(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部表面にスパイラル溝（111 ）を設けた円筒状のケーシング（11）の内部に絶縁台（12）を介して配線に接続される接触片（13）を配置してなるソケット（１）と、前記円筒状のケーシング（11）に挿入可能な外径を有する円筒状のケーシング（21）の内部に絶縁台（22）を介して配線に接続された接触片（23）を配置してなるプラグ（２）と、前記ソケット（１）のケーシング（11）のスパイラル溝（111 ）に嵌入可能なローラ（32）を筒体（31）一端内面に設け、前記プラグ（２）のケーシング（21）とフランジ（211 ）を介して軸方向に係合するカップリング（３）とからなり、
前記プラグ（２）のケーシング（21）が回転することなく前記ソケット（１）のケーシング（11）に対して出入りする直線ガイド機構（112 、213 ）を有し、
前記ローラ（32）およびスパイラル溝（111 ）を介して前記カップリング（３）を前記ソケット（１）にねじ込むことにより前記プラグ（２）が前記ソケット（１）に引き寄せられて結合され、前記接触片（13、23）同士が接続される電気配線連結器において、
前記プラグ（２）のケーシング（21）には、軸方向の幅がストッパ(331) の初期位置から前記のカップリング（３）のねじ込み方向に向かって０から増大し、結合位置で一挙に０になるストッパガイド（212 ）を設けるとともに、前記カップリング（３）の筒体（31）には、このストッパガイド（212 ）に接触して軸方向に移動するストッパ（331 ）と、このストッパ(331) を戻す方向に付勢するばね（332 ）とを設けたことを特徴とする電気配線連結器。
【請求項２】
前記スパイラル溝（111 ）ならびに前記ローラ（32）が円周方向に120 度間隔で３基設けられている請求項１に記載の電気配線連結器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道における電気車両や天井クレーンを始めとする産業機械等において電気回路の接続、切り離しをワンタッチで行う場合に使用される電気配線連結器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道における電気車両や天井クレーンを始めとする産業機械等において、回路の接続、切り離しを効率よく行いたい部分に、ワンタッチ式の電気配線連結器が使用されている。電気車両の例でいえば、車両の連結、解放を行う際に接続、切り離しを行わなければならない車両間の「わたり」と呼ばれる部分や、車両が検修に入った際に短時間で機器を取り外さなければならない回線と機器との接続部分等において、このような電気配線連結器がひろく使用されている。配線１本毎に接続する場合もあるが、多くは同系統の複数本の配線をまとめて接続、切り離しを行うため、切り離される部分の配線の両側に接触片（コンタクト）と呼ばれる導電体を取り付け、これらを突き合わせたり、差し込んだりして回路を接続する。そして車両の走行等による振動によって接触片が分離したりしないように、絶縁台を介してこれらの接触片をケーシングに収め、接触片の部分に外力が作用しないようにするとともに、ケーシング同士を機械的に接続、切り離しすることによって、その内部に収められている複数対の接触片を同時に接続、あるいは切り離しする構造のものが一般的である。また、収納されている複数の電気回路間で導通することのないよう、ケーシングの内部に水分や塵埃が侵入しない密閉構造が採用されている。
【０００３】
一例として、カメラのレンズの着脱機構と同様のバヨネット式と呼ばれるワンタッチ式の電気配線連結器を図面により説明する。図８は例えば車両の妻面下部に取り付けられているソケット（レセプタクル、「栓受け」ともいう）を示す斜視図で、１はソケット、11はその本体部分である円筒状のケーシング、12はケーシング11の内側に挿入された絶縁台、13は絶縁台12に所定間隔で植え込まれた接触片、111 はケーシング11の端部表面に設けられたスパイラル溝、112 はケーシングの端部内面に設けられたキー、113 はケーシング11を車両等に取り付ける取り付けフランジ、４は各接触片13に導通するケーブルである。
【０００４】
一方図９は、ソケット１に差し込んで接続されるプラグ（「栓」、「電気栓」ともいう）を示す斜視図で、２はプラグ、21はその本体部分である円筒状のケーシング、22はケーシング21の内側に挿入された絶縁台、23は絶縁台12に所定間隔で植え込まれた接触片、211 はケーシング21の中央付近の外面に形成されたフランジ、212 は同じくケーシング21の後方の外面に形成されたストッパガイド、213 はケーシングの端部に形成されたキー溝である。ストッパガイド212 は、例えば120 度間隔で、追って説明するストッパが嵌入するような凹部を設けてある。
