JP4231383B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、工作機械やロボット等に使用される電気コネクタに関するものであり、特にレセプタクルコネクタとプラグコネクタとの仮ロック構造とプラグコネクタのケーブルとのアース構造に関するものである。

一般的な電気コネクタとしては、レセプタクルコネクタとプラグコネクタとを具えている。レセプタクルコネクタが工作機械や制御盤の機器内に取り付けられ、プラグコネクタにはケーブルが結線され、工作機械と制御盤とを繋いでいる。
レセプタクルコネクタには、複数のレセプタクルコンタクトと、該レセプタクルコンタクトが保持・配列されるハウジングと、該ハウジングを覆うレセプタクルシェルとを有している。
プラグコネクタには、複数のプラグコンタクトと、該プラグコンタクトが保持・配列されるブロックと、該ブロックを覆うプラグシェルと該プラグシェルに取り付けるバックシェルとを有している。
また、前記電気コネクタには、前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを固定するロック機構とを具えている。
産業用機械等に使用されコネクタとしては、特許第２５３１５３９号などがある。特許第２５３１５３９号の特許請求の範囲には、プラグコネクタと、このプラグコネクタが嵌合するレセプタクルコネクタとからなり、前記レセプタクルコネクタは、筒状であって外周面にコネクタの嵌合軸回りの回転を伴う嵌合手段が設けられたレセプタクルシェルを備え、前記プラグコネクタは、筒状であって前記レセプタクルシェルの内孔部分に嵌挿される部分と外周面に設けられたフランジ部とを備えたプラグシェルと、このプラグシェルの外周を取り巻くように設けられる筒状であって内周面には前記レセプタクルシェルに設けられた嵌合手段と相嵌合する嵌合手段と前記フランジ部を後端（前記プラグシェルの嵌挿される部分の設けられた側と反対の側の端）から押圧するフランジ押圧部とを備え、前記フランジ部の前後端を保持して回動自在となっているカップリングリングとからなり、前記プラグシェルの前記レセプタクルシェルの内孔部分に嵌挿される部分と、前記レセプタクルシェルの内孔部分との間にはシェル相互の回転を防ぐキー手段が設けられている丸形コネクタにおいて、 前記フランジ部には後端側外周に沿って円環状切欠き部が設けられ、この円環状切欠き部の立上り壁と前記フランジ押圧部の間に前記カップリングリングと一体となって回動し、前記立ち上り壁の壁面に向き合う少なくとも１個の突起（または凹み）を有する波形環状ばねが装着され、前記フランジ部の後端面には前記突起（または凹み）が脱出可能に嵌り込む少なくとも１個の凹み（または突起）が設けられ、このロック用凹み（または突起）の位置は前記プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタの嵌合が完了した状態における前記ロック用突起（または凹み）の位置と合致するように設けられてなるクリックロック手段を有し、前記波形環状ばねは波の山と谷の落差寸法が前記円環状切欠き部の前記嵌合軸方向の切欠き寸法よりも大きく形成され、かつ、前記カップリングリングは前記プラグシェルに対し前記嵌合軸方向に若干移動可能であるように前記フランジに保持されたことを特徴とする丸形コネクタの記載がされている。

近年、工作機械や制御盤等の小型化の要求がより一層強くなってきている。このような状況の中、ネジ留め式や上述の特許文献１のようなワンタッチロック構造の丸形コネクタでは、長手方向にプラグコネクタを複数配置し、前記プラグコネクタにレセプタクルコネクタを嵌合させようとした場合に、手でカップリングリングを回して嵌合することになるので、手で操作するため少なくとも８０ｍｍのスペースが必要になり、これ以上長手方向のピッチを小さく出来ないといった課題があった。
また、ネジ留め式や上述の特許文献１のようなワンタッチロック構造の丸形コネクタでは、所要数のコンタクトとシェルとのアースをとることはできるが、直接的にシェルとケーブルとのアースをとることが出来なく、余分な工数が掛かり、かつ、１本のコンタクトが無駄になるといった問題点もあった。即ち、コンタクトとシェルとを接続（アース）させ、同時にコンタクトとケーブルのシールド線とをつなぎ、間接的にシェルとケーブルとのアースをとったのでは、コンタクトを２つ（ケーブルとシェル）の物品に接続することになり、１工程接続が増えることになり、１本のコンタクトを無駄にすることになる。ここでいう所要数とは、必要な数という意味で、１本でも２本でも必要な本数という意味である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、長手方向のピッチの狭小化が図れ、簡単にプラグコネクタとレセプタクルコネクタとをロックすることができ、シェルとケーブルとのアースをとることができる構造の電気コネクタを提供するものである。

