JP3863716B2 - 防水電気コネクターおよびそのためのゴム製絶縁防水雌雄カバー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高電流かつ高電圧用の電気ケーブルを着脱自在に結合・離脱できる防水電気コネクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に従来の防水電気コネクターの一例を示す。図において、１，２は電気ケーブル、３は電気ケーブルの一端の露出芯線、４はプラグ、５はジャック、６はプラグの周囲のゴム製絶縁防水雌カバー、７はジャック側の周囲のゴム製絶縁防水雄カバー、８はプラグ先端絶縁体、９はジャック先端絶縁体、１０はプラグ部材、１１はジャック部材、１９はプラグ部材（プラグ先端絶縁体８を含めて）を収容するジャック部材１１のジャック孔、２２はゴム製絶縁防水雌カバーの一部の円筒状雌部、２３はゴム製絶縁防水雄カバーの一部の係合雄部である。円筒状雌部２２はプラグ部材１０（プラグ先端絶縁体８をも含めて）を間隔を置いて取り囲み係合雄部２３を収容する係合孔２４を形成する。
電気ケーブル１の露出芯線３はプラグ部材１０に電気的に結合されている。かかるプラグ部材１０のまわりにゴム製絶縁防水雌カバー６がインサート成形されている。同様に電気ケーブル２の露出芯線３がジャック部材１１に電気的に結合され、かかるジャック部材１１のまわりにゴム製絶縁防水雄カバー７がインサート成形されている。
【０００３】
電気ケーブル１と電気ケーブル２を結合すべく電気工事者がプラグ４とジャック５を取り扱うとき誤って手、指等が電気伝導部に触れて感電するのをプラグ４の周囲の円筒状雌部２２並びにプラグ先端絶縁体８及びジャックの周囲の係合雄部２３並びにジャック先端絶縁体９で防止されてジャック部材１１並びにプラグ部材１０の高電圧から保護されるようになっている。
一方、電気ケーブル１と電気ケーブル２を電気的に結合すべくジャック部材１１のジャック孔１９にプラグ部材１０を差し込むときゴム製絶縁防水雌カバー６の円筒状雌部２２の係合孔２４にゴム製絶縁防水雄カバー７の係合雄部２３が嵌合される。これによりジャック部材１１とプラグ部材１０との係合部すなわち電気ケーブル１，２の結合部が防水保護されるようになっている。
【０００４】
図２は防水性を改善した防水電気コネクターを示す。図２において示す参照符号のうち図１に示すものと同一の機能のものについては同一の参照符号を付した。従ってそれらの説明は省略して、防水性に関する点についてのみ説明する。１００はゴム製絶縁防水雌カバー６の円筒状雌部２２の入口近くの内側面に形成された環状溝である。１０１はゴム製絶縁防水雄カバー７の係合雄部２３の外側面に形成された環状突条である。環状突条１０１は環状溝１００に収容されている。１０２は円筒状雌部２２の内部の内端に更に軸方向に形成された付加係合孔である。１０３はゴム製絶縁防水雄カバー７の係合雄部２３の先端に更に軸方向に延出された付加係合雄部である。環状溝１００に環状突条１０１がピッタリと収容され、かつ付加係合孔１０２に付加係合雄部１０３が嵌合することにより防水性が改善されている。
【０００５】
図３は更に防水性を改善すると共に、ひとたびジャックにプラグが差し込まれると、結合された電気ケーブル１，２の延長部等を電気工事者が誤って足で引っ掛けてもジャックからプラグがはずれない（すなわち抜去抵抗がある程度大きくなる）ようにしたものである。
図３において示す参照符号のうち図１，図２に示すものと同一の機能のものについては同一の参照符号を付した。従って、それらの説明は省略する。
