JP2015524646A - ケーブルグランド - Google Patents

Abstract

図１のケーブルグランドのダイアフラムシール（１０１）は同心の内側（１０３）および外側（１０５）の円柱状シール壁を有し、これはダイアフラム（１０７）の一端で結合され、キャビティ部（１２１）を画定する。キャビティ部（１２１）は、内側（１０３）および外側（１０５）のシール壁の間を伸びる複数のサポートウエブ（１２５）を有する。ウエブはシール（１０１）の出口側に設けられ、変形してシール（１０１）の入口側からのケーブルの挿入を補助する。ウエブ（１２）は、出口側の圧力が入り口側の圧力よりも高く、ダイアフラム（１０７）に圧力差がある時、シール（１０１）のインバージョンを防止する。

Description

本発明はケーブルグランドに関する。本発明は特定の、しかし、排他的でない用途の電力ケーブルのためのケーブルグランドに関する。さらに特に、本発明は防炎性用途における使用のためのケーブルグランドに関する。

ケーブルグランド産業では、ケーブルグランド内にシーリングに適したシールを備え、ケーブルグランドが付けられている耐圧防爆容器の中で起こる爆発の生成物を、潜在的に爆発雰囲気である容器周囲の外側に出て行くことを防止する。

ダイアフラムシールは特に圧縮シールが不適当であるケーブルグランド、たとえば問題のケーブルが圧縮下でコールドフローを示す場合における使用に適している。また、ダイアフラムシールには、他の利点がある。例えば、ケーブルグランドおよびケーブルの間のシールの正しい幾何学的配置により、爆発から生じる圧力により、内側の断熱は実際に向上される。

１つの知られているタイプのダイアフラムシールは、爆発圧に対してシールをするためにケーブルに作用するのに必要な力を提供できる非常に硬いエラストマ材料から成る。
このタイプのシールは、ケーブルが一方向だけに通るのを許容して、シールを破損せずにケーブルにフィットするのは難しい。

別の知られているタイプのダイアフラムシールは、別々の非金属の柔軟なサポートワッシャー（爆発の圧力に抵抗するために必要なサポートを提供する）によってサポートされた柔軟なエラストマ材料（より簡単なケーブル実装を許容する）から成る。このタイプのシールはシールを破損せずにケーブルによりフィットしやすいが、サポートワッシャーの使用は製造コストを増加させ、ワッシャーが省略されるか、または不適切に取り付けられた場合に、インストールエラーのために問題が起こる。

したがって、爆発の圧力に抵抗できるダイアフラムシールを有し、製造が経済的であり、比較的簡単なケーブル実装と望ましくは取り出しのできるケーブルグランドに対する必要がある。

本発明の第１の態様では、電力ケーブルのためのケーブルグランドを提供し、該ケーブルグランドはグランド内に配置可能なダイアフラムシールを含み、使用中に、電力ケーブルがダイアフラムシールを通して伸び、ダイアフラムシールには１以上の一体のサポート部分が提供される。

一体のサポート部分は、別個の支持体ワッシャーまたは類似物の必要なしにダイアフラムシールが爆発の力に適切に抵抗することを可能にし、かつシールが比較的容易にケーブルにフィットすることを許容する。

サポート部分は、ダイアフラムシールを通してケーブルを差し込むのに必要である力を減少させるために変形可能である。このようにしてケーブルの指し込みが容易にされ、ケーブルが差し込まれる時の、ケーブルおよび／またはダイアフラムシールの損傷の危険を減少している。さらに、変形可能なサポート部分は後方にケーブルを引くことによって、ダイアフラムシールのインバージョン（inversion）を許容でき、希望であればケーブル・シースまたはダイアフラムシールを破損せずにケーブルを取り除き、グランドを組み立て直して再使用することが許容される。

ダイアフラムシールは、ケーブルの通過に適したスルーボアを定義する内側シール壁を含み、外側シール壁はグランド内に配置されることができ、ダイアフラムは内側シール壁と外側シール壁の間に伸びる。内側シール壁の存在は、より良いシールがケーブルの周りで達成されるのを許容する。外側シール壁は、グランドのボデイ内のダイアフラムシールを固定するのに都合がよくすることができ、例えば外側シール壁をボア部分内に、グランドの中のダイアフラムシールの軸方向に配置することができる。外側シール壁、および／またはボア部分は、軸方向に伸びてダイアフラムシールをボア部分内に保持するように構成することができる。例えば、外側シール壁とボア部分は、ボア内のダイアフラムシールを軸方向に配置し、保持するような協力構成物（co-operating formations）を提供できる。１つのアレンジメントでは、外側シール壁に１以上の輪状のリブを提供でき、１以上の環状溝をボア部分に提供でき、該溝内には１以上の輪状のリブを収容することができ、ボア部分内に軸方向にダイアフラムシールを保持することができる。あるいはまた、ダイアフラムシールの外壁に１以上の溝を提供でき、ボア部分に１以上のリブを提供できる。グランドボデイの受容部位に対してダイアフラムシールを軸方向に配置して保持するための、他の協力構成物のアレンジメントを使うことができる。ダイアフラムシールの外側の壁上の１以上の形成は、ダイアフラムシールの型で行うことができる。ダイアフラムシールの外側の壁上の１以上の形成は、同じかまたは異なった材料で生成することができる。

内側および外側シール壁は、一般に、筒状であり、グランドの中央の長さ方向の軸に関して同心であり、外側シール壁は内側シール壁より大きい直径を持っている。シールの片端の外側シール壁を超えて伸びるために、内側シール壁は長さ方向の軸の向きに軸方向にシフトできる。内側シール壁は、外側シール壁の中に部分的に含まれることができ、また外側シール壁を超えて部分的に伸びることができる。ダイアフラムは、長さ方向の軸に対して傾いて、外側シール壁と内側シールの間に伸びることができる。

