JPS622433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気コネクタに係り、特に、高電圧及
び大電流を維持する状態の下で作働する様に構成
された改良された海中用の電気コネクタに係る。

最近では世界中の沖合領域で天然資源の開発が
急速に進む様になり、水中で作動する機械や装置
を応用したり開発したりすることが必要になつて
きている。この様な応用の１例が、沖合の埋蔵域
から油やガスを生産するのに用いられる海中シス
テムの開発である。これらのシステムは水深が数
千フイートにも及ぶ海底で色々な作業を行なう様
に設計されている。この様な作業には、井戸の完
成や、油とガスの分離や、ポンプ圧送作業や、流
路の連結や、潜水夫や操作者の助けを必要とする
色々な保守作業等が含まれる。この様な海中シス
テムを遠隔操作するのに必要な電力を送るために
は、高電圧及び大電流で作働する信頼性のある電
気ケーブル及びコネクタが必要とされる。大電力
を必要とする海中機械の別の例としては、水中建
設及び採鉱装置や、海中作業用の乗物や、送電線
等がある。

水中で作用するために開発された大部分の電気
コネクタは、水中に沈める前に先ず水上で係合さ
せねばならない。“乾式”コネクタとして知られ
ているこの様なコネクタは、頻繁にコネクタを嵌
合したり切り離したりすることが必要とされる場
合には実用的でない。この様にするためには、コ
ネクタの嵌合や切り離しが必要とされるたびにコ
ネクタを海面まで持つて行かねばならない。コネ
クタを修復するために長いケーブルを海面まで持
つて行かねばならない様な相当の水深に於いては
この手順が特に実際的でない。

水中で安全に接続したり切り離したりすること
のできる海中コネクタを“湿式”電気コネクタと
称している。代表的にはこの様な湿式コネクタ
は、湿式や海水に対して密封されたり或いは湿気
や海水に曝されない様に保護された接点を有して
いる。F.Pfister氏等の米国特許第3491326号並び
にJ.R.Buck氏の米国特許第3508188号には保護さ
れた接点を持つた脱離可能なコネクタの例が開示
されている。特に、Pfister氏の特許には、コネ
クタを脱離させる時に雌接点を外部環境から遮蔽
する様なバネ偏倚された中空円筒がコネクタの雌
レセプタクル側の半分に設けられたものが示され
ている。嵌合を行なう際には、雄接点が雌接点に
係合するに充分な程雄ピンが円筒を押圧する。雌
接点の前部に置かれたシールリングは、雄ピンが
雌レセプタクルに入る時に雄ピンから水や砕片を
ぬぐい落とす様に働く。Buck氏等の特許にも、
バネによつて偏倚されたスライド式のピストン状
シール部材が同様に示されており、これも雄ピン
によつて押圧されるまで雌接点を保護する様に働
く。

又、湿式のコネクタは周囲の海水によつて著し
い静水圧が作用する様な深さで作働できねばなら
ない。上記した様な密封機構では或る限定された
静水圧にしか耐えることができない。コネクタが
より大きな差圧力を受けるのにつれて、その差圧
力以上の密封能力を持つた有効な密封手段を設け
ることが次第に困難になるということが明らかで
あろう。J.C.Cole氏等の米国特許第3845450号に
開示された様な圧力平衡式のコネクタは絶縁流体
を用いており、この流体はコネクタの両半分内に
存在する。この絶縁流体のまわりにある変形可能
なプラスチツクケーブルがこの流体を周囲圧力ま
で加圧してコネクタ内の流体密シールの内部と外
部との差圧力を排除する様に働く。

ピストン作動式の密封手段と絶縁油圧補償器と
の両方を用いた設計が、E.M.Briggs氏等の米国
特許第3729699号並びに1976年のOTCPaperのJ.
F.McCartney及びJ.V.Wilson著の“Development
of Underwater Meteable High−Power Cable
Connector”（1974年）に示されている。Briggs
氏等のコネクタは雌電気接点を密封するためにダ
ミーピストンを組み込んでおり、これは雄ピンに
よつて変位される。絶縁流体の内部圧圧と外部の
海水圧力とを圧力平衡するためにピストン−円筒
液圧手段も用いられている。

上記した様な湿式電気コネクタの設計は乾式コ
ネクタに勝る著しい進歩を示しているが、今日ま
でに開発された湿式コネクタにはそれらの電力容
量に制約がある。現在の湿式コネクタは交流の実
効値で約4000乃至5000ボルトという最大交流電圧
限界と約100アンペアという最大電流限界とを有
している。然し乍ら、常時水中に沈められ、高圧
力を受けそして繰返し嵌合されるという条件の下
でのあらゆる実際的な目的に対しては、現在入手
できるコネクタは50アンペアに於いて約1500乃至
3000ボルトの交流実効値という持続電圧限界があ
る。水中コネクタのこの様な電力限界はひいては
海中装置及び機械に利用できる電力を限定するこ
とになる。それ故、大きな電流容量でもつて非常
に高い電圧を印加されても相当な水深に於いて信
頼性のある働きをすることのできる水中電気コネ
クタが要望されている。

