JP2018037365A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】多芯ケーブルが接続される丸形コネクタにおいて、コネクタ嵌合時の作業性を向上することができる技術を提供する。
【解決手段】ガイド溝部１１を有するシェル１０と、第１の規制部２１及び第２の規制部２２を有するスペーサ２０と、スペーサ２０を嵌合方向に付勢するウェーブワッシャ３０と、規制溝部５３を有するカップリング５０とを備え、第１の規制部２１がガイド溝部１１に嵌りこみスペーサ２０の回転移動が規制され、コネクタ同士が嵌合していないとき、ウェーブワッシャ３０の付勢力により第２の規制部２２が規制溝部５３に嵌りこみカップリング５０の回転移動が規制され、コネクタ同士が嵌合するとき、第１の規制部２１の先端が相手側コネクタと当接し、スペーサ２０が嵌合方向と反対の方向に移動し、第２の規制部２２と規制溝部５３との係合が解除され、カップリング５０の回転移動が可能になるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コネクタに関し、特に多芯ケーブルが接続されるバヨネット式のロック機能を備えた丸形コネクタに関する。

従来、電気コネクタは、プラグとレセプタクルの２つのコネクタ同士を嵌合することで、ケーブル同士、または電気設備と制御装置等の機器間で電気的に接続する。多芯ケーブルが接続される丸形コネクタに関する技術として、例えば、特許文献１（特開２００１−５２８２１号公報）及び特許文献２（特開２０１０−１６５６２４号公報）等に記載される技術がある。特許文献１に記載の技術は、ケーブル同士を、ネジを介して同一軸心上に電気接続するネジ式のコネクタに関するものである。また、特許文献２に記載の技術は、コネクタを差し込んで捻ることで、両者を接続するバヨネット式のコネクタに関するものである。

例えば、プラグ及びレセプタクルの嵌合作業を、暗い場所や作業空間の狭い場所などで作業する必要がある場合、コネクタ同士を手探りで簡単に嵌合、嵌合解除できるように、特許文献１に示すネジ式よりも、特許文献２に示すバヨネット式のコネクタの使用が望まれる。

特許文献２に記載されたコネクタでは、レセプタクル側には、プラグとの嵌合部分の外周面には、バヨネット形状の凹部が形成されている。一方、プラグ側には、レセプタクルとの嵌合部分の回りに、回動自在にカップリングが取り付けられている。カップリングの内周には、レセプタクルの凹部に係合するバヨネット形状の凸部が形成されている。プラグ及びレセプタクルの嵌合は、互いの嵌合部分を対面して、カップリングの凸部をレセプタクルの凹部に係合させて、カップリングを回転させることで、嵌合部分同士が接近して嵌合するとともに保持される構成になっている。

特開２００１−５２８２１号公報 特開２０１０−１６５６２４号公報

しかしながら、特許文献２記載のコネクタでは、カップリングを回動してプラグとレセプタクルとの嵌合状態を保持する際に、カップリング自体を回動させる前に、カップリングの凸部の位置をレセプタクルの凹部に係合可能な所定位置に位置させる必要がある。このため、カップリングの凸部が所定位置に位置していない場合、暗い場所や作業空間の狭い場所などでは、その配置作業に手間がかかり、コネクタ同士の嵌合作業に手間がかかるという問題があった。

そこで、本発明の１つの目的は、多芯ケーブルが接続される丸形コネクタにおいて、コネクタ嵌合時の作業性を向上することができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明による丸形コネクタは、軸方向に沿って延びたガイド溝部が外周の少なくとも一部に設けられた円筒状のシェルと、嵌合方向に延びた突起状の第１の規制部と、円周外側に延びた突起状の第２の規制部とを有し、前記シェルの外周に取り付けられるリング状のスペーサと、前記スペーサを前記嵌合方向に付勢するように構成された第１の弾性部材と、前記嵌合方向に窪んだ規制溝部を内側に有し、前記シェル、前記スペーサ及び前記第１の弾性部材の外周に取り付けられる円筒状のカップリングと、を備え、前記第１の規制部は前記ガイド溝部に嵌りこみ、それにより、前記スペーサの回転移動が規制され、相手側コネクタと嵌合していないとき、前記第１の弾性部材の付勢により前記第２の規制部が前記規制溝部に嵌りこみ、それにより、前記カップリングの回転移動が規制され、前記相手側コネクタと嵌合するとき、前記第１の規制部の先端が前記相手側コネクタのシェルと当接し、前記スペーサが前記嵌合方向と反対の方向に移動し、前記第２の規制部と前記規制溝部との係合が解除され、前記カップリングの回転移動が可能になる、ように構成されているものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）コネクタ嵌合前は、本発明に係る丸形コネクタのカップリングの回転が規制されているので、丸形コネクタのロック突部と、相手側コネクタのロック溝部との位置合わせが不要になり、作業性が向上する。

