JP2005537769A - 流体密式ケーブル・ダクト - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、流体密式、特に、油密式のケーブル・ダクト（１０）であって、流体に晒された内面（１６）と、流体から隔離された外面（１８）とを有するダクト・ボディ（１２）と、ワイヤにより形成された少なくとも１つの導体（１４）が上記ダクト・ボディ（１２）の内面（１６）から外面（１８）にかけて延びる少なくとも１つのケーブル・チャネル（２０）とを備えたケーブル・ダクト（１０）に関する。シール要素（２２）がケーブル・チャネル（２０）内に配置され、そのシール要素（２０）には、導体の数に対応した数の独立チャネル（２３）が貫通・形成され、導体（１４）は独立チャネル（２３）をそれぞれ独立して延びる。導体（１４）はそれぞれ、中実断面を有する導体接続ピース（５０）により互いに接続された二つの導体部分から構成され、接続ピース（５０）は、その長手方向の少なくとも一部がシール要素（２２）の一つのチャネル内に収容される。

Description

本発明は、流体密式、特に油密式のケーブル・ダクトであって、流体に晒された内面と、流体から隔離された外面とを有するダクト・ボディと、ストランド（より）形成された少なくとも１つの導体を、上記ダクト・ボディの内面からダクト・ボディの外面にかけてガイドする少なくとも１つのケーブル・チャネルとを備えたケーブル・ダクトに関する。

そのようなケーブル・ダクトは、特許文献１から知ることができる。そこに示されたケーブル・ダクトは、例えば、電動機（モータ）又は駆動装置の内部から外部にかけて、導体を油密にガイドする機能を果たす。そこに図示されたケーブル・ダクトは、電動機又は駆動装置のハウジングに形成された穴を塞ぐように設計されたダクト・ボディを有する。このダクト・ボディの内面は油に晒されている。ダクト・ボディには、その内面と外面とを接続する少なくとも１つのケーブル・チャネル（穴、通路）が形成される。このチャネルを通って導体が支持され、そのケーブル・チャネルの長手方向の一部において、導体の外部絶縁体が、硬化プラスチック・シール材（hardened plastic sealing material）と置き換えられる。このプラスチック・シール材により、油がケーブル・チャネルを通ってダクト・ボディの内側から外側へと洩れることを防ぐことができると考えられている。

独国特許発明第２０００９５３０号明細書

しかしながら、上記刊行物に記載されたケーブル・ダクトでは、油密が完全でないことが分かってきている。その理由の一つは、高温であり、従って非常に希薄な（thinly）流体油は、キャピラリ効果によってより線（導体）の内部に浸透し、導体内部を通ってケーブル・チャネルの端から端まで移動できてしまうことである。他の理由は、シール材は老化・劣化により縮む傾向があり、その結果、導体とシール材との間、またはシール材とケーブル・チャネル壁との間にギャップ（隙間）が形成され、油がそのギャップを通ってダクト・ボディの内側から外側へと移動できてしまうことである。

本発明の目的は、従来の技術と比較して流体密性の向上した前述の種類のケーブル・ダクトを提供することにある。

上述した種類のケーブル・ダクトにおけるこの目的は、以下のように解決される。即ち、ケーブル・チャネル内にシール要素（シーリング部材）を配置し、そのシール要素に、導体の数に対応した数の独立チャネルを貫通・形成し、その独立チャネルを通して導体を各々独立してガイドし、更に、各導体を導体接続ピースにより接続された二つの導体部分から構成し、接続ピースの長手方向の少なくとも一部を中実断面とし、接続ピースの長手方向の少なくとも一部を、それと対応するシール要素の独立チャネル内に引き入れる（挿入する）ことである。この（接続ピースの）中実断面により、油が接続ピースの内部を通って移動することが不可能となる。油がより線（導体）を通ってダクト・ボディの内側から外側へと漏出できる従来の技術と比較して、本発明のケーブルダクトでは、より線の内部に供給された油は、接続ピースを通って移動することはできない。また、接続ピースは、その長さの少なくとも一部が、シール要素の独立チャネル内に挿入されるので、油は接続ピースの外側を通って移動することもできない。

接続ピースは、両端部にそれぞれクランピング・スリーブが配置されるピンを備えることが好ましい。そのような接続ピースによれば、２つの導体部分同士を、単純かつコスト効率良く、接続することができる。

