JP4148934B2

JP4148934B2 - シール部材および電子回路ユニットのシール構造

Info

Publication number: JP4148934B2
Application number: JP2004254246A
Authority: JP
Inventors: 和広佐々木; 潤村上; 照政中島
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Nippon Valqua Industries Ltd
Current assignee: Nippon Valqua Industries Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: DE602005006683D1; EP1633015B1; EP1633015A1; JP2006074349A

Description

本発明は、一対のケースの嵌め合い部やケーブル取出し口に装着されるシール部材と、このシール部材を用いて空隙を封止した電子回路ユニットのシール構造とに関する。

低雑音増幅回路とアンテナ素子とがユニット化されたアンテナ装置のような電子回路ユニットでは、一対のケースを嵌め合わせて構成される筐体の内部に回路基板等の電子回路部を収納し、この電子回路部に接続された信号ケ−ブルを両ケースの嵌め合い部に隣接して設けられたケーブル取出し口を介して外部へ取り出すことが多い。そのため、この種の電子回路ユニットの防塵性や防水性を確保する場合、一対のケースの嵌め合い部やケーブル取出し口に生じる空隙を封止するためのシール部材が必要となる。

このような電子回路ユニットのシール構造としては、従来、全周に亘って嵌め合い部に装着されるＯリング等の第１のシール部材と、信号ケ−ブルの所定位置に外装されてケーブル取出し口に装着される第２のシール部材とを併用するという手法が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２７６０２０号公報（第２頁、図１３）

ところで、上述したように第１のシール部材と第２のシール部材とを併用するというシール構造を採用した電子回路ユニットの組立工程では、一対のケースを嵌め合わせる前に、第１のシール部材を嵌め合い部に配置させる作業と、第２のシール部材を信号ケ−ブルの所定位置に外装してケーブル取出し口に配置させる作業とが必要であるが、これら２個のシール部材は別々に取り扱わなければならないので、シール部材の組み付け作業が煩雑化しやすいという問題があった。また、かかる従来のシール構造では、ケーブル取出し口において第１のシール部材と第２のシール部材との間に隙間を生じてしまう可能性があるため、信頼性の高いシール構造を実現しにくいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、組み付け作業が容易でケーブル取出し口におけるシール効果も高いシール部材を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、シール部材の組み付け作業が容易でケーブル取出し口におけるシール効果も高い電子回路ユニットのシール構造を提供することにある。

上述した第１の目的を達成するため、本発明によるシール部材では、筐体を構成する一対のケースの嵌め合い部に装着されるリング状の環装部と、前記嵌め合い部に隣接する前記筐体のケーブル取出し口に装着されるケ−ブル挿通部とを備えた弾性材料からなる成形品であって、前記ケ−ブル挿通部には信号ケ−ブルを挿通するための挿通孔が設けられていると共に、前記環装部のうち前記ケ−ブル挿通部に隣接する部分の延伸方向と略直交する平面に沿って該ケ−ブル挿通部が回動可能であり、無負荷状態では前記挿通孔の軸線方向が前記環装部の軸線方向と略合致するように構成した。

このように構成されたシール部材は、一対のケースの嵌め合い部に装着される環装部と、ケーブル取出し口に装着されるケ−ブル挿通部とが一体成形されているため、相異なる２個のシール部材を用意して別々に組み付ける場合に比べて組み付け作業を容易に行うことができ、かつ、環装部とケ−ブル挿通部との間に隙間が生じないため、ケーブル取出し口におけるシール効果も高まる。しかも、このシール部材は、無負荷状態では挿通孔の軸線方向が環装部の軸線方向と略合致しているので、成形時にスライドコア等を必要とせず、単純な構造の金型によって安価に製造することができる。

また、かかる構成のシール部材を封止部位へ組み込む際には、前記ケ−ブル挿通部を前記平面に沿って弾性的に約９０度回転させた状態で前記ケーブル取出し口に装着することにより、前記挿通孔の軸線方向を前記環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定しておくことが好ましい。これにより、ケーブル取出し口における信号ケーブルの延伸方向を筐体の高さ方向に対して略直角な向きに設定することができるため、信号ケーブルの引き回しが容易となる。

