特許 7411874 ツール交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】ツール交換装置

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/52 20060101AFI20240104BHJP

   B25J 15/04 20060101ALI20240104BHJP

【ＦＩ】

H01R13/52 301B

B25J15/04 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022166136

(22)【出願日】2022-10-17

(62)【分割の表示】P 2021513040の分割

【原出願日】2019-04-08

(65)【公開番号】P2023011662

(43)【公開日】2023-01-24

【審査請求日】2022-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】591056547

【氏名又は名称】ビー・エル・オートテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(72)【発明者】

【氏名】田中 啓一

【審査官】高橋 学

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０１２０１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－２９３３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２６８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２５１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１１０７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００３４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８９３９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ １３／５２

Ｂ２５Ｊ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームに取付けられるマスタプレートと、
このマスタプレートに着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレートと、
コネクタと
を備え、
上記コネクタが、
柱状の台座及び上記台座の天面から突出する円柱状の凸部を有する雄端子と、
天面に開口を有し上記凸部と嵌合可能な凹部を有する筒状のソケットを有する雌端子と
を備え、
上記雄端子が、
上記台座と接しつつ上記凸部を取り囲むシール材と、
上記台座の外周面から突出し、その天面が上記台座の天面と面一であるフランジ部と
を有し、
上記シール材が、上記フランジ部の天面を覆うとともに、上記雄端子及び上記雌端子の嵌合状態で、上記開口を取り囲むように上記ソケットの天面に接しており、
上記マスタプレート及び上記ツールプレートのうち、一方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設され、他方のプレートに上記コネクタの雄端子が配設されており、
上記雄端子の台座が上記他方のプレートに埋設されており、
上記他方のプレートが、上記一方のプレートと嵌合する天面から底面へ貫通し、上記雄端子を内蔵する貫通孔を有し、
上記貫通孔が、上記他方のプレートの底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第１段差を有し、
上記第１段差より天面側の上記貫通孔の内径が、上記雄端子のフランジ部の径より小さく、上記第１段差より底面側の上記貫通孔の内径が、上記雄端子のフランジ部の径より大きく、
上記雄端子が、上記シール材が上記第１段差に底面側から当接するように配設されるツール交換装置。

【請求項2】

上記シール材のショアＡ硬度が７０°以下である請求項１に記載のツール交換装置。

【請求項3】

上記雌端子のソケットが、その底部が上記一方のプレートに埋設され、かつその天部が上記一方のプレートから突出しており、
上記雌端子が、
上記ソケットの上記一方のプレートに埋設されている底部の外周面から突出し、上記ソケットを取り囲む鍔部と、
この鍔部と接しつつ、上記ソケットの外周面を取り囲む第２シール材と
を有し、
上記第２シール材の上記鍔部と対向し、上記ソケットの外周面を取り囲む領域が、上記一方のプレートと当接している請求項１又は請求項２に記載のツール交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コネクタ及びツール交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工場等の工業設備で用いられるロボットアームは、先端に溶接器具等の種々のツール（エンドエフェクタ）を装着して生産作業を行う。このようなツールの交換を容易にするための装置としてツール交換装置がある。このツール交換装置は、ロボットアームの先端に取付けられるマスタプレートと、各種のツールをそれぞれ装着した複数のツールプレートとの組み合わせからなる。各ツールプレートはマスタプレートと嵌合可能に形成されており、ツールプレートを交換することで、ロボットアームのツールの交換を容易に行うことができる。

【0003】

上記ツールの形態によっては、ロボットアームとの電気信号の授受が必要となるものがある。このようなツールに対しては、マスタプレートにロボットアームの電気信号線を接続し、マスタプレート及びツールプレートを介してツールとの電気信号の授受が達成される。このとき、マスタプレートとツールプレートとの電気的接続は、一般に雄端子と雌端子とからなるコネクタが用いられる。

【0004】

このような電気信号の授受が必要となるツール交換装置では、例えば水のような液体の浸入により隣接する端子間が短絡し、動作不具合や故障を引き起こす場合がある。このため、マスタプレートとツールプレートとが嵌合時に接する領域（嵌合領域）の外縁部にシール材が設けられ、外部からの液体の浸入を抑止している（例えば特許第２６９４２９９号公報参照）。

【0005】

ところが、このような嵌合領域の外縁部にシール材を設ける構成では、嵌合後の液体の進入は抑止できるものの、嵌合前からプレートの表面に液体が残留している場合には、この液体により隣接する端子間が短絡することを十分に抑止することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第２６９４２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できるコネクタ及びツール交換装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のコネクタは、柱状の台座及び上記台座の天面から突出する円柱状の凸部を有する雄端子と、天面に開口を有し上記凸部と嵌合可能な凹部を有する筒状のソケットを有する雌端子とを備え、上記雄端子が、上記台座と接しつつ上記凸部を取り囲むシール材を有し、上記雄端子及び上記雌端子の嵌合状態で、上記シール材が上記開口を取り囲むように上記ソケットの天面に接する。