シール要素は、エラストマー（弾性材料）から成ることが好ましい。エラストマー（弾性材料）は、従来技術で使用されている注入材・充填剤よりも優れたシール特性を有している。なぜなら、注入材は老化作用の結果、縮んでしまうからである。しかしながら、シール要素の独立チャネル内において、（ケーブルを）単に弾性部材で覆うよりも、注入材を用いた方が、ケーブルをより確実に所定位置に保持することができる。従って、好適な展開では、ケーブル・チャネルは、そのシール要素の内側近傍部分が注入材で満たされ、導体がそれらの適正位置に張力が付与されて（tensionally）しっかりと保持される。また、（注入材が）充填された部分は、シール要素から離れた位置で流体の大部分を制する粗いシールを提供する。

ケーブル・チャネルにおける（注入材が）充填された内側部分（軸方向外側から内側を見て）は、少なくとも１つの場所（位置）において狭くなることが好ましい。これにより、注入材がケーブル・チャネルから抜け落ちないことが保証される。仮に、注入材が老化作用の結果として縮んでもである。更に、ケーブル・チャネル内に第１の凹部が形成され、その凹部から環状のウェブが、ケーブル・チャネルの充填部分内へと軸方向に突出して形成されることが好ましい。この環状ウェブによって、注入材は、ケーブル・チャネル軸に関して、径方向内側部分と径方向外側部分とに分割される。注入材がエイジング（老化）すると、径方向外側部分は環状ウェブ上に縮む。従って、注入材の径方向外側部分と環状ウェブとの間のギャップの形成が防止される一方、注入材全体の過度な収縮が防止される。そのため、注入材がケーブル・チャネルから完全に外れることはない。

シール要素の各独立チャネルは、少なくとも１つの狭くなった部分を有することが好ましい。その狭くなった部分では、導体とシール要素との間の特に優れたシールが生じる。更に、狭くなった部分は、雨又はスプレーされた水が外側からシール要素内へと浸透することを防止する。このような浸透は、異なる導体間の短絡を引き起こす可能性がある。

シール要素はテーパ部分を有し、ケーブル・チャネルは、シール要素のテーパ部分が、外側から（軸方向における外側から内側へ）押し付けられる先細り部分を有することが好ましい。更に、シール要素が、その軸方向外側に面する端部に、径方向外側に突出した部分を有すると共に、ケーブル・チャネルに、この突出した部分が収容される第２の凹部が形成されることが好ましい。更に好適な展開では、ケーブル・チャネル軸を囲む密閉シール・リップが、この凹部内に形成される。

ケーブル・ダクトは更に、ダクト・ボディの外面に固定するためのフランジを備えたケーブル・ガイド・チューブを有し、そのフランジの内径が、シール要素の突出部分の直径よりも小さいことが好ましい。これによって、フランジを用いてケーブル・ガイド・チューブを固定すると、シール要素がケーブル・チャネル内へ押し付けられ、シール性が更に向上する。さらに、ケーブル・チャネル軸を囲む密閉シール・リップが、フランジ上に形成されることが好ましい。

本発明の解決策のさらなる利点および特徴は、添付の図面に関連する実施形態を用いて本発明が説明される以下の記述から明白になるであろう。

本発明によれば、流体密性の向上したケーブル・ダクトを提供できる。

本実施形態のケーブル・ダクト１０（導管）が、図１に断面図で、図３に平面図で示される。ケーブル・ダクトは、ダクト・ボディ１２を有する。ダクト・ボディ１２は、電動機（モータ）又は駆動装置のハウジングに形成された穴を油密方式に密閉し、複数の導体１４（electrical conductors）がダクト・ボディ１２を通って支持される。ダクト・ボディ１２に形成された複数の穴１３（図３参照）に挿入されるねじ切りボルト（図示せず）によって、ダクト・ボディ１２が電動機又は駆動装置のハウジングに固定される。ダクト・ボディ１２は、油に晒された（油と接触する）内面１６と、油から隔離された外面１８とを有する。導体１４は、ケーブル・チャネル２０により、ダクト・ボディ１２の内面１６から外面１８にかけて支持（ガイド）される。この文章において、用語「ケーブル・チャネル」とは、もっぱら、広く、ダクト・ボディの内面と外面との間を接続するものを意味し、その形状については特に制限はされない。

シール要素２２が、ケーブル・チャネル２０内に配置される。図１において、シール要素は、明瞭化の目的から断面では示されていない。シール要素２２には、複数の独立チャネル２３が形成されており、導体１４はその独立チャネル２３を通って個々にガイドされる（図４参照）。シール要素２２を通る導体１４のガイドについては、図４を参照して以下詳述する。シール要素２２から見て、ケーブル・チャネル２０の内側部分（図１における下部２４）には、注入材・充填剤（poured mass）が充填される（図１及び図２にドットで示す）。ダクト・ボディ１２から外に出た所では、導体１４はケーブル・ガイド・チューブ２６内にガイドされる。ケーブル・ガイド・チューブ２６は、そのフランジ２８が、ねじ切りボルト３０によってダクト・ボディ１２に対してフランジ接続される。

