JP2021047035A - 計測装置ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本体に対するセンサの装着時にコネクタの接続性を向上させる方法を提供する。【解決手段】車載用の計測装置ユニットは、本体１１と、本体の外周に着脱可能に装着される複数の検出器とを備える。複数の検出器のそれぞれは、筐体３１と、筐体に収容されている検出部と、筐体に配置されている検出器側端子部３４とを備える。本体は、検出器側端子部と電気的に接続するための本体側端子部１４と、複数の検出器を着脱可能に装着するための複数の装着部１２であって、装着される検出器の筐体の外形に応じた形状を有し、検出器側端子部を本体側端子部に案内する複数の装着部とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は車両に搭載して用いられる計測装置ユニットに関する。

車両用センサにおいて、コネクタ側の端子部とセンサ側の端子部との嵌め合わせを容易にするために、コネクタ側の端子部に案内部を備える車両用センサが提案されている（例えば、引用文献１）。

米国特許出願公開第２０１８／０１５２６０５号

一般的に、コネクタはセンサの筐体の寸法に対して小さく、センサが本体に対して着脱可能なシステムにおいては、本体に対するセンサの装着時にコネクタが筐体によって隠れ、円滑にコネクタを接続できないという問題がある。

したがって、本体に対するセンサの装着時にコネクタの接続性を向上させることが求められている。

本開示は、以下の態様として実現することが可能である。

第１の態様は、車載用の計測装置ユニットを提供する。第１に態様に係る計測装置ユニットは、本体と、前記本体の外周に着脱可能に装着される複数の検出器と、を備え、前記複数の検出器のそれぞれは、筐体と、前記筐体に収容されている検出部と、前記筐体に配置されている検出器側端子部とを備え、前記本体は、前記検出器側端子部と電気的に接続するための本体側端子部と、前記複数の検出器を着脱可能に装着するための複数の装着部であって、装着される検出器の筐体の外形に応じた形状を有し、前記検出器側端子部を前記本体側端子部に案内する複数の装着部と、を備える。

第１の態様に係る車載用の計測装置ユニットによれば、本体に対するセンサの装着時にコネクタの接続性を向上させることができる。

第１の実施形態に係る計測装置ユニットが搭載された車両の一例を示す説明図。 第１の実施形態に係る計測装置ユニットを模式的に示す平面図。 第１の実施形態における本体に収容されている検出器の概略構成を模式的に示す説明図。 第１の実施形態における本体に収容されている検出器を模式的に示す正面図。 第１の実施形態における本体に対して検出器を収容する手順を示す説明図。 第２の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第３の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第４の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第５の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第６の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第７の例に係る検出器および本体を示す説明図。 第２の実施形態における本体に収容されている検出器の概略構成を模式的に示す説明図。 第２の実施形態における本体に収容されている検出器を模式的に示す正面図。

本開示に係る車載用の計測装置ユニットについて、いくつかの実施形態に基づいて以下説明する。

第１の実施形態：
図１に示すように、第１の実施形態に係る車載用の計測装置ユニット１０は、車両５０の屋根５１に搭載されて用いられる。計測装置ユニット１０は、少なくとも、本体１１および複数の検出器３０を備えている。計測装置ユニット１０はさらに、本体１１を車両５０に固定して、計測装置ユニット１０を車両５０に固定するための固定機構１８を備えている。固定機構１８は、例えば、車両５０の屋根に備えられているルーフレールに装着するための装着機構であっても良く、あるいは、車両５０の屋根とドアの上部との間に装着される装着機構であっても良い。計測装置ユニット１０は、車両搭載時に車両５０の前後方向に対応する長手方向と、車両５０の幅方向に対応する幅方向とを有する。本体１１は、防水構造を備える筐体であり、複数の検出器からの検出データを統合して送信するデータ処理装置２０を内包している。車両５０の内部には、車両内の車両制御装置として、計測装置ユニット１０から入力される車両５０周囲の対象物に関する情報を用いて、制動支援、操舵支援、駆動支援といった運転支援を実行するための運転支援制御装置４０が備えられている。第１の実施形態において、計測装置ユニット１０、具体的には、データ処理装置２０と運転支援制御装置４０とは一本の配線ＣＶによって接続されている。

