JP2020145562A - Vehicle communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、自動車等の車室内で使用される車両用通信機に関する。 The present disclosure relates to a communication device for a vehicle used in the passenger compartment of an automobile or the like.
従来、車両に搭載された通信機（以降、車両用通信機）が、ユーザによって携帯される携帯端末から無線通信を受信したことを条件として、ドアの施開錠等の車両制御を実行する車両用電子キーシステムが種々提案されている（例えば特許文献１）。 Conventionally, a vehicle that executes vehicle control such as locking / unlocking a door on the condition that a communication device mounted on the vehicle (hereinafter referred to as a vehicle communication device) receives wireless communication from a mobile terminal carried by a user. Various electronic key systems for electronic devices have been proposed (for example, Patent Document 1).
一般的に、車両用電子キーシステムを構成する車両用通信機は、携帯端末からの無線信号を受信するためのアンテナと、受信回路等が形成されたプリント基板（以降、回路基板）と、それらを収容するケースとを備える。アンテナは、例えば特許文献１に開示されているように、半田付け等によって回路基板に一体化された状態で、上ケースと下ケースとが組み合わさってなるハウジングに収容される。なお、アンテナの形状としては種々の形状が提案されているが、一般的には、高い利得を確保するために、金属線を折り曲げて立体的に形成されている事が多い。 Generally, a vehicle communication device constituting an electronic key system for a vehicle includes an antenna for receiving a wireless signal from a mobile terminal, a printed circuit board on which a receiving circuit or the like is formed (hereinafter referred to as a circuit board), and the like. It is equipped with a case for accommodating. As disclosed in Patent Document 1, for example, the antenna is housed in a housing in which an upper case and a lower case are combined in a state of being integrated with a circuit board by soldering or the like. Various shapes have been proposed as the shape of the antenna, but in general, in order to secure a high gain, the metal wire is often bent to form a three-dimensional shape.
上記の特許文献１の構成では、アンテナを回路基板に半田付けする作業工程があり、コストアップにつながる。なお、プレスフィットによってアンテナを回路基板に組み付ける構成によれば、アンテナの回路基板への半田付けを不要となる。しかしながら、プレスフィットははんだ付けに比べて固定強度が弱いため、プレスフィットによってアンテナを回路基板に取り付けた構成では、車両の走行等に由来する振動によってアンテナが回路基板から脱落する恐れがある。つまり、プレスフィットによって回路基板とアンテナとの接続状態を維持することは、現実的には困難性がある。 In the configuration of Patent Document 1 described above, there is a work process of soldering the antenna to the circuit board, which leads to an increase in cost. According to the configuration in which the antenna is attached to the circuit board by press-fitting, it is not necessary to solder the antenna to the circuit board. However, since press-fit has a weaker fixing strength than soldering, in a configuration in which the antenna is attached to the circuit board by press-fit, the antenna may fall off from the circuit board due to vibration caused by traveling of a vehicle or the like. That is, it is practically difficult to maintain the connection state between the circuit board and the antenna by press-fitting.
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、組み立て性の優れた車両用通信機を提供することにある。 The present disclosure has been made based on this circumstance, and an object of the present disclosure is to provide a vehicle communication device having excellent assembleability.
その目的を達成するための車両用通信機は、車両のユーザに携帯される携帯端末からの無線信号を受信する車両用通信機であって、無線信号を受信するための回路が実装された回路基板（３０）と、回路基板を収容する部材であって、回路基板の上側に位置する面が開口している樹脂製のロアケース（１０）と、ロアケースの開口部を塞ぐようにロアケースに嵌合されている樹脂製のカバー部材（２０）と、を備え、通信装置からの無線信号を受信するためのアンテナは、ロアケースの内側面に一体的に形成されているとともに、回路基板の下側面には、アンテナと電気的に接続するための給電部（３１）が設けられており、アンテナは、給電部と当接するか、又は、所定のコネクタ部材（８０）を介して間接的に電気接続するように形成されており、ロアケース又はカバー部材には、回路基板をロアケースの底面部に向かって押圧する基板抑え部（２４、１２１）が形成されていることを特徴とする。 The vehicle communication device for achieving the purpose is a vehicle communication device that receives a wireless signal from a mobile terminal carried by a vehicle user, and is a circuit on which a circuit for receiving the wireless signal is mounted. The substrate (30) and the resin lower case (10), which is a member for accommodating the circuit board and whose surface located on the upper side of the circuit board is open, are fitted to the lower case so as to close the opening of the lower case. A resin cover member (20) and an antenna for receiving a radio signal from a communication device are integrally formed on the inner surface of the lower case and on the lower surface of the circuit board. Is provided with a feeding portion (31) for electrically connecting to the antenna, and the antenna abuts on the feeding portion or indirectly electrically connects via a predetermined connector member (80). The lower case or the cover member is characterized in that a substrate holding portion (24, 121) for pressing the circuit board toward the bottom surface portion of the lower case is formed.
上記の構成によれば、ロアケースにアンテナが一体に形成されるとともに、基板抑え部によって回路基板がロアケースに押し当てられる事により回路基板とアンテナとの電気的な接続が確保される。故に、アンテナを回路基板にはんだ付けする必要がない。車両用通信機の製造工程として、アンテナを回路基板にはんだ付けする工程を無くすことができる。車両用通信機の組み立て作業を簡素化でき、組み立て性を向上できる。 According to the above configuration, the antenna is integrally formed in the lower case, and the circuit board is pressed against the lower case by the substrate holding portion, so that the electrical connection between the circuit board and the antenna is secured. Therefore, there is no need to solder the antenna to the circuit board. As a manufacturing process of a vehicle communication device, the process of soldering an antenna to a circuit board can be eliminated. The assembly work of the vehicle communication device can be simplified and the assembleability can be improved.
