JP5431336B2 - 湿式連結コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、概して、水中などの厳しい環境において連結および分離され得るコネクタに関する。

不適切な、または厳しい環境において、電気的な、および光ファイバーのケーブルの連結を行うためのコネクタ、例えば海洋の非常に深いところにおいて、水中で繰り返し連結または分離され得る海中用のコネクタの数多くのタイプがある。これらのコネクタは、典型的には、プラグおよびレセプタクルユニット、またはコネクタ部品からなっており、各々は、ケーブルに、または、コネクタにより接合されて完成した回路を形成するよう意図されているその他の装置に取り付けられる。接合されるべき接点を周囲環境から完全に分離するため、これらのコネクタの片割れの一方または両方が、オイルで満たされた、圧力の平衡のとれたチャンバーの中に接点を収容する。

厳しい環境において連結可能な大抵の光ファイバーのコネクタの片割れのプラグおよびレセプタクルは、両方とも、オイルで満たされたチャンバーを有している。チャンバーは、典型的には、連結手順の早期の段階の間、向かい合わされる。次の連結段階において、１つまたは２つ以上の結合性の通路であって、外部環境から封止された通路が、連結コネクタの片割れのチャンバーの間に形成される。通路は、オイルで満たされた２つのチャンバーを接合し、単一の、結合されたオイル容積部を形成する。接点の接合における実際の結合は、共通のオイルチャンバーの中で発生する。そのようなコネクタにおける特許された例が、米国特許公報４，６８２，８４８、米国特許公報５，７３８，５３５、米国特許公報５，８３８，８５７、米国特許公報６，３１５，４６１および米国特許公報６，７３６，５４５において示されている。

米国特許公報４，６８２，８４８ 米国特許公報５，７３８，５３５ 米国特許公報５，８３８，８５７ 米国特許公報６，３１５，４６１ 米国特許公報６，７３６，５４５

そのような既存のコネクタのいくつかは、非常に良く機能する。しかしながら、その技術は比較的に新しく、また、改善の余地がまだ多くある。とりわけ、既存の製品は、複雑で、高価であり、また、それらの信頼性は完全ではない。

従って、必要とされているのは、複雑さ、性能および信頼性における改善を提供するとともに、上述のような従来の湿式のコネクタにおいて見つけられたこれらの重要な課題を低減または克服するシステムおよび方法である。

ここに記載されている形態は、新しい湿式連結のコネクタ、または厳しい環境でのコネクタを提供する。

１つの形態において、コネクタは、第１コネクタユニットおよび第２コネクタユニット、すなわちプラグユニットおよびレセプタクルユニットを有しており、各ユニットは、１つまたは２つ以上の接合されるべき接点エレメントを収容する、オイルまたはその他の液体で満たされた接点チャンバーを含んでいる。各オイルチャンバーは、外部環境に対して圧力の平衡がとれており、この圧力の平衡は、チャンバーの寸法を調整するフレキシブルなエレメントにより実施されており、その内容物の容積変化を補償する。コネクタユニットが連結されるとき、ユニットにおいて軸方向に対向するエラストマーの面シールアッセンブリがともに押圧され、プラグ−レセプタクル界面を完全に外部環境から封止する。連結手順が進むにつれて、エラストマーの面シールアッセンブリのエレメントが、いくつかは軸方向において動かされ、また、その他は軸方向および半径方向において動かされ、外部環境から封止されているオイルで満たされたチャンバーの間に開口部を形成する。

１つの形態において、両方のコネクタユニットの面シールアッセンブリは、３つのエレメントを備えている。１つのエレメントは、半径方向の外方に配置された、外側の環状のエラストマー（ゴム弾性）のシールからなっている。他の２つのエレメントは、コネクタの連結する端面から見た場合、完全に分離されたエラストマーのディスクのように見え、または、ほぼ半円の形状からなる２つのエラストマーのディスクの片割れであって、完全な環状の形状を形成するようともに半径方向に押圧されるエラストマーのディスクの片割れのように見える。結果として生じる内側シールは、中央の、環状の開口部を、外側の環状シールの前方の端部において埋める。従って、分離されているコネクタの片割れのそれぞれにおいて完成された封止面は、半径方向においてともに締め付けられた３つのエレメントを備えており、これによって、その連結面を完全に閉鎖する単一のユニットを形成する。

コネクタの片割れが連結されるとき、それらの対向するエラストマー面は、互いに向かって軸方向に押圧し、プラグ−レセプタクルの界面全体を外部環境から封止する。連結手順における次の段階は、ともに押圧され、分離された、ディスク形状の内側シールを見つける。当該内側シールは、環状外側シールから離れて、軸方向において内方にレセプタクルの中に動かされる。分離されたシールが内方に動くとき、それらは、レセプタクルの中において、より大きい直径の穴に入る。レセプタクルは、それらの分離した半円形状のディスクを、半径方向において外方に動かして互いに離れさせる。従って、連結されたコネクタユニットの軸方向センターラインに沿って配向された半円状ディスクの内面の間に開口パスを形成する。プラグおよびレセプタクルの片割れが連結されるとき、その活動が、２つのオイルチャンバーの間に開口通路を効果的に形成する。プラグおよびレセプタクルユニットの間の界面は、ともに押圧された環状の外側シールによって外部環境から封止されたままとなっている。

連結手順における次のステップにおいて、コネクタユニットのうちの一方からの、１つまたは２つ以上の接触プローブが、開口通路を効果的に通って他方のコネクタユニットの中に至る。ここで、それらは、１つまたは２つ以上のそれぞれの接点と接合し、これによって、１つまたは２つ以上の完成された回路を、共通の、圧力平衡のとられたオイルバスの内側に形成する。