しかし補足的な参照符号を説明する。１２はプラグ部材１０に電気的に続くプラグ中央部、１４はプラグ中央部１２に電気的に続くプラグ側円筒状カシメ部である。電気ケーブル１の露出芯線３は前記カシメ部１４にカシメ接続される。１３はジャック部材１１に電気的に続くジャック中央部、１５はジャック中央部１３に電気的に続くジャック側円筒状カシメ部である。電気ケーブル２の露出芯線３は前記カシメ部１５にカシメ接続される。１７はプラグ部材１０とジャック部材１１との間に良好な電気接続を達成する電気接触改善バネリングである。
なお、電気ケーブルの露出芯線３をプラグ側円筒状カシメ部１４に挿入してこの円筒状カシメ部１４の外周面をカシメる前に、電気ケーブル１をプラグ側ゴム製絶縁雌カバー６に通しておく、その後、電気ケーブル１の露出芯線３とプラグ側円筒状カシメ部１４とをカシメにより機械的かつ電気的に接続する。しかる後、プラグ側ゴム製絶縁雌カバー６を電気ケーブルに沿って移動させて図３の左上のようにプラグ４のまわりに被せる。被せたプラグ側ゴム製絶縁雌カバー６がプラグ４から抜けないようにするためにプラグ中央部１２は位置決めフランジを有する。勿論、この位置決めフランジに対応する凹所がプラグ側ゴム製絶縁雌カバー６の内側面に環状に設けられている。ジャック側ゴム製絶縁雄カバーも同様にしてジャック５のまわりに被せる。
【０００６】
さて、図３のゴム製絶縁防水雌雄カバーの防水性並びに抜去抵抗について説明する。２６は円筒状雌部２２の内側鋸歯状面である。２６Ａは内側鋸歯状面２６の一部でゆるい傾斜で先拡がりの環状前向き面部、２６Ｂは急な傾斜で先細りの環状後向き面部である。これらの複数の面部２６Ａおよび複数の面部２６Ｂによって複数の山２６Ｃと複数の谷２６Ｄを形成する。２７は係合雄部２３の外側鋸歯状面である。２７Ａは外側鋸歯状面２７の一部でゆるい傾斜で先細りの環状前向き面部、２７Ｂは急な傾斜で先拡がりの環状後向き面部である。これら複数の面部２７Ａおよび複数の面部２７Ｂによって複数の山２７Ｃと複数の谷２７Ｄを形成する。
【０００７】
係合雄部２３の外側鋸歯状面２７と円筒状雌部２２の内側鋸歯状面２６は防水電気コネクターの離脱作業（ジャック５からのプラグ４の抜去作業）に対して強く抵抗し、これよりも少ない抵抗で防水電気コネクターの結合作業（ジャック５へのプラグ４の挿入作業）を許容するようになっていることは図から理解されよう。
そして、外側鋸歯状面２７の谷２７Ｄに内側鋸歯状面２６の山２６Ｃが押圧されかつ内側鋸歯状面２６の谷２６Ｄに外側鋸歯状面２７の山２７Ｃが押圧されて嵌り合うことにより防水機能が基本的に発揮される。
また、円筒状雌部２２の先端の環状対接面３０が係合雄部２３の根元にある環状対接面３１に対接して予備的な防水効果を発揮する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示す従来の内・外側鋸歯状面を有するゴム製絶縁防水雌雄カバーを備えた防水電気コネクターは、図１および図２に示す防水電気コネクターより優れているので広く用いられている。それ故、種々な要望が図３に代表される防水電気コネクターに対してなされるようになって来たのである。
例えば、電気工事者が或る部品の裏に手を廻して部品による視界妨害状態で当該防水電気コネクターのプラグとジャックを結合しなければならないときに、ゴム製絶縁防水雌雄カバーが完全に係合しているかどうかを目で確かめることができないので、二度、三度とプラグとジャックの結合動作の念押しをくり返さなくてはならず、時間はかかるし、疲れる、そして何となく不安であり改善する必要があることが判った。そこで本発明はゴム製絶縁防水雌雄カバーの結合動作がより軽い力で行われかつ結合動作の完了が手の感覚でも判るようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
