KR20110131167A

KR20110131167A - 건설 기계용 커넥터 장치

Info

Publication number: KR20110131167A
Application number: KR1020117008866A
Authority: KR
Inventors: 신지 니시카와; 다다토시 시마무라
Original assignee: 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-12-06
Also published as: CN102177621A; EP2403072A1; US20110182694A1; JPWO2010098301A1; WO2010098301A1

Abstract

장착 볼트(6)의 수나사(6C)가 나선 결합하는 캡 너트(15)의 암나사 구멍(17)은, 바닥이 있는 형상의 나사 구멍으로서 형성하고, 그 길이 치수는, 취약부(6D)가 파단될 때까지 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 조였을 때에, 수나사(6C)의 선단부(6C1)와의 사이에 축 방향의 간극(18)을 확보할 수 있는 치수(L1)로 한다. 따라서, 지나치게 큰 조임 토크에 의해 장착 볼트(6)가 취약부(6D)에서 파단된 경우, 파단된 선단 측의 수나사(6C)는, 나선 결합 상태에서 암나사 구멍(17) 내에 남길 수 있다. 이로써, 암나사 구멍(17) 내에 남은 장착 볼트(6)의 수나사(6C)는, 손끝으로 간단히 풀어 떼어낼 수 있다.

Description

건설 기계용 커넥터 장치{CONNECTOR DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 예를 들어 유압 쇼벨, 유압 크레인 등의 건설 기계에 있어서 하니스를 접속하는 데에 사용하기에 바람직한 건설 기계용 커넥터 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설 기계로서의 유압 쇼벨은, 자주(自走) 가능한 하부 주행체와, 당해 하부 주행체 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 당해 상부 선회체의 앞측에 부앙동(俯仰動) 가능하게 설치된 작업 장치에 의해 구성되어 있다.

유압 쇼벨에는, 각종 스위치, 센서, 표시기 등의 많은 전기 부품이 탑재되고, 이들 전기 부품으로부터는 전원용, 신호 전달용의 하니스(전기 배선)가 연장되어 있다. 그리고, 각 전기 부품으로부터 연장되는 하니스는, 커넥터 장치를 사용하여 연장되며, 예를 들어 제어용 컨트롤러에 접속되어 있다.

여기서, 유압 쇼벨에 사용되는 커넥터 장치는, 묶인 다수 개의 하니스의 단부(端部)에 설치된 2개의 커넥터 하우징을 서로 접속하는 것이므로, 각 커넥터 하우징에 설치된 접속 단자간의 마찰 저항 때문에, 장착하고, 떼어낼(접속, 분리) 때에 큰 힘이 필요하게 된다. 이 때문에, 유압 쇼벨용의 커넥터 장치로는, 일반적으로 나사의 체결력(나선 결합)을 이용하여 장착하고, 떼어내는 나사식의 커넥터 장치가 사용되고 있다.

나사식의 커넥터 장치는, 2개의 커넥터 하우징을 갖고, 일측 커넥터 하우징에는, 하니스의 접속 방향으로 관통하여 설치된 볼트 삽입통과 구멍과, 당해 볼트 삽입통과 구멍에 삽입통과하여 설치되어 기단(基端) 측이 볼트 헤드가 되고 선단 측이 타측 커넥터 하우징과 대향하는 대향면으로부터 돌출된 수나사가 된 장착 볼트를 구비하고 있다. 한편, 상기 타측 커넥터 하우징에는, 상기 일측 커넥터 하우징과 대향하는 대향면에 설치되어 당해 장착 볼트의 수나사가 나선 장착되는 암나사를 구비하고 있다.

또한, 나사식의 커넥터 장치에서는, 장착 볼트를 지나치게 조이는 경우가 있고, 이 경우에는, 장착 볼트의 조임력에 의해 커넥터 하우징 등이 손상될 우려가 있다. 그래서, 커넥터 장치에는, 나사 조임 공구를 걸어 맞추게 하는 장착 볼트의 볼트 헤드에 취약한 잘록부를 설치하고, 지나치게 큰 조임력이 작용하였을 때에는 잘록부를 파단시킴으로써, 커넥터 하우징의 손상을 방지하는 구성으로 한 것이 있다(특허문헌 1 : 일본 공개실용신안공보 평6-13070호).

그런데, 상기 서술한 특허문헌 1에 의한 커넥터 장치에서는, 장착 볼트를 지나치게 큰 조임력으로 조이면, 커넥터 하우징이 손상되기 전에 볼트 헤드에 설치한 잘록부가 파단되기 때문에, 지나치게 큰 조임력에 의한 커넥터 하우징 등의 손상을 방지할 수 있다. 그러나, 볼트 헤드를 파단시킨 경우, 그 일부가 커넥터 하우징에 조여진 채의 상태로 남아 버리기 때문에, 공구를 사용하여 파단된 장착 볼트를 떼어내야 한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 서술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 장착 볼트에 의해 각 커넥터 하우징을 용이하게 장착할 수 있어, 조립 작업성을 향상시킬 수 있게 한 건설 기계용 커넥터 장치를 제공하는 것에 있다.