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the claims indicate, as one embodiment, the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present disclosure. is not.
以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本開示に係る車両用通信機１の概略的な構成の一例を示す図である。車両用通信機１は、ユーザによって携帯される通信装置（以降、携帯端末）と無線通信を実施するための装置である。車両用通信機１は、車室内の所定位置に設置されて使用される。例えば車両用通信機１は、車室内の天井部（例えばオーバーヘッドコンソール付近／内部）に設置されている。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the vehicle communication device 1 according to the present disclosure. The vehicle communication device 1 is a device for carrying out wireless communication with a communication device (hereinafter, a mobile terminal) carried by a user. The vehicle communication device 1 is installed and used at a predetermined position in the vehicle interior. For example, the vehicle communication device 1 is installed on the ceiling portion (for example, near / inside the overhead console) in the vehicle interior.
車両用通信機１は、携帯端末と無線通信することでドアの施錠及び開錠に係る制御処理を実行する通信装置であって、図示しないスマートＥＣＵと接続されて使用される。車両用通信機１は、携帯端末の所在を示す情報として、携帯端末からの無線信号の受信状況をスマートＥＣＵに報告する。 The vehicle communication device 1 is a communication device that executes control processing related to locking and unlocking of a door by wirelessly communicating with a mobile terminal, and is used by being connected to a smart ECU (not shown). The vehicle communication device 1 reports the reception status of the wireless signal from the mobile terminal to the smart ECU as information indicating the location of the mobile terminal.
スマートＥＣＵは、車両用通信機１を介して携帯端末と無線通信を実施することで、パッシブ・エントリ・パッシブ・スタートシステム（以降、ＰＥＰＳシステム）を実現する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。ＰＥＰＳシステムは、携帯端末の位置に応じた車両制御を実行するシステムである。例えばスマートＥＣＵは、携帯端末との無線通信によって、携帯端末が車両のドア付近に存在することを確認できていることを条件としてドアの施錠や開錠といった制御を実行する。また、スマートＥＣＵは、携帯端末との無線通信によって携帯端末２が車室内に存在することを確認できている場合には、図示しないスタートボタンに対するユーザ操作に基づいて、走行駆動源を始動させる。ＰＥＰＳシステムは、キーレスエントリーシステムや、スマートエントリーシステムなどといった車両用電子キーシステムに相当する。 The smart ECU is an electronic control unit (ECU) that realizes a passive entry passive start system (hereinafter referred to as PEPS system) by performing wireless communication with a mobile terminal via a vehicle communication device 1. Is. The PEPS system is a system that executes vehicle control according to the position of a mobile terminal. For example, the smart ECU executes control such as locking and unlocking the door on condition that it can be confirmed that the mobile terminal exists near the door of the vehicle by wireless communication with the mobile terminal. Further, when the mobile terminal 2 can be confirmed to exist in the vehicle interior by wireless communication with the mobile terminal, the smart ECU starts the traveling drive source based on a user operation for a start button (not shown). The PEPS system corresponds to an electronic key system for vehicles such as a keyless entry system and a smart entry system.
車両用通信機１は、図１及び図２に示すように、ロアケース１０、アッパーカバー２０、回路基板３０、アンテナ４０、グランド引出パターン５０、コネクタ６０、及びステー７０を備える。車両用通信機１は、これらの部材が組み合わされることで全体として、回路基板３０に対して垂直な方向を厚み方向とする扁平な直方体状に形成されている。便宜上、以降では回路基板３０に直交する方向のことを上下方向と記載する。回路基板３０からロアケース１０に向かう方向が、車両用通信機１にとっての下方向に相当し、回路基板３０からアッパーカバー２０に向かう方向が上方向に相当する。なお、車両用通信機１は、より好ましい取り付け態様として、車両用通信機１にとっての上下が車両にとっての上下方向と一致する向きで、天井面の金属部分に取り付けられている。車両用通信機１を金属製の車体部分に取り付けた構成によれば、別途後述するように、回路基板３０のグランド層が車体と電気的に接続するため、車体をグランドとして取り扱うことができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle communication device 1 includes a