【0009】

当該コネクタは、雄端子が台座と接しつつ凸部を取り囲むシール材を有し、雄端子及び雌端子の嵌合状態で、上記シール材が雌端子の開口を取り囲むようにソケットの天面に接する。このため、当該コネクタは、雄端子及び雌端子の嵌合時にコネクタ単位で液体の浸入を抑止できる。従って、当該コネクタは、隣接する他のコネクタが存在しても、そのコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。

【0010】

上記雄端子が、上記台座の外周面から突出し、その天面が上記台座の天面と面一であるフランジ部を有し、上記シール材が、上記フランジ部の天面を覆うとよい。このように雄端子に上記フランジ部を設け、上記フランジ部の天面を覆うようにシール材を配設することで、シール材が接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0011】

上記シール材のショアＡ硬度としては、７０°以下が好ましい。上記シール材のショアＡ硬度を上記上限以下とすることで、雄端子及び雌端子の嵌合部分の嵌合状態を維持しつつ密着性を高められるので、勘合時の電気信号の授受が不安定となることを抑止しつつ、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0012】

本発明のツール交換装置は、ロボットアームに取付けられるマスタプレートと、このマスタプレートに着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレートと、本発明のコネクタとを備え、上記マスタプレート及び上記ツールプレートのうち、一方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設され、他方のプレートに上記コネクタの雌端子が配設されており、上記雌端子のソケットが、その底部が上記一方のプレートに埋設され、かつその天部が上記一方のプレートから突出しており、上記雄端子の台座が上記他方のプレートに埋設され、かつ上記雄端子の凸部が上記雌端子のソケットと嵌合可能に構成されている。

【0013】

当該ツール交換装置は、本発明のコネクタを有するので、コネクタとプレートとの地絡や、隣接するコネクタが存在する場合の端子間での短絡を効果的に抑止できる。

【0014】

上記雌端子が、上記ソケットの上記一方のプレートに埋設されている底部の外周面から突出し、上記ソケットを取り囲む鍔部と、この鍔部と接しつつ、上記ソケットの外周面を取り囲む第２シール材とを有し、上記第２シール材の上記鍔部と対向し、上記ソケットの外周面を取り囲む領域が、上記一方のプレートと当接している。このように雌端子に第２シール材を設けることで、雌端子のソケットの周囲を伝って液体が浸入することも抑止できるので、さらに地絡や短絡が発生し難くなる。

【0015】

なお、「天部」とは、雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ先端側となる部位を指し「底部」とは、その反対側の部位、すなわち雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ後端側となる部位を指す。また、「天面」とは、雄端子及び雌端子が嵌合する際、それぞれ先端側に位置する面を指す。「ショアＡ硬度」とは、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３－３：２０１２に記載のデュロメータＴｙｐｅＡに準拠して測定される硬度を指す。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明のコネクタ及びツール交換装置は、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るツール交換装置のマスタプレートを示す模式的底面図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係るツール交換装置のツールプレートを示す模式的上面図である。

【図3】図３は、図２に示すツールプレートを図１のマスタプレートに取り付けた際の雄端子と雌端子との嵌合状態を示す模式的部分断面図である。

【図4】図４は、図２に示すツールプレートの雄端子の構造を示す模式的断面図である。

【図5】図５は、図３に示すマスタプレートの雌端子の構造を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。

【0019】

［ツール交換装置］
図１及び図２に示すツール交換装置は、ロボットアームに取付けられるマスタプレート１と、このマスタプレート１に着脱可能に装着され、ツールが取付けられるツールプレート２と、複数の本発明の一実施形態であるコネクタ（雄端子１０及び雌端子２０）とを備える。当該ツール交換装置では、マスタプレート１とツールプレート２とが操作によって着脱されることでロボットアームには種々のツールを交換して装着できる。このようなツール交換装置は、例えばエンドエフェクタ自動交換装置として用いられる。

【0020】

当該ツール交換装置の着脱構成としては、特に限定されないが、例えばツールプレート２が上面に差込凹部を有し、マスタプレート１が上記差込凹部に差し込み可能な筒状部を有する構成とできる。

