JP6871643B2 - 撮像装置用防塵ゴム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置用防塵ゴムに関する。

特許文献１（特開２０１９−８２５４６号公報）には、撮像装置が記載されている。特許文献１に記載の撮像装置は、基板と、撮像素子と、弾性シール部材と、ホルダとを有している。基板上には、撮像素子が搭載されている。弾性シール部材は、中心軸を有しており、当該中心軸が撮像素子の光軸と一致するように基板上に配置されている。その結果、撮像素子は、弾性シール部材の内部に配置されている。ホルダは、基板との間で弾性シール部材を挟み込むように、基板に取り付けられている。

特開２０１９−８２５４６号公報

しかしながら、本発明者らが見出した知見によると、特許文献１に記載の弾性シール部材は、圧縮を受けた際の反力及び変形量が大きい。なお、「変形量」とは、圧縮方向に直交する方向（圧縮方向をＺ方向とした場合のＸ方向及びＹ方向）における変形量を意味している。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、圧縮を受けた際の反力及び変形量を小さくすることができる撮像装置用防塵ゴムを提供するものである。

本発明の一態様に係る撮像装置用防塵ゴムは、中心軸を有し、第１筒状部と、拡幅部とを備える。第１筒状部は、中心軸に沿って延在しており、中心軸に沿う方向において、第１端と、第１端の反対側の端である第２端とを有している。拡幅部は、中心軸に沿って延在しており、第２端に接続されている。拡幅部の幅は、第２端から離れるにつれて大きくなっている。

上記の撮像装置用防塵ゴムは、さらに、接続部と、接続部を介して第１端に接続されている第２筒状部とを備えていてもよい。第２筒状部は、中心軸に沿って延在していてもよい。接続部は、第１端から中心軸に交差する方向に沿って第２筒状部へと延在していてもよい。第２筒状部の幅は、第１筒状部の幅と異なっていてもよい。

上記の撮像装置用防塵ゴムにおいて、第２筒状部の幅は、第１筒状部の幅より小さくてもよい。

上記の撮像装置用防塵ゴムにおいて、拡幅部の肉厚は、第２端から離れるにつれて薄くなっていてもよい。

上記の撮像装置用防塵ゴムにおいて、拡幅部は、中心軸に沿う方向における第２端とは反対側の端に平坦面を有していてもよい。平坦面は、中心軸に直交していてもよい。

上記の撮像装置用防塵ゴムにおいて、第１筒状部は、中心軸に沿う方向において、第１長さを有していてもよい。拡幅部は、前記中心軸に沿う方向において、第２長さを有していてもよい。第２長さは、第１長さの０．３倍以上３倍以下であってもよい。

本発明の一態様に係る撮像装置用防塵ゴムによると、圧縮を受けた際の反力及び変形量を小さくすることができる。

撮像装置用防塵ゴム１０の中心軸Ａに沿った断面図である。 撮像装置用防塵ゴム１０を用いたレンズユニット１００の断面図である。 撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有しない場合の圧縮変形解析シミュレーションの結果である。 撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有する場合の圧縮変形解析シミュレーションの結果である。 撮像装置用防塵ゴム３０の中心軸Ａに沿った断面図である。 撮像装置用防塵ゴム４０の中心軸Ａに沿った断面図である。

本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係る撮像装置用防塵ゴム（以下においては、「撮像装置用防塵ゴム１０」とする）の構成を説明する。

＜撮像装置用防塵ゴム１０の概略構成＞
図１は、撮像装置用防塵ゴム１０の中心軸Ａに沿った断面図である。図１に示されるように、撮像装置用防塵ゴム１０は、中心軸Ａを有している。撮像装置用防塵ゴム１０は、第１筒状部１１と、拡幅部１２とを有している。

撮像装置用防塵ゴム１０は、例えば、シリコーンゴムにより形成されている。撮像装置用防塵ゴム１０は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）により形成されていてもよい。但し、撮像装置用防塵ゴム１０を構成している材料は、これらの材料に限られるものではない。

撮像装置用防塵ゴム１０を構成している材料の硬さ（デュロメータＡ硬度）は、２０以上７０以下であることが好ましい。さらに好ましくは、撮像装置用防塵ゴム１０を構成している材料のデュロメータＡ硬度は、２５以上５０以下である。撮像装置用防塵ゴム１０の硬さは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ６２５３：２００６）にしたがって測定される。

＜第１筒状部１１の構成＞
第１筒状部１１は、中心軸Ａに沿って延在している。第１筒状部１１は、中心軸Ａに沿う方向において、第１端１１ａと、第２端１１ｂとを有している。第２端１１ｂは、第１端１１ａの反対側の端である。

