JP2004529292A

JP2004529292A - ばね係止式コネクタ

Info

Publication number: JP2004529292A
Application number: JP2002569579A
Authority: JP
Inventors: プーン，ダニエル; バルセルス，ピーター・ジェイ
Original assignee: バル・シール・エンジニアリング・カンパニー
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2004-09-24
Also published as: EP1446578A2; WO2002070891A3; US20020122690A1; WO2002070891A2; AU2002244249A1

Abstract

ばね係止式コネクタは、ハウジングの内部に軸心方向に配設したばねリングを備えている。ハウジングは孔部を有し、その孔部に、ばねリングを保持するための内周溝が形成されている。更にピストンを備えており、このピストンに、ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝が形成されている。ピストンは、このピストンを所定の接続力をもって接続方向へ移動させて孔部に挿入する際に、ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有する。更に、内周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、この当接保持壁面は孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、接続方向とは逆方向の接続解除方向へピストンを移動させる際にばねリングが軸心方向に圧縮されて、接続解除方向へ作用させる接続解除力が前記接続力より大きくなるようにしている。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタに関し、より詳しくは、様々な形状の着脱可能な接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器、安全機器、それに医用機器などに関する多くの用途において、接続はごく小さな力で行えるが、接続解除には非常に大きな力を要するようにして、２つの部材を着脱可能に接続できるようにすることが必要な場合がある。また、相対的な力の大きさを、これとは逆にしなければならない用途もある。即ち、そのような用途では、接続には非常に大きな力を要するが、接続解除はごく小さな力で行えるようにすることになる。更に、電気コネクタの場合には、接続した状態で、２つの部材の間で電気を伝達できるようにしなければならない。
【０００３】
これまで、円筒形の部材どうしをワンタッチで接続することのできるコネクタ構造においては、それら部材どうしを着脱可能に係止できるようにするために、多数の部品を使用していた。
【０００４】
従来の係止機構としては、例えば米国特許第4,678,210号公報、米国特許第5,082,390号公報、米国特許第5,411,348号公報、それに米国特許第5,545,842号公報などに開示されているものがあり、これら米国特許はいずれもBalsellsに対して付与された米国特許である、しかしながら、それら米国特許に開示されているロック機構のうちには、小さな力で接続を行え、接続解除には大きな力を要し、しかも、接続に要する力と接続解除に要する力との大きさの比を任意に定めることのできる、２つの略々円筒形の表面どうしを接続する機構とし得るものは存在していない。
【特許文献１】
米国特許第4,678,210号公報
【特許文献２】
米国特許第5,082,390号公報
【特許文献３】
米国特許第5,411,348号公報
【特許文献４】
米国特許第5,545,842号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ハウジングに形成した溝に円形傾斜コイルばねを装着し、このコイルばねがシャフトに形成した溝に嵌り込むようにしたものであり、シャフトをハウジングに対して相対的に軸心方向へ移動させると、コイルばねが軸心方向に圧縮されて溝に押付けられ、それによって軸心方向の力が発生するようにしてある。こうして発生する力は、その径方向の分力が、静止摩擦力の径方向の分力とコイルばねを径方向へ押し広げる力との合力を超えるまで増大して行き、その径方向の分力がこの合力を超えたならば、嵌り込んでいたコイルばねが外れるようになっている。
【０００６】
本発明に係るばね係止式コネクタは、ばねリングを備えており、該ばねリングは、軸心方向に配設されており、また、該ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成る。該ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有し、該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有する。
【０００７】
更にハウジングを備えており、該ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングを保持するための内周溝が形成されている。該ハウジングの該内周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、該ハウジングの前記孔部の直径より小さい。
【０００８】
