JP4610609B2 - 高圧コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ソケット又は接合コネクタハーフへの挿入に対するラバーコーンを有するプラグを有する、高圧コネクタに係る。この種類のコネクタは、ラバーコーンプラグ装置とも称され、特にはＸ線ジェネレータを比較的高いグリッド及び／又は集束電圧を有して作動する高圧ジェネレータに接続するよう使用される。

基本的に、３つの異なる高圧コネクタ又は高圧コネクタ装置の間の区別がなされる。これらは、第１にＯ３及びＯ４装置として既知である。該Ｏ３装置及びＯ４装置において、絶縁油、絶縁グリース、又はシリコンディスク等の柔らかい絶縁ディスクは、高グリッド電圧を絶縁するよう接続ピン（ｃｏｎｔａｃｔ ｐｉｎ）間で使用される。

しかしながら、これらの装置の不利点は、ピンが比較的互いに近く置かれて放電開始がより高いピンの電圧において生じ得るため、これらの装置は、約４ｋＶのピンの間で公称グリッド電圧に対して使用され得るのみである、ことである。

構造が比較的単純であり且つ比較的小さい寸法に製造され得るラバーコーンプラグ装置もまた、既知である。これらの装置において、高圧に対する絶縁は、スロット構造を用いて漏れ経路の長さを増大させることよって得られる。このため、接合コネクタハーフ上の直線的なリッジは、例えば、プラグのラバーコーンの先端において直線的な溝へと取り込まれる。

しかしながら、これらの装置の重大な問題は、温度サイクル及びそれに関連される特にはラバーコーンの拡張を、高圧に対するプラグ装置の絶縁がそれらによって損なわれないように制御する、ことにある。また、漏れ経路に沿って空気があるため、非常に高い電圧において表面に沿って発生する放電のリスク、及び、空気によって与えられる絶縁を介して行われる表面のフラッシュオーバーのリスクがある。

最後に、フラットコネクタ装置として既知である装置は、Ｏ４装置と基本的に同一の不利点を有する。高いピン電圧に対して適切であるこれらのフラットコネクタに対して、ピンは、比較的遠く離れて置かれなければならない。これは、コネクタの寸法が比較的大きくなることを意味し、また、中にインストールされるべきコネクタに対する高圧ジェネレータ及びＸ線生成器において与えられるよう対応する大きな空間を求める。

したがって本発明は、高圧に対する絶縁が長い期間にわたって信頼性高く保持される、冒頭において特定された種類の高圧コネクタを与える、ことを目的とする。

本発明の意図は、特には、冒頭において特定された種類の高圧コネクタを与えることである。該コネクタは、例えば約３０ｋＶまでの範囲における比較的高いグリッド電圧及び／又は集束電圧に対しても製造され得る。該電圧は、適切には約１６０ｋＶである高い電圧上に重ねられる。

最後に、本発明の意図は、比較的単純に構成され得、且つ安価に製造され得る冒頭において特定された種類の高圧コネクタを与えることでもある。

この目的は、高圧コネクタによって請求項１に従って達成される。該コネクタは、接合コネクタハーフにおける挿入に対するラバーコーンを有するプラグを有し、ラバーコーンは、第１の部分、及び、接合コネクタハーフ上で夫々の接続ピンと接触する夫々のメス接点を有する少なくとも２つの第２のコーン部分を有する。第２のコーン部は、接合コネクタ上に配置されたリッジが高圧に対して絶縁されたぴったりとはまる（タイトフィットする）接合部を形成するよう内部へと延在するラバーコーンにおいて、溝付き凹部によって互いに対して離される。

この解決法の特定の利点は、例えば、複数の比較的高いグリッド又は集束電圧に対する単極高圧は、高圧に対するコネクタの絶縁から損なわれることなくプラグインコネクタによって行われ得る、ことである。

この解決法の更なる利点は、高圧に対する絶縁は、接続される機器の要素の可変の作動温度により、大幅な熱変動を有する多数の温度サイクルによっても低減されない、という事実にある。

最後に、高圧コネクタはまた、非常に小さい形状において製造され得る。

従属請求項は、本発明の有利な実施例に関わる。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照して明らかに且つ説明される。

本発明は、高圧コネクタの１実施例を参照して以下に説明される。該コネクタは、約２００ｋＶまでの単極高圧、及びこの電位（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）上では約３０ｋＶまでの２つのグリッド又は集束電圧を運ぶこと、又は言い換えると絶縁することができる。

高圧コネクタは、基本的に、プラグ１０及びソケット又は接合コネクタハーフ２０を有する。高圧ケーブル１１の端部は、プラグ１０に対して接続され、ソケット２０は、例えば高圧ジェネレータ又はＸ線ジェネレータ等の高圧装置の筐体３０において通常のように取り付けられる。

