JPH01151173A

JPH01151173A - 信号伝送系の密閉接続装置

Info

Publication number: JPH01151173A
Application number: JP30998887A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawamura; 弘河村; Kunio Oshima; 大島　邦男; Minoru Kaneko; 稔金子
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-06-13
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0777138B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液体やガスが周囲に充満している危険環境下
、要注意環境下で信号ケーブルや電気導線を気密封鎖状
態に接続する信号伝送系の密閉接続装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

原子力利用の分野においては、核燃料からの発注熱、生
成ガス、装置内圧力等、様々な計測がセンサを用いて行
われ、センサからの計測データは一般には有線方式で外
部に取り出されているが、この場合に用いる信号ケーブ
ルは装置組立上の便宜や作業性の向上、その他様々の理
由で接続装置、いわゆるコネクタを介して接続されてい
る。

ところで、周知のように、原子力発電装置には放射線の
遮蔽や冷却のために純水や軽水が冷却水として使用され
ており、前記信号導線はこれら純水等の中をパイプに覆
われた状態で導かれ、信号は外に取り出されている。か
かる場合、信号ケーブルや電気導線等の信号伝送系の接
続部は絶対に冷却水に触れてはならないことであり、こ
のため、一般に、その信号ケーブルや電気導線の接続装
置には冷却水の侵入を防止するための適宜の気密手段が
設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の装置は、信号ケーブルの接続
作業とパイプの締め付は作業とを別々に行わなければな
らず、その接続装置の接続作業が繁雑になるという欠点
があった。

また接続装置が大型化してしまうという不都合があり、
それなりに取り付は取り外し作業が繁雑であった。

本発明は上記従来の接続装置の問題点を解決することを
目的としてなされたものであり、その目的は、信号ケー
ブルや電気導線（以下、電導線という）の気密的接続と
外被パイプの接続を同時に達成できる装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために、次のような手段を
採用している。すなわち、本発明は、相互に嵌合するソ
ケ・７トとプラグとからなる信号伝送系のコネクタであ
って、前記ソケットとプラグの少なくともいずれか一方
には、相互の嵌合面を気密的に密封するシールリングを
備え、また、前記ソケットとプラグの一方には軸方向に
突出する導体ピンを、他方には該導体ピンが嵌まる導体
の嵌合孔を、当該ソケットおよびプラグの形成素材と絶
縁状態に設け、更にプラグの外周面には先端側が細く基
端側に向けて順次大径となるテーパ面と、このテーパ面
の大径側端部に連接する同一直径の水平円周面とを設け
ると共に、前記テーパ面には半径方向に弾性変形が可能
なシールリングを嵌合し、一方、ソケットの内周面には
、前記シールリングをプラグの前記同一径面に向けて押
し上＝３− げるリング押圧部と、この押し上げられたシールリング
を求心方向に向けて挟圧変形させるリング挟圧面とを設
けたものであることをもって、問題点を解決する手段と
している。

〔作用］上記のように構成されている本発明は、以下に示すよう
にして接続される。電導線の一方はプラグ側の導体ピン
に、また、他方の電導線はソケット側の貫通孔端部に接
続されており、この両型導線はプラグとソケットとを嵌
合することによって即座に達成される。すなわち、プラ
グをソケットに挿入していくと、プラグ側の導体ピンは
ソケット側の嵌合孔と相対して互いに接近し、やがて導
体ピンの先端が嵌合孔の中に入り込む。この過程でプラ
グのテーパ面に嵌め込まれているシールリングはソケッ
トの内周面に設けたリング押圧部によって軸方向に押さ
れて内外径を拡大しながら該テーパ面を大径部方向に向
かって移動し、やがて同面を越え、同一直径の水平円周
面上に移動する。そして、シールリングは同水平円周面
とソケソ−４＝トのリング挟圧面間に挾まれた状態となる。プラグ側の
上記同一直径の水平円周面とソケット側のリング挟圧面
間の間隔はシールリングの線径よりも小さいから、シー
ルリングは変形状態となり、電導線の接続部は外部に対
して気密に閉鎖されることとなり、導体ピンもソケット
の嵌合孔内において電導状態に接合される。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明に係る密閉接続装置の構成が示されて
いる。この密閉接続装置はソケット１とプラグ２からな
り、ソケットは第１図の左側に、プラグは同図の右側に
示されている。

