JPH0222986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流体媒体中での使用に適した差込形コ
ネクタに関する。以下において、コネクタが導電
性の液体媒体に浸される場合でも電気接続が確立
され、また遮断されるように、周囲の媒体から保
護される接触素子を持つ電気コネクタについて述
べるが、この例に本発明が限定されるものではな
い。

（従来の技術） コネクタを構成するプラグとソケツトが液体内
に浸された状態で結合されるように特に設計され
た、いろいろな種類のコネクタが既に知られてい
る。

フランス特許第1490351号に記載されているこ
れらのコネクタの１つは、ソケツトの電気接点を
保護する液体洩れのないダイヤフラムを使用して
いる。電気接続が確立されるとき、プラグはダイ
ヤフラムを貫き、すなわちそれを破壊する。従つ
て、プラグおよびソケツト接続は水中で１回だけ
行うことができる。従つてこのようなコネクタ
は、電気接続が液体媒体の中で何度も行われたり
遮断されたりしなければならない場合には不適当
である。

この欠点をなくすために、電気接点が適当な液
体によつて保護される他のコネクタが作られた。
引込式ピストンはソケツト内にこの液体を保持
し、プラグがソケツトに挿入されると、そのため
に備えられた特別のスペースにこの液体を追い出
す。米国特許第3508188号、第3845450号、第
4039242号および第4172770号は、水中に置かれた
まま何回も操作されるこの形のコネクタの２つの
実施例を説明している。

これらの最後にあげた装置の欠点は、コネクタ
が操作される度に、若干量の保護液がソケツトか
ら排出されることによつて生じる。さらにコネク
タが浸される液体中に固体粒子が浮遊していると
き、経験上、これらの粒子の量は多かれ少なかれ
ソケツトに侵入して多かれ少なかれソケツトの速
やかな劣化を生じることが判明している。

（発明が解決すべき課題） 本発明は、コネクタの電気接点を保護する保護
流体の若干量がコネクタが操作される度毎にソケ
ツトから排出されて使用が制限され、またコネク
タが浸される流体媒体中の浮遊固体粒子がソケツ
ト内に侵入してソケツトを劣化させることのない
流体媒体中での使用に適した差込形コネクタを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明による流体媒体中での使用に適する差込
形コネクタは、最低１個の穴を備えたソケツト
と、前記穴と嵌合する最低１個のピンを備えたプ
ラグと、前記穴に通じかつ保護流体を収容し、そ
の容積はピンが穴から引き出されるにつれて保護
流体を前記穴に充填するように自動的に変化する
主室と、前記主室の圧力よりも高い圧力の下で保
護流体が充填されている補償室と、前記補償室か
らソケツトの前記主室および前記穴によつて形成
される組立体に前記保護流体の所定量を移動させ
る装置とを備えている。

（作用） プラグのピンがソケツトの穴に挿入されるとき
は穴の中の保護流体はピンにより押出されて主室
に入り、またピンが穴から引き出されると保護流
体を主室から穴へ送り出す。主室の圧力より高い
圧力で補償室内に充填されている保護流体はピン
が穴から引き出されるとき、又はピンの穴への挿
入後にこの保護流体を移動させる装置によつて所
定量だけ穴へ送られる。

（実施例） 第１Ａ図および第１Ｂ図はソケツト１ならびに
プラグ２の第１実施例を示す。

例えばソケツト１は、水底に浸されたウエルヘ
ツドのような機器に接続される。このソケツト
は、プラグ２を受けるようにされた穴４を備えた
ボデー部材３を含む。穴４の中に、電気リング又
はスタツドから構成される電気接点５ａ，５ｂ，
５ｃが収納されている。３個の同軸電気スタツド
は例として図示されたもので、この数は決して制
限されていない。これらの電気接点５ａ，５ｂ，
５ｃは簡単のため図面に示されていない電気導体
に接続される。同様に、在来技術である構造の詳
細も設明されていない。

ソケツト１の自由端は、以下に詳しく説明され
る閉塞部材６を備えている。

ソケツト１のボデー部材３は、ここでは環状の
形をした主室７を備えている。ピストン８はこの
主室７内を移動することができ、これにより、み
ぞ９を通して穴４の底と常時通じるスペース７ａ
とピストン８に作用する較正済のばね１０を収納
するスペース７ｂを区分する。スペース７ｂに開
きかつボデー部材３の外側に開くみぞ１１を通つ
て、外部流体静圧がピストン８に加えられる。ソ
ケツトは固体粒子が浮遊する液体媒体中で使用さ
れなければならないので、ボデー部材３に固定さ
れたたわみ膜１２はみぞ１１が実際に開く閉スペ
ース１３の境界を定める。

