JP2013013000A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内への収納工程でアンテナの損傷を防止することが可能な通信装置を提供する。
【解決手段】通信装置１００は、上側部材１ａおよび下側部材１ｂからなるケース１の内部空間に収納される、配線基板２と、アンテナ３と、保護カバー４とを備える。アンテナ３には、配線基板２に対して平行な平行部３ａと、配線基板２に対して垂直であって配線基板２に電気的に接続される垂直部３ｂとが設けられている。保護カバー４には、アンテナ３を配線基板２と反対側から覆うアンテナ被覆部４ａと、アンテナ３の平行部３ａを保持するアンテナ保持部４ｂと、アンテナ被覆部４ａから延びて配線基板２に固定される脚部４ｃとが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、配線基板とアンテナをケース内に収納した通信装置に関する。

通信装置には、配線基板とアンテナをケース内に収納して保護するものがある（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１では、アンテナ（放電素子）が実装された配線基板（アンテナ基板）を、上側部材（レドーム）と下側部材（グランド板）を組み立てて形成したケースの内部空間に収納している。

特許文献２の「従来の技術」に記載されている受信装置では、樹脂製のホルダーにアンテナ線を巻き付けてアンテナを形成し、ホルダーを配線基板に固定して、アンテナ線の一方端の延長部を配線基板にはんだ付けしている。そして、その配線基板を、上側部材（ケース）と下側部材（カバー）を組み立てて形成したケースの内部空間に収納している。

また、特許文献２の「実施の形態」に記載されている受信装置では、アンテナのループ部を上側部材の内底面に装着し、配線基板を上側部材内に入れて保持するとともに、アンテナの延長部と配線基板のアンテナ接続部とをはんだ付けまたは擬似コンデンサにより電気的に接続している。そして、そのアンテナと配線基板を、上側部材と下側部材を組み立てて形成したケースの内部空間に収納している。

しかしながら、特許文献１と、特許文献２の「従来の技術」に記載されている構造では、配線基板上でアンテナが露出しているので、ケースを組み立ててアンテナと配線基板をケース内に収納する工程において、アンテナが傷ついたり曲がったりして損傷するおそれがある。

また、特許文献２の「実施の形態」のような構造では、配線基板を上側部材内に収納するときに、アンテナが配線基板に隠れるので、アンテナの延長部が傷ついたり曲がったりして損傷するおそれがある。

アンテナが損傷すると、電波の受信特性が変化してしまい、電波を正常に受信して処理できなくなることがある。

特開２０００−２２４３１号公報 特許第３８７３５９６号公報

本発明の課題は、ケース内への収納工程でアンテナが損傷するのを防止することが可能な通信装置を提供することである。

本発明に係る通信装置は、上側部材および下側部材から構成されるケースの内部空間に収納される配線基板とアンテナとを備えた通信装置であって、アンテナは、配線基板に対して平行な平行部と、配線基板に対して垂直であって配線基板に電気的に接続される垂直部とを有する。そして、通信装置は、アンテナを配線基板と反対側から覆うアンテナ被覆部と、アンテナの平行部を保持するアンテナ保持部と、アンテナ被覆部から延びて配線基板に固定される脚部とが設けられた保護カバーを備える。

上記のような構成にすることによって、配線基板上に実装されたアンテナが、配線基板上に固定された保護カバーにより、配線基板と反対側から覆われて保護される。このため、ケースの上側部材と下側部材を組み立てて、アンテナと配線基板をケース内へ収納する工程において、アンテナが損傷するのを防止することができる。

また、本発明では、上記の通信装置において、アンテナの垂直部の付近に配置され、配線基板に垂直姿勢で実装される電子部品を備え、保護カバーに、電子部品を配線基板と反対側から覆う部品被覆部を設けるようにしてもよい。