図において、ソケット本体３の先端側軸心部にはプラグ
挿入穴４があり、同本体３の基端側軸心部にはプラグ挿
入穴４よりも小径の軸穴５が穿設されている。この軸穴
５には耐熱性に優れたセラミックス製の絶縁柱体６が嵌
合固定されている。

この絶縁柱体６には所望数の貫通孔７が本実施例では同
一円周上に等間隔に５個設けられており（図では１個の
貫通孔７を代表例として示し、他の４個の貫通孔は省略
されている）、該貫通孔７の基端側には一方の電導線（
図示せず）に接続される導体ピン８が嵌め込まれ、同様
に貫通孔７の先端側には導体嵌合孔としての導体側パイ
プ９が嵌め込まれている。この導体側パイプ９は第４図
に示すように軸方向に１個の割りが入れられており、パ
イプ孔１０に後述の導体ピン１１を挿入したとき、同ピ
ン１１と同割りパイプ９とは弾性的に結合する。また、
パイプ孔１０の基端周面には雌ねじが形成されており、
この雌ねじに前記導体ピン８の先端部がねじ込まれてい
る。

また、上記プラグ挿入穴４の内周面にはリング押圧部と
しての段部１２が形成され、同段部１２の大径側水平段
差面１３がリング挟圧面となっている。

このリング挟圧面１３のソケット先端側には口径が順次
大きくなるテーバ部１４が形成され、このテーパ部１４
のさらにソケット先端側は同一内径の円周面１５となっ
てプラグ挿入穴４を構成している。また、プラグ挿入穴
４の壁面の適位置には求心方向に向って小径となるテー
パ孔１６が３個または４個（ただしソケット本体３の直
径が大きくなるとそれに伴ってこれ以上に増加する）設
けられ、このテーパ孔１６に施錠ボール１７が求遠心方
向に移動可能に、また、プラグ挿入穴４内に脱落するこ
とのないように嵌め込まれている。さらに、ソケット本
体３の先端外周面にはスリーブ１８が軸方向に摺動自在
に嵌め込まれている。このスリーブ１８は円筒周壁の内
面に施錠ボール１７の遠心方向への抜は出し移動を規制
する作動壁１９を有しており、この作動壁１９の後側面
は第１図で右下りのテーパ面２０とし、当該面部に施錠
ボール１７の開放空間を形成している。そして、ソケッ
ト本体３とスリーブ１８間には圧縮スプリング２１が介
設されスリーブ１８を第１図で左方向に付勢している。

このスプリング２１０基端側は前記作動壁１９の前側面
に係止され、また、スプリング２１の先端側はストップ
リング２２に抜は止め係止されたリング状のスリーブス
トッパ２３に係止されており、スプリング２１の付勢力
によってスリーブ１８の後端面はソケット本体３の外周
面に形成されたストッパ面２４に圧接されている。

この状態において、前記作動壁１９の内周端部は施錠ボ
ール１７を求心方向に向けて押圧し、施錠ボール１７が
テーパ孔１６から外周面方向に抜は出すのを防止してい
る。

また、プラグ挿入穴４の適宜の壁面位置には嵌合したソ
ケットとプラグとが相互に回転するのを規制する回り止
めどン２５がその先端をプラグ挿入穴４内に突出させて
嵌め込まれており、また、ソケット本体３の外周面適位
置には相対向する面取り部２６が形成され、スパナ等の
工具を用いてソケットの回転を容易に行うことができる
ようにしている。なお、ソケット本体３の基端側外周面
には雄ねじが刻設されており、この雄ねじを利用してこ
のソケットにアダプタ２７を螺着することができるよう
になっている。このアダプタ２７の先端面は耐熱性、耐
水性、耐薬品性等に優れた０リングや溶接等の適宜の手
段によってソケット本体３と気密接続状態が保たれるよ
うに接続されており、ま−８　＝た、同アダプタ２７の基端側は電導線を覆っているパイ
プ２８に気密接続されている。