本発明の水中用の湿式電気コネクタは公知のコ
ネクタの制約を解消し、そして常時水中に沈めら
れた条件の下で35000ボルトまでの持続電圧と300
アンペアまでの電流に同時に耐えることができ
る。又、本発明のコネクタは水中で繰返し嵌合し
たり切り離したりすることもできる。本発明のコ
ネクタは雄プラグと雌レセプタクルという基本的
な成分を備えている。雄プラグはこれから延びた
１つ或いはそれ以上の雄ピンを備えており、これ
ら雄ピンはその前部付近に通常装着された雄接点
を有している。雄プラグには電気ケーブルが入れ
られ、このケーブルは雄プラグの後部内で終端接
続される。雄ピン内の雄電気導体手段が電気ケー
ブルから雄接点までの導電路を与える。

雄プラグのピンに対応して導電性の円筒手段が
雌レセプタクル内にあり、これらの円筒手段は雄
ピンの各々を受け入れるのに用いられる。この導
電性円筒手段内に装着された雌接点は雄ピンを円
筒手段に挿入した時にその対応雄接点と嵌合し、
雄ピンから円筒手段への導電路を与える。雄プラ
グの場合と同様に、電気ケーブルは雌レセプタク
ルの後部内で終端されて雌電気導体と接続され、
ケーブルから雌円筒手段への電流路を与える。

各円筒手段内には非導電性のピストン手段が装
着されており、このピストン手段は円筒手段に雄
ピンが挿入されない時はバネの様な弾性手段によ
つて円筒手段内の延びた位置に保持される。コネ
クタが嵌合されない時は、ピストン手段が完全に
延ばされそして円筒手段の入口を密封する。この
密封作用は海水の流入や絶縁流体の漏出を阻止
し、それによつて雌接点の電気的な完全性を保護
する。雌レセプタクルと雄プラグとが接続された
時は、ピストン手段が雄ピンによつて円筒手段内
で後方に変位され、それによつて雌接点を雄接点
に露出する。

雌レセプタクルと雄プラグとの両方の導電性要
素をそれぞれ絶縁するのは絶縁ブロツクと絶縁流
体である。好ましくはポリカーボネートプラスチ
ツクで加工される絶縁ブロツクは、絶縁材として
通常使用されるエラストマモールドよりも非常に
優れている。これらの絶縁ブロツクは雄プラグの
雄ピン及び雄導体と雌レセプタクルの雌接点、雌
導体及び円筒手段とをそれぞれ絶縁する。好まし
くは水の混和しにくい液体フルオロカーボンであ
る絶縁流体は、雄プラグ及び雌レセプタクルの空
所を満たす様に用いられる。雌レセプタクルの絶
縁ブロツクに穴あけされた通路は雌レセプタクル
の後部から円筒手段への連続した流路を与えるの
に用いられる。この様な流路は嵌合操作中に絶縁
流体を移動できる様にし、そして円筒手段を通し
て絶縁流体を対流循環させて円筒手段の付近から
熱を消散できる様にする。

以下添付図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

添付図面を参照すれば、第１図は完全に嵌合さ
れた海中用の湿式電気コネクタ１０の側面図を示
している。このコネクタ１０は２つの主要成分、
即ち雌レセプタクル１１と雄プラグ１２より成
る。レセプタクル１１及びプラグ１２の端からは
電気ケーブル１３及び１３′が各々延びている。
コネクタ１０は通常は図示した様に雌レセプタク
ルが雄プラグの上になる様な垂直の位置で嵌合さ
れる。以下で説明する様に、コネクタを嵌合する
にはこの特定の方向付けが好ましいが、雄プラグ
と雌レセプタクルとを接続するのに別の方向付け
を用いてもよい。

さて第２Ａ図及び第２Ｂ図を参照すれば、嵌合
される前の雌レセプタクル１１及び雄プラグ１２
が各々断面図で示されている。第２Ａ図を参照す
れば、雌レセプタクル１１はレセプタクルの内部
構造体を包囲する鋼筐体１６を備えている。筐体
１６の上部には電気ケーブル１３が入れられそし
てこのケーブル１３を受けるために筐体１６から
延びているのはケーブル終端円筒１７である。ケ
ーブル１３の終端部分のストレインレリーフ及び
付加的な密封を与えるためにテーパ付きのスリー
ブ１８がケーブル１３及び終端円筒１７にモール
ドされる。スリーブ１８は強度が高く、耐摩耗性
のある可撓性物質、例えばポリウレタンで作られ
ねばならない。円筒１７を位置固定するのはリン
グ１９であり、これはボルト２０によつて筐体１
６の上部に固定される。

