JP6700508B2 - コネクタの締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、レセプタクルとプラグとでなるコネクタの締結構造に関するものである。

従来、レセプタクルとプラグとにおけるコネクタ締結構造は、例えば、特許文献１に記載されているように、図７に示すコネクタ１５のレセプタクル１６側に遊動する係止部材としてのボール１７を設け、プラグ１８側に前記ボールの半径方向の遊動範囲を制限するスリーブ部材１９を設けた、ボールロック構造が知られている。

前記ボールロック構造におけるプラグの嵌合・抜去（嵌合解除）操作は、例えば、プラグの嵌合操作では、プラグ１８の本体（ボディ部）１８ａを持ってレセプタクル１６に差込み、プラグ１８を抜去する操作では、スリーブ１９を手に持って操作するものである。

特開２００７−２５８０５８号公報

しかし、従来のコネクタの締結構造においては、嵌合操作と抜去操作では、プラグ１８の本体１８ａ、スリーブ１９の異なる部材を、毎回区別して操作する必要がある。よって、従来のコネクタの締結構造では、操作者が操作部材が異なるという操作上の注意を喚起しなければならず、誤操作を招来しやすく操作性が良くないという課題がある。本発明に係るコネクタの締結構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係るコネクタの締結構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、
レセプタクルにプラグを嵌合させるコネクタの締結構造において、前記レセプタクルに嵌合・抜去されるプラグ側における筒状の本体部の係合端部には、前記レセプタクル側の抜止め防止用の係止部材を係止するように前記本体部に対して嵌合方向に付勢力で付勢されるとともに前記本体部の係合端部の外周にプラグの中心軸と平行で移動自在にして被嵌される内側スリーブと、前記内側スリーブが前記付勢力によって嵌合方向に脱落するのを防止するように当該内側スリーブに被嵌されて係合するとともに、前記内側スリーブの前記係止部材に対する係止作用を解除させるように抜去方向に前記内側スリーブを移動させるべく前記本体部の係合端部の外周にプラグの中心軸と平行で移動自在にして被嵌される外側スリーブとが設けられ、前記内側スリーブと外側スリーブとの二重係止構造にして、前記外側スリーブの嵌合方向と抜去方向との移動操作だけで前記レセプタクルに対するプラグの嵌合・抜去作用が可能となったことである。

前記外側スリーブは、本体部の係合端部の外周面から外に向けて突設され当該外側スリーブが前記本体部の係合端部に対して抜去方向に移動すべく設けられた抜去用溝に係合される移動阻止部材により、前記本体部の係合端部に対して嵌合方向へ移動できずに当該本体部の係合端部と一体となって嵌合方向へ移動するようにされていることである。

また、前記外側スリーブの外周部には、抜去方向に略直交する周方向に沿って、外側スリーブが本体部の係合端部に対して嵌合方向及び抜去方向に移動できないようにするロック溝が設けられていることである。

更に、前記ロック溝は、付勢力で内側スリーブを介して外側スリーブが嵌合方向に付勢されることで、外側スリーブが周方向に回転してロック位置に納まるように、ロック溝が、抜去用溝との交差部を基点にしてその基点からロック位置の端部へと、外観視して、プラグの中心軸に直交する方向から抜去方向へと、θ分だけ傾斜させて設けられていることを含むものである。

本発明のコネクタの締結構造によれば、プラグのレセプタクルへの嵌合操作、抜去操作（解除操作）は、外側スリーブだけで可能となる。また、嵌合操作においては、プラグ側の外側スリーブ若しくはフレームストッパ等を介した本体部で操作できるので、プラグ側のどこを保持しても嵌合可能となり、操作性が一層向上する。これにより、プラグの異なる部分で嵌合・抜去の操作をしなければならないという、従来の煩わしい操作性が改善される。

外側スリーブの外周部にロック溝を設けたので、嵌合完了時に、外側スリーブをロック方向に回転させることで誤脱防止となる。また、外側スリーブがこの誤脱防止位置にあっても、プラグをレセプタクルに挿入させることが可能なので、操作性は悪化しない。

前記ロック溝が、抜去用溝との交差部を基点にして抜去方向へ傾斜して形成されているので、外側スリーブに振動・衝撃などが加えられても、誤脱防止位置から自由位置（抜去方向に移動できる位置）に戻ることがないのである。このように数々の優れた効果を奏するものである。