（２）コネクタ嵌合時は、本発明に係る丸形コネクタの切欠きと、相手側コネクタの位置決め用のリブとを合わせて、丸形コネクタを押し込むだけでカップリングが自動的に回転して締め付けるので、嵌合作業が容易となり、作業性が向上する。

（３）本発明に係る丸形コネクタは、従来品と互換性を有するので、従来の相手側コネクタをそのまま利用でき、相手側コネクタを取り付けた装置の設計変更等が不要になる。

（ａ）は本発明の一実施の形態によるプラグコネクタの外観構成を示す嵌合側から見た斜視図であり、（ｂ）は相手側コネクタとしてのレセプタクルコネクタの外観構成を示す嵌合側から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態によるプラグコネクタの分解斜視図である。 図２に示すシェルの構成を示す嵌合側から見た斜視図である。 図２に示すシェルの構成を示す嵌合反対側から見た平面図である。 図２に示すスペーサの構成を示す嵌合反対側から見た斜視図である。 図２に示すカップリングの構成を示す嵌合反対側から見た斜視図である。 図２に示すカップリングの構成を示す嵌合反対側から見た平面図である。 図２に示すシェル、スペーサ、ウェーブワッシャ、ワッシャ、スプリング及びカップリングの組立構成を示す正面図である。 コネクタ嵌合前の図８のＡ−Ａ切断面における断面図である。 コネクタ嵌合前の図８のＢ−Ｂ切断面における断面図である。 コネクタ嵌合時の図８のＡ−Ａ切断面における断面図である。 コネクタ嵌合時の図８のＣ−Ｃ切断面における断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態によるプラグコネクタ（丸形コネクタ）の外観構成を示す斜視図であり、嵌合側から見た図である。図１（ｂ）は、相手側コネクタとしてのレセプタクルコネクタの外観構成を示す斜視図であり、嵌合側から見た図である。

まず、図１により、本実施の形態によるプラグコネクタの全体構成の一例を説明する。本実施形態のプラグコネクタ１は、多芯ケーブル（図示せず）が接続される丸形コネクタであって、図１（ｂ）に示すレセプタクルコネクタ（相手側コネクタ）２と嵌合することにより、それぞれの端子が接触して電気的に接続されるものである。図１では、端子が４つの例を示しているが、これに限定されるものではなく、端子数はいくつであってもよい。

図１（ａ）に示すように、プラグコネクタ１は、複数の端子取り付け孔９１を有し、それぞれの端子取り付け孔９１に複数の端子が組み込まれる略円柱状のハウジング９０と、ハウジング９０の外側に設けられ、コネクタ嵌合時の位置決め用の切欠き１３を嵌合側に有する円筒状のシェル１０と、シェル１０の周囲に設けられ、嵌合側の内面にロック突部５１を有する円筒状のカップリング５０と、多芯ケーブルが挿通されるコード管８０と、コード管８０をシェル１０に締め付けて固定するための締め付けリング７０などから構成されている。

また、図１（ｂ）に示すように、レセプタクルコネクタ（相手側コネクタ）２は、複数の端子３と、端子３を固定するハウジング４と、コネクタ嵌合時の位置決め用の突状のリブ５と、ハウジング４の外側に設けられ、嵌合側の外面に螺旋状のロック溝部６を有する円筒状のシェル７と、シェル７の外側に設けられたフランジ８と、フランジ８の四隅に設けられた固定用のねじ孔９などから構成されている。

プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２とが嵌合するときは、プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２の各端子を対応させるため、プラグコネクタ１の切欠き１３にレセプタクルコネクタ２のリブ５を合わせて位置決めを行い、プラグコネクタ１をレセプタクルコネクタ２側に押し込む。プラグコネクタ１を押し込むことにより、カップリング５０がＲ方向に回転し、カップリング５０のロック突部５１がレセプタクルコネクタ２のロック溝部６に沿って移動して締め付けられ、プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２との嵌合が確実になる。図１の例では、嵌合時に、カップリング５０がＲ方向に回転する構成になっているが、これに限定されるものではなく、ロック溝部６の螺旋が逆向きの場合は、回転は反対方向になる。プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２との嵌合を解除するとき（抜去時）は、カップリング５０をＬ方向に回転させながらプラグコネクタ１をレセプタクルコネクタ２から引き抜く。

