JP7411874B2 - Tool change device - Google Patents
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Description
本発明は、コネクタ及びツール交換装置に関する。 The present invention relates to connectors and tool exchange devices.
工場等の工業設備で用いられるロボットアームは、先端に溶接器具等の種々のツール(エンドエフェクタ)を装着して生産作業を行う。このようなツールの交換を容易にするための装置としてツール交換装置がある。このツール交換装置は、ロボットアームの先端に取付けられるマスタプレートと、各種のツールをそれぞれ装着した複数のツールプレートとの組み合わせからなる。各ツールプレートはマスタプレートと嵌合可能に形成されており、ツールプレートを交換することで、ロボットアームのツールの交換を容易に行うことができる。 Robot arms used in industrial equipment such as factories carry out production work by attaching various tools (end effectors) such as welding tools to their tips. There is a tool exchange device as a device for facilitating the exchange of such tools. This tool exchange device consists of a master plate attached to the tip of a robot arm, and a plurality of tool plates each equipped with various tools. Each tool plate is formed to be able to fit into the master plate, and by exchanging the tool plates, the tools of the robot arm can be easily exchanged.
上記ツールの形態によっては、ロボットアームとの電気信号の授受が必要となるものがある。このようなツールに対しては、マスタプレートにロボットアームの電気信号線を接続し、マスタプレート及びツールプレートを介してツールとの電気信号の授受が達成される。このとき、マスタプレートとツールプレートとの電気的接続は、一般に雄端子と雌端子とからなるコネクタが用いられる。 Depending on the form of the above-mentioned tools, there are some that require the exchange of electrical signals with the robot arm. For such a tool, the electrical signal line of the robot arm is connected to the master plate, and electrical signals are exchanged with the tool via the master plate and the tool plate. At this time, a connector consisting of a male terminal and a female terminal is generally used for electrical connection between the master plate and the tool plate.
このような電気信号の授受が必要となるツール交換装置では、例えば水のような液体の浸入により隣接する端子間が短絡し、動作不具合や故障を引き起こす場合がある。このため、マスタプレートとツールプレートとが嵌合時に接する領域(嵌合領域)の外縁部にシール材が設けられ、外部からの液体の浸入を抑止している(例えば特許第2694299号公報参照)。 In a tool changing device that requires the transmission and reception of such electrical signals, for example, intrusion of liquid such as water may cause a short circuit between adjacent terminals, causing malfunctions or failures. For this reason, a sealing material is provided at the outer edge of the area where the master plate and tool plate contact each other when they are fitted (fitting area) to prevent liquid from entering from the outside (see, for example, Japanese Patent No. 2,694,299). .
ところが、このような嵌合領域の外縁部にシール材を設ける構成では、嵌合後の液体の進入は抑止できるものの、嵌合前からプレートの表面に液体が残留している場合には、この液体により隣接する端子間が短絡することを十分に抑止することができない。 However, with such a configuration in which a sealing material is provided at the outer edge of the mating area, although it is possible to prevent liquid from entering after mating, if liquid remains on the surface of the plate before mating, this may occur. It is not possible to sufficiently prevent short circuits between adjacent terminals due to liquid.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できるコネクタ及びツール交換装置の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and aims to provide a connector and a tool exchange device that can prevent electrical short-circuiting between adjacent terminals due to the intrusion of liquid.
本発明のコネクタは、柱状の台座及び上記台座の天面から突出する円柱状の凸部を有する雄端子と、天面に開口を有し上記凸部と嵌合可能な凹部を有する筒状のソケットを有する雌端子とを備え、上記雄端子が、上記台座と接しつつ上記凸部を取り囲むシール材を有し、上記雄端子及び上記雌端子の嵌合状態で、上記シール材が上記開口を取り囲むように上記ソケットの天面に接する。 The connector of the present invention includes a male terminal having a columnar pedestal and a cylindrical convex portion protruding from the top surface of the pedestal, and a cylindrical male terminal having an opening in the top surface and a recess that can fit into the convex portion. a female terminal having a socket, the male terminal having a sealing material surrounding the convex portion while being in contact with the pedestal, and the sealing material covering the opening when the male terminal and the female terminal are fitted together. It touches the top surface of the socket so as to surround it.
当該コネクタは、雄端子が台座と接しつつ凸部を取り囲むシール材を有し、雄端子及び雌端子の嵌合状態で、上記シール材が雌端子の開口を取り囲むようにソケットの天面に接する。このため、当該コネクタは、雄端子及び雌端子の嵌合時にコネクタ単位で液体の浸入を抑止できる。従って、当該コネクタは、隣接する他のコネクタが存在しても、そのコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。 The connector has a sealing material that surrounds the convex portion while the male terminal is in contact with the pedestal, and when the male terminal and the female terminal are engaged, the sealing material is in contact with the top surface of the socket so as to surround the opening of the female terminal. . Therefore, the connector can prevent liquid from entering each connector when the male terminal and the female terminal are fitted together. Therefore, even if there is another adjacent connector, the connector can effectively prevent a short circuit between the terminals of the connector.
上記雄端子が、上記台座の外周面から突出し、その天面が上記台座の天面と面一であるフランジ部を有し、上記シール材が、上記フランジ部の天面を覆うとよい。このように雄端子に上記フランジ部を設け、上記フランジ部の天面を覆うようにシール材を配設することで、シール材が接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。 It is preferable that the male terminal has a flange portion that protrudes from the outer circumferential surface of the pedestal and whose top surface is flush with the top surface of the pedestal, and that the sealing material covers the top surface of the flange portion. By providing the flange portion on the male terminal in this way and arranging the sealing material so as to cover the top surface of the flange portion, the area in contact with the sealing material can be increased. Therefore, it is possible to more reliably prevent liquid from entering.
