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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-31
(45)【発行日】2024-11-11
(54)【発明の名称】自動車通信ケーブル
(51)【国際特許分類】
H01B 11/02 20060101AFI20241101BHJP
H01B 11/06 20060101ALI20241101BHJP
【ＦＩ】
H01B11/02
H01B11/06
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2022549663
(86)(22)【出願日】2021-02-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-06
(86)【国際出願番号】 JP2021006254
(87)【国際公開番号】W WO2021167043
(87)【国際公開日】2021-08-26
【審査請求日】2022-08-18
(31)【優先権主張番号】62/979,920
(32)【優先日】2020-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510222590
【氏名又は名称】ダイキン アメリカ インコーポレイティッド
【氏名又は名称原語表記】ＤＡＩＫＩＮ ＡＭＥＲＩＣＡ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２０ Ｏｌｙｍｐｉｃ Ｄｒｉｖｅ，Ｏｒａｎｇｅｂｕｒｇ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０９６２，Ｕ．Ｓ．Ａ
(73)【特許権者】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】ケネフィック， ダニエル
【審査官】木村 励
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１４２９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２５８３３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０４４７５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００２４５６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２２８８８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１０５４３９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｂ １１／０２
Ｈ０１Ｂ １１／０６
Ｈ０１Ｂ １１／００
Ｈ０１Ｂ ３／４４
Ｈ０１Ｂ ３／３０
Ｈ０１Ｂ ３／２８
Ｈ０１Ｂ ７／２９
Ｈ０１Ｂ ７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の絶縁層で絶縁された第１の導体と第２の絶縁層で絶縁された第２の導体とを有し、前記第１及び第２の絶縁層は、対応する導体の外周全体に沿って当該導体と接触しており、かつ前記第１及び第２の絶縁層は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を少なくとも９５質量％含有している、導体のシングルツイストペア、及び前記導体のツイストペアを囲んでいる外部ジャケット、
を有し、
前記第１の絶縁層及び第２の絶縁層が、－４０～１５０℃の温度範囲、及び、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの周波数範囲にわたって１．７以上２．１未満の比誘電率を有する自動車通信ケーブル。
【請求項2】
前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層の少なくとも一方は、対応する導体とともに、実質的に気密なシールを形成する、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項3】
前記第１及び第２の絶縁層は極性添加剤を実質的に含まない、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項4】
前記第１及び第２の絶縁層は、少なくとも９９質量％がＦＥＰであり、かつ添加剤を実質的に含まない、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項5】
前記導体のシングルツイストペアが有する前記第１及び第２の絶縁層を囲むシールドの層を更に有する、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項6】
前記ケーブルはイーサネットケーブルである、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項7】
前記ケーブルは、約１０ＭＨｚ～約１０ＧＨｚの範囲で差動信号を伝送するよう構成されている、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項8】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲０℃～１０５℃、及び周波数帯域１ＭＨｚ～４００ＭＨｚにおける挿入損失が約１０ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項9】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲－４０℃～１２５℃、及び周波数帯域１０ＭＨｚ～４００ＭＨｚにおける挿入損失が約７ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項10】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲－４０℃～１２５℃、及び周波数帯域１０ＭＨｚ～６００ＭＨｚにおける挿入損失が約１０ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項11】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲－４０℃～１２５℃、及び周波数帯域１０ＭＨｚ～６００ＭＨｚにおける挿入損失が約８．５ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項12】
前記ケーブルは、１０５℃及び４００ＭＨｚにおける挿入損失が、Ｏｐｅｎ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＴＣ９規格に対して少なくとも５ｄＢ小さい、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項13】
前記ケーブルは、１２５℃及び６００ＭＨｚにおける挿入損失が、Ｏｐｅｎ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＴＣ９規格の許容挿入損失に対して少なくとも８ｄＢ小さい、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項14】
前記ケーブルは２６ＡＷＧ銅線を有し、かつ１５メートル、温度範囲２３℃～１２５℃、及び周波数帯域１００ＭＨｚ～１ＧＨｚにおける挿入損失が約１７．５ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項15】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲２３℃～１２５℃、及び周波数帯域１００ＭＨｚ～１ＧＨｚにおける挿入損失が約１６．５ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項16】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲２３℃～１２５℃、及び周波数帯域１００ＭＨｚ～８００ＭＨｚにおける挿入損失が約１４．５ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項17】