例えば、ダイアフラムは円錐の切頭体形状の円錐台を形成できる。円錐の切頭体形状は爆発圧の下でケーブルとのシール機能をアップできる。円錐の切頭体形状は、実装の間、ケーブルの挿入を促進するためにケーブル挿入の際、またはダイアフラムのエントリーの側に漏斗状の領域を提供できる。シール壁の片端において、またはシール壁の両端の間の任意の位置で外側シール壁にダイアフラムは接続できる。

リブなどの空間を隔てて高くされた一連の形状をダイアフラムシールに提供することができる。形状の生成はダイアフラムシールを通したケーブルの挿入の間、ケーブルとダイアフラムシールの間の摩擦の減少を促進できる。したがって、形状の生成はケーブルとダイアフラムシールの間の接触面積を減少させることができる。接触面積を減少させることは、実装の間、ダイアフラムシールとケーブルへの損傷を予防するのを助けることができる。

形状の生成はダイアフラムシールの長さ方向の軸の向きに伸びて行うことができる。形状はダイアフラムシールの片端または片端に隣接した位置から、他の端へ、または他の端に隣接した位置に伸びることができる。例えば、形状はダイアフラムの漏斗状の領域および／または内側シール壁のスルーボア内に生成させることができる。

１つのアレンジメントでは、ダイアフラムのケーブル出口側の周辺で、長さ方向の軸の周りで円周方向で離れて区切られた一連のウェブの形で複数のサポート部分を提供する。ウェブは内側および外側シール壁とダイアフラムによって形成された開放キャビティ内に配置できて、内側シール壁、外側シール壁、および／またはダイアフラムに付けることができる。ウェブはダイアフラムのサポートとして機能して、ダイアフラムに適用された爆発の圧力の下でインバージョンするのを防ぐために十分な力を提供できる。また、ウェブはケーブルの挿入、およびケーブルを取り除くときの変形を助け、リブはケーブルが後方に引かれるときにダイアフラムがインバージョンすることを助け、ケーブルを取り出しを助ける。改良された方法では、内側シール壁と外側シール壁の間のキャビティに配置された一連の略Ｕ字形をしているウェブを形成するためにサポート要素を配置できる。

ウェブは曲がっているかまたはまっすぐであることができ、均一に円周方向で離れていることができる。ウェブが曲がっているところでは、曲率は同じ方向にあり、たとえば時計回りである、または反時計回りであることができる。あるいはまた、１以上のウェブを一方向へ曲がらせることができる。１または複数のウェブは逆方向へ曲がらせることができる。ウェブは内側シール壁の一部または全ての軸方向長さにわたり伸びることができ、また外側シール壁の一部または全ての軸方向長さにわたり伸びることができる。ウェブのいくつかまたはすべては、実質的に均一な壁厚を持つことができる。あるいはまた、ウェブのいくつかまたはすべては可変の壁厚を持つことができる。ウェブの数、形状、長さ、および厚さの１以上を変化させることにより、ダイアフラムシールの特性は、シールがインバージョンすることなく、爆発圧力差に耐えるように適合される。

別のアレンジメントでは、複数のサポート部分が、ダイアフラムのケーブル出口側に同心的に長さ方向の軸の周りに配置された一連の輪状のリブの形で提供される。リブはダイアフラムのサポートとして機能して、ダイアフラムが適用された爆発圧力の下でインバージョンするのを防ぐために十分な力を提供できる。リブはまた、ケーブルを指し込むことを補助するためにダイアフラムが変形することを許容し、ケーブルを取り除くとき、ケーブルを取り除くのを補助するためにケーブルが後方に引かれるときインバージョンすることを許容する。

ダイアフラムシールには、外側シール壁上に結合されるか、またはマウントされたリングまたは同様の構成要素が提供される。外側シール壁はフレームパス(flamepath)に、その内部にダイアフラムシールが受容されるケーブルグランドの一部の内部のセクションを提供する。リングと内部のセクションは同様の、望ましくは補足的な形状、例えば、まっすぐであるか、または軸方向に先細りしている形状であることができる。リングは金属であることができ、例えば、金属、合金、またはプラスチックのような非金属、またはそれらの複合体であることができる。

グランドの一部にダイアフラムシールを接続できる。例えば、ケーブル外被クランプの一部にダイアフラムシールを接続できる。１つのアレンジメントでは、ケーブル外皮クランプの雄構成要素にダイアフラムシールを接続するのに差し込みを使うことができる。あるいはまた、ダイアフラムシールをグランドの一部のボデイに接続できる。１つのアレンジメントでは、ダイアフラムシールはグランド部分のボア部分、たとえばエントリーアダプター内に受容され、グランド部分とダイアフラムシールを接続するために協同構成物が使用される。

本発明の第２の態様では、電力ケーブルのためのケーブルグランドが提供される。ケーブルグランドはグランド内に配置可能なダイアフラムシールを含み、使用中に、電力ケーブルはダイアフラムシールを通して伸び、ダイアフラムシールには１以上の一体化された内部ガイド構成物がケーブル入口側に提供される。

ガイド構成物は、ケーブル挿入の間のケーブルとダイアフラムシールの間の接触面積を減少させ、摩擦を減少させ、ケーブル挿入をより簡単にすることができる。

ダイアフラムシールは、本発明の第１の態様に関して説明したダイアフラムシールの特徴のいずれも含むことができる。

本発明の３番目の態様では、電力ケーブルのためのケーブルグランドが提供される。ケーブルグランドはグランド内に配置可能なダイアフラムシールを含み、使用中に、グランドを通って伸びるケーブルと係合してシールをし、シールは、ケーブルグランドの内部のセクションをフレームパスに提供するように適合される。

