JP6200862B2 - コネクタガイド機構 - Google Patents

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Description

本発明は、プラグを良好に挿抜することができるコネクタガイド機構に関する。
従来、ロボットハンドによる接続を意図して設計されたコネクタがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたコネクタは、プラグ側のロボットハンドが把握する部分の前後にフランジを設け、操作時にハンドルが抜けないように構成されたものである。この構成により、特許文献1に記載されたコネクタは、位置決め精度が十分でないロボットハンドを用いても接続することができるとされている。
特開平06-135399号公報
しかしながら、特許文献1に記載された従来のコネクタは、以下に説明するように、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合に、手首が回転不能な低機能なロボットハンドでは、プラグの良好な挿抜(挿入及び抜き取り)ができない、という課題があった。
例えば、特許文献1に記載された従来のコネクタは、プラグの中心軸とソケットの中心軸とが平行な位置関係にあり、ロボットハンドがその位置関係にあるプラグをソケットに挿入することを想定している。
このような従来のコネクタは、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合に、プラグの挿入方向とソケットの被挿入方向とが相違するため、プラグの挿抜方向を一方向にしか設定することができない、手首が回転不能な低機能なロボットハンドでは、プラグをソケットに良好に挿入することができなかった。また、従来のコネクタは、この場合に、手首が回転不能な低機能なロボットハンドでは、プラグをソケットから良好に抜き取ることもできなかった。したがって、従来のコネクタは、この場合に、プラグの挿抜方向を多方向に設定することができる、手首が回転可能な高機能なロボットハンドが必要であった。
なお、「プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合」とは、手首が回転不能な低機能なロボットハンドによるプラグの挿抜方向がソケットの中心軸方向に対して傾斜して配置されている場合を意味している。プラグの中心軸とソケットの中心軸とがねじれの位置関係にある場合も、このような場合に含まれる。このような場合は、例えば、ソケットがロボットハンドの設置場所に対して傾斜して配置されることによって発生する。
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合であっても、プラグを良好に挿抜することができるコネクタガイド機構を提供することを主な目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、コネクタガイド機構であって、プラグと、ソケットと、前記プラグに取り付けられたプラグ側ガイドと、リングの内周部分と前記プラグ側ガイドの胴体部との間に任意の大きさの間隙が形成されるように、前記プラグ側ガイドの胴体部に取り付けられたリング部材と、前記ソケットに取り付けられたソケット側ガイドとを有し、前記プラグ側ガイドは、前記リング部材の軸方向の移動範囲を規制する軸方向規制部を備えており、前記ソケット側ガイドは、前記プラグの前記ソケットへの差し込み時に前記プラグ及び前記プラグ側ガイドの先端部が挿入される開口部を備えており、前記開口部は、前記ソケットを中心にして漏斗状に形成されており、前記プラグ側ガイド及び前記ソケット側ガイドは、前記プラグの前記ソケットへの差し込み時に前記プラグ及び前記プラグ側ガイドの先端部を軸周り方向の所定位置に合わせる軸周り方向位置決め部を備えている構成とする。
このコネクタガイド機構では、リング部材の内周部分とプラグ側ガイドの胴体部との間に任意の大きさの間隙が形成されている。これにより、リング部材は、プラグ側ガイドの胴体部に対する軸方向の移動、軸周り方向の回転、及び、揺動が可能になるように、リング部材の内周部分でプラグ及びプラグ側ガイドを支持する構成になっている。
ロボットハンドは、プラグのソケットへの差し込み(挿入)時に、リング部材を把持し、リング部材を介してプラグ及びプラグ側ガイドの先端部をソケット側ガイドの開口部に挿入する。このとき、このコネクタガイド機構は、漏斗状に形成された開口部の斜面によってプラグ及びプラグ側ガイドの先端部をソケットに向けて誘導しながら、軸周り方向位置決め部によってプラグ及びプラグ側ガイドの先端部を軸周り方向の所定位置に合わせる。その結果、このコネクタガイド機構は、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合であっても、プラグをソケットに良好に挿入することができる。
