JP2005209561A - ケーブルコネクタロック機構、ケーブルコネクタ及びケーブルコネクタ改造方法 - Google Patents

ケーブルコネクタロック機構、ケーブルコネクタ及びケーブルコネクタ改造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ワンタッチ式のロック機構を備えるケーブルコネクタであって、既設ラインの改造にも適したケーブルコネクタを提供する。
【解決手段】 ケーブルコネクタ1は、レセプタクル50とプラグ10とを連結状態においてロックする機構を備える。ロック機構は、外周面に凸部17を有し、プラグ本体11の外周係止面12に外側から嵌め込まれる半割式のセパレートリング15と、セパレートリング15の取り付け前に、プラグ本体11の外周にプラグ結合面側から挿通され、次いでセパレートリング15の外周に反プラグ結合面側から嵌合させて取り付けられる、L字溝31を有するロックリング23と、ロックリング23をセパレートリング15に対して軸方向に挟むリテーニングリング41を有する。また、レセプタクル本体51に取り付けられ、ロックリング23のL字溝31と係合する係合突起59を有するアタッチメントリング53を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電気機器に取り付けられたレセプタクルと、電気ケーブルに接続されているプラグとを嵌合接続した後にロックするための、ケーブルコネクタのロック機構に関する。特には、プラグとレセプタクルの脱着をワンタッチ式で行うことのできるケーブルコネクタのロック機構に関する。さらには、既設のネジ式のロック機構をワンタッチ式のロック機構に改造する方法に関する。
工場や研究設備などにおいて、電気機器に接続される電気ケーブルは、通常、建物の壁に固定されている配電盤や電源設備などから電気機器まで延長されている。電気ケーブルは、それぞれ絶縁体で被覆された複数の電線を、絶縁体外皮中に通したものである。電気ケーブルの基端は、配電盤や電源設備の電源端末に接続固定されている。そして、配電盤や電源設備から、電気機器が設置されている位置まで電気ケーブルが延ばされて、ケーブルの先端と電気機器とがコネクタにより接続される。このようなコネクタは、ケーブルの先端に取り付けられているプラグと、電気機器に取り付けられているレセプタクルとからなる。
一般的なネジロック式のコネクタのレセプタクルとプラグとを接続する際は、まず、レセプタクルのコンタクト部(通電部)とプラグのコンタクト部(通電部)とを嵌合接続によって導通させる。そして、プラグの外側に嵌合されているカップリングナットをレセプタクルの外側のネジ部に螺合することによって両者をロックする。
一般的なネジ式のプラグとレセプタクルの構造を説明する。
図11は、一般的なネジ式のプラグの構造を示す側面部分断面図である。
プラグ110は、筒状の本体111と、メス型のコンタクトピン(通電部)113と、これを本体から絶縁させて保持するインシュレータ115と、本体111に回転及び移動可能に嵌め込まれたカップリングナット117から主に構成される。本体111は筒状をしており、一端(図の左側)には、電気ケーブルCが挿入される挿通口112が形成されている。
インシュレータ115は、本体111の一方(レセプタクルとの結合面側、図の右側)の開口に嵌め込まれて、右半分が開口から突き出るようにネジ(図示せず)で本体111に固定されている。インシュレータ115の内部には、この例では12本のコンタクトピン113が、軸方向に延びるように通されている。インシュレータ115の右側のインシュレータ内のコンタクト孔116にはコンタクトピン113のメス型先端部113´が並んでいる。各コンタクトピン113の接続孔118にレセプタクルのオス型コンタクトピンが挿入される。このコンタクト孔116とコンタクトピン113のメス型先端部113´とを一括してコンタクト部114と総称する。
各コンタクト部の電線接続端は、インシュレータ115から本体111内に突き出ている。ケーブルCはプラグ本体111の挿通口112から本体111内に差し込まれている。そして、本体111内において、各線C1、C2、C3の先端が、インシュレータ115から突き出ている各コンタクトピン113の電線接続端に、はんだ付け等により導通している。ケーブルCは挿通口112に、締め具119で固定されている。
本体111の結合面側の端部の外周面には、外方向に張り出すつば(環状凸部)121が形成されている。そして、プラグ本体111の外周面には、このつば121から本体111のほぼ中央まで外周凹部123が形成されている。この凹部123にカップリングナット117が外嵌されている。本体111の凹部123以外の部分は、ローレット加工面122となっている。
本体111の外径は、つば121の外周が最も大きく、次いで、ローレット加工面122、凹部123の順となっている。
カップリングナット117は、結合面側(図の右側)の内周面にメネジ126が切ってあるネジ部125、及び、その反結合面側内寄りの内凸部127を有する。ネジ部125の内径は、本体111のつば121の外径よりやや大きい。一方、内凸部127の内径は、本体111のローレット加工面122の外径よりやや大きいが、つば121の外径よりは小さい。カップリングナット117をこのような寸法としたことにより、同ナット117を本体111の反結合面側からネジ部125を先にして嵌め込むと、同ネジ部125は本体111のつば121を通過できるが、内凸部127はつば121を通過できず、ナット117の内凸部127の結合面側の端面がつば121の反結合面側の端面に当接して抜け止めとなる。
