JP2005539470A - 応力除去部を含むケーブルシーリングカバー - Google Patents

Abstract

マルチワイヤケーブル（１０）の遷移部を保護する成形物品。該物品は、エラストマースキンを有しかつその中に開放溝を有するケーブル受信管（４０）をさらに含む遷移カバー（３０）を含む。ケーブル受信管は、複数のワイヤカバースリーブ(３６)の各々との交差点を有し、その中にマルチワイヤケーブルの少なくとも一つのワイヤを挿入するために、ケーブル受信管の解放溝から複数のワイヤカバースリーブ(３６)の各々への通過開口部を提供する。各交差点の少なくとも一部分に隣接してエラストマースキンに形成される応力除去ポケット(５０)は、開口溝の方へ延び、かつ部分的に折り畳まれた状態から応力除去ポケットの伸張を収納するための少なくとも一つのしわを含み、遷移カバーが緩んだ状態から延伸状態へ移行する際に交差点に応力が集中するのを緩和する。

Description

本発明は、電気配線、およびワイヤハーネスによって表される光ファイバー送信構造、ならびに光ファイバーネットワーク等に関するものであり、それらはマルチワイヤまたはマルチファイバーケーブルからの信号キャリアを、信号キャリアネットワーク設計によって必要とされる接続ブランチへ転用することによって生じる遷移部を含む。より詳細には、本発明は、信号および電力搬送構造の製造および設置中に、分岐された信号キャリア遷移部の繰返曲げおよび関連歪みを収納するための応力除去部を含む保護封止用ケーブル遷移カバーを提供する。

電力分配および通信ネットワークのためのグリッドの開発は、悪環境から隔離された保護ジャケット内に存在するケーブルベースの信号および電力キャリアに依存している。従来のケーブル用の保護外部ジャケット材料は、典型的に低表面エネルギーを示す。好適なジャケット重合体は、一例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはその共重合体または配合物を含む。低表面エネルギー外部ジャケットは、信号搬送要素の機能を危うくしうる、信号キャリアの外部環境における有害な部品との接触をはばむ障壁を示している。

電流搬送ワイヤまたは信号搬送光ファイバーは、いくつかの異なる方法で環境にさらされるようになりうる。一つの一般的な状況では、多数の信号キャリアを含むケーブルは、磨耗によって損傷されることがあり、その磨耗は、信号キャリアが露出されるようになるまでケーブルカバーを介して進行する。信号キャリアの露出を生じる第２の状況は、電気分配グリッドまたは通信ネットワークの構築中、ケーブルの結合または信号キャリアの接合である。この構築活動により、ケーブルジャケットを交換しかつ環境から信号および電力キャリアを再封止するために保護カバーの適用を必要とする多数の添え継ぎケーブル部が生じる。好適な保護なしでは、ケーブル動作および推定寿命に悪影響が及ぼされることがある。

添え継ぎ部あるいはジャケット劣化の証拠を示す磨耗部分を含むケーブルを保護するいろいろなクロージャーが存在する。クロージャーは、露出された信号または電力キャリア要素の位置にケーブルの部分上に置くためのカバーまたはハウジングの形状をとる。ケーブルの添え継ぎ部または磨耗部の周りに置かれるクロージャーは、保護を必要とする部分の外面に対してカバーリングまたはハウジングを収縮する公知の工程を用いて適用されてもよい。特許文献１および特許文献２は、保護ケーブルクロージャとして用いられる予備延伸された収縮可能なカバーを記載している。