(1). 본 발명에 의한 건설 기계용 커넥터 장치는, 건설 기계에서 사용하는 복수 개의 하니스를 접속하기 위해 서로 대면하여 장착하고, 떼어낼 수 있게 감합되는 2개의 커넥터 하우징과, 당해 각 커넥터 하우징 중 일측의 커넥터 하우징에 상기 하니스의 접속 방향으로 관통하여 설치된 볼트 삽입통과 구멍과, 상기 일측 커넥터 하우징의 볼트 삽입통과 구멍에 삽입통과하여 설치되어 기단 측이 볼트 헤드가 되고 선단 측이 타측의 커넥터 하우징과 대향하는 대향면으로부터 돌출된 수나사가 된 장착 볼트와, 상기 타측 커넥터 하우징 중 상기 일측 커넥터 하우징과 대향하는 대향면에 설치되어 당해 장착 볼트의 수나사가 나선 장착되는 암나사를 구비하고 있다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 장착 볼트에는, 상기 볼트 헤드와 수나사 사이에 위치하여 당해 장착 볼트를 조였을 때에 상기 커넥터 하우징이 손상되는 조임력보다 작은 조임력으로 파단되는 취약부를 설치하고, 상기 타측 커넥터 하우징에 설치된 암나사는, 상기 일측 커넥터 하우징을 향해 개구되는 바닥이 있는 형상의 암나사 구멍으로서 형성하고, 상기 암나사 구멍은, 상기 취약부가 파단될 때까지 상기 장착 볼트의 수나사를 조인 경우에도, 상기 수나사의 선단부와의 사이에 축 방향의 간극을 확보할 수 있는 길이 치수로 형성된 것에 있다.

이 구성에 의하면, 일측 커넥터 하우징과 타측 커넥터 하우징을 서로 대면시킨다. 이 상태에서 일측 커넥터 하우징의 볼트 삽입통과 구멍에 삽입통과한 장착 볼트의 수나사를 타측 커넥터 하우징에 설치한 암나사 구멍에 나선 결합하여 조인다. 이로써, 암나사 구멍에 대한 장착 볼트의 조임력을 이용하여 각 커넥터 하우징 사이에서 하니스를 전기적으로 접속할 수 있다.

이 장착 볼트를 사용한 각 커넥터 하우징의 접속 작업에서는, 지나치게 큰 조임력으로 장착 볼트를 조여 버리는 경우가 있다. 이 경우에는, 장착 볼트에 취약부가 설치되어 있기 때문에, 각 커넥터 하우징이 손상에 이르는 조임력보다 작은 조임력으로, 장착 볼트의 취약부가 파단된다. 따라서, 일정 이상의 장착 볼트의 조임을 저지할 수 있어, 각 커넥터 하우징을 보호할 수 있다.

게다가, 바닥이 있는 형상의 암나사 구멍은, 취약부가 파단될 때까지 장착 볼트를 조인 경우에도, 이 장착 볼트의 수나사의 선단부와의 사이에 축 방향의 간극을 확보할 수 있다. 이로써, 파단된 장착 볼트의 선단 측 부분은, 수나사가 암나사 구멍에 나선 결합되어 있을 뿐 조임력을 발생시키고 있지 않기 때문에, 파단된 장착 볼트의 선단 측 부분은 손으로 간단히 풀어 떼어낼 수 있다.

이 결과, 파단된 장착 볼트를 새로운 장착 볼트로 교환하는 경우에는, 공구를 사용하지 않고 파단된 장착 볼트를 떼어낼 수 있어, 장착 볼트를 떼어내는 작업을 용이하게 하여, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 암나사 구멍은, 취약부가 파단에 이른 상태에서도, 그 바닥부와 장착 볼트의 수나사 사이에 간극을 확보할 수 있어, 장착 볼트의 수나사에 맞닿는 경우가 없다. 이 결과, 종래 기술과 같이, 수나사의 선단이 암나사 구멍의 바닥부에 맞닿은 것을 알지 못하고 장착 볼트를 지나치게 조여, 이것이 원인으로 장착 볼트가 파단되는 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 이 점에 있어서도, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

(2). 본 발명에 의하면, 상기 타측 커넥터 하우징에는 캡 너트를 설치하고, 상기 암나사 구멍은 당해 캡 너트에 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 타측 커넥터 하우징에 대해 보면, 암나사 구멍을 캡 너트에 설치함으로써, 당해 암나사 구멍을 통해 각 커넥터 하우징 사이에 빗물이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 각 커넥터 하우징 사이의 방수 성능을 높일 수 있어, 내구성, 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.

(3). 본 발명에 의하면, 상기 일측 커넥터 하우징과 상기 장착 볼트의 볼트 헤드 사이에는 상기 볼트 삽입통과 구멍을 액밀(液密)하게 시일하는 시일 부재를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 일측 커넥터 하우징에 대해 보면, 볼트 삽입통과 구멍은, 일측 커넥터 하우징과 장착 볼트의 볼트 헤드 사이에 설치한 시일 부재에 의해 액밀하게 시일되어 있기 때문에, 당해 볼트 삽입통과 구멍을 통해 각 커넥터 하우징 사이에 빗물이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 각 커넥터 하우징 사이의 방수 성능을 높일 수 있어, 내구성, 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.

(4). 본 발명은, 상기 각 커넥터 하우징 중 적어도 일방의 커넥터 하우징에는, 서로 대면하여 장착하였을 때에 당해 각 커넥터 하우징 사이를 액밀하게 시일하는 다른 시일 부재를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 2개의 커넥터 하우징을 서로 대면하여 장착하였을 때에는, 각 커넥터 하우징 중 적어도 일방의 커넥터 하우징에 설치한 다른 시일 부재에 의해, 각 커넥터 하우징 사이에 빗물이 침입하는 것을 방지할 수 있어, 방수 성능을 높일 수 있다.

