JP6113219B2 - 電子機器筐体およびリモートキーレスエントリー装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両用の無線受信装置等に適用される電子機器筐体、および電子機器筐体を用いたリモートキーレスエントリー装置に関するものである。

車両用の無線受信装置は、例えば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ており、車両の車体フレーム内に搭載されている。なお、このような無線受信装置は、あらゆる方向について、携帯機からの電波を受信することが求められている。

そこで、無線受信装置の高周波受信性能を向上させるために、プリント基板に設けられたグランドパターンと車体に取り付けられる金属部材とを電気的に接続することが提案されている。このとき、金属部材として、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とを一体化することにより、部品点数を削減でき、高い強度を確保して薄型化できるので、高いレイアウト性を実現することができる。

なお、プリント基板のグランドパターンと金属部材との接触部における接触抵抗値が変化すると、受信アンテナで受信した無線信号の高周波電流が変化するので、高周波受信性能が変化する。

そのため、プリント基板のグランドパターンと金属部材とを電気的に接続し、低抵抗で安定した高周波受信性能を確保するために、接触部に安定した接圧および導電性が必要になる。また、環境保護の観点から、部品点数の削減や、低燃費を実現するための軽量化を考慮した電子機器筐体が求められている。

すなわち、プリント基板のグランドパターンと金属部材との接続において、グランドパターンと金属部材とを直接押圧させることで、安定した接圧および導電性を得ることにより、高周波受信性能を向上させるとともに、部品点数を削減してプリント基板に影響する負荷を与えることなく、また組み立て作業性を悪化させることもない電子機器筐体が求められている。

このような電子機器筐体として、プリント基板にグランドパターンを設けるとともに、半田を金属部材側に隆起するように形成し、このプリント基板を樹脂筐体内に収納して金属部材とプリント基板と樹脂筐体とをネジで締結することにより、プリント基板上に隆起させた半田に金属部材を押しつけて、プリント基板のグランドパターンと金属部材との電気的な接続を確保することが提案されている。

しかしながら、この構造では、部品点数を削減するという要求を満たすことができず、かつ半田の隆起量やネジの締め付けトルクを管理する必要がある。また、経年によるネジの緩み等によって、安定した電気的接続に必要なネジの締め付けトルクが低下するので、長期的に品質を保証することが困難であった。

そのため、プリント基板のグランドパターンと金属部材とを直接押圧させることで電気的導通を確保し、押圧によるプリント基板へのストレスを回避するとともに、ネジレス等による部品点数の削減や管理項目の削減による組み立て負担の低減、高いレイアウト性の確保、環境への順応性を実現できる電子機器筐体が求められている。

ここで、例えばタクトスイッチ（登録商標）を実装したプリント基板の弾性を利用してタクトスイッチの操作を行うスイッチング機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。このスイッチング機構では、タクトスイッチを実装したプリント基板を複数段に設け、表面側のタクトスイッチを押圧してオンまたはオフ操作した後、さらに押圧して表面側のタクトスイッチを実装しているプリント基板の弾性により、裏面側のタクトスイッチを表面側プリント基板の裏面によりオンまたはオフ操作している。

特開２００３−３３１６８６号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献１に記載のスイッチング機構では、プリント基板の弾性を利用して実装されたタクトスイッチを押圧し、オンまたはオフ操作しているが、接点の継続的な電気的接続はなされていない。

また、特許文献１に記載のスイッチング機構では、プリント基板の形状およびプリント基板の固定方法が明確になっていないため、プリント基板を撓ませる際、プリント基板の形状や固定方法によっては、実装されているタクトスイッチ等の電子部品にストレスが及び、接触不良や電子部品の実装不良を引き起こす恐れがある。

すなわち、無線受信装置に適用される電子機器筐体においては、プリント基板のグランドパターンと金属部材との継続的な接触を必要とし、高い高周波受信性能および信頼性を実現するために、プリント基板上の電子部品の実装領域における歪み、およびプリント基板のグランドパターンと金属部材とを直接押圧させることによるプリント基板へのストレスを抑制することが求められる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プリント基板のグランドパターンと金属部材とを直接押圧させる際に、継続的な押圧により安定的な電気的導通を確保して、高い高周波受信性能を実現するとともに、プリント基板上の電子部品にストレスを与えることがなく、組み立て作業性を悪化させることもない電子機器筐体を得ることを目的とする。