コールドシュリンクカバーまたは管すなわち延伸管（ＰＳＴ）としても公知の、予備延伸された収縮可能なカバーは、ヒートシュリンク製品の欠点のいくつかを克服するために開発された。ヒートシュリンク製品は、有効な封止および保護を行いつつ、ケーブルまたはケーブルスプライス面の輪郭に合致するように製品を回復している間に、材料の流れを必要とする状態に近づく。回復中、ヒートシュリンクカバーは、その形状が変化し、かつ保護されたケーブル部の寿命がある間役立つかもしれない成形特性を保持することができない。例えば、ヒートシュリンクカバーは、好ましくは、ケーブル部の周りにぴったり合うように着座し、スプライス接合の繰返曲げ中、疲労に対してほとんど保護を行わない。その結果、主ケーブルと分岐ワイヤとの交差点は弱点を示し、応力下で破裂しうる。応力除去のための成形された特性を考慮することなく設計された従来のコールドシュリンクカバーについても同じことが当てはまる。従って、応力下で破裂しにくい封止ケーブルクロージャが必要である。そのようなクロージャは、ケーブルスプライス部またはケーブルの磨耗部の保護の持続期間を延長するとともに、設置工程中の雑な取り扱いによる破損に対して耐性があるだろう。
米国特許第５，０８０，９４２号明細書 米国特許第４，３８９，４４０号明細書

本発明は、ワイヤハーネス等への用途のための応力除去を含む保護、封止、好ましくは弾性ケーブル遷移カバーを提供する。本発明によるケーブル遷移カバーは、ワイヤをマルチワイヤケーブルから配線構造設計によって必要とされる接続ブランチへ転用することによって生じる遷移部を含む配線構造の製造、設置、およびその後の使用中に、繰返曲げおよび関連歪みを収納する。

応力除去部をケーブル遷移カバーへ組み込むことによって、増量した延伸は、エラストマーケーブルカバーを予備延伸状態に置くことができ、それによりワイヤの挿入を容易にする。ケーブルカバーを延伸状態に保持することは、電気ケーブル用途に際して用途を見出すコールドシュリンク製品としても公知の延伸管（ＰＳＴ）製品で一般に用いられる折り畳み可能な使い捨てコアーを用いて可能である。応力除去部のケーブル遷移カバーへの適用は、エラストマーカバーを破裂することなくコアーの装填を容易にする。破裂しにくいが故に、本発明によるケーブル遷移カバーは汎用性が高められ、かつ予備延伸構造のより広い範囲の用途を提供する。

応力除去を組み込む一つの改良は、一次ケーブルからの分岐数を増すためのより複雑な設計を有するケーブルカバーの製造である。この改良はまた、ケーブル遷移部が通過しうる壁部または隔壁部に形成されるより小さい通し孔を通過するような大きさにされた比較的低断面の遷移カバーとなる。大きさを減じることによって、配線構造の一体化および車両または機器設計中、有効な空間利用および設計柔軟性がもたらされる。

より特定的には、本発明は、マルチワイヤケーブルの遷移部を保護する成形物品を提供する。該物品は、エラストマースキンを有しかつそこに開放溝を有するケーブル受信管をさらに含む遷移カバーを含む。ケーブル受信管は、複数のワイヤカバースリーブの各々との交差点を有し、マルチワイヤケーブルの少なくとも一つのワイヤを挿入するために、ケーブル受信管の解放溝から前記複数のワイヤカバースリーブの各々への通過開口部を提供する。各交差点の少なくとも一部分に隣接してエラストマースキンに形成される応力除去ポケットは、開口溝の方へ延び、かつ部分的に折り畳まれた状態から応力除去ポケットの伸張を収納するための少なくとも一つのしわを含み、遷移カバーが緩んだ状態から延伸状態へ移行する際に交差点で応力が集中するのを緩和する。

定義
用語「ケーブル遷移カバー」は、ケーブルの部分のまわりに適用されて、ケーブルジャケットの下にあるケーブルスプライスまたは磨耗部を保護する物品を指す。好ましくは予備延伸状態で供給されるケーブル遷移カバーは、ＰＳＴ製品で一般に用いられる一つ以上の支持コアーを除去する際にケーブルのまわりにそれを収縮することによって設置されてもよい。本発明によるケーブル遷移カバーは、主ケーブルに含まれる多数の信号または電力キャリアから分割されるブランチワイヤまたはファイバーを収納するために用いられる一つ以上のワイヤカバースリーブに取り付けられるケーブル受信管を含む。

