JP6860883B2 - フレキシブルフラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルフラットケーブルに関し、特に屈撓した領域が連続的に移動するように使用されるフレキシブルフラットケーブルに適用して有効な技術に関するものである。

今日、デジタルカメラ、プリンタ、携帯電話機、パソコン等の各種外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等）などの各種機器の配線材として、フレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ：ＦＦＣ）が用いられている。

このフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された複数の平板状の導体の両面を、接着剤層の形成されたポリエチレンテレフタレート等の絶縁性を有する樹脂フィルム（絶縁フィルム）で被覆した構造となっている。具体的には、フレキシブルフラットケーブルの両端部において露出した導体を、プリント基板に取り付けられる嵌合型コネクタの端子部（コンタクト）に挿入し、その後、コネクタのロック機構部を閉じることで、コネクタの端子部の先端部がフレキシブルフラットケーブルの導体に接触する。

さて、このようなフレキシブルフラットケーブルは、前述した機器以外にも、自動車や車両、重機器、飛行機などのシートや収容ボックスなど、スライドする機器（以下、単に「スライド機器」という。）に対する電源供給や信号通信のための配線材としても使用されている。これは、例えば自動車のシートでは、電動でシート位置を調整する機能（パワーシート）、シートを暖める機能（シートヒータ）、シートから冷風が吹き出す機能（ベンチレーションシート）、マッサージを行う機能（マッサージシート）といった電気的動作を要する様々な機能が導入されているからである。

そして、スライド機器の接続用としてのフレキシブルフラットケーブルは、上方に向けて開口したスライドレール内に沿わせて配置したり、スライド機器周辺の余剰スペースに配置している。

なお、フレキシブルフラットケーブルをスライド機器の接続に用いた技術としては、例えば特許文献１（特開２００４−２４８４３１号公報）や特許文献２（特開２００４−３１２８４６号公報）に記載されたものがある。これらの特許文献には、スライド機器のスライドに伴って生じるフラットケーブルの余長をＵ字状に曲げて折り返すことにより吸収する技術が開示されている。

特開２００４−２４８４３１号公報 特開２００４−３１２８４６号公報

フレキシブルフラットケーブルをスライドレール内に沿わせて配置する場合には、当該フレキシブルフラットケーブルを折り曲げて（つまり、屈撓領域を形成して）スライドレール内に収めている。そして、接続されたスライド機器がスライドレール上をスライドするのに伴って、フレキシブルフラットケーブルの屈撓領域が連続的に移動するようにしている。このように、スライドレール内に配置したフレキシブルフラットケーブルには、直線領域と屈撓領域とが形成される。

このとき、フレキシブルフラットケーブルの直線領域と屈撓領域とでは反力に差があり、フレキシブルフラットケーブルの占有空間を狭めるために屈撓領域の形状を小さくすれば、それだけ当該屈撓領域の反力は直線領域と比較して相対的に大きくなる。すると、反力のバランスが崩れてフレキシブルフラットケーブルが歪んだりスライドレールから飛び出てしまう。

これを回避するには、フレキシブルフラットケーブルを構成する樹脂フィルムを柔軟性のある材料に変更したり薄くすることで可撓性を向上させ、屈撓領域の反力を小さくして飛び出しを防止することが考えられる。

しかしながら、このようなフレキシブルフラットケーブルでは、直線領域の可撓性も向上するためにスライド機器のスライドという外力に対して可撓性の向上した直線領域が変形し、屈撓領域の移動が繰り返されることで直線領域において応力が集中して耐用回数の低下を招く。

フレキシブルフラットケーブルの直線領域が変形しないようにテンションを付与する部材を設けたり、変形を規制する部材を設けたりすることもできるが、これでは、部品点数や組立コストが増加することになるために望ましくない。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、屈撓領域の形状を小さくして当該屈撓領域が連続的に移動するように繰り返し使用しても直線領域が変形しないフレキシブルフラットケーブルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、 所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材に接合され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、を備え、前記板状構造体は、幅方向の一方端が前記絶縁部材に接合され、幅方向の中間に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材から見て谷折りに屈曲した断面形状である、ことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、 前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材に接合され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、を備え、前記板状構造体は、 幅方向の両端に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材にそれぞれ接合され、幅方向の中間と前記絶縁部材との間に空間が形成された断面形状である、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、 前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材と一体形成され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、上記請求項３記載の発明において、前記板状構造体は、幅方向の一方端で前記絶縁部材と一体になり、幅方向の中間に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材から見て谷折りに屈曲した断面形状である、ことを特徴とする。

