JP2014120855A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの大きさや形状に変更が生じても、制御基板等の主要な部品を収納するための筐体構造を変更することなく、余計な経費の発生を抑えることができ、短納期での製品化が可能な無線装置を提供する。
【解決手段】一面に開口部を有する箱型形状で、内部に少なくとも制御基板とＲＦユニットとを層状に収納する第１のケースと、アンテナを収納すると共に、第１のケースの開口部と結合し、ＲＦユニットとアンテナとの間で電気的な接続を行うための穴部を設ける第２のケースと、第２のケースの外周部と結合し、アンテナを収納する第１のカバーと、を有し、第１のケースの固定形状の開口部が第２ケースの固定形状の穴部に結合し、アンテナの形状に合わせて形状変更可能な第２のケースの外周部がアンテナの形状に合わせて形状変更可能な第１のカバーと結合し、第１ケース、第２ケース、及び第１のカバーとが一体構造となることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線装置に関し、特に、屋外に設置され通信周波数帯が準ミリ波帯、ミリ波帯等または光通信等で使用されるペンシルビーム特性等の指向性を有するアンテナを備えた無線通信装置に関する。

通信事業者の通信網や加入者系無線装置および自営回線用の無線装置は、周波数の有効利用と広帯域システムの特性から、周波数が比較的潤沢な準ミリ波帯、ミリ波帯等が多く、また、光通信等も使われている。特に前者の無線装置のアンテナは、高い利得が得られるペンシルビーム特性を有するパラボラアンテナや複数のアンテナ単位素子をアレイ状に配置した平面アンテナが使われている。（特許文献１参照）

ここで、上記無線装置の構成について、図６及び図７を参照して説明する。
図６は、従来の無線装置の一例を示す斜視図であり、（ａ）は前方斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。また、図７は、図６の無線装置の構成を示す分解斜視図である。

図７に示すように、従来の無線装置１００は、前方に開口部を有し、開口部周囲に凹条１０１ａを設けた、例えば、アルミ合金等でできた箱型の金属ケース１０１と、金属ケース１０１の内部にネジ止めした制御基板１０２と、金属ケース１０１の凹条１０１ａに予め取り付けた防水パッキンＡ１０３と、ＲＦユニット１０４と、平面アンテナ１０５と、後方に開口部を有し、開口部周囲に金属ケース１０１の凹条１０１ａと合致する図示しない凸条を設けた樹脂レドーム１０６とから構成されている。
また、無線装置１００を組み立てる場合、金属ケース１０１内部に設けた雌ネジを有する複数のボスに、ＲＦユニット１０４の周囲に設けた複数の取付穴の位置を合わせ、図示しない雄ネジで螺合する。次に、金属ケース１０１内部に設けた雌ネジを有する複数のボスに、平面アンテナ１０５の周囲に設けた取付穴の位置を合わせ、図示しない雄ネジで螺合する。最後に、金属ケース１０１の凹条１０１ａに樹脂レドーム１０６の凸条を嵌入し、樹脂レドーム１０６の後方に設けた図示しない雌ネジを有する複数のボスに、金属ケース１０１の取付穴の位置を合わせ、後方から図示しない雄ネジで螺合する。この時、金属ケース１０１の凹条１０１ａに取り付けた防水パッキンＡ１０３が樹脂レドーム１０６の凸条によって押し潰されることにより、金属ケース１０１と樹脂レドーム１０６との間の密閉性及び防水性が確保される。

特許第４５７９９７６号公報

しかし、従来の無線装置１００は、特定の周波数に特化した装置となっているため、他の周波数に対応する装置を開発する場合、平面アンテナ１０５の大きさや形状が変わるので、金属ケース１０１（例えば、アルミ合金製）や樹脂レドーム１０６の再設計及び再製作が必要となり、開発工期が長期化したり、また、新たな金型製作（特に、金属ケース）費用の発生により投資金額がアップするという問題があった。
また、従来の無線装置１００では、制御基板１０２とＲＦユニット１０４との電気的な接続にコネクタ付ケーブルを使用していたため、組立時にＲＦユニット１０４を支える治具を必要としたりして、作業性が悪いという問題があった。

