JP4548205B2 - ワイヤレス送受信機及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、機械式キーを収納することができる樹脂ケースを備えたワイヤレス送受信機に関するものである。

従来、車両用のワイヤレス送受信機として、スマートキーシステム（登録商標）に用いられる携帯機がある。以下では、ワイヤレス送受信機を送受信機と称する。この送受信機は、車両側に設けられた送受信装置と相互通信を行うものであり、送受信機の所有者は、車両に乗り込む際、この送受信機を所持している。

スマートキーシステムでは、携帯機である送受信機を携帯するだけで、ドアのアンロックとロック、エンジンの始動等ができるシステムである。

送受信機は、回路部品が実装された回路基板と駆動源としての電池とを、樹脂から形成されたケース内に内蔵している。また、送受信機は、電池切れや送受信機の故障等を考慮した場合の非常用として、従来から使用されている機械式キーを、ケース内に設けられた空間部に収納させている。電池切れや送受信機が故障した場合、所有者は、機械式キーを空間部から抜き出し、これを使用することにより、車両のドアのロック解除等を行っている。

しかし、システムの高機能化に伴い、送受信機に内蔵される部品点数が増加傾向にあるにも拘らず、送受信機に対する携帯性等の理由からより一層の小型化が要求されている。特に、送受信機を薄型のカード形状とすることへの要望が高い。

一方、機械式キーは厚さ寸法が２ミリメートル（ｍｍ）程度であるため、例えば、送受信機の厚さ寸法を３ｍｍに設定すると、樹脂から形成されたケースの厚さ寸法は、機械式キーを収納する空間部の位置で、０．５ｍｍ程度となる。このため、送受信機の強度を、機械式キーに対するこの空間部の位置で確保することが困難となる。

特に、送受信機を落下した場合、機械式キーの荷重（５グラム重程度）が空間部の位置でケースに衝撃的に作用し、送受信機が破損する恐れもある。

この問題は、スマートキーシステムに用いられる車両用のワイヤレス送受信機に限らず、オフィスのドアの開閉や試験装置の操作等に適用可能なワイヤレス送受信機に共通する問題である。

本発明は、上記点に鑑みなされたものであり、機械式キーを収納する樹脂ケースを備え、機械式キーを収納する位置で、機械式キーに対する樹脂ケースの強度を確保することのできるワイヤレス送受信機及びその製造方法を得ることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載のワイヤレス送受信機は、機械式キーと、機械式キーを収納させることができる空間部を有し且つ該空間部を形成する薄肉部と厚肉部とを備えた樹脂ケースと、空間部に収納された機械式キーの長手方向の互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置で、それぞれ、金属薄板から形成され且つ薄肉部とこれと隣接する厚肉部との間で連設されて樹脂ケースに埋設または固設された補強部材と、回路部品が実装された回路基板とを備え、薄肉部を成す樹脂ケースの部分に埋設または固設された補強部材は、回路基板に半田付けされ、かつ支持された固定部を備えることを特徴とする。

この構成では、金属薄板から形成された補強部材が、空間部に収納された機械式キーの長手方向の互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置で、それぞれ、薄肉部とこれと隣接する厚肉部の間で連設されて樹脂ケースに埋設または固設される。これにより、薄肉部は、互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置で、それぞれ、自身が補強部材により補強され且つ補強部材を介して厚肉部により支えられ、このため薄肉部の強度が高められる。

また、機械式キーは、その２箇所の位置で強度が高められた薄肉部により、空間部内に収納保持される。この結果、機械式キーを収納する空間部の位置で、機械式キーに対する樹脂ケースの強度を確保できる。
更に、補強部材が、回路基板に半田付けされ、かつ支持された固定部を備えるため、薄肉部は、補強部材を介して回路基板でも支えられる。これにより、機械式キーを収納する空間部の位置で、機械式キーに対する樹脂ケースの強度を、さらに高めることができる。

請求項２に記載のワイヤレス送受信機は、補強部材が、２箇所の位置の少なくとも一方において、空間部に収納された機械式キーを少なくとも囲繞する形状を有する構成とする。

この構成では、補強部材が、空間部に収納された機械式キーを少なくとも囲繞する形状を有するため、薄肉部は、さらに十分に、自身が補強部材により補強され且つ補強部材を介して厚肉部により支えられる。これにより、機械式キーを収納する空間部の位置で、機械式キーに対する樹脂ケースの強度を、さらに高めることができる。

