JP6604990B2 - コネクタユニット、およびコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気的接続に用いられるコネクタユニットに関する。また、コネクタユニットを構成するコネクタに関する。

電気的接続に用いられるコネクタユニットとしては、導電性のピンを備える第１コネクタと、ピンを挿入可能な導電性のソケット部を備える第２コネクタと、を有するものが知られている。特許文献１に記載のコネクタユニットでは、第２コネクタのソケット部は、厚み方向に積層された２枚の板バネと、これら２枚の板バネを収容するハウジングとを備える。２枚の板バネは、波状であり、ハウジング内において、互いの波の位相が反対となるようにして積層されている。２枚の板バネは、ピンの挿入方向の離間した２か所に互いに接触する接点部を備え、接点部の前後に互いに離間する離間部を備える。

第１コネクタと第２コネクタとの接続に際して、第１コネクタのピンは、第２コネクタのソケット部の２枚の板バネの間に進入する。そして、２か所の接点部において、２枚の板バネに挟持される。これにより、第１コネクタと第２コネクタとの電気的な接続が確保される。

実開平５−４３４７９号公報

特許文献１のコネクタユニットでは、第１コネクタと第２コネクタとを接続する際に、接点部において、第１コネクタのピンと第２コネクタの板バネとが摺接する。従って、第１コネクタと第２コネクタとの接続と接続の解除とを繰り返すと、接点部（電気的な接点）が摩耗してしまうという問題がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電気的な接点が摩耗してしまうことを防止できるコネクタユニットを提供することにある。また、このようなコネクタユニットを構成するためのコネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のコネクタユニットは、外周面に環状の外周面部分を備える第１コネクタと、前記外周面部分に外周側から着脱可能に装着される第２コネクタと、を有し、前記第１コネクタは、前記外周面部分に導通部を有する筒状の導電性部材を備え、前記第２コネクタは、前記外周面部分に外周側から接触可能な円弧形状部分を有する導電性の弾性部材と、前記弾性部材を、前記第１コネクタに対向する内側面が前記導通部に接触する導通位置と当該内側面が前記導通部から外周側に離間する離間位置との間で変位させる開閉機構と、を備えることを特徴とする。

本発明では、第１コネクタの外周面部分の導通部と第２コネクタの導電性の弾性部材とが第１コネクタと第２コネクタとの間を電気的に接続する接点を構成する。ここで、第２コネクタの弾性部材は、開閉機構によって、内側面が導通部から外周側に離間する離間位置に変位させることができる。従って、第１コネクタと第２コネクタとを接続する際には、第２コネクタの弾性部材が第１コネクタの外周面部分の外周側に配置されるまでの間、
開閉機構によって弾性部材を離間位置に変位させておけば、第１コネクタの導通部と第２コネクタの弾性部材とが摺接することを回避できる。また、第１コネクタと第２コネクタとの接続を解除する際には、開閉機構によって第２コネクタの弾性部材を離間位置に変位させた後に、第１コネクタと第２コネクタとを離間させれば、第１コネクタの導通部と第２コネクタの弾性部材とが摺接することを回避できる。よって、第１コネクタと第２コネクタとの接続と接続の解除を繰り返しても、これらの電気的な接点が摩耗することを防止できる。

また、本発明では、前記第１コネクタは、前記外周面部分を備える筒状の導電性部材を備え、前記弾性部材は、前記導電性部材に外周側から接触可能な円弧形状部分を備え、前記開閉機構は、前記円弧形状部分の内径寸法を変化させる。第１コネクタにおいて導通部が設けられている部材が筒状の導電性部材なので、第１コネクタの側の配線を導電性部材の内側から当該導電性部材に接続することができる。従って、配線と電気的な接点とが干渉することを回避できる。また、弾性部材が円弧形状部分を備え、開閉機構が円弧形状部分の内径を変化させるものであれば、開閉機構によって弾性部材を導電性部材の外周面に密着させること、および、弾性部材を導電性部材の外周面から離間させることが容易である。また、このようにすれば、第２コネクタの接点である弾性部材の円弧形状部分の内側に異物が侵入した場合でも、その異物は弾性部材の円弧形状部分の軸線方向に脱落しやすい。よって、２つのコネクタの電気的な接点の間に異物が進入しやすい環境下でコネクタユニットを使用した場合でも、第１コネクタと第２コネクタとを確実に接続することができる。

さらに、本発明では、前記弾性部材は、導電性の金属からなる板バネであり、前記円弧
形状部分において、その厚み方向を前記導電性部材の軸線と直交する方向に向けており、前記弾性部材が前記導通位置に変位したときに、前記導電性部材と前記弾性部材とは、面で接触する。このようにすれば、第１コネクタと第２コネクタとの電気的な接点が面で構成されるので、第１コネクタと第２コネクタとの間に大電流を流すことが可能となる。

また、本発明では、前記外周面部分には、凸部および凹部のいずれか一方が設けられており、前記円弧形状部分には、その内側面に前記凸部および前記凹部のいずれか他方が設けられており、前記弾性部材が前記導通位置に変位したときに、前記外周面部分に設けられた凸部および凹部のいずれか一方と、前記円弧形状部分に設けられた前記凸部および前記凹部のいずれか他方とが嵌合する。このようにすれば、円弧形状部分の軸線方向において第１コネクタと第２コネクタとを離間させる力が加わった場合でも、凹部と突部との嵌合により、第１コネクタが第２コネクタから抜けることを防止できる。

