DE69122985T2

DE69122985T2 - Elektromagnetisch abgeschirmter Draht oder abgeschirmtes Kabel

Info

Publication number: DE69122985T2
Application number: DE69122985T
Authority: DE
Inventors: Akira Ikegaya; Makoto Katsumata; Hitoshi Ushijima; Hidenori Yamanashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-04-18
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-04-19
Also published as: DE69130234T2; EP0596869A2; EP0452942B1; DE69129758T2; DE69122985D1; DE69129758D1; EP0596869A3; EP0452942A3; EP0596869B1; EP0604398A2; EP0604398B1; EP0452942A2; EP0604398A3; DE69130234D1; US5171938A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmtes Kabel. Insbesondere wird ein gegen hochfrequente Störungen und/oder gegen Induktion durch elektromagnetische Wellen abgeschirmter Draht für eine elektrische Verbindung eines elektronischen Geräts wie z.B. einem Audiogerät und einem automatischen Bürogerät verwendet.
Bei herkömmlichen elektromagnetischen und Hochfrequenzschaltkreisen sind verschiedene Arten von Schirmkabeln und Abschirmplatten verwendet worden, um eine falsche Betriebsweise aufgrund von Störungen, die von einem derartigen Schaltkreis erzeugt werden, zu vermeiden.
Bei herkömmlichen Vorsichtsmaßnahmen gegen Hochfrequenzstörungen wird eine statische Kopplung und eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Drähten durch ein Schirmkabel oder eine Abschirmplatte unterbrochen, wodurch unnötige Schwingungen vermieden werden.
Allerdings erfordert ein derartiges Verfahren eine hochtechnische Bauart von Schirmkabeln und Abschirmplatten und kann nicht in einfacher Weise erreicht werden.
In den letzten Jahren entwickelte sich die Computersteuerung für elektrische Geräte und elektrische Produkte in bemerkenswerter Weise. Elektronische Schaltkreise von derartigen Geräten sind hochintegriert, der Strom, der durch Elemente fließt, ist mikroskopisch und es tauchte das Problem auf, daß aufgrund von Induktion zwischen Drähten eines Drahtbündels eine falsche Betriebsweise des Geräts auftreten kann.
Andererseits wurden die Produkte kompakt und hatten ein geringes Gewicht, wobei ebenso die Platzersparnis und die Leichtbaukonstruktion der Verdrahtung in starkem Maße angestrebt wurden.
Ein derartiges Schirmkabel, wie es in Figur 11 gezeigt ist, ist bekannt, wobei eine Isolationsschicht 102, eine Abschirmschicht 104 und eine abdeckende Isolationsschicht 105 um eine äußere Peripherie eines zentralen Leiters 101 vorgesehen sind und ein Draindraht 103 entlang der Abschirmschicht 104 vorgesehen ist, um eine Erdverbindung zu ermöglichen (japanische Gebrauchsmusteranmeldung, geprüft, Veröffentlichungs-Nr. Sho. 53-48998). Die Abschirmschicht 104 ist aus einem elektrisch leitfähigen Metall hergestellt, wie z.B. einem Metallgeflecht und einer Metallfolie.
Bei dem herkömmlichen Schirmkabel mit dem Draindraht wird ein Draht (Leiter) mit einem kreisformigen Querschnitt als der Draindraht 103 verwendet, und deshalb wird der Durchmesser des Schirmkabels groß. Dies hat eine kleine Baugröße und eine platzsparende Konstruktion verhindert.
In dem Fall, in dem ein elektrisch leitfähiges Harz als die Abschirmschicht 104 verwendet wird, tritt Anisotropie auf, wenn der Draindraht 103 in der herkömmlichen Art und Weise parallel zu dem Leiter 101 vorgesehen ist. Das Ergebnis ist, daß ein gleichmäßiger Abschirmeffekt nicht erreicht werden kann.
Es ist ebenfalls ein Schirmkabel bekannt, das keinen Draindraht hat und ein elektrisch leitfähiges Harz verwendet. Da allerdings keine hohe elektrische Leitfähigkeit erreicht werden kann, ist die praktische Verwendung davon schwierig. Deshalb wird in der Praxis ein Metallgeflecht oder eine Metallfolie verwendet. Das Metallgeflecht muß allerdings eine hohe Geflechtdichte aufweisen und ist deshalb gewöhnlich schwer und teuer. Der Metallfolie mangelt es an Biegsamkeit und ihre Qualität verschlechtert sich aufgrund von Korrosion, sie weist aus diesem Grund keine ausreichende Haltbarkeit auf. Folglich ist man auf diese Probleme gestoßen.
Es gibt ebenso im Handel erhältliche Schirmkabel, bei denen eine Metallfolie, ein Metallgeflecht oder ein elektrisch leitfähiges Harz als eine elektrisch leitfähige Schicht um einen Leiterisolator oder ein Bündel von Drähten vorgesehen ist (japanische Patentanmeldung, nicht geprüft, Veröffentlichungs- Nummer Sho. 64-38909). Allerdings ist jeder einzelne Draht als Schirmdraht ausgebildet und das Drahtbündel hat wegen dem kreisförmigen Querschnitt des Drahtes einen großen Raumverlust. Es ist deshalb zum Zweck der Raumersparnis ungeeignet. Weiterhin ist zum Verbinden der elektrisch leitfähigen Schicht mit der Erde eine manuelle Bearbeitung zum Trennen der elektrisch leitfähigen Schicht von dem inneren Leiter notwendig, und deshalb kann die Verdrahtung nicht automatisiert werden. Weiterhin kann bei der Art von Schirmkabel, bei der eine elektrisch leitfähige Schicht um ein Bündel von mehreren Drähten vorgesehen ist, eine Induktion zwischen den Drähten innerhalb des Bündels nicht verhindert werden. Wenn eine Metallfolie oder ein Metallgeflecht als eine Abschirmschicht verwendet wird, ist die Bauweise kompliziert, und deshalb ist die Effizienz der Produktion des Kabels gering und mit hohen Kosten verbunden.
