DE112020000425T5

DE112020000425T5 - Geschirmtes Kommunikationskabel

Info

Publication number: DE112020000425T5
Application number: DE112020000425.2T
Authority: DE
Inventors: Toru Shimizu; Takaki Endo; Ryoma Uegaki; Kenichiro Iwama; Kinji Taguchi; Satoshi Okano
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP7359279B2; CN113348522B; CN113348522A; JP7168004B2; WO2020149202A1; US20210398710A1; JPWO2020149202A1; US12020834B2; JP2022186946A

Abstract

Es wird ein geschirmtes Kommunikationskabel offenbart, das ein paralleles elektrisches Kabel enthält, welches ein Paar isolierter Drähte enthält, die zueinander parallel angeordnet sind, ohne verdrillt zu sein. Das geschirmte Kommunikationskabel weist sehr gute Geräuschabschirmfähigkeit auf und erzeugt kaum Signallaufzeitdifferenz. Das geschirmte Kommunikationskabel 1 enthält ein paralleles elektrisches Kabel 10, das ein Paar isolierter Drähte 11 enthält, die zueinander parallel angeordnet sind. Jeder der isolierten Drähte 11 enthält einen Leiter 12 und eine Isolierbeschichtung 13, die den Leiter 12 bedeckt. Ein geflochtener Schirm 20, der miteinander verflochtene Elementardrähte enthält, und ein folienförmiger Schirm 30, der eine Metallfolie enthält, sind an einem Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 11 angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein geschirmtes Kommunikationskabel.
STAND DER TECHNIK
Auf Gebieten wie der Kraftfahrzeugtechnik besteht zunehmend Bedarf an Hochgeschwindigkeitskommunikation. Für eine Kommunikation mithilfe differentieller Signale kommen in einem Hochgeschwindigkeitskommunikationssystem verbreitet Kommunikationskabel zum Einsatz, die paarweise, isolierte Drähte enthalten. Als solche Kommunikationskabel, die für die Kommunikation mithilfe von differentiellen Signalen verwendet werden, sind verdrillte Drahtpaare bekannt, die miteinander verdrillte, paarweise, isolierte Drähte enthalten, welche jeweils einen Leiter und eine Isolierbeschichtung enthalten, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wie im Patentdokument 1 offenbart. Die Verwendung der verdrillten Drahtpaare verstärkt die Aufhebung von externem Gleichtaktrauschen und die Stabilisierung der Kommunikation.
LISTE ZITIERTER DRUCKSCHRIFTEN
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: JP 2005 - 032583 A
Für die neuere Hochgeschwindigkeitskommunikation besteht Bedarf an Kommunikation im Hochfrequenzband, etwa im GHz-Band. Die Verwendung der verdrillten Drahtpaare, wie im Patentdokument 1 offenbart, kann durch die periodische Verdrillungsstruktur der Drähte eine Signaldämpfung im Hochfrequenzband verursachen.
Im Fall, dass die paarweisen, isolierten Drähte nicht verdrillt, sondern zueinander parallel angeordnet sind, ist eine Größenordnung der Signaldämpfung auch im Hochfrequenzband niedrig. Da die paarweisen, isolierten Drähte jeweils nicht verdrillt sind, wird jedoch die relative Position zwischen den Kabeln verändert, wenn das Kommunikationskabel etwa gebogen wird. Auswirkungen von externem Rauschen auf das Kabel sind somit wahrscheinlich, und es tritt leicht eine Signallaufzeitdifferenz auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Angesichts des oben beschriebenen Problems ist eine Aufgabe der Offenbarung die Bereitstellung eines geschirmten Kommunikationskabels, das ein paralleles elektrisches Kabel enthält, welches ein Paar isolierter Drähte enthält, die zueinander parallel angeordnet sind, ohne verdrillt zu sein, das für externes Rauschen unanfällig ist und bei dem die Erzeugung einer Signallaufzeitdifferenz unwahrscheinlich ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Das geschirmte Kommunikationskabel gemäß der Offenbarung enthält ein paralleles elektrisches Kabel, das ein Paar isolierter Drähte enthält, die zueinander parallel angeordnet sind. Die isolierten Drähte enthalten jeweils einen Leiter und eine Isolierbeschichtung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt. Das geschirmte Kommunikationskabel enthält einen geflochtenen Schirm, der miteinander verflochtene Elementardrähte enthält, und einen folienförmigen Schirm, der eine Metallfolie enthält, an einem Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird das geschirmte Kommunikationskabel bereitgestellt, das ein paralleles elektrisches Kabel enthält, welches ein Paar isolierter Drähte enthält, die zueinander parallel angeordnet sind, ohne verdrillt zu sein, das für externes Rauschen unanfällig ist und bei dem die Erzeugung einer Signallaufzeitdifferenz unwahrscheinlich ist.
Figurenliste
1 ist eine perspektivische Außenansicht eines geschirmten Kommunikationskabels gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung.

