JP5244198B2 - 機械的嵌合サイクル制限を有する電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は一般に、電気コネクタに関する。より具体的には、本発明は、所定の嵌合サイクル数の後にコネクタを操作不可能にする機械的嵌合サイクルリミッタを有する電気コネクタに関する。

外科的処置または他の健康もしくは医療関連用途において使用される電気機器等の電気機器の使用数を制限するための現在の方法は、不遵守に対するペナルティーが科せられる規制措置に頼っていた。例えば、医療機器は、有効性、滅菌性を理由として使用回数を制限することが必要とされることがあり、また、二次汚染を制限することが必要とされることがある。しかし、これらの医療機器が高コストであり且つその入手可能性が限られているので、そのような自主規制は困難であることがある。

機器を使用してよい回数を制限するために、関連するソフトウェアを有する電気回路を使用してよい。しかし、この種の制御を用いるシステムおよび方法は費用を要し、改造が困難であり、かつ滅菌工程に曝すことによる不具合を受ける。

更に、機器と、使用のために機器に接続されるパネルまたはレセプタクルとの接触面（または界面）に組み込まれ得る機械的リミッタ機器が提示されてきた。しかし、これらの機械的リミッタは、改ざん又は排除されてしまうことがある。

従って、医療機器等の機器の使用数を制限するシステムおよび方法であって、安価であり、信頼性があり、かつ無効にし難いシステムおよび方法が必要である。

本発明の一の態様において、レセプタクルアセンブリに対する電気接続を提供する電気コネクタが開示され、その電気コネクタは、プラグハウジング、プラグハウジングの内部に配置されたコンタクト、外部ランプ（または傾斜）が内部に配置された中間ピースを有し、その中間ピースはプラグハウジングに堅固に取り付けられている。コネクタは、プランジャー要素、回転要素、並びに堅固に組み立てられたプラグハウジングおよび中間ピースの内部に配置されたスプリングも有する。プラグハウジングは、差し込み部、シェル、およびプラグハウジングの内部に配置された内部ランプを有する。嵌合（または結合）サイクルの間の回転要素の更なる回転が禁止されて、それによって電気コネクタのレセプタクルアセンブリへの嵌合が妨げられて電気コネクタが操作不可能になるまで、電気コネクタをレセプタクルアセンブリに嵌め合わせる（または結合する）とき、およびレセプタクルアセンブリから取り外すときに、回転要素が所定の嵌合サイクル数の間、電気コネクタの内部で回転するように構成されている。

本発明のもう１つの態様において、所定の嵌合サイクル数の後に電気コネクタを操作不可能にする方法が開示され、その方法は、プラグハウジング、プラグハウジングの内部に配置されたコンタクト、外部ランプが内部に配置された中間ピースを有する電気コネクタを提供することを含み、その中間ピースはプラグハウジングに堅固に取り付けられている。プラグハウジングは、差し込み部、シェル、およびプラグハウジングの内部に配置された内部ランプを有する。コネクタは、プランジャー要素、回転要素、並びに堅固に組み立てられたプラグハウジングおよび中間ピースの内部に配置されたスプリングも有する。嵌合サイクルの間の回転要素の更なる回転が禁止されて、それによって電気コネクタのレセプタクルアセンブリへの嵌合が妨げられて電気コネクタが操作不可能になるまで、所定の嵌合サイクル数の間、電気コネクタをレセプタクルアセンブリに嵌め合わせる操作またはレセプタクルアセンブリから取り外す操作によって、コネクタ内の回転要素を回転させる。

本発明の方法およびシステムの更なる特徴を本明細書において開示する。上述の特徴、ならびに本発明の他の特徴および利点は、下記の詳細な説明および図面から、当業者に認識および理解されるであろう。