図２に平面視で示すように、本体１１は複数の検出器３０を、それぞれ着脱可能に装着するための複数の装着部１２を備えている。複数の検出器３０および複数の装着部１２はデータ処理装置２０の周囲に配置されている。図３に示すように、各検出器３０は、筐体３１、検出部３２を備えている。図３においては、本体１１の装着部１２と検出器３０の筐体３１を図２の３−３切断線で切断、すなわち、鉛直面に切断し、検出部３２については非切断状態で模式的に示されている。筐体３１は、本体１１に対する装着時に先端となる先端面３１ｄと露出する基端面３１ｐとを有し、基端面３１ｐから先端面３１ｄに向かって断面積が減少する形状を有している。なお、基端面３１ｐは露出面、先端面３１は本体１１に体する対向面と言うことができる。図３の例では、筐体３１は、上下方向の筐体面が先端面３１ｄに向かって近接する形状を有している。検出部３２は、基板３２１、検出素子３２２、内部コネクタ３２３、検出器側端子部３４を備えている。検出器側端子部３４は、例えば、複数の接続ピン、複数の接続バネ、あるいは、複数の接続面を有している。検出素子３２２は、光を発光する発光素子、光の入射に応じて電荷を出力する光電変換素子、検出波を出力する送信素子、反射波を検出する受信素子を含む。基板３２１には、検出素子３２２による検出結果を用いて対象物を示す検出信号を生成し、基板３２１と電気的に接続されている検出器側端子部３４を介して出力する。検出素子３２２と基板３２１とは内部コネクタ３２３によって電気的に接続されている。なお、検出部３２には、必要に応じて、発光部、電波送信部、検出素子３２２を走査させるためのアクチュエータを含む駆動部が備えられ得る。

本体１１は、装着部１２を規定する部位を部分的に備える中空の筐体、あるいは、装着部１２を凹部として備える中実の筐体である。本体１１は直接または図示しないフレームを介して固定機構１８によって車両５０に固定されている。本体１１は、データ処理装置２０と各装着部１２における本体側端子部１４とを接続する図示しない配線を内包している。本体１１は、強化樹脂やカーボンファイバーといった非金属材により一部または全体が形成されても良く、あるいは、アルミニウム材やステンレス鋼といった金属材によって一部または全体が形成されても良い。本体１１は、さらに、金属材と非金属材の双方を用いて形成されても良い。本体１１の装着部１２は、上下左右壁をなす壁面１３と、底壁１５を備えている。底壁１５は、本体１１に対して検出器３０が装着された際に検出器３０の先端面３１ｄと対向する壁面であり、図３において車両左方から見た底側の壁面が相当する。装着部１２は、検出器３０の筐体３１の外形に応じた形状を有しており、図３の例では、上下の壁面１３が底壁１５に向かって近接する形状、すなわち、図３の側面視においてテーパ形状を有している。なお、図３における車両上方とは、車両のフロアパネルから屋根５１に向かう方向、すなわち、垂直方向の上向きを意味する。図３における車両左方とは、車両５０の中心から車両５０の側面、ドア方向に向かう向きを意味し、車両５０の周囲に面する方向を意味する。底壁１５には、本体側端子部１４が配置されている。本体側端子部１４は、検出器側端子部３４が備える複数の接続ピン、複数の接続バネ、あるいは、複数の接続面と接続または係合される、複数の接続孔、複数の接続面、あるいは、複数の接続バネまたは接続ピンを有している。なお、筐体３１は、上下方向の筐体面のうちの一方のみが先端面３１ｄに向かって傾斜し、近接する形状を有していても良い。

図４に示すように、検出器３０は矩形の基端面３１ｐを有し、本体１１の装着部１２も壁面１３によって矩形をなしている。第１の実施形態に係る計測装置ユニット１０において、検出器３０は略正方形の矩形を有する基端面３１ｐから上下方向の寸法が減少し、左右後方に長辺を有する長方形の先端面３１ｄを有する六面体形状の筐体３１を有している。装着部１２は、この筐体３１の形状に合致する内壁形状をなす壁面１３を有している。

図５を参照して、本体１１に対する検出器３０の装着手順を説明する。図５の例においては、検出器３０の側面が示されており、説明を容易にするために、本体１１における装着部１２が部分的に断面で示されている。検出器３０の筐体３１の下面が、装着部１２の下側の壁面１３を摺動することにより、検出器側端子部３４は本体側端子部１４へと案内される。案内された検出器側端子部３４は、例えば、複数の接続ピンが、本体側端子部１４が備える複数の接続孔に嵌入することによって固定または係合される。