上記目的は、複数のレセプタクルコンタクトと、該レセプタクルコンタクトが保持・配列されるハウジング２２と、該ハウジング２２を覆うレセプタクルシェル２４とを有するレセプタクルコネクタ２０と、複数のプラグコンタクトと、該プラグコンタクトが保持・配列されるブロック４２と、該ブロック４２を覆うプラグシェル４４と該プラグシェル４４に取り付けるバックシェル４６とを有するプラグコネクタ４０と、前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタ４０とを固定するロック機構とを具える電気コネクタ１０において、前記ロック機構として、一端側に係止部６２を有するロック部材５０を前記プラグシェル４４の支点７０を軸に回動するように装着するとともに前記ロック部材５０の支点部７０付近に突出部６０を設け、前記レセプタクルシェル２４に前記係止部６２と係合する係合部３０を設けるとともに前記突出部６０に対応した位置に少なくとも１個以上の凸部３２を設け、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを嵌合していくと、前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２が前記ロック部材５０の前記突出部６０を押すことで前記ロック部材５０が回動し、前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に仮ロックされ、さらに、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを抜去するために、前記ロック部材５０を回動すると、前記ロック部材５０の前記突出部６０が前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２を押すことで前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０から外れ、前記レセプタクルコネクタ２０が所定の位置まで離間することにより達成できる。

前記バックシェル４６のケーブル引き出し側にネジ留め式のクランプＡ４８を装着するとともに前記プラグシェル４４が取り付けられる反対側付近に挿入穴９０を設け、該挿入穴９０にクランプＢ５４を挿入し装着し、２つのクランプ４８、５４によりケーブルを固定し、前記クランプＢ５４によりケーブル１２とバックシェル４６とプラグシェル４４とのアース構造をとる。このような２重クランプ構造にすることで、容易にケーブル１２とプラグシェル４４とのアースをとることができる。
また、前記ロック部材５０に突起６４を設け、該突起６４に対応した位置に窪み７４を設け、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを抜去する際に、ロック部材５０が回動し、前記突起６４が前記窪み７４に入ることで前記レセプタクルコネクタ２０の離間距離を定める。このように前記突起６４が窪み７４に入り、離間距離を定めることで、これ以上ロック部材５０が回動しないように、制御している。
前記ロック部材５０を厚み方向両側に配置し、前記ロック部材５０を連結部６６で一体構造にするとともに前記連結部６６に手で操作し易いように突出片６８を設ける。厚み方向両側にロック部材５０を配置することで、安定した回動を得ることができる。
さらにまた、前記プラグシェル４４に前記ロック部材５０の回動を制御するストッパ用突起８０を設ける。

前記ロック部材５０を固定するためのばね部材７２を前記支点７０に装着し、前記ロック部材５０にトンボ形状の孔８２を設け、前記ばね部材７２の一方端を潰して前記孔８２に挿入し、かつ、一方端を回転させて固定する。前記ばね部材７２を取り付けることで、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを嵌合させた際に、両コネクタ２０、４０に押圧力を加えることができる。
前記ハウジング２２と前記ブロック４２とを交換可能な構造にする。いろいろな形態をとることが可能になる。
前記レセプタクルシェル２４の嵌合口２６内側に防水性のあるＯリングを配置し、前記ロック部材５０の係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に係合し、前記ばね部材７２により前記プラグシェル４４の先端を前記Ｏリングに押圧することにより前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との嵌合時の防水構造をとる。前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との嵌合時に確実な防水ができる。

本発明の作用としては、前記レセプタクルコネクタ２０に、前記プラグコネクタ４０を嵌合していくと、前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２が前記ロック部材５０の前記突出部６０を押すことで前記ロック部材５０が回動し、前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に仮ロックされ、かつ、前記レセプタクルコネクタ２０から前記プラグコネクタ４０を抜去するために、前記ロック部材５０を回動すると、前記ロック部材５０の前記突出部６０が前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２を押すことで前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０から外れ、前記レセプタクルコネクタ２０が所定の位置まで離間する。

