JP6096599B2

JP6096599B2 - コネクタ装置

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Publication number: JP6096599B2
Application number: JP2013116361A
Authority: JP
Inventors: 翔太田; 一輝小嶋
Original assignee: Yukita Electric Wire Co Ltd; SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: Yukita Electric Wire Co Ltd; SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: JP2014235873A

Description

本発明は、コネクタ装置に関し、詳細には、機器に固定されて、相手コネクタに接続されるコネクタを備えるコネクタ装置に関する。

従来、電気コネクタ装置としては、プラグとレセプタクルの２つのコネクタから構成され、これらコネクタ同士を嵌合することで、ケーブル同士、或いは、電気設備と制御装置等の機器間での電気的接続を行う。電気コネクタ装置としては、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（例えば特許文献１参照）、或いは、差し込んで捻ることで両者を接続するバヨネット式（例えば、特許文献２参照）の装置が知られている。

例えば、電気コネクタ装置は、トンネルの壁面に配置されるトンネル照明同士の接続に用いられる場合、接続作業の際、或いは、メンテナンスの際に比較的暗いところでの作業となる。このため、コネクタ同士を手探りで簡単に接続、接続解除できるように、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装置の使用が望まれる。

特開２００１−５２８２１号公報特開２０１０−１６５６２４号公報

ところで、トンネル内では、雨風の侵入、気温の変化などで結露が生じ易いため、上記のように、トンネル内で照明器具の接続に使用するコネクタとしては、防水構造を有するものを用いる必要がある。

しかしながら、特許文献２のコネクタ装置は、バヨネット溝が形成された嵌合部を備える金属製のシェル内に、コンタクトを備えるインシュレータを設けて構成されたものであり、防水に関しては記載されていない。

よって、トンネル内で用いる電気コネクタ装置としては、特許文献２の電気コネクタ装置におけるバヨネット式のように、接続が容易であって、更に、接続部分に防水処理が施こされることに加えて、より少ない部品点数で製作することが望まれている。

本発明の目的は、防水機能を有し、簡易な構成で組立性の向上を図ることができるコネクタ装置を提供することである。

本発明のコネクタ装置の一つの態様は、凸状嵌合部を有し、面状部に取り付けられる第１コネクタと、前記凸状嵌合部が差し込まれて嵌合する凹状嵌合部を有する第２コネクタと、を備えるコネクタ装置であって、前記第１コネクタは、一端側で開口する筒状をなし、複数のコンタクトを収容する筒状部と、前記面状部の取付孔に挿入され、前記面状部の裏面側から、前記取付孔の直径よりも外径が大きい取付ナットが螺合される雄ねじ部と、前記取付孔内に配置され、前記雄ねじ部に螺合される取付ナットの変位を規制する規制リングと、を一体的に成形して構成された中子を有し、前記中子には、前記筒状部を被覆して前記凸状嵌合部を構成する筒状被覆部と、前記規制リングに隣接して配置され、且つ、前記取付孔に挿入された前記雄ねじ部への前記取付ナットの螺合により弾性変形して前記面状部に当接する取付フランジ部と、を備える弾性被覆部が、設けられている構成を採る。

本発明によれば、防水機能を有し、簡易な構成で組立性の向上を図ることができる。

本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置の外観図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグの側面図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグの平面図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグの正面図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグの背面図図２のＡ−Ａ線矢視断面図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグにおける中子の説明に供する図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置の取付ナットの説明に供する図本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグの使用状態を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施の形態に係るコネクタの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るコネクタを有するコネクタ装置の斜視図である。

図１に示すコネクタ装置１０は、第１コネクタ１００として、プラグコネクタ（以下、「プラグ」と称する）１１０及び取付ナット１２０と、プラグ１１０に嵌合する第２コネクタとしてのレセプタクルコネクタ（以下、「レセプタクル」と称する）２００と、を有する。

