JP4943471B2

JP4943471B2 - コネクタ及びコネクタ用ロックリング

Info

Publication number: JP4943471B2
Application number: JP2009125511A
Authority: JP
Inventors: 勇一郎菊池; 辰行神田
Original assignee: 竜興化学工業株式会社; 株式会社コーレンス
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010272478A

Description

本発明はコネクタ及びコネクタ用ロックリングに関し、適切な締め付け力を確保するものに関する。

一対の接続ラインの端子同士を電気接続するコネクタにおいて、ねじ機構の羅合により係合するロックリング機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば一方のコネクタハウジングの外周に設けられた外ねじロックリングと他方のコネクタハウジングの外周に設けられた内ねじロックリングに、それぞれ雄ねじ部、雌ねじ部を形成し、ロックリング同士を相対的に回転させてねじ部を羅合することにより雄・雌コネクタ同士が抜けない様に固定する。このようなロックリングは、一般的に、銅合金（真鋳）にニッケルメッキを施したものが使用されている。雄ねじ部、雌ねじ部は、それぞれ５，６周程度の長さを有している。

一般的に、Ｍ１２サイズ、４ピン・５ピン・８ピンコネクタと呼ばれている丸型コネクタは、国際規格である国際電気標準会議規格書のＩＥＣ６１０７６−２−１０１に準拠している。この種のコネクタにおいては、外ねじロックリングと内ねじロックリングを羅合させた際に、コネクタ同士の抜けを防止することや、コネクタ同士を密着させて所望（例えばＩＥＣ６０５２９のＩＰ６７グレード）の防塵防水特性を維持させることが求められる。

特開２００７−１０３０４６号公報

しかしながら、上記の技術では以下のような問題がある。すなわち、接続の際にロックリング同士の締め付けすぎや締め付け不足が生じることがあり、接触不良やコネクタの損傷の原因となっている。これらの問題を防止するには、ロックリングの羅合による接続作業の際にトルクゲージ等を用いる必要が生じ、接続作業に時間が掛かり効率性を欠くという新たな問題が発生する。

そこで、本発明は、接続作業を容易とするとともに、適切な締付けが可能なコネクタを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係るコネクタは、第１の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第１のねじ部が設けられた内周面を有する第１のロックリングと、前記第１の接続ラインに接続される第２の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第２のねじ部が設けられた外周面を有する第２のロックリングと、を備え、前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングは、それぞれ成形により一体に形成された成形品であり、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの一方の端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向において他方側に向かって突出する凸部が一体形成され、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの他方の前記端面と対向する端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向に凹み前記凸部が係合可能な凹部が形成され、前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングが相対的に回転して前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが羅合され、所定位置に至ると、前記凸部が前記凹部に係合することにより、第１のロックリングと第２のロックリングとの、前記軸方向の位置決め及び前記端面の外周方向の位置決めがなされることを特徴とする。

本発明によれば、接続作業を容易とするとともに、適切な締付けが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るコネクタの構成を示す斜視図。同実施形態に係るコネクタの構成を示す側面図。同実施形態に係る第１のコネクタの構成を示す側面図。同実施形態に係る第２のコネクタの構成を示す側面図。同実施形態に係るコネクタの接続工程を示す説明図。同実施形態に係るコネクタの接続工程を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るコネクタの斜視図であり、図２は平面図、図３及び図４は端面を示す側面図である。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ互いに直交する３方向を示す。また、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

コネクタ１は、第１及び第２の接続ラインとしての一対の電気ケーブル１１，２１を電気接続するための、例えばＭ８またはＭ１２サイズのＦＡ用のコネクタである。コネクタ１は、国際規格である国際電気標準会議規格書のＮｏ．ＩＥＣ６１０７６−２−１０１（電子機器のコネクタ−製品要求事項−第２−１０１部：円形コネクタ−ねじロック付きＭ１２コネクタ）、Ｎｏ．ＩＥＣ６０５２９（エンクロージャやコネクタ類の防塵や防滴・防水保護等級＜ＩＰコード＞）のＩＰ６７グレードを満たしている。このコネクタ１は、上記国際規格ＩＥＣ６１０７６−２−１０１に準拠して製造された全てのＭ１２サイズのコネクタとの互換性を有している。

図１及び図２に示すコネクタ１は、第１のコネクタ１０と第２のコネクタ２０とで構成される。電気ケーブル１１，２１は、それぞれ銅線が被覆されてなる複数本のリード線１１ａ、２１ａが束ねられ、さらに例えば塩化ビニル樹脂等からなる外皮体１１ｂ，２１ｂで被覆されて構成されている。外皮体１１ｂの端部には、雌コンタクトホルダ１３を保持するハウジング１２が連続して一体に成形されている。外皮体２１ｂの端部には、雄コンタクトホルダ２３を保持するハウジング２２が連続して一体に成形されている。複数のリード線１１ａの先端側はそれぞれ端子孔１３ａ〜１３ｄ内の雌コンタクトに電気接続されている。複数のリード線２１ａの先端側はそれぞれ雄コンタクト２３ａ〜２３ｄに電気接続されている。

