JP5744281B1 - 車載用電子機器筐体及びリモートキーレスエントリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の性能安定化のため、導電性弾性体を用いてプリント基板との電気的接続を図っているが、ユニットの小型化に伴う部品実装スペースの省スペース化による、限られた範囲の中での接点接地面確保と、自動車用高周波アンテナ用グラウンドのように使用環境、経年変化に伴う特性の低下に対応をすべく、長期間において、接触抵を維持できる弾性体の接圧を確保する必要があった。【解決手段】誘電体からなる樹脂ケースと、樹脂ケースに設けた金属部材間にグラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、プリント基板のグラウンドパターンと金属部材との間に、導電接点を有する導電性弾性体を介在させ、導電性弾性体と接する金属部材の接触面に、導電性弾性体を圧接する複数の凸状部を設けたものである。【選択図】図２

Description

この発明は、車載用電子機器筐体、及びこの車載用電子機器筐体を採用した自動車無線受信装置のリモートキーレスエントリー装置に関するものである。

従来の自動車の無線受信装置は、ユーザが所持する携帯機からの無線信号を受信する受信アンテナを備えた車載用無線受信装置を自動車の車体フレーム内に装備している。
このような車載用無線受信装置は、あらゆる方向より携帯機からの電波を受信する必要がある。
この高周波受信性能安定化のため、プリント基板のグラウンドパターンと車体とを電気的接続する手法が提供されており、このうちプリント基板を収納するケースと車体取り付け用ブラケットを一体化した金属部材は、部品点数削減及び高強度にて薄型化が出来ることから高いレイアウト性が可能となる。
この車体との取付け部での接触性能（接触抵抗値）が変化すると、アンテナで受信した高周波電流が変化することで、高周波受信性能が変化してしまう。この金属部材とプリント基板のグラウンドパターンを電気的に接続し、より安定的な高周波性能を確保するためには、接点部の密着性及び安定した導通性が必要となる。
この発明は、前記金属部材とプリント基板のグラウンドパターンの接続に弾性体を用いることで得られる接点密着性により、高周波受信性能の向上を目的とし、組立作業性を悪化させることなく金属部材への接続構造を提供することにある。
無線受信装置におけるプリント基板と金属部材への接続方法は種々提案されており、一例として特許文献１に示すものがある。

特許第５２９０３７９号公報

車載用無線受信装置の分野においては、装置の性能安定化のため、導電性弾性体を用いてプリント基板との電気的接続を図っているが、ユニットの小型化に伴う部品実装スペースの省スペース化による、限られた範囲の中での接点接地面確保と、自動車用高周波アンテナ用グラウンドのように使用環境、経年変化に伴う特性の低下に対応をすべく、長期間において、接触抵を維持できる弾性体の接圧を確保する必要があった。
また、大気中での接触作業を行う限り、雰囲気由来の被膜が接触表面に存在し、導電性弾性体で、より低抵抗を達成するためには表面被膜を払拭する構造が好適であった。
この発明は、上述の問題点に鑑みてなさせたものであり、無線受信装置のプリント基板のグラウンドパターンと金属部材とを、組立作業性を悪化させることなく、高い高周波受信性能を保持しながら電気的接続させるべく、プリント基板のグラウンドパターンと金属部材の間に導電性弾性体を挟みこむ構造とし、さらに金属部材の前記導電性弾性体接触面部に凸構造を設けるか、又はプリント基板のグラウンドパターン上の当該面に凸状部を設けるか、もしくはその両方に凸構造を設け、局所的に導電性弾性体の接圧を高くすることで、挟み込みによる弾性体の反力を最小限としている。
また、この発明に係る車載用電子機器筐体は、前記構成の無線受信装置を、携帯機との無線通信用として用いたものである。

この発明に係わる車載用電子機器筐体は、誘電体からなる樹脂ケースと、この樹脂ケースに設けた金属部材との間に、グラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、このプリント基板のグラウンドパターンと上記金属部材との間に、導電接点となる導電性弾性体を介在させ、この導電性弾性体と接する上記金属部材の接触面に、上記導電性弾性体を圧接する複数の凸状部を設け、この凸状部は、断面波形状に構成したものである。