レセプタクル２００には、プラグ１１０の凸状の嵌合部１０２が差し込まれて嵌合する凹状の被嵌合部（凹状嵌合部）２１０が設けられている。レセプタクル２００の被嵌合部２１０内には、被嵌合部２１０の内周壁から離間する外周面を有する挿入突部２１２が設けられ、この挿入突部２１２に、レセプタクル側コンタクト２２０が配置されている。この被嵌合部２１０内に、プラグ１１０の嵌合部１０２が挿入されて嵌め合うことで、プラグ１１０のプラグ側コンタクト１０８と電気的に接続される。

また、レセプタクル２００には、被嵌合部２１０の外周に、ロックリング３００が取り付けられている。ロックリング３００は、被嵌合部２１０の開口方向に移動自在であり、プラグ１１０とレセプタクル２００とを嵌め合わせた際に、この嵌め合わせ部分を覆う位置にコネクタ装置１０の軸方向（接続方向）に沿ってスライド移動される。ロックリング３００は、嵌め合わせ部分上で周回りに回転することで、プラグ１１０とレセプタクル２００とを接続状態でロックする。

プラグ１１０は、レセプタクル２００に挿入する凸状の嵌合部１０２と、一部（図６に示す連続部１４４）でロックリング３００が外装されるフランジ状の本体部１０４と、壁部に挿入されて取り付けられる雄ネジ部１０６（図２参照）とを有する。プラグ１１０は、面状部（図９に示す壁部４００）に固定される。図１のプラグ１１０には、取付ナット１２０が取り付けられている。図１では、取付ナット１２０は、プラグ１１０の雄ネジ部１０６（図２参照）に螺合されている。

図２〜図８は、本発明に係る一実施の形態のコネクタであるプラグを説明する図である。図２は同プラグの側面図であり、図３は、同プラグの平面図であり、図４は、同プラグの正面図であり、図５は、同プラグの背面図であり、図６は、図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。

図１〜図６に示す嵌合部１０２は、レセプタクル２００の被嵌合部２１０内の挿入突部２１２を受け入れる凹部１０２ａを有した筒状をなす。

この凹部１０２ａ内には、プラグ側コンタクト１０８が収容されている。プラグ側コンタクト１０８は、嵌合部１０２がレセプタクル２００の被嵌合部２１０内に挿入された際に、被嵌合部２１０内の挿入突部２１２内に配置されたレセプタクル側コンタクト２２０に接続される。プラグ側コンタクト１０８は、図に示すように、ここでは雄型ピンであり、細筒状の雌型のレセプタクル側コンタクト２２０と嵌合する。

図６に示すように、プラグ側コンタクト（以下、「コンタクト」と称する）１０８は、プラグ１１０内で、ケーブル１５０の端部に圧縮接続されている。嵌合部１０２には、コンタクト１０８及びケーブル１５０の長手方向に沿って、本体部１０４、雄ネジ部１０６が連続して設けられている。

プラグ１１０は、中子（プラグハウジング）１３０と、中子１３０の外周に設けられ、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどの防水性を有する弾性被覆部１４０とを有する。

図７は本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置のプラグにおける中子の説明に供する図であり、図７Ａは中子の側面図、図７Ｂは図７ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。

中子１３０は、ナイロンなどの絶縁材料により構成された成形品であり、一端側で開口する筒状部１３２と、筒状部１３２の底面部１３２ａに連続する中間部１３３と、中間部１３３に連続する雄ネジ部１０６とを一体に備える。

図６に示すように、中子１３０の内部には、中子１３０の軸方向に沿って、プラグ側コンタクト１０８及びケーブル１５０が配置されている。中子１３０は、プラグ側コンタクト１０８及びケーブル１５０を保持する。具体的には、プラグ側コンタクト１０８とケーブル１５０の接続部分を、筒状部１３２の底面部１３２ａ及び中間部１３３で貫通させた状態で保持している。なお、ケーブル１５０の他端部は、雄ねじ部１０６から外部に導出される。

筒状部１３２の外周には、外面が先端の開口に向かって下るように傾斜する嵌合被覆部１４２が設けられている。筒状部１３２は、嵌合被覆部１４２とともにプラグ１１０の嵌合部１０２を構成する。

