JP6815141B2 - 撮像装置及びハーネス側コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は車載用カメラ等の撮像装置とコネクタに関する。
車両のドライブレコーダーや車両後方の視認性の向上のために用いられる車載用カメラや、銀行や商店等において防犯のために用いる監視カメラ等のように、撮像素子を実装した小型の撮像装置が利用されている。
従来の小型の撮像装置の一般的な構成は、撮像素子を実装した基板を内蔵するフロントハウジングと、前記基板に接続する電線を保持するリアハウジングとを有する箱状のハウジングを備えている。ハウジングの内部では前記基板と前記電線とがコネクタによって導通接続されている。そのコネクタは前記基板に実装される基板側コネクタと、前記基板側コネクタと導通接続するハーネス側コネクタとによって構成されている。
こうした従来の撮像装置では、フロントハウジングとリアハウジングとを組み合わせることで基板側コネクタとハーネス側コネクタとを導通接続させる。しかしながらそれらの嵌合位置の正確性は、フロントハウジングとリアハウジングとの組付け精度や、フロントハウジングへの基板の組付け精度等による影響を受けることから、嵌合位置が位置ずれすることなく嵌合接続するのは難しい。そこで嵌合位置の位置ずれ吸収機能を備えるコネクタを備える撮像装置が知られている（特許文献１）。この撮像装置に備える基板側コネクタは、接続対象となる相手端子の挿入方向に対する交差方向での嵌合位置のずれを、基板側コネクタの端子の接点が弾性変形することで吸収する。
特開２００９−９９４１１号公報、図１２
しかしながら、前述の基板側コネクタは、その特徴とする嵌合位置の位置ずれ吸収機能を実現するための端子の構造に起因して、特に平面方向（Ｘ方向及びＹ方向）で大型化してしまうという問題がある。前述の基板側コネクタ（４３）は、相手端子が挿入される基板側ハウジング（４５）の嵌合室の内部に端子の接点部（４７ａ）が位置しており、端子（４７）はその接点部（４７ａ）から嵌合室の外方へ屈曲する逆Ｕ字状の可動片（４７ｃ）を介して基板側ハウジング（４５）の外部に突出する基板接続部（４７ｂ）を有している。このように端子の屈曲方向が、嵌合室の内部から基板側ハウジングの外部に向かう外曲げ形状であることから、それを収容する基板側ハウジングの形状も大きくなる上に、基板接続部が基板側ハウジングの側面の外方に大きく突出してしまう。その結果、基板側コネクタの基板に対する投影面積が大きくなり、基板の大型化により撮像装置までもが大型化してしまうのである。
以上のような従来の撮像装置を背景になされたのが本発明である。その目的は、嵌合位置の位置ずれ吸収機能を有するコネクタを備える撮像装置の小型化にある。
上記目的を達成すべく本発明は以下の特徴を有する撮像装置及びハーネス側コネクタとして構成される。
本発明は、第１のハウジングと、第２のハウジングと、前記第１のハウジングに設ける基板側コネクタと、を備える撮像装置について、前記第２のハウジングに設けられ前記基板側コネクタと嵌合接続する可動ハウジングと、可撓性を有し前記可動ハウジングを変位可能に支持する線状導体と、を備えることを特徴とする。
また本発明は、第１のハウジングと、第２のハウジングと、前記第１のハウジングに設ける基板側コネクタと、を備える撮像装置に設けられ、前記基板側コネクタとの嵌合接続するハーネス側コネクタについて、前記第２のハウジングに設けられ前記基板側コネクタと嵌合接続する可動ハウジングと、可撓性を有し前記可動ハウジングを変位可能に支持する線状導体と、を備えることを特徴とする。