請求項３に記載のワイヤレス送受信機は、補強部材が、２箇所の位置の間において連続した形状を有する構成とする。

この構成では、補強部材が、２箇所の位置の間において連続した形状を有するため、薄肉部は、この２箇所の位置の間において連続して、自身が補強部材により補強され且つ補強部材を介して厚肉部により支えられる。これにより、機械式キーを収納する空間部の位置で、機械式キーに対する樹脂ケースの強度を、さらに高めることができる。

請求項４に記載のワイヤレス送受信機は、２箇所の位置が、空間部に収納された機械式キーの長手方向の両端近傍の位置である構成とする。

この構成では、２箇所の位置が、空間部に収納された機械式キーの長手方向の両端近傍の位置であるため、機械式キーは、その両端近傍の位置で強度が高められた薄肉部により、空間部内に収納保持される。これにより、上述の効果をより確実に得ることができる。

請求項５に記載のワイヤレス送受信機は、補強部材を構成するホルダは、第１補強部から引き起こして形成された一対の支持部を有し、前記ホルダは、前記機械式キーの前記長手方向と直角方向に相対峙する一対の第２補強部の一対の切り欠き穴から金属薄板を切り起こして形成され前記機械式キーの前記長手方向と直角方向に延在する一対の前記固定部を有し、一対の前記固定部は、夫々先端に段差が形成されるように起こされ曲げられて、前記段差内に一端が侵入した片面にのみ導体パターンが形成されている前記回路基板に前記半田付けが夫々されており、一対の前記固定部は前記ホルダの前記第１補強部によって橋絡されており、前記支持部から一対の前記第２補強部が曲げて形成され、一対の前記第２補強部と、一対の前記支持部と前記第１補強部とで前記機械式キーを囲繞していることを特徴とする。

この発明においては、補強部材を金属の薄板から打ち抜きと曲げ加工によって容易に形成できる。

請求項６に記載のワイヤレス送受信機の製造方法は、樹脂ケースを成型する際に、空間部を形成すると共に補強部材を該樹脂ケースに埋設または固設することを特徴とする。

この製造方法では、樹脂ケースを成型する際に、補強部材を樹脂ケースに埋設または固設するため、より簡易に上述の効果を得ることができる。

請求項７に記載のワイヤレス送受信機の製造方法は、固定部を回路基板に半田付けした後に、樹脂ケースを成型し、樹脂ケースを成型する際に、回路基板の内少なくとも回路部品の実装面側を樹脂ケースにより封止する。

この製造方法では、固定部を回路基板に半田付けした後に、樹脂ケースを成型し、同時に、回路基板の内少なくとも回路部品の実装面側を樹脂ケースにより封止する。これにより、上述の効果を簡易に得ることができると共に、回路部品に対する防水効果も得ることができる。

請求項８に記載のワイヤレス送受信機の製造方法は、樹脂ケースが、熱硬化性樹脂から形成され、回路部品の実装用の半田と固定部を回路基板に半田付けする半田が、樹脂ケースの成型温度より高い融点を有する構成とする。

ここで、例えば、樹脂ケースとして、熱可塑性樹脂を用いる場合、その融解温度を半田の融点より低く抑える必要があり、このため、樹脂ケースの耐熱性が低下する。

これに対して、請求項８による構成では、樹脂ケースが、熱硬化性樹脂から形成され、回路部品用と固定部用の半田が、樹脂ケースの成型温度より高い融点を有する。熱硬化温度を半田の融点より低く抑えることができると共に、耐熱性に優れた樹脂を選定することが可能となる。これにより、上述の効果を実現できるワイヤレス送受信機を提供できる。

以下、本発明によるワイヤレス送受信機を、スマートキーシステム（登録商標）に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１の平面図である。

図２（ａ）は、図１に示した補強部材であるホルダ８の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

スマートキーシステムは、運転者が送受信機１を携帯するだけで、当該車両のドアのアンロックとロック、エンジンの始動等ができるシステムである。

送受信機１は、図１に示すように、樹脂ケース２と、回路基板３と、回路基板３に実装された回路部品４と、駆動源としての電池５と、回路基板３上の回路部品４と電池５とを電気的に接続するターミナル６と、機械式キーであるメカキー７と、電池カバー９とを備える。回路基板３と、回路部品４と、電池５と、ターミナル６と、メカキー７とは、樹脂ケース２と電池カバー９内に配設される。

