JPH0728703Y2 - 遠隔着脱コネクタ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は遠隔着脱コネクタ装置に関し、マスタ・スレー
ブマニピュレータにより遠隔操作でコネクタの着脱を行
なう場合に用いて有用なものである。

B.考案の概要 本考案は、固定側枠体に固着した固定側コネクタに向け
て可動側枠体とともに可動側コネクタを水平に移動せし
めて可動側コネクタを固定側コネクタに装着する遠隔着
脱コネクタ装置において、可動側コネクタが正規位置に
位置したときのみ遠隔プレートに固着された可動側コネ
クタの前記水平移動が許容されるよう遠隔プレートの水
平移動の経路の途中に、条件により遠隔プレートの水平
方向移動を規制するゲージ板を設けたものである。

C.従来の技術 従来、例えばクレーン等の移動機械の給電ケーブルを交
換する場合には、作業員がドライバやペンチ等の工具を
使用してこの作業を行なっている。即ち、この種の作業
は直接人手に頼っており、しかも長時間に及ぶ場合もあ
る。そこで、作業環境が普通の環境であれば然程問題は
ないのであるが、例えば作業員の放射線被曝が懸念され
る原子力施設等、放射性の雰囲気では、前記作業を直接
作業員に行なわせることはできない。このため、原子力
施設ではマスタ・スレーブマニピュレータが種々の作業
を行なうロボットとして汎用されている。そこで、例え
ば前述の如き給電ケーブルの交換作業に伴なう可動側コ
ネクタの固定側コネクタに対する着脱をマニピュレータ
が容易に行ない得るよう特殊な構造の遠隔着脱コネクタ
装置が提案されている。

従来技術に係る遠隔着脱コネクタ装置の一例を第12図〜
第15図に示す。これら第12図〜第15図に示すように、こ
の遠隔着脱コネクタ装置は、固定側コネクタ１が固着さ
れ建屋の壁面等に固着されている固定側枠体Ｉ、固定側
枠体Ｉに対して固定側コネクタ１の軸方向に亘り水平方
向に移動可能に形成された可動側枠体II及び可動側コネ
クタ２が固着され可動側枠体IIに対し垂直方向に昇降せ
しめて脱着可能に形成され且つ可動側枠体IIと一体的に
水平方向に移動可能に形成された遠隔プレートIIIを有
する。更に詳言すると、固定側枠体Ｉは、端板3a,側板3
b,3c及び底板3dを有する筐体となっている。このうち、
端板3aには固定側コネクタ１が、また側板3b,3cの内側
の上、下部にはレール3e,3fが夫々固着されている。な
お、側板3cには、図示はしないが、レール3e,3fと同様
のレールが固着されている。可動側枠体IIは、ガイドフ
レーム4a,ガイドロッド4b、位置規制板4c及び側板4dを
有している。これらのうち、ガイドロッド4b、位置規制
板4c及び側板4dは同様の部材が側板3c側にも同様に設け
られているが図示は省略した。前記側板4dは、その上端
部及び下端部が、レール3e,3fに嵌入されるとともに、
このレール3e,3fに沿い水平方向に移動可動となってお
り、しかもガイドフレーム4a,ガイドロッド4b及び位置
規制板4cを固着している。可動側枠体IIはレバー６の回
動操作により固定側枠体Ｉ内を水平方向に移動する。こ
の点に関する構成は後に詳述する。また、ガイドフレー
ム4aとガイドロッド4bとは両者が側板4dに沿い相対向す
る部分で垂直方向に伸びるガイド溝4eを形成している。
遠隔プレートIIIは可動側コネクタ２を固着している平
板状の部材で、両端部をガイド溝4e（図示はしないが同
様の溝が側板3c側にも形成されている）に挿入すること
によりガイド溝4eに沿い昇降可能となっている。このと
き遠隔プレートIIIの最下降位置は位置規制板4cにより
規制される。即ち、遠隔プレートIIIがガイド溝4e内を
下降するとその下部に設けた肩部5aが位置規制板4cの上
端面に当接し、そこより下方への下降が規制される。こ
のような位置に遠隔プレートIIIが占位した場合には、
可動側コネクタ２は固定側コネクタ１に対し所定位置で
相対向することになるばかりでなく、遠隔プレートIII
を介して可動側枠体IIに支持されており、この可動側枠
体IIと一体的に水平方向に移動可能となっている。