図１は、嵌め合わされていない例示的レセプタクルアセンブリを有する、本発明の例示的電気コネクタを示す。 図２は、レセプタクルアセンブリを有する図１の例示的電気コネクタの分解図を示す。 図３は、図１のレセプタクルアセンブリの正面斜視図を示す。 図４は、図１の例示的電気コネクタの正面斜視図を示す。 図５は、本発明の一の態様のプラグハウジングの後面斜視図を示す。 図６は、本発明の一の態様の中間ピースの正面斜視図を示す。 図７は、図１の線８−８に沿って得られる例示的電気コネクタおよびレセプタクルアセンブリの断面図を示す。 図８は、図１の線８−８に沿って得られる、嵌め合わされた後の例示的電気コネクタおよびレセプタクルアセンブリの断面図を示す。 図９は、本発明の一の態様の回転要素の上面斜視図を示す。 図１０は、図１の例示的コネクタの部分切り取り図を示す。 図１１は、本発明の電気コネクタの別の態様を示す。

可能な限り、同じ又は同様の部品を指すのに同じ参照番号を図面全体にわたって使用する。

ここで、本発明の好ましい態様を示す添付の図面を参照して本発明を以下により十分に説明する。しかし、本発明は、多数の異なる形態で具体化されてよく、本明細書に記載の態様に限定されると理解されるべきでなく、むしろ、これらの態様は、この開示事項が詳細かつ完全であり、かつ本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。

図１および２を参照して、ケーブル１４のワイヤ１２を端末接続（または終端）してレセプタクルアセンブリ１６に対する電気接続を提供する使用制限コネクタ１０の例示的態様を開示する。コネクタ１０は、プラグハウジング１８、中間ピース２０および回転クランプ１７を有する。

図２に示すように、コネクタ１０は、プランジャー要素２４、回転要素３０およびスプリング３２等の弾性デバイスを更に有する。プランジャー要素２４はプランジャーリング２６を有し、プランジャーリング２６は、そのプランジャーリング２６から延びているプランジャーアーム２８を有する。

中間ピース２０は、位置合わせ（または整列）部４２および中間ピースシェル４４を有する。位置合わせ部４２は、突起部４６（位置合わせ部４２の反対側において突起部４６は存在するが図示されていない）を有する。中間ピース２０は、中間ピースシェル４４から延びているケーブル保持フィンガー４７を更に有し、ケーブル保持フィンガー４７は、回転クランプ１７と接続して、ケーブル１４に張力緩和を提供する。中間ピース２０は、回転クランプ１７と係合するための溝５０および保持リング５１を更に有し、それによって回転クランプ１７が中間ピース２０に堅固に取り付けられる。

図１および２を再び参照すると、プラグハウジング１８は差し込み部３４およびシェル３６を有する。差し込み部３４は、レセプタクルアセンブリ１６に対するコネクタ１０の位置決め及び保持を各々行うための、ガイド突起部３８および適合スプリングアーム４０（差し込み部３４の反対側において適合スプリングアームは存在するが図示されていない）を有する。別法として、差し込み部３４は、当業者に理解されるように、コネクタ１０をレセプタクルアセンブリ１６に導き且つ嵌め合わせるための、他の形状および配置のガイド突起部３８および適合スプリングアーム４０を有してよい。更に、この例示的態様における差し込み部３４は概して円筒形状を有するが、正方形、長方形および楕円形を含む他の形状を別の態様において用いてよく、しかしこれらの形状に限定されない。

図２で更に示すように、プラグハウジング１８は、凹部４８（プラグハウジング１８の反対側において凹部４８は存在するが図示されていない）も有し、凹部４８は、中間ピース２０の突起部４６を受容し、それによってプラグハウジング１８および中間ピース２０が堅固に組み立てられるように構成されている。本発明の別の態様において、プラグハウジング１８は、当業者に理解されるように、別の構造の突起部、タブ、凹部および窪みによって中間ピース２０に堅固に取り付けられてよい。

プラグハウジング１８はピンコンタクト５２も有し、ピンコンタクト５２はケーブル１４のワイヤ１２を端末接続する。ピンコンタクト５２は、レセプタクルアセンブリ１６の内部に配置された対応するソケットコンタクト（図３に示す３１２）と嵌合するように構成される。ワイヤ１２およびピンコンタクト５２の数は、コネクタ１０の寸法および用途に応じて様々であってよい。本発明の別の態様において、ピンコンタクト５２およびソケットコンタクト（図３に示す３１２）は各々、レセプタクルアセンブリ１６およびプラグハウジング１８において逆に配置してよい。また、プラグハウジング１８およびレセプタクルアセンブリ１６は、ブレードおよびビーム、スプリングピンおよびパッド、カードエッジ等を含む他の電気的接触方法を使用し得るが、これらに限定されない。