前記ケーブルは、１５メートル、温度範囲２３℃～１２５℃、及び周波数帯域１００ＭＨｚ～６００ＭＨｚにおける挿入損失が約１２．５ｄＢ未満である、請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項18】
請求項１～１７のいずれか１項に記載の前記ケーブルを有するモータビークル。
【請求項19】
請求項１～１７のいずれか１項に記載の前記ケーブルを有するボート又は船。
【請求項20】
モーター及び請求項１～１７のいずれか１項に記載の前記ケーブルを有する機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は通信ケーブルに関し、より具体的には、自動車産業で使用される高温通信ケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
現代のコンピュータシステムではデータ需要が高まり続けている。こうしたデータ需要の増大は、モータビークルで使用されるコンピュータシステムでもますます顕著になってきている。モータビークル・コンピュータシステムでデータを転送するために、モータビークル産業では通常、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスケーブルを採用してきた。しかしながら、ＣＡＮバスケーブルでは、現代及び近未来のモータビークル・コンピュータシステムで要求される高帯域、低遅延用途（自動運転等）のデータ需要に対応することはできない。
【0003】
そのため、建造物で使用されているコンピュータシステムの世界的なネットワーク規格であるイーサネットが、自動車産業のネットワークプロトコルとして採用されている。米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．３イーサネットグループ、米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）、及び国際標準化機構（ＩＳＯ）は、（フィジカル層を含む）モータビークル用高速ネットワークの規格を策定済み又は策定中である。これらの規格によれば、車載イーサネット・ネットワークは、高性能なシングルツイストペアケーブルで相互接続されることになる。しかしながら、従来知られてきた車載ケーブルで用いられる材料でも、イーサネットケーブルを用いて現代のモータビークル・コンピュータシステムにおけるデータ需要を満たすような十分なデータスループットは得られたものの、モータビークル内の環境条件に耐えることはできなかった。
【0004】
そのため、モータビークルに見られるような高温条件下で使用でき、かつ現代のモータビークル・コンピュータシステムにおける高いデータ需要を満たすことができる新しい種類の通信ケーブル（イーサネットケーブル等）が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、概して、モータビークル産業等の熱的に厳しい環境で使用する通信ケーブルに関する。一実施形態において、上記ケーブルは、ＦＥＰ絶縁体でそれぞれ絶縁された電線のツイストペアを有する。別の実施形態では、絶縁されたツイストペアの周囲に保護ジャケットを有しており、電線のツイストペアを環境条件から保護するとともに、ケーブルに構造的完全性を付与している。
【0006】
電線のツイストペアは、差動データ信号及び／又は差動電力信号等の差動信号を伝送するよう構成されている。そのために、各電線の芯線は、差動データ信号及び／又は差動電力信号を伝播するための導体として構成されている。ツイストペアの各電線は、電線の導電コアを被覆して囲む電線絶縁部を備える。一実施形態において、電線絶縁部はフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）で形成されている。これらの材料は効果の高い絶縁体であり、１００ＭＨｚ～１０ＧＨｚの周波数帯域内及び－４０℃～１５０℃の温度範囲内で稼働する差動信号を伝送する場合であっても、内部及び外部の電磁妨害効果をいずれも大幅に低減しつつ、挿入損失を比較的低く保持できる。このように、上記ケーブルは、モータビークルのボンネット内で見られる環境条件に対応しながら、現代のモータビークル・コンピュータシステムにおける高いデータ需要を満たすことができる。
【0007】
上では、簡略化した要約を提示して、特許請求の範囲に記載された主題に係るいくつかの態様の基本的な理解を提供したが、この要約は詳細な概要ではない。主要な又は重要な要素を特定したり、請求した主題の範囲を正確に示したりすることを意図したものではない。以下で提示する詳細な説明の導入として、いくつかの概念を簡略化した形式で提示することが唯一の目的である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本明細書に組み込まれかつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示のいくつかの態様を図示するものであり、本明細書とともに、本開示の原理を説明するものである。
【0009】
【図1】本開示に係るケーブル１００の一実施形態の斜視図である。
【図3】温度－４０℃、２３℃、及び１０５℃並びに周波数点１ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚ、さらに温度１５０℃及び２．５ＧＨｚで測定したＦＥＰ及び架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）の比誘電率を示す表である。
【図5】周波数点２．５ＧＨｚ及び温度１５０℃で測定した場合のＸＬＰＥの比誘電率の経時変化を表す。
【図6】温度－４０℃、２３℃、及び１０５℃並びに周波数点１ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚ、さらに温度１５０℃及び２．５ＧＨｚで測定したＦＥＰ及びＸＬＰＥの損失係数を示す表である。
【図8】周波数点２．５ＧＨｚ及び温度１５０℃で測定した場合のＸＬＰＥの損失係数の経時変化を表す。
【図9】温度－４０℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量（挿入損失）を示す表である。
【図11】温度２３℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す表である。
【図13】温度１０５℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す表である。
【図15】温度１０５℃及びケーブル長１００メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ及びＸＬＰＥについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す表である。
【図17】一実施形態に係る通信ケーブルを模式的に表す。
【図18】試験装置の一例を模式的に表す。
【図19】代表的な車載通信ケーブルの各温度及び周波数における挿入損失（ケーブル減衰量）を示す線グラフである。
【図20】一実施形態に係るＦＥＰ絶縁ケーブルの各温度及び周波数における挿入損失を示す線グラフである。
【図21】一実施形態に係るＦＥＰ絶縁ケーブルの各温度及び周波数における挿入損失の測定値を示す表である。
【図22】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルの２３℃における挿入損失を示す線グラフである。
