複合接続システム

 

コネクタ噛み合いシステムであって、電気又は光通信チャネルの結合およびデカップリングを可能にする一方で、深い海底の、海底環境において、その時間内で、前記チャネルのコンタクト境界面が前述の環境の破壊的な影響から完全に保護されたままであるコネクタ噛み合いシステム。本システムは、濡れた噛み合いコネクタ(WMC)を特徴とし、非常に不良な環境内で、電気、光及びハイブリッド相互接続のための手段を、提供する。
【選択図】図3a

 

 

この出願は、タイトルをつけられて、2013年3月15日に出願された、「複合接続システム」と題する米国特許出願13/834,944の優先権を主張し、その全開示は、参照によって本明細書に組込まれる。この出願は、著作権保護を受ける材料を含んでいる。
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<本発明の技術分野>
本発明は電気接続又は光接続のシステム及び方法に関し、より詳しくは深海の環境での接続用の電気コネクタ又は光コネクタに関する。
電力及び/又は光及び電気通信チャネルを可能にし、汚染された環境に浸されるか、或いは囲まれつつ、その間、電力または信号チャネルのコンタクト境界面が当該環境の破壊的な影響から完全に保護されたままであるコネクタコンタクト係合機構。この開示は、専用の独立した機械的な係合チャンバが設けられ、周囲環境と光および電気信号又は電力コンタクトバリアーの間の清潔な環境を形成する設計について記載する。この新しい設計は光コンタクトと、環境中の電気な伝導性の境界面の係合を可能にし、該係合は、従来の苛酷な環境を相互に連結させるデバイスより清潔な指標である。この相互接続概念は、電気または光のケーブル端末相互接続手段として、あるいは隔壁−フライングリード(flying−lead)のROVを可能にした、ぬれた噛み合い可能な接続としての海底のケーブル通信又は電力ネットワークシステム応用が意図されている。
<本発明の背景技術>
深い大洋の環境の中で多重回線ケーブルの連結することと、スイッチングに関連づけられた危険性と複雑さを克服する必要性とコスト要因によって駆り立てられ、産業は、1960年代の初めにぬれた噛み合い可能なコネクタ(WMC)に最初に導入された。最も初期のシステムが、稠密なグリース媒体によって保護された電気コンタクトの使用による海中の環境の中で、電気コンタクトの噛み合いを可能にした。その後、グリース媒体は接続のプロセスの間に放出された。このぬれた接続能力はより複雑なシステムアーキテクチャを可能にするが、水中でそのような回路を分離するかあるいは再接続する不能性によって制限された。1970年代までに、海中コネクタ開発の次の段階が、市場に、商業的に実行可能で、完全にぬれた噛み合い可能な電気接続機構をもたらした。これらのコネクタは、深く沈められた条件で、ダイバーの手動の操作によるか、あるいは水面の保安船へのコントロールケーブルによってリンクされた、沈められ得る(その後開発された)遠隔の操作される車両(ROV)の支援によって、操作者に繰り返し差し込む可能性を提供した。この技術的な進歩は、著しく増強されたシステム自在性を提供し、以前は可能ではなかった大規模で局所的な海中ネットワークの開発を可能にした。1980年代に、ぬれた噛み合いコネクタ技術は、モノラルの光ファイバー、及びハイブリッド(電気−光学)アプリケーションに拡張された。その後1990年代の終わりにマルチ−チャネル電気および「連結されたチャンバ」多チャンネル、光ファイバーと、ハイブリッド(電気 光学部品)コネクタが導入された。数年内に、この技術は商業的に実行可能になり、多チャンネルの電気、光学、及び電気−光学ハイブリッドWMC種々のプロセスがいくつかのサプライヤーによって市場に出された。1980年代の終わりと1990年代に入って開発された多チャンネルWMC技術は、今日市場に出されている商業的でないWMC製品と変らないままであった。
<技術の現在状況の欠点>
1平方インチ当たり数千ポンドの圧力に特徴づけられた環境での深海コネクタ機構の開発を可能にした一般的プラクティスは、コネクタ機構に内部と外部の両方に等しく、一定で、一様で、自動調整の圧力を維持するために、環境上の境界面として、コネクタ、ベローズ、ダイアフラム又は膜、若しくは冗長な一連のベローズ又はダイアフラム膜の周辺或いは放射状の壁の内側に、これらのコネクタの内部空胴のすべてを適切な油で満たし、提供する方法であった。現在のWMC技術は、各コネクタハーフ内でのこの油体積の包含と、封止された個々のプラグとレセプタクルコネクタハーフとの接合を可能にする新規の特有の軸方向の境界面端部シールと、単一の隣接するユニット内に含有された個々の油チャンバとに基づいており、単一の連続する油チャンバが高圧および汚染された環境に浸される。そして、コネクタハーフ同士の機械的境界面として機能する連結された油チャンバが、また、光及び(又は)電気コンタクトアレイを共有し、同時にコンタクト噛み合わせチャンバとして機能する。そして、単一の隣接する油体積、あるいは1つのコネクタハーフに限定された一連の油体積の内に、電気および(または)光コンタクトは、機械的な噛み合わせプロセスの一部として接合され、その結果、
1.「連結されたチャンバ」コネクタは、各コネクタハーフの流体体積を分離し、コネクタハーフが係合するときに単一の隣接する油体積になる。
2.単一の「連結されたチャンバ」は、同時に機械的な係合チャンバおよびコンタクト係合チャンバとして機能する。
3.単一のチャンバコネクタの設計は、1つのコネクタハーフ上の電気プラグピンを露出し得、誘電性の流動性の体積と、分離されたレセプタクルコンタクトを係合するか、あるいは対向するコネクタハーフ上の一連の誘電性の流動性の体積と分離されたレセプタクルコンタクトを係合する。
各場合で、油体積は主要な機械的境界面体積として機能し、また分離された環境をさらに確立し、光学および電気コンタクトが係合する。単一のチャンバおよび、「プラグ/レセプタクル接合チャンバ」設計がコネクタ、機械的及び光学交換の要件を支持するので、現在のWMCの設計は短期及び長期の適用の失敗し易い。例えば、単一か、あるいは接合されたチャンバ設計が長期的な環境条件、あるいは積極的な取り扱いのシナリオに晒されるとき、次の性能上の欠点が生じがちである:
1. コネクタハーフ同士の噛み合い及び離脱の間に交換され、混合される、チャンバ流体の汚染および相互汚染の分散。
2. 油の誘電特性が劣化したときに、動力が供給された係合されていないプラグハーフへの給電失敗に結びつく、プラグ電気ピン用の絶縁媒体としての係合油の重複使用。
3. 油の減少する体積と同様に無視された流体絶縁線性に起因する電気導通失敗。
4. 二次側の一連の流体体積の周囲の油チャンバの中へ逃げる結果、一連のチャンバ体積間で油が交換される。
5. 新しいコネクタの汚染は、古いものとの噛み合わせによって、コネクタを汚染した。
6. より古い油消耗されたコネクタとの係合によって引き起こされる新しいコネクタ内での油の消耗は。
7. 低い及び(または)汚染された流体体積による光学接続失敗。
8. 電気コンタクトの環境および光学コンタクトの環境間の分離障壁の不足に起因する汚染による光学接続失敗。
9. 軸方向境界面端部シールの失敗はコンタクト分離油の対応する減損に結びつく。
10. 結合されたチャンバへの汚染の進入に結びつく軸方向境界面端部シールのライフサイクル。
11. コネクタライフサイクルを超えて連結されたチャンバの汚染の侵入と蓄積に結びつく軸方向境界面端部シールの典型的な製造公差からのミスマッチは。
これらのWMCの欠点が多数の設計要素の結果であるので、特に個々の重要な分野を扱わずに、そのような失敗は解決できない。
要するに、現在のWMC技術は、電力及び/又は信号通信手段の反復可能な海底の噛合い及び離脱のシステム用の作動要件を一般的に満たす一方で、この機能を実行するために用いられる現在の設計のすべては、汚染における固有的な増加又は内圧補償流体の消耗によって係合及び離脱の数に限定され、コンタクトチャンバ流体として機能するか或いはコンタクトチャンバ流体と連通して、その環境内で内部コンタクトは機能することが要求され、そういうものとして汚染されるか、或いは消耗される。
そのようなコネクタの内部か外部のシール構造の軽微或いは重大な故障を介して、或いは元々典型的なWMCの噛合い若しくは離脱によって発生するようにされている流体の汚染又は減損の固有的な増加を介して、必然的に当該内部流体の汚染又は減損は結果としてコンタクト境界面のかなりの劣化を引き起こし、コネクタセットのサービスを一層非実用的にする。要するに、現在のWMCコネクタ設計の作動期間は、この特定された条件によって制限されている。
しかしながら、複合接続システムの特定の機能は、それによって確実にかつ繰り返し光学又は電気コンタクト要素を噛合いかつ離脱するための手段を設けることであり、一方で、当該システムは、完全に広範囲に汚染された環境に浸されている。したがって、それは例えば、この複合接続システムの1つの特定の応用として続き、拡張した作動期間をもつスタンド・アロンの新規なWMCとしての使用であり、そのような機構の係合サイクルの寿命を数十から何百もの係合サイクルに増加する。典型的なWMCの機構の組立ておよび設置コストを認識すると、作動期間のそのような何倍もの拡張は任意の応用の例証において格別な節約を意味する。
本発明の前記目的及び他の目的、特徴および利点は、添付図面に例証されたとおりの好ましい実施形態のつぎのより特定の記載から明らかになる。図面は、必ずしも測定したものではなく、寧ろ本発明を例証するように強調されている。
