JPH0341949B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、電気コネクタに関し、更に詳しくは
Ｘ線管、Ｘ線変圧器などのような高電圧装置用の
電気コネクタ関する。

数十年間、Ｘ線装置用の高電圧接続は本質的に
変つていない。Ｘ線装置は一般に100kV以上の電
圧を使用しているので特殊なコネクタを用いてい
る。このような装置に通常使用されるこの種のケ
ーブル・コネクタはＸ線管または高電圧変圧器に
設けられている絶縁性の雌レセプタクルを使用す
るとともに、高電圧ケーブルの端部に設けられて
いる絶縁性の雄プラグを使用し、この雄プラグを
レセプタクルに挿入している。

医療用のＸ線においては高電圧で中位の電流が
使用されるために、大きな絶縁体によつて支持さ
れた比較的小さな電気的コンタクトが使用されて
いる。このような構成で発生する問題としては、
高電圧ケーブルが通常Ｘ線管よりも実質的に長い
寿命を有しているということから発生するものが
ある。従つて、その有効な寿命にわたつて、高電
圧ケーブルの雄プラグは、しばしば相異なる製造
業者によつて製造された複数のレセプタクルと個
別に次々と係合させられる。ユニツト毎に寸法が
少しずつ変動し、このためコネクタを接続した時
に信頼性のある電気的接触が得られないことがあ
る。この接触不良は非常常に高価なＸ線管の不良
として誤つて受けとられて、Ｘ線管が取り換えら
れることがある。この問題は、頻繁に生じるもの
ではないけれどもＸ線工業界において長い間存在
している問題の１つである。

従つて、本発明の目的は、Ｘ線管および変圧器
を高電圧ケーブルに確実に信頼性よく接続するた
めの電気コネクタを提供することにある。

発明の概要 簡単に説明すると、本発明による電気コネクタ
は雄プラグを受け入れるように設計された雌レセ
プタクル部を有する。雄プラグには突出する少な
くとも１つの電気雄コンタクトが設けられてい
る。レセプタクルはその１つの壁に上記雄コンタ
クトと係合する少なくとも１つの凹部を有し、こ
の凹部は導電性の弾性コンタクトを実質的に取り
囲んでいる。雄プラグを実際の接続を行なうのに
重要な部分は弾性コンタクトである。このコンタ
クトの弾性により確実な接続が得られる。比較的
低い電流レベルの場合には小さな弾性要素を使用
することができる。

また、コネクタは流体通路を備えている。この
流体通路は誘電体絶縁流体で充填され、この流体
は雄プラグがレセプタクル内に挿入されるにつれ
て必要な程度までレセプタクルから排出できる。

通常、ロツク装置を使用して、雄プラグをレセ
プタクルに固定し、また３個または４個の雄コン
タクトを有するプラグと３個または４個の対応す
る凹部を有するレセプタクルとを使用することに
よつて個別のいくつかの接続を行なうことができ
る。

本発明は従来使用または提案されていた装置よ
りも一層確実で信類性のある電気的接触を達成す
ることがわかつた。更に下記に詳細に説明するよ
うに、コネクタ毎の寸法の変動に対しても実質的
に大きな許容差が得られる。

弾性コンタクトは、雄コンタクトと直接接触す
ることができるバネ、または確実な電気的接触が
得られるように凹部内に摺動可能に保持される金
属キヤツプが一端に取り付けられたバネで構成す
ることができる。

本発明の上述した目的および他の目的を達成す
る構成は図面を参照した本発明の実施例の説明か
ら明らかになるであろう。

好適実施例の説明 第１図はＸ線管のケース１０を示している。こ
のケース１０には、２本の絶縁されかつ導電性の
外被を持つ高電圧電気ケーブル１１および１２が
コネクタによつて接続されている。第１図におい
ては、ケーブル・コネクタはホーン１３および１
４と呼ばれるＸ線管のケース１０の部分内に配設
されている。各ケーブルは符号１５および１６で
示すような絶縁性の歪み軽減用スリーブを通り抜
ける。