回転クランプ１７およびケーブル保持フィンガー４７は、ケーブル１４に対する張力緩和を提供して、ワイヤ１２が故意でなくコネクタ１０から外れる（または切れる）のを防止する。回転クランプ１７は、回転クランプ１７が中間ピース２０に堅固に取り付けられるときにケーブル保持フィンガー４７に圧縮力を与えるように構成され、圧縮力は、ケーブル１４の周りでケーブル保持フィンガー４７を圧迫する。ケーブルクランプ１７および中間ピース２０は、２００８年２月７日に提出された米国特許出願第１２／０２７３３９号において更に開示されており、この出願は、その全体を引用することによって本明細書に組み込まれる。本発明の別の態様において、キャップおよびフェルール、ワイヤタイ、ならびにスプリット締め付けハウジングを含むがこれらに限定されない別の張力緩和デバイスを回転クランプ１７の代わりに使用してよく、それと共に、当業者に理解されるように、別の張力緩和デバイスを容認するために中間ピース２０に変形を施してよい。

レセプタクルアセンブリへ１６の正面図を図３に示す。図３において理解できるように、レセプタクルアセンブリ１６は、差し込み部３４（図１および２）を収容するように構成された内部空間３０５を有する。内部空間３０５は、内部円筒面３０７によって少なくとも部分的に規定されている。ソケットコンタクト３１２が入っているコンタクトハウジング３１０が内部空間３０５の内部に配置される。内部円筒面３０７は、対応するガイド突起部３８（図１および２）を受容するように構成されているガイドスロット３１４と、対応する適合スプリングアーム４０（図１および２）を収容するように構成されたアーム収容スロット３１６とを有する。当業者に理解されるように、別の態様において、内部空間３０５、ガイドスロット３１４およびアーム収容スロット３１６の形状および配置は、コネクタ１０（図１および２）の対応する嵌合要素の形状および配置に合致するように様々であってよい。

コネクタ１０の正面図を図４に示す。図４において理解できるように、プラグハウジング１８の差し込み部３４は、差し込み部内部円筒面４１０を有する。示されるように、コネクタ１０がレセプタクルアセンブリ１６（図１および２）に嵌め合わされていない場合、プランジャーアーム２８は差し込み部３４の差し込み部内部円筒面４１０に沿って延びている。ピンコンタクト５２は、レセプタクルアセンブリ１６の対応するソケットコンタクト３１２（図３）と嵌合するように、差し込み部３４内に配置および構成される。

ピンコンタクト５２を取り除いたプラグハウジング１８の背面図を図５に示す。図５において理解できるように、プラグハウジング１８は、シェル３６の内部に配置された後方内部円筒面５１０を更に有し、後方内部円筒面５１０は、その周の周りに半径方向に（または放射状に）配置された内部ランプ５１２を有する。図５において理解できるように、プラグハウジング１８は、その内部に配置された円筒型コンタクトハウジング５１４を更に有する。円筒型コンタクトハウジング５１４は、ピンコンタクト５２（図４）を収容するための孔５１６を有する。プラグハウジング１８は、円筒型コンタクトハウジング５１４の周りに少なくとも部分的に配置された後部壁５１８も有する。プラグハウジング１８は、プランジャー要素２４のプランジャーアーム２８（図２）を収容するためのプランジャースロット５３０を更に有する。プランジャースロット５３０および円筒型コンタクトハウジング５１４は、プランジャー要素２４を収容するように構成され、その結果、プランジャーリング２６を、円筒型コンタクトハウジング５１４を通して挿入し、後部壁５１８までスライドさせることができる。

中間ピース２０の正面図を図６に示す。図６において理解できるように、中間ピース２０は中間ピース内部円筒面６１０を有する。中間ピース内部円筒面６１０は、その周の周りに半径方向に（または放射状に）配置された外部ランプ６１２を有する。中間ピース２０は内部後方壁７１０を更に有する（図７を参照のこと）。

