JPH07118225B2 - フラットケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は，複数の信号線を備え電子機器に接続されるフ
ラットケーブルに関する。

［従来の技術］ 従来、この種のフラットケーブルは電子機器を駆動制御
する微弱な制御信号の経路となるものであるため、フラ
ットケーブルの各信号線は、その直径が細径でインピー
ダンスが高い。しかも、各所に点在する電子機器相互を
接続する都合上、フラットケーブルは、全長の長い信号
線の集合体となっている。このため、フラットケーブル
がアンテナとして作用し、電磁波ノイズが乗りやすい。

従って、フラットケーブルを電磁波ノイズの発生源であ
る電子機器から遠ざけて配置したり、各電子機器毎に電
磁波シールドがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、電磁波ノズルの発生源をフラットケーブル
から遠ざけたり、シールドしたりして、電磁波ノイズの
悪影響を回避したとしても、次のような問題点が残され
ており充分とは言えない。

まず第１に、フラットケーブルを電子機器から遠ざけな
ければならないため、フラットケーブルを用いた各種装
置、例えば電子タイプライタ、プリンタ等の設計に制約
を受けその自由度が低下する。

更に、近年になってこのような各種装置ではマイクロコ
ンピュータが多用されており、このマイクロコンピュー
タの処理速度を上げるためクロック周波数も高い値に設
定されている。又、マイクロコンピュータの使用個数も
増加する傾向にある。この結果、電磁波ノイズが増大す
るとともに、その発生源も増加することになり、各発生
源をシールドする費用が高額となっている。

本発明は上記問題点を解決するためになされ、その目的
は、フラットケーブルに及ぼす電磁波ノズルの悪影響を
容易かつ安価に回避することができ、各種装置の設計の
自由度の増大をもたらすフラットケーブルを提供するこ
とである。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の採用した手段は、 複数の信号線を互いに絶縁して帯状に列設したフラット
ケーブルにおいて、 前記フラットケーブル外周に、 炭化水素の熱分解による気相法によって生成され、かつ
高融点金属及び／又は該金属の化合物の超微細粉末を成
長開始部として成長させた炭素繊維が加用された導電性
塗料を塗布した ことを特徴とするフラットケールブをその要旨とする。

［作用］ 本発明に用いる炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系炭
素繊維又はピッチ系炭素繊維と異なり、高融点金属及び
／又はその化合物の超微細粉末の直径と略等しい微小直
径のウィスカ状として生成されるものである。このた
め、合成樹脂のバインダ等との密着性、分散性に優れ、
加用される合成樹脂のあらゆる部位にいき渡り均一に保
持される。又、本発明に用いる炭素繊維は、その規則正
しい黒鉛結晶層に基づき小さな電気抵抗率を備え、導電
性に優れている。

そして、このような炭素繊維が導電性フィラーとしてバ
インダ、溶剤、添加剤等と加用された導電性塗料は、バ
インダの硬化、凝集及び溶剤の蒸発後、鎖状に連結した
上記ウィスカ状の炭素繊維からなる導電層をフラットケ
ーブル外周に形成する。この導電層は互いに絶縁された
各信号線と外部空間とを電磁気的に遮断する。即ち、電
磁シールドの作用を奏する。

特に、本発明に用いる「気相法によって生成・成長させ
た炭素繊維」は、上述の如き優れた密着性・分散性・導
電性を有するため、例えば、金属系導電フィラーを採用
した場合よりも、導電性フィラーの分散性が高く、導電
性塗料の粘度をより低くすることができ、また、一般的
な炭素繊維やカーボンブラックを採用した場合に比べて
も、導電性フィラーの分散性が高く、且つ、同一濃度の
場合、粘度の低い導電性塗料を得ることができる。その
ため、フラットケーブル外周により薄い塗膜を形成でき
る。導電性フィラーの分散が均一であるため、薄い塗膜
でも所期の電磁波シールド効果を得ることができ、その
ため、フラットケーブルの柔軟性が損なわれず、フラッ
トケーブルに対する導電性塗料の密着性も良好になる。

より詳しく説明すると、導電性塗料の導電性フィラーと
して、例えば金属粉等といった金属系導電性フィラーを
採用した場合、導電性フィラーの比重がきわめて大きい
ことが原因で、塗料内で導電性フィラーが沈降・分離し
やすくなる。これを防ぐには塗料に高粘度のバインダ等
を加えざるを得ず、結果として塗料の粘度は高くなる。
この様な導電性塗料では、フラットケーブルの外周に塗
布した場合にどうしても塗膜が厚くなるため、フラット
ケーブルの柔軟性は損なわれ、しかも、厚塗りされた塗
膜は剥がれ落ちやすい密着性のないものとなる。