また、上述した第２の目的を達成するため、本発明による電子回路ユニットのシール構造では、一対のケースを嵌め合わせて構成され両ケースの嵌め合い部に隣接してケーブル取出し口を設けた筐体と、該筐体の内部空間に収納された電子回路部と、該電子回路部に接続されて前記ケーブル取出し口から外部へ引き出された信号ケ−ブルと、弾性材料からなる成形品のシール部材とを備え、前記シール部材に、前記嵌め合い部に装着されたリング状の環装部と、前記信号ケ−ブルを挿通するための挿通孔を有して前記ケーブル取出し口に装着されたケ−ブル挿通部とが設けられていると共に、前記嵌め合い部および前記ケーブル取出し口に装着する前の前記シール部材は、前記環装部のうち前記ケ−ブル挿通部に隣接する部分の延伸方向と略直交する平面に沿って該ケ−ブル挿通部が回動可能であると共に、前記挿通孔の軸線方向が前記環装部の軸線方向と略合致しており、前記ケ−ブル挿通部を前記平面に沿って弾性的に約９０度回転させた状態で前記ケーブル取出し口に装着することにより、前記挿通孔の軸線方向を前記環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定した。

このように環装部とケ−ブル挿通部とが一体成形されているシール部材を用いることにより、一対のケースの嵌め合い部に生じる空隙とケーブル取出し口に生じる空隙とを一括して封止することができるため、シール部材の組み付け作業を容易に行うことができ、電子回路ユニットの組立作業性が向上する。また、このシール部材は環装部とケ−ブル挿通部との間に隙間が生じないため、ケーブル取出し口におけるシール効果が高まって信頼性の高いシール構造を実現できる。しかも、このシール部材は挿通孔の軸線方向が環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定してあるため、ケーブル取出し口における信号ケーブルの延伸方向を筐体の高さ方向に対して略直角な向きに設定することができ、信号ケーブルの引き回しが容易となる。さらに、このシール部材は、無負荷状態では挿通孔の軸線方向が環装部の軸線方向と略合致しているので、シール部材の成形時にスライドコア等を不要とせず、単純な構造の金型によって安価にシール部材を製造することができる。

本発明によるシール部材は、一対のケースの嵌め合い部に装着される環装部と、ケーブル取出し口に装着されるケ−ブル挿通部とが一体成形されているため、相異なる２個のシール部材を用意して別々に組み付ける場合に比べて組み付け作業を容易に行うことができる。また、環装部とケ−ブル挿通部との間に隙間が生じないため、ケーブル取出し口におけるシール効果も高まる。また、成形時にスライドコア等を必要とせず、単純な構造の金型によって安価に製造することができる。

また、本発明による電子回路ユニットのシール構造は、環装部とケ−ブル挿通部とが一体成形されているシール部材を、一対のケースの嵌め合い部とケーブル取出し口に装着するというものなので、シール部材の組み付け作業を容易に行うことができ、電子回路ユニットの組立作業性が向上する。また、このシール部材は環装部とケ−ブル挿通部との間に隙間が生じないため、ケーブル取出し口におけるシール効果が高まって信頼性の高いシール構造を実現できる。また、このシール部材は挿通孔の軸線方向が環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定してあるため、ケーブル取出し口における信号ケーブルの延伸方向を筐体の高さ方向に対して略直角な向きに設定することができ、信号ケーブルの引き回しが容易となる。さらに、このシール部材は、無負荷状態では挿通孔の軸線方向が環装部の軸線方向と略合致しているので、シール部材の成形時にスライドコア等を不要とせず、単純な構造の金型によって安価にシール部材を製造することができる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るアンテナ装置（アンテナユニット）の全体構成を示す断面図、図２は該アンテナ装置を底面側から見た斜視図、図３は図２において反射板を除去した状態を示す斜視図、図４は該アンテナ装置に組み付けられるシール部材の斜視図、図５は該アンテナ装置の本体部分を示す斜視図、図６は該本体部分の分解斜視図、図７は図５のＡ−Ａ線に沿う該本体部分の断面図、図８は図５のＢ部拡大図である。

これらの図に示すアンテナ装置は、上ケースであるレドーム２と下ケースである反射板３とを嵌め合わせて構成される筐体１と、レドーム２および反射板３の嵌め合い部１ａ等に装着されたシール部材４と、反射板３の底面側に取り付けられた磁石５と、筐体１の内部空間に収納された本体部分６と、この本体部分６を図示せぬ外部回路（受信回路等）に電気的に接続するための同軸ケーブル７とによって主に構成されている。ここで、本体部分６は、低雑音増幅回路等の電子回路部を備えた回路基板８と、板金パッチアンテナであるアンテナ素子９と、金属板からなるシールドケース１０とからなり（図６参照）、回路基板８の上面のほぼ全面に設けられている接地パターン１１とアンテナ素子９の放射導体板１２とが所定の間隔を存して対向している。また、回路基板８の下面には図示せぬ配線パターンが設けられていると共に、この配線パターンに接続された各種の電子部品１３が実装されており、これら電子部品１３と配線パターンとによって前記電子回路部が構成されている。