周囲の液体媒体の流体静圧は、膜１２を通りか
つ閉スペース１３と主室７のスペース７ｂとを満
たす油のような液体を介してピストン８に伝えら
れる。

主室７のスペース７ａとソケツトの穴４には、
プラグ２がソケツト１に挿入されていないとき電
気接点５ａ，５ｂ，５ｃを保護する保護流体（保
護生成物）である絶縁グリースが充填されてい
る。そこでピストン８は第１Ａ図の下部に実線で
示される位置にくる。

第１Ｂ図に示されるプラグ２は、ソケツト１の
穴４と組み合わされかつソケツト１の電気接点５
ａ〜５ｃにそれぞれ対応する電気端子１５ａ，１
５ｂ，１５ｃを備えた円筒部分、すなわちピン１
４を含む。

プラグ２が挿入される間、穴４に含まれるグリ
ースの事実上全量がみぞ９を通つて主室７のスペ
ース７ａに追い出され、すなわちピストン８は第
１Ａ図の上部に点線で示される位置に移る。

理論的にいうと、このようなコネクタはプラグ
を引き抜く度にグリースの全量がソケツト内に残
るならば、無限に動作できる。実際には、閉塞部
材６を備えるにもかかわらず、グリースの量は多
かれ少なかれプラグ２に付着し、すなわちコネク
タが２つの部分が分離されるときソケツトから持
ち去られる。

この欠点を除去するために、ソケツト１は補償
室１６を備え、この補償室はこの実施例では環状
をし、かつグリースを満たしたスペース１６ａと
油のような液体を満たしたスペース１６ｂに移動
可能なピストン１７により分割される。スペース
１６ｂの油は、みぞ２０を経てスペース１６ｂに
通じる密封スペース１９をボデー部材３の回りに
形成するたわみ膜１８によつて外部媒体の流体静
圧を受ける。

ばね圧が調整済のばね２１はピストン１７を、
スペース１６ａの容積減少に相当する方向に押
す。必要なときに、スペース１６ａから主室７お
よび穴４の組立体に一定量のグリースを移動させ
るための装置が備えられる。

第１Ａ図は、一端が穴４に接続されかつ他端が
固定逆止め弁２３とみぞ２４を通してスペース１
６ａに接続されるダクト２２を本質的に含むこの
移動装置の機械的実施例を示す。

逆止め弁２３は、以下に示される条件の下で、
スペース１６ａからダクト２２にグリースを移動
させるように位置している。

ダクト２２は、両側に開く穴２６が通り抜ける
すべりピストン２５を収納する。逆止め弁２７
は、グリースがスペース１６ａに流れ込まないよ
うにする。止め部材２８および２９は、ダクト２
２の内部におけるすべりピストン２５の移動を制
限する。

プラグ２は、適当な長さでダクト２２の直径よ
りも事実上小さい直径をもつ作動棒３０が一端に
延びている。

装置が作動状態に置かれると、補償室１６のス
ペース１６ａ、穴４およびダクト２２はコネクタ
が流体媒体に浸される前にグリースを充填され
る。ピストン８および１７は第１Ａ図の実線で示
される位置になり、すべりピストン２５は止め部
材２８と接続する。

プラグ２とソケツト１の接続は、これら２つの
コネクタ部を相互に向い合わせに移動させる適当
な装置を用いて、または潜水夫によつて行われ
る。

プラグ２はソケツト１に挿入される。プラグ２
の円筒状のピン１４はピストンとして働き、穴４
内のグリースを主室７に追い出す。ピストン８は
第１Ａ図の左側に向つて移動し、次に作動棒３０
はすべりピストン２５と接触するようになり、そ
こでこの棒は逆止め弁２７を開くのに十分な力を
ピストン２５に作用する。

ピストン２５はダクト２２の中で移動し、止め
部材２９と接触するようになる。プラグ２がソケ
ツト１に完全に挿入されると、ピストン２５と逆
止め弁２３との間のダクト２２の部分を満たして
いたグリースは、逆止め弁２７が開いているので
穴４に直通するダクト２２の部分に移動され、ピ
ストン８は第１Ａ図の上部に点線で示される位置
となり、電気接点５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ電
気端子１５ａ，１５ｂ，１５ｃと接触する。

