JP2008533748A - シールドされた枠体 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明は、ケーブル差込部又はパイプの貫通のための枠体であって、壁や隔壁に設置され、壁又は他の隔壁を貫通するように形成されている枠体を提供すること。
【解決手段】枠体（１）は、枠体（１）に収容されるケーブル（９）又はパイプを取り囲む圧縮可能なモジュール部（２）を収容している。モジュール部（２）からなる障壁部、少なくとも１つの圧縮ユニット（３）、及び係止板（７）が、枠体（１）の一端に設置されている。導電材料からなる層状部（８）が、モジュール部（２）、圧縮ユニット（３）、及び係止板（７）からなる障壁部と圧縮ユニットに近接して枠体内部に設置されている。枠体（１）は、特に、電磁妨害／ＥＭＩの減衰のためのものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、ケーブル差込部及び／又はパイプの貫通のための枠体に関するものである。該枠体は、特に電磁妨害／ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）を減衰するためのものである。

ケーブル差込用の枠体は、通常、壁や隔壁に収容されるための外枠体から構成されている。該枠体の内部には、分離したケーブルやパイプを収容する多数の圧縮可能なモジュール部、少なくとも１つの圧縮ユニット、及び１以上の係止板が収容されている。各モジュール部は、多くの場合、ケーブルやパイプを囲い込むように配置された２個の半割りで形成されている。多数のモジュール部が、枠体内部において相互に層状又は列を成して配置され、各層の間には可動の係止板を有している。さらに、圧縮ユニットは、枠体とモジュール部の間に配置され、その結果、圧縮ユニットが膨張した場合に圧縮可能なモジュール部がケーブルやパイプの周りで圧縮されることになる。この種の枠体は、多様な環境、例えば、キャビネット、保護技術装置、接続箱、及び機械類のようなものに対するシールに使用される。それらは、多様な工業的な環境、例えば、自動車、通信、発電、及び、配電や、船舶、沖合域でも使用される。

枠体は、流体、ガス、火炎、鼠害、白蟻、ダスト、湿度等に対してシールする必要があり、枠体は、電気、通信、及びコンピューター用のケーブル、並びに、多様な気体、流体用、例えば、水、圧縮空気、圧力水、及び家庭用ガスに対するパイプを収容することがある。

いくつかのケーブル布設においては、枠体を収容する壁や隔壁等の内外において、多様な電気電子装置を保護するために、電磁妨害を減衰することが必須であることがある。ケーブルやパイプの遮蔽体に沿って発生する妨害とＲＦＩ（無線周波数妨害）の双方とも前記タイプの枠体で減衰することが可能である。しかし、ケーブルの導体に発生する妨害は通常このタイプの枠体では減衰することができない。そのような妨害は、通常、ケーブルに連結したフィルター、その他の手段によって減衰されるものである。

電気電子機器は多少とも電磁妨害に敏感である。電磁妨害とは、高速信号を伴う電気回路に、通常の動作の副産物としてしばしば発生させられた電磁放射であり、その電磁放射により、不要な信号（干渉、又は雑音）が他の回路に誘導されることを引き起こす。これが、他の回路の効果的作動を妨害し、阻害し、あるいは、悪化させ、制限するものである。電磁妨害現象は、電子戦争の形態においては意図的に誘導され、あるいは、スプリアス発射（無線雑音発射、spurious emission）、スプリアスレスポンス、及び、相互変調積等の結果として、非意図的に誘導される。

ケーブルは、通常、電磁妨害に対する保護のために、導体層の形態で、ケーブルの導体を囲む遮蔽体を有している。効果的であるためには、ケーブル遮蔽体は、電磁妨害により発生した電流をケーブルから除去することができなければならず、そのことは、ケーブル遮蔽体の接地により達成されるものである。適切な接地は、電磁妨害から良好に保護する上で必須であり、全ての電子電気設計における要所といえるものである。接地効率と達成された減衰との間には非常に正確な関係が認められる。

ＲＦＩ（無線周波数妨害）を減衰するためには、導波管（ウェーブトラップ、wave trap）及び／又はＲＦＩ遮蔽のようなものが形成されるべきである。導波管は接地されるべきである。

