JP5991098B2 - 車載装置 - Google Patents

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本発明は、車両に搭載されて用いられる車載装置に関する。
車両に搭載される車載装置として、例えば、車室内に取り付けられるETC(登録商標)やDSRC(登録商標)の車載機などがある。
これらは、電子部品が実装された回路基板やETCカードなどのICカードが挿入されるカードコネクタなどからなる本体部をケースに収容されて構成されている。このケースは本体部を保持すると共に、車室内への固定、外力からの保護、外観意匠の形成などを担っている。
このような車載装置として、従来、上ケースおよび下ケースからなり、それぞれに係止爪が設けられ、上ケースおよび下ケースを上下に重ねて嵌合させて係止爪同士を係止させることで互いに固定されるケースを用いた装置が提案されている(特許文献1参照)。
特願2011−97083号公報
上述したケースのような固定構造を有する装置では、係止爪が外側に露出していると係止が解除されやすくなったり外観品質が低下したりするため、係止爪は上ケースや下ケースの側壁に内側から係止するように構成されている。このような構成において、係止爪を係止させる際には係止爪を内側に変形させるため、側壁と本体部との間には、係止爪が配される空間のみでなく内側への変形に必要な空間も必要となる。そのような空間を設ける結果、ケースの幅が大きくなってしまうという問題があった。
また係止爪を弾性変形させる必要があるため、ケース材料として弾性変形がしにくい、即ち強度の高いものを用いることや、ケースにリブ等を設けて構造的に強度を向上させることが十分に行えなかった。従来、ケースが外力を受けて変形してしまうとケースの一部が電子部品などと接触して故障の原因となるため、ケースの強度を補うためにケースと回路基板との間に支持部材を設けていた。
その結果、回路基板において電子部品を実装する有効面積が低下すると共に、自由な回路設計が制限されて効率のよい部品配置が困難になり回路基板が大きくなってしまい、この点からもケースの幅が大きくなってしまうという問題が生じていた。
本発明の目的は、小型化が可能である車載装置を提供することである。
上述した問題を解決するためになされた発明は、車載装置の本体部(3)と、その本体部を収容するケース(5)と、を備える車載装置(1)である。
上記ケースは、本体部の一方の側を覆い、第1係止部(31、32、33、34、35)を有する第1部品(21)と、本体部の上記一方と反対の他方の側を覆い、第2係止部(50、52)を有する第2部品(41)と、を有している。これら第1部品および第2部品は、係止状態と非係止状態に遷移可能に構成されている。
係止状態とは、上記一方と他方とを結ぶ第1方向と交差する第2方向の本体部の外縁に沿う位置において第1係止部と第2係止部とが係止し、第1部品および第2部品の第1方向に関して互いに離れる方向への移動が抑制された状態である。また非係止状態とは、第1係止部と第2係止部とが係止せず、第1部品および第2部品の移動の抑制が解除された状態である。
そしてこの車載装置は、第1部品と第2部品とを重ねた状態で、第1方向および第2方向と交差する第3方向に相対的にスライドさせることで、係止状態と非係止状態との遷移が実現される。
このように構成された車載装置は、ケースの第1部品と第2部品とのスライド位置に応じて、第1係止部と第2係止部とが係止するか否かが変化する。そのため、例えば従来の係止爪を用いて第1部品と第2部品とを係止させるケースのように、係止爪を他方の部品の内側方向に弾性変形させることにより他方に係止させる必要がない。従って、弾性変形のための内部の空間が必要なくなり、ケースの小型化が可能となる。
また、スライドによって第1部品と第2部品と係止を実現しているため、第1係止部と第2係止部との係止を実現するために係止爪を弾性変形させる必要がないので、ケースの材料として弾性力が高く柔軟性を有する材料を選択する必要がなく、またケースにリブ等を設けて構造的に強度を向上させることが可能となる。そのため、ケースの形状を維持してケースと本体部との接触を抑制するための支持構造を小さくでき、ケースの小型化や、設計の自由度向上による部品配置の最適化などが実現できる。