【図23】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルを１２５℃で３時間保持した後の挿入損失を示す線グラフである。
【図24】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルを１２５℃で２４０時間保持した後の挿入損失を示す線グラフである。
【図25】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルの２３℃及び周囲相対湿度における挿入損失を示す線グラフである。
【図26】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルを８５℃及び相対湿度８５％で３時間保持した後の挿入損失を示す線グラフである。
【図27】絶縁部が異なる１５ｍ長ケーブルを８５℃及び相対湿度８５％で１６８時間保持した後の挿入損失を示す線グラフである。
【図28】一定の周波数範囲にわたる高温での各種ケーブルの挿入損失値を示す表である。
【図29】一定の周波数範囲にわたる高温及び高湿度での各種ケーブルの挿入損失値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に示す実施形態は、当業者が本開示を実施するために必要な情報を示すものであり、かつ本開示を実施する最良の形態を示すものである。添付した図面を参照して以下の説明を読んだ当業者であれば、本開示の概念を理解し、本明細書中では特に取り上げていないこれらの概念の応用を認識できるであろう。これらの概念及び応用は、本開示の範囲及び添付した特許請求の範囲に包含されることを理解されたい。
【0011】
特に定義されない限り、本明細書中で使用される用語（技術用語及び科学用語を含む）はいずれも、本開示の分野における当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。更に、通常使用される辞書で定義される用語等は、明細書の文脈における意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、明細書中で明示的に定義されない限り、理想化された意味や過度に形式張った意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。簡潔かつ明確にするため、よく知られた機能や構成は詳述していない。
【0012】
「約」及び「およそ」という語は、一般に、測定の性質又は精度を考慮した上で、測定した数量について許容される誤差や変動の程度を意味する。典型的な誤差又は変動の程度としては、例えば、所定の数値や数値範囲の２０パーセント（％）以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは５％以内である。特に言及されない限り、本明細書中で与えられた数量は近似値であり、すなわち、明示されていない場合、「約」又は「およそ」という語が推定される。特に言及されない限り、特許請求の範囲に記載されている数量は厳密なものである。
【0013】
ある特徴又は要素が他の特徴又は要素と「接触している（ｏｎ）」と言われる場合、他の特徴又は要素と直に接していてもよいし、介在する特徴及び／又は要素が存在してもよいことを理解されたい。一方、ある特徴又は要素が他の特徴又は要素と「直に接している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」と言われる場合、介在する特徴又は要素は存在しない。また、ある特徴又は要素が他の特徴又は要素に「接続される」、「取り付けられる」、又は「結合される」と言われる場合、他の特徴又は要素と直に接続、取付け、又は結合されていてもよいし、介在する特徴又は要素が存在してもよいことを理解されたい。一方、ある特徴又は要素が他の特徴又は要素と「直に接続される」、「直に取り付けられる」、又は「直に結合される」と言われる場合、介在する特徴又は要素は存在しない。一実施形態に関して記載又は図示したが、このように記載又は図示した特徴及び要素は別の実施形態にも適用可能である。
【0014】
本明細書中で使用される専門用語は、具体的な実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図したものではない。本明細書中、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈で明確に提示されない限り、複数形も包含することを意図している。
【0015】
本明細書中、「第１の」及び「第２の」等の語は、さまざまな特徴又は要素を説明するために用いられるが、これらの特徴又は要素はこれらの用語によって限定されるべきものではない。これらの用語は、ある特徴又は要素を別の特徴又は要素と区別するためだけに使用される。したがって、本開示の教示から逸脱することなく、後述する第１の特徴又は要素を第２の特徴又は要素と呼ぶことができるし、同様に、後述する第２の特徴又は要素を第１の特徴又は要素と呼ぶこともできる。
【0016】
「Ａ及びＢの少なくとも一方」といった語は、「Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢの両方」を意味するものと理解されたい。より長いリスト（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」）についても同じ解釈が適用される。
【0017】
「から本質的に構成されている」という語は、特許請求の対象が、記載された要素に加えて、本開示で記載したような意図された目的に対する特許請求の対象の実用可能性に悪影響を与えない他の要素（工程、構造、成分、部材等）を含んでいてもよいことを意味する。本用語は、そのような他の要素が他の何らかの目的に対して特許請求の対象の運用性を向上させ得るものであったとしても、本開示で記載したような意図された目的に対する特許請求の対象の運用性に悪影響を与えるようなものであれば当該他の要素を除外するものである。
【0018】
いくつかの箇所で、これらに限定はされないが測定方法等の標準的な方法を参照している。このような標準は時々改定されるものであり、明示的に記載されない限り、本開示におけるこのような標準への参照は、出願時点の直近で発行された標準を参照するものと解釈されることを理解されたい。
【0019】
本開示では、イーサネットケーブル等の通信ケーブルの実施形態を説明する。このようなケーブルは、高温に曝されつつもデータ需要が増え続けているモータビークル・コンピュータシステムで特に有用である。上記ケーブルの具体的な一実施形態は、電線のシングルツイストペアを有する。各電線の電線絶縁部は、ＦＥＰ等の高絶縁性、低減衰、及び耐熱性の材料から得られる。電線のツイストペアは、差動データ信号及び／又は差動電力信号を伝送するよう構成されている。電線絶縁体としてＦＥＰを使用することで、ケーブルは、モータビークルで見られるようなより厳しい熱条件に対応しつつ、高い周波数範囲（例えば、１００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ）内で差動信号を伝送できる。なお、上記ケーブルの別の実施形態は、いくつかの電線ペアを有することで、差動データ信号及び／又は差動電力信号用に複数の経路を提供してもよい。上記ケーブルの別の実施形態は２対以上のツイストペアを有している。上記ケーブルの具体的な実施形態は、少なくとも１対、２対、３対、又は４対のツイストペアを有する。上記ケーブルのさらに別の具体的な実施形態は、１対、２対、３対、又は４対のツイストペアを有する。これらの電線ペアをケーブルジャケット内に挿入すると、構造的完全性を有するイーサネットケーブルが得られる。いくつかの実施形態では、２対以上のツイストペアを有するケーブルがその内部にセパレータを組み込んでいる。いくつかの実施形態のうち、１対のツイストペアを有する実施形態では、ケーブル内にセパレータを組み込んでいない。さらに、いくつかの実施形態では、上記ケーブルをシールドして電磁妨害から保護しやすくしてもよい。