コネクタの分離手順は、連結手順のちょうど反対となっている。分離の際、１つまたは２つ以上の接点プローブが、他方のコネクタユニットにおいて、１つまたは２つ以上のそれぞれの接点から分離し、それらから軸方向において離れ、そして、環状外側シールを通って、それぞれのコネクタユニットの本体の中へと退く。半円状のディスク形状のシールエレメントは、その時、完全な環状のディスクを形成するためにともに半径方向に移動し、そして、それらのそれぞれの環状外側シールの中央開口を埋めるために軸方向に移動する。その活動が、個々のプラグおよびレセプタクルの端面を効果的に封止し、一方、コネクタユニットの間のプラグ−レセプタクル界面は、まだともに押圧されている環状外側シールによって外部環境からまだ封止されたままとなっている。次に、プラグおよびレセプタクルユニットが分離し、環状外側シールをともに押圧していたスプリング力を取り除く。そして、個々に封止された２つのコネクタユニットが分離される。

図１Ａは、分離された状態で示されているコネクタの１つの形態における第１コネクタユニットすなわちプラグユニットを示す斜視図。 図１Ｂは、連結されていない状態で示されているレセプタクルユニットとともに、図１Ａのプラグユニットに取り外し可能に連結して係合するための第２コネクタユニットすなわちレセプタクルユニットを示す斜視図。 図２は、図１Ａの連結されていないプラグユニットの部分的な軸方向断面図。 図３は、連結されていない状態におけるプラグの内側シールアッセンブリを示す斜視図。 図４は、連結された状態におけるプラグの内側シールアッセンブリを示す斜視図。 図５は、プラグの環状の端部シールアッセンブリを示す斜視図。 図６は、プラグの接点アッセンブリを示す斜視図。 図７は、レセプタクルの接点アッセンブリを示す斜視図。 図８は、図１Ｂの連結されていないレセプタクルユニットの部分的な軸方向断面図。 図９は、連結されていないレセプタクルの内側シールアッセンブリを示す斜視図。 図１０は、連結されたレセプタクルの内側シールアッセンブリを示す斜視図。 図１１Ａは、レセプタクルの外側の環状の端部シールを示す正面斜視図。 図１１Ｂは、レセプタクルの外側の環状の端部シールを示す後面斜視図。 図１２は、連結されたコネクタの部分的な軸方向断面図。

本発明の詳細は、その構造および作動に関して、付随する図の研究により部分的に集められる。同一の参照符号は、同一の部分を示している。

ここに開示されているように、所定の形態が、ウェットな環境または水中、またはその他の厳しい状況において連結および分離され得るとともに、連結および分離された状況においてともに封止される接点チャンバーを有する、湿式連結または厳しい環境用のコネクタを提供する。開示された形態は、光ファイバーのコネクタに関するものであるが、光学的な接合は、電気的なコネクタを形成するための電気的な接合に置換されてもよく、または、その他の形態においてハイブリッドの電気−光コネクタを形成するための電気−光接合によって置換されてもよい。コネクタは、湿式の連結コネクタとして示されているが、“湿式の連結”という言葉は、全ての種類の厳しい状況において使用されるコネクタを含むよう解釈されるべきである。

この説明を読んだ後、当業者にとって、その他の形態およびその他の分野において本発明をどのように実施するかが明らかになるであろう。本発明の様々な形態がここで示されているが、しかしながら、これらの形態が、単に例としての態様で示されているものであり、限定としての態様で示されているものではないことが理解されるであろう。そのようにして、この様々なその他の形態の詳細な説明が、本発明の範囲または広さを制限するよう解釈されるべきではない。

図１乃至１２は、取り外し可能に連結する第１および第２コネクタユニットすなわちプラグおよびレセプタクルユニット２，１を備えた光コネクタを示している。図１Ａおよび１Ｂは、連結されていない、すなわち分離されている状態における、第１コネクタすなわちプラグユニット２および第２コネクタすなわちレセプタクルユニット１をそれぞれ示している。各コネクタユニットは、外側の硬質のシェル４，３を有しており、シェル４，３は、それぞれ末端のナット６，５を有している。レセプタクルユニット１における封止されたチャンバー６０，５８（図８参照）は、図７に示されているレセプタクル接点アッセンブリ５６における接点を囲んでいる。一方、プラグユニット２における封止されたチャンバー２２（図２参照）は、図６に示されているプラグ接点アッセンブリ２４における接点を囲んでいる。各接点チャンバーの外側すなわち前側の端部における開口部は、面シールアッセンブリによって封止されており、また、面シールアッセンブリにおける外側または露出した端部は、図１Ａおよび１Ｂにおいて可視可能となっている。プラグの面シールアッセンブリは、第１すなわちプラグ外側環状シール１０（図５参照）と、シールエレメント１３および１４（図３および４においてより詳細に示されている）を有する第１すなわちプラグ内側シールと、を備えている。レセプタクルの面シールアッセンブリは、第２すなわちレセプタクル外側環状シール９（図１１Ａおよび１１Ｂ参照）と、レセプタクルシールエレメント１１および１２（図９および１０においてより詳細に示されている）を有する第２すなわち内側シールと、を備えている。

プラグおよびレセプタクル、またはコネクタユニット２，１が、図１Ａ，１Ｂおよび８に示されているように連結されていないとき、内側のシールエレメントは、図２乃至１２に関連して以下でより詳細に説明されるように、内側のシールエレメントを、封止された、閉鎖された状況へ駆り立てる外側環状シールそれぞれの内側に配置されている。プラグおよびレセプタクルユニットが連結係合へ動かされるとき、レセプタクルシェル３のより小さい直径の部分７が、プラグシェル４の穴に入る。連結手順のとき、レセプタクルの外側環状シール９が、プラグの外側環状シール１０を封止可能に押圧し、また、レセプタクルのシールエレメント１１，１２（図９および１０）が、プラグのシールエレメント１３および１４（図３および４）を押圧する。レセプタクルシェル３におけるキー溝（keyway）１５は、連結コネクタの片割れの回転方向における整合（alignment）を維持するため、連結の間、プラグシェル４において、内方に突出したキー２０（図２に示されている）と協働する。