この発明に係る電子機器筐体は、電子部品が実装されたプリント基板を内部に収納するとともに、開口面を有するケースと、開口面を閉塞する金属部材からなるカバーと、を備え、プリント基板に設けられたグランドパターンとカバーとを押圧させて電気的導通を確保する電子機器筐体であって、プリント基板の一部に片持ち梁構造部を形成し、グランドパターンとカバーとを、片持ち梁構造部で当接させ、片持ち梁構造部は、プリント基板の一部にスリットを設けることにより形成され、片持ち梁構造部におけるグランドパターンとカバーとの当接部と、電子部品の実装領域と、を隔てる境界位置に、プリント基板を保持する支柱を設け、グランドパターンとカバーとの当接部を、プリント基板の裏側から、プリント基板を撓ませる方向と逆方向に押しつけるバネ構造を設けたものである。

この発明に係る電子機器筐体によれば、電子部品が実装されたプリント基板の一部に片持ち梁構造部を形成し、プリント基板のグランドパターンと導電性の金属部材とを、片持ち梁構造部で当接させる構造を有している。
そのため、プリント基板のグランドパターンと金属部材とを直接押圧させる際に、継続的な押圧により安定的な電気的導通を確保して、高い高周波受信性能を実現するとともに、プリント基板上の電子部品にストレスを与えることがなく、組み立て作業性を悪化させることもない電子機器筐体を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る電子機器筐体を用いたリモートキーレスエントリー装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る電子機器筐体が適用された無線受信装置を示す分解斜視図である。 図２の無線受信装置を、高周波用接点を通る線で切断した断面図である。 図２の無線受信装置におけるプリント基板の片持ち梁構造部を示す平面図である。 図２の無線受信装置におけるプリント基板の片持ち梁構造部を示す別の平面図である。 図２の無線受信装置におけるプリント基板保持部を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２の無線受信装置における支柱を示す断面図である。 図２の無線受信装置におけるバネ構造を示す断面図である。 図２の無線受信装置におけるプリント基板のアンテナ給電点を示す平面図である。

以下、この発明に係る電子機器筐体およびリモートキーレスエントリー装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

なお、下記の実施の形態では、電子機器筐体がリモートキーレスエントリー装置の無線受信装置に適用された場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、電子機器筐体は、他の装置に適用されてもよい。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電子機器筐体を用いたリモートキーレスエントリー装置を示す斜視図である。図１において、無線受信装置１は、ユーザが所持する携帯機１００からの無線信号を受信する受信アンテナを備えており、車両の車体フレーム内に搭載されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る電子機器筐体が適用された無線受信装置を示す分解斜視図である。なお、図２では、説明の都合上、各種配線の一部およびコネクタの一部を透視して示すとともに、外部機器との接続の様子も示している。

図２において、無線受信装置１の内部で、プリント基板２上に金属製の受信アンテナ３が取り付けられている。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、この無線ＩＣ４とパターンを介して接続されるとともに、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、ケース８の周壁に配設される。ここで、ケース８は、誘電体からなる合成樹脂で成型されており、周壁は、ケース８の側面となるよう環状に形成されている。

また、無線ＩＣ４に一端が接続された給電パターン９をプリント基板２上に設け、給電パターン９に受信アンテナ３の一端を接続させてアンテナを形成している。また、給電パターン９の途中には、整合回路１０が設けられている。

なお、プリント基板２上に無線ＩＣ４を実装せず、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ＩＣ４を搭載させて、無線受信装置１がアンテナのみを有する構成としてもよい。

また、プリント基板２は、ケース８に保持され収納されるとともに、導電性の金属薄板で形成された金属部材である金属薄板状カバー１１に覆われる。さらに、ケース８と金属薄板状カバー１１とは、互いに接合される。

また、プリント基板２のグランドパターン上には、金属薄板状カバー１１と電気的に接続される高周波用接点１２が設けられている。ここで、ケース８と金属薄板状カバー１１とを接合させる際、プリント基板２の高周波用接点１２と金属薄板状カバー１１とが直接押圧される設計となっており、部品のばらつきを考慮しても、互いに接触する。

また、ケース８には、側壁外側にＬ字に突出させた嵌合フック部１３が形成されている。また、金属薄板状カバー１１には、周縁が部分的に突出されてＬ字曲げされるとともに、貫通孔が開けられたロック部１４が形成されている。

ここで、ケース８と金属薄板状カバー１１との接合については、ケース８の嵌合フック部１３の内側と金属薄板状カバー１１のロック部１４の外側とがフック機構により嵌合する構造となっている。なお、フック機構を採用せず、ケース８に設けた溶融部を溶解し、ケース８と金属薄板状カバー１１とを熱カシメや熱溶着等で嵌合してもよい。