本発明に係るコネクタの締結構造１におけるプラグ２の分解斜視図（Ａ）、全体の斜視図（Ｂ）である。 本発明に係るコネクタの締結構造１におけるプラグ２のＡ−Ａ線に沿った断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）である。 同本発明に係るコネクタの締結構造１におけるレセプタクル３の分解斜視図（Ａ）、全体の斜視図（Ｂ）である。 同本発明のコネクタの締結構造１におけるレセプタクル３の縦断面図（Ａ）、左側面図（Ｂ）、Ａ−Ａ線に沿った断面図（Ｃ）である。 プラグ２における外側スリーブが抜去溝にある状態を示す一部平面図（Ａ）、ロック溝にある状態を示す一部平面図（Ｂ）である。 ロック溝が、抜去溝に直交する方向に対して、抜去方向に傾斜して設定されていることを示す説明状の一部平面図である。 本発明に係るコネクタの締結構造１における、プラグ２とレセプタクル３との嵌合工程の開始前の様子を示す説明用断面図（Ａ）、嵌合工程の開始の状態を示す断面図（Ｂ）である。 本発明に係るコネクタの締結構造１における、プラグ２とレセプタクル３との嵌合工程においてボールが係合凹部に落ちる直前の断面図（Ａ）、ボールが係合凹部に落ちて嵌合完了の状態を示す断面図（Ｂ）である。 本発明に係るコネクタの締結構造１における、プラグ２とレセプタクル３との抜去工程における、ボールが動いて抜去し始めの状態を示す断面図（Ａ）、嵌合解除された直後の状態を示す断面図（Ｂ）である。 従来例に係るコネクタ１５のレセプタクル１６とプラグ１８とにおける、ボールロック機構を示す縦断面図である。

本発明に係るコネクタの締結構造１は、図１−Ａ、図１−Ｂに示すように、レセプタクル側の係止部材（ボール）を係止作用する内側スリーブと、その内側スリーブをロック解除させ、且つ、プラグの本体部とともに係止作用させる外側スリーブとの二重スリーブ構造をプラグ側に設けている。こうして、前記外側スリーブだけで係止（ロック）操作、ロック解除操作の両操作ができるようにしたものである。

本発明に係るコネクタの締結構造１について説明する。図１−Ａ乃至図２−Ｂに示すように、レセプタクル３にプラグ２を、ボールロック機構にて嵌合させるコネクタの締結構造１である。尚、図１−Ａ、図１−Ｂに示すように、プラグ２の長手方向に沿った軸を中心軸ｃとし、その長手方向のうち、前方向を嵌合方向ａと、後方向を抜去方向ｂとして説明する。また、図において、長手方向（中心軸ｃ）に直交する方向を上下方向とする場合もある。更に、プラグ２の嵌合口側を前側とする。

図１−Ａ（Ａ）、図１−Ｂに示すように、前記レセプタクル３に嵌合・抜去されるプラグ２側における円筒状の本体部（バレル）２ａにおいて、その中心部に例えば光通信用のフェルール、光ケーブルなどが保持されている。なお、符号２ｆはブレームストッパ、２ｇはブッシュ、２ｈはケーブルクランプを示している。

前記本体部２ａの前方にある円筒状の係合端部２ａａには、前記レセプタクル３側の抜止め防止用の係止部材（ボール）３ｃで係止されるように、係止用の係止凹部２ａｂと、前記本体部２ａに対して嵌合方向ａに、弾性部材であるコイルスプリング２ｂの付勢力で付勢されるとともに、前記本体部２ａの係合端部２ａａの外周にプラグ２の長手方向における中心軸ｃと平行で移動自在に摺接して被嵌される円筒状の内側スリーブ（スライダーともいう）２ｃとがある。

前記係止凹部２ａｂと、内側スリーブ２ｃの内周壁面とで協働して、レセプタクル３側の係止部材３ｃを、嵌合時に半径方向への移動を阻止することで、プラグ２とレセプタクル３との嵌合状態を維持して、互いに嵌合相手から外れて抜け出さないようにするものである。

前記内側スリーブ２ｃが前記付勢力によって嵌合方向ａに押し出されて、本体部２ａから抜け出るのを、内側の段差部２ｄａ（図１−Ｂ（Ａ）参照）で防止するように、当該内側スリーブ２ｃに被嵌されて互いに摺接移動自在に係合するとともに、前記内側スリーブ２ｃの前記係止部材３ｃに対する係止作用を解除させるように抜去方向ｂに前記内側スリーブ２ｃを移動させるべく、前記本体部２ａの係合端部２ａａの外周にプラグ２の中心軸ｃと平行で移動自在に摺接して被嵌される円筒状の外側スリーブ２ｄが設けられている。