本明細書で用いられる際の用語「ワイヤカバースリーブ」は、主ケーブルから延びるブランチワイヤまたはファイバーを含みかつ封止するケーブル遷移カバーの部分を指す。

本発明による「エラストマースキン」は、ケーブル遷移カバーを形成するために用いられる回復可能なエラストマー材料の層である。

「応力除去ポケット」または「折り目」または「深皿」または「カップ」を含む用語あるいは類似の用語は、ケーブル受信管に対する一つ以上のワイヤカバースリーブの繰返曲げまたは大幅な曲げに関連する応力からの除去を行う本発明によるケーブル遷移カバーの部分を説明するために、本明細書では互換的に用いてもよい。応力除去ポケットは、かけられた応力を緩和するために開く一つ以上のしわすなわち部分的な折り目を含んでもよい。そのようなしわすなわち折り目を成形エラストマー構造に組み込むのは一般に困難である。

ケーブル遷移カバーに応用される際の「保護する」および「保護的な」等の用語は、そのようなカバーの、信号搬送ワイヤおよび光ファイバーの近傍からの湿気および汚染物質を封止することができる能力を指す。

「遷移部」は、ケーブルの修正に続いて保護を必要とするスプライスまたは一つ以上の分岐信号キャリアを収納するケーブルの部分である。

用語「マルチワイヤケーブル」は、複数の信号または電力キャリアを収納する電気または通信ケーブルを説明しており、そのいくつかは、分岐配線構造を製造するために分離されてもよい。

用語「応力」は、本明細書で説明する物品の曲げまたは類似の変位によって生じる機械的な応力を指す。

本発明の範囲内に入る任意の他の形態にもかかわらず、本発明の好ましい形態を、添付の図面を参照して、例示としてのみ説明する。

本発明による物品は、可視分割線の有無にかかわらず、圧縮、トランスファー成形または射出成形によってエラストマーから成形される遷移カバーを含む。成形されたカバーは、実質的に中空であり、それゆえ該カバーは、電気ケーブル構造の遷移部に適用されると、湿気および汚染物質の侵入を防ぐために、その内部に封止される遷移部のケーブルおよびワイヤを有する保護スキンを提供する。本発明によるエラストマー成形遷移カバーのスキンまたは壁部は、予め画定されたように、本明細書では応力除去ポケットまたは折り目等と呼ばれる応力除去の領域を含む。応力除去ポケットは、遷移カバーが緩んだ状態と延伸状態との間のサイクルを繰返す際、交差点に応力が集中するのを緩和するために、必要に応じてしわすなわち折り目を含んでもよい。応力除去の領域は、ケーブル遷移部の雑な取り扱いが製造および設置中に生じた場合、あるいはケーブル構造の使用が繰返曲げおよび構造歪みを含む場合、成形遷移カバーのスキンまたは壁部の破裂の可能性を減じる。

容易に理解されるが、連続または繰返曲げにさらされる物品における応力除去の領域の必要性が、ケーブル遷移カバーのケーブル受信管すなわちステムと、該ステムから伸びるブランチカバーまたはワイヤカバーとの間で作用する所望の応力除去を有する成形部品を提供する金型の設計に対して難題を提示する。本発明による応力除去ケーブル遷移カバーを成形する能力により、それらのカバーを、応力下でのエラストマー材料の破裂によって疲労および割れを示した先行技術のカバーと区別する。本発明のさらに目立った特徴は、ケーブル遷移カバーのステムとブランチとの交差点に隣接して好適に置かれる応力除去ポケットによって、先行技術の類似の遷移部と比較して体積を減らした保護ケーブル遷移部が製造できるという発見である。体積を減らしたケーブル遷移部には、その封じ込め（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）に対してあまり空間はいらない。従って、ワイヤハーネス等を含む空間が、本発明によるケーブル遷移カバーを使用するとき、より有効に用いられる可能性がある。