図３は、図２の無線受信装置を、高周波用接点を通る線で切断した断面図である。図３において、金属薄板状カバー１１と電気的に接続されるプリント基板２の高周波用接点１２の当接部は、金属薄板状カバー１１の突出部１１ａと接触しており、その押圧において電気的導通を確保している。

図４は、図２の無線受信装置におけるプリント基板の片持ち梁構造部を示す平面図である。図４において、プリント基板２の高周波用接点１２の当接部への押圧によってプリント基板２に発生する歪みを抑制するために、高周波用接点１２の当接部と電子部品の実装領域１５とを分離するよう、プリント基板２の一部に片持ち梁構造部１６が形成され、片持ち梁構造部１６に高周波用接点１２の当接部が配置されている。これにより、電子部品の実装領域１５にかかるストレスを分断している。

ここで、図４に示したプリント基板２では、高周波用接点１２の当接部と電子部品の実装領域１５との間にスリット１７を設けることにより、片持ち梁構造部１６を形成している。なお、図５に示されるように、プリント基板２の一部を突出させて片持ち梁構造部１６を形成した場合であっても、図４のものと同様の効果を得ることができる。

また、プリント基板２の電子部品の実装領域１５には、高周波用接点１２の当接部の押圧によるストレスが加わらないことが望ましく、プリント基板２の高周波用接点１２の当接部と電子部品の実装領域１５とを隔てる境界位置に、プリント基板２の保持部を設けることが有効である。

図６は、図２の無線受信装置におけるプリント基板保持部を示す平面図である。図６において、プリント基板２の高周波用接点１２の当接部と電子部品の実装領域１５とを隔てる境界位置に、２個所のプリント基板保持部１８ａ、１８ｂが配置されている。これにより、プリント基板保持部間でのプリント基板剛性が高まり、電子部品の実装領域１５へのストレスを低減することができる。

図７は、図２の無線受信装置における支柱を示す断面図であり、（ａ）はケース内に設けられた支柱を示し、（ｂ）は支柱の先端を示している。図７において、ケース８内には、図６に示したプリント基板保持部１８ａ、１８ｂとして、ケース８から突出する支柱１９が一体的に設けられている。

プリント基板保持部１８ａ、１８ｂについては、プリント基板２を表側および裏側から挟み込み、両側から保持できる構造が好ましい。また、部品点数の削減の観点から、図７（ａ）に示されるように、ケース８から支柱１９を突出させ、図７（ｂ）に示されるように、支柱１９の先端をスナップフィット嵌合フック構造２０とすることが望ましい。

また、プリント基板２の経年劣化による押圧力の低下を抑制する方法として、プリント基板２のグランドパターンと金属薄板状カバー１１との接触部を、プリント基板２の裏側から、バネ構造等を用いてプリント基板２を撓ませる方向と逆方向に押しつけることにより、高い押圧を確保することができる。

図８は、図２の無線受信装置におけるバネ構造を示す断面図である。図８において、ケース８内には、ケース８から突出するバネ構造２１が一体的に設けられ、バネ構造２１が撓むことによって生じる力を、接触部の押圧としている。なお、使用条件によっては、金属性のコイルバネ等の弾性体を用いることが望ましい場合もある。

図９は、図２の無線受信装置におけるプリント基板のアンテナ給電点を示す平面図である。図９において、受信アンテナ３で受信した電波は、高周波電流となってグランドパターンへ流れ、さらに高周波用接点１２を介して車体へ流れる。そのため、アンテナ給電点２２から高周波用接点１２までの距離を短くする必要がある。

しかしながら、図４、５で示されるように、プリント基板２の高周波用接点１２と金属薄板状カバー１１とを押圧させる場合には、押圧により発生する応力がアンテナ給電点２２まで影響を及ぼすので、アンテナ給電点２２と高周波用接点１２とを離すことが必要不可欠である。

また、スリット構造を採用した場合には、高周波電流がスリット端に集中してしまい、アンテナ性能が劣化する。さらには、電源に対する基準電位として、コネクタ７にコネクタＧＮＤ２３が設けられることが一般的であるが、ワイヤーハーネス６に高周波電流が流れることによってアンテナ性能が変化する。そのため、コネクタＧＮＤ２３へ流れ込む電流量を低減させる必要がある。