また、一般的な炭素繊維やカーボンブラックは比重が小
さいため、金属系導電性フィラーに比べれば塗料内で沈
降・分離しにくいが、一般的な炭素繊維やカーボンブラ
ックは、気相成長の炭素繊維に比較して塗料内での分散
性が良くないため、塗料に添加してフラットケーブルの
外周に塗布した場合、塗膜中に炭素繊維が偏在しやすく
なる。そのため、所期の電磁波シールド効果を得るに
は、炭素繊維の分布が最も少ない部分でも十分なシール
ド効果が得られる様にする必要が生じ、それには過剰気
味に導電性塗料を塗らざるを得ず、結果として、やはり
塗膜が厚くなる。そのため、フラットケーブルの柔軟性
が損なわれると共に、厚塗りされた塗膜は剥がれ落ちや
すい密着性のないものとなる。

これに対し、本願発明においては、フラットケーブル外
周に塗布する導電性塗料に加用する導電性フィラーとし
て、「気相法によって生成・成長させた炭素繊維」を採
用したことにより、塗料の粘度が他の導電性フィラーの
場合より低くなると同時に、良好な分散性が確保される
ので、薄く導電性フィラーが均一に分散した塗膜を作る
ことができる。したがって、フラットケーブルの柔軟性
を妨げずに、且つ塗膜の剥離をも防止できる。

なお、塗膜を薄く形成できることにより、塗布作業が容
易になる分、生産性が向上し、塗布量が少なくて済む
分、生産コストを抑えることもできる等といった副次的
な効果もある。

なお、上記導電層の導電性は、溶剤の蒸発後に導電性フ
ィラーである炭素繊維が鎖状に連結することによって付
与されるものである。このため、炭素繊維が相互に接触
するに必要な所定量加用されると、導電層の電気抵抗率
は炭素繊維単体の抵抗率と近い値となる。そして、この
所定量は、蒸発成分を除いた導電性塗料の30体積％程度
の値である。換言すると、炭素繊維の加用量は、蒸発成
分を除いた導電性塗料の30体積％程度を越える値であれ
ば好ましいといえる。又、バインダは乾燥、硬化条件等
によって決定され、エポキシ，フェノール，アクリル，
ウレタン等の各種合成樹脂を適宜用いれば良い。加え
て、炭素繊維の分散性向上のための分散剤、接着強度向
上のための補強剤等を添加しても良いことはもちろんで
ある。

更に、本発明に用いる炭素繊維の高融点金属は、炭化水
素の熱分解の温度である950ないし1300℃において気化
しない金属であって、Ti,Zr等の周期律表の第4a族、V,N
b等の第5a族、Cr,Mo等の第6a族、Mn等の第7a族、Fe,Co
等の第８族の元素が適し、特に望ましいのはFe,Co,Ni,
V,Nb,Ta,Ti,Zrである。そして，かかる金属の化合物に
はその酸化物、窒化物、その他塩類がある。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。第１図
は、実施例のフラットケーブル１の斜視図である。

フラットケーブル１は、平行に配列された複数本（本実
施例では８本）の銅線の信号線３と、各信号線３を相互
に絶縁被覆する絶縁層５と絶縁層５の外周の全域にわた
って形成される導電層７とから構成されている。このよ
うなフラットケーブル１は、例えば次のようにして製造
される。

まず、信号線３を帯状の金型内で同一平面上に平行に並
べ、この金型に塩化ビニル、ポリエステル、ポリイミド
樹脂等の絶縁性樹脂を注入し絶縁層５を形成する。次い
で、金型から取り出し、絶縁層５の外周全域にわたって
下記の導電性塗料を塗布し、この塗料の乾燥、硬化を経
て導電層７を絶縁層５の外周表面に形成する。

又、同一平面上に平行に並べた各信号線３を２枚の絶縁
性フィルムによってサンドイッチ状に接着固定し、この
絶縁性フィルムに導電層７を形成しても良いのはもちろ
んである。

導電層７を形成するための導電性塗料はアクリル樹脂の
バインダと、周知の溶剤、添加剤及び補強剤等と、950
℃〜1300℃の炉内でベンゼンを熱分解する気相法によっ
て生成され、かつ粒径0.02μｍ〜0.03μｍの鉄粉末を成
長開始部として成長させた直径0.1μｍ〜0.5μｍ、長さ
0.1〜1mmの炭素繊維とからなり、この炭素繊維を溶剤等
の蒸発成分を除いた導電性塗料の20体積％含有してい
る。この炭素繊維単体の電気抵抗率は0.001Ω・cmと小
さいため、バインダの硬化、溶剤の蒸発後に形成される
導電層７は、上記炭素繊維の低電気抵抗率に基づき0.9
Ω・cmと小さな電気抵抗率を備え、導電性に優れたもの
となる。