今日では、いわゆるＥＭＣモジュールと呼ばれる種々の型式が存在する。ＥＭＣとは、電磁適合性、すなわち予定された電磁環境下で適切に機能する電気電子機器の能力を意味している。ＥＭＣモジュールは、基本的には標準的なモジュールであって、ある種の導波管及び／又はＲＦＩ遮蔽のようなものと、電磁妨害の発生したケーブル遮蔽を接地させるための、ケーブル遮蔽への電気接点とを具備している。導波管は、通常、パイプやダクトのようなものに形成されたある種の導電材であり、その目的は、ＲＦＩに対するトラップ回路のように作動させることである。ＲＦＩ遮蔽は、通常ＥＭＣモジュール全体を垂直に貫通している。ある例では、ＲＦＩ遮蔽は、銀でコーティングされたガラスビーズ玉で作られており、ゴム材料の中に配置されている。通常、開口が、ケーブルやパイプを通すためにＲＦＩ遮蔽の中に形成されている。ケーブル遮蔽と接触する接点としての導電材料は、錫コーティングされた銅であってもよい。良好に接触するために、該導電材料は、所定の長さを有し、ケーブル遮蔽を３６０度周回していることが好ましい。さらに、今日では多くのケーブル布設において、突出するボルトの、ＲＦＩに対する保護と適切な接地を保証するために、圧縮ユニットの上又は中に、導電材からなる特殊なカバーが設置されねばならない。

ケーブル遮蔽の外側のケーブル材料は、通常、ケーブルがＥＭＣモジュール内部に収容される前に、除去されることから、前記モジュールは、多くの場合、２つの異なる内径、すなわち、ケーブル全体の径とケーブル遮蔽の径を有する。このような観点から、当業者は、ＥＭＣモジュールは標準的なモジュールよりも複雑であり、製造コストは高くなっている。

ＥＭＣモジュールのシール不要な部分は、ＲＦＩ遮蔽と前記導電材料によって、標準的なモジュールに比較して、短くなっているので、ＥＭＣモジュールのシール性能は、標準的なモジュールに比較して減少している。このことは、過酷な環境では重要なことである。

非導電材からなるチューブ又はパイプや、光ケーブルが前述の枠体に収容される場合は、特別な導波管が形成されなければならない。そのような導波管は、パイプ、チューブ、又は光ケーブルの周りに巻かれた導電テープ、若しくは、パイプ、チューブ、又は光ケーブルの周りに配置された導電材からなるチューブの形態を有してもよい。該導波管は通常は枠体に接地されている。

多くの軍事応用例、オイルリグ、病院、航空機、船舶、多様な乗り物、いくつかの産業などでは、電磁妨害に、より一層過敏な分野が存在する。すなわち、そのような分野がダウンすると非常に危機的なものとなる。また、多くの場合、枠体内部にある装置の減衰を行うことは、スパイ行為や他の望ましくない監視を避けるうえでも、望ましいことである。

減衰性能は、一例として、基準ＥＮ ５０ １４７−１、１９９６§５．２．２．により、デシベルで計測される。減衰性能は、ケーブルを有していない枠体に比較して、ケーブルを収容する場合はかなり減少させられる。簡単に説明すると、ケーブルのような電気的導電材はアンテナのように機能する。すなわち、ケーブルやアンテナは、程度はともかくとして、共に電界を拾い上げ、そして伝送する。

電磁妨害に関して減衰させる装置は数多く存在する。減衰性能は、多くの場合、改良要素と取り扱い順序の比較的複雑な組み合わせで増加させられる。しかし、公知の装置では、約４０から６０デシベルを超える減衰性能を達成することは困難である。しかし、関心の高い分野では減衰性能は少なくとも６０デシベルか、好ましくはそれ以上であるべきである。

本発明の課題の１つは、電波のような電磁場が不要に枠体を任意の方向に通過させないようにし、ケーブル遮蔽に流れる電流で運ばれる不要な電磁エネルギーをピックアップして接地に流すことである。