以上の説明から明らかなように、本発明の電気コネクタ１０によると、次のような優れた効果が得られる。
（１）複数のレセプタクルコンタクトと、該レセプタクルコンタクトが保持・配列されるハウジング２２と、該ハウジング２２を覆うレセプタクルシェル２４とを有するレセプタクルコネクタ２０と、複数のプラグコンタクトと、該プラグコンタクトが保持・配列されるブロック４２と、該ブロック４２を覆うプラグシェル４４と該プラグシェル４４に取り付けるバックシェル４６とを有するプラグコネクタ４０と、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを固定するロック機構とを具える電気コネクタ１０において、前記ロック機構として、一端側に係止部６２を有したロック部材５０を前記プラグシェル４４の支点７０を軸に回動するように装着するとともに前記ロック部材５０の支点７０部付近に突出部６０を設け、前記レセプタクルシェル２４に前記係止部６２と係合する係合部３０を設けるとともに前記突出部６０に対応した位置に少なくとも１個以上の凸部３２を設けているので、長手方向のピッチの狭小化が図れ、容易にプラグコネクタ４０とレセプタクルコネクタ２０とをロックすることができる。
（２）複数のレセプタクルコンタクトと、該レセプタクルコンタクトが保持・配列されるハウジング２２と、該ハウジング２２を覆うレセプタクルシェル２４とを有するレセプタクルコネクタ２０と、複数のプラグコンタクトと、該プラグコンタクトが保持・配列されるブロック４２と、該ブロック４２を覆うプラグシェル４４と該プラグシェル４４に取り付けるバックシェル４６とを有するプラグコネクタ４０と、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを固定するロック機構とを具える電気コネクタ１０において、前記ロック機構として、一端側に係止部６２を有したロック部材５０を前記プラグシェル４４の支点７０を軸に回動するように装着するとともに前記ロック部材５０の支点７０部付近に突出部６０を設け、前記レセプタクルシェル２４に前記係止部６２と係合する係合部３０を設けるとともに前記突出部６０に対応した位置に少なくとも１個以上の凸部３２を設けているので、長手方向のピッチを５５ｍｍ程度まで小さくすることができる。
（３）前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを嵌合していくと、前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２が前記ロック部材５０の前記突出部６０を押すことで前記ロック部材５０が回動し、前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に仮ロックされるので、簡単に仮ロックが可能になり、確実にロックすることができる。
（４）前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを抜去するために、前記ロック部材５０を回動すると、前記ロック部材５０の前記突出部６０が前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２を押すことで前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０から外れ、前記レセプタクルコネクタ２０が所定の位置まで離間するので、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との抜去を容易にすることができる。
（５）前記バックシェル４６のケーブル引き出し側にネジ留め式のクランプＡ４８を装着するとともに前記プラグシェル４４が取り付けられる反対側付近に挿入穴９０を設け、該挿入穴９０にクランプＢ５４を挿入し装着し、２つのクランプ４８、５４によりケーブル１２を固定し、前記クランプＢ５４によりケーブル１２とバックシェル４６とプラグシェル４４とのアース構造をとっているので、ケーブル１２を簡単に固定することができ、容易にケーブル１２とプラグシェル４４とのアースをとることができる。

（６）前記ロック部材５０に突起６４を設け、該突起６４に対応した位置に窪み７４を設け、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを抜去する際に、ロック部材５０が回動し、前記突起６４が前記窪み７４に入ることで前記レセプタクルコネクタ２０の離間距離を定めているので、前記レセプタクルコネクタ２０から前記プラグコネクタ４０を抜去する際に、ロック部材５０が必要以上に回動しないように容易に制御することができる。
（７）前記ロック部材５０を厚み方向両側に配置し、前記ロック部材５０を連結部６６で一体構造にするとともに前記連結部６６に手で操作し易いように突出片６８を設けているので、安定した回動を得ることができ、かつ、操作も容易にできる。
（８）前記プラグシェル４４に前記ロック部材５０の回動を制御するストッパ用突起８０を設けているので、前記ロック部材５０の回動をガイドでき、長手方向と奥行き方向のロック部材５０の動きを制御することができる。
（９）前記ロック部材５０を固定するためのばね部材７２を前記支点７０に装着し、前記ロック部材５０にトンボ形状の孔８２を設け、前記ばね部材７２の一方端を潰して前記孔８２に挿入し、かつ、一方端を回転させて固定しているので、前記プラグコネクタ４０と前記レセプタクルコネクタ２０とを嵌合させた際に、両コネクタ２０、４０に押圧力を加えることができ、前記ロック部材５０を確実に固定することができ、安定した回動を与えることができる。
（１０）前記ハウジング２２と前記ブロック４２とを交換可能な構造にしているので、いろいろな形態をとることが可能になり、使用用途のはばが広がる。
（１１）前記レセプタクルシェル２４の嵌合口２６内側に防水性のあるＯリングを配置し、前記ロック部材５０の係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に係合し、前記ばね部材７２により前記プラグシェル４４の先端を前記Ｏリングに押圧することにより前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との嵌合時の防水構造をとっているので、押圧で前記Ｏリングを変形させ、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との嵌合時に確実な防水ができる。