ケーブル１３は外部ジヤケツト２１と、内部ジ
ヤケツト２２と、外装ワイヤ２３と、１つ或いは
それ以上の絶縁導体２４とで構成される。ここに
述べる好ましい実施例では、第２Ａ図及び第２Ｂ
図に示された様に３本の導体が使用される。これ
ら導体、外装ワイヤ及び絶縁体は全て外部ジヤケ
ツト２１によつてカバーされる。内部ジヤケツト
２２は容易に接着できる物質例えばネオプレンや
ポリウレタンで作られるのが好ましい。外装ワイ
ヤ２３は筐体１６に入ると上方に曲げられ、そこ
で終端されてその端がボルト２５によつてケーブ
ル終端円筒１７に固定される。接地ワイヤ２６も
この点で終端されそしてボルト２５によつて固定
される。ケーブル１３から分割された絶縁導体２
４は、包囲組成物が満たされたケーブル終端室２
８に入る。室２８の底に位置したポート２９は導
体をそれらの各々の導体終端円筒３１へと案内す
る。

この円筒３１に入る絶縁導体２４の各々は、露
出された、継ぎ目のない、銅の導体コネクタ３３
によつて終端される。この導体コネクタ３３はそ
の端に於いて圧着されそしてナツト３４及び取付
具３５によつて端子ピン導体３７に接続される。
このピン導体３７の周囲にはピン導体を絶縁する
環状スリーブ３８がある。このスリーブ３８は加
工されたポリカーボネートで作られるのが好まし
い。又、円筒３１を位置固定するための保持体と
して使用されるリング３９もポリカーボネートで
作られるのが好ましい。

導体終端円筒３１内及び筐体１６の上部内の空
所には密度の高い絶縁流体が充填され、この流体
は導体２３間に高度な電気的分離を与える。好ま
しい絶縁流体は、全てのコネクタ物質と両立で
き、海水よりも密度が高く且つ海水と混和しにく
い様な流体である。この様な特性を持つた有効な
絶縁流体は液体フルオロカーボンである。フルオ
ロカーボンの絶縁流体は雌レセプタクル及び雄プ
ラグ内で部品及びＯリングシールを動かすための
潤滑剤としても働く。海水と混和しにくいので、
この絶縁流体は電気部品を海水による腐食や汚染
から保護し、それによつて短絡の恐れを少なくす
る。

さて、第２Ｃ図の拡大図によつて示された雌レ
セプタクル１１の下部について説明する。雄プラ
グを受け入れるレセプタクルの受け入れ端は各導
体コネクタ３３に対応するピストン円筒構成体を
含んでいる。このピストン円筒構成体は導体円筒
４２内に収容された中空のダミーピストン４１を
備えている。好ましくはポリカーボネートの様な
非導電性の堅いプラスチツクで作られたダミーピ
ストン４１はバネ４３によつて導体円筒４２内に
張力状態で保持される。バネガイド４４はバネ４
３の中心を定め、そしてダミーピストン４１が円
筒４２の中へと引つ込んだ時にこのダミーピスト
ンを受け取る。レセプタクル１１の嵌合面には浮
動性のパツキン押え４５が置かれており、これは
ダミーピストン４１のヘツドを中心定めしそして
雄プラグと雌レセプタクルを容易に整列できる様
にする。この整列のためのパツキン押え４５内に
はＯリング４６が装着され、その機能については
以下で説明する。

好ましくは銅のスリーブで作られた導体円筒４
２はその上端に於いて円筒キヤツプ４８へネジ込
み固定され、円筒キヤツプ４８も銅で作られてい
る。次いでキヤツプ４８は端子ピン導体３７にネ
ジ込み挿入され、かくしてケーブル１３から円筒
４２の端までの連続した電流導通が与えられる。
円筒４２の端には接点ブロツク４９がネジ込み装
着されており、これはダミーピストン４１のまわ
りにぴつたりと嵌合するが円筒４２内でダミーピ
ストンを滑動できる様にする。接点ブロツク４９
は円筒４２の内部から若干突出し、そしてダミー
ピストン４１の肩部と係合し、従つてこのピスト
ンがバネ４３の圧縮によつて円筒４２から押し出
されない様にする。接点ブロツク４９はその内面
に置かれた雌接点５０を備えている。この雌接点
５０は雄ピンを挿入した時にこの雄ピンとぴつた
りと係合する可動の長手方向スロツト又は翼を有
したルーパー付きのスリーブであるのが好まし
い。又、接点５０は接点ブロツク４９に対する導
電率を高めるために金メツキされてもよい。