【0021】

マスタプレート１は、マスタユニット本体３と、外部接続部４と、雌端子２０とを有する。また、ツールプレート２は、ツールユニット本体５と、外部接続部６と、雄端子１０とを有する。つまり、マスタプレート１及びツールプレート２のうち、一方のプレートであるマスタプレート１にコネクタの雌端子２０が配設され、他方のプレートであるツールプレート２にコネクタの雄端子１０が配設されている。

【0022】

マスタユニット本体３及びツールユニット本体５は、これらの組合わせにより実現されるツールの各部品を搭載するための基台である。マスタユニット本体３及びツールユニット本体５は、金属製や樹脂製とできるが、軽量化の観点から樹脂製が好ましい。

【0023】

マスタプレート１の外部接続部４は、マスタユニット本体３の側面から垂直に突設されている。外部接続部４は、例えば円筒状であり、内側に複数の外部接続端子を有する。この複数の外部接続端子は、複数の雌端子２０とマスタユニット本体３の内部において１対１で接続されている。

【0024】

ツールプレート２の外部接続部６は、ツールユニット本体５の側面から垂直に突設されている。外部接続部６は、例えば円筒状であり、内側に複数の外部接続端子を有する。この複数の外部接続端子は、複数の雄端子１０とツールユニット本体５の内部において１対１で接続されている。

【0025】

当該ツール交換装置は、マスタプレート１の外部接続部４にロボットアームと電気信号の授受等を行うケーブル等を接続し、ツールプレート２の外部接続部６にツールと電気信号の授受等を行うケーブル等を接続し、図３に示すように、マスタプレート１とツールプレート２とを連結することで、ロボットアームとツールとの間での電気信号の授受等を可能にする。つまり、マスタプレート１の複数の雌端子２０が、ツールプレート２の複数の雄端子１０にそれぞれ嵌合するようマスタプレート１とツールプレート２とを連結することで、ロボットアームとツールとの間で複数の電気信号の連絡回路が形成される。

【0026】

［コネクタ］
以下、本発明のコネクタについて詳説する。本発明の一実施形態に係るコネクタは、図４に示す雄端子１０と、図５に示す雌端子２０とを備える。

【0027】

＜雄端子＞
雄端子１０は、図４に示すように、台座１１と、凸部１２と、フランジ部１３と、第１シール材１４とを有する。

【0028】

（台座）
台座１１は、柱状であり、例えば円柱状とできる。また、台座１１は、導電性を有し、凸部１２と電気的に接続されている。

【0029】

台座１１の大きさは特に限定されないが、例えば台座１１が円柱状である場合、その径は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができ、軸方向長さは１ｍｍ以上１２ｍｍ以下とすることができる。

【0030】

なお、台座１１の凸部１２が配設される側と反対側の端部は、図４に示すように、ツールプレート２との嵌合が容易になるようテーパが形成されていることが好ましい。

【0031】

（凸部）
凸部１２は、台座１１の天面から突出し、円柱状である。また、凸部１２は、導電性を有する。凸部１２は、台座１１と一体成形されていてもよく、別体であってもよい。

【0032】

凸部１２は、先端方向に漸次縮径するテーパ状であることが好ましい。このように凸部１２をテーパ状とすることで、後述する雌端子２０と嵌合し易くすることができる。

【0033】

凸部１２をテーパ状とする場合、軸方向の縮径率は一定である、つまり軸心を通る凸部１２の断面における周縁が直線に形成されていることが好ましい。この凸部１２のテーパ角度の下限としては、１°が好ましく、２°がより好ましく、４°がさらに好ましい。一方、凸部１２のテーパ角度の上限としては、１０°が好ましく、８°がより好ましく、６°がさらに好ましい。凸部１２のテーパ角度が上記下限未満であると、雄端子１０の嵌脱性（嵌脱のし易さ）が不十分となるおそれがある。逆に、凸部１２のテーパ角度が上記上限を超えると、雌端子２０との接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。

【0034】

凸部１２の根元部分での径（最大径）は特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。また、凸部１２の長さも特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

【0035】

また、凸部１２の先端縁は丸められていることが好ましい。この円弧の径の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。一方、上記円弧の径の上限としては、２ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。上記円弧の径が上記下限未満であると、雌端子２０を傷付けるおそれがある。逆に、上記円弧の径が上記上限を超えると、雄端子１０の嵌合性が不十分となるおそれがある。

【0036】

（フランジ部）
フランジ部１３は、図４に示すように、台座１１の外周面から突出し、その天面が台座１１の天面と面一である。フランジ部１３は、例えば円板状とできる。また、フランジ部１３は、導電性を有し、台座１１と電気的に接続されていてもよいし、導電性を有さなくともよい。フランジ部１３が導電性を有する場合は、台座１１と一体成形されていてもよく、別体であってもよい。フランジ部１３が導電性を有さない場合は、別体とされる。なお、端子間の短絡抑止効果の観点から、台座１１、凸部１２及びフランジ部１３は、一体成形されていることが好ましく、この場合フランジ部１３は導電性を有する。