図に基づいて、本発明のコネクタについて説明する。
図１はプラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合される以前の本発明の電気コネクタの斜視図である。図２はプラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合された状態の本発明の電気コネクタの斜視図である。図３（Ａ）はプラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合する寸前の電気コネクタの斜視図であり、（Ｂ）はレセプタクルコネクタの凸部とプラグコネクタの突出部とが最初に接触した状態の電気コネクタの斜視図であり、（Ｃ）はプラグコネクタのロック部材の係止部がレセプタクルコネクタの係合部に仮ロックされた状態の電気コネクタの斜視図である。図４（Ａ）はプラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合した状態の電気コネクタの斜視図であり、（Ｂ）はレセプタクルコネクタの凸部とプラグコネクタの突出部とが最初に接触した状態の電気コネクタの斜視図であり、（Ｃ）はプラグコネクタのロック部材の突起がレセプタクルコネクタの窪みに入り両コネクタが所定の距離だけ離間した状態の電気コネクタの斜視図である。図５（Ａ）はばね部材と２枚のロック部材を連結部で一体にした状態の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のばね部材が挿入される部分の拡大図である。図６はプラグシェルと２つのロック部材を一体にしたものとばね部材の斜視図である。図７（Ａ）はクランプＡが取付けられた状態のバックシェルと２つのクランプＢとの斜視図であり、（Ｂ）はクランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、２つのクランプＢが仮装着された状態のバックシェルの斜視図であり、（Ｃ）はクランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、２つのクランプＢでケーブルを固定した状態のバックシェルの斜視図である。図８（Ａ）はクランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、１つの別のクランプＢが仮装着された状態のバックシェルの斜視図であり、（Ｂ）はクランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、１つの別のクランプＢでケーブルを固定した状態のバックシェルの斜視図である。
本発明の電気コネクタ１０は、レセプタクルコネクタ２０とプラグコネクタ４０とを具えている。前記レセプタクルコネクタ２０は複数のレセプタクルコンタクトとハウジング２２とレセプタクルシェル２４とを有し、前記プラグコネクタ４０は複数のプラグコンタクトとブロック４２とプラグシェル４４とバックシェル４６とロック機構とクランプＡ４８及びＢ５４とケーブル１２とを有している。

まず、レセプタクルコネクタ２０とプラグコネクタ４０の構成部品の材料について説明する。
前記ハウジング２２と前記ブロック４２は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、これらの材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（６６ＰＡ、４６ＰＡ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリカーボネート（ＰＣ）やこれらの合成材料を挙げることができる。
前記レセプタクルコンタクトと前記プラグコンタクトは金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作され、これらの材質としては、バネ性や導電性や加工性などを考慮すると、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。
各種シェル（レセプタクルシェル２４やプラグシェル４４やバックシェル４６）も金属製であり、公知技術の鋳造によって製作され、これらの材料としては、寸法安定性や加工性や強度などを考慮すると、亜鉛ダイキャストやアルミダイキャスト等を挙げることができる。
前記ロック部材５０も金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作され、この材質としては強度や加工性や耐環境性等を考慮すると、ステンレスや黄銅等の銅合金などを挙げることができる。
２種類のクランプＡ４８及びＢ５４も金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作され、これらの材質としては、強度や導電性等を考慮すると、ステンレスや黄銅等の銅合金などを挙げることができる。

次に、それぞれのコネクタ２０、４０の構成部品の構造について説明することとし、レセプタクルコネクタ２０側から説明する。
前記レセプタクルコンタクトは、主にプラグコンタクトと接触する接触部と前記ハウジング２２に固定される固定部と基板等に接続する接続部とを有している。前記レセプタクルコンタクトは前記ハウジング２２に圧入や引っ掛け（ランス）や接着によって固定されている。

前記ハウジング２２は略直方体をしており、前記ハウジング２２には前記レセプタクルコンタクトが挿入される所要数の挿入孔２８が設けられている。また、前記ハウジング２２の幅方向両側には、前記レセプタクルシェル２４に固定するための引っかかり部が設けられ、この引っかかり部は弾性を有しており、前記レセプタクルシェル２４に挿入していくと前記引っかかり部に設けられた突起（図示せず）が前記レセプタクルシェル２４の内側に設けられた窪み（図示せず）に入ることで固定されている。前記引っかかり部はこのような役割や強度や弾性等を考慮して適宜設計されている。さらに、前記ハウジング２２の厚み方向両側には、所定の位置にキー突起（図示せず）が設けられ、厚み方向で反対に挿入出来ないようになっている。前記キー突起の位置はこの役割を満足するように適宜設計する。