プラグ１０は、ソケット２０に挿入されて、例えばバイオネットロック又はねじ込みクロージャである締付け手段１２によってソケット２０に対してロックされる。

プラグ１０の基本部分は、ラバーコーン１３１；１３２，１３３であり、第１のコーン部１３１、及び、第１のコーン部１３１の先端における少なくとも２つの第２のコーン部１３２，１３３を有する。

タイトフィットする（ぴったりとはまる）接合部１４として既知であるものは、ラバーコーン１３１；１３２，１３３とソケット２０との間に置かれ、高圧に対するその絶縁に対して、ラバーコーン１３１；１３２，１３３とソケット２０との間に高い印加力があることが最も重要である。

第１の拡張空間２２は、プラグ１９の下端部におけるコーンの先端１５（すなわちコーン部１３２，１３３の下端部）とソケット２０の底部２０の間にある。該空間は、接続された構成部品によって実際的な作動温度まで加熱される際にラバーコーン１３１；１３２，１３３の軸方向の熱的拡張に対して十分な空間を与えるよう、少なくとも十分に深い。

最も単純な場合、第１の拡張空間２２は、空気で充填される。しかしながら、該空間は、ニトロゲン等の何らかの他の気体を同等に十分有し得、所望の場合は真空にされ得る。第１の拡張空間２２はまた、熱的に拡張するため、ラバーコーンによって圧縮され得る物質で充填され得る。この種類の物質は、例えば適切なソフトラバー又は気体封入体を有するシリコンである。

２つのメス接点１６，１７は、コーンの先端１５において組み込まれ、高圧に対する接点としての役割を果たし、それらの間に溝１８が組み込まれる。溝１８の壁は、望ましくは互いに対して平行であるか、実質的に円錐形状において互いに対して延在する。（図１中、図面の平面に対して垂直である方向における）溝の幅は、ラバーコーンの全直径を覆う。各ボア１６；１７に対して、この溝は、個別の第２のコーン部分１３２，１３３の境界線を形成する。

プラグ１０が接合コネクタハーフ２０において挿入される際、メス接点１６，１７へと夫々対応する接続ピン２３，２４は延在し、該ピンは絶縁された接続のもとで接合コネクタハーフ２０を介して延在し、また、溝１８へと接合コネクタハーフ２０上に形成された対応するリッジ２５は延在する。

このリッジ２５は、溝１８と実質的に同一の幅を有する。即ち、該リッジは、ラバーコーンの全直径にわたって溝１８において延在する。

図１中に示す通り、リッジ２５は、この場合は実質的な円錐形状においてその長さ方向においてテイパする。このようにして、プラグ１０が接合コネクタハーフ２０において挿入される際、対応して高い印加圧力はリッジ２５と溝１８の壁との間で発生すること、並びに、第２のコーン部１３２，１３３もまた、タイトフィットする接合部によって封入されること、が達成される。高圧に対する高い絶縁は、このようにして、接続ピン２３，２４間及びメス接点１６，１７間で達成される。

同時に、リッジ２５はまた、第２のコーン部１３２，１３３と、それらに対する接合コネクタハーフ２０の内壁の領域との間で印加される圧力を増加させる助けをする。

この構造の代わりに、図１中に示されるものの端面において下方から見ると、４つの第１のメス接点は、コーンの先端部において同様に十分組み込まれ得、溝とともに、接続ピンに対応するよう四角形の隅部において実質的に配置される。該スロットは、この場合は十字型であり、メス接点の間で、メス接点を各々有する４つの第２のコーン部を作るようにする。

図１中に示される実施例において、第１の接続ピン２３は、例えば、高圧に対する接点として使用され得、第２の接続ピン２４は、高圧上に重ねられるグリッド又は集束電圧に対する接点として使用され得る。安全性の高い接点が作られるよう保証するために、メス接点１６，１７は、既知の接触面を備えられるか、あるいは既知の手法において被覆される。メス接点に対して接続されるコンダクタは、図示されないが、ラバーコーン１３１；１３２，１３３を通る。

ラバーコーンにおける溝１８の深さ及びリッジ２５の長さは、コーンの先端部１５及び接合コネクタハーフ２０の底部２１との間に起きることと同様に、第２の拡張空間１９が残されるよう互いに対して調整される。この第２の拡張空間１９の寸法及び作動に関しては、第１の拡張空間２２に関して上述されたものと同様である。