(5). 본 발명은, 상기 볼트 삽입통과 구멍 중 상기 타측 커넥터 하우징과의 대향면 측에 대직경 구멍부를 형성하고, 상기 장착 볼트의 취약부는 상기 대직경 구멍부 내에 위치하고 직경을 축소하여 형성한 축경부(縮徑部)로서, 당해 축경부에는 상기 장착 볼트의 볼트 헤드와의 사이에서 당해 장착 볼트를 빠짐 방지하는 빠짐 방지 링을 장착하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 장착 볼트의 취약부를 형성하는 축경부를 이용하고, 이 축경부에 빠짐 방지 링을 장착함으로써, 장착 볼트는, 그 볼트 헤드와 빠짐 방지 링에 의해 일측 커넥터 하우징에 대하여 빠짐 방지할 수 있어, 접속, 분리 작업시의 작업성을 높일 수 있다. 게다가, 축경부는, 취약부로서 형성되는 것이기 때문에, 가공 공수를 늘리지 않고, 간단히 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관련된 건설 기계용 커넥터 장치를 접속 상태에서 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 건설 기계용 커넥터 장치를 분리 상태에서 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1 중의 캡 너트의 암나사 구멍과 장착 볼트의 수나사의 체결 상태를 확대하여 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 4는 일측 커넥터 하우징과 장착 볼트를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는 타측 커넥터 하우징과 캡 너트를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 변형예에 의한 건설 기계용 커넥터 장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 건설 기계용 커넥터 장치를, 유압 쇼벨에 적용한 경우를 예로 들어, 도 1 내지 도 5에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 본 실시형태에 의한 커넥터 장치(1)가 적용되는 건설 기계의 대표예로서의 유압 쇼벨은, 수많은 스위치, 센서, 표시기 등의 전기 부품(모두 도시 생략)을 탑재하고 있고, 이들 전기 부품으로부터 연장되는 전원용, 신호 전달용의 하니스(10, 19)도 다수 개 존재하고 있다. 이 때문에, 다수 개의 하니스(10, 19)를 접속하는 경우에는, 접속 단자(10A, 19A) 사이의 마찰 저항이 커지기 때문에, 수작업으로는 확실한 접속, 분리를 행하기가 어렵다. 그래서, 본 실시형태에 의한 커넥터 장치(1)는, 나사의 조임력을 이용하여 접속과 분리를 행하게 되어 있다.

즉, 도 1, 도 2에 있어서, 1은 예를 들어 유압 쇼벨에 설치되는 본 실시형태에 의한 건설 기계용 커넥터 장치를 나타내고 있다. 이 커넥터 장치(1)는, 후술하는 다수 개의 하니스(10, 19)를 분리 가능하게 접속하는 것이다. 커넥터 장치(1)는, 후술하는 일측 커넥터 하우징(2), 장착 볼트(6), 개스킷(7), 패킹(8), 빠짐 방지 링(9), 타측 커넥터 하우징(12), 캡 너트(15)에 의해 대략 구성되어 있다.

먼저, 커넥터 장치(1)를 구성하는 일측 커넥터 하우징(2), 장착 볼트(6), 패킹(8), 빠짐 방지 링(9) 등에 대해 설명한다.

즉, 2는 커넥터 장치(1)의 외형을 이루는 일측 커넥터 하우징으로, 이 일측 커넥터 하우징(2)은, 예를 들어 절연성의 수지 재료를 사용하여 형성되어 있다. 일측 커넥터 하우징(2)은, 예를 들어 거의 직육면체 형상으로 형성된 하우징 본체(3)와, 당해 하우징 본체(3)의 거의 중앙 위치에 후술하는 각 하니스(10, 19)의 접속 방향(A)(도 2 중의 부호 A 참조)으로 연장되어 설치된 소직경 통 형상의 볼트 지지통(4)에 의해 구성되어 있다.

여기서, 하우징 본체(3)에는, 후술하는 하니스(10)의 단부를 이루는 접속 단자(10A)(도 3 중에 점선으로 일부만 도시)가 타측 커넥터 하우징(12)과 대향하는 대향면(3A)을 향해 장착되어 있다. 하우징 본체(3)의 외주 측에서 대향면(3A)의 반대 측 위치에는, 외향으로 돌출되어 플랜지부(3B)가 형성되고, 당해 플랜지부(3B)는, 하우징 본체(3)의 외주 측에 설치되는 후술하는 패킹(8)을 접속 방향으로 위치 결정하는 것이다.

볼트 지지통(4)은, 내부가 후술하는 볼트 삽입통과 구멍(5)이 되는 소직경의 원통 형상 부재로서 형성되어 있다. 이 볼트 지지통(4)은, 하우징 본체(3)의 대향면(3A)과 반대 측으로 돌출되고, 그 돌출 단면은, 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B)와의 사이를 시일하는 후술하는 개스킷(7)이 밀착되는 시일면(4A)이 되어 있다.