ロアケース１０は、回路基板３０を下方から覆い、回路基板３０を収容及び支持する部材である。ロアケース１０は、ポリカーボネート（ＰＣ：polycarbonate）などの合成樹脂を用いて形成されている。ロアケース１０は、上側の面が開口している扁平な（換言すれば底が浅い）箱型に形成されている。具体的には、回路基板３０の下側面（以降、基板下面部３０ａ）と所定の間隔をおいて対向する底面部１１と、底面部１１の縁部から上側に向けて立設された側壁部１２と、を備える。
The
ロアケース１０の内部には、回路基板３０を支持するための段差部１４が複数形成されている。段差部１４は、回路基板３０を下方から支持するための構成（つまり支持部）に相当する。例えば本実施形態では一例として、図３に示すように、４つの角部と、側壁部１２の長手方向中央部の計６ヶ所に段差部１４が形成されている。段差部１４は、底面部１１から側壁部１２に沿うように立設している。段差部１４は、底面部１１に対する回路基板３０の相対位置（離隔や姿勢）を規制するための構成である。各段差部１４は、基板下面部３０ａに当接するように構成されている。各段差部１４は、底面部１１に対して回路基板３０が略平行となるように、何れも同じ高さに形成されている。段差部１４の高さは、コネクタ６０の高さや、アンテナ４０が必要とする高さに応じて適宜設計されれば良い。側壁部１２は段差部１４よりも高く形成されている。段差部１４の上端部は、回路基板３０と当接するように平坦に形成されている。
A plurality of stepped
便宜上、複数の段差部１４を区別する場合には、第１段差部１４ａ、第２段差部１４ｂ、第３段差部１４ｃ、第４段差部１４ｄ、第５段差部１４ｅ、及び第６段差部１４ｆと記載する。第１段差部１４ａ、第２段差部１４ｂ、第３段差部１４ｃ、及び第４段差部１４ｄはそれぞれ角部に配されている段差部１４である。第５段差部１４ｅ及び第６段差部１４ｆはそれぞれ、長手方向に伸びる側壁部１２の中央部に形成されている段差部１４に相当する。
For convenience, when distinguishing a plurality of
また、ロアケース１０の内側面には所定パターンを有するアンテナ４０が一体に形成されている。複数の段差部１４のうちの１つには、アンテナ４０の端部（以降、回路接続部）４１が形成されている。つまり、アンテナ４０は、複数の段差部１４のうちの１つの段差部１４の上端部から、当該段差部１４の側面を介して底面部１１にわたって立体的に形成されている。回路接続部４１は、回路基板３０とアンテナ４０とが電気的に接続する部分である。ここでは一例として、回路接続部４１は、第５段差部１４ｅに形成されている。
Further, an
さらに、複数の段差部１４のうちの１つの上端部には、回路基板３０のグランド層と電気的に接続するための電極パターン（以降、グランド接続部）５１が形成されている。ここでは一例としてグランド接続部５１は、第６段差部１４ｆに形成されている。グランド接続部５１と回路接続部４１とはそれぞれ異なる段差部１４の上端部に形成されている。グランド接続部５１は、グランド引出パターン５０の筐体内側に形成されている端部（つまり内側端部）に相当する。グランド引出パターン５０は、ステー７０を介して回路基板３０のグランド層を車両の金属ボディと電気的に接続するための構成である。グランド引出パターン５０は、グランド接続部５１から側壁部１２の外側面まで、ロアケースの表面に沿うように延設されている導体パターンである。グランド引出パターン５０は、複数の段差部１４のうちの１つの段差部１４の上端部に形成されているグランド接続部５１から、側壁部１２の内側面及び開口部を介して側壁部１２の外側面の所定位置まで立体的に形成されている。グランド引出パターン５０は任意の段差部１４の上面部から、ステー７０が取り付けられる部分まで延設されている。つまり、グランド引出パターン５０は、ステー７０と電気的に接続するステー接続部５２を備える。
Further, an electrode pattern (hereinafter, ground connection portion) 51 for electrically connecting to the ground layer of the
図４は、ロアケース１０の上下を反転させた外観斜視図において、アンテナ４０を透過させて示したものである。図４では、便宜上、ロアケース１０の内側面に形成されているアンテナ４０及びグランド引出パターン５０をハッチングで示している。なお、本実施形態では一例として、アンテナ４０は逆Ｌアンテナとして動作するように構成されている。アンテナ４０は、電気的に概ね送受信の対象とする電波の波長の４分の１程度の長さを有する線状アンテナとして構成されている。なお、アンテナ４０が逆Ｌアンテナとして構成されているため、車両用通信機１は主として回路基板３０よりも下方向に電波を放射する。
FIG. 4 is an external perspective view in which the
その他、ロアケース１０において、基板下面部３０ａに実装されているコネクタ６０が位置する方の側面部には、当該コネクタ６０を露出させるための切り欠き部１３が形成されている。また、ロアケース１０の開口部には、図５に示すように、アッパーカバー２０が備える凸部２３が嵌合される溝部１５が形成されている。溝部１５は、開口部の全周にわたって形成されている。ロアケース１０の開口部は、ロアケース１０（具体的には、側壁部１２）の上端部に相当する。また、ロアケース１０の開口部は、アッパーカバー２０と当接する部分に相当する。なお、図２や図３では溝部１５の図示を省略している。
In addition, in the
また、側壁部１２の外側面には、ステー７０を取り付けるためのステーホルダ１６が形成されている。ステー７０は、車両用通信機１を車体に取り付けるための構成である。ステー７０は、車体をグランドとして取り扱えるように、金属製である。ただし、他の態様としてステー７０はポリカーボネート等の樹脂材料を用いて構成されていても良い。ステー７０の具体的な形状は適宜設計されれば良い。ステーホルダ１６の形成位置は、任意の位置とすることができる。また、ここでは一例として、ステーホルダ１６はステー７０を挟み込むことでステー７０を保持するように構成されているものとするが、ステーホルダ１６の具体的な構造は適宜変更可能である。ロアケース１０は、複数のステー７０を取付可能なように、複数のステーホルダ１６を備えていても良い。
Further, a
アッパーカバー２０は、ロアケース１０の開口部を塞ぐための部材である。アッパーカバー２０がカバー部材に相当する。アッパーカバー２０は、弾性を有する樹脂材料（いわゆるエラストマー）を用いて形成されている。ここでのエラストマーは軟質な樹脂を指す。アッパーカバー２０の材料としては、スチレン系や、オレフィン系、ウレタン系のエラストマーを採用可能である。アッパーカバー２０の材料は、車両用通信機１が使用される環境の温度として想定される範囲（以降、使用温度範囲）において、ゴム性（換言すれば弾性）を維持する材料であればよい。なお、他の態様としてアッパーカバー２０は、ポリカーボネートなどのゴム弾性を有さない（換言すれば硬質の）樹脂材料を用いて構成されていても良い。使用温度範囲は例えば−３０℃〜８０℃とすることができる。