円筒４２は絶縁スリーブ５１内に包囲され、絶
縁スリーブ５１はポリカーボネートの様な堅いプ
ラスチツク絶縁材から加工されるのが好ましい。
雌レセプタクルの絶縁スリーブを包囲するのが単
１の絶縁ブロツク５３である。この絶縁ブロツク
５３は、雌レセプタクルの各成分にぴつたりとし
た嵌合性を与えるために厳密な裕度に対して容易
に加工することのできる丈夫な軽量プラスチツク
絶縁材で作られるのが好ましい。耐衝撃性があ
り、耐久性があり、加工し易く、且つ化学的な質
低下や分解を防止するという点からここでもポリ
カーボネートが好ましい物質である。かたまつて
いない絶縁材を雌レセプタクル及び雄プラグに注
入することによつてポリウレタンやフタル酸ジア
リル（DAP）の様な他の形式の絶縁材でも通常
モールドされる。然し乍ら、モールドされたエラ
ストマ絶縁材は通常多数の小さな空所を含んでお
り、これらが絶縁体の絶縁能力に悪影響を及ぼ
す。高電圧作動条件の下ではこれらの空所に捕え
られた空気が部分的なイオン化を受けて“コロ
ナ”作用を生じ、これが破壊的な放電を絶縁体内
に生じさせる。これに対して、ポリカーボネート
の絶縁ブロツクは内部の空所即ちエアポケツトを
ほとんど含まない内実のプラスチツク片から加工
される。

絶縁ブロツク５３内には各円筒４２に対応する
一連の穴５４，５５及び５６が加工されている。
穴５４はレセプタクル１１の上部から実質的に絶
縁ブロツク５３内の点まで長手方向に延びてい
る。穴５４の下端から斜めに延びているのは穴５
６であり、これは絶縁スリーブ５１を経てダミー
ピストン４１のまわりの環状スペース５７へと至
る流体路を与える。ダミーピストン４１内のスロ
ツト５８がこの流体路を円筒室５９へと続ける。
最後に、円筒キヤツプ４８内のグループ６０が穴
５５と連通することによつて流体路を完成し、穴
５５は斜めに延びてレセプタクル１１の上部へと
戻る。従つて穴５４から円筒４２を経て穴５５へ
と戻る連続的な流体路が存在する。以下で述べる
様に、この様な連続的な流路は本発明の成功的な
実施にとつて重要な要因である。

完全に嵌合されたコネクタの通常の作働中に
は、著しい量の熱が発生されそして円筒４２の付
近に集中する様に蓄積される。この様な熱を消散
しそこなうと、コネクタの性能が低下されそして
最終的には内部要素の故障となる。上記した流体
流路は各円筒４２の熱交換媒体として働く。円筒
４２内に発生した熱は円筒室５９に存在する絶縁
流体へと消散され、そして自然の対流が加熱され
た絶縁流体を円筒室５９の上方へと上昇せしめそ
してグループ６０を通して穴５５へと送り出しそ
してそこから多量の絶縁流体を含んだ雌レセプタ
クルの上部へと送り出す。加熱された絶縁流体に
代つて冷たい流体が穴５４及びノツチ５６を経て
円筒室５９へと流れ込む。絶縁流体のこの自然の
対流循環によつて熱が常時円筒４２から運び去ら
れ、それによりコネクタの大電流通流容量に実質
的に貢献する。

再び第２Ａ図を参照すれば、筐体１６の外部に
ある雌レセプタクル１１の成分は嚢６２であり、
これは絶縁オイルの圧力平衡補償器として働く。
コネクタの海中に下げるに従つて、そのまわりの
海水の外部静水圧が急激に増加する。嚢６２に対
して圧力が確立されると、嚢６２内の絶縁流体が
管６３を経てレセプタクル１１の上部へと押しや
られる。絶縁流体は本質的に圧縮性でないから、
レセプタクル１１内の絶縁流体の圧力は嚢のまわ
りの海水の圧力と速かに等しくなる。従つて筐体
１６の内部と外部との間に圧力差がないので海水
がレセプタクル内に入り込むことはない。

さて第２Ｂ図を参照すれば、後部殻７２及び前
部殻７３を有する鋼筐体７１より成る雄プラグ１
２が示されており、後部殻及び前部殻はフランジ
７４によつて一体的な片として固定される。雄プ
ラグ１２を構成する成分の多くは雌レセプタクル
の同じ部品と厳密に対応しており、それ故同じ参
照番号に’記号を付けて示してある。特に、後部
殻７２から後方に延びた全ての要素、全てのケー
ブル要素を含む、は雌レセプタクルと同じ構造を
している。それ故、絶縁導体２４′を導体終端円
筒３１′に入れる時から雄プラグの説明を始める
ことにする。雌レセプタクルの場合と同様に、絶
縁導体２４′は継ぎ目のない銅の導体３３′によつ
て同様に終端され、その端に於いて圧着され、そ
してナツト３４′及び取付具３５′によつて端子ピ
ン導体３７′に接続される。端子ピン導体３７′は
環状の絶縁体３８′によつて包囲され、この絶縁
体はポリカーボネートから加工されるのが好まし
い。