本発明のポイントの１つである前記レセプタクルシェル２４ついて説明する。前記ハウジング２２と前記レセプタクルシェル２４とで、前記プラグコネクタ４０が挿入される嵌合口２６を構成し、該嵌合口２６に前記プラグコネクタ４０のプラグシェル４４が挿入されることになる。前記レセプタクルシェル２４には前記ハウジング２２が挿入される挿入穴が設けられるとともに該挿入穴内には前記ハウジング２２の引っかかり部の突起に対応した位置に窪み（図示せず）が設けられている。前記挿入穴の大きさは前記ハウジング２２より幾分大きくし、本実施例では０．１〜０．２ｍｍ程度大きくしてある。また、前記レセプタクルシェル２４には、嵌合部より幾分大きいフランジ部３６が嵌合口２６と反対側に全周にわたって設けられ、長手方向両側にはパネル若しくはバックシェルと固定するネジが挿入される複数の穴３４が設けられている。前記ハウジング２２は嵌合口２６と反対側に幾分突出するように前記レセプタクルシェル２４に固定されている。

前記レセプタクルシェル２４の厚み方向両側には、長手及び奥行きのほぼ中央付近に前記ロック部材５０の係止部６２と係合するための突出した係合部３０がシェル２４と一体若しくは別体に設けられている。本実施例では別体にし、中央部が括れた略円柱状の金属を圧入やカシメや接着等によって固定している。また、前記レセプタクルシェル２４には、前記ロック部材５０の突出部６０に対応した位置に少なくとも１個以上の凸部３２が設けられている。厚み方向両側に設けた方が、ロック部材５０の回動やバランスや係合を考えると理想的であり、本実施例では厚み方向両側に、各１個づつ凸部３２を設けた。凸部３２の数としては、シェル２４の加工性やコスト等を考慮して適宜設計するが、理想的には厚み方向に各１個づつである。前記レセプタクルシェル２４の嵌合口２６の内側には、前記プラグシェル４４の嵌合部先端と接し、かつ、押圧されることで防水の役目を果たすOリングやガスケットが配置されている。

次に、プラグコネクタ４０の構成部品の構造について説明する。
前記プラグコンタクトは、主にレセプタクルコンタクトと接触する接触部と前記ブロック４２に固定される固定部とケーブル１２等に接続する接続部とを有している。前記プラグコンタクトは前記ブロック４２に圧入や引っ掛け（ランス）や接着によって固定されている。

前記ブロック４２は略U字形状をしており、前記ブロック４２には前記プラグコンタクトが挿入される所要数の挿入孔５６が設けられている。また、前記ブロック４２の幅方向両側には、前記プラグシェル４４に固定するための引っかかり部が設けられ、この引っかかり部は弾性を有しており、前記プラグシェル４４に挿入していくと前記引っかかり部に設けられた突起（図示せず）が前記プラグシェル４４の内側に設けられた窪み（図示せず）に入ることで固定されている。前記引っかかり部はこのような役割や強度や弾性等を考慮して適宜設計されている。さらに、前記ブロック４２の厚み方向両側には、所定の位置にキー突起（図示せず）が設けられ、厚み方向で反対に挿入出来ないようになっている。前記キー突起の位置はこの役割を満足するように適宜設計する。

本発明のポイントの１つである前記プラグシェル４４について説明する。前記ブロック４２と前記プラグシェル４４とで、前記レセプタクルコネクタ２０に挿入する嵌入口５８を構成し、該嵌入口５８が前記レセプタクルコネクタ２０のレセプタクルシェル２４の内側に挿入されることになる。前記プラグシェル４４には前記ブロック４２が挿入される挿入穴が設けられるとともに該挿入穴内には前記ブロック４２の引っかかり部の突起に対応した位置に窪み（図示せず）が設けられている。前記挿入穴の大きさは前記ブロック４２より幾分大きくし、本実施例では０．１〜０．２ｍｍ程度大きくしてある。また、前記プラグシェル４４には、嵌合部より幾分大きいフランジ部７６が嵌入口５８と反対側に全周にわたって設けられ、長手方向両側にはパネル若しくはバックシェル４６と固定するネジが挿入される複数の穴７８が設けられている。前記ブロック４２は嵌入口５８と反対側に幾分突出するように前記プラグシェル４４に固定されている。

前記プラグシェル４４には、前記ロック部材５０が回動し、前記ロック部材５０の係止部６２が前記レセプタクルコネクタ２０の係合部３０に係合する位置に、前記ロック部材５０が回動できるような支点７０がシェル４４と一体若しくは別体に設けられている。本実施例では図６のように別体にし、中央部が括れた略円柱状の金属を圧入やカシメや接着等によって固定しており、その場合プラグシェル４４には装着するため装着部（孔等）が設けられている。本実施例の支点７０の位置は、嵌入口５８の反対側で、長手方向のほぼ中央部で、前記フランジ部７６の手前に設けられている。前記支点７０の数は、前記ロック部材５０に対応した分だけ設ければよいが、本実施例ではロック部材５０の回動やバランスや係合を考え、厚み方向両側に設けた。また、前記プラグシェル４４には、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とを抜去する際に、前記ロック部材５０が回動し、前記レセプタクルコネクタ２０の離間距離を定める位置で、前記ロック部材５０の突起６４が入る窪み７４が図６のように前記フランジ部７６に設けられている。前記窪み７４の形状・大きさは、抜去時の前記レセプタクルコネクタ２０との離間距離を定められれば如何なるものでもよく、役割や強度を考慮して適宜設計する。さらに、前記支点７０付近の前記フランジ部７６には、長手方向と奥行き方向の前記ロック部材５０の回動する動きを制御するストッパ用突起８０が設けられている。前記ストッパー用突起８０の位置は、この役割を満足するように適宜設計され、大きさは強度や役割等を考慮して設計する。前記ストッパー用突起８０の形状は、本実施例では、前記ロック部材５０の形状に沿うように三角柱にした。本実施例では、前記嵌入口５８と反対側の前記フランジ部７６には、前記バックシェル４６との気密性や防水性を高めるためのOリングやガスケットが、嵌め込めれた状態のままや圧入や接着によって固定（保持）されている。