いくつかの図面にわたって同じ番号が同じ部分を特定する図面を参照して、図１は、分類されかつ絶縁スリーブを用いて別々に保護されることがある多数のワイヤを含む電気ケーブル１０を示す断面図を提供する。ケーブルおよびワイヤ保護のための物品を、本明細書ではケーブル遷移カバー１２と呼ぶ。ケーブル遷移カバー１２は、ケーブル受信管１４および少なくとも二つのワイヤカバースリーブ１６を含む。ケーブル遷移カバー１２は、ワイヤカバースリーブ１６間の壁部１８を含む。壁部１８のベント部２０は、個々のワイヤ２２を離しておくためのリテーナとして作用する。ワイヤカバースリーブ１６を用いて個々のワイヤ２２を別々に保護するために、ケーブル１０のケーブル遷移カバー１２への設置は、公知の手段を用いて達成されてもよい。好適な手段として、回復可能な物品等を提供するために、ケーブル１０およびワイヤ２２の手動挿入あるいはケーブル遷移カバー１２の予備延伸があげられる。好適な回復可能な物品は、伸張したケーブル遷移カバー１２を収縮する前にケーブル１０およびワイヤ２２を容易に挿入するために半径方向に大きさを合わせて作られる管状開口部を有し、封止シールおよび保護カバーを提供する。コールドシュリンクカバーまたは管と一般に呼ばれる、予備延伸された回復可能な物品は、電気ケーブルおよびワイヤの絶縁および保護を必要とする用途において周知である。

図２は、ワイヤカバースリーブ１６の両方をほぼ１８０度の角度曲げることによって応力下に置かれるケーブル遷移カバー１２の断面を提供する。この状態では、ベント部２０は、延伸部２４となる。ワイヤカバースリーブ１６を曲げることに関連する応力の大部分は、延伸部２４に集中する。図１および図２に示されるケーブル遷移カバー１２の設計を用いると、延伸部２４における応力集中は、その点で結果として生じる壁部１８の破裂で、壁部１８の引っ張り強さを超える可能性が高い。ケーブル遷移カバー１２の設計変更がなければ、ケーブルの設置中に過度の曲げによって、下にあるケーブル遷移領域の好適な封止および保護を妨げる破損をもたらすことがあり、時にそれは致命的となる場合がある。

本発明によるケーブル遷移カバー３０は、ワイヤカバースリーブ３６間の壁部３４に含まれるベント部３２の構造を変更することによって壁部の破裂の問題を克服している。図３は、ベント部３２がケーブル受信管４０の方へ延びるポケット３８を含む、本発明によるケーブル遷移カバー３０の断面図を示している。

図４は、ポケット３８によって、図２に示される延伸部分２４に加えられるのと同じ量の延伸なしにワイヤカバースリーブ３６を大幅に曲げることができることを断面で示している。その代わり、ベント部３２および介在しているポケット３８は、ケーブル遷移カバー３０の材料の引っ張り強さよりも低い応力下で延長部分４２を提供する。

図５は、ベント部３２が肥厚部４４を含む、本発明のケーブル遷移カバー３０の修正された実施形態を提供する。本実施形態は、図６に示されるような応力下に置かれると、延長部分４２を補強することを期待されるポケット３８および肥厚部４４の存在のために、壁部３４の破裂に対して更なる保護を行う。

図７は、本発明によるケーブル遷移部の斜視図を提供し、ケーブル受信管４０の方へ曲げ戻されたワイヤカバースリーブ３６の各々を示している。図示されたように、ベント領域の構造が見え、応力除去ポケット４６を、予め説明したように壁部を厚くすることから生じる一対の補強リブ４８間の部分的に折り畳まれるかあるいはカップ形状にされた領域として示している。

図８は、本発明の斜視図であり、本発明によるケーブル遷移カバーが、三つ以上のカバースリーブ３６を含んでもよいことを示している。図示されたように、各ワイヤカバースリーブ３６をほぼ１８０度の角度で曲げると、ベント領域３２が肥厚部分を含むとき更なる補強を行う三つのリブ５２間に部分的に折り畳まれるかあるいはカップ形状にされる領域として、応力除去ポケット５０を含んでいるように見える。