【０００５】
なおこの電気配線が車両間のわたりである場合、ケーブル４には一般に複合ケーブルが使用されるが、機器周辺のつなぎ配線の場合は、プラグ２に接続されるのは単芯ケーブルの束である。
プラグ２のケーシング21は、ソケット１のケーシング11の内部に挿入可能な外径となっているので、回路を接続するには要するにソケット１にプラグ２を差し込めばよいのであるが、所定位置に配置された複数の接触片13、23同士が正しく接触するためにソケット１とプラグ２との向き（角度）が合っていることが必要であり、かつ挿入の際首を振ったりねじれたりすることを防止するため、直線ガイド機構として前記のキー112 とキー溝213 が設けられており、キー112 とキー溝213 の向きを合わせればソケット１とプラグ２との向きは一致し、かつキー112 をキー溝213 に沿って移動させれば首を振ることなく両側の接触片が接近し、電気回路が接続される。しかしこのままでは何らかの外力や自重によってプラグ２がソケット１から抜けてしまうおそれがあり、両者を確実に結合させ、結合状態を維持するため、プラグ１には図10に斜視図で示すカップリングが取り付けられている。図10において３は円筒状のカップリング、31はその本体部分である金属製の筒体、32はその一端の内面に取り付けられているローラ、33はその他端に、軸方向に移動可能に取り付けられているスライダ、311 は筒体31中央部の内面に形成された内フランジである。
【０００６】
図11はプラグ２のケーシング21とカップリング３の筒体31の一部を示す部分断面図で、331 はスライダ33の裏面に設けられた突起状のストッパ、332 はスライダ33を一方向に付勢するばねである。筒体31の内フランジ311 とケーシング21のフランジ211 とは係合している。またスライダ33のストッパ331 は前記のプラグ２のケーシング21後方の外面に形成されたストッパガイド212 の切り欠きに係合しており、ばね332 にさからってスライダ33を図11に示す矢印の方向に移動させることにより係合を解除することができる。
【０００７】
以上の説明から明らかなように、通常はストッパ331 の作用によってカップリング３はプラグ２に対して回転できないが、ストッパ331 を解放すればカップリング３は自由に回転できる。
前記スパイラル溝111 は、カップリング３の筒体31を例えば１／３回転、すなわち120 度回転させたとき接触片が正規に接触する深さまで進むようなリード角で形成する。またストッパガイド212 は、カップリング３の筒体31が１／３回転ねじ込まれた時点でストッパ331 が凹部に嵌入するように位相を合わせてある。いま、プラグ２をソケット１に挿入しようとするとき、ストッパ331 を矢印方向に移動させてカップリング３の回転を自由にした後、プラグ２のキー溝213 をソケット１のキー112 の向きに合わせると（この作業をやりやすくするため合わせマークを設けると良い）、カップリング３の筒体31先端のローラ32がソケット１のケーシング11のスパイラル溝111 に嵌入し、カップリング３を時計方向に回転させながら１／３回転ねじ込むと内部の接触片13、23が正しく接触し、またカップリング３のストッパ331 がばね332 の作用でストッパガイド212 のつぎの凹部に嵌入して、カップリング３は回転できなくなる。
【０００８】
ローラ32がスパイラル溝111 に係合しているために、カップリング３が回転しない限りソケット１から離れることはないが、前記のキー112 とキー溝213 との嵌合によってプラグ２はソケット１に対して回転できず、カップリング３がストッパ331 によってプラグ２に対して回転できないので、プラグ２がソケット１から離れることはない。
【０００９】
逆に回路を切り離すときには、スライダ33を再び図11の矢印の方向に移動させてストッパ331 をストッパガイド212 から解放してカップリング３が回転できるようにし、１／３回転反時計方向にまわせば簡単に切り離すことができるのである。
図12はストッパガイドの一例を示す正面図で、このストッパガイド212aは、前記のとおり全周の３ヶ所に等間隔に、すなわち120 度間隔で凹部が形成されている。また、図13はストッパガイドの他の形状例を示す正面図で、このストッパガイド212bは、凹部の片側が次の凹部に向けて徐々に高くなるように形成されている。ただしこの場合、ストッパ331 は図11に示したように軸方向に移動するのではなく、半径方向に開くことによって凹部から解放される構造であり、嵌め込もうとするときにはストッパを操作しなくても、カップリングを回転させることによってストッパ331 がストッパガイド212bによって押し上げられので、嵌めようとするときにはストッパの操作は必要ない。
【００１０】