この発明の撮像装置及びハーネス側コネクタによれば、前記第２のハウジングに設けられ前記基板側コネクタと嵌合接続する可動ハウジングと、可撓性を有し前記可動ハウジングを変位可能に支持する線状導体とを備えるため、基板側コネクタに対する嵌合位置の位置ずれを、可撓性を有する線状導体の撓みによる可動ハウジングの変位によって吸収することができる。したがって、基板側コネクタに嵌合位置の位置ずれを吸収する可動構造を設けたり、ハーネス側コネクタに屈曲する可動ばねでなる端子による可動構造を設けたりしなくても、嵌合位置の位置ずれを吸収できるので、基板側コネクタとハーネス側コネクタをシンプルな構造にして小型化が可能となり、これが基板の実装面の省スペース化に繋がり、その結果撮像装置をも小型化することが可能となる。このように本発明であれば、嵌合位置の位置ずれ吸収機能を、線状導体の撓みによる可動ハウジングのフローティング機能によって実現する新たな撮像装置及びハーネス側コネクタを提供することができる。
前記本発明の線状導体は、その軸方向及び軸交差方向に撓む可撓性を有する。
この発明によれば、線状導体が軸方向及び軸交差方向に撓む可撓性を有するので、可動ハウジングを前記軸方向及び軸交差方向に向かう三次元方向に変位させることができる。前記本発明の線状導体は、導線に絶縁被覆を有するケーブル（芯線）とすることができる。そのケーブルは単芯ケーブル、多芯ケーブルの何れでもよい。多芯ケーブルの場合には複数本のケーブルがシースから露出する状態としてもよい。
前記本発明については、前記可動ハウジングを変位可能に収容する収容部を有する固定ハウジングを備える。
この発明によれば、固定ハウジングの収容部の内部で可動ハウジングが変位するので、可動ハウジングが過剰に変位することがなく、一定の可動量の範囲で変位させることができる。可動ハウジングは、収容部の内面との間に形成される可動間隙の範囲で変位することが可能である。
前記本発明の前記固定ハウジングは、前記線状導体を変位可能に収容する挿通部を有する。
この発明によれば、線状導体を変位可能に収容する挿通部を有するため、挿通部の内部に線状導体を撓ませる収容空間が形成され、挿通部の内面と線状導体との間には可動間隙が形成される。可動ハウジングが基板側コネクタとの嵌合接続の際に挿入力を受け、それにより線状導体が可動間隙を有する収容空間で撓むことで、基板側コネクタから基板に伝達する前記挿入力による基板の変形を緩衝することができる。
本発明の撮像装置及びハーネス側コネクタによれば、基板側コネクタに対する嵌合位置の位置ずれを、可撓性を有する線状導体の撓みによる可動ハウジングの変位によって吸収することができる。したがって、基板側コネクタに嵌合位置の位置ずれを吸収する可動構造を設けなくても嵌合位置の位置ずれを吸収できるので、基板側コネクタをシンプルな構造にして小型化が可能となり、これが基板の実装面の省スペース化に繋がり、その結果撮像装置をも小型化することが可能となる。
一実施形態による撮像装置の説明図であり、分図（ａ）は分解状態を示す説明図、分図（ｂ）は組立状態を示す説明図。 図１の基板側コネクタの平面図。 図１のハーネス側部品の分解斜視図。 図１のハーネス側部品の可動ハウジングの組立状態を示す説明図。 図１のハーネス側部品の断面図。 図１のハーネス側コネクタの可動ハウジングの可動領域を示す説明図。 図１のハーネス側コネクタの可動ハウジングの動作を模式的に示す説明図であり、分図（ａ）は可動ハウジングがＹ方向に変位した状態を示す図、分図（ｂ）は可動ハウジングが斜めに変位した状態を示す図、分図（ｃ）は可動ハウジングがＺ方向に変位した状態を示す図。