更なる課題は、標準的部材ができる限り広範に使用されることにある。ケーブルの布設、製造、在庫等の観点から理にかなうものである。

更なる課題は、複雑な構成要素を不要にすることで布設を簡略化することにある。

本願発明によれば、ケーブル差込部又はパイプの貫通のための枠体が、壁や隔壁に設置され、壁又は他の隔壁を貫通するように形成されている。枠体は、枠体に収容されるケーブル又はパイプを取り囲む圧縮可能なモジュール部を収容している。モジュール部からなる障壁部は、枠体の端部で、シールを形成するために圧縮ユニットと共に設置されている。さらに、導電材料からなる層状部が、モジュール部からなる障壁部と圧縮ユニットに近接して枠体内部に設置されている。

導電材料からなる層状部は、枠体の各端部にある、モジュール部からなる２つの障壁部の間、又は１つの障壁部とカバーとの間に形成された、枠体内部の空間部に設置されている。導電材料からなる層状部は、様々な構造を形成するように設置された金属細線で構成されている。そのような構造は、一例として、無定形の束状や、細線織物、網、パッド、ハニカム構造体である。導電材料からなる層状部は、また、ニードルフエルトマットにより形成されてもよい。枠体、モジュール部、圧縮ユニット等は当業者によく知られた標準的部材である。導電材料からなる層状部は、接地され、枠体内に収容した各ケーブルのケーブル遮蔽と電気的に接触している。そのような装置はテストすると約１００デシベルかそれ以上の程度で減衰性能を示している。電磁妨害を減衰する性能もまたケーブル遮蔽の形態に係わっている。もし、低品質の遮蔽を有するケーブルが用いられれば、電磁妨害を減衰する可能性が減少する。導電材料からなる層状部の厚さはケーブルの太さと所望の減衰性能に基づき選択的に選定される。細線は、起こりうる過酷な環境下での耐性を持つ適当な任意の導電材料から作られている。一実施例では錫でコーティングされた銅の細線が使用された。スチールウールの一実施例として、無定形の束状の細線が、ステンレススチールの細線で作られている。異なる導電材料の細線をミックスすることも可能である。他の実施例では、パッドは１本の長い細線で形成されたり、フエルトマットが使用される。

どのような材料か、どのような形態かに係わらず、導電材料からなる層状部は、ケーブル遮蔽と接触し、安全に接地されねばならない。

当業者は、モジュール部、圧縮ユニット、枠体の正確な形状は本願発明の重要部でないものと認識している。本願発明は多様な形式の標準的なモジュール部やＥＭＣモジュールの両方に使用される。標準的なモジュールを使用することで、苛酷な環境に対する防御が増加する。通常、本願発明の枠体によれば、圧縮ユニットの上に導電材料のカバーは不要である。

更なる課題と効果が、以下の詳細な説明を読めば当業者に明らかとなるであろう。

本願発明は、実施態様として、かつ、添付の図面を参照することにより以下のように記述される。

図１〜３において、枠体１の一実施例が示されており、その枠体は壁や他の隔壁に収容されている（図示なし）。枠体１の内部には、多数のモジュール部２が枠体１の両端部に収容され、そのモジュール部２は弾性材料からできている。少なくとも１つの圧縮ユニットが、一例としてくさび形状であって、モジュール部２を圧縮するために枠体１の両端部にモジュール部２と連結して配置されている。当業者によく知られているように、ねじ４と係止板７を用いてくさびで作動された圧縮力により、モジュール部２は圧縮され、緊密なシールを行うことになる。

当業者にとって、枠体、モジュール部、係止板や圧縮ユニットを適正に設計することは難しいことではなく、枠体に収容するモジュール部、圧縮ユニットや係止板の数も変更できるものである。このように、多種のタイプの枠体、モジュール部、係止板や圧縮ユニットが使用されうる。

図示の実施態様において、各モジュール部２は、合体された半割から形成され、中央には中実部５と複数の被覆シート部６が示されている。図面には標準的なモジュール部が表示されているが、当業者は多種のＥＭＣモジュールが使用されうることを認識している。