2 ist eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Struktur, entlang der Linie A-A in 1 gesehen.
3 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines geschirmten Kommunikationskabels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines geschirmten Kommunikationskabels gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Beschreibung von Ausführungsformen der Offenbarung]
Es werden Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben. Ein geschirmtes Kommunikationskabel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein paralleles elektrisches Kabel, das ein Paar isolierter Drähte enthält, die zueinander parallel angeordnet sind. Die isolierten Drähte enthalten jeweils einen Leiter und eine Isolierbeschichtung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt. Das geschirmte Kommunikationskabel enthält einen geflochtenen Schirm, der miteinander verflochtene Elementardrähte enthält, und einen folienförmigen Schirm, der eine Metallfolie enthält, an einem Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels.
In dem geschirmten Kommunikationskabel sind die isolierten Drähte nicht verdrillt, sondern zueinander parallel angeordnet. Verglichen mit dem Fall verdrillter Drahtpaare, wird mit dem Kabel ohne Verdrillungsstruktur auch im Hochfrequenzband eine Verringerung der Signaldämpfung aufgrund der periodischen Struktur des Kabels, etwa von Resonanzerscheinungen, sichergestellt.
Das geschirmte Kommunikationskabel enthält den geflochtenen Schirm und den folienförmigen Schirm, und verglichen mit dem Fall einer alleinigen Verwendung des geflochtenen Schirms oder des folienförmigen Schirms weist das Kabel somit sehr gute Geräuschabschirmfähigkeit auf. Verglichen mit den verdrillten Drahtpaaren, die die paarweisen, isolierten Drähte miteinander verdrillt enthalten, sind die parallelen elektrischen Kabel rauschanfällig. Durch die Verwendung einer Kombination aus dem geflochtenen Schirm und dem folienförmigen Schirm kann mit dem parallelen elektrischen Kabel jedoch eine stabilisierte Kommunikation erreicht werden.
Die isolierten Drähte, die das parallele elektrische Kabel bilden, sind durch die doppelte Schirmstruktur zusammengebunden, die sich aus dem geflochtenen Schirm und dem folienförmigen Schirm zusammensetzt, welche am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels angeordnet sind. Infolgedessen tritt kaum ein Variieren der Beabstandung zwischen den isolierten Drähten auf, und die Symmetrie der isolierten Drähte kann leicht aufrechterhalten werden. Eine Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten wird somit unterdrückt. Da außerdem das externe Rauschen sich auf die beiden isolierten Drähte gleichmäßig auswirken kann, ist das geschirmte Kommunikationskabel weniger anfällig für externes Rauschen und unterliegt nur geringem Einfluss durch das Rauschen. Dies ermöglicht es, die Erzeugung von Induktionsrauschen oder Resonanzerscheinungen zu unterdrücken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das geschirmte Kommunikationskabel bevorzugt den geflochtenen Schirm und den folienförmigen Schirm am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels, von einer Innenseite des Kabels aus in dieser Reihenfolge. Mit dieser Anordnung weist der geflochtene Schirm insbesondere eine sehr gute Eigenschaft zum Befestigen der isolierten Drähte auf, so dass eine relative Verlagerung der isolierten Drähte verhindert wird. Die Anordnung ist insbesondere dazu wirksam, die Laufzeitdifferenz aufgrund einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten zu unterdrücken und die Auswirkungen von externem Rauschen zu verringern. Da das parallele elektrische Kabel durch den geflochtenen Schirm mit geräuschabschirmender Wirkung gebunden ist, kann, verglichen mit dem Fall einer Verwendung anderer Bindeelemente wie etwa Isolierbandmaterialien zum Binden des parallelen elektrischen Kabels, der Durchmesser des geschirmten Kommunikationskabels reduziert und die Struktur des Kommunikationskabels vereinfacht werden, was eine sehr gute Produktivität des Kabels ergibt.
Die isolierten Drähte des parallelen elektrischen Kabels sind bevorzugt miteinander verschmolzen oder zusammengebunden. Mit dieser Anordnung wird eine Positionsverlagerung zwischen den isolierten Drähten verhindert. Die Anordnung ist insbesondere wirksam zur Unterdrückung der Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten und zur Verringerung der Auswirkungen von externem Rauschen.
Der isolierte Draht enthält bevorzugt eine Verschmelzungsschicht, die mit Wärme schmelzbar ist, am Außenumfang der Isolierbeschichtung, und die isolierten Drähte sind bevorzugt über die Verschmelzungsschichten miteinander verschmolzen. Besonders bevorzugt enthält die Verschmelzungsschicht einen thermoplastischen Kunststoff. In diesen Fällen kann eine Verformung der Isolierbeschichtung in dem Verschmelzungsprozess für die isolierten Drähte unterdrückt werden, was zu sehr guter Symmetrie der isolierten Drähte führt. Die Anordnungen sind also insbesondere wirksam zur Unterdrückung der Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten und zur Verringerung der Auswirkungen von externem Rauschen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das geschirmte Kommunikationskabel bevorzugt den folienförmigen Schirm und den geflochtenen Schirm am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels, von einer Innenseite des Kabels aus in dieser Reihenfolge. Die isolierten Drähte sind bevorzugt innerhalb des folienförmigen Schirms relativ zueinander beweglich. Mit dieser Anordnung können sich die isolierten Drähte bei einer Biegung des geschirmten Kommunikationskabels innerhalb des folienförmigen Schirms relativ zueinander bewegen und die auf das Kommunikationskabel angewandte Last aufnehmen, so dass kaum ein Variieren der Beabstandung zwischen den isolierten Drähten auftritt. Infolgedessen weisen die isolierten Drähte sehr gute Symmetrie auf. Die Anordnung ist also insbesondere wirksam zur Unterdrückung der Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten und zur Verringerung der Auswirkungen von externem Rauschen. Verglichen mit dem Fall einer Verwendung anderer Bindeelemente wie etwa Isolierbandmaterialien zum Binden des parallelen elektrischen Kabels, kann mit dieser Anordnung, wenn das parallele elektrische Kabel durch den geflochtenen Schirm mit geräuschabschirmender Wirkung wirksam gebunden ist, der Durchmesser des geschirmten Kommunikationskabels reduziert und die Struktur des Kommunikationskabels vereinfacht werden, was eine sehr gute Produktivität ergibt.
[Details zu Ausführungsformen der Offenbarung]
Das geschirmte Kommunikationskabel gemäß Ausführungsformen der Offenbarung wird mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Im Folgenden werden die geschirmten Kommunikationskabel gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Offenbarung nacheinander in dieser Reihenfolge beschrieben.
[Gesamtstruktur]
Es werden gemeinsame Strukturen der geschirmten Kommunikationskabel gemäß den jeweiligen Ausführungsformen beschrieben.
Wie in 1 bis 4 gezeigt, enthält ein geschirmtes Kommunikationskabel 1 (oder 1A oder 1B; nachfolgend in dem Abschnitt zu der Gesamtstruktur gleich bezeichnet) ein paralleles elektrisches Kabel 10, das ein Paar isolierter Drähte 11 enthält, die zueinander parallel angeordnet sind. Jeder der isolierten Drähte 11 enthält einen Leiter 12 und eine Isolierbeschichtung 13, die den Leiter 12 bedeckt.
An einem Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 ist ein Schirmkörper 40 angeordnet. In dem Schirmkörper 40 sind ein geflochtener Schirm 20, der miteinander verflochtene Elementardrähte enthält, und ein folienförmiger Schirm 30, der eine Metallfolie enthält, laminiert. Von dem geflochtenen Schirm 20 und dem folienförmigen Schirm 30, die den Schirmkörper 40 bilden, bedeckt einer unmittelbar das parallele elektrische Kabel 10.
Das geschirmte Kommunikationskabel 1 enthält ferner einen Mantel 50, der den Schirmkörper 40 bedeckt. Der Mantel 50 ist aus einem isolierenden Material hergestellt und schützt das parallele elektrische Kabel 10, das innerhalb des Mantel 50 liegt.
(Struktur des parallelen elektrischen Kabels)
Die Materialien, Maße und dergleichen der jeweiligen isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, sind nicht im Detail spezifisch begrenzt, solange sie einander gleich sind. Der in dem isolierten Draht 11 enthaltene Leiter 12 kann auf geeignete Weise aus einem Metallmaterial wie etwa Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium und Aluminiumlegierung hergestellt sein. Die Isolierbeschichtung 13 kann auf geeignete Weise aus einem isolierenden Polymermaterial hergestellt sein.
Der Leiter 12 kann als einzelner Draht gebildet sein, der aus dem oben beschriebenen Metallmaterial hergestellt ist. Unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Biegsamkeit ist der Leiter 12 jedoch bevorzugt als verdrillter Draht gebildet, der mehrere miteinander verdrillte Elementardrähte enthält. Zur Bildung des verdrillten Drahtes sind gleiche Elementardrähte oder zwei oder mehr verschiedene Elementardrahttypen verwendbar.
Bevorzugt ist eine Leiterquerschnittsfläche des Leiters 12 kleiner als 0,22 mm² und weiter bevorzugt 0,15 mm² oder kleiner oder 0,13 mm² oder kleiner. Bevorzugt beträgt der Außendurchmesser des Leiters 12 0,55 mm oder weniger und weiter bevorzugt 0,50 mm oder weniger oder 0,45 mm oder weniger. Eine Reduzierung des Durchmessers des Leiters 12 verkürzt die Beabstandung zwischen den Leitern 12 (die Distanz zwischen den Mittelpunkten der jeweiligen Leiter 12) des parallelen elektrischen Kabels 10, was eine hohe Kennimpedanz des geschirmten Kommunikationskabels 1 ergibt. Auch wenn die Dicke der Isolierbeschichtung 13, die den Leiter 12 bedeckt, reduziert ist, kann also die für das geschirmte Kommunikationskabel 1 erforderliche Kennimpedanz aufgrund der reduzierten Beabstandung zwischen den Leitern 12 sichergestellt werden.
Bevorzugt hat der Leiter 12 eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder höher. Sofern der Leiter 12 eine hohe Zugfestigkeit hat, kann eine ausreichende Festigkeit für die Verwendung als elektrischer Draht auch bei einem reduzierten Durchmesser des Leiters 12 sichergestellt werden. Wie oben beschrieben, verkürzt die Reduzierung des Durchmessers des Leiters 12 die Beabstandung zwischen den Leitern 12 (die Distanz zwischen den Mittelpunkten der Leiter 12) der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, was eine hohe Kennimpedanz des geschirmten Kommunikationskabels 1 ergibt. Auch wenn die Dicke der Isolierbeschichtung 13, die den Leiter 12 bedeckt, reduziert ist, kann also die für das geschirmte Kommunikationskabel 1 erforderliche Kennimpedanz aufgrund der reduzierten Beabstandung zwischen den Leitern 12 sichergestellt werden.
Bevorzugt hat der Leiter 12 eine hohe Bruchdehnung von 7% oder höher. Wenn der Leiter 12 eine hohe Bruchdehnung hat, kann die Symmetrie der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, auch dann aufrechterhalten werden, wenn das parallele elektrische Kabel 10 gebogen wird. Die Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten 11 wird somit verhindert, und die Auswirkungen von externem Rauschen werden verringert.
Die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung des Leiters 12 sind in großem Maß durch die Zusammensetzung des Leiters 12 beeinflusst. Dabei sind Zugfestigkeit und Bruchdehnung verbesserbar, indem nach dem Drahtziehen eine Wärmebehandlung durchgeführt wird. Als Leiter 12 mit hoher Zugfestigkeit und hoher Bruchdehnung können als Beispiele die erste Kupferlegierung und die zweite Kupferlegierung genannt werden, die folgende Zusammensetzungen enthalten.
Die erste Kupferlegierung enthält die folgenden Zusammensetzungselemente und als Rest Cu sowie unvermeidbare Verunreinigungen:

·Fe: 0,05 Massenprozent oder höher und 2,0 Massenprozent oder niedriger
·Ti: 0,02 Massenprozent oder höher und 1,0 Massenprozent oder niedriger
Mg: 0 Massenprozent oder höher und 0,6 Massenprozent oder niedriger (einschließlich des Falls, dass in der Legierung kein Mg enthalten ist).

Die zweite Kupferlegierung enthält die folgenden Zusammensetzungselemente und als Rest Cu sowie unvermeidbare Verunreinigungen:

·Fe: 0,1 Massenprozent oder höher und 0,8 Massenprozent oder niedriger
P: 0,03 Massenprozent oder höher und 0,3 Massenprozent oder niedriger
·Sn: 0,1 Massenprozent oder höher und 0,4 Massenprozent oder niedriger

Beispiele für das in der Isolierbeschichtung 13 enthaltene isolierende Polymermaterial umfassen Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polytetrafluorethylen und Polyphenylensulfid. Die Isolierbeschichtung 13 kann nach Bedarf Zusätze wie etwa einen Füllstoff und ein Flammschutzmittel enthalten. Das in der Isolierbeschichtung 13 enthaltene isolierende Polymermaterial kann vernetzt sein oder nicht. Bei Verwendung eines vernetzten Polymermaterials kann die Wärmebeständigkeit der Isolierbeschichtung 13 verbessert werden.
Das in der Isolierbeschichtung 13 enthaltene Polymermaterial kann geschäumt sein oder nicht. Im Hinblick auf eine Gewichtsreduzierung für die Isolierbeschichtung 13 ist das Material bevorzugt geschäumt. Dagegen ist das Material im Hinblick auf eine Vereinfachung des Fertigungsprozesses für die Isolierbeschichtung 13 bevorzugt nicht geschäumt.
Im Hinblick auf eine Reduzierung des Durchmessers und eine Verbesserung der Biegsamkeit des isolierten Drahtes 11 beträgt die Dicke der Isolierbeschichtung 13 bevorzugt 0,30 mm oder weniger, weiter bevorzugt 0,25 mm oder weniger und noch weiter bevorzugt 0,20 mm oder weniger. Wenn die Isolierbeschichtung 13 zu dünn ist, kann die für das geschirmte Kommunikationskabel 1 erforderliche Kennimpedanz möglicherweise nur schwer sichergestellt werden. Somit beträgt die Dicke der Isolierbeschichtung 13 bevorzugt 0,15 mm oder mehr.
An dem isolierten Draht 11 sollte bevorzugt die Gleichmäßigkeit der Dicke der Isolierbeschichtung 13 um den Leiter 12 höher sein. Anders ausgedrückt, sollte die Dickenabweichung der Isolierbeschichtung 13 bevorzugt kleiner sein. In diesem Fall wäre die Exzentrizität des Leiters 12 geringer und somit die Symmetrie der Leiter 12 der isolierten Drähte 11 höher, wenn die isolierten Drähte 11 zueinander parallel angeordnet sind, um das parallele elektrische Kabel 10 zu bilden. Infolgedessen tritt kaum eine Signallaufzeitdifferenz auf, und das Kabel wird für externes Rauschen unanfällig, was eine verbesserte Übertragungscharakteristik des geschirmten Kommunikationskabels 1 ergibt. Bevorzugt liegt das Exzentrizitätsverhältnis beispielsweise im Bereich von 65% oder höher. Das Exzentrizitätsverhältnis als das Verhältnis des kleinsten Wertes zu dem größten Wert der Dicke der Isolierbeschichtung 13 ist hier als prozentualer Anteil ausgedrückt ([kleinste Isolierungsdicke]/[größte Isolierungsdicke] × 100%).
Das parallele elektrische Kabel 10 weist ein Paar der isolierten Drähte 11 auf, die nicht miteinander verdrillt, sondern zueinander parallel angeordnet sind. Der Ausdruck „parallel“ oder „parallel angeordnet“ ist hier nicht auf die geometrische Vorstellung von „parallel“ begrenzt, sondern lässt eine gewisse Verlagerung um einige Grad zu. Idealerweise bezeichnet der Ausdruck den Zustand, in dem bei symmetrisch angeordneten isolierten Drähten 11 eine Distanz zwischen den isolierten Drähten 11 konstant auf einem kleinen Wert gehalten ist, beispielsweise im Wesentlichen auf 0 mm. Wenn das parallele elektrische Kabel 10 gebogen ist, und sofern die Distanz zwischen den isolierten Drähten 11 0,5 mm oder weniger beträgt, liegt dies beispielsweise innerhalb der zulässigen Verlagerung. Da die isolierten Drähte 11 mit hoher Symmetrie zueinander parallel angeordnet sind, kann die zum Beispiel durch Resonanzerscheinungen verursachte Signaldämpfung, verglichen mit verdrillten Drahtpaaren, die isolierte Drähte miteinander verdrillt enthalten, auch im Hochfrequenzband klein gestaltet sein. Außerdem tritt die Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten kaum auf, und die Auswirkungen von externem Rauschen können verringert werden. Beispiele für das Verfahren zur Schaffung einer kleinen und konstanten Beabstandung zwischen den isolierten Drähten 11, das später im Detail beschrieben wird, umfassen ein Binden der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, mithilfe eines geflochtenen Schirms 20 oder eines folienförmigen Schirms 30, der so angeordnet ist, dass er das parallele elektrische Kabel 10 bedeckt, und ein Verschmelzen oder Verbinden der parallel angeordneten isolierten Drähte 11 miteinander.
(Struktur des Schirmkörpers)
Jedes der geschirmten Kommunikationskabel 1 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der Offenbarung enthält den Schirmkörper 40 am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10. Der Schirmkörper 40 enthält den geflochtenen Schirm 20 und den folienförmigen Schirm 30, der eine Metallfolie enthält.
Jedes der geschirmten Kommunikationskabel 1 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der Offenbarung enthält zwei Schirmtypen aus dem geflochtenen Schirm 20 und dem folienförmigen Schirm 30 als Schirmkörper 40 am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10. Die Verwendung der zwei Schirmtypen vergrößert das Volumen des leitfähigen Materials, das den Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 umgibt, und erzielt verglichen mit dem Fall einer alleinigen Verwendung nur eines der Schirmtypen eine höhere geräuschabschirmende Wirkung. Es kann also wirksam das Eindringen von externem Rauschen in das parallele elektrische Kabel 10 unterbunden und Rauschen aus dem parallelen elektrischen Kabel 10 nach außen abgeleitet werden. Somit wird der Einfluss von Rauschen auf die Übertragungssignale verringert, so dass eine Hochgeschwindigkeitskommunikation auch mit dem parallelen elektrischen Kabel erreicht wird, das rauschanfälliger als die verdrillten Drahtpaare ist, die paarweise, isolierte Drähte miteinander verdrillt enthalten.
Der geflochtene Schirm 20 des Schirmkörpers 40 ist mithilfe von miteinander verflochtenen Metallelementardrähten zu einer hohlzylindrischen Form gebildet. Der Metallelementardraht ist aus einem Metallmaterial wie etwa Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium und einer Aluminiumlegierung hergestellt. Alternativ ist der Metallelementardraht aus einem Material hergestellt, bei dem sich auf der Oberfläche eines fadenartigen Basismaterials eine plattierte Schicht wie etwa eine Verzinnungsschicht befindet. Der geflochtene Schirm 20 dient dazu, das Eindringen von externem Rauschen in das parallele Kabel 10 zu unterbinden und Rauschen aus dem parallelen elektrischen Kabel 10 nach außen abzuleiten. Der geflochtene Schirm 20, der durch netzartiges Flechten der Metallelementardrähte gebildet ist, weist ausreichende Dehnbarkeit auf und dient dazu, die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, zur Mitte hin zu befestigen. Die Struktur des geflochtenen Schirms 20 (die Zahl der Fachungen, die Zahl der Drähte pro Fachung, der Abstand usw.) kann in geeigneter Weise entsprechend der gewünschten Geräuschabschirmfähigkeit gewählt sein. Beispielsweise ist der geflochtene Schirm 20 mit einem Drahtdurchmesser von 0,12 mm, 12 Fachungen, 8 Drähten und einem Abstand im Bereich von 15 bis 25 mm verwendbar.
Der folienförmige Schirm 30 des Schirmkörpers 40 besteht aus einem folienartigen Material, das eine Metallfolie enthält. Durch das Vorhandensein der Metallfolie dient der folienförmige Schirm 30 dazu, das Eindringen von externem Rauschen in das parallele elektrische Kabel 10 zu unterbinden und Rauschen aus dem parallelen elektrischen Kabel 10 nach außen abzuleiten. Der folienförmige Schirm 30 ist nicht spezifisch begrenzt, solange er eine Metallfolie enthält. Der folienförmige Schirm 30 kann nur aus einer Metallfolie hergestellt sein oder kann aus einer Metallfolie und einem Material wie etwa einem Basismaterial in Kombination hergestellt sein. Ein bevorzugtes Beispiel für die Kombination umfasst eine Polymer/Metall-Kombinationsfolie, die durch Kombinieren einer Metallfolie mit einer Polymerfolie als Basismaterial gebildet ist. Bei Verwendung einer Metallfolie und einer Polymerfolie in Kombination erhöht sich, verglichen mit dem Fall einer alleinigen Verwendung der Metallfolie, die mechanische Festigkeit und Handhabbarkeit des folienförmigen Schirms 30 als Ganzes.
Der Typ eines in dem folienförmigen Schirm 30 enthaltenen Metalls ist nicht spezifisch begrenzt. Spezifische Beispiele für ein in dem Schirm 30 enthaltenes Metall umfassen Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium und eine Aluminiumlegierung. Die Metallfolie kann aus Metall eines Typs oder aus zwei oder mehr Metalltypen in Laminierung hergestellt sein. Auch durch Kombinieren anderer Materialien als des Metalls und des Basismaterials, etwa durch Kombinieren einer Oberflächenschutzfolie und einer Haftschicht, kann der folienförmige Schirm 30 gebildet sein, solange sich die Geräuschabschirmfähigkeit des Schirms 30 dadurch nicht verringert.