なお上述した本体部とは、車載装置の機能を実現するための回路基板や電子部品からなる部分である。また、ケースとは本体部の外周を覆い保護する機能を有する部分である。もちろん、車載装置の機能を実現するために上述したケースの一部が利用される構成であってもよい。
また第1係止部および第2係止部は、互いに接触する面を有しており、スライドにより係止状態と非係止状態とを遷移できる形状であれば、その具体的な形状は特に限定されない。つまり、その厚みや長さなど、様々な形状とすることができる。また第1係止部および第2係止部はそれらが単独で形成されてなるものであってもよいが、壁面など他の要素の一部として設けられているものであってもよい。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本実施例の車載装置の分解斜視図である。 本実施例の上ケースの底面図であって、図2(A)が上ケースのみの状態であり、図2(B)が回路基板を重ねた状態である。 本実施例の下ケースの斜視図である。 図4(A)が本実施例の下ケースの回路基板を重ねた状態の斜視図であり、図4(B)が図4(A)におけるA視点から見た側面図であり、図4(C)が図4(A)におけるB視点から見た側面図である。 本実施例の下ケースの後方を拡大した側面図である。 上ケースと下ケースとを組み付けた状態(係止状態)を示す図であって、図6(A)が平面図、図6(B)が右側面図である。 図7(A)が図6(A)のC−C断面図であり、図7(B)が図6(A)のD−D断面図である。 図6(A)のE−E断面図であって、図8(A)が上ケースと下ケースとを組み付けた状態(係止状態)であり、図8(B)が上ケースと下ケースとを組み付けを解除した状態(非係止状態)である。 図9(A)が図2(B)のG−G断面図であり、図9(B)が図2(B)のH−H断面図であり、図9(C)が図2(B)のI−I断面図である。 図6(A)のF−F断面図である。 上ケースと下ケースとを組み付ける手順を説明する側面図であって、図11(A)が上ケースと下ケースとが分離した状態であり、図11(B)が上ケースと下ケースとを重ねた状態であり、図11(C)が上ケースと下ケースとをスライドさせて係止状態とした図である。 図6(A)のJ−J断面図であって、図12(A)が上ケースと下ケースとを組み付けを解除した状態(非係止状態)であり、図12(B)が上ケースと下ケースとを組み付けた状態(係止状態)である。
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[実施例]
(1)車載装置の構成
本実施例の車載装置1は、車両に搭載して用いられるETC(登録商標)車載機である。この車載装置1は、図1に示すように、車載装置1の本体部3と、本体部3を収容するケース5と、を備える。
<各部品の構成>
本体部3は、回路基板11、カードコネクタ13、操作部品15a、15b、レンズ15cなどからなり、組み付けた状態においては上下方向に関しては比較的薄く、前後左右方向に大きく拡がる形状となっている。
なお以降の記載において、前後、上下、左右の方向を用いて車載装置1の構成を説明するが、これらの方向は説明の便宜上用いているに過ぎず、車載装置1の使用や取り付けの方向などを限定するものではない。
回路基板11は、プリント配線によって電気的に接続されてなる複数の電子部品が実装されたプリント配線基板である。図1においては図の理解を容易にする目的で電子部品の一部のみを示している。この回路基板11は、カードコネクタ13を介してICカード(ETCカード)の情報を読み出すと共に、後部に設けられたコネクタにて図示しないアンテナと接続し、アンテナを介して図示しないETC路上装置と通信を行う。
カードコネクタ13は、ICカードより僅かに大きい略矩形の筒状形状所のカードホルダであって、ICカードが挿入可能であり、ICカードを収容するための空間が内部に設けられ、前方にICカードを挿入するための開口13aが形成されている。またICカードが挿入された状態でICカードのチップの接点部と接続する接続端子が設けられている。カードコネクタ13はICカードを保護するため強度の高い材料(金属や強度の高いエンジニアリングプラスチック)で形成されている。なお上面には軽量化のための開口が形成されている。
