JP2021166161A - コネクタモジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】高いシールド性を確保しつつ接続対象機器との位置合わせが容易な耐久性の高いコネクタモジュールを提供する。
【解決手段】コネクタケース10Aと、コネクタケース10Aに内挿されたコネクタ10Bと、を備え、コネクタ10Bは、中心導体1と、ホルダ2と、導電性の筒状シェル3と、ハウジング8と、導電性のシールドケース7と、を有しており、シールドケース7は、弾性部75を有する第一部材7Aと、有底筒状の第二部材7Bと、を含んでおり、第一部材7Aには第二部材7Bと接触可能な弾性片74が形成されており、コネクタケース10Aが本体ケース9と締結部材Bにより固定されたとき、コネクタ10Bは、弾性片74が弾性変形することにより第一部材7Aと第二部材7Bとの隙間G1が減少して第一部材7A及び第二部材7Bが電気的に接続される。
【選択図】図5

Description

本発明は、接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュールに関する。
従来、カメラモジュール等の接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュールが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のコネクタモジュールは、接続対象機器の本体ケースに固定されるコネクタケースと、コネクタケースに収容されるコネクタ(文献では端子モジュール)とを備えている。コネクタは、コンタクト(文献では中心導体)と、コンタクトを内挿して支持する絶縁性のホルダ(文献では絶縁体ホルダ)と、ホルダの外側を覆う導電性の筒状シェル(文献では導電性シェル)と、筒状シェルに係合して外部の電磁波を遮断する導電性のシールドケースとを有している。シールドケースには、筒状シェルの外周部位に係合する複数の弾性部が突出形成されており、この弾性部により筒状シェルとシールドケースとの接触を良好に維持して、高いシールド性を実現している。
特許文献2には、回路基板を有する接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュールが開示されている。特許文献2に記載のコネクタモジュールは、接続対象機器のケースに固定されるシール装置と、シール装置に固定されるコネクタとを備えている。シール装置は、ケースに接着固定される外周環状部材と、コネクタの外周部に接着固定される内側環状部材と、これら外周環状部材及び内側環状部材に固着される可撓性薄膜体とを有している。可撓性薄膜体がコネクタとケースとの隙間を封じることにより、ケースとコネクタとの位置ずれを吸収することができると記載されている。
特許文献3には、同軸プラグを有する接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュール(文献ではフローティングコネクタ)が開示されている。特許文献3に記載のコネクタモジュールは、ケースに固定される筒状外部シェルと、筒状外部シェルに対してシール部材を介して移動自在に組み付けられる筒状可動シェルとを備えている。筒状外部シェルに対して筒状可動シェルが移動自在となっていることにより、同軸プラグの挿入位置ずれがあっても嵌合接続できると記載されている。
特開2019−67740号公報 特開2007−127206号公報 特開2014−137913号公報
特許文献1に記載のコネクタモジュールは、筒状シェルに係合して外部の電磁波を遮断する導電性のシールドケースを有しているため、高いシールド性を確保することが可能となるものの、接続対象機器とコネクタとの位置ずれを吸収する上で改善の余地がある。特許文献2に記載のコネクタモジュールは、可撓性薄膜体により接続対象機器とコネクタとの位置ずれを吸収することができるものの、可撓性薄膜体は強度面で問題がある。特許文献3に記載のコネクタモジュールは、筒状可動シェルを筒状外部シェルに対して移動自在に構成して接続対象機器とコネクタとの位置ずれを吸収することができるものの、振動等により筒状可動シェルが筒状外部シェルに繰り返し当接するおそれがあり、耐久性に問題がある。しかも、特許文献3に記載のコネクタモジュールは、筒状可動シェルと筒状外部シェルとの距離を一定に保つことができず、インピーダンス整合が取り難く、高周波伝播特性に悪影響を及ぼす可能性があった。
そこで、高いシールド性を確保しつつ接続対象機器との位置合わせが容易な耐久性の高いコネクタモジュールが望まれている。
本発明に係るコネクタモジュールの特徴構成は、接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュールであって、前記接続対象機器の本体ケースに対して締結部材により固定されるコネクタケースと、前記コネクタケースに内挿されたコネクタと、を備え、前記コネクタは、導電性のコンタクトと、前記コンタクトを内挿して支持する絶縁性のホルダと、前記ホルダの外側を覆う導電性の筒状シェルと、前記筒状シェルを内挿して支持する絶縁性のハウジングと、前記筒状シェルに係合して外部の電磁波を遮断する導電性のシールドケースと、を有しており、前記シールドケースは、前記ハウジングから突出した前記筒状シェルの外周部位に接触する弾性部を有する第一部材と、前記第一部材に接触する有底筒状の第二部材と、を含んでおり、前記第一部材には前記第二部材と接触可能な弾性片が形成されており、前記コネクタケースが前記本体ケースと前記締結部材により固定されたとき、前記コネクタは、前記弾性片が弾性変形することにより前記第一部材と前記第二部材との隙間が減少して前記第一部材及び前記第二部材が電気的に接続される点にある。
本構成では、シールドケースが筒状シェルと弾性部により係合しているため、振動等が生じても弾性部が柔軟に変形して衝撃を吸収するため、筒状シェルやシールドケースの耐久性を高めることができる。