内側鋸歯状面を有する円筒状雌部の肉厚を薄くしてプラグとジャックの結合・離脱の際に円筒状雌部が軸方向に伸縮するようにし、
円筒状雌部の係合孔の内端面と係合雄部の先端面との間および係合雄部の根元の環状対接面と円筒状雌部の先端付近の対応する環状対接面との間に軸方向間隙をもたせてプラグとジャックの結合時に円筒状雌部中への係合雄部の過挿入を許容するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
円筒状雌部の肉厚を薄くする遣り方は、同じ定格電流・電圧の防水電気コネクターのためのゴム製絶縁防水雌雄カバーの従来の円筒状雌部の外径よりも小さな外径にすることによる。
円筒状雌部の係合孔の孔の深さを従来のものよりも深くし、係合雄部の根元の環状対接面の位置を軸方向に後方にずらせることにより、プラグとジャックの結合時に円筒状雌部中への係合雄部の過挿入を許容するようにする。すなわち、係合雄部の軸方向寸法を従来のものより長くし、これと同等又はそれ以上に円筒状雌部の軸方向寸法を長くすることにより達成する。
【００１１】
【実施例】
図４〜図６を参照して本発明の防水電気コネクターの一実施例を示す。図４に示すもののうち図３に示すものと同一の機能のものについては同一の参照符号を付した。従ってそれらの説明は以下に簡単にまとめる。すなわち、１，２は電気ケーブル、３は芯線、４，５はプラグおよびジャック、６，７は防水雌雄カバー、８，９はプラグおよびジャックの先端絶縁体、１０，１１はプラグ部材およびジャック部材、１２，１３はプラグおよびジャックの中央部、１４，１５はプラグおよびジャックのカシメ部、１７は電気接触改善バネリング、１９はプラグ部材１０を収容するジャック孔、２４は係合雄部２３を収容する係合孔、２６，２７は鋸歯状面である。
なお、２０Ａ，２０Ｂは防水雄カバー６の表面に直径方向に対向して設けられた一対の平底の凹所であり、２１Ａ，２１Ｂは防水雌カバー７の表面に直径方向に対向して設けられた一対の平底の凹所である。これらは電気工事者の指が防水雌雄カバーの表面で滑りにくいようにしている。８Ａはプラグ先端絶縁体８から中空金属筒のプラグ部材１０の中を埋めてプラグ中央部１２まで延びそこで中空金属筒の外側に出てゴム製絶縁防水雌カバー６にしっかりと嵌め合されるプラグ側硬質絶縁樹脂体である。９Ａはジャック先端絶縁体９から中空金属筒のジャック部材１１の外側面を包囲して後方へ延び、ジャック中央部１３においてその内部を埋めるジャック側硬質絶縁樹脂体である。かかるプラグ４およびジャック５は図３のプラグ、ジャックと構造が異なっているが電気的には同じ機能を有する。なおこれらの硬質絶縁樹脂体を有するプラグやジャックの詳細は特許第３０１５３７０号を参照されたい。
【００１２】
【００１３】
本発明の防水雌雄カバーによれば、防水雌雄カバーを係合させるときに必要とする挿入押圧力を低くするために円筒状雌部２２の外径ｒ_２をｒ_１（従来の円筒状雌部の外径に相当する）よりも小さくした。すなわち円筒状雌部２２の肉厚を薄くて軟らかくした。これにより防水雌雄カバーの係合挿入時に円筒状雌部２２が軸方向に縮む。軸方向の縮みを考慮して図５に示す通り係合雄部２３の先端面２９から係合孔２４の内端面２８が離されている。このように先端面２９より深く係合孔２４の内端面２８を設定しておかないと内側鋸歯状面２６の複数の山２６Ｃのうちの最前端のもの（図５において四つある山２６Ｃのうち右端のもの）は係合雄部２３の外側鋸歯状面２７の最も高い山２７Ｃをスパッと軽い感じで越えることができない。なお、最右端の山２６Ｃの頂部は面取り２６ＣＣされていて外側鋸歯状面２７の最も高い山２７Ｃを一層容易に越えられるようになされている。