筒状部１３２は凹部１０２ａを有し、この筒状部１３２の底部には、複数のプラグ側コンタクト１０８が円周方向に並べて配置されている。筒状部１３２内で、プラグ側コンタクト１０８は開口側に向かって突設されている。

また、筒状部１３２の底面部（中間部１３３の中央部分）１３２ａには、仕切り突部１３６が設けられている。仕切り突部１３６は、筒状部１３２内で、底面部に周方向に配置された複数のプラグ側コンタクト１０８同士を仕切る。仕切り突部１３６は、プラグ１１０の筒状部１３２（図１及び図６に示す凹部１０２ａ）内に、レセプタクル２００の挿入突部２１２が挿入した際に、レセプタクル２００の挿入突部２１２の先端に形成された先端溝部（仕切り溝部）２１３（図１参照）が嵌合する。この構成により、レセプタクル側コンタクト２２０とコンタクト１０８同士が接続した際に、その接続部分において、コンタクト１０８（極）同士間の距離（絶縁距離）を、仕切り突部１３６が無い場合と比較して増加させることができる。この仕切り突部１３６の高さは、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下であれば、より好適な絶縁距離を確保できる。

中間部１３３は、図７に示すように、筒状部１３２と雄ねじ部１０６との間に一体的に設けられている。中間部１３３は、筒状部１３２の底面部１３２ａに連続する。中間部１３３は、筒状部１３２の基端部側の外周から放射方向に張り出す中子フランジ１３３１と、雄ネジ部１０６の先端から外周に張り出す規制リング部１３３２と、を備える。規制リング１３３２は、中間部１３３において雄ねじ部１０６側の端部の外周から、プラグ１１０（雄ねじ部１０６）の軸心を中心として、半径方向外方に突出して設けられている。規制リング１３３２の外径は、プラグ１１０が取り付けられる面状部（例えば図９に示す壁部４００）において、雄ねじ部１０６が挿入される取付孔４１０（図９参照）の直径よりも小さい。よって、規制リング１３３２は、プラグ１１０を壁部４００に取り付ける場合、雄ねじ部１０６とともに取付孔４１０（図９参照）内に配置される。

中子フランジ１３３１と規制リング部１３３２との間には、周方向に延在する溝部１３３４が設けられている。溝部１３３４は、規制リング１３３２に隣接する。なお、この溝部１３３４には、後述する取付フランジ部１４５が嵌め込まれている。

中間部１３３の外周は、図６に示すように、弾性被覆部１４０の本体被覆部１４３により被覆されている。中間部１３３は、本体被覆部１４３で被覆されることで、本体部１０４を構成する。

本体被覆部１４３は、筒状をなしており、この本体被覆部１４３は、連続部１４４と、取付フランジ部１４５とを有する。連続部１４４は、取付フランジ部１４５と、嵌合被覆部１４２の基端部に連続するとともに、中子フランジ１３３１を被覆する。また、取付フランジ部１４５は、連続部１４４に連続し、且つ、本体部１０４において、規制リング部１３３２より更に放射方向に張り出すように溝部１３３４内に配置されている。なお、この本体被覆部１４３は、嵌合被覆部１４２とともに弾性被覆部１４０を構成する。ここでは、本体被覆部１４３は嵌合被覆部１４２とともに、中子１３０の外周に一体成形されてなる。この本体被覆部１４３の取付フランジ１４５は、中子１３０に対して、軸方向で対向する中子フランジ１３３１と規制リング１３３２との間の溝部１３３４の間に設けられている。すなわち、本体被覆部１４３及び嵌合被覆部１４２で構成される弾性被覆部１４０は、中子１３０に対して軸方向の移動を規制され、中子１３０から抜けない形状で設けられている。

また、本体被覆部１４３において、取付フランジ部１４５の外縁部分における先端側の面（筒状部１３２側の面）１４６（図１及び図６参照）は、プラグ１１０をレセプタクル２００（図１参照）に嵌め合わせた部分上のロックリング３００（図１参照）の変位量を規制する。