上述したように、前記ハウジング２２と前記ブロック４２とはほぼ同一構造及びシェル２４、４４に入る部分は同一寸法にし、かつ、前記レセプタクルシェル２４と前記プラグシェル４４の前記ハウジング２２と前記ブロック４２が入る部分は同一寸法にすることで、前記ハウジング２２と前記ブロック４２と交換できるようにしている。

本発明のポイントであるロック部材５０について説明する。該ロック部材５０は前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とが嵌合した際に両コネクタ２０、４０が外れなく、かつ、両コネクタ２０、４０にある程度の押圧力を掛けるものである。前記ロック部材５０には、一端側に略く字形状をした前記レセプタクルコネクタ２０の係合部３０と係合する係止部６２を有し、前記プラグシェル４４の支点７０に対応した位置には支点７０が入る係合孔が設けられている。前記係止部６２の形状や大きさは、前記係止部６２が前記係合部３０に係合した際に、前記プラグ４０と前記レセプタクル２０の両コネクタが嵌合した時に外れないように設計されている。

前記レセプタクルシェル２４の凸部３２に対応し、ロック部材５０が回動し前記凸部３２と接する位置に、突出部６０が設けられている。前記突出部６０の大きさは、両コネクタ２０、４０の挿抜時に、前記ロック部材５０が回動し、前記レセプタクルシェル２４の凸部３２と接し、仮ロックや一定の離間距離が確保できるように適宜設計する。また、前記プラグシェル４４の窪み７４に対応し、前記ロック部材５０が回動し前記窪み７４に入り両コネクタ２０、４０抜去時の離間距離を確保できる位置に、突起６４が設けられている。前記突起６４の形状や大きさは、このような役割や前記レセプタクルシェル２４の強度を考慮して設計している。前記ロック部材５０は、該ロック部材５０の回動やバランスや両コネクタ２０、４０の係合を考えると厚み方向両側に設けることが理想的であり、本実施例では厚み方向両側に配置した。この際に、回動時の安定性や操作性を考えて、厚み方向両側に配置した前記ロック部材５０を連結部６６で一体構造にし、手で操作し易いように前記連結部６６に突出片６８を設けた。

前記ロック部材５０には、図５のように、該ロック部材５０をプラグシェル４４の支点７０に固定するためのばね部材７２が装着されており、該ばね部材７２を装着するトンボ形状の孔８２が設けられている。前記ばね部材７２の役割は、前記プラグコネクタ４０と前記レセプタクルコネクタ２０とを嵌合させた際に両コネクタ２０、４０に押圧力を加えることと前記ロック部材５０を確実に固定することである。前記ばね部材７２の一端側は、前記孔８２の形状に合わせて潰してある。
前記ロック部材５０及び前記ばね部材７２の装着の仕方は、図５及び図６のように前記ばね部材７２の潰した一端側を、前記ロック部材５０のトンボ形状の孔８２に挿入し、前記ロック部材５０の係合孔８４と前記ばね部材７２の装着孔８６とが一致するようにばね部材７２を回転させ、前記ロック部材５０の係合孔８４と前記ばね部材７２の装着孔８６とが一致した状態で前記支点７０を挿入し、圧入によって固定している。

前記バックシェル４６には、ケーブル引き出し側にクランプＡ４８が装着されるネジ部が設けられ、前記プラグシェル４４が取り付ける側には前記プラグシェル４４の穴７８に対応した位置にネジ孔が設けられている。また、前記バックシェル４６には、前記プラグシェル４４が取り付け側にケーブル結線部分を逃げるための挿入空間８８が図７及び図８のように設けられている。さらに、前記バックシェル４６には、前記プラグシェル４４が取り付けられる反対側付近で、前記挿入空間８８と連通した挿入穴９０が設けられ、図７（Ａ）のように該挿入孔から２つのクランプＢ５４が挿入される。芯数やケーブル１２によっては、図８のように１つのクランプＢ５４でケーブル１２を固定する場合がある。
前記クランプＡ４８の内側には、本実施例では、金属製のリングとゴム製の筒状のブッシングが装着されており、クランプＡ４８を前記バックシェル４６のネジ部に装着することで、ケーブル１２を固定し、防水構造としている。
前記挿入穴９０は前記クランプＢ５４でケーブル１２をクランプした後に、金属製のカバー５２で覆われる。

