(57)【要約】本発明は各々外部導体（３６、３７）によって取り囲まれた内部導体（３４、３５）を備え、各同軸ケーブル（３０、３２）に各々割り当てられる、２つの同軸ケーブル（３０、３２）を互いに接続するためのコネクタ（３３）に関し、その課題は、これを簡単かつ迅速に扱うことができ、しかも接続された両同軸ケーブル間の電気的接続を、高い信頼性をもって保証することである。これを達成するために、本発明により、各コネクタ片（３８、３９）は各々対応する同軸ケーブル（３０、３２）の内部導体（３４、３５）に電気的に接続される接続領域（４０、４１）を備え、第１コネクタ片（３８）の接続領域（４０）との電気接触を作るために設けられた第２コネクタ片（３９）の接続ヘッド（４２）がそのコネクタ片の接続領域（４１）にばね部材（４３）を介して支持される。
2005537629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々外部導体（３６、３７）によって取り囲まれた内部導体（３４、３５）を備える２つの同軸ケーブル（３０、３２）を相互接続するための同軸ケーブル用コネクタ（３３）であって、
各同軸ケーブル（３０、３２）に各々コネクタ片（３８、３９）が付属しており、該片の各々が同軸ケーブル（３０、３２）の内部導体（３４、３５）に電気的に接続され、かつ接続領域（４０、４１）を有する内部導体（３４、３５）を備え、第１コネクタ片（３８）の接続領域（４０）と電気接触を形成すべく設けられて第１コネクタ片（３８）に滑動可能に接触する第２コネクタ片（３９）の接続ヘッド（４２）が、前記接続領域（４１）にばね部材（４３）を介して支持されるものにおいて、
前記接続ヘッド（４２）が前記第２コネクタ片（３９）の接続領域（４１）に形成された切欠き部内に挿入可能な複数の接触フィンガ（４６）を備えており、前記第２コネクタ片（３９）の接続領域が前記接触フィンガ（４６）のための接触面を有する接触片（４７）を備えることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
前記第１コネクタ片（３８）の前記接続ヘッド（４２）および接続領域（４０）は、コネクタの結合時に前記接続ヘッド（４２）がコネクタ（３３）の軸心に関して前記第１コネクタ片（３８）の接続領域（４０）に自己心合わせをして結合するように、その形状が互いに適合する接触面を備える請求項１記載のコネクタ。
【請求項３】
前記接続ヘッド（４２）が、前記第１コネクタ片（３８）の接続領域（４０）に形成された円錐形の凹所（４５）に対応する円錐台形状に形成された先端部（４４）を支持している請求項１又は２記載のコネクタ。
【請求項４】
前記接続ヘッド（４２）が前記第２コネクタ片（３９）の接続領域（４１）に支えねじ（５０）によって保持された請求項１から３の１つに記載のコネクタ。
【請求項５】
各々接続領域（４０、４１）を取り囲む各コネクタ片（３６、３７）の外部導体（３６、３７）が、組立フランジ（５２）を備える請求項１から４の１つに記載のコネクタ。
【請求項６】
前記両組立フランジ（５２）の間にリング状パッキング（５６）を備える請求項５記載のコネクタ。
【請求項７】
前記両組立フランジ（５２）が組立状態において共通のクランプ部材（５４）により取り囲まれる請求項５又は６記載のコネクタ。
【請求項８】
前記クランプ部材（５４）がクランプリングおよびばねクリップを含む請求項７記載のコネクタ。
【請求項９】
前記両組立フランジ（５２）間にリング状パッキング（５６）を備える請求項８記載のコネクタ。
【請求項１０】
前記両組立フランジ（５２）が組立状態において共通のクランプ部材（５４）により取り囲まれた請求項８又は９記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記クランプ部材（５４）がクランプリングおよびばねクリップを含む請求項１０記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の同軸ケーブル用コネクタに関する。
【０００２】