本発明によるケーブル遷移カバーに成形されてもよい材料は、典型的に、ほぼ１００までのショアーＡスケール硬度の加硫エラストマーおよび熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）の両方を含む高度な弾性重合体である。引張弾性率（ゴム工業用語においては、「ゴム係数」として画定される）と伸び率との間には実質的に比例関係がある。引張対伸びのプロットの傾きが、ヤング率（Ｅ）を表す線を生じる。Ｅはほぼ３Ｇであり、ここでＧは材料のせん断弾性率であり、ショアーＡスケール硬度とほぼ比例関係にある。エラストマー材料についてのＧの好ましい値は、０．２ＭＮ／平方メートル〜５ＭＮ／平方メートルの範囲にある。これは、換算すると０．２ＭＮ／平方メートル（２９ｐｓｉ）〜５ＭＮ／平方メートルのせん断弾性率の範囲、または０．６ＭＮ／平方メートル（８７ｐｓｉ）〜１５ＭＮ／平方メートル（２１７５ｐｓｉ）のヤング率になる。これらの基準で線形解釈を用いることによって、０．６ＭＮ／平方メートル（８７ｐｓｉ）〜１５ＭＮ／平方メートル（２１７５ｐｓｉ）の１００％のゴム係数の値および１．８ＭＮ／平方メートル（２６１ｐｓｉ）〜４５ＭＮ／平方メートル（６５２５ｐｓｉ）の３００％の係数の範囲が求められる。

好ましい材料は、０．６２ＭＮ／平方メートル（９０ｐｓｉ）〜１．７７ＭＮ／平方メートル（２５７ｐｓｉ）の力を印加することによる１００％の破裂なし伸張、および２．３４ＭＮ／平方メートル（３４０ｐｓｉ）〜６．５ＭＮ／平方メートル（１０００ｐｓｉ）の力を印加することによる３００％の破裂なし伸張を示す。好適な重合体は、４５０％と８５０％との間の伸張をさらに示す。本発明によるケーブル遷移カバーを成形するのに役立つ重合体として、加硫エラストマーおよび熱可塑性エラストマーの範疇におけるエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、シリコーンエラストマー、フルオロシリコーンエラストマー、フルオロエラストマー等があげられる。

予め説明したようなエラストマーを用いて製造される保護構造は、保護構造の開口部内に置かれる、円筒管として成形された使い捨てコアーを用いて予備延伸状態に置かれてきた。保護構造の形状の複雑さによっては、材料の疲労のために予備延伸状態を保持できないことがあり、それによって、引張応力が集中する点でエラストマー膜が破裂することになる。応力除去ポケットまたは折り目あるいはカップ等の応力除去ゾーンを含む本発明によるケーブル遷移カバーによって、より複雑になった構造をエラストマースキンの破裂なしに予備延伸することができる。例えば、三つ以上のワイヤカバースリーブに分離するケーブル受信管を含むエラストマーカバーを予備延伸しようという試みは、相対的に不成功に終わった。本発明によるケーブル遷移カバーを用いて、少なくとも三つのワイヤカバースリーブと交差するケーブル受信管は、引張応力が集中することが予想される交差点の領域において支持コアーをエラストマー膜すなわちスキンの破裂なしに管およびスリーブ部の各々に挿入するために延伸されてもよい。

必要に応じて、本発明の詳細を本明細書で開示するが、しかしながら、本発明によるケーブル遷移カバーの開示された実施形態が、単に例証的なものであることを理解されたい。従って、本明細書で開示された特定の構造的および機能的な詳細は、限定としてではなくて、単に請求の範囲の基準としてかつ本発明をさまざまに使用すべく当業者に教示するための代表的な基準として解釈されるべきである。

従来のケーブル遷移カバーによって保護されるケーブル遷移部の断面を示す。 ワイヤカバースリーブをほぼ１８０度の角度で大幅に曲げることによる応力下に置かれるケーブル遷移部および従来のケーブル遷移カバーを含む断面図である。 応力除去ポケットを含む、本発明によるケーブル遷移カバーによって保護されるケーブル遷移部の断面を示す。 ワイヤカバースリーブをほぼ１８０度の角度で大幅に曲げることによる応力下に置かれる本発明によるケーブル遷移部およびケーブル遷移カバーを含む断面図である。 応力除去ポケットを含む、本発明によるケーブル遷移カバーの代替実施形態によって保護されるケーブル遷移部の断面を示す。 ワイヤカバースリーブをほぼ１８０度の角度で大幅に曲げることによる応力下に置かれる図５に図示されたケーブル遷移部およびケーブル遷移カバーを含む断面図である。 ケーブル受信管と二つのワイヤカバースリーブとの交差点に応力除去ポケットを含む、本発明によるケーブル遷移カバーの斜視図である。 ケーブル受信管と三つのワイヤケーブルスリーブとの交差点に応力除去ポケットを含む、本発明によるケーブル遷移カバーの斜視図である。