以下、本発明の撮像装置とハーネス側コネクタの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本明細書、特許請求の範囲、図面では、図２で示す基板側コネクタの幅方向ないし左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、紙面に垂直な高さ方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向における右側面の側を「右」、左側面の側を「左」とし、Ｙ方向における正面を「前」、背面を「後」とし、Ｚ方向における平面を「上」、底面を「下」として説明する。しかし、こうした左右、前後、上下の特定は本発明の撮像装置や、基板側コネクタとハーネス側コネクタの実装方向、使用方向を限定するものではない。
１．撮像装置１の説明
撮像装置１は、図１でその概要を示すように、本体側部品２とハーネス側部品３とを備えている。
本体側部品２は撮像装置１のハウジングの一部を構成するフロントハウジング４を備えており、その内部には撮像素子や信号処理系の回路基板等を含む光学系部品５と、フロントハウジング４に固定されている基板６と、撮像装置１が備えるコネクタの一つである基板側コネクタ７が収容されている。フロントハウジング４は本発明における「第１のハウジング」を構成する。
ハーネス側部品３は撮像装置１のハウジングの一部を構成するリアハウジング８を備えている。リアハウジング８は本発明における「第２のハウジング」を構成する。リアハウジング８は、フロントハウジング４の開口端４ａを閉止する固定ハウジング９と、可動ハウジング１０とを備えている。１１は「線状導体」としての多芯ケーブルであり、その先端にはハーネス側端子１２が取付けられている。１３は合成樹脂製の封止部材である。そして固定ハウジング９と可動ハウジング１０とハーネス側端子１２は、ハーネス側コネクタ１４を構成する。また、固定ハウジング９と可動ハウジング１０は、ハーネス側ハウジング１５を構成する。
本体側部品２とハーネス側部品３は、フロントハウジング４の開口端４ａにリアハウジング８の固定ハウジング９の板面を当接させて、その状態でボルト止め等の物理的手段や接着剤等の化学的手段による固定部材にて固定される。この固定の際には、本体側部品２の基板側コネクタ７にハーネス側部品３のハーネス側コネクタ１４を嵌合接続させるが、その際に基板側コネクタ７とハーネス側コネクタ１４との嵌合位置に相対的な位置ずれが生じることがある。その位置ずれを吸収できるのが撮像装置１であり、その機能を担う主たる部材がハーネス側コネクタ１４である。そこで以下それらの具体的な構造、作用、効果について説明する。
２．基板側コネクタ７の説明
基板側コネクタ７は、基板側ハウジング１６と基板側端子１７とを備えており、基板６に実装されて、撮像素子等の光学系部品５に対して導通接続している。
（１）基板側ハウジング１６の説明
基板側ハウジング１６は、角筒状の壁部１６ａを有しており、その内部にはハーネス側コネクタ１４と導通接続する嵌合室１６ｂが形成されている。嵌合室１６ｂの対向する長手内壁には、それぞれ複数の端子保持部１６ｃが形成されている（図２）。端子保持部１６ｃは溝状に形成されており、各端子保持部１６ｃにはそれぞれ基板側端子１７が保持されている。
（２）基板側端子１７の説明
基板側端子１７には、基板接続部１８と、基部１９と、接点ばね片部２０とが形成されている。基板接続部１８は、基板６の回路接点にはんだ付けされる部分である。そこから伸長する基部１９は、基板接続部１８と接点ばね片部２０よりも板幅が広く形成されており（図２）、その両端には圧入突起１９ａが形成されている。圧入突起１９ａは、基板側ハウジング１６の端子保持部１６ｃに形成されており基部１９を板幅方向で押圧保持する凹状の保持部１６ｄに対して圧入されて基部１９を基板側ハウジング１６に固定する。接点ばね片部２０は、基部１９から端子保持部１６ｃの内部を基板側ハウジング１６の開口端側へ伸長し、そこから嵌合室１６ｂに向けて屈曲し、嵌合室１６ｂの内部に山状に突出するばね片として形成されている。嵌合室１６ｂに突出する接触部２０ａが後述するハーネス側コネクタ１４に押圧接触することで、嵌合室１６ｂに突出していた接点ばね片部２０が端子保持部１６ｃの内部に押し込まれるように弾性変形し、ハーネス側端子１２に対して所定の接圧で導通接続する。