したがって、第12図に示す状態から遠隔プレートIIIを
ガイド溝4eに挿入し、可動側枠体IIに支持せしめた後、
可動側枠体IIを固定側コネクタＩに向かって水平方向に
移動せしめれば可動側コネクタ２に固定側コネクタ１が
嵌入され、第13図に示すように、両者が連結される。

可動側枠体II及び遠隔プレートIIIの水平方向移動の駆
動力は、本例の場合レバー６の操作により付与される。
この点を、特に第14図（ａ），（ｂ）及び第15図
（ａ），（ｂ）に基づき説明しておく。これらの図に示
すように、レバー６はＬ字状をなし、その短辺の中央部
がピン７を介して固定側枠体Ｉの側板3cに回動可能に取
り付けられている。レバー８はその両端部に回動可能に
取り付けられたピン9,10を介してレバー６の先端部と可
動側枠体IIとを連結している。即ち、側板3cには固定側
コネクタ１の軸方向に沿う長孔3gが刻設されており、こ
の長孔3gをピン10が挿通することによりレバー８と可動
側枠体IIとを連結している。

かくてレバー８、レバー６の短辺及びピン7,9,10が一直
線上にある第14図（ａ）に示す状態から、ピン７を回動
中心として反時計方向にレバー６を回動せしめればピン
９が図中右下方向に移動し、この結果第15図（ａ）に示
すように、ピン10が長孔3gに沿い図中右方向に水平移動
して可動側枠体IIを固定側コンセント１に向けて水平移
動せしめる。この結果、第14図（ａ）に示すレバー６の
位置では、第14図（ｂ）に示すように、固定側コネクタ
１に相対向するだけで離れていた可動側コネクタ２が、
第15図（ａ）に示すレバー６の位置では、第15図（ｂ）
に示すように固定側コネクタ１と結合される。

かかる遠隔着脱コネクタ装置の着脱はマスタ・スレーブ
マニピュレータにより行なう。即ち、このマスタ・スレ
ーブマニピュレータのスレーブアーム16によりレバー６
を、第15図（ａ）に示す状態から時計方向に回動せしめ
て第14図（ａ）に示す状態とすることにより可動側コネ
クタ２の固定側コネクタ１に対する結合が解除される。
この状態でスレーブアーム16により遠隔プレートIIIを
把持し、第12図に示すように、ガイド溝4eに沿い上方に
引き抜くことにより、可動側コネクタ２を遠隔プレート
IIIとともに取り外し適切な作業場迄搬送することがで
きる。

なお、図示はしないが固定側及び可動側コネクタ1,2に
は勿論ケーブルが接続されており、しかもこのケーブル
は通常50芯程度の多芯であるので、この芯数に合わせて
固定側若しくは可動側コネクタ1,2のピン数が決定され
る。

D.考案が解決しようとする問題点 ところで、上記遠隔着脱コネクタ装置における可動側コ
ネクタ２の固定側コネクタ１に対する装着に際しては次
の様な問題がある。即ち、前記装着時にはスレーブアー
ム16で遠隔プレートIIIを把持し、この遠隔プレートIII
をガイド溝4eに沿い挿入し、その後レバー６を回動操作
するのであるが、遠隔プレートIIIがガイド溝4eの正規
位置に占位しないまま可動側コネクタ２に固定側コネク
タ１を嵌入しようとすると両者の結合部であるピンとこ
れを挿入するソケットとの位置づれに基因してピンの折
損等を生起する。因に、遠隔プレートIIIの肩部5aが位
置規制板4cにぴったり当接していれば可動側コネクタ２
は固定側コネクタ１に対し正規位置を確保することにな
るのであるが、ケーブルの曲り、撓み等に起因する力が
ガイド溝4e内に挿入された可動側コネクタ２に作用した
場合には簡単に遠隔プレートIIIが浮いてしまう。

本考案は、上記従来技術に鑑み、固定側コネクタに対し
て可動側コネクタが正規位置に占位した状態でなければ
可動側コネクタの固定側コネクタ側への装着時の水平移
動を阻止し、装着時の不測の事故を除去し得る遠隔着脱
コネクタ装置を提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 上記目的を達成する本考案の構成は、固定側枠体に固着
した固定側コネクタに向けて可動側枠体とともに可動側
コネクタを水平に移動せしめて可動側コネクタを固定側
コネクタに装着する遠隔着脱コネクタ装置において、可
動側コネクタが正規位置に位置したときのみ遠隔プレー
トに固着された可動側コネクタの前記水平移動が許容さ
れるよう遠隔プレートの水平移動の経路の途中に、条件
により遠隔プレートの水平方向移動を規制するゲージ板
を設けたことを特徴とする。