上記シール材のショアA硬度としては、70°以下が好ましい。上記シール材のショアA硬度を上記上限以下とすることで、雄端子及び雌端子の嵌合部分の嵌合状態を維持しつつ密着性を高められるので、勘合時の電気信号の授受が不安定となることを抑止しつつ、より確実に液体の浸入を抑止できる。 The Shore A hardness of the sealing material is preferably 70° or less. By setting the Shore A hardness of the sealing material below the upper limit above, it is possible to maintain the mating state of the mating parts of the male and female terminals while increasing their adhesion, making the transmission and reception of electrical signals unstable when mated. It is possible to more reliably prevent liquid infiltration while preventing this from occurring.
本発明のツール交換装置は、ロボットアームに取付けられるマスタプレートと、このマスタプレートに着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレートと、本発明のコネクタとを備え、上記マスタプレート及び上記ツールプレートのうち、一方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設され、他方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設されており、上記雌端子のソケットが、その底部が上記一方のプレートに埋設され、かつその天部が上記一方のプレートから突出しており、上記雄端子の台座が上記他方のプレートに埋設され、かつ上記雄端子の凸部が上記雌端子のソケットと嵌合可能に構成されている。 The tool exchange device of the present invention includes a master plate attached to a robot arm, a tool plate detachably attached to the master plate to which a tool is attached, and a connector of the present invention, the master plate and the tool plate The female terminal of the connector is arranged on one plate, the female terminal of the connector is arranged on the other plate, and the socket of the female terminal has its bottom buried in the one plate. , and its top protrudes from the one plate, the pedestal of the male terminal is embedded in the other plate, and the convex part of the male terminal is configured to be able to fit into the socket of the female terminal. There is.
当該ツール交換装置は、本発明のコネクタを有するので、コネクタとプレートとの地絡や、隣接するコネクタが存在する場合の端子間での短絡を効果的に抑止できる。 Since the tool exchange device includes the connector of the present invention, it is possible to effectively prevent a ground fault between the connector and the plate and a short circuit between terminals when adjacent connectors are present.
上記雌端子が、上記ソケットの上記一方のプレートに埋設されている底部の外周面から突出し、上記ソケットを取り囲む鍔部と、この鍔部と接しつつ、上記ソケットの外周面を取り囲む第2シール材とを有し、上記第2シール材の上記鍔部と対向し、上記ソケットの外周面を取り囲む領域が、上記一方のプレートと当接している。このように雌端子に第2シール材を設けることで、雌端子のソケットの周囲を伝って液体が浸入することも抑止できるので、さらに地絡や短絡が発生し難くなる。 The female terminal protrudes from the outer circumferential surface of the bottom part embedded in the one plate of the socket and surrounds the socket, and a second sealing material surrounds the outer circumferential surface of the socket while being in contact with the collar. and a region of the second seal material that faces the flange and surrounds the outer peripheral surface of the socket is in contact with the one plate. By providing the second sealing material on the female terminal in this way, it is also possible to prevent liquid from penetrating around the socket of the female terminal, making it even more difficult for ground faults and short circuits to occur.
なお、「天部」とは、雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ先端側となる部位を指し「底部」とは、その反対側の部位、すなわち雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ後端側となる部位を指す。また、「天面」とは、雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ先端側に位置する面を指す。「ショアA硬度」とは、JIS-K-6253-3:2012に記載のデュロメータTypeAに準拠して測定される硬度を指す。 In addition, the "top" refers to the part that becomes the tip side when the male and female terminals are mated, and the "bottom" refers to the part on the opposite side, that is, the part where the male and female terminals are mated. In this case, each refers to the part on the rear end side. Moreover, the "top surface" refers to the surface located on the tip side when the male terminal and the female terminal are fitted together. "Shore A hardness" refers to hardness measured in accordance with durometer Type A described in JIS-K-6253-3:2012.
以上説明したように、本発明のコネクタ及びツール交換装置は、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できる。 As described above, the connector and tool exchange device of the present invention can prevent electrical short circuits between adjacent terminals due to intrusion of liquid.