The
アッパーカバー２０は、ロアケース１０と嵌合可能に構成されている。具体的には、開口部を塞ぐように板状に形成されているプレート部２１と、切り欠き部１３を塞ぐコネクタフレーム２２と、を備える。プレート部２１は、車両用通信機１のハウジングの上面部を提供する構成に相当する。プレート部２１は、その縁部（換言すればエッジ部）がロアケース１０の開口部の外縁部と一致する寸法に形成されている。なお、ここでの同一とは完全に一致している状態に限らず、ある程度の寸法誤差等が存在する状態も含まれる。プレート部２１の縁部には、図６に示すように、溝部１５と嵌合するための凸部２３が形成されている。凸部２３は、側方に突出する側凸部２３１を複数備える。凸部２３は、厚みが大きい部分と小さい部分とが交互に連なって形成された所謂蛇腹形状に形成されている。当該構成によれば、側凸部２３１が溝部１５の側面と圧着するため、防水性をより一層強固にすることができる。また、凸部２３に設けられた側凸部２３１は、その摩擦力により、ロアケース１０とアッパーカバー２０とが上下方向に分離することを抑制するように作用する。
The
プレート部２１の下側面（以降、プレート下面部２１ａ）の所定位置には、図７に示すように基板抑え部２４が形成されている。基板抑え部２４は、回路基板３０を下側へ（つまり底面部１１に向かって）押圧する構成である。基板抑え部２４は、上下方向に弾性を有するように構成されている。基板抑え部２４は、その下端部が回路基板３０の上側面（以降、基板上面部３０ｂ）と当接するように、回路基板３０とプレート部２１の離隔と同等か、当該離隔よりも所定量高く形成されている。なお、図７では凸部２３の図示を省略している。また、図７では扁平な円柱形状にて基板抑え部２４の存在及び形成位置を概念的に示している。
As shown in FIG. 7, a
基板抑え部２４は、例えば図８に示すように押圧力によって外側に広がる多脚状に構成されている。なお、基板抑え部２４は、その弾性（換言すれば復元力）によって回路基板３０を下側に押圧するように構成されていればよく、その具体的な構造は多様な構造を採用可能である。基板抑え部２４は、バネを用いて構成されていても良い。このように回路基板３０は基板抑え部２４によって下方に押圧されるため、後述する回路基板３０の給電部３１とアンテナ４０の回路接続部４１とが電気的に接続した状態が維持されやすい。基板抑え部２４は、回路基板３０の上下方向への変位を規制するための構成に相当する。
As shown in FIG. 8, for example, the
本実施形態では一例として、基板抑え部２４は、段差部１４に真上に相当する位置に形成されている。つまり、プレート部２１は６つの基板抑え部２４を備える。なお、基板抑え部２４の設置態様は適宜変更可能である。例えばプレート部２１が備える基板抑え部２４の数は１つや２つ、４つなどであっても良い。また、段差部１４の真上からはずれた位置に設けられていても良い。ただし、給電部３１と回路接続部４１との電気的接続の耐振動性向上の観点からは、基板抑え部２４は、回路接続部４１やグランド接続部５１が形成されている段差部１４の真上に相当する位置に形成されていることが好ましい。
In the present embodiment, as an example, the
コネクタフレーム２２は、切り欠き部１３を塞ぐように、プレート部２１の縁部から立設されている。コネクタフレーム２２は、コネクタ６０を筐体外部に露出されるためのコネクタ用穴２２１を備える。コネクタ用穴２２１の縁部には、図９及び図１０に示すようにコネクタ６０の外面部と密着するための微小凸部２２２が形成されている。微小凸部２２２はコネクタ６０との接触圧力により変形し、コネクタ６０との間に隙間が生じる恐れを低減するように作用する。つまり防水性を高めるように作用する。
The
回路基板３０は、プリント基板に図示しない電子部品が実装されてなる板状部材である。プリント基板としてはガラス・エポキシ基板などの絶縁層をベースにして、例えばグランド層や電源層などの複数の導体層をビルドアップした多層基板を採用することができる。回路基板３０は、略矩形状に形成されている。回路基板３０には、種々の制御を実行するための電子部品が実装されている。例えば、回路基板３０には、復調回路や、変調回路、種々の演算処理を実行するＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどが実装されている。車両用通信機１が備える種々の機能は、ＩＣや、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＦＰ（Data Flow Processor）を用いて実現されていてもよい。回路基板３０には、コネクタ６０が配されている。コネクタ６０は、電源ケーブルやスマートＥＣＵとの通信ケーブルが接続されるための部品である。
The
基板下面部３０ａには図１１に示すように、ロアケース１０に形成されたアンテナ４０の回路接続部４１に対応する位置に、アンテナ４０の回路接続部４１と電気的に接続するための電極（以降、給電部）３１が形成されている。具体的には、基板下面部３０ａにおいて第５段差部１４ｅと当接する部分に、給電部３１としての電極パターン（例えばランド）が形成されている。給電部３１は回路基板３０が備える復調回路や変調回路と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, an electrode for electrically connecting the
また、回路基板３０は、ロアケース１０に形成されたグランド接続部５１に対応する位置に、当該グランド接続部５１と電気的に接続するための電極（以降、グランド電極）３２が形成されている。具体的には、基板下面部３０ａにおいて第６段差部１４ｆと当接する部分に、グランド電極３２としてのパターン（例えばランド）が形成されている。グランド電極３２は回路基板３０が備えるグランド層と電気的に接続されている。
Further, in the
次に車両用通信機１の製造方法について、図を用いて説明する。尚、本実施形態において、予め、ロアケース１０、アッパーカバー２０、回路基板３０、ステー７０は準備されている。コネクタ６０は基板下面部３０ａの所定位置にはんだ等によって予め固定されている。
Next, a method of manufacturing the vehicle communication device 1 will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the
先ずはアンテナ形成工程として、合成樹脂からなるロアケース１０の内側面に、回路接続部４１含むアンテナ４０を形成する。アンテナ４０の形成方法としては、電気めっき、金属蒸着、及び導電塗料の塗布をあげることができる。本実施形態では一例として、アンテナ４０は電気めっき処理によりロアケース１０の内側にパターン形成される。それ以外にも、所望パターンに加工された導体箔、金属板、或いは金属線をロアケース１０に対して接着しても良い。所望パターンに加工された金属板或いは金属線を熱かしめによりロアケース１０に固定しても良い。また、所望パターンに加工された金属板或いは金属線をインサート部品として、ロアケース１０の形成と同時にインサート成形しても良い。いずれも方法においても、ロアケース１０にアンテナ４０を一体に設けることができるので、ホルダが不要であり、アンテナ形状の自由度が向上する。