また、取付フランジ部１４５の基端側の面１４７は、本体部１０４の基端側の面１４７となっており、ここでは、雄ネジ部１０６の突出方向と直交する。この取付フランジ部１４５の基端側の面１４７は、プラグ１１０が壁面に取り付けられる際に、壁面に当接する。この取付フランジ部１４５の基端側の面１４７を、以下では、「当接面１４７」と称する。この当接面１４７は、図２に示すように、雄ネジ部１０６に螺合する取付ナット１２０の先端側の面（以下、「先端面」という）１２２に全面的に密着する環状面（図８Ａ参照）となっている。

図８は、本発明に係る一実施の形態のコネクタ装置の取付ナットの説明に供する図であり、図８Ａは正面図、図８Ｂは図８ＡのＣ−Ｃ線矢視断面図である。

取付ナット１２０は、図２に示すように、中央部分に、プラグ１１０の雄ネジ部１０６に螺合する雌ねじ部１２６を有する。また、取付ナット１２０は、当接面１４７に密着する先端面１２２（図２及び図８参照）を有する。先端面１２２の外径は、雄ねじ部１０６が挿入される取付孔４１０（図９参照）の直径よりも大きい。また、取付ナット１２０において雌ねじ部が形成された内周面の先端面１２２の内径側には、規制リング部１３３２が挿入される段差部１２４が周方向に延在して形成されている。

この段差部１２４は、取付ナット１２０を雄ネジ部１０６に螺合した際に、規制リング部１３３２とともに、取付ナット１２０が先端側に必要以上にねじ込まれること、つまり、取付ナット１２０の変位量を規制する。言い換えれば、規制リング１３３２は、雄ねじ部１０６に螺合される取付ナット１２０の変位を規制する。

取付ナット１２０において、先端面１２２からの段差部１２４の深さは、雄ネジ部１０６にねじ込んだ際に、先端面１２２がプラグ１１０の当接面１４７に当接して当接面１４７を押圧可能な深さとする。

また、雄ネジ部１０６に取付ナット１２０を螺合した際に、段差部１２４が規制リング部１３３２に嵌合することで、取付ナット１２０は、規制リング部１３３２の外周でガイドされつつ雄ネジ部１０６の根元まで螺合できる。

次に、プラグの使用方法を説明する。

図９は、本発明に係るコネクタ装置のプラグ１１０の使用状態を示す断面図である。

プラグ１１０の雄ネジ部１０６は、壁部４００に形成された取付孔（開口部）４１０内に、壁部４００の表面（一面）４１１側から挿入される。このとき、プラグ１１０では、規制リング部１３３２は、取付孔４１０内に配置され、当接面１４７は、表面４１１において取付孔４１０の周縁の壁面部分と対向する。そして、雄ネジ部１０６に、壁部４００の裏面（他面）４１２側から、取付ナット１２０の雌ねじ部１２６が螺合される。

次いで、取付ナット１２０を雄ネジ部１０６に締め付けることによって、取付ナット１２０の先端面１２２は、裏面４１２側に変位する。これに伴い、プラグ１１０における本体部１０４の当接面１４７は、表面４１１に当接、あるいは、表面４１１を押圧する。

さらに取付ナット１２０が締め付けられることで、つまり、取付ナット１２０が雄ねじ部１０６に螺合することで、取付ナット１２０と、本体部１０４の当接面１４７とで、壁部４００を両側から挟む。その際、当接面１４７は、弾性被覆部１４０から構成されているため、弾性変形して壁部４００の表面４１１に密着する。これにより、プラグ１１０は、雄ネジ部１０６から導出されるケーブル１５０を、取付孔４１０に挿入された雄ネジ部１０６を介して壁部４００内に導入した状態で、壁部４００に強固に取り付けられる。

このように構成される本実施の形態によれば、プラグ１１０は、中子１３０に弾性被覆部１４０を被覆するように成形するだけで製作でき、嵌合部１０２、本体部１０４及び雄ネジ部１０６を別々に形成して組み合わせる従来の構成と比較して、容易に組み立てることができる。

