JPS63264883A - コネクタの嵌合状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、雌雄両コネクタ同士の嵌合深さを読み取る
ことによって、コネクタの嵌合状態を検出する装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来より、例えば自動車の電装部品に用いられているコ
ネクタのハウジングには、ロック機構が設けられている
ものがあり、コネクタを所定深さまで挿入するとこのロ
ック機構が働いて、コネクタの抜脱を防止することがで
きるとともに、コネクタの嵌合が正常に行われたことを
確認することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、コネクタが所定深さまで挿入され、ロック機
構が働いたかどうかの確認は、作業者に任されているの
みであり、もし、作業者の不注意で、ロック機構が働か
なかったことを見逃した場合、後にコネクタに振動等が
与えられると嵌合が外れてしまうことがある。特に、自
動車の電装部品用コネクタの場合、激しい振動を受ける
ので、嵌合が簡単に外れてしまい、接触不良による電気
系統の故障を引き起こす原因となっていた。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
コネクタの嵌合状態を自動的に検出することのできるコ
ネクタの嵌合状態検出装置を提供することを目的として
いる。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明のコネクタの嵌合
状態検出装置は、第１図（ａ）に示すように、雌および
雄コネクタが嵌合された状態で、雌および雄コネクタハ
ウジング（５ａ）　、　（５ｂ）の各所定′位置に少な
くとも１つずつ設けられたマーク（Ｍａ）（Ｍｂ）を照
射する照射手段（６）と、マーク（Ｈａ）　（Ｍｂ）か
らの反射光を受光するべく複数の受光素子を配列したイ
メージセンサ（１）と、イメージセンサ（１）の各受光
素子の受光量に基づき、何れの受光素子がマークからの
反射光を受光したかを判別する判別手段（２）と、上記
判別された受光素子相互の間隔に対応する値ｄを所定の
基準値ｄｓｌと比較する論理演算手段（３）と、比較結
果に基づいて、コネクタの嵌合状態を表わす信号を出力
する出力手段（４）とを具備するものである。

上記のコネクタの嵌合状態検出装置において、第１図（
ｂ）に示すように、コネクタハウジング（５ａ）　、（
５ｂ）の何れか一方（符号（５）で図示している）の所
定位置に、２つのマーク（Ｍａｌ）、　（Ｈａ２）が設
けられ、他方のコネクタハウジング（符号（５′）で図
示している）の所定位置に１つのマーク　（Ｍｂｌ）が
設けられ、これらのマーク　（Ｍａｌ）　、（Ｈａ２）
　、　（Ｍｂｌ）が一定方向に沿って配列されている場
合であれば、判別手段口）は、コネクタハウジング（５
）、　　（５’）に設けられた上記マーク　（Ｍａｔ）
　、　（Ｈａ２）　、　（Ｍｂｌ）からの反射光を受光
する受光素子を判別し、論理演算手段（３）が、マーク
　（Ｍａｌ）　、　（Ｈａ２）からの反射光を受光する
受光素子同士の間隔に対応する値またはその値を所定倍
したものを基準値ｄｓ□として、マーク（Ｈａ２）、　
（Ｍｂｌ）からの反射光を受光する受光素子相互の間隔
に対応する値ｄを基準値ｄＳ□と比較するものであって
もよい。

く作用〉 以上の構成のコネクタの嵌合状態検出装置であれば、雌
雄コネクタを嵌合させた状態で、雌および雄コネクタハ
ウジング（５ａ）　、　（５ｂ）の所定位置にそれぞれ
設けられたマーク（Ｈａ）　、　（Ｍｂ）をイメージセ
ンサ（１）によって読み取り、マーク（Ｈａ）　、（Ｍ
ｂ）からの反射光を受光する受光素子を判別手段（２）
によって判別し、論理演算手段口）によりマーク（Ｈａ
）　。

（Ｍｂ）からの反射光を受光する受光素子相互の間隔に
対応する値（以下「間隔対応値」という。）ｄを基準値
ｄｓｌと比較することができる。この比較結果に基づい
て、出力手段（４）からコネクタの嵌合状態を表わす信
号を出力することができるので、コネクタが所定の深さ
まで挿入されているか、挿入されていないかを判断する
ことができる。