First, as an antenna forming step, an
特に、電気めっき、金属蒸着、及び導電塗料の塗布のいずれかによりアンテナ４０を形成する態様によれば、金属線や金属板の組み付け加工が不要となり、製造時の作業性が向上する。また、ロアケース１０の底面形状によってアンテナ４０の形状を変更することができる。すなわち、アンテナ形状の自由度が向上することにより、必要とするアンテナ指向性に応じたアンテナ形状を確保することが容易となる。
In particular, according to the embodiment in which the
ロアケース１０の内側面にアンテナ４０が形成されると、次に、ロアケース１０内に回路基板３０を収容する。回路基板３０は、ロアケース１０に対して、給電部３１が回路接続部４１と当接し、かつ、グランド電極３２がグランド接続部５１と接続する向きで載置される。
When the
そして、アッパーカバー２０をロアケース１０の開口部に取り付ける。具体的にはアッパーカバー２０の凸部２３を、ロアケース１０の溝部１５に嵌め込む。その際、回路基板３０に固定されているコネクタ６０が、コネクタフレーム２２のコネクタ用穴２２１から露出するように、アッパーカバー２０は回路基板３０とも組み付けられる。
Then, the
アッパーカバー２０がロアケース１０にはめ込まれると、基板抑え部２４の下端が基板上面部３０ｂと当接して変形するとともに、その復元力によって回路基板３０を上方から下方へと押さえつける。これにより、ロアケース１０とアッパーカバー２０とが嵌合してなる筐体内部における回路基板３０の位置を及び姿勢が安定する。また、基板抑え部２４からの押圧力が回路基板３０の給電部３１がアンテナ４０の回路接続部４１と密着した状態が維持するように作用する。故に、両者の電気的な接続状態が確保される。同様に、回路基板３０のグランド電極３２が第６段差部１４ｆの上端に形成されているグランド接続部５１に押し当てられ、両者の電気的な接続状態が確保される。最後に、ステー７０をステーホルダ１６に組み付けることにより、車両用通信機１が完成する。なお、ステー７０は、グランド引出パターン５０を介して回路基板３０のグランド層と電気的に接続するように構成されている。故に、回路基板３０は、ステー７０が車体金属部分に取り付けられることで、車両のボディをアースとして利用することができる。
When the
＜本実施形態の効果について＞
本実施形態では、ロアケース１０にアンテナ４０が一体に形成されるとともに、回路基板３０がロアケース１０に押し当てられる事により回路基板３０とアンテナ４０との電気的な接続が確保される。従来であれば、アンテナ４０と回路基板３０との電気的な接続状態の確保には、はんだ付け等による接合が必要であったが、本実施形態においては、アンテナ４０を回路基板３０にはんだ付けする必要がない。故に、アンテナ４０と回路基板３０との電気的な接続状態を容易に確保できる。具体的には、車両用通信機１の製造工程として、アンテナ４０と回路基板３０とのはんだ付け工程を無くすことができる。その結果、車両用通信機１の製造工程を簡素化することができる。
<About the effect of this embodiment>
In the present embodiment, the
また、アンテナ４０を容易に立体的に形成することができるので、高いアンテナ利得を確保できる。さらに、底面部１１の形状を変更することにより、アンテナ４０の立体形状を変更することができる。つまり、アンテナ４０の指向性の設計の自由度を高めることができる。
Further, since the
また、本実施形態の回路基板３０は、ロアケース１０の表面にパターン形成されているグランド引出パターン５０を介してステー７０とも接続されるように構成されている。つまり、本実施形態の車両用通信機１は、回路基板３０のグランド層を、グランド引出パターン５０及びステー７０を介して車両の金属ボディ（いわゆるボディアース）と電気的に接続可能に構成されている。回路基板３０がボディアースと接続すれば、回路基板３０に搭載されている電子部品やアンテナ４０の動作をより一層安定させることができる。
Further, the
一般的に、アンテナ４０は、グランド電位を提供する導体（いわゆる地板）が小さいと、アンテナ４０としての性能（例えば利得）が低下したり、動作が不安定となる。故に、アンテナ４０の動作性能を確保するためには地板としての導体をある程度（例えば１波長以上）のサイズで形成する必要があり、車両用通信機１の小型化を困難にする一因となっていた。そのような課題に対し、本実施形態の構成によれば、車両用通信機１はボディアースを簡易にとれるため、ケース内の地板（具体的には回路基板３０のグランド層）を小型化することができる。それに伴い、車両用通信機１そのものの小型化を図る事が可能となる。
In general, if the conductor (so-called ground plate) that provides the ground potential of the
なお、ボディアースを取るための他の構成（以降、想定構成）としては、筐体に導電性のピンを貫通させ、当該ピンを車体及びグランド層のそれぞれと電気的に接続する構成が考えられる。しかしながら、当該想定構成では、筐体に穴が開くため、当該穴から水や塵が筐体内に入り込む恐れが生じる。これに対して、本実施形態の構成によれば、ボディアースを取るために、筐体に導電性のピンを貫通させたりはしない。故に、防水性や防塵性を向上させることができる。 As another configuration for taking the body ground (hereinafter, assumed configuration), a configuration in which a conductive pin is penetrated through the housing and the pin is electrically connected to each of the vehicle body and the ground layer can be considered. .. However, in the assumed configuration, since a hole is formed in the housing, there is a risk that water or dust may enter the housing through the hole. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, the conductive pin is not penetrated through the housing in order to take the body ground. Therefore, waterproofness and dustproofness can be improved.