図１乃至図３に示すように、第１のコネクタ１０は、第１の接続ラインとしての一方の電気ケーブル１１の端部に設けられて各リード線１１ａに接続される雌コンタクトホルダ１３と、雌コンタクトホルダ１３の外周に装着された内ねじロックリング３０（第１のロックリング）と、を備えている。

雌コンタクトホルダ１３は例えばＰＢＴ樹脂からなる円柱状を成し、先端面には軸心方向に形成された端子孔１３ａ〜１３ｄが形成されている。この端子孔１３ａ〜１３ｄに４本のリード線１１ａがそれぞれ接続されている。

雌コンタクトホルダ１３の先端における周縁部分の所定箇所には、径方向中心側に凹む位置決め溝１３ｅが形成されている。位置決め溝１３ｅは、後述する位置決め突起２３ｅと係合することにより、複数の端子孔１３ａ〜１３ｄと複数の雄コンタクト２３ａ〜２３ｄとが互いに適切に対応するように位置決めする機能を果たす。

雌コンタクトホルダ１３の基端側であって端部から離間した位置に、外周面が大径に構成された保持フランジ部１３ｆが形成されている。保持フランジ部１３ｆ近傍における雌コンタクトホルダ１３の外周にはＯリング１６が装着されている。

内ねじロックリング３０は、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金などからなる金属ダイキャスト成形品や、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの合成樹脂成形品である。内ねじロックリング３０は、雌コンタクトホルダ１３の外周に設けられる大径の筒状の雌側操作部３１と、雌側操作部３１の基端側に連続して設けられる小径の筒状の雌側保持部３２とを一体に備えて構成されている。

雌側保持部３２の基端部には内周面が保持フランジ部１３ｆよりも小径に構成された保持突部３５を備えている。

この保持突部３５と保持フランジ部１３ｆとが係合することにより、第１のロックリングが雌コンタクトホルダ１３に回転可能に装着されている。

保持突部３５は、ハウジング１２の端面１２ａと保持フランジ部１３ｆとの間で移動可能となっている。すなわち、内ねじロックリング３０は雌コンタクトホルダ１３に対して、軸方向に所定距離移動可能に装着されている。

雌側操作部３１の内周面には、ねじ溝が螺旋状に形成された雌ねじ部３１ｃ（第１のねじ部）が設けられている。雌側操作部３１の外周面に凹凸を有する操作面３１ａが形成されている。この凹凸により、操作者が内ねじロックリング３０を操作し易くなる（回転しやすくなる）。

内ねじロックリング３０の端面３１ｂにおいて、その円周上に複数の凹部３３，３３が形成されている。ここでは、一例として、互いに１８０度ずれた２箇所にそれぞれ凹部３３，３３が形成されている場合を示す。端面３１ｂは外ねじロックリング４０の雄側操作部４１の端面４１ｂに対向する。内ねじロックリング３０の回転動作に伴って、凹部３３，３３が螺旋軌道に沿って移動する。

内ねじロックリング３０と外ねじロックリング４０を相対的に回転して羅合させていくと、内ねじロックリングの端面３１ｂの凹部３３，３３が外ねじロックリング４０の端面４１ｂ（面）に突き当る。その突き当った所定の位置に凸部４３，４３を配置する。この外ねじロックリングの凸部４３，４３と内ねじロックリングの凹部３３，３３が噛合った地点が適正締付け位置である。

図１、図２及び図４に示す第２のコネクタ２０は、第２の接続ラインとしての他方の電気ケーブル２１の端部に設けられた雄コンタクトホルダ２３と、雄コンタクトホルダ２３の外周に装着された外ねじロックリング４０とを備えている。

雄コンタクトホルダ２３は、各リード線２１ａに接続される４つの雄コンタクト２３ａ〜２３ｄと、例えばＰＢＴ樹脂から円管状に形成され雄コンタクト２３ａ〜２３ｄを囲む雄コンタクトホルダ２３とを備えて構成されている。

雄コンタクトホルダ２３の先端部分には、外周面が大径となる係合フランジ部２３ｆが設けられている。この係合フランジ部２３ｆと外ねじロックリング４０の端面とが係合することにより、外ねじロックリング４０が雄コンタクトホルダ２３に回転可能に装着される。第２ロックリング４０はハウジング２２の端面２２ａと雄コンタクトホルダのフランジ部２３ｆとの間において軸方向に所定距離移動可能に装着されている。