【００１４】
図６は円筒状雌部２２に係合雄部２３を挿入押圧しているときの円筒状雌部２２の軸方向寸法の縮小と内側鋸歯状面２６の山２６Ｃの変形状態を模式的に示している。
再度図５を参照して本発明の特徴を説明する。内側鋸歯状面２６の最右端の山２６Ｃが外側鋸歯状面２７の最も高い山２７Ｃをスパッと軽い感じで越えるためには、その途中で円筒状雌部２２の係合孔２４の内端面２８に係合雄部２３の先端面２９が対接してはならない。同様に円筒状雌部２２の先端部の環状対接面３０が係合雄部２３の根元の環状対接面３１に対接してはならない。内側鋸歯状面２６のそれぞれの山２６Ｃが外側鋸歯状面２７のそれぞれ対応する山２７Ｃをある程度まで通り過ぎるまで係合雄部２３の過挿入を許容するようにしなければならない（なお、補助的に内側鋸歯状面２６の谷２６Ｄの底を平ら２６Ｅになしこれにより外側鋸歯状面２７の山２７Ｃの頂部が軸方向に移動するのを許容する）。従って係合が完了した通常の状態において先端面２９と内端面２８との間に隙間が存在し、円筒状雌部２２の先端部の環状対接面３０と係合雄部２３の根元の環状対接面３１との間に隙間が存在する。なお後者の隙間を覆うために円筒状雌部の先端部に環状の膨出部３８がある。そしてこの膨出部３８の内側面と防水雄カバー７の外側面３９（環状対接面３１に隣接する）との間に半径方向の隙間が存在する。これは膨出部３８に設けた面取り部３８ＣＣと協働して、円筒状雌部２２に係合雄部２３を挿入押圧するときに環状の膨出部３８がやや内側に歪んで環状対接面３１の外周縁につまずいてもジャック側雄カバー７の外側面３９（環状対接面３１に隣接する）に環状の膨出部３８が乗り上がるようにし、その時、空間Ｓと協働してプチッという軽い破裂音が出るようになっている。なお、半径方向の隙間は、雌雄カバーの材質と協働していて通常の雨では表面張力の故に、雨水の浸入を許すものではない。しかし環状の膨出部３８は水深１ｍの水圧では防水効果はない。
【００１５】
以上の説明から理解される通り、本発明の防水雌雄カバーでは係合させるときに従来のものより抵抗が少なくカタカタと外側鋸歯状面の山２７Ｃが内側鋸歯状面２６の山２６Ｃを越えて行くのが判る。そして最後の山２７Ｃを越えるときに最大の挿入力を必要とするのであるが、その力は図７に示す表の「挿入力」の段に示す試験データから判る通り、従来の防水雌雄カバーのものより少なくてすむのである（１５．３８Ｎ＝５８．９８Ｎ−４３．６０Ｎ）。
円筒状雌部の肉厚を薄くして挿入力を小さくした結果、円筒状雌部２２から係合雄部２３を抜去る力が劣ってくるのは好ましくないので、従来のものとの比較試験をした。その結果は図７に示す表の「抜去力」の段に示される通り、劣るどころか従来のものよりも大きな力がいることが判ったのである（７．４１Ｎ＝７４．４１Ｎ−６７．００Ｎ）。この理由は次のようであると思われる。すなわち、一般に伸縮可能な柔軟な管を軸方向に引っ張ると内径が小さくなるのである。このため、抜去の際、円筒状雌部２２は軸方向に伸ばされその径は縮小するのでその内側鋸歯状面は係合雄部の外側鋸歯状面へ強く押し着けられることになる。従って抜去するには一層強い力が必要になると考えられる。
なお、説明を付加すれば、円筒状雌部の肉厚を薄くすることにより、結合挿入時の係合雄部の山による円筒状雌部の押し拡げ歪み力を小さくして挿入力を低減することを目論んだことに加えて、円筒状雌部の軸方向の長さの縮みにより円筒状雌部の径が少し増大することによっても挿入力の低減に寄与していると考えられる。