5는 볼트 지지통(4) 내에 설치된 볼트 삽입통과 구멍이다. 이 볼트 삽입통과 구멍(5)은, 후술하는 장착 볼트(6)의 축부(6A)가 자유롭게 회전할 수 있도록 삽입통과하는 것으로, 각 하니스(10, 19)의 접속 방향(A)을 축 방향으로서 관통하여 설치되어 있다. 또한, 볼트 삽입통과 구멍(5) 중 하우징 본체(3)의 대향면(3A) 측에는, 단차부(5A)를 거쳐 대직경 구멍부(5B)가 형성되어 있다. 이 대직경 구멍부(5B)에는, 장착 볼트(6)의 취약부(6D)에 외부에서 끼워진 상태로 후술하는 빠짐 방지 링(9)이 설치되어 있다.

6은 일측 커넥터 하우징(2)에 설치된 장착 볼트이다. 이 장착 볼트(6)는, 예를 들어 금속 재료를 사용하여 형성되고, 볼트 지지통(4) 내의 볼트 삽입통과 구멍(5)에 축 방향으로 위치 결정된 상태에서 자유롭게 회전할 수 있도록 삽입통과되어 있다. 또한, 장착 볼트(6)는, 볼트 삽입통과 구멍(5) 내를 축 방향으로 연장되는 원기둥 형상의 축부(6A)와, 당해 축부(6A)의 기단 측에 설치된 육각형상의 볼트 헤드(6B)와, 상기 축부(6A)의 선단 측에 설치된 수나사(6C)에 의하여 대략 구성되어 있다.

여기서, 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B)는, 후술하는 개스킷(7)을 흠집내지 않고, 액밀하게 밀착할 수 있도록, 플랜지 부착 볼트 헤드로서 형성되어 있다. 또한, 장착 볼트(6)의 수나사(6C)는, 하우징 본체(3)의 대향면(3A)보다 타측 커넥터 하우징(12)을 향해 돌출된 위치에 설치되어 있다.

또한, 장착 볼트(6)에는, 볼트 헤드(6B)와 수나사(6C) 사이, 예를 들어 축부(6A)와 수나사(6C) 사이에 위치하여 취약부(6D)가 형성되어 있다. 이 취약부(6D)는, 축부(6A)에 전체 둘레에 걸쳐 오목홈을 형성함으로써, 축부(6A)보다 소직경으로 직경이 축소된 축경부로서 형성되어 있다. 여기서, 취약부(6D)는, 축부(6A), 수나사(6C)보다 외력에 약하여, 장착 볼트(6)를 조였을 때에 각 커넥터 하우징(2, 12)이 손상되는 조임력보다 작은 조임력으로 파단되도록 강도(재질, 종탄성 계수, 단면적 등의 강도 조건)가 설정되어 있다.

즉, 각 하니스(10, 19)를 확실하게 접속할 수 있는 장착 볼트(6)의 규정의 조임 토크를 T1로 하고, 장착 볼트(6)의 지나치게 큰 조임에 의해 각 커넥터 하우징(2, 12)이 손상을 일으키는 조임 토크를 T2로 하면, 취약부(6D)가 파단되는 조임 토크 T3은, 장착 볼트(6)의 규정의 조임 토크 T1보다 큰 값이고, 각 커넥터 하우징(2, 12)이 손상을 일으키는 조임 토크 T2보다 작은 값으로 되어 있다(T1 < T3 < T2). 따라서, 취약부(6D)는, 각 커넥터 하우징(2, 12)이 손상되는 조임력보다 작은 조임력으로 파단될 수 있기 때문에, 그 이상의 장착 볼트(6)의 조임을 저지할 수 있어, 각 커넥터 하우징(2, 12)을 보호할 수 있다.

또한, 취약부(6D)는, 전체 둘레 홈을 구비한 축경부로서 형성되고, 볼트 삽입통과 구멍(5)의 단차부(5A)의 위치 또는 단차부(5A)를 미소하게 넘은 대직경 구멍부(5B) 내에 배치하고 있다. 이 결과, 당해 취약부(6D)에는, 후술하는 빠짐 방지 링(9)을 장착할 수 있다. 따라서, 취약부(6D)를 이용하여 빠짐 방지 링(9)을 장착함으로써, 장착 볼트(6)는, 그 볼트 헤드(6B)와 빠짐 방지 링(9)에 의해 일측 커넥터 하우징(2)에 대하여 빠짐 방지할 수 있다.

7은 볼트 지지통(4)의 시일면(4A)과 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B) 사이에 설치된 시일 부재로서의 개스킷이다. 이 개스킷(7)은, 와셔 형상으로 형성되어, 장착 볼트(6)를 조였을 때에, 볼트 지지통(4)의 시일면(4A)과 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B)의 플랜지면에 밀착되는 것이다. 이로써, 개스킷(7)은, 볼트 삽입통과 구멍(5) 내를 외부에 대해 액밀(液密)하게 시일하여, 당해 볼트 삽입통과 구멍(5)을 통해 각 커넥터 하우징(2, 12) 사이에 빗물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다.

8은 일측 커넥터 하우징(2)을 구성하는 하우징 본체(3)의 외주 측에 설치된 다른 시일 부재로서의 패킹이다. 이 패킹(8)은, 예를 들어 탄성을 갖는 수지 재료, 고무 재료로 이루어지고, 플랜지부(3B)에 맞닿는 위치에 하우징 본체(3)의 주위를 조이도록 장착되어 있다.