更にピストンを備えており、該ピストンに、前記ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝が形成されており、該ピストンは、該ピストンを所定の接続力をもって接続方向へ移動させて前記孔部に挿入する際に、前記ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有している。
【０００９】
更に前記ハウジングの前記内周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、その結果、接続解除力が前記接続力より大きくなるようにしてある。
【００１０】
前記当接角は約０°と約３０°との間の角度とすることができ、約１５°とすることが好ましい。このような角度とすれば、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比は１以上及び約２０以上になる。このようにするには、接続解除の際に前記プランジャから前記ばねリングへ作用する力の作用点が前記ばねリングの前記中心線より内径側であるようにすればよい。
【００１１】
１つの実施例においては、前記内周溝の他方の側壁面を画成している第２の当接保持壁面を備えており、該第２の当接保持壁面は前記直交平面に対して傾斜しており、前記当接保持壁面と該第２の当接保持壁面とで、テーパ溝が画成されている。この構成によれば、接続解除の際に圧縮される前記ばねリングを接続解除後に元の位置へ押し戻すことができるという利点が得られる。
【００１２】
本発明の別の実施例においては、前記内周溝の底壁面が、前記ピストンの中心線に対して傾斜している。これによって前記ばねリングの各巻きが径方向に圧縮され、更なる力が発生する。
【００１３】
本発明の更に別の実施例においては、前記溝が、隣り合う複数のハウジング構成部材で画成されており、これによって製作を容易にしている。
本発明の更に別の実施例においては、第２のばねを装備することができ、該第２のばねは、軸心方向に配設した前記ばねリングの内部に、その内周部に沿って配設され、接続解除後に前記ばねリングを前記ハウジングの前記孔部の内部の元の位置へ押し戻すものである。
【００１４】
本発明の更なる実施例は、前記ピストンの外周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、接続解除力が更に接続力より大きくなるようにしてある。
【００１５】
本発明の更に別の実施例によれば、ばね係止式コネクタは、ばねリングを備えている。該ばねリングは、軸心方向に配設されており、該ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、また、該ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有する。該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有する。
【００１６】
更にピストンを備えており、該ピストンに、前記ばねリングを保持するための外周溝が形成されている。該ピストンの該外周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、該ピストンの直径より大きい。更にハウジングを備えており、該ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングの一部分が嵌り込む内周溝が形成されている。
【００１７】
更に前記ピストンの前記外周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記ピストンの中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、接続解除力が前記接続力より大きくなるようにしてある。
【００１８】
本発明に係る、ばね係止式コネクタの接続力に対する接続解除力の相対的な大きさを制御する方法は、内周溝の一方の側壁面を画成する当接保持壁面を設け、該当接保持壁面を孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜させておくことによって、ピストンを接続解除方向へ移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されるようにするものである。
【００１９】
前記ばね係止式コネクタは、ばねリングを備えている。該ばねリングは、軸心方向に配設されており、該ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、また、該ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有する。該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有する。
【００２０】
本発明の方法に適したハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングを保持するための内周溝が形成されているものであり、また、該ハウジングの該内周溝の深さ寸法を、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きくし、前記ばねリングの前記内周部の直径を、前記ハウジングの前記孔部の直径より小さくしたものである。
【００２１】