３．ハーネス側コネクタ１４の説明
ハーネス側コネクタ１４は、ハーネス側ハウジング１５とハーネス側端子１２とを備える。ハーネス側ハウジング１５は固定ハウジング９と可動ハウジング１０とを備える。
（１）固定ハウジング９の説明
固定ハウジング９は、ハウジング本体２１とカバー２２とを備えている。ハウジング本体２１は、フロントハウジング４の開口端４ａを閉塞するフランジ状の蓋部２１ａが形成されている。
またハウジング本体２１の内部には、蓋部２１ａの中央に開口する段部２１ｂと、収容部２１ｃと、挿通部２１ｄが連通して形成されている。段部２１ｂはカバー２２を載置する部分であり、その内周面の形状はカバー２２を嵌め込むことのできる相対形状となっている。
カバー２２には後述する嵌合接続部２６を挿通する開孔２２ａが形成されている。開孔２２ａの孔面と嵌合接続部２６との間には、図６で示すように、Ｘ方向に沿う可動幅となる可動間隙ｄ１と、Ｙ方向に沿う可動幅となる可動間隙ｄ２とが形成されており、嵌合接続部２６はその可動間隙ｄ１，ｄ２の範囲で変位可能となっている。
収容部２１ｃは、後述する可動ハウジング１０の基部２５を収容する直方体形状の収容空間である。図６で示すように、収容部２１ｃのＸ方向に沿う側面２１ｅと基部２５との間にはＹ方向に沿う可動幅となる可動間隙ｄ３が形成され、収容部２１ｃのＹ方向に沿う側面２１ｆと基部２５との間にはＸ方向に沿う可動幅となる可動間隙ｄ４が形成されている。また図５で示すように、収容部２１ｃの底面２１ｇと基部２５との間、及びカバー２２の裏面２２ｂと基部２５との間には、Ｚ方向に沿う可動幅となる可動間隙ｄ５が形成されている。したがって基部２５は、収容部２１ｃの内部を可動間隙ｄ３〜ｄ５の範囲で三次元方向に変位可能となっている。
挿通部２１ｄは、多芯ケーブル１１の収容空間である。挿通部２１ｄは、収容部２１ｃの側から多芯ケーブル１１の導入口２１ｈに向けて狭窄するテーパー形状の内周面２１ｉを有しており、それにより円錐台形状の収容空間が形成されている。挿通部２１ｄには、導入口２１ｈの側に多芯ケーブル１１のシース１１ａが保持されており、シース１１ａの端部からは複数本の芯線１１ｂが露出して伸長している。芯線１１ｂの先端は絶縁被覆１１ｃを除去した導線１１ｄが露出しており、ハーネス側端子１２に保持されている。
（２）可動ハウジング１０の説明
可動ハウジング１０は、ハウジング本体２３とリテーナ２４とを備える。ハウジング本体２３は合成樹脂の成形体でなり、基部２５と嵌合接続部２６とが形成されている。
基部２５には、ハーネス側端子１２の端子取付部２５ａが形成されており、その端子取付部２５ａと交差して連通するようにリテーナ２４の差込部２５ｂが形成されている（図３、図４）。差込部２５ｂにリテーナ２４を差込むことで、リテーナ２４の係止突起２４ａがハーネス側端子１２に係止して、端子取付部２５ａに対してハーネス側端子１２が抜止めされる。
嵌合接続部２６は、接続相手となる基板側コネクタ７の嵌合室１６ｂに挿入されて嵌合接続する部分である。嵌合接続部２６は四角柱状に突出して形成されており、その長手方向（Ｚ方向）に沿う一方面と他方面にはそれぞれ２つの溝状の端子取付部２６ａが形成されている。
（３）ハーネス側端子１２の説明
ハーネス側端子１２は、所謂タブ端子であり、図３で示すような導線保持部２７と接触部２８とが形成されている。導線保持部２７には、多芯ケーブル１１の芯線１１ｂの導線１１ｄが保持される。導線保持部２７には門型の突出部２７ａが形成されており、この突出部２７ａがリテーナ２４の係止突起２４ａに対して抜け方向で当接することで、ハウジング本体２３に対してハーネス側端子１２が抜け止めされる。接触部２８は平板状の接触面でなり、ここに前述の基板側端子１７の接点ばね片部２０が導通接触する。
