(57)【要約】【課題】アンテナと電子基板との接続を容易とする技術の提供。【解決手段】基板収容筐体は、電子基板を収容する基板収容筐体であって、前記電子基板と接続されるアンテナが絶縁性樹脂で形成された筐体壁面の両面に露出するように備えられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子基板を収容する基板収容筐体であって、
前記電子基板と接続されるアンテナが絶縁性樹脂で形成された筐体壁面の両面に露出するように備えられている、
基板収容筐体。
【請求項２】
前記アンテナと前記絶縁性樹脂とが一体成型されている、
請求項１に記載の基板収容筐体。
【請求項３】
前記アンテナと前記電子基板とを接続する配線が前記絶縁性樹脂と一体成型されている、
請求項２に記載の基板収容筐体。
【請求項４】
前記アンテナと前記電子基板は、直方体状の前記基板収容筐体において互いに平行に向かい合う壁面に備えられる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板収容筐体。
【請求項５】
複数の前記アンテナのそれぞれが互いに同一平面ではない前記筐体壁面に備えられている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板収容筐体。
【請求項６】
送信または受信する電波の周波数の類似度が閾値以上の前記アンテナが互いに同一平面ではない前記筐体壁面に埋め込まれ、前記類似度が閾値未満の前記アンテナが同一平面の前記筐体壁面に埋め込まれている、
請求項５に記載の基板収容筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板収容筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型基材上に導電性経路が二次元的に設けられた平板状のアンテナを筐体の上面に配置する技術が知られている（特許文献１、参照。）。特許文献１において、筐体に収容されている無線機器とアンテナとを給電線を介して接続することにより、アンテナが受信した電波を無線機器に入力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３００６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、筐体内部に収容されている無線機器と、筐体の上面に配置されたアンテナとを給電線によって接続する必要がある。そのため、筐体壁面を貫通する貫通穴に給電線を通さなければならず、作業性やＥＭＩ性能や設計自由度が悪化するという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、アンテナと電子基板との接続を容易とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明の基板収容筐体は、電子基板を収容する基板収容筐体であって、電子基板と接続されるアンテナが絶縁性樹脂で形成された筐体壁面の両面に露出するように備えられている。
【０００６】
前記の構成において、アンテナが筐体壁面の外面に露出するため、アンテナにて基板収容筐体の外部との電波の送受信が可能となる。さらに、アンテナが筐体壁面の内面に露出するため、基板収容筐体の内部において電子基板とアンテナとの接続が可能となる。そのため、基板収容筐体の内部においてアンテナと電子基板とを容易に接続することができる。また、アンテナと電子基板とを接続するための配線を通す貫通穴が不要となり、ＥＭＩ性能や設計自由度も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】基板収容筐体の斜視図である。
【図２】基板収容筐体の分解斜視図である。
【図３】一体成型の説明図である。
【図４】基板収容筐体の分解斜視図である。
【図５】一体成型の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）基板収容筐体の構成：
（２）基板収容筐体の製造方法：
（３）他の実施形態：
【０００９】
（１）基板収容筐体の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる基板収容筐体１の斜視図である。基板収容筐体１は、直方体状であり、内部が中空となっている。基板収容筐体１は、上部材１０と下部材２０を備えている。上部材１０の上方の筐体壁面Ｐ１にアンテナ１１が備えられている。以下、特に示さない限り、上下左右の表記は図１に示された方向を意味することとする。
【００１０】