各外側環状シール１０，９は、図２，８および１１に示されているように、先細の内径すなわち貫通穴４５，８６をそれぞれ有している。各シールエレメントは、プラグおよびレセプタクルユニットの連結されていない状況において各外側シールの先細の内径すなわち貫通穴を封止して連結係合するよう設計された、先細の外径を有している。図２および３に示されているように、連結されていない状況におけるプラグユニットのシールエレメント１３，１４は、その前方の端面まで延び、内方に向かって先細になっている外径４６を有している。レセプタクルユニットのシールエレメントは、図８および９において示されているように、その前方の端面まで延び、内方に向かって先細になっている外径８４を有している。ユニットが連結されていない状態になるときのシールアッセンブリの様々な部分、および、各プラグおよびレセプタクルシェルの協働が、図２，３，９，１０および１２に関係して、以下においてより詳細に示されている。各シールエレメントは、図３，４，９および１０に関係して以下により詳細に示されているように、各ペアのその他のシールエレメントの対向する平坦な、対立的な面に封止するよう係合するための、平坦な、対立的な面すなわちシール面を有するハーフディスクのような形状を有している。

連結されていないプラグユニットの軸方向における断面図が、図２において示されている。外側環状シール１０が、環状の端部シールアッセンブリ４４の一部分を形成しており、これは、図５においてより詳細に図示されるとともに、以下において説明される。外側環状シール１０は、シール支持部１６に結合されているか、または、その他の方法で適切に接続されており、シール支持部１６および環状シール１０は、プラグシェルの穴１７の中に移動自在に取り付けられている。外側環状シール１０は、上述のように、先細の内径すなわち貫通穴４５を有している。シール支持部１６は、一般に円形の断面からなっており、また、増大した端部分１８と、縮小した直径の管状部分３９とを有している。管状部分３９は、端部分１８から後方に延びている。シール支持部１６は、多数の機能を果たしている。より大きな直径の部分１８が、プラグシェル４の穴１７においてゆるく掛かっており、ここで、部分１８は、スプリング１９に対して後方に自由に動く。スプリング１９は、シール支持部１６の肩部５１に対して、その前方の端部においてぴったりとはまっている。またスプリング１９は、プラグ接点アッセンブリ２４のベースの面５３に対して、その後方の端部においてぴったりとはまっている。スプリング１９は、環状シール１０の先細の内径が内側シールエレメント１３および１４の先細の外径４６に封止的に係合する地点まで外方にシール支持部１６を駆り立てる。ここで、内側シールエレメント１３および１４は、軸方向の位置において概ね固定されている。シール１０の前方への移動は、その先細の内径４５が、ともに押圧されたシールエレメント１３，１４によって形成された先細の外径４６に封止的に係合するときに停止される。プラグシェル４における穴８と１７との間の移行部（transition）により形成される肩部２１は、シール１０の外方への移動を制限するための、副次的な、バックアップストップを提供する。

シール支持部１６はまた、オイルで満たされた接点チャンバー２２を画定する、管状のフレキシブルな壁すなわち内袋２３（bladder）の一端のための取り付けポイントを提供し、同様に、スリーブ２７のための取付ポイントを提供する。またシール支持部１６は、スプリング１９のための前方のシートとしても機能する。封止シートすなわち支持部１６の管状部分３９は、スプリングのためのくねったガイド（squirm guide）として機能する。管状部分３９における抜け穴（vent hole）４０は、管状の部分の壁を介して、十分な換気を保証する。アライメントキー５４は、プラグ接点アッセンブリ２４をシェル４に対して回転方向において配列させつづけるための、プラグシェル４におけるキー溝５５、およびプラグ接点アッセンブリにおけるキー通路（keyway）１５５（図６参照）と協働する。

オイルチャンバー、またはチャンバー２２へのプラグ接点は、その外径においてはフレキシブルな壁２３およびシール支持部１６によって囲まれ、その後方の端部においてはプラグ接点アッセンブリ２４の面５３によって囲まれ、そして、その前方の端部においてはシールエレメント１３，１４および外側環状シール１０によって囲まれた容積部からなっている。フレキシブルな壁２３が、プラグ接点アッセンブリ２４のベースと、シール支持体１６の端部分１８との間に固定されている。フレキシブルな壁２３は、その前方の端部に、シール支持体１６の外径における溝またはシート２９にはめられた肩部２８を有している。スリーブ２７は、肩部２８を、シール支持部１６のシート２９において係合されたままにするのに役立つ。スリーブ２７は、スナップ固定によって、シール支持体１６のシート３０の中に保持される。フレキシブルな壁２３の後方の端部上の肩部３１は、プラグ接点アッセンブリ２４のベース１２４において溝３２に係合し、また、当該溝において、プラグシェル４の穴１７によって保持される。

シェル４における抜け穴２５は、外部環境がフレキシブルな壁２３に対して、囲まれたオイル容積部の中での圧力がオイル容積部の外側での圧力とほぼ同一となるよう働くことを可能にする。ナット６は、様々なその他のプラグ部品を堅固に囲むため、プラグシェル４と協働する。

光学的なプラグ接点アッセンブリ２４は、図６により詳細に示されているが、２００６年４月１２日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１１／２７９，４７４および２００７年７月１７日に発行された米国特許Ｎｏ．７，２４４，１３２に記載されているものとほぼ同一であり、両者の内容は、参照により本願に包含される。図６に示されているように、接点アッセンブリ２４は、硬質のベース１２４と、矩形状の断面からなり、ベース１２４からオイルチャンバー２２の中へ延びる管状の拡張部２６と、を有している。光ファイバーリボン１２６は、拡張部２６の内側に案内され、拡張部２６の開口端から内方に凹んだ光学フェルールすなわちエレメント９３において終端する。プラグ接点アッセンブリ２４のベースすなわち後方端部１２４は、図６において最も良く示されているように、一定間隔で配置された取り付け溝３２，３８および１３８を、その外側の表面上に有している。