また、本発明では、上記の通信装置において、電子部品は、アンテナで受信した信号を処理する回路が設けられた処理基板であってもよい。

また、本発明では、上記の通信装置において、保護カバーの部品被覆部に、処理基板の配線基板と反対側の端部を臨む開口部を設けるようにしてもよい。

さらに、本発明では、上記の通信装置において、保護カバーのアンテナ保持部は、線対称な形状を有する２種類のアンテナを択一的に保持可能であり、保護カバーのアンテナ被覆部は、各アンテナのいずれが用いられた場合でも該アンテナを覆い、保護カバーの部品被覆部は、各アンテナの垂直部の付近に配置される処理基板を覆うように２箇所設けられていてもよい。

本発明によれば、配線基板上でアンテナが保護カバーに覆われて保護されるため、ケース内への収納工程でアンテナが損傷するのを防止することが可能な通信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による通信装置の分解状態の斜視図である。 通信装置の組立状態の断面図である。 アンテナと保護カバーの斜視図である。 アンテナの保護カバーへの装着状態を示す図である。 保護カバーのアンテナ保持部とアンテナの保持状態を示す図である。 保護カバーの脚部の配線基板への固定状態を示す断面図である。 保護カバーの部品被覆部付近の拡大断面図である。 図３のアンテナと線対称なアンテナの斜視図である。 図８のアンテナの保護カバーへの装着状態を示す図である。 図８のアンテナを用いた通信装置の組立状態の断面図である。

まず、本発明の一実施形態による通信装置１００の構成を説明する。

図１は、通信装置１００の分解状態を示す斜視図である。図２は、通信装置１００の組立状態を示す断面図である。

通信装置１００は、車両のドア錠の開閉を遠隔操作する遠隔制御装置に使用される受信機である。通信装置１００は、ケース１、配線基板２、アンテナ３、保護カバー４、および処理基板５を備えている。処理基板５は、本発明の「電子部品」の一例である。

ケース１は、箱状の上側部材１ａと下側部材１ｂとから構成される。上側部材１ａの外側面には、ロック突起１ｃが設けられている。下側部材１ｂの外側面には、ロック孔１ｄが設けられている。

上側部材１ａと下側部材１ｂを上下から合わせて、ロック孔１ｄにロック突起１ｃを嵌め込むことにより、ケース１は組み立てられる。ケース１は、図２に示すように、上側部材１ａと下側部材１ｂとで形成される内部空間に、配線基板２とアンテナ３と保護カバー４と処理基板５とを収納する。

配線基板２には、制御基板６が実装されている。制御基板６には、車両のドア錠の開閉を制御する回路などが実装されている。

また、配線基板２には、複数のコネクタ７が実装されている。各コネクタ７には、ハーネスが装着される（図示省略）。ケース１の上側部材１ａと下側部材１ｂには、ハーネスを挿し込む凹部１ｅ、１ｆが設けられている。

通信装置１００は、コネクタ７に装着されたハーネスにより、車両に備わる制御装置やドア錠の開閉を行う駆動装置などと電気的に接続される（図示省略）。

配線基板２には、アンテナ３と処理基板５が実装される。アンテナ３は、図示しない送信機から送信された高周波の電波を受信する。処理基板５には、アンテナ３で受信した電波信号を処理する回路などが実装されている。

電波信号を処理する信号処理回路は、素子や配線の配置の仕方によって、特性が大きく異なる。そのため、信号処理回路をメインの配線基板２に組み込んでしまうと、素子の追加や配線の変更などを行う場合には、信号処理回路での特性を考慮しながら、配線基板２全体での大規模な設計変更と特性の確認試験が必要となる。

然るに、本実施形態では、メインの配線基板２とは別体のサブの処理基板５に、信号処理回路を設けているので、処理基板５だけで信号処理回路の変更と特性の確認試験を容易に行うことができる。また、使用される国、環境、車両、およびグレードなどの違いによる、信号処理回路の素子、配線、および機能の変更と追加に対して、処理基板５だけで容易に対応することができる。また、配線基板２や処理基板５に汎用性を持たせることができる。

処理基板５には、図１に示すように、複数のリード端子５ａが下方へ突出するように設けられている。各リード端子５ａは、配線基板２に列状に設けられた複数のスルーホール２ａのそれぞれに挿入されて、図２に示すように、はんだ付けにより配線基板２に電気的に接続される。