以上説明したように、スパイラル溝によるカップリングの回転と前進後退機構によって、プラグとソケットとのワンタッチの結合、切り離しが実現し、かつ振動等の外力によっても結合状態が変化することのない安定した電気配線連結器が実用されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電気配線連結器において、次のような問題点があり、さらなる改善が望まれていた。すなわち、
ａ）軸方向に移動するストッパを使用すると、接続しようとするとき、および切り離そうとするとき、いずれもストッパを解放する操作が必要である。
ｂ）半径方向に移動するストッパを採用すると、ストッパが完全に作動する位置までカップリングが移動したかどうかの確認が外観上難しく、不完全な結合状態のまま車両を運転して事故を招くおそれがある。
【００１２】
本発明は、これらの点をさらに改善し、作業性と安全性をより高めた電気配線連結器を実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、端部表面にスパイラル溝を設けた円筒状のケーシングの内部に絶縁台を介して配線に接続される接触片を配置してなるソケットと、前記円筒状のケーシングに挿入可能な外径を有する円筒状のケーシングの内部に絶縁台を介して配線に接続された接触片を配置してなるプラグと、前記ソケットのケーシングのスパイラル溝に嵌入可能なローラを筒体一端内面に設け、前記プラグのケーシングとフランジを介して軸方向に係合するカップリングとからなり、前記プラグのケーシングが回転することなく前記ソケットのケーシングに対して出入りする直線ガイド機構を有し、前記ローラおよびスパイラル溝を介して前記カップリングを前記ソケットにねじ込むことにより前記プラグが前記ソケットに引き寄せられて結合され、前記接触片同士が接続される電気配線連結器において、前記プラグのケーシングには、軸方向の幅がストッパの初期位置から前記のカップリングのねじ込み方向に向かって０から増大し、結合位置で一挙に０になるストッパガイドを設けるとともに、前記カップリングの筒体には、このストッパガイドに接触して軸方向に移動するストッパと、このストッパを戻す方向に付勢するばねとを設けたことを特徴とする電気配線連結器である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面により説明する。図１は実施例のソケット１とプラグ２がカップリング３によって結合された状態を示す断面図、図２はソケット１の断面図、図３はカップリング３を取り付けた状態のプラグ２の断面図で、各符号はこれまでに説明したものの他、14、24は各ケーブルの外周を締めつけて防水、防塵する合成ゴム製のグロメット、15は押さえナット、16はケーシング11とグロメット14との隙間をシールするガスケット、17は結合状態でプラグ２のケーシング21を押し返す波ワッシャ、25は締めつけグランド、26はケーブル押さえ、27はカップリング３を位置決めするアダプタである。
【００１５】
なお、本発明の電気配線連結器は、追って説明するカップリング３のストッパとプラグ２のストッパガイドの部分を除いて、図８〜10で説明した従来の電気配線連結器と相違はないので、以下、相違点を中心に説明する。
図４はプラグ２のケーシング21を示す側面図である。ソケット１に挿入される側の端部にキー溝213 が形成されている他、211 はケーシング21の中央付近の外面に形成されたフランジで、これらはこれまでのものと同じである。212 はストッパガイドで、これまでのものと異なり120 度間隔で軸方向に一方向の勾配を設けて構成されている。
【００１６】
図５はカップリング３を一部断面で示す側面図で、ソケット１に挿入される側の筒体31端部の内面に取り付けられているローラ32および筒体31中央部の内面に形成された内フランジ311 はこれまでどおりである。スライダ33、ストッパ331 、ばね332 も図11に示した従来のものと変わらないが、ストッパガイド212 の形状が変わったため、接触の仕方が変わっている。
【００１７】
図６の概念図により本発明のストッパの作用を説明する。（ａ）はプラグ２を挿入するため、ソケットのケーシング11に接近させた状態を示している。本発明におけるストッパガイド212 は、初期の自由な状態、すなわちストッパ331 の初期位置で軸方向の幅が０であり、カップリング３のねじ込み方向に向かって増大し、結合位置で一挙に０になる形状である。前記したように、キー溝213 の向きをキー112 の向きに合わせるとともに、カップリング３のローラ32をケーシング11のスパイラル溝111 に合わせ、カップリング３を時計方向に回しながらソケット１にねじ込むと、はじめの自由な状態でストッパガイド212 の勾配の谷底にあったストッパ331 が、回転にともなう勾配の作用で図の右方向に押され、120 度回転したところで一挙に幅がなくなるのでばね332 の作用で次の谷底に嵌まりこみ、（ｂ）の状態となる。このときローラ32はスパイラル溝112 の終端に来ており、内フランジ311 を介してプラグ２は所定の位置まで引き寄せられ、連結が完了している。ストッパ331 とスパイラル溝112 によって筒体31はいずれの方向にも回転できないので、連結状態は保持される。
