(57)【要約】【課題】導線の数が多い場合でも、導線を回路基板に容易かつ確実に接続することにより、組立作業性と信頼性を向上させることができる超音波送受信装置を得る。【解決手段】枠状または筒状の側板を有するホルダ２と、このホルダ２に保持された超音波センサと、これらの超音波センサにそれぞれリード５１、５２を介して接続されホルダ２の所定位置に保持された回路基板５とを有し、超音波の送信又は受信又は送受信を行う超音波装置において、回路基板５の接続部５６、５７に接続するリード５１、５２の端部に設けたコネクタ５５と、上記コネクタ５５を上記側板３２に仮止めするコネクタ仮止め部６１とを備える。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状または筒状の側板を有するホルダと、このホルダに保持された超音波センサを含む複数の電気部品と、これらの電気部品にそれぞれ導線を介して接続され上記ホルダの所定位置に保持された回路基板とを有し、超音波の送信又は受信又は送受信を行う超音波装置において、上記回路基板の接続部に接続する上記導線の端部に設けたコネクタと、上記コネクタを上記側板に仮止めするコネクタ仮止め部とを備えたことを特徴とする超音波装置。
【請求項２】
コネクタ仮止め部は、ホルダの側板から垂直に伸びてコネクタの両側面をそれぞれ押える複数の基部と、側板と略平行に延びてコネクタの前面側に位置し、コネクタの前後面を側板と協働して押えるアーム部と、側板と基部及びアーム部の少なくとも一方から延びて回路基板側とは反対の方向へのコネクタの移動を規制するストッパ部とを有することを特徴とする請求項１記載の超音波装置。
【請求項３】
コネクタ仮止め部は、コネクタの回路基板側への移動を規制する係止部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波装置。
【請求項４】
導線とコネクタの少なくとも一方に、その電線が接続された電気部品の特性を識別させる識別手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の超音波装置。
【請求項５】
識別手段は形状、色、文字および数字のうちの少なくとも一種としたことを特徴とする請求項４記載の超音波装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の障害物検知装置、後方監視装置、傾斜角度測定装置などに使用可能な超音波の送信又は受信又は送受信を行う超音波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両の障害物検知装置においては、車体の後部に固定されたリヤバンパの角部には凹所が形成されており、この凹所には超音波センサが水平方向に所定角度旋回自在にかつ格納自在に収容されている。超音波センサの上下面には、上記凹所内に旋回自在に支持するための支軸が固定されており、上方の支軸は中空パイプで構成され、送・受信部への導線がこの支軸の中を通して配線されている。（例えば実用新案文献１参照）
【０００３】
【実用新案文献１】
実公平１−４３６６２号公報（第２頁第３欄第２４行−同第２７行、および同第３欄第４４行−同第４欄第４行、並びに第１図および第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の障害物検知装置では、送信部と受信部にはそれぞれ２本ずつの導線が接続され、しかもこれらの導線は支軸の中を通して配線されている。このため、従来の障害物検知装置を組み立てる際には、送信部と受信部からの４本の導線を支軸の中に通す作業、支軸の中に通した導線の端部を例えば回路基板に接続する作業などが必要となっている。しかし、導線の数が少ない場合には問題はないが、近年の傾斜角度測定装置などでは超音波センサ、温度センサ、電源などからの多数の導線を回路基板に接続する必要があるので、導線の接続作業が容易でないばかりでなく、導線の接続位置を誤る可能性も大きく、組立作業性や信頼性が十分でないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、導線の数が多い場合でも、導線を回路基板に容易かつ確実に接続することにより、組立作業性と信頼性を向上させることができる超音波装置を得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超音波装置においては、枠状または筒状の側板を有するホルダと、このホルダに保持された超音波センサを含む複数の電気部品と、これらの電気部品にそれぞれ導線を介して接続されホルダの所定位置に保持された回路基板とを有し、超音波の送信又は受信又は送受信を行う超音波装置において、回路基板の接続部に接続する導線の端部に設けたコネクタと、コネクタを側板に仮止めするコネクタ仮止め部とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の超音波送受信装置を車両の傾斜角度測定装置に適用した場合の実施の形態１を示すものである。