シールには、ケーブルグランドの一部の内部のセクションとフレームパスを形成するリングまたは同様の構成要素が提供される。リングと内部のセクションは同様の、望ましくは補足的な形状、例えば、まっすぐであるか、または軸方向に先細りしている形状であることができる。リングは金属であることができ、例えば、金属、合金、またはプラスチックのような非金属、またはそれらの複合体であることができる。

シールは、ダイアフラムシールであることができ、先に第１および第２の実施態様に関して説明したダイアフラムシールの特徴のいずれも含むことができる。

本発明の４番目の態様では、電力ケーブルのためのケーブルグランドが提供される。ケーブルグランドはグランド内に配置可能なダイアフラムシールを含み、使用中に、グランドを通って伸びるケーブルと係合してシールをし、シールには、シールが受容されるグランド部分に対してシールを配置するための１以上の構成物が配置され、グランド部分のボア部分内にシールを受容することができる。ボア部分とシールの外側の壁はマッチする形状、一般には筒状であることができる。シールはボア部分にすべりばめ（sliding fit）であることができる。１以上の構成物を外側シール壁上に提供でき、１以上の協力構成物と係合し、ボア部分内にシールを軸方向に配置し、保持するようにされる。
このように、シールはグランド部分に接続される。

１つのアレンジメントでは、外側シール壁には１以上の環状のリブが提供され、ボア部分には環状の溝が提供され、その内部には前記１以上のリブが受容され、ボア部分内にシールが軸方向に配置され保持される。あるいはまた、１以上の溝がシールの外側の壁に提供でき、１以上のリブに１以上の溝を提供できる。グランドボデイの受容部分に対して軸方向に配置し、保持するようにされる協同構成物の他のアレンジメントも使うことができる。ダイアフラムシールと、シールの外壁の上の１以上の構成物を成形することができる。
シールの外壁の上の１以上の構成物は、外壁と同じであるかまたは異なった材料で作ることができる。

シールはダイアフラムシールであることができる、先に本発明の第１、第２および第３の実施態様に関して説明したダイアフラムシールの特徴のいずれも含むことができる。

本発明の第５の態様では、本発明の第１、第２、第３および第４の態様のいずれかのケーブルグランドについてのシールが提供される。

シールは先に本発明の第１、第２、第３および第４の実施態様に関して説明したシールの特徴のいずれも含むことができる。

本発明の第６の態様では、本発明の第１、第２、第３および第４の態様のいずれかのケーブルグランドのアセンブリのための、部分のキットが提供される。本発明の実施態様について、以下において例示の添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、本発明の実施態様のケーブルグランドの切り取り図である。 図２は、図１に示されたダイアフラムシールの斜視図である。 図３から７は、図１のケーブルグランドの使用のための代替のダイアフラムシールの斜視図である。 図３から７は、図１のケーブルグランドの使用のための代替のダイアフラムシールの斜視図である。 図３から７は、図１のケーブルグランドの使用のための代替のダイアフラムシールの斜視図である。 図３から７は、図１のケーブルグランドの使用のための代替のダイアフラムシールの斜視図である。 図３から７は、図１のケーブルグランドの使用のための代替のダイアフラムシールの斜視図である。 図８および９は、図１および２のケーブルグランドの改変を示す。 図８および９は、図１および２のケーブルグランドの改変を示す。 図１０から１２は、図１および２のダイアフラムシールの改変を示す。 図１０から１２は、図１および２のダイアフラムシールの改変を示す。 図１０から１２は、図１および２のダイアフラムシールの改変を示す。

最初に図１と２を参照する。グランドを通して伸びるケーブル（図示せず）についてのダイアフラムシール１０１が提供されたケーブルグランド１００が示されている。

図２に最も善く示されているように、ダイアフラムシール１０１は、内側シール壁１０３と外側シール壁１０５、この２つの間のダイアフラム１０７を含む、柔軟なエラストマ材料で成形されたワンピース部材である。内側シール壁１０３と外側シール壁１０５は実質的に筒状であり、組み立てられたケーブルグランドの長さ方向の軸と同軸にある中央の長さ方向の軸に関して同心である。

外側シール壁１０５は、内側シール壁１０３より大きい直径を有し、内側シール壁１０３は、組み立てられたグランド内のダイアフラムシール１０１のケーブル出口側の外側シール壁１０５を超えて伸びるように軸方向にシフトする。内側シール壁１０３はケーブルが通るためのスルーボア１１１を画定し、外側シール壁１０５にダイアフラムシールの片端でダイアフラム１０７により結合される。この実施態様では、ダイアフラム１０７は外側シール壁１０５のケーブル入り口端から伸び、内側シール壁１０３は外側シール壁１０５の中に部分的に含まれている。ダイアフラム１０７の他のアレンジメントも可能である。

ダイアフラム１０７は中央の長さ方向の軸に対して傾いて、実質的に円錐台形となるようにされる。
ダイアフラム１０７はアセンブリの間にボア１１１を通したケーブルの挿入を促進するダイアフラムシール１０１のケーブル入口側で漏斗状の領域を形成する。ダイアフラム１０７、内側シール壁１０３、および外側シール壁１０５は、ダイアフラムシールのケーブル出口側へ開放されたキャビティ部１２１を画定する。キャビティ部１２１は一連の隔てられたサポート要素１２３を含んでいる。

それぞれのサポート要素１２３は望ましくはその長さ方向で約８０°の曲率で、実質的に半径方向に伸び、ダイアフラム１０７の軸方向に、内側シール壁１０３から外側シール壁１０５までの単一のウェブ１２５から形成される。望ましくは、ウエブ１２５はダイアフラム１０７から軸方向に、内側シール壁１０３の長さのおよそ２／３、外側シール壁１０５の全長に伸びる。ウェブ１２５の曲率、および／または、長さは異なることができる。

