JP7098021B1 - 車載用電子機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の統一化を図りつつ、車両への組み付けの多様性に対応する車載用電子機器筐体の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも操作ボタン（６）を有する樹脂からなる上ケース（５）と回路基板（１）とを一体化して上ケースモジュール（８）を形成する工程と、上ケースモジュール（８）に係合される下ケース（９）を金型により樹脂成形する樹脂成形工程と、上ケースモジュール（８）と樹脂成形された下ケース（９）を係合する工程と、を備え、下ケース（９）に車両取付用のブラケット（１３）を設ける場合は、前記樹脂成形工程において、前記金型にブラケット用の入れ子を挿入し、ブラケット一体型下ケース（９）を形成する。【選択図】図１１

Description

本願は、車載用電子機器の製造方法に関するものである。

一般に、車載用電子機器、例えば路側機との間で無線信号を送受信するアンテナを備えたＥＴＣ（エレクトロニック・トール・コレクションシステム：登録商標）車載器は、自動車の車体フレーム内もしくは車室空間内に装備されている。ＥＴＣ車載器はその普及に伴い、あらゆる車種への取り付けを実現することが求められている。
しかしながら、近年、自動車の車種の多様化、車室内空間の拡大、低燃費化、搭載機能の充実化、内突要件への法的対応にともない、搭載するＥＴＣ車載器は一層の小型化、軽量化、車両取り付けレイアウトの多様性が強く求められている。前述にある実装スペースの確保から、高いレイアウト性を実現するために、搭載するＥＴＣ車載器も小型軽量化、共通部材の多用途での使用、さらには組立工程の単純化によってもたらされるグローバル生産が要求されている。

従来、ＥＴＣ車載器は、自動車販売代理店あるいは市販量販店等で購入し、両面粘着材等でインストルメントパネルあるいはグローブボックス等の内装パネル周りに貼付ける、所謂、貼付けタイプのＥＴＣ車載器が周知されている。貼付けタイプのＥＴＣ車載器は、合成樹脂からなるケースに予め操作ボタン、光透過性材料からなるプリズムをケース内側に突出するように係合させておき、ＬＥＤ（発光ダイオード）、カードホルダが実装されたプリント基板をケースの規定の位置に組付けた後、内装パネルに両面粘着材等で貼付けられる構造が提案されている。

一方、自動車製造ラインあるいは自動車販売代理店等で、インストルメントパネルに組み込まれるビルトインタイプの車載器も、車両一体のデザイン性から好適に用いられている。

前記貼付けタイプのＥＴＣ車載器、およびビルトインタイプのＥＴＣ車載器は、それぞれの設置箇所、取り付け方法が異なるために、ＥＴＣ車載器の筐体は、それぞれ車両または取り付け方法に応じて別形状のものを設計、製作する必要がある。

また、ＥＴＣ車載器には、プリント基板の他、操作するための操作ボタン、及びＬＥＤからの光によって発光させてＥＴＣの状態を示すプリズム、ＥＴＣカードの出し入れの操作を行うイジェクトボタン等が搭載されており、筐体の金型毎にそれらの部品との係合を調整する必要がある。従って、同一金型を用いることにより、形状、組立の安定性を確保することが歩留まりを抑制し、品質の安定性に繋がることになる。

さらに、ビルトインタイプのＥＴＣ車載器においては、ＥＴＣ車載器の取り付け方法が様々で、車種毎に専用の取り付け構造を設置する必要があり、部材の増加に伴う金型費用の増額要因、管理の負担の増加要因となっている。

ＥＴＣ車載器を車両に取り付けるブラケットの構造は様々提案されており、溶接にてケースと一体構成される形態、ねじ締結形態、あるいは合成樹脂ケースとの一体成形形態のものが提供されている。このうち合成樹脂ケースとの一体成形形態のものは、部品点数を最小限に抑えられ、材料密度の小さい合成樹脂とすることにより、部品質量を軽量化することができ、車両としての燃費向上が見込める点でも好適に用いられる。

この合成樹脂ケースとの一体成形形態のブラケットを構成する場合、特定車両に特化した取り付け部位構造になることから、車両での部品レイアウトの自由度が少なくなって他車種への展開に制約があり、車種毎にケースあるいはブラケットが必要になることが多々あった。

この種のブラケット付きビルトインタイプのＥＴＣ車載器として、例えば特許文献１に提案されているものがある。

特開２０１０－２２１７６５号公報

特許文献１に開示されたＥＴＣ車載器の構造は、車両に取り付けるためのブラケットをケースと別体とすることにより、ブラケットの不要な場合の車両へは、ケースを粘着テープ等で貼付けることが可能となっている。しかし、ブラケットとケースは別体構成となっているため、少なくともケースとブラケットの２種類の金型が必要となり、それぞれ２種の部品を製作し、組付ける工程が必要となっていた。また、インストルメントパネル内側のビルトインスペースへのレイアウトを想定された構造であり、インストルメントパネル、あるいはグローブボックス等の内装パネル外側に貼り付ける場合、その貼付け性、意匠性に欠ける課題があった。