ゆるみ止め装置（図示されていない）は、コネ
クタの２つの部分（ソケツト１とプラグ２）を相
互に接触した状態に保つ。

プラグ２がソケツト１から引き出されると、円
筒状のピン１４によつて残された自由空間は、第
１Ａ図の下部に実線で示される当接位置になるま
でばね１０によつて移動されるピストン８の作用
により、主室７のスペース７ａから出されたグリ
ースで自動的に満たされる。

同時に補償室１６内のより高い圧力の作用によ
つて逆止め弁２３は開き、すなわちピストン２５
を左方へ追い出すグリースの通路を形成し、逆止
め弁２７を閉じたままにし、そして左方に移動す
るピストン２５と逆止め弁２３との間のダクト２
２の部分を満たす。ピストン２５のこの移動によ
つて、ピストン２５の左側のダクト２２の部分に
あつた所定量のグリースが穴４に注入される。こ
の量は、ピストン２５が第１Ａ図に示される位置
にあるとき、逆止め弁２３とピストン２５との間
のダクト２２の容積に等しい。このグリースの量
は少なくともプラグ２によつて持ち去られるグリ
ースの量に等しくなるように選択され、かつプラ
グ２が引き出されるにつれて閉塞部材６を通つて
ソケツト１から小量のグリースが排出されるよう
にするだけの十分な量であることが望ましく、そ
の結果プラグ２が引き出されるにつれてソケツト
１に外部液体または固体粒子が侵入するのが防止
される。

このようなグリースの移動を補償するために、
ピストン１７は第１Ａ図の左側に向つてわずかに
移動される。接続および切離しが何回も行われて
ピストン１７が第１Ａ図の点線で示される位置に
達すると、グリース充填口４０に適合し得る適当
な工具を用いて、スペース１６ａに再び充でんす
ることが必要になる。この操作は、ソケツト１が
水面に上げられてから、またはこのソケツトを浸
したままで行われる。

プラグ２がソケツト１から引き出されてから再
びその中に挿入される場合、主室７のスペース７
ａを補償室１６のスペース１６ａと接続しかつス
ペース１６ａに入るグリースの一部を再循環させ
て主室内の圧力上昇を制限する圧力調整済の弁３
１が備えられる。

当業者にとつては明らかなように、膜１２およ
び１８の存在によつて、任意な深さでコネクタを
使用することができる。しかし本発明の範囲内
で、堅い壁をこれらの膜に代用することができ、
すなわちコネクタの２つの部分を相互に合わせる
に必要な力は浸す深さと、与圧気体によつて代え
ることができるばね１０の特性とに左右される。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、補償室が第２Ｂ図
で断面に示されているプラグ２に組み込まれてい
る実施例を示す。

プラグ２には、圧力調整済の弁１２３とダクト
１２４を経てグリースの充填された区画室１１６
ａを持つ補償室１１６に通じるダクト１２２があ
る。この実施例では、ピストン１１７は区画室１
１６ｂに含まれる与圧気体の作用を受ける。

ダクト１２２は較正済の逆止め弁１２７を備え
たピストン１２５を滑動可能に収容する。ピスト
ン１２５からは中空の作動棒１３０が延び、この
作動棒１３０はプラグ２の端から突出する。ソケ
ツト１の浸し深さにかかわらずピストン１２５を
移動させる力を作るために、補償室１１６の区画
室１１６ｂを満たす気体の圧力は同時にダクト１
３２を介してピストン１２５に加えられる。

コネクタの作動は上述と同じである。この実施
例の利点は、コネクタの２つの部分が分離されて
からプラグ２は一般に水面まで上げられ、ここで
区画室１１６ａはグリース充填口１４０から随意
充てんされるので、補償室１１６が一段と容易に
充填されることである。

第３Ａ図および第３図は、補償室１６からソケ
ツト１の穴４にグリースを移動させる装置が電気
制御弁３３を有する、本発明の別の実施例を示
す。電気制御弁３３は、穴４と補償室１６を接続
するダクト３９に直列に置かれる。この電気制御
弁３３には、２個の導体３５および３６を介して
２個の電気接点３７ならびに３８と接続される制
御コイル３３ａがある。プラグ２には、電気接点
３７と３８に対応する２個の端子４０と４１があ
る。ダクト３９は較正された断面積部分３４をも
つ。