【0020】
図１は、本開示に係るケーブル１００の実施形態の斜視図であり、図２は、図１に示すケーブル１００の実施形態の断面図である。ケーブル１００は一対の電線１０２及び１０４を有しており、これらを撚り合わせて電線１０２及び１０４のツイストペアを形成している。電線１０２は導体１０６（図２参照）を有しており、電線１０４は導体１０８（図２参照）を有しており、それぞれ導電材料で形成されている。導体１０６及び１０８を形成する導電材料は、元素金属及び合金等の導電材料であってもよい。一実施形態において、電線１０２及び１０４の導体１０６及び１０８は、それぞれ銅で形成されている。いくつかの実施では、一対の導体１０６及び１０８を用いることで、位相が約１８０度離れた相補信号を導体１０６及び１０８が伝送するようにして差動信号を伝播させてもよい。したがって、一対の電線１０２及び１０４を撚り合わせることで、電線１０２及び１０４間の電磁妨害を打ち消しやすくなり、かつ一対の導体１０６及び１０８の平衡を保持しやすくなる。一実施において、一対の電線１０２及び１０４を用いれば、データ信号伝送及び電力伝達の両方に対応できる。例えば、一対の電線１０２及び１０４を利用して、センサ及びアクティブな通信装置に最大５０ワットの電力を供給できる。
【0021】
図１及び図２に表す通り、電線１０２及び１０４はそれぞれ電線絶縁部１１０及び１１２も有する。電線１０２の電線絶縁部１１０は導体１０６を囲んで被覆し、電線１０４の電線絶縁部１１２は導体１０８を囲んで被覆している。いくつかの実施形態において、電線絶縁部は、導体の周囲で実質的に気密なシールを形成する。いくつかの実施形態において、電線絶縁部は導体と直に接触しており、絶縁部と導体との間で実質的に気密なシールを形成している。いくつかの実施形態において、絶縁部は導体の外周及び長さ全体と直に接触している。導体の長さのごく一部をコネクタ１１８に挿入してもよく、その部分は絶縁部と直に接触しなくてもよいことを理解されたい。
【0022】
電線絶縁部１１０及び電線絶縁部１１２は、比誘電率が低く、誘電率が低く、したがって、高電荷及び高電流の存在下における磁束線の集中に耐性がある絶縁材料で形成されている。これにより、一対の電線１０２及び１０４は高周波数信号を伝播できる。一実施において、ケーブル１００はカテゴリ６Ａイーサネットケーブルであり、この場合、ケーブル１００は、外部ノイズの影響と内部クロストーク源（近端クロストーク（ＮＥＸＴ）及び遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）等）を最小限に抑えながら、動作周波数が１０ＭＨｚ～５００ＭＨｚ、システムスループットが最大１０ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）の信号を伝送できる必要がある。カテゴリ６Ａケーブル１００の好適な形態としては、非シールドツイストペアケーブル（ＵＴＰ）、セグメント化シールドツイストペア（ＳＳＴＰ）、及びシールド付きツイストペア（ＳＴＰ）が挙げられる。ＳＴＰの好適な一形態は、一方にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、他方にアルミニウムを有するシールドと、ドレインワイヤとを備える。ＳＳＴＰの好適な一形態は、一方にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、他方にアルミニウムを有するシールドを備えており、アルミニウムは一定間隔で切断されており、ＰＥＴはシールドの長さに沿って完全なままであって、ドレインワイヤを必要としない。
【0023】
いくつかの実施形態において、電線絶縁部１１０及び電線絶縁部１１２を形成する絶縁材料は、現代の自動車エンジンのボンネット内で見られる温度における比誘電率が約１．２～約２．１の間である。通常、上記温度は－４０℃～２００℃の範囲で変化する。別の実施形態において、電線絶縁部１１０及び電線絶縁部１１２を形成する絶縁材料は、現代の自動車エンジンのボンネット内で見られる温度における比誘電率が約１．５～約２．１の間である。さらに別の実施形態において、電線絶縁部１１０及び電線絶縁部１１２を形成する絶縁材料は、現代の自動車エンジンのボンネット内で見られる温度における比誘電率が約１．７～約２．１の間である。
【0024】
ＦＥＰは、広い温度範囲にわたる良好な性能、高融点、高耐溶剤性、高耐酸性、高耐塩基性、耐水性、耐油性、低摩擦、及び高安定性といった複数の利点のうち１つ以上を有している。好適なＦＥＰの例としては、ＣＡＳ登録番号２５０６７－１１－２が挙げられる。ＦＥＰは、溶融加工性を有するヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との共重合体である。ＰＦＡや他のいくつかのフルオロポリマーとは異なり、ＦＥＰ中の各炭素はフッ素原子で飽和している。ＴＦＥサブユニットは一般式が－（ＣＦ２ＣＦ２）－であり、へキサフルオロプロピレンサブユニットは一般式が－（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））－である。
【0025】
上記フルオロポリマーは、発泡していてもよいし固体状であってもよい。一実施形態において、フルオロポリマーは発泡構造を有する。この態様において、フルオロポリマーは、発泡を促進する薬剤をさらに含んでいてもよい。例えば、フルオロポリマーは核剤を含んでいてもよい。好適な薬剤としては、これらに限定されないが、窒化ホウ素；四ホウ酸カルシウム、四ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸カリウム、炭酸カルシウム、四ホウ酸亜鉛、及び硝酸バリウム等の無機塩；タルク；並びに酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、及び二酸化ケイ素等の金属酸化物が挙げられる。一実施形態において、フルオロポリマーは窒化ホウ素を含む。
【0026】
本明細書中に記載のＦＥＰ等の発泡フルオロポリマーは、電線絶縁部１１０及び電線絶縁部１１２を形成する絶縁材料で使用するのに好適である。一実施形態において、絶縁材料が発泡フルオロポリマーで構成されている場合、絶縁材料の比誘電率は約１．２～約１．７の間である。別の実施形態において、絶縁材料が発泡フルオロポリマーで構成されている場合、絶縁材料の比誘電率は約１．４～約１．６の間である。さらに別の実施形態において、絶縁材料が発泡フルオロポリマーで構成されている場合、絶縁材料の比誘電率は約１．４～約１．５の間である。
【0027】
各導電線の絶縁体は、少なくとも９５質量％がフルオロポリマーであってもよい。別の実施形態において、各導電線は、少なくとも９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．９％、又は１００％がフルオロポリマーであってもよい。
【0028】
いくつかの実施形態において、絶縁材料は、添加剤、改質剤、又は補強材を含んでいてもよい。例えば、絶縁材料は、識別を目的として着色されていてもよいし、着色剤を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、絶縁材料は、金属不活性化剤、ＵＶ安定剤、及び／又は銅安定剤を含む。いくつかの実施形態において、絶縁材料は、極性添加剤を含まず、且つ／又は実質的に全ての添加剤を含まない。
【0029】
なお、ケーブル１００の別の実施形態は、カテゴリ５ｅ、カテゴリ６、カテゴリ７、カテゴリ７Ａ、及びカテゴリ８等の異なるカテゴリのイーサネットケーブルとして提供されてもよい。ケーブル１００の代替的な実施形態は、１００ＢＡＳＥ－Ｔ１ケーブルを含む他の種類のイーサネットケーブルとして提供されてもよい。ケーブル１００の各例が準拠し得るイーサネット規格としては、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｇ、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｗ、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｐ、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｈ、及びＩＥＥＥ８０２．３ｂｕイーサネット規格が挙げられる。さらに、ケーブル規格としては、ＳＡＥ Ｊ３１１７／１、ＳＡＥ Ｊ３１１７／２、及びＳＡＥ Ｊ３１１７／３が挙げられる。