これには、アンテナ給電点２２から高周波用接点１２までの距離をＡとし、アンテナ給電点２２からコネクタＧＮＤ２３までの距離をＢとした場合に、Ａ≦Ｂとすることが必要である。また、スリット１７による影響を低減させるため、片持ち梁構造部１６の長手方向となる位置に、アンテナ給電点２２および高周波用接点１２を配置することで、スリット１７での高周波電流の消費を低減させることができる。

さらに、高周波電流経路は、低インピーダンスであることが重要である。そのため、アンテナ給電点２２から高周波用接点１２までの高周波電流経路に、プリント基板保持部１８ａ用の穴を設ける場合には、裸穴ではなく、スルーホール化することで、ＧＮＤ面積を増加させて、低インピーダンス化を行う。その結果、高周波電流経路上の穴による高周波電流の阻害を低減することができる。

このように、プリント基板２に配設されたグランドパターンと金属薄板状カバー１１とを互いの押圧により電気的に接続し、電子部品に押圧によるストレスがかからないように、片持ち梁構造部１６をプリント基板２に設け、さらにはプリント基板２に実装される電子部品にストレスがかからないように、プリント基板２を保持する支柱１９を配置することで、当接部に最適な押圧力を与えつつ、部品点数を最小限に抑えた構成で、高い高周波受信性能を実現することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、電子部品が実装されたプリント基板の一部に片持ち梁構造部を形成し、プリント基板のグランドパターンと導電性の金属部材とを、片持ち梁構造部で当接させる構造を有している。
そのため、プリント基板のグランドパターンと金属部材とを直接押圧させる際に、継続的な押圧により安定的な電気的導通を確保して、高い高周波受信性能を実現するとともに、プリント基板上の電子部品にストレスを与えることがなく、組み立て作業性を悪化させることもない電子機器筐体を得ることができる。

なお、上記実施の形態１では、プリント基板２として両面プリント基板を用い、金属薄板状カバー１１と接するプリント基板２のグランドパターンの当接部は、低抵抗、成分安定性および耐食性に優れている金めっきを施すことを想定しているが、信頼性を確保できれば、それ以外の導電性めっきであっても同様の効果を得ることができる。

また、金属薄板状カバー１１に関しては、車体への取り付けに必要な機械的強度があり、導電性、耐食性およびしごき加工性が良好で、さらには汎用性がある点で、電気亜鉛めっき鋼板を用いることが好適である。

１ 無線受信装置、２ プリント基板、３ 受信アンテナ、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、９ 給電パターン、１０ 整合回路、１１ 金属薄板状カバー、１１ａ 突出部、１２ 高周波用接点、１３ 嵌合フック部、１４ ロック部、１５ 電子部品の実装領域、１６ 片持ち梁構造部、１７ スリット、１８ａ、１８ｂ プリント基板保持部、１９ 支柱、２０ スナップフィット嵌合フック構造、２１ バネ構造、２２ アンテナ給電点、２３ コネクタＧＮＤ、１００ 携帯機。

Claims (5)

1. 電子部品が実装されたプリント基板を内部に収納するとともに、開口面を有するケースと、前記開口面を閉塞する金属部材からなるカバーと、を備え、前記プリント基板に設けられたグランドパターンと前記カバーとを押圧させて電気的導通を確保する電子機器筐体であって、
   前記プリント基板の一部に片持ち梁構造部を形成し、前記グランドパターンと前記カバーとを、前記片持ち梁構造部で当接させ、
   前記片持ち梁構造部は、前記プリント基板の一部にスリットを設けることにより形成され、
   前記片持ち梁構造部における前記グランドパターンと前記カバーとの当接部と、前記電子部品の実装領域と、を隔てる境界位置に、前記プリント基板を保持する支柱を設け、
   前記グランドパターンと前記カバーとの当接部を、前記プリント基板の裏側から、前記プリント基板を撓ませる方向と逆方向に押しつけるバネ構造を設けた
   電子機器筐体。
2. 前記支柱は、前記プリント基板を表側および裏側から挟み込み、両側から保持するスナップフィット嵌合フック構造を有している
   請求項１に記載の電子機器筐体。
3. 無線信号を受信する受信アンテナをさらに備え、
   前記片持ち梁構造部の長手方向に、前記グランドパターンと前記金属部材との当接部と、前記受信アンテナの給電点と、を配置した
   請求項１または請求項２に記載の電子機器筐体。
4. 前記受信アンテナの給電点から前記グランドパターンと前記金属部材との当接部までの高周波電流経路に設けられる穴をスルーホール化する
   請求項３に記載の電子機器筐体。
5. 請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された電子機器筐体を、携帯機からの無線信号を受信する無線受信装置に適用したリモートキーレスエントリー装置。

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