本発明において、前記第１コネクタは、前記外周面部分の軸線方向の一方側に絶縁性を備える環状の第１外周面部分を備え、他方側に絶縁性を備える環状の第２外周面部分を備え、前記第２コネクタは、前記弾性部材を内部に収容するハウジングを備え、前記ハウジングは、前記円弧形状部分の内側を経由して当該ハウジングを前記軸線方向に貫通する貫通穴と、前記軸線方向における前記弾性部材の一方側で前記貫通穴の内壁面に取り付けられた環状の第１シール部材と、前記軸線方向における前記弾性部材の他方側で前記貫通穴の内壁面に取り付けられた環状の第２シール部材と、を備え、前記第１コネクタが前記貫通穴に挿入されて前記外周面部分が前記円弧形状部分の内周側に位置したときに、前記第１シール部材が前記第１外周面部分に当接して当該第１外周面部分と前記ハウジングとの間をシールし、前記第２シール部材が前記第２外周面部分に当接して当該第２外周面部分と前記ハウジングとの間をシールするものとすることができる。このようにすれば、水中においても、第１コネクタおよび第２コネクタの電気的な接続と接続の解除を安全に行うことが可能となる。

本発明において、前記第１コネクタとして、前記外周面部分の軸線方向に同軸に配列された複数の前記第１コネクタを備え、前記第２コネクタとして、複数の前記第１コネクタと同数の複数の前記第２コネクタを備え、複数の前記第２コネクタは、前記軸線方向に配列されており、各第２コネクタが複数の前記第１コネクタのそれぞれに着脱可能に装着されるものとすることができる。このようにすれば、電気的な接点を複数備える多チャンネルのコネクタユニットを構成できる。

本発明において、複数の前記第２コネクタの各開閉機構を同期して動作させるリンク機構を有することが望ましい。このようにすれば、第２コネクタの導電性の各弾性部材を同期して変位させることができる。

本発明のコネクタユニットによれば、電気的な接続と接続の解除を繰り返した場合でも、接点が摩耗してしまうことを防止できる。

本発明を適用したコネクタユニットの斜視図である。 第１コネクタの説明図である。 第２コネクタの説明図である。 開閉機構およびリンク機構の説明図である。 コネクタユニットの接続解除状態および接続状態の説明図である。 コネクタユニットの接続状態の説明図である。 変形例のコネクタユニットの説明図である。 変形例のコネクタユニットの接続状態の説明図である。 第１コネクタの導電性部材と第２コネクタの板バネの変形例の説明図である。 第２コネクタの変形例の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したコネクタユニットを説明する。

（全体構成）
図１は本発明を適用したコネクタユニットの斜視図である。図１（ａ）はコネクタの接続が解除されている状態であり、図１（ｂ）はコネクタが接続されている状態である。本発明のコネクタユニット１は、複数の配線を電気的に接続する多チャンネルのコネクタユニットである。図１（ａ）に示すように、コネクタユニット１は、第１コネクタ３と、第１コネクタ３に着脱可能に接続される第２コネクタ４と、を備える。コネクタユニット１は、第１コネクタ３に接続された３本の第１配線５と、第２コネクタ４に接続された３本の第２配線６とを接続する。

第１コネクタ３は、円柱形状をしており、軸線方向の一方側から他方側に向かって小径軸部１１と小径軸部１１よりも外径寸法が大きい大径軸部１２を備える。小径軸部１１における大径軸部１２とは反対側は先細りの形状とされている。小径軸部１１には、軸線Ｌ
方向で離間する３か所に導通部１４を備える。３つの導通部１４は第１コネクタ３の軸線Ｌ方向で等間隔に設けられている。また、３つの導通部１４のＺ軸方向の両側には、それぞれ絶縁性を有する環状の絶縁性外周面部分１１ａが設けられている。

第２コネクタ４は、第１コネクタ３の軸線Ｌ方向に配列された３つのコネクタモジュール１５と、各コネクタモジュール１５を同期して操作するための操作部材１６を備える。各コネクタモジュール１５は偏平な直方体形状のハウジング１８を備えており、各ハウジング１８が軸線Ｌ方向に積層されて、一体とされている。ハウジング１８は、第１コネクタ３の小径軸部１１を貫通させる接続用貫通穴１８ａを備える。また、ハウジング１８は、操作部材１６を貫通させる操作用貫通穴１８ｂを備える。なお、以下の説明では、第１コネクタ３の軸線Ｌ方向をＺ軸方向とし、小径軸部１１が位置する側を−Ｚ方向、大径軸部１２が位置する側を＋Ｚ方向とする。

（第１コネクタ）
図２を参照して第１コネクタを説明する。図２（ａ）は第１コネクタ３の断面図であり、図２（ｂ）は、第１コネクタ３の電気的な接点となる導電性部材２３の斜視図である。第１コネクタ３は、小径軸部１１および大径軸部１２を備える棒状部材２１を備える。棒状部材２１は絶縁性を備える。小径軸部１１の外周面には、軸線Ｌ方向で等間隔に離間する３か所に環状凹部２２が設けられている。環状凹部２２には、図２（ｂ）に示す筒状の導電性部材２３が取り付けられている。３つの導電性部材２３は、小径軸部１１と同軸であり、互いに同軸に配列されている。導電性部材２３の外周面において径方向の外側を向く外周面部分（導通部１４）は、小径軸部１１の外周面と段差なく連続する。

大径部分の＋Ｚ方向の端面には、円形凹部２５が設けられている。また、大径軸部１２および小径軸部１１には、円形凹部２５から小径軸部１１の環状凹部２２のそれぞれに連通する配線経路２６が設けられている。ここで、円形凹部２５には、＋Ｚ方向から弾性のシール部材２７が挿入されている。シール部材２７には３本の第１配線５を貫通させる貫通穴２８が設けられている。各第１配線５は、シール部材２７を貫通した後に、配線経路２６を通過して、各導電性部材２３の内側面に電気的に接続されている。