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[ツール交換装置]
図1及び図2に示すツール交換装置は、ロボットアームに取付けられるマスタプレート1と、このマスタプレート1に着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレート2と、複数の本発明の一実施形態であるコネクタ(雄端子10及び雌端子20)とを備える。当該ツール交換装置では、マスタプレート1とツールプレート2とが操作によって着脱されることでロボットアームには種々のツールを交換して装着できる。このようなツール交換装置は、例えばエンドエフェクタ自動交換装置として用いられる。
[Tool changing device]
The tool exchange device shown in FIGS. 1 and 2 includes a
当該ツール交換装置の着脱構成としては、特に限定されないが、例えばツールプレート2が上面に差込凹部を有し、マスタプレート1が上記差込凹部に差し込み可能な筒状部を有する構成とできる。
The attachment/detachment structure of the tool exchange device is not particularly limited, but for example, the
マスタプレート1は、マスタユニット本体3と、外部接続部4と、雌端子20とを有する。また、ツールプレート2は、ツールユニット本体5と、外部接続部6と、雄端子10とを有する。つまり、マスタプレート1及びツールプレート2のうち、一方のプレートであるマスタプレート1にコネクタの雌端子20が配設され、他方のプレートであるツールプレート2にコネクタの雄端子10が配設されている。
The
マスタユニット本体3及びツールユニット本体5は、これらの組合わせにより実現されるツールの各部品を搭載するための基台である。マスタユニット本体3及びツールユニット本体5は、金属製や樹脂製とできるが、軽量化の観点から樹脂製が好ましい。
The master unit
マスタプレート1の外部接続部4は、マスタユニット本体3の側面から垂直に突設されている。外部接続部4は、例えば円筒状であり、内側に複数の外部接続端子を有する。この複数の外部接続端子は、複数の雌端子20とマスタユニット本体3の内部において1対1で接続されている。
The
ツールプレート2の外部接続部6は、ツールユニット本体5の側面から垂直に突設されている。外部接続部6は、例えば円筒状であり、内側に複数の外部接続端子を有する。この複数の外部接続端子は、複数の雄端子10とツールユニット本体5の内部において1対1で接続されている。
The
当該ツール交換装置は、マスタプレート1の外部接続部4にロボットアームと電気信号の授受等を行うケーブル等を接続し、ツールプレート2の外部接続部6にツールと電気信号の授受等を行うケーブル等を接続し、図3に示すように、マスタプレート1とツールプレート2とを連結することで、ロボットアームとツールとの間での電気信号の授受等を可能にする。つまり、マスタプレート1の複数の雌端子20が、ツールプレート2の複数の雄端子10にそれぞれ嵌合するようマスタプレート1とツールプレート2とを連結することで、ロボットアームとツールとの間で複数の電気信号の連絡回路が形成される。
This tool exchange device connects a cable or the like for exchanging electrical signals with the robot arm to the
[コネクタ]
以下、本発明のコネクタについて詳説する。本発明の一実施形態に係るコネクタは、図4に示す雄端子10と、図5に示す雌端子20とを備える。
[connector]
Hereinafter, the connector of the present invention will be explained in detail. A connector according to an embodiment of the present invention includes a
<雄端子>
雄端子10は、図4に示すように、台座11と、凸部12と、フランジ部13と、第1シール材14とを有する。
<Male terminal>
As shown in FIG. 4, the
(台座)
台座11は、柱状であり、例えば円柱状とできる。また、台座11は、導電性を有し、凸部12と電気的に接続されている。
(pedestal)
The
台座11の大きさは特に限定されないが、例えば台座11が円柱状である場合、その径は1mm以上10mm以下とすることができ、軸方向長さは1mm以上12mm以下とすることができる。
Although the size of the
なお、台座11の凸部12が配設される側と反対側の端部は、図4に示すように、ツールプレート2との嵌合が容易になるようテーパが形成されていることが好ましい。
Note that it is preferable that the end of the base 11 on the side opposite to the side on which the
(凸部)
凸部12は、台座11の天面から突出し、円柱状である。また、凸部12は、導電性を有する。凸部12は、台座11と一体成形されていてもよく、別体であってもよい。
(Protrusion)
The
凸部12は、先端方向に漸次縮径するテーパ状であることが好ましい。このように凸部12をテーパ状とすることで、後述する雌端子20と嵌合し易くすることができる。
Preferably, the
凸部12をテーパ状とする場合、軸方向の縮径率は一定である、つまり軸心を通る凸部12の断面における周縁が直線に形成されていることが好ましい。この凸部12のテーパ角度の下限としては、1°が好ましく、2°がより好ましく、4°がさらに好ましい。一方、凸部12のテーパ角度の上限としては、10°が好ましく、8°がより好ましく、6°がさらに好ましい。凸部12のテーパ角度が上記下限未満であると、雄端子10の嵌脱性(嵌脱のし易さ)が不十分となるおそれがある。逆に、凸部12のテーパ角度が上記上限を超えると、雌端子20との接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。
When the
凸部12の根元部分での径(最大径)は特に限定されないが、例えば1mm以上5mm以下とすることができる。また、凸部12の長さも特に限定されないが、例えば1mm以上10mm以下とすることができる。
The diameter (maximum diameter) at the root portion of the
また、凸部12の先端縁は丸められていることが好ましい。この円弧の径の下限としては、0.1mmが好ましく、0.3mmがより好ましい。一方、上記円弧の径の上限としては、2mmが好ましく、1mmがより好ましい。上記円弧の径が上記下限未満であると、雌端子20を傷付けるおそれがある。逆に、上記円弧の径が上記上限を超えると、雄端子10の嵌合性が不十分となるおそれがある。
Further, it is preferable that the tip edge of the
(フランジ部)
フランジ部13は、図4に示すように、台座11の外周面から突出し、その天面が台座11の天面と面一である。フランジ部13は、例えば円板状とできる。また、フランジ部13は、導電性を有し、台座11と電気的に接続されていてもよいし、導電性を有さなくともよい。フランジ部13が導電性を有する場合は、台座11と一体成形されていてもよく、別体であってもよい。フランジ部13が導電性を有さない場合は、別体とされる。なお、端子間の短絡抑止効果の観点から、台座11、凸部12及びフランジ部13は、一体成形されていることが好ましく、この場合フランジ部13は導電性を有する。