本願は、前記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、部品の統一化を図りつつ、車両への組み付けの多様性に対応する車載用電子機器の製造方法を提供することを目的とする。

本願に開示される車載用電子機器の製造方法は、少なくとも操作ボタンを有する樹脂からなる第１ケースと回路基板とを一体化して第１モジュールを形成する工程と、前記第１モジュールに係合される第２ケースを金型により樹脂成形する樹脂成形工程と、前記第１モジュールと樹脂成形された前記第２ケースを係合する工程と、を備え、
前記第１モジュールと前記第２ケースを係合してビルトイン型で取り付ける場合で、前記第２ケースに車両取り付け用のブラケットを設ける場合は、前記樹脂成形工程において、前記金型にブラケット用の入れ子を挿入してブラケット一体型第２ケースを形成し、
前記第１モジュールと前記第２ケースを係合して貼付け型で取付ける場合で、前記第２ケースに車両取り付け用のブラケットを設けない場合は、前記樹脂成形工程において、前記金型で前記第２ケースを形成することを特徴とする。

本願に開示される車載用電子機器の製造方法によれば、部品の統一化を図りつつ、車両への組み付けの多様性に対応する車載用電子機器を提供することができる。

実施の形態１に係るＥＴＣ車載器を示す斜視図である。 図１に示すＥＴＣ車載器の分解斜視図である。 図１に示すＥＴＣ車載器の組立て途中を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の他の例を示す斜視図である。 図４に示すＥＴＣ車載器の組立て途中の分解斜視図である。 図４に示すＥＴＣ車載器をインストルメントパネルの内部に取り付けた状態を示す図である。 実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の更に他の例を示す斜視図である。 図４に示すＥＴＣ車載器の下ケースを組み替えた例を示す斜視図である。 図８に示すＥＴＣ車載器の組立て途中を示す斜視図である。 図８に示すＥＴＣ車載器を内装パネルへ貼り付けた状態を示す斜視図である。 実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の上ケースおよび下ケースを成形する金型構造の一例を示す断面図である。 入れ子金型を説明する断面図である。 金型構造の他の例を示す断面図である。

以下、本願に係る車載用電子機器の製造方法の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。ここでは、車載用電子機器としてＥＴＣ車載器を挙げて説明する。なお、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器を示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である。また、図３は図１に示すＥＴＣ車載器の組立て途中を示す分解斜視図である。
図１から図３において、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器１００は、回路基板１を有しており、回路基板１に図示しないＬＥＤ(発光ダイオード)、イジェクトボタン２を有するＥＴＣカードホルダ３、および無線ＩＣ（図示せず）等が実装されている。また、回路基板１には、前記無線ＩＣと回路パターンを介して接続されるコネクタ４が実装され、コネクタ４はワイヤーハーネスを介してＥＴＣアンテナに接続されるように構成されている。

ＥＴＣ車載器１００の筐体を構成する第１ケース（以下、上ケースという。）５は、樹脂材、例えば合成樹脂で成形されており、上ケース５の周壁内側に係合用の爪が設けられ、回路基板１と係合するように構成されている。また、上ケース５の天面内側から突出した係合部に、操作ボタン６及びプリズム７が係合されており、上ケース５に収容された回路基板１、操作ボタン６、及びプリズム７等の部品が上ケース５と一体部品として図３に示すように上ケースモジュール８が形成されている。

一方、上ケース５と共に筐体を構成する第２ケース（以下、下ケースという。）９も上ケース５と同様に合成樹脂で成形されている。下ケース９には、前面部にカード挿入口９ａが設けられると共に、操作ボタン６、イジェクトボタン２、およびプリズム７が嵌め合わされる位置に抜き孔９ｂが設けられている。この前面部と下ケース９とは一体成形されており、下ケース９は、車両取り付け用のブラケットとして構成されている。下ケース９の前面部は、車両内装パネルとの一体性が求められるため、意匠デザインが施されている。また、下ケース９の前面部外周には、インストルメントパネルに設定されるＥＴＣ車載器用の抜き孔に隙間なく取り付けられるように、環状の突出部位１０が設けられている。更に、下ケース９の周壁内側には、係合爪１１が設けられ、この係合爪１１と上ケース５が係合され、改造防止のために上ケース５と下ケース９が螺子１２にて締結されている。