第１の実施形態に係る計測装置ユニット１０によれば、本体１１の各装着部１２は、装着される検出器３０の筐体３１の外形に応じた形状を有し、検出器側端子部３４を本体側端子部１４に案内するので、本体１１に対する検出器３０の装着時に検出器側端子部３４と本体側端子部１４との接続性、すなわち、接続の容易化、接続の確実性を向上させることができる。具体的には、第１の例に係る検出器３０は、本体１１への装着時に上下方向をなす方向において、基端面３１ｐから先端面３１ｄに向かって断面積が減少する形状の筐体３１を有し、本体１１の装着部１２は筐体３１の形状に対応する形状の壁面１３を有している。この結果、本体１１の装着部１２の上下方向の開口寸法に対して筐体３１の先端面３１ｄの上下方向の寸法が小さくなり余裕代が形成されるため、装着部１２に対する検出器３０の位置決めの許容度が高くなり、装着が容易になる。また、検出器３０の筐体３１の下面が、装着部１２の下側の壁面１３を摺動することにより、検出器側端子部３４は本体側端子部１４へと案内され、検出器側端子部３４と本体側端子部１４との接続性が向上される。この利点は、基端面３１ｐに対して先端面３１ｄの面積が小さければ得られる利点であり、筐体３１の形状がこの条件を満たせば同様に利点を得ることができる。なお、以下では、第１の実施形態において説明した検出器３０および本体１１を第１の例に係る検出器３０および本体１１と呼ぶことがある。

第２の例に係る検出器３０ａおよび本体１１ａについて図６を参照して説明する。図６には、本体１１ａに収容途中の検出器３０ａが側面視して示されており、説明を容易にするために、本体１１ａにおける装着部１２ａが部分的に断面で示されている。以下、第３の例を除いて同様である。第２の例に係る検出器３０ａは、側面視において矩形形状を有し、正面視において図４に示す矩形形状を有する略立方体形状を有する。第２の例に係る検出器３０ａは、第１の例の検出器３０と比較して、装着時における装着部１２に対する位置決めの自由度は低くなる一方、装着部１２ａに対する検出器３０ａの装着姿勢はより規制されるので、検出器側端子部３４と本体側端子部１４との接続性が向上される。

第３の例に係る検出器３０ｂおよび本体１１ｂについて図７を参照して説明する。図７には、本体１１ｂに収容途中の検出器３０ｂが平面視して示されており、説明を容易にするために、本体１１ｂにおける装着部１２ｂが部分的に断面で示されている。図７における車両前方とは、車両の進行方向における前進方向を意味する。第３の例に係る検出器３０ｂは、本体１１ｂへの装着時に左右方向をなす方向において、基端面３１ｐから先端面３１ｄに向かって断面積が減少する形状の筐体３１ｂを有し、本体１１ｂの装着部１２ｂは筐体３１ｂの形状に対応する形状の壁面を有している。第３の例に係る検出器３０ｂは、正面視において図４に示す矩形形状を有し、六面体形状を有する。第３の例に係る検出器３０ｂは、この結果、本体１１ｂの装着部１２ｂの左右方向の開口寸法に対して筐体３１ｂの先端面３１ｄの左右方向の寸法が小さくなり余裕代が形成されるため、装着部１２ｂに対する検出器３０ｂの位置決めの許容度が高くなり、装着が容易になる。また、検出器３０ｂの筐体３１ｂの上下面は、装着部１２ｂの上下の壁面によって規制されるので、重力方向に対する遊びはなくなり、装着部１２ｂに対する検出器３０ｂの装着時に検出器３０ｂを保持する負荷が軽減される。また、検出器３０ｂの筐体３１ｂのいずれか左右面が、装着部１２ｂの対応する左右の壁面を摺動することにより検出器側端子部３４は本体側端子部１４へと案内され、検出器側端子部３４と本体側端子部１４との接続性が向上される。なお、筐体３１ｂは、左右方向の筐体面のうちの一方のみが先端面３１ｄに向かって傾斜し、近接する形状を有していても良い。

第４の例に係る検出器３０ｃおよび本体１１ｃについて図８を参照して説明する。第４の例に係る検出器３０ｃは、先端面３１ｄと基端面３１ｐとを接続する４つの側面３１ｓを有し、先端面３１ｄ側における側面３１ｓの外周面に複数の凸状の規制部３１１を備えている。規制部３１１によって、筐体３１ｃの先端面３１ｄ側の外径寸法は、一定とされる。本体１１ｃの壁面１３ｃは、規制部３１１に応じた先端側壁面１３１を備えており、その内径寸法は一定である。規制部３１１は、筐体３１ｃの装着方向と交差する方向、すなわち、上下方向および左右方向への筐体３１ｃの移動を規制する。第４の例に係る検出器３０ｃおよび本体１１ｃのその他の形状は、第１の例に係る検出器３０および本体１１と同様であり、検出器３０ｃの筐体３１ｃの下側の側面１１ｓが、装着部１２ｃの下側の壁面１３ｃを摺動することにより、検出器側端子部３４は本体側端子部１４へと案内される。さらに、規制部３１１および先端側壁面１３１が備えられることによって、検出器側端子部３４が本体側端子部１４に接続される手前位置において、検出器側端子部３４の位置が本体側端子部１４の位置に対応する位置に規定されるので、検出器側端子部３４は本体側端子部１４へとより精度良く案内され、検出器側端子部３４と本体側端子部１４との接続性がさらに向上される。なお、複数の凸状の規制部３１１に代えて、帯状の規制部が備えられても良く、いずれの場合においても、先端面３１ｄ側における筐体３１ｃが一定または略一定の外径寸法を有する形状を有していれば良い。