本発明の方法を実施するのに適したピストンは、前記ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝を形成したものであり、また、該ピストンを所定の接続力をもって第１方向へ移動させて前記孔部に挿入する際に、前記ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付図面と共に以下の説明を参照することによって、本発明の利点及び特徴を更に明瞭に理解することができる。
図１〜図４に示したばね係止式コネクタ１０は、軸心方向に配設されたばねリング１２を備えており、このばねリング１２は、連続して楕円形に巻回した複数の巻き１４から成るものである。本発明に使用するのに適したばねリングとしては、米国特許第5,108,078号公報及び米国特許第5,139,243号公報（いずれもBalsellsに対して付与された特許である）に記載されているばねリングなどがある。それら２件の米国特許公報の内容は、図示した巻き１４を備えたばねリング１２を記載したものとして、この言及をもって、その全体が本願開示に包含されたものとする。
【００２３】
図１に示したように、ばねリング１２は、ばねリング内周部（I.D.）と、ばねリング外周部（O.D.）と、ばねリング中心線とを有し、これらは全て、図１に明示した通りである。更に、これも図１に明示したように、ばねリング１２の各巻き１４は、楕円形の短軸２０方向の寸法である高さ寸法（C.H.）と、楕円形の長軸２２方向の寸法である幅寸法（C.W.）とを有する。
【００２４】
コネクタ１０は更にハウジング２６を備えており、このハウジング２６は、孔部２８を有し、この孔部２８に、ばねリング１２を保持するための内周溝３０が形成されている。図１に示したように、内周溝３０の深さ寸法３２は、ばねリング１２の巻き１４の幅寸法（C.W.）より大きく、ばねリング１２の内周部の直径（I.D.）は、孔部２８の直径より小さい。
【００２５】
コネクタ１０はピストン４０を備えており、このピストン４０に、ばねリング１２の一部分４４が嵌り込む外周溝４２が形成されている。また、ピストン４０は、このピストン４０を、所定の接続力をもって、矢印５０で示した接続方向へ移動させて孔部２８に挿入する際に、ばねリング１２を径方向へ押し広げるための面取り部４６を有する。ここでいう所定の接続力は、一般的には非常に小さな力であり、これについては後に説明する。
【００２６】
更に当接保持壁面５４を備えており、この当接保持壁面５４は、内周溝３０の一方の側壁面を画成しており、また、孔部２８の中心線５８と直交する直交平面５６に対して所定の傾斜角Ａで傾斜している。当接保持壁面５４は、その傾斜角Ａを約０°と約３０°との間の角度にして形成した場合に、ピストン４０を図６〜図９に矢印６０で示した接続解除方向に移動させる際にばねリング１２が軸心方向に圧縮されるようにするものであり、これについては後に詳述する。これに関して重要なことは、接続解除力が接続力より大きくなるようにしているということであり、接続力より格段に大きくなるようにすることが好ましく、これについても後に説明する。
【００２７】
図１〜図４は、ばねリング１２を介してハウジング２６とピストン４０とを接続する接続手順における各段階を示した図であり、図１に書き入れてある個々の構成要素の参照符号は、図２〜図４では、接続手順の各段階の状態を見易くするために省略してある。
【００２８】
図１に示した第１段階では、ばねリング１２がハウジング２６の内部に軸心方向に配設されており、ばねリング１２のリング軸心は、ハウジング２６の軸心と揃っている。ハウジング２８に形成されている溝３０の、ハウジング２８の内周部における幅寸法は、ばねリング１２の巻き１４の高さ寸法（C.H.）より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよい。一方、このハウジングの溝３０の深さ寸法は、ばねリング１２の巻き１４の幅寸法（C.W.）より大きくしてあり、別の言い方をするならば、このハウジングの溝３０の直径を、ハウジング２８の内周部の直径（I.D.）に、ばねリング１２の巻き１４の幅寸法の２倍を加えた和より大きくしてある。
【００２９】
ばねリング１２の内周部の直径は、ピストン４０に形成されている溝４２の底壁面の直径より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよいが、ただし好ましいのは、ピストンの溝４２の底壁面の直径より小さくすることである。ばねリング１２の中心線の直径は、ハウジング２６の内周部の直径より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよい。ピストン４０に形成する面取り部４６の長さは、コネクタの接続時にばねリング１２を徐々に押し広げることができるように、長めとすることが好ましい。この第１段階は、挿入前の段階であり、図５に示したように、ピストンに対してはまだ力は加えられていない。
【００３０】
図２に示した接続手順の第２段階においては、ピストン４０がばねリング１２の内周部に挿入されており、それによってばねリング１２が径方向へ押し広げられており、また、ばねリング１２の巻き１４が軸心方向に圧縮されている。ピストン４０を押し込んでばねリング１２の内周部を通過させるために要する力の大きさは、ばねリング１２を押し広げるのに必要な径方向の力の大きさと、当接保持角Ａの大きさと、当接角Ｂの大きさ（図２参照）と、ばねリング１２を軸心方向に圧縮するのに必要な力の大きさと、個々の構成要素の間の摩擦係数の大きさとに応じて決まるものである。この力の大きさを、図５に、第２段階の力として示した。
【００３１】