端子ピン導体３７′の上部から雄ピン７６が延
びており、この雄ピンは銅又は銅合金の雄ピン導
体７７を備えている。この雄ピン導体７７の１端
は端子ピン導体３７′のベース内に固定されそし
てその他端は雄接点７８によつて終端される。雄
ピン導体７７は、雄接点７８以外は、雄ピン絶縁
体７９内に包囲され、この絶縁体７９はポリカー
ボネート又は別の丈夫な絶縁材から作られるのが
好ましい。各々の雄ピン７６は円筒３１′の延長
部である絶縁スリーブ８１内に収容され、このス
リーブ８１もポリカーボネートから加工されるの
が好ましい。絶縁スリーブ８１及び雄ピン７６は
プラスチツクリング８２及びナイロンボルト８３
によつて絶縁ブロツク８４内に位置固定される。
コネクタを経て送られる電流との磁気及び導電性
干渉を最小にし且つ短絡の経路を最大にするた
め、できれば、リングやボルトの様なコネクタ部
品が非導電性、非磁性物質で作られる。絶縁ブロ
ツク８４はポリカーボネートで作られるのが好ま
しい。

雄プラグの後部殻７２内の空所にはフルオロカ
ーボンの様な適当な絶縁流体が充填される。雌レ
セプタクルの場合と同様に、絶縁流体は嚢８５に
よつて圧力が平衡され、嚢８５は管８６及び穴８
７によつて雄筐体７１の後方内部と連通する。嚢
８５は外部の海水圧力を雄プラグ内の圧力と等化
することによつて嚢６２と同様に働く。

さて第２Ａ図及び第２Ｂ図の両方を参照すれ
ば、雄プラグと雌レセプタクルとが接続されてい
ない時には雄筐体７１の前部殻７３が海水に対し
て開いている。雄プラグ１２と雌レセプタクル１
１とが嵌合される時は、雌レセプタクルの筐体１
６の下部が雄プラグの前部殻７３へと滑動され
る。前部殻７３の内部には整列ガイドレール９０
が置かれており、これは雌レセプタクルと雄プラ
グとが共通軸に沿つて結合する時に雄ピン７６と
ダミーピストン４１とが正しく嵌合する様に雌レ
セプタクル及び雄プラグを方向付けするためのも
のである。雌レセプタクルの筐体１６には整列リ
ブ９１が設けられており、これは接続がなされる
時に整列ガイドレール９０と係合する。

前記した様に、雄プラグ及び雌レセプタクルは
レセプタクルがプラグの上に位置される様にして
垂直の位置で嵌合されるのが好ましい。この様に
整列する目的は嵌合の前に雄ピン７６を高密度の
絶縁流体に浸すためである。雄プラグが雌レセプ
タクルより下に垂直方向に置かれた状態では、高
密度の絶縁流体が雄ピンを囲み、そして雄プラグ
を切り離されたまゝである限り雄ピンを海水の腐
食作用から保護する。絶縁流体は海水より密度が
高いのに加えて海水と混和しにくいものでなけれ
ばならない。雄プラグを接続した時は、高密度の
絶縁流体が雌レセプタクルによつておしのけられ
そしてポート９４を経て同心的な貯蔵部９３へと
流れ込む。その後雄プラグを切り離した場合に
は、絶縁流体が貯蔵部のポート９４から流れ出
て、重力の作用で雄ピンへと戻る。

雄プラグ１２と雌レセプタクル１１とを嵌合す
る時は、雄ピン７６がダミーピストン４１に接触
しそしてこのピストンを円筒４２へ押し戻す。雄
接点７８の凸状をした上部は円錐形にされ、ダミ
ーピストン４１の対応凹状面となめらかに嵌合
し、連続したロツドを効果的に形成する。嵌合
中、雄ピン７６がＯリング４６を経て滑動する際
には雄ピンをこのＯリングに押し通す時に雄ピン
についた海水がぬぐい落とされる。ダミーピスト
ン４１が円筒４２に押し戻される時は、この円筒
に存在する絶縁流体がグループ６０を経て雌レセ
プタクルの上部へとおしのけられる。

