JP2007306556A - 導波管接合アダプタおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の欠陥を克服する装置を提供すること。
【解決手段】 ウェブ部により結合される第１の半体および第２の半体を伴うスプリットリングを有する導波管のための導波管接合体。スプリットリングの第１の半体および第２の半体は、導波管の外面と係合するように形成された内面を有するとともに、導波管の外面の周囲で前記ウェブ部に沿って互いの方に向けて折り返すことができる。ボアを有するオーバーボディは、ボアを通じて導波管を受けるように寸法付けられており、ボアは、スプリットリングを受けるように寸法付けられたショルダーを接合端部に有している。
【選択図】 図９

Description

本出願は、２００６年５月１０日に提出されたＪｅｆｆｒｅｙ Ｐａｙｎｔｅｒによる「導波管接合アダプタおよび製造方法」（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ａｄａｐｔｅｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ）と題する米国実用特許出願第１１／３８２，６６３号の利益を主張する。

この発明は、導波管および導波管相互接続接合体（インタフェース）に関する。特に、本発明は、製造費用効率が改善され且つ取り付けが容易な導波管相互接続接合体に関する。

導波管は、一般に、電磁波エネルギを１つの点から他の点へ伝えるために使用される。

機械的な締め付け作用により導波管端部に現場装着可能な導波管接合体は知られている。導波管接合体を導波管端部に保持するため、導波管外面の波形部と係合する内面を有する２部品スプリットリングが導波管の周囲に取り付けられる。２部品スプリットリングは、２部品スプリットリングが嵌入するオーバーハウジングにより導波管に対して保持されるとともに、複数のネジにより所定位置に固定される。従来の導波管接合体は、オーバーハウジングと導波管の外面との間に位置され且つスプリットリングがオーバーハウジングに対して締結される際に圧縮されるガスケットによりシールされていた。導波管接合体が装着されると、導波管の突出端部がスプリットリングに対して大きく広げられても良い。

導波管の波形部が螺旋状である場合には、従来のスプリットリングのそれぞれの別個の半体は、導波管の外面の両側と係合するための異なる内面を有しているが、そうでない場合には、同様の外形を有している。この類似性は、必要な２つの係合されるスプリットリング半体ではなく２つの同一のスプリング半体を取り付け器へ誤って供給してしまうという重大な機会をもたらし、その結果、アセンブリが使用できなくなる。また、スプリットリングをオーバーハウジング内で締結する前に導波管の周囲に装着して保持することは難しい。このため、従来の導波管接合体は、時として、更なる保持バンドまたはＯリングガスケットを利用した。更なる保持バンドを受け入れるための溝形状は、結果として得られる導波管接合体のサイズを大きくする。その結果、アセンブリの全体の重量が他の機器との間隔要件に伴って増大される。

従来の導波管接合体に伴う他の問題は、必要とされる複数の固有の部品および締結具である。複数の小さな部品／締結具は、供給ミス及び／又は落下の危険をもたらす場合もある部品の不測の損失の機会を引き起こす。いずれにしても、結果として、設置ポイントにおいて接合体アセンブリを使用できなくなる。

従来の導波管接合体は、オーバーハウジング、スプリットリング、ネジ穴、導波管の波形部と係合する精密な表面を形成するために金属機械加工技術を適用していた。これらのアセンブリは、真鍮などの金属合金から形成されるため、かなりの材料コストおよび重量を有している。また、これらの部品のそれぞれの精密機械加工、調整、在庫も著しいコスト要因である。

導波管接合体に関する競争が高まるにつれて、材料、製造、設置効率を高めてコストを低減することに焦点が絞られてきた。また、必要な組み立て作業および別個の部品の総数を減らすことが望まれている。

したがって、本発明の目的は、従来技術の欠陥を克服する装置を提供することである。

この明細書に組み入れられ且つこの明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、先に与えられた本発明の一般的な説明および以下に与えられる実施形態の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する役目を果たす。