内凸部127の内周面には、環状の溝129が形成されている。この溝129には、リング状のセットスプリング131が挿入されている。同スプリング131の内周側部分は溝129から外周凹部123に向かって、同凹部123に接触する程度に張り出している。カップリングナット117を本体111上で反結合面方向(図の左方向)へ移動すると、スプリング131の内周部が、本体111の外周凹部123の反結合面側の端面123aに当接して抜け止めとなる。このように、カップリングナット117は、本体111の外周凹部123上を、内凸部127がつば121に当接する位置と、セットスプリング131が外周凹部123の端面123aに当接する位置との間で、軸方向に移動可能である。また、同ナット117は、本体111の外周で回転可能である。
通常、このようなプラグ110は、カップリングナット117が本体111に外嵌された状態でプラグ単体として販売されている。つまり、使用者がプラグを購入して使おうとするときは、カップリングナット117は、既に、本体111の外周係止面(外周凹部)123上に外嵌されて、抜けないようになっている。
図12は、一般的なネジ式のレセプタクルの構造を示す図であり、図12(A)は正面図、図12(B)は側面部分断面図である。
レセプタクル150は、筒状の本体151と、複数のオス型のコンタクトピン(通電部)153と、これを本体151から絶縁させて保持するインシュレータ155とから主に構成される。本体151は筒状の形状であり、一方の側(図12(B)の左側)がプラグとの結合面側であり、もう一方の側(右側)が反結合面側である。
本体151の軸方向のほぼ中央の内周面には、内側に張り出す環状の凸部157が形成されている。そして、本体151の内周面の、凸部157から反結合面側にやや離れた位置に、環状の溝159が形成されている。インシュレータ155は、コンタクトピン153のオス型先端部153´を先にして、本体151の反結合面側の開口から本体151内に挿入される。そして、インシュレータ155の進行側(図の左側)の端面が凸部157に当接した後、溝159にリテーニングリング161を嵌め込む。これにより、インシュレータ155は凸部157とリテーニングリング161によって挟み込まれ、本体151に固定される。インシュレータ155には、この例では12本のコンタクト153が、軸方向に延びるように通されている。各コンタクトピン153のオス型先端部153´は、本体151内の凹部152で嵌合面より突き出ないようになっており、電線接続端は、本体151から外に突き出ている。これらの電線接続端には、電気機器の各電線がはんだ付け等により導通している。なお、各ピン153のインシュレータ155から凹部内に突き出ている部分をコンタクト部と呼ぶ。
本体151の外周面には、外方向に大きく張り出すフランジ163が形成されている。レセプタクル150を電気機器に取り付ける際は、本体151を、反結合面側を先にして、電気機器の筐体の取り付け開口(図示せず)に嵌め込む。すると、フランジ163が電気機器の筐体に当接する。図12(A)に示すように、フランジ163には、複数個(例えば3個)の、軸方向に延びる貫通孔165が開けられている。各貫通孔165は本体151の中心に対して120°振り分けて配置されている。これらの貫通孔165にビスを通して筐体に締め付けることにより、フランジ163が筐体に固定される。本体151の外周面の、フランジ163から結合面までの部分は、オネジ169が切られているネジ部167となっている。
プラグ110をレセプタクル150と接続する際は、まず、プラグ110のコンタクトピン113のメス型先端部113´にレセプタクル150のコンタクトピン153のオス型先端部153´が差し込まれるように、プラグのインシュレータ115をレセプタクル150の凹部152に嵌め込む。そして、プラグ110のカップリングナット117を、本体111の外周凹部123上を結合面側まで軸方向に移動させた後、ネジ部125をレセプタクル本体151のネジ部167の外側に嵌め込む。次に、カップリングナット117を回転させて、ネジ部125のメネジ126と、レセプタクル本体151のネジ部167のオネジ169とを螺合させて締める。これにより、プラグ110とレセプタクル150とがロックされる。
このように、プラグとレセプタクルをネジによってロックするコネクタが一般的である。このようなネジ式のコネクタに対して、使用現場において、プラグとレセプタクルをワンタッチ式で脱着(接続及び脱離)したいというニーズがある。可搬式の溶接機器や放送機器、測定機などのように、一日の内に何回もプラグとレセプタクルを脱着する場合に特にそのニーズが高い。また、システム化された金型のように、各種センサー用配線が1本のケーブルにまとめられている場合で、複数の金型を交換する際に金型側のレセプタクルとプラグを脱着するような場合にも、ニーズが高い。
また、設備や装置によっては、レセプタクルが手が届きづらい位置に取り付けられている場合もあり、この場合もプラグと簡易に脱着できることが望ましい。
さらに、ロック機構が現状のようなネジ式の場合、カップリングナットやレセプタクルのネジの溝にごみ等が溜まったり、脱着回数が多くなると、ナットやレセプタクルの素材によっては、ネジ山が削れたりつぶれて完全に螺合できなくなることもある。特に土や砂、金属粉などが付きやすい環境で使用するときはこのようなトラブルが起きやすい。このようにカップリングナットのネジが効かなくなった場合、カップリングナットを交換しようとしても、上述のような構造では新しいカップリングナット117をプラグ110に取り付けるのには、プラグ110からケーブルCを外す必要がある。というのは、カップリングナット117はその内凸部127がプラグのつば121に当たるので、プラグ110の結合面側からプラグ本体111に嵌め込むことができないからである。このため、ケーブルCからプラグ110を外した後に、古いカップリングナット117を外して反結合面側から新しいカップリングナットをプラグ本体の外側に嵌める必要があるのである。