図１において嵌め合わされていない状態で示されたコネクタ１０およびセレプタクルアセンブリ１６の、図１の線８−８に沿って得られる断面図を図７に示す。図７において理解できるように、中間ピース２０の内部後方壁７１０に対向して一端に配置されたスプリング３２が、プランジャー要素２４のプランジャーリング２６に回転要素３０を押圧する。プランジャーリング２６は、プラグハウジング１８の後部壁５１８に、嵌め合わされていない休止位置（ｒｅｓｔｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）となるように押圧される。図７において更に理解できるように、プランジャー要素２４は、プランジャーアーム２８の一端に配置されたプランジャー押下面７１５を更に有する。

図１のコネクタ１０およびレセプタクルアセンブリ１６の嵌合後の断面図を図８に示す。図８において理解できるように、レセプタクルアセンブリ１６の円筒型コンタクトハウジング３１０は、プランジャー押下面７１５と接触し、プラグハウジング１８の後部壁５１８から離れる方向にプランジャーリング２６を押圧し、それによって回転要素３０が押圧され、中間ピース２０の内部後方壁７１０に向かってスプリング３２が押圧される。

図９および１０によって説明されるように、回転要素３０の更なる回転が禁止されてコネクタ１０が嵌合不可能になり、それによって操作不可能になるまで、コネクタ１０とレセプタクルアセンブリ１６とを嵌め合わせる操作および取り外す操作によって、回転要素３０が所定の嵌合サイクル数まで回転する。図９において理解できるように、回転要素３０は、上面９０５および外部円筒面９１０を有する。外部円筒面９１０は、その上に上面９０５に隣接して配置された駆動突起９１５を有する。この例示的態様において、外部円筒面９１０は、その周の周りで半径方向に（または放射状に）均等に配置された３つの駆動突起９１５を有するが、別の態様において、駆動突起の数は１つ、２つ、または３つより多くてよい。外部円筒面９１０は、その中に配置された凹部９２０も有し、この凹部９２０もまた、上面９０５に隣接している。

図１０は、図１および７において示すようにコネクタが嵌め合わされていない位置にあるときの、コネクタ１０の内部の回転要素３０の位置を示す。プラグハウジング１８および中間ピース２０の内部ランプ５１２および外部ランプ６１２の各々の相対的位置を示すために、プラグハウジング１８および中間ピース２０の一部が切除されている。図１０において理解できるように、内部ランプ５１２は斜縁（ｂｅｖｅｌｅｄ ｅｄｇｅ）１００５を有し、内部ランプ５１２は内部ギャップ１０１０によって互いに隔てられている。図１０において更に理解できるように、外部ランプ６１２は斜縁１０２０を有し、外部ランプ６１２は外部ギャップ１０２５によって互いに隔てられている。更に、外部ランプ６１２の間に停止面１０３０が配置される。

図１０において理解できるように、回転要素３０は、スプリング３２によってプランジャーリング２６に押圧される。コネクタ１０をレセプタクルアセンブリ１６に嵌め合わせる場合、プランジャーリング２６は上述のように回転要素３０に向かって押圧され、スプリング３２は圧縮され、そして駆動突起９１５は外部ランプ６１２に向かって押圧される。駆動突起９１５は外部ランプ６１２の斜縁１０２０に接触し、それによって回転要素３０が回転させられる。回転要素３０は、外部ランプ６１２に向かって更に押圧され、駆動突起９１５は、コネクタ１０とレセプタクルアセンブリ１６とが嵌め合わされるまで、外部ギャップ１０２５に受容される。

コネクタ１０とレセプタクルアセンブリ１６とが嵌め合わされていない場合、回転要素３０は、スプリング３２によってプランジャーリング２６に向かって押圧され、駆動突起９１５は内部ランプ５１２に向かって押圧される。駆動突起９１５は内部ランプ５１２の斜縁１００５と接触し、それによって回転要素３０が回転させられる。回転要素３０は内部ランプ５１２に向かって更に押圧され、駆動突起９１５は、コネクタ１０とレセプタクルアセンブリ１６とが取り外されるまで、内部ギャップ１０１０に受容される。