また、本構成のシールドケースは、第一部材と第二部材とを有しており、第一部材には第二部材と接触可能な弾性片が形成されており、コネクタケースが本体ケースと締結部材により固定されたとき、コネクタは、弾性片が弾性変形することにより第一部材と第二部材との隙間が減少して第一部材及び第二部材が電気的に接続される。つまり、コネクタケースが接続対象機器の本体ケースと締結部材により固定される前のコネクタは、第一部材に形成された弾性片により、第一部材と第二部材との間に隙間が形成されている。その結果、弾性片が柔軟に変形しながら、第一部材が第二部材に対して相対移動することが可能となっている。よって、接続対象機器をコネクタに装着する際、双方の軸芯間で位置ずれが生じていても、コンタクトを覆う筒状シェルに弾性部により係合する第一部材が、筒状シェルと共に移動し、位置ずれを矯正しながら位置合わせをすることができる。
しかも、コネクタケースが本体ケースと締結部材により固定されたとき、コネクタは、弾性片が弾性変形することにより第一部材と第二部材との隙間が減少して第一部材及び第二部材が電気的に接続されるため、本構成のコネクタモジュールは、高いシールド性を確保することができる。
このように、高いシールド性を確保しつつ接続対象機器との位置合わせが容易な耐久性の高いコネクタモジュールを提供できた。
他の特徴構成は、前記弾性片は、前記第一部材の外縁部から延出している点にある。
本構成のように、弾性片が、第一部材の外縁部から延出していれば弾性変形し易く、第一部材と第二部材との接触状態が良好なものとなる。しかも、第一部材の外縁部から延出部材を設けるだけで良いので、第一部材の加工が容易である。
他の特徴構成は、前記弾性片は、前記第一部材の一部を切り欠いて形成されている点にある。
本構成のように、弾性片が、第一部材の一部を切り欠いて形成されていれば弾性変形し易く、第一部材と第二部材との接触状態が良好なものとなる。しかも、切り欠きを最小限の範囲に設けることで第一部材の面積を大きく確保することが可能となり、第一部材と第二部材との接触面積も広くすることができる。さらに、弾性片が第一部材内に形成されるので、第一部材の材料歩留まりを高くすることができる。
他の特徴構成は、前記ハウジングは、外側に突出し前記コネクタケースの外面に固定される外周部を有している点にある。
本構成のように、ハウジングにおいて、コネクタケースの外面に固定される外周部を形成すれば、この外周部を溶着等によりコネクタケースに固定することが容易となる。また、接続対象機器に締結固定されるコネクタケースとハウジングとを固定することにより、振動等によりコネクタに荷重が加わった場合でもコネクタケースやハウジングで該荷重を受け止めるため、コネクタの導電性部材(コンタクト、筒状シェル、シールドケース)と接続対象機器の導電性部材(例えば基板上の電子部品)との間に加わる荷重を抑制することができる。
他の特徴構成は、前記コネクタケースと前記シールドケースとの間に、前記ハウジングに係合して前記ハウジングの回転を防止する回転防止部材をさらに備えた点にある。
本構成のように、ハウジングの回転を防止する回転防止部材を備えれば、ハウジングの位置決めが確実になされ、ハウジングとコネクタケースとの固定作業が容易なものとなる。
他の特徴構成は、前記ハウジングは、外側に突出し前記ケースの内面に収容される外周部を有しており、前記コネクタケースと前記外周部との間に隙間を形成可能なシール部材をさらに備えた点にある。
本構成のように、シール部材により防水性能を確保しつつ、コネクタケースが接続対象機器の本体ケースと締結部材により固定される前のコネクタは、シール部材により形成された隙間により、接続対象機器との位置合わせが容易なものとなる。
カメラユニット(車載カメラ)の構成を模式的に示す図である。 カメラユニットの全体斜視図である。 第一実施形態に係るコネクタモジュールの分解斜視図である。 第一実施形態に係るコネクタモジュールの分解斜視図である。 第一実施形態に係るコネクタモジュールの縦断面図である。 第一実施形態に係るコネクタモジュールに接続対象機器を接続する状態を示す縦断面図である。 第二実施形態に係るコネクタモジュールの分解斜視図である。 第二実施形態に係るコネクタモジュールの分解斜視図である。 第二実施形態に係るコネクタモジュールの縦断面図である。
以下に、本発明に係るコネクタモジュールの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、図1に模式的に示すように、車両に搭載されるカメラユニット100(車載カメラ)に用いられるコネクタモジュール10を例として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
図1に示すように、カメラユニット100は、カメラモジュール110(接続対象機器の一例)と、コネクタモジュール10と、カメラモジュール110を収容する樹脂等で構成される絶縁性の本体ケース9と、を有している。カメラモジュール110は、少なくとも撮像素子101と、撮像素子101を駆動制御すると共に撮像素子101から出力された映像信号を処理する電子回路102と、撮像素子101へ集光するレンズ103を備えた光学系104とを有する。このカメラユニット100は、車載以外の用途にも用いることができる(例えば、自転車、ドローン(drone)等に搭載されてもよい)。
カメラユニット100は、同軸ケーブル120により画像処理装置(不図示)やモニタ装置(不図示)に電気的に接続される。同軸ケーブル120は、内部導体と外部導体とが誘電体(絶縁体)を挟んで同軸上に配置された構造のケーブルである。内部導体は、信号を伝達し、外部導体は電磁波による内部導体への影響を抑制するシールドとして機能する。本実施形態において、内部導体は、画像処理装置やモニタ装置からカメラユニット100の撮像素子101や電子回路102に対して電力を供給すると共に、撮像素子101及び電子回路102から出力される映像信号を画像処理装置やモニタ装置に出力する。
カメラモジュール110の撮像素子101は、CCD(Charge Coupled Device)センサやCIS(CMOS Image Sensor)である。レンズ103は、1枚に限らず、複数枚であってもよい。電子回路102は、撮像素子101を駆動するクロックドライバや、撮像素子101から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ等を含んでいる。
電子回路102は、1枚又は複数枚のプリント基板に電子部品が実装された回路基板として構成されている。複数の回路基板を有する場合には、回路基板間の電気的接続にフレキシブル基板が用いられてもよい。電子回路102が形成された回路基板にはレセプタクルA(図5参照)が実装されている。コネクタモジュール10は、レセプタクルAに電気的に接続されると共に、同軸ケーブル120にも電気的に接続されて、電子回路102と同軸ケーブル120とを電気的に接続する。