また、ロボットハンドは、プラグのソケットからの抜き取り時に、リング部材を介してプラグ及びプラグ側ガイドを把持し、プラグ及びプラグ側ガイドの先端部をソケット側ガイドの開口部から抜き取るように、動作する。このとき、このコネクタガイド機構は、リング部材が揺動可能な状態でプラグ及びプラグ側ガイドを支持している。そのため、このコネクタガイド機構は、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合であっても、ロボットハンドがリング部材を把持して抜き取り方向にプラグ及びプラグ側ガイドを移動させるだけで、プラグをソケットから良好に抜き取ることができる。
その他の手段は、後記する。
本発明によれば、プラグの中心軸方向がソケットの中心軸方向に対して傾いている場合であっても、プラグを良好に挿抜することができるコネクタガイド機構を提供することができる。
実施形態に係るコネクタガイド機構の斜視図である。 実施形態に係るコネクタガイド機構の断面斜視図である。 実施形態に係るコネクタガイド機構の接続部周りの構成図である。 実施形態に係るコネクタガイド機構の動作説明図(1)である。 実施形態に係るコネクタガイド機構の動作説明図(2)である。 実施形態に係るコネクタガイド機構の動作説明図(3)である。 変形例に係るコネクタガイド機構の概略構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
[実施形態]
<コネクタガイド機構の構成>
以下、図1〜図3を参照して、本実施形態に係るコネクタガイド機構の構成につき説明する。図1は、本実施形態に係るコネクタガイド機構の斜視図である。図2は、本実施形態に係るコネクタガイド機構の断面斜視図である。図3は、本実施形態に係るコネクタガイド機構の接続部周りの構成図である。
図1は、プラグ2をソケット3に差し込んだ状態を示している。図1に示すように、本実施形態に係るコネクタガイド機構1は、プラグ2、ソケット3、プラグ側ガイド4、リング部材5、及び、ソケット側ガイド6を有している。
プラグ2は、ケーブル91に取り付けられる側のコネクタ(接栓)である。
ソケット3は、機器やパネル等に取り付けられる側のコネクタ(接栓座)である。
プラグ側ガイド4は、プラグ2の胴体部22(図2参照)に取り付けられ、プラグ2のソケット3への差し込みを容易化するガイド部材である。
リング部材5は、プラグ側ガイド4がリングの内周部分52(図2参照)を貫通するように、プラグ側ガイド4の胴体部42に取り付けられたリング状の部材である。
ソケット側ガイド6は、ソケット3の露出面側の周囲に取り付けられ、プラグ2のソケット3への差し込みを容易化するガイド部材である。
図2は、図1に示す線X1−X1に沿ってコネクタガイド機構1を切断した切断面の形状を示している。図2に示すように、プラグ2は、先端部21の内部に、プラグ側導電性接続部である多数のピン23を備えている。一方、ソケット3は、プラグ2が差し込みされる露出面側の内部に、ソケット側導電性接続部である多数のコンタクト33を備えている。プラグ2のピン23とソケット3のコンタクト33とは、1対1の関係で対応している。したがって、プラグ2とソケット3とは、互いを接続するための軸周り方向の所定位置が存在する。
プラグ側ガイド4は、プラグ2の胴体部22を覆うように、プラグ2の軸方向に長尺な部材として形成されている。プラグ側ガイド4は、先細状に形成された先端部41と、径方向断面が非円形状に形成された胴体部42とを備えている。本実施形態では、先端部41が円錐台状に形成されている。また、胴体部42が八角柱状に形成されている。本実施形態では、胴体部42は、隣接する平坦面同士の内角が(90+45=135)度になるように、4つの同幅の幅広な平坦面と4つの同幅の幅狭な平坦面とが軸周り方向に交互に配置された構成になっている。
ただし、胴体部42の形状は、リング部材5がプラグ側ガイド4の胴体部42の周囲を任意の角度以上に回転しようとする場合に、その一部がリング部材5の内周部分52の一部に当接して、リング部材5の回転を規制することができる形状であれば、他の形状にすることができる。