上ケースであるレドーム２は合成樹脂からなる成形品であり、このレドーム２は下部開口を有して本体部分６を覆っている。下ケースである反射板３は金属板をプレス加工したものであり、この反射板３はレドーム２の下部開口を蓋閉している。反射板３には底面側の中央部に凹所３ａが形成されており、この凹所３ａ内に磁石５が固着されている（ただし、図２中に磁石５は省略されている）。なお、この反射板３はアンテナ素子９の放射導体板１２よりも大きめに設定されている。筐体１はこれらレドーム２と反射板３とを嵌め合わせることによって組み立てられ、両者２，３の間には、方形に近い枠状の嵌め合い部１ａと、この嵌め合い部１ａに隣接するケーブル取出し口１ｂとが形成されている。そして、図３に示すように、シール部材４のリング状の環装部４ａを嵌め合い部１ａに装着し、かつ、シール部材４のケ−ブル挿通部４ｂをケーブル取出し口１ｂに装着することによって、嵌め合い部１ａやケーブル取出し口１ｂに存する空隙を封止している。

このシール部材４は、エラストマー等の弾性材料からなる成形品であって、筐体１に組み付ける前の単品の状態（無負荷状態）では、図４に示すような形状で環装部４ａとケ−ブル挿通部４ｂとが一体成形されている。すなわち、環装部４ａは嵌め合い部１ａと略同形の方形に近い枠状に形成されている。また、ケ−ブル挿通部４ｂはケーブル取出し口１ｂに嵌まり込む外形の凸状体に挿通孔４ｃを設けた形状に形成されており、この挿通孔４ｃの軸線方向は環装部４ａの軸線方向と合致している。そして、ケ−ブル挿通部４ｂの一隅に環装部４ａを連続させているため、ケ−ブル挿通部４ｂは図４に矢印Ｃで示すように、環装部４ａのうちケ−ブル挿通部４ｂに隣接する部分の延伸方向と略直交する平面に沿って回動可能である。なお、ケ−ブル挿通部４ｂの挿通孔４ｃは、同軸ケーブル７を挿通するためのものである。このシール部材４を筐体１に組み付ける際には、挿通孔４ｃに同軸ケーブル７を挿通した後、ケ−ブル挿通部４ｂを矢印Ｃ方向へ弾性的に約９０度回転させた状態でケーブル取出し口１ｂに装着したうえで、環装部４ａを嵌め合い部１ａに装着する。こうすることによって、図３に示すように、挿通孔４ｃの軸線方向を環装部４ａの軸線方向（筐体１の高さ方向）に対して略直角な向きに設定することができるため、同軸ケーブル７の引き回しが容易になる。

アンテナ装置の本体部分６について説明すると、回路基板８の下面に設けられた前記配線パターンには同軸ケーブル７の中心導体７ａが半田付けされており、また、この回路基板８の下面の４箇所には前記配線パターンとは電気的に独立した半田ランド１４（図７参照）が設けられている。さらに、図６に示すように、この回路基板８には各半田ランド１４と対応する箇所を含む複数箇所に貫通孔８ａが穿設されていると共に、外周部の複数箇所に凹状の切欠き８ｂが形成されている。

アンテナ素子９は、接地パターン１１と所定厚の空気層を介して対向する放射導体板１２と、放射導体板１２の中央部を除く４箇所を回路基板８側へ折り返して形成された取付脚１５と、放射導体板１２の中央部寄りの２箇所を回路基板８側へ折り返して形成された給電片１６とを備えている。４本の取付脚１５と２本の給電片１６はそれぞれ対応する貫通孔８ａに挿通されて、回路基板８の下面側で半田付けされており、各取付脚１５は半田ランド１４に接続され、各給電片１６は前記配線パターン接続されている。また、図７に示すように、取付脚１５の先端部には弾性フック部１５ａが形成されており、この弾性フック部１５ａを貫通孔８ａに圧入することによって、取付脚１５が回路基板８に係着されるようになっている。したがって、各取付脚１５を対応する貫通孔８ａに圧入することにより、アンテナ素子９を回路基板８に対して簡単かつ正確に仮固定することができ、こうして自立させたアンテナ素子９をリフロー炉へ供給して半田付けすることにより、アンテナ素子９は回路基板８に本固定される。