操作部品15a、15bは、本体部3の制御やICカードの取り出しなどをユーザが実行するための操作部品である。これらの操作部品は、ケース5によって所定の範囲で変位可能に保持されている。レンズ15cは車載装置1の動作状態やICカードが挿入されているか否か等を示す発光装置である。回路基板11とカードコネクタ13は、ネジ17によって固定される。
次に、ケース5について説明する。ケース5は上ケース21と下ケース41を有する。
図2(A)に示すように、上ケース21は、前後左右方向に拡がる上壁22と、操作部品15a、15bなどが配置される開口およびICカードが挿入される開口23aが形成された前壁23と、回路基板11に設けられた各種コネクタの接続口を外部と連通するための複数の隙間が形成された後壁24と、上壁22の左右両側に設けられた左側壁25および右側壁26と、を有する。上ケース21の下側は開口となっており、本体部3を上側から覆う。
左側壁25には、前方寄りの位置に第1左側係止片31が形成され、後方寄りの位置に第2左側係止片32が形成されている。また右側壁26には、前方寄りの位置に第1右側係止片33が形成され、後方寄りの位置に第2右側係止片34が形成されており、さらに後端に後端係止片35が形成されている。
これら第1左側係止片31、第2左側係止片32、第1右側係止片33、第2右側係止片34、および後端係止片35はいずれも、内側方向、即ち本体部3が配置される方向を向いて突出している。
また、上ケース21には強度を高めるためのリブ36が格子状に配置されている。左側壁25に沿う位置であって第1左側係止片31の後方には、左側突起37が形成されている。また右側壁26に沿う位置であって第1右側係止片33の後方には右側突起38が形成され、第2右側係止片34の後方であって後端係止片35の前方には後方突起39が形成されている。左側突起37、右側突起38および後方突起39は、他のリブ36よりも高く、即ち下側に突出している。
下ケース41は、図3に示すように、前後左右方向に広がる下壁42と、上ケース21の後壁24と協働して回路基板11のコネクタを外部接続するための開口を形成する後下壁43と、下壁42の左右両側に設けられた左内壁44および右内壁45と、を有する。下ケース41は本体部3を下側から覆う。下ケース41を上ケース21と組み付けた状態においては、左内壁44および右内壁45は上ケース21の左側壁25および右側壁26の内側に位置する。
左内壁44には、前方寄りの位置に第1基板支持部46が形成されており、後方寄りの位置に左後方係止部47が形成されている。また、右内壁45には、前方寄りの位置に第2基板支持部48が形成され、後方寄りの位置に第3基板支持部49が形成されており、後端に後端被係止部50が形成されている。
第1基板支持部46、第2基板支持部48、第3基板支持部49は、基本的には同様の構成を有しているため、図4(C)に示す第2基板支持部48を代表して説明する。図4(B)において図4(C)と対応する構成については同じ符号を付けている。
第2基板支持部48は、右内壁45外側において上方を向く面45aから上方向に延びる支柱部51と、支柱部51の上端から前方に延びる係止片52と、支柱部51の上端から係止片52とは反対に後方に延びる棒状の可動部53と、を有している。
係止片52は、内側(左側)にて右内壁45と連接しており、係止片52は容易に変形しなくなっている。また外側(右側)は開放されている。即ち、係止片52は右内壁45から外側に突出している形状とも言える。右内壁45の面45aと、支柱部51と、係止片52とによって、溝54が形成される。
一方、可動部53は右内壁45と連接しておらず、その先端は上下方向に弾性変位可能に形成されている。
第2基板支持部48の上端には、前方から順に第1突起56、第2突起57、第3突起58が形成されており、それぞれ係止片52の上部、支柱部51の上部、可動部53の先端の上部に設けられている。第1突起56、第2突起57の突出した高さはほぼ同じであるが、第3突起58は第1突起56、第2突起57よりも上方に突出している。
第1基板支持部46は、図4(B)に示すように、第2基板支持部48とほぼ左右を反転させた形状であって、左内壁44外側において上方を向く面44aから支柱部51が上方向に延びている。
第3基板支持部49は第2基板支持部48とほぼ同様であるが、第1突起56が設けられていない点が相違する。