プラグ２がソケツト１の中に置かれると、電力
は所定の時間Δtのあいだ制御コイル３３ａに供
給される。これは電気制御弁３３を開かせ、所要
量のグリースが補償室１６から穴４に移される。

この実施例では、どんな電気信号もないときに
ばね圧調整済のばねによつて閉じられる電気制御
弁３３は上述の通り穴４内の圧力上昇をも制限す
る。

本発明の範囲内で、ダクト３９の開口を主室７
に与えるとともに穴４に与えないこと、または電
気制御弁および補償室をプラグ２に組み込むよう
に２図の実施例を変形することは明らかに可能で
ある。

グリースが補償室から穴４と主室７との組立体
に移動されてからピストン８に接触する止め部材
４１を備えることも可能であり、この止め部材４
１はグリースを満たされた主室７の容積が穴４の
容積を所定の量だけ越えるときピストン８を止め
るように置かれる。すなわちダクト３９を較正す
ることは不要であり、グリースの移動中、ピスト
ン８が止め部材４１に達するまで弁の開放を遠隔
制御するだけで事足りる。

第４Ａ図はソケツト１の延長部にある閉塞部材
６の断面図である。この閉塞部材６は、例えば、
主として膨張係数500〜600％のネオプレンのよう
な大きな膨張係数を持つ弾性材料で作られる。

この閉塞部材には、ソケツト１の穴４の直径に
等しい内径を持つ円筒部６ａがある。参照番号６
ｂは、閉塞部材を構成する材料の膨張係数と両立
し得る割合で穴４の内径より小さい内径を持つ第
２円筒部を示す。２個の円筒部分は円錘部６ｃに
よつて相互接続される。

閉塞部材の自由端は、閉塞部材の軸に垂直でか
つ円形セクタ６ｄ，６ｅ…の各部分によつて構成
されるダイヤフラムにより閉じられるが、これら
の部分は第４Ａ図の実施例の左側面図である第４
Ｄ図に示さる通り相接している。

プラグ２がソケツト１に挿入されると、作動棒
３０はダイヤフラムの異なる部分６ｄ〜６ｋを反
発して部分６ｄに入るが、この部分６ｄは第４Ｂ
図に示される通り作動棒３０の回りを密封する。
次に、プラグ２は閉塞部材６の端を広げてソケツ
ト１に入り、閉塞部材６は第４ｃ図に示される通
り円筒状のピン１４を密封する。

当業者は本発明の範囲内で変更または改作を行
ることができる。

例えば、コネクタは数個のピンと、上記の通り
最低１個の主室および最低１個の補償室に通じる
数個の対応する穴を持つソケツトとを備えること
がある。

第１Ａ図および第１Ｂ図に示された実施例では
ピストン２５の移動はプラグ２の延長部にある作
動棒３０によつて達成される。しかしこの作動棒
は、ピストン２５に作動する電磁石に代えること
ができる。さらに固体ピストン２５を利用するこ
とができ、そのとき弁２７は穴４に開くダクトの
中に置かれかつ止め部材２９の近くにあるみぞ２
４の中に置かれる。

本発明は例としてのみ電気コネクタへの応用を
説明したが、機械的なゆるみ止めまたは位置ぎめ
コネクタのような相互に結合する２つの相補部分
を持つコネクタのどんな形にも適用することがで
きる。

