JP6580022B2 - ケーブルグランド - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルを保持するケーブルグランドに関する。

電気機器にケーブルを接続する際、電気機器の筐体等に取り付けたケーブルグランドを介してケーブルを保持する技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。

ケーブルグランドは、例えば図８に示すように、ケーブルＣの挿通が可能な筒状の部材であって鍔部２２１およびその鍔部２２１を挟んだ両側に雄ねじ２２２ａ，２２３ａが形成されたグランド本体２０２、このグランド本体２０２に嵌め込まれるスリーブ２０３、グランド本体２０２の一方側（スリーブ２０３が嵌め込まれる側）の雄ねじ２２２ａにねじ込まれるキャップ（袋ナット）２０４、およびグランド本体２０２を壁体１００に固定するロックナット２０６などを備えている。

このようなケーブルグランド２０１では、グランド本体２０２の他方側の雄ねじ２２３ａを、電気機器の筐体の壁体１００に形成された取付孔１０１に差し込んだ状態で、その他方側の雄ねじ２２３ａにロックナット２０６をねじ込むことによってグランド本体２０２を壁体１００に取り付ける。その後に、スリーブ２０３の挿通孔２０３ａにケーブルＣを挿通した状態でスリーブ２０３をグランド本体２０２に嵌め込み、そのグランド本体２０２の一方側の雄ねじ２２２ａにキャップ２０４をねじ込んでスリーブ２０３を締め付ける。このようにしてキャップ２０４にてスリーブ２０３を締め付けることにより、スリーブ２０３が縮径方向に変形し、スリーブ２０３の挿通孔２０３ａの内周面とケーブルＣの外周面とが密着する。これによって、電気機器の筐体内に水、油、塵、埃などが侵入するのを防止することができるとともに、ケーブルＣ自体をしっかりと保持・固定することができる。

特開２００７−３７３６４号公報

ところで、図８に示すケーブルグランド２０１において、高圧水噴射を受けた場合、ケーブルグランド２０１内に浸水が発生することがある。

具体的に説明すると、スリーブ２０３の前面側から高圧水噴射を受けると、まずはスリーブ２０３とケーブルＣとの接触部の周辺部分（図８に示すＡ２部分（キャップ２０４の開口孔２０４ａ周縁の内側部分））に水が充満し、その水が充満した部分に高圧水噴射によって高い圧力がかかると、スリーブ２０３とケーブルＣとの接触部に高い水圧が作用して、そのスリーブ２０３とケーブルＣとの接触部からケーブルグランド２０１内（筐体内）への浸水が発生する場合がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、グランド本体、ケーブルが挿通されるスリーブ、およびスリーブを締め付けるキャップなどを備えたケーブルグランドにおいて、スリーブとケーブルとの接触部からグランドケーブル内に浸水が発生することを防止することが可能な構造を提供することを目的とする。

本発明は、ケーブルの挿通が可能な筒状の部材であって、円筒形状のケーブル保持部を有し、そのケーブル保持部の外周面に雄ねじが形成されたグランド本体と、ケーブルを通す挿通孔を有し、前記グランド本体のケーブル保持部に嵌め込まれる円筒形状のスリーブと、前記グランド本体のケーブル保持部の雄ねじに噛み合う雌ねじが形成されたキャップとを備え、前記グランド本体のケーブル保持部内に前記スリーブを嵌め込んだ状態で、前記キャップを前記ケーブル保持部の雄ねじにねじ込むことにより前記スリーブを縮径方向に変形させるケーブルグランドを前提としている。

このようなケーブルグランドにおいて、前記キャップは、前記雌ねじが形成された筒状の周壁部と、前記周壁部の一端に一体形成された前壁部とを有し、前記キャップの前壁部にケーブルを通す開口孔が形成され、当該キャップの内壁に、前記前壁部の開口孔の周縁から前記周壁部の他端にまで延びる溝状のバイパス通路が形成されていることを特徴としている。