上記のコネクタの嵌合状態検出装置において、一方のコ
ネクタハウジング（５）に少なくとも２つのマーク（）
ｊａｌ）　、　（ＭＢ２）が設けられ、コネクタハウジ
ング（５′）に少なくとも１つのマーク　（Ｍｂｌ）が
設けられ、雌雄コネクタが嵌合した状態で、これらのマ
ーク（Ｍａｔ）、（ＭＢ２）、（Ｍｂｌ）が一定方向に
沿って配列されているものであれば、一次元イメージセ
ンサ（１）によって各マーク（Ｍａｔ）　、　（ＭＢ２
）　、　（Ｍｂｌ）からの光を受光し、判別手段（２）
によって各マーク（Ｍａｔ）。

（ＭＢ２）　、　（Ｍｂｌ）からの反射光を受光する受
光素子を判別し、論理演算手段（３）において、コネク
タハウジング（５）に設けられた２つのマーク（Ｍａｔ
）、　（ＭＢ２）からの反射光を受光する受光素子相互
の間隔対応値またはその値を所定倍したものを基準値ｄ
８□とするとともに、マーク　（ＭＢ２）　、　（Ｍｂ
ｌ）からの反射光を受光する受光素子相互の間隔対応値
ｄを基準値ｄＳ２と比較することによって、イメージセ
ンサ（１）の配置方向がマーク（Ｍａｌ）、（ＭＢ２）
　、　（Ｍｂｌ）の配列方向から一定角θずれていると
きでも、コネクタの挿入深さを正確に表わす信号を出力
できる。・さらに詳細に説明すると、イメージセンサ（
１）の配置方向が、例えば平面から見て、マーク（Ｍａ
ｔ）。

（ＭＢ２）　、　（Ｍｂｌ）の配列方向と一定角θずれ
ていると、マーク　（ＭＢ２）　、　（ＭｂＤからの反
射光を受光する受光素子相互の間隔対応値ｄは、実際の
マーク間隔に対応する値の１／ｃｏｓθ倍になっている
。このとき、間隔対応値ｄを、イメージセンサ（１）と
マーク（Ｍａｌ）、　（ＭＢ２）　、　（Ｍｂｌ）の配
列方向にずれがない（θ−〇）ものとしてあらかじめ定
められた基準値ｄｓ１と比較すると、コネクタの挿入深
さが適性であるにもかかわらず、コネクタの挿入深さを
基準よりも浅いものとして比較してしまい、作業者はコ
ネクタの嵌合不良と判断してしまうことになる。

そこで、上記コネクタハウジング（５）に設けられた２
つのマーク（Ｍａｔ）、　（ＭＢ２）からの反射光を受
光する受光素子相互の間隔対応値またはその値を所定倍
した値ｄｓ２も同じ１／ｃｏｓθ倍になっていることに
着目し、この値ｄＳ□を検出するようにする。そして、
上記検出したマーク　（ＭＢ２）　、　（Ｍｂｔ）から
の反射光を受光する受光素子相互の間隔対応値ｄをこの
値ｄＳ２と比較することにすれば、常に正しい基準にし
たがって、コネクタの嵌合状態を出力することができ、
イメージセンサ（１）による読み取り方向のずれに起因
する誤検出を回避することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、コネクタの嵌合状態検出装置（１１）、およ
び上記装置によって嵌合状態が検出されるコネクタ（２
０）を示す概略斜視図である。コネクタは、雌コネクタ
（２０ａ）および雄コネクタ（２０ｂ）により構成され
、雌コネクタ（２０ａ）および雄コネクタ（２０ｂ）は
、コネクタの嵌合を確実に固定するロック機構（２３）
を備えた金属製、または黄色もしくは白色等、明度の高
い色彩で着色されたプラスチック製の雌雄コネクタハウ
ジング（２１ａ）、（２１ｂ）　１．：＋れぞれ収納さ
れている。雌雄コネクタハウジング（２１ａ）　、　（
２１ｂ）の例えば側面（以下「バー形成面」という。）
には、コネクタ突き合わせ端面と平行に、それぞれマー
クとしての細線状のバー（２２ａ）　。