枠体の端部にあるモジュール部２及び圧縮部と、他端部のモジュール部２及び圧縮部との間には空間が形成されている。図３に示すように、前記空間は、金属細線織物や無定形の束状の金属細線からなる層状部８で埋められている。前記金属細線は任意の導電体から形成されていてもよい。一実施態様では、スチールウールが使用されている。他の実施態様では、導電材料からなる層状部８が、ハニカム構造体１２や、数枚の網１３等を有している。ハニカム構造体１２や、数枚の網１３の実施例は図７，８のそれぞれ示されている。前記網１３やハニカム構造体１２が使用される場合、ケーブル９やパイプを収容する前に、前記網１３やハニカム構造体１２に各ケーブルやパイプ用の穴が設けられている。さらに、他の実施態様では１本以上の細線からなるパッドで形成される。そのようなパッドは芯に細線を巻きつけて形成してもよい。適宜巻きつけた後、芯を取り除き、形成されたコイルが平らにされてパットとなる。このようにして形成されたパットはかなり弾力性があるので、枠体１に圧入設置してもよい。さらに、別の実施態様において、適当な導電材料でできたフエルトマットの形態を有している。緩い束の細線が使用されるなら、充分な導電材料が枠体内部に配置されたか調べる必要がある。しかし、標準的なサイズのパットやマットが使用されるなら、適量の導電材料が挿入されたか調べる必要はない。通常、パットは若干大きめに作られ、ケーブルやパイプとの接触を保証している。

ケーブル９が枠体に配置される前に、ケーブル９の外部被膜が取り除かれ、ケーブル遮蔽（シールド編組）１０が露出している。露出したケーブル遮蔽１０の長さは、前記空間部の長さ、すなわち、枠体１両端のモジュール部２とくさび３で構成する各障壁部の間隙距離に一致している。さらに正確を期すれば、露出したケーブル遮蔽１０の長さは、導電材料からなる層状部８の長さに一致している。これにより、ケーブル遮蔽１０は枠体１内で金属細線からなる層状部８と接触する。金属細線からなる層状部８と露出したケーブル遮蔽１０はこうして枠体に接地されている。ケーブル遮蔽１０と導電材料からなる層状部８との接触面積の大小は減衰性能に影響を及ぼす。枠体１の接地は多様な方法で行われる。船上や他の多くの配線では、接地は、枠体を収容する壁や隔壁に直接行われる。必要なら、枠体は地面に接地するように配置されてもよい。通常、無線周波数干渉（ＲＦＩ）防止のためには、圧縮ユニットの上方に特別なカバーは不要である。

一実施態様では、モジュール部２、圧縮ユニット３及び係止板７で構成する障壁部は、枠体の片方のみに設置されている。枠体１の他方には、カバー１１が導電材料からなる層状部８を保持するために設置されている。モジュール部２等で構成する障壁部が片側にしかない枠体１は、主に枠体１の片側のみが苛酷な環境にさらされている場合での設置が意図されている。カバー１１は様々な形態を有していてもよい。すなわち、板、網、ゴム布、又は薄膜、枠体に付設されたピンおよび／又は細線であってもよい。図５，６に、板１１を有する実施例が示されている。

１つの組み立て事例では、スチールウールがまず枠体１の底部に、モジュール部２の半割り位置まで配置される。次に、ケーブル９が各枠体端部の下部のモジュール部半割りに載せられ、各モジュール部半割り間の区域でケーブル遮蔽１０が露出される。その次に上部のモジュール部半割りは、下部のモジュール部半割りの上に載せられる。その後、追加のスチールウールが枠体１の底部に配置されたスチールウールの上に載せられとともに、ケーブル遮蔽１０を囲んで接触するように載せられる。通常、１つの階層にある１列の全てのケーブル９は同時に設置され、そしてスチールウールは、全てのケーブル９に接触して覆うように設置される。最後に、係止板７がモジュール部２の上に設置される。これらのステップは、各端部のモジュール部２の列が完了するまで繰り返され、前記各障壁部及びそれらの間の空間部にわたって、圧縮ユニット３が配置される。導電材料からなる層状部８を形成するスチールウールは、枠体１外側にまで延びて確実に接触するとともに、ケーブル９の露出したケーブル遮蔽１０と接触して設置されたものとなる。