この発明の超音波送受信装置は車両の傾斜角度測定装置のほかに、後方監視装置、障害物検知装置などに適用できるので、超音波の送受信面は目的に応じた方向に向けられる。通常、斜角度測定装置では超音波の送受信面が下方に向けられるが、後方監視装置、障害物検知装置などでは任意の方向に向けられる。このようなことに鑑み、またこの発明の特徴を説明するために好都合であることから、この実施の形態１では超音波の送受信面を上方に向けた状態で図示している。
【０００８】
図１において、傾斜角度測定装置は、最下位に図示されているが車両側に配置されるケース本体１、このケース本体１の内部に配置されるホルダ２、このホルダ２に保持され超音波を路面に向けて送信するとともに路面で反射した超音波を受信する前後２つの超音波センサ（電気部品）３、４、同様にこれらの超音波センサ３、４の左右の片側にそれらと並列にホルダ２に保持された２つの超音波センサ３、４、ホルダ２の下部に組み付けられて４つの超音波センサ３、４と図示しない温度センサ（電気部品）を制御する回路基板５、およびホルダ２の上部を覆うようにケース本体１の外側に被せられるカバー６を備えている。これらのケース本体１、ホルダ２およびカバー６は組み立てられ、複数の固定ネジ７によって車体の底部に装着されるようになっている。そして、回路基板５はケーブル（電源線）８とコネクタ９を介して車両側と電気的に接続されるようになっている。
【０００９】
図２は傾斜角度測定装置の構成を示すものであり、超音波センサ３、４を除く機能が回路基板５に構成されている。すなわち、回路基板５には、特定の周波数パルスを生成して超音波センサ３、４にそれぞれ供給する送信回路１１、超音波センサ３、４で受信され電気信号に変換された周波数パルスから特定の周波数成分を取り出す受信回路（バンドパスフィルタ）１２ａ、１２ｂ、これらの受信回路１２ａ、１２ｂから取り出された受信波形を比較してそれらの位相差を生成する位相同期検波回路１３、および位相差に応じて路面Ｒに対する車両の傾斜角度を演算するとともに傾斜角度測定装置全体を制御する演算制御回路１４などの機能が備えられている。
【００１０】
再び図１に示すように、ケース本体１は、車両側に配置される略矩形の底板２１と、この底板２１の外周縁から上方に一体に延びる枠状または筒状の側板２２とを有している。底板２１と側板２２の隅部には凹部２３が形成され、底板２１と側板２２の長手方向の略中間にはそれぞれ凹部２４が形成されている。そして、凹部２４には固定ネジ７の座部２５が設けられ、座部２５にはネジ挿通穴２６が形成されている。
【００１１】
ホルダ２は例えば合成樹脂材料から成形され、天板（保持板）３１を有している。この天板３１の外周縁には、ケース本体１の側板２２の内側に配置される側板３２が設けられている。ホルダ２の側板３２の長手側の外面はケース本体１の側板２２の内面に接触可能とされ、ホルダ２の側板３２の短手側はケース本体１の側板２２から離されて配置されるようになっている。ホルダ２の天板３１と側板３２にも、ケース本体１の凹部２３、２４に対応する切欠部または凹部３３、３４が形成されている。ホルダ２の天板３１には超音波センサ３、４の超音波送受面を露出させる円形の窓部３５、３６と、温度センサを露出させる筒状突起３７が形成されている。天板３１の下面側には超音波センサ３、４を嵌合保持する図示しない筒部が形成されており、天板３１の上面には窓部３５、３６を囲むボス部３８、３９が形成されている。
【００１２】
カバー６はホルダ２の上に被せられる天板４１を有し、この天板４１の周縁から側板４２が下方に延び、この側板４２の内面はケース本体１の側板２２の外面に接触可能とされている。カバー６の天板４１および側板４２には、ケース本体１の凹部２３やホルダ２の凹部３３に対応する凹部４３が形成されている。凹部４３内には、カバー６を車両に固定するために使用される固定部４４が側板４２の下縁から凹部４３内に突設され、固定部４４には固定ネジ７を挿通するネジ挿通孔４５が形成されている。そして、天板４１の内面には、超音波センサ３、４の上面に略接触するように延びる４つのホーン部４６、４７が形成されている。