【0037】

フランジ部１３の天面は凸部１２の根元部分の断面よりも大きくされ、フランジ部１３の天面の周縁は、凸部１２の根元部分の周縁よりも外側に位置するように構成される。上述のようにフランジ部１３の天面が凸部１２の根元部分断面よりも大きい限り、フランジ部１３の大きさは、特に限定されないが、例えばフランジ部１３が円板状である場合、その径は２ｍｍ以上１２ｍｍ以下とすることができる。また、フランジ部１３の軸方向長さは０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下とできる。

【0038】

（第１シール材）
第１シール材１４は、台座１１と接しつつ凸部１２を取り囲む。第１シール材１４は、中央部に貫通孔を有する板状である。

【0039】

第１シール材１４は、フランジ部１３の天面を覆うとよい。このようにフランジ部１３の天面を覆うように第１シール材１４を配設することで、第１シール材１４が接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0040】

また、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合状態で、図３に示すように、第１シール材１４が後述する雌端子２０の開口２０ａを取り囲むようにソケット２１の天面に接する。

【0041】

第１シール材１４は、凸部１２と接してもよいが、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合状態で、雌端子２０の開口２０ａを取り囲むようにソケット２１の天面に接する限り、凸部１２との間に空隙があってもよい。

【0042】

また、第１シール材１４の天面は、雌端子２０のソケット２１の天面より大きくされ、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合状態で、第１シール材１４の外縁は、雌端子２０のソケット２１の天面の外縁よりも外側に位置するように構成されるとよい。このように第１シール材１４の外縁を雌端子２０のソケット２１の外縁よりも外側に位置するように構成することで、第１シール材１４が雌端子２０のソケット２１の天面と接触する面積を増やすことができる。このため、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0043】

第１シール材１４の材質としては、導電性を有さず、かつ適度の弾性を有するとよく、各種のゴムや樹脂を用いることができる。中でも密閉性が高く、端子間の短絡抑止効果を高められるニトリルゴムが好ましい。

【0044】

第１シール材１４のショアＡ硬度の下限としては、１５°が好ましく、３０°がより好ましく、４０°がさらに好ましい。一方、第１シール材１４のショアＡ硬度の上限としては、７０°が好ましく、６０°がより好ましい。第１シール材１４のショアＡ硬度が上記下限未満であると、クッション性が高くなり過ぎ、嵌合状態にある雄端子１０と雌端子２０との位置ずれが生じ易く、雄端子１０と雌端子２０との電気的接続が不安定となるおそれがある。逆に、第１シール材１４のショアＡ硬度が上記上限を超えると、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれや、雄端子１０及び雌端子２０が嵌合し難くなり、勘合時の電気信号の授受が不安定となるおそれがある。

【0045】

第１シール材１４の潰れ代の下限としては、８％が好ましく、１０％がより好ましく、２０％がさらに好ましい。一方、第１シール材１４の潰れ代の上限としては、４０％が好ましく、３５％がより好ましく、３０％がさらに好ましい。第１シール材１４の潰れ代が上記下限未満であると、第１シール材１４の潰れ代が上記下限未満であると、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。逆に、第１シール材１４の潰れ代が上記上限を超えると、第１シール材１４が圧縮割れするおそれがある。なお、「潰れ代」とは、ＪＩＳ－Ｂ－２４０１－２：２０１２のＯリングの太さ（直径）の測定に準拠してシール材の平均厚さｄ（ｍｍ）を測定し、ハウジングの深さを嵌合状態における雄端子１０のフランジ部１３と雌端子２０との隙間をＤ（ｍｍ）とするとき、（ｄ－Ｄ）／ｄ×１００（％）で表される量である。

【0046】

第１シール部材１４の平均厚さの下限としては、１ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましく、１．８ｍｍがさらに好ましい。一方、第１シール部材１４の平均厚さの上限としては、３ｍｍが好ましく、２．５ｍｍがより好ましく、２．２ｍｍがさらに好ましい。第１シール部材１４の平均厚さが上記下限未満であると、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合部分の密着性が不十分となり、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。逆に、第１シール部材１４の平均厚さが上記上限を超えると、第１シール部材１４の反発力が大きくなり過ぎ、嵌合状態にある雄端子１０と雌端子２０との位置ずれが生じ易く、雄端子１０と雌端子２０との電気的接続が不安定となるおそれや、当該コネクタが不必要に大きくなり過ぎるおそれがある。なお、「平均厚さ」とは、任意の１０点において測定した厚さの平均値を指す。

