JP6225978B2 - コネクタの誤嵌合防止構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気的接続に用いるコネクタの誤嵌合防止構造に関する。

複数の電気信号を送受する場合、同じ規格のコネクタを複数使用して電気的接続を行うことがある。例えば、機器側のパネルに同一規格の複数のレセプタクルを並べて配置し、ケーブル側に接続された複数プラグをそれぞれ対応するレセプタクルに嵌合させて電気的接続を行うことも多々ある。しかし、同じ規格のコネクタを複数使用すると、人為的ミスによるコネクタの誤嵌合の可能性が生じてくる。そのため、接続作業後に接続が正しいことを確認するために導通検査等を行う必要があった。

従来、コネクタの誤嵌合を防止するために、例えば、コネクタを嵌合する際に嵌合相手が正しい組み合わせであることを容易に確認できるようにするなどの対策も取られている（例えば、特許文献１（段落０００９−００１０、図１）参照）。

特許文献１には、信号伝送ケーブルとの誤った接続を防止することができるＢＮＣコネクタソケットが開示されている。このＢＮＣコネクタソケットは、金属製の周辺筒部１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、内部樹脂部２Ａ、２Ｂ、２Ｃとから成るソケット部を３個有しており、内部樹脂部２Ａ、２Ｂ、２Ｃはそれぞれ異なった色である緑・青・赤に着色されている。そして、緑・青・赤に着色してある信号伝送ケーブルの色と、内部樹脂部の色とを合わせて接続することにより、誤接続を防止するものである。

実開平０５−０２３４５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、色分けに基づく目視による確認が行われているだけであり、依然として人為的ミスによるコネクタの誤嵌合の可能性は残っている。よって、接続作業後に接続が正しいことを確認するため導通検査等が必要となる。また、コネクタを誤嵌合する可能性は、パネルや基板等に並べて配置されているレセプタクルの個数が増えるほど高まる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、使用コネクタ数の多寡に関わらず、コネクタの誤嵌合を確実に防止することができるコネクタの誤嵌合防止構造を提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタの誤嵌合防止構造は、上述した課題を解決するために、共通基部に取り付けられた複数のレセプタクルと、前記複数のレセプタクルにそれぞれ嵌合する複数のプラグと、を備え、前記各レセプタクルが、筒状部と、前記筒状部の内部に配置された雌型コンタクトピンと、を備え、前記筒状部の外表面に突起部が設けられ、前記各プラグが、前記筒状部の外周面に被嵌する外側筒部と、前記嵌合時に前記雌型コンタクトピンに挿嵌するよう前記外側筒部の内部に配置された雄型コンタクトピンと、を備え、前記外側筒部に前記突起部と係合するロック溝が設けられ、前記突起部の径および前記筒状部における配置位置が前記各レセプタクルで異なっており、前記ロック溝の幅および前記外側筒部における配置位置が、嵌合相手のレセプタクルに適合するように前記各プラグで異なっている。

このような構成により、各レセプタクルの突起部に対し、その嵌合相手のプラグしか適合するロック溝を有しておらず、他のプラグは物理的に挿入することができない。これにより、コネクタの誤嵌合を確実に防止することができる。また、レセプタクルの個数が増えても誤嵌合することがない。しかも、共通基部に誤嵌合防止のための特別な構造を設ける必要がないので、省スペースおよびコストダウンを図ることができる。

また、本発明に係るコネクタの誤嵌合防止構造は、前記突起部の径が小さいほど前記筒状部の先端部から前記突起部までの距離が長い構成にしてもよい。

このような構成により、レセプタクルの突起部の径が小さいほど筒状部の先端部から突起部までの距離が長いので、各レセプタクルが、より小さい径の突起部を有する他のレセプタクルの嵌合相手のプラグとは勿論のこと、より大きい径の突起部を有する他のレセプタクルの嵌合相手のプラグとも、誤って嵌合するのを物理的に防止することができる。