図1はコネクタセットの一実施形態の一連の外形輪郭図を例証しており、プラグ及び関連するレセプタクルが独立して、ダイバー、取付け具あるいはROVを使用して、レセプタクルのバルクヘッド取り付けと、プラグのフライングリード係合を支持する種々のプロセスで示されている。 図2はコネクタセットの一実施形態の一連の外形輪郭図を例証しており、プラグ及び関連するレセプタクルが独立して、ダイバー、取付け具あるいはROVのいずれかを使用して、レセプタクルのケーブル端部同士およびプラグを支持する構造で示されている。 図3は、適切なコネクタセットの一実施形態の本体の内部機構の一連の記述的な図面である。 図3aは、内部機構の様々な部品と特徴部の参照符号を含む完全なプラグおよびレセプタクルシステムの一実施形態の長手方向の断面図を例証する。 図3bは、プラグとレセプタクルコネクタのセットの一実施形態の長手方向の断面図を例証しており、コネクタセット係合プロセスの段階の間の様々な内部部品の挙動を記載して、頂部(完全に離脱)から底部(完全に係合)までの事象のこの進行を描いている。 図3cは、噛合いプロセスの間に起こる作用の連続する段階の一実施形態の図式化した表現を例証し、特に典型的なプラグコンタクトの作動量の進行に関して、プラグとレセプタクル境界面を記載している。 図3dは一例のレセプタクル境界面端部の直視図に係る一実施形態を例証している。 図3eは、プラグの横断面図に係る一実施形態を例証し、主に形状、輪郭、およびプラグシェルとインサートシェルの境界面関係を記載している。 図3fは、特に前記シェルの多角形輪郭ジオメトリーについて記載するために切り取られた、レセプタクルシェルの横断面図に係る一実施形態を例証している。 図3gは、捩れシールエレメントの描写に係る一実施形態を例証し、プラグ或いはレセプタクル組立の流体が充填された空洞を分離するために機能するが、電気又は光学プラグ組立コンタクトによって貫通され得る。 図3hは、プラグ境界面プレートのシャフトの端部に位置づけられた自動停止機構又は充填バルブ、及びオペレーション方法の記述の描写に係る一実施形態を例証している。 図4は、縦断面に描かれ、噛合い離脱の種々の段階におけるプラグとレセプタクルの両方の種々のプロセスの明瞭に表現された部品を記載するように配列された、本発明の一連の電気コンタクトの実施形態の描写である。 [図4aは、離脱された状態と噛合わされた状態の両方におけるこれらの部品の相対的位置および姿勢を例証する方法でレセプタクルコンタクトの構造を記載している。 図4bは、コンタクト係合の種々の段階で、プラグとレセプタクルコンタクトの両方の部品の相対的位置を記載する、連続した一連の描写で描かれた本発明の典型的な実施形態である。 図4cはプラグコンタクト種々のプロセスの描写であり、機能部品をより明りょうに特定するために横方向に拡張し、数値的に特定されている。図4cは、また、噛合わされた状態と離脱した状態の両方でのプラグコンタクトの様々な部品の関係を例証する追加の相対的な描写を含んでいる。 図5は、本発明の光コンタクトの実施形態の一連の描写であり、縦断面で描かれ、係合と離脱の種々の段階における概念のプラグとレセプタクルの両方の構成の明瞭に表現された部品を記載するように配列されている。 図5aは、離脱状態と噛み合い状態の両方における当該部品の相対的位置および姿勢を例証するようにレセプタクルコンタクトの構成を記載している。 図5bは、コンタクト係合の様々な段階で、プラグとレセプタクルコンタクトの両方の部品の相対的位置を記載する一連の連続した表現で描かれた本発明の典型的な実施形態である。 図5cはプラグコンタクトの構成の表現であり、それはより明瞭に機能部品を特定するために、横方向に拡張され、数値的に特定されている。図5cは、また追加の相対的な表現を含んでおり、噛み合いプロセスの間のプラグコンタクトの様々な部品の関係を例証する。 図5dは、電気及び光学の発明のために図4および5に記載された機能部品の組合せを利用する代替の高圧プラグおよびレセプタクルコンタクトの実施形態の表現である。 図5eは、図5a−5cに記載された光プラグ用に利用された端部シールの一実施形態の表現であり、および図5dに記載された代替の高電圧コンタクトであり、シール支持ステーションの螺旋状の形態を開示している。 図6は一連の記述的な図でありこのコネクタセットの概念の一実施形態の結合・システム・エレメントの本体、部品及び特徴部を特定することが意図されている。 図6aはプラグ取付のコネクタ結合機構の一実施形態の一連の縦断面図で、コネクタセット係合プロセスの段階の間の種々の内部部品の挙動を記載しており、頂部(完全に分離されている)から、中間(完全に係合されている)まで、底部(結合リングの引き込みによる結合分離)までの事象のこの進行を描いている。 図6bは、係合姿勢と離脱姿勢の両方に見られるように、結合リングラッチングの一実施形態の記述的な表現を例証する。
<一般的な概念記述>
電気および(または)光学コンタクト設計の技術の特定の進歩として、この発明の原理の意図は、そのようなコンタクトの電気な境界面か光学コンタクト境界面がいつでも、噛み合いと離脱の間に周囲の環境条件との連絡から閉ざされる。典型的な電気コンタクトセットの噛み合いプロセスの原動力が、光学コンタクトペアの噛み合いプロセスの原動力と異なり得るので、この発明の適切な個別の実施形態は、これらのコンタクトの各々、および両方の類型に存在する特徴部を利用する代替のコンタクト構成のために本明細書に提供される。
コネクタシステムの一実施形態の機械的境界面用の基本的な操作概念は、図3cで示され、4つの連続する図に例証されている。左の第1の図では、扇型にされたディスクはプラグ・境界面部品(1)(遠位ディスク)およびレセプタクル・境界面部品(2)(近位ディスク)を表わす。2枚のディスクは噛み合うように支持された場所でのように、分離されて示される。プラグ境界面ディスク(1)は、この表現で、同一の輪郭ジオメトリーの隙間内に、プラグ組立の境界面端部壁にしっかりと据え付けられる。同様の方法で、レセプタクル境界面ディスク(2)は、この表現で、同一の輪郭ジオメトリーの隙間内に、レセプタクル組立の境界面端部壁にしっかりと据え付けられる。
プラグとレセプタクル組立の両方に加えられた噛み合い力は、(右隣の例証で表わされているように)2つの境界面部品を結合する。2枚の境界面・ディスクの接合は、自動的にそれらの回転姿勢が全噛み合いプロセス、噛み合わされたプロセス及び離脱プロセス全体にわたって完全に整列したままであるようにこれらの部品をロックする。同時に、プラグ・境界面・シェル(インサートシェル・キャップ(66))およびレセプタクルシェルの境界リムは、液密シールを形成するように接続して、プラグ及びレセプタクル組立内に含まれた流体を圧力補償して海水を囲みつつ混合することを防止する。この点で、すなわち扇形輪郭の各最大拡張点(輪郭の頂上)はプラグコンタクトの軌道に直接位置するために位置づけられる。その後、プラグとレセプタクルの間の圧縮力が増加されるとともに、連結された境界面ディスクは共にレセプタクル組立の前方の空胴内に変位するようにされる。
この変位移動の間、境界面部品(2)はこの図面セットの第3の例証で描かれるように回転カムにされている。2つの境界面プレート(プラグ及びレセプタクル)の連結された状態は、これらの部品が両方とも、一緒に完全に一致して回転することを保障する。この回転の必然の効果は、その後、輪郭の頂上を一方の側に移し、それによってプラグコンタクトの明確な移動軌道を可能にすることである。なぜならプラグとレセプタクル組立の圧縮が境界面ディスク(1)、(2)の移動限界を超えて完全に噛み合わされた状態で継続するからである。プラグとレセプタクル組立の完全な噛み合いになると、セパレーションが結合動作リング(6)の引っ込みによって達成されるまで、プラグとレセプタクル組立をともに固着して、結合機構によって完全に係合することができる。
<レセプタクル組立>
図3aを参照すると、より明確にはレセプタクル組立の縦断面図を参照すると、一実施形態において、当該構造はレセプタクルシェル(5)からなり、該レセプタクルシェル(5)はインサート(7)を収容し、該インサート(7)はプラグ/レセプタクル整列ガイドスロット(12)の固定された方向に設置される。この方向は、整列ピン(53)と、電気及び/又は光学コンタクト(16)及び(17)の共通の侵入の結果としてのフランジシェル(4)のインサート(7)との整列によって、レセプタクルシェル(5)のフランジシェル(4)との整列によって達成され固着される。
フランジシェル(4)およびレセプタクルシェル(5)は、ネジが刻設された結合リング(54)によって互いに固着され、組立は、またレセプタクル組立の内部部品のすべてと固着されるように機能する。インサート(7)の中心部内で、固定した方向で、境界面シャフトガイドポスト(8)に固着される。このガイド・ポスト(8)はカム・ペグ(9)に取り付けられ、該カム・ペグ(9)は対応するカム・スロット(10)に機能的に係合され、該カム・スロット(10)はレセプタクル境界面プレート(2)のシャフトの特徴部である。さらに、レセプタクル境界面プレート(2)の外表面はプラグ境界面プレート(1)の対応する上塗りがない表面と係合したとき、境界面シールとして機能するために薄く、低い硬度のエラストマーのガスケット(65)で覆われるかコーティングされる。
インサート(7)内に電気コンタクト(17)のアレイが取り付けられ、電気コンタクト(17)はネジが刻設された境界面と電気シールブーツ(19)によってシールされ、及び/又は光学コンタクト(16)のアレイがインサート(7)の内部に取り付けられ、該光学コンタクト(16)は光学歪みブーツ(18)によってフランジシェル(4)に固着され、シールされる。そのようなコンタクトの多数性、あるいは光学及び電気コンタクトの両方の部品を含む代替のコンタクトは、同時にこの組立内のすべての組合せで配列され得る。さらに、電気コンタクト(17)あるいは光学コンタクト(16)のいずれかの機能的な相互接続領域は、サブ組立の部品として独立コンタクト分離膜(15)内に包まれ、該サブ組立は、前方端部で、捩れシール要素(58)を含んでいる。レセプタクル組立が離脱した状態である場合、この捩れシール(58)は、個々にレセプタクル・境界面・プレートの後ろに直接位置づけられた前方の流体充填空胴から内部コンタクト空胴を分離するために機能する。この要素は各コンタクト空胴と整列したスルー通路を有しており、それはシール要素上の捩れ前負荷によって閉じられる。噛み合いプロセス中に、捩れシール要素の各シール(58)の前方端部は、シール前負荷を取り除くようにそのように構成され、シールを負荷がかけられないが、シールされた状態に戻り、電気コンタクト(36)又は光学コンタクト(38)のいずれかのタイプのプラグコンタクトの進入を許す。
最後に、レセプタクル組立の部品内にチャネルが作る様々な構成によって、前記組立の流体充填空洞は主なベロフラム型の圧力補償要素(13)の内表面と連絡するようにされる。この圧力補償要素(13)の外表面はフランジ・シェル(4)の壁を通って放射状に構成されたチャネルを介して環境である海水と連絡するようにされ、組立結合(54)を貫いて、そしてその周りで構成するようにされる。周囲の海水の汚染物質濾過の手段は、補償ブリージングプロセスの間に、組立結合リング(54)の部品として設置されたフィルターバンド(55)によって達成される。