여기서, 패킹(8)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 커넥터 하우징(2, 12)을 서로 대면하여 장착하였을 때에, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)를 둘러싸는 위치에 배치되는 타측 커넥터 하우징(12) 측의 하우징 본체(13)의 외부 끼움 통부(13B)에 밀착된다. 이로써, 패킹(8)은, 2개의 커넥터 하우징(2, 12) 사이를 액밀하게 시일하여, 각 커넥터 하우징(2, 12) 사이의 간극을 통해 빗물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다.

9는 장착 볼트(6)의 취약부(6D)에 설치된 빠짐 방지 링으로, 당해 빠짐 방지 링(9)은, 예를 들어 C자 형상의 링 부재로서 형성되어 있다. 또한, 빠짐 방지 링(9)은, 볼트 삽입통과 구멍(5)의 대직경 구멍부(5B) 내에 위치하고, 장착 볼트(6)의 취약부(6D)에 감합되어 있다. 이로써, 빠짐 방지 링(9)은, 단차부(5A)에 맞닿음으로써 볼트 헤드(7B)와의 사이에서 볼트 지지통(4)을 끼울 수 있어, 장착 볼트(6)를 빠짐 방지할 수 있다.

10은 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)에 장착된 다수 개의 하니스를 나타내고 있다. 이 다수 개의 하니스(10)는, 선재(線材)의 단부에 고착된 접속 단자(10A)가 타측 커넥터 하우징(12) 측을 향하도록, 하우징 본체(3)에 소정의 범위 내에, 소정의 간격을 가지고 장착되어 있다. 또한, 각 하니스(10)의 접속 단자(10A)는, 타측 커넥터 하우징(12) 측에 설치된 각 하니스(19)의 접속 단자(19A)와 마찰 접촉함으로써 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 각 접속 단자(10A, 19A) 사이의 마찰력에 저항하여 각 커넥터 하우징(2, 12)을 분리 방향으로 이동시킴으로써, 각 접속 단자(10A, 19A)를 분리할 수 있다.

또한, 11은 일측 커넥터 하우징(2)에 설치된 커버로, 당해 커버(11)는, 하우징 본체(3)의 외주 측부터 볼트 지지통(4)의 돌출단까지를 덮도록 돔 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 커버(11)는, 각 하니스(10) 등을 덮어 보호하는 것이다.

다음으로, 커넥터 장치(1)를 구성하는 타측 커넥터 하우징(12), 캡 너트(15) 등에 대해 설명한다.

즉, 12는 일측 커넥터 하우징(2)에 대면하여 장착하고, 떼어낼 수 있게 감합되는 타측 커넥터 하우징을 나타내고 있다. 이 타측 커넥터 하우징(12)은, 예를 들어 절연성의 수지 재료를 사용하여 형성되고, 일측 커넥터 하우징(2)과 함께 커넥터 장치(1)의 외형을 구성하고 있다. 또한, 타측 커넥터 하우징(12)은, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)에 대면하는 하우징 본체(13)와, 당해 하우징 본체(13)의 거의 중앙 위치에 설치된 너트 장착 구멍(14)에 의하여 대략 구성되어 있다.

여기서, 하우징 본체(13)는, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)보다 약간 크게 형성되어 있다. 이 하우징 본체(13)에는, 후술하는 하니스(19)의 단부를 이루는 다수 개의 접속 단자(19A)가 일측 커넥터 하우징(2)과 대향하는 대향면(13A)을 향해 장착되어 있다.

한편, 하우징 본체(13)의 외주 측에는, 대향면(13A)으로부터 일측을 향해 돌출된 각틀 형상의 외부 끼움 통부(13B)가 형성되고, 당해 외부 끼움 통부(13B)는, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)를 둘러싸는 것이다. 그리고, 외부 끼움 통부(13B)는, 하우징 본체(3)의 외주 측에 설치한 패킹(8)에 대해 외주 측으로부터 액밀하게 맞닿는 것이다. 또한, 하우징 본체(13)의 외주 측에는, 커넥터 장치(1)를 구조물(도시 생략)에 장착하기 위한 장착 브래킷(13C)이 외향으로 돌출 설치되어 있다.

상기 너트 장착 구멍(14)은, 장착 볼트(6)와 동축이 되는 위치에, 대향면(13A) 측이 대직경이 되는 단차 형성 구멍으로서 형성되어 있다. 너트 장착 구멍(14)의 도중 위치에 형성된 단차부(14A)는, 캡 너트(15)가 타측으로 이동하는 것을 규제하는 것이다. 여기서, 너트 장착 구멍(14)은, 장착 볼트(6)를 조일 때에 캡 너트(15)가 공회전하지 않도록, 예를 들어 다각형상 또는 회전 방지 수단이 설비된 원 형상의 관통 구멍으로서 형성되어 있다.

15는 하우징 본체(13)의 중앙 위치에 당해 하우징 본체(13)와 별개로 설치된 캡 너트를 나타내고 있다. 즉, 이 캡 너트(15)는, 하우징 본체(3)의 볼트 지지통(4)(볼트 삽입통과 구멍(5))과 대향하는 위치에 배치되어 있다. 캡 너트(15)는, 예를 들어 금속 재료를 사용하여 형성되고, 하우징 본체(13)의 너트 장착 구멍(14) 내에 고정 상태로 액밀하게 장착되어 있다. 또한, 캡 너트(15)는, 후술하는 바닥이 있는 형상의 암나사 구멍(17)을 구비하고 있기 때문에, 이 암나사 구멍(17)을 통해 빗물 등이 침입하는 것을 저지할 수 있다.

