JP2001522134A - 防爆貫通コネクタ - Google Patents

防爆貫通コネクタ

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Abstract

(57)【要約】 防爆コンパートメント内部の回路と防爆コンパートメント外部の回路を接続するための装置を開示する。本発明の貫通コネクタは防爆材料から作られ、防爆コンパートメントの開口に堅固に嵌め合わされるように製作される。貫通コネクタの外面上の端子ハウジングは、隣接する端子がお互いに接触することによりスパークが発生することを防ぐために、端子を隔離するための隔壁を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、防爆コンパートメント内側の回路をコンパートメント外側の端子ま
で延長するコネクタに関する。より厳密には、本発明は、火炎又は内部爆発が貫
通コネクタを通り抜けて或いはその周囲から漏れないようにするため、防爆コン
パートメントの開口内側に堅固に嵌め込まれた貫通コネクタに関する。更により
厳密には、本発明は、貫通コネクタ上の外部端子間のアークを防ぐ防爆貫通コネ
クタに関する。
【0002】 (発明の背景) ある種の工場環境は爆発性大気を有している。このような環境では、十分なエ
ネルギーを持ったスパークであれば爆発を引き起こしかねない。これらスパーク
の潜在的原因の1例は、これらの環境下である作用を実行又は監視するために使
用される回路類である。モーターのようなある種の回路部品は、本来その作動中
にスパークを発生するものである。これらの本来的にスパークを起こす回路部品
は、通常、コンパートメント内側で発生したスパークがコンパートメント外側の
大気に添加することを防ぐため防爆コンパートメント内に閉じ込められている。
【0003】 防爆コンパートメント内の本来的にスパークを起こす回路類からコンパートメ
ント外側の端子まで接続を延ばすのには課題がある。本来的にスパークを起こす
回路類から端子まで接続を延ばすためには、貫通コネクタは、コンパートメント
の完全性を危うくすることなく、防爆コンパートメントの壁を通過せねばならな
い。防爆コンパートメントに一般的に使用されている貫通コネクタには2種類の
タイプがある。貫通コネクタの第1のタイプは、コンパートメントの壁に封入さ
れた複数の導体から成る。第2のタイプは、コンパートメントの開口へと螺合又
は滑合される円筒形貫通コネクタである。これらの貫通コネクタタイプには共に
使用に際し不利な点が幾つかある。
【0004】 防爆コンパートメントの壁に導体を封入するタイプの不利な点の1つは、壁へ
の封入を適切に行なう処理が難しいという点である。導体はコンパートメントの
壁に封入用の物質が注入され硬化する間中、定位置に保持されねばならない。封
入用の物質が硬化する前に導体が少しでもずれれば、その結果、導体が適切に装
着されないことになる。導体が確実に適切に装着されるようにするためには余分
な時間と設備が必要となる。
【0005】 コンパートメントの壁に導体を封入するタイプのもう一つの不利な点は、封入
用物質が硬化してしまえば、封入用物質を容易に取り除いたり作り直したりでき
ないために、導体の位置を変更できないことである。導体が不良品であるか、又
は封入用物質が適切に硬化しない場合には、当該コンパーメントを含んでいるハ
ウジング全体を破棄せねばならない。これでは材料の無駄遣いであって高くつく
ことになる。防爆コンパートメントの壁に導体を封入するタイプの更に別の不利
な点は、導体とコンパートメント内部の回路との接続をやり易くしようとすれば
ハウジングの構造が制限されてしまうことである。内部回路との接続を容易にす
るためには、導体はコンパートメント内のアクセスしやすい区域になければなら
ない。導体をアクセス可能な区域に配置することは、このようなコンパートメン
トの製造に制限を課す要因となる。
【0006】 円筒形貫通コネクタは、防爆コンパートメント内の嵌合開口内へと螺合又は滑
合される。円筒形貫通コネクタの不利な点のいくつかは、当該貫通に使用される
導体のタイプに原因がある。通常、個別のワイヤ又はピン等の固体導体が円筒形
貫通コネクタ内の導体として使用される。
【0007】 円筒形貫通コネクタの個別ワイヤの不利な点は、個別ワイヤが自動化された生
産技術では取り扱い難いことである。個別ワイヤはそれぞれに防爆コンパートメ