次に第２図を参照すると、コネクタの従来の実
施例が示されている。この断面図においては一方
のホーン１３の一部が示されている。ホーン１３
にはカウンタボア１７が設けられており、その開
口端から肩部１８近くまで内側にねじ部１９が形
成されている。肩部１８には弾力性のあるＯリン
グ２１を収容する環状の凹部が形成されている。
このＯリング２１を使用するのは、Ｘ線管のレセ
プタクル（およびケース１０）が一般に誘電体絶
縁流体（例えばオイル）４４で充填されるためで
ある。雌レセプタクル部２２がホーン１３内に延
在する。このレセプタクル部２２は絶縁材料から
なる中空の円筒形本体２４を有し、カツプのよう
に一端が閉じ、他端が開口している。この開口端
の近くには半径方向外向きに延在する一体のフラ
ンジ２６が設けられていて、このフランジ２６の
１つの面はＯリング２１に接触してＯリング２１
を圧縮し、これによりコネクタ部品が互いに対し
て押し付けられると、絶縁オイルを充填したホー
ン１３とともにシールを形成している。

ホーン１３内にレセプタクル部２２を取り付け
るには、ねじ付き保持リング２７をねじ部１９と
係合させて、フランジ２６を肩部１８に対して押
し付ける。このようにして、Ｏリング２１は圧縮
される。

保持リング２７は各面に環状の穴を有し、その
中にＯリング２８および２９を受け入れている。
Ｏリング２８は保持リング２７とフランジ２６と
の間に液密なシールを形成する。

従来周知であるように、レセプタクル部２２内
に充填されている誘電体絶縁流体は大幅に変化す
る温度にさらされる。従つて、膨脹および収縮が
問題になる。誘電体媒体の膨脹および収縮に対処
するため、保持リング２７には管状のベローズ・
アセンブリ３１が設けられる。ベローズの機構は
米国特許第4335928号に詳しく説明されている。
コネクタ・セツト２０のレセプタクル部２２は主
として絶縁材料から構成された雄プラグ部３２を
受け入れるように設計されている。雄プラグ部３
２と歪み軽減スリーブ１５との間にはロツク用フ
ランジ３３が設けられていて、このロツク用フラ
ンジ３３は、取り付けられるとき、ねじ部１９に
係合しているねじ付きロツク用リング３４によつ
て保持リング２７の上面およびＯリング２９に対
して押し付けられる。

第２図の下側部分には実際の電気接触領域が示
されている。これは第３図に更に詳細に示されて
いる。

第３図を参照すると、従来の電気コンタクト・
セツトが示されている。プラグ部３２の端壁３６
から突出して雄電気コンタクト３７が設けられて
いる。第３図に示すように、コンタクト３７は弾
力性が得られるように分割されている。しかしな
がら、このコンタクトは短いので、これにより得
られる小さな量の弾力性ではしばしば適切な電気
的接触を形成するのに不十分であることがわかつ
た。雄電気コネクタは第２図に示すように雌コン
タクトに係合するが、第３図では明瞭にするため
分離した状態で示されている。

従来のコネクタでしばしば発生する問題は、雄
コンタクト３７のスロツトが圧縮されて、コンタ
クトの周辺の長さが小さくなり、接続不良を起し
易いということである。本発明では寸法許容差を
より大きくしてこの問題を軽減する。

更に、第３図を参照すると、レセプタクル２２
の下側の壁３８の中に、凹部４１を限定する雌コ
ンタクト３９が形成されている。

第２図に示すようにロツク用リング３４を締め
付けることによつてプラグ部３２がレセプタクル
部２２の中に完全に挿入されたとき、雄コンタク
ト３７は第３図に示す凹部４１の中に完全に挿入
されるべきである。しかしながら、実際には第４
図に示すような状態がしばしば発生することがわ
かつた。このような部分的な挿入はレセプタクル
部とプラグ部との間にわずかな不整合があるため
に生じ、このような不整合は例えば許容差が適切
に規定されていないかまたは適合していない場
合、あるいはロツク用リング３４が完全に締め付
けられていない場合に生じる。