次に、図２〜７により、本実施の形態によるプラグコネクタ１の詳細な構成を説明する。図２は、本発明の一実施の形態によるプラグコネクタ１の分解斜視図である。図３及び図４は、シェル１０の詳細構成を示す図であり、図３は嵌合側から見た斜視図、図４は嵌合反対側から見た平面図である。図５は、スペーサ２０の詳細構成を示す斜視図であり、嵌合反対側から見た図である。図６及び図７は、カップリング５０の詳細構成を示す図であり、図６は嵌合反対側から見た斜視図、図７は嵌合反対側から見た平面図である。

図２に示すように、プラグコネクタ１は、軸方向（Ｚ）に沿って延びたガイド溝部１１が外周の少なくとも一部に設けられた円筒状のシェル１０と、嵌合方向（Ｚ１）に延びた突起状の第１の規制部２１及び円周外側に延びた突起状の第２の規制部２２を有するリング状のスペーサ２０と、スペーサ２０を嵌合方向（Ｚ１）に付勢するように構成された軸方向に変形したリング状のばねであるウェーブワッシャ（第１の弾性部材）３０と、スペーサ２０が嵌合側とは反対方向に抜けないように固定するためのワッシャ４０と、嵌合方向（Ｚ１）に窪んだ規制溝部５３（図７参照）を内側に有する円筒状のカップリング５０と、シェル１０の外周とカップリング５０の内周との間に取り付けられるコイル状のスプリング（第２の弾性部材）６０と、多芯ケーブルが挿通されるコード管８０と、コード管８０をシェル１０に締め付けて固定するための締め付けリング７０などから構成されている。

スペーサ２０、ウェーブワッシャ３０、ワッシャ４０及びスプリング６０は、それぞれ、シェル１０の嵌合反対側部分の外周を覆うように取り付けられている。カップリング５０は、スペーサ２０、ウェーブワッシャ３０、ワッシャ４０及びスプリング６０を覆うように取り付けられている。また、スペーサ２０の第１の規制部２１は、軸方向に延びるシェル１０のガイド溝部１１に嵌めこまれており、ガイド溝部１１に沿ってスライド移動し、スペーサ２０は軸方向（Ｚ）への移動は可能であるが、シェル１０に対する回転移動ができないようになっている。

また、第２の弾性部材としてのスプリング６０は、コイル状のばねであり、その一端６１はシェル１０の外面にある取り付け孔１２に固定され、他端６２はカップリング５０の内面にある取り付け孔５２に固定されている。そして、スプリング６０は、カップリング５０をシェル１０に対して一方向に回転するように付勢している。本実施の形態では、カップリング５０がＲ方向（第１の方向）に回転するように付勢されている。このような構成により、プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２を嵌合する際、プラグコネクタ１をレセプタクルコネクタ２に押し込むだけで、カップリング５０は自然に回転し、カップリング５０内側のロック突部５１とレセプタクルコネクタ２のロック溝部６が係合し合い、ロックされる。

図３及び図４に示すように、シェル１０は、嵌合側にレセプタクルコネクタ２との位置決め用の切欠き１３を有し、嵌合反対側にスペーサ２０の第１の規制部２１が嵌めこまれる帯状のガイド溝部１１を有し、嵌合反対側の外面にスプリング６０の一端が固定される取り付け孔１２を有し、中央付近に嵌合時にレセプタクルコネクタ２のシェル７の先端が当接する当接面１５を含む突出部１４を有している。

図５に示すように、スペーサ２０は、その一部に間隙を有するリング状の部材であり、嵌合方向に突出した第１の規制部２１と、外側に向けて突出した第２の規制部２２を有する。第１の規制部２１の先端２３は、レセプタクルコネクタ２のシェルと当接する構造となっている。本実施の形態では、第１の規制部２１及び第２の規制部２２は、それぞれ、３個ずつであるが、個数はこれに限定されるものではなく、いくつであってもよい。また、第１の規制部２１及び第２の規制部２２のそれぞれの配置は、等間隔で配置されることが望ましい。また、スペーサ２０は、プレス加工などを利用して切断・折り曲げ加工することにより、作製することができる。