図３および４は、連結されていない状態、および連結状態におけるプラグの内側シールアッセンブリ７３をそれぞれ示している。エラストマー材料からなるエレメント１３，１４は、各バックプレート３３，３４に結合され、または、その他の方法で適切に取り付けられており、それらは、対峙しているタイン（tine）のペア４２を含めて、１つのユニットとして堅固に形成されている。タインは、タインのベース３６における前方への拡張部からなっており、それは、図２に示されているように、後方に向けられた指部３７によって、プラグ接点アッセンブリ２４のベース１２４における溝１３８に対してスナップで取り付けられている。シールエレメント１３，１４は、従って、穴１７におけるほぼ固定された軸方向位置に存在している。プラグ接点アッセンブリ（図６）における矩形の拡張部２６は、ベースすなわち後方端部１２４から、タインのベース３６（図３）における矩形の開口部４１を通って延びており、それは、分離されたディスクシールアッセンブリを、プラグアッセンブリのその他の構成要素に対して回転方向において向けるのに役立つ。各シールエレメント１３，１４は、一般に、ハーフディスク形状となっており、また、外側環状シール１０において先細の貫通穴４５に封止的に係合するための先細の外面を有している。シールエレメント１３，１４の外側すなわち前方の端面は、図１Ａ，３および４に見られるように半円状の形状となっており、また、エレメント１３，１４は、図４に見られるように、対向する、ほぼ平坦な内側の対立的な面すなわちシール面１０２を有している。

応力を受けていない、図４の連結状態において、タインペア３５および４２は、外方に直接に出っ張っており、タインのベース３６の面４３に直交している。また、シールエレメント１３，１４は、その内側の対立的な面１０２の間にギャップすなわちスペース９２を残すよう離れて配置されている。図２および３における連結されていない状態において、エラストマーのシールエレメント１３および１４は、環状シール１０の先細の穴４５によって半径方向にともに押圧されており、これによって、対立的な面１０２が、向かい合わせの封止係合となっている。また、タインペア３５および４２は、同時に、互いに向かってたわませられる、すなわち移動させられる。従って、たわませられた場合、タインは、半径方向において外方に向かう適度の残留スプリング力を有している。

シールエレメント１３，１４は、タインのペア３５，４２により、プラグ接点アッセンブリ２４の面５３から前方で堅固に保持される。他方、環状の端部シールアッセンブリ４４（図５）は、連結の間、レセプタクルによって軸方向の内方に押し付けられており、スプリング１９をさらに圧縮している。

図５は、プラグの環状の端部シールアッセンブリ４４の斜視図である。アッセンブリは、外側環状シール１０とシール支持部１６とからなっている。シール１０は、シール支持部１６に結合されており、または適切に取り付けられている。外側環状シール１０は、エラストマー材料からなっている。それは、シール１０の外側すなわち前方端部からシール１０の内側へ内方に先細になっている、先細状内側穴４５を有している。シールエレメント１３，１４は、対応する、先細となっている外径すなわち表面４６（図３参照）を有している。穴４５を囲むシール１０の端面における、隆起した内側の環状面部分４７は、周囲にある外側の環状面部分４８から軸方向外方にわずかに突出している（図２および５参照）。
面部分４７は、連結の間、対応するレセプタクルの外側環状シール９の端面の端部８８（図１１）に封止的に係合する環状外側シールの領域となっている。溝４９は、シール１０において、環状の内側および外側の端部の面部分４７および４８を分離しており、また、レセプタクルにおいてそれに対応する部分９に対して軸方向に押圧されるとき、内側のシール部分が、半径方向において外方に拡張するための空間を提供する。シール１０の外面上の中心リブ(centering ribs)５０は、連結および分離の間、アッセンブリが穴の内側で軸方向に動くとき、プラグシェル４の穴１７においてアッセンブリ４４を中心に保持する。

図８において、連結されていないレセプタクル１の軸方向における断面図が示されている。一方、図７および図９乃至１１において、レセプタクルの様々な個々の部品が示されている。図１Ｂおよび８に示されているように、レセプタクルユニット１のシェル３は、低減された直径の前方端部分７と、肩部９７によって分離された、より大きい直径の後方端部分３と、を有している。肩部９７は、先細の外側部分と、小さい内側環状部分９７Ａと、を有している。レセプタクル１は、穴におけるより大きいおよびより小さい直径部分１００，５８の間の肩部６９を有する、段をつけられた直径の貫通穴を有している。オイルチャンバー６０が、貫通穴において画定されており、この場合、外側環状シール９および内側シールエレメント１１および１２を協働させることによりその前方の端部が画定され、レセプタクル接点アッセンブリ５６のベースすなわち端部分１５６の面５５によりその後方の端部が画定され、そして、穴部５８と、穴部１００における補償器５９(compensator)のフレキシブルな管状エレメントすなわち内袋５７によりその外側の周囲が画定されている。補償器５９の肩部６１は、補償器５９の後方の端部において、レセプタクル接点アッセンブリ５６の端部１５６の外面上の溝６２の中に封止的にぴったりとはめられている。また、補償器の肩部６４も同様に、補償器５９の前方の端部において、補償器支持部６５の溝６３の中にぴったりとはまっている。レセプタクルシェル３の穴部１００は、それらの溝の各々において、内袋の肩部６１および６４を保持している。４つの対峙しているロッド６６が、補償器６５における４つの対向する穴６７の各々に一端でぴったりとはまっており、接点アッセンブリ５６の端部１５６の対向する穴６８の各々（図７）に、他端でぴったりとはまっており、補償器支持部の正確な軸方向の間隔を維持している。図示されている形態は、４つの対峙するロッド６６と、組み合わされた穴とを有しているが、変形例において、より大きい、またはより小さい数の対峙するロッドおよび組み合わされた穴が用いられてもよい。レセプタクルシェル３の終端ナット５および肩部６９は、補償器アッセンブリを保持しており、当該補償器アッセンブリは、補償器、対峙するロッドおよび補償器支持部、並びに、所定位置に収容されているレセプタクル接点アッセンブリ５６からなっている。環状外側シール９は、レセプタクルシェル３の前方の端部において、キャビティすなわち凹部８７の表面に結合または適切に取り付けられている。穴５８における内方に先細となっている穴部分８５は、凹部８７まで延びている。図１１Ａおよび１１Ｂに最も良く図示されているように、レセプタクルの外側環状シール９は、その後方の端部から前方の端面８８まで延び、内方に先細となっている穴８６を有しており、また、シール９の外面上で内方に先細となっている端部８９は、端面８８まで延びている。