【実施例】
【0030】
図１及び図２に示すケーブル１００の実施形態は、ケーブル１００の長さに沿って差動データ信号及び／又は差動電力信号を伝送する電線１０２及び１０４を囲むシールド１１４及びケーブルジャケット１１６を有する。本実施例において、シールド１１４は、電線１０２及び１０４とケーブルジャケット１１６との間に配置されている。シールド１１４は、ＥＭＩを反射し且つ／又はＥＭＩを安全に接地させるよう構成されている。いずれの場合も、シールド１１４により、ＥＭＩが電線１０２及び１０４内の導体１０６及び１０８に影響するのを抑制しやすくなる。したがって、ＥＭＩがいくらかシールド１００を通過したとしても、大幅に減衰するので、電線１０２及び１０４の導体１０６及び１０８に沿って伝送されるデータ信号及び／又は電力信号に大きく干渉することはない。いくつかの実施形態において、シールド１１４は電線１０２及び１０４と直に接触しており、シールドと電線１０２及び１０４との間で実質的に気密なシールを形成する。いくつかの実施形態において、シールド１１４は、電線１０２及び１０４の外周及び長さと直に接触している。電線１０２及び１０４の長さのごく一部をコネクタ１１８に挿入してもよく、その部分はシールド１１４と直に接触しなくてもよいことを理解されたい。
【0031】
本実施例において、シールド１１４は編組として設けられており、銅等の織り金網として形成されていてもよい。したがって、シールド１１４は、接地への高導電性経路を形成できる。ケーブル１００のこのような実施形態は、シールド付きツイストペアケーブル（ＳＴＰ）の一例である。いくつかの実施において、ケーブル１００の長さは最大４０メートルであり、大型トラックで使用するのに特に有用である。代替例において、シールド１１４はホイルシールドとして設けられていてもよく、アルミニウム等の金属の薄層で形成されていてもよい。ホイルシールドは、キャリア（ポリエステル等の材料で形成されていてもよい）に取り付けられることで、強度及び堅牢性が付加されていてもよい。さらに別の例において、ケーブル１００は複数の同心シールドを含んでいてもよく、非常にノイズの多い環境において特に有用である。さらに別の例において、ケーブル１００は、ジャケット１１６と電線１０２及び１０４との間にシールド１１４が存在しない非シールド型であってもよい。これは、非シールドツイストペアケーブル（ＵＴＰ）の一例である。いくつかの実施において、ＵＴＰケーブルの長さは最大１５メートルであり、標準的な消費者向け自動車で特に有用であり得る。
【0032】
また、図１及び図２に示すケーブル１００の実施形態は、ケーブル１００の最外層を形成し且つ外部環境に曝されるジャケット１１６を有する。いくつかの実施形態において、ジャケット１１６は、シールド１１４と電線１０２及び１０４との一方又は両方を囲んでいる。このように、ジャケット１１６は、シールド１１４、絶縁部１１０及び１１２、並びに導体１０６及び１０８をＥＭＩ、外的物理力、熱、及び化学的劣化から保護するよう構成されている。ジャケット１１６は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ＸＬＰＥ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ＦＥＰ、ＰＦＡ、又はエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等の好適な材料で形成してもよい。いくつかの代替例では、充填剤、可塑剤、活性化剤、及び阻害剤をジャケット１１６に添加して、ジャケット１１６の特定の物理的、電気的、又は化学的特性を向上させてもよい。いくつかの実施形態において、ジャケット１１６はシールド１１４と直に接触して、ジャケット１１６とシールド１１４との間で実質的に気密なシールを形成する。いくつかの実施形態において、ジャケット１１６はシールド１１４の外周及び長さ全体と直に接触している。シールド１１４の長さのごく一部をコネクタ１１８に挿入してもよく、その部分はジャケット１１６と直に接触しなくてもよいことを理解されたい。
【0033】
図１に示すケーブル１００の実施形態は、ケーブル１００の一端１２０で接続されたコネクタ１１８を有する。より具体的にいうと、コネクタ１１８は一対の導電部材１２２及び１２４を有し、電線１０２の導体１０６の対応する端部（明示せず）が導電部材１２２に接続され、電線１０４の導体１０８の対応する端部（明示せず）が導電部材１２４に接続されている。導電部材１２２及び１２４は、ケーブル１００の差動入力／出力ポートを構成して、電線１０２及び１０４を介して伝播される差動データ信号及び／又は差動電力信号がケーブル１００に入力され且つ／又はケーブル１００から出力されるようにしてもよい。また、コネクタ１１８は、一対の導電部材１２２及び１２４を収容するコネクタハウジング１２６を有する。シールド１１４及びジャケット１１６は、ハウジング１２６内に末端を有し、その内部に取り付けられている。ハウジング１２６は、導電部材１２２及び１２４を囲む挿入可能部１２８をさらに有しており、対向するコネクタ（明示せず）にこれを挿入して、データ差動信号及び／又は電力差動信号がケーブル１００に入力され且つ／又はケーブル１００から出力されるようにしてもよい。
【0034】
なお、本実施例の場合、一対の導電部材１２２及び１２４は、データ差動信号及び／又は電力差動信号を入力又は出力するためのオス接続を構成しているため、コネクタ１１８はオス差動コネクタである。代替の実施形態において、コネクタ１１８はメスコネクタであってもよく、したがって、オス差動コネクタを受け入れるよう構成された一対の導電性チャンネルを有する。加えて、ケーブル１００の本実施形態において、ケーブル１００の他端１２８にはコネクタ１１８のような別のコネクタは設けられていない。その代わり、ケーブル１００の当該端部１２８では、導体１０６及び１０８と直に接続させてもよい。しかしながら、代替の実施形態では、ケーブル１００の当該端部１２８において、コネクタ１１８のような別のコネクタが接続される。
【0035】
以下でさらに詳しく説明する通り、図３～図８は、例えばＸＬＰＥ又はポリプロピレン等、自動車産業で使用される通常の絶縁材料に対して、絶縁部１１０及び１１２としてＦＥＰを使用することの電気的な利点を示している。
【0036】
電気的測定値の決定には共振空胴摂動法を採用した。より具体的には、ＡＳＴＭ Ｄ２５２０ Ｍｅｔｈｏｄ Ｂとして記載されている共振空胴摂動法を１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの周波数帯域で実施した。共振空胴を用意し、オシロスコープに接続する。材料の電気的特性を測定するため、材料を共振空胴内に配置する。共振空胴内に材料を配置すると、材料によって誘電率又は透磁率が変化することで、共振空胴が摂動する。誘電率や透磁率の変化は、材料を入れた場合と入れない場合の共振空胴の周波数特性を測定することで検出される。次いで、材料による共振空胴の周波数特性の変化（例えば、共振周波数の変化）を測定して、材料の電気的特性を算出できる。
【0037】
いくつかの実施例では、温度－４０℃、２３℃、及び１０５℃並びに周波数点１ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚでＦＥＰ及びＸＬＰＥの比誘電率及び損失係数を測定した。モータビークルのボンネット内で見られるような上記平均温度として適当であると考えられるため、ＦＥＰ及びＸＬＰＥの比誘電率及び損失係数は１５０℃及び周波数２．５ＧＨｚでも測定した。各周波数で平均３個の試料を試験し、特に記載されていない限り、１５分間の材料安定化期間後に試験値を取った。
