JPH0828247B2 - 自動差込接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば可燃性、引火性
などの危険なガスが含まれるために爆発性雰囲気となる
危険場所で使用可能な電源供給用自動差込接続装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般産業界において、自動化・省人化な
どが進むにつれて、電源供給ラインの自動接続／切り離
しへの要求が高まり、自動脱着式差込接続装置が種々開
発・実用化されてきているが、前記危険場所で使用でき
る防爆構造で自動脱着式の差込接続装置はまだ開発途上
にある。また、上記爆発性雰囲気での電源供給ラインの
接続用として、従来、耐圧防爆構造のコンセントが市販
されているが、このコンセントは、高価で重量が重い上
に防塵キャップの操作、プラグとコンセントの芯合わ
せ、ユニオンによる固定などの操作を人間が行うことを
前提としたもので、自動接続／切り離し装置として利用
できるものではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した爆
発性雰囲気で使用される自動差込接続装置に要求される
条件として最も重要なことは、上記接続装置が、爆発の
原因となる着火源・爆発源にならないことである。ま
た、このような条件を満たす構造は、「工場電気設備防
爆指針」（労働省産業安全研究所）によって、本質安全
防爆構造、耐圧防爆構造、内圧防暴構造、安全増防爆構
造、油入防爆構造、特殊防爆構造に分類され、各々につ
いて構造・性能に関する規定が示されている。これらの
うち、内圧防暴構造は、電気機器容器内に清浄な空気ま
たは不活性ガスなどの保護気体を圧入して、内圧を保持
し、外部に存在する爆発性ガスの侵入を防止して、危険
雰囲気との実質的な遮断隔離をするようにしたものであ
り、内圧を保持する方式として、通封式、封入式などの
方法がある。本発明の目的は、軽量で自動的に電気供給
ラインの接続／切り離しが可能で、上述した工場電気設
備防爆指針の通風式内圧防爆構造を満足する自動差込接
続装置を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の自動差込接続装置は、一端に通気口を兼ねた電気接
続用のソケットコンタクトが埋設され、他端に該ソケッ
トコンタクトと接続する電気配線を取り出す取出口と非
爆発性の清浄気体を導入する導入口とが形成された内筒
と、該内筒より筒長の短い円筒状部材で、円筒内部に該
内筒が該内筒の長手方向に摺動自在に挿入され、他端に
フランジが形成され、且つ一端が凸型いんろう部である
外筒と、該内筒の外周面に配され、上記フランジに該外
筒の他端から一端に向けて応力を付与しソケットコンタ
クト端面と該外筒の凸型端面とを同一面に保持するばね
部材とを有する供給側接続部と、上記外筒の凸型いんろ
う部と嵌合する凹型いんろう部が設けられ、該凹型いん
ろう部の嵌合方向後方に、上記外筒より押し出された内
筒を受容する受容部が連設され、該受容部に、該受容部
及びこれに連通する空間内の気体を排出する排出口と上
記内筒のソケットコンタクトと対をなすピンコンタクト
とが設けられた受け側接続部と、上記供給側接続部の凸
型いんろう部と上記受け側接続部の凹型いんろう部とを
嵌脱させて、上記ソケットコンタクトと上記ピンコンタ
クトとを接続／分断せしめる接合分断手段と、上記供給
側接続部の外筒他端に形成されたフランジと、受け側接
続部の凹型いんろう部の嵌合口部に形成された上記外筒
のフランジに対向するフランジと、これらフランジの何
れか一方に設けられたガイドピンと、該ガイドピンが設
けられていない何れか他方に形成されたピン受け口とか
らなり、上記凸型いんろう部と上記凹型いんろう部との
嵌脱操作を円滑化せしめる嵌合ガイドと、上記供給側接
続部と上記受け側接続部とを結合して上記ソケットコン
タクトと、上記ピンコンタクトとを接続／分断する際、
これらコンタクト近傍の雰囲気を清浄気体雰囲気とする
清浄気体供給手段と、上記供給側接続部と上記受け側接
続部との結合を確認する結合検出装置と、上記内筒内へ
の清浄気体供給の有無を感知する清浄気体供給検出装置
と、上記結合検出装置と上記清浄気体供給検出装置とに
連動して電源からの電気供給を制御する電気供給制御手
段とを具備するものである。