ウェブ１２５は、望ましくは、円周方向で均一に離れて区切られ、望ましくは、（図２に示されているように、反時計回りまたは時計回り）同じ方向に曲がっている。望ましくは、ウェブ１２５は、一般に一定の壁厚を有し、ウエブは外側シール壁１０５と内側シール壁１０３に接合されるフレアーになった結合ポイント１２７を有する。変更されたもの（図示せず）では、壁厚は異なることができて、例えば、ウェブは１個のシール壁からもう片方のシール壁まで先細りになる壁厚を持つことができる。別の変更（図示せず）では、ウェブはまっすぐであることができる。

ケーブルグランド１は図１に示され、エントリーアダプター１３３、スリーブ１３５とキャップナット１３７を含み、それらは全て金属から作られ、典型的には真鍮で作られる。

望ましくは、エントリーアダプター１３３は、スパナまたは同様の器具により係合されるために、両端の間に外側のフランジ１３９を有する。フランジ１３９の一方に接続ボックスのような電気的フィッティングまたは設備（図示せず）の壁内のボア内に挿入するために、アダプター１３３はエントリー部分１４１を有する。望ましくは、エントリー部分１４１は、エンクロージャー（図示せず）内の対応するねじとの係合のための外側のねじ（図示せず）を有し、エンクロージャーの壁にアダプター１３３を固定する。望ましくは、フランジ１３９の反対側に、端部分１４５に続く筒状の部分１４３を、アダプター１３３は有する。

望ましくは、ネオプレンなどのエラストマーまたはポリマー材料の輪状の区画制御シール（deluge seal）１４７は、端部分１４５上の外側のねじ（図示せず）の後方の筒状の部分１４３に取り付けられる。スリーブ１３５は片端に内部のねじ（図示せず）を有し、端部分１４５の外部のねじと噛み合い、スリーブ１３５をアダプター１３３に接続する。区画制御シール１４７は、端部分１４５にうごきばめ（clearance fit）する軸方向に伸びる部分を有し、スリーブ１３５の外側表面と係合可能であり、アダプター１３３とスリーブ１３５との間のねじ山接続に沿って、グランド１００の内部に湿気が入り込むのを防ぐ。

望ましくは、スリーブはスパナまたは同様のツールによる係合のために、両端の間に外部フランジ１４９を有する。アダプター１３３から離れたスリーブ１３５の他の端は、キャップナット１３７上の内側のねじ（図示せず）との係合のための外側のねじ（図示せず）を有し、キャップナット１３７をスリーブ１３５に接続する。

この実施態様では、グランドのボアの一部、例えば、アダプター１３３の片端のカウンタボア１７５にダイアフラムシール１０１を受け取る。グランド１００はさらにキャップナット１３７中に収容されたケーブルシール１５１、ケーブル外皮クランプ１５３、および保護キャップ１５７を含むことができる。

ケーブルシール１５１は略筒状であり、片端でスリーブ１３５に対して隣接している。ケーブルシール１５１はサポートリング１６３から軸方向に伸びる複数のフィンガー１６１を有する圧縮要素１５９によって囲まれる。キャップナット１３７がスリーブ１３５の上に締められるとき、フィンガー１６１が半径方向の内側へ強制的に変形され、ケーブルシール１５１を、グランド１００を通して伸びるケーブルの外側のさやとシーリング係合をさせる。ケーブルシール１５１は当業者に知られている適当なタイプのケーブルシールにより置換することができる。いくつかのケーブルグランドでは、ケーブルシール１５１は必要でなく、省略できる。

ケーブル外皮クランプ１５３は雄構成要素１６５と雌構成要素１６７を含む。雄構成要素１６５は、カウンタボア１７５内で軸方向にダイアフラムシール１０７を保持するためにアダプター１３３に相対して配置可能である。雌構成要素１６７はスリーブ１３５内の内部ショルダ１６９に相対して配置され、グランドを締めるためにアダプター１３３に対してスリーブ１３５を回転させた時に、雄構成要素の方向に軸方向に雄構成要素に向かって移動される。過剰な締めによるシールへの損傷は、エントリーアダプター１３３の端と雄構成要素１６５との噛み合いにより防止される。

雄構成要素１６５は、外側が先細の形の表面を有する円錐形のスピゴット１７１を有し、雌構成要素１６７は、内側が先細の形の表面を有する環状リング１７３を有する。スピゴット１７１はリング１７３の中を軸方向に伸び、外側および内側の先細の形の表面の間で、グランドを通して伸びるケーブルの外皮をクランプする。スリーブ１３５が軸方向でアダプター１３３に対して回転するとき、雄構成要素１６５に対して雌構成要素１６７を軸方向に促す。雌構成要素１６７は、異なったタイプおよび／またはサイズのケーブル外皮を固定するため、雄構成要素１６５の外側の先細の形の表面に対して、２つの内側の先細の形の表面のどちらかに存在でき、可逆的である。ケーブル外皮クランプ１５３は当業者に知られている適当なタイプのケーブル外皮クランプにより置換することができる。いくつかのケーブルグランドでは、ケーブル外皮クランプ１５３は必要でなく、省略できる。

保護キャップ１５７は、接続箱にケーブルを固定するためのグランド１のアセンブリと実装の間に変形ができる可撓性材料で作られている。一般に、キャップ１５７はスピゴット１７１の端に対して固定する開口部におけるフランジ１７９に対して円錐であり、グランド１００を通してケーブルを指し込むときのアセンブリを助けるための使用のために、グランド１００の中にキャップ１５７を一時的に配置する。