本発明によれば、板状構造体に形成された屈曲部は、直線領域では屈曲した形状を保って屈曲強度が向上し、屈撓領域では、ケーブル本体の幅方向に広がるように弾性変形して可撓性が向上する。これにより、屈撓領域の形状を小さくして屈撓領域が連続的に移動するように繰り返し使用しても、直線領域が変形しないフレキシブルフラットケーブルが得られる。

本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す斜視図である。 図１のフレキシブルフラットケーブルに屈撓領域を形成した状態を示す斜視図である。 （ａ）は図２のフレキシブルフラットケーブルの直線領域を示す断面図、（ｂ）は図２のフレキシブルフラットケーブルの屈撓領域を示す断面図である。 図１のフレキシブルフラットケーブルに屈撓領域を形成し、スライド機器と接続してスライドレール内に配置した状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルについて、（ａ）は直線領域を示す断面図、（ｂ）は屈撓領域を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルについて、（ａ）は直線領域を示す断面図、（ｂ）は屈撓領域を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルについて、（ａ）は直線領域を示す断面図、（ｂ）は屈撓領域を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルについて、（ａ）は直線領域を示す断面図、（ｂ）は屈撓領域を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルについて、（ａ）は直線領域を示す断面図、（ｂ）は屈撓領域を示す断面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す斜視図、図２は図１のフレキシブルフラットケーブルに屈撓領域を形成した状態を示す斜視図、図３（ａ）は図２のフレキシブルフラットケーブルの直線領域を示す断面図、（ｂ）は図２のフレキシブルフラットケーブルの屈撓領域を示す断面図、図４は図１のフレキシブルフラットケーブルに屈撓領域を形成し、スライド機器と接続してスライドレール内に配置した状態を示す斜視図である。

図１および図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ：ＦＦＣ）１は、所定の間隔を開けて並列に配置された複数の導体１１と、これら複数の導体１１の両端部分（端末部）を露出して他の部分を両側から被覆する長尺状の絶縁フィルム１２（絶縁部材）とで構成されるケーブル本体１０を有している。

電源供給のための電源線や信号（画像信号、映像信号、音声信号、制御信号など）通信のための信号線である導体１１は屈撓性のある平板状の軟銅箔からなり、２枚の絶縁フィルムで両面から挟まれて複数本が一括して被覆されている。なお、絶縁フィルム１２は、導体１１側に接着剤層が形成された例えばポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）のフィルムからなり、導体１１を挟んでフィルム同士をラミネート加工したものである。

また、端末部は、図示しないコネクタに挿入するために、例えば厚いＰＥＴフィルムなどからなる補強板１３で補強されている。

このような構成を有するケーブル本体１０のほぼ全長にわたって、熱融着によって絶縁フィルム１２に接合された板状構造体２０が設けられている。板状構造体２０には、ケーブル本体１０の長さ方向に伸びる屈曲部２１が形成されている。図示する場合には、屈曲部２１は、板状構造体２０の幅方向の断面で見たときに、両側がケーブル本体１０から離間するように湾曲した形状となっている。そして、この両側の屈曲部２１の間に位置する平坦な領域が絶縁フィルム１２に接合されている（図３（ａ)参照）。

なお、導体１１、絶縁フィルム１２、補強板１３、板状構造体２０などフレキシブルフラットケーブル１を構成する材料は本実施の形態に示すものに限定されるのもではなく、各部材に求められる機能を有する様々な材料が適用可能である。また、絶縁フィルム１２と板状構造体２０との接合は熱融着に限定されるものではなく、例えば接着剤やテープによる接合であってもよい。

さて、以上の構成を有するフレキシブルフラットケーブル１において、図２および図３（ａ）に示すように、板状構造体２０に形成された屈曲部２１は、直線領域Ｓでは屈曲した形状を保っている。これに対して、図２および図３（ｂ）に示すように、フレキシブルフラットケーブル１を屈撓することにより形成される屈撓領域Ｒでは、ケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形してほぼフラットになる。

このようなフレキシブルフラットケーブル１の一方側を固定し、他方側を長さ方向に動かして屈撓領域Ｒを連続的に移動させると、屈撓領域Ｒから直線領域Ｓへと移行した箇所では、それまでフラットになっていた板状構造体２０の幅方向両側が湾曲に復帰して屈曲部２１が形成される。一方、直線領域Ｓから屈撓領域Ｒへ移行した箇所では、それまで屈曲していた板状構造体２０の幅方向両側（つまり屈曲部２１）がケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形してフラットになる。