離脱した状態で、扇型レセプタクル境界面プレート(2)はレセプタクルシェル(5)の境界面端部で対応する輪郭形状を持ち、扇型隙間内に堅固に着座され、境界面プレートバネ(11)の弾発力の下で閉じられ、シールされた状態で固着保持され、該境界面プレートバネ(11)は中心に位置づけられた境界面シャフトガイドポスト(8)を囲む。レセプタクル境界面プレート(1)の扇型にされた輪郭とレセプタクルシェル(5)の対応する着座面の間の環境上のシールは、周辺のシールガスケット(20)によってさらに援助される。
プラグとレセプタクル組立が完全に噛み合わされる場合、エラストマーのバンド(57)は汚染物質シール装置として機能するように、ねじ込み結合リング(54)の部品にされる。このシール機能の方法は、図3bの最底部の縦断面図(完全に噛み合わされた図)において明白である。
<プラグ・組立>
図3aを参照すると、プラグ・組立の縦断面図をより明確に参照すると、一実施形態において、プラグ組立の内部機構は周囲のプラグシェル(21)に支援される。
ネジが刻設されたファスナーによってプラグシェル(21)内にインサート組立が固着され、当該インサート組立は、プラグ/レセプタクル整列ペグ(26)に関して固定された正確な方向でプラグシェル(21)内に固着され、その結果、コネクタセットの噛み合わせ手順の間、対応するレセプタクルコンタクトアレイとのプラグコンタクトアレイの正確な整列を保証する。さらに、インサートシェル(3)から成る中間支持構造は、インサートシェル(3)がプラグシェル(21)に関して軸方向に整列するためにのみ自由に移動することができるように、インサート組立に同心状に設置される。インサート組立は、自由にインサートシェル(3)内に、正確に軸方向のやり方で、かつ事前に定義された長手方向の制限内でのみ移動することができる。さらに、インサートシェル(3)の前方端末にインサートシェルキャップ(66)が取り付けられ、該インサートシェルキャップ(66)が内部部品の保持を援助し、プラグ組立コンタクト(36)および(38)の位置のサポートをし、製品組立のための促進する手段として機能する。
プラグ・組立の一実施形態のボデイを貫いて切断された横断面(C−C断面)を描いている図3eは、インサートシェル(3)の外形面とプラグ組立補償取付リング(41)の穴との境界面関係について記載しており、プラグ組立補償取付リング(41)はプラグシェル(21)内で順次設される。この境界面は、完全に砂、沈泥および他の海底汚染物質と同様に海水環境に露出することができる。例証された実施形態では、インサートシェル(3)の外形輪郭は多角形の幾何学的形状によって特徴づけられ、インサートシェル(3)の外形輪郭は円筒状の穴に嵌り、その結果、かかる条件の存在状態での通常動作の間に少なくとも汚染物分解、結合、あるいは失敗の傾向のない境界面構成を提供する。
例証された実施形態において、管状、波状、弾性、環境上の分離ベローズ(32)はインサートシェル(3)の近傍で固定されシールされ、一方で前記環境上の分離ベローズの他端で当該ベローズがインサート組立の後部に固定されシールされる。この組み立てられた構成は、すべての環境条件に対して密閉され、自動圧力/温度補償が設けられ、および内部流体体積のすべての必然的変化のための内部サブ組立機構を与える。
さらに、環境上の分離ベローズは、コネクタセットの噛み合い及び離脱の全サイクル中に経験する体積変化を同時に扱うことができる。この分離ベローズ(32)の外形面は、プラグシェル(21)の壁を通して通気孔(34)によって環境上海水へのアクセスが提供される。付加的な温度/圧力流体−体積補償は補償要素(29)によって提供され、図3eのプラグ組立縦断面と横断面(C−C)の両方で例証されるように、インサートシェル(3)の本体に設置される。この補償要素(29)の適正な運転のために有効なガス抜き(30)も、これらの断面図中に描かれる。
前述のとおり、インサート組立体は、主にインサート(22)、プラグ組立体電気コンタクト(36)のアレイおよび(または)プラグ組立体光コンタクト(38)からなる。プラグ組立体電気コンタクト(36)は、電気コンタクトブーツシールによってインサート(22)の後部に固着される。プラグ組立体光学コンタクト(38)は、光学コンタクト負荷軽減ブーツ組立(39)によってインサート(22)の後部に固着される。インサート(22)の穴内に、インサートスリーブ(25)が固定して取り付けられ、該インサートスリーブ(25)は、また”L”字状のスロット(28)が設けられる。当該”L”字状スロット(28)は”L”字状スロットペグ(27)の噛み合いのセットによって対応して係合し、”L"字状スロットペグ(27)は弁体(24)の固定された部品であるようにされ、弁体(24)はプラグ境界面プレート(1)のシャフト部分の端部に固定された圧入部品である。
シャフト・バネ(33)の圧縮したモチベーションの下で、流体放出バルブ組立の部品としても機能するシャフトバネキャップ(23)は、弁体の端部に入れられる、ベアリング(63)を介してシャフトバネキャップ(23)と弁体(24)間の低い摩擦の回転関係を可能にする。後述されるように、インサートスリーブ(25)の”L”字状スロット特徴部(28)に関する”L”字状スロットペグ(27)は、プラグ境界面プレート(1)が適切な軸方向および放射状の位置に保持し、および境界面プレートバネ(62)の影響下でインサートシェル・キャップ(66)の境界面端部の扇型隙間に確実に着座される。
”L”字状スロットペグ(27)および”L”字状スロット特徴部(28)がプラグ境界面プレートシャフト(1)の適切な向きを定義するために機能するのと同様に、シャフトバネキャップ(24)に取り付けられたガイドブロック(68)も、弁体(23)とプラグ境界面プレートシャフト(1)とに関する該シャフトバネキャップ(24)の適切な向きを維持し、弁体(23)はプラグ境界面プレートシャフト(1)に固定されて取り付けられる。この向きは、”L”字状スロット特徴部(28)内でこのガイドブロック(53)の連続的な場所によって決定される。それらの圧入組立の間、弁体(23)とプラグ境界面プレートシャフト(1)の適切な相対的な向きは整列ピン(64)によって保証される。
<結合機構>
図6aの最高の例証は、結合リング機構の一実施形態の縦断面図であり、それはシステムのすべての重要な部品と、それらの互いの関係における位置づけを識別する。プラグシェル(21)は機構の基礎を含み、その端部に本体係合要素である結合組立体(51)が設けられる。結合組立体(51)は、次に、保持ペグ(70)によってプラグ組立体に固着され、当該保持ペグ(70)はプラグシェル(21)の溝の特徴部に突出するように作動リング(71)内にネジが刻設される。プラグシェル(21)の溝の特徴部は、固定された移動制限までの結合リングの並進運動を可能にするように構成される。
保持リング(72)は作動リング(71)上に取り付けられ、作動リング(71)と保持リング(72)の間のネジが刻設された境界面によって固着される。保持リング(72)はウェッジリング(73)を捕らえて、動作リング(71)に対してウェッジリング(73)を固定する。作動リング(71)の設置はリターンバネ(74)の設置と一致し、それはばね止(75)およびスナップリング(76)によって保持される。ばね止(75)もねじファスナーを使用して、作動リング(71)に取り付けられる。
[0056]
ウェッジリング(73)の内径の適切な場所において、ウェッジスロットの特徴部(77)が提供され、当該特徴部は作動ピン(78)と係合され得、該作動ピン(78)はウェッジリング(73)の並進運動から引っ込められ、それによって引っ込められた離脱位置にて該ピン(78)を位置づけるようにされる。
作動ピン(78)の上向きの変位を惹起する図6bと図6aの下部例証で示されるとおりの作動ピン(78)の起動は、プラグ組立体へのレセプタクル組立体の最初の着座の際に起こるようにされる。この機能は、プラグ組立体およびその結合リング機構のメカニカル境界面ジオメトリーの相応する正確な寸法取りに関してレセプタクルシェル(5)の輪郭の正確な構成によって達成される。プラグ組立体へのレセプタクル組立体の完全な着座に際して、作動ピン(78)はそれらの下方の向きに戻り、ラッチ位置でプラグと係合する。
海水、および海底汚染物質の危険からラッチング機構の機能性を保護するために、作動ピン(78)は、各リークパスにおいてOリングを使用して、作動リング(71)、ウェッジリング(73)およびばね止(75)と共にシールされる。その後、結合組立体は非腐食性流体で充填され、温度及び圧力変化に対してエラストマーの補償器ベロー(79)で補償される。
<結合リング操作シーケンス>
結合システムの一実施形態の総括的機能を定義する動作の完全なシーケンスは、図6aの様式化された連続するダイヤグラムで表わされる。最後のダイヤグラムは、(前記プラグ組立体がその噛み合いレセプタクル組立体から離脱されるとき)プラグ組立体の作動リング(71)の物理的な引っ込みが、前記作動リング(71)の完全な引っ込みがラッチピン(78)を引っ込めるまで如何にしてなされるかを例証している。
図6aの第2ダイヤグラムはプラグ及びレセプタクル組立体の完全な噛み合いの瞬間を記載しており、その正確な瞬間にレセプタクルシェル(5)の傾斜した輪郭がアクチュエーターピン(78)を完全に移動させると、ピン(78)はピストンリング(80)によって係合位置に戻される。該ピン(78)はファスナー(81)によってプラグシェル(21)に固定して取り付けられる。
図6aの第3ダイヤグラムは、完全に噛み合わされた状態の結合機構の本体要素のすべての姿勢について記載しており、特に、第3ダイヤグラムはウェッジリング(73)のスロットの特徴部に関する作動リング(71)の動作を例証している。作動リング(71)が外力の影響下で次に引っ込められるときはいつでも、この姿勢で、ピン(78)が完全に引っ込められて全離脱モードへと引っ込む。
最後に、図6aの縦断面図から、結合組立体(51)は密封された境界面によって構成され、そのような噛み合いが従来の海中のROVのような遠隔の機械的支援によって実行されるときに生じる汚染状態および妨害の下でさえ、このプラグ組立体の噛み合いレセプタクル組立体との効果的な噛み合わせを促進する。
<プラグレセプタクル噛み合いシーケンス>
図3bは、プラグ組立体とレセプタクル組立体の両方の一実施形態の一連の縦断面図を提供し、該図は、全噛み合わせプロセスの間に、このコネクタシステムおよびコンタクトの内部機構のシーケンス挙動を記載している。最頂部の例証は、完全に離脱したコネクタを記載し、すべての内部部品の静止動作条件を示している。