前記内側スリーブ２ｃと外側スリーブ２ｄとの二重係止構造にして、前記外側スリーブ２ｄの嵌合方向と抜去方向との移動操作だけで、前記レセプタクル３に対するプラグ２の嵌合・抜去作用が可能となっている。

図１−Ｂ（Ａ）に示すように、前記外側スリーブ２ｄは、本体部２ａの係合端部２ａａの外周面から外に向けて突設され当該外側スリーブ２ｄが前記本体部２ａの係合端部２ａａに対して抜去方向ｂに移動すべく設けられた抜去用溝２ｉに係合される移動阻止部材２ｅにより、前記本体部２ａの係合端部２ａａに対して嵌合方向ａへ移動できずに当該本体部２ａの係合端部２ａａと一体となって嵌合方向ａへ移動するようにされている。

前記移動阻止部材２ｅは、例えば、図１−Ａ（Ａ）、図１−Ｂ（Ａ）に示すように、本体部２ａにおけるバレル部分の外周部に上下２箇所に設けられたピン孔に圧入される金属製のピンである。外側スリーブ２ｄの抜去用溝２ｉにピン頭部が進入するので、組立上の都合により、前記本体部２ａのバレル部分に外側スリーブ２ｄが長手方向（中心軸ｃ）に沿って嵌装されてから、前記ピンの圧入作業が行われるものである。

また、図１−Ａ（Ａ），（Ｂ）、図３に示すように、前記外側スリーブ２ｄの外周部には、中心軸ｃ（嵌合方向ａまたは抜去方向ｂ）に略直交する方向ｄに沿って、外側スリーブ２ｄが本体部２ａの係合端部２ａａに対して嵌合方向ａ及び抜去方向ｂに移動できないようにするロック溝２ｊが設けられている。

前記ロック溝２ｊは、弾性部材であるコイルスプリング２ｂの付勢力で内側スリーブ２ｃを介して外側スリーブ２ｄが嵌合方向ａに付勢されることで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、外側スリーブ２ｄが周方向に回転してロック位置２ｋに納まるようにしている。即ち、図４に示すように、抜去用溝２ｉとの交差部を基点にして、その基点からロック位置２ｋの端部に向けて、上から外観視（平面視）して、前記中心軸ｃに直交する方向ｄから抜去方向ｂへと、θ分だけ傾斜させて設けられている。

前記ロック溝２ｊが上述のようにθ分だけ抜去方向ｂへと傾斜していることで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、外側スリーブ２ｄがコイルスプリング２ｂによって常に嵌合方向ａに付勢されているので、次第に図３（Ｂ）に示すロック位置２ｋに当該外側スリーブ２ｄが回転しながら自然と収まるのである。その後は、ロック溝２ｊが傾斜しているので、振動などの外力が外側スリーブ２ｄに加えられても、該外側スリーブ２ｄがコイルスプリング２ｂを圧縮する作用となる抜去方向ｂに移動することはできない。

前記本体部２ａと、弾性部材２ｂ、内側スリーブ２ｃ、外側スリーブ２ｄとの組立方法は、本体部２ａの係合端部２ａａに最初に、弾性部材２ｂを挿着し、次に内側スリーブ２ｃを挿着し、更に前記内側スリーブ２ｃに被せて外側スリーブ２ｄを挿着し、前記移動阻止部材２ｅであるピンを抜去用溝２ｉから内側へと差し込んで、ピンを本体部２ａの圧入用孔に圧入することで、組み立てられるものである。

なお、嵌合相手側のレセプタクル３は、図２−Ａ、図２−Ｂに示すように、
レセプタクルハウジング３ａ、フェルール接続用の割スリーブを内蔵するレセプタクルコア３ｂ等で構成されている。前記レセプタクルハウジング３ａにおける円筒状の外周部には、３箇所で均等配置でボール孔３ｄが設けられ、そこに、係止部材３ｃであるボールが収納されている。

前記係止部材３ｃは、その一部が内側の壁面から突出し、半径方向の外側に抜け出せるようになっている。そして、図２−Ｂ（Ａ），（Ｃ）に示すように、前記係止部材３ｃが半径方向外側へ抜け出ないように、円形帯状で金属製の蓋部材３ｅが外周部に取り付け固定されている。

この蓋部材３ｅには、前記係止部材３ｃに対応する部分に、ボール孔３ｄの直径よりも小径で、係止部材３ｃが外側に突出できるとともに、前記内側の壁面とボールの内側端部面が面一になるように許容する、孔径の孔が設けられている。これが、従来と同様の、レセプタクル３側におけるボールロック構造である。