F.作用 上記構成の遠隔着脱コネクタ装置においては、可動側コ
ネクタが正規位置に占位していない場合には遠隔プレー
トの固定側コネクタに向かう水平方向移動はゲージ板に
より阻止される。

G.実施例 以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。

第１〜第４図に示すように、本実施例に係る遠隔着脱コ
ネクタ装置は、新たにレバー６の動きを規制するバネ1
1,ゲージ板17a,17b（第３図及び第４図には図示せず）
及びハンドリング駒18を有するものとなっている。更に
詳言すると、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）に示すよう
に、Ｌ字状のゲージ板17a,17bは固定側枠体Ｉの側板3b,
3cの上端面に固着されている。このとき遠隔プレートII
Iが正規位置に占位していれば、第５図（ａ）に示すよ
うに、遠隔プレートIIIの上部の肩部5b,5cとゲージ板17
a,17bの下面との間には0.1〜0.5（mm）の隙間が形成さ
れるとともに、遠隔プレートIIIが正規位置より浮いて
いる場合には、第５図（ｂ）に示すように、前記肩部5
b,5cはゲージ板17a,17bの下面よりも上方に占位するよ
うになっている。かくて、第５図（ｂ）に示す場合には
遠隔プレートIIIの固定側コネクタ１に向かう水平方向
移動の途中で遠隔プレートIIIの移動がゲージ板17a,17b
により規制される。

遠隔プレートIIIはスレーブ・アーム16によるハンドリ
ングが容易になるように、ハンドリング駒18を有してい
る。即ち、遠隔プレートIIIはこのハンドリング駒18部
分で厚肉となっており、このハンドリング駒18を把持す
るようになっている。かくて遠隔プレートIIIは可動側
コネクタ２を介してケーブルの重量に起因する力及び撓
み、捩れに起因する力が作用してもスレーブ・アーム16
による安定したハンドリングが可能となる。

第３図（ａ）及び第４図（ａ）に示すように、バネ11は
その上部がピン７の上方でピン12を介してレバー６に連
結されるとともに、その下部がピン７の下方でピン13を
介して固定枠Ｉに連結され、第３図（ａ）に示す状態で
は時計方向への回動力を、また第４図（ａ）に示す状態
では反時計方向への回動力を夫々付与するようになって
いる。そして、第３図（ａ）に示す状態におけるレバー
６の時計方向への回動はストッパ14により、また第４図
（ａ）に示す状態におけるレバー６の反時計方向への回
動はストッパ15により夫々規制している。即ち、レバー
６は第３図（ａ）及び第４図（ａ）に夫々示す位置でロ
ックされるようになっている。

更に詳言すると、第６図に示すように、ピン13はピン７
の中心を通る鉛直線Ｏ−Ｐ上にある。実線で示すレバー
６の位置はコネクタ連結状態を示し、また二点鎖線で示
すレバー６の位置はコネクタ開放状態を示す。いま、各
状態におけるバネ11のバネ力をf₁，f₂、バネ11と線分Ｏ
−Ｐとのなす角をθ_１，θ_２、ピン12と線分Ｏ−Ｐ間の
距離をl₁，l₂とすれば、コネクタ連結状態では連結を保
持する側にピン７の中心回りに、f₁・l₁cosθ_１のモー
メントが、コネクタ開放状態では開放を保持する側に同
様にf₂・l₂cosθ_２のモーメントが夫々作用する。した
がって、適当な強さを有するバネ11を選定すれば、コネ
クタ連結状態では、クレーン等の移動機械の動作に起因
する振動などでコネクタの連結が解除されることがな
く、またコネクタ開放状態では、遠隔プレートIIIをガ
イド溝4eに挿入する際装置に振動を与えても開放状態を
保持するため、遠隔プレートIIIはもとより可動側コネ
クタ２などが固定側コネクタ１と接触することがなく、
コネクタのピンやソケットを損傷させることがない。