次に、前記ソケットと対をなすプラグについてその構成
を説明する。

プラグ本体２９には中心穴３０が穿設されており、この
中心穴３０に前記絶縁柱体６と同じセラミック製の柱状
体３１が嵌合固定されている。この絶縁柱状体３１の端
面にはソケット１と同じく同一円周上に等間隔に５個の
貫通孔３２（図では１個の穴が示され、他の４個の穴は
省略されている）が前者６の貫通孔７と対向させてあけ
られ、この各貫通孔３２に導体ピン１１が貫通状態で固
定されている。該導体ピン１１の先端はプラグ本体２９
の先端面から先方に突出しており、同ピン１１の基端側
は他方の電導線（図示せず）に接続される。また、プラ
グ本体２９の先端部外周面には第３図の拡大図に示すよ
うに、同一直径の水平円周面３３と、基端側に向けて直
径が順次大きくなるテーパ面３４と、同面３４の最大径
部と同径の同一直径の水平円周面３５とがプラグ先端か
ら基端部方向に向けて順に設けられてＩＯ− いる。そして、同一直径の水平円周面３３の先端側には
０リング嵌合溝３６が、前記同一直径の水平円周面３３
とテーパ面３４との間には段部３７が、それぞれ設けら
れている。

同一直径の水平円周面３３にはステンレス製の係止リン
グ３８が軸方向に摺動自在に嵌め込まれており、この係
止リング３８は前記Ｏリング嵌合溝３６に弾発的に嵌め
込まれた金属製のストップリング（割りリング）３９に
よって脱落することのないよう係止されている。本実施
例において、同ストップリング３９はＯリング嵌合溝３
６に嵌め込み易くするために円周の一部が切り欠かれて
いる。また、係止リング３８の外端部には先端方向（図
で左方向）に突出し、ストップリング３９の直径が徒に
拡大するのを防止する係止鍔４０が形成されている。し
たがって、この係止鍔４０はストップリング３９が外径
方向に変形しその直径を大きくしようとしたときに同リ
ング３９に係止し、同リング３９がＯリング嵌合溝３６
から抜は出るのを防止する作用を奏する。

前記テーパ面３４には耐熱性、耐薬品性、耐放射線性に
優れたインコネルに金メツキを施したシールリングとし
てのＯリング４１が遊嵌合されており、前記係止リング
３８はこの金属製Ｏリング４１の抜は止めの役割を果し
ている。また、前記同一直径の水平円周面３５の終端面
には段部４２が設けられ、該段部４２はＯリング４１の
基端側の係止面となっていや・更に、プラグ本体２９の外周面には前記段部４２の後方
に位置させる施錠ボール押圧用のテーパ面４３が形成さ
れており、また、同外周面には円周方向に等間隔に５条
の溝４４が軸方向に向けて設けられ、プラグとソケット
との嵌合時に、ソケット側に設けた前記回り止めビン２
５がこの溝４４のいづれか１つに嵌まり合うことで、導
体ピン１１とパイプ孔１０との位置合わせが行われる。

また、この溝４４よりもやや基端側寄り外周面には断面
が逆台形状の施錠溝４５が円周方向に穿設されており、
この施錠溝４５に前記施錠ポール１７が嵌まることで、
プラグとソケットとの抜は止め施錠が達成される。

なお、プラグ本体２９の基端円筒部４６には雄ねじが刻
設されており、ソケット側と同様にアダプタ４７が気密
状態に接続されており、このアダプタを介してプラグ本
体２９は電導線を覆っているパイプ４８と気密状態に接
続されることとなり、同様にソケット本体３はパイプ２
８と気密状態に接続される。