第４図に示すような状態の別の原因としては、
図には１つの雌コンタクト３９および雄コンタク
ト３７しか示していないが、典型的にはコネク
タ・セツト２０に３個または４個の対応する雄コ
ンタクト３７および雌コンタクト３９が設けられ
ていることによるものがある。例えば、雄コンタ
クト３７の１つが僅かに曲つていると、少なくと
も１つの雄コンタクトが雌コンタクト３９に突き
当つて、全ての雄コンタクトが完全に挿入できな
いような凹部４１に対する位置合せ不良が生じる
ことがある。通常、雄コンタクト３７が雌コンタ
クト３９に突き当つていると適切な電気的接触が
設定されるが、多重コンタクトの場合、第４図に
示す状態においては、ある雄コンタクト３７が雌
コンタクト３９から完全に分離された状態に保持
されて開回路が生じることがある。今説明したよ
うな状態においては、接続を行なう技術者はロツ
ク用リング３４を締め付ける時に位置合せ不良の
ために抵抗感を感じるであろうが、この技術者は
完全に挿入されたのか或いは位置合せ不良状態が
存在しているのかどうかを判定することができな
いかもしれない。

コネクタ・セツト２０が２つ以上の雄コンタク
トおよび対応する雌コンタクトを有する場合に
は、通常、第２図に示すように、キー４３がプラ
グ３２の一部として通常モールド成形されてい
て、レセプタクルの対応するキー溝（図示せず）
に受け入れられることに注意されたい。キーおよ
びキー溝の機能は、勿論、プラグ３２とレセプタ
クル２２との間の相対的回転を防止することによ
つて雄コンタクト３７と凹部４１との位置合せを
確実にすることである。

コネクタ・セツト２０を組み立てるとき、レセ
プタクル２２は通常ハウジングすなわちケース内
に取り付けられる。そして、保持リング２７が所
定の位置に締め付けられる。ハウジングすなわち
ケース１０はレセプタクル２２の開口部が上向き
になるように保持され、小量の誘電体絶縁オイル
４４がレセプタクル２２内に注入される。プラグ
３２をレセプタクル内に挿入するにつれて、オイ
ルは上昇して、レセプタクル２２とプラグ３２と
の間に意図的に設けられているすき間を充満す
る。適当な量のオイルが使用された場合には、ロ
ツク用リング３４を締め付けるときに僅かな量の
オイルが保持リング２７とフランジ３３との間か
ら漏出する。この漏出はフランジ３３がＯリング
２９に対してしつかりと押し付けられたときに停
止する。この時点において、レセプタクル２２と
プラグ３２との間の領域は誘電体絶縁オイルによ
つて完全に満たされる。このオイルが必要な理由
は、レセプタクル２２とプラグ３２との間に空気
がある場合よりも絶縁耐力が高くなるからであ
る。これは高い電圧が印加され用途では必要なこ
とである。オイルの機能およびその使用に関する
条件については上述の米国特許第4335928号に更
に詳しく説明されている。

どのようなコンタクト・セツトでも、オイルを
凹部４１からレセプタクル２２の中にレセプタク
ルの開口部に向つて上向きに流れさせる流体通路
手段を含んでいることが重要である。

次に、第５図を参照すると、本発明による改良
された雌コンタクト５１が示されている。このコ
ンタクト５１においては、凹部５２が導電性の弾
性コンタクトを実質的に取り囲んでおり、この弾
性コンタクトは好適実施例においては金属のバネ
５３で構成されている。この弾性コンタクトの外
側端部には雄プラグ３７と電気的接触を設定する
ための有効接触面がある。好適実施例において
は、この有効接触面はバネ５３の最も外側の端部
５４である。

保持溝５５のような保持手段が凹部５２の下側
端部に設けられている。この溝はバネ５３の一部
を受け入れて所定位置にしつかりと保持する。コ
ンタクト５１はレセプタクル２２内に容易に取り
付けできることが理解されよう。

第５図に示す実施例の利点はいくつかある。そ
の１つは、バネ５３を、実質的に凹部５２によつ
て囲まれているが、凹部５２の開口部を越えて伸
び出すように、すなわちレセプタクル２２の壁３
８を越えて突出するように作るとができることで
ある。こうすることにより、第４図に示す状態に
おいてさえも、確実な電気的接触が得られる。更
に、バネは実質的に凹部を開放状態にしているの
で、誘電体絶縁オイル用の広い流体通路が凹部内
に得られる利点がある。更に別の利点としては、
凹部に出入りする方向のみらならず、凹部の横方
向にも寸法の許容差をかなり大きくできることで
ある。電気コンタクト３７は凹部５２の中心に対
して実質的に位置合せされないことがあるが、そ
の場合でももコンタクトのバネ５３の有効接触面
５４と確実に電気的に接触することができる。勿
論、第１図に示すように適切に位置合せされた場
合には、バネは単に圧縮されるだけである。医療
用Ｘ線に使用される電圧は相当な大きさのもので
あるが、Ｘ線管のアノード電流が１アンペアを越
えることはまれであるので、手頃な大きさのバネ
を使用することができる。Ｘ線管のフイラメント
の高い電流でさえも典型的には６または７アンペ
アにすぎない。従つて、質量のある大きな電気コ
ンタクトは必要とされない。