本発明に係るコネクタの誤嵌合防止構造は、前記複数のレセプタクルのうち少なくとも１つのレセプタクルは、それ以外のレセプタクルと前記突起部の設置個数が異なっているようにしてもよい。

このような構成により、突起部の設置個数が互いに異なるレセプタクル同士は、筒状部の外周面上での突起部の配置が異なっている。よって、これらレセプタクルの嵌合相手のプラグ同士も、外側筒部におけるロック溝の配置が異なることになる。これにより、各レセプタクルに対し、突起部の設置個数が異なる他のレセプタクルの嵌合相手のプラグが人為的ミスで誤って嵌合するのを物理的に防止することができる。

本発明によれば、使用コネクタ数の多寡に関わらず、コネクタの誤嵌合を確実に防止することができるコネクタの誤嵌合防止構造を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るコネクタの誤嵌合防止構造を示す斜視図であり、嵌合前の状態を示す。 本発明の第１の実施形態に係るレセプタクルを示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプラグを示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は右端のレセプタクルの側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るレセプタクルとプラグが嵌合している状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るレセプタクルとプラグが嵌合している状態を示す平面図である。 （ａ）は図５のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るレセプタクルの斜視図である。 （ａ）は図７のレセプタクルの平面図であり、（ｂ）は正面図である。

以下、本発明のコネクタの誤嵌合防止構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図中に同一の構成要素が複数あるときは、図を見やすくするために、一の構成要素にだけ符号を付し、他の構成要素の符号を省略することがある。

［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係るコネクタの誤嵌合防止構造の構成について説明する。
第１の実施形態に係るコネクタ１は、同軸コネクタであり、図１に示すように、共通基部３４に取り付けられた複数のレセプタクル１１〜１４と、複数のレセプタクル１１〜１４にそれぞれ嵌合する複数のプラグ４１〜４４と、を備えている。このコネクタ１は、限定するものではないが、ケーブル側のプラグ４１〜４４と基板側のレセプタクル１１〜１４とを嵌合させることで、ケーブル６４と基板上の配線とを電気的に接続するものである。

（レセプタクルの構成）
共通基部３４は、取付穴３６を利用して基板にネジ等で取り付けられるようになっている。ただし、共通基部３４は、この用途に限定されず、例えば、機器、装置のパネル等に取り付けられるものでもよいし、単なる中継用であってもよい。本実施形態は、１つの共通基部３４に４個のレセプタクル１１〜１４を一群として配した、いわゆる４連タイプの構成である。しかし、レセプタクルの個数は４に限定されるものではなく、２以上の任意の個数とし得る。

図１および図２に示すように、各レセプタクル１１〜１４は、筒状部１６と、筒状部１６の内部に配置された雌型コンタクトピン２６と、を備えている。筒状部１６の外表面には突起部２１〜２４が設けられている。突起部２１〜２４は、図２（ｂ）に示すように、各レセプタクル１１〜１４において筒状部１６の外周面に上下２個設置されている。

筒状部１６は、金属製であり、雌型コンタクトピン２６をシールドしている。ただし、筒状部１６の材質は金属に限定されるものではなく、シールド性は劣るが必要に応じて樹脂等の非導電性物質であってもよい。雌型コンタクトピン２６は、金属製であり、プラグ４１〜４４の雄型コンタクトピン５６を挿嵌することができるように軸方向に凹部を有している。

具体的なレセプタクル１１〜１４の構成について、図６（ａ）を参照して、レセプタクル１１を例に説明する。図６（ａ）は、レセプタクル１１〜１４とプラグ４１〜４４とが嵌合している状態を示す図５のＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）に示すように、レセプタクル１１は、雌型コンタクトピン２６を絶縁体の内側支持部１８が支持し、内側支持部１８の外周面に筒状部１６が被さっている。

内側支持部１８は、先端側に小径の円筒部が段付きで設けられており、その円筒内側に雌型コンタクトピン２６が設置されている。雌型コンタクトピン２６の後端部には内部導体引出部２８が接続され、基板側の配線に接続できるようになっている。