(flange part)
As shown in FIG. 4, the
フランジ部13の天面は凸部12の根元部分の断面よりも大きくされ、フランジ部13の天面の周縁は、凸部12の根元部分の周縁よりも外側に位置するように構成される。上述のようにフランジ部13の天面が凸部12の根元部分断面よりも大きい限り、フランジ部13の大きさは、特に限定されないが、例えばフランジ部13が円板状である場合、その径は2mm以上12mm以下とすることができる。また、フランジ部13の軸方向長さは0.1mm以上3mm以下とできる。
The top surface of the
(第1シール材)
第1シール材14は、台座11と接しつつ凸部12を取り囲む。第1シール材14は、中央部に貫通孔を有する板状である。
(First sealing material)
The
第1シール材14は、フランジ部13の天面を覆うとよい。このようにフランジ部13の天面を覆うように第1シール材14を配設することで、第1シール材14が接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。
The
また、雄端子10及び雌端子20の嵌合状態で、図3に示すように、第1シール材14が後述する雌端子20の開口20aを取り囲むようにソケット21の天面に接する。
Further, when the
第1シール材14は、凸部12と接してもよいが、雄端子10及び雌端子20の嵌合状態で、雌端子20の開口20aを取り囲むようにソケット21の天面に接する限り、凸部12との間に空隙があってもよい。
The
また、第1シール材14の天面は、雌端子20のソケット21の天面より大きくされ、雄端子10及び雌端子20の嵌合状態で、第1シール材14の外縁は、雌端子20のソケット21の天面の外縁よりも外側に位置するように構成されるとよい。このように第1シール材14の外縁を雌端子20のソケット21の外縁よりも外側に位置するように構成することで、第1シール材14が雌端子20のソケット21の天面と接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。
Further, the top surface of the
第1シール材14の材質としては、導電性を有さず、かつ適度の弾性を有するとよく、各種のゴムや樹脂を用いることができる。中でも密閉性が高く、端子間の短絡抑止効果を高められるニトリルゴムが好ましい。
The material of the
第1シール材14のショアA硬度の下限としては、15°が好ましく、30°がより好ましく、40°がさらに好ましい。一方、第1シール材14のショアA硬度の上限としては、70°が好ましく、60°がより好ましい。第1シール材14のショアA硬度が上記下限未満であると、クッション性が高くなり過ぎ、嵌合状態にある雄端子10と雌端子20との位置ずれが生じ易く、雄端子10と雌端子20との電気的接続が不安定となるおそれがある。逆に、第1シール材14のショアA硬度が上記上限を超えると、雄端子10及び雌端子20の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれや、雄端子10及び雌端子20が嵌合し難くなり、勘合時の電気信号の授受が不安定となるおそれがある。
The lower limit of the Shore A hardness of the
第1シール材14の潰れ代の下限としては、8%が好ましく、10%がより好ましく、20%がさらに好ましい。一方、第1シール材14の潰れ代の上限としては、40%が好ましく、35%がより好ましく、30%がさらに好ましい。第1シール材14の潰れ代が上記下限未満であると、第1シール材14の潰れ代が上記下限未満であると、雄端子10及び雌端子20の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。逆に、第1シール材14の潰れ代が上記上限を超えると、第1シール材14が圧縮割れするおそれがある。なお、「潰れ代」とは、JIS-B-2401-2:2012のOリングの太さ(直径)の測定に準拠してシール材の平均厚さd(mm)を測定し、ハウジングの深さを嵌合状態における雄端子10のフランジ部13と雌端子20との隙間をD(mm)とするとき、(d-D)/d×100(%)で表される量である。
The lower limit of the crushing amount of the
第1シール部材14の平均厚さの下限としては、1mmが好ましく、1.5mmがより好ましく、1.8mmがさらに好ましい。一方、第1シール部材14の平均厚さの上限としては、3mmが好ましく、2.5mmがより好ましく、2.2mmがさらに好ましい。第1シール部材14の平均厚さが上記下限未満であると、雄端子10及び雌端子20の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。逆に、第1シール部材14の平均厚さが上記上限を超えると、第1シール部材14の反発力が大きくなり過ぎ、嵌合状態にある雄端子10と雌端子20との位置ずれが生じ易く、雄端子10と雌端子20との電気的接続が不安定となるおそれや、当該コネクタが不必要に大きくなり過ぎるおそれがある。なお、「平均厚さ」とは、任意の10点において測定した厚さの平均値を指す。
The lower limit of the average thickness of the first sealing
第1シール部材14の最小幅の下限としては、0.5mmが好ましく、1mmがより好ましく、1.5mmがさらに好ましい。第1シール部材14の最小幅が上記下限未満であると、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。一方、第1シール部材14の最小幅の上限は、雄端子10をツールユニット本体5に収納可能である限り特に限定されない。なお、「シール部材の最小幅」とは、最も近い位置にあるシール部材の内縁(貫通孔の周)上の一点と外縁上の一点との距離を指す。
The lower limit of the minimum width of the
<ツールプレートへの雄端子の内蔵>
図4に示すように、ツールユニット本体5は、マスタプレート1と嵌合する天面から底面へ貫通する貫通孔5aを有し、雄端子10は、この貫通孔5aに雄端子支持部30を介して内蔵されている。また、雄端子10は、台座11がツールユニット本体5に埋設され、凸部12がツールユニット本体5の天面側を向くように配設されている。ツールユニット本体5の貫通孔5aは、天面側が雌端子20のソケット21と嵌合可能に構成されている。この構成により、雄端子10の台座11は、他方のプレートであるツールプレート2に埋設され、かつ雄端子10の凸部12が雌端子20のソケット21と嵌合可能に構成されている。
<Male terminal built into tool plate>
As shown in FIG. 4, the tool unit
(貫通孔)
貫通孔5aの形状は、雄端子10及び雄端子支持部30を内蔵でき、雌端子20のソケット21と嵌合可能である限り、特に限定されないが、例えば円柱状とできる。また、貫通孔5aの形状は、雄端子10及び雄端子支持部30を内蔵した際、空隙が少なくなるような形状が選択される。
(through hole)
The shape of the through
貫通孔5aのツールユニット本体5の天面側の先端部は、図4に示すように、上記天面に向かって拡径するテーパ状であることが好ましい。このように貫通孔5aの先端部をテーパ状とすることで、雌端子20との嵌脱性を向上できる。