또한, 캡 너트(15)는, 접속 방향(A)(축 방향)의 일측이 대직경부(15A)가 되고 타측이 소직경부(15B)로 되어 있다. 여기서, 대직경부(15A)와 소직경부(15B)는, 너트 장착 구멍(14) 내에 회전 불능하게 감합되는 다각형상체로서 형성되거나, 또는 회전 방지 수단을 구비한 원 형상체로서 형성되어 있다. 한편, 소직경부(15B)의 외주 측에는, 너트 장착 구멍(14)으로부터 타측으로 돌출된 위치에 오목홈(15C)이 설치되고, 당해 오목홈(15C)에는, 너트 장착 구멍(14)에 대해 캡 너트(15)를 빠짐 방지 상태로 고정시키는 고정 링(16)이 장착되어 있다.

17은 캡 너트(15)에 설치된 본 실시형태의 특징 부분이 되는 암나사 구멍을 나타내고 있다. 이 암나사 구멍(17)은, 타측 커넥터 하우징(12)을 구성하는 하우징 본체(13)의 대향면(13A) 측에 개구되는 바닥이 있는 형상의 나사 구멍으로서 형성되어 있다. 또한, 암나사 구멍(17)은, 장착 볼트(6)의 수나사가 나선 장착되는 것이다.

여기서, 암나사 구멍(17)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 바닥부(17A)까지의 길이 치수(깊이 치수)가 치수 L1로 설정되어 있다. 한편, 각 커넥터 하우징(2, 12)이 접속할 때까지 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 암나사 구멍(17)에 비틀어 넣었을 때의 길이 치수를 L2로 한다. 또한, 암나사 구멍(17)의 바닥부(17A)와 수나사(6C)의 선단부(6C1) 사이에 형성되는 간극(18)의 길이 치수를 L3으로 한다. 따라서, 암나사 구멍(17)의 길이 치수 L1은, 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 비틀어 넣는 길이 치수 L2와, 간극(18)의 길이 치수 L3을 더한 치수로 되어 있다(L1 = L2 + L3).

이로써, 바닥이 있는 형상의 나사 구멍으로서 형성된 암나사 구멍(17)은, 취약부(6D)가 파단될 때까지 장착 볼트(6)를 조인 경우에도, 이 장착 볼트(6)의 수나사(6C)의 선단부(6C1)와의 사이에 축 방향의 간극(18)을 확보할 수 있다. 따라서, 장착 볼트(6)의 선단 측 부분에서 파단된 수나사(6C)는, 체결 상태가 아니라 단순히 암나사 구멍(17)에 나선 결합되어 있을 뿐이기 때문에, 특별한 공구 등을 사용하지 않고, 수작업으로 용이하게 풀 수 있다.

또한, 암나사 구멍(17)은, 그 바닥부(17A)에 장착 볼트(6)의 수나사(6C)가 맞닿지 않도록 간극(18)을 확보하고 있기 때문에, 장착 볼트(6)를 조였을 때에, 각 커넥터 하우징(2, 12)을 보호하는 것과는 관계없이, 취약부(6D)가 부주의하게 파단되는 것을 방지할 수 있다.

19는 타측 커넥터 하우징(12)의 하우징 본체(13)에 장착된 다수 개의 하니스를 나타내고 있다. 이 타측 커넥터 하우징(12) 측의 각 하니스(19)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 일측 커넥터 하우징(2) 측의 하니스(10)에 대응하여 접속할 수 있도록, 그 접속 단자(19A)가 일측 커넥터 하우징(2) 측을 향해 하우징 본체(13)에 장착되어 있다. 그리고, 각 하니스(10, 19)의 접속 단자(10A, 19A)는, 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 규정의 토크 T1로 암나사 구멍(17)에 조임으로써, 예를 들어 암수 감합에 의해 전기적으로 접속할 수 있다. 한편, 장착 볼트(6)를 푸는 방향으로 회전시킴으로써, 각 접속 단자(10A, 19A)를 분리할 수 있다.

본 실시형태에 의한 건설 기계용 커넥터 장치(1)는, 상기 서술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음으로, 이 커넥터 장치(1)의 접속 동작에 대해 설명한다.

먼저, 일측 커넥터 하우징(2)과 타측 커넥터 하우징(12)을, 서로 대면하는 방향(도 2 중의 접속 방향(A))으로 접근시켜, 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 캡 너트(15)의 암나사 구멍(17)에 나선 결합시킨다. 그리고, 장착 볼트(6)를 규정의 토크 T1로 조임으로써, 일측 커넥터 하우징(2)과 타측 커넥터 하우징(12)을 접속할 수 있고, 동시에, 일측 커넥터 하우징(2) 측의 각 하니스(10)와 타측 커넥터 하우징(12) 측의 각 하니스(19)를 전기적으로 접속할 수 있다.