第１筒状部１１は、中心軸Ａに直交する断面視において、矩形形状を有している。より具体的には、第１筒状部１１は、正方形形状を有している。第１筒状部１１は、内壁面１１ｃと、外壁面１１ｄとを有している。

第１筒状部１１は、幅Ｗ１と、肉厚Ｔ１とを有している。幅Ｗ１は、第１筒状部１１のうちの中心軸Ａを挟んで互いに対向している部分の間の距離である。肉厚Ｔ１は、内壁面１１ｃと外壁面１１ｄとの間の距離である。幅Ｗ１は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間において、一定となっている。肉厚Ｔ１は、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間において、一定となっている。

第１筒状部１１は、長さＬ１を有している。長さＬ１は、中心軸Ａに沿う方向における第１端１１ａと第２端１１ｂとの間の距離である。

＜拡幅部１２の構成＞
拡幅部１２は、筒状の形状を有している。拡幅部１２は、中心軸Ａに沿って延在している。拡幅部１２は、第１筒状部１１の第２端１１ｂに接続されている。拡幅部１２は、中心軸Ａに沿う方向において、第１端１２ａと、第２端１２ｂとを有している。第１端１２ａは、第１筒状部１１側（第２端１１ｂ側）にある。第２端１２ｂは、第１端１２ａの反対側の端である。

拡幅部１２は、中心軸Ａに直交する断面視において、矩形形状を有している。拡幅部１２は、内壁面１２ｃと、外壁面１２ｄとを有している。

拡幅部１２は、幅Ｗ２を有している。幅Ｗ２は、拡幅部１２のうちの中心軸Ａを挟んで互いに対向している部分の間の距離である。幅Ｗ２は、第１端１２ａから第２端１２ｂに向かうにしたがって、大きくなっている（第２端１１ｂから離れるほど、大きくなっている）。なお、第１端１２ａにおける幅Ｗ２は、幅Ｗ１に等しい。

拡幅部１２は、長さＬ２を有している。長さＬ２は、中心軸Ａに沿う方向における第１端１２ａと第２端１２ｂとの距離である。長さＬ２は、長さＬ１の０．３倍以上３倍以下であることが好ましい。さらに好ましくは、長さＬ２は、長さＬ１の０．５倍以上１．５倍以下である。長さＬ２が長さＬ１の０．３倍未満である場合、撮像装置用防塵ゴム１０の反力が大きくなるおそれがある。長さＬ２が長さＬ１の３倍を超える場合、撮像装置用防塵ゴム１０の変形量が大きくなるおそれがある。

＜撮像装置用防塵ゴム１０を用いたレンズユニット１００の構成＞
図２は、撮像装置用防塵ゴム１０を用いたレンズユニット１００の断面図である。図２に示されるように、レンズユニット１００は、撮像装置用防塵ゴム１０と、基板２１と、撮像素子２２と、レンズケース２３と、レンズ２４とを有している。

基板２１は、プリント配線基板である。撮像素子２２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。撮像素子２２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであってもよい。基板２１上に搭載されている。レンズケース２３は、基板２１に取り付けられている。レンズケース２３は、例えば接着剤により、基板２１に固定されている。レンズ２４は、レンズケース２３の上面に取り付けられている。

撮像装置用防塵ゴム１０は、中心軸Ａが撮像素子２２の光軸に一致するように、基板２１上に配置されている。これにより、撮像素子２２は、撮像装置用防塵ゴム１０の内部に配置されることになる。撮像装置用防塵ゴム１０は、基板２１とレンズケース２３とにより挟持されている。なお、第１筒状部１１（第１端１１ａ）はレンズケース２３に接触しており、拡幅部１２は基板２１に接触している。

以下に、撮像装置用防塵ゴム１０の効果を比較例と対比しながら説明する。

上記のとおり、撮像装置用防塵ゴム１０は、レンズユニット１００に組み込まれた際、基板２１とレンズケース２３とにより挟持されているため、基板２１及びレンズケース２３からの圧縮を受けることになる。

圧縮に伴う撮像装置用防塵ゴム１０の変形量が大きいと、圧縮された際の撮像装置用防塵ゴム１０と撮像素子２２との接触を避けるために、撮像装置用防塵ゴム１０と撮像素子２２との間のマージンを大きく確保する必要がある。その結果、撮像装置が大型化してしまう。また、圧縮に伴う撮像装置用防塵ゴム１０の反力が大きい場合、当該反力により基板２１とレンズケース２３との固定がはずれてしまうおそれや、基板２１が変形してしまうおそれがある。そのため、撮像装置用防塵ゴム１０は、圧縮を受けた際の変形量及び反力が小さいことが望まれる。