リード端子５ａがはんだ付けされることにより、処理基板５は配線基板２に垂直姿勢で実装される。このように処理基板５を実装するのは、配線基板２上での処理基板５の占有スペースを小さくするためと、電波の受信感度を上げるためである。

図３は、アンテナ３と保護カバー４の斜視図である。図４は、アンテナ３の保護カバー４への装着状態を示す図である。

アンテナ３は、金属製の線材で形成されている。アンテナ３には、配線基板２に対して平行な平行部３ａと、配線基板２に対して垂直な垂直部３ｂとが設けられている（図１および図２参照）。

アンテナ３の平行部３ａはＳ字形に曲げられている。垂直部３ｂは、図１に示すように、配線基板２に設けられたスルーホール２ｂに挿入されて、図２に示すように、配線基板２にはんだ付けにより電気的に接続される。垂直部３ｂの付近には、処理基板５が配置されている。アンテナ３の形状および向き、並びに処理基板５の配置は、電波の受信感度を上げるように設計されている。

保護カバー４は、合成樹脂で形成されている。保護カバー４には、図３に示すように、アンテナ被覆部４ａ、アンテナ保持部４ｂ、脚部４ｃ、および部品被覆部４ｄが設けられている。アンテナ３は、図３におよび図４に示すような向きで保護カバー４に装着される。

保護カバー４のアンテナ被覆部４ａは、図１および図２に示すように、配線基板２と平行に拡がっている。アンテナ被覆部４ａは、アンテナ３を配線基板２と反対側から覆う。

図４に示すように、アンテナ被覆部４ａには、アンテナ保持部４ｂが８箇所設けられている。そのうち、６箇所のアンテナ保持部４ｂでアンテナ３の平行部３ａが保持される。

図５は、保護カバー４のアンテナ保持部４ｂとアンテナ３の保持状態を示す図である。図５（ａ）に示すように、アンテナ保持部４ｂは、１対のアーム４ｇと、該アーム４ｇの前後に設けられた受台４ｈとから構成されている。

アンテナ３の平行部３ａを一対のアーム４ｇの先端の傾斜面４ｊに押し当てると、アーム４ｇ同士の先端の間隔が広がって、平行部３ａがアーム４ｇの凸部４ｋ間を通り抜ける。そして、図５（ｂ）に示すように、アンテナ３の平行部３ａが、受台４ｈに受け止められて、アーム４ｇ間に挟み込まれて保持される。

保護カバー４の脚部４ｃは、図３に示すように、３箇所設けられていて、アンテナ被覆部４ａから垂直に延びている。脚部４ｃの先端部４ｔはくびれて、そこから先が先細りに形成されている。脚部４ｃの先端から中央にかけて、スリットが形成されている。

図１に示すように、配線基板２に３箇所設けられた貫通孔２ｃに、保護カバー４の各脚部４ｃを先端部４ｔから圧入すると、先端部４ｔの先細り部分が、窄んで貫通孔２ｃを通り抜ける。その後、図６に示すように、先端部４ｔの先細り部分は広がって、貫通孔２ｃの縁に引っ掛かる。

図６は、保護カバー４の脚部４ｃの配線基板２への固定状態を示す図である。保護カバー４の各脚部４ｃが、図６に示すように、配線基板２に固定されることにより、保護カバー４が、図２に示すような向きで配線基板２上に装着される。

保護カバー４の部品被覆部４ｄは、図３および図４に示すように、アンテナ被覆部４ａの側方に２箇所設けられている。そのうち、アンテナ３の垂直部３ｂの付近に配置された部品被覆部４ｄが、図２に示すように、配線基板２上に垂直姿勢で取り付けられた処理基板５を、配線基板２と反対側から覆う。

各部品被覆部４ｄには、図１および図４に示すように、開口部４ｅが設けられている。

図７は、部品被覆部４ｄ付近の拡大断面図である。図７に示すように、配線基板２に保護カバー４と処理基板５が装着された状態では、部品被覆部４ｄの開口部４ｅから処理基板５の配線基板２と反対側の端部の一部が臨める。