Um die Raumersparnis bei der Verdrahtung zu erreichen, wurden andererseits in letzter Zeit zunehmend bandförmige Kabel verwendet und es ist ein Schirmkabel auf den Markt gebracht worden, bei dem ein derartiges Bandkabel von einer Metallfolie oder einem Metallgeflecht, wie es oben beschrieben ist, eingeschlossen ist. Selbst mit diesem Draht kann eine Induktion innerhalb des Bandkabels nicht verhindert werden (Japanische Patentanmeldung, nicht geprüft, Veröffentlichungs-Nummer Sho. 61-133510/86).
Weiterhin hat diejenige der beiden Arten, die Metall als die elektrisch leitfähige Abschirmschicht verwendet, den Nachteil, daß sie schwer und bezüglich der Haltbarkeit minderwertig ist.
DE-A-2 654 846 beschreibt eine herkömmliche Abschirmeinrichtung, die entweder aus einem Metallnetz oder einer Vielzahl von Lahnlitzendrähten besteht. Diese Abschirmeinrichtung wird verwendet, um eine elektrisch leitfähige Harzschicht elektrisch zu kontaktieren, um so eine elektromagnetische Störung zu vermeiden.
EP-A-2 0279 985 zeigt eine elektrisch leitfähige thermoplastische, plastische Harzzusammensetzung, die zum Abschirmen von Kabeln vor elektromagnetischen Störungen verwendet wird. Diese Zusammensetzung enthält ein thermoplastisches Harz als eine Hauptkomponente und eine Kohlenstoffaser als Nebenkomponente. Die Faser umfaßt nicht mehr als 8 Volumenprozent der Zusammensetzung. Das auf diese Weise erzeugte elektrisch leitfähige Harz hat einen Widerstand zwischen 1 und 500 Ohm-cm.
GB-A-2 047 947 zeigt ein Abschirm-Flachkabel mit einer Vielzahl von parallelen Metalleitern, von denen jeder von einer inneren Isolationsschicht umgeben ist. Die Vielzahl der isolierten Leiter wird dann mit einer elektrisch leitfähigen Polymerschicht bedeckt, auf der eine äußere Isolationsschicht vorgesehen ist. Innerhalb der leitfähigen Polymerschicht ist ebenfalls ein blanker Leiter vorgesehen, der als Draindraht dient.
Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Schirmkabel mit einem Draindraht zu schaffen, das im Hinblick auf die Richtung der elektromagnetischen Welle einen gleichmäßigen Abschirmeffekt aufweist und eine kompakte und preisgünstige Bauweise mit geringem Gewicht aufweist.
Dies wird durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Dadurch, daß ein Schirmdraht mit einer elektrisch leitfähigen Harzschicht und ein Draindraht vorgesehen ist, derart, daß die elektrisch leitfähige Harzschicht aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffasern und graphitisierte Kohlenstoffasern; die aus den aus der Dampfphase gewachsenen Kohlenstoffasern gemacht werden, aufweist, dadurch, daß die elektrisch leitfähige Harzschicht einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup5; Ohm- cm aufweist und der Draindraht ein Metalleiter mit flacher Querschnittsform mit einem Verhältnis von Breite zu Dicke des Draindrahtes von nicht weniger als 1 ist, ist es möglich, einen preisgünstigen Schirmdraht mit geringem Gewicht herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Abschirmdraht mit einem Draindraht vorgesehen, wobei eine Isolationsschicht, eine elektrisch leitfähige Harzschicht und eine abdeckende Isolationsschicht der Reihe nach um eine äußere Peripherie eines Leiters vorgesehen sind; außerdem ist ein Draindraht angrenzend an die elektrisch leitfähige Harzschicht vorgesehen; der Draindraht ist spiralförmig in der Art vorgesehen, daß der Draindraht entweder in der elektrisch leitfähigen Harzschicht eingebettet ist oder in Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Harzschicht angeordnet ist.
Vorzugsweise hat das elektrisch leitfähige Harz einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup4; Ohm-cm, um so eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu haben.
Wenigstens ein Draindraht ist spiralformig mit einer Rate von nicht mehr als 200 Wicklungen pro Meter gewickelt oder parallel zueinander vorgesehen oder in Bezug zueinander sich schneidend vorgesehen.