本発明のケーブルグランドによれば、キャップの内壁に、前壁部の開口孔周縁から周壁部の他端にまで延びる溝状のバイパス通路を形成しているので、キャップをグランド本体（ケーブル保持部）の雄ねじにねじ込んだ状態で、キャップの開口孔周縁の内側部分（図７のＡ１部分）つまりスリーブとケーブルとの接触部の周辺部分と、キャップの周壁部の他端側外部とを連通する連通路が形成される。これにより、キャップの前面側から高圧水噴射を受けて、キャップの開口孔周縁の内側部分に圧力がかかっても、その圧力を、連通路を通じてキャップの他端側外部（ケーブルグランドの外側）に逃がすことができる。これによってスリーブとケーブルとの接触部に作用する圧力を軽減することができ、スリーブとケーブルとの接触部からグランドケーブル内に浸水が発生することを防止することができる。

本発明によれば、グランド本体、ケーブルが挿通されるスリーブ、およびスリーブを締め付けるキャップなどを備えたケーブルグランドにおいて、スリーブとケーブルとの接触部からグランドケーブル内に浸水が発生することを防止することができる。

本発明のケーブルグランドの一例を示す縦断面図である。 本発明のケーブルグランドの一例を示す縦断面図である。なお、図２ではキャップの締め付けによりスリーブおよびスリーブコレットが縮径方向に変形した状態を示す。 図１のケーブルグランドの分解斜視図である。 キャップの断面図である。 キャップの斜視図である。 キャップの背面図である。 図１のケーブルグランドの要部拡大断面図である。 従来のケーブルグランドの一例を示す半縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明のケーブルグランドの一例を図１〜図７を参照して説明する。

ケーブルグランド１は、グランド本体２、スリーブ３、キャップ４、パッキン５、ロックナット６、およびスリーブコレット７などを備えている。

グランド本体２は、略円筒形状の部材（例えば樹脂製）であって、軸方向（円筒の軸方向）の中央部に略六角形状の鍔部２１が形成されており、この鍔部２１を挟んだ両側（軸方向の両側）に、それぞれ円筒形状のケーブル保持部２２と取付部２３とが形成されている。

ケーブル保持部２２の外周面には雄ねじ２２ａが形成されている。また、取付部２３の外周面には雄ねじ２３ａが形成されている。取付部２３は、電気機器の筺体の壁体１００（以下、電気機器の壁体１００ともいう）に形成された取付孔１０１に差し込まれる。

なお、以下の説明では、グランド本体２のケーブル保持部２２側（ケーブルグランド１のキャップ４側）を前方側といい、その反対側を後方側という。

グランド本体２には、ケーブル挿通用の挿通孔（貫通孔）２４が軸方向に沿って形成されている。挿通孔２４は段付き孔であって、当該挿通孔２４の軸方向の途中（ケーブル保持部２２内）には、後述するスリーブ３を内方（縮径方向）に向けて押圧するための円すいテーパ面２４ｂが形成されており、この円すいテーパ面２４ｂの前方側がケーブル保持孔２４ａとなっている。円すいテーパ面２４ｂは、後方側に向かうにしたがって径が縮小するテーパ面である。そして、ケーブル保持孔２４ａには、後述するスリーブ３およびスリーブコレット７が嵌め込まれる。

スリーブ３は、例えばゴム製の円筒形状の部材であって、円筒部３１とフランジ３２とを有し、それら円筒部３１とフランジ３２とが一体形成されている。フランジ３２は、円筒部３１の後方側の端部（ケーブル保持部２２の円すいテーパ面２４ｂ側となる端部）の周縁から外側に突出する円環状の外フランジである。スリーブ３には、ケーブルＣを通す挿通孔（貫通孔）３ａが軸方向に沿って形成されている。スリーブ３の軸方向の長さは、スリーブ３がグランド本体２のケーブル保持孔２４ａに嵌まり込んだ状態で、グランド本体２の端部（前方側の端部）から所定量突出する長さとなっている。