Im Fall der Verwendung der Polymer/Metall-Kombinationsfolie zur Bildung des folienförmigen Schirms 30 umfassen Beispiele für die Polymerart der Polymerfolie als Basismaterial etwa Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefinharz wie etwa Polypropylen (PP) und Vinylharz wie etwa Polyvinylchlorid (PVC). Aufgrund sehr guter mechanischer Festigkeit und Flexibilität wird als Polymerart bevorzugt PET verwendet. Besonders bevorzugt wird als folienförmiger Schirm 30 eine Al-PET-Folie verwendet, die durch Kombinieren einer PET-Folie mit einer Aluminiumfolie gebildet ist.
Um eine Polymerfolie mit einer Metallfolie zu einer Polymer-Metall-Folie zu kombinieren, sind folgende Verfahren anwendbar. Bei einem Verfahren werden eine Polymerfolie und eine Metallfolie, die separat angefertigt wurden, laminiert und beispielsweise mithilfe von Klebstoff fixiert. Bei einem weiteren Verfahren wird durch Plattieren oder Dampfabscheidung eine Metallfolie auf der Oberfläche einer Polymerfolie gebildet. In diesem Fall kann die Metallfolie auf nur einer Oberfläche oder auf beiden Oberflächen der Polymerfolie gebildet sein.
Der folienförmige Schirm 30 kann an jeder Form angeordnet sein, solange er den Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 unmittelbar oder über den geflochtenen Schirm 20 bedeckt. Beispielsweise kann der folienförmige Schirm 30 längs entlang der axialen Richtung des parallelen elektrischen Kabels 10 angeordnet sein oder horizontal um das parallele elektrische Kabel 10 gewickelt sein. In der Längsanordnung ist das Folienmaterial, aus dem der folienförmige Schirm 30 gebildet ist, so entlang der axialen Richtung des parallelen elektrischen Kabels 10 angeordnet, dass es das parallele elektrische Kabel 10 am Umfang umgibt. Die beiden Enden des Folienmaterials, das den gesamten Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 umgibt, überlappen einander und sind auf geeignete Weise so verbunden, dass der Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 ohne Lücken vollständig bedeckt sein kann. Dabei ist in der horizontalen Wicklungsanordnung ein bandartiges Folienmaterial spiralförmig, mit dem parallelen elektrischen Kabel 10 als Achse, um das parallele elektrische Kabel 10 gewickelt, um den folienförmigen Schirm 30 zu bilden. Der folienförmige Schirm 30 ist bei jeder Windung der Wicklung überlagert und auf geeignete Weise verbunden, so dass der Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 ohne Lücken vollständig bedeckt sein kann. Im Hinblick auf ein einfaches Bilden des folienförmigen Schirms 30 und eine gleichmäßige axiale Bedeckung des parallelen elektrischen Kabels 10 ist die Längsanordnung für den folienförmigen Schirm 30 bevorzugt. Bei Anwendung der Längsanordnung auf den folienförmigen Schirm 30 werden der geflochtene Schirm 20, der folienförmige Schirm 30 und der Mantel 50 in einem kontinuierlichen Schritt in Bezug auf das längliche parallele elektrische Kabel 10 gebildet. Hierdurch wird keine Vermehrung der Verfahrensschritte oder Komplizierung des Prozesses verursacht, was eine verbesserte Produktivität ergibt. Außerdem bedeckt in der Längsanordnung der folienförmige Schirm 30 das parallele elektrische Kabel 10 entlang der axialen Richtung des Kabels 10 gleichmäßig ohne wesentliche Überlappungen, so dass das parallele elektrische Kabel 10 gleichmäßig bedeckt sein kann. Die zum Beispiel durch Resonanzerscheinungen verursachte Signaldämpfung infolge der periodischen Struktur des folienförmigen Schirms 30 kann somit verhindert werden.
(Struktur des Mantels)
Der am Außenumfang des Schirmkörpers 40 angeordnete Mantel 50 schützt den folienförmigen Schirm 30 und den geflochtenen Schirm 20 des Schirmkörpers 40 sowie das parallele elektrische Kabel 10, das innerhalb des Schirmkörpers 40 angeordnet ist. Insbesondere ist bei Verwendung des geschirmten Kommunikationskabels 1 für ein Kraftfahrzeug ein Schutz des geschirmten Kommunikationskabels 1 vor dem Einfluss von Wasser erforderlich. Der Mantel 50 spielt auch eine Rolle bei der Verhinderung des Einflusses von Wasser auf die Übertragungscharakteristik der Kommunikationskabel 1 einschließlich der Kennimpedanz des geschirmten Kommunikationskabels 1, wenn Wasser mit dem Kabel 1 in Kontakt gebracht wird. Der am Außenumfang des Schirmkörpers 40 angeordnete Mantel 50 stabilisiert die Form des darinliegenden Schirmkörpers 40, so dass der Schirmkörper 40 die geräuschabschirmende Wirkung und die Wirkung der Bindung des parallelen elektrischen Kabels 10 stabil aufrechterhalten kann.
Der Mantel 50 ist aus einem isolierenden Material hergestellt. Das isolierende Material zur Bildung des Mantels 50 enthält als Hauptbestandteil ein Polymermaterial. Das in dem Mantel 50 enthaltene Polymermaterial ist nicht spezifisch begrenzt. Spezifische Beispiele für das Polymermaterial umfassen Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polytetrafluorethylen und Polyphenylensulfid. Außerdem kann der Mantel 50 nach Bedarf Zusätze wie etwa einen Füllstoff und ein Flammschutzmittel enthalten. Das isolierende Polymermaterial zur Bildung des Mantels 50 kann vernetzt sein oder nicht. Bei Verwendung eines vernetzten Polymermaterials kann die Wärmebeständigkeit des Mantels 50 verbessert werden.
Die Dicke des Mantels 50 kann in geeigneter Weise entsprechend der erforderlichen Schutzleistung gewählt sein. Im Hinblick darauf, eine ausreichende Schutzleistung zu erzielen, ist die Dicke des Mantels 50 bevorzugt 0,2 mm oder größer. Im Hinblick darauf, eine übermäßige Vergrößerung des Durchmessers des geschirmten Kommunikationskabels 1 zu vermeiden oder ausreichende Flexibilität des Kabels 1 sicherzustellen, ist dagegen die Dicke des Mantels bevorzugt 1,0 mm oder kleiner. Im Hinblick auf eine Vereinfachung der Struktur ist der Mantel 50 bevorzugt aus einem einschichtigen isolierenden Material hergestellt. Der Mantel kann jedoch aus zwei- oder mehrschichtigen isolierenden Materialien hergestellt sein.
(Erste Ausführungsform)
Es wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung im Detail beschrieben. 1 ist eine perspektivische Außenansicht eines geschirmten Kommunikationskabels 1 gemäß der ersten Ausführungsform. 2 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Kabels 1 entlang der Linie A-A in 1 gesehen zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind ein geflochtener Schirm 20 und ein folienförmiger Schirm 30 am Außenumfang eines parallelen elektrischen Kabels 10 nacheinander in dieser Reihenfolge von der Innenseite des Kabels 10 aus angeordnet. Die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, sind aufgrund der Dehnbarkeit des geflochtenen Schirms 20 zusammengebunden.
In dem geschirmten Kommunikationskabel 1 gemäß dieser Ausführungsform sind die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, durch den geflochtenen Schirm 20 zusammengebunden. Somit ist eine relative Bewegung der isolierten Drähte 11 leicht einschränkbar. Die Einschränkung der Bewegung unterdrückt eine relative Verlagerung der isolierten Drähte 11 und verstärkt die Aufrechterhaltung der Symmetrie der isolierten Drähte 11. Die Laufzeitdifferenz aufgrund einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten 11 wird somit unterdrückt, und die Auswirkungen von externem Rauschen werden verringert. Infolgedessen kann die Erzeugung des Induktionsrauschens oder von Resonanzerscheinungen wirksam unterdrückt werden. Der geflochtene Schirm 20 mit Geräuschabschirmfähigkeit bindet das parallele elektrische Kabel 10, so dass das geschirmte Kommunikationskabel 1, verglichen mit dem Fall einer Bindung des parallelen elektrischen Kabels 10 durch andere Bindeelemente wie etwa ein Isolierband, einen kleinen Durchmesser und eine einfache Struktur hat. Somit kann die Produktivität des geschirmten Kommunikationskabels 1 verbessert werden.
Der Schirmkörper 40 enthält den geflochtenen Schirm 20 und den folienförmigen Schirm 30. Die zwei Schirmarten sind am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 mit einer Befestigungskraft angeordnet, die ausreicht, um die relative Bewegung der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, einzuschränken.
Wenn die Bindung des parallelen elektrischen Kabels 10 durch den geflochtenen Schirm 20 erfolgt, ist bei Verwendung des geflochtenen Schirms 20 mit geeigneter Dehnbarkeit zum Bedecken der isolierten Drähte 11, wie beispielsweise unten beschrieben, die Bewegung der isolierten Drähte 11 leicht einschränkbar. Dabei ist, wenn die Bindung des parallelen elektrischen Kabels 10 durch den folienförmigen Schirm 30 erfolgt, die Bewegung der isolierten Drähte 11 einschränkbar, wenn der folienförmige Schirm 30 die isolierten Drähte 11 durch die Längsbefestigung oder die horizontale Wicklung des Schirms 30 bedeckt und dabei das Folienmaterial, aus dem der folienförmige Schirm 30 gebildet ist, adäquate Zugfestigkeit hat.
Die Reihenfolge der Anordnung des geflochtenen Schirms 20 und des folienförmigen Schirms 30 kann verändert sein, solange die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, ausreichend zusammengebunden sein können. Hat jedoch der auf der Außenseite angeordnete Schirm eine größere Kraft zur Befestigung des parallelen elektrischen Kabels 10 als der auf der Innenseite angeordnete Schirm, so ist eine Lockerung oder Faltenbildung an dem Schirm auf der anderen Seite wahrscheinlich, was zu einer Verringerung der Geräuschabschirmfähigkeit des Schirmkörpers 40 führen kann. Bevorzugt ist somit der Schirm, der größere Kraft zur Befestigung des parallelen elektrischen Kabels 10 hat, auf der Innenseite angeordnet. Da der geflochtene Schirm 20 zu der Form einer hohlzylindrischen Struktur und mit Dehnbarkeit gebildet ist, ist das parallele elektrische Kabel 10 beim Binden durch den geflochtenen Schirm 20 leicht fest zusammenbindbar. Unter dem oben beschriebenen Gesichtspunkt ist der geflochtene Schirm 20 auf der Innenseite des Schirmkörpers 40 angeordnet.