胴体部42には、リング部材5が取り付けられている。胴体部42は、リング部材5の胴体部42からの脱落を防止するための当接部43,44を備えている。当接部43は、リング部材5の側面部分と当接するように、プラグ側ガイド4の胴体部42のソケット3に近い側に径方向に突出して形成された突出部である。当接部44は、リング部材5の側面部分と当接するように、プラグ側ガイド4の胴体部42のケーブル91に近い側に径方向に突出して形成された突出部である。当接部43,44は、リング部材5の軸方向の移動範囲を規制する軸方向規制部7として機能する。
本実施形態では、当接部43,44には、それぞれ、径方向に突出する突起部43a,44aが形成されている。突起部43a,44aは、それぞれ、プラグ側ガイド4の回転移動を停止させる回転止め部として機能する。例えば、突起部43a,44aは、仮に、プラグ側ガイド4が床面等に置かれた場合で、かつ、プラグ側ガイド4が床面等の上で軸周り方向に回転移動したときであって、その回転移動を停止させることができる。これにより、コネクタガイド機構1は、ロボットハンド(図示せず)によるリング部材5の把持を容易化することができる。突起部43a,44aは、好ましくは、同じ軸方向上に形成されているとよい。
なお、本実施形態では、当接部43,44が軸方向視において楕円形に形成されている(図3(a)参照)。これにより、コネクタガイド機構1は、仮に、プラグ側ガイド4が床面等に置かれた場合に、プラグ側ガイド4が回転移動することを抑制することができる。
図2に示すように、本実施形態では、リング部材5の内周部分52は、八角形状に形成されており、プラグ側ガイド4の胴体部42の8つの平坦面に対応して8つの平坦面を備えている。リング部材5の内周部分52とプラグ側ガイド4の胴体部42との間には、任意の大きさの間隙SPが形成されている。ここでは、間隙SPは、リング部材5の内周部分52の8つの平坦面とプラグ側ガイド4の胴体部42の8つの平坦面とが対向する平坦面同士で平行な状態になっている場合の間隙を意味しているものとして説明する。
間隙SPの大きさは、リング部材5が軸周り方向に任意の角度範囲にしか回転できない程度の大きさに設定されている。これにより、リング部材5の内周部分52は、リング部材5がプラグ側ガイド4の胴体部42の周囲を任意の角度以上に回転しようとする場合に、その一部がプラグ側ガイド4の胴体部42の一部に当接して、リング部材5の回転を規制する。
ただし、リング部材5の内周部分52の形状は、リング部材5の回転を規制することができる形状であれば、他の形状にすることができる。例えば、リング部材5の内周部分52は、プラグ側ガイド4の胴体部42の4つの幅広な平坦面に対応して4つの平坦面を備えるように、四角形状に形成することができる。また、リング部材5の内周部分52は、プラグ側ガイド4の胴体部42が八角形以外の形状に形成されている場合に、その胴体部42の形状に対応可能な形状に形成することができる。
リング部材5の外周部分51には、ロボットハンドが把持し易いように、1乃至複数の平坦面51aが形成されている。本実施形態では、4つの同幅の平坦面51aが形成されている場合を想定して説明する。4つの平坦面51aは、隣接する平坦面51a同士の内角が90度になるように、軸周り方向に配置されている。4つの平坦面51aは、プラグ側ガイド4の胴体部42の4つの幅広な平坦面に対して同時に平行な状態になることができるように配置されている。
ただし、平坦面51aの個数は、「4」以外の個数にすることができる。例えば、リング部材5の外周部分51の径方向断面の形状を「D」字状(円を1本の線で切り欠いた形状)に形成した場合に、平坦面51aの個数は1つとなる。また、リング部材5の外周部分51の径方向断面の形状を二面幅形状(円を平行な2本の線で切り欠いた形状)に形成した場合に、平坦面51aの個数は2つとなる。また、リング部材5の外周部分51の径方向断面の形状を八角形状に形成した場合に、平坦面51aの個数は8つとなる。なお、平坦面51aの個数が偶数になる場合に、好ましくは、ロボットハンドが把持し易いように、対向する平坦面51a同士が平行に配置されているとよい。
ソケット側ガイド6は、プラグ2のソケット3への差し込み時にプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41が挿入される開口部61を備えている。開口部61は、ソケット3を中心にして、プラグ側ガイド4の先端部41とは逆形状の漏斗状に形成されている。したがって、本実施形態では、開口部61は、ソケット3を中心にして、プラグ側ガイド4の先端部41とは逆型の円錐台状に形成されている。
前記した通り、プラグ2のピン23とソケット3のコンタクト33とは、1対1の関係で対応しているため、互いを接続するための軸周り方向の所定位置が存在する。そこで、プラグ側ガイド4及びソケット側ガイド6は、プラグ2のソケット3への差し込み時にプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせる軸周り方向位置決め部8を備えている。