Um den Durchmesser des Schirmkabels zu verringern, wird das Verhältnis der Querschnittsfläche (S1) der elektrisch leitfähigen Harzschicht zur Querschnittsfläche (S2) des Draindrahtes durch S1/S2 < 1500 repräsentiert. Vorzugsweise hat der Draindraht eine flache, bandförmige Form.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 und 2 sind perspektivische Ansichten von gegen hochfrequente Störungen abgeschirmte Kabel;
Figur 3 ist eine Ansicht, die ein Gerät zum Messen eines Störungsabschirmeffekts der obigen Kabel zeigt;
Figur 4 ist ein Graph, der die Charakteristiken der Unterdrückung von hochfrequenten Störungen bei den Beispielen 1 und 2 und bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 zeigt;
Figur 5 ist eine Ansicht, die das Prinzip der Betriebsweise eines herkömmlichen Kabels zeigt;
Figur 6 ist eine Ansicht, die das Prinzip der Betriebsweise eines Kabels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 7(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Schirmkabels mit einem Draindraht, der gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
die Figuren 7(b) und 7(c) sind Ansichten eines Querschnitts eines Draindrahtes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 ist eine Ansicht, die ein Gerät zum Messen eines Abschirmeffekts des obigen Schirmkabels zeigt;
die Figuren 9(a) und 9(b) sind Ansichten, die zeigen, auf welche Weise das Schirmkabel in dem obigen Gerät eingelegt wird;
Figur 10 ist ein Graph, der die Abschirmcharakteristiken des Beispiels 3 und der Vergleichsbeispiele 3 bzw. 4 zeigt;
Figur 11 ist eine perspektivische Ansicht des Standes der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
Figur 1 zeigt ein gegen elektromagnetische Störung abgeschirmtes Kabel A, bei dem eine elektrisch leitfähige Harzschicht 2 um eine äußere Peripherie eines Leiters 1 vorgesehen ist und eine abdeckende Isolationsschicht 3 um die Schicht 2 vorgesehen ist.
Bei einem gegen hochfrequente Störungen abgeschirmten Kabel A', das in Figur 2 gezeigt ist, ist eine innere Isolationsschicht 4 und eine Abschirmschicht 5, die aus einem Metallgeflecht zusammengesetzt ist, zwischen einem Leiter 1 und einer elektrisch leitfähigen Harzschicht 2 vorgesehen. Die Abschirmschicht 5 dient dazu, eine elektromagnetische Welleninduktion zu vermeiden.
Die elektrisch leitfähige Harzschicht 2 ist aus einem elektrisch leitfähigen Harz hergestellt, das einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup5; Ohm-cm und vorzugsweise von 10&supmin;³ bis 10² Ohm-cm aufweist.
Die Zusammensetzungen einer Grundmasse, ein Material, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, und andere Additive dieses elektrisch leitfähigen Harzes sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Beispielsweise kann als Grundmasse ein thermoplastisches Harz wie z.B. PE, PP, EVA und PVC, ein wärmeaushärtendes Harz, wie z.B. ein Epoxidharz oder ein Phenolharz, Gummi, wie z.B. Silikongummi, EPDM, CR und Fluorogummi oder ein styrolartiges oder ein olefinartiges thermoplastisches Elastomer oder mit ultraviolettem Licht hergestelltes Harz verwendet werden. Aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffasern und graphitisierte Kohlenstofffasern als das die elektrische Leitfähigkeit verleihende Material werden mit der Grundmasse kombiniert, um das elektrisch leitfähige Harz zu erzeugen, das einen gewünschten spezifischen Widerstand hat. Additive, wie z.B. ein Verfahrenshilfsmittel, ein Füllstoff und ein Verstärkungsagens können hinzugefügt werden.
Figur 5 zeigt eine elektrische Schleife P, die erzeugt wird, wenn ein herkömmliches Kabel verwendet wird. Um diese Schleife zu eliminieren, wurden, wie oben beschrieben ist, verschiedene Bauarten ausprobiert. In dieser Figur bezeichnet der Bezugsbuchstabe L eine Reaktanz eines Drahts und die Bezugsziffer C bezeichnet eine Kapazität zwischen den Drähten und eine Kapazität zwischen dem Draht und der Erde.
Figur 6 zeigt eine elektrische Schleife P', die man erhält, wenn das Kabel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, das die elektrisch leitfähige Harzschicht mit einem spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup5; Ohm-cm aufweist. R (Widerstand) wird in die geschlossene Schleife eingefügt, so daß der Schaltkreisstrom gedämpft wird, wodurch die Resonanz verringert wird.
Auf diese Weise wird beim gegen hochfrequente elektromagnetische Störung abgeschirmten Kabel der vorliegenden Erfindung R von Natur aus in die elektrische Schleife (Resonanzschaltkreis) eingefügt, die erzeugt wird, wenn das herkömmliche Kabel verwendet wird. Deshalb wird die Resonanz aufgrund der Verdrahtung in dem Hochfrequenzschaltkreis sowie die Streuung der Hochfrequenz vermieden.
Zum Verhindern der elektromagnetischen Induktion ist, wie oben beschrieben, die Abschirmschicht auf dem Kabel vorgesehen.