次に、第６図を参照すると、本発明の別の実施
例が示されている。第６図に示す実施例において
は、雌コンタクト６１が凹部６２を限定し、この
凹部６２は実質的に弾性電気コンタクト６３を囲
んでいる。

このコンタクト６３は導電性の金属のバネ６４
と、凹部の開口部に最も接近したバネの端部に設
けられた金属キヤツプ６５とを有する。有効接触
面は金属キヤツプ６５の外側面である。このキヤ
ツプは凹部６２内に摺動可能に保持されていて、
明らかなように、第４図に示す状態においても確
実な電気的接触を形成し、またバネを単に圧縮す
るだけで雄コンタクト３７を凹部６２内に挿入さ
せることができる。第６図の実施例では、単にキ
ヤツプ６５と凹部６２の壁との間のはめ合いをゆ
るくすることにより、流体通路を形成できる。

代りとして、第７図に示すようにキヤツプ６５
に通り抜けの孔６６を設けるか、またはキヤツプ
の周壁に溝を設けることによつて流体通路を形成
することができる。更に、第７図に示すように、
キヤツプ６５には、通常の雄コンタクト３７の丸
みを持つた端部と合わされるように僅かに皿状に
形成された有効接触面を設けてもよいことがわか
つた。また、肩部６７をキヤツプ６５の一方の端
部に設けられて、この肩部により形成された環状
の壁部６８をバネ６４のコイルに圧力ばめするよ
うにすると、第６図および第７図に示す実施例を
使用することが最も容易であることがわかつた。
そして、キヤツプ６５およびバネ６４は、一旦組
み立てられると、単一ユニツトとして取り扱うこ
とができる。

第６図および第７図に示す実施例は、レセプタ
クル２２に組み立てた状態では、第５図に実施例
に対して上述した利点を有する。しかしながら、
１つの違いは、第５図に示す実施例は工場で組み
立てられるのに対して、第６図および第７図に示
す実施例では弾性コンタクトが通常コネクタ・セ
ツト２０を現場において接続する時に取り付けら
れることである。また弾性コンタクト６３を取り
付ける時、凹部６２は上向きの位置に保持する必
要がある。しかしながら、これは通常問題になら
ない。なぜなら、プラグ３２の挿入前に誘電体絶
縁オイルわ注入するためには、レセプタクル２２
を上向きの位置に保持しなければならないからで
ある。通常、ロツク用リング３４が締め付けられ
ると、雄コンタクト３７は第６図および第７図の
実施例の弾性コンタクトを所定位置に保持し、組
立体はいずれの方向にも配置することができる。

レセプタクル２２に単一の雌コンタクト５１ま
たは６１のみを有する本発明の実施例について図
示し説明したが、本発明の通常の３個または４個
の雌コンタクト５１または６１を有するレセプタ
クルに適用できることに注意されたい。通常、１
つのレセプタクル２２では、全ての雌コンタクト
は同じ構成にされる。しかし、第５図、第６図お
よび第７図の実施例を１つのレセプタクルに組み
合せて用いてコンタクトに融通性を持たせること
ができ、この場合も適切に機能する。