As shown in FIG. 4, the tip of the through
貫通孔5aは、ツールユニット本体5の底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第1段差5bがあり、この第1段差5bにより雄端子10が天面側に抜け出ることを防止している。従って、第1段差5bより天面側の内径は、雄端子10のフランジ部13の径より小さく、第1段差5bより底面側の内径は、雄端子10のフランジ部13の径より大きい。
The through
雄端子10は、第1シール材14が第1段差5bに底面側から当接するように配設されるとよい。このように雄端子10を第1シール材14が第1段差5bに底面側から当接するように配設することで、貫通孔5aの天面側の開口から第1段差5bの底面側へ液体が浸入することを抑止できるので、端子間の短絡がさらに発生し難くなる。
The
同様に、貫通孔5aは、上記底面から上記天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第2段差5cがあり、この第2段差5cにより雄端子支持部30が底面側に抜け出ることを防止している。
Similarly, the through
第1段差5bは第2段差5cよりも天面側にある。第1段差5bとツールユニット本体5の天面との距離により、雄端子10の凸部12の先端位置が決定されるが、第1段差5bとツールユニット本体5の天面との距離としては、雄端子10の凸部12の先端位置がツールユニット本体5の天面と面一となる距離とすることが好ましい。このような距離とすることで、雄端子10の凸部12の先端が天面より突出しないため、雄端子10の凸部12を保護できる。また、凸部12がツールユニット本体5の天面から奥まった位置とならないため、雌端子20との嵌脱性が低下することを抑止できる。
The
第1段差5bと第2段差5cとの距離は、雄端子10及び雄端子支持部30を内蔵するために過不足がない距離とされる。
The distance between the
(雄端子支持部)
雄端子支持部30は、雄端子接続体31と、接続ソケット32と、止め環33とを有する。
(Male terminal support part)
The male
雄端子接続体31は、柱状であり、例えば円柱状とできる。雄端子接続体31は、図4に示すように、一方の面に雄端子10の台座11を嵌合可能な凹部を有する。雄端子10は、この凹部に嵌合することで、その位置が固定される。なお、この凹部の底面と台座11との間には、雄端子10の位置決め用の遊びとなる空間が形成されている。
The male
雄端子接続体31は、導電性を有し、雄端子10の電気信号を後述する接続ソケット32に伝えることができる。
The male
接続ソケット32は、雄端子接続体31の他方の面(上記凹部を有する面とは反対側の面)に設けられる。接続ソケット32は、雄端子接続体31と別体としてもよいが、一体成形されているとよい。
The
接続ソケット32は、導電性を有し、電気信号等を授受する端子が接続される。
The
止め環33は、雄端子10を嵌合させた雄端子接続体31をツールユニット本体5の貫通孔5a内に固定する。止め環33は、図4に示すように、ツールユニット本体5の底面の外側に上記底面に接するように設けられている。止め環33としては、C型又はE型等の公知の止め環を用いることができる。
The retaining
止め環33によって、雄端子10が第1段差5bに当接するように雄端子接続体31を固定するとよい。止め環33の雄端子接続体31との嵌合位置と、雄端子10を雄端子接続体31の凹部に嵌合させる際の遊び量との調整により、雄端子10が第1段差5bに当接するように雄端子接続体31を固定することができる。このように止め環33によって雄端子接続体31を固定することで、主に雄端子10が貫通孔5aの軸線方向にがたつくことを抑止できる。
It is preferable that the male
なお、雄端子10を嵌合させた雄端子接続体31をツールユニット本体5の貫通孔5a内に固定する方法は、止め環には限定されず、他の方法を用いてもよい。
Note that the method for fixing the male
<雌端子>
雌端子20は、図5に示すように、ソケット21と、隆起部22と、鍔部23と、第2シール材24とを有する。なお、図5は、図4と方向を合わせるため、天部(天面)が下側となり、底部(底面)が上側となるように描かれている。
<Female terminal>
As shown in FIG. 5, the
(ソケット)
ソケット21は、筒状であり、雄端子10の凸部12と嵌合可能な凹部を有する。ソケット21は、図5に示すように、導電性を有するソケット本体21aと、絶縁性を有し、ソケット本体21aを覆うカバー21bとを有する。
(socket)
The
図5に示すように、カバー21bには、雌端子20の開口20aが設けられており、カバー21bは、この開口20aから縮径するテーパ状の貫通孔を有する。また、この貫通孔に連続してソケット本体21aに凹部が設けられている。ソケット21の凹部は、このテーパ状に縮径するカバー21bの貫通孔と、この貫通孔に連続するソケット本体21aの凹部とにより構成されている。
As shown in FIG. 5, the
ソケット本体21aの凹部の径は、雄端子10の凸部12の径よりも大きく、ソケット本体21aの凹部の長さは、雄端子10の凸部12の長さよりも大きくされる。
The diameter of the concave portion of the
(隆起部)
隆起部22は、筒状であり、ソケット本体21aの凹部内に配設され、雄端子10及び雌端子20の嵌合状態で、雄端子10の凸部12が内側から沿うように当接する。雄端子10と雌端子20との電気的接続は、主としてこの隆起部22により行われる。
(ridge)
The raised
隆起部22は、具体的には中央部が内側へ湾曲する複数の帯状部材から構成される。この帯状部材の長手方向は雄端子10の嵌合方向と一致し、筒状の隆起部22の中心軸が雄端子10の嵌合方向と一致する。
Specifically, the raised
この帯状部材は弾性を有することが好ましい。このように帯状部材が弾性を有することで、雄端子10と雌端子20との嵌脱性及び接続信頼性をさらに高めることができる。
Preferably, this band-like member has elasticity. Since the band-shaped member has elasticity in this manner, it is possible to further improve the fitting/removability and connection reliability between the
隆起部22の軸方向(雄端子10の嵌合方向)の長さは雄端子10の凸部12の長さよりも小さいことが好ましい。具体的には、隆起部22の軸方向長さの下限としては、70%が好ましく、75%がより好ましく、80%がさらに好ましい。一方、隆起部22の軸方向長さの上限としては、100%が好ましく、95%がより好ましく、90%がさらに好ましい。隆起部22の軸方向長さが上記下限未満であると、隆起部22と凸部12との接触面が十分に確保できないおそれがある。逆に、隆起部22の軸方向長さが上記上限を超えると、帯状部材の湾曲により中央部の径が細くなり過ぎて雄端子10の嵌脱性が低下するおそれや、逆に中央部の径を確保するため帯状部材の湾曲が小さくすると、接続信頼性が低下するおそれがある。
The length of the raised