この種コネクタは、例えば欧州特許出願公開第０３１４２９９号明細書で公知である。ばねで支持された接続素子を有する同軸ケーブル用コネクタは、米国特許第３４１６１２５号、同第４０１２１０５号および同第６０５３７７７号明細書によっても公知である。
【０００３】
この種コネクタは多種多様の産業上の用途において重要である。該コネクタは、例えば保守点検作業時に同軸ケーブルを迅速かつ容易に取り外したり再結合したりできるようにせねばならない。特にこの種コネクタは、例えば核技術設備や原子力発電所で電気信号や電気パルスの伝送のために用いられる剛性構造の同軸ケーブルに適用されている。
【０００４】
原子力発電所では、直接には目視できない圧力容器内の作動媒体や冷却媒体の充填状態を監視し、場合によっては、例えば原子力圧力容器内の一次冷却材の充填状態を制御する必要がある。そのため、所謂ＴＤＲ測定法（時間領域反射測定法）を使用できる。この測定法は、例えば独国特許第１９９５８５８４号明細書で公知である。ＴＤＲ測定法では、例えばアンテナの内部導体とこれを同軸ケーブルの形で取り囲む外部導体との間のインピーダンスが突然変化した際、アンテナシステムに導かれた電磁パルスが部分的に反射されるという現象を利用する。
【０００５】
インピーダンスのかかる突然の変化は、例えば上述の構造のアンテナがガス状環境から液体に浸漬された際に発生する。と言うのは、インピーダンスが内部導体と外部導体との間のキャパシタンス、即ち内部導体と外部導体間の空間を満たす媒体の誘電率に依存するからである。従って監視すべき媒体内に浸漬したこのアンテナに導入された電磁パルスは媒体の表面上で部分的に反射される。通常そうであるように、短絡されたアンテナ終端部でも反射が生ずる。更にアンテナにおける電磁パルスの伝播速度が既知なので、境界層で反射されたパルスとアンテナ終端部で反射されたパルスとの間の伝播時間差を境界層の位置に対する指標として、即ち境界層の位置に対する特徴的な位置固有値の取得のための手段として使用できる。その際、伝播時間差と位置固有値の間に略比例関係が存在する。
【０００６】
従ってこの方法を、例えば密閉した容器内の媒体の診断や監視に使用可能とするには、電磁パルスを容器の外部領域から内部空間へ、またその逆向きに伝送することが必要である。しかし他方で、容器内に充填された媒体の種類と特性に応じ、容器の密封性に対する特に良好な手段を保障することが必然的に必要となるか、少なくとも大きな意味を持つことになる。設計に従って容器内を支配する運転パラメータ、例えばそこに充填された媒体の圧力や温度等に応じ、個々に電磁パルスの導出入のために用いるブッシングに対し、特に高度の要求が設定される。同様に原子力圧力容器を取り囲む外郭防御壁からパルス発生器又は評価・制御ユニットへ、又はその逆の電磁パルスの伝送が重要になる。
【０００７】
その際、外郭防御壁と原子力圧力容器の間で電磁パルスを伝送すべく、特に信頼性の高い測定値取得のために必要な高度な信号品質を保証すべく、例えば剛性構造の同軸ケーブルを使用できる。但し、例えば保守点検作業時に原子力圧力容器をアクセス可能に構成することも必要である。剛性構造の同軸ケーブルの使用時にできるだけ少ない費用でこれを可能とすべく、上述の両ブッシング間で同軸ケーブルのセグメントを迅速かつ扱い易い形で取り外したり再組立をしたりできるコネクタ装置が望まれる。
【０００８】
この種システムでの電磁パルスの障害と減衰をコネクタ部ででもできるだけ少なくすべく、このコネクタは高度の要求を満たさねばならない。測定上障害となる反射インピーダンスの跳躍を回避すべく、特にインピーダンスは導体の全長にわたり一定に保たねばならず、又は少なくとも不安定に変動してはならない。電磁パルスの高信頼性の伝送に際し特に重要なことは、コネクタによって接続される両導体間の良好な電気的接触である。
【０００９】
従って本発明の課題は、簡単かつ迅速に取り扱え、更に結合すべき両同軸ケーブル間の電気接触を、高信頼性をもって保証し得る上述の型のコネクタを提供することである。
【００１０】
この課題は本発明より、第２コネクタ片の接続領域に対向する接続ヘッドの終端部が、第２コネクタ片の接続領域に形成された切欠き部に挿入可能な複数の接触フィンガを備え、第２コネクタ片の接続領域が接触フィンガないし各接触フィンガのための接触面を有する接触片を備えることで達成される。