図３は、撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有しない場合の圧縮変形解析シミュレーションの結果である。図４は、撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有する場合の圧縮変形解析シミュレーションの結果である。図３に示されるように、撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有しない場合には、基板２１及びレンズケース２３からの圧縮力に耐えられずに第１筒状部１１が座屈してしまい、防塵が損なわれている。

他方で、撮像装置用防塵ゴム１０が拡幅部１２を有している場合、図４に示されるように、第１筒状部１１における座屈が抑制された結果、変形量が減少している。これは、拡幅部１２の幅Ｗ２が第１筒状部１１の幅Ｗ１よりも大きいため（すなわち、拡幅部１２が第１筒状部１１から内壁面１１ｃから外壁面１１ｄに向かう方向に沿って張り出しているため）、撮像装置用防塵ゴム１０が圧縮を受けた際に拡幅部１２に曲げモーメントが加わることによって拡幅部１２が折れ曲がり、当該折れ曲がりが圧縮を吸収するためであると考えられる。圧縮が吸収される結果、反力も小さくなる。このように、撮像装置用防塵ゴム１０は、拡幅部１２を有していることにより、圧縮が加わった際の変形量及び反力を減少させることができる。

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態に係る撮像装置用防塵ゴム（以下においては、「撮像装置用防塵ゴム３０」とする）の構成を説明する。ここでは、撮像装置用防塵ゴム１０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

図５は、撮像装置用防塵ゴム３０の中心軸Ａに沿った断面図である。図５に示されるように、撮像装置用防塵ゴム３０は、第１筒状部１１と、拡幅部１２とを有している。この点に関して、撮像装置用防塵ゴム３０の構成は、撮像装置用防塵ゴム１０の構成と共通している。しかしながら、撮像装置用防塵ゴム３０の構成は、拡幅部１２の詳細構成に関して、撮像装置用防塵ゴム１０の構成と異なっている。

撮像装置用防塵ゴム３０において、拡幅部１２は、平坦面１２ｅを有している。平坦面１２ｅは、第２端１２ｂに位置しており、拡幅部１２の第２端１２ｂにおける端面を構成している。平坦面１２ｅは、中心軸Ａに対して直交している。平坦面１２ｅを有していることにより、撮像装置用防塵ゴム３０は、変位量をさらに減少させることができる。

拡幅部１２は、肉厚Ｔ２を有している。肉厚Ｔ２は、内壁面１２ｃと外壁面１２ｄとの間の距離である。撮像装置用防塵ゴム３０において、肉厚Ｔ２は、第１端１２ａから第２端１２ｂに向かうにしたがって（すなわち、第２端１１ｂから離れるにつれて）、薄くなっている。

以下に、撮像装置用防塵ゴム３０の効果を説明する。ここでは、撮像装置用防塵ゴム１０の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

撮像装置用防塵ゴム３０においては、肉厚Ｔ２が第１端１２ａから第２端１２ｂに向かうにしたがって薄くなっているため、圧縮を受けた際の拡幅部１２における折れ曲がりがさらに生じやすくなる。したがって、撮像装置用防塵ゴム３０によると、撮像装置用防塵ゴム１０と比較して、圧縮が加わった際の変形量をさらに減少させることができる。

撮像装置用防塵ゴム１０及び撮像装置用防塵ゴム３０に対して圧縮変形解析シミュレーションを行ったところ、撮像装置用防塵ゴム３０における変形量は、撮像装置用防塵ゴム１０における変形量の１５パーセント程度になっていた。なお、この変形量は、中心軸Ａに沿う方向から見た場合の撮像装置用防塵ゴム１０（撮像装置用防塵ゴム３０）の各辺の中央において計測した。

以下に、第３実施形態に係る撮像装置用防塵ゴム（以下においては、「撮像装置用防塵ゴム４０」とする）の構成を説明する。ここでは、撮像装置用防塵ゴム４０の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

図６は、撮像装置用防塵ゴム４０の中心軸Ａに沿った断面図である。図６に示されるように、撮像装置用防塵ゴム４０は、第１筒状部１１と、拡幅部１２とを有している。この点に関して、撮像装置用防塵ゴム４０の構成は、撮像装置用防塵ゴム１０の構成と共通している。しかしながら、撮像装置用防塵ゴム４０の構成は、第２筒状部１３と接続部１４とをさらに有している点に関して、撮像装置用防塵ゴム１０の構成と異なっている。