隆起部22の隆起高さの下限としては、0.1mmが好ましく、0.3mmがより好まく、0.5mmがより好ましい。一方、隆起部22の隆起高さの上限としては、1mmが好ましく、0.9mmがより好ましい。隆起部22の隆起高さが上記下限未満であると、凸部12との接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。逆に、隆起部22の隆起高さが上記上限を超えると、雄端子10の嵌脱性が低下するおそれがある。なお、隆起部22の隆起高さとは、隆起部22の最大内径から隆起部22の最小内径を引いた値である。
The lower limit of the height of the raised
(鍔部)
鍔部23は、ソケット21の底部の外周面から突出し、ソケット21を取り囲む。図5の雌端子20では、鍔部23は、ソケット本体21aと一体成形されており、ソケット本体21aの底面を構成している。なお、鍔部23の構成は、これに限定されず、ソケット本体21aと一体成形することもできる。また、ソケット本体21aの底面を構成する必要はない。
(Tsubabe)
The
鍔部23の大きさは、特に限定されないが、例えば雄端子10のフランジ部13と同様とできる。
The size of the
(第2シール材)
第2シール材24は、鍔部23と接しつつ、ソケット21の外周面を取り囲む。第2シール材24は、ソケット21と接しなくともよいが、接することが好ましい。このように第2シール材24をソケット21と接するように配設することで、第2シール材24の位置がずれ難くなるので、より確実に液体の浸入を抑止できる。
(Second sealing material)
The
また、第2シール材24は、鍔部23の天面側と接するように配設することが好ましい。液体は天面側から侵入してくるため、第2シール材24を鍔部23の天面側に配設することで、より確実に液体の浸入を抑止できる。
Furthermore, it is preferable that the
上述の構成以外は、第2シール材24は、雄端子10の第1シール材14と同様に構成できるので、詳細説明を省略する。
Other than the above-mentioned configuration, the
<マスタプレートへの雌端子の内蔵>
図5に示すように、マスタユニット本体3は、ツールプレート2と嵌合する天面(図5の下側の面)から底面(図5の上側の面)へ貫通する貫通孔3aを有し、雌端子20は、この貫通孔3aに雌端子支持部40を介して配設されている。また、雌端子20のソケット21の底部がマスタユニット本体3に埋設され、かつその天部がマスタユニット本体3から突出している。つまり、雌端子20のソケット21は、その底部が一方のプレートであるマスタプレート1に埋設され、かつその天部がマスタプレート1から突出している。
<Built-in female terminal in master plate>
As shown in FIG. 5, the master unit
この雌端子20のソケット21は、対応する雄端子10の凸部12と嵌合可能に構成される。つまり、マスタユニット本体3の貫通孔3aは、ツールプレート2とが連結された際に、ツールユニット本体5の貫通孔5aと連通し、雄端子10の凸部12が雌端子20のソケット21と嵌合できるように構成されている。
The
(貫通孔)
貫通孔3aの形状は、雌端子20及び雌端子支持部40を内蔵できる限り、特に限定されないが、例えば円柱状とできる。また、貫通孔3aの形状は、雌端子20及び雌端子支持部40を内蔵した際、空隙が少なくなるような形状が選択される。
(through hole)
The shape of the through
貫通孔3aは、マスタユニット本体3の底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第1段差3bがあり、この第1段差3bにより雌端子20が天面側に抜け出ることを防止している。従って、第1段差3bより天面側の内径は、雌端子20の鍔部23の径より小さく、第1段差3bより底面側の内径は、雌端子20の鍔部23の径より大きい。
The through
図5に示すように、雌端子20は、第2シール材24が第1段差3bに底面側から当接するように配設される。つまり、鍔部23は、雌端子20のマスタプレート1に埋設されている底部の外周面から突出しており、第2シール材24の鍔部23と対向し、ソケット21の外周面を取り囲む領域が、マスタプレート1と当接している。このように雌端子20に第2シール材24を設けることで、雌端子20のソケット21の周囲を伝って液体が浸入することも抑止できるので、地絡や短絡が発生し難くなる。
As shown in FIG. 5, the
同様に、貫通孔3aは、上記底面から上記天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第2段差3cがあり、この第2段差3cにより雌端子支持部40が底面側に抜け出ることを防止している。
Similarly, the through
第1段差3bは第2段差3cよりも天面側にある。第1段差3bとマスタユニット本体3の天面との距離により、雌端子20のソケット21の突出長さが決定される。この雌端子20のソケット21の突出長さは、雄端子10の凸部12と嵌合するために過不足がない長さとされる。つまり、雄端子10と雌端子20との嵌合状態で、第1シール材14が雌端子20の開口20aを取り囲むようにソケット21の天面に接することができ、かつマスタプレート1とツールプレート2とが連結可能となるような突出長さとされる。
The
第1段差3bと第2段差3cとの距離は、雌端子20及び雌端子支持部40を内蔵するために過不足がない距離とされる。
The distance between the
(雌端子支持部)
雌端子支持部40は、雌端子接続体41と、接続ソケット42と、止め環43とを有する。
(Female terminal support part)
The female
雌端子接続体41は、雌端子20のソケット本体21aから延設される。雌端子接続体41は、ソケット本体21aと一体成形されていることが好ましい。雌端子接続体41は、柱状であり、例えば円柱状とできる。
The female
雌端子接続体41は、導電性を有し、雌端子20の電気信号を接続ソケット42に伝えることができる。
The female
接続ソケット42及び止め環43は、雄端子10の接続ソケット32及び止め環33と、それぞれ同様であるので詳細説明を省略する。
The
[利点]
当該コネクタは、雄端子10が台座11と接しつつ凸部12を取り囲む第1シール材14を有し、雄端子10及び雌端子20の嵌合状態で、第1シール材14が雌端子20の開口20aを取り囲むようにソケット21の天面に接する。このため、当該コネクタは、雄端子10及び雌端子20の嵌合時にコネクタ単位で液体の浸入を抑止できる。従って、当該コネクタは、隣接する他のコネクタが存在しても、そのコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。
[advantage]
The connector has a
また、当該ツール交換装置は、複数の本発明のコネクタを有するので、コネクタとプレートとの地絡や、隣接するコネクタの端子間での短絡を効果的に抑止できる。 Moreover, since the tool exchange device has a plurality of connectors according to the present invention, it is possible to effectively prevent a ground fault between a connector and a plate and a short circuit between terminals of adjacent connectors.