第2断面図は、プラグ組立体とレセプタクル組立の最初の境界面コンタクトを例証しており、レセプタクル境界面プレート(2)上で上昇した特徴部がプラグ境界面プレート(1)の対応する凹陥した特徴部と係合し、該特徴部は位置及び輪郭において完全に同一にされている。これらの境界面のプラグ境界面プレート(1)とレセプタクル境界面プレート(2)共に確実に固定する手段を提供することができ、その結果、互いに対する向きがコネクタセット噛み合いプロセスの全体にわたって一致するように保持される。この断面図は、さらに、初期コンタクトの際に、レセプタクルの最前部構造部品であるレセプタクルのレセプタクルシェル(5)と、プラグ組立体のインサートシェル端部(66)が、直接コンタクトし、全噛み合いプロセスの全体にわたってコンタクトしたままであることを示す。
圧縮力はプラグ組立体とレセプタクル組立体のかみ合いに適用されるので、第3断面図は、初期圧縮力の効果を記載している。この力の適用の際に、プラグシェル(21)内のインサートシェル(3)のレセプタクルシェル(5)に対する移動は、プラグ組立体内の対応する力を、直接環境分離ベローズ(32)の後部と、境界面シャフトバネ(62)とに適用する。プラグインサートシェルキャップ(66)はレセプタクルシェル(5)と抑制されたコンタクトをし、この圧縮力は、直接、環境分離ベローズ(32)を圧縮するように作用する。しかしながら、境界面シャフトバネ(62)の後部に適用される同一の力は、その関連する部品を介して作用することにより、弾発的にプラグインサートシェル(3)を移動させられる。
プラグ境界面プレート(1)(及びその一体シャフト)がレセプタクル境界面プレート(2)としっかりとコンタクトしているので、両方の境界面プレートはレセプタクル組立体の前方空洞内に直接移動する。レセプタクル境界面プレート(2)の同一の軸方向の移動は、レセプタクル組立体の中心部内で、その一体シャフトをレセプタクル境界面バネ(11)に対して圧縮させる。レセプタクル境界面バネ(11)は、境界面シャフトガイドポスト(8)の直上及びその周りに直接設置される。前述のとおり、このガイドポスト(8)は、レセプタクル組立体の基部構造に固定して取り付けられ、該基部構造に対して取り付けられるカムペグ(9)のアレイを有している。さらに、前述のとおり、これらのカムペグ(9)はカムスロット特徴部(10)の対応するアレイに係合され、それはレセプタクル境界面プレート(2)のシャフトの一体的な特徴部であり、該シャフトはガイドポスト(8)に滑り嵌めするように、そしてガイドポスト(8)に沿って滑るようにされる。
シャフトは、シャフトのカムスロット特徴部(10)と、ガイドポスト(8)に取り付けられた関連するカムペグ(9)との制限によって、ガイドポスト(8)に沿って、およびガイドポストのまわりで、その運動が抑制される。レセプタクル境界面プレート(2)のシャフト部分がレセプタクル組立体に移動するようにされているので、レセプタクル境界面プレート(2)のシャフトのカムスロット特徴部(10)の内部で作用するカムペグ(8)の効果が、レセプタクル境界面プレートを所定の方向の角度で回転させる。カムスロット特徴部(10)の構成は、この運動中に、2つの連結された境界面プレートの移動の特定の長さを制限すること、かつ正確な回転可動域への2つの連結された境界面プレートの抑制された回転を達成することの両方のため機能する。
プラグ境界面プレート(1)のこの初期動作がロックされ、レセプタクル境界面プレート(2)の運動と一致するので、レセプタクル境界面プレート(2)のシャフトの移動回転は、プラグ境界面プレート(1)のシャフトに同一の移動運動を課する。図3bの第3例証から、電気プラグ組立体コンタクト(36)のアレイと同様にプラグ組立体内のインサート(22)と、光学プラグ組立体コンタクト(38)のアレイがすべて機械的にプラグシェル(21)に固定され、したがって、インサートおよびコンタクトアレイがプラグシェル(21)の運動と一致して移動しなければならないことは注目される。
図3bの第3例証は、連結された境界面プレートおよび関連する部品の最初の前進も、プラグ組立体コンタクトの完全なアレイの前進運動と一致したことを示す。さらに、挿入物シェル(3)がそれ以上の前進運動から抑制されたので、電気プラグ組立体コンタクト(36)の全アレイと光プラグ組立体コンタクト(38)はレセプタクル(5)の方へ並進運動するようにされた。
連結された境界面プレートの最初の移動とプラグ組立体コンタクト組立体コンタクトのアレイは、レセプタクル組立体内のカムスロット特徴部(10)の長さによって制限される。カムスロット特徴部(10)の幾何学的形状により、この移動は、連結された境界面プレートの抑制された回転を与え、その結果境界面の輪郭の扇型の周囲の頂上は、もはや前進するプラグ組立体コンタクトのうちのいずれの前進運動も妨害しない。
図3bの第2例証と第3例証との比較を参照すると、第2例証において、”L”字状スロットペグ(27)は、”L”字状スロット特徴部(28)の短い脚の頂上に着座され、当該特徴部はインサートスリーブ(25)の一部であり、当該スリーブはインサート(22)の穴に固定して取り付けられる。前述のとおり、インサート(22)は、基礎となるプラグ組立構造(つまりプラグシェル(21))に機械的に固着される。したがって、図3bの第2例証に示されるとおり、連結された境界面プレート並びにそれらのシャフト及び関連する部品の軸方向運動は、プラグシェル(21)の運動と一致するように制限される。
[0072]
境界面プレート並びにそれらのシャフト及び関連する部品の最初の軸方向の移動がその限界に達すると、レセプタクル組立体内部のカムスロットによって定義されるように、カムスロット特徴部(10)の作用は更に”L”字状スロットペグ(27)の位置決めを含む部品のチェーン全体の必然的な回転を引き起こし、当該ペグ(27)は、回転の結果、インサートスリーブ(25)内の”L”字状スロットの長い軸方向の脚へのアクセスが与えられることに注目される。インサートスリーブ(25)内の関連する”L”字状特徴部(28)に関して”L”字状スロットペグ(27)のこの再整列が、今や連結された境界面プレートとそれらの関連する部品の制御された、かつ制限された移動を越えて、プラグシェル(21)と関連する部品の更なる移動のポテンシャルを与える。
本開示において前述したとおり、プラグとレセプタクル組立体の間の圧縮の最終的な長さは、結合リング機構の係合と自動ロックを引き起こす。移動のこの最終的な長さの更なる効果は、図3bの第4例証(底部)に表され、完全なプラグ組立体コンタクトアレイの移動の程度の合計が示され、その範囲は、前記プラグ組立体コンタクトアレイのプラグ組立体コンタクトアレイのレセプタクル組立体捩れシール(58)並びに個々の電気コンタクト(15)及び光学コンタクト(16)への完全な侵入が達成される。図3bの第4例証は、プラグ組立体コンタクトアレイの可動域中に、各プラグ組立体コンタクトが前述のとおりその前負荷がかけられたシール力を除去するために作動した捩れシール要素(58)を貫通するようにされていることを示している。捩れシール要素(58)は、レセプタクル組立体の本体流体充填空洞を各レセプタクルコンタクト領域の個々の液体充填空洞から分離するように設計されている。捩れシール要素(58)は、各コンタクトに弾性膜分離シュラウド(15)を提供し、該弾性膜分離シュラウド(15)はシュラウド(15)内の液体の変位がレセプタクル組立体の本体空洞内の周囲の流体体積に直接一致する体積の変位に変換されることを可能にする。
図4および図5を参照すると、より明確には、プラグ電気コンタクト組立体と光学コンタクト組立体の縦断面図を参照すると、電気及び光学コンタクトの一実施形態が噛み合いシーケンスを介して各々別々に記載されている。
典型的にはプラグ組立体内に設置された時、プラグ電気コンタクト組立体(36)の後端部(図4に例証されるとおりの右端部)は、プラグ構造に固定して取り付けられる一方でエンドキャップ(83)及びエンドキャップキー(88)と外側スリーブ(88)からなる外側プラグコンタクト要素は、自由にプラグ空洞内に軸方向に移動することができる。プラグおよびそのコンタクトが完全に離脱されると、電気コンタクト(85)はあらかじめ負荷がかかったバネ(84)の影響下で外側スリーブ(82)内に引っ込められたままである。この姿勢では、電気コンタクト(85)の導電性部品の露出した境界面表面は、”O”リングシール(86)によって前端部に、及び、”O”リングシール(87)によって後端部に、保護され、及び周囲環境に対し固着され、後者のシールは、プラグ組立体の部品であると理解され、プラグ組立体内で、このプラグコンタクト組立体の例示的実施形態が設置される。
また、離脱した状態で、周囲のプラグ組立体内に固定したプラグ電気コンタクト組立体(36)によって外側スリーブは、電気コンタクト(85)におけるO−リング(86)移動止めによって、あるいはショルダー特徴部によってバネ(84)の事前負荷に抗して抑制される。この手段によって、外側スリーブ(82)の運動は、事前負荷がかけられたバネ(84)の影響下で、レセプタクル捩れシール(58)のコンタクト面との外側スリーブ(82)の噛み合いに制限される。
図4bの連続する例証において明示されるように、その対応するレセプタクル組立体との周囲のプラグ組立体噛み合いプロセスの間、外側スリーブ(82)と電気コンタクト(85)の前縁は、バネ(84)の連続した圧縮の強力な影響下で捩れシール要素(58)に対して堅固に係合するようにされる。この作用は外側スリーブ(82)を捩れシールフェースに対して共同で密閉する傾向があり、噛み合いシーケンスのさらなる変位が捩れシールの事前負荷を解除し、プラグ電気コンタクト(85)がシールを貫き、レセプタクル電気コンタクト(16)とコンタクトすることを可能にする。
その後、コネクタセット分離が生じるようにされるので、電気コンタクト(85)の電気コンタクト表面が外側スリーブ(82)内の密封した環境に完全に引っ込められることが理解され、レセプタクル捩れシール(58)が、プラグ電気コンタクト組立体(36)が捩れシール(58)の外側リムとのその係合から分離する前に完全に閉じる。