【００１３】
ここで、図３に示すように、例えば超音波センサ３に一端が接続されたリード（導線）５１、５２の他端には、接続ピン（接続端）５３、５４がそれぞれ接続されている。リード５１、５２と接続ピン５３、５４のそれぞれの接続部は、例えば絶縁性の合成樹脂などから成るコネクタ５５によって保護されている。コネクタ５５は例えば長方体形状とされ、左側面５５ａ、右側面５５ｂ、前面５５ｃ、後面５５ｄ、上面５５ｅおよび下面５５ｆを有している。回路基板５の短手側の一側縁近傍には、接続ピン５３、５４がそれぞれ接続される接続部５６、５７が設けられている。これらのリード５１、５２、接続ピン５３、５４、コネクタ５５および接続部５６、５７は、全ての超音波センサ３、４に対応して用意されている。
【００１４】
なお、図示はしないが、温度センサからのリードにも超音波センサ３、４からのリード５１、５２と同様な接続ピンとコネクタが設けられ、回路基板５にもそれらのための接続部が用意されている。また、ケーブル８のコネクタ９の反対側にも同様な構造の接続ピンとコネクタが設けられ、回路基板５にはそれらの接続ピンが接続される接続部が用意されている。
【００１５】
一方、図４に示すように、ホルダ２の側板３２の短手側には、コネクタ５５を仮止めするためのコネクタ仮止め部６１が設けられている。このコネクタ仮止め部６１において、側板３２にはリード５１、５２をホルダ２の内部から外部に通すための２つのすり割溝６２が形成されている。また、側板３２の外面には、すり割溝６２の左右の両側から垂直に延びてコネクタ５５の側面５５ａ、５５ｂを押える３つの板状の基部６３、各基部６３の端部から右側に側板３２と平行に延びてコネクタ５５の前面５５ｃ側に位置するアーム部６４、および各アーム部６４の端部から側板３２側に畝状に突出してコネクタ５５の前面５５ｃの略中間を押える押圧突起６５とから構成されている。ただし、最右端の基部６３にはアーム部６４が設けられていない。
【００１６】
そして、コネクタ仮止め部６１では、コネクタ５５の上面５５ｅを押えるための３つのストッパ部６６が、基部６３の上面から水平に延びている。３つのストッパ部６６のうち、最左端のストッパ部６６と最右端のストッパ部６６は片側のコネクタ５５の上面５５ｅのみを押える形状とされ、それらのストッパ部６６の間に位置するストッパ部６６は、両側のコネクタ５５の上面５５ｅを押える形状とされている。
【００１７】
なお、この実施の形態１では４つの超音波センサ３、４のための４つのコネクタ５５が用意されているので、上記コネクタ仮止め部６１の右側にもう一つのコネクタ仮止め部６１が同一直線上に設けられている。また、図示はしないが、温度センサ用およびケーブル８用のコネクタ仮止め部が、上記コネクタ仮止め部６１の反対側において側板３２に設けられている。ただし、温度センサ用のコネクタ仮止め部は、上記コネクタ仮止め部６１と同一直線上に設けることができる。
【００１８】
このような傾斜角度測定装置を組み立てる際には、超音波センサ３、４をホルダ２の筒部に押し込んで固定する。次に、図５に示すようにリード５１、５２をホルダ２のすり割溝６２に通しながら、コネクタ５５をコネクタ仮止め部６１の下方からコネクタ仮止め部６１の内側に押し込む。これにより、コネクタ５５の両側面５５ａ、５５ｂが隣接する基部６３に対してそれぞれ摺動するとともに、コネクタ５５の前後面５５ｃ、５５ｄが押圧突起６５と側板３２に対して摺動する。このとき、アーム部６４は外方へ撓みながらコネクタ５５を受け入れ、その弾発力が押圧突起６５を介してコネクタ５５を押圧する。そして、コネクタ５５の上面５５ｅがストッパ部６６に当接した時点でコネクタ５５の移動が停止し、コネクタ５５のコネクタ仮止め部６１への組付が完了する。
【００１９】
図６に示すように、全てのコネクタ５５をコネクタ仮止め部６１で仮止めした後に、回路基板５をホルダ２の下方に支持し、コネクタ５５と一体の接続ピン５３、５４を回路基板５の接続部５６、５７に整合させる。次に、図７に示すように、ホルダ２と回路基板５を押し付け、接続ピン５３、５４と接続部５６、５７を接続し、それらを一括して半田付けする。そして、回路基板５を組み付けたホルダ２をケース本体１内に嵌め込み、ホルダ２の上からカバー６をケース本体１の外側に被せて傾斜角度測定装置の組立を完了する。
【００２０】