[その他の実施形態]
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the embodiments described above.
上記実施形態では、マスタプレートが本発明のコネクタの雌端子を有し、ツールプレートが本発明のコネクタの雄端子を有する場合を説明したが、マスタプレートが本発明のコネクタの雄端子を有し、ツールプレートが本発明のコネクタの雌端子を有する構成であってもよい。なお、ツール交換時にマスタプレート及びツールプレートが上下に位置する場合は、下側に位置するプレートに雄端子を設けることが好ましい。下側に位置するプレートはコネクタが配設される表面が上向きとなるため、プレートの表面に残留する液体の侵入を受け易い。このため、シール材が配設されている雄端子を下側に位置するプレートに配設することで、隣接するコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。 In the above embodiment, the master plate has the female terminal of the connector of the present invention and the tool plate has the male terminal of the connector of the present invention. However, the master plate has the male terminal of the connector of the present invention. , the tool plate may have a female terminal of the connector of the present invention. Note that when the master plate and the tool plate are located one above the other during tool exchange, it is preferable to provide a male terminal on the plate located on the lower side. Since the surface of the lower plate on which the connector is disposed faces upward, it is susceptible to intrusion of liquid remaining on the surface of the plate. Therefore, by disposing the male terminal on which the sealing material is disposed on the lower plate, it is possible to effectively prevent short circuits between the terminals with adjacent connectors.
また、上記実施形態では、マスタユニット本体及びツールユニット本体に当該コネクタが配設される場合を説明したが、当該コネクタの配設位置は、マスタユニット本体及びツールユニット本体に限定されず、例えばマスタプレートやツールプレートの外部接続部に配設することもできる。 Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the connector is arranged on the master unit main body and the tool unit main body, but the arrangement position of the connector is not limited to the master unit main body and the tool unit main body. It can also be arranged at the external connection of the plate or tool plate.
また、上記実施形態では、当該ツール交換装置が複数の当該コネクタを備える場合を説明したが、単数の当該コネクタを備えるツール交換装置も本発明の意図するところである。当該コネクタが単数であっても、当該ツール交換装置は、コネクタとプレートとの地絡を効果的に抑止できる。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the tool exchange device includes a plurality of the connectors, but the present invention also contemplates a tool exchange device including a single connector. Even if there is only one connector, the tool exchange device can effectively prevent a ground fault between the connector and the plate.
上記実施形態では、本発明のコネクタの雄端子がフランジ部を有する場合を説明したが、フランジ部は必須の構成要件ではなく、省略可能である。なお、上記雄端子がフランジ部を有さない場合、台座の天面は凸部の根元部分の断面よりも大きくされ、台座の天面の周縁は、凸部の根元部分の周縁よりも外側に位置するように構成される。 In the above embodiment, a case has been described in which the male terminal of the connector of the present invention has a flange portion, but the flange portion is not an essential component and can be omitted. In addition, when the above male terminal does not have a flange part, the top surface of the pedestal is made larger than the cross section of the root part of the protrusion, and the periphery of the top surface of the pedestal is made outward from the periphery of the root part of the protrusion. configured to be located.
上記実施形態では、第1シール材及び第2シール材が板状である場合を説明したが、第1シール材及び第2シール材は板状に限定されず、例えば断面が円のOリング状であってもよい。 In the above embodiment, a case has been described in which the first sealing material and the second sealing material are plate-shaped, but the first sealing material and the second sealing material are not limited to the plate shape, and are, for example, O-ring shaped with a circular cross section. It may be.