シールドケース１０は低雑音増幅回路の電子部品１３を覆っており、これにより、低雑音増幅回路から放射される不所望な電波によってアンテナ特性が劣化したり、外部からの妨害波が低雑音増幅回路に悪影響を及ぼす可能性が大幅に低減するので、高信頼性が確保しやすくなっている。このシールドケース１０には、回路基板８の下面側の半田付け部位と対向する複数箇所に逃げ孔１０ａが形成されている。また、シールドケース１０の外周部の複数箇所には弾性係止片１０ｂが上向きに突出形成されており、これらの弾性係止片１０ｂは回路基板８の対応する切欠き８ｂにスナップ嵌合された後、回路基板８の上面側の接地パターン１１に半田付けされる。この場合も、各弾性係止片１０ｂをそれぞれ切欠き８ｂにスナップ嵌合させることによって、シールドケース１０を回路基板８に対して簡単かつ正確に仮固定することができるため、こうして自立させたシールドケース１０をリフロー炉へ供給して半田付けすることにより、シールドケース１０は回路基板８に本固定される。なお、シールドケース１０の外周部の所定位置には下向きに切り起こされた略Ｕ字形のケ−ブル保持部１０ｃが形成されており、このケ−ブル保持部１０ｃが同軸ケーブル７の先端部を位置決めして保持するようになっている（図３参照）。

このように構成されたアンテナ装置は、回路基板８の配線パターンに接続されている２本の給電片１６を介して放射導体板１２に２点給電を行うことにより、円偏波アンテナとして動作させることができる。すなわち、所定の高周波信号が前記低雑音増幅回路を介して放射導体板１２に供給されると、放射導体板１２から円偏波の電波が放射され、信号電波が放射導体板１２によって受信されると、その電気的信号が前記低雑音増幅回路や同軸ケーブル７を経て外部の受信回路へ出力されるようになっている。

また、本実施形態例に係るアンテナ装置は、回路基板８や放射導体板１２等を含む本体部分６が筐体１の内部に収納されており、かつ、筐体１の嵌め合い部１ａやケーブル取出し口１ｂにはシール部材４が装着されているので、防塵性や防水性を確保することができる。しかも、このシール部材４は、嵌め合い部１ａに装着される環装部４ａと、ケーブル取出し口１ｂに装着されるケ−ブル挿通部４ｂとが一体成形されているため、相異なる２個のシール部材を用意して別々に組み付ける場合に比べて組み付け作業を容易に行うことができ、かつ、環装部４ａとケ−ブル挿通部４ｂとの間に隙間が生じないため、ケーブル取出し口１ｂにおけるシール効果も高いものとなっている。したがって、このようなシール構造を採用することによって、アンテナ装置の組立コストの低減や防塵防水性の向上が期待できる。また、このシール部材４は、無負荷状態では挿通孔４ｃの軸線方向が環装部４ａの軸線方向と合致しているので、成形時に金型の型開き方向を該軸線方向とすることによってスライドコア等が不要となり、単純な構造の金型によって安価に製造することができる。さらに、このシール部材４を筐体１に組み付ける際には、ケ−ブル挿通部４ｂを弾性的に回転させた状態でケーブル取出し口１ｂに装着することによって、挿通孔４ｃの軸線方向を環装部４ａの軸線方向（筐体１の高さ方向）に対して略直角な向きに設定することができるため、同軸ケーブル７の引き回しも容易に行える。

また、本実施形態例に係るアンテナ装置は、放射導体板１２の取付脚１５が半田付けされた半田ランド１４が回路基板８を介して接地パターン１１と対向しているため、これら半田ランド１４と接地パターン１１との間に付加容量が形成されて共振周波数が低くなっており、それゆえアンテナ素子９の小型化が図りやすくなっている。また、複数の半田ランド１４の大きさや配置に応じて共振周波数が変化するため、共振周波数の微調整や広帯域化も比較的容易に行える。さらに、このアンテナ装置は下ケースとして金属板からなる反射板３を用いているため、反射板３で電波を反射させることにより不所望方向への放射を抑制して利得を高めることができる。しかも、反射板３の底面側の凹所３ａ内に磁石５が固着されていることから、このアンテナ装置は車室内外の金属埋設部分や金属露出部分等の任意箇所に容易に取り付けることができる。