また、本発明の防水雌雄カバーの防水性を従来のものと比較試験をしたところ、その結果は図８に示す表の通りであった。すなわち従来のものと較べて何ら遜色のないものであることが判った。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から判る通り、内側鋸歯状面および外側鋸歯状面を有するゴム製絶縁防水雌雄カバーを備えた防水電気コネクターにおいて、防水雄カバーの円筒状雌部の肉厚を薄くし、結合時に円筒状雌部中への係合雄部の過挿入を許容するようにした結果、本発明のゴム製絶縁防水雌雄カバーは結合動作がより軽い力で行われかつ結合動作の完了が手の感覚でも判るようになり、しかも一旦結合されると離脱されにくくなった。勿論防水性能は従来のものと何ら変わらないのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の従来の防水雌雄カバーを有する防水電気コネクターの断面図。
【図２】 第２の従来の防水雌雄カバーを有する防水電気コネクターの断面図。
【図３】 第３の従来の防水雌雄カバーを有する防水電気コネクターの断面図。
【図４】 本発明の防水雌雄カバーを有する防水電気コネクターの断面図。
【図５】 本発明の防水雌雄カバーを説明するための要部拡大断面図。
【図６】 本発明の防水雌雄カバーのうちの雌カバーの係合時の変形を模式的に示す図。
【図７】 挿抜力比較試験データを示す表。
【図８】 防水性比較試験データを示す表。
【符号の説明】
１，２ 電気ケーブル
４ プラグ
５ ジャック
６ ゴム製絶縁防水雌カバー
７ ゴム製絶縁防水雄カバー
１０ プラグ部材
１１ ジャック部材
２２ 円筒状雌部
２３ 係合雄部
２４ 係合孔
２６ 内側鋸歯状面
２６Ｃ 山
２６Ｄ 谷
２６ＣＣ 面取り
２７ 外側鋸歯状面
２７Ｃ 山
２７Ｄ 谷
２８ 内端面
２９ 先端面
３０ 環状対接面
３１ 環状対接面
３８ 膨出部
３９ 外側面

Claims (4)

1. 接続しようとする一方の電気ケーブルの一端に接続されたジャックに被せられて外側鋸歯状面を有しジャック部材のまわりで係合雄部を備えたゴム製絶縁防水雄カバーと、接続しようとする他方の電気ケーブルの一端に接続されたプラグに被せられてプラグ部材のまわりで係合孔を形成して内側鋸歯状面を有し係合雄部を受け入れる円筒状雌部を備えたゴム製絶縁防水雌カバーとからなるゴム製絶縁防水雌雄カバーにおいて、
   内側鋸歯状面を有する円筒状雌部の肉厚を薄くしてプラグとジャックの結合・離脱の際に円筒状雌部が軸方向に伸縮するようにし、
   円筒状雌部の係合孔の内端面と係合雄部の先端面との間および係合雄部の根元の環状対接面と円筒状雌部の先端付近の対応する環状対接面との間に軸方向間隙をもたせてプラグとジャックの結合時に円筒状雌部中への係合雄部の過挿入を許容するようにしたこと
   を特徴とするゴム製絶縁防水雌雄カバー。
2. 請求項１記載のゴム製絶縁防水雌雄カバーにおいて、円筒状雌部の内側鋸歯状面の複数の山のうち円筒状雌部の先端に最も近い山の頂部に面取り加工を施したことを特徴とするゴム製絶縁防水雌雄カバー。
3. 請求項１又は２記載のゴム製絶縁防水雌雄カバーにおいて、円筒状雌部の先端部に膨出部を設け、この膨出部が係合雄部の根元の環状対接面の外周縁に続くゴム製絶縁防水雄カバーの外側面に被さるようにしたことを特徴とするゴム製絶縁防水雌雄カバー。
4. 請求項１乃至３のいずれか一記載のゴム製絶縁防水雌雄カバーと、ゴム製絶縁防水雌雄カバーのうちのゴム製絶縁防水雌カバーに包囲されたプラグと、ゴム製絶縁防水雄カバーに包囲されたジャックとからなる防水電気コネクター。

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