Bevorzugt besitzt der geflochtene Schirm 20 genügende Dehnbarkeit, um die Bewegung der isolierten Drähte 11 einzuschränken, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden. Bei genügender Dehnbarkeit des geflochtenen Schirms 20 wird das parallele elektrische Kabel 10 zur Mitte hin ausreichend befestigt, wodurch eine Positionsverlagerung der isolierten Drähte 11 des parallelen elektrischen Kabels 10 unterdrückt wird und die Aufrechterhaltung der Symmetrie der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, verstärkt wird. Infolgedessen können auch dann, wenn das geschirmte Kommunikationskabel 1 Vibrationen ausgesetzt ist, die Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten unterdrückt werden und die Auswirkungen von externem Rauschen verringert werden. Dies ermöglicht es, die Übertragungscharakteristik des Kabels 10 stabil aufrechtzuerhalten.
Bevorzugt hat eine Außenfläche des isolierten Drahtes 11 des geschirmten Kommunikationskabels 1 gemäß dieser Ausführungsform bis zu einem gewissen Grad eine hohe Oberflächenrauheit. Mit dieser Anordnung tritt die Positionsverlagerung zwischen den isolierten Drähten 11 des parallelen elektrischen Kabels 10 kaum auf, und die Symmetrie der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, wird mit einiger Wahrscheinlichkeit aufrechterhalten. Infolgedessen kann die Übertragungscharakteristik des Kabels 1 auch dort stabil aufrechterhalten werden, wo das geschirmte Kommunikationskabel 1 Vibrationen ausgesetzt ist. Als Oberflächenrauheit beträgt der dynamische Reibungskoeffizient bei gegenseitiger Reibung zwischen den Isolierbeschichtungen 13 bevorzugt 0,1 oder mehr. Die Oberflächenrauheit der Isolierbeschichtung 13 ist erzielbar durch Einstellen der Extrusionstemperatur, bei der das isolierende Material zur Bildung der Isolierbeschichtung 13 extrudiert wird, oder Durchführen der Oberflächenbehandlung nach der Bildung der Isolierbeschichtung 13.
(Zweite Ausführungsform)
Es wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung im Detail beschrieben. 3 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines geschirmten Kommunikationskabels 1A gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind paarweise, isolierte Drähte 11 durch Verschmelzen oder Verbinden zu einem parallelen elektrischen Kabel 10 integriert.
Bei der ersten Ausführungsform sind die paarweisen, isolierten Drähte 11 nicht aneinander fixiert. Dagegen sind in dem geschirmten Kommunikationskabel 1A gemäß der zweiten Ausführungsform die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, miteinander verschmolzen oder verklebt. Dementsprechend tritt in dem parallelen elektrischen Kabel 10 im Wesentlichen keine Positionsverlagerung zwischen den paarweisen, isolierten Drähten 11 auf. Dies erleichtert die Aufrechterhaltung der Symmetrie der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden. Auch dort, wo das geschirmte Kommunikationskabel 1A Vibrationen oder Biegung ausgesetzt ist, werden dementsprechend die relativen Positionen der isolierten Drähte 11 fest aufrechterhalten, wodurch die Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten 11 unterdrückt wird und die Auswirkungen von externem Rauschen verringert werden. Da die isolierten Drähte 11 aneinander fixiert sind, wird somit die Erzeugung von Induktionsrauschen oder Resonanzerscheinungen unterdrückt, so dass die Übertragungscharakteristik des geschirmten Kommunikationskabels 1A in besonderer Weise verbessert werden kann.
Beispiele für das Verfahren zum Verschmelzen oder Verbinden der isolierten Drähte 11 umfassen: die Nutzung eines thermoplastischen Kunststoffes oder eines Materials, das einen thermoplastischen Kunststoff enthält, als isolierendes Material, das in der Isolierbeschichtung 13 enthalten ist; das Vorsehen einer Verschmelzungsschicht 14, die ein wärmeschmelzbares Material wie etwa einen thermoplastischen Kunststoff enthält, auf dem Außenumfang der Isolierbeschichtung 13, und das Verbinden der zueinander parallel angeordneten isolierten Drähte 11 mit Klebstoff. Wenn ein wärmeschmelzbares Material wie etwa einen thermoplastischen Kunststoff in der Isolierbeschichtung 13 oder der Verschmelzungsschicht 14 enthalten ist, sind die isolierten Drähte 11 leicht miteinander verschmelzbar, indem die isolierten Drähte 11 zueinander parallel angeordnet und einem Erwärmen und Abkühlen unterzogen werden, während die Isolierbeschichtungen 13 oder Verschmelzungsschichten 14 einander berühren. Verglichen mit dem Fall einer aus verschmelzbarem Material hergestellten Isolierbeschichtung 13, können bei einer auf dem Außenumfang der Isolierbeschichtung 13 vorgesehenen Verschmelzungsschicht 14 die isolierten Drähte 11 so verschmolzen werden, dass eine Verformung der Isolierbeschichtung 13 beim Verschmelzen unterdrückt wird. Infolgedessen wird die Beabstandung zwischen den paarweisen, isolierten Drähten 11 mit einiger Wahrscheinlichkeit über die gesamte Länge des parallelen elektrischen Kabels 10 gleichmäßig gehalten, was eine sehr gute Symmetrie der isolierten Drähte 11 ergibt. Wenn die Isolierbeschichtung 13 aus einem vernetzten isolierenden Material hergestellt ist, wird in diesem Fall eine Verformung der Isolierbeschichtung 13 beim Verschmelzen wirksam unterdrückt, und insbesondere kann leicht die Symmetrie der isolierten Drähte 11 erhöht werden.
Wenn das parallele elektrische Kabel 10 durch Verschmelzen verbunden ist, hat das verschmolzene parallele elektrische Kabel bevorzugt eine Länge in Querrichtung, die das 1,7- bis 1,9-Fache einer Länge des Kabels 10 in der Querrichtung beträgt. Jeder der isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, ist also bevorzugt in der Region verschmolzen, die circa 5 bis 15% des Radius des Drahtes 11 einnimmt. Wenn die Verschmelzung innerhalb dieses Bereiches erfolgt, werden die paarweisen, isolierten Drähte 11 fest verschmolzen und zeigen sehr gute Biegsamkeit in der Querrichtung.
Bei dieser Ausführungsform ist der Schirmkörper 40 nicht auf besondere Weise begrenzt, solange er ausreichend gegen Rauschen abschirmen kann. Die Wirkung der Befestigung der isolierten Drähte 11 durch den geflochtenen Schirm 20 und den folienförmigen Schirm 30 ist nicht unbedingt erforderlich, solange die isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 20 bilden, fest verschmolzen oder ausreichend verklebt sind. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist jedoch der Schirmkörper 40 bevorzugt dazu ausgebildet, die isolierten Drähte 11 zu befestigen, falls etwa eine Trennung von Kopplungsabschnitten der isolierten Drähte 11 eintritt.
(Dritte Ausführungsform)
Es wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung im Detail beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines geschirmten Kommunikationskabels 1B gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels 10 mit dem folienförmigen Schirm 30 bedeckt. Außerdem sind der geflochtene Schirm 20 und der Mantel 50 am Außenumfang des folienförmigen Schirms 30 angeordnet. Die isolierten Drähte 11 sind so zusammengebunden, dass sie nicht voneinander getrennt werden, wobei die Drähte 11 innerhalb des folienförmigen Schirms 30 relativ zueinander beweglich sind.
In dem geschirmten Kommunikationskabel 1B gemäß dieser Ausführungsform sind die isolierten Drähte 11 zusammengebunden, wobei die Drähte 11 innerhalb des folienförmigen Schirms 30 relativ zueinander beweglich sind. Wenn das geschirmte Kommunikationskabel 1B gebogen wird, können sich mit dieser Anordnung die isolierten Drähte 11 innerhalb des folienförmigen Schirms 30 relativ zueinander bewegen und sich in den Umfangsrichtungen der Drähte 11 drehen. Somit werden die isolierten Drähte 11 beim Biegen in geeignete Positionen verlagert und nehmen eine auf das geschirmte Kommunikationskabel 1B angewandte Last auf. Da die Außenumfänge des parallelen elektrischen Kabels 10 mit dem folienförmigen Schirm 30 so gebunden sind, dass sie nicht voneinander getrennt werden, tritt in diesem Fall die Veränderung der Beabstandung zwischen den isolierten Drähten 11 auch dann kaum auf, wenn die relativen Positionen der isolierten Drähte 11 verändert werden. Dies ermöglicht die Wirkungen einer sehr guten Symmetrie der isolierten Drähte 11, einer Unterdrückung der Laufzeitdifferenz infolge einer Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten 11 sowie einer Verringerung der Auswirkungen von externem Rauschen. Die Toleranz bei der Veränderung der relativen Positionen der isolierten Drähte 11 führt somit durch Unterdrückung der Erzeugung von Induktionsrauschen oder Resonanzerscheinungen zu einer wirksamen Verbesserung der Übertragungscharakteristik des geschirmten Kommunikationskabels 1B.