ここで、レバー6,8の最適寸法につき考察しておく。第
７図において、Ｌはレバー６の、ピン７の中心から力の
作用点迄の距離、ｒはレバー６の、ピン7,9の中心間の
距離、ｌはレバー８の、ピン9,10の中心間の距離を夫々
示している。これらL,r,l及びピン7,9,10によりクラン
ク機構を形成している。いま、ピン７の中心をＯ点、ピ
ン９の中心をＱ点、ピン10の中心をＰ点としてＱ点をＯ
点回りに時計方向に回動せしめればＰ点の移動距離Ｘは
次式で表わされる。

Ｘ＝ｒ（１−cosθ）−ｌ（１−cosφ）…（１） かかるクランク機構において、レバー６に一定の操作力
P_fを与えればＱ点における接線方向の力P_rは次式で表わ
される。

これによってレバー８には次式で表わされる力Ｐが作用
する。

ここで固定側枠体Ｉに対する可動側枠体IIの摩擦係数を
μとすればコネクタを着脱する力P_cは次式で表わされ
る。

ここでコネクタの着脱に必要な力を とすれば、コンクタを着脱するためには、 すなわち でなければならい。

第８図はl/rをパラメータに回転角θに対するx/2rおよ
び を計算した結果を示している。同図において、x/2rはス
トローク比を、そして はＬを一定にした場合の操作力に対する着脱力の効率を
表わしている。また、摩擦係数はμ＝0.45で計算した。

第８図より、l/rが略２以上であれば が0.7以上の着脱効率が得られ、また回転角θが60〜150
°あるいは210〜300°の範囲であれば回転角θに対する
移動距離Ｘの関係が略直線的であることが分かる。

したがって、使用するコネクタの着脱に必要なストロー
クおよび着脱に必要な操作力 が分かれば、それに応じたｒ寸法が求まり、さらに操作
力 を考慮すれば に応じたL,l寸法が求ます。

H.考案の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように、本考案に
よれば遠隔プレートが可動側枠体の正規位置にない場合
には遠隔プレートの固定側コネクタへ向けての水平移動
がゲージ板により規制されるようにしたので、位置がづ
れたままで無理に連結しようとした場合に生起される可
動側コネクタ及び固定側コネクタのピン及びソケットの
損傷を未然に防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を一部切欠いて示す
斜視図、第３図（ａ）及び第４図（ａ）はその正面図、
第３図（ｂ）及び第４図（ｂ）は固定側コネクタに対す
る可動側コネクタの動きを説明するための説明図、第５
図（ａ）及び第５図（ｂ）は遠隔プレートとゲージ板と
の位置関係を示す説明図、第６図はレバー部分を抽出し
て示す説明図、第７図はレバー部分に作用する力を解析
するための説明図、第８図はレバーの回転角に対するx/
2r及び を計算した結果を示すグラフ、第９図及び第10図は従来
技術を一部欠いて示す斜視図、第11図（ａ）及び第12図
（ａ）はその正面図、第11図（ｂ）及び第12図（ｂ）は
固定側コネクタに対する可動側コネクタの動きを説明す
るための説明図である。 図面中 Ｉは固定側枠体、IIは可動側枠体、IIIは遠隔プレー
ト、１は固定側コネクタ、２は可動側コネクタ、5a〜5c
肩部、6,7はレバー、17a,17bはゲージ板である。

フロントページの続き (72)考案者 川上 秀雄 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (56)参考文献 特開 昭58−23179（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定側コネクタが固着されている固定側枠
   体と、固定側コネクタの軸方向に亘り水平方向に移動可
   能に固定側枠体に支持されるとともに垂直方向に伸びる
   ガイド溝を有する可動側枠体と、ガイド溝に沿い可動側
   枠体に対し着脱可能に形成されるとともに、可動側コネ
   クタが固定側コネクタに相対向して固着され可動側枠体
   と一体的に水平方向に移動することにより可動側コネク
   タの固定側コネクタに対する着脱を行なう遠隔プレート
   とを有する遠隔着脱コネクタ装置において、可動側枠体
   の水平方向移動による可動側コネクタの固定側コネクタ
   に対する装着時、遠隔プレートがガイド溝内で所定位置
   に占位する場合には、遠隔プレートの固定側コネクタに
   向かう水平方向移動を許容するとともに、遠隔プレート
   がガイド溝内で所定位置に占位せず浮いている場合に
   は、遠隔プレートの肩部が当接することにより前記水平
   方向移動を規制するよう固定側枠体に固着されたゲージ
   板を有することを特徴とする遠隔着脱コネクタ装置。