（第２コネクタおよび操作部材）
図３は第２コネクタ４の説明図である。図３（ａ）はコネクタモジュール１５を＋Ｚ方向から見た場合の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図３（ｄ）は導電性弾性部材の平面図である。図４は操作部材１６の斜視図である。第２コネクタ４を構成する各コネクタモジュール１５は、ハウジング１８と、ハウジング１８内に収容された板バネ３１（導電性の弾性部材）と、板バネ３１を変位させる開閉機構３２（図４参照）を備える。

板バネ３１は銅製などの金属製である。図３（ｄ）に示すように、板バネ３１は、円弧形状部分３４と、円弧形状部分３４の両端（解放端）から外周側に延びる２本の操作部分３５と、２本の操作部分３５それぞれの端から互いに離間する方向に延びる延設部分３６とを備える。板バネ３１をＺ軸方向から見た場合の形状は、円弧形状部分３４の中心を通過して２本の操作部分３５の中心を通過する仮想線を中心とした線対称である。

円弧形状部分３４はＣ字形状をしている。すなわち、円弧形状部分３４は、１８０°よりも大きな角度範囲に渡って湾曲している。板バネ３１は、円弧形状部分３４において、その厚さ方向を径方向に向けている。また、板バネ３１は、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、軸線Ｌ方向の高さ寸法が軸線Ｌと直交する径方向の厚さ寸法よりも長い。ここで、自然状態における円弧形状部分３４の内径寸法Ｄ０は、第１コネクタ３の小径軸部１１および導電性部材２３の外径寸法Ｆ１（図５参照）よりも短い。２つの延設部分３
６のうちの一方の延設部分３６には、第２配線６が接続されている。第２配線６は、ハウジング１８に設けられた配線用穴を介して、ハウジング１８の外部から内部に導入されている。

ハウジング１８は、Ｚ軸方向で対向する底板部４１および天井板部４２と、Ｚ方向で底板部４１と天井板部４２との間に位置する枠状部４３を備える。ハウジング１８の内部には、底板部４１、天井板部４２、および枠状部４３により板バネ収容空間４４が区画されている。接続用貫通穴１８ａおよび操作用貫通穴１８ｂは底板部４１をＺ方向に貫通し、板バネ収容空間４４を経由して、天井板部４２をＺ軸方向に貫通する。板バネ３１は、板バネ収容空間４４内において、接続用貫通穴１８ａの中心と円弧形状部分３４の中心とがほぼ一致するようして配置される。従って、接続用貫通穴１８ａは、板バネ３１の円弧形状部分３４の内側を経由して、ハウジング１８をＺ軸方向に貫通している。また、板バネ３１は、板バネ収容空間４４内において、操作用貫通穴１８ｂの中心が、平行に延びる２本の操作板部分の間に位置するようにしてハウジング１８内に支持される。従って、操作用貫通穴１８ｂは、２本の操作板部分の間を経由して、ハウジング１８をＺ軸方向に貫通している。ここで、板バネ３１は、板バネ収容空間４４に遊嵌した状態で収容されている。すなわち、板バネ３１は、板バネ収容空間４４内において変形可能な状態でハウジング１８に支持されている。

各コネクタモジュール１５の開閉機構３２は、図４に示すように、操作部材１６の一部分として構成されている。操作部材１６は、絶縁性の部材であり、各コネクタモジュール１５の開閉機構３２を、接続部４８（リンク機構）を介して、Ｚ軸方向に連結したものである。操作部材１６は、Ｚ軸方向に等間隔で配列された３つの開閉機構３２と、Ｚ軸方向で隣り合う開閉機構３２を接続する２つの接続部４８と、Ｚ軸方向に配列された３つの開閉機構３２の＋Ｚ方向の端部分に設けられたハンドル４９と、Ｚ軸方向に配列された３つの開閉機構３２の−Ｚ方向の端部分に設けられたストッパ部５０とを備える。

開閉機構３２は、操作部材１６が各コネクタモジュール１５のハウジング８の操作用貫通穴１８ｂを貫通した状態とされることにより、板バネ３１の２本の操作部分３５の間に構成される。開閉機構３２（操作部材１６）は板バネ３１に対してＺ軸方向に相対移動して、これら２本の操作部分３５の間隔を変化させる。また、開閉機構３２（操作部材１６）は、板バネ３１の２本の操作部分３５の間隔を変化させることにより、円弧形状部分３４を変形させて（開閉して）、円弧形状部分３４の内径寸法を変化させる。

各開閉機構３２は、Ｚ軸方向に延びる小径柱部５１と、小径柱部５１の−Ｚ方向の端から−Ｚ方向に向かって外周側に広がるテーパー部５２と、テーパー部５２の−Ｚ方向の端から−Ｚ方向に延びる大径柱部５３と、を備える。小径柱部５１の外径寸法は、板バネ３１が自然状態にあるときの２本の操作部分３５の隙間の間隔と実質的に同一か、当該間隔よりも短い。従って、小径柱部５１が２本の操作部分３５の間に位置するときに、小径柱部５１と２本の操作部分３５との当接によって板バネ３１の円弧形状部分３４が外側に開くことはない。大径柱部５３の外径寸法は、小径柱部５１分の外径寸法よりも大きい。従って、操作部材１６がＺ軸方向に移動して、大径柱部５３が２本の操作部分３５の間に位置すると、大径柱部５３が２本の操作部分３５を互いに離間する方向に押し広げる。これにより、板バネ３１の円弧形状部分３４は外側に開かれる。換言すれば、大径柱部５３が２本の操作部分３５の間に位置すると、小径柱部５１が２本の操作部分３５の間に位置する場合と比較して、円弧形状部分３４の内径寸法が長くなる。