ント中の端子又は他の型のコネクタに取り付けられねばならない。このため防爆
コンパートメント内に追加の金具が必要になる。更に、個別ワイヤを端子に接続
するのは労働集約型作業である。
【0008】 円筒形貫通コネクタ内の剛性導体の不利な点は、剛性導体を適正な回路と接続
し易くするために方向決めする必要があるということである。この方向決めを行
うためには追加的機構が必要になる。更に、円筒形貫通コネクタは、方向決めを
やり易くするため、防爆コンパートメント内のアクセスが容易な区域に配置しな
ければならない。
【0009】 剛性導体を使用することのもう1つの不利な点は、丸形の貫通コネクタは空間
利用効率が良くないので、円筒形貫通コネクタ中の剛性導体の数が制限されると
いう点である。更に、円筒形貫通コネクタ上の剛性導体に合わせた端子の配置で
はフィールド配線には都合が悪い。
【0010】 防爆貫通コネクタに関する更に別の問題点は、貫通コネクタに対する隣接する
リード線同士が接近しすぎると、時にはハウジングの外部にある回路のエネルギ
ー準位が上がってスパークを発生させることがあるという点である。
【0011】 (発明の概要) 上記及び他の問題点は、防爆貫通コネクタの設備に関する本発明により解決さ
れ、当分野の技術が進歩するであろう。本発明によれば、貫通コネクタは、コン
パートメント内部の爆発又は火炎が当該貫通コネクタを通して又はその周囲から
漏れるのを防ぐために、防爆コンパートメントの開口内へと堅固に嵌め込まれる
ように製作される。本発明によれば、貫通コネクタは更に、隣接する端子の間で
スパークが起こらないようにするため、貫通コネクタ外側の各端子を互いに隔離
している。本発明は又、本来の方向決めを行いつつ端子の数を最適化する形状を
有する貫通コネクタにも関する。
【0012】 本発明により提供される貫通コネクタは3つの主要な要素、即ち複数の導体、
端子ハウジング、及び防爆ベースを有する。導体はそれぞれ導体の第1外端上に
端子を有する。各導体の第2内端上のシャフトは、端子ハウジングの嵌合開口と
防爆ベースを貫通して伸張し、防爆コンパートメントの内部へと突出する。
【0013】 非導電性材料から作られた端子ハウジングは、防爆ベースの外側に固着されて
いる。端子ハウジングを貫く複数の開口が導体を収容するが、導体は端子ハウジ
ングの開口内へと導かれて定位置に固定される。各導体の端子は、外部回路に接
続するため端子ハウジングの表面より上に出たままである。開口は、ハウジング
上の端子の数が最大となるように端子ハウジングの表面上に配列される。
【0014】 外部環境での爆発を防止するため、端子ハウジングは各端子を隣接する端子か
ら隔離しスパークの発生を防ぐ。各端子の周りのU字型隔壁は、端子から外れた
リード線が他のリード線に接触するのを防ぐ。U字型隔壁は、ピンの各列の間に
設けられた中央壁と、各列の隣接する開口の間に設けられた分離壁により輪郭が
定められる。
【0015】 貫通コネクタの防爆ベースは、爆発により発生する応力に耐え得る材料で作ら
れ、防爆コンパートメントの開口に嵌め込まれる。防爆ベースの面材は、防爆コ
ンパートメントの外壁に固着される。端子ハウジングは、防爆ベースの面材の表
面に固着される。防爆ベースの貫通ボスは、面材の裏面から突き出て、防爆コン
パートメントの開口にしっかりと嵌合する。貫通ボスは、防爆コンパートメント
の内部へと伸張する。貫通ボスは、火炎又は爆発が防爆コンパートメントと貫通
ボスとの間の隙間を抜けて外部環境へと漏れるのを防ぐため、防爆コンパートメ
ントと最小の隙間で嵌合するように製作される。防爆ベースを貫通する開口は端
子ハウジングの開口と対になっている。導体は端子ハウジングの開口を通り、更
に防爆ベースの開口も通り抜けて伸張し、防爆コンパートメント内に突出する。
防爆ベースの開口は、開口内の導体の周囲空間に封入物質を注入することにより
密封される。封入物質は火炎又は爆発が各開口を抜けて漏れることを防止する。
【0016】 本発明の貫通コネクタは、一般的に使用されている防爆貫通コネクタに比べて
以下の点で有利である。本発明の貫通コネクタは、防爆ベースが防爆コンパート
メントの開口内に堅固に嵌合するように製作されるので、どのような形状にでも
することができる。本発明により提供される貫通コネクタ上の端子は、貫通コネ
クタ上の空間を最大限有効に利用できるように配列される。本発明により提供さ
れる防爆貫通コネクタは別体の構成要素なので、貫通コネクタの欠陥が防爆コン