レセプタクルの外側環状シール９における環状の端面８８は、図８に示されているように、実装されるとき、レセプタクルシェル３の端部を超えて外方に突き出ている。端面８８は、以下により詳細に説明されるように、コネクタの片割れが連結されるとき、プラグの外側環状シール１０における対応する端面部分４７に対して封止的に押圧する。レセプタクルの外側環状シール９における外面上の先細部分８９は、環状のスペース９０を提供し、エラストマーの外側環状シール９は、プラグの外側環状シール１０における表面部分４７に対して軸方向に押圧されるとき、スペース９０の中に延びることができる。

レセプタクル接点アッセンブリ５６は、図７においてより詳細に図示されており、また、穴部分１００の後方の端部に固定されているベースすなわち端部分１５６と、矩形形状からなる管状のガイド部分８０であって、ベース１５６から、オイルで満たされたチャンバー６０の中に延びるガイド部分８０と、を備えている。接点アッセンブリ５６は、プラグ接点アッセンブリ２４に類似の構造からなっている。光リボンファイバー１８０は、ガイド部分８０を通って延びるとともに、光学接点フェルールまたは接点エレメント９４において終端する。光学接点フェルールまたは接点エレメント９４は、図８において最も良く見られるように、ガイド部分８０における低減された断面の前方の端部分９８の中に収容されている。

レセプタクルの内側シールアッセンブリ７４（図９，１０）の構造は、対応するプラグの内側シールアッセンブリ７３（図３，４）の構造に非常に類似している。図９および１０は、連結されていない状態、および連結状態におけるレセプタクルの内側シールアッセンブリ７４をそれぞれ示している。ハーフディスク形状のシールエレメント１１，１２は、各々のバックプレート７５，７６に結合または適切に取り付けられており、それらは、対峙しているタインのペア７７および７８とともに、１つのユニットとして堅固に形成されている。シールエレメント１１，１２は、プラグのシールエレメント１３，１４に類似しているハーフディスク形状からなっており、また、半円状の外側端面を有している。しかしながら、図９における連結状態の外面８４は、プラグの内側の端部シールアッセンブリにおけるエレメント１３，１４の場合と同様に、エレメント１１，１２の外側端面まで、外方よりもむしろ内方に先細になっている。タイン７７，７８は、タインのベース７９の前方拡張部からなっている。タインのベース７９（図９）における矩形の開口部８１は、レセプタクル接点アッセンブリ５６（図７）の矩形のガイド部８０に係合しており、それは回転方向において、内側シールアッセンブリ７４をレセプタクルアッセンブリのその他の構成部品に向けるのに役立つ。同時に、タインのベース７９は、所定の制限の中で、レセプタクル接点アッセンブリ５６の矩形のガイド部８０（図７）上を自由に移動する。応力が生じていない、図１０の連結状態において、タイン７７，７８は、タインのベース７９の面８２に直交して、外方に向くよう突き出ており、また、シールエレメント１１，１２は、その内側の直径方向の面すなわちシール面９５の間にギャップすなわちスペース９１を残すよう、離されている。図８および９の連結されていない状態において、エラストマーのシールエレメント１１および１２は、半径方向において、環状シール９の先細の穴８６によってともに押圧されており、これによって、面９５が、向かい合っての封止係合になっており、また、タインペア７７および７８が、互いに向かって同時に曲げられる。このようにして曲げられるとき、タインは、半径方向において外方に向けられた適度な残留スプリング力を有している。

図８に図示されているように、内側シールアッセンブリ７４の後方部分すなわちタインのベース７９は、スプリングシート７２の管状のキャビティにおけるベースにおいて、肩部８３にぴったりとはまっている。スプリング７０の前端は、スプリングシート７２の前端において肩部７１にぴったりとはまっており、また、後端は、溝７３（図７）において、接点アッセンブリ５６のベース１５６にぴったりとはまっている。スプリング７０は、スプリングシートおよび内側のシールアッセンブリ７４を前方へ駆り立てる。スプリング７０が、内側シールアッセンブリ７４を、レセプタクルシェル３の先細の穴部分８５の中に押し込むとき、図９に図示されているように、内側のシールエレメント１１，１２が、半径方向においてともに押し込まれ、タインペア７７および７８をともにたわませる。内側シールアッセンブリは、シールエレメント１１，１２の先細の外面８４が、レセプタクルの外側環状シール９（図８および９）における対応する先細の内面または穴部分８６に封止係合するまで、前方に移動する。バックアッププレート７６および７５は、レセプタクルシェルの先細の穴８５の前端において開口部を通ることができず、このため、内側シールアッセンブリ７４の前方への動きのための副次的なバックアップストップをもたらす。