筒状部１６は、内側支持部１８の先端よりも外方に延びだし、その外表面には同図上下に２個の突起部２１が設けられている。筒状部１６の外周面の中程には２箇所で凹部が形成され、それぞれに樹脂またはゴム等の弾性体からなる環状部３０および３２が嵌められている。この環状部３０は、各レセプタクル１１〜１４で異なる色に着色されており、レセプタクル１１〜１４を目視で識別できるようになっている。筒状部１６は共通基部３４と一体形成されている。
レセプタクル１１を例に説明したが、他のレセプタクル１２〜１４についても、突起部２１〜２４以外は同じ構成をしている。例えば、図６（ｂ）に示すレセプタクル１４では、その突起部２４が、図６（ａ）に示すレセプタクル１１の突起部２１と相違しているだけで、他の構成は同じである。

（プラグの構成）
図１および図３に示すように、各プラグ４１〜４４は、筒状部１６の外周面に被嵌する外側筒部４６と、嵌合時に雌型コンタクトピン２６に挿嵌するよう外側筒部４６の内部に配置された雄型コンタクトピン５６と、を備えている。外側筒部４６には突起部２１〜２４と係合するロック溝５１〜５４が設けられている。この突起部２１〜２４とロック溝５１〜５４とはＢＮＣコネクタと同様にバヨネットロック式にて係合、ロックするよう構成されている。各プラグ４１〜４４は、各ケーブル６４の端部に取り付けられている。

外側筒部４６は、金属製であり、雄型コンタクトピン５６をシールドしている。ただし、外側筒部４６の材質は金属に限定されるものではなく、シールド性は劣るが必要に応じて樹脂等の非導電性物質であってもよい。外側筒部４６の後端側には滑り止め用にローレット部４６ｂが設けられている。雄型コンタクトピン５６は、金属製であり、レセプタクル１１〜１４の雌型コンタクトピン２６に挿嵌することができるように軸方向に凸部を有している。

具体的なプラグ４１〜４４の構成について、図６（ａ）を参照して、プラグ４１を例に説明する。図６（ａ）に示すように、プラグ４１は、雄型コンタクトピン５６を絶縁体でかつ円筒状の内側保持部４８が保持し、内側保持部４８の外周面後端側に金属製の外部導体接続部５８が、外周面前端側に金属製の外部導体接続スリーブ５９が被さっている。この外部導体接続部５８と外部導体接続スリーブ５９の外側に、外側筒部４６が回転自在に設けられている。

内側保持部４８は、その前端側に凹部が形成され、その凹部底面から雄型コンタクトピン５６が突出している。雄型コンタクトピン５６の後端側は、ケーブル６４の内部導体６６に接続されている。ケーブル６４は、同軸ケーブルであり、内側から順に、内部導体６６と、絶縁体６８と、外部導体７０と、シース７２とで構成されている。

外部導体接続部５８は、その前端側で外部導体接続スリーブ５９に接続されており、後端側でケーブル６４の外部導体７０に接続されている。外部導体接続部５８の前端部には、スプリングワッシャ６０を収容するために径方向外方に突出したフランジ部が形成されている。また、プラグ４１とケーブル６４の連結部にはフェルール６２が被せてある。
プラグ４１を例に説明したが、他のプラグ４２〜４４についても、ロック溝５１〜５４以外は同じ構成をしている。例えば、図６（ｂ）に示すプラグ４４では、そのロック溝５４が、図６（ａ）に示すプラグ４１のロック溝５１と相違しているだけで、他の構成は同じである。

次に、コネクタ１の嵌合時の電気的な接続について説明する。
ケーブル６４の内部導体６６は、順に、プラグ側の雄型コンタクトピン５６、レセプタクル側の雌型コンタクトピン２６、および内部導体引出部２８を介して基板側の配線等に電気的に接続される。また、ケーブル６４の外部導体７０は、順に、プラグ側の外部導体接続部５８、外部導体接続スリーブ５９、レセプタクル側の筒状部１６、および外部導体引出部３８を介して基板側の導線等に電気的に接続される。