本発明はこの様な問題を解決するためになされたもので、実装するアンテナの大きさや形状に変更が生じても、制御基板等の主要な部品を収納するための筐体構造を変更することなく、余計な経費の発生を抑えることができ、また、短納期での製品化が可能な無線装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る無線装置は、一面に開口部を有する箱型形状で、内部に少なくとも制御基板とＲＦユニットとを層状に収納する第１のケースと、アンテナを収納すると共に、前記第１のケースの前記開口部と結合し、前記ＲＦユニットと前記アンテナとの間で電気的な接続を行うための穴部を設ける第２のケースと、前記第２のケースの外周部と結合し、前記アンテナを収納する第１のカバーと、を有し、前記第１のケースの固定形状の前記開口部が前記第２ケースの固定形状の前記穴部に結合し、前記アンテナの形状に合わせて形状変更可能な前記第２のケースの前記外周部が前記アンテナの形状に合わせて形状変更可能な前記第１のカバーと結合し、前記第１ケース、前記第２ケース、及び前記第１のカバーとが一体構造となることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、実装するアンテナの大きさや形状に変更が生じても、制御基板等の主要な部品を収納するための筐体構造を変更することなく、余計な経費の発生を抑えることができ、また、短納期での製品化が可能な無線装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る無線装置を示す斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ面で切断した場合の断面図である。 本発明の実施形態１に係る無線装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態２に係る無線装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る無線装置の構成を示す分解斜視図である。 従来の無線装置の一例を示す斜視図である。 図６の無線装置の構成を示す分解斜視図である。

＜実施形態１＞
［無線装置１０の構成］
以下、本発明の実施形態１に係る無線装置について、図１〜３を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る無線装置を示す斜視図であり、（ａ）は前方斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ面で切断した場合の断面図である。また、図３は、本発明の実施形態１に係る無線装置の構成を示す分解斜視図である。
本発明の無線装置１０は、金属ケース１１と、防水パッキンＡ１２と、無線装置１０全体を制御する制御基板１３と、制御基板１３に電力を供給する電源ユニット１４と、無線通信を司るＲＦユニット１５と、平面アンテナ１８と、樹脂ケース１６と、防水パッキンＢ１７と、樹脂レドーム１９とから構成されている。
金属ケース１１は、前方に開口部１１ｃを有し、開口部１１ｃの周囲に凹条１１ａを設けた密閉構造の箱型筐体であり、後方には、内部で発生した熱を大気中に放出するための放熱フィン１１ｂを設けている。また、金属ケース１１は、例えば、アルミ合金等の成型品である。
防水パッキンＡ１２は、断面形状が円形のループ構造であり、シリコンゴム等の弾性体でできている。
樹脂ケース１６は、中央に矩形の開口部１６ｃを有し、前方に平面アンテナ１８を収納する段差、前方の外周周囲に凹条１６ａ、また、開口部１６ｃの後方周囲に金属ケース１１の凹条１１ａと合致する凸条１６ｂを設けている。また、樹脂ケース１６は、プラスチック成型品である。
防水パッキンＢ１７は、断面形状が円形のループ構造であり、シリコンゴム等の弾性体でできている。
樹脂レドーム１９は、後方に開口部を有し、開口部の周囲に樹脂ケース１６の凹条１６ａと合致する凸条１９ｂを設けたプラスチック成型品である。また、樹脂レドーム１９は、雨、風、太陽光線などの自然環境から平面アンテナ１８を保護する役目をする。