【0038】
図３及び図４は、温度－４０℃、２３℃、及び１０５℃並びに周波数点１ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚ、さらに温度１５０℃及び２．５ＧＨｚで測定したＦＥＰ及びＸＬＰＥの比誘電率を示す図表である。図３はテキストによる表であり、図４は比誘電率の測定値を示す棒グラフである。比誘電率は、真空の誘電率に対する材料の絶対誘電率の比である。したがって、比誘電率が低いほど、材料が電界を減衰させる能力が高いことになる。図３及び図４に示す通り、ＦＥＰの比誘電率は、すべての周波数及び温度で一貫してＸＬＰＥより低い。さらに、ＦＥＰの比誘電率は、ＸＬＰＥの比誘電率と比較した場合、すべての周波数及び温度でばらつきがかなり少ない。
【0039】
ＦＥＰの別の利点として、ＦＥＰの比誘電率は、１５０℃であっても時間の経過に対して比較的一定に保たれる点が挙げられる。ＸＬＰＥの比誘電率は、１０５℃だと時間の経過に対して比較的一定に保たれるが、図５に示す通り、１５０℃だと時間の経過に対して一定には保たれない。より具体的にいうと、図５は、周波数点２．５ＧＨｚ及び温度１５０℃で測定した場合のＸＬＰＥの比誘電率の経時変化を表す。図５に示す通り、ＸＬＰＥの比誘電率は、初期に約２．１４から２．１２に低下した後、４時間あまりで２．２４近くまで上昇している。
【0040】
図６及び図７は、温度２３℃、－４０℃、及び１０５℃並びに周波数点１ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚ、さらに温度１５０℃及び２．５ＧＨｚで測定したＦＥＰ及びＸＬＰＥの損失係数を示す図表である。図６はテキストによる表であり、図７は損失係数の測定値を示す棒グラフである。材料の損失係数は、その品質係数の逆数である。品質係数は、コンダクタンスに対するサセプタンスの絶対値の比に等しい。このように、損失係数とは、ある材料の振動モードに対するエネルギーの損失率を表す指標である。したがって、損失係数が低いほど、材料がエネルギー振動を散逸させる能力が高いことになる。図６及び図７に示す通り、ＦＥＰの損失係数は、すべての周波数及び温度で概してＸＬＰＥのものより低い。このことから、ＦＥＰの性能はＸＬＰＥと比べた場合に優れていることが分かる（例えば、電線の長さに沿って損失する信号又は電力が少ない）。
【0041】
ＸＬＰＥに対するＦＥＰの利点として、ＦＥＰの損失係数は、ＸＬＰＥの損失係数と異なり、時間の経過に対して比較的一定に保たれる点が挙げられる。これを図８に示す。より具体的にいうと、図８は、周波数点２．５ＧＨｚ及び温度１５０℃で測定した場合のＸＬＰＥの損失係数の経時変化を表す。図８に示す通り、損失係数は、初期に０をわずかに超える程度まで下がった後、４時間近い期間で０．０１０００を超えるまで上昇している。また、２３℃でも実験を実施したところ、ＸＬＰＥの損失係数は、実験前が０．０００３３７、実験後が０．０００５０５であった。この場合は損失係数が５０％増加したことになり、これは高周波数イーサネットケーブルの用途では重要となる。
【0042】
【0043】
ＸＬＰＥは、自動車産業で一般に使用される電線絶縁部料の一例に過ぎない。ＸＬＰＥは、－４０℃及び２３℃での誘電特性は良好だが、車載用イーサネットケーブル内の電線絶縁体として１０５℃以上で使用するには熱的安定性及び電気的安定性が十分ではない。
【0044】
比誘電率及び損失係数の実験情報から、電線１０２及び１０４のシングルペアケーブル減衰量（挿入損失）を下記式で算出できる。
【0045】
【数1】
【0046】
式中、Ａは減衰量（デシベル）、Ｌはケーブル１００の長さ（メートル）、ｆは周波数（ヘルツの倍数、すなわちＭＨｚ又はＧＨｚ）、パラメータａ、ｂ、及びｃは比誘電率及び損失係数から導き出せる。
【0047】
より具体的にいうと、「Ｉ／Ｌ」は、１００ｍとは異なるケーブル長に対する長さ補正係数又は線形調整部である。例えば、ケーブルが１５ｍの場合、減衰値は１５／１００、すなわち１００ｍの値の１５％となる。パラメータ「ａ」は、絶縁材料の比誘電率（ＤＣ）に加え、２．７５規格の調整係数（マルチギガビット・イーサネット（ＩＥＥＥ８０２．３ｃｈ）のチャンネル要件に由来）、並びにＡＷＧ、導電率、及び撚り係数等の銅に関する係数を含む。本開示の目的では、２４ＡＷＧの裸銅線を用いて算出する。パラメータ「ｂ」は、絶縁材料の損失係数（ＤＦ）又は損失正接（ｔａｎδ）に加え、０．００５規格からの調整係数を含む。パラメータ「ｃ」は、低周波数での減衰に影響する。この項は、表皮効果、インダクタンス、及び導体の真円度等のパラメータが減衰量計算に与える影響を考慮した計算調整を表す。いくつかの実施形態では、高周波数（最大１０ＧＨｚ）で減衰量を評価するため、この項の影響は最小限であろう。
【0048】
図９及び図１０は、温度－４０℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ及びＸＬＰＥで絶縁したケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す図表である。図９はテキストによる表であり、図１０はケーブル減衰量の算出値を示す線グラフである。図９中、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間のケーブル減衰値をハイライト表示し、ＦＥＰ絶縁ケーブルのケーブル減衰値を枠線で強調している。
【0049】
計算から、ＦＥＰで絶縁したケーブルのシングルペアケーブル減衰量は、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間で、ＸＬＰＥ絶縁ケーブルのケーブル減衰値より０．４～１．５ｄＢ小さいことが分かる。温度－４０℃で算出したＦＥＰ絶縁ケーブルの電気性能が優位なのは、温度－４０℃におけるＦＥＰの比誘電率及び損失係数が低いことに起因している。
【0050】
図１１及び図１２は、温度２３℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ及びＸＬＰＥで絶縁したケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す図表である。図１１はテキストによる表であり、図１２はケーブル減衰量の算出値を示す線グラフである。図１１中、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間のケーブル減衰値をハイライト表示し、ＦＥＰ絶縁ケーブルのケーブル減衰値を枠線で強調している。
【0051】
計算から、ＦＥＰで絶縁したケーブルのシングルペアケーブル減衰量は、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間でＸＬＰＥ絶縁ケーブルのケーブル減衰値より０．４～１．５ｄＢ良好なことが分かる。温度２３℃で算出したＦＥＰ絶縁ケーブルの電気性能が優位なのは、温度２３℃におけるＦＥＰの比誘電率及び損失係数が低いことに起因している。
【0052】
図１３及び図１４は、温度１０５℃及びケーブル長１５メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルについて算出したシングルペアケーブル減衰量を示す図表である。図１３はテキストによる表であり、図１４はケーブル減衰量の算出値を示す線グラフである。図１３中、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間のケーブル減衰値をハイライト表示している。温度が１０５℃になるとＸＬＰＥの損失係数が安定しないため、算出がより難しくなる。そこで、４時間経過後の損失係数の測定値を用いた。これが最悪のシナリオに対応するからである。一方、架橋ＦＥＰの比誘電率は安定しているので問題は生じない。
【0053】