この発明の車載用電子機器筐体によれば、導電性弾性体を用いたプリント基板と金属部材の電気的接続において、導電性弾性体に対向する当該接触面に凸構造を設けることにしたので、導電性弾性体を全面均等に圧縮させながら導通させるよりも、導電性弾性体の反力は少なく、且つ限られた接触範囲のなかで接触面積をより広く確保することにしたので、導通性を向上させることができるとともに、荷重低減により筐体への負担を軽減することができる。また、前記凸構造を用いることで、平面同士の接触では除去しきれない金属部材表面及び導電性弾性体表面の雰囲気由来の被膜を、組付け時に凸状部の側面部と導電性弾性体がスライドしながら接触することで発生する摩擦抵抗により除去しながら接続することが可能となり、このように構成することで、より低抵抗とすることができ、結果的に高い高周波受信性能を保持することができる。
また、熱耐久性が高く応力永久ひずみが少なく、且つ使用環境や経年変化に順応性のあるシリコーンゴム等の弾性体の使用により、長期間的にその品質を確保することも出来るなどの付加的効果がある。

この発明の実施の形態１〜７に係る車載用電子機器筐体を採用するための自動車無線受信装置を示し、（ａ）は説明の便宜上、分解透視して示した斜視図、（ｂ）は図（ａ）を倒置して示した断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車載用電子機器筐体の要部（図１（ｂ）のＡ部）を示した断面図で、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は金属部材の凸状部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る車載用電子機器筐体の要部（図１（ｂ）のＡ部）を示した断面図で、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は金属部材の凸状部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る車載用電子機器筐体の要部（図１（ｂ）のＡ部）を示した断面図である。 この発明の実施の形態４に係る車載用電子機器筐体の要部（図１（ｂ）のＡ部）を示した下面図で、金属部材を透過し且つ金属材方向から導電性弾性体を見た図である。 この発明の実施の形態５に係る車載用電子機器筐体の要部（図１（ｂ）のＡ部）を示した断面図である。 この発明の実施の形態７に係るリモートキーレスエントリー装置の構成を示す斜視図である。

この発明に係わる車載用電子機器筐体は、高周波受信性能向上のために、プリント基板上に設置されたグラウンドパターンと車両に組付ける金属部材との電気的接続を行うため、グラウンドパターンと金属部材とを導電性弾性体を介して電気的接続を得るもので、自動車の無線受信装置などの車載用電子機器筐体に好適に用いられるものである。
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
図１〜図２に基づいて実施の形態１に係る車載用電子機器筐体を説明する。
図１は、この発明の実施の形態１〜７に係る車載用電子機器筐体を採用するための自動車無線受信装置を、分解透視して示した斜視図で、ここでは説明の都合上、各種配線の一部とコネクタの一部を透視して示すと共に、外部機器との接続の様子も示している。

図１に示すように、車載用無線受信装置に採用される車載用電子機器筐体１の内部において、金属アンテナ３は、その先端をプリント基板２に設けられた貫通孔に挿入したうえで、後述する給電パターン９と半田接合されプリント基板２に取付けられている。
また、プリント基板２上には、無線回路を備えた無線ＩＣ４が実装され、ケース８の周壁８ａには、無線ＩＣ４とパターンを介して接続されると共に外部機器５とワイヤーハーネス６を介して接続されるコネクタ７が、配設されている。
ケース８は、誘電体からなる合成樹脂で成形されており、周壁８ａはケース８の側面となるよう環状に形成されている。

また、プリント基板２上には、一端を無線ＩＣ４に接続した給電パターン９が設けられ、この給電パターン９に、金属アンテナ３の一端と、プリント基板２上に設けたパターンアンテナ１０の一端とを接続させ、給電パターン９から金属アンテナ３とパターンアンテナ１０を分岐させることでアンテナを形成している。なお、給電パターン９の途中には整合回路１１を設けている。

また、プリント基板２は、図１（ｂ）に示すように、ケース８の開口縁段差部８ｃに収納され、プリント基板２の下面には、電気的接地部となるグラウンドパターン１３が設けられ、グラウンドパターン１３は、導電接点部となる導電性弾性体１４を介して金属薄板状カバー１２と電気的に接続されている。
金属薄板状カバー１２は、導電性の金属部材で構成され、プリント基板２を覆うカバー機能（蓋機能）の他に車体への取付け部（図示せず）を有し、プリント基板２のグラウンドパターン１３と車体とを電気的に接続する機能を備えている。

また、金属薄板状カバー１２は、たとえば、ケース側壁に内側に凸を有するフックおよび、金属薄板状カバー周囲に貫通孔を有するフック機構８ｂによって、ケース８に接合、装着される。
この接合、装着時に、プリント基板２と金属薄板状カバー１２との隙間Ｓを、導電性弾性体１４の高さより、低くなる様に係合位置を設定しており、係合した際、導電性弾性体１４が押しつぶされることで押圧力を生じ、接圧を得ている。
この実施の形態１では、ケースをケース８、金属部材を金属薄板状カバー１２としている。