しかし、本体111に固定されているコンタクトピン113はケーブルCの各電線とはんだ付けされているため、ケーブルCをコンタクトピン113から容易に取り外すことができない。そこで、ケーブルCの反プラグ側から古いカップリングナットを外して新しいカップリングナットを入れることも考えられるが、ケーブルCは長く、ケーブルの基端が上述のように配電盤などに固定されている場合、ケーブルの基端を電源端末から外すには、大掛かりな作業が必要になる。このため、カップリングナット117をケーブル側から外すのは大変な手間である。
このような場合、カップリングナットやレセプタクル本体の不具合により、完全にロックできなくなる。すると、プラグに少しの力がかかったり、電気ケーブルが引っ張られたりすると、レセプタクルからプラグが外れてしまい、問題となることがある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ワンタッチ式のロック機構を備えるケーブルコネクタであって、既設ラインの改造にも適したケーブルコネクタを提供することを目的とする。また、既存のネジ式のロック機構を備えるケーブルコネクタを、ケーブルの取り外しや大掛かりな作業を行うことなく、ワンタッチ式のロック機構に改造する方法を提供することを目的とする。
本発明のケーブルコネクタロック機構は、 電気機器に取り付けられる(ケーブルを介する場合も含む)レセプタクルと、 該レセプタクルに一端が嵌合連結され、他端に電気ケーブルが接続されているプラグと、を備えるケーブルコネクタにおいて前記レセプタクルとプラグとを連結状態においてロックする機構であって、 外周面に凸部を有し、前記プラグの本体の外周係止面に外側から嵌め込まれる半割式のセパレートリングと、 前記セパレートリングの取り付け前において、前記プラグの外周にプラグ結合面側から挿通され、次いで前記セパレートリングの外周に反プラグ結合面側から嵌合させて取り付けられる、ロック係合部を有するロックリングと、 該ロックリングを、前記セパレートリングの前記凸部に係合させつつ、該セパレートリングに対して軸方向に挟むための、該セパレートリングに対して反結合面側又は外周側から取り付け可能なロックリング挟み手段と、 前記レセプタクルの本体のコンタクト部外側に取り付けられ、前記ロックリングのロック係合部と係合するロック係合部を有するアタッチメントリングと、を具備することを特徴とする。
セパレートリングは半割式(周方向に複数に分割できるもの、3分割以上でもよい)であるため、プラグ本体の外周から嵌め込むことができる。なお、セパレートリングはプラグ本体の全周をカバーするものである必要はなく、周方向に間のあいたものでもよい。一方、ロックリングは、セパレートリングをプラグ本体の外周に嵌め込む前に、プラグ本体の結合面側(ケーブルの反対側)からプラグ本体外周に嵌め込んでケーブル側へ移しておき、セパレートリングを本体の外周に嵌め込んだ後に、プラグ本体の外周を通して結合面側へ移動させる。また、ロックリング挟み手段も、プラグ本体の結合面側(ケーブルの反対側)からプラグ本体外周に嵌め込むか、例えば、C字型止め輪のようなものを用いれば、プラグ本体の外周から取り付けられる。このように、プラグ側の各部品をケーブル側からプラグ本体の外周に取り付ける必要がない。したがって、ロック機構の改造や取替え時に、プラグ本体をケーブルから外す必要がない。
なお、電気機器とは、電気動力を使うか、電気信号を受発信する機器のことをいう。また、レセプタクルが電気機器に直接取り付けられている場合の他に、レセプタクルが電気機器からケーブルで引き出されている場合も含む。
本発明においては、前記ロックリング挟み手段が、前記セパレートリングの段部とリテーニングリングによって、前記セパレートリングの凸部と前記ロックリングとの間に挟まれて、前記ロックリングを反結合面側に付勢する弾性ワッシャとすることとできる。この場合、リテーニングリングは、C字型の形状であることが好ましい。
ロックリングを付勢する手段により、操作性向上、誤操作防止などの効果が得られる。
なお、本明細書では、バネ作用を有し、二つの物体間に挟まれる物のことを弾性ワッシャと呼び、その中には、いわゆるスプリングワッシャやウエーブワッシャ、さらに、ゴムやコイルスプリング等の弾性体も含む。また、その形状もリング状の物に限定されず、周方向に何分割かされたようなものであってもよい。
本発明においては、 前記ロック係合部が、バヨネットロックとすることができる。
ここで、バヨネットロックとは、係合突起を折れ曲がった係合溝中を進ませて、その溝の奥の係止凹部に該突起をバネの付勢力によって収め込んでおくことにより、2つの物体を接続ロックする機構のことをいう。