なお、ケースの一部を金属製とすれば、当該金属部分を介して回路基板３０のグランド層をボディアースに接続させることもできうる。しかしながら、金属製のケースは、樹脂製ケースに比べて製造コストが増大するとともに、アンテナ４０と金属ケースの絶縁性を確保するための構成が必要となる。また、金属ケースがアンテナ４０の指向性に影響を与えうる。故に、ケース内側面にアンテナ４０を一体的に形成する構成においては、ケースは樹脂製であることが好ましい。
If a part of the case is made of metal, the ground layer of the
ただし、樹脂製のケースでは、上述の通り、回路基板３０のグランド層をボディアースに接続させることが難しい。本実施形態として開示のグランド引出パターン５０は、当該課題に着眼してなされたものである。グランド引出パターン５０を備えることにより、ケースの回路保護性能（具体的にはＩＰ４０や防水性、防塵性）を維持／向上させつつ、ボディアースをとることが可能となる。
However, in the case made of resin, as described above, it is difficult to connect the ground layer of the
さらに、本実施形態では凸部２３を溝部１５に嵌合させることで、回路基板３０にとってのハウジングが形成される。また、コネクタ６０とコネクタフレーム２２との隙間は微小凸部２２２によって塞がれる。故に、防水性、防塵性を高めることができる。加えて、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）規格におけるＩＰ４０の要件を充足させることができる。つまり、１．０ｍｍ以上の固形物が筐体内に入り込むことを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the housing for the
なお、水に対する保護特性（いわゆる第２特性）については、車両用通信機１の取り付け姿勢によって変わりうる。車両用通信機１は、車室内天井部において、基板下面部３０ａが車両下方に向く姿勢で取り付けられても良いし、基板下面部３０ａが車室内に向く姿勢でピラーやインストゥルメントパネル、センターコンソールに取り付けられていても良い。
The protection characteristic against water (so-called second characteristic) may change depending on the mounting posture of the vehicle communication device 1. The vehicle communication device 1 may be mounted on the ceiling of the vehicle interior with the
その他、従来構成では、車両振動によって回路基板３０がケースと衝突し、異音が生じる恐れがある。これに対し、回路基板３０は弾性を有するアッパーカバー２０によってロアケース１０に押圧されているため、車両振動によって異音が発生する恐れも低減できる。
In addition, in the conventional configuration, the
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications described below are also included in the technical scope of the present disclosure, and other than the following. Can be changed and implemented within the range that does not deviate from the gist. For example, the following various modifications can be carried out in appropriate combinations as long as there is no technical contradiction. The members having the same functions as the members described in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Further, when only a part of the configuration is referred to, the configuration of the embodiment described above can be applied to the other parts.
［変形例１］
アンテナ４０のパターン（換言すれば延設態様／形状）は図３に示す例に限定されない。図３では時計回りにパターン形成した構成を示しているが、アンテナ４０は図１２に示すように反時計周りにパターン形成されていてもよい。アンテナ４０のパターン形状は適宜変更可能である。アンテナ４０のパターン形状には、線状導体としての長さや幅なども含まれる。なお、段差部１４の形成位置や形成数は実施形態にて開示した位置に限定されない。第１段差部１４ａ、第２段差部１４ｂ、第３段差部１４ｃ、第４段差部１４ｄは、ロアケース１０の内側コーナー部から所定量離れた位置に形成されていても良い。その他、アンテナ４０としてのケース側アンテナパターン４０ａは、逆Ｆアンテナとして動作するように構成されていても良い。
[Modification 1]
The pattern of the antenna 40 (in other words, the extension mode / shape) is not limited to the example shown in FIG. Although FIG. 3 shows a configuration in which the pattern is formed clockwise, the
［変形例２］
上述した実施形態では、アッパーカバー２０の下面部（つまりプレート下面部２１ａ）に凸状の基板抑え部２４を設けた構成を開示した。しかし、回路基板３０をロアケース１０の底面部１１に向かって押圧するための具体的な構成（つまり基板抑え部）はこれに限定されない。例えば図１５に示すように、ロアケース１０の側壁部１２の内側面に、基板抑え部としてのリブ１２１が形成されていても良い。リブ１２１は、上方から下方に向かって突出量が連続的に増大するように形成された凸状の構造である。リブ１２１は、例えばロアケース１０と一体的に成形されている。リブ１２１の下面部は、回路基板３０と当接するように略平坦に形成されている。リブ１２１は、段差部１４の上端部よりも回路基板３０の厚みだけ高い位置に形成されている。当該構成によれば、アッパーカバー２０が外れた状態においても、回路基板３０がロアケース１０に組み付いた状態を維持することができる。
[Modification 2]
In the above-described embodiment, the configuration in which the convex
［変形例３］
アンテナ４０としてロアケース１０に形成されている導体パターン（以降、ケース側アンテナパターン４０ａ）は、図１３に示すように回路基板３０に形成されている基板側アンテナパターン３３と電気的に連結することで、ループアンテナとして機能するように構成されていても良い。つまり、車両用通信機１のアンテナはループアンテナであってもよい。その場合には、ケース側アンテナパターン４０ａの両端は、回路基板３０（具体的には基板側アンテナパターン３３の両端）と電気的に接続されていれば良い。なお、ループアンテナの放射素子を形成するケース側アンテナパターン４０ａは、図１４の（Ａ）に示すように１つの側壁部１２に平行に形成されていても良いし、（Ｂ）に示すように斜めに形成されていても良い。その他、車両用通信機１のアンテナ構造は、逆Ｌアンテナや逆Ｆアンテナ、パッチアンテナなど、多様な構造を採用することができる。アンテナ４０（換言すれば放射素子）としての導体の一部がロアケース１０の内側面に形成されていれば良い。