Vergleichsbeispiel 1

Ein gewöhnlicher Draht, der einen Kupferleiter (dessen Querschnittsfläche 0,5 mm² war) und eine Isolationsabdeckung (Polyvinylchlorid) (dessen äußerer Durchmesser 1,6 mm war), die den Leiter abdeckt, hat, wurde als Standardprobe verwendet.

Beispiel 1

Ein elektrisch leitfähiges Harz, das einen spezifischen Widerstand von 10º Ohm-cm hat, wurde als Ummantelung um einen Kupferleiter (dessen Querschnittsfläche 0,5 mm war) verwendet, um darauf eine 0,4 mm dicke Harzummantelung auszubilden. Dann wurde eine PVC-Ummantelung auf der Harzummantelung vorgesehen, um darauf eine PVC-Schicht mit einem äußeren Durchmesser von 2,4 mm zu bilden, wodurch ein gegen hochfrequente Störungen abgeschirmtes Kabel (Meßprobe), wie es in Figur 1 gezeigt ist, hergestellt wurde.
Die obige Standardprobe und die obige Meßprobe wurden getrennt voneinander in einen Innenbereich einer Kupferröhre 6 (innerer Durchmesser: 10 mm; Länge: 100 cm) eines Meßgerätes B, wie es in Figur 3 gezeigt ist, eingelegt, und ein Hochfrequenz- Störungsabschirmungseffekt (Interferenz mit der Kupferröhre) wurde gemessen. In dieser Figur bezeichnet die Bezugsnummer 7 eine FET-Sonde und die Bezugsnummer 8 bezeichnet einen Spektrumanalysator.
In Bezug auf das Meßverfahren in dem obigen Gerät B wurden die Komponenten der Frequenz, die in der Probe durch Induktion erzeugt wurden, wenn ein elektrisches Feld an die Kupferröhre angelegt wurde, mit dem Spektrumanalysator analyisiert. Die Standardprobe wurde zuerst ohne Abschirmung gemessen, dann wurde die Meßprobe in das Gerät eingelegt, ein Ende der Abschirmschicht wurde geerdet und die Meßprobe wurde gemessen.
Die Meßergebnisse der zwei Kabel sind durch eine Kurve (Vergleichsbeispiel 1) bzw. eine Kurve (Beispiel 1) in Figur 4 angegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Isolationsummantelung (PVC), die einen äußeren Durchmesser von 1,6 mm hat, wurde auf einem Kupferleiter angebracht, der eine Querschnittsfläche von 0,5 mm² hat, und ein Metallgeflecht wurde auf der Isolationsummantelung vorgesehen, um darauf eine Abschirmstruktur (äußerer Durchmesser: 2,1 mm) zu bilden. Dann wurde eine abdeckende Isolationsschicht (PVC) auf der Abschirmstruktur ausgebildet, um ein Schirmkabel herzustellen, das einen äußeren Durchmesser von 2,9 mm hat.