回路基板３は、片面にのみ導体パターンが形成されている回路基板（以下、片面配線回路基板と称する）であり、この片面である実装面３２上に回路部品４が実装される。回路部品４は、送受信機１が、車両側から認識コード（ＩＤコード）要求信号を受信し、それに対する応答信号を送信するものである。回路部品４は、アンテナ４１、パッケージ集積回路（パッケージＩＣ）４２もしくは他の電子部品４３である。

メカキー７は、電池５切れや送受信機１の故障等を考慮した場合に使用される非常用のキーであり、樹脂ケース２内に設けられた空間部２１内に収納される。空間部２１は、挿入口２１ａを有し、メカキー７は、挿入口２１ａから挿入されて空間部２１内に収納される。空間部２１を設ける空間を樹脂ケース２内に確保するため、切り欠き部３１が回路基板３に形成される。

電池５切れや送受信機１が故障した場合、所有者は、メカキー７を空間部２１から抜き出し、これを使用することにより、車両のドアのロック解除等を行う。

本発明の特徴である補強部材であるホルダ８は、空間部２１内に収納されたメカキー７の長手方向（図１の矢印が示す左右方向）の両端近傍の位置で、即ち、空間部２１の長手方向（図１の矢印が示す左右方向）の両端近傍で、樹脂ケース２に固定される。両端近傍のホルダ８は、その大きさが互いに異なるが、それらの形状は同様であり、金属薄板であるりん青銅の薄板から形成される。りん青銅は、その強度が高く半田付けが可能な銅と錫を主成分とする合金である。

ホルダ８は、図２に示すように、厚さ寸法Ｔ１が０．３ミリメートル（ｍｍ）のりん青銅薄板から、打ち抜きと曲げ加工により形成される。具体的に、ホルダ８は、切り欠き穴８５からりん青銅薄板を抜き出して形成された固定部８１と、第１補強部８２と、第１補強部８２から引き起こして形成された支持部８４と、支持部８４から曲げて形成された第２補強部８３とから構成される。

ホルダ８は、図１と図３に示すように、その固定部８１を回路基板３の実装面３２上に半田４０により固定される。また、ホルダ８は、表面実装デバイス（ＳＭＤ）対応可能に形成され、回路部品４と共に、回路基板３の実装面３２上に自動マウントされる。

樹脂ケース２は、ホルダ８と回路部品４を回路基板３に半田付け（実装）した後に、図３に示すように、これらと一体的に樹脂成型により形成される。樹脂ケース２を成型する際に、回路基板３の実装面３２（回路部品４）と側面及びホルダ８とを樹脂ケース２により封止する構成とする。これにより、回路部品４に対する防水効果を得ることができ、回路基板３とホルダ８を樹脂ケース２対して固定できる。

ホルダ８と回路部品４の半田付後に樹脂成型するため、半田の融点を成型温度より高く設定する必要がある。ここで、例えば、樹脂ケース２として、熱可塑性樹脂を用いる場合、その融解温度を半田の融点より低く抑える必要があり、このため、樹脂ケース２の耐熱性が低下するという問題がある。

これに対して、樹脂ケース２を、熱硬化性樹脂から形成すれば、成型温度を半田の融点より低く抑えることができると共に、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂を選定することが可能となる。具体的に、融点が摂氏２００度（２００℃）〜３００℃の半田と、成型温度が１７０℃程度のエポキシ系熱硬化性樹脂を用いる。

所有者は、車両に乗り込む際、送受信機１を所持しているが、送受信機１を財布等のカード入れに収納できれば便利である。このため、樹脂ケース２を略カード形状とし、図１と図３において、通常のクレジットカードとして用いられているＩＤ−１型カードと略同等の寸法Ｌ１を約８３ミリメートル（ｍｍ）とし、寸法Ｌ２を約５８ｍｍとし、厚さ寸法Ｔ２を約３ｍｍとした。

一方、図３において、メカキー７の厚さ寸法Ｔ３が約１．８ｍｍであるため、これを収納する空間部２１の位置における薄肉部２２の厚さ寸法Ｔ４は、約０．５ｍｍとなる。空間部２１は、樹脂ケース２の薄肉部２２と厚肉部２３とにより囲繞されて設けられる。

ホルダ８の第１補強部８２と第２補強部８３は、樹脂ケース２の薄肉部２２の内部に配設され、ホルダ８の支持部８４は、樹脂ケース２の厚肉部２３の内部に配設される。即ち、ホルダ８は、樹脂ケース２の薄肉部２２とこれと隣接する厚肉部２３の間で、第１補強部８２と支持部８４及び第２補強部８３と支持部８４により連設されて樹脂ケース２に埋設される。