図３に示した接続手順の第３段階は、挿入力が最大になる段階である。挿入力は、ピストンの外周部（O.D.）が、押し広げられたばねリング１２の内周部（I.D.）に当接しているときに最大となり、この最大の挿入力（最大力）を、図５に、第３段階の力として示した。
【００３２】
図４に示した第４段階においては、ピストン４０とハウジング２８とが接続された状態にあり、ばねリング１２の内周部（I.D.）がピストンの溝４２の底壁面に当接している。ハウジング２８とピストン４０との間で電流が流れるようにする必要がある場合には、ばねリング１２の内周部とピストンの溝４２との間に、十分な導電性を確保できるだけの、十分な大きさの径方向の力が作用するようにする必要がある。当接保持角Ａを大きくするほど、この径方向の力を大きくすることができ、それによって当接状態をより確実にすることができる。従って、当接保持壁面５４は、ピストン４０とハウジング２８との間の導電性の大小を制御する機能も果たすものである。この力は、図５に、第４段階の力として示した。
【００３３】
図６〜図１０は、接続解除手順における各段階を示した図である。第５段階では、ピストン４２が接続解除方向へ移動させられており、ばねリング１２の巻き１４が、軸心方向に、即ち、その楕円形の短軸２０方向に圧縮されている。またこのとき、ばねリング１２の巻き１４の断面形状の楕円形が僅かに回転させられており、この回転は、ピストン４２からばねリング１２に作用する力の作用点と、ハウジング２８からばねリング１２に作用する力の作用点とが、同一直線上にないために発生するものである。
【００３４】
この段階においては、ピストン４２を抜去しようとして加えられている接続解除力の大きさは、ばねリング１２に作用している圧縮力の大きさと略々等しくなっている。ここから更に、加えられている接続解除力が増大すると共に、ばねリング１２が、次第に径方向へ押し広げられて行く。そして、ばねリング１２の個々の巻き１４が軸心方向に圧縮されて行くにつれて、それら巻き１４を圧縮するために要する力が増大するため、ばねリング１２を径方向へ押し広げるために要する力も増大して行く。この力を、図１０に、第５段階の力として示した。
【００３５】
図７に示した第６段階では、ピストン４２が軸心方向へ移動させられてばねリング１２に押付けられることによって、ばねリング１２の巻き１４が軸心方向に圧縮され、ばねリング１２が径方向へ押し広げられる。また、その圧縮に伴って、ばねリング１２の個々の巻き１４の断面形状の楕円形が僅かに回転させられている。当接保持角Ａは１５°とすることが好ましく、この角度であれば、殆どの用途において良好に機能し得ることが判明している。この当接保持角Ａを変化させることによって、接続解除力を所望の大きさに設定することができる。一般的に、当接保持角Ａを小さくするほど、接続解除の際に発生する軸心方向の力が小さくなる。また、この接続保持角Ａを設けることで、ハウジングからばねリングを取外すことも容易になっている。そして、接続解除力として加えられる力が増大して行くと、ついには、その径方向の分力が、ばねリングを径方向へ押し広げるために必要とされる力の大きさを超えることになる。図１０には、その力の大きさの変化が示されている。
【００３６】
図８に示した第７段階においては、ばねリング１２の内周部が、ピストン４２の外周部に当接しており、ばねリング１２の個々の巻き１４は、ハウジングの溝３０の中へ押し込まれている。ばねリング１２の各巻き１４は軸心方向に圧縮されており、ばねリング１２はピストン４２の外周部を径方向に締め付けている。ここから先の抜去力の大きさは、ばねリング１２からピストンの外周部へ作用する径方向の締め付け力に、動摩擦係数を乗じた大きさになる。
【００３７】
図９に示した第８段階においては、ピストン４２は既に抜去されており、一方、ばねリング１２は、図１に示した初期状態に戻ってハウジングの溝３０の中に保持されている。
図５と図１０とを比較対照すれば、接続力と接続解除力との間の相対的な大きさが明らかである。両図に示したのは、当接保持角Ａが１５°の場合であり、接続力に対する接続解除力の比の値は248/11=22.5となっている。この数値は、接続力に対する接続解除力の比の値の１つの典型例であるが、ただし、この比の値は、様々なパラメータの影響を受けて変化し、影響を及ぼすパラメータのうちで重要なものとしては、例えば、ばねリングの寸法形状、溝の寸法形状、個々の構成要素の製作材料、それに、構成要素の間の摩擦係数などがある。
【００３８】
特に、個々の構成要素の製作材料が、接続力に対する接続解除力の比の値に影響を及ぼすのは、例えばプラスチックと金属のように、材料が異なれば、その摩擦係数が異なるからである。
【００３９】
図１１は、本発明に係るコネクタの別の実施例８０を示しており、実施例１０に関して説明した構成要素と同一ないし対応する構成要素には、同じ参照符号を付してある。
実施例８０は、ピストン８２を備えており、このピストン８２には、当接保持壁面８４が形成されている。当接保持壁面８４は、外周溝８６の一方の側壁面を画成しており、また、ハウジングの孔部９２の中心線９４に直交する直交平面９０に対して傾斜角Ｃで傾斜している。尚、図中の一点鎖線は、ばねリング１２が径方向へ最大限に押し広げられたときの、その個々の巻き１４の位置を示したものである。
【００４０】
ピストン８２がばねリング１２の巻き１４に当接して力を作用させる作用点は、それが径方向の最も外側に位置する場合であも、図中に点Ａで示したように、巻き１４の高さ方向の中心線（楕円形の短軸）よりは径方向内側に位置するようにすべきであり、また、ばねリング１２が、傾斜した側壁面５４を備えた溝３０の中へ押し込まれたときには、巻き１４のこの中心線が、点Ｂよりも径方向外側に位置するようにすべきである。