Beispiel 2

Ein elektrisch leitfähiges Harz wurde als Ummantelung auf dem Abschirmgeflecht des Vergleichsbeispiels 2 vorgesehen, um darauf eine elektrisch leitfähige Harzschicht zu bilden, die eine Dicke von 0,4 mm und einen spezifischen Widerstand von 10º Ohm-cm hat, wodurch ein gegen hochfrequente Störung abgeschirmtes Kabel, wie es in Figur 2 gezeigt ist, hergestellt wird.
Ein Abschirmeffekt gegen hochfrequente Störungen wurde unter Bezugnahme auf die obigen beiden Kabel, in der gleichen Art und Weise wie sie oben beschrieben worden ist, gemessen. Die Ergebnisse davon sind durch eine Kurve (Vergleichsbeispiel 2) und eine Kurve (Beispiel 2) in Figur 4 angedeutet.
Wie man aus Figur 4 unter Bezugnahme auf das Vergleichsbeispiel 1 (Kurve ) ersehen kann, trat eine Resonanz des Kabels mit der Kupferröhre auf, und man kann eine große Störung&sub1; die durch Induktion verursacht wird, erkennen. Allerdings wird im Hinblick auf Beispiel 1 (Kurve ) klar, daß diese Störung in großem Umfang vermindert worden ist.
In ähnlicher Weise wird beim Vergleichsbeispiel 2 (Kurve ) ein besserer Effekt zur Vermeidung elektromagnetischer Welleninduktion erreicht als beim Vergleichsbeispiel 1 (Kurve ), allerdings kam das Kabel in Resonanz mit der Kupferröhre und man kann eine große Störung erkennen. In Beispiel 2 (Kurve ) ist die Störung in hohem Umfang verringert.
Wie oben beschrieben ist, kann durch die Verwendung des gegen hochfrequente Störungen abgeschirmten Kabels der vorliegenden Erfindung die durch Resonanz in dem Hochfrequenzschaltkreis verursachte Störung vermieden werden, die Verwendung herkömmlicher Abschirmplatten wird überflüssig und Layoutschwierigkeiten treten nicht auf, wodurch eine Raumersparnis erreicht wird.
Weiterhin kann durch das Hinzufügen der Abschirmschicht gleichzeitig die elektromagnetische Welleninduktion verhindert werden, wodurch eine falsche Betriebsweise des Schaltkreises vermieden wird.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun im Detail beschrieben.
Figur 7 (a) zeigt ein Schirmkabel C gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Draindraht, bei dem eine Isolationsschicht 12 als Ummantelung um einen Leiter aus Kupfer vorgesehen ist, ein Draindraht ist spiralförmig mit einer Rate von 10 Wicklungen pro Meter um diese Isolationsschicht gewickelt, weiterhin ist eine elektrisch leitfähige Harzschicht 14 als Ummantelung vorgesehen und eine abdeckende Isolationsschicht 15 ist zum Zweck der Isolation vorgesehen.
Vorzugsweise ist der Draindraht 13 mindestens zwei Mal pro Meter gewickelt. Obwohl in der gezeigten Ausführungsform der Draindraht 13 um die äußere Peripherie der Isolationsschicht 12 gewickelt ist, d.h. innen an der elektrisch leitfähigen Harzschicht 14 vorgesehen ist, kann der Draindraht um die äußere Peripherie der elektrisch leitfähigen Harzschicht 14 gewickelt werden, insoweit als der erstere in Kontakt mit der letzteren ist. Ebenso kann der Draindraht in der inneren Oberfläche der elektrisch leitfähigen Harzschicht 14 eingebettet sein.