次に、コネクタ嵌合のロックについて説明する。
外側筒部４６には、レセプタクル１１〜１４の突起部２１〜２４とバヨネットロック式にて係合するロック溝５１〜５４が設けられている。このロック溝５１〜５４は、図１および図３に示すように、溝入口部５１ａ〜５４ａと、溝螺旋部５１ｂ〜５４ｂと、係止凹部５１ｃ〜５４ｃと、を備えている。溝入口部５１ａ〜５４ａは、外側筒部４６の筒先端部４６ａから軸方向に所定距離だけ延在している。溝入口部５１ａ〜５４ａの終端部は溝螺旋部５１ｂ〜５４ｂにつながり、この溝螺旋部５１ｂ〜５４ｂは、周方向に螺旋状に形成されている。溝螺旋部５１ｂ〜５４ｂの終端部には、略円形状の係止凹部５１ｃ〜５４ｃが形成されている。

図４および図５に示すように、コネクタ１の嵌合では、レセプタクル１１〜１４に設けられた突起部２１〜２４を、溝入口部５１ａ〜５４ａから溝螺旋部５１ｂ〜５４ｂ中に進ませて、その溝の奥の係止凹部５１ｃ〜５４ｃに該突起部２１〜２４をバネ等の付勢力によって係止しておくことにより、レセプタクル１１〜１４とプラグ４１〜４４を嵌合し、その嵌合状態をバヨネット式にロックする。

（コネクタの誤嵌合防止構造）
次に、第１の実施形態に係るコネクタ１の誤嵌合防止構造について詳細に説明する。

本実施形態に係るコネクタ１の誤嵌合防止構造では、突起部２１〜２４の径および筒状部１６における配置位置が各レセプタクル１１〜１４で異なっており、ロック溝５１〜５４の幅および外側筒部４６における配置位置が、嵌合相手のレセプタクル１１〜１４に適合するように各プラグ４１〜４４で異なっている。

具体的には、図２に示すように、突起部２１〜２４の径が小さいほど筒状部１６の先端部１６ａから突起部２１〜２４までの距離が長くなっている。

図２（ｂ）に示すように、レセプタクル１１の突起部２１の径Ｄ１と、レセプタクル１２の突起部２２の径Ｄ２と、レセプタクル１３の突起部２３の径Ｄ３と、レセプタクル１４の突起部２４の径Ｄ４とは、この順で小さくなっている。すなわち、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４である。

また、図２（ａ）に示すように、レセプタクル１１の筒状部１６の先端部１６ａから突起部２１までの距離Ｌ１と、レセプタクル１２の筒状部１６の先端部１６ａから突起部２２までの距離Ｌ２と、レセプタクル１３の筒状部１６の先端部１６ａから突起部２３までの距離Ｌ３と、レセプタクル１４の筒状部１６の先端部１６ａから突起部２４までの距離Ｌ４とは、この順で長くなっている。すなわち、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４である。

図２では、共通基部３４に左から順に突起部２１〜２４の径が大きくなるように、レセプタクル１１〜１４を配列しているが、共通基部３４に取り付けられたレセプタクル１１〜１４において、突起部２１〜２４の径が小さいほど筒状部１６の先端部１６ａから突起部２１〜２４までの距離が長いという条件を満たす限り、配列は任意でよい。

また、図３（ｂ）に示すように、プラグ４１のロック溝５１の溝入口部５１ａでの幅Ｗ１と、プラグ４２のロック溝５２の溝入口部５２ａでの幅Ｗ２と、プラグ４３のロック溝５３の溝入口部５３ａでの幅Ｗ３と、プラグ４４のロック溝５４の溝入口部５４ａでの幅Ｗ４とは、この順で狭くなっている。すなわち、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４である。