이 장착 볼트(6)를 사용한 각 커넥터 하우징(2, 12)의 접속 작업에서는, 지나치게 큰 조임력으로 장착 볼트(6)를 조여 버리는 경우가 있다. 이 경우에는, 각 커넥터 하우징(2, 12)이 손상되는 조임 토크 T2보다 작은 조임력 T3으로 장착 볼트(6)의 취약부(6D)가 파단되기 때문에, 그 이상의 장착 볼트(6)의 조임을 저지할 수 있어, 각 커넥터 하우징(2, 12)을 보호할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 취약부(6D)가 파단될 때까지 장착 볼트(6)를 조인 경우에, 암나사 구멍(17)은, 그 바닥부(17A)와 장착 볼트(6)의 수나사(6C)의 선단부(6C1) 사이에 축 방향의 간극(18)을 확보할 수 있다. 이 때문에, 파단된 장착 볼트(6)의 수나사(6C) 부분은, 암나사 구멍(17)에 대해 나선 결합되어 있을 뿐인 상태로 남길 수 있어, 암나사 구멍(17)에 남은 수나사(6C) 부분은, 수작업으로 용이하게 풀어 떼어낼 수 있다.

한편, 장착 볼트(6)를 규정의 조임 토크 T1로 체결한 경우에는, 당해 장착 볼트(6)를 푸는 방향으로 회전함으로써, 각 접속 단자(10A, 19A) 사이의 마찰력에 저항하여 각 커넥터 하우징(2, 12)을 분리 방향으로 이동할 수 있고, 각 접속 단자(10A, 19A)를 분리할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 장착 볼트(6)의 수나사(6C)가 나선 결합하는 캡 너트(15)의 암나사 구멍(17)은, 바닥이 있는 형상의 나사 구멍으로서 형성하고 있다. 게다가, 암나사 구멍(17)의 길이 치수(깊이 치수)는, 취약부(6D)가 파단될 때까지 상기 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 조였을 때에, 상기 수나사(6C)의 선단부(6C1)와의 사이에 축 방향의 간극(18)을 확보할 수 있는 치수(L1)로 하고 있다.

따라서, 지나치게 큰 조임 토크에 의해 장착 볼트(6)의 수나사(6C)가 파단된 경우, 그 파단된 수나사(6C)는, 암나사 구멍(17)에 대해 조임력을 발생시키지 않은 나선 결합 상태로 할 수 있다. 이로써, 암나사 구멍(17) 내에 남은 장착 볼트(6)의 수나사(6C)는, 손끝으로 간단히 회전시킬 수 있어, 용이하게 풀어 떼어낼 수 있다.

이 결과, 파단된 장착 볼트(6)를 새로운 장착 볼트(6)로 교환하는 경우에는, 특수한 공구를 사용하지 않고, 파단된 장착 볼트(6)를 떼어낼 수 있어, 장착 볼트(6)를 떼어내는 작업을 용이하게 하여, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 암나사 구멍(17)은, 장착 볼트(6)의 취약부(6D)가 파단에 이른 상태에서도, 그 바닥부(17A)와 장착 볼트(6)의 수나사(6C)의 선단부(6C1) 사이에 간극(18)을 확보할 수 있다. 이 결과, 종래 기술과 같이, 수나사(6C)의 선단부(6C1)가 암나사 구멍(17)의 바닥부(17A)에 맞닿은 것을 알지 못하고 장착 볼트(6)를 지나치게 조였기 때문에, 장착 볼트(6)가 파단되는 사태를 방지할 수 있다. 이 점에 있어서도, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 타측 커넥터 하우징(12)에는 캡 너트(15)를 설치하고, 암나사 구멍(17)은 이 캡 너트(15)에 바닥이 있는 형상의 나사 구멍으로서 설치하고 있기 때문에, 암나사 구멍(17)을 통해 각 커넥터 하우징(2, 12) 사이에 빗물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 방수 성능을 높일 수 있어, 커넥터 장치(1)의 내구성, 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.

한편, 볼트 지지통(4)의 시일면(4A)과 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B) 사이에는, 개스킷(7)을 설치하고 있기 때문에, 볼트 삽입통과 구멍(5)을 통해 각 커넥터 하우징(2, 12) 사이에 빗물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 방수 성능을 높일 수 있어, 커넥터 장치(1)의 내구성, 신뢰성 등을 향상시킬 수 있다.

한편, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)의 외주 측에는, 패킹(8)을 설치하고 있기 때문에, 타측 커넥터 하우징(12)의 하우징 본체(13)의 외부 끼움 통부(13B)와의 사이를 통해 2개의 커넥터 하우징(2, 12) 사이에 빗물 등이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해서도, 커넥터 장치(1)의 방수 성능을 높일 수 있다.

또한, 장착 볼트(6)의 취약부(6D)는, 당해 장착 볼트(6)를 빠짐 방지하기 위한 빠짐 방지 링(9)의 장착부로서 이용할 수 있기 때문에, 빠짐 방지 링(9)을 장착하기 위한 기계 가공을 생략할 수 있다.

또한, 실시형태에서는, 타측 커넥터 하우징(12)을 구성하는 하우징 본체(13)에 너트 장착 구멍(14)을 설치하고, 별개로 설치한 캡 너트(15)를 당해 너트 장착 구멍(14)에 삽입하여 끼우고, 당해 캡 너트(15)를 너트 장착 구멍(14)에 고정 링(16)으로 고정시키는 구성으로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 예를 들어 도 6에 나타내는 변형예에 의한 커넥터 장치(21)와 같이, 타측 커넥터 하우징(22)을 수지 성형할 때에, 하우징 본체(23)에 캡 너트(24)를 녹여 붓도록 하여 일체 형성하는 구성으로 해도 된다.