[第一実施形態]
図2には、カメラユニット100の全体斜視図が示されており、図3〜図4には、コネクタモジュール10の分解斜視図が示されており、図5には、コネクタモジュール10の縦断面図が示されている。図2に示すようにコネクタモジュール10は、コネクタケース10Aと、コネクタケース10Aに内挿されるコネクタ10Bと、を備えている。コネクタケース10Aと本体ケース9とは、複数(本実施形態では2つ)のボルトB(締結部材の一例)により固定される。図3に示すように、コネクタ10Bは、ハウジング8と、端子モジュール30と、外部シール部材6と、シールドケース7と、回転防止機構5(回転防止部材の一例)と、を有している。また、図4に示すように、端子モジュール30は、中心導体1(コンタクトの一例)と、ホルダ2と、筒状シェル3と、内部シール部材4とを有している。端子モジュール30は、同軸ケーブル120と同様の機能を有している。中心導体1は、同軸ケーブル120の内部導体に対応し、ホルダ2は同軸ケーブル120の誘電体(絶縁体)に対応し、筒状シェル3は同軸ケーブル120の外部導体に対応する。
図5に示すように、コネクタケース10Aは、コネクタ10Bを収容するケースであり、コネクタ10Bのハウジング8は、端子モジュール30と、外部シール部材6とを収容するケースである。図2に示すように、コネクタケース10Aは、カメラユニット100の中では、カメラモジュール110に対して後方に位置することになるので、リアケースと称される場合がある。本体ケース9は、カメラユニット100の中では、リアケースに対してフロントケースと称される場合がある。ハウジング8が内挿されて固定されたコネクタケース10Aと本体ケース9とは、複数のボルトBにより互いに締結され、内部に端子モジュール30、外部シール部材6、シールドケース7、回転防止機構5及びレセプタクルAの収容空間が形成される(図5も参照)。
図5に示すように、シールドケース7は、シールドケース7の外部空間E1を伝搬する電磁波からシールドケース7の内部空間E2を遮蔽する。シールドケース7は、カメラモジュール110のレセプタクルAの少なくとも一部を覆って、電磁ノイズ等の電磁波から電子回路102を遮蔽する。このシールドケース7は、電子回路102のグラウンドに接続されている。上述の同軸ケーブル120の外部導体は、筒状シェル3に電気的に接続されている。また、後述するようにシールドケース7と筒状シェル3とは電気的に接続されている。従って、シールドケース7が電子回路102のグラウンドに電気的に接続されているとき、筒状シェル3及び同軸ケーブル120の外部導体も、電子回路102のグラウンドに電気的に接続されている。
以下、図2〜図6を用いて、第一実施形態に係るコネクタモジュール10について、詳細に説明する。
上述したようにコネクタモジュール10は、コネクタケース10Aと、コネクタ10Bと、を備えている。コネクタ10Bは、ハウジング8と、端子モジュール30と、外部シール部材6と、シールドケース7と、回転防止機構5と、を有している。また、端子モジュール30は、中心導体1と、ホルダ2と、筒状シェル3と、内部シール部材4と、を有している。
図4〜図5に示すように、中心導体1は、信号を伝送する線状の導体である。本実施形態では、中心導体1は、直線状部1aのみで構成されており、中心導体1の延伸方向を以下、第1方向Lと称して説明する。また、第1方向Lに直交する方向を径方向Rと称し、径方向Rにおいて中心導体1へ向かう方向を径方向内側R1、中心導体1から離れる方向を径方向外側R2と称する。
ホルダ2は、円柱形の絶縁体の中心に、中心導体1が貫通する貫通孔23を有した円筒状部材であり、中心導体1を内挿して支持する。ホルダ2は、中心導体1を外部から絶縁するために、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料によって形成されている。ホルダ2の第1方向Lにおける長さは、中心導体1より短い。従って、ホルダ2は、中心導体1の第1方向Lにおける中央部14を覆って中心導体1を支持する。つまり、中心導体1の両端は、ホルダ2に覆われず、露出して第1端子部11及び第2端子部12となる。第1端子部11が同軸ケーブル120の側に配置され、第2端子部12がカメラモジュール110の側(レセプタクルAの側)に配置される。図4では便宜的に分解斜視図を示しているが、中心導体1は、ホルダ2にインサート成形されている。ホルダ2に覆われる中央部14の両端部には、径方向外側R2に突出した第一環状突出部14a及び第二環状突出部14bが形成されている。このように中心導体1の中央部14の両端部に環状突出部14a,14bを形成し、この中央部14をホルダ2にインサート成形することによって一体化すれば、中心導体1がホルダ2から脱落することが確実に防止される。また、中央部14の外径に比べて第1端子部11及び第2端子部12の外径が小さく設定されている。このように、中心導体1の直線状部1aは、第1端子部11,第2端子部12及び中央部14によって構成されている。尚、中心導体1には、第一環状突出部14aと第二環状突出部14bの何れか一方だけが形成されていても良いし、第1端子部11又は第2端子部12が屈曲形成されていても良い。
ホルダ2は、第2端子部12の側の端部に、第2端子部12に向かうに連れて径方向外側R2に拡がっており、弾性変形可能な突片22を複数(本実施形態では3つ)有している。これら突片22は、第2端子部12の側に自由端を有する片持ち梁状のアームで構成されている。ホルダ2を筒状シェル3に挿入するに連れて突片22が径方向内側R1に弾性変形し、後述する筒状シェル3の第一係合凹部31に到達した後に径方向外側R2に復帰して、突片22と筒状シェル3の第一係合凹部31とが係合する。このため、ホルダ2と筒状シェル3との組付けが容易であり、突片22が第一係合凹部31に係合することにより、ホルダ2が筒状シェル3から脱落することが防止される。