図１〜図６に示されるように、本発明の典型的な実施形態に係るスプリットリング（分割リング）１０は１つの連続した部品として形成されている。スプリットリング１０の第１の半体１２および第２の半体１４はウェブ部１６により結合されている。ウェブ部１６は、選択されたスプリットリング１０の材料に応じて寸法付けられても良い。例えば、高分子が適用される場合、高分子の弾性特性があればその弾性特性にしたがって薄いウェブ部１６を使用できる場合がある。金属合金が適用される場合には、ウェブ部１６は、ハンドツールなどの力増強手段を適用する必要無く第１および第２の半体１２，１４を互いの方に向けて簡単に折り返すことができ且つ折り返す際にウェブ部１６が破断するような小さ過ぎる寸法或いは大き過ぎる寸法でない厚さを有していることが好ましい。

第１および第２の半体１２，１４のそれぞれの内面１８は、導波管２０の外面に波形（襞）部がある場合にはその波形部と一致するように形成されており、その場合、第１および第２の半体１２，１４は導波管２０の外面の周囲でウェブ部１６に沿って互いの方へと折り返されても良い。第１および第２の半体１２，１４を導波管２０の周囲で閉じられた状態に保持するために、ウェブ部１６に沿って変形保持特性ではなく弾性特性を有する材料が適用される場合、保持手段２２は、選択された材料の変形保持特性にしたがってウェブ部１６に組み込まれても良く、あるいは、スプリットリング端部２４に加えられても良い。保持手段２２は、例えば第２の半体１４のソケット２６として形成されても良く、第１および第２の半体１２，１４がウェブ部１６に沿う折り返しによって互いの方へ向けて閉じられる際に、第１の半体１２のピン２８が前記ソケット２６内に入り込んで締まり嵌め、環状スナップ嵌め、あるいは、片持ちスナップ嵌めを形成する。他の保持手段２０としては、例えば、スロット内に入り込むタブや、締結具を用いた閉塞が挙げられる。

図７および図８に示されるように、オーバーボディ３０は、予期される導波管断面を受け入れるように寸法付けられたボア３２と、ボア３２内に形成され且つスプリットリング１０を受けるように寸法付けられた接合端部３４のショルダー３６とを有している。スプリットリング１０の導波管側４０に形成された１つ以上のアライメント突起３８は、ショルダー３６に形成された対応するアライメント穴４２と一致するように位置決めされても良い。図９および図１０に示されるように、導波管２０の外面の周囲で閉じられたスプリットリング１０の方へとオーバーボディ３０が引かれると、アライメント突起３８が例えば締まり嵌め状態でアライメント穴４２内に入り込み、それにより、スプリットリング１０がオーバーボディ３０のショルダー３６に対して回転方向でアライメントされて保持される。あるいは、アライメント突起３８とアライメント穴４２との間のこの入り込み（ｋｅｙｉｎｇ）は、環状のスナップ止め（ａｎｎｕｌａｒ ｓｎａｐ ｆｉｔｓ）または片持ちのスナップ止め（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｓｎａｐ ｆｉｔｓ）によって成されても良い。

オーバーボディ３０の内部領域を環境的にシールするため、図１０および図１１に示される弾性材からなる導波管シール４４がオーバーボディ３０とスプリットリング１０との間で圧縮変形可能に適用されても良い。導波管シール４４の内面４６は、導波管２０の波形部と一致する形状を有していることが好ましい。

導波管２０がスプリットリング１０を介してオーバーボディ３０と結合されると、任意の望ましい接合部材４８が例えばボルト等の締結具５０を介して接合端部３４に対して強固に締結されても良く、締結具５０は、オーバーボディ３０の接合穴５２内に嵌挿されるとともに、選択された接合部材４８中に螺合される。スプリットリング１０の外周面と共に１つの溝を形成する接合シール溝またはシールショルダー５４は、接合部材４８とオーバーボディ３０との間に位置されたＯリング等のシール５６のための座部としてオーバーボディ３０の接合端部３４に対して設けられても良い。