同様に、設計の一実施形態が中心部の後端部(図5に例証されるとおりの右端部)を示すプラグ光学コンタクト組立体(36)については、後部セグメント(89)は、プラグ構造に固定して取り付けられる一方で、外側スリーブ(90)、その圧入で関連付けられる部品、外側スリーブキャップ(91)は、自由にプラグ空洞内に軸方向に移動することができる。さらに、中心部後部セグメント(89)は中心部の前方部分(92)にコンタクトコア係止キー(93)によって軸方向に固定され、両方の中心部要素を機能的に単一ピースとさせている。加えて、中心部後部セグメント(89)の軸方向移動が、中心部移動制限キー(94)の抑制する効果によって外側スリーブ(90)内に制限される。最後に、プラグ光学コンタクトが完全に離脱した状態である場合、中心部後部セグメント(89)は事前負荷がかけられた外スリーブスプリング(95)の影響下の外スリーブ(90)に関してのその完全に引っ込められた位置。さらに、プラグ光学コンタクトが完全に離脱状態であるとき、内側スリーブ(96)の軸方向の位置は、事前負荷がかけられた内側スリーブバネ(97)の作用によって抑制される。そのときまた、中心部の前方部分(92)に関する光プラグステム(98)の軸方向の位置は、事前負荷がかけられた光学コンタクト境界面バネ(99)によって影響を受ける一方で、中心部の前方部分(92)に関する光プラグステム(98)の移動作動量範囲は、ステム移動制限キー(100)によって定義される。内側スリーブ(96)内の動的環境の密閉は、”O”リングシール(101)によって達成される。最後に、光学コンタクト(102)の境界面コンタクト表面は、螺旋状のコンタクトモジュールシール(103)および図5eの閉止状態の保護下で環境上密閉され、それは内側スリーブ(96)内での隔離によって強力に閉じられて保持される。
図5bの連続する例証で示されるように、その対応するレセプタクル組立体との周囲のプラグ組立体の噛み合いプロセス中に、エンドキャップ(91)の前縁はバネ(99)の連続の圧縮の強力な影響下で捩れシール要素(58)に対して堅固に係合するようにされる。この作用は捩れシール要素(58)面に対するプラグコンタクトを共同で密閉する傾向があり、噛み合いシーケンスの更なる変位が捩れシール(58)の事前負荷を解除し、プラグコンタクトがシールに食い込むことを可能にする。
周囲のプラグ組立体が最終的にその関連するレセプタクル組立体に完全に着座されるようになると、プラグコンタクト中心部組立体(82)、(89)およびその機械的に係合したプラグ光学ステム(98)が、光レセプタクルコンタクト組立体内で完全に係合するようにされ、プラグコンタクトとレセプタクルコンタクトの両方の境界面は連結するようにされる。プラグコンタクトとレセプタクル光学コンタクトの間の係合のこの最終段階中に、プラグ螺旋状コンタクトモジュールシール(103)、及びその関連するプラグ光学ステム(98)は内側スリーブ(96)の抑制穴を出るようにされる。この点で、プラグ螺旋状コンタクトモジュール(103)の予め巻かれた成型された姿勢は、レセプタクルコンタクトモジュールシェルの境界内でこのシール要素を分節的に解き、そうすることで、プラグコンタクトとレセプタクル光コンタクトとの境界面表面境界面面間の物理的コンタクトを可能にする。最後に、プラグコンタクトとレセプタクル光コンタクトとの境界面の間の物理的コンタクトは、光コンタクト境界面バネ(99)の影響下でプラグ光学ステム(98)の反動作用によって強力に保持される。中心部前方部分内のプラグ光ステム(98)の軸方向の反動移動は、ステム移動制限キー(100)によって限定される。
その後、コネクタセット分離が生じるようにされるので、コンタクト境界面バネ(99)が、ステム移動制限キー(100)によって定義された限界へとプラグ光ステム(98)の再配置を引き起こす。周囲のコネクタセットの更なる分離は、内側スリーブバネ(97)の影響下で、内側スリーブ(96)内のプラグ光コンタクトの中心部の部品のすべてを引っ込める。この作用は、内側スリーブ(96)内に、螺旋状のプラグコンタクトモジュールシール(103)の引っ込みと必然の再シーリングを含む。この引っ込み移動の限界は、内側スリーブ(96)および外側スリーブ(90)のショルダー部の幾何学的形状によって定義される。周囲のプラグ組立体およびレセプタクル組立体の分離が終わるだけで、レセプタクル捩れシール(58)の外側リムからのエンドエンドキャップ(91)の前縁の離脱が生じることが可能にされる。
<代替コンタクトの実施形態>
代替のプラグ高電圧電気コンタクト組立体(104)及びねじれのレセプタクルシール(58)を使用する関連する高電圧レセプタクルコンタクト(108)構成を示す図5dを参照する。海中のテレコムケーブル、示された設計の電気コンタクトなどの特定の非常に高圧の電気適用が最も適している。このコンタクトスタイルの一実施形態は光プラグ螺旋状コンタクトモジュールシール(103)並びに図5e及び誘電性の油供給導電体(105)、油供給接続終端(106)および導電体終端油補償並びに充填ベロー(107)を組み合わせる。これは、光学組立体および電気コンタクト組立体のために前述したシーケンスに類似した組合せ動作シーケンスを備えた高電圧電気コンタクト設計に帰着する。
このように記述された動作のシーケンスによって、プラグとレセプタクルの両方の光コンタクトの中心部の環境上シールされた状態は、両方のコンタクトが強力に連結されるまで維持される状態である。即ち、その後、この接合の境界面が、組合せの中で、機械的な係合油チャンバ空胴から分離される状態を達成するために開かれるまで状態である。ついで、分離プロセスの間、プラグコンタクト及びレセプタクルコンタクトの両方の強制的な接合が、光プラグコンタクトの移動要素が完全に引っ込まれ、プラグコンタクトおよびレセプタクルコンタクトの両方が各々完全に再度密閉されるまで保持される。したがって、複合接続システムのコンタクト油チャンバは、コネクタ噛み合わせの前、最中及び後並びに離脱中、及び離脱後に、機械的な係合油チャンバから分離されたままである。
<液体ガス抜きおよび温度/圧力補正>
上述したとおり、一実施形態において、プラグ組立体とレセプタクル組立体内の空胴は圧力補償用の本体要素として適切な流体で満たされる、即ち、周囲環境の圧力における変化と一致するようにコネクタセット空胴内の圧力の平衡を維持する媒体として適切な流体で満たされる。この補償手段への援助として、弾性膜、ベローズなどがレセプタクル及びプラグ外側構造の壁に提供され、弾力のある境界面障壁として作用する。一般に、この弾力のある境界面障壁は環境の圧力における変化を提供することを援助するだけでなく、コネクタセットチャンバ内の体積変更を軽減する。それは圧力補償流体熱膨張あるいは収縮に起因し得る。温度及び圧力変化による体積変更の提供に加えて、このコネクタセットの構造で提供された弾力のある障壁は、噛み合いと離脱手順の間に起こり、その間に内部空洞の著しい圧縮と膨張が起こるようにされる、はるかに大きい体積変更を扱うために十分な弾性をもつようにされる。
補償流体の相当な循環は、システム内の様々な空胴の至る所で生じるようにされる。加えて、空胴間の流体のこの循環は、プラグ組立体とレセプタクル組立体が物理的に係合されるようになり、連結された境界面プレートがレセプタクル組立体の前方の空胴へ移動するようにされると、プラグ組立体とレセプタクル組立体の両方の前方の空胴(機械的な境界面空胴)が、共通の流動性の内容物を持つ有効に一つの空胴になるという事実によってより多くの複合体が与えられると考えられる。
さらに、プラグおよびレセプタクルの境界面を連結する物理的作用はシステム流体への微量の環境汚染を導入する。更に、噛み合い及び離脱の各々のその後の動作は、異物の汚染のこのレベルに名目上加えなければならない。最後に、機械的な摩耗および同様の要因は、さらに合計に他の種類のわずかな量の汚染物質を加えなければならない。もし悪くなった流体が電気コンタクトあるいは光学コンタクトの接合のいずれかの性能および(または)機能性に干渉することが許されなければ、流体の汚染のこの増加する強化は必ずしもこのコネクタシステムの総合性能を下げる必要はない。このため、システム内、とくにレセプタクル組立体内のレセプタクル組立体の分野における電気および光学境界面の接合の様々な空胴間の流体の流れにおいて高度な分離を維持することは、本発明の少なくとも一実施形態の特徴である。
この要求を満たすために、レセプタクル組立体の図3bにおいて、各レセプタクルコンタクトにはそれぞれ独立した弾性の空胴(15)が提供され、その関連するコンタクトシールエレメントと共に、分離された流体環境を提供し、周囲の空胴の潜在的に汚染された流体の影響から保護される。そのときまた、プラグ組立体に関して、プラグ組立体の分野においてコンタクトが延長すること(インサート(22)の前方)、流体の伝達はコネクタシステムの他の空胴に許されないこと、および体積補償の独立した手段が、インサートスリーブ(3)の壁の6つの場所に提供されることは注目される。
再びプラグ組立体(図3b)に関して、プラグ組立体の一実施形態において、流体伝達のチャネルが、プラグ境界面プレート(1)のシャフトを介して環境分離ベローズ(32)に囲まれた空胴まで設けられることは注目される。しかしながら、プラグ境界面プレート(1)のシャフトの端部に、バルブ機構が組込まれたことも注目されるべきである(図3b)。プラグ境界面プレート(1)のシャフト端部、シャフトの端部に圧入された弁体(24)、及びシャフトバネキャップ(23)からなるこの機構は、プラグ組立体の最前部と最後部の空胴間へのアクセスを規制するように位置づけられる。シャフトバネキャップ(23)は、インサートスリーブ(25)内のその運動が軸方向運動のみに限定されるように構成される。この限定はガイドブロック(53)が設けられたことによって達成され、ガイドブロック(53)はシャフトバネキャップ(23)に固定して取り付けられ、インサートスリーブ(25)の”L”字状スロット特徴部(28)の長手方向の脚に嵌め込まれるようにされている。
スロット特徴部(28)の”L”字状スロットの長手方向の脚内に乗るようにされたガイドブロック(53)によるシャフトバネキャップ(23)の運動は、噛み合い及び離脱手順中、軸方向の移動に限定される。図3hで見られるように、シャフトバネキャップ(23)は回転から抑制されるので、弁体(24)の回転は、キャップ内の放射状のチャネルからの流体のアクセスを自動的にシール、あるいはシールを解除する。この手段によって、流体の交換あるいは追加が、プラグ組立体の最前部空洞と最後部空洞の間で可能になるが、連結された境界面プレートの最初の移動部分の間のみである。境界面プレートのカムの回転が生じるようにされているので、前述のとおり、シャフトと共に圧入された弁体(24)を支持しつつプラグ境界面プレート(1)のシャフトも回転するようにされ、その結果、コネクタセットの完全な噛み合い時に、バルブはプラグ組立体の前方空洞と後部空洞の間に排出する流体を抑制するようにされる。
様々な実施形態はこの開示の目的のために記載されているが、そのような実施形態は、それらの実施形態へのこの開示の教示を限定すると看做されるべきではない。様々な変更および修正は、本開示において記載されたシステムと方法の範囲内にある結果を得るものを超えて記載された要素に対してなされ得る。