（２２ｂ）が、１本ずつ計２本、対向するように形成さ
れている。このバー（２２ａ）　、　（２２ｂ）は、黒
色等コネクタハウジング（２１ａ）　、　（２１ｂ）の
表面よりも低い光反射率を有する色で着色されており、
この光反射率の違いを利用してバー（２２ａ）　、　（
２２ｂ）の配置が光学的に読み取られるようになってい
る。

コネクタの嵌合状態検出装置（１１）は、雌雄両コネク
タ（２０ａ）　、　（２０ｂ）が嵌合した状態で、コネ
クタ突き合わせ端面と直角を保ちながらコネクタハウジ
ング（２１ａ）　、　＜２１ｂ）のバー形成面に接近し
、レンズ（１Ｂ）を通して、バー（２２ａ）　、　（２
２ｂ）の像を受光面（３１）に投影させることによって
バー（２２ａ）　、　（２２ｂ）の配置を読み取る、一
次元受光素子列で構成されたイメージセンサ（１２）と
、イメージセンサ（１２）の出力信号を波形整形する波
形整形回路（１３）と、波形整形回路（１３）の出力信
号を基に、受光面（３１）上に投影されたバー（２２ａ
）、　Ｇ２２ｂ）の像を受光する受光素子同士の間隔対
応値ｄを検出し、所定の基準値ｄ８□と比較して上記間
隔対応値ｄが基準値ｄＳ□を超えている場合に、コネク
タの嵌合不良を表わすＬＥＤ駆動信号を出力するマイク
ロプロセッサ（１４）と、マイクロプロセッサ（１４）
の出力側に接続され、コネクタの嵌合不良時に発光表示
するＬＥＤ　（１５）と、雌および雄コネクタハウジン
グ（２１ａ）。

（２１ｂ）のバー形成面を照らすべく、一次元イメージ
センサと平行方向に配列されたＬＥＤまたは白熱灯を有
し、コネクタ（２０ａ）　、　（２０ｂ）を嵌合させる
方向に沿って所定長さにわたり一様な光強度分布を有す
る面状のビームを照射する光源（１７）とによって構成
されている。

イメージセンサ（１２）は、第５図のように、１回の掃
引サイクルで受光素子数に等しい数の電圧信号（この実
施例では光が当たると負側に電圧が出力されるようにな
っている。）を出力するものであり、バー（２２ａ）　
、　（２２ｂ）の反射像の投影を受ける受光素子の受光
量は比較的少ないので、出力電圧の絶対値は小さくなっ
ており、地の部分の反射像が投影される受光素子の受光
量は比較的多いので、出力電圧の絶対値は大きくなって
いる。

波形整形回路（１３）は、イメージセンサ（１２）の出
力信号を受け、第６図のように、バー（２２ａ）　（２
２ｂ）の像に対応して論理１、バー形成面の地の部分に
対応して論理０を表わす２値信号を出力するものである
。

マイクロプロセッサ（１４）は、この２値信号を受け、
論理１を表わす信号同士の時間間隔ｔを、バー　（２２
ａ）　、　（２２ｂ）からの反射光を受光する受光素子
同士の間隔対応値ｄとするとともに、所定の部位に記憶
している基準値ｄ８□と比較するものである。

