JP3893385B2 - 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

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。なお、前記レセプタクルは、
ケーブルを介して電気機器に取り付けられる場合もある。

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、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、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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