キャップ１５７はケーブルの切離端を受容し、グランド１００を通り抜けるようにし、またダイアフラムシール１０１をケーブルが通り抜けるようにし、それによりケーブルの切離端によるダイアフラムシール１０１の損傷を防止する。ケーブルがいったんグランド１００を通り抜けると、キャップ１５７はケーブルから取り除かれて、捨てられる。保護キャップ１５７は、アセンブリの間ダイアフラムシールを保護するための当業者に知られている適当な他の方法に取り替えることができる。いくつかのケーブルグランドでは、保護キャップ１５７は必要でなく、省略できる。

使用する際、ケーブルは、外側のさやまたはジャケットを剥ぎ取ることにより調製され、１以上の導体を囲む内側のさやまたはコアを囲むケーブル外被を露出することによって、調製される。外皮はグランド１００の中での固定のために必要な長さにトリミングされる。アセンブリの間、内側のさやは、ケーブルがシールを破損するのを防ぐために、ケーブルの端を覆いながら、保護キャップ１５７とダイアフラムシール１０１を通して挿入される。ケーブルはダイアフラム１０７の漏斗形によって内側シール壁１０３のボア１１１に向かって動かされる。ケーブルが指し込まれるとき、ウエブ１２５が変形して必要な挿入力が減少できる。組み立てられたグランド１００では、キャビティ１２１がケーブル出口側に開き、ケーブルが接続された設備で爆発が起こった場合にダイアフラム１０７とウエブ１２５はケーブル出口側で圧力の増加にさらされる。これらの条件下で、ウェブ１２５はダイアフラム１０７をサポートして、強化し、ダイアフラムの両側での圧力差に起因するダイアフラムシール１０１のインバージョンに抵抗する。キャビティ内の高い圧力は内側シール壁１０３とケーブルと外側シール壁１０５とエントリーアダプター１３３の間のシールを改良する。このようにして、潜在的に危険であるかもしれない燃焼ガスは保持され、周囲に放出されることを防ぐ。爆発から生じることがある火炎からの煙または炎も、周囲に放出されることを防ぐ。

図３から７は、図１に示されたケーブルグランド１００において、図２に示されたダイアフラムシール１０１に代わって使用する事のできる一連の代替のダイアフラムシールを示す。

一般に、図３のダイアフラムシール２０１は図２のシールと同様であり、２００台における同一参照番号を同様の特徴に提供する。この実施態様では、サポート要素２２３が変更され、ウェブ２２５がダイアフラム２０７から軸方向に伸び、内側シール壁２０３の長さのおよそ１／６である。異なる態様（図示せず）では、ウェブはまっすぐであることができる。

一般に、図４のダイアフラムシール３０１は、先のダイアフラムシール実施態様と同様であり、シリーズ３００台における同一参照番号を同様の特徴に提供する。この実施態様では、サポート要素３２３が変更され、ウェブ３２５がダイアフラム３０７から軸方向に、内側シール壁３０３および外側シール壁３０５の全長とほぼ同じに伸びる。さらに、ウェブ３２５の半径方向の伸長にはどんな有意の曲率もない、すなわち、ウェブ３２５はまっすぐである。異なる態様（図示せず）では、ウェブ３２５は曲がることができる。

一般に、図５のダイアフラムシール４０１は前記のダイアフラムシール実施態様と同様であり、４００台の同一参照番号を同様の特徴に提供する。この実施態様では、一連の離隔したＵ形をしているウェブ４８１の形でサポート要素４２３を提供する。それぞれのウエブ４８１は、内側シール壁４０３から半径方向に伸びてアーチセグメント４８５で、外側シール壁４０５に接する頂点で結合された一対の離隔された脚４８３を有する。ウェブ４８１はダイアフラム４０７に接し、外側シール壁４０５の全長にわたり軸方向に伸び、外側シール壁４０５の中の内側シール壁４０３の長さのほぼ２／３で伸びる。脚４８３は、実質的に一定の壁厚を有し、それらが内側の側壁４０３に接合する端部でフレアー結合のポイント４２７を有する。

一般に、図６のダイアフラムシール５０１は前記のダイアフラムシール実施態様と同様であり、５００台の同一参照番号を同様の特徴に提供する。この実施態様では、前の実施態様のウェブに代わってダイアフラム５０７と一体とされた一連の区切られた同心のリブ５８７によりサポート要素５２３が提供されてる。

一般に、図７のダイアフラムシール６０１は前記のダイアフラムシール実施態様と同様であり、６００台の同一参照番号を同様の特徴に提供する。この実施態様では、ダイアフラムシール６０１はシールのケーブル入口側のダイアフラム６０７の漏斗部、および内側シール壁６０３のボア６１１内に提供され、ダイアフラムシール６０１の片端からもう一方の端へ伸びている離隔した盛り上がったリブ６８９のような一連の構成物を有する。外側シール壁６０５から内側シール壁６０３へ伸びている箇所では、ダイアフラム６０７の円錐台形形状のためにリブ６８９はコンバージェントである。次いで内側シール壁６０３の長さ方向に延びる箇所ではスルーボア６１１の円柱状形状のために平行である。リブ６８９はケーブルとダイアフラムシール６０１の間の接触面積を減少させる。その結果、ケーブルが指し込まれる際に、ダイアフラムシール６０１とケーブルの間の摩擦を減らす。これは、ケーブルがより容易にインストールされることを許容し、同時にケーブル挿入の間にダイアフラムシール６０１が破損する危険を減少させる。異なる態様（図示せず）では、ダイアフラム６０７の漏斗状領域にリブ６８９を閉じ込めることができる。内側シール壁６０３に近づくに従ってそれらの高さを先細りさせることができ、スルーホール６１１のスムーズな移行を与える。あるいはまた、内側シール壁６０３のボア６１１にリブ６８９を閉じ込めることができる。先に説明したダイアフラムシールのいずれの実施態様も、リブ６８９または図７および任意の変更を加えた同様の他の適当な構成物とともに提供できることが理解されるべきである。