第２Ａ図及び第２Ｂ図に示された雄プラグ及び
雌レセプタクルの接続端を参照すれば、雌レセプ
タクルのダミーピストン４１及び浮動性パツキン
押え４５に対応する３つの雄ピン７６が示されて
いる。コネクタ本体、即ち雄筐体７１及び雌筐体
１６、が接地式の３相交流システムを完成するた
めの第４の導体として働き、第４の雄ピン及びそ
れに対応する雌導体の必要性を排除する。３ピン
−３導体コネクタは雄プラグ及び雌レセプタクル
内の絶縁スペースを増加し、それによつてコネク
タの完全な電気的一体性を増大する。３ピン接続
によつてコネクタの嵌合も簡単化され、電気位相
導体の不整合を防止する。

さて第３図を参照すれば、完全に接続された雄
プラグと雌レセプタクルとの嵌合部分の断面図が
示されている。図示された様に、雄ピン７６は雄
接点７８が雌接点５０と係合して回路を完成する
に充分な程ダミーピストン４１を変位させる。コ
ネクタが垂直位置に整列された状態で、海水が円
筒室５９に入つたとすれば、この室にある高密度
の絶縁流体が海水を速かにおしのけ、そしてこの
室内でこの海水を雄接点及び雌接点の付近から離
れる様に上昇せしめる。既に述べた様に、自然の
対流が雌レセプタクル内で絶縁流体を循環せしめ
る。従つて、室５９へとおしのけられた海水は対
流により誘起される循環によつてグループ６０及
び穴５５を経て雌レセプタクルの上部へと更にお
しのけられそしてそこで分散され、コネクタの電
気的な完全性には何ら影響を及ぼさない。又、好
ましいフルオロカーボン絶縁材は表面張力が小さ
く、これはコネクタの前記した自己清浄作用を高
める。

雄プラグと雌レセプタクルとの取外し期間中に
は、雄ピン７６が円筒４２から引き出されるに従
つてバネ４３によつてダミーピストン４１が前方
に押される。雄ピンが引き出される時にはＯリン
グ４６と雄ピン及びダミーピストンとの連続的な
ぬぐい接触によつて海水が雌レセプタクルに入ら
ない様に防止される。雄プラグを切り離した時に
これを垂直に整列した状態に保持する場合には、
高密度の絶縁流体が同心的な貯蔵部９３から流れ
出て雄ピンを包囲する。従つて雄ピン７６は雄プ
ラグが再び接続されるまで不活性環境に保護され
たまゝである。

実地試験 前記した好ましい実施例で説明した様に本発明
に従つて海中用の湿式電気コネクタが作られた。
次いでこの海中コネクタはその電気的及び機械的
完全性を確立しそしてそれを確かめるために構成
された２段階の試験プログラムを受けた。

試験段階：この第１段階の試験は大気圧で行な
われ、そして正常及び異常の両作働条件の下で
コネクタの電気的な完全性を証明するための電
気試験から成るものであつた。試験段階の試
験及び試験結果は次の通りであつた。

(1) 耐高電圧試験：この試験を行なうたびに、コ
ネクタ導体間及び各導体とコネクタ殻との間に
50000ボルト実効値の交流電圧が１分間印加さ
れた。コネクタの高電圧設計の完全性を確認し
且つ故障或いは損傷した絶縁の存在を検出する
ため試験が行なわれた。100回以上試験を繰返
したがその結果は満足であつた。

(2) 電流容量試験：全負荷作働容量を決定するた
め嵌合されたコネクタに連続的に電流が循環さ
れた。300アンペアまでの電流で試験されたが
導体の過熱は生じなかつた。

(3) 模擬全負荷試験：大電流と大電圧を同時に取
り扱うコネクタ能力を試験するため高電圧と大
電流を連続的に組合せてコネクタに付与した。
35kVと100A、35kVと200A、そして35kVと
300Aという組合せで５日間コネクタに付与し
たがその結果は満足であつた。

(4) コロナ試験：50kV実効値の状態で試験した
が、電位的に破壊性のあるコロナがコネクタに
生じたという著しい形跡は検出されなかつた。

(5) 基礎絶縁レベル試験：例えば雷撃によつて生
じる甚だしい過渡電圧を模擬するために構成さ
れた150kV（1.5×40マイクロ秒波形）電圧パ
ルスをコネクタに与えた。コネクタはそれに印
加された一時的な電撃を無事に切り抜けた。

(6) 短絡試験：コネクタは2000アンペアまでの電
流に10秒間という模擬短絡状態に無事に耐え
た。

試験段階：この第２段階の試験は、深海の状態
を模擬するために構成された条件の下での電気
試験と静水圧試験との組合せより成るものであ
つた。特に、約1650ｍ（約5500フイート）の水
深を模擬する様、水が充たされて約192.5Kg／
（2750psig）に加圧された容器に於いて試験が
行なわれた。