本発明のケーブルコネクタは、 電気機器に取り付けられる(ケーブルを介する場合も含む)レセプタクルと、該レセプタクルに一端が嵌合連結され、他端に電気ケーブルが接続されているプラグと、を備えるケーブルコネクタであって、 前記プラグが、 コンタクト部及び外周係止面を有するプラグ本体と、 外周面に凸部を有し、前記プラグ本体の外周係止面に外側から嵌め込まれる半割式のセパレートリングと、 前記セパレートリングの取り付け前において、前記プラグの外周にプラグ結合面側から挿通され、次いで前記セパレートリングの外周に反プラグ結合面側から嵌合させて取り付けられる、ロック係合部を有するロックリングと、 該ロックリングを、前記セパレートリングの前記凸部に係合させつつ、該セパレートリングに対して軸方向に挟むための、該セパレートリングに対して反プラグ結合面側又は外周側から取り付け可能なロックリング挟み手段と、を具備し、 前記レセプタクルが、 コンタクト部を有するレセプタクル本体と、 前記レセプタクル本体のコンタクト部の外側に取り付けられ、前記セパレートリングのロック係合部と係合するロック係合部を有するアタッチメントリングと、を具備することとできる。
ロックリングのロック係合部とアタッチメントリングのロック係合部の係合により、プラグとレセプタクルをワンタッチ式でロックすることができる。
本発明のケーブルコネクタの改造方法は、 電気機器に取り付けられる(ケーブルを介する場合も含む)レセプタクルと、カップリングナットによって該レセプタクルに一端が嵌合連結され、他端に電気ケーブルが接続されているプラグと、を備えるケーブルコネクタを改造する方法であって、 前記プラグにおいては、 前記カップリングナットを該プラグから取り外し、 該プラグの結合面側から、ロック係合部を有するロックリングと弾性ワッシャを嵌め込んで、ケーブル側(反結合面側)へ移動させた後、 該プラグの外周係止面に、外周面に凸部を有する半割式のセパレートリングを外側から嵌め込み、 前記ロックリングと弾性ワッシャを、前記プラグに嵌め込まれた前記セパレートリングの外周を通して結合面方向に移動させ、前記弾性ワッシャを、前記ロックリングの凸部に係合させて前記セパレートリングの凸部とで挟み、前記ロックリングのプラグ結合面に、前記弾性ワッシャを当て、 前記セパレートリングに対して外周側からC字型止め輪を取り付け、該止め輪を前記ロックリングの反結合面側に当てて、該ロックリングを該セパレートリングに対して軸方向に挟み、 前記レセプタクルにおいては、 前記レセプタクルのコンタクト部の外側に、前記ロックリングのロック係合部と係合するロック係合部を有するアタッチメントリングを取り付けることを特徴とする
コネクタをネジ式からワンタッチ式に改造する際や、古くなったコネクタを取り替える際に、プラグ本体の外周に組み込む全ての部品をプラグ本体の外周や結合面側から組み込むことができ、プラグをケーブルから外す必要がない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下の効果がある。
(1)プラグとレセプタクルをワンタッチ式でロックできるケーブルコネクタを提供できる。
(2)既存のネジ式のロック機構を備えるケーブルコネクタを、手軽にワンタッチ式のケーブルコネクタに改造できる。この改造の際には、ケーブルとプラグの分解や、ケーブルを電源盤から取り外すような大掛かりな作業を行う必要はない。また、ロック部が壊れて使用できなくなったコネクタのロック部を取り替えるのも容易である。
発明を実施するための形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の一つの実施の形態に係るケーブルコネクタを示す図である。
ケーブルコネクタ1は、電気ケーブルCに接続されたプラグ10と、電気機器Dに取り付けられたレセプタクル50とからなる。プラグ10は、本体11と、同本体に取り付けられるロック機構13を有する。プラグ10の本体11は、図11に示す、一般的なプラグ110の本体111と同じものである。ロック機構13は、詳しくは後述するように、セパレートリング15、ロックリング23、ウエーブワッシャ45、リテーニングリング41からなる。
レセプタクル50には、ロック機構としてアタッチメントリング53が取り付けられている。レセプタクル50そのものは、図12に示す、一般的なレセプタクル150と同じものである。
まず、プラグ10において、本体11に取り付けられるロック機構13を説明する。
ロック機構13は、上述のように、セパレートリング15、ロックリング23、ウエーブワッシャ45、リテーニングリング41からなる。詳細には後述するように、セパレートリング15は、本体11の外周係止面12(図11のプラグ本体の外周凹部123に相当)に嵌合されており、ロックリング23は、セパレートリング15の外周に嵌合されている。
まず、セパレートリング15の構造を説明する。
図2は、セパレートリングの構造を示す図であり、図2(A)は側面部分断面図、図2(B)は右正面図である。
セパレートリング15は、ほぼ筒状で、周方向に二つに分割されたリング片15A、15Bからなる。各リング片15A、15Bの正面形状は、図2(B)に示すように半円状で、各リング片15A、15Bの内半径は、本体11の外周係止面12の部分の外半径と等しい。ただし、図に示すように、各リング片15A、15Bの正面形状は完全な半円形ではなく、円弧の中心角度は180°以下である。このため、各リング片15A、15Bを本体11の外周係止面12に嵌め込んだとき、両片は外周係止面12の周囲を完全に取り囲まず、各片の間にスキマが開く。また、各リング片15A、15Bの軸方向長さは、本体11の外周係止面12の軸方向長さと等しい。
なお、セパレートリング15は、周方向に三つ以上に分割されていてもよい。