Wie in den Figuren 7(b) und 7(c) gezeigt ist, wird vorzugsweise ein bandartiger Metalleiter mit einem flachen Querschnitt (im folgenden als "flacher, quadratischer Leiter" bezeichnet) als der Draindraht 13 verwendet. Dieser flache quadratische Leiter kann mit einer Metallschicht überzogen sein. Das Verhältnis der Breite W zur Dicke t des flachen quadratischen Leiters ist vorzugsweise nicht kleiner als 1 und insbesondere ist er vorzugsweise nicht kleiner als 10. Alternativ kann ein flaches Geflecht, das durch Flechten von schmalen Leitern in eine bandartige Konfiguration gebildet wird, verwendet werden.
Was die Beziehung zwischen der Querschnittsfläche (S2) des Draindrahtes 13 und der Querschnittsfläche (S1) der elektrisch leitfähigen Harzschicht 14 angeht, wird vorzugsweise S1/S2 < 1500 verwendet. Insoweit als diese Anforderung erfüllt ist, kann entweder ein einzelner Draht oder eine Vielzahl von Drähten verwendet werden. Im Falle der Vielzahl von Drähten können die Drähte parallel zueinander gewickelt werden oder in einer sich überkreuzenden Beziehung.
Die elektrisch leitfähige Harzschicht 14 ist aus einem elektrisch leitfähigen Harz hergestellt, das einen spezifischen Widerstand von nicht mehr als 10&sup4; Ohm-cm hat.
Die Zusammensetzung einer Grundmasse, ein Material, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, und andere Additive dieses elektrisch leitfähigen Harzes sind in keiner besonderen Weise beschränkt. Beispielsweise kann als die Grundmasse ein thermoplastisches Harz, wie z.B. PE, PP, EVA und PVC, ein wärmeaushärtendes Harz, wie z.B. ein Epoxidharz oder ein Phenolharz, Gummi, wie z.B. Silikongummi, EPDM, CR und Fluorogummi, oder ein styrolartiges oder ein olefinartiges thermoplastisches Elastomer oder ein unter Verwendung von ultraviolettem Licht hergestelltes Harz verwendet werden. Aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffasern und graphitisierte Kohlenstoffasern werden als das die elektrische Leitfähigkeit verleihende Material mit der Grundmasse kombiniert, um das elektrisch leitfähige Harz zu erzeugen, das einen gewünschten spezifischen Widerstand hat. Additive, wie z.B. Verfahrenshilfsmittel, ein Füllstoff und ein Verstärkungsagens können hinzugefügt werden.
Beim Schirmkabel mit dem Draindraht gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Draindraht auf der inneren oder der äußeren Oberfläche der elektrisch leitfähigen Harzschicht gewickelt und ist so angeordnet, daß er damit in Kontakt steht. Eine Anisotropie aufgrund des Abschirmeffektes wird vermieden.
Trotz der Tatsche, daß die elektrisch leitfähige Harzschicht, die einen relativen Widerstand von 10&sup4; bis 10&supmin;² Ohm-cm hat, verwendet wird, kann eine ausgezeichnete Abschirmcharakteristik erreicht werden und im Vergleich mit dem herkömmlichen Metallgeflecht und der Metallfolie kann das Kabel mit einem geringeren Gewicht und mit niedrigeren Kosten hergestellt werden, außerdem wird eine Qualitätsverschlechterung aufgrund von Korrosion wird vermieden, wodurch die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erhöht wird.
Weiterhin kann durch die Verwendung des flachen Draindrahtes der Durchmesser des Abschirmkabels verringert werden und durch die spiralförmige Wicklung des Draindrahtes kann ein ausgezeichneter Abschirmeffekt bis in den Bereich hoher Frequenz erreicht werden.