【０００５】

【作用】本発明の自動差込接続装置にあっては、上述し
たような構成としたので、供給側接続部と受け側接続部
とを結合してソケットコンタクトとピンコンタクトとを
接続せしめる操作を行う際、内筒に清浄気体を供給し、
かつソケットコンタクトの通気口を排気口として作用せ
しめて常にソケットコンタクトの周囲を清浄気体雰囲気
に保つことができる。また、本発明の自動差込接続装置
にあっては、上記嵌合ガイドを設けたので、上記供給側
接続部と上記受け側接続部とを結合する操作を行う際、
該ガイドピンが該ピン受け孔に挿入され、上記凸型いん
ろう部と上記凹型いんろう部との芯が合わされ、嵌脱操
作が円滑かつ確実に行われる。また、本発明の自動差込
接続装置にあっては、上記供給側接続部と上記受け側接
続部との結合を確認する結合検出装置と、上記内筒内へ
の清浄気体供給の有無を感知する清浄気体供給検出装置
と、上記結合検出装置および上記清浄気体供給検出装置
に連動して、電源からの電気供給を制御する電気供給制
御手段とを具備する構成としたので、上記凸型いんろう
部と上記凹型いんろう部との結合が完了した段階で、接
合分断手段による供給側接続部の駆動を一旦停止して接
合を結合検出装置で確認し、受け側接続部内の空間に清
浄気体を供給して該空間が清浄気体雰囲気とされる。さ
らに、該空間に清浄気体が供給され続けていることを清
浄気体検出装置によって確認しつつ、再度供給側接続部
を駆動してソケットコンタクトとピンコンタクトを無電
圧状態で挿入結合せしめ、接合動作が終了した後、電気
供給制御手段により電源供給を開始して接続を完了す
る。またコンタクト接続中も、接続装置内部を接続装置
外部よりも圧力が高い状態に保持し、コンタクト周囲を
常時清浄気体雰囲気とすることができる。又、接続中
も、清浄気体供給検出装置により清浄気体の供給が監視
される。

【０００６】

【実施例】実施例１ 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。図１及び図２は、本発明に係る自動差込接続装置の
一実施例を示す図で、図１は自動差込接続装置の側面断
面図、図２は自動差込接続装置の概要を示すブロック図
である。本実施例の自動差込接続装置は図２のブロック
図に示すように、供給側接続部Ａ、受け側接続部Ｂ、供
給側接続部駆動装置Ｃ、電気供給制御装置Ｄ、結合検出
装置Ｅ、清浄気体供給検出装置Ｆ、電源供給部（図示せ
ず）、清浄気体供給部（図示せず）から構成されてい
る。上記供給側接続部Ａは、図１に示すように、一端に
通気口を備えたソケットコンタクト２が固定され、他端
に電源ケーブル１１の取出口５と清浄気体の導入口６と
が形成された内筒１と、この内筒１より筒長の短い円筒
状部材で、円筒内部に、内筒１がその長手方向に摺動自
在となるように挿入され、他端にガイドピン７を具備し
たフランジ３ａが形成され、かつ一端が凸型いんろう部
３ｂである外筒３と、内筒１の外周面に配され、上記フ
ランジ３ａに、外筒３の他端から一端に向けて応力を付
与しソケットコンタクト２端面と外筒３の凸型いんろう
部３ｂの端面とを同一面に保持するばね部材４とから構
成されている。