導波管接合体（導波管インタフェース）を導波管２０に組み付けるために、導波管２０の端部がオーバーボディ３０のボア３２に挿通され、また、導波管シール４４が存在する場合には当該導波管シール４４が導波管２０の端部上に配置される。スプリットリング１０の第１および第２の半体１２，１４がウェブ部１６に沿って折り返されることにより、スプリットリング１０が導波管２０の外面に係止される。ピン２８およびソケット２６等の保持手段２２が結合されて、導波管２０の周囲に第１および第２の半体１２，１４が保持される。その後、オーバーボディ３０がスプリットリング１０の方へ引き寄せられて、導波管シール４４が圧縮されるとともに、スプリットリング１０が接合端部３４のショルダー３６内に入り込む。スプリットリング１０のアライメント突起３８が存在する場合には、当該アライメント突起３８が接合端部３４のショルダー３６のアライメント穴４２に締まり嵌め状態で入り込む。妥当な場合には、導波管２０の接合端部３４がスプリットリング１０の接合端部３４に対して口を大きく広げ、所望の接合部材４８がオーバーボディ３０の接合端部３４に対して締結される。

当業者であれば分かるように、スプリットリング１０およびオーバーボディ３０は、例えば図１，２，７，８，１５−１９に示されるように張り出し縁部（ｏｖｅｒｈａｎｇｉｎｇ ｅｄｇｅｓ）またはネジ部を有することなく構成されても良い。張り出し縁部等を有さない構成は、射出成形等の二部分成形（ｔｗｏ ｐａｒｔ ｍｏｌｄ）によるそれらスプリットリング１０、オーバーボディ３０の製造を妨げない。これにより、精密射出成形、ダイカスト及び／又はチキソトロープメタルモールディング技術を適用して、これらの部品を高分子または金属合金から望み通りに費用効率良く形成することができる。その結果、精密な許容範囲が得られ、従来の精密金属機械加工製造ステップに固有の費用および材料の浪費が排除される。

材料コストの節約に加えて、本発明によって可能となる高分子の使用により、結果として得られるアセンブリの重量が大きく軽減される。

第１の他の実施形態は、図１３に示されるように、一体成形品、例えばダイカストスプリットリング１０が、オーバーボディ３０のショルダー３６内に形成されたネジ穴５７に螺合するネジ等の従来の締結具５０を利用できることを示している。スプリットリング１０およびウェブ部１６が変形保持特性を有する金属合金等の材料から形成される場合、１回折り返された状態のウェブ部１６は、それ以上折り返さなくても、オーバーボディ３０が取り付けられる前に導波管２０の外面の周囲で第１および第２の半体１２，１４を閉じられた状態に十分保持することができ、そのため、更なる保持手段２２を省くことができる。

第２の他の実施形態は、例えば図１４−１９に示されるように、全体の材料要件および導波管接合体のサイズをどのようにして最小限に抑えることができるのかを示している。オーバーボディ３０のショルダー３６に対するスプリットリング１０のアライメントおよび保持機能は、スプリットリング１０の外周面に沿って位置され、且つオーバーボディ３０のショルダー３６に形成された対応するスナップ溝６０と係合する外側スナップ突起５８によって果たされる。スプリットリング１０をオーバーボディ３０内で回転方向に位置合わせするため、スプリットリング１０の外周面およびオーバーボディ３０の対応するショルダー３６は断面が非円形に形成されており、それにより、挿入時にスプリットリング１０とオーバーボディ３０との回転方向の位置合わせがロックされる。スナップ溝６０の存在はオーバーボディ３０の成形を複雑にし或いは更なる機械加工要件をもたらすが、結果として得られる導波管接合体の材料の節約および重量全体の軽減は大きい。

導波管接合アダプタは、ここでは、典型的な実施形態において、楕円断面および螺旋波形（襞）部を有する導波管２０に関して示されている。当業者であれば分かるように、本発明は、任意の所望の断面および波形部が存在する場合には任意の形態の波形部を有する導波管２０に対しても同様に適用できる。