Beispiel 3

Ein flacher quadratischer Leiter, bestehend aus einem Kupferleiter (1,5 mmx 0,1 mm), der mit einer Metallschicht (Verzinnung: 1 µm Dicke) überzogen ist, wurde spiralförmig mit einer Rate von 10 Wicklungen pro Meter auf einen Draht (äußerer Durchmesser: 1,1 mm) gewickelt, der aus einem Kupferleiter (dessen Querschnittsfläche 0,3 mm² war) besteht, der mit PVC ummantelt ist. Daraufhin wurde ein elektrisch leitfähiges Harz (spezifischer Widerstand: 10º Ohm-cm), das eine aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffaser als ein eine elektrische Leitfähigkeit verleihendes Material enthält, als Ummantelung darauf vorgesehen, um darauf eine elektrisch leitfähige Harzschicht zu bilden, die eine Dicke von 0,5 mm hat. Dann wurde eine abdeckende Isolationsschicht auf der elektrisch leitfähigen Harzschicht vorgesehen, um ein Schirmkabel mit dem Draindraht herzustellen.
Dieses Schirmkabel wurde exzentrisch in einer Kupferröhre 116 (innerer Durchmesser: 10 mm; Länge: 100 cm) eines Meßgerätes D der Figur 8 plaziert und die Anisotropie des Abschirmeffekts wurde bestätigt. In Figur 8 bezeichnet die Bezugszahl 17 eine FET-Sonde, und die Bezugszahl 18 bezeichnet einen Spektrumanalysator.
Was das Meßverfahren angeht, wurde die induzierte Spannung (Vo), die in dem Kabel induziert wurde, wenn ein elektrisches Feld an die Kupferröhre angelegt wurde, gemessen, und dann wurde die induzierte Spannung (Vm), die in dem Kabel induziert worden ist, wenn der Draindraht mit der Erde verbunden wurde, gemessen. Der anfängliche Dämpfungswert bei jeder Frequenz wurde durch die folgende Formel bestimmt:
S = 20 log Vo/Vm
wobei S den Abschirmeffekt repräsentiert, Vo die ursprünglich induzierte Spannung repräsentiert und Vm die induzierte Spannung nach der Abschirmung repräsentiert.
Die Meßergebnisse werden durch eine Kurve in Figur 10 gezeigt.

Vergleichsbeispiele 3 bis 5

Ein Kupferleiter (Draindraht), der eine Querschnittsfläche von 0,3 mm² hat, wurde entlang und parallel zu einem Draht (äußerer Durchmesser 1,1 mm) geführt, der aus einem mit PVC ummantelten Kupferleiter (dessen Querschnittsfläche 0,3 mm² war) (vergleiche Figur 11) aufgebaut ist. Dann wurde ein elektrisch leitfähiges Harz (spezifischer Widerstand: 10º Ohm-cm), das eine aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffaser als ein eine elektrische Leitfähigkeit verleihendes Material enthält, als Ummantelung darauf vorgesehen, um darauf eine elektrisch leitfähige Harzschicht zu bilden, die eine Dicke von 0,5 mm hat. Dann wurde eine abdeckende Isolationsschicht auf der elektrisch leitfähigen Harzschicht vorgesehen, um ein Schirmkabel C' mit dem Draindraht herzustellen.
Der Schirmdraht C' wurde auf dem Boden der Kupferröhre 116 plaziert, wobei der Draindraht 103 sich exzentrisch auf der unteren Seite (Vegleichsbeispiel 3) befand, wie dies in Figur 9(a) gezeigt ist. Der Schirmdraht C' wurde ebenfalls am Boden der Kupferröhre 116 plaziert, wobei der Draindraht 103 exzentrisch auf der oberen Seite war (Vergleichsbeispiel 4), wie dies in Figur 9(b) gezeigt ist. In der gleichen Art und Weise, wie es oben für Beispiel 3 beschrieben ist, wurde die Anisotropie des Abschirmeffekts gemessen.
Die Ergebnisse davon sind in Figur 10 durch die Kurven und angedeutet.
Außerdem wurde ein Kabel mit einem Draindraht des Vergleichsbeispiels 5 hergestellt, das sich von dem Kabel des Beispiels 3 dadurch unterschied, daß anstelle des elektrisch leitfähigen Harzes, das einen relativen Widerstand von 10º Ohmcm hat, ein elektrisch leitfähiges Harz, das einen relativen Widerstand von 10&sup5; Ohm-cm hat, verwendet wurde. Die Meßergebnisse dieses Kabels wurden in Figur 10 durch eine Kurve angedeutet.
Wie sich aus Figur 10 ergibt, war die Anisotropie in den Kurven und ersichtlich, die Kabel repräsentieren, die jeweils den parallelen Draindraht haben; allerdings war die Anisotropie nicht in der Kurve (Beispiel 3) zu erkennen, die das Kabel repräsentiert, das den spiralförmig gewickelten Draindraht hat, und das Kabel, das durch die Kurve repräsentiert wird, zeigte einen viel besseren Abschirmeffekt bei hoher Frequenz als das Kabel, das durch die Kurve repräsentiert wird.
Wie oben bereits beschrieben, zeigt das Schirmkabel mit dem Draindraht gemäß der vorliegenden Erfindung keine Anisotropie und hat einen ausgezeichneten Abschirmeffekt bis in Bereiche hoher Frequenz, und bei der Verwendung des flachen Draindrahtes kann der Durchmesser des Kabels verringert werden.
Da das elektrisch leitfähige Harz, das einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup4; Ohm-cm hat, als die Abschirmschicht verwendet wird, kann weiterhin eine ausgezeichnete Verarbeitungsfähigkeit sowie die kompakte Bauweise mit geringem Gewicht erreicht werden und der Abschirmeffekt, der gewöhnlich gleich dem ist, der durch ein Metallgeflecht erreicht wird, kann erreicht werden.
Durch das Hinzufügen des Draindrahtes und der Abschirmschicht kann zusätzlich zu dem Abschirmeffekt gegen elektromagnetische Wellen in einfacher Weise eine Erdverbindung bereitgestellt werden.