第５の例に係る検出器３０ｄは、図９に示すように、上下非対称となる台形形状の基端面３１ｐを有し、本体１１ｄの装着部１２ｄも台形の壁面１３を有している。第５の例に係る検出器３０ｄおよび本体１１ｄによれば、筐体３３ｄが装着部１２ｄに対する装着時に筐体３３ｄの向きを規制する非対称形状を有しているので、検出器３０ｄの向き、図９の例においては上下方向が規定され、本体１１ｄに対する不正な向きでの検出器３０ｄの装着が防止される。なお、第５の例における非対称形状は、本体１１ｄに対する検出器３０ｄの装着方向に直交する面の形状、すなわち、基端面３１ｐの形状が、左右、上下に非面対称となる形状であれば良い。また、第５の例は、第１の例〜第４の例、さらには、以下に説明する第６および第７の例並びに第２の実施形態と組み合わせて用いられ得る。

第６の例に係る検出器３０ｅおよび本体１１ｅについて図１０を参照して説明する。第６の例に係る本体１１ｅは、車両５０への搭載時に下側から上側へ向かって傾斜する装着部１２ｅを備えている。すなわち、下側および上側の壁面１３ｅは、側面視において上方へ傾斜する壁面である。第６の例に係る検出器３０ｅは、本体１１ｅに装着された際に、本体１１ｅの露出面１１１ｅと面一となる、すなわち、同一面を形成する傾斜した先端面３１ｄを有する。第６の例においては、装着部１２ｅの開口部が斜め下方を向いているので、装着部１２ｅに対する雨、ゴミの侵入を抑制し、本体側端子部１４と検出器側端子部３４との良好な電気的接触を実現することができる。なお、第６の例は、第１の例〜第４の例および以下に説明する第２の実施形態と組み合わせて用いられ得る。

第７の例に係る検出器３０ｆおよび本体１１ｆについて図１１を参照して説明する。第７の例に係る本体１１ｆは、車両５０への搭載時に上側から下側へ向かって傾斜する装着部１２ｆを備えている。すなわち、下側および上側の壁面１３ｆは、側面視において下方へ傾斜する壁面である。第７の例に係る検出器３０ｆは、本体１１ｆに装着された際に、本体１１ｆの露出面１１１ｆと面一となる、すなわち、同一面を形成する傾斜した先端面３１ｐを有する。第７の例においては、装着部１２ｆの開口部が斜め上方を向いているので、検出器３０ｆの自重により検出器３０ｆは装着部１２ｆを進行し、本体１１ｆに対する検出器３０ｆの装着を容易にすることができる。なお、第７の例は、第１の例〜第４の例および以下に説明する第２の実施形態と組み合わせて用いられ得る。