図８と９は、図１および２に記載されたケーブルグランドの変更であり、７００台の同一参照番号を同様の特徴に提供する。両方の変更では、差し込み７９１によってダイアフラムシール７０１はケーブル外皮クランプの雄構成要素７６５に接続される。

差し込み７９１は、雄構成要素７６５のカウンタボア７６５ａに受け取られる端部分７９３ａを有し、カウンタボア７６５ａの内部の輪状のリブ７６５ｂや端部分７９３ａ上の外側の輪状のリブ７９３ｂなどの協力構成物との係合により保持される。

差し込み７９１の端部分７９３ａはカウンタボア７６５ａへの押込みばめとすることができ、構成物７６５ｂ、７９３ｂはカウンタボア７６５ａからの端部分７９３ａのはずれに抵抗するためにスナップ機構により係合させることができる。差し込み７９１はプラスチックで作ることができ、例えばモールディングで作ることができ、構成物７６５ｂ、７９３ｂの１つ又は両方は面取りされ、端部分７９３ａがカウンタボア７６５ａに挿入されるとき、構成物の係合を促進することができる。

カウンタボア７６５ａ内で端部分７９３ａを保持するいかなる他の手段も使うことができる。保持手段は、差し込み７９１が雄構成要素７６５から分離されることを許容できる。

ダイアフラムシール７０１の外側シール壁７０５は、差し込み７９１の端部分７９３ｃの上にフィットされ、協力構成物の係合により端部分７９３ｃに固定される。図８では、差し込み７９１の端の部分７９３ｃはチャンネル形断面（channel-section）の環状溝７９３ｄを有し、外側シール壁７０５は溝７９３ｄに受け取られる内部のリブ７０５ａを有する。外側シール壁７０５は、端の部分７９３ｃの上の外部のアブットメントショルダ７９３ｅと雄構成要素７６５の端面の間で形成された凹みに位置しているシール７０１の入り口端に内部のリップ７０５ｂを有する。

図９では、差し込み７９１と雄構成要素７６５は、外側シール壁７０５の端の部分７０５ｃが受け取られている輪状の凹み７９７を定義する。凹み７９７は減少した断面の入り口部分７９７ａを有し、この中に外側シール壁７０５の首の部分７０５ｄが受け取られ、差し込み７９１が雄構成要素７６５に固定される時に凹み７９７内に端の部分７０５ｃがとらえられ、保持される。

図８と９の両方では、ダイアフラム７０７は外側シール壁７０５と内側シール壁７０３を、外側シール壁７０５の両端の間で接続し、差し込み７９１の端の部分７９３ｃに外側シール壁７０５がフィットするのを許容する。先に記載されたように、ダイアフラム７０７の出口側の内側および外側の壁７０３，７０５の間を、複数のサポート要素７２３が伸びている。サポート要素７２３は軸方向にダイアフラム７０７から伸びているウェブ７２５を含む。これは直線であるが、本質的でなく、ウエブ７２５は曲がることができる。

本明細書におけるダイアフラムシールは、先に記載された差し込み手段によってケーブル外皮クランプの雄構成要素に接続することができる。ダイアフラムシール、差し込み、および雄構成要素は、あらかじめ組み立てられることができ、グランドのアセンブリを容易にするために単一要素として供給されることができる。

図１０から１２は、図１および２のケーブルグランドのダイアフラムシールの変更であり、８００台の同一参照番号を同様の特徴に提供する。。

図１０から１２では、１以上の輪状のリブ８９９を備えたダイアフラムシール８０１の外壁８０５が提供される。１以上のリブ８９９は、ダイアフラムシール８０１とともに成形され、それらと一体になることができる。図１０では、片端に単一のリブ８９９を外壁８０５に提供する。図１１では、もう一方の端に単一のリブ８９９を外壁８０５に提供する。図１２では、外壁８０５の両端でリブ８９９が提供され、さらにリブ８９９を端の間に提供する。使用時には、ある特定のまたはそれぞれのリブ８９９は、図１に示されたグランド部分のエントリーアダプター１３３のカウンタボア１７５の内部表面内の溝（図示せず）に係合され、カウンタボア１７５内で軸方向にダイアフラムシール８０１を配置し、保持する。このように、ダイアフラムシール８０１はエントリーアダプター１３３に接続される。エントリーアダプター１３３とダイアフラムシール８０１はあらかじめ組み立てられることができる。１以上のリブ８９９と溝のアレンジメントは、ダイアフラムシール８０１の外側の壁に溝があり、エントリーアダプター１３３内のカウンタボア１７５の内部表面にリブがあるように、逆にすることができることが理解されるだろう。また溝とリブは、図１０から１２に示されたものとは異なる数と場所に変更できることが理解されるだろう。さらに、１以上の溝とリブは、エントリーアダプター１３３に対してダイアフラムシール８０１を軸方向に配置し、保持することができるように構成された他の適当な協力構成物（またはグランドの設計に応じてダイアフラムシール８０１が受け取られる任意の他のグランド部分）により置き換えることが理解されるだろう。また、図１０から１２に示された、１以上のリム８９９によりカウンタボア内にシールを配置する原理、またはダイアフラムシールの外壁８０５上の他の構成物は、図３から９に示された任意のダイアフラムシールの実施態様に使用できることが理解されるだろう。さらに、図１０から１２に示されたカウンタボア内にシールを配置する原理は、グランド部分の受容されたシールを有する任意のケーブルグランドに使用できることが理解されるだろう。