上記構成のフラットケーブル１は絶縁層５及び導電層７
自身の柔軟性を維持しているので、配線のコンパクト化
及び軽量化、誤配線の低減及び信頼性の向上等といった
従来品と同様の利点を持つ合わせている。そして、両端
に接続されるコネクタを介して、又は、ハンダ付けによ
り直接電子機器に接続され配線として使用される。

更に、フラットケーブル１はその外周に、ウィスカ状で
低抵抗率の炭素繊維に基づき良導電性の付与された導電
層７を備えているので、各信号線３は電磁気的に外部よ
り遮断されている。このため、電磁波ノイズが各信号線
３に乗ることはなくフラットケーブル１がアンテナとし
て作用することはない。従って、本実施例のフラットケ
ーブル１を用いれば、電磁波ノイズの発生源である電子
機器毎にシールドしたり、電子機器とフラットケーブル
との接近状態等を考慮する必要がなくなるので、電磁波
ノイズの悪影響を容易かつ安価に回避でき、しかも電子
タイプライタ等の各種装置の設計の自由度を拡大するこ
とが可能となる。又、導電層を、塗布という容易な行程
で形成することができる。

更に、上記構成のフラットケーブル１を次のようにして
使用することもできる。即ち、フラットケーブル１の両
端にコネクタを接続するとともに、導電層７をコネクタ
に含まれているアース用ピンと導通させる。すると、導
電層７がフラットケーブル１によって接続される両端の
電子機器のアース用配線となる。このような構成によっ
て、前述したように各信号線３が外部と電磁気的に遮断
されるのはもちろんのこと、次のような効果が明らかで
ある。即ち、アース用配線が外来電磁波の電気エネルギ
の吸収、反射に適したものとなるので、電気エネルギの
グランドレベルの外来電磁波に基づく変動が、小さくな
る。このため、アース用配線を基準とした各信号線３の
電気エネルギレベルが所定の値に維持されることによ
り、より一層両端の電子機器の誤動作の防止が可能とな
る。

又、本発明は上記実施例における炭素繊維の加用量と異
なるものでも良い。より詳述すると、蒸発成分を除いた
導電性塗料の30体積％を越える炭素繊維を加用した場合
には、導電層の抵抗率は炭素繊維単体の抵抗率と略等し
くなる。しかし、30体積％を越えて炭素繊維を加用する
につれて、炭素繊維の連結，交差の度合が増し、その結
果生じる炭素繊維による格子の大きさが小さく変化して
行く。従って、上記30体積％を越える範囲で炭素繊維の
加用量を発生する電磁波ノイズの周波数によって変更す
れば、よりきめ細かい電磁波ノイズ対策が可能となる。

発明の効果 以上、実施例を含めて詳述したように、本発明のフラッ
トケーブルは、その外周に、良導電性の炭素繊維を導電
性フィラーとする導電性塗料の塗布により導電層が形成
されるので電磁波ノイズの乗るアンテナとして作用する
ことがない。このため、電磁波ノイズの発生源毎のシー
ルド等を必要としない。従って、本発明のフラットケー
ブルは、電磁波ノイズの悪影響を容易かつ安価に回避す
ることができ、各種装置の設計の自由度の拡大が可能な
フラットケーブルとなる。

特に、本発明では、フラットケーブル外周に導電層を形
成するに当たって、炭素水素の熱分解による気相法によ
って生成され、かつ高融点金属及び／又は該金属の化合
物の超微粉末を成長開始部として成長させた炭素繊維が
加用された導電性塗料を採用したので、導電性塗料の粘
度が低くなり、より薄い均一な塗膜を形成できるので、
十分な電磁波シールド効果を確保しながら、フラットケ
ーブルの柔軟性を損なわず、フラットケーブルに対する
塗料の密着性も良好になるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のフラットケーブルの斜視
図である。 １……フラットケーブル ３……信号線 ５……絶縁層 ７……導電層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の信号線を互いに絶縁して帯状に列設
   したフラットケーブルにおいて、 前記フラットケーブル外周に、 炭化水素の熱分解による気相法によって生成され、かつ
   高融点金属及び／又は該金属の化合物の超微細粉末を成
   長開始部として成長させた炭素繊維が加用された導電性
   塗料を塗布した ことを特徴とするフラットケーブル。