パートメントに悪影響を及ぼすことはない。本発明は、方向決めが問題にならな
いので防爆コンパートメント上の何れの場所にでも配置することができる。
【0017】 (好適な実施例の詳細な説明) 図1は本発明のある好適実施例の組立分解図である。防爆貫通コネクタ100
の主要3構成要素は、ピン101で表示される複数の導体、端子ハウジング11
0、及び防爆ベース120である。端子ハウジング110は、防爆コンパートメ
ント602(図6に図示)の開口に嵌合される防爆ベース120に固着される。
複数の導体は、端子ハウジング110の1列目の開口151−160と2列目の
開口(図1では図示せず)に収容される。導体は端子ハウジング110を貫通し
対応する防爆ベース120の開口130−149内へと伸張する。導体は更に防
爆ベース120を通り抜け、防爆コンパートメント602(図4に図示)内に突
出する。
【0018】 複数の導体はそれぞれ、端子ヘッドから伸張する本体を有する。各導体の本体
は端子ハウジング110の中へ導かれ、導体は定位置に固定される。導体の端子
ヘッドは端子ハウジング110の表面上に露出した状態で残る。導体の本体は貫
通コネクタ100全体を通り抜けて伸張し、貫通コネクタ100の反対側の防爆
コンパートメント602(図6に図示)の内部へと突出する。
【0019】 この好適実施例では、各導体は導電性材料で作られたピン101であり、防爆
コンパートメント602内側の回路をコンパートメント603内の外部回路に接
続する(図6に図示)。ピン101のスクリュー103は係留コーンワッシャ1
04の開口(図示せず)を通り抜けて伸張し、ピン101のヘッド106の穴(
図示せず)にねじ込まれる。係留コーンワッシャ104とスクリュー103はピ
ン101上に端子コネクタを形成する。各ピン101のシャフト102は、端子
ハウジング110の1列目の開口151−160と並列する2列目の開口(図1
では図示せず)及び防爆ベース120の開口130−149を貫通して伸張する
。ピン101のシャフト102の下端は防爆ベース120からコンパートメント
の内部へと突出する。本好適実施例では、ピン101のヘッド106は端子ハウ
ジング110の開口よりも半径が大きいので、開口に入れ込まれるとピン101
が定位置に固定される。
【0020】 端子ハウジング110は非導電性材料から作られ、複数のピン101を収容す
る。端子ハウジング110のプラットフォーム119は実質的に平らで平行な面
である表面111と裏面112を有する。ピン101は、1列目の開口151−
160と2列目の開口(図1では図示せず)の中に導かれて、プラットフォーム
119を表面111から裏面112まで貫通して伸張する。本好適実施例では、
プラットフォーム119は実質的には端部が円形で側部が実質的に平行に伸びる
長円形状である。1列目の開口151−160及び2列目の開口(図1では図示
せず)は、プラットフォーム119の縦軸に沿って整列している。導体の数又は
配置は自由であり、開口の数及び配置だけでなく端子ハウジング110の形状も
設計者が選定できる。
【0021】 プラットフォーム119の面111上の直立壁により輪郭が定められるU字型
隔壁は、ある好適実施例でピン101から外れたリード線と隣接端子に接続され
ているリード線との間の接触を防ぐために使用される。U字型隔壁は端子間のア
ークをも防ぐ。中央壁113は縦軸に対して実質上平行で、1列目の開口151
−160を2列目の開口(図1では図示せず)から分離する。壁171−179
及び181−189は中央壁から直交分岐し端子毎にU字型隔壁を作り上げる。
中央壁113の両端の端壁114と115は末端の端子の隔壁を形成する。
【0022】 端子ハウジング110の裏面112は防爆ベース120の外面に固着される。
裏面112上の嵌合リング117は、防爆ベース120のキャビティ123に嵌
め込まれる。嵌合リング117は、1列目の開口151−160及び2列目の開
口(図1では図示せず)を端子ハウジング110の面112上で囲んでいる。本
好適実施例では、嵌合リング117は、プラットフォーム119と実質的に同じ
形状(相似形)である。嵌合リング117とキャビティ123は端子ハウジング
110の1列目及び2列目の開口を防爆ベース120の開口130−149に整
列させる。端子ハウジング110は、接着材または何か他の方法により防爆ベー
ス120に固着される。