左後方係止部47は、第2基板支持部48における支柱部51、係止片52および第2突起57と同様の構成を備えており、可動部53が設けられていない点が相違する。
後端被係止部50は、図5に示すように、面45aと略平行な切片であって後下壁43と右内壁45に連接しており、これらにより前方と右方が開放された溝61が形成されている。後端被係止部50の前端には下方向に延びる係止爪63が形成されている。
<車載装置を組み付けた状態における各部品の配置>
本体部3およびケース5を組み付けた状態では、車載装置1は図6(A)、(B)に示すように上ケース21と下ケース41とが上下方向に重ねられる。そしてその内部に本体部3が収容される。
上記の状態において、第1基板支持部46に対応する図6(A)のC−C断面は、図7(A)に示すようになっている。即ち、本体部3の左側の外縁に沿った外側の位置において、第1左側係止片31が溝54に入り込んでいる。そして、第1左側係止片31における上側を向く面31aと、係止片52における下側に向く面52aと、が接触して第1左側係止片31と係止片52とが係止している。
また、第2基板支持部48に対応する図6(A)のD−D断面も同様に、図7(B)に示すように、本体部3の右側の外縁に沿った外側の位置において第1右側係止片33が溝54に入り込んでいる。そして、第1右側係止片33における上側を向く面33aと、係止片52における下側を向く面52aと、が接触して第1右側係止片33と係止片52とが係止している。
また図示しないが、上記第1基板支持部46や第2基板支持部48と同様に、左後方係止部47においても係止片52と第2左側係止片32が係止し、第3基板支持部49においても係止片52と第2右側係止片34とが係止する。
また、後端被係止部50に対応する図6(A)のE−E断面は、図8(A)に示すように、後端係止片35が溝61に入り込んでおり、後端係止片35と後端被係止部50とが係止している。
以上のように、上ケース21および下ケース41は本体部3の外縁に沿う複数の位置において係止している。即ち、上ケース21と下ケース41の上下方向へ互いに離れる方向への移動が抑制された係止状態となっている。
また後端被係止部50においては、係止爪63と後端係止片35とが係止することにより、後端係止片35が相対的に前方向に移動して係止が解除されることを抑制している。
またこのとき、カードコネクタ13が左内壁44および右内壁45に僅かなクリアランスで配置される。具体的には図7(B)に示すように、係止片52と第1右側係止片33との左右方向の接触長さ0.8mmに対して、第2基板支持部48(右内壁45)とカードコネクタ13のクリアランスは0.2mmと小さい。
即ち、第2基板支持部48が外力を受けて内側に変形しても、係止片52と第1右側係止片33との係止が解除される前に第2基板支持部48がカードコネクタ13の左右方向の外縁と接触する。これは、図7(A)に示す左側についても同様である。
そして、図7(A)、(B)に示すように、上ケース21と下ケース41とが組み付けられた係止状態において上ケース21と下ケース41は回路基板11を互いに異なる面から挟圧する。
上ケース21は、上ケース21に回路基板11を配置した図2(B)のG−G断面図、H−H断面図、I−I断面図である図9(A)〜(C)に示すように、回路基板11と左側突起37、右側突起38、後方突起39において接触する。
一方下ケース41は、下ケース41に回路基板11を配置した図4(B)、(C)に示すように、回路基板11と第1基板支持部46、第2基板支持部48、第3基板支持部49において接触する。
上ケース21および下ケース41がこのように構成されているため、回路基板11は、左側突起37、右側突起38、後方突起39と、第1基板支持部46、第2基板支持部48、第3基板支持部49と、に挟み込まれる。
これらを代表して右側突起38と第2基板支持部48を説明すると、図6(A)のD−D断面図である図10に示すように、係止状態において右側突起38の先端と第2基板支持部48の第3突起58とは対向する位置となり、回路基板11は右側突起38と可動部53の第3突起58とに挟まれる。第3突起58は第1突起56、第2突起57よりも上方に突出しているため、回路基板11を挟み込むと可動部53は前方が下方向に曲がるように弾性変位する。この弾性力によって回路基板11は強固に挟み込まれる。