（発明の効果） 本発明の流体媒体中での使用に適した差込形コ
ネクタは、プラグのピンが嵌合されるソケツトの
穴に通じ保護流体を収容する主室とは別に、この
穴及び主室に連通し主室の圧力よりも高い圧力の
下で保護流体が充填されている補償室を備え、コ
ネクタの接続が行われる都度補償室から保護流体
の所定量を穴と主室からなる組立体へ移動させる
ので、コネクタの遮断時にピンを穴から引き出す
ときピンに付着して持ち去られる保護流体を補償
して何回でもコネクタの接続及び遮断を繰返すこ
とができると共にピンの穴から引きだしたとき外
部から流体媒体及びこの中に浮遊する固体粒子が
ソケツト内に浸入して電気接点が劣化するのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は本発明によるコネク
タを構成するソケツト及びプラグ組立体の第１実
施例の断面図、第２Ａ図および第２Ｂ図は本発明
の第２実施例を示す図、第３Ａ図および第３Ｂ図
は第３実施例を示す図、第４Ａ図〜第４Ｄ図はソ
ケツトの端に固定された閉塞部材の構造に関する
図である。 １……ソケツト；２……プラグ；３……ボデー
部材；４……穴；５，３７，３８……電気接点；
６……閉塞部材；７……主室；８，１７，２５，
１１７，１２５……ピストン；９……みぞ；１０
……ばね；１１，２４……みぞ；１２，１８……
たわみ膜；１３……閉スペース；１４……ピン；
１５，４０，４１……端子；１６，１１６……補
償室；１９……密封スペース；２１……ゲージば
ね；２０，２２，３９，１２２，１２４，１３２
……ダクト；２３，２７，１２７……逆止め弁；
２８，２９……止め部材；３１，１２３……ゲー
ジ弁；３３……電気制御弁；３０，１３０……作
動棒；３３ａ……制御コイル；１４０……グリー
ス充填口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最低１個の穴を備えたソケツトと、前記穴と
   嵌合する最低１個のピンを備えたプラグと、前記
   穴に通じかつ保護流体を収容する主室であつて、
   前記主室の容積はピンが穴から引き出されるにつ
   れて保護流体を前記穴に充填するように自動的に
   変化する前記主室と、前記主室の圧力よりも高い
   圧力の下で保護流体が充填されている補償室と、
   前記補償室からソケツトの前記主室および前記穴
   によつて形成される組立体に前記保護流体の所定
   量を移動させる装置と、から成る流体媒体中での
   使用に適する差込形コネクタ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載による差込形コネ
   クタにおいて、前記補償室および前記移動させる
   装置がコネクタの前記ソケツトに組み込まれるこ
   とを特徴とする差込形コネクタ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載による差込形コネ
   クタにおいて、前記補償室および前記移動させる
   装置がコネクタの前記プラグに組み込まれること
   を特徴とする前記差込形コネクタ。 ４ 特許請求の範囲第２項又は第３項のいずれか
   の記載による差込形コネクタにおいて、前記移動
   させる装置は、ソケツトの前記主室および前記穴
   によつて形成される組立体に前記補償室を接続す
   る較正済ダクトと、前記較正済ダクトを通して保
   護流体を移動させる遠隔作動式電気制御弁とを有
   することを特徴とする差込形コネクタ。 ５ 特許請求の範囲第２項記載による差込形コネ
   クタであつて、ソケツトの前記主室および前記穴
   によつて形成される組立体を前記補償室に接続す
   る連絡ダクトと、前記ダクト内の２つの位置の間
   を移動し得るピストンであつて、その両端が前記
   補償室への保護生成物の逆流を防ぐゲージ弁に通
   じている前記ピストンと、プラグがソケツトに挿
   入されるとき前記連絡ダクト内で前記ピストンを
   移動させる装置と、前記主室内の圧力を制限する
   装置とを有することを特徴とする差込形コネク
   タ。 ６ 特許請求の範囲第５項記載による差込形コネ
   クタにおいて前記ピストンを移動させる前記装置
   がプラグの前記ピンの延長部にある作動棒を有し
   前記作動棒はプラグがソケツトに挿入されるとき
   前記ピストンを移動させるように前記連絡ダクト
   内に入る事を特徴とする差込形コネクタ。 ７ 特許請求の範囲第５項記載による差込形コネ
   クタにおいて、前記ピストンを移動させる前記装
   置が遠隔制御電磁石を有することを特徴とする差
   込形コネクタ。 ８ 特許請求の範囲第７項記載による差込形コネ
   クタであつて、前記補償室に前記保護流体が逆流
   しないように前記連絡ダクトと前記補償室との間
   に置かれる固定逆止め弁を有することを特徴とす
   る差込形コネクタ。 ９ 前記特許請求の範囲第３項記載による差込形
   コネクタにおいて、プラグが前記補償室に開く連
   絡穴と、前記連絡穴における２つの位置の間を移
   動し得る中空ピストンと、前記ピストンと一体構
   造でかつプラグの前記ピンの端で開く中空棒であ
   つて、前記ピンがソケツトに挿入されるときその
   穴にある前記中空ピストンの相対移動を与える前
   記中空棒と、前記中空ピストン内にあつて前記補
   償室に前記保護流体が逆流しないようにするゲー
   ジ弁と、前記主室内の圧力を制限する装置とを有
   することを特徴とする差込形コネクタ。 １０ 特許請求の範囲第９項記載による差込形コ
   ネクタであつて、前記補償室に前記保護流体が逆
   流しないように前記連結穴と前記補償室との間に
   置かれる固定逆止め弁を有することを特徴とする
   差込形コネクタ。