Claims

1. Ein Schirmdraht mit:

einem Leiter (11);

einer Isolationsschicht (12), die um eine äußere Peripherie des Leiters (11) vorgesehen ist;

einer elektrisch leitfähigen Harzschicht (14), die um eine äußere Peripherie der Isolationsschicht vorgesehen ist;

einer abdeckenden Isolationsschicht (15), die um eine äußere Peripherie der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14) gebildet ist; und

einer Abschirmeinrichtung (13) zum Abschirmen des Schirmdrahtes vor elektromagnetischer Störung, wobei die Abschirmeinrichtung (13) zum elektrischen Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Harzschicht ausgebildet ist, und die Abschirmeinrichtung (13) einen spiralförmig entlang der Länge des Schirmdrahtes gewickelten Draindraht (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet durch, daß

die elektrisch leitfähige Harzschicht (14) eine aus der Dampfphase gewachsene Kohlenstoffaser aufweist und eine graphisierte Kohlenstoffaser aufweist, die aus der aus der Dampfphase gewachsenen Kohlenstoffaser gemacht ist, wobei die elektrisch leitfähige Harzschicht (14) einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;³ bis 10&sup5; Ohm-cm hat und der Draindraht ein Metalleiter mit einer flachen Querschnittsform ist, wobei ein Verhältnis von Breite zu Dicke des Draindrahtes nicht weniger als 1 ist.

2. Ein Schirmdraht nach Anspruch 1, wobei der Draindraht (13) wenigstens zwei Mal pro Meter gewickelt ist.

3. Ein Schirmdraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Draindraht (13) spiralförmig um die äußere Peripherie der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14) gewickelt ist.

4. Ein Schirmdraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Draindraht (13) spiralförmig innen an der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14) vorgesehen ist.

5. Ein Schirmdraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Draindraht (13) spiralförmig in der inneren Oberfläche der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14) eingebettet ist.

6. Ein Schirmdraht nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14) zu der des Draindrahtes (13) durch die folgende Bedingung ausgedrückt wird:

S&sub1;/S&sub2; < 1500

mit:

S&sub1; : Querschnittsfläche der elektrisch leitfähigen Harzschicht (14);

S&sub2;: Querschnittsflächen der Abschirmeinrichtung (13).

7. Ein Schirmdraht nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Draindraht (13) als ein flaches Geflecht ausgebildet ist, das aus geflochtenen schmalen Metalleitern besteht.