【0023】 防爆ベース120は爆発により発生する圧力に耐え得る材料から作られ、防爆
コンパートメント(図6に図示)の開口に配置される。防爆ベース120の面材
121は防爆コンパートメント602(図6に図示)の外壁に固着され、端子ハ
ウジング110を面材121に固着するため嵌合リング117を収容するキャビ
ティ123を有している。複数の開口130−149は、キャビティ123の底
面上にある。開口130−149はベース120を貫通してハウジング内部の底
側まで伸張し、各開口130−149は端子ハウジング110の1列目の開口1
51−160又は2列目の開口(図示せず)の1つと対になっている。本好適実
施例では、防爆ベース120の面材121の複数の突起には、防爆ベース120
を防爆コンパートメントに締め付けるためのボルト(図示せず)を通す穴124
−129が設けられている。別の方法を使って、貫通コネクタ100をコンパー
トメントに締結してもよい。
【0024】 防爆ベース120の貫通ボス122は底側面材121から防爆コンパートメン
ト602の開口601を通ってコンパートメント602の内部へと伸張する(図
6に示す)。本好適実施例では、貫通ボス122は端子ハウジング110同様に
端が円形で側部が実質的に平行な長円形円筒状である。開口130−149は貫
通ボス122を貫通して伸張し、ハウジングの内部へと開いている。ピン101
は開口130−149を貫通して伸張し、ピンのシャフト102の端が貫通ボス
122からハウジングの内部へと突出する。
【0025】 図2は組み立てられた貫通コネクタを示す。端子ハウジング110は面材12
1に固着されている。隔壁113−115、171−179、及び181−18
9は、端子ハウジング110の1列目及び2列目の開口(図2には図示せず)の
各開口周辺に端子ポケット201−220を形成する。複数のピン(図2では見
えない)に取り付けられたスクリュー102とワッシャ103は端子ポケット2
01−220の底面上に配置され、リード線(図示せず)をピン101に取り付
けるための端子コネクタを形成する。
【0026】 図3は防爆コンパートメント300の開口(図示せず)に嵌合された貫通コネ
クタを上から見た図である。面材121は、面材121の開口124−129を
貫通して伸張するボルト301−306によりコンパートメント300の外側に
固着されている。使用されるボルトのタイプに関する設計選定は製作者に任され
ており、本発明にとって重要なことではない。更に、貫通コネクタ100をコン
パートメント壁に締結する際に他の方法を使うこともできる。端子ハウジング1
10は面材121の表面側に固着される。端子ハウジング110の表面111上
の直立壁113−115、171−179、及び181−189は端子ポケット
201−220を形成し、各ポケットには複数の導体それぞれに対する端子コネ
クタが含まれている。
【0027】 図4は、組み立てられた貫通コネクタ100の底部側を示す斜視図である。各
ピンのシャフト102の端部は開口130−149を貫通して伸張し、貫通コネ
クタ100の裏面から突出している。これにより、ハウジングの製作者は内部回
路をハウジング内側のピンに容易に接続することができる。貫通コネクタ100
の底面には、爆発又は火炎が開口130−149の内の1つを通り抜けて漏れる
のを防ぐために封入物質500(図5に図示)を充填する凹型リザーバ401が
設けられている。
【0028】 図5は貫通コネクタ内の封入物質500を示す貫通コネクタの断面図である。
封入物質500はエポキシ或いは、火炎又は爆発が開口を抜けて漏れるのを防ぐ
ために貫通コネクタ100の開口を密封するものであれば他の物質であってもよ
い。図5では、開口132と142により、貫通ベース120の典型的な嵌合開
口を示している。最低でも、封入物質500は貫通ベース120の開口を充填せ
ねばならない。本好適実施例では、封入物質500は実質的にリザーバキャビテ
ィ401とベース120のキャビティ123にも充満して、開口が確実に完全密
封されるようにしている。代わりの実施例では、開口を密封するために他の方法
を使うことも考慮される。このような代わりの方法の1例として、封入物質50
0をモールド型に射出して貫通コネクタを成形することにより導体周囲にベース
を形成することもできる。
【0029】 図6は、コンパートメント602と603の共通壁604の開口である開口6
01内の貫通コネクタ100を示す断面斜視図である。本好適実施例では、防爆