【0047】

第１シール部材１４の最小幅の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましく、１．５ｍｍがさらに好ましい。第１シール部材１４の最小幅が上記下限未満であると、液体の浸入の抑止効果が不十分となるおそれがある。一方、第１シール部材１４の最小幅の上限は、雄端子１０をツールユニット本体５に収納可能である限り特に限定されない。なお、「シール部材の最小幅」とは、最も近い位置にあるシール部材の内縁（貫通孔の周）上の一点と外縁上の一点との距離を指す。

【0048】

＜ツールプレートへの雄端子の内蔵＞
図４に示すように、ツールユニット本体５は、マスタプレート１と嵌合する天面から底面へ貫通する貫通孔５ａを有し、雄端子１０は、この貫通孔５ａに雄端子支持部３０を介して内蔵されている。また、雄端子１０は、台座１１がツールユニット本体５に埋設され、凸部１２がツールユニット本体５の天面側を向くように配設されている。ツールユニット本体５の貫通孔５ａは、天面側が雌端子２０のソケット２１と嵌合可能に構成されている。この構成により、雄端子１０の台座１１は、他方のプレートであるツールプレート２に埋設され、かつ雄端子１０の凸部１２が雌端子２０のソケット２１と嵌合可能に構成されている。

【0049】

（貫通孔）
貫通孔５ａの形状は、雄端子１０及び雄端子支持部３０を内蔵でき、雌端子２０のソケット２１と嵌合可能である限り、特に限定されないが、例えば円柱状とできる。また、貫通孔５ａの形状は、雄端子１０及び雄端子支持部３０を内蔵した際、空隙が少なくなるような形状が選択される。

【0050】

貫通孔５ａのツールユニット本体５の天面側の先端部は、図４に示すように、上記天面に向かって拡径するテーパ状であることが好ましい。このように貫通孔５ａの先端部をテーパ状とすることで、雌端子２０との嵌脱性を向上できる。

【0051】

貫通孔５ａは、ツールユニット本体５の底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第１段差５ｂがあり、この第１段差５ｂにより雄端子１０が天面側に抜け出ることを防止している。従って、第１段差５ｂより天面側の内径は、雄端子１０のフランジ部１３の径より小さく、第１段差５ｂより底面側の内径は、雄端子１０のフランジ部１３の径より大きい。

【0052】

雄端子１０は、第１シール材１４が第１段差５ｂに底面側から当接するように配設されるとよい。このように雄端子１０を第１シール材１４が第１段差５ｂに底面側から当接するように配設することで、貫通孔５ａの天面側の開口から第１段差５ｂの底面側へ液体が浸入することを抑止できるので、端子間の短絡がさらに発生し難くなる。

【0053】

同様に、貫通孔５ａは、上記底面から上記天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第２段差５ｃがあり、この第２段差５ｃにより雄端子支持部３０が底面側に抜け出ることを防止している。

【0054】

第１段差５ｂは第２段差５ｃよりも天面側にある。第１段差５ｂとツールユニット本体５の天面との距離により、雄端子１０の凸部１２の先端位置が決定されるが、第１段差５ｂとツールユニット本体５の天面との距離としては、雄端子１０の凸部１２の先端位置がツールユニット本体５の天面と面一となる距離とすることが好ましい。このような距離とすることで、雄端子１０の凸部１２の先端が天面より突出しないため、雄端子１０の凸部１２を保護できる。また、凸部１２がツールユニット本体５の天面から奥まった位置とならないため、雌端子２０との嵌脱性が低下することを抑止できる。

【0055】

第１段差５ｂと第２段差５ｃとの距離は、雄端子１０及び雄端子支持部３０を内蔵するために過不足がない距離とされる。

【0056】

（雄端子支持部）
雄端子支持部３０は、雄端子接続体３１と、接続ソケット３２と、止め環３３とを有する。

【0057】

雄端子接続体３１は、柱状であり、例えば円柱状とできる。雄端子接続体３１は、図４に示すように、一方の面に雄端子１０の台座１１を嵌合可能な凹部を有する。雄端子１０は、この凹部に嵌合することで、その位置が固定される。なお、この凹部の底面と台座１１との間には、雄端子１０の位置決め用の遊びとなる空間が形成されている。

【0058】

雄端子接続体３１は、導電性を有し、雄端子１０の電気信号を後述する接続ソケット３２に伝えることができる。

【0059】

接続ソケット３２は、雄端子接続体３１の他方の面（上記凹部を有する面とは反対側の面）に設けられる。接続ソケット３２は、雄端子接続体３１と別体としてもよいが、一体成形されているとよい。