筒状シェル3は、ホルダ2の径方向外側R2を覆う円筒状の導電性部材であり、ハウジング8から突出した(ハウジング8に覆われていない)筒状端部34を有している。この筒状端部34の内周面は、開口に向かうほど拡径するテーパー面34bが形成されている。筒状シェル3は、金属によって形成されている。筒状シェル3には、第1端子部11の側の一部分に、内周面から径方向内側R1に環状に延出した環状延出部33が形成されている。筒状シェル3には、第2端子部12の側の一部分に、内周面から径方向外側R2に環状に窪んだ第一係合凹部31が形成されている。上述したように、この第一係合凹部31にホルダ2の複数の突片22が係合する。これにより、筒状シェル3にホルダ2が固定される。この第一係合凹部31の底側が閉塞されているため、電磁ノイズがホルダ2の側に侵入することが防止される。本実施形態における第一係合凹部31は、筒状シェル3の内周面を切削加工することによって形成されている。また、筒状シェル3には、中央付近の外周面から径方向内側R1に環状に窪んだ第二係合凹部32が形成されている。この第二係合凹部32と後述するハウジング8の複数の係合爪81aが係合することにより、筒状シェル3がハウジング8から脱落することが防止される。また、筒状シェル3の筒状端部34には、外周面から径方向内側R1に環状に窪んだ第三係合凹部34aが形成されている。
内部シール部材4は、同軸ケーブルとして機能する端子モジュール30内に、液体などが浸入しないように封止する。内部シール部材4は、弾性力を有する円環状の部材(弾性部材)である。内部シール部材4は、第1方向Lにおける一方側の面が環状延出部33によって係止され、他方の面がホルダ2の第1方向Lにおける端面によって係止されて、端子モジュール30に設置されている。
このように、端子モジュール30は、環状延出部33に内部シール部材4の一方側を当接させ、中心導体1を支持したホルダ2を内部シール部材4の他方側に当接させ、ホルダ2の突片22を筒状シェル3の第一係合凹部31に係合させている。換言すれば、端子モジュール30において、内部シール部材4とホルダ2とは、環状延出部33及びホルダ2の突片22によって挟まれた状態で第1方向Lに沿った方向における規定位置に配置されている。このようにして形成された端子モジュール30は、ハウジング8の円筒空間E3に向かって挿入していくことによって、ハウジング8に取り付けられる。
図3〜図5に示すように、ハウジング8は、端子モジュール30及び外部シール部材6を収納するケースであり、端子モジュール30(筒状シェル3)を内挿して支持する。端子モジュール30の外面は導電性の筒状シェル3であるため、筒状シェル3をコネクタモジュール10の外部から絶縁するために、ハウジング8は、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料によって形成されている。
ハウジング8は、円筒状の筒状部8Aと、筒状部8Aから径方向外側R2に円環状に突出した外周部8Bとを有している。筒状部8Aの内周面には、基端部から第1方向Lに沿って第1端子部11側に延出し、先端が径方向内側R1に突出した複数(本実施形態では4つ)の係合爪81aが設けられている。上述したように、これら係合爪81aが、筒状シェル3の第二係合凹部32と係合している。外周部8Bの表面は、コネクタケース10Aの外面と面一となるように露出しており、外周部8Bにレーザー溶着等を施すことにより、コネクタケース10Aとコネクタ10B(ハウジング8)とが水密状態に固定される。
筒状部8Aは、外周部8Bを境界として、第1方向Lに沿った第1端子部11側に第一円筒状部81と、第1方向Lに沿った第2端子部12側に第二円筒状部82とを有している。第二円筒状部82の外周面には、回転防止機構5が係合する複数(本実施形態では2つ)の係合凸部83が径方向外側R2に突出形成されている。この係合凸部83には、後述する第二回転防止部材5Bが当接する段部83aと、両側方から径方向外側R2に更に突出した突出係合部83bとが形成されている(図4参照)。第二円筒状部82の内周面には、外部シール部材6が装着されるシール凹部84が形成されている。この外部シール部材6は、第1方向Lにおいてハウジング8の底部となるシール凹部84に当接するように配置されている。外部シール部材6も、内部シール部材4と同様に、弾性力を有する円環状の部材(弾性部材)である。
上述した内部シール部材4は、筒状シェル3の内周面及び中心導体1の外周面に圧接し、外部シール部材6は、ハウジング8の内周面及び筒状シェル3の外周面に圧接し、ハウジング8の円筒空間E3への液体の浸入を抑制する。また、外周部8Bにレーザー溶着等を施すことにより、コネクタケース10Aとコネクタ10B(ハウジング8)とが水密状態に固定され、コネクタケース10A内部への液体の浸入を抑制する。本実施形態のように、コネクタモジュール10が車載カメラとしてのカメラユニット100に利用される場合、内部シール部材4や外部シール部材6等を用いた封止は有効である。車載カメラとしてのカメラユニット100は、例えば、運転支援や、走行状態の記録のために用いられることも多い。この際、カメラユニット100は、バンパーやドア等、車両の外装に設置されることが多い。車両の外装は、雨や雪、路上の水たまりなどからの水滴等を浴びやすい。従って、上述したような封止を施すことによって、コネクタモジュール10に防水性を付与すると好適である。
図3〜図4に示すように、シールドケース7は、第一部材7Aと第二部材7Bとで構成されている。シールドケース7は、シールドケース7の外部空間E1に存在する電磁波、例えば、中心導体1によって伝送される信号やカメラモジュール110の電子回路102になどに影響を与える電磁ノイズなどの電磁波からシールドケース7の内部空間E2を遮蔽する(図5も参照)。このため、シールドケース7も金属などの導電性材料によって形成されている。
第一部材7Aは、中央に端子モジュール30(筒状シェル3)が貫通する円形状の開口部73を有する平板状に形成されている。この開口部73の内縁部73eには、第1方向Lに屈曲して突出した弾性変形可能な複数(本実施形態では6つ)の弾性部75が形成されている。これら複数の弾性部75の内端75aが、夫々、第三係合凹部34aの底部34a1及び一方の側壁34a2(筒状シェル3の外周部位の一例)に接触することで電気的に接続される(図5も参照)。本実施形態では、複数の弾性部75の夫々は、台形板状で構成される同一形状に構成されており、周方向に均等な間隔で配置されている。尚、複数の弾性部75は、三角平板状などで構成してもよいし、夫々の形状や間隔を異ならせてもよく、特に限定されない。