導電性弾性体１４と接する金属薄板状カバー１２の当接部（接触面）には、図２に示すように断面波形状の凸状部１５が形成され、導電性弾性体１４は、その弾性特性から、上記押圧による圧接力で凸状部１５にならって密着する。
以上のように、断面波形状の凸状部１５に対し、所定の接圧で接触する導電性弾性体１４を設け、この導電性弾性体１４によりグラウンドパターン１３と金属筐体である金属薄板状カバー１２との間の導電接点を形成し、金属薄板状カバー１２を介してプリント基板２のグラウンドパターン１３を接地するようにしている。

また、プリント基板２に無線ＩＣ４を搭載せず、ワイヤーハーネス６に高周波信号を伝送し、外部機器５に無線ＩＣを搭載させるようにして、車載用電子機器筐体をアンテナのみとして用いてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１に係る金属薄板状カバー１２の凸状部１５は、断面波形状としているが、導電性弾性体１４を隙なく金属薄板状カバー１２に密着できるのであれば、それに限ったものではない。
実施の形態２では、図３に示すように、金属薄板状カバー１２の当接部（接触面）に、波形凸状部を用いず、ドット形状（円や三角、四角形状等）の凸状部１６を形成し、導電性弾性体１４を、その形で密着させた構成としてもよく、実施の形態２によっても実施の形態１と同様の効果が得られる構成となっている。

実施の形態３．
実施の形態１、２では、金属薄板状カバー１２側に凸状部１５を設けたが、実施の形態３は、図４で示すように、導電性弾性体１４と接するグラウンドパターン１３の接触面に、導電性弾性体１４を圧接する複数の凸状部１７を設けたものである。
このように、プリント基板２のグラウンドパターン１３上に凸状部１７を設け、導電性弾性体１４を接合したとしても、実施の形態１、２と同様の効果が見られるのは明らかである。
図４では、プリント基板２のグラウンドパターン１３上に、半田でドット状（円や三角、四角形状等）の凸状部１７を形成しており、導電性弾性体１４は、その弾性特性から、グラウンドパターン上の凸状部１７にならって密着する。

実施の形態４．
実施の形態３では、グラウンドパターン上の凸状部１７は、ドット状の凸形状に限定しているが、導電性弾性体１４を隙なく金属薄板状カバー１２に密着できるのであれば、それに限ったものではない。
実施の形態４では、グラウンドパターン上の当接部（接触面）に、ドット状の凸形状を用いず、図５に示すように、縞状（縦縞状又は横縞状）の凸状部１８とし、導電性弾性体１４を、その形で密着させた構成としてもよく、実施の形態３と同様の効果が得られる構成となっている。

実施の形態５．
実施の形態５は、図６に示すように、実施の形態１〜２のいずれかの凸状部１５、１６及び、実施の形態３〜４のいずれかの凸状部１７、１８を同時に実施したものである。
導電性弾性体１４のサイズによっては、このように実施の形態１〜２、及び実施の形態３〜４を同時に実施することで、最適な接触抵抗とすることができ、それぞれの凸状部１５、１６、１７、１８の形状、又は、その全ての凸状部の高さを変化させることで、導電性弾性体１４の接圧を調整することができる。

実施の形態６．
前記導電性弾性体１４の材料としては、弾性材料に導電性材料を添加したものの代わりに、弾性材料の表面に導電性シート（図示せず）或は導電性繊維（図示せず）で被ったものでも同様の効果が得られる。

実施の形態７．
実施の形態７は、図７に示すように、前記実施の形態１から６のいずれかの構成を有する車載用電子機器筐体１を、リモートキーレスエントリーシステムに適用したものである。
詳細には、ユーザが所持する携帯機１９からの無線信号を受信する受信アンテナを備えた車載用電子機器筐体１からなるキーレスレシーバユニット２０を、自動車の車体フレーム内に装着している。前記キーレスレシーバユニット２０は、実施の形態１〜６のいずれかの車載用電子機器筐体１を装備しており、詳細な構成は同じであるため説明は省略する。

以下、各実施の形態における具体例を補足説明する。
金属薄板状カバー１２について、
金属薄板状カバー１２に関しては、導電性、耐食性、及びしごき加工性が良好で、機械的にも強く汎用性がある点で、電気亜鉛めっき鋼板が好適に使用でき、凸状部の加工性、車両組付けに必要な機械的強度の観点から、板厚１．０ｍｍを用いることが有効であるが、ユニットサイズによっては０．８ｍｍ、１．２ｍｍ等を使用することが有効な場合もある。
また、凸状部１５、１６、１７、１８の高さにおいては、導電性弾性体密着性、金属しごき加工性を考えると凸形状高さ０．１ｍｍ以下に設定することが有効であるが、導電性弾性体の物性、サイズによっては０．１ｍｍ以上とすることが有効な場合もある。