プラグおよびレセプタクルユニット２，１が、連結する係合へ動かされるとき、レセプタクルシェルの低減された直径部分７が、プラグシェルの穴８の中に入る。プラグシェルのアライメントキー２０は、レセプタクルシェルのキー溝（keyway）１５と出会い、コネクタの片割れを回転方向のアライメントの中へ動かす。連結手順において、レセプタクルの外側環状シール９における環状の端面８８が、プラグの外側環状シール１０における隆起された環状の端面部分４７を押圧し、また、レセプタクルの内側シールアッセンブリ７４におけるシールエレメント１１，１２の端面が、プラグの内側シールアッセンブリ７３における対向するシールエレメント１３，１４の対応する端面に対して押圧される。互いに向かい合う様々な封止エレメントの面における、軸方向に向けられた圧力は、プラグのスプリング１９上の予めの負荷を克服するのに十分になるまで増加し続け、プラグの環状の端部シールアッセンブリ４４を、プラグシェルの内側で内方に移動させる。同時に、プラグの内側シールアッセンブリ７３は、レセプタクルの内側シールアッセンブリ７４を内方に押し込め、さらに、スプリング７０を圧縮する。構成は、堅固な、ばね駆動の機構の動きがある前に、全てのシールがともに押圧されるようになっている。全体的な効果は、プラグおよびレセプタクルの外側環状シール１０，９の両方が、プラグシェル４の中に移動し、一方、同時に、概してハーフディスク形状のシールエレメント１１，１２および１３，１４の両方が、レセプタクルシェルの中に移動する、ということである。環状シールおよびディスク形状のシールエレメントが互いに離れるとき、ともに押圧された外側環状シール９および１０から形成されている、中央の、先細になっている貫通穴９９（図１２）が完全に開いており、これによって、プラグとレセプタクルとの間のオイル体積の自由な連通が可能となり、また、シール９，１０が、プラグ接点アッセンブリの接点エレメント９３を通ることが可能となる。シールエレメント１３，１４のペアの前方の面は、連結プロセスを通して、また完全に連結されたコネクタにおいて、シールエレメント１１，１２の対向するペアの対応する面に対して押圧されたままとなっている。それらはともに押圧されるが、対向する面が、何かを封止する必要はない。それらは、連結プロセスの初めにおいて、単に、それらの間に閉じ込められる材料を所定位置に保持するよう、ともに押圧されたままである必要があるのみである。

ハーフディスク状のシールエレメント１１，１２および１３，１４のペアが、レセプタクルの中に移動するとき、それらは、レセプタクルシェル３の拡大された先細の部分８５を通る。プラグおよびレセプタクルのタインのペア３５，４２および７７，７８は、それぞれ、図４および１０の連結状態へ向かって、半径方向の外方にさっと動き、ハーフディスク形状のシールエレメントの間に、整列されたギャップ９２，９１をそれぞれ形成する（図４，１０および１２）。レセプタクルユニットの前端部分がプラグシェルの中に移動し続け、プラグ接点アッセンブリ２４の接点エレメント９３を有する光学的接合を完成するので、レセプタクルの接点アッセンブリ５６の接点エレメント９４は、その時、ギャップ９１，９２を自由に通ることができる。

連結されたコネクタが図１２に示されている。プラグシェル４の環状の端部分９６Ａが、レセプタクルシェル３の肩部９７の内側の環状部分９７Ａに対して最低位となるとき、プラグシェルの中へのレセプタクルの挿入が停止され、接点接合のハードストップの間に小さなギャップを残す。

コネクタの分離手順は、連結手順の逆となっている。分離のとき、１つまたは２つ以上のプラグ接点が、１つまたは２つ以上のレセプタクル接点それぞれから分離し、接点エレメントすなわちフェルール９４を接点エレメント９３から離れさせ、そして、接点エレメント９４を、シールエレメント１１，１２および１３，１４の内側の端面の間のスペース９１，９２を通してそれぞれ引っ込める。レセプタクルユニットがプラグシェルから引っ込められるとき、レセプタクルのより小さな直径の端部７が、プラグの穴の前方の端部分８から引っ込み始めるので、レセプタクルにおける内側の、ディスク形状のシールエレメント１１，１２は、スプリング７０により軸方向の外方へ駆り立てられ、そして、外側環状シールエレメント９各々における穴部分８６の中へ移動する。同時に、プラグの外側環状シール部材１０が、スプリング１９により、内側のシールエレメント１３，１４へと駆り立てられる。プラグおよびレセプタクルの片割れが分離される前に、ハーフディスク形状のシールエレメントの各ペアは、ギャップ９１および９２を半径方向においてともに閉鎖するよう駆り立てられ、そして、それらの各環状外側シールの中央開口部を埋める完全な環状ディスクを形成する。その活動は、個々のプラグおよびレセプタクルの端面を効果的に封止し、一方、コネクタの片割れの間のプラグ−レセプタクル界面は、まだともに押圧されている環状外側シールによって、外部環境からまだ封止されたままとなっている。次に、プラグおよびレセプタクルが分離し、環状外側シールをともに押圧していたスプリング力を取り除く。そして、２つの個々に封止されたコネクタ片割れが分離される。

コネクタの片割れが連結されるとき、上記のコネクタにおけるプラグおよびレセプタクルのオイル容積部の間の開口部が、ユニークな方法で形成される。半円状のディスク形状の内側のシールエレメントは、それらがそれぞれの環状外側シールから軸方向に離されるとき、オイル容積部の間の自由な連通を可能とする。構造は、連結する接点が通るための、コネクタの片割れの間の開口部を形成する上で、プラグおよびレセプタクルの接点の、従来の構造よりも小さい相対的な軸方向の動きを必要とする。これは、レセプタクルがプラグに入るとき、ハーフディスク形状のシールが半径方向の外方に非常に迅速に動くからである。