図６及び図７に示すように、カップリング５０は、筒状の部材であり、嵌合側にレセプタクルコネクタ２のロック溝部６と係合するロック突部５１を有し、嵌合反対側の内面にスプリング６０の他端６２が固定される取り付け孔５２を有し、嵌合反対側の内面にワッシャ４０と当接して嵌合側へ押さえるためのワッシャ固定部５４を有し、ワッシャ固定部５５よりも嵌合側にスペーサ２０の第２の規制部２２が嵌りこむための嵌合方向（Ｚ１）に窪んだ規制溝部５３を有する。そして、ワッシャ固定部５４と規制溝部５３との間に、ワッシャ４０、スプリング６０及びスペーサ２０を置くことにより、スペーサ２０は、嵌合方向（Ｚ１）に付勢され、コネクタ非嵌合時に第２の規制部２２が規制溝部５３に嵌りこむようになっている。そして、第２の規制部２２が規制溝部５３に嵌りこむことにより、カップリング５０の回転移動が規制される構成となっている。

次に、図８〜図１２により、コネクタ嵌合時のスペーサ２０及びカップリング５０の動作を説明する。図８は、シェル１０、スペーサ２０、ウェーブワッシャ３０、ワッシャ４０、スプリング６２及びカップリング５０の組立構成を示す正面図である。図９はコネクタ嵌合前の図８のＡ−Ａ切断面における断面図、図１０はコネクタ嵌合前の図８のＢ−Ｂ切断面における断面図である。図１１はコネクタ嵌合時の図８のＡ−Ａ切断面における断面図、図１２はコネクタ嵌合時の図８のＣ−Ｃ切断面における断面図である。

図９及び図１０に示すように、プラグコネクタ１がレセプタクルコネクタ２と嵌合していない状態では、ウェーブワッシャ３０によりスペーサ２０が嵌合方向（Ｚ１）に向けて付勢され、スペーサ２０の第２の規制部２２が、カップリング５０の規制溝部５３に嵌りこみ、それにより、カップリング５０の回転移動が規制される。これにより、プラグコネクタ１のロック突部５１と、レセプタクルコネクタ２ロック溝部６との位置合わせが不要になる。このとき、スプリング６０は、付勢力に抗している。また、第１の規制部２１の先端２３は、突出部１４の当接面１５よりも嵌合側（Ｚ１）に突き出ている。

プラグコネクタ１がレセプタクルコネクタ２と嵌合するとき、第１の規制部２１の先端２３がレセプタクルコネクタ２のシェル７の先端と当接し、さらに押し込むことによりスペーサ２０が嵌合方向（Ｚ１）と反対の方向に移動し、スペーサ２０の第２の規制部２２とカップリング５０の規制溝部５３との係合が解除され、カップリング５０の回転移動が可能になる。そして、スプリング６０の付勢力により、カップリング５０はＲ方向に自然に回転し、カップリング５０内側のロック突部５１がレセプタクルコネクタ２のロック溝部ロック溝部６に沿って移動し、コネクタ同士の嵌合がロックされる。図１１及び図１２は、コネクタ同士の嵌合終了時の状態を示している。このとき、スプリング６０は、付勢力が解消した自然状態である。また、ウェーブワッシャ３０は圧縮状態である。また、第１の規制部２１の先端２３とシェル１０の当接面１５は、同一平面上となる。

プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２との嵌合を解除するとき（抜去時）、スプリング６０の付勢力に抗してＲ方向と反対のＬ方向にカップリング５０を回転させながらプラグコネクタ１を引き抜く。これにより、第１の規制部２１の先端２３がレセプタクルコネクタ２のシェル７から離れ、ウェーブワッシャ３０によりスペーサ２０が嵌合方向（Ｚ１）に付勢され、第２の規制部２２がカップリング５０の規制溝部５３に嵌りこみ、それにより、カップリング５０の回転移動が規制される。そして、図９及び図１０のような状態となる。

したがって、本実施の形態のプラグコネクタ（丸形コネクタ）１によれば、嵌合前は、カップリング５０の回転が規制されているので、プラグコネクタ１及びレセプタクルコネクタ２のそれぞれの端子位置を合わせるだけで、プラグコネクタ１のカップリング５０のロック突部５１と、レセプタクルコネクタ２のシェル７のロック溝部６との位置が揃うので、ロック突部５１とロック溝部６との位置合わせが不要になり、作業性が向上する。