コンパートメント602は内部回路部品(図示せず)を含み、コンパートメント
603は外部回路部品(図示せず)を含んでいる。貫通コネクタ100は、防爆
コンパートメント602内の内部回路部品をコンパートメント603内の外部回
路部品に接続する。面材121と端子ハウジング110は壁604に固着されて
いる。貫通ボス122は、開口601を貫通しハウジング602の内部へと伸張
している。本好適実施例では、貫通ボス122と開口601は、何れの側でも貫
通ボス122と開口601との隙間が貫通ボス122の長さにより決まるように
製作される。更に、貫通ボス122の長さは本好適実施例では壁604の厚さに
等しい。間隔をこのようにすることにより、開口にガスケットを使用するか他の
型式のシール材を使用するかに関わらず、爆発又は火炎が隙間を通って漏れるこ
とが防止される。
【0030】 上に開示した実施例は本発明の防爆コネクタの1つの好適な実施例である。こ
こでは本発明の特定の実施例を開示したが、当業者であれば、文理的或いは均等
論的に請求項に述べる範囲内に在る代替防爆コネクタを設計することができ、ま
た設計するであろうことが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの代表的好適実施例の構成要素の分解組立図である。
【図2】 図1の実施例が組み立てられた状態の斜視図である。
【図3】 防爆ハウジング内側の図1の実施例の上面図である。
【図4】 図1の実施例が組み立てられた状態の底面側から見た斜視図である。
【図5】 図1の実施例の断面図である。
【図6】 防爆ハウジング開口内側の図1の実施例の側面斜視図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成11年10月1日(1999.10.1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 円筒形貫通コネクタは、防爆コンパートメント内の嵌合開口内へと螺合又は滑
合される。このタイプの貫通コネクタの例は、ヤルボロ他に発行された米国特許
第5,399,807号及びEP第0309895号に示されている。円筒形貫
通コネクタの不利な点のいくつかは、当該貫通に使用される導体のタイプに原因
がある。通常、個別のワイヤ又はピン等の固体導体が円筒形貫通コネクタ内の導
体として使用される。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1面(111)と第2面(112)とを有する端子ハウジ
    ング(110)と、 複数の導体(101)と、 前記複数の導体を収容するために前記端子ハウジング(110)を貫通して前
    記第1面から前記第2面まで伸張する複数の開口(151−160)と、 前記端子ハウジング(110)の前記第2面(112)に固着される上部(1
    21)と、底部(122)とを有する防爆ベース(120)と、 前記ベース(120)を貫通して前記上部(121)から前記底部(122)
    まで伸張する、各々が前記端子ハウジング(110)の前記複数の開口(151
    −160)の対応する1つと対をなす複数の開口(131−149)とを備え、 前記複数の導体(101)の各々が前記端子ハウジング(110)の前記複数
    の開口(151−160)の1つを貫通し、更に前記端子ハウジング(120)
    の前記1つの開口(151−160)と対をなす前記ベース(120)の開口(
    139−149)の一つを貫通して伸張し、前記防爆ベース(120)の底部(
    122)から突出することを特徴とする、防爆コンパートメント(602)内側
    の回路を前記防爆コンパートメント外側の回路に接続する防爆貫通コネクタ(1
    00)。
  2. 【請求項2】 前記端子ハウジング(110)を貫通する前記複数の開口(
    151−160)各々に対し実質的にU字型の隔壁(201−220)を設け隣
    接する端子を互いに隔離するための、前記端子ハウジング(110)の前記第1
    面(111)上の直立壁(113−115、171−179、181−189)
    により輪郭を定められる複数のU字型隔壁を更に備えていることを特徴とする請
    求項1に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