【０００７】上記ソケットコンタクト２は、図３に示す
ように、その内部に清浄気体の導入手段として貫通する
通気口ｄが設けられたもので、内筒１内に導入口６を介
して清浄気体が供給された際、この通気口ｄを介して清
浄気体が排気され、これによりソケットコンタクト２の
周囲が常に清浄気体雰囲気に保持されることとなる。ま
たこのソケットコンタクト２の端部には電源ケーブル１
１の一端が接続し、この電源ケーブルの他端は、上記取
出口５から供給側接続部Ａの外部に取り出され電気供給
制御装置Ｄに接続している。また、上記内筒１には、供
給側接続部Ａ全体を、後述する受け側接続部Ｂに向けて
直進運動させ、これにより供給側接続部Ａと受け側接続
部Ｂとを結合せしめる供給側接続部駆動装置Ｃ（代表的
には空気シリンダー）が接続されている。清浄気体とし
ては、例えば不活性気体である窒素ガスや爆発性ガスを
含まない計装空気などの非爆発性ガスとする。受け側接
続部Ｂは、上記外筒３の凸型いんろう部３ｂと嵌合する
空洞部である凹型いんろう部８と、外筒３のフランジ３
ａに対向するように、凹型いんろう部８の嵌合口部の周
縁に形成されたフランジ８ｂと、凹型いんろう部８の嵌
合方向後方に連設され、上記外筒３より押し出された内
筒１を受容する空洞部である受容部９と、この受容部９
に設けられ、上記内筒１のソケットコンタクト２と対を
なすピンコンタクト１２とから構成されている。上記凹
型いんろう部８の、上記凹型いんろう部８と凸型いんろ
う部３ｂとの嵌合時、外筒３の端面ａと接する端面に
は、ゴム等の可撓性材料からなるＯリング１３が設けら
れ、嵌合時において、受容部９内を外気から遮断するこ
とができる。また、受容部９には、受容部９及びこれに
連通する凹型いんろう部８内の気体を排出する排出口１
４が形成され、さらにその後方にはソケットコンタクト
２と対をなすピンコンタクト１２が固定されている。必
要により、排出口１４には連通する配管が取り付けら
れ、清浄気体の排気ラインとしての役目を果たす。また
フランジ８ｂには、供給側接続部Ａのガイドピン７と対
をなすピン受け口１５が穿設され、供給側接続部Ａと、
受け側接続部Ｂとを結合する際、ガイドピン７がピン受
け口１５に挿入され、凸型いんろう部３ｂと上記凹型い
んろう部８との芯が合わされ、嵌脱操作が円滑かつ確実
に行われるようになっている。

【０００８】電気供給制御装置Ｄは、電源供給部と上述
した供給側接続部Ａとの間に介設されている装置で、後
述する結合検出装置Ｅおよび清浄気体供給検出装置Ｆか
らの情報に基づいて電源供給部から供給側接続部Ａへの
電気供給を制御する装置である。また、結合検出装置Ｅ
は、凸型いんろう部３ｂ端面に配設されているリミット
スイッチにより、内筒１が所定の位置にあることを検出
して結合を確認する装置で、この結合確認のシグナルを
上記電気供給制御装置Ｄに送ることにより、電気供給制
御装置Ｄが供給側接続部Ａへの電気供給を開始するよう
になっている。また、清浄気体供給検出装置Ｆは、内筒
１の内部圧力を検出することにより清浄気体の供給の有
無を監視して、万一清浄気体の供給が喪失した場合、内
筒１の内部圧力低下を感知し、その旨のシグナルを上記
電気供給制御装置Ｄに送ることにより、電気供給制御装
置Ｄが供給側接続部Ａへの電気供給を遮断するようなイ
ンターロックシステムになっている。