또한, 실시형태에서는, 일측 커넥터 하우징(2)을 구성하는 하우징 본체(3)의 외주 측에 다른 시일 부재를 이루는 패킹(8)을 설치한 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 타측 커넥터 하우징(12)을 구성하는 하우징 본체(13)의 외부 끼움 통부(13B)의 내주 측에 패킹을 설치하는 구성으로 해도 된다. 또한, 일측 커넥터 하우징(2)의 하우징 본체(3)의 외주 측과 타측 커넥터 하우징(12)의 하우징 본체(13)의 외부 끼움 통부(13B)의 내주 측의 양방에 패킹을 설치하는 구성으로 해도 된다.

또한, 실시형태에서는, 건설 기계용 커넥터 장치(1)를 유압 쇼벨에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 유압 크레인, 휠 로더 등의 다른 건설 기계의 커넥터 장치로서도 널리 적용할 수 있다.

1, 21 건설 기계용 커넥터 장치
2 일측 커넥터 하우징
3, 13, 23 하우징 본체
3A, 13A 대향면
4 볼트 지지통
4A 시일면
5 볼트 삽입통과 구멍
5B 대직경 구멍부
6 장착 볼트
6A 축부
6B 볼트 헤드
6C 수나사
6C1 선단부
6D 취약부(축경부)
7 개스킷(시일 부재)
8 패킹(다른 시일 부재)
9 빠짐 방지 링
10, 19 하니스
10A, 19A 접속 단자
12, 22 타측 커넥터 하우징
14 너트 장착 구멍
15, 24 캡 너트
17 암나사 구멍
17A 바닥부
18 간극
L1 암나사 구멍의 길이 치수

Claims

건설 기계에서 사용하는 복수 개의 하니스(10, 19)를 접속하기 위해 서로 대면하여 장착하고, 떼어낼 수 있게 감합되는 2개의 커넥터 하우징(2, 12, 22)과, 당해 각 커넥터 하우징(2, 12, 22) 중 일측의 커넥터 하우징(2)에 상기 하니스(10, 19)의 접속 방향(A)으로 관통하여 설치된 볼트 삽입통과 구멍(5)과, 상기 일측 커넥터 하우징(2)의 볼트 삽입통과 구멍(5)에 삽입통과하여 설치되어 기단(基端) 측이 볼트 헤드(6B)가 되고 선단 측이 타측의 커넥터 하우징(12, 22)과 대향하는 대향면(3A)으로부터 돌출된 수나사(6C)가 된 장착 볼트(6)와, 상기 타측 커넥터 하우징(12, 22) 중 상기 일측 커넥터 하우징(2)과 대향하는 대향면(13A)에 설치되어 당해 장착 볼트(6)의 수나사(6C)가 나선 장착되는 암나사(17)로 이루어지는 건설 기계용 커넥터 장치에 있어서,
상기 장착 볼트(6)에는, 상기 볼트 헤드(6B)와 수나사(6C) 사이에 위치하여 당해 장착 볼트(6)를 조였을 때에 상기 커넥터 하우징(2, 12, 22)이 손상되는 조임력보다 작은 조임력으로 파단되는 취약부(6D)를 설치하고,
상기 타측 커넥터 하우징(12, 22)에 설치된 암나사(17)는, 상기 일측 커넥터 하우징(2)을 향해 개구되는 바닥이 있는 형상의 암나사 구멍으로서 형성하고,
상기 암나사 구멍(17)은, 상기 취약부(6D)가 파단될 때까지 상기 장착 볼트(6)의 수나사(6C)를 조인 경우에도, 상기 수나사(6C)의 선단부(6C1)와의 사이에 축 방향의 간극(18)을 확보할 수 있는 길이 치수(L1)로 형성된 것을 특징으로 하는 건설 기계용 커넥터 장치.
제1항에 있어서,
상기 타측 커넥터 하우징(12, 22)에는 캡 너트(15, 24)를 설치하고, 상기 암나사 구멍(17)은 당해 캡 너트(15, 24)에 설치하는 구성으로 하여 이루어지는 건설 기계용 커넥터 장치.
제1항에 있어서,
상기 일측 커넥터 하우징(2)과 상기 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B) 사이에는 상기 볼트 삽입통과 구멍(5)을 액밀(液密)하게 시일하는 시일 부재(7)를 설치하는 구성으로 하여 이루어지는 건설 기계용 커넥터 장치.
제1항에 있어서,
상기 각 커넥터 하우징(2, 12, 22) 중 적어도 일방의 커넥터 하우징에는, 서로 대면하여 장착하였을 때에 당해 각 커넥터 하우징(2, 12, 22) 사이를 액밀하게 시일하는 다른 시일 부재(8)를 설치하는 구성으로 하여 이루어지는 건설 기계용 커넥터 장치.
제1항에 있어서,
상기 볼트 삽입통과 구멍(5) 중 상기 타측 커넥터 하우징(12, 22)과의 대향면(3A) 측에 대직경 구멍부(5B)를 형성하고, 상기 장착 볼트(6)의 취약부(6D)는 상기 대직경 구멍부(5B) 내에 위치하고 직경을 축소하여 형성한 축경부(縮徑部)로서, 당해 축경부에는 상기 장착 볼트(6)의 볼트 헤드(6B)와의 사이에서 당해 장착 볼트(6)를 빠짐 방지하는 빠짐 방지 링(9)을 장착하는 구성으로 하여 이루어지는 건설 기계용 커넥터 장치.