次に、上記のように構成されている実施例の作用につい
て説明する。

プラグ側の電導線とソケット側の電導線との接続は次の
ようにしてプラグをソケットに挿入することにより達成
される。

このプラグの挿入に際してソケット本体３の外周面部に
設けたスリーブ１８を圧縮スプリング２１の弾発力に抗
して第１図右方向に引き、施錠ポール１７に対するスリ
ーブ１８の作動壁１９による押圧を解放すると、施錠ポ
ール１７はテーバ孔１６の求遠心方向に自由に移動可能
になる。そこで、プラグ本体２９の先端部をソケット本
体３のプラグ挿入穴４に挿入していくと、プラグがプラ
グ挿入穴４の途中まで挿入されたときに、自由状態の施
錠ポール１７がプラグ本体２９のテーパ面４３に押し上
げられてスリーブ１８の裏面に向かって動き、テーパ面
２０に沿って（図では上方向に）移動する。

一方、このようにしてプラグをソケットのプラグ挿入穴
４に挿入していくと、プラグ先端の係止リング３８はそ
のまま同大の奥部に進入していくが、テーパ面３４に嵌
め込まれているＯリング旧はソケット本体３の段部１２
に押圧力を受けて該テーパ面３４をその直径を拡大しな
がら後退して同面に乗り上げ、水平円周面３５に運ばれ
ている。Ｏリング４１が該水平円周面３５に達するよう
になると、０リング４１は同面３５とソケット本体３の
リング挟圧面１３との間で挟まれるようになるが、この
両者の面３５、１３の間隔はＯリング４１の線径よりも
小さいから、０リング４１は求遠心方向から押圧されて
百円周面３５．１３に強力に圧接するようになり、これ
により、プラグとソケットとの外部環境に対する気密接
続が完べきに達成される。

また、他方では、プラグの挿入に際して、ソケット側の
回り止めピン２５がプラグ側の溝４４に嵌まり合うこと
で、プラグとソケットとの相互回転が阻止される。この
回り止めされた状態でプラグを更に挿入すると、導体ピ
ン１１が対応する導体側バイブ９のパイプ孔１０を弾性
的に開いて入り込むこととなり、プラグ側の導体ピン１
１とソケット側の導体ピン８との導通接続が達成される
。

このようにして、プラグが挿入され、導体ピン８、１１
の接続とＯリング４１による前記気密化が達成された位
置で、施錠ボール１７がプラグ本体２９の施錠溝４５に
係合する状態になるので、このとき、スリーブ１８から
手をはなすと、スリーブ１８は圧縮スプリング２１の弾
発力によって第１図左方向に動き、作動壁】９で施錠ボ
ール１７をテーバ孔１６の求心方向に向けて押圧し、施
錠ボール１７はプラグ本体２９の施錠溝４５と完全に係
合し、プラグ２とソケット１との抜は止め施錠が行われ
る。

次に、導体ピン同志の接続を解除するときは、前記施錠
ボール１７による施錠を解いてプラグをソケットから抜
き出せばよい。

この場合、施錠の解除はスリーブ１８を圧縮スプリング
２１の弾発力に抗して矢印方向に移動させ、スリーブ１
８の作動壁１９によるボール押し付は力を解除すると、
施錠ボール１７は施錠溝４５に対して自由状態になり、
テーバ穴１６から遠心方向へ脱出移動可能になり、これ
によりソケットとプラグ間の施錠状態が解除されるから
、プラグはそのままソケットから引き抜くことができる
。

なお、本実施例では、作動壁１９に隣接させて形成した
テーパ面２０の角度を圧縮スプリング２１のばね常数お
よびプラグの逆台形施錠溝４５の傾斜角を相関させて微
妙に設定してスリーブ１８を上記のように第１図矢印方
向に移動させなくても、プラグを、圧縮スプリング２１
の弾発力を越えた力で引き抜くことができるように設定
されている。したがって、プラグをソケットから引き抜
く方向に外力を加えると、施錠溝４５の傾斜面で、第１
図上向きの力を受けた施錠ボール１７は該テーパ面２ｏ
に沿って押し上げられるようになり、その反作用で、ス
リーブ１８が第１図矢印方向に動いて施錠ボール１７を
拘束状態から解除することができる。このようにスリー
ブ１８の摺動操作を行わなくてもプラグとソケットとの
着脱操作は可能になるので、人の立ち入りが危険な場所
でのロボット操作による接続分離作業に、格別のマニプ
レータを必要としない。