このような二つ割りとすることにより、セパレートリング15は、本体11の外周係止面12に、外側から嵌め込むことができる。そして、セパレートリング15の長さは外周係止面12の長さと等しいため、図1に示すように、同リング15の軸方向の両端は、外周係止面12のフランジ側端面12aとローレット面側端面12bとに当っており、軸方向には動けない。また、各リング片15A、15Bの半径が外周係止面12の半径と等しいため、自身で外周係止面12にぴったりと嵌め込まれる。なお、各リング片15A、15Bの正面形状は完全な半円形ではないため、両リングの間にスキマが開く。このスキマに指先を入れると、各リング片15A、15Bを本体11から簡単に取り外すことができる。
各リング片15A、15Bの外周面には、円周方向にグルリと延びる凸部17と、円周方向に延びる環状の溝19とが、軸方向に離れて形成されている。凸部17は、リング片15A、15Bの一端(結合面側)のやや内側に形成されている。この凸部17の内側(反結合面側)には、同凸部に続く段部21が形成されている。溝19は、リング片15A、15Bの他端(反結合面側)のやや内側に形成されている。なお、凸部17は、円周方向に分割して、あるいはところどころに設けてもよい。
次に、ロックリングの構造を説明する。
図3は、ロックリングの構造を示す図であり、図3(A)は左正面図、図3(B)は側面部分断面図、図3(C)は右正面図である。
ロックリング23は筒状の部材である。図3(B)に示すように、同リング23の軸方向ほぼ中央の内周面には、内側に突出する環状の内段部25が形成されている。この内段部25の一方の側(結合面側、図3(B)の右側)は内径が小さい小径部27、他方の側(反結合面側、図3(B)の左側)は内径が大きい大径部29となっている。内段部25の内径は、本体11の外周係止面12に外嵌されたセパレートリング15の外径よりやや大きい。また、図1に示すように、内段部25の軸方向長さは、セパレートリング15の、段部21と溝19との間の間隔より少し短い。
ロックリング23の小径部27の端部には、内周面から同部27の厚さ方向に彫り込まれた2つのL字溝(ロック係合溝)31が形成されている。各L字溝31は、図3(C)に示すように、リング23の中心に対して対称に形成されている。図3(B)に示すように、各溝31は、同リング23の端面から軸方向に延びる入口部分31aと、同部分31aの先端から円周方向に延びる奥部分31bと、同部分31bの先端から端面に向かってえぐり込まれた係止凹部分31cとからなる。
ロックリング23の外周面の両端寄りには、縁部33、35が形成されている。各縁部33、35には、軸方向に延びる凹凸が連続して形成されている。小径部側の縁部35上には、各L字溝31の入口部分31a、及び、係止凹部分31c(奥部分31bの先端)の円周方向位置を示すマーク37が形成されている。なお、この例では、図3(C)に示すように、ロックリング23を小径部27側から見たとき、入口部分31aを示すマーク37A、係止凹部分31cを示すマーク37Cが、時計方向に順に並んでいる。
なお、このロックリング23の材料・製造方法としては、大量生産の場合は、たとえば亜鉛ダイキャスト+機械加工+クロムメッキを採用できる。
次に、本願発明にいうロックリング挟み手段を構成するリテーニングリング41とウエーブワッシャ45について説明する。
リテーニングリング41は、一般的に使用されるC字型の止め輪(セットスプリング)である。
ウエーブワッシャ45は、一般的に使用されるもので、C字型のセットスプリングに、軸方向に凹凸になった波形が連続して形成されているものである。なお、ウエーブワッシャ45は、後述するようにセパレートリング15に外側から嵌め込むものではないので、切れ目のないばね座金のようなものを用いることもできる。ウエーブワッシャ45の内径は、本体11の外周係止面12に外嵌されたセパレートリング15の段部21の外径にほぼ等しい。
次に、以上説明した、セパレートリング15、ロックリング23、リテーニングリング41、ウエーブワッシャ45を本体11へ取り付ける方法を説明する。
図4は、プラグにロック機構を取り付ける方法を説明するための図である。
まず、図4(A)に示すように、本体11の結合面側(図の右側)から、ロックリング23を、大径部29を先にして本体11の外周を通すように嵌め込む。ロックリング23の最も径の狭い部分である内段部25(図3参照)の内径は、本体11のフランジFの外径よりも大きいため、ロックリング23を、本体11の外側を通すことができる。次に、本体11の結合面側から、ウエーブワッシャ45を嵌め込む。ロックリング23とウエーブワッシャ45は、図4(B)に示すように、本体11を越えてケーブル側まで進めておく。
その後、図4(C)に示すように、本体11の外周係止面12に、セパレートリング15を取り付ける。このとき、セパレートリング15の各リング片15A、15Bを、凸部17が結合面側(図の右側)となるように、外側から嵌め込む。上述のように、セパレートリング15の内周面の半径は本体11の外周係止面12の半径と等しく、同リング15の長さは外周係止面の長さと等しいため、各リング片15A、15Bは、外周係止面12にぴったりと嵌め込まれる。
そして、図4(D)に示すように、ウエーブワッシャ45とロックリング23を、本体11の外側を通して結合面側に進める。すると、ウエーブワッシャ45の進行側(結合面側)の面がセパレートリング15の凸部17に当接する。そして、ロックリング23が、ウエーブワッシャ45に当接する。この状態で、ロックリング23の内段部25は、軸方向において、セパレートリング15の段部21と溝19との間に位置する。