  3. 【請求項3】 前記ベース(120)の前記複数の開口(130−149)
    の各々の中の前記複数のピン(101)各々を取り囲む空間により輪郭を定めら
    れる前記防爆ベース(120)内の複数のキャビティ(123)と、 スパークが防爆コンパートメント(602)の内部から前記コネクタ(100)
    を通り抜けて漏れることを防ぐために前記複数のキャビティ(123)を充填す
    る封入物質(500)とを更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の防
    爆貫通コネクタ(100)。
  4. 【請求項4】 前記防爆ベース(120)の前記底部上の凹型リザーバ(4
    01)と、 前記凹型リザーバ(401)を実質的に充填する封入物質(500)とを更に
    備えていることを特徴とする請求項3に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
  5. 【請求項5】 前記端子ハウジング(110)の前記第2面(112)上の
    前記複数の開口(151−160)を取り囲む直立壁により輪郭を定められる、
    前記端子ハウジング(110)の前記第2面(112)上の嵌合リング(117
    )と、 前記端子ハウジング(110)を貫通する前記複数の開口(151−160)
    各々を前記防爆ベース(120)を貫通する前記複数の開口(131−149)
    の1つと整列させるために前記凹型キャビティ(123)と嵌合される、前記端
    子ハウジング(110)の前記第2面(112)上の前記嵌合リング(117)
    を収容するための、前記防爆ベース(120)の前記上部(121)の凹型キャ
    ビティ(123)とを更に備えていることを特徴とする、請求項1に記載の防爆
    貫通コネクタ(100)。
  6. 【請求項6】 前記端子ハウジング(110)の前記第1面(111)と前
    記第2面(112)が実質的に平らで平行な面であり、前記端子ハウジング(1
    10)の両端は円形で前記端子ハウジングの相対する側は実質的に平行であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
  7. 【請求項7】 前記端子ハウジング(110)を貫通する前記開口(151
    −160)が前記端子ハウジングの前記平面の縦軸に対して実質的に平行な列に
    整列していることを特徴とする請求項6に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
  8. 【請求項8】 前記端子ハウジング(110)の前記第1面(111)上の
    前記開口(151−160)の列の間にある、前記端子ハウジングの前記第1面
    の前記縦軸に対して実質的に平行な縦壁(113)と、 前記縦壁に対して直交し、前記端子ハウジング(110)の前記第1面(11
    1)上の前記各列の前記開口(151−160)の各々の間に配置された複数の
    壁(171−179、181−189)とを更に備え、 前記縦壁(113)と前記複数の壁(171−179、181−189)が、
    ある端子から外れたリード線と隣接する端子に接続されたリード線との接触を防
    ぐためのU字型隔壁を輪郭づけていることを特徴とする上記請求項7に記載の防
    爆貫通コネクタ(100)。
  9. 【請求項9】 前記コネクタ(100)が前記防爆コンパートメント(60
    2)の壁(604)の嵌込開口(601)に挿入されていることを特徴とする請
    求項1に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
  10. 【請求項10】 前記複数の導体(101)の各々が、 ピン(101)と、 前記ピン(101)のヘッド(106)上のスクリュー(103)と、 前記ピン(101)の前記ヘッド(106)に隣接するワッシャ(104)と
    、 前記ヘッド(106)のねじ穴とを備え、 前記スクリュー(103)は、前記ピン(101)と端子接続を行うため、前
    記ワッシャ(104)を貫通して前記ピン(101)のねじ穴内に伸張している
    ことを特徴とする請求項1に記載の防爆貫通コネクタ(100)。
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