キャップ４は、外周面が略六角形状の筒状の周壁部４１と、その周壁部４１の前方側を覆う前壁部４２とを有する袋ナット状の部材（例えば樹脂製）である。キャップ４の周壁部４１の内周面には、グランド本体２のケーブル保持部２２の雄ねじ２２ａに噛み合う雌ねじ４１ａが形成されている。キャップ４の前壁部４２の中央には、ケーブルＣを通すための円形の開口孔４２ａが形成されている。開口孔４２ａの内径は、スリーブ３の前方側端面の外径およびスリーブコレット７の外径よりも小さい。

キャップ４の内壁には６つのバイパス通路４３・・４３が形成されている。これらバイパス通路４３・・４３は、図６に示すように、キャップ４の中心軸（円形の開口孔４２ａの中心）ＣＬに対して６０°回転対称となる位置に配置されている。各バイパス通路４３は、前壁部４２の開口孔４２ａの周縁４２ｂから周壁部４１の他端４１ｂにまで延びる溝状の通路である。

バイパス通路４３の溝底面４３ａ（図５等参照）は、周壁部４１の雌ねじ４１ａのねじ山の谷底よりも径方向の外側の位置となるように形成されている。これにより、図７に示すように、グランド本体２（ケーブル保持部２２）の雄ねじ２２ａにキャップ４をねじ込んだ状態で、バイパス通路４３の溝底面４３ａとケーブル保持部２２の雄ねじ２２ａのねじ山の頂との間に所定の隙間Ｓが形成される。

パッキン５は、円形孔５ａを有する円環状の部材（例えばゴム製）であって、グランド本体２の鍔部２１と電気機器の壁体１００との間に挟み込まれる（図１、図２参照）。パッキン５の内径（円形孔５ａの直径）は、グランド本体２の取付部２３の雄ねじ２３ａの外径と略等しい。

ロックナット６は、グランド本体２を電気機器の壁体１００に固定するためのナット（例えば樹脂製）であって、グランド本体２の取付部２３の雄ねじ２３ａに噛み合う雌ねじ６ａが形成されている。

スリーブコレット７はスリーブ３に装着される。スリーブコレット７は、強靭で高い潤滑性を有する合成樹脂（例えばナイロン類やポリアミド等）からなる薄い部材である。スリーブコレット７は、スリーブ３（円筒部３１）を囲う円筒形状に形成された円筒部７１とフランジ７２とを有し、それら円筒部７１とフランジ７２とが一体形成されている。フランジ７２は、円筒部７１の前方側の端部（スリット７３ａの開放側とは反対側の端部）の周縁から内側に突出する円環状の内フランジである。スリーブコレット７の円筒部７１の内径は、スリーブ３の円筒部３１の外径に対応しており、このスリーブコレット７の円筒部７１をスリーブ３の円筒部３１に密着した状態で嵌め込むことができる。

スリーブコレット７の円筒部７１には、当該円筒部７１の軸方向の途中から軸方向に沿って後方側の端部（ケーブル保持部２２の円すいテーパ面２４ｂ側となる端部）にまで、一様幅で延びる複数（１２条）のスリット７３ａ・・７３ａが形成されている。これらスリット７３ａ・・７３ａは、スリーブコレット７の円筒軸を中心に対して回転対称に配置されている。各スリット７３ａは、円筒部７１の端部においてそれぞれ開放している。以下、スリット７３ａ・・７３ａが形成されている部分をスリット形成部７３という。

次に、以上の構造のケーブルグランド１の取付手順について図１〜図７を参照して説明する。

（Ｓ１）まず、スリーブ３、キャップ４、パッキン５、ロックナット６、およびスリーブコレット７をグランド本体２から分解しておく。

（Ｓ２）グランド本体２の取付部２３にパッキン５を嵌め込み、その取付部２３を電気機器の壁体１００の取付孔１０１に当該壁体１００の表側（電子機器の筐体の表側）から差し込む。