４．基板側コネクタ７とハーネス側コネクタ１４との嵌合接続の説明
次に、以上のような基板側コネクタ７とハーネス側コネクタ１４の嵌合接続の特徴について説明する。
本体側部品２とハーネス側部品３とを組み合わせて撮像装置１を形成するには、図１で示すように、基板側コネクタ７の嵌合室１６ｂにハーネス側コネクタ１４の嵌合接続部２６を挿入する。そしてこの嵌合接続を行う際に、嵌合室１６ｂに対して真っ直ぐに嵌合接続部２６が挿入されるのが理想だが、多くの場合その嵌合位置に位置ずれが生じてしまう。そこでハーネス側コネクタ１４は、可動ハウジング１０が可撓性を有する芯線１１ｂの撓みによって三次元方向に変位することで、その位置ずれを吸収することが可能である。
具体的には、図６で示すように、Ｘ方向では可動間隙ｄ１によって嵌合接続部２６がカバー２２の開孔２２ａの内部を変位可能であり、可動間隙ｄ４によって基部２５が収容部２１ｃの内部を変位可能である。
Ｙ方向では、図７（ａ）で示すように、可動間隙ｄ２によって嵌合接続部２６がカバー２２の開孔２２ａの内部を変位可能であり、可動間隙ｄ３によって基部２５が収容部２１ｃの内部を変位可能である。
さらに、基板側コネクタ７に対するハーネス側コネクタ１４の嵌合接続方向となるＺ方向では、図５、図７（ｃ）で示すように、可動間隙ｄ５によって基部２５が収容部２１ｃの内部を変位可能であり、このことは撮像装置１にとって次のような技術的意義を有する。
即ち、フロントハウジング４の内部で基板６の取付位置が開口端４ａの側にずれていることがある。この場合に基板側コネクタ７にハーネス側コネクタ１４を挿入すると、嵌合接続部２６の嵌合位置がＺ方向でずれて、その先端が基板側コネクタ７の嵌合室１６ｂの底面１６ｅに押圧接触し、それが基板６を歪ませることで基板６に実装されている様々な素子のはんだ付け部にクラックが生じるような不具合を起こすおそれがある。しかしながら本実施形態のハーネス側コネクタ１４は、例えば図７（ｃ）で示すように、挿通部２１ｄの内部を伸長する複数本の芯線１１ｂが、その可撓性によって挿通部２１ｄの内部で撓むことができる。特に挿通部２１ｄの内部では芯線１１ｂがシース１１ａで被覆されていないため、各芯線１１ｂをその可撓性により柔軟に撓ませることができる。そのためフロントハウジング４の内部で基板６の取付位置が開口端４ａの側にずれていても、芯線１１ｂが撓んで基部２５が収容部２１ｃの底面２１ｇの側に変位することで嵌合位置のずれを吸収し、嵌合接続部２６の先端が対向する基板側コネクタ７の嵌合室１６ｂの底面１６ｅに押圧接触して基板６を歪ませる不都合が起きない。したがって、本実施形態のハーネス側コネクタ１４は、撮像装置１の組立段階で生じうる基板６の取付位置のずれによる嵌合位置のずれを吸収して、撮像装置１に不具合が生じることを防ぐことができる。
以上のようにハーネス側コネクタ１４を備える撮像装置１では、Ｘ方向、Ｙ方向（図７（ａ））、斜め方向（傾き）（図７（ｂ））での嵌合位置の位置ずれを可動ハウジング１０のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を組み合わせた三次元方向への変位により吸収することができる（位置ずれ吸収機能）。しかも、フロントハウジング４の内部で基板６の取付位置がずれている場合には、基板側コネクタ７に対する押圧接触を回避して基板６が歪ませて実装素子のはんだ付け部に異常が生じるような不都合を回避できる（基板保護機能）。したがって小型で高品質の撮像装置１を実現することができる。
５．実施形態の変形例の説明