本発明に係るコネクタの締結構造１を、図５−Ａ乃至図６を参照して説明する。先ず、図５−Ａ（Ａ）に示すように、プラグ２の外側スリーブ２ｄを手に持って、例えば、機器側に固定されたレセプタクル３に嵌合方向ａへ移動させる。

図５−Ａ（Ｂ）に示すように、レセプタクルハウジング３ａがプラグ２の係合端部２ａａと外側スリーブ２ｄとの間の空間に入り込む。レセプタクルハウジング３ａの係止部材３ｃであるボールが、係合端部２ａａの外周部の膨出部によって、半径方向の外側に押し出される。

更に、図５−Ａ（Ｂ）に示すように、前記ボールがレセプタクルハウジング３ａの外周面から突出したことで、そのボールの突出部分がプラグ２側の内側スリーブ２ｃの前端部に当接する。そのため、嵌合方向ａとは反対に、弾性部材２ｂの付勢力に抗して、内側スリーブ２ｃが抜去方向へと移動する。なお、ボールの外側への最大の突出位置は、外側スリーブ２ｄの内周壁面よりも内側の位置になるので、外側スリーブ２ｄを抜去方向ｂに押し込むことはない。

図５−Ｂ（Ａ）に示すように、嵌合操作の進行とともに前記ボールが抜去方向ｂへ相対的に移動して、本体部２ａの係合凹部２ａｂに接近する。そして、図５−Ｂ（Ｂ）に示すように、前記ボールが係合凹部２ａｂに落ち込む。同時に、抜去方向ｂへ押し込まれていた内側スリーブ２ｃが、前記ボールによる押し込みが解消されたので、弾性部材２ｂの付勢力によって嵌合方向ａに移動して、外側スリーブ２ｄの段差部２ｄａに当接して、移動停止する。

前記内側スリーブ２ｃの内側の周壁面によって、前記ボールが半径方向の外側に移動できなくなる。こうして、レセプタクルハウジング３ａのボール孔３ｄに収納された係止部材３ｃが、プラグ２側の係合凹部２ａｂと内側スリーブ２ｃの内周壁面とで拘束され、半径方向への移動が阻止されて、プラグ２とレセプタクル３とが嵌合されてロックされる。必要に応じ、図３（Ｂ）に示すように、外側スリーブ２ｄを周方向に回転させて、ロック溝２ｊの端部をロック位置２ｋに移動させる。

次に、コネクタの締結構造１において、プラグ２とレセプタクル３との嵌合を解除する方法は、図６（Ａ）に示すように、嵌合時に外側スリーブ２ｄを図３（Ｂ）に示す状態にしてある場合は、外側スリーブ２ｄを手で掴んで、ロック位置２ｋから抜去位置である抜去用溝２ｉの位置に回転させて戻す（図３（Ｂ）→図３（Ａ）の状態）。

そして、前記外側スリーブ２ｄを抜去方向ｂに向けて手で引っ張る。この場合、フレームストッパ２ｆを介して本体部２ａを抜去方向に向けて引っ張っても、内側スリーブ２ｃを本体部２ａに対して相対的に抜去方向ｂへ移動させることができないので、嵌合を解除させることはできない。

図６（Ａ）に示すように、外側スリーブ２ｄの抜去方向への移動により、外側スリーブ２ｄの段差部２ｄａに前端部が当接している内側スリーブ２ｃが、弾性部材２ｂの付勢力に抗して抜去方向ｂへ移動させられる。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記内側スリーブ２ｃの後端部が抜去方向ｂへ移動して、本体部２ａの段部２ａｃに当接する。その結果、前記内側スリーブ２ｃの抜去方向ｂへの移動によって、ボール孔３ｄに収納されている係止部材（ボール）３ｃが半径方向の外側に移動できるようになるとともに、本体部２ａが抜去方向ｂへ移動する。

前記本体部２ａの抜去方向ｂへの移動により、前記係止部材３ｃが係合凹部２ａｂから抜け出し、レセプタクルハウジング３ａの外周面から突出する。外側スリーブ２ｄの前端部側の内周壁面は、前記係止部材３ｃの先端位置の径よりも大径にしてあるので、本体部２ａと外側スリーブ２ｄとの抜去方向ｂへの移動に障害とならない。

図６（Ｂ）に示すように、前記係止部材３ｃが半径方向の外側に持ち上がり、係止解除されるので、前記本体部２ａ及び外側スリーブ２ｄがレセプタクル３から離間される。最初の図５−Ａ（Ａ）に示す嵌合前の状態に戻る。