雄コンタクトホルダ２３の周縁部分の所定箇所には、径方向中心側に突出する位置決め突起２３ｅが形成されている。位置決め突起２３ｅに位置決め溝１３ｅが配置されて位置決めされることにより複数の端子孔１３ａ〜１３ｄと複数の雄コンタクト２３ａ〜２３ｄとが互いに適切に対応するように位置決めされる。

外ねじロックリング４０は、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金などからなる金属ダイキャスト成形品や、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの合成樹脂成形品である。外ねじロックリング４０は、雄コンタクトホルダ２３の外周に設けられる小径の筒状の雄側保持部４２と、雄側保持部４２の基端側に連続して形成された大径の筒状の雄側操作部４１とを一体に備えて構成されている。

雄側保持部４２の外周面には、ねじ山が螺旋状に形成された雄ねじ部４２ａ（第２のねじ部）が設けられている。雄側操作部４１の外周面は、回転操作の際に操作しやすくするための凹凸が形成された操作面４１ａが形成されている。

なお、雄側保持部４２の外径は雌側操作部３１の内径よりも僅かに小さく構成され、雌側操作部３１の操作面３１ａと雄側操作部４１の操作面４１ａは同形状を成している。凹部３３に凸部４３が嵌って締付け位置決めされた場合に、操作面３１ａ、４１ａの凹凸形状が軸方向に連続するようになっている（図６に示す）。

雄側操作部４１の環状の端面４１ｂにおいて、その円周上に複数の凸部４３，４３が形成されている。ここでは、一例として、互いに１８０度ずれた２箇所にそれぞれ凸部４３，４３が形成されている場合を示す。端面４１ｂは内ねじロックリング３０の雌側操作部３１の端面３１ｂに対向する。外ねじロックリング４０の回転動作に伴って、凸部４３，４３が螺旋軌道に沿って移動する。

以下、本実施形態にかかるコネクタの接続動作について、図１、図２、図４及び図５を参照して説明する。

まず、図１に示す解除状態から、電気ケーブル１１，２１のハウジング１２、２２を把持し、位置決め突起２３ｅが位置決め溝１３ｅに嵌るように位置を合わせながら、図中Ｘに沿う軸心方向（挿入方向）に沿って、電気ケーブル１１，２１を相対移動させる。

以上により、図５に示すように、端子孔１３ａ〜１３ｄに雄コンタクト２３ａ〜２３ｄが挿入されるとともに、雄コンタクトホルダ２３に雌コンタクトホルダ１３が挿入され、挿入動作が完了する。以上により、複数の雄コンタクト２３ａ〜２３ｄが端子孔１３ａ〜１３ｄ内にそれぞれ位置決めされ、電気的に接続される。

このとき、雌コンタクトホルダ１３に設けられたＯリング１６に、係合フランジ部２３ｆの端面が押し付けられることにより、密着する。

このとき、内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０は、それぞれ雌コンタクトホルダ１３及び雄コンタクトホルダ２３の周りで軸方向に移動可能かつ回転可能に装着されている。

続いて、図５の矢印で示すように、操作者は、操作部４１，３１をつまみ、外ねじロックリング４０を内ねじロックリング３０の内部に挿入しながら、内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０を互いに逆回転させることにより、雌ねじ部３１ｃと雄ねじ部４２ａとを羅合させる。

これにより、内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０が回転しながら軸方向に少しずつ移動する。このとき、凹部３３と凸部４３はそれぞれ螺旋軌道に沿って移動しながら近づいていく。なお、図１及び図５においては内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０が軸方向においてハウジング１２，２２側に位置した状態を示し、図２及び図６においては内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０が軸方向先端側に位置した状態を示している。

図６に示すように、凸部４３が所定位置まで移動すると、凹部３３内に嵌る。この位置が適正締め付け位置となる。このとき、操作者は「カチッ」というクリック音を聞くことができると同時に作動感を指に感じることができる。さらに、この適正な締め付け位置からさらに締め付ける方向にも、緩める方向にも、通常の操作力では簡単には回転できない。このため、操作部３１，４１をつまんで回転させる操作者は、適切な位置まで羅合がなされたことが把握できるとともに、締め付けすぎや締め付け不足が防止される。又、当該適正な締付け位置にあれば外部からの振動や衝撃があっても緩むことはない。

本実施形態にかかるコネクタ１によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、凹部３３と凸部４３とにより、内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０の締め付けの際の位置決めを可能とし、締め付けすぎや締め付け不足を防止できる。したがって、締め付け不足によって生じる接触不良や浸水を防ぐことができる。また、締め付けすぎを防止することにより、コネクタの破損やコネクタ同士が外れなくなることを防止できる。当該凹部３３と凸部４３を３１ｂ及び４１ｂの円周上に設けたことにより、常に適切な締付け力を確保出来るためにトルクゲージ等を用いる必要がなくなる。