以上の説明において、既知の等価量を有する比率、整数、成分またはモジュールを参照する場合、そのような等価量はここではあたかも個々に記載されるように組み入れられる。

本発明をその実施形態の説明により例示し、また、実施形態をかなり詳しく説明してきたが、添付の請求項の範囲をそのような詳細な内容に制限すること或いは多少なりとも限定することは、出願人の意図するところではない。更なる利点および変更は当業者に自明のことである。したがって、本発明は、その広い態様において、特定の詳細な内容、典型的な装置、方法、図示して説明した例示的な実施例に限定されない。そのため、出願人の一般的な発明概念の思想または範囲から逸脱することなく、そのような詳細な内容からずれても良い。また、その詳細な内容に対しては以下の請求項によって規定される本発明の範囲または思想から逸脱することなく改良及び／又は変更を行なっても良いことは言うまでもない。

図１は初期鋳造形態における本発明の典型的な実施形態に係るスプリットリングの概略側面図である。 図２は期鋳造形態における本発明の典型的な実施形態に係るスプリットリングの概略端面図である。 図３はウェブ部に沿って折り返されて端部同士が接続された図１および図２のスプリットリングの概略斜視図である。 図４は図３の概略端面図である。 図５は図４のＤ−Ｄ線に沿う概略断面図である。 図６は締まり嵌めの形態を成す典型的な保持手段を示す図５の領域Ｅの概略拡大図である。 図７は典型的な実施形態に係るオーバーボディの概略斜視図である。 図８は図７のオーバーボディの接合端部の概略図である。 図９は導波管に取り付けられた典型的な実施形態の概略断面図である。 図１０は締まり嵌めの形態を成す典型的な保持手段を示す図９の領域Ｃの概略拡大図である。 図１１は典型的な実施形態に係る導波管シールの概略斜視図である。 図１２は図１１の導波管シールの概略端面図である。 図１３は導波管に取り付けられた第１の他の実施形態の概略断面図である。 図１４は導波管に取り付けられた第２の他の実施形態の概略断面図である。 図１５は図１４の領域Ｊの概略拡大図である。 図１６は初期鋳造形態における本発明の第２の他の実施形態に係るスプリットリングの概略側面図である。 図１７は図１６の領域Ｋの概略拡大図である。 図１８はウェブ部に沿って折り返されて端部同士が接続された図１６のスプリットリングの概略斜視図である。 図１９は本発明の第２の他の実施形態に係るオーバーボディの接合端部の概略図である。

符号の説明

１０ スプリットリング
１２ 第１の半体
１４ 第２の半体
１６ ウェブ部
１８ 内面
２０ 導波管
２２ 保持手段
２４ スプリットリング端部
２６ ソケット
２８ ピン
３０ オーバーボディ
３２ ボア
３４ 接合端部
３６ ショルダー
３８ アライメント突起
４０ 導波管側
４２ アライメント穴
４４ 導波管シール
４６ 内面
４８ 接合部材
５０ 締結具
５２ 接合穴
５４ シールショルダー
５６ シール
５７ ネジ穴
５８ 外側スナップ突起
６０ スナップ溝

Claims (21)