以上、実施例について、その構成と作用を説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることはなく、様々な変
形態様を採り得るものである。例えば、本発明の密閉形
接続装置は電気信号を送る信号ケーブルばかりでなく光
信号を伝送する光ファイバ等の信号導線の気密接続にも
適用できる。

また、上記実施例では信号ケーブルの接続部の気密化を
原子力発電装置内の純水に対して適応できるように構成
しているが、これに限らず、他の分野において、各種の
液体やガスに対し気密ないし液密的に接続を図る必要が
ある場合に、本発明装置の適用が可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、プラグとソケットのいずれか一方には導体ピ
ンを、他方にこの導体ピンが嵌まる導体嵌合部を設け、
プラグとソケットとの嵌め合いによりプラグ側の電導線
とソケット側の電導線とを接続すると同時に、あるいは
相前後して、プラグのテーパ面に嵌め込まれたシールリ
ングを、ソケットの押圧部によって内外径を拡大する方
向に押し上げ、かつ、求遠心方向から線径を縮小させる
ように押圧して、ソケット側の内周面とプラグ側の外周
面とで圧縮変形状態に挟圧シールする構成を採用してい
るから、プラグをソケットに嵌め込むだけの簡単な操作
によって電導線同志の接続と当該接続部の気密封鎖が同
時あるいは相前後して強固に達成できるという効果があ
る。

その上、プラグとソケットにはボルト締結のためのフラ
ンジ等を外側に突設する必要がないから、接続装置の小
型化を十分に図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る密閉接続装置の一実施例を示す四
半部縦断側面図、第２図は同装置を構成するソケットと
プラグの嵌合時における気密封鎖状態を示す要部の縦断
側面図、第３図はプラグ先端部の要部の拡大側面図、第
４図は導体ピン嵌合部を構成する割パイプの斜視図であ
る。１・・・　ソケット、２・・・プラグ、３・・・ソケッ
ト本体、４・・・プラグ挿入穴、５・・・軸穴、６・・
・絶縁柱体、８，１１・・・導体ピン、９・・・導体側
パイプ、１２，３７．４２・・・段部、１３・・・リン
グ挟圧面、１４・・・テーパ部、１５・・・同一径円周
面、１６・・・テーパ孔、１７・・・施錠ボール、１８
・・・スリーブ、１９・・・作動壁、２０・・・テーパ
面、２１・・・圧縮スプリング、２９・・・プラグ本体
、３０・・・中心穴、３１・・・絶縁柱状体、３３．３
５・・・同一直径の水平円周面、３４・・・テーパ面、
３６・・・０リング嵌合溝、３８・・・係止リング、３
９・・・ストップリング、４１・・・Ｏリング、４３・
・・テーパ面、４５・・・施錠溝、４７・・・アダプタ
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）相互に嵌合するソケットとプラグとからなる信号
伝送系のコネクタであって、前記ソケットとプラグの少
なくともいずれか一方には、相互の嵌合面を気密的に密
封するシールリングを備え、また、前記ソケットとプラ
グの一方には軸方向に突出する導体ピンを、他方には該
導体ピンが嵌まる導体の嵌合孔を、当該ソケットおよび
プラグの形成素材と絶縁状態に設け、更にプラグの外周
面には先端側が細く基端側に向けて順次大径となるテー
パ面と、このテーパ面の大径側端部に連接する同一直径
の水平円周面とを設けると共に、前記テーパ面には半径
方向に弾性変形が可能なシールリングを嵌合し、一方、
ソケットの内周面には、前記シールリングをプラグの前
記同一径面に向けて押し上げるリング押圧部と、この押
し上げられたシールリングを求心方向に向けて挟圧変形
させるリング挟圧面とを設けたことを特徴とする信号伝
送系の密閉接続装置。
（２）シールリングは耐熱性、耐薬品性、耐放射線性を
保有するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の信号伝送系の密閉接続装置。