図１中から明確である通り、第１のコーン部１３１が接合コネクタハーフ２０の内壁に対して適用される垂直線に対する第１の角度Ａは、第２のコーン部１３２，１３３が前出の内壁に対して適用される垂直線に対する第２の角度Ｂ（例えば約２°）より、大きい（例えば約６°である）。プラグ１０が接合コネクタハーフ２０へと押される際、これは、第２のコーン部１３２，１３３においてタイトフィットする接合部１４が、高圧を絶縁する第１のコーン部１３１におけるタイトフィットする接合部１３において印加される力を低減することから阻止し、また、高圧フラッシュオーバーのリスクがこのようにして発生することを阻止する。

しかしながら、適用する角度Ａ，Ｂのいずれもが同一の寸法を有して作られることは、可能である。

リッジ２５と溝１８の側壁との間の垂直線に対する適用の角度は、第２のコーン部１３２，１３３と、接合コネクタハーフ２０の内壁との間における適用の第２の角度に実質的に対応するか、あるいはそれより小さい。

このようにして、第１のコーン部１３１は、高圧（高圧コーン又は主要コーン）を絶縁するよう働き、第２のコーン部１３２，１３３は、グリッド及び／又は集束電圧（グリッドコーン）を絶縁する機能を実行する。

本発明に従った設計を有して達成されることは、同時に、第１のコーン部１３１と接合コネクタハーフ２０の内壁との間においてタイトフィットする接合部１４に対する高圧への優れた絶縁、及び、第２のコーン部１３２，１３３間（故に、メス接点１６，１７間、及び、接続（ｃｏｎｔａｃｔ）又は連結（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ）ピン２３，２４間）でのタイトフィットする接合部に対する高圧への優れた絶縁である。

本発明に従った高圧プラグインコネクタは、高度Ｘ線装置において、単極高電力Ｘ線管を使用する可能性を広げる。該Ｘ線管は、高圧レベル（例えば１６０ｋＶ単極）において作動し、複数の高いグリッド又は集束電圧（例えば１０ｋＶの２倍）を有する。そのため、該管は、温度においてより安定性があり且つ高圧に対して優れて絶縁される複数のグリッドコンダクタ又は加熱コンダクタを有するラバーコーンのプラグインコネクタを求める。

本発明に従った高圧コネクタの概略的断面図である。

Claims (10)

1. 接合コネクタハーフにおける挿入に対するラバーコーンを有するプラグを有する高圧コネクタであって、
   前記ラバーコーンは、第１の部分と、前記接合コネクタハーフ上で夫々の接続ピンと接触する夫々のメス接点を有する少なくとも２つの第２のコーン部分と、を有し、
   前記第２のコーン部は、前記接合コネクタ上に配置されたリッジが高圧に対して絶縁されるタイトフィットする接合部を形成するよう内部へと延在する前記ラバーコーンにおいて、溝付き凹部によって互いに対して離され、
   前記ラバーコーンの長手方向と前記第1のコーン部が前記接合コネクタに設けられる方向とがなす第1の角度が、前記ラバーコーンの長手方向と前記第2のコーン部が前記接合コネクタに設けられる方向とがなす第2の角度よりも大きい、
   高圧コネクタ。
2. 前記ラバーコーンと前記接合コネクタハーフとの間に高圧に対して絶縁されるタイトフィットする接合部が存在する、請求項１記載の高圧コネクタ。
3. 前記コネクタが内部挿入状態にある際、前記リッジは、円錐形でのテイパにおいて前記凹部へと延在する、
   請求項１記載の高圧コネクタ。
4. 前記のラバーコーンの長手方向と前記リッジが前記溝付き凹部に設けられる方向とがなす第３の角度は、前記第１の角度以下である、請求項３記載の高圧コネクタ。
5. 前記コネクタが前記内部挿入状態にある際、前記ラバーコーンが熱的に内部へと拡張し得る第１の拡張空間は、前記ラバーコーンの先端と前記接合コネクタハーフの底部との間に存在する、
   請求項１記載の高圧コネクタ。
6. 前記溝付き凹部の深さと前記リッジの長さは、前記コネクタが前記内部挿入状態にある際、前記ラバーコーンが熱的に内部へと拡張し得る第２の拡張空間が前記リッジの前記先端において存在するよう、互いに対して調整される、
   請求項１記載の高圧コネクタ。
7. 前記拡張空間は、前記ラバーコーンの熱的拡張によって圧縮され得る媒体で充填される、
   請求項５又は６記載の高圧コネクタ。
8. 前記媒体は、気体及び／又は気体封入体を有するシリコン物質である、
   請求項７記載の高圧コネクタ。
9. 特にはＸ線ジェネレータを高圧ジェネレータに接続する、高圧ケーブルであって、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の少なくとも１つの高圧コネクタを有する、
   高圧ケーブル。
10. Ｘ線ジェネレータと、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の高圧コネクタとを有する、
    Ｘ線装置。

Images