【００４１】
傾斜角Ｃで傾斜させた当接保持壁面８４は、接続解除を容易にするために設けられている。接続解除を可能にするためには、ばねリング１２の巻き１４に当接して力を作用させる作用点が、巻き１４の中心線よりも、径方向内側に位置するようにしておくことが重要である。この当接点が、巻き１４の中心線よりも径方向外側にくるようであると、接続解除が不可能になるおそれがある。この当接点を径方向内側にするほど、ばねリング１２の巻き１４を圧縮及び回転させるために要する力が小さくなり、従って、接続解除力が小さくなる。
【００４２】
図１１に書き入れてあるように、実施例８０においては、接続解除を両方向に行うことができる。ただし、ハウジングの溝の両側壁面のうち、傾斜していない方の側壁面に接続解除力が作用することになる方向に接続解除する場合よりも、傾斜角Ａで傾斜している方の側壁面に接続解除力が作用することになる方向に接続解除する場合の方が、より大きな接続解除力が発生する。
【００４３】
図１２に示した本発明の別の実施例１００においては、ばねリング１０２を、ピストン１０６の溝１０４の方に装着してあり、このばねリング１０２が、ハウジング１０８の溝１１０に嵌り込むことによって、ハウジング１０８と接続するようにしてある。溝１０４の一方の側壁面であって直交平面１２６に対して傾斜角Ａで傾斜している当接壁面１２０と、溝１１０の一方の側壁面であって直交平面１２８に対して傾斜角Ｃで傾斜している当接壁面１２２とによって、上述した特徴的な接続力及び接続解除力が得られるようにしている。
【００４４】
図１３に示した更に別の実施例１５０においては、ハウジング１５２の溝１５４の両側の側壁面１５６、１５８が共に傾斜しており、そのため、溝１５４がテーパ溝として画成されている。この特徴の利点は、ピストン１６２をハウジング１５２に接続する際に一旦圧縮されたばねリング１６０を元の位置へ押し戻すことができ、また、ピストン１６２とハウジング１５２との接続状態を維持するように、ばねリング１６０を常時付勢しておけることにある。更に、直交平面１７０に対して傾斜角Ｃで傾斜している側壁面１６４と、垂直面１７２に対して同じく傾斜角Ｃで傾斜している側壁面１６６とを設けてあり、それらは、ピストン１６２とハウジング１５２との接続解除を容易にするためのものである。
【００４５】
図１４に示した本発明の更に別の実施例１８０は、ハウジング１８２と、ピストン１８４と、ばねリング１８６とを備えている。ハウジング１８２の溝１９２は、その一方の側壁面１９０が傾斜していることに加えて、その底壁面１９４も、ピストン１８４の中心線１９６に対して傾斜角Ｄで傾斜している。この実施例においては、ばねリング１８６が、溝１９２の中へ押し込まれたときに、この溝１９２の底壁面１９４へ押付けられるため、ばねリング１８６の外周部が径方向に圧縮され、それによって発生する力によって、ばねリング１８６の個々の巻き２００が、回転させられると共に、その短軸２０２方向に圧縮される。一方、直交平面２０４に対して傾斜角Ａで傾斜している側壁面１９０は、上述した傾斜した側壁面と同様に、接続解除に際してばねリング１８６の個々の巻き２００を圧縮し易くするためのものである。
【００４６】
図１５に示した別の実施例２１０は、図１４に示した実施例１８０とかなり類似しており、実施例１８０の変更例に相当するものである。そのため、図１４に関して説明した構成部分と対応する構成部分には、図１４で使用しているものと同一の参照符号を付してある。
【００４７】
実施例２１０においては、ピストン２１４の溝２１６の両側の側壁面２１８、２２０が傾斜しておらず、軸心に直交する垂直側壁面となっている。また、上で説明したように、平坦な側壁面１９０によって、ばねリング１８６に、大きな圧縮力が作用するようにしてあり、その圧縮力が、溝１９２の底壁面の直径に応じて定まる所定の大きさに達したならば、その圧縮力のために、ばねリング１８６の個々の巻きが回転して一方の側へ摺動し、その時点で、そのばねリング１８６の締め付け力が低下するようにしてある。これによって、接続解除力の大きさを、具体的な個々の用途に適合するように、更に細かく設定できるようにしている。
【００４８】
図１６に示した更に別の実施例２３０は、溝２３４を形成したハウジング２３２と、溝２３８を形成したピストン２３６とを備えている。そして、溝２３４の一方の側壁面は、その一部分２４０が直交平面２４２に対して傾斜角Ｆで傾斜しており、これによって、図１６に示したように、溝の幅寸法がＧＷ１からＧＷへ変化する箇所で、作用する力の大きさが変化するようにしてある。
【００４９】
また、ピストンの溝２３８は、その一方の側壁面２５０が傾斜角Ｄで傾斜し、他方の側壁面２５２が傾斜角Ｅで傾斜しており、これによって接続を容易にしている。更に、ハウジングの内周部におけるハウジングの溝２３４の幅寸法をやや広めにすることで、接続解除の際に、ばねリング２５６の巻き２５８の中心線の近くでばねリング２５６が圧縮されるようにし、それによって、接続解除の初期に必要とされる力を増大させている。この溝２３４の、溝底部における幅寸法ＧＷは、ばねリングの巻きの高さ寸法（楕円形の短軸に沿った寸法）より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよい。また、この溝２３４の、溝開口部における幅寸法ＧＷも、ばねリングの巻きの高さ寸法より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよい。このように、寸法を様々に設定できるため、接続解除に要する力の大きさ並びに接続に要する力の大きさを、広範な範囲に亘って設定することができる。