  1. コネクタセットであって、
    電気又は光コンタクトを有する二次流体チャンバと直列に正面側流体チャンバを有するプラグと、
    電気又は光コンタクトを有する二次流体チャンバと直列に正面側流体チャンバを有するレセプタクルであって、前記プラグを受け取るようにされたレセプタクルを備え、
    前記プラグの正面側流体チャンバおよび前記レセプタクルの正面側流体チャンバは機械的に互いに係合するように構成され、前記プラグの二次流体チャンバおよび前記レセプタクルの二次流体チャンバは、前記レセプタクルの電気又は光コンタクトを備えたプラグの電気か光コンタクトの分離およびコンタクト係合のために構成されたコネクタセット。

  2. 前記プラグの正面側流体チャンバは、前記プラグの二次流体チャンバから分離された障壁であり、前記レセプタクルの正面側流体チャンバは、前記レセプタクルの二次流体チャンバから分離された障壁である請求項1に記載のコネクタセット。

  3. 前記プラグの正面側流体チャンバは前記プラグの二次流体チャンバから分離された障壁であり、それによって前記プラグの二次流体チャンバの中への汚染の進入が防止され、そして、前記レセプタクルの正面側流体チャンバは、前記レセプタクルの二次流体チャンバから分離された障壁であり、それによって前記セプタクルの二次流体チャンバの中への汚染の進入が防止される請求項2に記載のコネクタセット。