本発明を特定の実施例について説明したが、本
技術分野に専門知識を有する者にとつては上述し
た開示内容から種々の変更および変形を行なうこ
とができるであろう。従つて、本発明は特許請求
の範囲内において前述の特定の実施例以外にも実
施し得るものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は高電圧ケーブルを接続した従来のＸ線
管ケースの斜視図であり、第２図はＸ線管の装置
に取り付けられた従来のコネクタの部分断面図で
あり、第３図は第２図に示すコネクタの一部を示
す断面図であり、第４図は電気的接触不良の生じ
る例を示すための第２図のコネクタの実際の接触
領域の断面図であり、第５図は本発明の実施例を
示す断面図であり、第６図は本発明の別の実施例
を示す断面図であり、第７図は第６図に示す実施
例に使用される端キヤツプの断面図である。 （主な符号の説明） １０…Ｘ線管ケース、１
１，１２…高電圧ケーブル、２２…雌レセプタク
ル部、２７…保持リング、３２…雄プラグ部、３
７…雄コンタクト、４３…キー、５１，６１…雌
コンタクト、５２，６２…凹部、５３，６４…バ
ネ、５５…保持溝、６３…弾性コンタクト、６５
…金属のキヤツプ、６６…孔、６７…肩部、６８
…環状の壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁材料から形成され、その中に雄プラグ部
   が受け入れられる雌レセプタクル部であつて、そ
   の１つの内壁に雄コンタクトと係合する少なくと
   も１つの凹部が設けられている雌レセプタクル部
   と、 前記凹部および前記雌レセプタクル部の残部か
   らの流体の流れを許容する流体通路手段とを含
   み、 前記雌レセプタクル部は前記凹部内に接続され
   た導電性の弾性バネ・コンタクトを含み、該弾性
   バネ・コンタクトはその外端部に、雄プラグ部を
   前記雌レセプタクル部に挿入したときに雄コンタ
   クトと電気的に接続する有効接触面を有し、該有
   効接触面はそれに対して雄コンタクトが押し付け
   られていないとき前記１つの内壁を越えて突き出
   していることを特徴とする電気コネクタ。 ２ 前記凹部がその中に前記バネ・コンタクトを
   保持する保持手段を含んでいる特許請求の範囲第
   １項記載の電気コネクタ。 ３ 前記保持手段が前記凹部の中に設けられた溝
   であり、この溝の中に前記バネ・コンタクトの少
   なくとも一部がはめ込まれている特許請求の範囲
   第２項記載の電気コネクタ。 ４ 前記有効接触面が、前記バネ・コンタクトに
   電気的に接続され、かつ雄コンタクトが押し付け
   られたときに前記凹部内を摺動するように保持さ
   れている金属キヤツプで構成されている特許請求
   の範囲第１項記載の電気コネクタ。 ５ 前記流体通路手段が、前記金属キヤツプを通
   り抜ける孔を有している特許請求の範囲第４項記
   載の電気コネクタ。 ６ 絶縁材料から形成され、一端から少なくとも
   １つの電気雄コンタクトが突出している雄プラグ
   部と、 絶縁材料から形成され、その中に雄プラグ部が
   受け入れられる雌レセプタクル部であつて、その
   １つの内壁に雄コンタクトと係合する少なくとも
   １つの凹部が設けられている雌レセプタクル部
   と、 前記凹部および前記雌レセプタクル部の残部か
   らの流体の流れを許容する流体通路手段とを含
   み、 前記雌レセプタクル部は前記凹部内に接続され
   た導電性の弾性バネ・コンタクトを含み、該弾性
   バネ・コンタクトはその外端部に、雄プラグ部を
   前記雌レセプタクル部に挿入したときに雄コンタ
   クトと電気的に接続する有効接触面を有し、該有
   効接触面はそれに対して雄コンタクトが押し付け
   られていないとき前記１つの内壁を越えて突き出
   していることを特徴とする電気コネクタ・セツ
   ト。 ７ 前記凹部がその中に前記バネ・コンタクトを
   保持する保持手段を含んでいる特許請求の範囲第
   ６項記載の電気コネクタ・セツト。 ８ 前記保持手段が前記凹部の中に設けられた溝
   であり、この溝の中に前記バネ・コンタクトの少
   なくとも一部がはめ込まれている特許請求の範囲
   第７項記載の電気コネクタ・セツト。 ９ 前記有効接触面が、前記バネ・コンタクトに
   電気的に接続され、かつ雄コンタクトが押し付け
   られたときに前記凹部内を摺動するように保持さ
   れている金属キヤツプで構成されている特許請求
   の範囲第６項記載の電気コネクタ・セツト。 １０ 前記流体通路手段が、前記金属キヤツプを
   通り抜ける孔を有している特許請求の範囲第９項
   記載の電気コネクタ・セツト。