上述のコネクタは、従来の構成に比べて、オイル容積部の間の開口部がより大きいことにより、内部の換気状態を改善しており、このため、チャンバー間における自由な、かつ即座のオイルの連通が可能となっている。ディスク形状のシールが軸方向に動くとすぐに、オイルが、一のチャンバーからその他のチャンバーへディスク形状のシールを通り過ぎて自由に動くようになる。ディスク形状のシールは、軸方向にともに押圧されたままであり、また、半径方向において分離し始める。しかし、ディスク形状のシールは、環状外側シールにおいてもはや封止的にぴったりとはめられておらず、従って、オイルは、ディスク形状のシールの周りから流れ出ることができる。そのようなデザインが、高い応力のＯリングシールまたは堅く締めつける括約筋タイプのシールであって、そのすべてが上述の構造よりも高いスプリング力を要求するものに打ち勝つという必要性を回避するので、連結／分離の力が低減される。分離されたディスクタイプの端部シールが、連結手順においてより早く離脱し、かつ、連結接点が自由に通るオイルチャンバーの間の開口部を提供するよう横方向に離れるので、連結のストロークがより短くなっている。このことが、接点の間の軸方向の空間の低減を可能とし、従って、より短い連結のストロークが可能となる。より短い連結のストロークのため、コネクタにおける全体的な連結の長さもまた低減される。各コネクタ部品における分離長さも同様である。シールを形成するエラストマー上で大きな程度の伸びを必要とし、エラストマーの選択を制限する従来のコネクタと比べた場合、機械的な活動は、比較的に単純であり、かつ信頼性も高く、また、エラストマー部品に比較的に低い応力を生成する。この構造は、改善された化学的抵抗を有する、大きな範囲のエラストマーからの、シール材料の選択を可能とする。同時に、コネクタは、既存のコネクタと同様に、同一の光学的な界面、およびファイバーの貫通接続の細管を利用する。全般的に言えば、このコネクタの構成要素は、比較的に単純であり、また、少なくともいくつかの従来のコネクタよりも少ない構成要素が必要とされる。

開示された形態における上述の説明は、当業者が本発明を実施または利用するのを可能とするよう提供されている。これらの形態への様々な変形は、当業者にとって容易に明らかであり、また、ここに説明されている包括的な原理は、本発明の思想または範囲から逸脱することなく、その他の形態に適用され得る。したがって、ここに示されている説明および図は、本発明において現在好まれている形態を示すとともに、本発明により概して意図されている主題の典型となっている。本発明の範囲が、当業者によって明白になり得るその他の形態を十分に包含し、また、本発明の範囲が、従って、従属請求項以外のものによっては制限されないということが理解される。

Claims (27)