そして、直線領域Ｓでは板状構造体２０に形成された屈曲部２１によって屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは板状構造体２０の屈曲部２１が弾性変形してケーブル本体１０の幅方向に広がってフラットになることで可撓性が向上する。

したがって、ケーブル本体１０の長さ方向に伸びる屈曲部２１が形成された板状構造体２０を備えた本実施の形態のフレキシブルフラットケーブル１によれば、屈撓領域Ｒの形状を小さくして屈撓領域Ｒが連続的に移動するように繰り返し使用しても、直線領域Ｓが変形することはなくなる。

本実施の形態のフレキシブルフラットケーブル１に屈撓領域Ｒを形成し、スライド機器３と接続してスライドレール２内に配置した状態を図４に示す。

図４において、スライドレール２は、断面が逆凸状で上方に向けて開口した形状を呈する直線状のレールであり、２箇所の上端部は、長手方向にわたって内側に向けて直角に折れ曲がった離脱防止片２ａが形成されている。また、スライド機器３は、その脚部３ａが図示しないベアリングやローラなどを介してスライドレール２に嵌め込まれている。これにより、スライド機器３は、ベアリングの転動やローラの回転などによってスライドレール２上を移動する。

また、フレキシブルフラットケーブル１は、スライドレール２内に沿うようにして敷設されており、一方の端末部はスライド機器３に設けられたコネクタに嵌合され、他方の端末部はスライド機器３に電源を供給したり信号通信を行うための電気機器（図示せず）に設けられたコネクタに嵌合されている。

なお、図４に示す場合には、スライド機器３がスライドレール２の上に載った状態に設置されているが、両者の位置関係はこれに限定されるものではなく、例えば、図４からスライド機器３を横に倒した状態や両者の位置を逆にした状態などで設置することもできる。

図４に示すように、フレキシブルフラットケーブル１には、スライド機器３がスライドレール２上をスライド移動できるように、屈撓領域Ｒが形成されて当該屈撓領域Ｒを介して折り返され、２箇所の直線領域Ｓが上下に対向するような形状で配置されている。

そして、一端が当該スライド機器３に取り付けられたフレキシブルフラットケーブル１は、スライド機器３がスライドレール２上をスライド移動することで屈撓領域Ｒが連続的に移動するように変形し、これに伴って、板状構造体２０の屈曲部２１が前述のように変形して、直線領域Ｓでは屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは可撓性が向上する。

したがって、屈撓領域Ｒの形状を小さくしても直線領域Ｓが変形することはなくなるので、フレキシブルフラットケーブル１をスライドレール２に敷設する場合、レールとしての機能や信頼性は維持しつつ、スライドレール２の厚みを薄くすることによる小型化が可能になる。

さて、以上において説明したフレキシブルフラットケーブル１では、板状構造体２０が絶縁フィルム１２に接合されていたが、板状構造体２０はケーブル本体１０の長さ方向に沿って絶縁フィルム１２と一体形成されていてもよい。そして、このときの板状構造体２０は、ケーブル本体１０の長さ方向に伸びて前述のように弾性変形する屈曲部２１が形成されている限り、様々の形状を採用することができる。

一例を挙げると、図５に示すように、板状構造体２０が幅方向の一方端で絶縁フィルム１２と一体になっており、幅方向の中間に位置する屈曲部２１が絶縁フィルム１２から見て谷折りに屈曲した断面形状を採用することが考えられる。このとき、屈曲部２１は、直線領域Ｓでは、図５（ａ）に示すように屈曲した状態となって屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは、図５（ｂ）に示すように、ケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形して可撓性が向上する。

また、板状構造体２０が絶縁フィルム１２に接合されたフレキシブルフラットケーブル１でも、当該板状構造体２０は、前述した図１〜図４に示す形状に限定されるものではなく、ケーブル本体１０の長さ方向に伸びて前述のように弾性変形する屈曲部２１が形成されている限り、様々の形状を採用することができる。

例えば、図１〜図４に示した板状構造体２０では、幅方向の断面で見たときに、湾曲した屈曲部２１が両側に形成され、屈曲部２１の間に位置する領域が絶縁フィルム１２に接合された形状になっているが、屈曲部２１は湾曲していなくてもよい。つまり、本願における屈曲部２１には、円弧状などの湾曲した形状のみならず、折れ曲がった形状も含まれる（図５〜図９参照）

また、湾曲した屈曲部２１については、図１や図２に示すように２箇所に形成されている必要はなく、１箇所であってもよい。この場合、湾曲した屈曲部２１の形成箇所は、幅方向の端部でもよいが、幅方向の中央部や全体（つまり、幅方向の断面で見たときに全体が湾曲した形状）でもよい。