そして、ｄ＞ｄｓ、であるときに、ＬＥＤ駆動信号をＬ
　Ｅ　Ｄ　（１５）に出力する。

以下に、コネクタの嵌合状態検出手順について説明する
。まず、第３図のように、雌雄のコネクタ（２０ａ）　
、　（２０ｂ）が正常に嵌合した状態において、イメー
ジセンサ（１２）を、嵌合した状態のコネクタハウジン
グ（２１ａ）　、　（２ｘｂ）のバー形成面に、突き合
わせ端面と直角を保ちながら接近させ、光源（１７）か
ら照射されバー（２２ａ）　、　（２２ｂ）に当たって
反射した光を、レンズ（１６）を通してイメージセンサ
（１２）の受光面（３１）に投影する。そして、波形整
形回路（１３）によって出力信号を波形整形し、マイク
ロプロセッサ（１４）によって波形整形された信号に基
づいて、イメージセンサ（１２）の受光面（３１）に投
影された各バー（２２ａ）　、　（２２ｂ）の像を受光
する受光素子同士の間隔を検出し、これを基準値ｄ８□
として決定する。次に、同様の手順によって他のコネク
タについて、バー（２２ａ）　、　（２２ｂ）の像を受
光する受光素子同士の間隔対応値ｄを検出する。この場
合、第４図のように、雌雄コネクタ（２０ａ）　、　（
２０ｂ）の嵌合深さが浅ければ、求めた像間隔対応値ｄ
は、基準値ｄｓｌよりも広くなっているので、ＬＥＤ（
１５）が点灯し、コネクタの挿入が所定の深さまで行わ
れていないことを知ることができる。

第７図は、この発明の別の実施例におけるバー（２４ａ
）〜（２４ｃ）の配列を示した図であり、雌コネクタハ
ウジング（２１ａ）のバー形成面には、コネクタ突き合
わせ端面と平行にバー（２４ａ）が１本、雄コネクタハ
ウジング（２１ｂ）のバー形成面には、コネクタ突き合
わせ端面と平行にバー（２４ｂ）　、　（２４ｃ）が２
本、計３本取り付けられている。３本のバー（２４ａ）
〜（２４ｃ）は、正常な嵌合状態において等間隔をなす
ように、かつ一定方向に沿って並列に配列されている。

イメージセンサ（１２）を、嵌合した状態のコネクタハ
ウジング（２１ａ）　、　（２１ｂ）のバー形成面に平
行に接近させ、バー（２４ａ）〜　（２４ｃ）の配列方
向に沿って像を読み取らせると、第８図のように、バー
（２４ａ）〜　（２４ｃ）に対応して出力電圧の絶対値
が小さくなった信号が出力される。この出力波形を波形
整形回路（１３）に入れると、第９図のような２値信号
を取り出すことができる。同図において、山の部分（Ａ
）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は、それぞれバー（２４ａ
）　、　＜２４ｂ）　、　（２４ｃ）の部分に対応して
いる。マイクロプロセッサ（１４）において、この２値
信号の、山（Ａ）　、　（Ｂ）の間隔対応値ｄ１および
山（Ｂ）　、　（Ｃ）の間隔対応値ｄ８□を読み取り、
比較する。そして、ｄａｄ８□であれば、駆動信号をＬ
　Ｅ　Ｄ　（１５）に出力することによって、コネクタ
の嵌合不良を確認することができる。

この実施例によれば、第１Ｏ図のように、コネクタハウ
ジングのバー形成面に接近させたイメージセンサ（１２
）の方向が例えば平面から見てバーの配列方向と一定の
角度θずれても、イメージセンサ（１２）の受光面（３
Ｉ）上におけるバー（２４ａ）〜（２４ｃ）の像の配置
に基づいて、コネクタの嵌合不良を正確に検出すること
ができる。すなわち、受光面（３１）上におけるバー（
２４ａ）　（２４ｂ）からの反射光を受光する受光素子
相互の間隔対応値ｄは、当該ずれの角度θに応じてθ−
〇の場合の１／ｃｏｓθ倍になるが、受光面（３１）上
におけるバー（２４ｂ）　、　（２４ｅ）に対応する受
光素子相互の間隔対応値ｄｓ□も同じ１／ｃｏｓθ倍に
なるので、このバー（２４ｂ）　、　（２４ｃ）の像間
隔対応値ｄｓ２を求め、これを基準値としておけば、イ
メージセンサ（１２）の方向がずれても、常に正しい基
準値にしたがって嵌合不良を検出することができる。

なお、この実施例では、３本のバー（２４ａ）〜（２４
ｃ）は、正常な嵌合状態において等間隔をなすよう配列
されているが、これに限定されず、例えばバー（２４ａ
）　、　（２４ｂ）の間隔対応値をバー（２４ｂ）　。