Claims (9)

1. マルチワイヤケーブルの遷移部を保護する成形物品であって、
   前記物品は、エラストマースキンを含む遷移カバーを含み、
   前記遷移カバーは、
   ケーブル受信管と、
   複数のワイヤカバースリーブであって、各々が、前記ケーブル受信管との交差点を有し、前記マルチワイヤケーブルの少なくとも一つのワイヤを挿入するために、前記ケーブル受信管から前記複数のワイヤカバースリーブの各々への通過部を提供する、複数のワイヤカバースリーブと、
   各前記交差点の少なくとも一部分に隣接して前記エラストマースキンに形成される応力除去部であって、前記遷移カバーが緩んだ状態から延伸状態へ移行する際に前記交差点に応力が集中するのを緩和する応力除去部とをさらに含む、成形物品。
2. 前記応力除去部は、前記ケーブル受信管の開放溝の方へ延びる応力除去ポケットであり、前記応力除去ポケットは、部分的に折り畳まれた状態から前記応力除去ポケットの伸張を収納するための少なくとも一つのしわをさらに含み、それによって前記遷移カバーが緩んだ状態から延伸状態へ移行する際に前記交差点で応力が集中するのを緩和する、請求項１に記載の成形物品。
3. 前記エラストマースキンは、０．６ＭＮ／平方メートル（８７ｐｓｉ）〜１５ＭＮ／平方メートル（２１７５ｐｓｉ）のヤング率を有する、請求項１に記載の成形物品。
4. 前記エラストマースキンは、４５０％〜８５０％の伸張度を有する、請求項１に記載の成形物品。
5. 前記エラストマースキンは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）三元共重合体、シリコーンエラストマー、フルオロシリコーンエラストマー、およびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の成形物品。
6. 前記複数のワイヤカバースリーブの数は、２を越える、請求項１に記載の成形物品。
7. 複数のワイヤを含むケーブルと、
   前記複数のワイヤの選択分離によって形成される複数のブランチワイヤ部と、
   エラストマースキンを含む遷移カバーとを含む被覆ケーブル遷移部であって、
   前記遷移カバーは、
   その中に前記ケーブルを受信するための開放溝を有するケーブル受信管と、
   複数のワイヤカバースリーブであって、各々が、前記ケーブル受信管との交差点を有し、前記ケーブルの少なくとも一つのブランチワイヤ部を挿入するために、前記ケーブル受信管の前記開放溝から前記複数のワイヤカバースリーブの各々への通過開口部を提供する、複数のワイヤカバースリーブと、
   各前記交差点の少なくとも一部分に隣接して前記エラストマースキンに形成される応力除去ポケットであって、前記応力除去ポケットは前記開放溝の方へ延び、前記応力除去ポケットは、部分的に折り畳まれた状態から前記応力除去ポケットの伸張を収納するための少なくとも一つのしわをさらに含み、それによって前記遷移カバーが緩んだ状態から延伸状態へ移行する際に前記交差点で応力が集中するのを緩和する、応力除去ポケットとをさらに含む、被覆ケーブル遷移部。
8. 前記エラストマースキンは、０．６ＭＮ／平方メートル（８７ｐｓｉ）〜１５ＭＮ／平方メートル（２１７５ｐｓｉ）のヤング率を有する、請求項７に記載の被覆ケーブル遷移部。
9. 前記エラストマースキンは、４５０％〜８５０％の伸張度を有する、請求項７に記載の被覆ケーブル遷移部。
   
   

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