次に、操作部材１６の接続部４８は、−Ｚ方向の端に位置する開閉機構３２の小径柱部５１の＋Ｚ方向の端部分と、中間に位置する開閉機構３２の大径柱部５３とを接続する。また、操作部材１６の接続部４８は、中間に位置する開閉機構３２の小径柱部５１の＋Ｚ
方向の端部分と、＋Ｚ方向の端に位置する開閉機構３２の大径柱部５３とを接続する。操作部材１６のハンドル４９は、＋Ｚ方向の端に位置する開閉機構３２の小径柱部５１の先端部分が接続されるストッパ部分４９ａと、ストッパ部分４９ａから＋Ｚ方向の側に延びる把持部分４９ｂとを備える。操作部材１６のストッパ部５０は、−Ｚ方向の端に位置する開閉機構３２の大径柱部５３の−Ｚ方向の側に当該大径柱部５３と同軸に設けられている。

（第１コネクタと第２コネクタとの接続）
図５（ａ）は第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続解除状態の説明図であり、図５（ｂ）は第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続状態の説明図である。図５（ａ）および図５（ｂ）の上段の図は、第２コネクタ４を操作用貫通穴１８ｂの中心を通過する平面で切断した縦断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）の下段の図は、コネクタモジュール１５を、軸線Ｌと直交してコネクタモジュール１５の中心を通過する平面で切断した横断面図である。図６は第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続状態を第１コネクタ３の軸線Ｌを通過する平面で切断したコネクタユニット１の縦断面図である。

第１コネクタ３と第２コネクタ４とを接続する前の状態は、図１（ａ）に示す状態である。この状態では、図５（ａ）の上段の図に示すように、第２コネクタ４の操作部材１６は、ストッパ部５０が−Ｚ方向の端に位置するコネクタモジュール１５のハウジング１８に−Ｚ方向から当接する開位置１６Ａにある。

また、この状態では、図５（ａ）の上段の図に示すように、３つの開閉機構３２のそれぞれの大径柱部５３が、各コネクタモジュール１５の板バネ３１の２本の操作部分３５の間に位置している。ここで、大径柱部５３が板バネ３１の操作部分３５の間に位置する状態では、板バネ３１の操作部分３５の間は板バネ３１が自然状態にあるときよりも広がるので、円弧形状部分３４も、板バネ３１が自然状態にあるときよりも、広がっている。従って、板バネ３１の円弧形状部分３４は、自然状態のときの内径寸法Ｄ０よりも長い内径寸法Ｄ１を備える。ここで、図５（ａ）の下段の図に示すように、円弧形状部分３４の内径寸法Ｄ１は、第１コネクタ３の棒状部材２１の小径軸部１１の外径寸法Ｆ１よりも長い寸法である。

また、大径柱部５３が板バネ３１の操作部分３５の間に位置すると、板バネ３１は、その円弧形状部分３４が接続用貫通穴１８ａの外周側に位置する離間位置３１Ａに配置される。板バネ３１が離間位置３１Ａに配置されると、板バネ３１は、ハウジング１８の接続用貫通穴１８ａから内側に露出しない状態となる。

第１コネクタ３と第２コネクタ４とを接続する際には、第１コネクタ３の小径軸部１１を、第２コネクタ４の各コネクタモジュール１５の接続用貫通穴１８ａに貫通させる。そして、図１（ｂ）に示すように、大径軸部１２を、＋Ｚ方向の端に位置するコネクタモジュール１５のハウジング１８に当接させる。

大径軸部１２を＋Ｚ方向の端に位置するコネクタモジュール１５のハウジング１８に当接させると、各コネクタモジュール１５の板バネ３１は、第１コネクタ３の導通部１４（導電性部材２３）の外周側に位置した状態となる。ここで、第１コネクタ３の小径軸部１１を第２コネクタ４のハウジング１８の接続用貫通穴１８ａを貫通させる際には、板バネ３１は、その円弧形状部分３４が接続用貫通穴１８ａの外周側に変位した離間位置３１Ａに配置されている。従って、第１コネクタ３の導通部１４と板バネ３１の円弧形状部分３４とは離間しており、これらが接触することはない。

次に、操作部材１６のハンドル４９の把持部分４９ｂを把持して、操作部材１６を、第
２コネクタ４に対して−Ｚ方向に押し込む。そして、操作部材１６を、ハンドル４９のストッパ部分４９ａが＋Ｚ方向の端に位置するコネクタモジュール１５のハウジング１８当接する閉位置１６Ｂに配置する。

操作部材１６が閉位置１６Ｂに配置された状態では、図５（ｂ）に示すように、操作部材１６の小径柱部５１（開閉機構３２の小径柱部５１）が各コネクタモジュール１５の板バネ３１の操作部分３５の間に位置する。従って、板バネ３１は、その弾性復帰力により、円弧形状部分３４の内径寸法が第１コネクタ３の小径軸部１１の外径寸法Ｆ１よりも短い自然状態に復帰しようとする。この結果、板バネ３１は、円弧形状部分３４の内径寸法が第１コネクタ３の小径軸部１１の外径寸法Ｆ１と同一となる導通位置３１Ｂに配置される。図６に示すように、導通位置３１Ｂでは、板バネ３１は、その円弧形状部分３４の内周面が、第１コネクタ３の導通部１４（導電性部材２３の外周面）に面で接触した状態となる。よって、第１コネクタ３と第２コネクタ４とが電気的に接続される。すなわち、第１コネクタ３の３本の第１配線５と第２コネクタ４の３本の第２配線６とが接続される。