アンテナ１１は、ＧＮＳＳ信号（Global Navigation Satellite System）を受信する。アンテナ１１は、上方の筐体壁面Ｐ１において表面側（上方）に露出している。アンテナ１１は、上部材１０の上方の筐体壁面Ｐ１においてつづら折り状に蛇行しており、ＧＮＳＳ信号の受信に適した長さを有する。
【００１１】
アンテナ１１は、導電性を有する金属等の材料で形成された一体の部材であり、特に材料は限定されない。上部材１０は、アンテナ１１を除いて、絶縁性樹脂によって形成されている。例えば、絶縁性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド６（ＰＡ６）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）であってもよい。下部材２０は、全体が絶縁性樹脂によって形成されている。
【００１２】
図２は、基板収容筐体１の分解斜視図である。同図に示すように、下部材２０は上方に開口を有する箱状に形成されており、底面上に電子基板３０が備えられている。電子基板３０はＧＮＳＳ信号の受信回路である。電子基板３０には、アンテナ端子３１が形成されている。電子基板３０は、下部材２０に対してネジ止めされている。電子基板３０の下部材２０に対する固定方法は特に限定されない。
【００１３】
上部材１０は、図１の下方（図２の手前側）に開口を有する箱状に形成されている。上部材１０において互いに平行に向かい合う筐体壁面Ｐ２，Ｐ４および筐体壁面Ｐ３，Ｐ５の間の距離は、下部材２０において互いに平行に向かい合う側面の間の距離よりもわずかに大きい。そのため、図１に示すように、上部材１０の筐体壁面Ｐ２〜Ｐ５が下部材２０の側面を外側から覆うように上部材１０と下部材２０とを組み付けることができる。例えば、上部材１０と下部材２０はネジ止めや係合によって固定される。
【００１４】
図１に示すように、上部材１０と下部材２０とを組み付けると、下部材２０の上方の開口は上部材１０の上方の筐体壁面Ｐ１によって塞がれる。従って、基板収容筐体１の内部に直方体状の密閉空間を形成することができる。この密閉空間において、基板収容筐体１は、電子基板３０を収容する。
【００１５】
アンテナ１１は、上方の筐体壁面Ｐ１において下方（図２の手前側）に露出している。すなわち、アンテナ１１は、上方の筐体壁面Ｐ１の表面側だけでなく、上方の筐体壁面Ｐ１の裏面側にも露出している。従って、アンテナ１１は、絶縁性樹脂で形成された筐体壁面Ｐ１の両面に露出するように備えられていることとなる。
【００１６】
筐体壁面Ｐ１の裏面側におけるアンテナ１１の端部においてケーブル４０の一端が電気的に接合されている。アンテナ１１側と反対側のケーブル４０の端部は、電子基板３０のアンテナ端子３１と電気的に接合されている。ケーブル４０とアンテナ１１、および、ケーブル４０と電子基板３０は、それぞれ半田付けによって接合されている。ただし、ケーブル４０の接合方法は半田付けに限定されず、どのような方法であってもよい。図１のように、上部材１０と下部材２０とを組み付けると、ケーブル４０は、全体が基板収容筐体１の内部の密閉空間内に存在することとなる。
【００１７】
以上説明した本実施形態の構成において、アンテナ１１が筐体壁面（上方の筐体壁面Ｐ１）の外面に露出するため、アンテナ１１にて基板収容筐体１の外部との電波の送受信が可能となる。さらに、アンテナ１１が筐体壁面（上方の筐体壁面Ｐ１）の内面に露出するため、基板収容筐体１の内部においてアンテナ１１と電子基板３０との接続が可能となる。そのため、基板収容筐体１の内部においてアンテナと電子基板３０とを容易に接続することができる。また、アンテナ１１と電子基板３０とを接続するためのケーブル４０を通す貫通穴が不要となり、ＥＭＩ性能や設計自由度も向上させることができる。
【００１８】
さらに、アンテナ１１と電子基板３０は、直方体状の基板収容筐体１において互いに平行に向かい合う壁面（上方の筐体壁面Ｐ１および底面）に備えられている。これにより、アンテナ１１と電子基板３０との距離を長くすることができ、アンテナ１１と電子基板３０との間の電磁的な干渉を低減できる。
【００１９】
図１のように組み付けられた基板収容筐体１は、上方の筐体壁面Ｐ１が上方を向くように、自動車のダッシュボード内に取り付けられる。アンテナ１１が上方を向くため、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ信号を良好に受信することができる。また、アンテナ１１が基板収容筐体１に組み込まれているため、アンテナ１１と基板収容筐体１とを接続するケーブル４０を車室内において引き回さなくても済む。なお、基板収容筐体１が搭載される箇所はダッシュボード内に限らず、基板収容筐体１が搭載される方向も図１の方向に限られない。
【００２０】
（２）基板収容筐体の製造方法：