【０００９】上記本実施例の自動差込接続装置を用い
て、電源ラインコンタクトの接続・分断を行うには、ま
ず、図１の供給側接続部Ａを供給側接続部駆動装置Ｃで
受け側接続装置Ｂに移動接近せしめ、この移動接近過程
でガイドピン７とピン受け口１５により外筒３の凸型い
んろう部３ｂと受け側接続装置Ｂの凹型いんろう部８の
芯が合わされた後、外筒３が上記凹型いんろう部８に挿
入結合され、この際外筒３の端面ａがＯリング１３に圧
接して受容部９内は外気から遮断される。これが図４に
示す状態である。次に、この状態で供給側接続部Ａの移
動をいったん停止し、受容部９の内部に、供給側接続部
Ａのソケットコンタクト２の通気口ｄを介して、少なく
とも受容部９の容積の５倍の清浄気体を供給し、受容部
９に残留している爆発性ガスを排気口１４から排出して
受容部９内を清浄気体雰囲気に置換する。必要により、
残留していた爆発性ガスは排気口１４に連通するライン
により、装置の外部へ導かれ、安全な場所にて排出され
る。次に、この置換操作が完了したところで、供給側接
続部Ａの移動を再開するが、この際外筒３は受け側接続
装置Ｂに押しつけられているため、内筒１が受容部９内
に押し出され、これによりソケットコンタクト２にピン
コンタクト１２が挿入結合される。これが図５に示す状
態である。この時結合検出装置Ｅは、凸型いんろう部３
ｂ端面に配設されているリミットスイッチにより内筒１
が所定の位置にあることを検出して結合を確認する。さ
らに清浄気体が供給されていることを清浄気体供給検出
装置により検出して確認する。前記結合検出装置Ｅと清
浄気体供給検出装置Ｆからの信号が同時に作用した場合
に、電気供給制御装置Ｄにより電気供給を開始する。清
浄気体は、電源供給後も受容部９内に常に継続して供給
されるので、ソケットコンタクト２とピンコンタクト１
２の周囲も常に清浄気体雰囲気に保持される。また、清
浄気体供給検出装置Ｆは、内筒１の内部圧力を検出する
ことにより清浄気体の供給を監視して、万一清浄気体の
供給が喪失した場合に電源を遮断するインターロックを
用意している。以上述べたように、本実施例の自動差込
接続装置にあっては、接続作業中において、ソケットコ
ンタクト２とピンコンタクト１２の周囲を、常に清浄気
体雰囲気とすることができ、しかもソケットコンタクト
２とピンコンタクト１２との接続が無電圧状態での挿入
結合であるため、極めて安全に電気接続作業を行うこと
ができる。また、さらに電源供給中にあっても上記ソケ
ットコンタクト２とピンコンタクト１２の周囲が常に清
浄気体雰囲気に加圧的に保持されるため、内圧防爆構造
の要求を完全に満足するものである。

【００１０】実施例２ 図６は、本発明の自動差込接続装置に係る他の実施例を
示す図である。なお、先に述べた実施例１の自動差込接
続装置と同一構成部分については同一符号を付し説明を
省略する。この自動差込接続装置は、図６に示すよう
に、外筒３の外部形状を円錐台状に加工し、また受け側
接続部Ｂの凹型いんろう部８を、上記円錐台状の外筒３
に嵌合するスリバチ状に加工することにより、外筒３に
先の実施例１におけるガイドピン７の機能を兼備させ、
受け側接続部Ｂの凹型いんろう部８に、同じく実施例１
のピン受け孔１５の機能を兼備せしめた構成としたもの
で、その他の構成は、実施例１の自動差込接続装置と全
く同様である。本実施例の自動差込接続装置によれば、
上述した構成としたことにより、先に述べた実施例１と
同様の効果を奏することに加え、ガイドピン７を形成す
るためのフランジ３ａや、ピン受け孔１５を設けるため
のフランジ８ａを省略することができ、これにより自動
差込接続装置を小型化を図ることができる。