【0060】

接続ソケット３２は、導電性を有し、電気信号等を授受する端子が接続される。

【0061】

止め環３３は、雄端子１０を嵌合させた雄端子接続体３１をツールユニット本体５の貫通孔５ａ内に固定する。止め環３３は、図４に示すように、ツールユニット本体５の底面の外側に上記底面に接するように設けられている。止め環３３としては、Ｃ型又はＥ型等の公知の止め環を用いることができる。

【0062】

止め環３３によって、雄端子１０が第１段差５ｂに当接するように雄端子接続体３１を固定するとよい。止め環３３の雄端子接続体３１との嵌合位置と、雄端子１０を雄端子接続体３１の凹部に嵌合させる際の遊び量との調整により、雄端子１０が第１段差５ｂに当接するように雄端子接続体３１を固定することができる。このように止め環３３によって雄端子接続体３１を固定することで、主に雄端子１０が貫通孔５ａの軸線方向にがたつくことを抑止できる。

【0063】

なお、雄端子１０を嵌合させた雄端子接続体３１をツールユニット本体５の貫通孔５ａ内に固定する方法は、止め環には限定されず、他の方法を用いてもよい。

【0064】

＜雌端子＞
雌端子２０は、図５に示すように、ソケット２１と、隆起部２２と、鍔部２３と、第２シール材２４とを有する。なお、図５は、図４と方向を合わせるため、天部（天面）が下側となり、底部（底面）が上側となるように描かれている。

【0065】

（ソケット）
ソケット２１は、筒状であり、雄端子１０の凸部１２と嵌合可能な凹部を有する。ソケット２１は、図５に示すように、導電性を有するソケット本体２１ａと、絶縁性を有し、ソケット本体２１ａを覆うカバー２１ｂとを有する。

【0066】

図５に示すように、カバー２１ｂには、雌端子２０の開口２０ａが設けられており、カバー２１ｂは、この開口２０ａから縮径するテーパ状の貫通孔を有する。また、この貫通孔に連続してソケット本体２１ａに凹部が設けられている。ソケット２１の凹部は、このテーパ状に縮径するカバー２１ｂの貫通孔と、この貫通孔に連続するソケット本体２１ａの凹部とにより構成されている。

【0067】

ソケット本体２１ａの凹部の径は、雄端子１０の凸部１２の径よりも大きく、ソケット本体２１ａの凹部の長さは、雄端子１０の凸部１２の長さよりも大きくされる。

【0068】

（隆起部）
隆起部２２は、筒状であり、ソケット本体２１ａの凹部内に配設され、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合状態で、雄端子１０の凸部１２が内側から沿うように当接する。雄端子１０と雌端子２０との電気的接続は、主としてこの隆起部２２により行われる。

【0069】

隆起部２２は、具体的には中央部が内側へ湾曲する複数の帯状部材から構成される。この帯状部材の長手方向は雄端子１０の嵌合方向と一致し、筒状の隆起部２２の中心軸が雄端子１０の嵌合方向と一致する。

【0070】

この帯状部材は弾性を有することが好ましい。このように帯状部材が弾性を有することで、雄端子１０と雌端子２０との嵌脱性及び接続信頼性をさらに高めることができる。

【0071】

隆起部２２の軸方向（雄端子１０の嵌合方向）の長さは雄端子１０の凸部１２の長さよりも小さいことが好ましい。具体的には、隆起部２２の軸方向長さの下限としては、７０％が好ましく、７５％がより好ましく、８０％がさらに好ましい。一方、隆起部２２の軸方向長さの上限としては、１００％が好ましく、９５％がより好ましく、９０％がさらに好ましい。隆起部２２の軸方向長さが上記下限未満であると、隆起部２２と凸部１２との接触面が十分に確保できないおそれがある。逆に、隆起部２２の軸方向長さが上記上限を超えると、帯状部材の湾曲により中央部の径が細くなり過ぎて雄端子１０の嵌脱性が低下するおそれや、逆に中央部の径を確保するため帯状部材の湾曲が小さくすると、接続信頼性が低下するおそれがある。

【0072】

隆起部２２の隆起高さの下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好まく、０．５ｍｍがより好ましい。一方、隆起部２２の隆起高さの上限としては、１ｍｍが好ましく、０．９ｍｍがより好ましい。隆起部２２の隆起高さが上記下限未満であると、凸部１２との接触面積が減少して電気的接続の信頼性が低下するおそれがある。逆に、隆起部２２の隆起高さが上記上限を超えると、雄端子１０の嵌脱性が低下するおそれがある。なお、隆起部２２の隆起高さとは、隆起部２２の最大内径から隆起部２２の最小内径を引いた値である。