また、第一部材7Aは、矩形状平板の外縁部73aから第二部材7Bに向かって屈曲するように延出した複数(本実施形態では1辺に2つの合計8つ)の延出部材74(弾性片の一例)を有している。本実施形態では、複数の延出部材74の夫々は、先端部74aが湾曲した棒状で形成される同一形状に構成されている。この延出部材74は、弾性変形可能に構成されており、湾曲した先端部74aの湾曲凸面が第二部材7Bと接触可能なように突出形成されている。つまり、延出部材74により、第一部材7Aと第二部材7Bとの間に、隙間G1が形成されている(図5参照)。このように、複数の弾性部75の内端75aが筒状シェル3の外周部位と接触し、延出部材74の先端部74aが第二部材7Bと接触することにより、シールドケース7と端子モジュール30(筒状シェル3)とが電気的に接続される。尚、複数の延出部材74は、幅広平板状などで構成してもよく、特に限定されない。
第二部材7Bは、有底矩形筒状のケースであり、中心導体1の延伸方向に沿った第1方向Lに直交する矩形状の底部71と、底部71の周囲から屈曲して第1方向Lに沿って延伸する側壁部72とを有している。底部71の中央には、端子モジュール30(筒状シェル3)が貫通する円形状の開口部71aが形成されており、底部71の開口部71aよりも径方向内側R1に弾性部75が位置し、底部71の開口部71aよりも径方向外側R2の部位に延出部材74の先端部74aが接触する。底部71の対角線上にある一対の第一角部71bに切欠きが形成されており、この第一角部71bにはコネクタケース10Aからの第二部材7Bの脱落を防止するための脱落防止ピンPが挿入されるピン挿入孔71cが貫通形成されている。また、底部71の一対の第一角部71bとは異なる対角線上にある一対の第二角部71dには、後述するコネクタケース10Aに形成された脱落防止突起Tが嵌入される突起挿入孔71d1が貫通形成されている。側壁部72は、底部71の形状に合わせて第1方向Lに沿って立設している。
回転防止機構5は、第一回転防止部材5Aと第二回転防止部材5Bとを有する。これら第一回転防止部材5A及び第二回転防止部材5Bは、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料によって形成されている。回転防止機構5は、コネクタケース10Aとシールドケース7との間に配置されており、ハウジング8に係合してハウジング8の回転を防止する(図5も参照)。第一回転防止部材5Aは、一対の湾曲部51と一対の直線部52とで形成されたリング状部材である。この直線部52の中央には、径方向外側R2に突出した一対のブロック部52aが形成されており、この一対のブロック部52aのコネクタケース10A側の面の中央には、径方向Rに沿った溝52bが形成されている。第二回転防止部材5Bは、反転させた一対のU字状部材53が繋がってリング状に一体形成されている。このU字状部材53の内側面には、上述したハウジング8の突出係合部83bに係合する係合凹部53aが切欠き形成されており、第二回転防止部材5Bの対角線上にある一対の角部の外側面には、L字状に窪んだ窪み部55が形成されている。
第一回転防止部材5Aは、ブロック部52aの溝52bが、後述するコネクタケース10Aの突起部15b1に係合して位置決めされ、ハウジング8の係合凸部83が直線部52に対向することによりハウジング8がコネクタケース10Aに対して回転することを防止する。また、第二回転防止部材5Bは、窪み部55が後述するコネクタケース10Aの第一膨出部15cに係合して位置決めされ、ハウジング8の第二円筒状部82に形成された段部83aに当接した状態でハウジング8の突出係合部83bが係合凹部53aと係合することにより、ハウジング8がコネクタケース10Aに対して回転することが防止される。このように、第一回転防止部材5A及び第二回転防止部材5Bにより、ハウジング8がコネクタケース10Aに対して回転することを確実に防止することができるが、第一回転防止部材5A及び第二回転防止部材5Bの何れか一方で構成しても良い。
図3に示すように、コネクタケース10Aは、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料から成る底部15と側壁16とを有するボックス状部材である。底部15の外面には、ハウジング8の外周部8Bが挿入される円環状溝である環状凹部15aが形成されており、この環状凹部15aの中央には、ハウジング8の第二円筒状部82が挿通される挿通孔部15a1が形成されている。上述したように、環状凹部15aに外周部8Bが挿入されたとき、外周部8Bの表面はコネクタケース10Aの外面と面一となり、外周部8Bにレーザー溶着等を施すことにより、コネクタケース10Aとコネクタ10B(ハウジング8)とが水密状態に固定される。側壁16の外面のうち対角線上にある一対の角部には、ボルトBの頭部が配置されるボルト収容部16aが切欠き形成されており、ボルトBが螺合される螺子穴Baが貫通形成されている。
図4に示すように、底部15の内面には、第一回転防止部材5Aの外周面に沿った周溝部15bが形成されており、この周溝部15bのうち、第一回転防止部材5Aの溝52bに対応する箇所には、溝52bに係合する突起部15b1が突出形成されている。側壁16の内面のうち対角線上にある一対の角部には、脱落防止ピンPが嵌合される嵌合孔Paを有する一対の第一膨出部15cが形成されている。側壁16の内面のうち一対の第一膨出部15cとは異なる対角線上にある一対の角部には、第二部材7Bの突起挿入孔71d1に嵌合する脱落防止突起Tを有する一対の第二膨出部15dが形成されている。
上述した端子モジュール30及びシールドケース7が、ハウジング8及びコネクタケース10Aに収容されて固定された組み立て品は、狭義のコネクタモジュール10である。この狭義のコネクタモジュール10にさらに、本体ケース9を含めてコネクタモジュール10と称してもよい。但し、本体ケース9を含める場合には、本体ケース9にカメラモジュール110が収容されている可能性がある。この場合、コネクタモジュール10は、カメラユニット100とほぼ同義となる。従って、端子モジュール30及びシールドケース7が、ハウジング8及びコネクタケース10Aに収容されて固定された組み立て品、さらに本体ケース9を含めた中間組み立て品、さらにカメラモジュール110を収容したカメラユニット100の何れも、コネクタモジュール10に対応させることができる。