保護カバー４は、アンテナ３とは別の、図８に示すアンテナ３’にも対応できる構造となっている。図８は、アンテナ３’の斜視図である。アンテナ３’とアンテナ３は、線対称な形状をしている（図８および図３参照）。

図９は、アンテナ３’の保護カバー４への装着状態を示す図である。アンテナ３’は、図９に示すような向きで保護カバー４に装着される。アンテナ３’の平行部３ａは、保護カバー４の６箇所のアンテナ保持部４ｂで保持される。すなわち、保護カバー４のアンテナ保持部４ｂは、線対称な形状を有する２種類のアンテナ３、３’を択一的に保持可能となっている。

図１０は、アンテナ３’を用いた通信装置１００の組立状態の断面図である。保護カバー４は、図１０に示すような向きで配線基板２’上に装着される。保護カバー４のアンテナ被覆部４ａは、アンテナ３’を配線基板２’と反対側から覆う。

処理基板５は、アンテナ３’の垂直部３ｂの付近に配置される。配線基板２’には、アンテナ３’に対応するように、アンテナ３’の垂直部３ｂと処理基板５のリード端子５ａをそれぞれはんだ付けするための、スルーホール２ａ、２ｂが設けられている。垂直部３ｂとリード端子５ａは、図１０に示すように、配線基板２’にはんだ付けにより電気的に接続される。

アンテナ３’の垂直部３ｂの付近に配置された部品被覆部４ｄは、配線基板２’上に立つように実装された処理基板５を、配線基板２’と反対側から覆う。その部品被覆部４ｄの開口部４ｅからは、処理基板５の配線基板２’と反対側の端部の一部が臨める。

保護カバー４は、アンテナ３、３’のいずれが用いられた場合でも、該アンテナをアンテナ被覆部４ａで覆って保護し、該アンテナの平行部３ａをアンテナ保持部４ｂで保持する。また、保護カバー４は、各アンテナの垂直部３ｂの付近に配置される処理基板５を、該付近にある部品被覆部４ｄで覆って保護する。

通信装置１００の組立工程において、処理基板５の表面が損傷すると、電波の受信感度や電波信号の処理特性が変化してしまい、電波を正常に受信して処理できなくなることがある。このため、部品被覆部４ｄを設けて、組立工程で処理基板５に損傷を与えないようにすることは重要である。

電波の受信感度は、アンテナ３、３’の向きや、通信装置１００が搭載される車両の総合的な環境に影響を受ける。然るに、本実施形態では、線対称な形状をした２種類のアンテナ３、３’を択一的に使用して、電波を受信する向きを変えることができる。このため、車両の総合的な環境に応じて、アンテナ３、３’のいずれかを選択して、電波の受信感度を上げることができる。

次に、通信装置１００の組立手順を説明する。本例では、配線基板２とアンテナ３を用いるが、配線基板２’とアンテナ３’を用いた場合も同様である。

まず、制御基板６とコネクタ７が実装された配線基板２のスルーホール２ａに、処理基板５のリード端子５ａを挿入する。また、アンテナ３の平行部３ａを保護カバー４の内側のアンテナ被覆部４ａに近づけて、図４に示すように、６箇所のアンテナ保持部４ｂで平行部３ａを保持する。

そして、アンテナ３の垂直部３ｂの付近にある部品被覆部４ｄで処理基板５を覆うように、保護カバー４を配線基板２に近づけて、配線基板２のスルーホール２ｂに、アンテナ３の垂直部３ｂを挿入する。また、配線基板２の貫通孔２ｃに、保護カバー４の脚部４ｃの先端部４ｔを圧入して、脚部４ｃを配線基板２に固定する。