  4. 前記プラグの正面側流体チャンバは前記プラグの二次流体チャンバと直列整列し、それによってコンタクトの通路が前記プラグの正面側流体チャンバを介して作られ、
    前記レセプタクルの正面側流体チャンバが前記レセプタクルの二次流体チャンバと直列整列し、それによってコンタクトの通路が前記レセプタクルの正面側流体チャンバを介して作られる請求項2に記載のコネクタセット。

  5. 前記プラグと前記レセプタクルの正面側流体チャンバが、それぞれ前記プラグおよびレセプタクルの二次流体チャンバから分離された障壁であり、前記プラグと前記レセプタクルの係合に先立って、前記プラグおよび前記レセプタクルの専用で密封された機械的な係合チャンバを形成する請求項2に記載のコネクタセット。

  6. 前記プラグの正面側流体チャンバおよび前記レセプタクルの正面側流体チャンバは、各々前記プラグと前記レセプタクルの二次流体チャンバからそれぞれ分離された障壁であり、前記プラグと前記レセプタクルの係合に先立って専用の密封されたコンタクトチャンバを形成する請求項2に記載のコネクタセット。

  7. 前記プラグの正面側流体チャンバおよび前記レセプタクルの正面側流体チャンバは、前記プラグおよび前記レセプタクルの二次流体チャンバから分離された障壁のままである間にコネクタハーフの係合に続いて連続した機械的な係合になる請求項2に記載のコネクタセット。

  8. 前記プラグの二次流体チャンバおよび前記レセプタクルの二次流体チャンバは、前記プラグおよび前記レセプタクルの正面側流体チャンバから分離された障壁のままである間にコネクタハーフの係合に続いて連続したコンタクト係合チャンバになる請求項7に記載のコネクタセット。