（２４ｃ）の間隔対応値のｎ倍になるようにバー（２４
ａ）〜（２４ｅ）を配置してもよい。この場合、マイク
ロプロセッサ（■４）において山（Ａ）　、　（Ｂ）の
間隔対応値を、山（Ｂ）　、　（Ｃ）の間隔対応値をｎ
倍したものを比較することになる。

第１１図は、コネクタハウジングのバー形成面上にコネ
クタの種類、用途、取り付は位置等によって線の太さ、
間隔が互いに異なる複数本のバー（２５）を取り付けた
ものであり、公知の識別手段（図示せず）を付加して、
上記バー（２５）により表わされたコードを識別して、
コネクタの種類、用□途、取り付は位置等を知ることも
できる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば、マークとして線状のバーの代わりに、丸、
四角形等の形状を有するものであってもよい。

また、バーの代わりに、第１２図に示すように、コネク
タの突き合わせ端面と平行に細長い溝（２Ｂ）を複数個
格子状に形成し、コネクタ（２０ａ）　、　（２０ｂ）
を嵌合させる方向りに沿って所定長さにわたり一様な光
強度分布を有する面状のビームを照射する光源（１８）
を用意し、該ビームを上記溝（２Ｂ）が形成されている
コネクタハウジング面に対して斜め方向から当ててもよ
い。この場合、上記溝（２Ｂ）は、コネクタハウジング
（２１ａ）　、　（２１ｂ）と同材質であり光反射率は
相異しないので、イメージセンサ（１２）で反射光の強
弱を検出するのに工夫がいる。そこで、第１３図のよう
に、光源（１８）の光軸面およびイメージセンサ（１２
）の光軸面に、垂直な面（方向りに垂直な面）上におい
て、光源（１８）のビームに鋭い指向性を与え、中心方
向（φ−０°）から離れるに従って急激に減衰するよう
にし、かつレンズとしてのセルフォックレンズ（１６ａ
）の焦点を、上記φ−〇″に対応するピーク光がコネク
タハウジング面に当たる部分（第１４図の線りの部分）
に合わせる。これによって、レンズ（ｌｅａ）を通して
イメージセンサ（１２）に入る光は、上記線りの部分に
当たって反射された、φ−０１′に対応するピーク光の
反射光と、溝（２６）の底面の所定部分（上記線りの直
下に当たる線Ｇのある部分）に当たって反射された、φ
−０″から所定角φだけずれた光の反射光の何れかとな
る。ところで、イメージセンサ（１２）に入る、上記φ
−０″に対応する光と、所定角φ−ずれた光は、第１３
図から明らかなように指向特性に起因する一定の強度差
がある。したがって、イメージセンサ（１２）は、溝（
２Ｇ）の有無に応じた強度差を検出できることになり、
前述した実施例と同様、何れの受光素子が溝（２Ｂ）か
らの反射光を受光したものであるかを判別することがで
き、論理演算に基づいてコネクタの嵌合状態を検出する
ことができる。なお、溝（２Ｂ）の代わりに突起を設け
てもよく、上記と同様にして突起の有無に応じた強度差
を検出することができる。第１２図〜第１４図の実施例
では、ｉＭ（２Ｂ）または突起は、コネクタハウジング
（２１ａ）　、　（２１ｂ）と同時成形できるので、バ
ーを張り付ける手間を省くことができ、量産に有利とな
る。さらに、バーを張り付ける場合、張り付は位置の精
度が悪いと、コネクタの嵌合深さを正確に判定すること
ができなくなるという問題があるが、このように同時形
成を行うと溝または突起の形成位置の精度を良好に保つ
ことができるので、コネクタの嵌合深さの判定を正確に
行うことができるという利点もある。

さらに、出力手段としてのマイクロプロセッサ（１４）
は、マークの間隔対応値が基準値より大きな場合に嵌合
正常を表わす信号をＬ　Ｅ　Ｄ　（１５）に供給するも
のであってもよく、また、嵌合異常を表わす信号と嵌合
正常を表わす信号をともに供給するものであってもよい
。