本実施形態では、軸周り方向位置決め部8は、径方向に突出するように、プラグ側ガイド4の先端部41に形成された突起部45と、突起部45が内部に入り込むように、ソケット側ガイド6の開口部61に形成された溝(以下、「ガイド溝」と称する)65とによって構成されている。
図1に示すように、ガイド溝65は、ソケット3の軸方向に沿って延在して形成されており、かつ、少なくとも突起部45が入り込む入口部分が入口側に向かって拡幅するように、入口部分の対向面が対称的に傾斜する傾斜面として形成されている。本実施形態では、ガイド溝65は、ソケット側ガイド6の開口部61からソケット側ガイド6の外周部分に貫通するように形成されている。
突起部45とガイド溝65とは、互いに対応するように、1乃至複数組形成されている。なお、突起部45とガイド溝65とは、1又は2組だけでも、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせることができる。しかしながら、突起部45とガイド溝65との組数は、好ましくは、3組以上であるとよい。その理由は、突起部45とガイド溝65との組数が1又は2組だけの場合に、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41の軸周り方向の所定位置を一意に規定し難いからである。そのため、例えば、突起部45とガイド溝65との組数が1組だけの場合に、プラグ2及びプラグ側ガイド4が軸方向視においてプラグ2の中心軸CP(図3(a)参照)と突起部45の中心部とを結ぶ線の方向に傾く可能性があり、また、突起部45とガイド溝65との組数が2組だけの場合に、プラグ2とソケット3とが逆向きになっている状態で、プラグ2がソケット3に差し込まれる可能性がある。
ただし、仮に、突起部45とガイド溝65との組数が3組以上であっても、各組の配置方向が等間隔の方向であると、軸周り方向の所定位置を一意に規定し難い。そのため、この場合に、プラグ2とソケット3とが異なる向きになっている状態で、プラグ2がソケット3に差し込まれる可能性がある。したがって、仮に、突起部45とガイド溝65との組数が3組以上であっても、各組の配置方向が等間隔の方向にならないようにするとよい。
そこで、図3(a)及び図3(b)に示すように、本実施形態では、突起部45とガイド溝65とは、プラグ2の中心軸CP又はソケット3の中心軸CSを中心にして、軸方向視においてT字状に3組形成されている。図3(a)は、先端側から見たプラグ側ガイド4の先端部41周りの構成を示している。図3(b)は、開口側から見たソケット側ガイド6の開口部61周りの構成を示している。
本実施形態では、突起部45とガイド溝65とがT字状に3組形成されているため、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41の軸周り方向の所定位置を一意に規定することができる。したがって、本実施形態は、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に確実に合わせることができる。
なお、図1に示すように、本実施形態では、プラグ側ガイド4は、プラグ側ガイド4の方向を識別するための目印となるマーキングMPを備えている。また、プラグ側ガイド4及びソケット側ガイド6は、それぞれ、プラグ2のソケット3への差し込み時の嵌合位置を識別するための目印となるラインLP,LSを備えている。マーキングMP及びラインLP,LSは、例えば、塗料を任意の部位に塗布することによって形成されており、ロボットハンドを稼働させるためのカメラによって撮像される。
図1に示す例では、マーキングMPは、プラグ側ガイド4の胴体部42の各幅広な平坦面に形成されている。ただし、マーキングMPは、他の部位(例えば、当接部43,44)に形成されていてもよい。また、マーキングMPは、1箇所にのみ形成されていてもよい。また、マーキングMPは、形成される方向に応じて、色や形状を変更するようにしてもよい。
また、図1に示す例では、2本のラインLPが、プラグ側ガイド4の突起部45の表面に形成されている。また、2本のラインLSが、2本のラインLPに対応するように、ソケット側ガイド6の外周部分の表面に形成されている。ラインLP,LSは、プラグ2のソケット3への差し込みが完了したとき(プラグ側ガイド4のピン23とソケット側ガイド6のコンタクト33とが嵌合したとき)に、対応するライン同士で1本の線になるように形成されている。
係る構成において、コネクタガイド機構1は、以下の特徴を有している。