図４は、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の他の例を示す斜視図であり、図５はその組立て途中の分解斜視図である。
図４および図５に示すＥＴＣ車載器２００は、車両への取り付けにブラケットを用いる形態のＥＴＣ車載器を示すものであり、下ケース９に車両取り付け用のブラケット１３を一体構造として形成したものである。それ以外の構成については図１に示すＥＴＣ車載器と同様であり、同一符号を付してその説明を省略する。

前記ＥＴＣ車載器２００は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、インストルメントパネル１４の内部に収納されるビルトイン型の取り付けを想定した形態で、図６（ａ）は車室内から見たＥＴＣ車載器２００の収納状態を示し、図６（ｂ）はインストルメントパネル１４の内部から見たＥＴＣ車載器２００の収納状態を示している。

また、図７（ａ）、（ｂ）は、インストルメントパネルに組み込まれるビルトインタイプの車載器で、図４および図５に示すＥＴＣ車載器２００と異なるＥＴＣ車載器３００を示す斜視図である。
ＥＴＣ車載器３００は、図７（ａ）に上面側斜視図、図７（ｂ）に下面側斜視図を示ように、合成樹脂からなるパネルＰに予め操作ボタン６、光透過性材料からなるプリズム７をケース内側に突出するように係合させておき、ＬＥＤ、カードホルダが実装されたプリント基板を合成樹脂からなる上ケース５の規定位置に組付けた後、後工程において、上ケース５、パネルＰ、および車両に取り付けるブラケット１３を有する合成樹脂からなるベースＫを組付けるものである。なお、ベースＫは、図４および図５に示すＥＴＣ車載器２００の下ケース９に相当する。また、図７（ａ）（ｂ）に示す符号２はイジェクトボタン、符号７はプリズムを示している。また、ブラケット１３については、所謂、上ケース５と一体型の他、図７（ｂ）に示すように、複数の板金を溶接またはカシメにて接合する手法を用いたものもあるが、この手法によるものは、工程、管理工数、質量の増加、金型の増加といったところからコストアップに繋がる要因がある。

車両への取り付けにブラケット１３を用いる形態のＥＴＣ車載器２００、３００においては、車両に取り付けられた場合、インストルメントパネル１４から突出するボス部１５に下穴が設けられており、その下穴にブラケット１３がねじ締結される。その場合、ＥＴＣ車載器２００、３００の自重、及び車両走行時の振動には、加速によりＥＴＣ車載器２００、３００のブラケット１３の取り付け部がねじ締結点に近いことから応力が加わりやすい。ブラケット１３の取り付け部については、可能なかぎり断面積を増やし、その応力に対する強度を持たせる必要があり、本実施の形態においてはリブ構造体１６を採用しており、金型構造も、そのリブ構造体１６が構成できるよう考慮する必要がある。

また、合成樹脂により一体ブラケット構成としない場合においても、板金からなるブラケット１３のＥＴＣ車載器３００への取り付けは可能であり、ブラケット１３とＥＴＣ車載器３００とを粘着テープ等で接合することが可能となる。

図８は、下ケース９を組み替えることでインストルメントパネル、またはグローブボックス等の内装パネルに貼付けが可能な形態のＥＴＣ車載器４００を示す斜視図、図９はその組立て途中を示す斜視図である。

図８、図９に示すＥＴＣ車載器４００によれば、図１あるいは図３で示す上ケースモジュール８を使用し、上ケース５側については、変更することなく使用できる。一方、下ケース９については、図２、図３、あるいは図５で示す下ケース９のように、前面にカード挿入口９ａ、操作ボタン６、イジェクトボタン２、プリズム７が嵌め合わされる位置に抜き孔９ｂが設けられ、周壁内側には、上ケース５に係合爪１１が設けられ、係合爪１１と上ケース５が係合する。さらに、下ケース９の前面及び下面には意匠デザインが施されており、上ケース５の上面に粘着テープ等を用い、図１０に示すように内装パネル１７へ貼り付けることで、下ケース９の外観意匠面を損なうことなく、内装パネル１７への貼付けが可能となる。

次に、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の製造方法、特に、その筐体の製造方法について説明する。
図１１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の上ケース５および下ケース９を成形する金型構造の一例を示す断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）において、キャビ型、コア型の金型分割方向は手前と奥としている。
図１１（ａ）、（ｂ）において、符号１８はキャビ型、符号１９はコア型である外スライド型、符号２０ａ、２０ｂは入れ子型である入れ子スライド型を示している。図１１（ａ）、（ｂ）では便宜上、キャビ型１８は分割して図示しているが、実際は一体構成となっており、成形時に手前側に稼働する。ここで、入れ子型とは、図１２（ａ）に示すように、金型Ａの形状に少しだけ凸形状部Ｂが出ている場合、これを一体加工する場合は除去部Ｃを取り除く必要があって、材料取りの効率が悪くなり、かつ一気に切削加工できない。そこで図１２（ｂ）に示すように、凸形状部Ｂを別部品Ｄにすることで歩留まり、加工性を向上させる。この別部品Ｄが入れ子型と言われている。