［無線装置１０の組み立て］
次に、本発明の実施形態１に係る無線装置１０の組み立てに関して図２及び図３を参照して詳細に説明する。
無線装置１０を組み立てる場合、事前に、金属ケース１１の凹条１１ａに防水パッキンＡ１２を、また、樹脂ケース１６の凹条１６ａに防水パッキンＢ１７を取り付けておく。
次に、金属ケース１１の内部に設けた雌ネジを有する複数のボスに、制御基板１３の周囲に設けた複数の取付穴の位置を合わせ、図示しない雄ネジで螺合する。
次に、前方から、電源ユニット１４及びＲＦユニット１５の後方にそれぞれ実装した図示しないスタッキングコネクタを制御基板１３の前面に実装したスタッキングコネクタに嵌入することで、スタッキング接続によって電源ユニット１４及びＲＦユニット１５を制御基板１３に取り付ける。
次に、樹脂ケース１６の開口部１６ｃと金属ケース１１の開口部１１ｃとの位置を合わせ、樹脂ケース１６の凸条１６ｂを金属ケース１１の凹条１１ａに嵌入する。その後、開口部１６ｃの周囲に設けた複数の取付穴１６ｄに図示しない所定の雄ネジを差し込み、金属ケース１１の内部に設けた雌ネジを有する複数のボスに螺合する。この時、金属ケース１１の凹条１１ａに取り付けた防水パッキンＡ１２が樹脂ケース１６の凸条１６ｂによって押し潰されることにより、金属ケース１１と樹脂ケース１６との間の密閉性及び防水性が確保される。
次に、樹脂ケース１６前方の段差に平面アンテナ１８を乗せ、その上から樹脂レドーム１９を被せ、樹脂レドーム１９の凸条１９ｂを樹脂ケース１６の凹条１６ａに嵌入する。その後、樹脂ケース１６の後方から、樹脂ケース１６の外周周囲に設けた複数の取付穴１６ｅに図示しない所定の雄ネジを差し込み、樹脂レドーム１９の開口部周囲に設けた雌ネジを有する複数のボスに螺合する。この時、樹脂ケース１６の凹条１６ａに取り付けた防水パッキンＢ１７が樹脂レドーム１９の凸条１９ｂによって押し潰されることにより、樹脂ケース１６と樹脂レドーム１９との間の密閉性及び防水性が確保される。

以上説明したように、本発明の実施形態１に係る無線装置においては、平面アンテナ１８を収納する樹脂ケース１６及び樹脂レドーム１９を、制御基板１３等を収納する金属ケース１１から分離できるように構成したことにより、周波数変更等によりアンテナの大きさや形状が変更となった場合でも、制御基板１３等を収納する金属ケース１１を変更することなく共通使用でき、余計な経費をかけずに、また、短納期で製品化が可能となる。
また、電源ユニット１４と制御基板１３間、及びＲＦユニット１５と制御基板１３間をスタッキングコネクタ接続としたので、装置組立時の作業性の向上を図ることができる。

＜実施形態２＞
［無線装置２０の構成］
以下、本発明の実施形態２に係る無線装置について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。
図４は、本発明の実施形態２に係る無線装置を示す斜視図である。また、図５は、本発明の実施形態２に係る無線装置の構成を示す分解斜視図である。
本発明の実施形態２に係る無線装置２０は、図４及び図５に示すように、金属ケース１１と、防水パッキンＡ１２と、制御基板１３と、電源ユニット１４と、ＲＦユニット１５と、パラボラアンテナ２６と、筐体カバー２７と、接続ブラケット２８とから構成されている。
筐体カバー２７は、後方に開口部を有し、開口部周囲に金属ケース１１の凹条１１ａと合致する図示しない凸条を設けたプラスチック成型品である。また、中央に接続ブラケット２８と連結するための複数の取付穴を有するフランジ部を設けている。
接続ブラケット２８は、中央にパラボラアンテナ２６とＲＦユニット１５とを接続するためのケーブルを通す穴部を有し、筐体カバー２７並びにパラボラアンテナ２６との連結に使用する複数の取付穴を有するブラケット部を設けている。また、接続ブラケット２８は、プラスチック成型品である。