図6には、第一実施形態に係る狭義のコネクタモジュール10にカメラモジュール110を電気的に接続する形態が示されている。図4に示すように、ハウジング8の第二円筒状部82の側から端子モジュール30、外部シール部材6、コネクタケース10A、第一回転防止部材5A、第二回転防止部材5B、シールドケース7の第一部材7A、第二部材7Bをこの順に組付けて脱落防止ピンPにてシールドケース7をコネクタケース10Aに固定することで、コネクタモジュール10を作製する。図6に示すように、このコネクタモジュール10の筒状シェル3の筒状端部34と、電子回路102が形成された回路基板に電気的に接続された導体Aaを有するレセプタクルAと、を近付ける。このとき、筒状シェル3の軸芯に対してレセプタクルAの導体Aaの軸芯が径方向Rに位置ずれしている場合、レセプタクルAが筒状シェル3の筒状端部34の内周面に形成されたテーパー面34bに当接する。
そして、コネクタモジュール10とレセプタクルAとを更に近付けると、テーパー面34bとレセプタクルAとが当接し、テーパー面34bに沿って、端子モジュール30、ハウジング8及び回転防止機構5が、コネクタケース10Aに対して径方向Rに相対移動する。また、筒状シェル3に係合しているシールドケース7の第一部材7Aが、脱落防止ピンP及び脱落防止突起Tによりコネクタケース10Aに固定されたシールドケース7の第二部材7Bに対して摺接しながら径方向Rに相対移動する。このとき、第一部材7Aの延出部材74の先端部74aに形成された湾曲凸面が第二部材7Bと隙間G1を有して接触しているため、端子モジュール30及びハウジング8等がコネクタケース10Aに対して径方向Rに円滑に相対移動し、筒状シェル3の軸芯とレセプタクルAの導体Aaの軸芯とが一致し、中心導体1(第2端子部12)と導体Aaの双方が電気的に接続される。この状態で、ハウジング8の外周部8Bにレーザー溶着等を施すことにより、コネクタケース10Aとコネクタ10B(ハウジング8)とが封止固定される。最後に、コネクタケース10Aと本体ケース9を複数のボルトBにより互いに締結する。このとき、本体ケース9に当接している第二部材7Bが押し上げられ、第一部材7Aと第二部材7Bとの隙間G1を埋めるように延出部材74が弾性変形し、第一部材7Aと第二部材7Bとの接触が確実なものとなる。
本実施形態では、シールドケース7が筒状シェル3と弾性部75を介して係合しているため、振動等があっても弾性部75が柔軟に変形して衝撃を吸収するため、筒状シェル3やシールドケース7の耐久性を高めることができる。また、本実施形態のシールドケース7は、第一部材7Aと第二部材7Bとを有しており、第一部材7Aには第二部材7Bと接触可能な延出部材74(弾性片)が突出形成されている。また、コネクタケース10Aが本体ケース9とボルトBにより固定される前のコネクタ10Bは、第一部材7Aに形成された延出部材74により、第一部材7Aと第二部材7Bとの間に隙間G1が形成されている。つまり、延出部材74が柔軟に変形しながら、第一部材7Aが第二部材7Bに対して相対移動することが可能となっている。その結果、レセプタクルAをコネクタ10Bに装着する際、双方の軸芯間で位置ずれが生じていても、中心導体1を覆う筒状シェル3に弾性部75により係合する第一部材7Aが、筒状シェル3と共に移動し、位置ずれを矯正しながら位置合わせをすることができる。
しかも、コネクタケース10Aが本体ケース9とボルトBにより固定されたとき、コネクタ10Bは、延出部材74が弾性変形することにより第一部材7Aと第二部材7Bとの隙間G1が減少して第一部材7A及び第二部材7Bが電気的に接続される。その結果、本実施形態のコネクタモジュール10は、高いシールド性を確保することができる。また、弾性片として矩形状平板の外縁部73aから延出した複数の延出部材74で構成されていれば、延出部材74が弾性変形し易く、第一部材7A及び第二部材7Bとの接触状態が良好なものとなる。しかも、平板の外縁部73aから延出部材74を設けるだけで良いので、第一部材7Aの加工が容易である。
本実施形態のように、ハウジング8において、コネクタケース10Aの外面に固定される円環状の外周部8Bを形成すれば、この外周部8Bをレーザー溶着によりコネクタケース10Aに固定することが容易となる。また、振動等によりコネクタ10Bに荷重が加わった場合でもコネクタケース10Aやハウジング8で受け止めるため、コネクタ10Bの導電性部材(中心導体1、筒状シェル3、シールドケース7)とカメラモジュール110の電子回路102との間に加わる荷重を抑制することができる。さらに、本実施形態のように、ハウジング8の回転を防止する回転防止機構5を備えれば、ハウジング8の位置決めが確実になされ、ハウジング8とコネクタケース10Aとの固定作業が容易なものとなる。
[第二実施形態]
以下、図7〜図9を用いて、第二実施形態に係るコネクタモジュール10を詳細に説明する。尚、第一実施形態と同様の作用,機能を有する部材については、便宜的に同一の部材名称及び符号を用いて説明する。第二実施形態に係るコネクタモジュール10は、第一実施形態と比較して、回転防止機構5を備えておらず、環状シール部材Sを備えている点が異なっている。
図9に示すように、コネクタモジュール10は、コネクタケース10Aと、コネクタ10Bと、を備えている。コネクタ10Bは、ハウジング8と、端子モジュール30と、外部シール部材6と、シールドケース7と、環状シール部材S(シール部材の一例)と、を有している。また、端子モジュール30は、中心導体1と、ホルダ2と、筒状シェル3と、内部シール部材4とを有している。
図7〜図8に示すように、本実施形態に係る中心導体1、ホルダ2及び内部シール部材4は、第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。
図9に示すように、筒状シェル3は、ホルダ2の径方向外側R2を覆う円筒状の導電性部材であり、ハウジング8から突出した筒状端部34を有している。この筒状端部34の内周面は、開口に向かうほど拡径するテーパー面34bが形成されている。筒状シェル3は、金属によって形成されている。筒状シェル3には、第1端子部11の側の一部分に、内周面から径方向内側R1に環状に延出した環状延出部33が形成されている。筒状シェル3には、第2端子部12の側の一部分に、内周面から径方向外側R2に環状に窪んだ第一係合凹部31が形成されている。この第一係合凹部31にホルダ2の複数の突片22が係合する。これにより、筒状シェル3にホルダ2が固定される。この第一係合凹部31の底側が閉塞されているため、電磁ノイズがホルダ2の側に侵入することが防止される。本実施形態における第一係合凹部31は、筒状シェル3の内周面を切削加工することによって形成されている。また、筒状シェル3には、中央付近の外周面から径方向外側R2に環状に突出した環状突出部35が形成されている。この環状突出部35と後述するハウジング8の環状段部85が接着や溶着等で固定されることにより、筒状シェル3がハウジング8から脱落することが防止される。また、筒状シェル3の筒状端部34には、外周面から径方向内側R1に環状に窪んだ第三係合凹部34aが形成されている。