(1) 圧力試験：192.5Kg／cm²（2750psig）の試験
圧力に達するまで約35Kg／cm²（500psig）の圧
力増分で圧力が増加された。各々の加圧段階ご
とにコネクタを嵌合しそして切り離した。各々
の嵌合及び切り離しに続いて、コネクタへの水
漏れを検出するため耐高電圧試験及び絶縁抵抗
試験が行なわれた。全ての試験が水漏れが生じ
なかつたことを示した。試験の終了間際に、７
Kg／cm²（100psig）と175Kg／cm²（2500psig）と
の間で４回圧力付与を繰返したが、コネクタの
性能には何ら影響がなかつた。

(2) 嵌合試験：コネクタの嵌合及び切り離しが55
回以上繰返されたが、悪影響は生じなかつた。

(3) 高電圧試験：圧力試験中に各々の嵌合及び切
り離し操作に続いて40kVに１分間という耐高
電圧試験をコネクタに行なつた。30kVの一定
の付勢電圧が２回の別々の８時間周期で印加さ
れた。これらの試験全体を通してコネクタの電
気的な完全性が保持された。

(4) 絶縁抵抗試験：圧力試験中に、各々の嵌合及
び切り離し操作に続いてコネクタの絶縁抵抗が
チエツクされた。この試験を通じて抵抗値の読
みに著しい低下は検出されなかつた。抵抗値は
比較的一定でありそして10¹²オーム以上であつ
た。

以上の試験により、本発明の海中電気コネクタ
は高電圧（35kVまで）及び大電流（300アンペア
まで）の条件の下で作働でき且つ192.5Kg／cm²
（2750psig）までの圧力に耐えることができ、ほ
とんど或いは全く悪影響を生じないということが
示された。本発明のコネクタは全ての試験を満足
に達成しそして水中で繰返し嵌合した時でもその
機械的及び電気的な完全性を立証した。