【００１１】なお、上述した２つの実施例においては、
ソケットコンタクト２として、図３に示すように、ソケ
ットコンタクト内部に貫通する通気口ｄが設けられたも
のを用いているが、これに限定されるものではなく、例
えば、ソケットコンタクト２が通気口ｄを設けるのに不
都合なほど細すぎる場合には、図７に示すように、通気
口ｄ’をソケットコンタクト２の周囲に配置した構成と
したものを用いてもよい。また、図８に示すように、図
７に示した構造に加えて、通気口ｄ”を内筒側面に配置
してもよく、しかもこの構造では、受容部９内を清浄気
体雰囲気に置換する際にかかる時間を短縮したい場合に
効果的であり、またこの構造は、実施例１，２で用いた
図３のソケットコンタクトと組み合わせても同様の効果
が得られる。また、上述した２つの実施例においては、
結合検出装置の検出機器として、リミットスイッチを用
いているが、これに限定されるものではなく例えば、近
接スイッチ／光電スイッチなどを使用してもよい。ま
た、上述した２つの実施例においては、清浄気体供給検
出装置として、内筒１の内部圧力を検出する装置を用い
ているが、これに限定されるものではなく例えば、清浄
気体の流量を検出する装置を使用してもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
供給側接続部と、受け側接続部とを結合してソケットコ
ンタクトとピンコンタクトとを接続せしめる操作を行う
際、内筒に清浄気体を供給し、かつソケットコンタクト
の通気口を排気口として作用せしめて常にソケットコン
タクトの周囲を清浄気体雰囲気に保つことができ、しか
もこの結合操作は無電圧状態で行われるので、極めて安
全性が高い。また、本発明の自動差込接続装置にあって
は、上記供給側接続部の外筒他端に形成されたフランジ
と、受け側接続部の凹型いんろう部の嵌合口部に形成さ
れた上記外筒のフランジに対向するフランジと、これら
フランジの何れか一方に設けられたガイドピンと、該ガ
イドピンが設けられていない他方のフランジに形成され
たピン受け孔とからなる嵌合ガイドを設けたので、上記
供給側接続部と、上記受け側接続部とを結合する操作を
行う際、該ガイドピンが該ピン受け孔に挿入され、上記
凸型いんろう部と上記凹型いんろう部との芯が合わされ
て、これらいんろう部の嵌脱操作を円滑かつ確実に行う
ことができる。また、本発明の自動差込接続装置にあっ
ては、供給側接続部と受け側接続部との結合を確認する
結合検出装置と、内筒内への清浄気体供給の有無を感知
する清浄気体供給検出装置と、結合検出装置および清浄
気体供給検出装置に連動して、電源からの電気供給を制
御する電気供給制御手段とを具備する構成としたので、
コンタクト接続中（通電中）も、接続装置内部を接続装
置外部よりも圧力が高い状態に保持され、接続装置内部
への爆発性気体の侵入は完全に阻止されて、コンタクト
周囲を常時清浄気体雰囲気とすることができる。従っ
て、仮に外気が爆発性雰囲気であっても極めて安全な状
態で通電することができる。また、コンタクト周囲に、
清浄気体が供給され続けていることを清浄気体供給検出
装置によって常に確認可能なので、万一清浄気体の供給
が絶たれた場合でも、電気供給制御手段によって電気の
供給が直ちに絶たれるので、極めて安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である自動差込接続装置の
側面断面図である。

【図２】 図１に示す自動差込接続装置の概要を示すブ
ロック図である。

【図３】 図１中符号１で示される内筒先端に設けられ
る、清浄気体の導入手段について説明するための図で、
同じく図１中符号３ｂで示される凸型いんろう部の拡大
断面図である。

【図４】 本実施例の自動差込接続装置を用いて、電源
ラインコンタクトの接続・分断を行う操作を説明するた
めの図で、供給側接続部駆動装置Ｃにより、供給側接続
部Ａを受け側接続装置Ｂに移動接近せしめ、凹型いんろ
う部８に外筒３を挿入結合した状態を示す図である。

【図５】 本実施例の自動差込接続装置を用いて、電源
ラインコンタクトの接続・分断を行う操作を説明するた
めの図で、内筒１を受容部９内に押し出し、これにより
ソケットコンタクト２にピンコンタクト１２を挿入結合
した状態を示す図である。