導電性弾性体１４について、
導電性弾性体は、経年変化、圧縮永久歪、耐熱性に耐性があり十分な弾力性を有するシリコーンゴムやシリコーンゴムフォームが好適に使用できる。
導電性弾性体の取付け方法は、プリント基板のグラウンドパターンへの表面実装技術（ＳＭＴ）での取付けが好適に用いられる。

凸状部１５、１６、１７、１８の形成について、
プリント基板のグラウンドパターン上に凸状部を用いる場合、環境負荷の点においても鉛フリー半田を用いて凸状部を形成し、導電性弾性体と接続することが好適である。
その場合、導電性弾性体の取付け方法については、金属薄板状カバーへ導電性粘着材にて貼付ける方法があるが、導電性弾性体のサイズによっては、粘着材等を用いずに直接挟み込む方が、有効な場合もある。

なお、上記各実施形態においては、プリント基板のグラウンドパターンに導電性弾性体を介して金属薄板状カバーへ接続する場合について述べてきたが、金属部材間に導電性弾性体を介した接続であれば、前に述べた組み合わせ以外であってもその効果は得られる。

以上のごとく、各実施の形態の車載用電子機器筐体においては、プリント基板に配設されたグラウンドパターンと金属部材を接続する接点を導電性弾性体とし、金属部材、又はグラウンドパターン、或いはその両方の当該面に凸状部を設け、導電性弾性体を押圧により密着させる構造とすることで、組付け性を悪化させることなく、高い高周波特性を備えることができる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：車載用電子機器筐体、２：プリント基板、３：金属アンテナ、４：無線ＩＣ、
５：外部機器、６：ワイヤーハーネス、７：コネクタ、８：ケース、
８ａ：周壁、８ｂ：フック機構、８ｃ：開口縁段差部、９：給電パターン、
１０：パターンアンテナ、１１：整合回路、 ２：金属薄板状カバー、
１３：グラウンドパターン、１４：導電性弾性体、
１５：金属薄板状カバーの凸状部、１６：金属薄板状カバーのドット状凸状部、
１７：グラウンドパターンのドット状凸状部、
１８：グラウンドパターンの縞状凸状部、１９：携帯機、
２０：キーレスレシーバユニット。

Claims (7)

1. 誘電体からなる樹脂ケースと、この樹脂ケースに設けた金属部材との間に、グラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、このプリント基板のグラウンドパターンと上記金属部材との間に、導電接点となる導電性弾性体を介在させ、この導電性弾性体と接する上記金属部材の接触面に、上記導電性弾性体を圧接する複数の凸状部を設け、この凸状部は、断面波形状に構成したことを特徴とする車載用電子機器筐体。
2. 誘電体からなる樹脂ケースと、この樹脂ケースに設けた金属部材との間に、グラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、このプリント基板のグラウンドパターンと上記金属部材との間に、導電接点となる導電性弾性体を介在させ、この導電性弾性体と接する上記金属部材の接触面に、上記導電性弾性体を圧接する複数の凸状部を設け、この凸状部は、ドット状に構成したことを特徴とする車載用電子機器筐体。
3. 誘電体からなる樹脂ケースと、この樹脂ケースに設けた金属部材との間に、グラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、このプリント基板のグラウンドパターンと上記金属部材との間に、導電接点となる導電性弾性体を介在させ、この導電性弾性体と接する上記グラウンドパターンの接触面に、上記導電性弾性体を圧接する複数の凸状部を設けたことを特徴とする車載用電子機器筐体。
4. 上記グラウンドパターンの凸状部は、ドット状に構成したことを特徴とする請求項３に記載の車載用電子機器筐体。
5. 上記グラウンドパターンの凸状部は、縦縞状又は横縞状に構成したことを特徴とする請求項３に記載の車載用電子機器筐体。
6. 誘電体からなる樹脂ケースと、この樹脂ケースに設けた金属部材との間に、グラウンドパターンを有するプリント基板を配設し、このプリント基板のグラウンドパターンと上記金属部材との間に、導電接点となる導電性弾性体を介在させ、上記導電性弾性体と接する上記金属部材の接触面に、請求項１又は請求項２に記載の凸状部を設けると共に上記導電性弾性体と接する上記グラウンドパターンの接触面に、請求項３から請求項５のいずれか1項に記載の凸状部を設けたことを特徴とする車載用電子機器筐体。
7. 請求項１から請求項６のいずれか1項に記載の車載用電子機器筐体を、携帯機との無線通信用として自動車に搭載したことを特徴とするリモートキーレスエントリー装置。

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