［無線装置２０の組み立て］
次に、本発明の実施形態２に係る無線装置２０の組み立てに関して図４及び図５を参照して詳細に説明する。
無線装置２０を組み立てる場合、事前に、金属ケース１１の凹条１１ａに防水パッキンＡ１２を取り付けておく。
次に、金属ケース１１内部に制御基板１３、電源ユニット１４及びＲＦユニット１５を取り付けるが、本工程は実施形態１に係る無線装置１０と同様のため省略する。
次に、接続ブラケット２８を所定の雄ネジで筐体カバー２７に螺合し、更に、接続ブラケット２８を取り付けた筐体カバー２７の凸条を金属ケース１１の凹条１１ａに嵌入する。その後、筐体カバー２７の周囲に設けた複数の取付穴２７ａに図示しない所定の雄ネジを差し込み、金属ケース１１の内部に設けた雌ネジを有する複数のボスに螺合する。この時、金属ケース１１の凹条１１ａに取り付けた防水パッキンＡ１２が筐体カバー２７の凸条によって押し潰されることにより、金属ケース１１と筐体カバー２７との間の密閉性及び防水性が確保される。
次に、パラボラアンテナ２６後方に設けた図示しない取付部の雌ネジを有する取付穴に、接続ブラケット２８の前方フランジ部に設けた取付穴の位置を合わせ、所定の雄ネジで螺合する。

本発明の実施形態２に係る無線装置２０は、図１〜３によって示される実施形態１に係る無線装置１０と比較して、パラボラアンテナ２６、筐体カバー２７及びブラケット２８の構成が異なる。しかし、金属ケース１１に対する筐体カバー２７の取付穴２７ａの位置が、樹脂ケース１６の取付穴１６ｅと共通であり、パラボラアンテナ２６、筐体カバー２７及びブラケット２８を除く他の部品は、実施形態１に係る無線装置１０と共通に使用することができる。
したがって、搭載されるアンテナ、及びそれを保持する樹脂ケース等の大きさや形状に変更が生じても、樹脂ケース及び樹脂レドームといったプラスチック成型品のみを変更すればよく、制御基板１３等を収納する金属ケース１１を変更することなく共通使用でき、余計な経費をかけずに、また、短納期で製品化が可能となる。

以上説明したように、本発明の無線装置においては以下の効果がある。
（１）金属の成型品（金属ケース）の共通化による数量効果により、部品の原価低減が図れる。
（２）金属の成型品（金属ケース）の共通化により、高額な金型費用の削減が図れる。
（３）安価なプラスチック成型品の新規製作だけで周波数変更やアンテナ形状変更への対応が可能となる。
（４）製造現場での共通部分（金属ケース）の作り置きが可能となる。
（５）ケーブルレス化（スタッキングコネクタ使用）による組立性の向上が図れる。

（付記）
また、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）少なくともＲＦユニット、電源ユニット、制御基板を含む内部機器を収納する内部機器収納部と、平面アンテナを取り付ける面と対向する面の外側に設ける放熱フィンと、を有する多種の平面アンテナに共通のアルミ合金ケース部と、形状が変更する平面アンテナを収納する形状変更可能なアンテナ収納部と、前記内部機器を収納する固定収納部と、を有する樹脂ケース部と、形状が変更する平面アンテナを収納するために、前記樹脂ケース部と嵌合して平面アンテナを収納する樹脂レドーム部とを、有する通信機器筐体。
上記発明によれば、種々の周波数や種々のアンテナ形状に共通して利用できるアルミ合金ケース部であるため、アンテナの形状に合わせてアルミ合金ケース部の金型を作製する必要がなくなり、量産可能となり、低コスト化を実現できる。