また、本実施形態例に係るアンテナ装置は、取付脚１５の弾性フック部１５ａを貫通孔８ａに圧入することによって、半田付け工程前のアンテナ素子９が回路基板８に対して自立可能であり、かつ、弾性係止片１０ｂを切欠き８ｂにスナップ嵌合させることによって、半田付け工程前のシールドケース１０が回路基板８に対して自立可能であることから、アンテナ素子９とシールドケース１０を一括してリフロー半田することができる。すなわち、このアンテナ装置の組立工程では、取付脚１５や給電片１６や弾性係止片１０ｂ等を半田付けする回路基板８の所定部位にクリーム半田を塗布した後、この回路基板８に対してアンテナ素子９やシールドケース１０を取り付けるが、その際、アンテナ素子９は弾性フック部１５ａの係着によって仮固定され、かつ、シールドケース１０は弾性係止片１０ｂのスナップ嵌合によって仮固定されるため、アンテナ素子９とシールドケース１０を回路基板８に対し自立させた状態で一括してリフロー半田を行うことができる。こうすると、アンテナ素子９とシールドケース１０を別々にリフロー半田する場合に比べて工程数が削減できるため、組立コストを大幅に低減できる。また、このアンテナ装置は、アンテナ素子９が板金パッチアンテナなので、誘電体アンテナに比べて部品コストを低減できることは言うまでもない。

なお、本実施形態例では、アンテナ装置（アンテナユニット）のシール構造について説明したが、外部導出用の同軸ケーブル等の信号ケーブルを有する他の電子回路ユニットの場合も、その筐体の嵌め合い部に装着される環装部とケーブル取出し口に装着されるケ−ブル挿通部とを一体成形してなるシール部材を用いることによって、本実施形態例と同様の効果が期待できる。

本発明の実施形態例に係るアンテナ装置の全体構成を示す断面図である。該アンテナ装置を底面側から見た斜視図である。図２において反射板を除去した状態を示す斜視図である。該アンテナ装置に組み付けられるシール部材の斜視図である。該アンテナ装置の本体部分を示す斜視図である。該本体部分の分解斜視図である。図５のＡ−Ａ線に沿う該本体部分の断面図である。図５のＢ部拡大図である。

符号の説明

１筐体
１ａ嵌め合い部
１ｂケーブル取出し口
２レドーム（上ケース）
３反射板（下ケース）
４シール部材
４ａ環装部
４ｂケ−ブル挿通部
４ｃ挿通孔
５磁石
６本体部分
７同軸ケーブル（信号ケーブル）
８回路基板
９アンテナ素子
１０シールドケース
１１接地パターン
１２放射導体板
１３電子部品
１４半田ランド
１５取付脚
１６給電片

Claims

筐体を構成する一対のケースの嵌め合い部に装着されるリング状の環装部と、前記嵌め合い部に隣接する前記筐体のケーブル取出し口に装着されるケ−ブル挿通部とを備えた弾性材料からなる成形品であって、前記ケ−ブル挿通部には信号ケ−ブルを挿通するための挿通孔が設けられていると共に、前記環装部のうち前記ケ−ブル挿通部に隣接する部分の延伸方向と略直交する平面に沿って該ケ−ブル挿通部が回動可能であり、無負荷状態では前記挿通孔の軸線方向が前記環装部の軸線方向と略合致していることを特徴とするシール部材。
請求項１の記載において、前記ケ−ブル挿通部を前記平面に沿って弾性的に約９０度回転させた状態で前記ケーブル取出し口に装着することにより、前記挿通孔の軸線方向を前記環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定したことを特徴とするシール部材。
一対のケースを嵌め合わせて構成され両ケースの嵌め合い部に隣接してケーブル取出し口を設けた筐体と、該筐体の内部空間に収納された電子回路部と、該電子回路部に接続されて前記ケーブル取出し口から外部へ引き出された信号ケ−ブルと、弾性材料からなる成形品のシール部材とを備え、前記シール部材に、前記嵌め合い部に装着されたリング状の環装部と、前記信号ケ−ブルを挿通するための挿通孔を有して前記ケーブル取出し口に装着されたケ−ブル挿通部とが設けられていると共に、前記嵌め合い部および前記ケーブル取出し口に装着する前の前記シール部材は、前記環装部のうち前記ケ−ブル挿通部に隣接する部分の延伸方向と略直交する平面に沿って該ケ−ブル挿通部が回動可能であると共に、前記挿通孔の軸線方向が前記環装部の軸線方向と略合致しており、前記ケ−ブル挿通部を前記平面に沿って弾性的に約９０度回転させた状態で前記ケーブル取出し口に装着することにより、前記挿通孔の軸線方向を前記環装部の軸線方向に対して略直角な向きに設定したことを特徴とする電子回路ユニットのシール構造。