  9. 前記プラグの機械的な係合チャンバおよび前記レセプタクルの機械的な係合チャンバが、前記プラグと前記レセプタクルの係合の前、最中、及び後に前記プラグおよび前記レセプタクルの第2のコンタクトチャンバから分離された障壁のままである請求項1に記載のコネクタセット。

  10. 係合された前記プラグおよび前記レセプタクルの連続した機械的な係合チャンバからの前記プラグおよび前記レセプタクルにおけるコンタクトチャンバの障壁分離が、プラグおよび前記レセプタクルの二次コンタクトチャンバの汚染を低減する請求項8に記載のコネクタセット。

  11. 境界面バルブが前記プラグと前記レセプタクルの係合に先立って前記レセプタクルのプラグの機械的な係合チャンバと前記レセプタクルの機械的な係合チャンバの間の障壁エンドシールを形成する請求項1に記載のコネクタセット。

  12. それによって前記境界面バルブが前記プラグと前記レセプタクルのコネクタ係合の際に回転する請求項11に記載のコネクタセット。

  13. おのおのの境界面バルブが個々の境界面バルブの表面間の密閉境界面を提供する請求項11に記載のコネクタセット。

  14. 前記境界面バルブはそれぞれキャリアシェルに設置され、前記プラグと前記レセプタクルの係合に先立って、前記キャリアシェルと個々の境界面バルブの略外縁部の間に密閉境界面を提供する請求項11に記載のコネクタセット。

  15. 前記境界面バルブは、回転した時、プラグとレセプタクルの正面の流体チャンバ間の直線状の通路を提供する請求項12に記載のコネクタセット。

  16. 前記境界面バルブは、回転した時、各々少なくとも1つの電気コンタクトのための通路を提供する請求項15に記載のコネクタセット。

  17. 前記境界面バルブは、回転した時、各々少なくとも1つの光コンタクトのための通路過を提供する請求項15に記載のコネクタセット。

  18. 前記境界面バルブの各々は、当該バルブがコンタクト径の範囲を収容する大きさに調整され得るように構成されている請求項11に記載のコネクタセット。

  19. 前記境界面バルブはそれぞれ少なくとも1つの境界面を有し、該境界面が少なくとも1つのコンタクト通路を収容するために扇形である請求項11に記載のコネクタセット。

  20. 前記少なくとも1つの扇型の境界面のジオメトリーは、回転した時に少なくとも1つのコンタクト通路を提供する形状として定義される請求項19に記載のコネクタセット。

  21. 前記境界面バルブは前記プラグと前記レセプタクルにおける二次コンタクトチャンバエントリーシールの環境上の分離を提供する請求項11に記載のコネクタセット。

  22. 前記プラグおよび前記レセプタクルは各々プラグとレセプタクルの二次流体チャンバからのそれぞれの正面側流体チャンバの環境上の分離をそれぞれ収容する二次シールを持っている請求項1に記載のコネクタセット。

  23. 二次コンタクトチャンバエンドシールが、前記プラグ及び前記レセプタクルの係合の前に、係合の最中に、係合後に、前記プラグおよび前記レセプタクルの前記コンタクトチャンバと機械的な係合チャンバとの間の障壁を形成する請求項22に記載のコネクタセット。

  24. 前記プラグの二次コンタクトチャンバエンドシールと前記レセプタクルの二次コンタクトチャンバエンドシールが、ねじれ及び軸方向の負荷の組合せによって密閉される障壁である請求項22に記載のコネクタセット。

  25. 前記二次シールが対応するコンタクトシールとのコンタクトを介して動作し、当該二次シールの動作中に前記二次コンタクトチャンバから前記二次係合チャンバへの流体移送を防止する請求項22に記載のコネクタセット。

  26. 前記二次シールが複数エントリーについて単一のシールエレメントとして、あるいは単一エントリーについて単一のシールエレメントとして構成される請求項23に記載のコネクタセット。

  27. 前記プラグの二次シールが、前記レセプタクルの二次シールと接触する際に、障壁シールを提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  28. 前記二次シールは機械的な方法で動作する請求項23に記載のコネクタセット。

  29. 前記二次シールは、前記プラグとレセプタクルの正面側流体チャンバ同士の間に直線状の通路を提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  30. 前記二次シールは、回転した際に、前記プラグとレセプタクルの正面側流体チャンバ同士の間に直線状の通路を提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  31. 前記二次シールは、回転した際に、各々、少なくとも1つの電気コンタクトのための通路を提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  32. 前記二次シールは、回転した際に、各々、少なくとも1つの光コンタクトのための通路を提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  33. 前記二次シールは、各々プラグとレセプタクル内の二次流体チャンバから分離された正面側流体チャンバをそれぞれ提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  34. 前記二次シールは、各々プラグとレセプタクル内の複数のコンタクトピン同士の間に分離を提供する請求項23に記載のコネクタセット。

  35. 前記プラグの正面側流体チャンバ及び二次流体チャンバと、前記レセプタクルの正面側流体チャンバ及び二次流体チャンバは、各々別々の分離された流体体積を囲む請求項1に記載のコネクタセット。

  36. 前記プラグと前記レセプタクル中の分離された前記正面側流体チャンバおよび二次流体体積は、前記プラグと前記レセプタクルとのそれぞれ隣接して生じる係合であり、それによってコネクタ流体体積が平衡を保っている請求項35に記載のコネクタセット。

  37. 正面コネクタ流体体積が前記分離された二次コンタクトチャンバ流体体積に隣接していない請求項35に記載のコネクタセット。

  38. 前記プラグと前記レセプタクルの係合の前と、係合の最中と、係合の後に、前記プラグと前記レセプタクルの間で2重の障壁シールが軸方向に広がっている請求項35に記載のコネクタセット。

  39. 前記2重の軸方向障壁シールが光及び電気コンタクトチャンバ汚染を著しく低減する 請求項38に記載のコネクタセット。

  40. 低減したコンタクトチャンバ汚染が、高電力光コンタクトの妨害なしに繰り返される高電力光コンタクト係合に適している請求項39に記載のコネクタセット。

  41. 低減したコンタクトチャンバ汚染が、妨害なしに或いは高圧電気コンタクトのための電圧ブレークダウン・パスを設けることなしに、繰り返された高圧電気コンタクト係合に適している請求項39に記載のコネクタセット。

  42. 低減したコンタクトチャンバ汚染が、高い回路カウント光コンタクトの妨害なしに繰り返される高い回路カウント光コンタクト係合にしている請求項39に記載のコネクタセット。

  43. 低減したコンタクトチャンバ汚染が、光および電気コンタクトを妨害又は相互に汚染することのない複合ハイブリッド光電気コンタクト係合に適している請求項39に記載のコネクタセット。

  44. 低減したコンタクトチャンバ汚染が、コンタクトチャンバ妨害のない増加した係合サイクルを提供する請求項14に記載のコネクタセット。

  45. 各キャリアシェルが多数の辺をもつ幾何学的形状を有し、これによって該キャリアシェルは外部妨害の影響のない外側プラグシェル内に移動することができる請求項14に記載のコネクタセット。

  46. 前記プラグおよび前記レセプタクルは各々外部の妨害の影響のない外側シェルと係合する多数の辺を備えたシェルを有する請求項1に記載のコネクタセット。

  47. 前記プラグと前記レセプタクルが係合する場合、それらは、バネによって負荷がかけられたピンラッチ機構によって互いにラッチ状態になる請求項1に記載のコネクタセット。

  48. バネによって負荷がかけられたピンラッチ機構は外部妨害を受けない環境上分離された部品である請求項47に記載のコネクタセット。

  49. バネによって負荷がかけられたピンラッチ機構は軸方向の運動により、半径方向に動作する請求項47に記載のコネクタセット。

  50. バネによって負荷がかけられたピンラッチ機構は、逆向きに関連付けられた軸方向の運動により、半径方向にリセットする請求項47に記載のコネクタセット。

  51. 前記プラグの境界面バルブは係合中に動作する充填バルブをも含む請求項11に記載のコネクタセット。

  52. 前記充填バルブは係合中に機械的係合チャンバへの補足液体を差し込み、ついでプラグとレセプタクルの係合に続いて機械的な係合チャンバを分離する請求項51に記載のコネクタセット。

 

 

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