そして、最後に、図4(D)に示すように、ロックリング23の反結合面側から、セパレートリング15の溝19にリテーニングリング41を嵌め込む。なお、リテーニングリング41は、前述のようにC字型をしており、拡げるようにしてセパレートリング15の外周面に押し入れることができる。リテーニングリング41は溝19から外方向に張り出し、ロックリング23の内段部25を抜け止めする。なお、この図では、プラグにケーブルCが接続されているが、ケーブルCが接続されていないプラグ単体であっても(B)、(C)、(D)の手順でロック機構をプラグに取り付け可能である。
こうして、図1に示すように、ロックリング23とウエーブワッシャ45は、本体11に外嵌されたセパレートリング15の凸部17と、リテーニングリング41とに挟まれて、本体11に取り付けられる。また、ロックリング23は、ウエーブワッシャ45によって、軸方向の反結合面側に付勢されて、内段部25の反結合側の面がリテーニングリング41に当接している。また、ロックリング23の長さは、セパレートリング15の段部21と溝19間の長さよりやや短いので、ロックリング23をウエーブワッシャ45の付勢力に抗して結合面側へ押せば、同リング23はセパレートリング15に対して、即ち、本体11に対して結合面側へ、内段部25が段部21に当接するまで移動できる。
なお、本実施例では、凸部17に連続する段部21を設けてウエーブワッシャ45の抜け止めとしたが、段部21を設けずに凸部17のみでもよい。
以上説明したように、ロック機構13の全ての部品(ロックリング23、セパレートリング15、ウエーブワッシャ45、リテーニングリング41)を、本体11の外側や結合面側の端部から、本体11外周に組み込むことができる。つまり、本体11の反結合面側であるケーブル側から装着する必要がない。
次に、レセプタクル50を説明する。
図1に示すように、レセプタクル50には、上述したプラグ10のロック機構13と接続されるアタッチメントリング53が備えられている。
図5は、アタッチメントリングの構造を示す図であり、図5(A)は正面図、図5(B)はA−A側面断面図である。
アタッチメントリング53は、比較的長さの短い筒状部55と、この筒状部55の一端から外方向に張り出すフランジ57を有する。同リング53の内径は、本体51のネジ部(図12の符号167)の外径にほぼ等しい。また、図1に示すように、筒状部55の外径は、ロックリング23の小径部27の内径とほぼ等しい。
筒状部55の外周面には、リング53の径方向に突き出た2つの突起59(ロック係合突起)が立設されている。各突起59は、径方向に対向する位置に設けられている。各突起59の高さは、ロックリング23のL字溝31の深さよりやや低い。フランジ57には、これらの突起59の円周方向の位置を示すマーク61が形成されている。マーク61は、フランジ57の縁部から径方向にえぐられた切り欠きである。
さらに、リング53の中心に対して120°振り分けた位置には、リング53の軸方向に延びる貫通孔63が開けられている。貫通孔63は、この例では、筒状部55とフランジ57とに渡って開けられている。そして、筒状部55の側壁には、これらの貫通孔63に連続する溝65が形成されている。これらの溝65を通して、各貫通孔63にビスや工具を通す。リング53の中心から貫通孔63までの径は、本体51の中心から貫通孔165(図12参照)までの径と等しい。
アタッチメントリング53をレセプタクル50に取り付ける方法を説明する
まず、レセプタクル50を電気機器Dの筐体に固定しているビスを外す。そして、アタッチメントリング53を、フランジ57を先にして本体51の外側へ嵌め込む。次に、同リング53の貫通孔63の位置と、本体51の貫通孔165の位置を合わせる。次に、ビスを、アタッチメントリング53の側から貫通孔63、165にねじ込んで、アタッチメントリング53を本体51と共に筐体に固定する。
次に、ロック機構(バヨネットロック)の作用について説明する。
図6は、プラグのロックリングとレセプタクルのアタッチメントリングを結合する方法を説明する図である。
プラグ10をレセプタクル50に接続するには、まず、プラグ10の各メス型コンタクトピンと、これらのコンタクトピンが接続すべき、レセプタクル50の各オス型コンタクトピンの位置を合わせる。プラグ10のインシュレータとレセプタクルの本体には、コンタクトピンの位置決め用の溝と突起(いずれも図示されず)が形成されており、この溝と突起の円周方向の位置を合わせる。同時に、図6(A)に示すように、ロックリング23を回転させて、各L字型溝31を、アタッチメントリング53の各突起59に合わせる。この際、まず、ロックリング23の縁部35に形成されたマーク37の内の、L字型溝31の入口部分31aの位置を示すマーク37A(結合面側から見たときに、時計方向上流に位置しているマーク)を、アタッチメントリング53のマーク61に合わせる。
その後、プラグ10をレセプタクル50に向かって押すと、メス型コンタクトにオス型コンタクトが挿入され両コンタクトが導通する。同時に、図6(B)に示すように、アタッチメントリング53の突起59がL字型溝31の入口部分31aを通って、アタッチメントリング53の筒状部55が、ロックリング23の小径部27に嵌め込まれる。
さらに、ロックリング23をウエーブワッシャ45の付勢力に抗してアタッチメントリング53方向へ押すと、突起59が入口部分31aの奥に当る。
次に、ロックリング23をアタッチメントリング53方向へ押したまま、ロックリング23を、他方のマーク37Cがアタッチメントリング53のマーク61に合うように、アタッチメントリング53に対して回転させる。すると、図6(C)に示すように、突起59はL字溝31の奥部分31bを通り、同溝の奥に当る。そして、ロックリング23をアタッチメントリング53に向けて押す力を解除すると、ロックリング23はウエーブワッシャ45によってアタッチメントリング53から離れる方向に付勢される。すると、図6(D)に示すように、アタッチメントリング53の突起59が、相対的にL字型溝31の奥部分31bの先端から係止凹部分31cに入り込む。このとき、ロックリング23の小径部27の端面はアタッチメントリング53のフランジ57からやや離れる。