導電材料からなるパッドを使用する場合、設置はおおよそ前述の方法と同様になされる。最初に、１枚以上のパッドが、モジュール部２の半割りの高さまでなるように枠体の底部に置かれる。次に、ケーブル又はパイプが、モジュール部の半割りに規定どおりに設置され、その後、モジュール部の下部の半割りの上にモジュール部上部半割りが設置される。次に、新たな層のパッドがケーブルやパイプの上にされる。以上示したように、隔壁の設置と一緒に、枠体１の前記空間部が埋められるまで、この作業が繰り返される。ケーブルやパイプが比較的細いならば、パッドの柔軟性により、利用できる空間を充分充満させることができる。しかしながら、太いケーブルや特別太いパイプに対しては、特別な側面パッドが、枠体、パッドの別な層、パイプ、及び／又はケーブルの間に設置されてもよい。

本発明による枠体の一実施態様を示す斜視図である。 図１の枠体の正面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であるが、１つのケーブルが収容されている。 枠体にシールドされた状態で収容されるよう準備がなされたケーブルを示している。 本発明による枠体の別な一実施態様を示す斜視図である。 図５の、図３と対応した断面図である。 本発明による枠体の一部の一実施態様を示す概略図である。 本発明による枠体の一部の別の実施態様を示す概略図である。

Claims (15)

1. ケーブル差込部又はパイプの貫通のための枠体（１）であって、
   該枠体（１）は、該枠体（１）に収容される各ケーブル（９）又はパイプを取り囲む圧縮可能なモジュール部（２）を収容し、さらに前記枠体（１）は、壁又は他の隔壁を貫通する開口を形成した、壁又は他の隔壁に設置されており、そして、モジュール部（２）からなる障壁部は、少なくとも１つの圧縮ユニット（３）とともに、シールを形成するために、前記枠体（１）の一端に設置されている前記枠体（１）において、
   導電材料からなる層状部（８）が、モジュール部（２）等からなる前記障壁部に近接して前記枠体内部に設置されていることを特徴とする枠体。
2. 請求項１に記載の前記枠体（１）において、モジュール部（２）からなる障壁部が、少なくとも１つの圧縮ユニット（３）具備し、前記枠体（１）の一端に設置されていて、さらに、導電材料からなる前記層状部（８）が、前記枠体（１）の両端にあるモジュール部（２）等からなる前記障壁部の間に形成された空間部に設置されていることを特徴とする枠体。
3. 請求項１に記載の枠体（１）において、カバー（１１）が、前記枠体の他端に設置されていて、さらに、導電材料からなる前記層状部（８）が、前記枠体内部で、少なくとも１つの圧縮ユニット（３）具備するモジュール部（２）からなる前記障壁部と、前記カバー（１１）との間に設置されていることを特徴とする枠体。
4. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、スチールウール又はその他の無定形の束状の金属細線からなることを特徴とする枠体。
5. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、ハニカム構造体をなして設置されていることを特徴とする枠体。
6. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、数枚の相互に噛み合った網の形態を有することを特徴とする枠体。
7. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、１以上の金属細線から形成された１以上のパッドの形態を有することを特徴とする枠体。
8. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、１以上のニードルフェルトマットの形態を有することを特徴とする枠体。
9. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記導電材料が、接地されていることを特徴とする枠体。
10. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記モジュール部がＥＭＣモジュールであることを特徴とする枠体。
11. 請求項１に記載の枠体（１）において、前記モジュール部が標準的なモジュールであることを特徴とする枠体。
12. 請求項１に記載の枠体（１）において、ケーブルが前記モジュール部内部に収容され、各ケーブルのケーブル遮蔽が、導電材料からなる前記層状部（８）の区域で露出しており、前記導電材料と接触するようになされていることを特徴とする枠体。
13. 請求項１に記載の枠体（１）において、導電材料からなる前記層状部（８）が、前記枠体（１）と接触するようになされていることを特徴とする枠体。
14. 請求項１に記載の枠体（１）において、パイプが、前記枠体（１）の前記モジュール部内部に収容されていることを特徴とする枠体。
15. 請求項１に記載の枠体（１）において、導電材料からなる部分を内在しないパイプかケーブルが使用される場合、前記パイプ又はケーブルの部分が、前記枠体（１）内部の導電材料からなる前記層状部（８）の区域には、導電材料又は他の形式の導波管を備えることを特徴とする枠体。

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