次に、基板収容筐体１の製造方法について説明する。上部材１０と下部材２０は、それぞれ上部材１０と下部材２０に対応する形状の金型を用いて絶縁性樹脂を成型することによって形成される。上部材１０を成型する際に、アンテナ１１も一体成型される。
【００２１】
図３は、上部材１０を成型するための金型（図２のＡ−Ａ線の部分）を示す模式図である。金型は、上型Ｕ（クロスハッチング）と下型Ｌ（斜めハッチング）によって構成される。下型Ｌ上にアンテナ１１を載置し、さらに上型Ｕを下型Ｌに組み合わせる。このとき、下型Ｌと上型Ｕとによってアンテナ１１が挟み込まれ、図３のように下型Ｌと上型Ｕとがアンテナ１１に密着する。なお、アンテナ１１を位置決めする構造が下型Ｌに備えられてもよい。
【００２２】
上型Ｕを下型Ｌに組み合わせることにより、上部材１０の絶縁性樹脂の部分の形状と同じ形状の充填空間Ｑが形成され、当該充填空間Ｑに絶縁性樹脂を充填することにより、上部材１０を形成する。アンテナ１１は、厚み方向の中央において絶縁性樹脂の端面に入り込んだ形状で埋め込まれることとなるため、アンテナ１１は上部材１０に確実に保持されることとなる。このように、上部材１０においてアンテナ１１と絶縁性樹脂とを一体成型することにより、絶縁性樹脂の成型後にアンテナ１１を取り付ける作業をしなくても済む。
【００２３】
以上のようにして形成した上部材１０のアンテナ１１に対してケーブル４０の一端を半田付けする。また、下部材２０に対して電子基板３０を取り付ける。そして、ケーブル４０のもう一端を電子基板３０と半田付けする。最後に、上部材１０と下部材２０とを組み付けることにより、基板収容筐体１の組み付けが完了する。
【００２４】
（３）他の実施形態：
図４は、他の実施形態の基板収容筐体１０１の分解斜視図である。本実施形態において、アンテナ１１１と電子基板１３０とを接続する配線１１１ａ，１２１ａが絶縁性樹脂と一体成型されている。配線１１１ａは上部材１１０と一体成型されており、配線１２１ａは下部材１２０と一体成型されている。アンテナ１１１と配線１１１ａは、一体の部材として形成され、当該一体の部材が上部材１１０と一体成型される。
【００２５】
配線１１１ａの端部を鋭角に折り返すことにより、バネ接点１１１ａ１が形成されている。上部材１１０と下部材１２０とを組み付けると、バネ接点１１１ａ１が下部材１２０の上端１２１ａ１に当接して配線１１１ａ，１２１ａが電気的に接合する。配線１２１ａの下端１２１ａ２は、電子基板１３０の表面の高さまで延長されており、電子基板１３０のアンテナ端子１３１と半田付け等によって電気的に接合されている。
【００２６】
ここで、外部から電波を送信または受信する必要のない配線１１１ａ，１２１ａは、上部材１１０と下部材１２０の表面側に露出する必要はない。そのため、配線１１１ａ，１２１ａは、上部材１１０と下部材１２０の裏面側にのみに露出してもよい。図５は、裏面のみに露出する配線１１１ａの一体成型を説明する模式図である。同図に示すように、アンテナ１１１と一体の配線１１１ａは、裏面側に向けてクランク状に屈曲しており、上部材１１０の裏面と面一となるように一体成型される。配線１２１ａも下部材１２０において裏面側のみに露出する。なお、配線１２１ａの上端１２１ａ１を表面側（図４の奥側）に向けて屈曲させることにより、バネ接点１１１ａ１との接触面積を大きくしている。以上の構成により、アンテナ１１１と電子基板１３０とを接続するケーブル４０等を省略することができるとともに、ケーブル４０を取り付ける作業をしなくても済む。
【００２７】
また、基板収容筐体１に複数のアンテナ１１が備えられてもよい。この場合において、複数のアンテナ１１のそれぞれが互いに同一平面ではない筐体壁面Ｐ１〜Ｐ５に備えられてもよい。
【表１】
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表１は、電波種が異なる複数のアンテナ１１が備えられる筐体壁面Ｐ１〜Ｐ５を示す。本実施形態において、送信または受信する電波の周波数の類似度が閾値以上のアンテナ１１が互いに同一平面ではない筐体壁面Ｐ１〜Ｐ５に埋め込まれ、類似度が閾値未満のアンテナが同一平面の筐体壁面Ｐ１〜Ｐ５に埋め込まれる。
【００２８】
具体的に、表１に示すように、ＧＮＳＳ信号とＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）信号のアンテナ１１が上方の筐体壁面Ｐ１に備えられる。本実施形態において、ＥＴＣ信号の搬送周波数帯はＧＮＳＳ信号の搬送周波数帯の１０倍以上であるため、類似度が閾値以上でないものとして取り扱われる。
【００２９】