【0073】

（鍔部）
鍔部２３は、ソケット２１の底部の外周面から突出し、ソケット２１を取り囲む。図５の雌端子２０では、鍔部２３は、ソケット本体２１ａと一体成形されており、ソケット本体２１ａの底面を構成している。なお、鍔部２３の構成は、これに限定されず、ソケット本体２１ａと一体成形することもできる。また、ソケット本体２１ａの底面を構成する必要はない。

【0074】

鍔部２３の大きさは、特に限定されないが、例えば雄端子１０のフランジ部１３と同様とできる。

【0075】

（第２シール材）
第２シール材２４は、鍔部２３と接しつつ、ソケット２１の外周面を取り囲む。第２シール材２４は、ソケット２１と接しなくともよいが、接することが好ましい。このように第２シール材２４をソケット２１と接するように配設することで、第２シール材２４の位置がずれ難くなるので、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0076】

また、第２シール材２４は、鍔部２３の天面側と接するように配設することが好ましい。液体は天面側から侵入してくるため、第２シール材２４を鍔部２３の天面側に配設することで、より確実に液体の浸入を抑止できる。

【0077】

上述の構成以外は、第２シール材２４は、雄端子１０の第１シール材１４と同様に構成できるので、詳細説明を省略する。

【0078】

＜マスタプレートへの雌端子の内蔵＞
図５に示すように、マスタユニット本体３は、ツールプレート２と嵌合する天面（図５の下側の面）から底面（図５の上側の面）へ貫通する貫通孔３ａを有し、雌端子２０は、この貫通孔３ａに雌端子支持部４０を介して配設されている。また、雌端子２０のソケット２１の底部がマスタユニット本体３に埋設され、かつその天部がマスタユニット本体３から突出している。つまり、雌端子２０のソケット２１は、その底部が一方のプレートであるマスタプレート１に埋設され、かつその天部がマスタプレート１から突出している。

【0079】

この雌端子２０のソケット２１は、対応する雄端子１０の凸部１２と嵌合可能に構成される。つまり、マスタユニット本体３の貫通孔３ａは、ツールプレート２とが連結された際に、ツールユニット本体５の貫通孔５ａと連通し、雄端子１０の凸部１２が雌端子２０のソケット２１と嵌合できるように構成されている。

【0080】

（貫通孔）
貫通孔３ａの形状は、雌端子２０及び雌端子支持部４０を内蔵できる限り、特に限定されないが、例えば円柱状とできる。また、貫通孔３ａの形状は、雌端子２０及び雌端子支持部４０を内蔵した際、空隙が少なくなるような形状が選択される。

【0081】

貫通孔３ａは、マスタユニット本体３の底面から天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第１段差３ｂがあり、この第１段差３ｂにより雌端子２０が天面側に抜け出ることを防止している。従って、第１段差３ｂより天面側の内径は、雌端子２０の鍔部２３の径より小さく、第１段差３ｂより底面側の内径は、雌端子２０の鍔部２３の径より大きい。

【0082】

図５に示すように、雌端子２０は、第２シール材２４が第１段差３ｂに底面側から当接するように配設される。つまり、鍔部２３は、雌端子２０のマスタプレート１に埋設されている底部の外周面から突出しており、第２シール材２４の鍔部２３と対向し、ソケット２１の外周面を取り囲む領域が、マスタプレート１と当接している。このように雌端子２０に第２シール材２４を設けることで、雌端子２０のソケット２１の周囲を伝って液体が浸入することも抑止できるので、地絡や短絡が発生し難くなる。

【0083】

同様に、貫通孔３ａは、上記底面から上記天面へ向かって内径が小さくなるように変化する第２段差３ｃがあり、この第２段差３ｃにより雌端子支持部４０が底面側に抜け出ることを防止している。

【0084】

第１段差３ｂは第２段差３ｃよりも天面側にある。第１段差３ｂとマスタユニット本体３の天面との距離により、雌端子２０のソケット２１の突出長さが決定される。この雌端子２０のソケット２１の突出長さは、雄端子１０の凸部１２と嵌合するために過不足がない長さとされる。つまり、雄端子１０と雌端子２０との嵌合状態で、第１シール材１４が雌端子２０の開口２０ａを取り囲むようにソケット２１の天面に接することができ、かつマスタプレート１とツールプレート２とが連結可能となるような突出長さとされる。