別の改良（図示せず）では、図１から１２に示されたダイアフラムシール実施態様のいずれも、ダイアフラムシールの外側シール壁上に接着されたか、または成形された金属、合金またはプラスチックのリングを提供することができ、外側シール壁の全部または一部の長さを延ばし、フレームパスにエントリーアダプター（または、グランドの設計に応じてそれが受け取られるグランドの任意の他の部分）の内部のセクションを提供できる。
リングはまっすぐであるか、または同様の形状の協同構成物グランド部品の内部のセクションと先細りすることができる。リングをシールに提供し、フレームパスにグランド部分の内部部分を提供するという原理は、グランド部分内に受け取られたシールを有する任意のケーブルグランドにおいて一般的に採用されることが理解されるだろう。好適な実施例の説明から明らかになるように、電装品での爆発の場合に、ダイアフラムシールの設計が、外側シール壁とエントリーアダプターの間のシールと、ケーブルと内側シール壁の間のシールが、キャビティ中の圧上昇により向上されるようにされる。また、ダイアフラムシールが煙と炎の通過を防ぐことも理解されるであろう。さらに、サポート要素は、ダイアフラムの前後で生じる圧力差のために起こるインバージョンを防ぐのを助ける。それにもかかわらず、サポート要素のデザインは、ダイアフラムがケーブル取り出しを補助するためにインバージョンすることを許容し、力が矢印Ａ（図１）の向きに後方にケーブルを引くことによってケーブルに適用されるとき、および例えば、点検またはメンテナンスのような理由により、グランドを分解することが望まれる時にインバージョンすることを許容する。要約すれば、ダイアフラムシールは爆発の際にインバージョンに対して抵抗を示すが、ケーブルの実装の際にはスルーボアを通るケーブルの通過を比較的容易にし、ケーブルまたはダイアフラムシールを破損せずにケーブルを取り除くのに必要であるようにインバージョンを許容する。

本発明は先に説明した実施態様には限定されず、様々な変更および改良が、本明細書に記載された様々な概念から離れることなく行われることができることが理解されるだろう。例えば、ウェブは外側シール壁の一部またはすべての長さに伸びることができ、また内側シール壁の一部またはすべての長さに伸びることができる。ウェブは、曲がるか、またはまっすぐであることができる。ウェブは、すべて、同じ形状と長さであることができる。あるいはまた、ウェブは同じ形状であるが、異なる長さであることができる。あるいはまた、ウェブは異なった形状と同じ長さを持つことができる。あるいはまた、ウェブは異なった形状と異なった長さを持つことができる。ウェブの長さと形状のすべての組み合わせが想定され、それらは本発明の範囲の中である。例えば、ダイアフラムシールが必ずエントリーの部分に位置しなければならないというわけではなくて、ケーブルグランド中の任意の適当な位置に配置されてもよいことは明らかである。さらに、ダイアフラムシールはここに記載されるように、別々の構成要素であることができ、または説明したようにエントリーアダプターまたはケーブルグランドの任意の他の適当な構成要素の中にそれを結合するか、組み込むことができる。フレームパスにグランドの内部のセクションを提供するリングは、他のシールに提供されることもでき、本明細書に記載されたダイアフラムシールに制限されない。

外皮を有するケーブルグランドの使用について本発明を説明したが、他のタイプのケーブルグランドについてもダイアフラムシールを使用することができることが理解される。私たちは本発明をどんな特定のタイプのケーブルグランドにも限定しない。さらに、電力ケーブルの使用されるケーブルグランドに関して本発明を説明したが、他のタイプのファイバー、たとえばオプティックケーブルなどのケーブルグランドにも使用でき、またパイプおよびチューブを含む長い要素についても使用できる。「電力ケーブル」という用語は便宜上使用されており、そのような細長い要素を包含するものとして解釈される。いかなる特徴も他の特徴と組み合わせて使うことができて、本発明は、ケーブルグランドに使用されるために配置された任意の形式のダイアフラムシールについて、本明細書に記載された１以上の特徴のすべての組み合わせとサブコンビネーションを含む。

Claims (45)