一方、地上波デジタルＴＶ信号のアンテナ１１が右側の筐体壁面Ｐ２に備えられ、ＦＭ（Frequency Modulation）ラジオ信号のアンテナ１１が左側の筐体壁面Ｐ４に備えられる。すなわち、地上波デジタルＴＶ信号とＦＭラジオ信号のアンテナ１１は、互いに最も遠い筐体壁面Ｐ２，Ｐ４に備えられる。地上波デジタルＴＶ信号の搬送周波数帯はＦＭ（Frequency Modulation）ラジオ信号の搬送周波数帯の１０倍以上でないため、類似度が閾値以上であるものとして取り扱われる。
【００３０】
以上説明したように、、複数のアンテナ１１を同一平面ではない筐体壁面に配置することにより、アンテナ１１間の電磁的な干渉を低減できる。さらに、周波数が類似するアンテナ１１を同一平面ではない筐体壁面Ｐ２，Ｐ４に配置することにより、アンテナ間の電磁的な干渉を低減できる。一方、周波数が類似しないアンテナ１１については同一平面の筐体壁面Ｐ１に配置して、アンテナ１１が存在する面の数を抑制できる。
【００３１】
本発明において、電子基板とは、アンテナと接続される電子基板であればよく、アンテナにて受信した信号を処理する回路を備える基板であってもよいし、アンテナが送信する信号を生成する回路を備える基板であってもよい。また、アンテナが受信または送信する信号の種類も特に限定されない。アンテナは、電気抵抗が少なくとも絶縁性樹脂よりも小さい材料で形成される。絶縁性樹脂は、絶縁性を有する樹脂をバインダーとする材料であればよく、セラミックや繊維等を含有する複合材料であってもよい。
【００３２】
アンテナの形状は特に限定されず、直線状であってもよいし、屈曲してもよいし、蛇行していてもよい。また、アンテナは、送信または受信する信号の搬送周波数に応じた長さを有してもよい。筐体壁面とは、筐体の外形を形成する壁面であり、基板収容筐体の内部空間を外部空間とを隔てる壁面である。筐体壁面の両面とは、基板収容筐体の内部空間側の面と、基板収容筐体の外部空間側の面とによって構成される。基板収容筐体の外部空間側の面において、アンテナは信号を送信または受信することが可能な部分が露出していればよい。基板収容筐体の内部空間側の面において、電子基板と接続する配線等が接続可能な部分が露出していればよい。
【００３３】
ここで、アンテナと絶縁性樹脂とが一体成型されていてもよい。アンテナと絶縁性樹脂とを一体成型することにより、絶縁性樹脂の成型後にアンテナを取り付ける作業をしなくても済む。ただし、アンテナと絶縁性樹脂とが一体成型されていない態様も本発明に含まれ、筐体壁面を貫通する開口部を埋めるようにアンテナが取り付けられてもよい。
【００３４】
また、アンテナと電子基板とを接続する配線が絶縁性樹脂と一体成型されていてもよい。これにより、アンテナと電子基板とを接続するケーブル等を省略することができるとともに、ケーブル等を取り付ける作業をしなくても済む。
【００３５】
さらに、アンテナと電子基板は、直方体状の基板収容筐体において互いに平行に向かい合う壁面に備えられてもよい。これにより、アンテナと電子基板との距離を長くすることができ、アンテナと電子基板との間の電磁的な干渉を低減できる。ただし、アンテナと電子基板とが互いに平行に向かい合う壁面に備えられない態様も本発明に含まれ、アンテナと電子基板とが互いに直交する壁面に備えられてもよいし、アンテナと電子基板とが同一壁面に備えられてもよい。後者の場合、アンテナと電子基板との間に電磁的な緩衝を抑制する遮蔽板等が挿入されてもよい。
【００３６】
また、基板収容筐体に複数のアンテナが備えられてもよい。この場合において、複数のアンテナのそれぞれが互いに同一平面ではない筐体壁面に備えられてもよい。このように、複数のアンテナを同一平面ではない筐体壁面に配置することにより、アンテナ間の電磁的な干渉を低減できる。
【００３７】
さらに、送信または受信する電波の周波数の類似度が閾値以上のアンテナが互いに同一平面ではない筐体壁面に埋め込まれ、類似度が閾値未満のアンテナが同一平面の筐体壁面に埋め込まれてもよい。ここで、周波数の類似度が高いアンテナ間においては電磁的な干渉が生じやすい。そのため、周波数が類似するアンテナを同一平面ではない筐体壁面に配置することにより、アンテナ間の電磁的な干渉を低減できる。一方、周波数が類似しないアンテナについては同一平面の筐体壁面に配置して、アンテナが存在する面の数を抑制できる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１０１…基板収容筐体、１０，１１０…上部材、１１，１１１…アンテナ、２０，１２０…下部材、３０，１３０…電子基板、３１，１３０…アンテナ端子、４０…ケーブル、１１１ａ，１２１ａ…配線、１１１ａ１…バネ接点、１２０…下部材、１３０…電子基板、１３１…アンテナ端子、Ｐ１〜Ｐ５…筐体壁面、Ｑ…充填空間、Ｕ…上型、Ｌ…下型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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