1. 第１接点チャンバーと、第１接点チャンバーの内側の第１接点アッセンブリと、を有する第１コネクタユニットと、
   第２接点チャンバーと、第２接点チャンバーの内側の第２接点アッセンブリと、を有する第２コネクタユニットと、を備え、
   各接点チャンバーは、前方の端部の開口部を有し、
   各コネクタユニットは、連結されていない状態と、各コネクタユニットが取り外し可能に連結係合するとともに第１および第２接点アッセンブリが連通している連結状態と、の間で移行可能となっており、
   コネクタユニットが連結されていない状態における一方の接点チャンバーの前方の端部の開口部を封止する少なくとも１つのエラストマーの面シールアッセンブリが設けられており、当該面シールアッセンブリは、貫通穴を有する第１外側環状シールと、外面および対向するシール面を有する別個の内側シールエレメントの第１ペアを有する第１内側シールと、を備え、
   前記シールの一方は、コネクタユニットが連結されていないときに内側シールエレメントの外面が外側環状シールの貫通穴に封止的に係合する封止状態と、コネクタユニットが連結されているときに内側シールエレメントが外側環状シールから離れている開放状態と、の間で、他方のシールに対して相対的に移動可能となっており、
   内側シールエレメントの対向するシール面は、封止状態において、外側環状シールによって、向かい合っての封止係合へと半径方向において締め付けられており、また内側シールエレメントは、開放状態において、前記対向するシール面の間に内側シールを通る通路を画定するよう半径方向において離されている
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記面シールアッセンブリは、連結されていない状態における第１コネクタユニットの第１接点チャンバーの前方の端部の開口部を封止する第１面シールアッセンブリと、連結されていない状態における第２コネクタユニットの第２接点チャンバーの前方の端部の開口部を封止する第２面シールアッセンブリと、を備え、
   第２面シールアッセンブリは、第２外側環状シールと、第２面シールアッセンブリの封止状態において第２環状シールの貫通穴を封止する内側シールエレメントの第２ペアを含む第２内側シールと、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 各面シールアッセンブリの外側環状シールは、コネクタユニットの連結状態において他方の面シールアッセンブリの外側環状シールの対向する前方端面に向かい合って封止係合する前方端面を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記第１外側環状シールは、ユニットが連結されていないときの拡張位置とユニットが連結されているときの内方に動かされた引っ込み位置との間で移動するよう前記第１コネクタユニットに移動可能に取り付けられており、
   前記第２外側環状シールは、ユニットが連結係合へ移行するときに第１外側環状シールに係合するよう第２コネクタユニットに固定されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 第１コネクタユニットが連結されていない状態にあるときに第１外側環状シールを拡張位置に動かす第１バイアス装置をさらに備え、
   第１バイアス装置は、コネクタユニットが連結係合へ移行するとき、外側端部シールの前方端面を封止係合へ動かす
   ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記第２内側シールは、コネクタユニットが連結されていないときの拡張位置と、コネクタユニットが連結されているときの第２接点チャンバーの中へ引っ込められた引っ込み位置と、の間で移動するよう前記第２コネクタユニットに移動可能に取り付けられており、
   前記第１内側シールは、第１コネクタユニットにおける概ね所定の軸方向位置にあり、このため、コネクタユニットが連結されるとき、内側シールエレメントの第１ペアが、内側シールエレメントの第２ペアを、第２接点チャンバーの中へ内方に動かす
   ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
7. 第２コネクタユニットが連結されていない状態にあるときに第２内側シールを拡張位置に動かす第２バイアス装置をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
8. 面シールアッセンブリは、開放状態において内側シールエレメントを半径方向において離れさせる、半径方向に向けられたバイアス装置をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
9. 内側シールエレメントは、ほぼ半円形状のエラストマーのディスクの片割れのペアを備え、各片割れは、ほぼ平坦な対立的なシール面を有し、当該対立的なシール面は、コネクタユニットが連結されていない状態にあるとき、ディスクの片割れの他方における対向する平坦な対立的なシール面に向かい合って封止係合する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
10. 第１内側シールは、内側シールエレメントのペアから軸方向において離れているベースと、当該ベースと各内側シールエレメントとの間に延びる少なくとも１つの連結用タイン（tine）と、をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
11. 連結用タインは、内側シールエレメントが半径方向において封止状態と開放状態との間を移動することができるようフレキシブルになっている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコネクタ。
12. 連結用タインは、シール面が離れている開放状態へと、シールエレメントを半径方向の外方に動かして互いを離れさせるバイアス装置を備えている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のコネクタ。
13. 少なくとも２つの連結用タインが、ベースを各内側シールエレメントに結合する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコネクタ。
14. 各内側シールエレメントが、硬質のバックプレートと、バックプレートに固定されたエラストマーのシール部分と、を備えた
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコネクタ。
15. ベースが硬質の材料からなり、
    連結用タインがベースと各バックプレートとの間に延びている
    ことを特徴とする請求項１４に記載のコネクタ。
16. 内側シールエレメントおよび連結用タインが、
    各内側シールエレメントのシール面が、他方の内側シールエレメントの対向するシール面に向かい合って封止係合し、かつ、連結用タインがベースとシールエレメントとの間で半径方向の内方に傾斜している、封止状態と、
    各内側シールエレメントが、前記通路を画定するよう対向する内側シールエレメントから半径方向において離されており、かつ、タインがその前方の端部で外方に変位されている、開放状態と、
    の間で半径方向の外方に移動可能となっている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のコネクタ。
17. 連結用タインが、少なくとも部分的に弾性的となっており、かつ、内側シールエレメントが外側環状シールに係合するとき、半径方向の外方に向けられたスプリング力を生成するよう変形される
    ことを特徴とする請求項１６に記載のコネクタ。
18. コネクタユニットが連結係合となっているとき、
    接点チャンバーが、流体で埋められており、
    第１および第２面シールアッセンブリの内側シールエレメントが、軸方向に変位された開放状態において、第２コネクタユニットの第２接点チャンバー内に配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
19. コネクタユニットが連結係合に移行するとき、第２接点チャンバーが、内側シールエレメントの対向する外面から離れた内側壁部分を有しており、これによって、内側シールエレメントが各外側環状シールに対して軸方向に変位されるとともに第２接点チャンバーの中へ移動するとき、内側シールエレメントの周りの接点チャンバー間に流体通路が設けられる
    ことを特徴とする請求項１８に記載のコネクタ。
20. 外側環状シールの貫通穴が、少なくともその長さ方向の部分に沿って先細になっており、
    コネクタユニットが連結されていない状態にあるときに前記貫通穴に封止係合するために、内側シールエレメントの対向する外面が、対応して先細になっている
    ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
21. 第１外側環状シールの貫通穴が、前方端面から内方に先細になっており、
    第２外側環状シールの貫通穴が、前方端面まで内方に先細になっており、
    第１および第２内側シールの外面は、第１および第２外側環状シールにそれぞれ封止係合するため、対応して先細になっている
    ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
22. 一方の外側環状シールの前方端面は、第１に内側リング部分を有し、第２に外側リング部分を有し、
    内側リング部分は、外側リング部分に対して隆起されているとともに、コネクタユニットの連結状態において、他方の外側環状シールの対向する前方端面に封止係合している
    ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
23. 前記一方の外側環状シールの前方端面は、内側リング部分と外側リング部分とを分離する環状の溝をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項２２に記載のコネクタ。
24. コネクタが連結されていないときにコネクタユニットにおける接点チャンバーの前方の端部の開口部を封止する面シールアッセンブリにおいて、
    コネクタユニットの少なくとも連結されていない状態においてコネクタの接点チャンバーの前方の端部の開口部に適合する外側環状シールであって、面シールアッセンブリの長さ方向の中心軸を画定する貫通穴を有する、外側環状シールと、
    内側シールであって、外側および内側シールの封止位置において貫通穴を封止する、内側シールと、を備え、
    各シールは、封止位置と、外側環状シールにおいて内側シールが貫通穴から退去させられる開放位置と、の間を相対的に移動可能となっており、
    内側シールは、開放位置において分離され、かつ封止位置において貫通穴の少なくとも長さ方向の部分に沿って外側環状シールの貫通穴の断面領域を埋める少なくとも略ディスク形状をともに形成するよう動かされる、別個の内側シールエレメントのペアを有し、
    内側シールエレメントは、封止位置において外側環状シールの貫通穴に封止係合する連続的な外面を画定するよう構成されており、
    内側シールエレメントは、エラストマーの材料によって少なくとも部分的に形成されており、
    各内側シールエレメントは内側シール面を有し、
    内側シール面は、封止位置において他のシールエレメントの内側シール面との向かい合っての封止係合へと外側環状シールによって動かされる
    ことを特徴とする面シールアッセンブリ。
25. 内側シールは、内側シールエレメントから軸方向において離れているベースと、当該ベースと各内側シールエレメントとの間に延びる少なくとも１つの連結用タインと、をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項２４に記載の面シールアッセンブリ。
26. 連結用タインは、開放位置において内側シールが外側環状シールの貫通穴から退去させられるとき、内側シールエレメントが離れるよう動かして、シールエレメントの間に通路を画定する、バイアス機構を備えた
    ことを特徴とする請求項２４に記載の面シールアッセンブリ。
27. 外側環状シールの貫通穴は先細になっており、
    内側シールエレメントの外面は、封止位置において先細の貫通穴に封止係合するための対応する先細部を有する
    ことを特徴とする請求項２４に記載の面シールアッセンブリ。

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