また、コネクタ嵌合時は、プラグコネクタ１のシェル１０の切欠き１３と、レセプタクルコネクタ２のシェル７の位置決め用のリブ５を合わせて、プラグコネクタ１を押し込むだけでカップリング５０が自動的に回転して締め付けるので、嵌合作業が容易となり、作業性が向上する。

また、本実施の形態のプラグコネクタ１は、従来品と互換性を有するので、従来のレセプタクルコネクタをそのまま利用できるので、従来のレセプタクルコネクタをパネル等に取り付けた装置の設計変更が不要となる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、コネクタ嵌合時に、カップリング５０がＲ方向に回転して締め付ける構造となっていたが、反対側に回転して締め付ける構造であってもよい。また、第１の弾性部材としてのウェーブワッシャ３０及び第２の弾性部材としてのスプリング６０は、これらに限定されず、同様の作用をするものであれば他の種類（皿バネ、コイルばね、板ばね等）の弾性部材であってもよい。

１ プラグコネクタ（丸形コネクタ）
２ レセプタクルコネクタ
３ 端子
４ ハウジング
５ リブ
６ ロック溝部
７ シェル
８ フランジ
９ ねじ孔
１０ シェル
１１ ガイド溝部
１２ 取り付け孔
１３ 切欠き
１４ 突出部
１５ 当接面
２０ スペーサ
２１ 第１の規制部
２２ 第２の規制部
２３ 第１の規制部の先端
３０ ウェーブワッシャ（第１の弾性部材）
４０ ワッシャ
５０ カップリング
５１ ロック突部
５２ 取り付け孔
５３ 規制溝部
５４ ワッシャ固定部
６０ スプリング（第２の弾性部材）
６１ 一端
６２ 他端
７０ 締め付けリング
８０ コード管
９０ ハウジング
９１ 端子取り付け孔

Claims (6)

1. 多芯ケーブルが接続される丸形コネクタであって、
   軸方向に沿って延びたガイド溝部が外周の少なくとも一部に設けられた円筒状のシェルと、
   嵌合方向に延びた第１の規制部と、円周外側に延びた第２の規制部とを有し、前記シェルの外周に取り付けられるリング状のスペーサと、
   前記スペーサを前記嵌合方向に付勢するように構成された第１の弾性部材と、
   規制溝部を内側に有し、前記シェル、前記スペーサ及び前記第１の弾性部材の外周に取り付けられる円筒状のカップリングと、を備え、
   前記第１の規制部は前記ガイド溝部に嵌りこみ、それにより、前記スペーサの回転移動が規制され、
   相手側コネクタと嵌合していないとき、前記第１の弾性部材の付勢により前記第２の規制部が前記規制溝部に嵌りこみ、それにより、前記カップリングの回転移動が規制され、
   前記相手側コネクタと嵌合するとき、前記第１の規制部の先端が前記相手側コネクタのシェルと当接し、前記スペーサが前記嵌合方向と反対の方向に移動し、前記第２の規制部と前記規制溝部との係合が解除され、前記カップリングの回転移動が可能になる、ように構成されている丸形コネクタ。
2. 前記シェルの外周と前記カップリングの内周との間に第２の弾性部材を備え、
   前記第２の弾性部材は、前記カップリングを前記シェルに対して回転する方向に付勢している、請求項１に記載の丸形コネクタ。
3. 前記カップリングは、その内面に、前記相手側コネクタのロック溝部に沿って移動可能なロック突部を備え、
   前記相手側コネクタと嵌合するとき、前記ロック突部が前記相手側コネクタの前記ロック溝部に沿って移動することにより、前記カップリングが前記シェルに対して第１の方向に回転する構成になっており、
   前記第２の弾性部材は、前記カップリングを前記第１の方向に付勢している、請求項２に記載の丸形コネクタ。
4. 前記第１の弾性部材は、軸方向に変形したリング状のばねである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の丸形コネクタ。
5. 前記第２の弾性部材は、コイル状のばねであり、その一端は前記シェルの外面に固定され、他端は前記カップリングの内面に固定されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の丸形コネクタ。
6. 前記相手側コネクタとの嵌合が解除されるとき、前記第１の方向と反対の第２の方向に前記カップリングを回転させながら前記丸形コネクタを引き抜くことにより、前記第１の規制部の先端が前記相手側コネクタのシェルから離れ、前記第１の弾性部材の付勢により前記第２の規制部が前記規制溝部に嵌合し、それにより、前記カップリングの回転移動が規制される、ように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の丸形コネクタ。

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