図２は、図１の一部を拡大して示している。図から分かるように、シール要素２２は、円錐部分３２と、径方向外側に突出した部分３４とを有する。ケーブル・チャネル２０には、シール要素２２の円錐部分３２（テーパ部分）が補足的に挿入される円錐部分（先細り部分）が形成される。さらに、ケーブル・チャネル２０には、シール要素２２の突出部分３４が配置される凹部３６が形成される。図２から分かるように、フランジ２８の内径は、シール要素２２の突出部分３４の直径（外径）よりも小さい。従って、ケーブル・ガイド・チューブ２６のフランジ２８がダクト・ボディ１２に対してボルト接続されると、シール要素２２が、ケーブル・チャネル２０内へと押される。その結果、シール要素２２の円錐部分３２がケーブル・チャネル２０の壁に対してきつく押し付けられ、ケーブル・チャネル２０を油密に閉鎖する。また、凹部３６及びフランジ２８上に、周辺シール・リップ３８，４０が形成される。そのリップ３８，４０もまた、油が、シール要素２２とケーブル・チャネル２０との間を通って内側から外側へと移動することを防ぐ。

上述したように、シール要素２２から見て、ケーブル・チャネル２０の下部（一部）２４には、注入材が充填される。導体１４は注入材に埋め込まれており、この材料により所定位置に保持される。また、ケーブル・チャネルは、注入材によりある程度密閉（シール）される。そのため、基本的に、シール要素２２まで浸透するオイルは極少量でしかない。

注入材は導体１４を適所に保持するのに非常に適しているが、ケーブル・チャネル２０を連続的に（絶え間なく）油密に閉鎖することができない場合がある。つまり、注入材は高温変化にさらされるので、比較的急速に老化・劣化して縮む。その結果、ケーブル・チャネル２０と注入材との間にギャップが形成される場合がある。本実施形態のケーブル・ダクト１０では、注入材の収縮は、ケーブル・チャネル２０の充填部分２４の輪郭・形状（プロファイリング）により考慮される。図２から分かるように、凹部４２が、ケーブル・チャネル２０の充填部分２４内に形成される。この凹部４２には周辺環状ウェブ４４が形成される。この環状ウェブ４４の内面４６に、上述したケーブル・チャネル２０の円錐形状部分が連続する。このことは、軸方向外側から内側に向かって見たとき、ケーブル・チャネル２０の充填部分２４が、環状ウェブ４４に囲まれた領域で狭くなる（先細まる）ことを意味する。そのため、仮に注入材が大幅に縮んだとしても、注入材がケーブル・チャネル２０から抜け落ちることは回避される。環状ウェブ４４は、特に、注入材がその老化作用により環状ウェブの外面４８上で縮むことにより、少なくとも注入材と環状ウェブ４４の外面４８との境界表面において、油の通過が非常に困難なきつい（タイトな）部位を提供するという目的を有している。

図４では、シール要素２２の部分断面が示されており、その断面において導体１４が独立チャネル２３内にガイドされる。図４に見られるように、導体１４はそれぞれ、接続ピース５０により互いに接続された２つの導体部分を備える。さらに、接続ピース５０の半分は、シール要素２２の独立チャネル２３内に配置（挿入）される。図４では、接続ピース５０をより良く示す目的から、最も右に位置する導体が、若干下方に引かれて示されている。

接続ピース５０はピン５２を備え、ピン５２の両端部には、導体部分を固定するためのクリンピング・スリーブ５４が配置される。ピン５２は中実断面を有する。従って、ピン５２は、内側導体部分の内部へ浸透する油のキャピラリ・バリア（防壁）として働く。このキャピラリ・バリアは、より線（導体）がダクト・ボディの内側から外側へと供給され、油がより線のキャピラリ効果により外側へと洩れる可能性がある従来技術との比較において、重要な改良点である。

シール要素２２は高弾性材料により形成されるので、接続ピース５０は永久的に独立チャネル２３を油密に閉鎖する。図４に見られるように、各独立チャネル２３は狭くなった部分５６を有し、その部分５６内には、外側に引き出された導体部分の絶縁材が押し込まれる。そのため、ケーブル・ガイド・チューブ２６内を移動する雨またはスプレーされた水が、外部からシール要素２２の独立チャネル２３内に浸透して、異なる導体間の短絡を引き起こす可能性は回避される。

図１は、ケーブル・チャネル軸を含む、本発明に従ったケーブル・ダクトの断面図である。 図２は、図１の部分拡大図である。 図３は、図１つのケーブル・ダクトの平面図である。 図４は、導体を通すシール要素の部分断面図である。