（Ｓ３）壁体１００の取付孔１０１に差し込んだグランド本体２の取付部２３の雄ねじ２３ａ（壁体１００の裏側に突出している部分の雄ねじ２３ａ）にロックナット６をねじ込むことによって、グランド本体２を壁体１００に取り付ける（固定する）。

（Ｓ４）スリーブ３の外周部にスリーブコレット７を装着し、さらに、スリーブ３およびキャップ４にケーブルＣを通した状態で、スリーブ３およびスリーブコレット７をグランド本体２のケーブル保持孔２４ａ内に、スリーブコレット７のスリット７３ａ開放側の端部を円すいテーパ面２４ｂに向けた状態で嵌め込む。

（Ｓ５）キャップ４の雌ねじ４１ａをグランド本体２のケーブル保持部２２の雄ねじ２２ａに合わせてキャップ４をグランド本体２にねじ込んでゆく。このキャップ４のねじ込み過程において、キャップ４にてスリーブコレット７が後方側に押圧され、スリーブ３の後方側の端部が、グランド本体２の円すいテーパ面２４ｂによって押圧される。これにより、スリーブ３が縮径方向に変形するとともに、スリーブコレット７のスリット形成部７３も縮径方向に変形する（図２参照）。そして、キャップ４のねじ込み（締め付け）が完了した状態で、スリーブ３の挿通孔３ａの内周面とケーブルＣの外周面とが密着する。これによって、電気機器の筐体内に塵や埃などが侵入するのを防止することができるとともに、ケーブルＣ自体をしっかりと保持・固定することができる。

さらに、キャップ４のねじ込み（締め付け）が完了した状態で、キャップ４の各バイパス通路４３によって、一端がキャップ４の開口孔４２ａの周縁４２ｂの内側部分（スリーブ３とケーブルＣとの接触部の周辺部分：図７のＡ１部分）に連通し、他端が周壁部４１の他端４１ｂ側外部に連通する連通路Ｐ（図７においてドット模様を施した部分の通路）が形成される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態のケーブルグランド１によれば、キャップ４をグランド本体２の雄ねじ２２ａにねじ込む際にキャップ４とスリーブ３との間にスリーブコレット７が介在するように構成している。このような構成により、キャップ４を締め付ける過程において、キャップ４とスリーブ３とは直接接触しなくなり、キャップ４とスリーブコレット７とが滑り回転するので、スリーブ３が捻じり方向の摩擦力から解放される。これにより、スリーブ３に作用する押圧力がスリーブ３の周方向にわたって均一化されるのでスリーブ３が適正に縮径される。

しかも、スリーブ３の外周部がスリーブコレット７によって囲われているので、スリーブ３の径方向外側への変形が制限される。これにより、キャップ４の締め付けによりスリーブ３が変形するときに、スリーブ３の変形が径方向の外側に逃げることを防ぐことができるので、スリーブ３の気密・液密性およびケーブルＣの保持力をより確実に確保することが可能になる。

さらに、本実施形態のケーブルグランド１では、キャップ４の内壁に、前壁部４２の開口孔４２ａの周縁４２ｂから周壁部４１の他端４１ｂにまで延びる溝状のバイパス通路４３を形成しているので、キャップ４をグランド本体２（ケーブル保持部２２）の雄ねじ２２ａにねじ込んだ状態で、キャップ４の開口孔４２ａの周縁４２ｂの内側部分（図７のＡ１部分）つまりスリーブ３とケーブルＣとの接触部の周辺部分と、キャップ４の周壁部４１の他端４１ｂ側外部とを連通する連通路Ｐ（図７参照）が形成される。

このような連通路Ｐが形成されることにより、キャップ４の前面側から高圧水噴射を受けて開口孔４２ａの周縁４２ｂの内側部分に圧力がかかっても、その圧力を、連通路Ｐを通じてキャップ４の他端４１ｂ側外部（ケーブルグランド１の外側）に逃がすことができるので、スリーブ３とケーブルＣとの接触部に作用する圧力を軽減することができ、そのスリーブ３とケーブルＣとの接触部からケーブルグランド１内に浸水が発生することを防止することができる。