前記実施形態では、ハーネス側コネクタ１４について４本のハーネス側端子１２を有する例を示したが、ハーネス側端子１２の本数は任意でよい。これに合わせて「線状導体」として例示した４本の芯線１１ｂを有する多芯ケーブル１１についても、芯線１１ｂの数は何本でも良く、またシース１１ａで纏められていなくてもよい。
１ 撮像装置
２ 本体側部品
３ ハーネス側部品
４ フロントハウジング（第１のハウジング）
４ａ 開口端
５ 光学系部品
６ 基板
７ 基板側コネクタ（コネクタ）
８ リアハウジング（第２のハウジング）
９ 固定ハウジング
１０ 可動ハウジング
１１ 多芯ケーブル（線状導体）
１１ａ シース
１１ｂ 芯線
１１ｃ 絶縁被覆
１１ｄ 導線
１２ ハーネス側端子
１３ 封止部材
１４ ハーネス側コネクタ（コネクタ）
１５ ハーネス側ハウジング
１６ 基板側ハウジング
１６ａ 壁部
１６ｂ 嵌合室
１６ｃ 端子保持部
１６ｄ 保持部
１６ｅ 底面
１７ 基板側端子
１８ 基板接続部
１９ 基部
１９ａ 圧入突起
２０ 接点ばね片部
２０ａ 接触部
２１ ハウジング本体
２１ａ 蓋部
２１ｂ 段部
２１ｃ 収容部
２１ｄ 挿通部
２１ｅ 側面
２１ｆ 側面
２１ｇ 底面
２１ｈ 導入口
２１ｉ 内周面
２２ カバー
２２ａ 開孔
２２ｂ 裏面
２３ ハウジング本体
２４ リテーナ
２４ａ 係止突起
２５ 基部
２５ａ 端子取付部
２５ｂ 差込部
２６ 嵌合接続部
２６ａ 端子取付部
２７ 導線保持部
２７ａ 突出部
２８ 接触部

Claims (8)

  1. 第１のハウジングと、
    第２のハウジングと、
    前記第１のハウジングに設ける基板側コネクタと、を備える撮像装置において、
    前記第２のハウジングに設けられ前記基板側コネクタと嵌合接続する可動ハウジングと、
    導線と、
    前記導線の周囲を被覆する絶縁被覆とを備え、
    前記導線及び前記絶縁被覆は、可撓性を有し前記可動ハウジングを変位可能に支持することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記可動ハウジングが変位する前の前記導線は直線状に伸長するものであり、前記導線がその軸方向及び軸交差方向に撓む可撓性を有する請求項１記載の撮像装置。
  3. 前記可動ハウジングを変位可能に収容する収容部を有する固定ハウジングを備える請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
  4. 前記固定ハウジングが前記導線を変位可能に収容する挿通部を有する請求項３記載の撮像装置。
  5. 第１のハウジングと、
    第２のハウジングと、
    前記第１のハウジングに設ける基板側コネクタと、を備える撮像装置に設けられ、
    前記基板側コネクタと嵌合接続するハーネス側コネクタにおいて、
    前記第２のハウジングに設けられ前記基板側コネクタと嵌合接続する可動ハウジングと、
    導線と、
    前記導線の周囲を被覆する絶縁被覆とを備え、
    前記導線及び前記絶縁被覆は、可撓性を有し前記可動ハウジングを変位可能に支持することを特徴とするハーネス側コネクタ。
  6. 前記可動ハウジングが変位する前の前記導線は直線状に伸長するものであり、前記導線がその軸方向及び軸交差方向に撓む可撓性を有する請求項５記載のハーネス側コネクタ。
  7. 前記可動ハウジングを変位可能に収容する収容部を有する固定ハウジングを備える請求項５又は請求項６記載のハーネス側コネクタ。
  8. 前記固定ハウジングが前記導線を変位可能に収容する挿通部を有する請求項７記載のハーネス側コネクタ。
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