次に、第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続を解除する際には、閉位置１６Ｂに配置されている操作部材１６を、＋Ｚ方向に移動させて開位置１６Ａに配置する。操作部材１６が開位置１６Ａに配置されると、図５（ａ）に示すように、操作部材１６に構成されている３つの開閉機構３２のそれぞれの大径柱部５３が、各コネクタモジュール１５の板バネ３１の２本の操作部分３５の間に位置する。

大径柱部５３が板バネ３１の２本の操作部分３５の間に位置すると、図５（ａ）の下側の図に示すように、円弧形状部分３４の内径寸法Ｄ１が第１コネクタ３の棒状部材２１の小径軸部１１の外径寸法Ｆ１よりも長くなる。また、板バネ３１は、その円弧形状部分３４が接続用貫通穴１８ａの外周側に位置する離間位置３１Ａに配置され、ハウジング１８の接続用貫通穴１８ａから外側にオフセットされる。これにより、第１コネクタ３と第２コネクタ４との電気的な接続が解除される。

その後、第１コネクタ３と第２コネクタ４とをＺ軸方向で離間する方向に相対移動させて、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを分離する。ここで、第１コネクタ３の小径軸部１１を第２コネクタ４のハウジング１８の接続用貫通穴１８ａから抜き出す際には、板バネ３１は、その円弧形状部分３４が接続用貫通穴１８ａの外周側に変位した離間位置３１Ａに配置されている。従って、第１コネクタ３の導通部１４と板バネ３１の円弧形状部分３４とは離間しており、これらが接触することはない。

（作用効果）
本例では、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを接続する際には、第２コネクタ４の板バネ３１が第１コネクタ３の導通部１４の外周側に配置されるまでの間、開閉機構３２によって板バネ３１を離間位置３１Ａに変位させておくことにより、第１コネクタ３の導通部１４と第２コネクタ４の板バネ３１とが摺接することを回避できる。また、第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続を解除する際には、開閉機構３２によって第２コネクタ４の板バネ３１を離間位置３１Ａに変位させた後に、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを離間させることにより、第１コネクタ３の導通部１４と第２コネクタ４の板バネ３１とが摺接することを回避できる。よって、第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続と接続の解除を繰り返しても、電気的な接点を構成する導通部１４（導電性部材２３）と板バネ３１とが摩耗することを防止できる。

また、本例では、開閉機構３２が第２コネクタ４の側の接点となる板バネ３１の円弧形状部分３４の内径寸法を変化させている。従って、開閉機構３２によって板バネ３１を導電性部材２３の外周面に密着させること、および、板バネ３１を導電性部材２３の外周面
から離間させることが容易である。

さらに、第２コネクタ４の側の接点が板バネ３１であり、コネクタユニット１を接続したときに、第１コネクタ３の接点である筒状の導電性部材２３の外周面（導通部１４）と面で接触する。従って、第１コネクタ３と第２コネクタ４との間に大電流を流すことができる。

また、第２コネクタ４の側の電気的な接点である板バネ３１の円弧形状部分３４が、第１コネクタ３の電気的な設定である導通部１４の外周側に位置するので、２つのコネクタ３、４の電気的な接点の間に異物が侵入した場合でも、その異物はＺ軸方向に脱落しやすい。よって、２つのコネクタ３、４の間に異物が進入しやすい環境下でコネクタユニット１を使用した場合でも、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを確実に接続することができる。

さらに、本例では、第２コネクタ４は、操作部材１６が各コネクタモジュール１５の開閉機構３２を同期して動作させる接続部４８（リンク機構）を有する。これにより、第２コネクタ４の各板バネ３１を同期して変位させることができる。よって、操作部材１６の１回の操作によって、３つのコネクタモジュール１５の板バネ３１と、第１コネクタ３の３つの導通部１４との電気的な接続を一度に行うことができる。

（変形例）
図７は変形例のコネクタユニットの説明図である。なお、図７に示す変形例のコネクタユニット１Ａは上記のコネクタユニット１と対応する構成を備えるので、対応する部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。図７（ａ）は変形例のコネクタユニット１Ａの第２コネクタ４のコネクタモジュール１５を、接続用貫通穴１８ａの中心をＺ軸方向に通過する平面で切断した断面図である。図７（ａ）はコネクタユニット１における図３（ｂ）の断面図に対応する。図７（ｂ）は変形例のコネクタユニット１Ａの第２コネクタ４のコネクタモジュール１５を、操作用貫通穴１８ｂの中心をＺ軸方向に通過する平面で切断した断面図である。図７（ｂ）はコネクタユニット１における図３（ｃ）の断面図に対応する。

本例では、第２コネクタ４の各コネクタモジュール１５は、ハウジング１８に、第１シール部材５５と第２シール部材５６とを備える。第１シール部材５５および第２シール部材５６は、絶縁性の環状の弾性部材であり、本例では、Ｏリングである。図７（ａ）に示すように、第１シール部材５５は、底板部４１において接続用貫通穴１８ａを規定している底板部側接続用貫通穴部分５９の内壁面に形成された底板部側環状溝５９ａに挿入されて固定されている。また、第２シール部材５６は、天井板部４２において接続用貫通穴１８ａを規定している天井板部側接続用貫通穴部分６０の内壁面に形成された天井板部側環状溝６０ａに挿入されて固定されている。第１シール部材５５は板バネ３１の−Ｚ方向の側に位置し、第２シール部材５６は板バネ３１の＋Ｚ方向の側に位置する。