突起59が係止凹部分31cに入り込むと、ロックリング23をフランジ57方向へ押圧しない限り、ロックリング23はアタッチメントリング53に対して回動できない。これにより、プラグ10がレセプタクル50にロックされる。
プラグ10をレセプタクル50から脱離する際は、まず、ロックリング23をレセプタクルのフランジ57方向に押圧し、そのまま、ロックリング23のマーク37Aがアタッチメントリング53のマーク61と合うまでロックリング23をアタッチメントリング53に対して回転させる。マーク37A、61が合うと、ロックリング23を反結合面側へ移動させて、アタッチメントリング53から取り外す。その後、プラグ10のコンタクト部をレセプタクル50のコンタクト部から外す。
以上のように、プラグ10とレセプタクル50をワンタッチ式で着脱することができる。
次に、図11に示す、既設のプラグ110に、上述のロック機構13を取り付ける方法を説明する。
まず、既設のプラグ110のカップリングナット117を、本体111から取り外す。カップリングナット117は上述のように、結合面側へ抜け出すことができず、また、反プラグ合面側からも取り外せないため、同ナット117を、ディスクグラインダなどの工具で切断して取り外す。または、カップリングナット117のセットスプリング131を取り外し、同ナット117を反結合面側からケーブル側へ移動させて、邪魔にならない位置に留めておいてもよい。
その後、上述の方法で、本体111にロックリング23、セパレートリング15、ウエーブワッシャ45、リテーニングリング43を取り付ける。そして、レセプタクル150にも、上述の方法でアタッチメントリング53を取り付ける。
このように、本発明においては、
(1)プラグとレセプタクルをワンタッチ式でロックできるケーブルコネクタを提供できる。
(2)既存のネジ式のロック機構を備えるケーブルコネクタを、手軽にワンタッチ式のケーブルコネクタに改造できる。この改造の際には、ケーブルとプラグの分解や、ケーブルを電源盤から取り外すような大掛かりな作業を行う必要はない。また、ロック部が壊れて使用できなくなったコネクタのロック部を取り替えるのも容易である。
次に、本発明のケーブルコネクタの他の例について説明する。
図7は、本発明の他の実施の形態に係るケーブルコネクタのプラグの構造を説明する図である。
この例では、ロックリング80を二つの部材で構成している。他の部品については、図1の例のロック機構と同じ部品であるので、上図と同じ符号を付し、説明を省略する。
図8は、ロックリングの構成を示す分解図である。
ロックリング80は、外リング81と、外リング81に嵌合される内リング91と、両リングを固定するスプリングピン99とから構成される。
図9は、外リングの構造を示す図であり、図9(A)は左正面図、図9(B)は側面部分断面図、図9(C)は図9(B)のA−A断面図である。
外リング81は筒状の部材であり、内周面に、内側に突き出た環状の段部83が設けられている。段部83は、軸方向の中央からやや端寄りに設けられている。段部83には、軸方向に延びる、4個の貫通孔85が開けられている。各貫通孔85は、リング81の中心に対して90°振り分けて配置されている。
外リング81の外周面には、上述の例のロックリング23と同様に、L字溝の位置を示すマーク87A、87Bが形成されている。
図10は、内リングの構造を示す図であり、図10(A)は左正面図、図10(B)は側面部分断面図、図10(C)は右正面図である。
内リング91の一端には、内側に突き出た環状の段部93が形成されている。段部93の内径は、外リング81の段部83の内径と等しい。内リング91の外径は、外リング81の内径に等しい。段部93には、端面から軸方向に延びる4個の穴95が形成されている。各穴95は、リング91の中心に対して90°振り分けて配置されている。
内リング91の、段部93と反対側の端面には、2つのL字形の溝97が形成されている。溝97は、リング91の中心に対して対称に配置されている。この溝97は、図1のプラグ10のロックリング23の溝31の形状と同様である。
両リング81、91を固定するには、図8に示すように、まず、スプリングピン99を内リング91の穴95に取り付ける。同ピン91は穴95から突き出ている。そして、内リング91を、ピン99が突き出た面を先にして、外リング81に嵌め込み、各ピン99の位置と外リング81の各貫通孔85の位置を合わる。次に、各ピン99を各貫通孔85に押し込み、内リング91の段部93を外リング81の段部83に当接させる。各スプリングピン99は各貫通孔内で拡がり、内リング91と外リング81を固定する。
これにより、各リングの段部83、93が、図1のプラグ10の内段部25と等しい役割を果たす。
本実施例では、ロックリング80を構成するために3つの部品(外リング81、内リング91、スプリングピン99)を要し、図1の実施例の場合より部品数が多くて不利であるが、一方、L字型溝(ロック係合溝)97の加工が外側からできるため、加工しやすいという利点はある。一般的には、製造ロットの少ない物については本実施例のようなロックリング分割式を、製造ロットの多い物については図1の実施例のようなロックリング一体型を採用することとなろう。