以上の様にして、コネクタの締結構造１の嵌合・解除の操作がなされるが、レセプタクル３側を従来のままにして、プラグ２側のスリーブを二重構造にすることで、外側スリーブ２ｄを手で掴んで、嵌合及びロック解除の両方の操作が可能となった。

なお、嵌合操作の時には、図５−Ａ（Ａ）において、フレームストッパ２ｆまたはケーブルクランプ２ｈを手で掴んで、本体部２ａを嵌合方向ａに沿って移動させレセプタクル３に嵌合させても可能である。また、嵌合時の外側スリーブ２ｄの位置は、図３（Ａ），（Ｂ）のどちらでもよい。特に、図３（Ｂ）の状態で嵌合させる場合は、嵌合操作が完了すると同時に誤脱防止機能が有効となるので、非常に安全性が高い。

また、抜去時において、図６（Ａ）に示すように、外側スリーブ２ｄを抜去方向ｂに移動させた際に、内側スリーブ２ｃの後端部が段差２ａｃに当接する時と、外側スリーブ２ｃの抜去溝２ｉの前側端部が移動阻止部材２ｅに当接する時とのタイミングは、同時では無くいずれかが先に当接するように設定すれば良く、特に限定するものではない。

本発明に係るコネクタの締結構造１は、上記実施例に限定されること無く、ボールロック構造を用いた各種の締結構造に広く適用できるものである。

１ コネクタの締結構造、
２ プラグ、 ２ａ 本体部、
２ａａ 係合端部、 ２ａｂ 係合凹部、
２ａｃ 段部、
２ｂ 弾性部材（コイルスプリング）、
２ｃ 内側スリーブ（スライダー）、
２ｄ 外側スリーブ（カップリング）、
２ｄａ 段差部、
２ｅ 移動阻止部材（ピン）、 ２ｆ フレームストッパ、
２ｇ ブッシュ、 ２ｈ ケーブルクランプ、
２ｉ 抜去用溝、 ２ｊ ロック溝、
２ｋ ロック位置、
３ レセプタクル、 ３ａ レセプタクルハウジング、
３ｂ レセプタクルコア、 ３ｃ 係止部材（ボール）、
３ｄ ボール孔、 ３ｅ 蓋部材、
１５ コネクタ、
１６ レセプタクル、
１７ ボール、
１８ プラグ、 １８ａ 本体、
１９ スリーブ。

Claims (3)

1. レセプタクルにプラグを嵌合させるコネクタの締結構造において、
   前記レセプタクルに嵌合・抜去されるプラグ側における筒状の本体部の係合端部には、
   前記レセプタクル側の抜止め防止用の係止部材を係止するように前記本体部に対して嵌合方向に付勢力で付勢されるとともに前記本体部の係合端部の外周にプラグの中心軸と平行で移動自在にして被嵌される内側スリーブと、
   前記内側スリーブが前記付勢力によって嵌合方向に脱落するのを防止するように当該内側スリーブに被嵌されて係合するとともに、前記内側スリーブの前記係止部材に対する係止作用を解除させるように抜去方向に前記内側スリーブを移動させるべく前記本体部の係合端部の外周にプラグの中心軸と平行で移動自在にして被嵌される外側スリーブとが設けられ、
   前記内側スリーブと外側スリーブとの二重係止構造にして、前記外側スリーブの嵌合方向と抜去方向との移動操作だけで前記レセプタクルに対するプラグの嵌合・抜去作用が可能となり、
   外側スリーブは、本体部の係合端部の外周面から外に向けて突設され当該外側スリーブが前記本体部の係合端部に対して抜去方向に移動すべく設けられた抜去用溝に係合される移動阻止部材により、前記本体部の係合端部に対して嵌合方向へ移動できずに当該本体部の係合端部と一体となって嵌合方向へ移動するようにされていること、
   を特徴とするコネクタの締結構造。
2. 外側スリーブの外周部には、抜去方向に略直交する周方向に沿って、外側スリーブが本体部の係合端部に対して嵌合方向及び抜去方向に移動できないようにするロック溝が設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載のコネクタの締結構造。
3. ロック溝は、付勢力で内側スリーブを介して外側スリーブが嵌合方向に付勢されることで、外側スリーブが周方向に回転してロック位置に納まるように、ロック溝が、抜去用溝との交差部を基点にしてその基点からロック位置の端部へと、外観視して、プラグの中心軸に直交する方向から抜去方向へと、θ分だけ傾斜させて設けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載のコネクタの締結構造。

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