また、第２コネクタ４の各コネクタモジュール１５は、ハウジング１８に、第３シール部材５７と第４シール部材５８とを備える。第３シール部材５７および第４シール部材５８は、絶縁性の環状の弾性部材であり、本例では、Ｏリングである。図７（ｂ）に示すように、第３シール部材５７は、底板部４１において操作用貫通穴１８ｂを規定している底板部側操作用貫通穴部分６１の内壁面に形成された底板部側環状溝６１ａに挿入されて固定されている。また、第４シール部材５８は、天井板部４２において操作用貫通穴１８ｂを規定している天井板部側操作用貫通穴部分６２の内壁面に形成された天井板部側環状溝６２ａに挿入されて固定されている。第３シール部材５７は板バネ３１の−Ｚ方向の側に位置し、第４シール部材５８は板バネ３１の＋Ｚ方向の側に位置する。

ここで、本例では、図７（ｂ）に示すように、底板部側操作用貫通穴部分６１の内径寸法は、天井板部側操作用貫通穴部分６２の内径寸法よりも大きい。すなわち、底板部側操作用貫通穴部分６１は、操作部材１６の大径柱部５３の外径寸法に対応する内径寸法を備えており、当該底板部側操作用貫通穴部分６１の内壁面と大径柱部５３とはごく僅かな隙間を開けて対向している。また、天井板部側操作用貫通穴部分６２は、操作部材１６の小径柱部５１外径寸法に対応する内径寸法を備えており、当該天井板部側操作用貫通穴部分６２の内壁面と小径柱部５１とはごく僅かな隙間を開けて対向している。従って、底板部側環状溝６１ａに固定される第３シール部材５７の径寸法は、天井板部側環状溝６２ａに固定される第４シール部材５８の径寸法よりも大きい。

第３シール部材５７は、操作部材１６が開位置１６Ａと閉位置１６Ｂとの間を移動する間、操作部材１６の大径柱部５３（開閉機構３２の大径柱部５３）に摺接して、大径柱部５３とハウジング１８との間を液密にシールする。また、第４シール部材５８は、操作部材１６が開位置１６Ａと閉位置１６Ｂとの間を移動する間、操作部材１６の小径柱部５１（開閉機構３２の小径柱部５１）に摺接して、小径柱部５１とハウジング１８との間を液密にシールする。

なお、本例では、ハウジング１８は、天井板部４２の＋Ｚ方向の端面に、円形凹部６３を備える。円形凹部６３は、操作用貫通穴１８ｂと同軸で、底板部側操作用貫通穴部分６１の内径寸法と同一の内径寸法を備える。円形凹部６３は、操作部材１６が閉位置１６Ｂに配置されたときに、当該コネクタモジュール１５の＋Ｚ方向に位置するコネクタモジュール１５の開閉機構３２の大径柱部５３の−Ｚ方向の端部分を受け入れる。また、本例では、ハウジング１８に設けられた配線用穴と第２配線６との間が、ブッシュ、テープ、或いは、塗布剤などを用いて液密に封鎖されている。

（第１コネクタと第２コネクタとの接続）
第１コネクタ３と第２コネクタ４とを接続する際には、第２コネクタ４の操作部材１６を開位置１６Ａに配置して、板バネ３１を離間位置３１Ａに配置する。また、この状態で、第１コネクタ３の小径軸部１１を、第２コネクタ４の各コネクタモジュール１５の接続用貫通穴１８ａに貫通させて、大径軸部１２を、＋Ｚ方向の端に位置するコネクタモジュール１５のハウジング１８に当接させる。

大径軸部１２をハウジング１８に当接させると、離間位置３１Ａに配置された各コネクタモジュール１５の板バネ３１の円弧形状部分３４の内周側に、第１コネクタ３の各導通部１４（導電性部材２３）が位置する。また、第１シール部材５５は、第１コネクタ３の導通部１４の軸線方向の−Ｚ方向の側に設けられた絶縁性環状外周面部分１１ａ（第１外周面部分）に当接して、絶縁性環状外周面部分１１ａとハウジング１８との間を液密にシールする。また、第２シール部材５６は、第１コネクタ３の導通部１４の軸線方向の＋Ｚ方向の側に設けられた絶縁性環状外周面部分１１ａ（第２外周面部分）に当接して、絶縁性環状外周面部分１１ａとハウジング１８との間を液密にシールする（図８参照）。

その後、操作部材１６を−Ｚ方向に押し込んで閉位置１６Ｂに配置する。これにより、操作部材１６の小径柱部５１（開閉機構３２の小径柱部５１）が各コネクタモジュール１５の板バネ３１の操作部分３５の間に位置するので、板バネ３１は、円弧形状部分３４の内径寸法が第１コネクタ３の小径軸部１１の外径寸法Ｆ１と同一となる導通位置３１Ｂに配置される。この結果、板バネ３１は、その円弧形状部分３４の内周面が、第１コネクタ３の導通部１４（導電性部材２３の外周面）に面で接触した状態となる。よって、第１コネクタ３と第２コネクタ４とが電気的に接続される。すなわち、第１コネクタ３の３本の第１配線５と第２コネクタ４の３本の第２配線６とが接続される。

ここで、本例では、図８に示すように、電気的な接続を行う際に、電気的な接点を構成する導通部１４（導電性部材２３）と板バネ３１とは、小径軸部１１、ハウジング１８、第１シール部材５５および第２シール部材５６によって液密に区画された空間内に位置する。また、板バネ３１は、その全体が、小径軸部１１、ハウジング１８、第１シール部材５５、第２シール部材５６、第３シール部材５７、および、第４シール部材５８によって液密に区画された空間内に位置する。従って、本例のコネクタユニット１Ａによれば、水中においても、第１コネクタ３および第２コネクタの電気的な接続を安全に行うことができる。