以上の説明より、本発明の装置が公知の海中電
気コネクタに優る著しい効果を与えることが明ら
かであろう。主として本発明を前記実施例につい
て説明したが、寸法や形状や構造の変更を含む非
常に多数の変型が本発明の範囲から逸脱すること
なくなされ得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は完全に嵌合された本発明の電気コネク
タの側面図、第２Ａ図及び第２Ｂ図はコネクタの
雌レセプタクル成分と雄プラグ成分をそれらの切
り離した形態で各々示した断面図、第２Ｃ図は雌
レセプタクルの下部の拡大断面図、第３図は完全
に嵌合されたコネクタの部分断面図である。 １０……電気コネクタ、１１……雌レセプタク
ル、１２……雄プラグ、１３，１３′……電気ケ
ーブル、１６……筐体、１７……ケーブル終端円
筒、１８……スリーブ、２４……絶縁導体、２８
……ケーブル終端室、３１……導体終端円筒、３
３……導体コネクタ、３７，３７′……ピン導
体、３８……スリーブ、４１……ダミーピスト
ン、４２……導体円筒、４３……バネ、４４……
バネガイド、４８……円筒キヤツプ、４９……接
点ブロツク、５０……雌接点、５３……絶縁ブロ
ツク、５４，５５，５６……穴、５７……環状ス
ペース、５９……円筒室、６０……穴、６２……
嚢、７１……筐体、７６……雄ピン、７７……雄
ピン導体、７８……雄接点、７９……雄ピン絶縁
体、８４……絶縁ブロツク、８５……嚢。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) プラグから延び出している少くとも１個
   の雄ピンを有する雄プラグと、 (b) 上記雄ピン上に取付けられた雄接点と、 (c) 上記雄プラグに挿入された電気ケーブルから
   上記雄接点に至る導電路を与える雄導体手段
   と、 (d) 上記雄プラグ内部に配置されていて、上記雄
   ピンおよび上記雄導体手段を絶縁する絶縁ブロ
   ツクと、 (e) その内部に上記雄ピンに対応していて上記雄
   ピンを受入れるに適した少くとも１個の導電性
   円筒手段を有する雌レセプタクルと、 (f) 上記導電性円筒手段の内部に取付けられてい
   て、上記雄ピンが上記導電性円筒手段内に挿入
   された時に上記雄接点と係合して上記雄ピンか
   ら上記導電性円筒手段に至る導電路を与える雌
   接点と、 (g) 上記雌レセプタクルに挿入された電気ケーブ
   ルから上記導電性円筒手段に至る導電路を与え
   る雌導体手段と、 (h) 上記導電性円筒手段の内部に取付けられてい
   て、上記雄ピンが上記導電性円筒手段内に挿入
   された時は導電性円筒手段内で後方に変位せし
   められる不導電性ピストン手段と、 (i) 上記雄ピンが上記導電性円筒手段内に挿入さ
   れていない時は、上記ピストン手段によつて上
   記導電性円筒手段の入口を密封して上記雌接点
   を保護するために、上記導電性円筒手段内で上
   記ピストン手段をその延長位置に維持するため
   の弾性手段と、 (j) 上記雌レセプタクル内部に配置されていて、
   上記雌レセプタクルの後部と上記導電性円筒手
   段との間に連続循環流路を与える内部通路を有
   し、上記雌接点、上記導電性円筒手段および上
   記雌導体手段を絶縁する絶縁ブロツクと、 (k) 上記雄プラグおよび上記雌レセプタクルの内
   部空所内に充填されていて、上記雌レセプタク
   ル内の絶縁ブロツクの内部通路を通して対流的
   に循環し上記導電性円筒手段付近から熱を消散
   させる海水と不混和性の絶縁流体と、 を具備することを特徴とする、海中用の湿式電気
   コネクタ。 ２ 上記各絶縁ブロツクは、それぞれポリカーボ
   ネートから加工、製作されている、特許請求の範
   囲第１項記載の電気コネクタ。 ３ 上記絶縁流体は、液体フルオロカーボンであ
   る特許請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。 ４ 上記絶縁流体の内部圧力を水中環境の外部圧
   力と同等化させるための圧力補償手段を備えてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。 ５ 上記弾性手段は、バネである、特許請求の範
   囲第１項記載の電気コネクタ。 ６ 上記雌レセプタクルの内部に配置されてい
   て、上記雄ピンが上記導電性円筒手段内に挿入さ
   れた時に上記雄ピンを有効に密封する密封手段を
   更に備えている、特許請求の範囲第１項記載の電
   気コネクタ。 ７ 上記密封手段は、上記雄ピンが上記導電性円
   筒手段内に挿入されていない時に上記ピストン手
   段と密封的に係合する浮動パツキン押えシールで
   ある、特許請求の範囲第６項記載の電気コネク
   タ。 ８ (a) プラグから延び出している少くとも１個
   の雄ピンを有する雄プラグと、 (b) 上記雄ピン上に取付けられた雄接点と、 (c) 上記雄プラグに挿入された電気ケーブルから
   上記雄接点に至る導電路を与える雄導体手段
   と、 (d) 上記雄プラグ内部に配置されていて、上記雄
   ピンおよび上記雄導体手段を絶縁するポリカー
   ボネート絶縁ブロツクと、 (e) その内部に上記雄ピンに対応していて上記雄
   ピンを受入れるに適した少くとも１個の導電性
   円筒を有する雌レセプタクルと、 (f) 上記導電性円筒の内部に取付けられていて、
   上記雄ピンが上記導電性円筒内に挿入された時
   に上記雄接点と係合して上記雄ピンから上記導
   電性円筒に至る導電路を与える雌接点と、 (g) 上記雌レセプタクルに挿入された電気ケーブ
   ルから上記導電性円筒に至る導電路を与える雌
   導体手段と、 (h) 上記導電性円筒の内部に取付けられていて、
   上記雄ピンが上記導電性円筒内に挿入されてい
   ない時はバネによつて上記導電性円筒内でその
   延長位置に維持されて上記導電性円筒の入口を
   密封して上記雌接点を保護し、上記雄ピンが上
   記導電性円筒内に挿入された時は上記導電性円
   筒内で後方に変位せしめられる不導電性ピスト
   ンと、 (i) 上記雌レセプタクル内部に配置されていて、
   上記雌レセプタクル後部と上記導電性円筒との
   間に連続循環流路を与える内部通路を有し、上
   記雌接点、上記導電性円筒および上記雌導体手
   段を絶縁するポリカーボネート絶縁ブロツク
   と、 (j) 上記雄プラグおよび上記雌レセプタクルの内
   部空所内に充填されていて、上記雌レセプタク
   ル内のポリカーボネート絶縁ブロツクの内部通
   路を通して対流的に循環し上記導電性円筒付近
   から熱を消散させる絶縁性フルオロカーボン液
   体と、 を具備することを特徴とする海中用の湿式電気コ
   ネクタ。 ９ 上記絶縁性フルオロカーボン液体の内部圧力
   と水中環境の外部圧力とを同等化させるための圧
   力補償手段を備えている、特許請求の範囲第８項
   記載の電気コネクタ。 １０ 上記雌レセプタクルの内部に配置されてい
   て、上記雄ピンが上記導電性円筒内に挿入された
   時に上記雄ピンを有効に密封する密封手段を更に
   備えている、特許請求の範囲第８項記載の電気コ
   ネクタ。 １１ 上記密封手段は、上記雄ピンが上記導電性
   円筒内に挿入されていない時に上記ピストン手段
   と密封的に係合する浮動パツキン押えシールであ
   る、特許請求の範囲第１０項記載の電気コネク
   タ。