【００５０】
図１７に示した更に別の実施例２７０においては、ハウジング２７２が、２つのハウジング構成部材２７４、２７６で構成されており、それら構成部材によって溝２７８が画成されている。そして、この溝２７８に装着されたばねリング２８０によって、溝２８４が形成されたピストン２３２と接続できるようにしている。この実施例では、２つのハウジング構成部材２７４、２７６を使用することで、単一部材とした場合には溝を形成することが極めて困難な小径のハウジングを製作できるようにしている。
【００５１】
図１８に示した更に別の実施例３００は、溝３０４を形成した単一部材としたハウジング３０２と、溝３０８を形成したピストン３０６と、連結用のばねリング３１０とを備えている。この実施例では、溝３０４の両側の側壁面３１６、３１８の、この溝３０４の開口部の近傍部分に挿入角Ｇを付けて、この溝３０４の開口部を、外に向かって広がる形状にしてあり、それによって、ばねリング３１０を溝３０４に挿入し易くしている。この溝３０４の幅寸法は、ばねリング３１０の巻きの高さ寸法（楕円形の短軸に沿った寸法）より小さくしてもよく、それと等しくしてもよく、それより大きくしてもよい。また、面取り部２２の長さは、接続力及び／または接続解除力の大きさについての具体的な要求条件に応じて適宜設定すればよい。
【００５２】
図１９示した別の実施例３５０は、溝３５４を形成したハウジング３５２と、溝３５８を形成したピストン３５６と、ばねリング３６０とを備えている。この実施例３５０では、ばねリング３６０の内部に、このばねリング３６０の内周部３６８に沿って、リング状のガーターばね、即ち、ワイヤを巻回して形成したばね３６６が配設されており、このばね３６６は、ばねリング３６０を、その圧縮状態が解除された後に元の位置へ押し戻すものである。
【００５３】
図２０に示した別の実施例４００は、溝４０４を形成したハウジング４０２と、溝４０８を形成したピストン４０６と、ばねリング４１０とを備えている。この実施例４００では、ハウジングの孔部の内周面４２０における溝４０４の幅寸法が、溝底部４２２における溝４０４の幅寸法より狭くなっている。即ち、溝４０４は、図２０に角度Ｇで示したように溝底部へ向かって広がっており、この構成によれば、保持に伴う摩擦力を抑えつつ、ばねリングを最初に装着した位置に保持することができる。
【００５４】
以上、本発明に係るばね係止式コネクタの具体的な実施例について説明したが、以上の説明は本発明を効果的に利用することのできる実施の形態を例示することを目的としたものであり、本発明は、以上に説明した実施例に限定されるものではない。従って、当業者が想到し得る限りの改変構成、変更構成、または均等構成は全て、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】内周溝を形成したハウジングと、ばねリングと、外周溝を形成したピストンとが、接続を行う前の接続解除状態にあるところを示した、本発明の１つの実施例の断面側面図である。
【図２】ピストンをハウジングの孔部に挿入して接続しようとしているところを示した図１と同様の断面側面図である。
【図３】挿入力が最大になる位置までピストンをハウジングに挿入した状態を示した図１と同様の断面側面図である。
【図４】ピストンとハウジングとが完全に接続された状態を示した図１と同様の断面側面図である。
【図５】図１〜図４に示したようにピストンを接続方向に移動させる際の移動量の関数としての挿入力の大きさを示したグラフである。
【図６】ハウジングからピストンを接続解除する手順の第１段階を示した図１と同様の断面側面図である。
【図７】接続解除の手順中のばねリングが径方向へ押し広げられはじめるところを示した、図６に示したコネクタの断面側面図である。
【図８】接続解除のためにばねリングが径方向へ押し広げられた状態を示した図７と同様の断面側面図である。
【図９】ハウジングからピストンが接続解除された状態を示した図１及び図８と同様の断面側面図である。
【図１０】移動量の関数としてのハウジングからピストンを接続解除するために要する力の大きさを示した、図５と比較するためのグラフである。
【図１１】ばねリングの圧縮量を制御するための当接保持壁面をピストンに形成した本発明の別の実施例を示した、図１と同様の断面側面図である。
【図１２】ばねリングをピストンに装着し、ピストンを接続解除方向へ移動させる際にばねスプリングを軸心方向に圧縮する当接保持壁面をハウジングに形成した、本発明の別の実施例の断面側面図である。
【図１３】ハウジングに２つの当接保持壁面を形成し、それら壁面の間にテーパ溝が画成されるようにした、本発明の更に別の実施例の断面側面図である。
【図１４】ハウジングの溝の底壁面を中心線に対して傾斜させると共に、ピストンの溝の当接保持壁面を中心線に直交する直交平面に対して傾斜させた、本発明の更に別の実施例の断面側面図である。
【図１５】図１４と類似しているが、ただしピストンの溝の側壁が直角を成している本発明の別の実施例の断面側面図である。
【図１６】ピストンに２つの当接保持壁面を形成し、それら壁面によってテーパ溝が画成されるようにした、本発明の更に別の実施例の断面側面図である。
【図１７】２つのハウジング構成部材で溝を画成した、本発明の別の実施例の断面側面図である。
【図１８】ハウジングの溝に広がり部即ち面取り部を形成して、両側に角度を付け、それによってハウジングの溝にばねリングを挿入し易くした、本発明の更に別の実施例を示した図である。