【００１１】
本発明は、同軸ケーブル用コネクタメカニズムを容易に扱えねばならず、従ってケーブルの迅速かつ簡単な結合と取り外しが可能でなければならないとの考え方から出発する。しかし同時に設備の運転中、コネクタを介して接続される両同軸ケーブル間の電気接触も特に良好でなければならない。基本的に互いに矛盾するこれら両条件を満たすべく、コネクタは結合すべき導体間の接触を特別な手段で強化する装置を備える。その際、ばね部材の復帰力を適切に利用する。即ち、ばねは両同軸ケーブルの結合時に力を受け、そのため両導体に電気接触を助長する力が常時作用する。
【００１２】
第１コネクタ片の接続ヘッドと接続領域間に、特に密接な接触を保証可能とすべく、接続ヘッドを第１コネクタ片の接続領域上で滑るように支持する。その際、接続ヘッドを、コネクタが開放されている状態で、コネクタの組立時に第１コネクタ片の接続領域がその接続ヘッドを第２コネクタ片の接続領域上を動いてばね部材を緊張状態にするように位置決めするとよい。それによって発生するばね部材の復帰力が、接続ヘッドを第１コネクタ片に持続的に押圧し、それにより特に高信頼性の電気接続をもたらす。接触フィンガは、コネクタの軸心方向に関する接続ヘッドの心合わせ手段としても、また接続ヘッドおよび接続領域間に電気的接触を作るためにも作用する。接触フィンガとそれに対応する切欠き部、特に切欠き部内に形成された接触面との協働作用によって、接続ヘッドの軸心方向への滑動の際にも、接触フィンガを支持する接続領域との十分な接触を保障できる。
【００１３】
接続ヘッドの接触フィンガは、第２コネクタ片の接続領域に設けられた接触片を取り囲む。この接触片は、接続ヘッドと接続領域との間の電気接触を保障するのに役立つ。接続ヘッドに設けたばね部材のばね力により、接触フィンガは接触片の大きな面又は小さな面に当接する。即ち接触片はばねの長さが変わった際も、接続ヘッドと第２コネクタ片の接続領域との間の電気接触を付加的に確実に維持するという目的を果たす。
【００１４】
接続ヘッドを、第１コネクタ片の接続領域に形成した凹所内に、それによってコネクタの軸心に関しヘッドが自己心合わせを行うように挿入するとよい。その際、接続ヘッドの形状は特に凸状とし、第１コネクタ片の接続領域内の対応する凹所に挿入可能とする。接続ヘッドも凹所もコネクタの軸心周りに回転対称に形成できる。その結果、接続ヘッドが第２コネクタ片に容易に挿入可能となり、コネクタとして組み上げた際、両コネクタ片の軸心が互いにずれないようにできる。仮に両コネクタ片の軸心が互いにずれると、電磁パルスの望ましくない障害を生じ、更に外部導体の相互接続が不可能になることがある。
【００１５】
その場合、製造技術上の理由から、特に第１コネクタ片の接続領域内に円錐形状の凹所を形成し、それに円錐台形状に形成した接続ヘッドを対応させるとよい。
【００１６】
第２コネクタ片の接続領域に支えねじを固定し、接続ヘッドを接続領域に保持させ、更にコネクタ開放時に接続ヘッドの全分解を回避可能にするとよい。各コネクタ片の外部導体にコネクタ片の相互組立を可能にする組立フランジを備えると望ましい。その際、両組立フランジ間にコネクタの密封を可能とするリング状パッキングを備えるのがよい。
【００１７】
両コネクタ片の確実な接続は、好ましくは両コネクタ片を組み立てた状態に固定するクランプ部材を介して行われる。このようなクランプ部材はその形状および輪郭が組立フランジに適合し、結合状態において組立フランジを取り囲む。
【００１８】
好ましくは、クランプ部材はばねクリップを有するクランプリングである。このリングは、コネクタの特に簡単かつ迅速な取り扱いを可能にする。
【００１９】
電磁パルスの不所望な減衰は、コネクタ部の全長にわたるインピーダンスが全く又は少ししか変化しないようにすることで全く無くすか、少なくとも僅かな値に維持できる。これを保証すべく、対応する部材、即ち特に接続領域とそれを取り囲む外部導体を適切な寸法にするとよい。
【００２０】