そして、図２に示すように、アンテナ３の垂直部３ｂを配線基板２にはんだ付けする。また、処理基板５のリード端子５ａを配線基板２にはんだ付けする。その際、図７（ａ）に２点鎖線で示すように、処理基板５が配線基板２に対して傾くのを防ぐため、図７（ｂ）に示すように、部品被覆部４ｄの開口部４ｅから治具８を挿入して、該治具８で処理基板５を保持する。

リード端子５ａを配線基板２にはんだ付けした後、治具８を開口部４ｅから抜き去る。そして、開口部４ｅから覗いて、配線基板２に対する処理基板５の傾きが許容範囲内かどうかを確認する。

配線基板２に対する処理基板５の傾きが大きすぎると、電波の受信感度や電波信号の処理特性が変化してしまい、電波を正常に受信して処理できなくなることがある。このため、開口部４ｅを設けて、通信装置１００の組立工程において、処理基板５の傾きを目視にて確認することは重要である。

ここまでの手順で、保護カバー４が配線基板２に装着され、アンテナ３と処理基板５が、配線基板２に実装されて、保護カバー４で覆われて保護された状態となる。

その後、配線基板２をケース１の上側部材１ａ内または下側部材１ｂ内に入れて、該部材の内壁に設けられたリブやボス（図示省略）で配線基板２を支持し、該部材にねじなど（図示省略）で配線基板２を固定する。そして、上側部材１ａと下側部材１ｂを嵌め合わせて、ケース１を組み立てる。

上記の手順により、配線基板２、アンテナ３、保護カバー４、および処理基板５が、図２に示すように、ケース１の内部空間に収納された状態となる。

次に、通信装置１００の動作を説明する。本例でも、配線基板２とアンテナ３を用いるが、配線基板２’とアンテナ３’を用いた場合も同様である。

送信機（図示省略）から送信された電波信号をアンテナ３で受信すると、処理基板５の回路が、その電波信号を処理して、必要な周波数（たとえばＵＨＦ帯域）の信号を抽出し、配線基板２へ出力する。

配線基板２の回路は、処理基板５から入力された信号より、送信機のＩＤを含む制御信号を検出して、車両の制御装置へ送信する。制御装置では、通信装置１００から送信された制御信号に含まれるＩＤと、予め記憶されたＩＤとの照合が行われ、その結果を通信装置１００へ送信する。

そして、配線基板２の回路は、ＩＤが合致したことを示す信号を制御装置から受信すると、ドア錠の開閉をコントロールする信号を駆動装置に送信する。駆動装置では、通信装置１００から受信したコントロール信号に応じて、ドア錠の開閉を行う。

本実施形態では、上記のように、配線基板２、２’上に実装されたアンテナ３、３’が、配線基板２、２’上に固定された保護カバー４のアンテナ被覆部４ａにより、配線基板２、２’と反対側から覆われて保護される。このため、ケース１の上側部材１ａと下側部材１ｂを組み立てて、各部品２〜５をケース内１へ収納する工程において、アンテナ３、３’が損傷するのを防止することができる。

また、本実施形態では、配線基板２、２’上に垂直姿勢で実装された処理基板５が、保護カバー４の部品被覆部４ｄにより配線基板２、２’と反対側から覆われて保護される。このため、ケース１内への収納工程において、処理基板５が損傷したり傾いたりするのを防止することができる。

また、本実施形態では、保護カバー４の部品被覆部４ｄに開口部４ｅを設けている。このため、保護カバー４を配線基板２、２’に装着するときに、開口部４ｅから処理基板５の位置を確認しながら、部品被覆部４ｄを処理基板５に被せることができる。これにより、処理基板５が損傷したり傾いたりするのを防止することができる。また、配線基板２、２’に対する処理基板５の傾きを、開口部４ｅから目視にて確認することができる。

また、従来は、処理基板を配線基板に垂直に取り付けるにあたり、はんだ付けの前に、処理基板のリード端子を専用の機械で曲げて、配線基板に仮止めしていた。然るに、本実施形態では、部品被覆部４ｄの開口部４ｅから治具８を挿入し、該治具８で処理基板５を配線基板２、２’に垂直に保持した状態で、はんだ付けをすることができる。このため、処理基板５のリード端子５ａを曲げる工程と、該工程で用いていた専用の機械が不要となり、それらにともなうコストを削減することができる。