1. 導波管のための導波管接合体であって、
   ウェブ部により結合される第１の半体および第２の半体を有し、前記第１の半体および第２の半体が、導波管の外面と係合するように形成された内面を有するとともに、導波管の外面の周囲で前記ウェブ部に沿って互いの方に向けて折り返すことができるスプリットリングと、
   導波管を受けるように寸法付けられたボアを有し、このボアが、導波管の外面の周囲で折り返される前記スプリットリングを受けるように寸法付けられたショルダーを接合端部に有しているオーバーボディと、
   を備える、導波管接合体。
2. 前記スプリットリングは、当該スプリットリングの導波管側にある少なくとも１つのアライメント突起と前記ショルダーの少なくとも１つのアライメント穴との間の相互接続によって前記ショルダーに保持される、請求項１に記載の導波管接合体。
3. 少なくとも１つの前記アライメント突起と少なくとも１つの前記アライメント穴との間の相互接続が締まり嵌めによって成される、請求項２に記載の導波管接合体。
4. 前記スプリットリングは、当該スプリットリングの外周面から突出する外側スナップ突起を有し、前記外側スナップ突起が前記ショルダーのスナップ溝内に入り込む寸法を有することによりスプリットリングがショルダーに保持される、請求項１に記載の導波管接合体。
5. 前記ショルダーおよび前記スプリットリングは、スプリットリングの非円形の外周面により回転方向で互いにロックされる、請求項１に記載の導波管接合体。
6. 前記スプリットリングは、当該スプリットリングを貫通し且つ前記オーバーボディのネジ穴に入り込む少なくとも１つの締結具により前記ショルダーで保持される、請求項１に記載の導波管接合体。
7. 前記スプリットリングと一体の保持手段を更に含む、請求項１に記載の導波管接合体。
8. 前記第１の半体の端部および前記第２の半体の端部に保持手段を更に含む、請求項１に記載の導波管接合体。
9. 前記ウェブ部に沿う前記スプリットリングの折り返し時に互いに締まり嵌め状態で係合する前記第１の半体のソケットおよび前記第２の半体のピンを更に含む、請求項１に記載の導波管接合体。
10. 前記内面が導波管の螺旋波形部と係合する、請求項１に記載の導波管接合体。
11. 導波管の外面と係合するように寸法付けられた導波管シール内面を有する導波管シールを更に含み、前記導波管シールは、導波管の外面の周囲で、前記オーバーボディと前記スプリットリングとの間に位置される、請求項１に記載の導波管接合体。
12. 接合シールショルダーを前記ショルダーの接合端部に更に含んでいる、請求項１に記載の導波管接合体。
13. 導波管接合体を製造するための方法において、
    ウェブ部により結合される第１の半体および第２の半体を有するスプリットリングを形成するステップであって、前記第１の半体および第２の半体が、導波管の外面と係合するように形成された内面を有するとともに、導波管の外面の周囲で前記ウェブ部に沿って互いの方に向けて折り返すことができるステップと、
    その内部に導波管を挿通した状態で受けるように寸法付けられたボアを有するオーバーボディを形成するステップであって、前記ボアが、前記スプリットリングを受けるように寸法付けられたショルダーを接合端部に有しているステップと、
    を含む方法。
14. 前記スプリットリングは、張り出し縁部を有さない予め折り返された形態で形成されている、請求項１３に記載の方法。
15. 前記スプリットリングは、ダイカスト、射出成形、チキソトロープメタルモールディングのうちの１つによって形成される、請求項１３に記載の方法。
16. 前記スプリットリングが高分子材料である、請求項１３に記載の方法。
17. 前記スプリットリングには、前記ショルダーに形成された少なくとも１つのアライメント穴に入り込むように寸法付けられた少なくとも１つのアライメント突起が形成されている、請求項１３に記載の方法。
18. 前記スプリットリングと一体に保持手段が形成されている、請求項１３に記載の方法。
19. 前記ウェブ部に沿う前記スプリットリングの折り返し時に互いに係合する前記第１の半体のソケットおよび前記第２の半体のピンを形成することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
20. 前記スプリットリングには、前記ショルダーに形成されたスナップ溝内に入り込むように寸法付けられた外側スナップ突起が形成されている、請求項１３に記載の方法。
21. 導波管のための導波管接合体であって、
    ウェブ部により結合される第１の半体および第２の半体を有し、前記第１の半体および第２の半体が、導波管の外面と係合するように形成された内面を有するとともに、導波管の外面の周囲で前記ウェブ部に沿って互いの方に向けて折り返すことができるスプリットリングと、
    前記ウェブ部に沿う前記スプリットリングの折り返し時に互いに締まり嵌め状態で係合する前記第１の半体のソケットおよび前記第２の半体のピンと、
    導波管を受けるように寸法付けられたボアを有し、このボアが、前記スプリットリングを受けるように寸法付けられたショルダーを接合端部に有しているオーバーボディと、
    を備え、
    前記スプリットリングは、前記ショルダーの少なくとも１つのアライメント穴に入り込むように寸法付けられた少なくとも１つのアライメント突起を有している、導波管接合体。

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