符号の説明

１０ ケーブル・ダクト
１２ ダクト・ボディ
１３ ねじ切りボルト用穴
１４ 導体
１６ ダクト・ボディ１２の内面
１８ ダクト・ボディ１２の外面
２０ ケーブル・チャネル
２２ シール要素
２３ 独立チャネル
２４ ケーブル・チャネル２０における注入材で満たされる部分（充填部分）
２６ ケーブル・ガイド・チューブ
２８ フランジ
３０ ねじ切りボルト
３２ シール要素２２の円錐部分（テーパ部分）
３４ シール要素２２の突出部分
３６ 凹部
３８ シール・リップ
４０ シール・リップ
４２ 凹部
４４ 環状ウェブ
４６ 環状ウェブ４４の内面
４８ 環状ウェブ４４の外面
５０ 接続ピース
５２ ピン
５４ クリンピング・スリーブ
５６ 独立チャネル２３の狭くなった部分

Claims (12)

1. 流体密式、特に、油密式のケーブル・ダクト（１０）であって、流体と接触する内面（１６）と流体から隔離された外面（１８）とを有するダクト・ボディ（１２）と、ストランド（より）形成された少なくとも１つの導体（１４）を上記ダクト・ボディ（１２）の内面（１６）から外面（１８）にかけてガイドするための、少なくとも１つのケーブル・チャネル（２０）とを備えたケーブル・ダクト（１０）において、
   上記ケーブル・チャネル（２０）内にシール要素（２２）を配置し、そのシール要素に、上記導体の数に対応した数の独立チャネル（２３）を貫通・形成し、その独立チャネル（２３）を通して上記導体（１４）を各々独立してガイドし、各導体（１４）を導体接続ピース（５０）により互いに接続された二つの導体部分から構成し、その接続ピース（５０）の長手方向の少なくとも一部（５２）を中実断面とし、上記接続ピース（５０）の長手方向の少なくとも一部を、それと対応する上記シール要素（２２）の上記独立チャネル（２３）内に挿入した、ことを特徴とするケーブル・ダクト。
2. 上記接続ピース（５０）が、両端部にそれぞれクランピング・スリーブ（５４）が配置されるピン（５２）を備える、請求項１記載のケーブル・ダクト。
3. 上記シール要素（２２）が弾性材料からなる、請求項１又は２記載のケーブル・ダクト。
4. 上記ケーブル・チャネル（２０）における上記シール要素（２２）の内側近傍部分（２４）が、注入材で満たされる、請求項１〜３いずれか一つに記載のケーブル・ダクト。
5. 上記ケーブル・チャネル（２０）の充填部分（２４）が、少なくとも一部（４６）において、軸方向外側から内側へかけて先細まる、請求項４記載のケーブル・ダクト。
6. 上記ケーブル・チャネル（２０）内に第１の凹部（４２）が形成され、環状のウェブ（４４）が、上記凹部（４２）から上記ケーブル・チャネル（２０）の充填部分（２４）へと軸方向に延出する、請求項４又は５記載のケーブル・ダクト。
7. 上記シール要素（２２）の各独立チャネル（２３）が、狭くなった部分（５６）を有する、上記請求項のいずれか一つに記載のケーブル・ダクト。
8. 上記シール要素（２２）がテーパ部分（３２）を有し、上記ケーブル・チャネル（２０）は、軸方向外側から内側へむかって先細まる部分を有し、上記シール要素（２０）の上記テーパ部分（３２）が上記先細まる部分に外側から押し付けられる、上記請求項のいずれか一つに記載のケーブル・ダクト。
9. 上記シール要素（２２）が、その軸方向外側に面する端部に、径方向外側に突出した部分（３４）を有すると共に、上記ケーブル・チャネル（２０）に、上記突出した部分（３４）が収容される第２の凹部（３６）が形成される、上記請求項のいずれか一つに記載のケーブル・ダクト。
10. ケーブル軸を囲む密閉シール・リップ（３８）が、上記第２の凹部（３６）内に形成される、請求項９記載のケーブル・ダクト。
11. 上記ダクト・ボディ（１２）の外面に固定するためのフランジ（２８）を備えたケーブル・ガイド・チューブ（２６）を更に有し、上記フランジ（２８）の内径が、上記シール要素（２２）の上記突出した部分（３４）の直径よりも小さい、請求項９又は１０記載のケーブル・ダクト。
12. ケーブル軸を囲む密閉シール・リップ（４０）が、上記フランジ（２８）上に形成される、請求項１１記載のケーブル・ダクト。
    

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