[Modification 3]
The conductor pattern (hereinafter referred to as the case-side antenna pattern 40a) formed on the
［変形例４］
上述した実施形態等では、段差部１４にアンテナ４０の端部を形成することで、アンテナ４０と回路基板３０とを電気的に接続する態様を開示したが、ロアケース１０とアンテナ４０との接続方法はこれに限定されない。例えば図１６に示すように、給電部３１とアンテナ４０とは、導電性かつ弾性を有する弾性導電体８０を用いて接続されていてもよい。弾性導電体８０がコネクタ部材に相当する。
[Modification example 4]
In the above-described embodiment and the like, the mode of electrically connecting the
弾性導電体８０は、電極部８１と電極支持部８２とが組み合わさった部材である。電極部８１は、例えば、バインダ内に導電性の粒子（以降、導電粒子）８１１が充填された柱状部材である。電極部８１は、導電粒子８１１同士が接触することで電極としての導電性を提供する。なお、導電粒子８１１を用いた弾性導電体８０は、ドットコネクタとも称される。バインダは、導電粒子８１１同士の隙間を埋める構成である。バインダは、弾性を有する樹脂材料を用いて構成されている。これにより、電極部８１は全体として弾性（特に伸縮性）を有する。バインダを構成する樹脂材料としては例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。導電粒子８１１としては、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、めっき粉、カーボン粉、グラファイト粉など、多様な導電性粉末を採用することができる。
The
導電粒子８１１の粒径や形状は多様な態様を採用可能である。例えば導電粒子８１１は、球状であってもよいし、直方体状であってもよい。また、電極部８１は、フレーク状または樹状に形成された導電体とバインダとを用いて構成されていてもよい。電極支持部８２は、電極部８１を支持するための部材である。電極支持部８２は、電極部８１を側方から囲むように電極部８１の周囲に付加されている。ただし、電極支持部８２は、電極部８１の上下端部が露出するように形成されている。電極支持部８２の下面部は、はんだ又は粘着剤によって底面部１１に固定されている。なお、弾性導電体８０は金属バネであってもよい。ただし、金属バネを弾性導電体８０として採用する場合には、弾性導電体８０としての金属バネがインダクタとして作用し、アンテナ４０の特性（動作周波数やインピーダンス、利得）に影響を与えうる。故に、金属バネを弾性導電体８０として採用する場合には、当該金属バネの電気的特性を考慮した上で、アンテナ４０の長さ等を設計する必要がある。
Various modes can be adopted for the particle size and shape of the
上記の構成によれば、弾性導電体８０が上下方向に伸縮するため、車両の走行等に伴う振動によって、アンテナ４０と回路基板３０との電気的接続が遮断される恐れを低減できる。なお、変形例４として開示の上記の技術思想は、回路基板３０とグランド引出パターン５０との接続にも援用することができる。すなわち、回路基板３０が備えるグランド電極３２と、グランド引出パターン５０とは弾性導電体８０によって電気的に接続されていても良い。
According to the above configuration, since the
［変形例５］
ロアケース１０とアッパーカバー２０の嵌合構造は上述した態様に限定されない。上述した実施形態では、ロアケース１０の開口端に溝部１５が設けるとともに、アッパーカバー２０の縁部に凸部２３を設けた構成を開示したが、溝部と凸部を設ける部材は逆であっても良い。つまり、ロアケース１０の開口端に凸部が設けるとともに、アッパーカバー２０の縁部に溝部が設けても良い。また、図１７に例示するように、ロアケース１０の開口端に、開口端から外側に向かって突出した凸縁部１７を設けても良い。その場合、アッパーカバー２０の縁部には、凸縁部１７の下側に回り込むように構成された折返し部２５が形成されていればよい。アッパーカバー２０自体が弾性を有するエラストマーで形成されているため、折返し部２５もまた変形し得る。アッパーカバー２０の折返し部２５を変形させつつ凸縁部１７に嵌め込むことにより、上述した実施形態と同様に、密封性を確保する事ができる。なお、図１７では、段差部１４や回路基板３０、基板抑え部２４などの図示は省略している。
[Modification 5]
The fitting structure of the
１ 車両用通信機、１０ ロアケース、１１ 底面部、１２ 側壁部、１３ 切り欠き部、１４ 段差部（支持部）、１５ 溝部、１６ ステーホルダ、２０ アッパーカバー（カバー部材）、２１ プレート部、２２ コネクタフレーム、２３ 凸部、２４ 基板抑え部、３０ 回路基板、３１ 給電部、３２ グランド電極、４０ アンテナ、４０ａ ケース側アンテナパターン、４１ 回路接続部、５０ グランド引出パターン、５１ グランド接続部、６０ コネクタ、７０ ステー、８０ 弾性導電体（コネクタ部材）、８１１ 導電粒子 1 Vehicle communication device, 10 Lower case, 11 Bottom surface, 12 Side wall, 13 Notch, 14 Step (support), 15 Groove, 16 Stay holder, 20 Upper cover (cover member), 21 Plate, 22 Connector Frame, 23 convex part, 24 board holding part, 30 circuit board, 31 feeding part, 32 ground electrode, 40 antenna, 40a case side antenna pattern, 41 circuit connection part, 50 ground drawer pattern, 51 ground connection part, 60 connector, 70 stays, 80 elastic conductors (connector members), 811 conductive particles
Claims (10)
前記無線信号を受信するための回路が実装された回路基板（３０）と、
前記回路基板を収容する部材であって、前記回路基板の上側に位置する面が開口している樹脂製のロアケース（１０）と、
前記ロアケースの開口部を塞ぐように前記ロアケースに嵌合されている樹脂製のカバー部材（２０）と、を備え、
前記携帯端末からの前記無線信号を受信するためのアンテナは、前記ロアケースの内側面に一体的に形成されているとともに、
前記回路基板の下側面には、前記アンテナと電気的に接続するための給電部（３１）が設けられており、
前記アンテナは、前記給電部と当接するか、又は、所定のコネクタ部材（８０）を介して間接的に電気接続するように形成されており、
前記ロアケース又は前記カバー部材には、前記回路基板を前記ロアケースの底面部に向かって押圧する基板抑え部（２４、１２１）が形成されている車両用通信機。 A vehicle communication device that receives a wireless signal from a mobile terminal carried by a vehicle user.