その他この発明の要旨を変更しない範囲内において、種
々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、雌雄コネクタが嵌合した状態
で、雌雄コネクタハウジングの各所定位置に設けられた
マークを読み取り、マークからの反射光を受光した受光
素子相互の間隔対応値を検出して基準値と比較すること
によって、嵌合状態を自動的に検出することができ、コ
ネクタの嵌合が所定の深さまで行われたかどうかを判定
することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明のコネクタの嵌合状態検出装置
を示すブロック図、第１図（ｂ）はコネクタの平面図、 第２図はコネクタの嵌合状態検出装置の一実施例を示す
概略斜視図、　　　　　゛ 第３図はコネクタの正常な嵌合状態を示す断面図、 第４図はコネクタの不良嵌合状態を示す断面図、第５図
はイメージセンサの出力信号波形を表わす図、 第６図は波形整形回路の出力信号波形を表わす図、 第７図は別の実施例におけるバーの配列を示す図、 第８図は上記実施例におけるイメージセンサの出力信号
波形を表わす図、 第９図は上記実施例における波形整形回路の出力信号波
形を表わす図、 第１０図はイメージセンサがバーの配列方向から一定角
ずれた状態を示す図ミ 第１１図はコネクタの種類、用途等によって線の太さ、
間隔が互いに異なるバーの配列を示す図。 第１２図は別の実施例を示す斜視図、 第１３図は第１２図の方向りから見た、ビームの指向性
分布図、 第１４図は第１２図の方向りから見た側面図。 （１）・・・イメージセンサ、（２）・・・判別手段、
（３）・・・論理演算手段、（４）・・・出力手段、（
５）・・・一方のコネクタハウジング、（５′）・・・
他方のコネクタハウジング、（５ａ）・・・雌コネクタ
ハウジング、（５ｂ）・・・雄コネクタハウジング、（
６）・・・照射手段、（Ｈａ）　、　（Ｍｂ）　、（Ｍ
ａｌ）、（Ｈａ２）　、（Ｍｂｌ）　−ｖ−り特許出願
人　　本田技研工業株式会社 〃　　　　住友電気工業株式会社 第１図 （Ｑ） ａ　　５ｂ （ｂ） Ｍｏｌ　　　ＭａＺ　　Ｍｂｌ 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雌および雄コネクタが嵌合された状態 で、雌および雄コネクタハウジングのそ れぞれに設けられたマークに光を照射す る照射手段と、マークからの反射光を受 光するべく複数の受光素子を配列したイ メージセンサと、イメージセンサの各受 光素子の受光量から何れの受光素子がマ ークからの反射光を受光したかを判別す る判別手段と、マークからの反射光を受 光したと判別された受光素子相互の間隔 に対応する値を所定の基準値と比較する 論理演算手段と、比較結果に基づいて、 コネクタの嵌合状態を表わす信号を出力 する出力手段とを具備することを特徴と するコネクタの嵌合状態検出装置。 ２、イメージセンサが一次元イメージセン サであり、各マークが雌および雄コネク タが嵌合された状態で一定方向に沿って 配置されているものであり、判別手段が、 一方のコネクタハウジングに設けられた ２つのマークからの反射光をそれぞれ受 光する受光素子と、他方のコネクタハウ ジングに設けられた１つのマークからの 反射光を受光する受光素子を判別するも のであり、論理演算手段が上記一方のコ ネクタハウジングに設けられた２つのマ ークからの反射光を受光する受光素子相 互の間隔に対応する値またはその値を所 定倍したものを基準値として、上記両コ ネクタハウジングに設けられた各マーク からの反射光を受光する受光素子相互の 間隔に対応する値と比較するものである 上記特許請求の範囲第１項記載のコネク タの嵌合状態検出装置。 ３、マークが、コネクタを嵌合させる方向 に沿って配列された溝または突起であり、 イメージセンサが、各溝または突起を通 過する一平面上に光軸面を有する一次元 イメージセンサであり、照射手段が、各 溝または突起を通過し、かつ一次元イメ ージセンサの光軸面に対して所定角度で 交わる光軸面を有し、しかも照射手段は、 両光軸面と垂直な面上において照射手段 の光軸からそれるにつれて照射強度が減 衰する指向特性を有するものである上記 特許請求の範囲第１項記載のコネクタの 嵌合状態検出装置。