また、弾性被覆部１４０の嵌合被覆部１４２で被覆されることで、レセプタクル２００における凹状の被嵌合部２１０に挿入される凸状の嵌合部１０２が構成されている。このため、嵌合部１０２と被嵌合部２１０とは嵌合被覆部１４２を介して気密状態で嵌合することとなる。よって、プラグ１１０とレセプタクル２００との嵌合部分に防水処理を施すことができる。また、プラグ１１０は、壁部４００に密着して固定されるため、プラグ１１０全体の防水性、防塵性の向上を図ることができる。

さらに、プラグ１１０における複数のコンタクト１０８は、筒状部１３２の底面部１３２ａに周方向で隣り合うように配置され、この底面部１３２ａには、コンタクト１０８同士を仕切る仕切り突部１３６が設けられている。これにより、嵌合部１０２の凹部１０２ａに、被嵌合部２１０の挿入突部２１２が挿入され、コンタクト１０８、２２０同士が接続すると、挿入突部２１２の仕切り溝部２１３内に、仕切り突部１３６が挿入される。よって、コネクタ装置において極（ケーブル）同士の絶縁距離を、仕切り突部１３６及び仕切り溝部２１３が無い場合と比較して、長く確保することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係るコネクタ装置は、ケーブルと機器とを接続する場合の接続部分に適用できるものとして有用である。

１０コネクタ装置
１００第１コネクタ
１１０プラグ
１０２嵌合部
１０２ａ凹部
１０４本体部
１０６雄ネジ部
１０８プラグ側コンタクト
１１０プラグ
１２０取付ナット
１２２先端面
１２４段差部
１２６雌ねじ部
１３０中子
１３２筒状部
１３２ａ底面部（底面）
１３３中間部
１３６仕切り突部
１４０弾性被覆部
１４２嵌合被覆部
１４３本体被覆部
１４４連続部
１４５取付フランジ部
１４７当接面
１５０ケーブル
２００レセプタクル（第２コネクタ）
２１０被嵌合部
２１２挿入突部
２１３先端溝部（仕切り溝部）
２２０レセプタクル側コンタクト
３００ロックリング
４００壁部（面状部）
４１０取付孔
４１１表面
４１２裏面
１３３１中子フランジ
１３３２規制リング部
１３３４溝部

Claims

凸状嵌合部を有し、面状部に取り付けられる第１コネクタと、
前記凸状嵌合部が差し込まれて嵌合する凹状嵌合部を有する第２コネクタと、
を備えるコネクタ装置であって、
前記第１コネクタは、
一端側で開口する筒状をなし、複数のコンタクトを収容する筒状部と、
前記面状部の取付孔に挿入され、前記面状部の裏面側から、前記取付孔の直径よりも外径が大きい取付ナットが螺合される雄ねじ部と、
前記取付孔内に配置され、前記雄ねじ部に螺合される取付ナットの変位を規制する規制リングと、
を一体的に成形して構成された中子を有し、
前記中子には、
前記筒状部を被覆して前記凸状嵌合部を構成する嵌合被覆部と、
前記規制リングに隣接して配置され、且つ、前記取付孔に挿入された前記雄ねじ部への前記取付ナットの螺合により弾性変形して前記面状部に当接する取付フランジ部と、
を備える弾性被覆部が、設けられている、
コネクタ装置。
前記複数のコンタクトは、前記筒状部の底面に周方向で隣り合うように配置され、
前記第１コネクタの前記筒状部の底面には、前記コンタクト同士を仕切る仕切り突部が設けられ、
前記第２コネクタの凹状の被嵌合部内には、前記筒状部内に挿入される挿入突部が設けられ、
前記挿入突部の先端面には、前記仕切り突部が挿入される仕切り溝部が設けられている、
請求項１記載のコネクタ装置。
前記仕切り突部の高さは、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、
請求項２記載のコネクタ装置。
前記中子は、前記筒状部と前記雄ねじ部との間に一体的に設けられ、前記雄ねじ部側の端部に前記規制リングが設けられた中間部を更に備え、
前記中間部には、前記規制リングに隣接して周方向に延在する溝部が設けられ、
前記溝部には、前記取付フランジ部が嵌め込まれている、
請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタ装置。