【００１８】
なお、ローラ32およびスパイラル溝112 を円周方向に120 度間隔で３基設ける例で説明したが、２基、あるいは４基でも本発明の電気連結器は実現できる。しかし２基の場合はねじ込むのに180 度回さなければならずワンタッチの利点がやや損なわれるし、４基の場合、90度の回転で所定の前進距離を達成するにはリード角がやや急になって結合が不安定になるから、120 度が最も好ましいということになる。
【００１９】
図７はスライダ33付近を示す筒体31の部分側面図で、（ａ）は連結前の自由な状態を示す。筒体31を回転させてストッパ331 が右方向に移動すると今までスライダ33に隠れていた部分に描かれている赤色の警告マークＡが見えて来る。連結が完了してストッパ331 が元の位置に戻ると警告マークＡが見えなくなる。すなわち赤色の警告マークＡが見えている状態では連結は完了していないので、目視により連結状態が容易に確認できる。
【００２０】
連結を解放するには、図６（ｂ）においてストッパ331 を右方向に押し、筒体31を反時計方向に回してやればよい。つまりストッパ331 を操作するのは連結を解放するときのみであり、連結するときはねじ込むだけ、解放するときはストッパ331 を押して筒体31をねじるだけで、操作はきわめて簡単である。図７に示すように、スライダ33に解放するときの操作方向を矢印で表示してある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、接続しようとするときにはストッパを操作する必要がなく、またストッパが軸方向に移動するので作動状態が目視により確認でき、電気連結器の接続、切り離し作業における作業性と安全性が一層高められるという、すぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例のソケットとプラグがカップリングによって結合された状態を示す断面図である。
【図２】  本発明の実施例のソケットを示す断面図である。
【図３】  本発明の実施例におけるカップリングを取り付けたプラグを示す断面図である。
【図４】  本発明の実施例のプラグのケーシングを示す側面図である。
【図５】  本発明の実施例のカップリングを一部断面で示す側面図である。
【図６】  本発明のストッパの作用を説明する概念図である。
【図７】  本発明の実施例のカップリングの一部を示す部分側面図である。
【図８】  本発明に係わる従来のソケットを示す斜視図である。
【図９】  本発明に係わる従来のプラグを示す斜視図である。
【図10】  本発明に係わる従来のカップリングを示す斜視図である。
【図11】  従来の技術におけるプラグとカップリングの一部を示す部分断面図である。
【図12】  従来の技術におけるストッパガイドの一例を示す正面図である。
【図13】  従来の技術におけるストッパガイドの他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１    ソケット
２    プラグ
３    カップリング
４    ケーブル
11、21    ケーシング
12、22    絶縁台
13、23    接触片
14、24    グロメット
15    押さえナット
16    ガスケット
17    波ワッシャ
25    締めつけグランド
26    ケーブル押さえ
27    アダプタ
31    筒体
32    ローラ
33    スライダ
111   スパイラル溝
112   キー
113   取付けフランジ
211   フランジ
212   ストッパガイド
213   キー溝
311   内フランジ
331   ストッパ
332   ばね
Ａ    警告マーク
【図１】
0003838934.tif 000002
【図２】
0003838934.tif 000003
【図３】
0003838934.tif 000004
【図４】
0003838934.tif 000005
【図５】
0003838934.tif 000006
【図６】
0003838934.tif 000007
【図７】
0003838934.tif 000008
【図８】
0003838934.tif 000009
【図９】
0003838934.tif 000010
【図１０】
0003838934.tif 000011
【図１１】
0003838934.tif 000012
【図１２】
0003838934.tif 000013
【図１３】
0003838934.tif 000014