第２の実施形態に係る車載用の計測装置ユニットが備える、本体１１ｇおよび検出器３０ｇについて図１２および図１３を参照して説明する。第２の実施形態における本体１１ｇおよび検出器３０ｇは、検出器３０ｇの筐体３１ｇの形状によらず、本体１１ｇが案内溝１３１ｇを有し、検出器３０ｇが筐体３１ｇに被案内部３１１ｇを有する点において第１の実施形態における本体１１および検出器３０とは異なる。第２の実施形態において検出器３０ｇは、図１２および図１３に示すように、矩形の基端面３１ｐを有し、本体１１ｇの装着部１２ｇも壁面１３ｇによって矩形をなしている。検出器３０ｇは、略立方体形状の筐体３１ｇを有している。装着部１２ｇは、この筐体３１ｇの形状に合致する内壁形状をなす壁面１３ｇを有している。検出器３０ｇの筐体３１ｇの左右の側面３１ｓには、矩形断面を有する棒状体の被案内部３１１ｇが形成されている。被案内部３１１ｇは、検出器３０ｇの基端面３１ｐから先端面３１ｄに向かう延伸方向に沿って延伸している。被案内部３１１ｇは、筐体３１ｇと一体に形成されても良く、あるいは、別部材が筐体３１ｇの左右の側面１１ｓの表面に装着されても良い。装着部１２ｇの左右の壁面１３ｇには、それぞれ、各被案内部３１１ｇに対応する案内部１３１ｇが形成されている。案内部１３１ｇは、被案内部３１１ｇの形状に対応する溝部または長尺凹部であり、装着部１２ｇの開口から本体側端子部１４に向かって延伸している。なお、被案内部３１１ｇおよび案内部１３１ｇは、本体側端子部１４に対する検出器側端子部３４の挿入方向と平行であれば、筐体３１ｇの上下左右の何れの側面１１ｓおよび壁面１３ｂの上下左右の何れの面に備えられていても良い。また、被案内部３１１ｇは、断面矩形状の棒状体に限らず、断面円形状、多角形状の棒状体、あるいは、離散するピン状またはリベット状の形状を有していても良い。

第２の実施形態に係る計測装置ユニットによれば、接続時における、本体側端子部１４に対する検出器側端子部３４の位置をより精度良く規定することが可能となる。また、案内部１３１ｇに対する被案内部３１１ｇの接触、摺動により検出器側端子部３４が本体側端子部１４に対して案内されるので、検出器３０ｇを挿入する際の抵抗が軽減され、本体１１ｇに対する検出器３０ｇの装着が容易になる。

その他の実施形態：
上記各実施形態においては、基端面３１ｐおよび先端面３１ｄが矩形形状、すなわち、装着方向に垂直な断面が矩形形状の筐体３１を例にとって説明したが、筐体は、多角形または円形や楕円形の断面を有し、先端面３１ｄ側に向かって断面積が小さくなる形状を有していれば良い。特に、断面が線対称または点対称でない形状とすることによって、検出器の装着向き、上下左右の向きの間違いを防止することができる。

以上、実施形態、変形例に基づき本開示について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本開示にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…計測装置ユニット、１１…本体、１２…装着部、１３…壁面、１４…本体側端子部、３０…検出器、３１…筐体、３１ｄ…先端面、３１ｐ…基端面、３１ｓ…側面、３２…検出部、３４…検出器側端子部。

Claims (6)

1. 車載用の計測装置ユニット（１０）であって、
   本体（１１）と、
   前記本体の外周に着脱可能に装着される複数の検出器（３０）と、を備え、
   前記複数の検出器のそれぞれは、
   筐体（３１）と、
   前記筐体に収容されている検出部（３２）と、
   前記筐体に配置されている検出器側端子部（３４）とを備え、
   前記本体は、
   前記検出器側端子部と電気的に接続するための本体側端子部（１４）と、
   前記複数の検出器を着脱可能に装着するための複数の装着部（１２）であって、装着される検出器の筐体の外形に応じた形状を有し、前記検出器側端子部を前記本体側端子部に案内する複数の装着部と、を備える、計測装置ユニット。
2. 請求項１に記載の計測装置ユニットにおいて、
   前記筐体は、前記本体に対する装着時に先端となる先端面（３１ｄ）と、前記本体に対する装着時に露出する基端面（３１ｐ）とを有し、前記基端面から前記先端面に向かって断面積が減少する形状を有する、計測装置ユニット。
3. 請求項２に記載の計測装置ユニットにおいて、
   前記筐体は、前記先端面に前記検出器側端子部を備え、
   前記筐体は、さらに前記先端面の前記基端面とを接続する側面（３１ｓ）を有し、前記先端面の側における前記側面には、前記筐体の装着方向と交差する方向への前記筐体の移動を規制する規制部（３１１）が形成されている、計測装置ユニット。
4. 請求項１に記載の計測装置ユニットにおいて、
   前記筐体は、さらに前記先端面の前記基端面とを接続する側面（３１ｓ）を有し、前記側面は前記検出器側端子部の延伸方向と平行に延伸する被案内部（３１１ｇ）を有し、
   前記装着部は、前記被案内部に対応する案内部（１３１ｇ）を有する、計測装置ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置ユニットにおいて、
   前記筐体はさらに、前記装着部に対する装着時における前記筐体の向きを規制する非対称形状を備える、計測装置ユニット。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置ユニットにおいて、
   前記本体は、前記複数の検出器からの検出データを統合して車両制御装置（４０）に送信するためのデータ処理装置（２０）を内包する、計測装置ユニット。

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