【0085】

第１段差３ｂと第２段差３ｃとの距離は、雌端子２０及び雌端子支持部４０を内蔵するために過不足がない距離とされる。

【0086】

（雌端子支持部）
雌端子支持部４０は、雌端子接続体４１と、接続ソケット４２と、止め環４３とを有する。

【0087】

雌端子接続体４１は、雌端子２０のソケット本体２１ａから延設される。雌端子接続体４１は、ソケット本体２１ａと一体成形されていることが好ましい。雌端子接続体４１は、柱状であり、例えば円柱状とできる。

【0088】

雌端子接続体４１は、導電性を有し、雌端子２０の電気信号を接続ソケット４２に伝えることができる。

【0089】

接続ソケット４２及び止め環４３は、雄端子１０の接続ソケット３２及び止め環３３と、それぞれ同様であるので詳細説明を省略する。

【0090】

［利点］
当該コネクタは、雄端子１０が台座１１と接しつつ凸部１２を取り囲む第１シール材１４を有し、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合状態で、第１シール材１４が雌端子２０の開口２０ａを取り囲むようにソケット２１の天面に接する。このため、当該コネクタは、雄端子１０及び雌端子２０の嵌合時にコネクタ単位で液体の浸入を抑止できる。従って、当該コネクタは、隣接する他のコネクタが存在しても、そのコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。

【0091】

また、当該ツール交換装置は、複数の本発明のコネクタを有するので、コネクタとプレートとの地絡や、隣接するコネクタの端子間での短絡を効果的に抑止できる。

【0092】

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

【0093】

上記実施形態では、マスタプレートが本発明のコネクタの雌端子を有し、ツールプレートが本発明のコネクタの雄端子を有する場合を説明したが、マスタプレートが本発明のコネクタの雄端子を有し、ツールプレートが本発明のコネクタの雌端子を有する構成であってもよい。なお、ツール交換時にマスタプレート及びツールプレートが上下に位置する場合は、下側に位置するプレートに雄端子を設けることが好ましい。下側に位置するプレートはコネクタが配設される表面が上向きとなるため、プレートの表面に残留する液体の侵入を受け易い。このため、シール材が配設されている雄端子を下側に位置するプレートに配設することで、隣接するコネクタとの間で、端子間が短絡することを効果的に抑止できる。

【0094】

また、上記実施形態では、マスタユニット本体及びツールユニット本体に当該コネクタが配設される場合を説明したが、当該コネクタの配設位置は、マスタユニット本体及びツールユニット本体に限定されず、例えばマスタプレートやツールプレートの外部接続部に配設することもできる。

【0095】

また、上記実施形態では、当該ツール交換装置が複数の当該コネクタを備える場合を説明したが、単数の当該コネクタを備えるツール交換装置も本発明の意図するところである。当該コネクタが単数であっても、当該ツール交換装置は、コネクタとプレートとの地絡を効果的に抑止できる。

【0096】

上記実施形態では、本発明のコネクタの雄端子がフランジ部を有する場合を説明したが、フランジ部は必須の構成要件ではなく、省略可能である。なお、上記雄端子がフランジ部を有さない場合、台座の天面は凸部の根元部分の断面よりも大きくされ、台座の天面の周縁は、凸部の根元部分の周縁よりも外側に位置するように構成される。

【0097】

上記実施形態では、第１シール材及び第２シール材が板状である場合を説明したが、第１シール材及び第２シール材は板状に限定されず、例えば断面が円のＯリング状であってもよい。

【0098】

上記実施形態では、雌端子が第２シール材を有する場合を説明したが、第２シール材は必須の構成要素ではなく、省略可能であり。第２シール材を有さないコネクタも、本発明の効果を奏する。なお、雌端子が第２シール材を有さない場合、鍔部も省略することができる。ただし、鍔部には雌端子の抜け落ち防止効果があるため、第２シール材を有さない雌端子であっても鍔部を有してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本発明のコネクタ及びツール交換装置は、液体の侵入により隣接する端子間が電気的に短絡することを抑止できる。

【符号の説明】

【0100】

１ マスタプレート
２ ツールプレート
３ マスタユニット本体
３ａ 貫通孔
３ｂ 第１段差
３ｃ 第２段差
４ 外部接続部
５ ツールユニット本体
５ａ 貫通孔
５ｂ 第１段差
５ｃ 第２段差
６ 外部接続部
１０ 雄端子
１１ 台座
１２ 凸部
１３ フランジ部
１４ 第１シール材
２０ 雌端子
２０ａ 開口
２１ ソケット
２１ａ ソケット本体
２１ｂ カバー
２２ 隆起部
２３ 鍔部
２４ 第２シール材
３０ 雄端子支持部
３１ 雄端子接続体
３２ 接続ソケット
３３ 止め環
４０ 雌端子支持部
４１ 雌端子接続体
４２ 接続ソケット
４３ 止め環

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】