ハウジング8は、端子モジュール30及び外部シール部材6を収納するケースであり、端子モジュール30(筒状シェル3)を内挿して支持する。端子モジュール30の外面は導電性の筒状シェル3であるため、筒状シェル3をコネクタモジュール10の外部から絶縁するために、ハウジング8は、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料によって形成されている。
ハウジング8は、筒状部8Aと、筒状部8Aの端部から径方向外側R2に矩形状に突出した外周部8Bとを有している。筒状部8Aの内周面には、中央に筒状シェル3と当接する環状段部85が形成されており、外周部8Bが形成された端部に外部シール部材6が装着されるシール凹部84が形成されている。この外部シール部材6は、第1方向Lにおいてハウジング8の底部となるシール凹部84に当接するように配置されている。外部シール部材6も、内部シール部材4と同様に、弾性力を有する円環状の部材(弾性部材)である。
図9に示すように、外周部8Bは、コネクタケース10Aに収容されており、外周部8Bとコネクタケース10Aとの間に環状シール部材Sが設けられている。この環状シール部材Sにより、外周部8Bとコネクタケース10Aとの間に、隙間G2が形成されている。そして、コネクタケース10Aを本体ケース9とボルトB(不図示、第一実施形態の図1,図5参照)で固定することにより、環状シール部材Sが圧縮され、コネクタケース10Aとコネクタ10B(ハウジング8)とが水密状態に固定される。また、図7〜図8に示すように、外周部8Bの対角線上にある一対の角部に切欠きが形成されており、この角部とは異なる対角線上にある一対の角部には、後述するコネクタケース10Aに形成された脱落防止突起Tが嵌入される突起貫通孔8aが貫通形成されている。この突起貫通孔8aは、脱落防止突起Tの外径よりも大きな内径を有しており、ハウジング8がコネクタケース10Aに対して相対移動可能に構成されている。尚、コネクタケース10Aとハウジング8とを強固に固定したい場合は、コネクタケース10Aを透過材とすることによりレーザー溶着することが可能となる。
シールドケース7は、第一部材7Aと第二部材7Bとで構成されている。シールドケース7は、シールドケース7の外部空間E1に存在する電磁波、例えば、中心導体1によって伝送される信号やカメラモジュール110の電子回路102になどに影響を与える電磁ノイズなどの電磁波からシールドケース7の内部空間E2を遮蔽する(図9も参照)。このため、シールドケース7も金属などの導電性材料によって形成されている。
第一部材7Aは、中央に端子モジュール30(筒状シェル3)が貫通する円形状の開口部73を有する矩形平板状に形成されている。この開口部73の内縁部73eには、第1方向Lに屈曲して円筒状に突出した弾性変形可能な複数(本実施形態では6つ)の弾性部75が形成されている。これら複数の弾性部75の内端75aが、夫々、第三係合凹部34aの底部34a1及び一方の側壁34a2(筒状シェル3の外周部位の一例)に接触することで電気的に接続される(図9も参照)。本実施形態では、複数の弾性部75の夫々は、台形板状で構成される同一形状に構成されており、周方向に均等な間隔で配置されている。尚、複数の弾性部75は、三角平板状などで構成してもよいし、夫々の形状や間隔を異ならせてもよく、特に限定されない。
また、第一部材7Aは、第二部材7Bに向かって屈曲するように平板の一部を切り欠いて形成された複数(本実施形態では6つ)の切片部材77(弾性片の一例)を有している。この切片部材77は、平板をU字型に切り欠いて形成され放射状に配置された複数の貫通孔部76により基端部77aが繋がっている。本実施形態では、複数の切片部材77の夫々は、先端部77bが湾曲した同一形状に構成されている。この切片部材77は、弾性変形可能に構成されており、湾曲した先端部77bの湾曲凸面が第二部材7Bと接触可能なように突出形成されている。つまり、切片部材77により、第一部材7Aと第二部材7Bとの間に、隙間G1が形成されている。このように、複数の弾性部75の内端75aが筒状シェル3の外周部位と接触し、切片部材77の先端部77bが第二部材7Bと接触することにより、シールドケース7と端子モジュール30(筒状シェル3)とが電気的に接続される。
第二部材7Bは、第一実施形態に係るピン挿入孔71cが省略されている以外は同様の構成であるため、説明を省略する。
図7〜図9に示すように、環状シール部材Sは、コネクタケース10A内に、液体などが浸入しないように封止する。環状シール部材Sは、弾性力を有する円環状の部材(弾性部材)である。環状シール部材Sの径方向外側R2の外周部には、ハウジング8の外周部8Bの外周側と後述するコネクタケース10Aのシール収容凹部15eの外周側とに圧接する第一環状凸部Saが形成されている。また、環状シール部材Sの径方向内側R1の内周部には、ハウジング8の外周部8Bの内周側とコネクタケース10Aのシール収容凹部15eの内周側とに圧接する第二環状凸部Sbが形成されている。これら第一環状凸部Saと第二環状凸部Sbとは、径方向Rで同一平面上に配置されている。第一環状凸部Saと第二環状凸部Sbとを夫々備えることにより、環状凸部Sa,Sbの一方が変形して防水機能が低下した場合でも、環状凸部Sa,Sbの他方によって防水機能を確保することができる。
コネクタケース10Aは、樹脂などの絶縁性(非導電性)材料によって底部15と側壁16とが形成されたボックス状部材である。底部15の中央には、ハウジング8の筒状部8Aが挿通される挿通孔部15a1が形成されている。側壁16の外面のうち対角線上にある一対の角部には、不図示のボルトBの頭部が配置されるボルト収容部16aが切欠き形成されており、ボルトBが螺合される螺子穴Baが貫通形成されている。