(1)本実施形態では、プラグ側ガイド4の当接部43,44がリング部材5の軸方向の移動範囲を規制する軸方向規制部7として機能する(図1及び図2参照)。これにより、ロボットハンドは、リング部材5を介してプラグ2及びプラグ側ガイド4を移動させることができる。
(2)本実施形態では、リング部材5の内周部分52とプラグ側ガイド4の胴体部42との間に任意の大きさの間隙SPが形成されている(図2参照)。そのため、リング部材5は、リング部材5の内周部分52とプラグ側ガイド4の胴体部42とが当接する当接部分における弱い摩擦力によってプラグ側ガイド4の胴体部42と係合しており、プラグ側ガイド4の胴体部42に対して動くことが可能な状態になっている。その結果、リング部材5は、プラグ側ガイド4の胴体部42に対する軸方向の移動、軸周り方向の回転、及び、揺動が可能になるように、リング部材5の内周部分52でプラグ2及びプラグ側ガイド4を支持している。したがって、ロボットハンドは、リング部材5を把持してプラグ2及びプラグ側ガイド4を移動させることによって、比較的自由度の高いプラグ2の挿抜動作を行うことができる。
(3)本実施形態では、突起部45とガイド溝65とが3組形成されている(図3(a)及び図3(b)参照)。これにより、コネクタガイド機構1は、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41の軸周り方向の所定位置を一意に規定することができる。
(4)本実施形態では、ソケット側ガイド6の開口部61は、漏斗状(具体的には、プラグ側ガイド4の先端部41とは逆型の円錐台状)に形成されている(図2参照)。コネクタガイド機構1は、プラグ2のソケット3への差し込み時に、開口部61の斜面によってプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41をソケット3に向けて誘導しながら、軸周り方向位置決め部8によってプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせることができる。
<コネクタガイド機構の動作>
このようなコネクタガイド機構1は、以下に説明するプラグ2の挿抜動作を行うことができる。以下、図4〜図6を参照して、コネクタガイド機構1の動作につき説明する。図4〜図6は、それぞれ、本実施形態に係るコネクタガイド機構1の動作説明図である。
ここでは、手首が回転不能な低機能なロボットハンド(図示せず)が、床面等に置かれているプラグ2をソケット3の設置場所に移動させて、プラグ2をソケット3に差し込む(挿入する)場合を想定して説明する。また、ロボットハンドは、カメラによって撮像されたプラグ側ガイド4のマーキングMPに基づいてプラグ側ガイド4の向きを識別しており、その向きに基づいて、大まかな差し込み動作(挿入動作)を実行するものとして説明する。
この場合に、ロボットハンドは、まず、リング部材5を把持してプラグ2及びプラグ側ガイド4を持ち上げる。このとき、プラグ2及びプラグ側ガイド4が、自重によってリング部材5の内部で重力方向に移動する。その結果、プラグ側ガイド4の当接部44がリング部材5の後方側(ケーブル91側)の側面部分と当接した状態になる。このとき、ロボットハンドは、リング部材5を介してプラグ2及びプラグ側ガイド4を揺動可能に支持した状態になっている。
次に、ロボットハンドは、リング部材5を把持した状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3の設置場所に移動させて、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41をソケット側ガイド6の開口部61に挿入するように、動作する。
図4及び図5は、ともに、プラグ2の中心軸CP(図5参照)の方向とソケット3の中心軸CS(図5参照)の方向とを一致させた状態で、ロボットハンドがプラグ2をソケット3に差し込む場合において、差し込む直前のプラグ側ガイド4及びソケット側ガイド6の状態を示している。図4は、その場合において、正面側から見た状態を示している。また、図5は、内部の状態を示している。図4及び図5に示す状態は、ソケット2がロボットハンドの設置場所に対して平行に配置されている場合に、なり易い。
図4及び図5に示す状態において、リング部材5は、ロボットハンドの挿抜方向(図5に示す矢印Aaの方向参照)や、ロボットハンドの挿抜方向に直交する方向(図5に示す矢印Abの方向参照)に移動可能な状態になっている。