Wenn zum Binden der paarweisen, isolierten Drähte 11 in der Weise, dass die Drähte 11 nicht voneinander getrennt werden und relativ zueinander beweglich sind, der geflochtene Schirm 20 mit Dehnbarkeit verwendet wird, ist es schwierig, eine Kraft zum Befestigen des parallelen elektrischen Kabels 10 auf ein genügend niedriges Niveau einzustellen, um zuzulassen, dass die isolierten Drähte 11 relativ zueinander beweglich sind. Der folienförmige Schirm 30 dagegen hat keine oder nur geringe Dehnbarkeit. Bevorzugt erfolgt somit eine Einstellung der auf das parallele elektrische Kabel 10 angewandten Kraft mithilfe des folienförmigen Schirms 30 anstelle des geflochtenen Schirms 20. Die Einstellung der Kraft kann über eine Zugfestigkeit erfolgen, die auf ein Folienmaterial zu der Zeit anzuwenden ist, zu der das Folienmaterial, das den folienförmigen Schirm 30 bildet, um das parallele elektrische Kabel 10 gewickelt wird.
Die Reihenfolge der Anordnung des geflochtenen Schirms 20 und des folienförmigen Schirms 30 des Schirmkörpers 40 ist nicht spezifisch begrenzt. Bevorzugt ist jedoch der folienförmige Schirm 30 auf der Innenseite angeordnet. Wenn der folienförmige Schirm 30 auf der Innenseite angeordnet ist, kann das Einstellen der Kraft zum Befestigen des parallelen elektrischen Kabels 10 leichter durchgeführt werden, und die mit dem parallelen elektrischen Kabel 10 in Kontakt stehende Oberfläche weist einen niedrigeren Reibungswiderstand auf als im Fall eines auf der Innenseite angeordneten geflochtenen Schirms 20. Somit können sich die isolierten Drähte 11 leicht innerhalb des Schirmkörpers 40 bewegen.
Der geflochtene Schirm 20, der auf der Außenseite des folienförmigen Schirms 30 angeordnet ist, kann am Außenumfang des folienförmigen Schirms 30 entweder unabhängig von dem Mantel 50, der auf der Außenseite des geflochtenen Schirms 20 angeordnet ist, oder integral mit demselben vorgesehen sein. Wenn der geflochtene Schirm 20 integral mit dem Mantel 50 vorgesehen ist, kann der geflochtene Schirm 20 mithilfe von Klebstoff oder dergleichen innerhalb des Mantels 50 angeordnet sein, oder der geflochtene Schirm 20 kann während des Bildungsprozesses für den Mantel 50 in den Mantel 50 eingelassen sein. Wenn der geflochtene Schirm 20 integral mit dem Mantel 50 gebildet ist, tritt kaum eine Lockerung oder Faltenbildung an dem geflochtenen Schirm 20 auf, so dass die Geräuschabschirmfähigkeit des Schirmkörpers 40 stabilisiert wird. Wenn der geflochtene Schirm 20 zu eng eine Anordnung aus dem parallelen elektrischen Kabel 10 und dem folienförmigen Schirm 30 bedeckt, der das parallele elektrische Kabel 10 bedeckt, kann eine Drehbewegung der isolierten Drähte 11 innerhalb des folienförmigen Schirms 30 verhindert werden. Bevorzugt bedeckt dementsprechend der geflochtene Schirm 20 lose den Außenumfang des folienförmigen Schirms 30, so dass zwischen dem geflochtenen Schirm 20 und dem folienförmigen Schirm 30 Lücken bleiben.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform ist die Bewegung der paarweisen, isolierten Drähte 11, die das parallele elektrische Kabel 10 bilden, so eingeschränkt, dass keine Positionsverlagerung der isolierten Drähte 11 verursacht wird. Dies ermöglicht es, die Symmetrie der isolierten Drähte 11 aufrechtzuerhalten und die Signalübertragungsleistung zu verbessern. Demgegenüber ist bei dieser Ausführungsform die Bewegung der paarweisen, isolierten Drähte 11 innerhalb eines Bereiches zugelassen, in dem die isolierten Drähte 11 nicht voneinander getrennt werden, und eine auf das parallele elektrische Kabel 10 angewandte Beanspruchung bei einem Biegen des Kabels 1B wird aufgenommen, so dass die Symmetrie der isolierten Drähte 11 aufrechterhalten wird. Anders als bei der zweiten Ausführungsform ist es unter diesen Gesichtspunkten bei dieser Ausführungsform vorzuziehen, die paarweisen, isolierten Drähte 11 nicht zu verschmelzen oder zu verbinden.
Beispiele
Es werden Beispiele für die Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele begrenzt.
[Probe A1]
(Anfertigung isolierter Drähte)
Es wurde ein Leiter angefertigt, der in dem isolierten Draht enthalten sein sollte. Spezifisch wurden ein elektrolytisches Kupfer mit einer Reinheit von 99,99% oder höher und Vorlegierungen, die Fe und Ti enthielten, in einen Schmelztiegel aus einem Kohlenstoff gegeben und vakuumgeschmolzen, um eine gemischte Metallschmelze bereitzustellen, die 1,0 Massenprozent Fe und 0,4 Massenprozent Ti enthielt. Die gemischte Metallschmelze wurde kontinuierlich zu einem Gussstück von ∅ 12,5 mm gegossen. Das Gussstück wurde einer Extrusion und einem Walzen unterzogen, um einen Elementardraht mit einem Durchmesser von 0,165 mm zu bilden. Sieben so erzeugte Elementardrähte wurden mit einem Verseilungsabstand von 14 mm verseilt und dann der verseilte Draht komprimiert. Auf diese Weise wurde ein Leiter mit einem Leiterquerschnitt von 0,13 mm² und einem Außendurchmesser von 0,45 mm angefertigt.
Es wurden Isolierbeschichtungen angefertigt, indem durch Extrusion eines Polypropylenharzes Isolierbeschichtungen um die oben angefertigten Kupferlegierungsleiter gebildet wurden. Die Isolierbeschichtung hat eine Dicke von 0,4 mm und ein Exzentrizitätsverhältnis von 80%.
(Anfertigung des geschirmten Kommunikationskabels)
Die zwei in dem oben beschriebenen Prozess angefertigten isolierten Drähte wurden zueinander parallel angeordnet, um ein paralleles elektrisches Kabel zu bilden. Ein geflochtener Schirm wurde dazu gebildet, den Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels zu umgeben, und ferner wurde ein folienförmiger Schirm dazu gebildet, den Außenumfang des geflochtenen Schirms zu umgeben.
Der geflochtene Schirm wurde aus verzinnten geglühten Kupferdrähten von ∅ 0,12 mm (d.h. 0,12 TA) hergestellt, wobei als Zahl der Fachungen 12, als Zahl der Drähte pro Fachung 8 und als Abstand 20 mm gewählt waren. Der folienförmige Schirm wurde durch Bilden einer Aluminiumfolie auf einer Oberfläche einer PET-Folie (d.h. Al-PET Folie) in einer Längsanordnung angefertigt.
Auf dem Außenumfang des geflochtenen Schirms und des folienförmigen Schirms wurde durch Extrusion eines Polypropylenharzes ein Mantel gebildet. Die Dicke des Mantels betrug 0,4 mm. Die Probe A1 wurde entsprechend der ersten Ausführungsform gebildet.
[Probe A2]
Auf dem Außenumfang des isolierten Drahtes wurde durch Extrusion eines Polyamidharzes eine Verschmelzungsschicht mit einer Dicke von 50 µm gebildet. Die zwei isolierten Drähte, die jeweils die Verschmelzungsschicht aufwiesen, wurden zueinander parallel angeordnet und bei 160°C erhitzt, um die zwei isolierten Drähte zu verschmelzen. Bis auf den Bildungsprozess für die Verschmelzungsschicht wurde die Probe A2 nach demselben Prozess wie zur Anfertigung der Probe A1 angefertigt. Die Probe A2 wurde entsprechend der zweiten Ausführungsform gebildet.
[Probe A3]
Der folienförmige Schirm wurde dazu gebildet, den Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels zu umgeben, das ähnlich wie bei der Probe A1 angefertigt war, und ferner wurde der geflochtene Schirm dazu gebildet, den Außenumfang des folienförmigen Schirms zu umgeben. Bis auf die Anordnung des folienförmigen Schirms und des geflochtenen Schirms wurde die Probe A3 nach demselben Prozess wie zur Anfertigung der Probe A1 angefertigt. Zwischen dem folienförmigen Schirm und dem geflochtenen Schirm wurde eine Lücke gelassen. Die Probe A3 wurde entsprechend der dritten Ausführungsform gebildet.
[Probe B1]
Statt des parallelen elektrischen Kabels wurde ein verdrilltes Drahtpaar verwendet, das die beiden oben beschriebenen isolierten Drähte mit einem Drillabstand von 25 mm miteinander verdrillt enthielt. Bis auf die Verwendung des verdrillten Drahtpaars wurde die Probe B1 nach demselben Prozess wie zur Anfertigung der Probe A1 angefertigt.
[Proben B2 und B3]
Entweder der geflochtene Schirm (Probe B2) oder der folienförmige Schirm (Probe B3), wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurde als einschichtiger Schirmkörper angefertigt. Bis auf die Bildung des einschichtigen Schirmkörpers wurden die Proben B2 und B3 jeweils nach demselben Prozess wie zur Anfertigung der Probe A1 angefertigt.
[Auswertung]
Als Index, der zum Definieren der Geräuschabschirmfähigkeit jedes geschirmten Kommunikationskabels verwendbar ist, wurde der Induktionsrauschpegel gemessen und das Vorhandensein oder Fehlen von Resonanzerscheinungen bestätigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Induktionsrauschpegel)
Jedes der geschirmten Kommunikationskabel und ein Rauschinduktionskabel (dünnes Niederspannungskabel für Kraftfahrzeuge, AVSS3sq) wurden über eine Distanz von 1 m in Abständen von 7 mm angeordnet. In das Rauschinduktionskabel wurden Signale mit einer Frequenz von 100 MHz eingegeben, und eine Rauschkopplungskapazität wurde mit einem Netzwerkanalysator gemessen. Die Intensität des in dem geschirmten Kommunikationskabel erzeugten Rauschens wurde als der Induktionsrauschpegel definiert. Wenn der Induktionsrauschpegel -80 dB oder weniger betrug, wurde er als gut mit „A“ bewertet. Wenn der Induktionsrauschpegel -90 dB oder weniger betrug, wurde er als sehr gut mit „A+“ bewertet. Wenn der Induktionsrauschpegel über -80 dB lag, wurde er als Fehlschlag mit „B“ bewertet.
(Resonanzerscheinungen)
Die Signaldämpfung wurde im Bereich von 0 bis 20 GHz in Bezug auf die geschirmten Kommunikationskabel gemessen. Wenn bei einer bestimmten Frequenz eine starke Signaldämpfung beobachtet wurde und dann bei einer höheren Frequenz keine Verbesserung der Signaldämpfung beobachtet wurde, wurde es als gut mit „A“ bewertet. Wenn dabei eine starke Signaldämpfung bei einer bestimmten Frequenz beobachtet wurde und dann bei einer höheren Frequenz eine Verbesserung der Signaldämpfung beobachtet wurde, wurde es als Fehlschlag mit „B“ bewertet, da Resonanzerscheinungen auftraten.