本発明によって達成される利点は、特に両同軸ケーブルの内部導体どうしの間に電気的接続を作るとき、ばね部材を用いることで、特に簡単かつ迅速に操作すべきコネクタを用意できることにある。このことは更に、同軸ケーブル間の電気接続が特に良好になるということを保障する。それによってコネクタの使用が高度の信号品質を必要とする鋭敏な測定の場合でも可能になる。従って、このコネクタは原子力発電所におけるＴＤＲ測定用信号を伝送する同軸ケーブルに適用するのに特に適する。
【００２１】
図面を参照し、一実施例について詳細に説明する。全ての図において、同一部材は同一符号で示している。
【００２２】
図１は、核技術設備の密閉された原子炉圧力容器２内の媒体Ｍを監視するシステム１を示す。容器２は、密閉構造に構成され図１に略示した外郭防御壁４の内部に配置されている。容器２は、信号Ｓの適切な交換のために外郭防御壁４を貫通し、ブッシング８を経て導かれる信号線６を介してシステム１の通信インタフェース１０に接続される。
【００２３】
媒体Ｍとして、この実施例では原子炉圧力容器２内に核技術設備の一次冷却材として用いる水Ｗを収容している。水Ｗは、下部空間領域では混合することなく、所謂過冷却状態で存在する。それに対し原子炉圧力容器２内に配置された核燃料の加熱作用下にある上部の空間領域では、水Ｗとその中で生じた蒸気バブルＤとの間の相混合体Ｗ、Ｄが存在している。それに対し更に上部の空間領域には、専ら蒸気化された一次冷却材、即ち蒸気Ｄが存在している。圧力容器２内に収容されている媒体Ｍは、水Ｗと相混合体Ｗ、Ｄとの間の第１境界層１２および相混合体Ｗ、Ｄと蒸気Ｄとの間の第２境界層１４を備えている。
【００２４】
核技術設備の運転時には多くの運転パラメータの監視が行われる。その場合、なかでも境界層１２、１４の位置を監視することが好ましく、又は必要である。例えば境界層１４の位置は充填レベル測定にて監視できる。
【００２５】
システム１は、境界層１２、１４の位置指標の逐次取得と監視の機能を果たす。そのためシステム１は、所謂ＴＤＲ（時間領域反射）測定法を利用すべく構成される。このＴＤＲ測定法の実施ため、原子力圧力容器２内に略垂直に配置され、アンテナとして働く同軸ケーブル１６が設けられている。該ケーブル１６はブッシング１８を経て原子力圧力容器２から導出され、信号線６に接続される。信号線６に接続された通信インタフェース１０自体は、電磁パルスを発生するパルス発生器２０と、出力モジュール２４および記憶モジュール２６を有する制御ユニット２２に接続される。自明の如く評価・制御ユニット２２は規則に従う運転のために必要な他の回路要素、例えば入力装置にも接続される。
【００２６】
システム１はＴＤＲ測定法の適用に適った回路部品を備える。従って、特別な信号線６のように、そのために設けられる電線に特に高品質の信号伝達が望まれる。これを特に容易にすべく、信号線６は剛性をもって作られた同軸ケーブルとして構成される。
【００２７】
しかし、原子力圧力容器２の保守点検作業を可能とすべく、信号線６を必要に応じ個々の素線に分離し、再び一緒にまとめ、更に例えばブッシング８とブッシング１８との間の種々の場所で分離作業およびまとめの保守点検作業を迅速かつ容易に再び結合することが必要である。そのため信号線６は、コネクタ３３を介して互いに取り外し自在に結合される複数の同軸ケーブル３０、３２で構成される。
【００２８】
伝送品質に対し全体として高度の要求を満たすべく、コネクタ３３もこれら設計目標に合うように構成される。その場合コネクタ３３は、全体として簡単な操作性の下に、特に接続すべき同軸ケーブル３０、３２の内部導体３４、３５相互間の特に密な電気接触を作るように考慮される。
【００２９】
図２に示す如く、同軸ケーブル３０と３２は、各々外部導体３６、３７および内部導体３４、３５を備える。同軸ケーブル３０、３２の相互接続のために設けられるコネクタ３３は、互いにサイズを合わせた第１コネクタ片３８と第２コネクタ片３９からなる。同軸ケーブル３０は第１コネクタ片３８に、同軸ケーブル３２は第２コネクタ片３９に各々固定的に接続される。第１コネクタ片３８は、内部導体３４に接続された接続領域４０を含み、同様に第２コネクタ片３９はその内部導体３５に接続された接続領域４１を含む。特に密な接触を得るべく、接続領域４１は接続領域４０に接触する接続ヘッド４２を備えている。該ヘッド４２は接続領域４１にばね部材４３を介して弾性的に支持されている。ばね部材４３のばねはコネクタ３３の閉成時にばね性を発揮し、その復帰力によって接続ヘッド４２を第１コネクタ片３８の接続領域４０の対応する接触面に常に押圧し、その結果、特に確実な電気的接続を保証する。適当なばねは、例えば渦巻きばね、皿ばね、板ばね或いは実施例に示すコイルばね等である。