A circuit board (30) on which a circuit for receiving the radio signal is mounted, and
A resin lower case (10) that is a member for accommodating the circuit board and has an open surface located on the upper side of the circuit board.
A resin cover member (20) fitted to the lower case so as to close the opening of the lower case is provided.
The antenna for receiving the radio signal from the mobile terminal is integrally formed on the inner surface of the lower case, and is also formed.
A power feeding unit (31) for electrically connecting to the antenna is provided on the lower side surface of the circuit board.
The antenna is formed so as to come into contact with the feeding portion or indirectly electrically connect via a predetermined connector member (80).
A vehicle communication device in which a substrate holding portion (24, 121) for pressing the circuit board toward a bottom surface portion of the lower case is formed on the lower case or the cover member.
前記回路基板のグランド層と電気的に接続する導電性のグランド引出パターン（５０）が、前記ロアケースの内側面の所定位置から外側面の所定位置まで、前記ロアケースの表面に延設されている車両用通信機。 The vehicle communication device according to claim 1.
A vehicle in which a conductive ground drawing pattern (50) electrically connected to the ground layer of the circuit board extends from a predetermined position on the inner surface of the lower case to a predetermined position on the outer surface on the surface of the lower case. Communication device for.
前記ロアケースの外側面には、車両に当該装置を固定するための金属製のステー（７０）が組み付けられており、
前記グランド引出パターンは、前記ステーと当接するように形成されていることを特徴とする車両用通信機。 The vehicle communication device according to claim 2.
A metal stay (70) for fixing the device to the vehicle is attached to the outer surface of the lower case.
A vehicle communication device, wherein the ground drawer pattern is formed so as to come into contact with the stay.
前記ロアケースには、下方から前記回路基板を支持するための支持部（１４）が複数形成されており、
前記グランド引出パターンの内側端部であるグランド接続部（５１）は、複数の前記支持部のうちの１つにおいて、前記回路基板と当接する部分に形成されており、
前記回路基板は、前記グランド層と電気的に接続しているグランド電極（３２）を、前記グランド接続部と当接する部分に備える車両用通信機。 The vehicle communication device according to claim 2 or 3.
A plurality of support portions (14) for supporting the circuit board are formed in the lower case from below.
The ground connection portion (51), which is the inner end portion of the ground drawer pattern, is formed at a portion of one of the plurality of support portions that comes into contact with the circuit board.
The circuit board is a vehicle communication device provided with a ground electrode (32) electrically connected to the ground layer at a portion in contact with the ground connection portion.
前記基板抑え部は、前記グランド接続部が形成されている前記支持部の真上に相当する位置に形成されている車両用通信機。 The vehicle communication device according to claim 4.
The substrate holding portion is a vehicle communication device formed at a position corresponding directly above the support portion on which the ground connecting portion is formed.
前記ロアケースには、下方から前記回路基板を支持するための支持部が複数形成されており、
前記給電部は、複数の前記支持部のうちの１つと当接する部分に形成されており、
前記アンテナは、前記支持部において前記給電部が当接する部分を含むように形成されていることを特徴とする車両用通信機。 The vehicle communication device according to any one of claims 1 to 5.
A plurality of support portions for supporting the circuit board are formed in the lower case from below.
The feeding portion is formed in a portion that comes into contact with one of the plurality of supporting portions.
A vehicle communication device, wherein the antenna is formed so as to include a portion of the support portion with which the feeding portion abuts.
前記基板抑え部は、前記給電部が当接する前記支持部の真上に相当する位置に形成されている車両用通信機。 The vehicle communication device according to claim 6.
The substrate holding portion is a vehicle communication device formed at a position directly above the support portion with which the feeding portion abuts.
前記給電部と前記アンテナとは、弾性及び導電性を有する前記コネクタ部材によって電気的に接続されていることを特徴とする車両用通信機。 The vehicle communication device according to any one of claims 1 to 5.
A vehicle communication device, wherein the power feeding unit and the antenna are electrically connected by the connector member having elasticity and conductivity.
前記基板抑え部は、前記カバー部材の内側面に設けられており、
前記基板抑え部は、押圧によって外側に広がる多脚状に構成されていることを特徴とする車両用通信機。 The vehicle communication device according to any one of claims 1 to 8.
The substrate holding portion is provided on the inner side surface of the cover member.
The board holding portion is a vehicle communication device characterized in that it is configured in a multi-legged shape that spreads outward by pressing.
前記ロアケースの開口端には、溝部が形成されており、
前記カバー部材の縁部には、前記ロアケースの前記溝部と嵌合するための凸部が形成されており、
前記カバー部材の前記凸部が前記ロアケースの前記溝部に挿入されることで、一体的に組み合わさった状態が維持されるように構成されている車両用通信機。 The vehicle communication device according to any one of claims 1 to 9.
A groove is formed at the open end of the lower case.
A convex portion for fitting with the groove portion of the lower case is formed on the edge portion of the cover member.
A vehicle communication device configured such that the convex portion of the cover member is inserted into the groove portion of the lower case so that the integrally combined state is maintained.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019039897A JP2020145562A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Vehicle communication device |
Applications Claiming Priority (1)
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