[Tabelle 1]

	Verschmelzung	Schirm struktur		Indukti - onsrauschpegel	Resonanzerscheinungen
	Verschmelzung	Innenseite	Außenseite	Indukti - onsrauschpegel	Resonanzerscheinungen
Probe A1	keine	geflochten	Folie	A+	A
Probe A2	erfolgt	geflochten	Folie	A+	A
Probe A3	keine	Folie	geflochten	A+	A
Probe B1 (verdrilltes Drahtpaar)	keine	geflochten	Folie	A	B
Probe B2	keine	geflochten	-	B	B
Probe B3	keine	Folie	-	B	B

Als verdrilltes Drahtpaar, das die isolierten Drähte miteinander verdrillt enthält, unterliegt die Probe B1 kaum Auswirkungen von externem Rauschen. Aufgrund der periodischen Verdrillungsstruktur traten jedoch bei einer Frequenz von über 1 GHz Resonanzerscheinungen auf. Die Proben B2 und B3 enthalten jeweils einen Schirmkörper mit nur einer Schicht aus entweder dem geflochtenen Schirm oder dem folienförmigen Schirm, und somit sind die Proben B2 und B3 für externes Rauschen anfällig. Außerdem sind die Proben B2 und B3 bezüglich der Kraft zum Befestigen des parallelen elektrischen Kabels geringerwertig und verursachen mit einiger Wahrscheinlichkeit eine Längendifferenz zwischen den paarweisen, isolierten Drähten, was zum Auftreten von Resonanzerscheinungen führt. Dagegen weisen die Proben A1 bis A3, die gemäß den vorliegenden Offenbarungen gebildet sind, jeweils sehr gute Geräuschabschirmfähigkeit auf, und es ist unwahrscheinlich, dass sie eine Längendifferenz zwischen den isolierten Drähten verursachen. Dementsprechend wurde der Induktionsrauschpegel unterdrückt, und es traten keine Resonanzerscheinungen auf.
Die Ausführungsformen der Offenbarung wurden im Detail beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsformen die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen, sondern abgewandelt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B: geschirmtes Kommunikationskabel,
10: paralleles elektrisches Kabel,
11: isolierter Draht,
12: Leiter,
13: ,
14: Verschmelzungsschicht,
20: geflochtener Schirm,
30: folienförmiger Schirm,
40: Schirmkörper,
50: Mantel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005032583 A [0003]