【００３０】
接続ヘッド４２と接続領域４０の特に容易な係合と接続ヘッド４２の自己心合わせを達成すべく、接続ヘッド４２は例えば実施例では円錐台形状に形成した凸状の先端部４４を持つ。該先端部４４はそのために設けた、接続領域４０内の例えば中窪みの凹所４５に挿入される。凹所４５は実施例では円錐形状をなし、その内面形状は接続ヘッド４２の先端部４４の外面形状に対応している。接続ヘッド４２に設けた接触フィンガ４６で、接続ヘッド４２と、これを支持する第２コネクタ片３９の接続領域４１との間の良好な電気接触が可能になる。接触フィンガ４６は接続領域４１に設けた接触片４７を取り囲み、ばね部材４３のばね力で接触片４７の大きい又は小さい面に密接する。接触フィンガ４６は接触片４７に沿って滑動できる。その際接触フィンガ４６の各位置で、接続ヘッド４２と第２コネクタ片３９の接続領域４１との間の電気接触が保証される。その結果、ばねの長さが変わっても接続ヘッド４２と接続領域４１の間の良好な電気接触が保証される。接続ヘッド４２は支えねじ５０により接続領域４１に保持される。この結果、開放状態のコネクタ３３における、接続ヘッド４２自体の完全な分離を確実に回避できる。
【００３１】
コネクタ片３８、３９の接続領域４０、４１を取り囲む外部導体３６、３７は、各々コネクタ片３８、３９の相互接続を可能にする組立フランジ５２を備えている。
【００３２】
図３は、フランジ５２を取り囲んでコネクタ片３８と３９を相互結合するクランプ部材５４、例えばクランプリングを備えたコネクタ片３８、３９の外部導体３６、３７の縦断面を示す。クランプ部材５４は図示しないばねクリップにより一緒に保持される。
【００３３】
図４はフランジ５２を取り囲み、もってコネクタ片３８と３９を相互に結合するリング状パッキング５６を有する、クランプ部材５４を備えたコネクタ片３８、３９の外部導体３６、３７の縦断面を示す。このパッキング５６は特に良好な封止を可能とし、更にクランプ部材５４によるコネクタ３３の確実な密封を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】密閉された原子炉圧力容器内における充填状態を監視するシステムを示す系統図である。
【図２】同軸ケーブル用コネクタの分解縦断面図である。
【図３】クランプ部材を備えた同軸ケーブルの外部導体を示す縦断面図である。
【図４】クランプ部材およびパッキングを備えた同軸ケーブルの同じ外部導体を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  システム、２  原子力圧力容器、４  外郭防御壁、６  信号線、８、１８  ブッシング、１０  通信インタフェース、１２、１４  境界層、１６  アンテナ、２０  パルス発生器、２２  評価・制御ユニット、２４  出力モジュール、２６  記憶モジュール、３０、
３２  同軸ケーブル、３３  コネクタ、３４、３５  内部導体、３６、３７  外部導体、３８、３９  コネクタ片、４０、４１  接続領域、４２  接続ヘッド、４３  ばね部材、４４  先端部、４５  凹所、４６  接触フィンガ、４７  接触片、５０  支えねじ、５２  組立フランジ、５４  クランプ部材、５６  パッキング、Ｓ  信号、Ｗ  水、Ｄ  蒸気、Ｍ  媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2005537629.tif 000007
2005537629.tif 000008
2005537629.tif 000009
2005537629.tif 000010
2005537629.tif 000011