<ケースの組み付け方法>
図11(A)〜(C)に示すように、上ケース21に下ケース41を重ねて、下ケース41が相対的に前方に移動するようにスライドさせることで、それらを係止させて係止状態とすることができる。
より具体的に説明すると、図11(B)に示すように、組み付けが完成した状態よりも僅かに下ケース41が後方にずれた状態で重ね合わせると、図6(A)のJ−J断面を斜め方向から見た、本体部3を省略した図12(A)に示すように、上ケース21の第1左側係止片31は溝54の外側に位置している。この状態から図11(C)のようにスライドさせると、図12(B)に示すように、第1左側係止片31は溝54に収容される。
また、図11(B)の状態では、後端被係止部50は、図8(B)に示すように、後端係止片35が溝61の外側に位置しているが、図11(C)の状態では、図8(A)に示すように、後端係止片35は溝61に収容される。
なお、図11(C)の状態から図11(B)の状態となるように上ケース21と下ケース41とをスライドさせることで、上ケース21と下ケース41との係止が解除されて、上ケース21と下ケース41との相対的な上下方向への移動の抑制が解除された非係止状態となる。つまり、上ケース21と下ケース41とを重ねた状態でスライドさせることで、係止状態と非係止状態との遷移が実現される。
(2)効果
以上説明した本実施例の車載装置1は、上ケース21と下ケース41とをスライドさせることで互いの着脱が可能となる。よって、大きく弾性変形する係止爪のような構成を有していないため弾性変形するための空間を内部に設ける必要がなく、ケース5の小型化が可能となる。
また、上述したような係止爪を用いないため、大きく弾性変形が可能な材料で上ケース21や下ケース41を作製する必要がなく、強度の高い材料を用いることができる。そのため、従来必要であったケース5の強度を高めるための支持構造を小さくでき、それによるケース5の小型化や、回路基板11の設計の自由度向上による部品配置の最適化による小型化も実現できる。
また車載装置1は、カードコネクタ13の左右方向の外縁と下ケース41の第1基板支持部46および第2基板支持部48とが近接しているため、例えば下ケース41が外部から力が加えられて下に引っ張られ、それにより係止片52が本体部3の中心側に変位しようとすると、第1基板支持部46または第2基板支持部48がカードコネクタ13に接触する。
これにより、係止片52が本体部3の中心側に移動してしまう結果、係止片52と、第1左側係止片31、第2左側係止片32、第1右側係止片33、および第2右側係止片34との係止が解除されることが抑制される。従って、スライド方向以外の外力を受けて上ケース21と下ケース41とが分離してしまう危険を低減できる。
また、カードコネクタ13は、ICカードを保持するために高い強度を有するものであるため、また矩形形状であるため、係止片52の中心側への変位を良好に抑制できる。また、係止片52の変位を抑制するための専用の部材を別途設ける必要がないので、そのような部材を設けることにより車載装置1が大型化することを防止できる。
また本実施例の車載装置1は、回路基板11を上ケース21と下ケース41により挟圧しているため、回路基板11がケース5内で移動することを抑制するための専用の部材を別途設ける必要がないので、そのような部材を設けることにより車載装置1が大型化することを防止できる。
また、非係止状態から非係止状態とするときには、図8(A)、(B)に示すように、後端係止片35は係止爪63を乗り越える必要があるため、組み付け操作時に作業者に組み付け感を与えることができ、中途半端なスライド状態となることを抑制できる。
(3)対応関係
上記実施例において、上ケース21が本発明における第1部品の一例であり、下ケース41が本発明における第2部品の一例である。
また、第1左側係止片31、第2左側係止片32、第1右側係止片33、第2右側係止片34、および後端係止片35が本発明における第1係止部の一例であり、後端被係止部50および係止片52が本発明における第2係止部の一例である。
また、カードコネクタ13が、本発明における変位抑制部の一例である。
また、上方が本発明における一方に対応し、下方が本発明における他方に対応する。即ち、上下方向が本発明における第1方向である。また左右方向が本発明における第2方向であり、前後方向が本発明における第3方向である。