このように組み立てた傾斜角度測定装置は、超音波センサ３、４の超音波の送受信面を下方に向けて車両の底部に設置して使用する。この傾斜角度測定装置の動作時には、図２に示すように、演算制御回路１４は送信回路１１に対して間欠的な指令を送信する。送信回路１１は、演算制御回路１４からの指令に応じて特定の周波数パルスを生成して超音波センサ３、４に供給する。超音波センサ３、４は、それぞれ同位相の超音波Ａ、Ｂを路面Ｒに向けて送信する。これらの超音波Ａ、Ｂは路面Ｒに当たって反射し、この路面Ｒによって反射した超音波Ｃ、Ｄは超音波センサ３、４によって受信される。
【００２１】
超音波Ｃ、Ｄを受信した超音波センサ３、４は、超音波Ｃ、Ｄに応じた周波数パルスの電気信号に変換し、受信回路１２ａ、１２ｂを通じて位相同期検波回路１３にそれぞれ伝送する。位相同期検波回路１３は、受信回路１２ａ、１２ｂから取り出された周波数パルスの受信波形を比較する。したがって、車両と路面Ｒが平行であれば、超音波センサ３、４は超音波Ｃ、Ｄを同タイミングで受信するので、それらの位相は同位相となる。車両が路面Ｒに対して前傾状態であれば、超音波センサ３は超音波センサ４よりも早く反射波を受信し、超音波Ｃ、Ｄの位相は超音波センサ３の方が進んでいる。そして、車両が路面Ｒに対して後傾状態であれば、超音波センサ３は超音波センサ４よりも遅く反射波を受信し、超音波Ｃ、Ｄの位相は超音波センサ３の方が遅れている。なお、左右方向の傾斜角度も同様に測定される。
【００２２】
この実施の形態１によれば、コネクタ５５をコネクタ仮止め部６１に仮止めし、回路基板５とホルダ２を組み付けるだけで、超音波センサ３、４の接続ピン５３、５４と回路基板５の接続部５６、５７とを電気的に接続できるので、リード５１、５２の数が多い場合でも、それらを回路基板５に容易かつ確実に接続でき、組立作業性と信頼性を向上させることができる。そして、ホルダ２を天板３１と側板３２から構成し、コネクタ仮止め部６１を側板３２の外面に設けたので、コネクタ５５の仮止め作業やコネクタ５５の位置の確認が容易になり、組立作業性と信頼性を向上させるために役立つ。
【００２３】
また、コネクタ仮止め部６１は長方体形状のコネクタ５５の下面５５ｆを除く５面５５ａ〜５５ｅを押えるので、コネクタ５５をホルダ２に揺動させることなく仮止めすることができ、リード５１、５２の接続ピン５３、５４と回路基板５の接続部５６、５７との位置を正確に合わせることができる。そして、コネクタ５５をコネクタ仮止め部６１に押し込む際に、コネクタ５５と押圧突起６５が少ない面積で接触するうえに、コネクタ５５がアーム部６４を撓ませながら移動するので、コネクタ５５を押し込むための力を減少させることができ、コネクタ５５を所定位置に押し込んだ後はアーム部６４の弾発力によってコネクタ５５を挟持できる。
【００２４】
さらに、ホルダ２の側板３２にリード５１、５２を外部に導くためのすり割溝６２を設けたので、ホルダ２と回路基板５の間に隙間を残すことはない。そして、温度センサからのリードと回路基板５との接続構造、および電源線であるケーブル８と回路基板５との接続構造も、超音波センサ３、４からのリード５１、５２と回路基板５との接続構造と同様にしたので、温度センサやケーブル８も回路基板５に容易かつ確実に接続できる。
【００２５】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による傾斜角度測定装置のコネクタ仮止め部６１Ａを示すものである。このコネクタ仮止め部６１Ａでは、コネクタ５５の下方への移動を規制する係止突起（係止部）６７が基部６３の下端部に設けられている。すなわち、コネクタ仮止め部６１Ａの所定位置に押し込まれたコネクタ５５の下面５５ｆを係止する係止突起６７が、コネクタ５５の下面５５ｆの両側縁をそれぞれ係止するように、基部６３の下端部から内方に突出するように形成されている。係止突起６７の下面側には、コネクタ５５をガイドするための傾斜面６７ａが設けられ、その他の構成は実施の形態１の構成と同様とされている。
【００２６】
この実施の形態２では、実施の形態１と同様な効果が得られるうえに、コネクタ仮止め部６１Ａの所定位置に押し込まれたコネクタ５５の下方への移動を係止突起６７によって防止することができる。また、コネクタ５５を基部６３の間に係止突起６７の傾斜面６７ａによって容易にガイドすることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３による傾斜角度測定装置の色付リード（導線）７１、７２とコネクタ５５を示すものである。この実施の形態３では、実施の形態１のリード５１、５２が超音波センサ３、４の特性を識別できる色付リード７１、７２とされている。また、コネクタ５５の上面５５ｅには、超音波センサ３、４の情報が記されたラベル（識別手段）７３、７４が貼付されている。これらのラベル７３、７４の情報には色、文字、数字などが使用されている。そして、この実施の形態３のその他の構成は実施の形態１の構成と同様とされている。