図4及び図5に示す状態において、ロボットハンドは、リング部材5をソケット3側に移動させることによって、プラグ2をソケット3に差し込む。このとき、まず、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41がソケット側ガイド6の開口部61の内部に入り込み、続けて、プラグ側ガイド4の突起部45がソケット側ガイド6のガイド溝65の入口部分に入り込む。
ガイド溝65の入口部分の対向面は、傾斜面として形成されている。突起部45は、ガイド溝65の入口部分に入り込む際に、ガイド溝65の入口部分の傾斜面に当接する。これにより、突起部45を介して摩擦抵抗力がプラグ2及びプラグ側ガイド4にかかるため、プラグ2及びプラグ側ガイド4の移動速度が低下する。そのため、リング部材5が、プラグ側ガイド4の当接部43側に移動する。その結果、リング部材5の前方側(先端部21側)の側面部分がプラグ側ガイド4の当接部43と当接した状態になる。これにより、ロボットハンドは、リング部材5を介してプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧することが可能になる。
リング部材5は、軸周り方向に回転可能な状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4を支持している。そのため、ロボットハンドがプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧すると、プラグ側ガイド4の突起部45がガイド溝65の入口部分の傾斜面に沿ってガイド溝65の底部分に向かって移動し、これに伴って、プラグ2及びプラグ側ガイド4がリング部材5の内部で軸方向に回転する。これにより、突起部45及びガイド溝65(すなわち、軸周り方向位置決め部8(図1及び図2参照))は、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせる。
この後、ロボットハンドがさらにプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧すると、プラグ2のピン23とソケット3のコンタクト33とが嵌合して、プラグ2とソケット3とが電気的に接続された状態になる。これにより、プラグ2のソケット3への差し込みが完了する。このとき、プラグ側ガイド4の2本のラインLP(図4参照)及びソケット側ガイド6の2本のラインLS(図4参照)は、対応するライン同士で1本の線になる。
また、ロボットハンドは、プラグ2のソケット3からの抜き取り時に、リング部材5を把持し、リング部材5を把持した状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41をソケット側ガイド6の開口部61から抜き取るように、動作する。これにより、プラグ2のソケット3からの抜き取りが行われる。
一方、図6は、プラグ2の中心軸CP(図5参照)の方向がソケット3の中心軸CS(図5参照)の方向に対して傾いている状態で、ロボットハンドがプラグ2をソケット3に差し込む場合において、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41がソケット側ガイド6の開口部61の内部に挿入されているときのプラグ側ガイド4及びソケット側ガイド6の状態を示している。図6は、その場合において、正面側から見た内部の状態を示している。図6に示す状態は、ソケット2がロボットハンドの設置場所に対して傾斜して配置されている場合に、なり易い。
図6に示す状態において、プラグ2の先端部21がソケット側ガイド6の開口部61の斜面に当接する。これにより、プラグ2の先端部21を介して摩擦抵抗力がプラグ2及びプラグ側ガイド4にかかるため、プラグ2及びプラグ側ガイド4の移動速度が低下する。そのため、リング部材5が、プラグ側ガイド4の当接部43側に移動する。その結果、リング部材5の前方側(先端部21側)の側面部分がプラグ側ガイド4の当接部43と当接した状態になる。これにより、ロボットハンドは、リング部材5を介してプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧することが可能になる。
このとき、リング部材5は、リング部材5の内周部分52とプラグ側ガイド4の胴体部42との間に間隙SPが形成されているため、揺動可能な状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4を支持している。そのため、コネクタガイド機構1は、ロボットハンドの挿入方向(押圧方向)Acに対してプラグ2及びプラグ側ガイド4を傾斜させることができる。
ロボットハンドがプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧すると、プラグ2の先端部21がソケット側ガイド6の開口部61の斜面に沿ってソケット3側に向かって移動する。その際に、プラグ側ガイド4の突起部45がソケット側ガイド6のガイド溝65の入口部分に入り込む。
この後、ロボットハンドがプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧すると、プラグ側ガイド4の突起部45がガイド溝65の入口部分の傾斜面に沿ってガイド溝65の底部分に向かって移動し、これに伴って、プラグ2及びプラグ側ガイド4がリング部材5の内部で軸方向に回転する。これにより、突起部45及びガイド溝65(すなわち、軸周り方向位置決め部8(図1及び図2参照))は、プラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせる。
この後、ロボットハンドがさらにプラグ2及びプラグ側ガイド4をソケット3に向けて押圧すると、プラグ2のピン23とソケット3のコンタクト33とが嵌合して、プラグ2とソケット3とが電気的に接続された状態になる。これにより、プラグ2のソケット3への差し込みが完了する。
係る構成において、コネクタガイド機構1は、プラグ側ガイド4の胴体部分42とリング部材5の内周部分52との間の間隙SPにより、プラグ2の中心軸CPの方向とソケット3の中心軸CSとのずれを吸収することができる。
また、コネクタガイド機構1は、プラグ2のソケット3への差し込み時に、ソケット側ガイド6の漏斗状に形成された開口部61の斜面によってプラグ2の先端部21をソケット3側に向けて誘導しながら、軸周り方向位置決め部8によってプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41を軸周り方向の所定位置に合わせることができる。
そのため、コネクタガイド機構1は、たとえプラグ2の中心軸CPの方向がソケット3の中心軸CSの方向に対して傾いている場合であっても、手首が回転不能な低機能なロボットハンドがリング部材5を挿入方向(押圧方向)Acに移動させるだけで、プラグ2を良好に挿入することができる。
また、ロボットハンドは、プラグ2のソケット3からの抜き取り時に、リング部材5を把持し、リング部材5を把持した状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4の先端部21,41をソケット側ガイド6の開口部61から抜き取るように、動作する。
このとき、コネクタガイド機構1は、リング部材5が揺動可能な状態でプラグ2及びプラグ側ガイド4を支持しているため、たとえプラグ2の中心軸CPの方向がソケット3の中心軸CSの方向に対して傾いている場合であっても、手首が回転不能な低機能なロボットハンドがリング部材5を抜き取り方向(図6に示す挿入方向Acとは逆の方向)に移動させるだけで、プラグ2を良好に抜き取ることができる。
以上の通り、本実施形態に係るコネクタガイド機構1によれば、たとえプラグ2の中心軸CPの方向がソケット3の中心軸CSの方向に対して傾いている場合であっても、手首が回転不能な低機能なロボットハンドがリング部材5を挿入方向Ac又は抜き取り方向(挿入方向Acとは逆の方向)に移動させるだけで、プラグ2を良好に挿抜することができる。
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
[変形例]
例えば、コネクタガイド機構1は、図7に示すコネクタガイド機構1aのように変形することができる。図7は、変形例に係るコネクタガイド機構1aの概略構成図である。
図7に示すように、コネクタガイド機構1aは、実施形態に係るコネクタガイド機構1と比較すると、プラグ側ガイド4及びソケット側ガイド6の代わりに、プラグ側ガイド4a及びソケット側ガイド6aを有する構成になっている。
プラグ側ガイド4aは、先端部41aが角錐台状に形成されたガイド部材である。
ソケット側ガイド6aは、開口部61aがプラグ側ガイド4aの先端部41aとは逆型の角錐台状に形成されたガイド部材である。
係る構成において、軸周り方向位置決め部は、プラグ側ガイド4aの先端部41aの角部分とソケット側ガイド6aの開口部61aの角部分とによって構成されている。
1,1a コネクタガイド機構
2 プラグ
3 ソケット
4,4a プラグ側ガイド
5 リング部材
6,6a ソケット側ガイド
7 軸方向規制部
8 軸周り方向位置決め部
21,41a,41a 先端部
23 ピン(導電性接続部)
33 コンタクト(導電性接続部)
41,41a 先端部
42 胴体部
43,44 当接部
43a,44a 突起部(回転止め部)
45 突起部
51 外周部分