−ＩＰ６９Ｋ試験−
本実施形態のケーブルグランド１についてＩＰ６９Ｋ試験を実施したところ、ＩＰ６９Ｋにて規定されている保護等級を満足することが確認できた。

ＩＰ６９Ｋは、ドイツ工業規格（ＤＩＮ：Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ Ｎｏｒｍｅｎ）のＤＩＮ ４００５０ ＰＡＲＴ９にて規定されている保護構造に関する等級である。ＩＰ６９Ｋでは、「固形異物に対しては粉塵が内部に侵入しないこと」、「水に対しては高温、高水圧、スチームジェット洗浄の環境下でも有害な影響を受けないこと」が規定されている。

＜ＩＰ６９Ｋ試験方法＞
８０℃の湯を、指定形状のフラットジェットノズルから８０〜１００ｂａｒ（バール）の水圧で供試体に放水する。水量は１４〜１６リットル／分とする。供試体とノズルとの間隔は１０〜１５ｃｍ、放水の方位は、水平方向に対し０度、３０度、６０度、９０度とし、各方位について３０秒ずつ供試体を水平面上で回転させながら実施する。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、以上の実施形態では、キャップ４に形成するバイパス通路の数を６つとしているが、本発明はこれに限られることなく、バイパス通路の数は６つの以外の任意の数であってもよい。また、バイパス通路４３の溝幅・形状についても、図５等に示す溝幅・形状に限定されるものではない。

以上の実施形態では、スリーブコレット７のスリット７３ａの数を１２条としているが、本発明はこれに限られることなく、スリットの条数は１２条の以外の任意の条数であってもよい。

以上の実施形態では、スリーブ３にスリーブコレット７を装着する構造としているが、本発明はこれに限られることなく、スリーブコレットを備えていないケーブルグランドにも適用することができる。

本発明において、ケーブルグランドを構成する部材の断面構造等は、スリーブおよびキャップの取り合いに影響しない範囲で適宜、改変可能である。スリーブに形成させる挿通孔の個数や太さについても、以上の実施形態に限定されるものではない。

また、本発明のケーブルグランドは、配電用や通信用のケーブルだけでなく、外皮（シース）のない電線や、電線を収容するための保護管、あるいは流体を送るための各管材等の保護にも利用可能であるから、本発明における「ケーブル」は、それらの線材や管材も包含するものとする。

本発明は、電気機器等にケーブルを保持する際に使用されるケーブルグランドに有効に利用することができる。

１ ケーブルグランド
２ グランド本体
２２ ケーブル保持部
２２ａ 雄ねじ
３ スリーブ
３ａ 挿通孔
４ キャップ
４１ 周壁部
４１ａ 雌ねじ
４１ｂ 周壁部の他端
４２ 前壁部
４２ａ 開口孔
４２ｂ 開口孔の周縁
４３ バイパス通路
４３ａ 溝底面
５ パッキン
６ ロックナット

Claims (1)

1. ケーブルの挿通が可能な筒状の部材であって、円筒形状のケーブル保持部を有し、そのケーブル保持部の外周面に雄ねじが形成されたグランド本体と、
   ケーブルを通す挿通孔を有し、前記グランド本体のケーブル保持部に嵌め込まれる円筒形状のスリーブと、
   前記グランド本体のケーブル保持部の雄ねじに噛み合う雌ねじが形成されたキャップと、を備え、
   前記グランド本体のケーブル保持部内に前記スリーブを嵌め込んだ状態で、前記キャップを前記ケーブル保持部の雄ねじにねじ込むことにより前記スリーブを縮径方向に変形させるケーブルグランドにおいて、
   前記キャップは、前記雌ねじが形成された筒状の周壁部と、前記周壁部の一端に一体形成された前壁部とを有し、
   前記キャップの前壁部にケーブルを通す開口孔が形成され、当該キャップの内壁に、前記前壁部の開口孔の周縁から前記周壁部の他端にまで延びる溝状のバイパス通路が形成されていることを特徴とするケーブルグランド。

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