1. 電力ケーブルのためのケーブルグランドであって、グランド内部に配置可能なダイアフラムシールを含み、使用中に、電力ケーブルはダイアフラムシールを通して伸び、ダイアフラムシールには１以上の一体化されたサポート部分が提供される、ケーブルグランド。
2. 該一体化されたサポート部分が、ダイアフラムシールが爆発の力に抵抗することができるように構成される、請求項１記載のケーブルグランド。
3. 該サポート部分が、ダイアフラムシールを通してケーブルを挿入する際に必要とされる力を低減するために変形可能である、請求項１または２記載のケーブルグランド。
4. 該変形可能なサポート部分が、後方にケーブルを引くことによってダイアフラムシールのインバージョンを許容する、請求項３記載のケーブルグランド。
5. ダイアフラムシールが、ケーブルが通るために適当なスルーボアを画定する内側シール壁、グランド内に配置可能な外側シール壁、および内側シール壁と外側シール壁の間に伸びるダイアフラムを含む、請求項１から４のいずれか１項記載のケーブルグランド。
6. 内側シール壁がケーブルの周りをシールするように構成され、外側シール壁がグランドのボデイ内にダイアフラムシールを固定するように構成される、請求項５記載のケーブルグランド。
7. 外側シール壁がグランド内のボア部分に受容され、軸方向にダイアフラムシールを配置する、請求項６記載のケーブルグランド。
8. 外側シール壁およびボア部分に、１以上の協力構成物が提供され、軸方向にダイアフラムシールを配置し保持する、請求項７記載のケーブルグランド。
9. ボア部分がグランドのエントリーアダプター内のカウンタボアによって提供される、請求項８記載のケーブルグランド。
10. 協力構成物がシール壁またはボア部分に１以上のリブを含み、シール壁またはボア部分に１以上の溝を含む、請求項８または９記載のケーブルグランド。
11. 内側シール壁と外側シール壁が略円柱状であり、グランドの長さ方向の中心線と同軸であり、外側シール壁は内側シール壁より大きい直径を有する、請求項５から１０のいずれか１項記載のケーブルグランド。
12. 内側シール壁が長さ方向の向きにシフトし、シールの片端において外側シール壁を越えて伸びる、請求項１１記載のケーブルグランド。
13. ダイアフラムが、外側シール壁と内側シール壁の間に伸び、長さ方向の軸に対して傾いている、請求項５から１２のいずれか１項記載のケーブルグランド。
14. ダイアフラムは円錐台形状を形成する、請求項１３記載のケーブルグランド。
15. 円錐台形状が爆発圧下でケーブルとのシールを向上する、請求項１４記載のケーブルグランド。
16. 円錐台形状がダイアフラムのケーブル挿入またはエントリー側に漏斗状領域を提供し、実装の間、ケーブルの挿入を促進する、請求項１４または１５記載のケーブルグランド。
17. ダイアフラムシールに離隔して盛り上がった一連の構成物が提供され、ダイアフラムシールを通してケーブルを挿入する間にケーブルとダイアフラムシールの間の摩擦を減らす、請求項１１から１６のいずれか１項記載のケーブルグランド。
18. 構成物がダイアフラムシールの長さ方向に伸びている、請求項１７記載のケーブルグランド。
19. 構成物がダイアフラムシールの片端またはその近傍から、他の端またはその近傍まで伸びる、請求項１７または１８記載のケーブルグランド。
20. 構成物がダイアフラムの漏斗状領域に提供される、請求項１３に従属する所の請求項１７または１８記載のケーブルグランド。
21. 内側シール壁がスルーボアを提供し、ガイド構成物が該スルーボア内に提供される、請求項１７から２０のいずれか１項記載のケーブルグランド。
22. 複数のサポート部分が、一連のウェブの形でダイアフラムのケーブル出口側に軸の長さ方向の周囲に離隔した円周状の一連のウエブの形態で提供される、請求項１１から２１のいずれか１項記載のケーブルグランド。
23. ウェブは内側シール壁、外側シール壁およびダイアフラムにより形成された開放キャビティに配置される、請求項２２記載のケーブルグランド。
24. ウェブは内側シール壁および／または外側シール壁および／またはダイアフラムに付けられる、請求項２２または２３記載のケーブルグランド。
25. ウエブがダイアフラムのサポートとして作用し、加えられた爆発圧力下でダイアフラムのインバージョンを防止する、請求項２２から２４のいずれか１項記載のケーブルグランド。
26. ウエブがケーブルの挿入を補助し、ケーブルを取り出す際には、ケーブルが後方に引かれた際にウエブが変形し、ダイアフラムのインバージョンを許容し、ケーブルの取り出しを補助する、請求項２２から２５のいずれか１項記載のケーブルグランド。
27. ウエブが曲がっている、請求項２２から２６のいずれか１項記載のケーブルグランド。
28. ウエブがまっすぐである、請求項２２から２６のいずれか１項記載のケーブルグランド。
29. ウエブがＵ字形である、請求項２２から２６のいずれか１項記載のケーブルグランド。
30. ウェブが円周方向で均一に離れて配置される、請求項２２から２９のいずれか１項記載のケーブルグランド。
31. ウェブが同じ方向へ曲がっている、請求項２７記載のケーブルグランド。
32. １以上のウェブは一方向へ曲がり、１以上のウェブが逆方向へ曲がっている、請求項２７記載のケーブルグランド。
33. ウェブが内側シール壁の一部または全長にわたって伸び、外側シール壁の一部または全長にわたって伸びる、請求項２２から３２のいずれか１項記載のケーブルグランド。
34. いくつかまたはすべてのウエブが実質的に一定の壁厚を有する、請求項２２から３３のいずれか１項記載のケーブルグランド。
35. いくつかまたはすべてのウエブが異なる壁厚を有する、請求項２２から３３のいずれか１項記載のケーブルグランド。
36. 複数のサポート部分がダイアフラムのケーブル出口側の長さ方向の軸の周囲に同軸に配置された一連の輪状のリブの形で提供される、請求項１１から２１のいずれか１項記載のケーブルグランド。
37. ダイアフラムが、加えられた爆発圧力下でインバージョンすることを防止するため、ダイアフラムのサポートとしてリブが作用する、請求項３６記載のケーブルグランド。
38. リブがダイアフラムの変形を許容してケーブルの挿入を補助して、ケーブルを抜き出す時には、ケーブルを後方に引いた時にダイアフラムのインバージョンを許容し、ケーブルの抜き出しを補助する、請求項３６または３７記載のケーブルグランド。
39. ダイアフラムシールには、外側シール壁上に結合されるか、またはマウントされた構成要素が提供され、フレームパスに、その内部にダイアフラムシールが受容されるケーブルグランドの一部の内部のセクションを提供する、請求項５から３８のいずれか１項記載のケーブルグランド。
40. 構成要素および内部のセクションは同様の形状を有する、請求項３９記載のケーブルグランド。
41. 構成要素および内部のセクションは軸方向でまっすぐである、請求項４０記載のケーブルグランド。
42. 構成要素および内部のセクションは軸方向で先細りする、請求項４０記載のケーブルグランド。
43. 構成要素がリングを含む、請求項３９から４２のいずれか１項記載のケーブルグランド。
44. リングが金属である、請求項４３記載のケーブルグランド。
45. リングが非金属である、請求項４３記載のケーブルグランド。

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