次に、第１コネクタ３と第２コネクタ４との接続を解除する際には、閉位置１６Ｂに配置されている操作部材１６を開位置１６Ａに配置する。これにより、操作部材１６に構成されている３つの開閉機構３２のそれぞれの大径柱部５３が、各コネクタモジュール１５の板バネ３１の２本の操作部分３５の間に位置する。従って、板バネ３１は、円弧形状部分３４が接続用貫通穴１８ａの外周側に位置する離間位置３１Ａに配置される。これにより、第１コネクタ３と第２コネクタ４との電気的な接続が解除される。その後、第１コネクタ３と第２コネクタ４とをＺ軸方向で離間する方向に相対移動させて、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを分離する。

ここで、電気的な接続の解除が行われる際に、電気的な接点を構成する導通部１４（導電性部材２３）と板バネ３１とは、小径軸部１１、ハウジング１８、第１シール部材５５および第２シール部材５６によって液密に区画された空間内に位置する。また、板バネ３１は、その全体が、小径軸部１１、ハウジング１８、第１シール部材５５、第２シール部材５６、第３シール部材５７、および、第４シール部材５８によって液密に区画された空間内に位置する。従って、本例のコネクタユニット１Ａによれば、水中においても、第１コネクタ３および第２コネクタの電気的な接続の解除を安全に行うことができる。

また、本例のコネクタユニット１Ａにおいても、上記のコネクタユニット１と同様の作用、効果を得ることができる。

（導電性部材および板バネの変形例）
図９（ａ）は第１コネクタ３に用いることができる変形例の導電性部材２３ａであり、図９（ｂ）は第２コネクタ４に用いることができる変形例の板バネ３１ａである。図９に示す例では、導電性部材２３ａの軸線Ｌ方向の途中位置に円環状凹部６８を設け、板バネ３１ａの円弧形状部分３４の内周面の軸線Ｌ方向の途中位置に円環状凹部６８に嵌合する円弧形状凸部６９（凸部）を設けている。円環状凹部６８と円弧形状凸部６９とは、導電性部材２３ａの外周側に配置された板バネ３１ａが開閉機構３２によって導通位置３１Ｂに配置されると、互いに嵌合する。

このようにすれば、第１コネクタ３と第２コネクタ４とを接続した後に、これらを離間させる方向の力が加わった場合でも、円環状凹部６８と円弧形状凸部６９との嵌合により、第１コネクタ３（導電性部材２３ａ）が第２コネクタ４（板バネ３１ａ）から抜け落ちることを防止できる。

なお、本例では、板バネ３１ａが開閉機構３２によって離間位置３１Ａに配置されたときに、円弧形状凸部６９における内径寸法が、第１コネクタ３の小径軸部１１の外径寸法Ｆよりも長くなるように構成する。このようにすれば、接続用貫通穴１８ａを第１コネクタ３の小径軸部１１が貫通する際に、板バネ３１ａと小径軸部１１とが接触することを回避することができる。ここで、導電性部材２３の軸線Ｌ方向の途中位置に円環状の凸部を設け、板バネ３１の円弧形状部分３４の内周面の軸線Ｌ方向の途中位置に凸部に嵌合する
円弧形状の凹部を設けてもよい。なお、凸部および凹部は、円弧形状、或いは、円環状ではなく、周方向の一部分に設けられた凸部および凹部とすることもできる。

また、第２コネクタ４は、ハウジング１８内に、板バネ３１を円弧形状部分３４の内径寸法が小さくなる方向に付勢する付勢部材を備えてもよい。このようにすれば、板バネ３１の弾性復帰力と付勢部材の付勢力とによって、板バネ３１を導電性部材２３に確実に密着させることができる。

なお、上記のコネクタユニット１は、複数本の配線５、６を電気的に接続する多チャンネルのコネクタユニットであるが、コネクタユニットのチャンネル数は１つでもよい。すなわち、コネクタユニット１は、第１コネクタ３に筒状の導電性部材２３を１つ備え、第２コネクタ４は、コネクタモジュール１５を一つ備えるものとすることができる。すなわち、１つのコネクタモジュール１５を第２コネクタ４とすることができる。

（開閉機構の別の例）
図１０は、別の開閉機構を搭載した変形例のコネクタモジュールの説明図である。図１０（ａ）は変形例１のコネクタモジュール１５Ａの説明図であり、図１０（ｂ）は変形例２のコネクタモジュール１５Ｂの説明図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）において、左側の図は板バネ３１が離間位置３１Ａに位置する状態であり、右側の図は板バネ３１が導通位置３１Ｂに位置する状態である。

図１０（ａ）に示すコネクタモジュール１５Ａは、開閉機構３２Ａとして、Ｚ軸と平行な軸線Ｌ回りに回転可能な状態でハウジング１８に固定された操作部材７１を備える。操作部材７１は、Ｚ軸方向から見た場合に、楕円形状の開閉部７２と、開閉部７２の＋Ｚ方向に同軸に接続された摘み部７３と、を備える。開閉部７２は、コネクタモジュール１５Ａのハウジング１８内において、板バネ３１の２本の操作部分３５の間に挿入されている。摘み部７３はハウジング１８の外側に位置する。本例の開閉機構３２では、摘み部７３を回転させると、板バネ３１の２本の操作部分３５の間で楕円形状の開閉部７２が回転して、２本の操作部分３５の間の距離を変化させる。これにより、円弧形状部分３４の内径寸法を変化させることができるので、板バネ３１を離間位置３１Ａと導通位置３１Ｂとの間で変位させることができる。