上記実施形態では、雌端子が第2シール材を有する場合を説明したが、第2シール材は必須の構成要素ではなく、省略可能であり。第2シール材を有さないコネクタも、本発明の効果を奏する。なお、雌端子が第2シール材を有さない場合、鍔部も省略することができる。ただし、鍔部には雌端子の抜け落ち防止効果があるため、第2シール材を有さない雌端子であっても鍔部を有してもよい。 In the above embodiment, a case has been described in which the female terminal has the second sealing material, but the second sealing material is not an essential component and can be omitted. A connector without the second sealing material also exhibits the effects of the present invention. Note that if the female terminal does not have the second sealing material, the flange can also be omitted. However, since the flange has the effect of preventing the female terminal from falling off, the female terminal may have the flange even if it does not have the second sealing material.
本発明のコネクタ及びツール交換装置は、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できる。 The connector and tool exchange device of the present invention can prevent electrical short circuits between adjacent terminals due to intrusion of liquid.
1 マスタプレート
2 ツールプレート
3 マスタユニット本体
3a 貫通孔
3b 第1段差
3c 第2段差
4 外部接続部
5 ツールユニット本体
5a 貫通孔
5b 第1段差
5c 第2段差
6 外部接続部
10 雄端子
11 台座
12 凸部
13 フランジ部
14 第1シール材
20 雌端子
20a 開口
21 ソケット
21a ソケット本体
21b カバー
22 隆起部
23 鍔部
24 第2シール材
30 雄端子支持部
31 雄端子接続体
32 接続ソケット
33 止め環
40 雌端子支持部
41 雌端子接続体
42 接続ソケット
43 止め環
1
Claims (3)
このマスタプレートに着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレートと、
コネクタと
を備え、
上記コネクタが、
柱状の台座及び上記台座の天面から突出する円柱状の凸部を有する雄端子と、
天面に開口を有し上記凸部と嵌合可能な凹部を有する筒状のソケットを有する雌端子と
を備え、
上記雄端子が、
上記台座と接しつつ上記凸部を取り囲むシール材と、
上記台座の外周面から突出し、その天面が上記台座の天面と面一であるフランジ部と
を有し、
上記シール材が、上記フランジ部の天面を覆うとともに、上記雄端子及び上記雌端子の嵌合状態で、上記開口を取り囲むように上記ソケットの天面に接しており、
上記マスタプレート及び上記ツールプレートのうち、一方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設され、他方のプレートに上記コネクタの雄端子が配設されており、
上記雄端子の台座が上記他方のプレートに埋設されており、
上記他方のプレートが、上記一方のプレートと嵌合する天面から底面へ貫通し、上記雄端子を内蔵する貫通孔を有し、
上記貫通孔が、上記他方のプレートの底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第1段差を有し、
上記第1段差より天面側の上記貫通孔の内径が、上記雄端子のフランジ部の径より小さく、上記第1段差より底面側の上記貫通孔の内径が、上記雄端子のフランジ部の径より大きく、
上記雄端子が、上記シール材が上記第1段差に底面側から当接するように配設されるツール交換装置。 a master plate attached to the robot arm;
a tool plate that is removably attached to the master plate and to which tools are attached;
Equipped with a connector and
The above connector is
a male terminal having a columnar pedestal and a cylindrical convex portion protruding from the top surface of the pedestal;
a female terminal having a cylindrical socket having an opening on the top surface and a recess capable of fitting with the convex part;
The above male terminal is
a sealing material surrounding the convex portion while being in contact with the pedestal;
a flange portion protruding from the outer peripheral surface of the pedestal, the top surface of which is flush with the top surface of the pedestal;
The sealing material covers the top surface of the flange portion and is in contact with the top surface of the socket so as to surround the opening when the male terminal and the female terminal are fitted,
Of the master plate and the tool plate, one plate is provided with a female terminal of the connector, and the other plate is provided with a male terminal of the connector,
The pedestal of the male terminal is embedded in the other plate,
The other plate has a through hole that penetrates from the top surface to the bottom surface that fits with the one plate and houses the male terminal,
The through hole has a first step whose inner diameter decreases from the bottom surface to the top surface of the other plate,
The inner diameter of the through hole on the top side of the first step is smaller than the diameter of the flange of the male terminal, and the inner diameter of the through hole on the bottom side of the first step is smaller than the diameter of the flange of the male terminal. bigger,
A tool exchange device, wherein the male terminal is arranged such that the sealing material contacts the first step from the bottom side.
上記雌端子が、
上記ソケットの上記一方のプレートに埋設されている底部の外周面から突出し、上記ソケットを取り囲む鍔部と、
この鍔部と接しつつ、上記ソケットの外周面を取り囲む第2シール材と
を有し、
上記第2シール材の上記鍔部と対向し、上記ソケットの外周面を取り囲む領域が、上記一方のプレートと当接している請求項1又は請求項2に記載のツール交換装置。 The female terminal socket has a bottom part embedded in the one plate and a top part protruding from the one plate,
The above female terminal is
a flange that protrudes from the outer peripheral surface of the bottom embedded in the one plate of the socket and surrounds the socket;
a second sealing material surrounding the outer peripheral surface of the socket while being in contact with the flange;
3. The tool exchange device according to claim 1, wherein a region of the second seal material that faces the flange and surrounds the outer peripheral surface of the socket is in contact with the one plate.
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