図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、下ケース９の金型の外周の一部を入れ子型構造とすることで、車両取り付けのブラケット１３が必要な場合は下ケース９の外側の入れ子スライド型を、図１１（ａ）の入れ子スライド型２０ａから、図１１（ｂ）の入れ子スライド型２０ｂに取り換えることにより、ブラケット１３と下ケース９とが一体成形される。なお、入れ子スライド型２０ｂの符号２０ｃで示す部分が、ブラケット１３の取り付け部に相当する。この場合、上ケース５との係合、またカード挿入口９ａ、プリズム７、操作ボタン６、イジェクトボタン２といった他部品との係合部、嵌め合い部の抜き孔９ｂについては、ブラケット１３の有無でのキャビ型１８、もしくは外スライド型１９等は共通型にて構成されるため、金型毎に発生する部品係合の調整は不要となり、金型の出来栄えのバラツキはなく、安定した組立てを実現できる。

また、金型構成は一例として挙げたものであり、例えば、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように左右に入れ子スライド型２０ａ、２０ｂを設け、左右の入れ子スライド型２０ａ、２０ｂを取り換える構成であっても同様の効果が得られる。

以上のように、実施の形態１に係るＥＴＣ車載器１００～４００は、回路基板１を内部に収容する筐体を樹脂製の上ケース５と樹脂製の下ケース９とから構成し、回路基板１、操作ボタン６、及びプリズム７等の部品が上ケース５と一体部品として上ケースモジュール８を形成し、下ケース９と上ケース５を係合させて筐体を構成している。そして、その筐体を製造する際には、下ケース９はブラケット１３の有無を入れ子スライド型２０ａ、２０ｂを用いて製造することにより、入れ子スライド型２０ａ、２０ｂの入れ替えのみで変更できる金型により製造されている。
従って、部品の統一化を図りつつ、車両への組み付けの多様性に対応するＥＴＣ車載器の筐体を提供することができる。

本願では、ＥＴＣ車載器を例に挙げて説明したが、車載器としてはＥＴＣ車載器に限定されるものでなく、本願は、他の車載用電子機器に適用できるものである。また、本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１ 回路基板、２ イジェクトボタン、３ ＥＴＣカードホルダ、４ コネクタ、
５ 上ケース、６ 操作ボタン、７ プリズム、８ 上ケースモジュール、
９ 下ケース、９ａ カード挿入口、９ｂ 抜き孔、１０ 突出部位、１１ 係合爪、
１２ 螺子、１３ ブラケット、１４ インストルメントパネル、１５ ボス部、
１６ リブ構造体、１７ 内装パネル、１８ キャビ型、１９ 外スライド型、
２０ａ、２０ｂ 入れ子スライド型、２０ｃ 取り付け部、
１００、２００、３００ ＥＴＣ車載器、Ａ 金型、Ｂ 凸形状部、Ｃ 除去部、
Ｄ 別部品、Ｐ パネル、Ｋ 金属ベース

Claims (4)

1. 少なくとも操作ボタンを有する樹脂からなる第１ケースと回路基板とを一体化して第１モジュールを形成する工程と、
   前記第１モジュールに係合される第２ケースを金型により樹脂成形する樹脂成形工程と、
   前記第１モジュールと樹脂成形された前記第２ケースを係合する工程と、を備え、
   前記第１モジュールと前記第２ケースを係合してビルトイン型で取り付ける場合で、前記第２ケースに車両取り付け用のブラケットを設ける場合は、前記樹脂成形工程において、前記金型にブラケット用の入れ子を挿入してブラケット一体型第２ケースを形成し、
   前記第１モジュールと前記第２ケースを係合して貼付け型で取付ける場合で、前記第２ケースに車両取り付け用のブラケットを設けない場合は、前記樹脂成形工程において、前記金型で前記第２ケースを形成することを特徴とする車載用電子機器の製造方法。
2. 前記樹脂成形工程において、リブ形状を有する前記入れ子を用い、前記ブラケットにリブ構造を設けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車載用電子機器の製造方法。
3. 前記第２ケースは、樹脂成形工程において、前記第１ケースの前記操作ボタンに対応する面の周囲に沿って突出部位が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用電子機器の製造方法。
4. 前記樹脂成形工程において、前記金型にキャビ型、コア型、外スライド型のいずれかの型を用いて樹脂成形することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車載用電子機器の製造方法。

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