Claims

Geschirmtes Kommunikationskabel, das Folgendes aufweist: ein paralleles elektrisches Kabel, das ein Paar isolierter Drähte aufweist, die zueinander parallel angeordnet sind, wobei jeder der isolierten Drähte aufweist: einen Leiter und eine Isolierbeschichtung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt, einen geflochtenen Schirm, der miteinander verflochtene Elementardrähte aufweist, und einen folienförmigen Schirm, der eine Metallfolie aufweist, wobei der geflochtene Schirm und der folienförmige Schirm an einem Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels angeordnet sind.
Geschirmtes Kommunikationskabel gemäß Anspruch 1, wobei der geflochtene Schirm und der folienförmige Schirm am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels von einer Innenseite des Kabels aus in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Geschirmtes Kommunikationskabel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem parallelen elektrischen Kabel die isolierten Drähte miteinander verschmolzen oder verklebt sind.
Geschirmtes Kommunikationskabel gemäß Anspruch 3, wobei die isolierten Drähte eine Verschmelzungsschicht, die durch Wärme schmelzbar ist, am Außenumfang der Isolierbeschichtung aufweisen, und die isolierten Drähte über die Verschmelzungsschichten miteinander verschmolzen sind.
Geschirmtes Kommunikationskabel gemäß Anspruch 4, wobei die Verschmelzungsschicht einen thermoplastischen Kunststoff aufweist.
Geschirmtes Kommunikationskabel gemäß Anspruch 1, wobei der folienförmige Schirm und der geflochtene Schirm am Außenumfang des parallelen elektrischen Kabels von einer Innenseite des Kabels aus in dieser Reihenfolge angeordnet sind, und die isolierten Drähte innerhalb des folienförmigen Schirms relativ zueinander beweglich sind.