これにより、樹脂ケース２の薄肉部２２は、ホルダ８の第１補強部８２と第２補強部８３により補強され且つホルダ８の支持部８４を介して樹脂ケース２の厚肉部２３により支えられ、このため薄肉部２２の強度が高められる。

また、ホルダ８は、空間部２１に収納されたメカキー７を略囲繞する形状に形成される。これにより、樹脂ケース２の薄肉部２２は、さらに十分に、ホルダ８により補強され且つホルダ８を介して厚肉部２３により支えられる。これにより、メカキー７を収納する空間部２１の位置で、メカキー７に対する樹脂ケース２の強度を、さらに高めることができる。

さらに、ホルダ８の固定部８１は、樹脂ケース２に固定された回路基板３に固定され、ホルダ８が、空間部２１に収納されたメカキー７の両端近傍に、それぞれ、設けられる。これにより、メカキー７の荷重（５グラム重程度）は、回路基板３と両端近傍の位置に分散される。

この結果、送受信機１を落下して、メカキー７の荷重（５グラム重程度）による衝撃が空間部２１の位置で樹脂ケース２に作用して樹脂ケース２の薄肉部２２を破ることを防止できる。

以上説明した本発明の第１実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１は、機械式キーであるメカキー７と、メカキー７を収納させることができる空間部２１を有し且つこの空間部２１を形成する薄肉部２２と厚肉部２３とを備えた樹脂ケース２と、この空間部２１に収納されたメカキー７の長手方向の両端近傍の位置で、それぞれ、金属薄板から形成され且つ薄肉部２２とこれと隣接する厚肉部２３との間で連設されて樹脂ケース２に埋設された補強部材であるホルダ８とを備える。さらに、ホルダ８は、空間部２１に収納されたメカキー７を略囲繞する形状に形成され、回路基板３に半田付けされる固定部８１を備える。

これにより、薄肉部２２は、空間部２１に収納されたメカキー７の長手方向の両端近傍の位置で、それぞれ、自身がホルダ８により補強され且つホルダ８を介して厚肉部２３により支えられ、このため薄肉部の強度が高められる。

さらに、メカキー７は、その荷重が回路基板３へも分散し、且つ、その両端近傍の位置で強度が高められた薄肉部２２により、空間部２１内で収納保持される。この結果、メカキー７を収納する空間部２１の位置で、メカキー７に対する樹脂ケース２の強度を確保できる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１の平面図である。

図５（ａ）は、図４に示した補強部材であるホルダ８の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＶＢ−ＶＢ線断面図である。

本発明の第２実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１では、図４と図５に示すように、第１実施形態と異なり、補強部材であるホルダ８を、空間部２１に収納されたメカキー７の長手方向の両端近傍の位置の間において略連続した形状に形成する。また、この連続した部位に固定部８１を追加して形成する。

これにより、樹脂ケース２の薄肉部２２は、この両端近傍の位置の間において連続して、ホルダ８により補強され且つホルダ８を介して樹脂ケース２の厚肉部２３により支えられ、さらに、メカキー７の荷重が回路基板３へ分散する。この結果、メカキー７を収納する空間部２１の位置で、メカキー７に対する樹脂ケース２の強度を、さらに高めることができる。

尚、上述の例では、ホルダ８を、空間部２１に収納されたメカキー７の両端近傍の位置またはその間に連続した形状に形成したが、その両端近傍の位置の代わりに互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置において、上述の構成をとることも可能である。

また、ホルダ８は、りん青銅以外の半田付けが可能な金属薄板、または半田付けが可能な金属をメッキ等した金属薄板から形成することも可能である。

また、ホルダ８の固定部を廃止して、ホルダ８を回路基板３に対して半田付けしない構成とすることも可能である。この場合は、ホルダ８を、半田付けができないアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等の金属薄板から形成することも可能である。

また、上述の例では、ホルダ８を樹脂ケース２に埋設したが、空間部２１の内面側に露出するように樹脂ケースに対して固設することも可能である。

また、回路基板３は、片面配線回路基板に限らず、両面に導体パターンが形成されている回路基板であってもよい。この場合、実装面３２が両面に設けられるため、図３において、この両面を樹脂ケース２により封止する構成とする。