また、本実施形態にかかるコネクタ１は、本発明による効果は得られないものの同様の規格に準拠して製造された他のコネクタとも互換性を有しているため、汎用性が確保できる。

内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０を樹脂成形したものにすれば酸化を防止できるし、軽量化が図れる。また、金属及び樹脂製に関わらず外ねじロックリング４０のねじ山の数を通常の５〜６山を３〜４山に減らしても十分な防塵・防水特性（例えばＩＥＣ６０５２９のＩＰ６７グレード）を確保することが出来る。このため、組み付けの作業時間を短縮できる。

さらに、本実施形態にかかるコネクタ１は、内ねじロックリング３０及び外ねじロックリング４０を樹脂成形あるいは金属のダイキャスト成形などの成形品で構成したことにより、金属の切削等により製造する場合に比べて製造手順が容易であり製造コストを低減できる。

なお、本発明は上記各実施形態で例示したものに限られるものではなく、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、内ねじロックリング３０に凹部３３を形成し、外ねじロックリング４０に凸部４３を形成した場合について例示したが、凹部と凸部の配置は逆であってもよい。すなわち、内ねじロックリング３０に凸部を形成し、外ねじロックリング４０に凹部を形成してもよい。また、上記実施形態では凹部３３及び凸部４３を２箇所に形成した場合を示したが、これに限られるものではなく、例えば一箇所のみ、または３箇所以上に設けてもよい。

この他、本発明は、実施段階においてその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

コネクタ１、１０…第１のコネクタ（ソケット）、１１．２１…電気ケーブル、
１１ａ．２１ａ…リード線、１１ｂ．２１ｂ…外皮体、１２…雌側ハウジング、
１２ａ…端面、１３…雌コンタクトホルダ、１３ａ〜１３ｄ…端子孔及び雌コンタクト、１３ｅ…位置決め溝、１３ｆ…保持フランジ部、１６…Ｏリング、２０…第２のコネクタ（プラグ）、２２…雄側ハウジング、２２ａ…端面、２３…雄コンタクトホルダ、２３ａ〜２３ｄ…雄コンタクト、２３ｅ…位置決め突起、２３ｆ…係合フランジ部、
３０…内ねじロックリング（第１のロックリング）、３１…雌側操作部、
３１ａ…操作面、３１ｂ…端面、３２…雌側保持部、３３…凹部、３５…保持突部、４０…外ねじロックリング（第２のロックリング）、４１…雄側操作部、
４１ａ…操作面、４１ｂ…端面、４２…雄側保持部、４３…凸部。

Claims

第１の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第１のねじ部が設けられた内周面を有する第１のロックリングと、前記第１の接続ラインに接続される第２の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第２のねじ部が設けられた外周面を有する第２のロックリングと、を備え、
前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングは、それぞれ成形により一体に形成された成形品であり、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの一方の端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向において他方側に向かって突出する凸部が一体形成され、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの他方の前記端面と対向する端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向に凹み前記凸部が係合可能な凹部が形成され、
前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングが相対的に回転して前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが羅合され、所定位置に至ると、前記凸部が前記凹部に係合することにより、第１のロックリングと第２のロックリングとの、前記軸方向の位置決め及び前記端面の外周方向の位置決めがなされることを特徴とするコネクタ。
国際規格ＩＥＣ６１０７６−２−１０１に準拠しており、前記国際規格ＩＥＣ６１０７６−２−１０１に準拠して製造された他のコネクタとの互換性を有しているとともに、
前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングは、樹脂成形あるいは金属のダイキャスト成形の成形品で構成され、
前記凸部及び前記凹部は、第１のロックリングまたは第２のロックリングの前記端面の周方向においてそれぞれ複数設けられ、
前記凸部が前記凹部に係合することにより、第１のロックリングと第２のロックリングとの、前記軸方向の位置決め及び前記端面の外周方向の位置決めがなされるとともに作動感及び作動音が発生することを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
第１の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第１のねじ部が設けられた内周面を有する第１のロックリングと、
前記第１の接続ラインに接続される第２の接続ラインの先端部分の外周に設けられ、第２のねじ部が設けられた外周面を有する第２のロックリングと、を備え、
前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングは、それぞれ成形により一体に形成された成形品であり、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの一方の端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向において他方側に向かって突出する凸部が一体形成され、前記第１のロックリング及び第２のロックリングの他方の前記端面と対向する端面の周上の所定位置に、前記ロックリングの軸方向に凹み前記凸部が係合可能な凹部が形成され、
前記第１のロックリング及び前記第２のロックリングが相対的に回転して前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが羅合され、所定位置に至ると、前記凸部が前記凹部に係合することにより、第１のロックリングと第２のロックリングとの、前記軸方向の位置決め及び前記端面の外周方向の位置決めがなされるとともに作動感及び作動音が発生することを特徴とするコネクタ用ロックリング。