また、図３（ａ）に示すように、プラグ４１の外側筒部４６の筒先端部４６ａからロック溝５１先端の係止凹部５１ｃまでの距離Ｙ１と、プラグ４２の外側筒部４６の筒先端部４６ａからロック溝５２先端の係止凹部５２ｃまでの距離Ｙ２と、プラグ４３の外側筒部４６の筒先端部４６ａからロック溝５３先端の係止凹部５３ｃまでの距離Ｙ３と、プラグ４４の外側筒部４６の筒先端部４６ａからロック溝５４先端の係止凹部５４ｃまでの距離Ｙ４とは、この順で短くなっている。すなわち、Ｙ１＞Ｙ２＞Ｙ３＞Ｙ４である。

（作用・効果）
次に、第１の実施形態の作用・効果について説明する。
上述したように、レセプタクル１１〜１４の突起部２１〜２４の径および筒状部１６における配置位置が各レセプタクル１１〜１４ごとに異なっているので、各レセプタクル１１〜１４には、その嵌合相手のプラグしか突起部２１〜２４に適合するロック溝を有しておらず、他のプラグは物理的に挿入することができない。これにより、コネクタ１の誤嵌合を確実に防止することができる。また、レセプタクル１１〜１４の個数が増えても誤嵌合することがない。しかも、共通基部３４に誤嵌合防止のための特別な構造を設ける必要がないので、省スペースおよびコストダウンを図ることができる。

また、突起部２１〜２４の径が小さいほど筒状部１６の先端部１６ａから突起部２１〜２４までの距離が長いので、各レセプタクル１１〜１４が、より小さい径の突起部を有する他のレセプタクルの嵌合相手のプラグは勿論、より大きい径の突起部を有する他のレセプタクルの嵌合相手のプラグとも、誤って嵌合するのを防止することができる。

具体的には、例えば、図１の左から３番目のレセプタクル１３の突起部２３は、それより小さい径の突起部２４を有する他のレセプタクル１４の嵌合相手のプラグ４４のロック溝５４には、突起部２３の幅が溝幅に適合しないので、進入できない。また、レセプタクル１３の突起部２３は、それより大きい径の突起部２１、２２を有する他のレセプタクル１１、１２の嵌合相手のプラグ４１、４２のロック溝５１、５２には、進入することはできる。しかし、図２（ａ）に示すように、筒状部１６の先端部１６ａから突起部２３までの距離Ｌ３は他のレセプタクル１１、１２の距離Ｌ１、Ｌ２より長いので、レセプタクル１３の筒状部１６を他のレセプタクル１１、１２の外側筒部４６に適切に収容することはできない。すなわち、レセプタクル１３の突起部２３は、それより大きい径の突起部２１、２２を有する他のレセプタクル１１、１２の嵌合相手であるプラグ４１、４２のロック溝５１、５２には、適切に係合することができない。よって、コネクタ１の誤嵌合を確実に防止することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。
図７および図８は、本発明の第２の実施形態に係るレセプタクル８０、１２〜１４を示している。第２の実施形態は、レセプタクル８０の突起部８２の個数が第１の実施形態と相違しているのみであり、その他の構成要素については、第１の実施形態と同一の符号を付して、構成、作用、効果の説明を省略する。

第２の実施形態では、複数のレセプタクル８０、１２〜１４のうち少なくとも１つのレセプタクル８０は、それ以外のレセプタクル１２〜１４と突起部８２の設置個数が異なっている。

第１の実施形態では、図２（ｂ）に示すように、各レセプタクル１１〜１４において２つの突起部２１〜２４が筒状部１６の外周面上にその断面視で１８０°離れて配置されている。一方、第２の実施形態では、図７および図８に示すように、左端のレセプタクル８０のみ、３つの突起部８２が筒状部１６の外周面上にその断面視で１２０°ずつ離れて配置されている。他の３つのレセプタクル１２〜１４は、各々、２つの突起部２２〜２４が筒状部１６の外周面上にその断面視で１８０°離れて配置されている。