【図１９】軸心方向に配設したばねリングの内部に、その内周部に沿って第２のばねを配設し、それによって、接続解除後にばねリングをハウジングの孔部の内部の元の位置へ押し戻すようにした、本発明の更に別の実施例を示した図である。
【図２０】ハウジングの溝の当接保持壁面を、図１の場合とは逆方向に傾斜させて形成し、それによって、溝の幅寸法がピストンから遠ざかるにつれて次第に広がるようにした、本発明の更に別の実施例を示した図である。

Claims

ばね係止式コネクタにおいて、
ばねリングと、ハウジングと、ピストンとを備え、
前記ばねリングは、軸心方向に配設されており、前記ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、前記ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有し、該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有し、
前記ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングを保持するための内周溝が形成されており、該ハウジングの該内周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、前記ハウジングの前記孔部の直径より小さく、
前記ピストンに、前記ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝が形成されており、前記ピストンは、該ピストンを所定の接続力をもって接続方向へ移動させて前記孔部に挿入する際に、前記ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有し、
前記内周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、前記接続解除方向へ作用させる接続解除力が前記接続力より大きくなるようにした、
ことを特徴とするコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が０°と約３０°との間であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が１以上から２０以上であることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が約１５°であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が２０以上であることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
接続解除の際に前記ピストンから前記ばねリングへ作用する力の作用点が前記ばねリングの前記中心線より内径側であることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
更に、前記内周溝の他方の側壁面を画成している第２の当接保持壁面を備えており、該第２の当接保持壁面は前記直交平面に対して傾斜しており、前記当接保持壁面と該第２の当接保持壁面とで、接続解除の際に圧縮される前記ばねリングを接続解除後に元の位置へ押し戻すテーパ溝が画成されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記内周溝の底壁面が、前記ピストンの中心線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記ハウジングの前記内周溝が、隣り合う複数のハウジング構成部材で画成されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
軸心方向に配設した前記ばねリングの内部に、その内周部に沿って第２のばねが配設されており、該第２のばねは、接続解除後に前記ばねリングを前記ハウジングの前記孔部の内部の元の位置へ押し戻すものであることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
ばね係止式コネクタにおいて、
ばねリングと、ハウジングと、ピストンとを備え、
前記ばねリングは、軸心方向に配設されており、前記ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、前記ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有し、該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有し、
前記ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングを保持するための内周溝が形成されており、該ハウジングの該内周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、前記ハウジングの前記孔部の直径より小さく、
前記ピストンに、前記ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝が形成されており、前記ピストンは、該ピストンを所定の接続力をもって接続方向へ移動させて前記孔部に挿入する際に、前記ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有し、