また、本実施形態では、部品被覆部４ｄの開口部４ｅが処理基板５の一部を臨めるくらいに小さく形成されている。このため、ケース１内への収納工程において、処理基板５を傾けるような異物が、開口部４ｅから進入するのを防止することができる。

また、本実施形態では、線対称な形状のアンテナ３、３’のいずれが用いられた場合でも、該アンテナと処理基板５とを保護カバー４で覆って保護する。このため、車両の総合的な環境に応じて、いずれかのアンテナ３、３’を選択して、受信感度を上げつつ、ケース１内への収納工程において、アンテナ３、３’と処理基板５が損傷したり傾いたりするのを防止することができる。

さらに、本実施形態では、ケース１内への収納工程において、アンテナ３、３’と処理基板５の損傷と傾きが防止されるので、電波の受信特性と受信感度と信号処理特性が変化することはなく、電波を正常に受信して処理することが可能となる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、アンテナ３、３’の垂直部３ｂをはんだ付けにより配線基板２、２’に電気的に接続した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、アンテナの垂直部と配線基板とにそれぞれ電極を設けて、その電極同士を接触させることにより、垂直部と配線基板を電気的に接続するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、アンテナ３、３’の平行部３ａがＳ字形に形成された例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、アンテナの平行部はループ状や渦巻き状などに形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、処理基板５を保護カバー４の部品被覆部４ｄで覆った例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、アンテナの垂直部の付近で配線基板に垂直姿勢で実装される、その他の基板や素子などの電子部品を、保護カバーの部品被覆部で覆うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、通信装置１００として受信機を例に挙げたが、本発明は、送信機にも適用が可能である。さらに、上記実施形態では、車両のドア錠の開閉を遠隔操作する遠隔制御装置に使用される通信装置に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、他の用途の通信装置にも適用することができる。

１ ケース
１ａ 上側部材
１ｂ 下側部材
２、２’ 配線基板
３、３’ アンテナ
３ａ 平行部
３ｂ 垂直部
４ 保護カバー
４ａ アンテナ被覆部
４ｂ アンテナ保持部
４ｃ 脚部
４ｄ 部品被覆部
４ｅ 開口部
５ 処理基板（電子部品）
１００ 通信装置

Claims (5)

1. 上側部材および下側部材から構成されるケースの内部空間に収納される配線基板とアンテナとを備えた通信装置において、
   前記アンテナは、前記配線基板に対して平行な平行部と、前記配線基板に対して垂直であって前記配線基板に電気的に接続される垂直部と、を有し、
   前記アンテナを前記配線基板と反対側から覆うアンテナ被覆部と、前記アンテナの前記平行部を保持するアンテナ保持部と、前記アンテナ被覆部から延びて前記配線基板に固定される脚部と、が設けられた保護カバーを備えた、ことを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置において、
   前記アンテナの前記垂直部の付近に配置され、前記配線基板に垂直姿勢で実装される電子部品を備え、
   前記保護カバーに、前記電子部品を前記配線基板と反対側から覆う部品被覆部を設けた、ことを特徴とする通信装置。
3. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記電子部品は、前記アンテナで受信した信号を処理する回路が設けられた処理基板である、ことを特徴とする通信装置。
4. 請求項３に記載の通信装置において、
   前記保護カバーの前記部品被覆部に、前記処理基板の前記配線基板と反対側の端部を臨む開口部を設けた、ことを特徴とする通信装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の通信装置において、
   前記保護カバーの前記アンテナ保持部は、線対称な形状を有する２種類のアンテナを択一的に保持可能であり、
   前記保護カバーの前記アンテナ被覆部は、前記各アンテナのいずれが用いられた場合でも該アンテナを覆い、
   前記保護カバーの前記部品被覆部は、前記各アンテナの前記垂直部の付近に配置される前記処理基板を覆うように２箇所設けられている、ことを特徴とする通信装置。

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