プラグ側は図示していないが、各レセプタクル８０、１２〜１４には、その筒状部１６の突起部８２、２２〜２４に応じて適合するロック溝を有するプラグが嵌合するようになっている。

図１に示すように、プラグ側のロック溝５１〜５４は、外側筒部４６の周上にその断面視で約９０°にわたって形成されている。よって、ロック溝５１〜５４が形成されている角度範囲にも依るが、ロック溝５１〜５４は外側筒部４６に最大で３または４個設けることができる。

ただし、レセプタクル８０に突起部８２を９０°ずつ離して４個設けると、突起部およびロック溝の寸法が適合する条件下で、突起部を２個設けたレセプタクルの嵌合相手のプラグとも嵌合することができてしまう。よって、レセプタクル８０の筒状部１６に形成する突起部８２の個数は、最大３個にするのが好ましい。突起部の径および設置位置が同じであっても、突起部８２が３個のレセプタクル８０には、ロック溝が２個のプラグは物理的に嵌合することができない。また、突起部が２個のレセプタクルには、ロック溝が３個のプラグは物理的に嵌合することができない。よって、突起部の個数は２個と３個を併用するのが好ましい。すなわち、一方の突起部の設置個数と他方の突起部の設置個数が、倍数関係にないようにするのが好ましい。

上述したように、突起部８２、２２〜２４の設置個数が互いに異なるレセプタクル８０とレセプタクル１２〜１４とは、筒状部１６の外周面上での突起部８２、２２〜２４の配置が異なっている。よって、これらレセプタクル８０およびレセプタクル１２〜１４の嵌合相手のプラグも、外側筒部４６におけるロック溝の配置が異なることになる。これにより、レセプタクル８０に対し、突起部の設置個数が異なる他のレセプタクル１２〜１４の嵌合相手であるプラグ４２〜４４（図１および図３参照）が誤って嵌合するのを防止することができる。

以上説明したように、本発明に係るコネクタの誤嵌合防止構造は、使用コネクタ数の多寡に関わらず、コネクタの誤嵌合を確実に防止することができるという効果を有し、電気的接続に用いるコネクタの全般に有用である。

１ コネクタ
１１、１２、１３、１４ レセプタクル
１６ 筒状部
１６ａ 先端部
２１、２２、２３、２４ 突起部
２６ 雌型コンタクトピン
３４ 共通基部
４１、４２、４３、４４ プラグ
４６ 外側筒部
５１、５２、５３、５４ ロック溝
５６ 雄型コンタクトピン
８０ レセプタクル
８２ 突起部

Claims (3)

1. 共通基部に取り付けられた複数のレセプタクルと、前記複数のレセプタクルにそれぞれ嵌合する複数のプラグと、を備え、
   前記各レセプタクルが、筒状部と、前記筒状部の内部に配置された雌型コンタクトピンと、を備え、前記筒状部の外表面に突起部が設けられ、
   前記各プラグが、前記筒状部の外周面に被嵌する外側筒部と、前記嵌合時に前記雌型コンタクトピンに挿嵌するよう前記外側筒部の内部に配置された雄型コンタクトピンと、を備え、前記外側筒部に前記突起部と係合するロック溝が設けられ、
   前記突起部の径および前記筒状部における配置位置が前記各レセプタクルで異なっており、前記ロック溝の幅および前記外側筒部における配置位置が、嵌合相手のレセプタクルに適合するように前記各プラグで異なっているコネクタの誤嵌合防止構造。
2. 前記突起部の径が小さいほど前記筒状部の先端部から前記突起部までの距離が長いことを特徴とする請求項１に記載のコネクタの誤嵌合防止構造。
3. 前記複数のレセプタクルのうち少なくとも１つのレセプタクルは、それ以外のレセプタクルと前記突起部の設置個数が異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタの誤嵌合防止構造。

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