[変形例]
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上ケース21および下ケース41を構成する要素の形状は上述した実施例の形状に何ら限定されない。
具体的には、第1係止部および第2係止部が係止することで上ケース21と下ケース41とが上下方向に離脱しなくなるように構成されており、スライドにより係止状態と非係止状態との切り替えを実現できる様々な形状とすることができる。第1係止部および第2係止部の数も上記実施例のものより多くてもよく、少なくてもよい。
また上記実施例においては、第1基板支持部46などの下ケース41に設けられた第1係止部がカードコネクタ13と近接する位置に配置される構成を例示したが、下ケース41の左内壁44および右内壁45と、上ケース21の左側壁25および右側壁26と、の内外関係を入れ替えて、第1左側係止片31などの第2係止部がカードコネクタ13と近接するように構成してもよい。
また上記実施例においては、なおカードコネクタ13が変位抑制部として係止片52の係止が解除されることを抑制する構成を例示した。しかしながら、本体部3におけるカードコネクタ13以外を変位抑制部としてもよい。例えば回路基板11の側面を変位抑制部として第1基板支持部46や第2基板支持部48などに近接させる構成が考えられる。
なお、上ケース21と下ケース41とを係止状態とした状態でネジによりそれらを固定し、スライドを抑制するように構成してもよい。
1…車載装置、3…本体部、5…ケース、11…回路基板、13…カードコネクタ、21…上ケース、31…第1左側係止片、32…第2左側係止片、33…第1右側係止片、34…第2右側係止片、35…後端係止片、41…下ケース、46…第1基板支持部、47…左後方係止部、48…第2基板支持部、49…第3基板支持部、50…後端被係止部、52…係止片

Claims (3)

  1. 車載装置の本体部(3)と、前記本体部を収容するケース(5)と、を備える車載装置(1)であって、
    前記本体部は、電子部品が実装された回路基板(11)を有し、
    前記ケースは、前記本体部の一方の側を覆い、第1係止部(31、32、33、34、35)を有する第1部品(21)と、前記本体部の前記一方と反対の他方の側を覆い、第2係止部(50、52)を有する第2部品(41)と、を有し、
    前記第1部品および前記第2部品は、前記一方と前記他方とを結ぶ第1方向と交差する第2方向の前記本体部の外縁に沿う位置において前記第1係止部と前記第2係止部とが係止し、前記第1部品および前記第2部品の前記第1方向に関して互いに離れる方向への移動が抑制された係止状態と、前記第1係止部と前記第2係止部とが係止せず、前記第1部品および前記第2部品の前記移動の抑制が解除された非係止状態と、に遷移可能に構成されており、
    前記第1部品と前記第2部品とを重ねた状態で、前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向に相対的にスライドさせることで、前記係止状態と前記非係止状態との前記遷移が実現され
    前記第2部品は、前記第1部品の位置する方向に延びる支柱部(51)と、該支柱部の延び出した先から前記第3方向に延び、先端が前記第1方向に弾性変位可能である可動部(53)と、を有しており、
    前記係止状態において、前記第1部品および前記可動部は、前記回路基板を互いに異なる面から挟圧する
    ことを特徴とする車載装置。
  2. 前記本体部は、当該本体部における前記第2方向の外縁において前記第1部品および前記第2部品の少なくともいずれか一方と接触することによって、前記第1係止部または前記第2係止部が前記本体部の中心側に変位して前記第1係止部と前記第2係止部との係止が解除されることを抑制する変位抑制部(13)を有している
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載装置。
  3. 前記変位抑制部は、ICカードを挿入可能な略矩形の筒状形状のコネクタである
    ことを特徴とする請求項2に記載の車載装置。
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