前記外周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、前記接続解除方向へ作用させる接続解除力が前記接続力より大きくなるようにした、
ことを特徴とするコネクタ。
前記ハウジングの前記内周溝が、口元が広がった形状に形成されていることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が１°と約３０°との間であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が１以上から約２０以上であることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が約１５°であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が約２０以上であることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
接続解除の際に前記ピストンから前記ばねリングへ作用する力の作用点が前記ばねリングの前記中心線より内径側であることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
更に、前記外周溝の他方の側壁面を画成している第２の当接保持壁面を備えており、該第２の当接保持壁面は前記直交平面に対して傾斜しており、前記当接保持壁面と該第２の当接保持壁面とで、接続解除の際に圧縮される前記ばねリングを接続解除後に元の位置へ押し戻すテーパ溝が画成されていることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
軸心方向に配設した前記ばねリングの内部に、その内周部に沿って第２のばねが配設されており、該第２のばねは、接続解除後に前記ばねリングを前記ハウジングの前記孔部の内部の元の位置へ押し戻すものであることを特徴とする請求項９記載のコネクタ。
ばね係止式コネクタにおいて、
ばねリングと、ハウジングと、ピストンとを備え、
前記ばねリングは、軸心方向に配設されており、前記ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、前記ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有し、該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有し、
前記ピストンに、前記ばねリングを保持するための外周溝が形成されており、該ピストンの該外周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、該ピストンの直径より大きく、
前記ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングの一部分が嵌り込む内周溝が形成されており、
前記外周溝の一方の側壁面を画成している当接保持壁面を備えており、該当接保持壁面は前記ピストンの中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜しており、それによって、前記接続方向とは逆方向の接続解除方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、前記接続解除方向へ作用させる接続解除力が前記接続力より大きくなるようにした、
ことを特徴とするコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が１°と約３０°との間であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が約１以上から約２０以上であることを特徴とする請求項１６記載のコネクタ。
前記当接保持壁面の前記傾斜角が約１５°であり、前記接続力に対する前記接続解除力の大きさの比が約２０以上であることを特徴とする請求項１６記載のコネクタ。
接続解除の際に前記プランジャから前記ばねリングへ作用する力の作用点が前記ばねリングの前記中心線より内径側であることを特徴とする請求項１６記載のコネクタ。
ばね係止式コネクタの接続力に対する接続解除力の相対的な大きさを制御する方法であって、
前記ばね係止式コネクタは、ばねリングと、ハウジングと、ピストンとを備え、
前記ばねリングは、軸心方向に配設されており、前記ばねリングは、連続して楕円形に巻回した複数の巻きから成り、前記ばねリングは、その中心線を間に挟んで内周部と外周部とを有し、該ばねリングの各巻きは、楕円形の短軸方向の寸法である高さ寸法と、楕円形の長軸方向の寸法である幅寸法とを有し、
前記ハウジングは、孔部を有し、該孔部に、前記ばねリングを保持するための内周溝が形成されており、該ハウジングの該内周溝の深さ寸法は、前記ばねリングの各巻きの幅寸法より大きく、前記ばねリングの前記内周部の直径は、前記ハウジングの前記孔部の直径より小さく、
前記ピストンに、前記ばねリングの一部分が嵌り込む外周溝が形成されており、前記ピストンは、該ピストンを所定の接続力をもって接続方向へ移動させて前記孔部に挿入する際に、前記ばねリングを径方向へ押し広げるための面取り部を有している、前記方法において、
前記内周溝の一方の側壁面を画成する当接保持壁面を設け、該当接保持壁面を前記孔部の中心線と直交する直交平面に対して所定の傾斜角で傾斜させておくことによって、前記第１方向とは逆方向の第２方向へ前記ピストンを移動させる際に前記ばねリングが軸心方向に圧縮されて、前記第２方向へ作用させる接続解除力が前記接続力より大きくなるようにする、
ことを特徴とする方法。