図8に示すように、底部15の内面には、環状シール部材Sが収容される周溝であるシール収容凹部15eが形成されている。側壁16の内面のうちボルト収容部16aと異なる対角線上にある一対の角部には、第二部材7Bの突起挿入孔71d1に嵌合する脱落防止突起Tが突出形成されている。
本実施形態においても、筒状シェル3の軸芯に対してレセプタクルAの導体Aaの軸芯が径方向Rに位置ずれしている場合、端子モジュール30及びハウジング8がコネクタケース10Aに対して径方向Rに相対移動する。また、筒状シェル3に係合しているシールドケース7の第一部材7Aが、脱落防止突起Tによりコネクタケース10Aに固定されたシールドケース7の第二部材7Bに対して摺接しながら径方向Rに相対移動する。このとき、第一部材7Aの切片部材77の先端部77bに形成された湾曲凸面が第二部材7Bと隙間G1を有して接触し、環状シール部材Sにより、ハウジング8の外周部8Bとコネクタケース10Aとに隙間G2が形成されているため、端子モジュール30及びハウジング8がシールドケース7に対して径方向Rに円滑に相対移動し、筒状シェル3の軸芯とレセプタクルAの導体Aaの軸芯とが一致し、中心導体1(第2端子部12)と導体Aaの双方が電気的に接続される。最後に、コネクタケース10Aと本体ケース9を複数のボルトBにより互いに締結する。その結果、第一部材7Aと第二部材7Bとの隙間G1を埋めるように延出部材74が弾性変形し、ハウジング8の外周部8Bとコネクタケース10Aとに隙間G2を埋めるように環状シール部材Sが圧縮され、第一部材7Aと第二部材7Bとの接触が確実なものとなり、所望の防水性能も確保される。
本実施形態のように、弾性片として第一部材7Aの平板に放射状に形成された複数の切片部材77で構成されていれば、切片部材77が弾性変形し易く、第一部材7Aと第二部材7Bとの接触状態が良好なものとなる。しかも、貫通孔部76を最小限の範囲に設けることで第一部材7Aの平板面積を大きく確保することが可能となり、第一部材7Aと第二部材7Bとの接触面積も広くすることができる。さらに、切片部材77が第一部材7Aの平板内に形成されるので、第一部材7Aの材料歩留まりを高くすることができる。その他の作用効果は、第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[その他の実施形態]
(1)第一実施形態のシールドケース7と第二実施形態のシールドケース7とは、第一部材7Aの形状が異なっているが、両実施形態において何れの第一部材7Aも用いることができる。
(2)上述した実施形態では、弾性部75の内端75aを筒状シェル3の第三係合凹部34aの底部34a1及び一方の側壁34a2に接触させたが、弾性部75の中央部分も第三係合凹部34aの底部34a1に接触させても良いし、弾性部75と第三係合凹部34aとの接触部分は特に限定されない。また、弾性部75は、内縁部73eから屈曲して、側壁部72とは反対方向(シールドケース7の内部空間E2とは反対方向)に突出させてもよい。
(3)第一実施形態における回転防止機構5を省略して、ハウジング8の外周部8Bに位置決め突起等を設けても良い。
(4)上述したハウジング8の筒状部8Aを円筒状に構成したが、断面多角形状の角筒状に構成しても良い。また、第一実施形態に係るハウジング8の外周部8Bを円環状に構成したが、多角形状に構成しても良いし、第二実施形態に係るハウジング8の外周部8Bを矩形状に構成したが、円環状や矩形以外の多角形状に構成しても良い。
(5)上述したコネクタモジュール10は、同軸コネクタに限定されず、多極の差動コネクタであっても良い。
本発明は、車載カメラ等のコネクタモジュールに利用可能である。
1 :中心導体(コンタクト)
2 :ホルダ
3 :筒状シェル
5 :回転防止機構(回転防止部材)
5A :第一回転防止部材
5B :第二回転防止部材
7 :シールドケース
7A :第一部材
7B :第二部材
8 :ハウジング
8B :外周部
9 :本体ケース
10 :コネクタモジュール
10A :コネクタケース
10B :コネクタ
73a :外縁部
74 :延出部材(弾性片)
75 :弾性部
76 :貫通孔部
77 :切片部材(弾性片)
77a :基端部
110 :カメラモジュール(接続対象機器)
G1 :隙間
G2 :隙間
S :環状シール部材(シール部材)

Claims (6)

  1. 接続対象機器に電気的に接続されるコネクタモジュールであって、
    前記接続対象機器の本体ケースに対して締結部材により固定されるコネクタケースと、
    前記コネクタケースに内挿されたコネクタと、を備え、
    前記コネクタは、導電性のコンタクトと、前記コンタクトを内挿して支持する絶縁性のホルダと、前記ホルダの外側を覆う導電性の筒状シェルと、前記筒状シェルを内挿して支持する絶縁性のハウジングと、前記筒状シェルに係合して外部の電磁波を遮断する導電性のシールドケースと、を有しており、
    前記シールドケースは、前記ハウジングから突出した前記筒状シェルの外周部位に接触する弾性部を有する第一部材と、前記第一部材に接触する有底筒状の第二部材と、を含んでおり、
    前記第一部材には前記第二部材と接触可能な弾性片が形成されており、
    前記コネクタケースが前記本体ケースと前記締結部材により固定されたとき、前記コネクタは、前記弾性片が弾性変形することにより前記第一部材と前記第二部材との隙間が減少して前記第一部材及び前記第二部材が電気的に接続されるコネクタモジュール。
  2. 前記弾性片は、前記第一部材の外縁部から延出している請求項1に記載のコネクタモジュール。
  3. 前記弾性片は、前記第一部材の一部を切り欠いて形成されている請求項1に記載のコネクタモジュール。
  4. 前記ハウジングは、外側に突出し前記コネクタケースの外面に固定される外周部を有している請求項1から3のいずれか一項に記載のコネクタモジュール。
  5. 前記コネクタケースと前記シールドケースとの間に、前記ハウジングに係合して前記ハウジングの回転を防止する回転防止部材をさらに備えた請求項4に記載のコネクタモジュール。
  6. 前記ハウジングは、外側に突出し前記コネクタケースの内面に収容される外周部を有しており、
    前記コネクタケースと前記外周部との間に隙間を形成可能なシール部材をさらに備えた請求項1から3のいずれか一項に記載のコネクタモジュール。
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