本発明の一つの実施の形態に係るケーブルコネクタを示す図である。 セパレートリングの構造を示す図であり、図2(A)は側面部分断面図、図2(B)は右正面図である。 ロックリングの構造を示す図であり、図3(A)は左正面図、図3(B)は側面部分断面図、図3(C)は右正面図である。 プラグにロック機構を取り付ける方法を説明するための図である。 アタッチメントリングの構造を示す図であり、図5(A)は正面図、図5(B)はA−A側面断面図である。 プラグのロックリングとレセプタクルのアタッチメントリングを結合する方法を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係るケーブルコネクタのプラグの構造を説明する図である。 ロックリングの構成を示す分解図である。 外リングの構造を示す図であり、図9(A)は左正面図、図9(B)は側面部分断面図、図9(C)は図9(B)のA−A断面図である。 内リングの構造を示す図であり、図10(A)は左正面図、図10(B)は側面部分断面図、図10(C)は右正面図である。 一般的なネジ式のプラグの構造を示す側面部分断面図である。 一般的なネジ式のレセプタクルの構造を示す図であり、図12(A)は正面図、図12(B)は側面部分断面図である。
符号の説明
1 ケーブルコネクタ
10 プラグ 11 本体
12 外周係止面 12a フランジ側端面
12b ローレット面側端面 13 ロック機構
15 セパレートリング 15A、15B リング片
17 凸部 19 溝
21 段部 23 ロックリング
25 内段部 27 小径部
29 大径部 31 L字溝(ロック係合溝)
31a 入口部分 31b 奥部分
31c 係止凹部分 33、35 縁部
37 マーク 37A 入口部分31aを示すマーク
37C 係止凹部分31cを示すマーク 41 リテーニングリング
45 ウエーブワッシャ
50 レセプタクル 51 本体
53 アタッチメントリング 55 筒状部
57 フランジ 59 突起(ロック係合突起)
61 マーク 63 貫通孔
65 溝
80 ロックリング 81 外リング
83 段部 85 貫通孔
87A、87B マーク 91 内リング
93 段部 95 穴
97 L字型溝 99 スプリングピン
C 電気ケーブル D 電気機器
110 プラグ 111 本体
112 挿通口 113 コンタクトピン
113´ メス型先端部 114 コンタクト部
115 インシュレータ 116 コンタクト孔
117 カップリングナット 118 接続孔
119 締め具 121 つば
122 ローレット加工面 123 外周凹部
123a 端面 125 ネジ部
126 メネジ 127 内凸部
129 溝 131 セットスプリング
150 レセプタクル 151 本体
153 コンタクトピン 153´ オス型先端部
155 インシュレータ
157 凸部 159 溝
161 リテーニングリング 163 フランジ
165 貫通孔 167 ネジ部
169 オネジ

Claims (2)

  1. 電気機器に取り付けられる(ケーブルを介する場合も含む)レセプタクルと、
    該レセプタクルに一端が嵌合連結され、他端に電気ケーブルが接続されているプラグと、
    を備えるケーブルコネクタにおいて前記レセプタクルとプラグとを連結状態においてロックする機構であって、
    外周面に凸部を有し、前記プラグの本体の外周係止面に外側から嵌め込まれる半割式のセパレートリングと、
    前記セパレートリングの取り付け前において、前記プラグの外周にプラグ結合面側から挿通され、次いで前記セパレートリングの外周に反プラグ結合面側から嵌合させて取り付けられる、ロック係合部を有するロックリングと、
    該ロックリングを、前記セパレートリングの前記凸部に係合させつつ、該セパレートリングに対して軸方向に挟むための、該セパレートリングに対して反結合面側又は外周側から取り付け可能なロックリング挟み手段と、
    前記レセプタクルの本体のコンタクト部外側に取り付けられ、前記ロックリングのロック係合部と係合するロック係合部を有するアタッチメントリングと、
    を具備することを特徴とするケーブルコネクタロック機構。
  2. 電気機器に取り付けられる(ケーブルを介する場合も含む)レセプタクルと、カップリングナットによって該レセプタクルに一端が嵌合連結され、他端に電気ケーブルが接続されているプラグと、を備えるケーブルコネクタを改造する方法であって、
    前記プラグにおいては、
    前記カップリングナットを該プラグから取り外し、
    該プラグの結合面側から、ロック係合部を有するロックリングと弾性ワッシャを嵌め込んで、ケーブル側(反結合面側)へ移動させた後、
    該プラグの外周係止面に、外周面に凸部を有する半割式のセパレートリングを外側から嵌め込み、
    前記ロックリングと弾性ワッシャを、前記プラグに嵌め込まれた前記セパレートリングの外周を通して結合面方向に移動させ、前記弾性ワッシャを、前記ロックリングの凸部に係合させて前記セパレートリングの凸部とで挟み、前記ロックリングのプラグ結合面に、前記弾性ワッシャを当て、
    前記セパレートリングに対して外周側からC字型止め輪を取り付け、該止め輪を前記ロックリングの反結合面側に当てて、該ロックリングを該セパレートリングに対して軸方向に挟み、
    前記レセプタクルにおいては、
    前記レセプタクルのコンタクト部の外側に、前記ロックリングのロック係合部と係合するロック係合部を有するアタッチメントリングを取り付けることを特徴とするケーブルコネクタ改造方法。
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