図１０（ｂ）に示すコネクタモジュール１５Ｂでは、板バネ３１は、自然状態において、円弧形状部分３４の内径寸法が第１コネクタ３の小径軸部１１の外径寸法よりも大きいＤ１となっている。また、一対の操作部分３５は、円弧形状部分３４から離れるのに従って互いに離間する方向に延びている。一方、開閉機構３２Ｂは、Ｚ軸と平行な軸線Ｌ回りに回転可能な状態でハウジング１８に固定された操作部材７５を備える。操作部材７５は、ハウジング１８内において板バネ３１の２本の操作部分３５の外側に配置された一対の開閉操作部７６と、板バネ３１の＋Ｚ方向の側および−Ｚ方向の側において一対の開閉操作部７６を接続する接続部７７とを備える。本例では、操作部材７５を、接続部７７の中心をＺ軸方向に延びる軸線回り回転させて、一対の開閉操作部７６の軸線回りの角度位置を変更することにより、板バネ３１の２本の操作部分３５を接近する方向および離間する方向に変位させることができる。これにより、円弧形状部分３４の内径寸法を変化させることができるので、板バネ３１を離間位置３１Ａと導通位置３１Ｂとの間で変位させることができる。

１・１Ａ…コネクタユニット、３…第１コネクタ、４…第２コネクタ、５…第１配線、６…第２配線、８…ハウジング、１１…小径軸部、１１ａ…絶縁性外周面部分（第１外周面部分、第２外周面部分）、１２…大径軸部、１４…導通部、１５…コネクタモジュール、
１６…操作部材、１６Ａ…開位置、１６Ｂ…閉位置、１８…ハウジング、１８ａ…接続用貫通穴、１８ｂ…操作用貫通穴、２１…棒状部材、２２…環状凹部、２３・２３ａ…導電性部材、２５…円形凹部、２６…配線経路、２７…シール部材、２８…貫通穴、３１・３１ａ…板バネ（導電性の弾性部材）、３１Ａ…離間位置、３１Ｂ…導通位置、３２…開閉機構、３４…円弧形状部分、３５…操作部分、３６…延設部分、４１…底板部、４２…天井板部、４３…枠部、４４…板バネ収容空間、４８…接続部（リンク機構）、４９…ハンドル、４９ａ…ストッパ部分、４９ｂ…把持部分、５０…ストッパ部、５１…小径柱部、５２…テーパー部、５３…大径柱部、５５…第１シール部材、５６…第２シール部材、５７…第３シール部材、５８…第４シール部材、５９…底板部側接続用貫通穴部分、６０…天井板部側接続用貫通穴部分、６１…底板部側操作用貫通穴部分、６２…天井板部側操作用貫通穴部分、６４…円形凹部、６８…円環状凹部、６９…円弧形状凸部、７１…操作部材、７２…開閉部、７３…摘み部、７５…操作部材、７６…開閉操作部、７７…接続部、Ｌ…軸線

Claims (4)

1. 外周面に環状の外周面部分を備える第１コネクタと、
   前記外周面部分に外周側から着脱可能に装着される第２コネクタと、を有し、
   前記第１コネクタは、前記外周面部分に導通部を有する筒状の導電性部材を備え、
   前記第２コネクタは、前記外周面部分に外周側から接触可能な円弧形状部分を有する導電性の弾性部材と、前記弾性部材を、前記第１コネクタに対向する内側面が前記導通部に接触する導通位置と当該内側面が前記導通部から外周側に離間する離間位置との間で変位させる開閉機構と、を備え、
   前記弾性部材は、導電性の金属からなる板バネであり、前記円弧形状部分において、その厚み方向を前記導電性部材の軸線と直交する方向に向けており、
   前記外周面部分には、凸部および凹部のいずれか一方が設けられており、
   前記円弧形状部分には、その内側面に前記凸部および前記凹部のいずれか他方が設けられており、
   前記開閉機構は、前記円弧形状部分の内径寸法を変化させ、
   前記弾性部材が前記導通位置に変位したときに、前記導電性部材と前記弾性部材とは、面で接触するとともに、前記外周面部分に設けられた凸部および凹部のいずれか一方と、前記円弧形状部分に設けられた前記凸部および前記凹部のいずれか他方とが嵌合することを特徴とするコネクタユニット。
2. 前記第１コネクタは、前記外周面部分の軸線方向の一方側に絶縁性を備える環状の第１外周面部分を備え、他方側に絶縁性を備える環状の第２外周面部分を備え、
   前記第２コネクタは、前記弾性部材を内部に収容するハウジングを備え、
   前記ハウジングは、前記円弧形状部分の内側を経由して当該ハウジングを前記軸線方向に貫通する貫通穴と、前記軸線方向における前記弾性部材の一方側で前記貫通穴の内壁面に取り付けられた環状の第１シール部材と、前記軸線方向における前記弾性部材の他方側で前記貫通穴の内壁面に取り付けられた環状の第２シール部材と、を備え、
   前記第１コネクタが前記貫通穴に挿入されて前記外周面部分が前記円弧形状部分の内周側に位置したときに、前記第１シール部材が前記第１外周面部分に当接して当該第１外周面部分と前記ハウジングとの間をシールし、前記第２シール部材が前記第２外周面部分に当接して当該第２外周面部分と前記ハウジングとの間をシールすることを特徴とする請求項１に記載のコネクタユニット。
3. 前記第１コネクタとして、前記外周面部分の軸線方向に同軸に配列された複数の前記第１コネクタを備え、
   前記第２コネクタとして、複数の前記第１コネクタと同数の複数の前記第２コネクタを備え、
   複数の前記第２コネクタは、前記軸線方向に配列されており、各第２コネクタが複数の前記第１コネクタのそれぞれに着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタユニット。
4. 複数の前記第２コネクタの各開閉機構を同期して動作させるリンク機構を有することを特徴とする請求項３に記載のコネクタユニット。

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