（付記２）付記１において、スタッキングコネクタによるコンパクトな収納により、前記アルミ合金ケース部に前記内部機器を収納する通信機器筐体。
上記発明によれば、アルミ合金ケースの小型・軽量化を実現できる。

（付記３）付記１において、前記アルミ合金ケース部は種々のアンテナに対して共通の固定形状であり、前記樹脂ケースと前記樹脂レドームは種々のアンテナに対して変更可能な形状とする通信機器筐体。
上記発明によれば、種々の周波数や種々のアンテナ形状に対応して共通して利用できるアルミ合金ケースであるため、アンテナの形状に合わせてアルミ合金ケースの金型を作製する必要がなくなり、量産可能となり低コスト化を実現できる。また、通信機器筐体の中で共通化できる部分を切り離し、共通化できる部分のみの金型を作製して量産可能となり、アンテナの形状が変わる場合には、形状が変更する部分のみを特別に製作すればよく、製作過程の簡素化を実現できる。

（付記４）付記１において、前記制御基板の主要発熱部品は放熱シートを介して前記アルミ合金ケース部の前記放熱フィンへ熱伝導させて放熱する通信機器筐体。
上記発明によれば、最も発熱する発熱部品に放熱シートを設けることにより、放熱フィンへ熱伝導させやすくなり、効率良く放熱できる。

（付記５）付記１の通信機器筐体であって、前記アルミ合金ケース部に制御基板、電源ユニット、ＲＦユニットをネジ止めし、前記アルミ合金ケース部に設けたパッキン溝Ａに防水パッキンＡを嵌め込み、樹脂ケースを嵌合させてネジ止めし、樹脂ケースに平面アンテナをネジ止めし、樹脂ケースのパッキン溝Ｂに防水パッキンＢを嵌め込み、樹脂レドームを嵌合させてネジ止めする通信機器筐体の組立方法。
上記発明によれば、種々の周波数や種々のアンテナ形状に共通して利用できるアルミ合金ケース部であるため、アンテナの形状に合わせてアルミ合金ケース部の金型を作製する必要がなくなり、量産可能となり、低コスト化を実現できる。

なお、本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１０：無線装置、１１：金属ケース、１１ａ：凹条、１１ｂ：放熱フィン、１１ｃ：開口部、１２：防水パッキンＡ、１３：制御基板、１４：電源ユニット、１５：ＲＦユニット、１６：樹脂ケース、１６ａ：凹条、１６ｂ：凸条、１６ｃ：開口部、１６ｄ：取付穴、１６ｅ：取付穴、１７：防水パッキンＢ、１８：平面アンテナ、１９：樹脂レドーム、１９ｂ：凸条、２０：無線装置、２６：パラボラアンテナ、２７：筐体カバー、２７ａ：取付穴、２８：接続ブラケット、１００：無線装置、１０１：金属ケース、１０１ａ：凹条、１０２：制御基板、１０３：防水パッキンＡ、１０４：ＲＦユニット、１０５：平面アンテナ、１０６：樹脂レドーム。

Claims (1)

1. 一面に開口部を有する箱型形状で、内部に少なくとも制御基板とＲＦユニットとを層状に収納する第１のケースと、
   アンテナを収納すると共に、前記第１のケースの前記開口部と結合し、前記ＲＦユニットと前記アンテナとの間で電気的な接続を行うための穴部を設ける第２のケースと、
   前記第２のケースの外周部と結合し、前記アンテナを収納する第１のカバーと、
   を有し、
   前記第１のケースの固定形状の前記開口部が前記第２ケースの固定形状の前記穴部に結合し、前記アンテナの形状に合わせて形状変更可能な前記第２のケースの前記外周部が前記アンテナの形状に合わせて形状変更可能な前記第１のカバーと結合し、前記第１ケース、前記第２ケース、及び前記第１のカバーとが一体構造となることを特徴とする無線装置。