また、本発明によるワイヤレス送受信機は、スマートキーシステムに用いられる車両用のワイヤレス送受信機に限らず、オフィスのドアの開閉や試験装置の操作等にも適用可能である。

即ち、本発明によるワイヤレス送受信機は、機械式キーを収納させることができる空間部を有し且つこの空間部を形成する薄肉部と厚肉部とを備えた樹脂ケースと、この空間部に収納されたメカキー７の長手方向の互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置で、それぞれ、金属薄板から形成され且つ薄肉部とこれと隣接する厚肉部との間で連設されて樹脂ケースに固定された補強部材とを備えることを特徴とする。この特徴を満たす限り、上述の例に限らず、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の第１実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１の平面図である。 図２（ａ）は、図１に示した補強部材であるホルダ８の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。 図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態によるワイヤレス送受信機である送受信機１の平面図である。 図５（ａ）は、図４に示した補強部材であるホルダ８の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＶＢ−ＶＢ線断面図である。

符号の説明

１ 送受信機（ワイヤレス送受信機）
２ 樹脂ケース、２１ 空間部、２１ａ 挿入口、２２ 薄肉部、２３ 厚肉部、
３ 回路基板、３１ 切り欠き部、３２ 実装面、 ４回路部品
４１ アンテナ、４２ パッケージ集積回路（パッケージＩＣ）、４３ 電子部品
５ 電池、６ ターミナル
７ メカキー（機械式キー）
８ ホルダ（補強部材）、８１ 固定部
８２ 第１補強部、８３ 第２補強部、８４ 支持部、８５ 切り欠き穴
９ 電池カバー

Claims (8)

1. 機械式キーと、
   前記機械式キーを収納させることができる空間部を有し且つ該空間部を形成する薄肉部と厚肉部とを備えた樹脂ケースと、
   前記空間部に収納された前記機械式キーの長手方向の互いに所定距離だけ離れた２箇所の位置で、それぞれ、金属薄板から形成され且つ前記薄肉部とこれと隣接する前記厚肉部との間で連設されて前記樹脂ケースに埋設または固設された補強部材と、
   回路部品が実装された回路基板とを備え、
   前記薄肉部を成す前記樹脂ケースの部分に埋設または固設された前記補強部材は、前記回路基板に半田付けされ、かつ支持された固定部を備えることを特徴とするワイヤレス送受信機。
2. 前記補強部材は、前記２箇所の位置の少なくとも一方において、前記空間部に収納された機械式キーを少なくとも囲繞する形状を有することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス送受信機。
3. 前記補強部材は、前記２箇所の位置の間において連続する形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤレス送受信機。
4. 前記２箇所の位置は、前記空間部に収納された前記機械式キーの長手方向の両端近傍の位置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のワイヤレス送受信機。
5. 補強部材を構成するホルダは、第１補強部から引き起こして形成された一対の支持部を有し、前記ホルダは、前記機械式キーの前記長手方向と直角方向に相対峙する一対の第２補強部の一対の切り欠き穴から金属薄板を切り起こして形成され前記機械式キーの前記長手方向と直角方向に延在する一対の前記固定部を有し、
   一対の前記固定部は、夫々先端に段差が形成されるように起こされ曲げられて、前記段差内に一端が侵入した片面にのみ導体パターンが形成されている前記回路基板に前記半田付けが夫々されており、
   一対の前記固定部は前記ホルダの前記第１補強部によって橋絡されており、
   前記支持部から一対の前記第２補強部が曲げて形成され、
   一対の前記第２補強部と、一対の前記支持部と前記第１補強部とで前記機械式キーを囲繞していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のワイヤレス送受信機。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワイヤレス送受信機の製造方法であって、前記樹脂ケースを成型する際に、前記空間部を形成すると共に前記補強部材を該樹脂ケースに埋設または固設することを特徴とするワイヤレス送受信機の製造方法。
7. 請求項６に記載のワイヤレス送受信機の製造方法であって、前記固定部を前記回路基板に半田付けした後に、前記樹脂ケースを成型し、
   前記樹脂ケースを成型する際に、前記回路基板の内少なくとも前記回路部品の実装面を該樹脂ケースにより封止することを特徴とするワイヤレス送受信機の製造方法。
8. 前記樹脂ケースは、熱硬化性樹脂から形成され、
   前記回路部品の実装用の半田と前記固定部を前記回路基板に半田付けする半田は、前記樹脂ケースの成型温度より高い融点を有することを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス送受信機の製造方法。

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