上述のようにコネクタ１０をレセプタクルアセンブリ１６に嵌め合わせること、およびレセプタクルアセンブリ１６から取り外すことによって、回転要素３０は、コネクタ１０をレセプタクルアセンブリ１６に嵌め合わせようとする間に駆動突起９１５が停止面１０３０に接触するまで、コネクタ１０の内部で回転させられる。これが起こると、回転要素３０を外部ランプ６１２に向かって更に押圧することが禁止され、このことによって、プランジャー要素２４（図７および８）を回転要素３０に向かって更に押圧することが禁止され、従って、コネクタ１０とレセプタクルアセンブリ１６との嵌合が禁止される。コネクタ１０が操作不可能になる前の嵌合サイクル数は、内部および外部ランプ５１２、６１２、ならびに停止面１０３０の数に対して駆動突起９１５の数および位置を選択することによって予め規定可能である。当業者に理解されるように、嵌合サイクル数は、プラグハウジング１８に対する回転要素３０の取り付け方向によっても予め規定可能である。

図１１に示すように、プラグハウジング１８は、コネクタ１０の内部の特定の駆動突起９１５の位置を見て、コネクタ１０が行った嵌合サイクル数の視覚的指示または表示を提供するため、およびコネクタ１０が操作不可能になる前に未だ利用可能な嵌合サイクル数を表示するために、対応する参照番号１１２０を有するオプションの開口部１１１０を備えてよい。参照番号１１２０は、示されるように、プラグハウジング１８の一体的部分であり得、または別の態様において、インクでマーキングされ得、ラベルとして適用され得、または当該技術分野で知られているような他の方法で提供される。更に、図１１に示すように、中間ピース２０は、ピンまたは他の同様のツールが回転要素３０の内部の凹部９２０とアクセス可能であるように配置および構成された穴１０３０を備えてよく、それによって、試験目的のための嵌合サイクルの間、回転要素３０の動きが制限される。

好ましい態様を参照して本発明を説明したが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行ってよく、本発明の要素に対して均等物で置き換えてよいことを理解するだろう。更に、本発明の本質的範囲から逸脱することなく特定の条件または材料を本発明の教示事項に適合するために、多数の変形を行ってよい。従って、本発明が、本発明を実施するために考慮されたベストモードとして開示された特定の態様に限定されず、本発明が添付の特許請求の範囲に入る全ての態様を包含することが意図される。

Claims (7)

1. レセプタクルアセンブリに対する電気接続を提供するための、機械的嵌合サイクル制限を有する電気コネクタであって、
   差し込み部、シェル、および内部に配置された内部ランプを有するプラグハウジング；
   プラグハウジング内に配置されたコンタクト；
   内部に配置された外部ランプを有する中間ピースであって、プラグハウジングに堅固に取り付けられている、中間ピース；ならびに
   プランジャー要素、回転要素、および堅固に組み立てられた中間ピースおよびプラグハウジング内に配置されたスプリング；
   を含み、嵌合サイクルの間の回転要素の更なる回転が禁止されて、それによって電気コネクタが操作不可能になるまで、電気コネクタをレセプタクルアセンブリに嵌め合わせるとき、およびレセプタクルアセンブリから取り外すときに、回転要素が所定の嵌合サイクル数の間、電気コネクタの内部で回転するように構成されている、電気コネクタ。
2. 電気コネクタをレセプタクルアセンブリに嵌め合わせるときに、回転要素が、プランジャーによって外部ランプに向かって押圧される、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 電気コネクタをレセプタクルアセンブリから取り外すときに、回転要素が、スプリングによって内部ランプに向かって押圧される、請求項１に記載の電気コネクタ。
4. プランジャーを回転要素に向かって押圧することを禁止するために、電気コネクタをレセプタクルアセンブリに嵌め合わせる際に、回転要素の表面に配置された駆動突起に接触する停止面が内部ランプの中に配置され、その結果、所定の嵌合サイクル数の後に、電気コネクタをレセプタクルアセンブルに嵌め合わせることが禁止される、請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 電気コネクタが行った嵌合サイクル数を表示する視覚的表示器を電気コネクタにおいて更に有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 嵌合サイクルの間に回転要素が電気コネクタの内部で回転するのを妨げるために、回転要素と係合するツールに対するアクセスを提供するように構成された穴をコネクタにおいて更に有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 張力緩和デバイスを更に有する、請求項１に記載の電気コネクタ。

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