51a 平坦面
52 内周部分
61,61a 開口部
65 ガイド溝
91 ケーブル
Aa 軸方向
Ab 直交方向
Ar 軸周り方向
CP プラグ側中心軸
CS ソケット側中心軸
LP 挿入位置合わせライン
LS 挿入位置合わせライン
MP 方向識別用マーキング
SP 間隙

Claims (9)

  1. プラグと、
    ソケットと、
    前記プラグに取り付けられたプラグ側ガイドと、
    リングの内周部分と前記プラグ側ガイドの胴体部との間に任意の大きさの間隙が形成されるように、前記プラグ側ガイドの胴体部に取り付けられたリング部材と、
    前記ソケットに取り付けられたソケット側ガイドとを有し、
    前記プラグ側ガイドは、前記リング部材の軸方向の移動範囲を規制する軸方向規制部を備えており、
    前記ソケット側ガイドは、前記プラグの前記ソケットへの差し込み時に前記プラグ及び前記プラグ側ガイドの先端部が挿入される開口部を備えており、
    前記開口部は、前記ソケットを中心にして漏斗状に形成されており、
    前記プラグ側ガイド及び前記ソケット側ガイドは、前記プラグの前記ソケットへの差し込み時に前記プラグ及び前記プラグ側ガイドの先端部を軸周り方向の所定位置に合わせる軸周り方向位置決め部を備えている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  2. 請求項1に記載のコネクタガイド機構において、
    前記プラグ側ガイドの胴体部の径方向断面は、非円形状に形成されており、
    前記間隙は、前記リング部材を軸周り方向に回転させる場合に、前記リングの内周部分の一部分が非円形状に形成された前記プラグ側ガイドの胴体部の一部分と当接することによって、前記リング部材の軸周り方向の回転を規制する程度の大きさに設定されており、
    前記リング部材の外周部分には、ロボットハンドによって把持される1乃至複数の平坦面が形成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のコネクタガイド機構において、
    前記プラグ側ガイドの先端部は、円錐台状に形成されており、
    前記ソケット側ガイドの開口部は、前記プラグ側ガイドの先端部とは逆形状の漏斗状に形成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のコネクタガイド機構において、
    前記軸周り方向位置決め部は、径方向に突出するように、前記プラグ側ガイドの先端部に形成された突起部と、当該突起部が内部に入り込むように、前記ソケット側ガイドの前記開口部に形成されたガイド溝とによって構成されており、
    前記ガイド溝は、前記ソケットの軸方向に沿って延在して形成されており、かつ、少なくとも突起部が入り込む入口部分が入口側に向かって拡幅するように、入口部分の対向面が対称的に傾斜して形成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  5. 請求項4に記載のコネクタガイド機構において、
    前記突起部と前記ガイド溝とが、3組以上形成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  6. 請求項5に記載のコネクタガイド機構において、
    前記突起部と前記ガイド溝とが、軸方向視でT字状に3組形成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のコネクタガイド機構において、
    前記軸方向規制部は、前記リング部材の後方側の側面部分と当接するように前記プラグ側ガイドの胴体部のケーブルに近い側に形成された当接部と、前記リング部材の前方側の側面部分と当接するように前記プラグ側ガイドの胴体部の前記ソケットに近い側に形成された当接部とによって構成されている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のコネクタガイド機構において、
    前記プラグ側ガイドは、当該プラグ側ガイドの方向を識別するための目印となるマーキングを備えている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載のコネクタガイド機構において、
    前記プラグ側ガイド及び前記ソケット側ガイドは、それぞれ、前記プラグの前記ソケットへの差し込み時の嵌合位置を識別するための目印となるラインを備えている
    ことを特徴とするコネクタガイド機構。
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