【００２８】
この実施の形態３では、色付リード７１、７２の色やラベル７３、７４の情報によって超音波センサ３、４の特性を容易に確認することが可能となり、超音波センサ３、４の接続ピン５３、５４と回路基板５の接続部５６、５７との位置を間違えることはなく、組立作業性と信頼性をさらに向上させることができる。なお、各電機部品に接続されたコネクタの形状を各々変形させれば、誤組付けの回避はより確実になる。
【００２９】
ところで、上記説明では、コネクタ５５の形状を長方体状とし、コネクタ仮止め部６１、６１Ａをコネクタ５５に対応する形状としたが、コネクタ５５の形状は制約されるものではなく、コネクタ仮止め部６１、６１Ａの形状はコネクタ５５の形状に対応させればよい。また、２つのコネクタ５５を仮止めするコネクタ仮止め部６１、６１Ａを２個所に分けて設けたが、４つのコネクタ５５を分けることなく一列に連続して設けることも可能である。さらに、路面Ｒに対する車両の傾斜角度を超音波の位相差に応じて測定することについて説明したが、時間差などその他の方式で測定する場合にもこの発明を適用できることは言うまでもない。また、上記説明では、超音波の送受信を行う装置について説明したが、送信のみ、受信のみを行う装置に用いることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回路基板の接続部に接続する導線の端部に設けたコネクタと、上記コネクタをホルダの側板に仮止めするコネクタ仮止め部とを備えたので、導線の数が多い場合でも、導線を回路基板に容易かつ正確に接続でき、組立作業性と信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置を示す分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置の回路基板の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置の回路基板とコネクタの関係を示す要部拡大斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置のホルダの要部拡大斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置のホルダに一つのコネクタを仮止めした状態を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置のホルダに全てのコネクタを仮止めし、ホルダと回路基板の位置を整合させた状態を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１による傾斜角度測定装置のホルダと回路基板を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態２による傾斜角度測定装置のコネクタ仮止め部を示す部分断面斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態３による傾斜角度測定装置のリードとコネクタを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ケース本体、２  ホルダ、３，４  超音波センサ、５  回路基板、６  カバー、８  ケーブル（電源線）、３１  天板（保持板）、３２  側板、５１，５２  リード（導線）、５３，５４  接続ピン（接続端）、５５  コネクタ、５６，５７  接続部、６１，６１Ａ  コネクタ仮止め部、６２  すり割溝、６３  基部、６４  アーム部、６５  押圧突起（突起部）、６６  ストッパ部、６７  係止突起（係止部）、７１，７２  色付リード（導線）、７３，７４  ラベル（識別手段）。
【図１】
2004150817.tif 000003
【図２】
2004150817.tif 000004
【図３】
2004150817.tif 000005
【図４】
2004150817.tif 000006
【図５】
2004150817.tif 000007
【図６】
2004150817.tif 000008
【図７】
2004150817.tif 000009
【図８】
2004150817.tif 000010
【図９】
2004150817.tif 000011