第２筒状部１３は、中心軸Ａに沿って延在している。第２筒状部１３は、中心軸Ａに沿う方向において、第１端１３ａと、第２端１３ｂとを有している。第１端１３ａは、第１筒状部１１（第１端１１ａ）側にある。第２端１３ｂは、第１端１３ａの反対側の端である。第２筒状部１３は、中心軸Ａに直交する断面視において、矩形形状（より具体的には正方形形状）を有している。第２筒状部１３は、内壁面１３ｃと、外壁面１３ｄとを有している。

第２筒状部１３は、幅Ｗ３と、肉厚Ｔ３とを有している。幅Ｗ３は、第２筒状部１３のうちの中心軸Ａを挟んで互いに対向している部分の間の距離である。肉厚Ｔ３は、内壁面１３ｃと外壁面１３ｄとの間の距離である。幅Ｗ３は、第１端１３ａと第２端１３ｂとの間において、一定となっている。幅Ｗ３は、幅Ｗ１と異なっている。例えば、幅Ｗ３は、幅Ｗ１よりも狭い。肉厚Ｔ３は、第１端１３ａと第２端１３ｂとの間において、一定となっている。

上記のとおり、幅Ｗ１と幅Ｗ３とは異なっているため、第２筒状部１３は、接続部１４を介して第１筒状部１１に接続されている。接続部１４は、中心軸Ａに交差している方向に沿って、第１端１１ａから第１端１３ａへと延在している。その結果、中心軸Ａに直交する断面視において、第２筒状部１３と接続部１４とは、Ｌ字型の形状を有している。

以下に、撮像装置用防塵ゴム４０の効果を説明する。ここでは、撮像装置用防塵ゴム４０の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

撮像装置用防塵ゴム４０においては、圧縮が加わった際に、拡幅部１２が折れ曲がることのみならず、接続部１４が撓むことによっても、当該圧縮が吸収される。そのため、撮像装置用防塵ゴム４０によると、撮像装置用防塵ゴム１０と比較して、圧縮が加わった際の変形量及び反力をさらに減少させることができる。

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

上記の実施形態は、撮像装置用の防塵ゴムに特に有利に適用される。

１０，３０，４０ 撮像装置用防塵ゴム、１１ 第１筒状部、１１ａ 第１端、１１ｂ 第２端、１１ｃ 内壁面、１１ｄ 外壁面、１２ 拡幅部、１２ａ 第１端、１２ｂ 第２端、１２ｃ 内壁面、１２ｄ 外壁面、１２ｅ 平坦面、１３ 第２筒状部、１３ａ 第１端、１３ｂ 第２端、１３ｃ 内壁面、１３ｄ 外壁面、１４ 接続部、２１ 基板、２２ 撮像素子、２３ レンズケース、２４ レンズ、１００ レンズユニット、Ａ 中心軸、Ｌ１，Ｌ２ 長さ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 肉厚、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 幅。

Claims (5)

1. 中心軸を有する撮像装置用防塵ゴムであって、
   前記中心軸に沿って延在しており、前記中心軸に沿う方向において、第１端と、前記第１端の反対側の端である第２端とを有する第１筒状部と、
   前記中心軸に沿って延在しており、前記第２端に接続されている拡幅部とを備え、
   前記拡幅部の幅は、前記第２端から離れるにつれて大きくなっており、
   前記拡幅部は、前記中心軸に沿う方向における前記第２端とは反対側の端に平坦面を有しており、
   前記平坦面は、前記中心軸に直交している、撮像装置用防塵ゴム。
2. 接続部と、
   前記接続部を介して前記第１端に接続されている第２筒状部とをさらに備え、
   前記第２筒状部は、前記中心軸に沿って延在しており、
   前記接続部は、前記第１端から前記中心軸に交差する方向に沿って前記第２筒状部へと延在しており、
   前記第２筒状部の幅は、前記第１筒状部の幅と異なっている、請求項１に記載の撮像装置用防塵ゴム。
3. 前記第２筒状部の幅は、前記第１筒状部の幅よりも小さい、請求項２に記載の撮像装置用防塵ゴム。
4. 前記拡幅部の肉厚は、前記第２端から離れるにつれて薄くなっている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置用防塵ゴム。
5. 前記第１筒状部は、前記中心軸に沿う方向において、第１長さを有し、
   前記拡幅部は、前記中心軸に沿う方向において、第２長さを有し、
   前記第２長さは、前記第１長さの０．３倍以上３倍以下である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置用防塵ゴム。

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