１０ＧＨｚで測定したＦＥＰ及びＸＬＰＥの比誘電率及び損失係数を、上記の減衰式に挿入した。ＦＥＰで絶縁したケーブルのシングルペアケーブル減衰量は、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚ帯でＸＬＰＥに対して０．４～１．６ｄＢの範囲で優位であったが、これは－４０℃及び２３℃でＦＥＰ及びＸＬＰＥについて観察された性能上の優位性と同様であった。
【0054】
図１５及び図１６は、温度１０５℃及びケーブル長１００メートルで測定した比誘電率及び損失係数に基づき、ＦＥＰ及びＸＬＰＥで絶縁したケーブルについて算出したケーブル減衰量を示す図表である。図１５はテキストによる表であり、図１６はケーブル減衰量の算出値を示す線グラフである。図１５中、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間のケーブル減衰値をハイライト表示している。したがって、図１５及び図１６に示す結果を図１３及び図１４の結果と比較して、ケーブル長の影響を示すことができる。より具体的には、図１３及び図１４の計算と図１５及び図１６の計算とを比較すると、温度１０５℃において、ＸＬＰＥで絶縁したケーブルに対するＦＥＰで絶縁したケーブルの減衰量の優位性は、１ＧＨｚで２．６ｄＢまで、１０ＧＨｚで１０．８ｄＢまで大きくなっていることが分かる。したがって、ケーブル１００の電線１０２及び１０４に絶縁部１０６及び１０８を設けると、ＸＬＰＥ等のこれまでに知られている絶縁材料に比べ、ケーブル減衰量において顕著かつ重要な利点をモータビークル産業にもたらすことができる。特に、図９～図１６から、ＦＥＰを用いて電線１０２及び１０４の絶縁部１１２及び１１４を設けた場合、ＦＥＰの誘電特性によってケーブル１００のシングルペアケーブル減衰特性が大きく異なることが分かる。
【0055】
上記のようなポリマーの試験に加え、開示した発明の実施形態に従って機能性ケーブルを作製し、さらに分析した。ケーブルの長さはそれぞれ１５メートルとした。
【0056】
図１７で模式的に示す通り、一対の２２ＡＷＧ銅線を用いて、シングルツイストペアケーブルを作製した。各銅線はＦＥＰ電線絶縁部で絶縁した。ＦＥＰ絶縁電線を、ＦＥＰ内部ジャケット、ホイルシールド、編組アルミニウムシールド、及び外部ジャケット内に収容した。
【0057】
電線絶縁部及び内部ジャケットにＦＥＰではなくＸＬＰＥを組み込んだ以外は実質的に同じ構成で、第２のシングルツイストペアケーブルを作製した。ＸＬＰＥ絶縁シングルツイストペアケーブルは、代表的な車載イーサネットケーブルであると考えられる。
【0058】
図１８で模式的に示す通り、試験装置を構築して、作製したケーブルの挿入損失を測定した。試験は、Ｏｐｅｎ ＡｌｌｉａｎｃｅのＣｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ １０００ＢＡＳＥ－Ｔ１ Ｌｉｎｋ Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ Ａ ｖ２．０，Ｓｅｃｔｉｏｎ６．１．２，Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｃａｂｌｅｓ（ＳＣＣ Ｃｏｎｔｅｘｔ）を含むＯｐｅｎ Ａｌｌｉａｎｃｅの挿入損失（ケーブル減衰量）試験に従って実施した。使用した挿入損失の式は下記の通りである。
【表1】
【0059】
試験装置は、ベクトルネットワークアナライザ（ローデ・シュワルツ社製ＺＮＢ－８）及び温度試験室（Ｔｅｎｎｅｙ社製ＴＪＲ）を備えていた。
【0060】
作製した各ケーブルの両端にテストフィクスチャをはんだ付けし、試験対象であるケーブルを、試験装置とＳＭＡインターフェースを有する測定器とに接続した。試験対象である長さ１５ｍのケーブルについて、密閉側アクセスポートから各端約１２インチ露出させた状態でコイル状に緩く巻いて、温度試験室に置いた。露出した両端は試験装置に接続した。同じ試験装置を用いてＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルの両方を試験し、所定の周波数範囲及び所定の温度範囲でケーブルの挿入損失を測定した。
【0061】
試験手順中、温度試験室内でケーブルをコイル状に巻いて置き、２３℃（室温）でケーブルの挿入損失を測定する。温度試験室内の温度を１時間かけて目標温度まで上昇させる。次いで、試験室内の温度を目標温度で１時間保持して、ケーブルの温度が目標温度と等しくなるようにした。この目標温度でケーブルの挿入損失を測定する。続いて、同じ手順で温度試験室内の温度を次の目標温度まで上昇させる。本具体例で実験した目標温度は８５℃、１０５℃、及び１２５℃の３つである。これら３つの目標温度で挿入損失を測定したら、温度試験室内の温度を１時間かけて２３℃まで低下させた。次いで、試験室内の温度を２３℃で１時間保持して、ケーブルの温度が２３℃と等しくなるようにした。２回目として、２３℃でケーブルの挿入損失を測定した。２３℃におけるケーブルの挿入損失を加熱処理の前後で比較することは、ケーブルを加熱した後もケーブル及び／又は絶縁部が劣化しておらず且つ／又はケーブルの電気的性能が劣化していないことを確認する上で有用である。
【0062】
図１９は、代表的なＸＬＰＥ被覆車載イーサネットケーブルの挿入損失を試験した結果を表す。図１９に示す通り、８５℃、１０５℃、及び１２５℃の試験条件における挿入損失はそれぞれ、一般的にそれより低い温度の試験条件よりも悪化していた。
【0063】
図２０は、上述したＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失を試験した結果を表す。図２０に示す通り、８５℃、１０５℃、及び１２５℃の試験条件における挿入損失は、それより低い温度での挿入損失と概して同様である。加えて、代表的な車載ケーブルと比較して、信号の周波数が高くなるにつれてＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失は低くなる。したがって、ＦＥＰ絶縁ケーブルは、例えば８０℃を超えるような高温で挿入損失が低く、代表的な車載ケーブルと比較した場合、すべての試験温度で挿入損失が低くなる。
【0064】
代表的な車載ケーブルはＸＬＰＥブレンドで絶縁されている。ＸＬＰＥブレンドは、例えば、銅、溶解性又は腐食性の流体、高温及び低温、並びに紫外線等との接触といった環境要因の影響からポリマー材料を保護することを意図した添加物を含んでいる。これらの添加剤の少なくとも一部は構造的に極性分子であり、添加剤分子及び周囲にあるマトリクスの温度が上昇すると振動が大きくなる。理論にとらわれるものではないが、これらの極性分子の振動が大きくなるとＸＬＰＥの損失係数に影響を及ぼし、温度の上昇に伴って、代表的な車載ケーブルの挿入損失性能が低下するものと考えられる。
【0065】
ＦＥＰ絶縁ケーブルは、極性添加剤を含まないＦＥＰポリマーで絶縁されたものである。ＦＥＰは、その物理的性質及び機械的性質により、極性添加剤を必要としない電線及びケーブル用途での使用に適したものである。理論にとらわれるものではないが、ポリマーは高温での損失係数を上昇させ得る極性添加剤を含んでいないので、ＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失性能は概して高温でも部分的に保持されるものと考えられる。
【0066】
図２１は、１～６００ＭＨｚの周波数帯域において、Ｏｐｅｎ ＡｌｌｉａｎｃｅのＴＣ９仕様（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）と比較した場合の、ＦＥＰ絶縁ケーブルの所定の温度範囲における挿入損失の測定値を示す表である。表から分かる通り、ＦＥＰ被覆ケーブルの挿入損失の測定値は、すべての周波数及び温度でＴＣ９規格よりも良好である。ＴＣ９規格とＦＥＰ被覆ケーブルの挿入損失の測定値との差は、周波数が高くなるにつれて、また温度が高くなるにつれて大きくなる。表から分かる通り、ＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失は、周波数及び温度が高くなるにつれて大きくなるが、８．５ｄＢを超えることはない。この挿入損失は、温度調整したＴＣ９の閾値より低い。