また、図６に示すように、幅方向の中間に位置する屈曲部２１が絶縁フィルム１２に接合され、その両側が絶縁フィルム１２から離間した断面形状を採用することが考えられる。このとき、屈曲部２１はケーブル本体１０の長さ方向に沿った直線状になる。そして、当該屈曲部２１は、直線領域Ｓでは、図６（ａ）に示すように屈曲した状態となって屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは、図６（ｂ）に示すように、ケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形して可撓性が向上する。

さらに、板状構造体２０の絶縁フィルム１２に対する接合位置は板状構造体２０の幅方向の中間ではなく、図７に示すように、幅方向の一方端でもよい。この場合、屈曲部２１は幅方向の中間に位置するようになり、また、絶縁フィルム１２から見て谷折りに屈曲した断面形状となる。このような形状の板状構造体２０においても、屈曲部２１は、直線領域Ｓでは、図７（ａ）に示すように屈曲した状態となって屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは、図７（ｂ）に示すように、ケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形して可撓性が向上する。

なお、板状構造体２０の絶縁フィルム１２に対する接合位置を板状構造体２０の幅方向の一方端にした場合、幅方向の反対側は図７に示す形状に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、絶縁フィルム１２の幅方向の端部と合流する形状にしたり、図８に示すように、絶縁フィルム１２から離間した形状にしてもよい。

さらに、板状構造体２０の絶縁フィルム１２に対する接合位置は、板状構造体２０の幅方向の両端でもよい。このような接合位置では、図９に示すように、板状構造体２０の幅方向の中間と絶縁フィルム１２との間に空間が形成された断面形状となる。このときも、屈曲部２１は、直線領域Ｓでは、図９（ａ）に示すように屈曲した状態となって屈曲強度が向上し、屈撓領域Ｒでは、図９（ｂ）に示すように、ケーブル本体１０の幅方向に広がるように弾性変形して可撓性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、以上の説明では、板状構造体２０はケーブル本体１０の片面に設けられているが、両面に設けられていてもよい。また、板状構造体２０がケーブル本体１０のどちらの面に設けられていても、フレキシブルフラットケーブル１を屈撓させる方向に制約はなく、屈撓領域Ｒで板状構造体２０が外側になるように屈撓させても、内側になるように屈撓させてもよい。

また、板状構造体２０はケーブル本体１０の長さ方向に沿って設けられていればよく、ケーブル本体１０の全長にわたって設けられていなくてもよい。すなわち、フレキシブルフラットケーブル１を装着した場合に屈撓領域Ｒが形成される範囲が予め分かっている場合などでは、その範囲内だけに板状構造体２０を設けることができる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルは、スライドレールに敷設して用いるだけではなく、各種電子機器や産業機器など広範囲にわたる電気的接続のための配線材として用いることができる。

１ フレキシブルフラットケーブル
２ スライドレール
２ａ 離脱防止片
３ スライド機器
３ａ 脚部
１０ ケーブル本体
１１ 導体
１２ 絶縁フィルム（絶縁部材）
１３ 補強板
２０ 板状構造体
２１ 屈曲部
Ｒ 屈撓領域
Ｓ 直線領域

Claims (4)

1. 所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、
   前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材に接合され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、
   を備え、
   前記板状構造体は、
   幅方向の一方端が前記絶縁部材に接合され、幅方向の中間に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材から見て谷折りに屈曲した断面形状である、
   ことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
2. 所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、
   前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材に接合され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、
   を備え、
   前記板状構造体は、
   幅方向の両端に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材にそれぞれ接合され、幅方向の中間と前記絶縁部材との間に空間が形成された断面形状である、
   ことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
3. 所定間隔を開けて並列に配置された平板状の複数の導体、および前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれらを被覆する長尺状の絶縁部材を備えたケーブル本体と、
   前記ケーブル本体の長さ方向に沿って設けられて当該ケーブル本体の長さ方向に伸びる屈曲部が形成されるとともに前記絶縁部材と一体形成され、前記ケーブル本体の屈撓領域では弾性変形して当該ケーブル本体の幅方向に広がる板状構造体と、
   を備えたことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
4. 前記板状構造体は、
   幅方向の一方端で前記絶縁部材と一体になり、幅方向の中間に位置する前記屈曲部が前記絶縁部材から見て谷折りに屈曲した断面形状である、
   ことを特徴とする請求項３記載のフレキシブルフラットケーブル。

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