【図６】 本発明の他の実施例である自動差込接続装置
の側面断面図である。

【図７】 図３に示した清浄気体の導入手段の第１変型
例について説明するための図で、凸型いんろう部の拡大
断面図である。

【図８】 図３に示した清浄気体の導入手段の第２変型
例について説明するための図で、凸型いんろう部の拡大
断面図である。

【符号の簡単な説明】

１…内筒 ２…ソケットコンタクト ３…外筒 ３ａ，８ａ…フランジ ４…ばね部材 ６…清浄気体導入口 ７…ガイドピン ８…凹型いんろう部 ９…受容部 １２…ピンコンタクト １４…排出口 １５…ピン受け口 Ａ…供給側接続部 Ｂ…受け側接続部 Ｃ…供給側接続部駆動装置 Ｄ…電気供給制御装置 Ｅ…結合検出装置 Ｆ…清浄気体供給検出装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に通気口を兼ねた電気接続用のソケッ
   トコンタクトが埋設され、他端に該ソケットコンタクト
   と接続する電気配線を取り出す取出口と非爆発性の清浄
   気体を導入する導入口とが形成された内筒と、該内筒よ
   り筒長の短い円筒状部材で、円筒内部に該内筒が該内筒
   の長手方向に摺動自在に挿入され、他端にフランジが形
   成され、且つ一端が凸型いんろう部である外筒と、該内
   筒の外周面に配され、上記フランジに該外筒の他端から
   一端に向けて応力を付与しソケットコンタクト端面と該
   外筒の凸型端面とを同一面に保持するばね部材とを有す
   る供給側接続部と、 上記外筒の凸型いんろう部と嵌合する凹型いんろう部が
   設けられ、該凹型いんろう部の嵌合方向後方に、上記外
   筒より押し出された内筒を受容する受容部が連設され、
   該受容部に、該受容部及びこれに連通する空間内の気体
   を排出する排出口と上記内筒のソケットコンタクトと対
   をなすピンコンタクトとが設けられた受け側接続部と、 上記供給側接続部の凸型いんろう部と上記受け側接続部
   の凹型いんろう部とを嵌脱させて、上記ソケットコンタ
   クトと上記ピンコンタクトとを接続／分断せしめる接合
   分断手段と、 上記供給側接続部の外筒他端に形成されたフランジと、
   受け側接続部の凹型いんろう部の嵌合口部に形成された
   上記外筒のフランジに対向するフランジと、これらフラ
   ンジの何れか一方に設けられたガイドピンと、該ガイド
   ピンが設けられていない何れか他方に形成されたピン受
   け口とからなり、上記凸型いんろう部と上記凹型いんろ
   う部との嵌脱操作を円滑化せしめる嵌合ガイドと、 上記供給側接続部と上記受け側接続部とを結合して上記
   ソケットコンタクトと、上記ピンコンタクトとを接続／
   分断する際、これらコンタクト近傍の雰囲気を清浄気体
   雰囲気とする清浄気体供給手段と、 上記供給側接続部と上記受け側接続部との結合を確認す
   る結合検出装置と、 上記内筒内への清浄気体供給の有無を感知する清浄気体
   供給検出装置と、 上記結合検出装置と上記清浄気体供給検出装置とに連動
   して電源からの電気供給を制御する電気供給制御手段と
   を具備する自動差込接続装置。
2. 【請求項２】 嵌合ガイドが、外筒の凸型いんろう部を
   円錐台形状に加工したガイドピンを兼ねる外筒と、凹型
   いんろう部を前記外筒の円錐台形状に嵌合するスリバチ
   形状に加工したガイドピン受けを兼ねる受け側接続部と
   からなることを特徴とする請求項１記載の自動差込接続
   装置。
3. 【請求項３】 ソケットコンタクトの周囲に清浄気体の
   通気口が形成されていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の自動差込接続装置。
4. 【請求項４】 清浄気体の通気口が内筒の側面に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の自
   動差込接続装置。