前記プラグシェル４４とケーブル１２とのアース構造について説明する。
１つのクランプＢ５４を前記プラグシェル４４の挿入孔から挿入し、ケーブル１２が挿入され、さらにもう１つのクランプＢ５４が挿入され、ケーブル１２の金属シースが折り返された状態の部分を、図７（Ｃ）のように２つのクランプＢ５４で挟み込み、挟み込んだ状態で２つのクランプＢ５４を前記バックシェル４６にネジ等で固定することで、前記バックシェル４６とケーブル１２とのアースをとっている。前記バックシェル４６は前記プラグシェル４４と連結固定されているので、しいては前記プラグシェル４４とケーブル１２とのアースをとっていることになる。
図８のように１つのクランプＢ５４でケーブル１２を固定する場合は、ケーブル１２が挿入された状態で１つのクランプＢ５４を挿入し、ケーブル１２の金属シースが折り返された状態の部分を、図８（Ｃ）のように１つのクランプＢ５４で押し付け前記バックシェル４６にネジ等で固定することで、前記バックシェル４６とケーブル１２とのアースをとっている。前記バックシェル４６は前記プラグシェル４４と連結固定されているので、しいては前記プラグシェル４４とケーブル１２とのアースをとっていることになる。

最後に、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０との挿抜方法について説明する。
まず、前記レセプタクルコネクタ２０に前記プラグコネクタ４０を嵌合する際は、前記レセプタクルシェル２４の嵌合口２６に、前記プラグシェル４４の嵌入口５８を挿入していく。
挿入していくと、図３（Ｂ）のように前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２が前記ロック部材５０の前記突出部６０に接触する。
さらに挿入していくと、前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２が前記ロック部材５０の前記突出部６０を押し、前記ロック部材５０が回動し、図３（Ｃ）のように前記ロック部材５０の前記係止部６２が前記レセプタクルシェル２４の前記係合部３０に仮ロックされ、かつ、前記レセプタクルコネクタ２０と前記プラグコネクタ４０とは嵌合が完了する。
最後に、前記ロック部材５０を手でさらに回動することで、前記ロック部材５０の係止部６２が前記レセプタクルコネクタ２０の係合部３０に係合することで、確実にロックされたことになる。
次に、前記レセプタクルコネクタ２０を前記プラグコネクタ４０から抜去する際は、前記ロック部材５０を回動させる。
回動させると、図４（Ｂ）のように、前記ロック部材５０の前記突出部６０が前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２に接触する。
さらに回動させると、前記ロック部材５０の前記突出部６０が前記レセプタクルシェル２４の前記凸部３２を押すことになり、前記プラグコネクタ４０が前記レセプタクルコネクタ２０から外れる方向に移動する。
さらに回動させる続けると、前記ロック部材５０の突起６４が前記プラグシェル４４の窪み７４に入る状態まで回動し、図４（Ｃ）のように前記プラグコネクタ４０が前記レセプタクルコネクタ２０から所定の位置まで離間する。
最後に、手で前記プラグコネクタ４０を引くと、容易に前記プラグコネクタ４０が前記レセプタクルコネクタ２０から外れる。

本発明の活用例としては、工作機械やロボット等に使用される電気コネクタとして活用され、特にレセプタクルコネクタとプラグコネクタとの仮ロック構造とプラグコネクタのケーブルとのアース構造に関するものである。

プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合される以前の本発明の電気コネクタの斜視図である。 プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合された状態の本発明の電気コネクタの斜視図である。 （Ａ） プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合する寸前の電気コネクタの斜視図である。（Ｂ） レセプタクルコネクタの凸部とプラグコネクタの突出部とが最初に接触した状態の電気コネクタの斜視図である。（Ｃ） プラグコネクタのロック部材の係止部がレセプタクルコネクタの係合部に仮ロックされた状態の電気コネクタの斜視図である。 （Ａ） プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合した状態の電気コネクタの斜視図である。（Ｂ） レセプタクルコネクタの凸部とプラグコネクタの突出部とが最初に接触した状態の電気コネクタの斜視図である。（Ｃ） プラグコネクタのロック部材の突起がレセプタクルコネクタの窪みに入り両コネクタが所定の距離だけ離間した状態の電気コネクタの斜視図である。 （Ａ） ばね部材と２枚のロック部材を連結部で一体にした状態の斜視図である。（Ｂ） （Ａ）のばね部材が挿入される部分の拡大図である。 プラグシェルと２つのロック部材を一体にしたものとばね部材の斜視図である。 （Ａ） クランプＡが取付けられた状態のバックシェルと２つのクランプＢとの斜視図である。（Ｂ） クランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、２つのクランプＢが仮装着された状態のバックシェルの斜視図である。（Ｃ） クランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、２つのクランプＢでケーブルを固定した状態のバックシェルの斜視図である。 （Ａ） クランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、１つの別のクランプＢが仮装着された状態のバックシェルの斜視図である。（Ｂ）クランプＡが取付けられ、厚み方向で切断され、１つの別のクランプＢでケーブルを固定した状態のバックシェルの斜視図である。

符号の説明

１０ 電気コネクタ
１２ ケーブル
２０ レセプタクルコネクタ
２２ ハウジング
２４ レセプタクルシェル
２６ 嵌合口
２８，５６ 挿入孔
３０ 係合部
３２ 凸部
３４，７８ 穴
３６，７６ フランジ部
４０ プラグコネクタ
４２ ブロック
４４ プラグシェル
４６ バックシェル
４８ クランプＡ
５０ ロック部材
５２ カバー
５４ クランプＢ
５８ 嵌入口
６０ 突出部
６２ 係止部
６４ 突起
６６ 連結部
６８ 突出片
７０ 支点
７２ ばね部材
７４ 窪み
８０ ストッパー用突起
８２ 孔
８４ 係合孔
８６ 装着孔
８８ 挿入空間
９０ 挿入穴

Claims (8)

1. 複数のレセプタクルコンタクトと、該レセプタクルコンタクトが保持・配列されるハウジングと、該ハウジングを覆うレセプタクルシェルとを有するレセプタクルコネクタと、複数のプラグコンタクトと、該プラグコンタクトが保持・配列されるブロックと、該ブロックを覆うプラグシェルと該プラグシェルに取り付けるバックシェルとを有するプラグコネクタと、前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを固定するロック機構とを具える電気コネクタにおいて、
   前記ロック機構として、一端側に係止部を有するロック部材を前記プラグシェルの支点を軸に回動するように装着するとともに前記ロック部材の支点部付近に突出部を設け、前記レセプタクルシェルに前記係止部と係合する係合部を設けるとともに前記突出部に対応した位置に少なくとも１個以上の凸部を設け、
   前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを嵌合していくと、前記レセプタクルシェルの前記凸部が前記ロック部材の前記突出部を押すことで前記ロック部材が回動し、前記ロック部材の前記係止部が前記レセプタクルシェルの前記係合部に仮ロックされ、
   前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを抜去するために、前記ロック部材を回動すると、前記ロック部材の前記突出部が前記レセプタクルシェルの前記凸部を押すことで前記ロック部材の前記係止部が前記レセプタクルシェルの前記係合部から外れ、前記レセプタクルコネクタが所定の位置まで離間することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記バックシェルのケーブル引き出し側にネジ留め式のクランプＡを装着するとともに前記プラグシェルが取り付けられる反対側付近に挿入穴を設け、該挿入穴にクランプＢを挿入し装着し、２つのクランプによりケーブルを固定し、前記クランプＢによりケーブルとバックシェルとプラグシェルとのアース構造をとることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記ロック部材に突起を設け、該突起に対応した位置に窪みを設け、前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを抜去する際に、ロック部材が回動し、前記突起が前記窪みに入ることで前記レセプタクルコネクタの離間距離を定めることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記ロック部材を厚み方向両側に配置し、前記ロック部材を連結部で一体構造にするとともに前記連結部に手で操作し易いように突出片を設けることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
5. 前記プラグシェルに前記ロック部材の回動を制御するストッパ用突起を設けることを特徴とする請求項３記載の電気コネクタ。
6. 前記ロック部材を固定するためのばね部材を前記支点に装着し、前記ロック部材にトンボ形状の孔を設け、前記ばね部材の一方端を潰して前記孔に挿入し、かつ、一方端を回転させて固定することを特徴とする請求項５記載の電気コネクタ。
7. 前記ハウジングと前記ブロックとを交換可能な構造にすることを特徴とする請求項６記載の電気コネクタ。
8. 前記レセプタクルシェルの嵌合口内側に防水性のあるＯリングを配置し、前記ロック部材の係止部が前記レセプタクルシェルの前記係合部に係合し、前記ばね部材により前記プラグシェルの先端を前記Ｏリングに押圧することにより前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとの嵌合時の防水構造をとることを特徴とする請求項６記載の電気コネクタ。

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