【0067】
本明細書中で記載した試験から、最初に算出した挿入損失性能の想定値と比較すると、ＸＬＰＥ絶縁ケーブルは実際のシミュレーションにおいて、想定よりも性能が劣ることが明らかになった。逆に、ＦＥＰ絶縁ケーブルは、最初に算出した挿入損失性能の想定値に対し、上述の実施例で想定されるよりも性能が良好であった。理論にとらわれるものではないが、ＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失は、温度が高くなるにつれて銅の導電率が本質的に下がってしまうことが主な原因であり、ＦＥＰが悪い意味で影響していることはほとんどないと考えられる。
【0068】
図２２～２７は、図１７に示すケーブルと同様の構成だが、２２ＡＷＧ７／３０銅導体ではなく２６ＡＷＧ７／３４銅導体を用いたケーブルで収集したデータを表す。電線絶縁部は、ケーブルによってＦＥＰ、ＰＰ、又はＸＬＰＥのいずれかであり、内部ジャケットは架橋ポリオレフィン（ＸＬＰＯ）で形成した。いずれのケーブルも長さは１５ｍであった。
【0069】
図２２～２４は、１０００ＢＡＳＥ－Ｔ１ケーブル用のＳＡＥ Ｊ３１１７／２及びＩＳＯ１９６４２－１２仕様書原案で使用されているＴＣ９挿入損失限度に対し、同様の構成を有する３本のケーブルで実施した試験を表す。ＦＥＰ、ＸＬＰＥ、又はＰＰである電線絶縁部を除いて、試験ケーブルは同一であった。まず、２３℃で各ケーブルの挿入損失を試験した。次いで、各ケーブルを温度１２５℃で３時間保持した後、挿入損失を再度試験した。各ケーブルを温度１２５℃で合計２４０時間保持した後、３回目として挿入損失を試験した。図２２に示す通り、１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたって２３℃でケーブルを試験したところ、初期は３本ともＴＣ９挿入損失性能規格より優れていた。
【0070】
図２３から分かる通り、各ケーブルを１２５℃で３時間保持した後のＰＰ絶縁ケーブルの挿入損失は、ＴＣ９規格を下回っていた。１２５℃で３時間保持した後のＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルの挿入損失は、いずれも１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたってＴＣ９規格より優れていた。図２３に示す通り、これらの試験条件下だと、ＦＥＰ絶縁ケーブルはＸＬＰＥ絶縁ケーブルよりも挿入損失が小さかった。
【0071】
図２４から分かる通り、１２５℃で２４０時間保持した後のＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルの電気的性能は、いずれも１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたってＴＣ９規格より優れていた。図２４に示す通り、周波数が高くなるにつれて、ＦＥＰ絶縁ケーブルの挿入損失はＸＬＰＥ絶縁ケーブルに対して小さくなった。
【0072】
図２５～２７は、同様に構成された３本のケーブルで実施した、高温高湿下における挿入損失試験を表す。試験したケーブルは、図２２～２４に関して記載したケーブルと同一であった。まず、２３℃及び周囲相対湿度で各ケーブルの挿入損失を試験した。次いで、各ケーブルを温度８５℃及び相対湿度８５％で３時間保持した後、挿入損失を再度試験した。各ケーブルを温度８５℃及び相対湿度８５％で合計１６８時間保持した後、３回目として挿入損失を試験した。図２５に示す通り、１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたって２３℃及び周囲相対湿度でケーブルを試験したところ、初期は３本ともＴＣ９挿入損失性能規格より優れていた。
【0073】
図２６から分かる通り、各ケーブルを８５℃及び相対湿度８５％で３時間保持した後のＰＰ絶縁ケーブルの挿入損失は、ＴＣ９規格を下回っていた。８５℃及び相対湿度８５％で３時間保持した後のＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルの挿入損失は、いずれも１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたってＴＣ９規格より優れていた。図２６に示す通り、これらの試験条件下だと、ＦＥＰ絶縁ケーブルはＸＬＰＥ絶縁ケーブルよりも挿入損失が小さかった。
【0074】
図２７から分かる通り、８５℃及び相対湿度８５％で１６８時間保持した後のＦＥＰ絶縁ケーブル及びＸＬＰＥ絶縁ケーブルの挿入損失は、いずれも１～６００ＭＨｚの周波数帯域にわたってＴＣ９規格より優れていた。
【0075】
図２８は、図２２～２４で検討した挿入損失の測定値を示す表である。図２８は、ＰＰ、ＸＬＰＥ、及びＦＥＰで絶縁した１５ｍケーブルについて、２３℃、１２５℃で３時間後、さらに１２５℃で２４０時間後における挿入損失の測定値を表す。図２８から分かる通り、ＦＥＰ絶縁ケーブルは他のケーブルに比べて挿入損失が小さい。この差は、周波数が高くなるほど大きくなる。
【0076】
図２９は、図２５～２７で検討した挿入損失の測定値を示す表である。図２９は、ＰＰ、ＸＬＰＥ、及びＦＥＰで絶縁した１５ｍケーブルについて、２３℃及び周囲湿度、８５℃及び８５％相対湿度で３時間後、さらに８５℃及び８５％相対湿度で１６８時間後における挿入損失の測定値を表す。図２９から分かる通り、ＦＥＰ絶縁ケーブルは他のケーブルに比べて挿入損失が小さく、この差は、周波数が高くなるほど大きくなる。
【0077】
当業者であれば、本開示の好ましい実施形態に対する改良及び改変を認識できるであろう。このような改良及び改変は、いずれも本明細書中に開示された概念の範囲及び以下に続く特許請求の範囲に包含されるものと考えられる。本発明に係る開示した実施形態における所定の要素は、単一の構造、単一の工程、又は単一の物質等において実施できることが理解できるであろう。同様に、開示した実施形態における所定の要素は、複数の構造、工程、又は物質等で実施できる。
【0078】
上述の説明は、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示を図示及び記載するものである。加えて、本開示では、開示した方法、装置、製造、組成物、及びその他の教示について一定の実施形態しか提示及び記載していない。しかしながら、上記の通り、本開示の教示は、他の様々な組み合わせ、変形形態、及び環境で使用でき、且つ当業者の技術及び／又は知識に対応して、本明細書に記載した教示の範囲内で変更及び変形させられることが理解できるであろう。更に、本明細書中で上記した実施形態は、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示を実施するためのものとして知られている一定の最良形態を説明すること、及び他の当業者が、そのような実施形態又は別の実施形態において本開示の教示を利用し、且つ具体的な用途に必要とされる各種変形と共に本開示の教示を利用できるようにすることを意図したものである。従って、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示は、本明細書中で開示した厳密な実施形態及び実施例に限定することを意図したものではない。本明細書中の表題は３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７７の提案と対応させること、又は組織的な待ち行列（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｑｕｅｕｅｓ）を提供することを意図したにすぎない。これらの表題は、本明細書中に記載した発明を限定及び特徴付けするものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】