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JP5342981B2 - 通信ユニット - Google Patents

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JP5342981B2
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Description

本発明は、筐体内に収納される複数の回路基板を備える通信ユニットに関する。
上記通信ユニットとしては、例えば計測器である電力量計の本体に取り付けられるとともに、この電力量計が計測した電力量を外部の機器と通信する通信ユニットが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図13を参照して、従来の通信ユニットの構成について説明する。
図13に示すように、通信ユニット100は、ボディ120とカバー130とが互いに嵌合することにより箱状の筐体110を構成している。そして筐体110の内部空間には、2つの回路基板140,141が収納されるようになる。これら回路基板140,141はハーネス142により互いに電気的に接続されている。また回路基板140の4隅は4個のねじ部材150によってボディ120に固定され、回路基板141の4隅は4個のねじ部材151によってカバー130に固定されている。これにより、筐体110内における回路基板140,141のそれぞれの移動を規制している。
特開2005−274203号公報
このように回路基板140,141がねじ部材150,151によりそれぞれボディ120及びカバー130に固定される構成の場合、回路基板140,141には、それぞれねじ部材150,151が挿通するための貫通孔及びねじ頭が載置されるスペースが必要となる。したがって、その分、回路基板140,141に電子部品が実装されるスペースや配線パターンが形成されるスペースが制約されてしまう。その結果、回路基板140,141の電子部品の実装するスペース及び配線パターンを形成するスペースを確保するために回路基板140,141が大型化しなければならない。その結果、通信ユニット100が大型化してしまう問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回路基板の大型化に起因する通信ユニットの大型化を抑制した通信ユニットを提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、計測器に接続されるとともに、端末機器との間にて通信を行うことにより前記計測器によって計測された情報を前記端末機器に送信する通信ユニットであって、当該通信ユニットは、前記計測器に取り付けられる筐体と、この筐体内に収納される中間体と、この中間体に載置される複数の回路基板とを備え、前記筐体は、前記中間体の少なくとも一部が収納されるとともに一方が開口するボディと、このボディに取り付けられるとともに前記ボディの開口部分を覆うカバーとに分割され、前記複数の回路基板が載置された中間体が前記ボディに収納され、且つ前記カバーが前記ボディに取り付けられた状態において、前記中間体及び前記複数の回路基板が前記ボディ及び前記カバーに挟まれることによって固定されることを要旨とする。
この発明によれば、ボディにカバーが取り付けられることにより、中間体及び複数の回路基板が固定される構成であるため、従来必要であったこれら回路基板を固定するためのねじ部材を省略することができる。したがって、各回路基板にねじ部材を挿通するための貫通孔及びねじ頭を載置されるスペースの形成が省略されるため、これら貫通孔やスペースに起因した回路基板の大型化を抑制することができる。その結果、回路基板の大型化に起因した通信ユニットの大型化を抑制することができる。
また、請求項に記載の発明は、当該通信ユニットと前記端末機器との間の前記通信は無線通信であり、前記複数の回路基板は、前記端末機器に無線信号を送信するアンテナ回路基板と、前記無線信号を生成する制御回路基板と、前記アンテナ回路基板及び前記制御回路基板に電力を供給する電源回路基板とにより構成され、前記アンテナ回路基板、前記制御回路基板及び前記電源回路基板は、前記中間体にそれぞれ載置され、前記電源回路基板は、前記アンテナ回路基板と前記制御回路基板との間に配置されることを要旨とする。
)請求項に記載の発明は、請求項に記載の通信ユニットにおいて、前記アンテナ回路基板には、前記無線信号を送信するアンテナ部材と、このアンテナ部材を接地する接地基板とが設けられ、前記中間体には、前記アンテナ部材を支持するアンテナ支持部と前記接地基板を載置するとともに前記アンテナ支持部とは前記接地基板の厚み方向に離間した載置部とが設けられることを要旨とする。
この発明によれば、中間体にアンテナ支持と載置部とが設けられることにより、それらに載置されるアンテナ部材と接地基板との接地基板の厚み方向の距離を一定に維持することができる。したがって、上記距離が不安定になることに起因する無線特性の悪影響を抑制することができる。
)請求項に記載の発明は、請求項1又は請求項に記載の通信ユニットにおいて、前記中間体には、前記複数の回路基板のうちの少なくとも2つの回路基板を前記回路基板の厚み方向に互いに離間して載置するとともに、前記回路基板の厚み方向に延びる支持部が設けられ、前記支持部には、前記支持部を前記回路基板の厚み方向に対して垂直な方向に貫通する貫通孔が設けられることを要旨とする。
この発明によれば、貫通孔により回路基板にて発生する熱を回路基板より外部へ放熱することができる。
詳細には、中間体に支持部が設けられることにより、複数の回路基板が回路基板の厚み方向に離間した状態にて積層されるようになる。一方で、支持部により複数の回路基板における回路基板の厚み方向の間には熱がこもる状態となってしまう。
その点、本発明では、支持部に貫通孔が設けられるため、上記の複数の回路基板の間の熱が貫通孔を通じて外部へ放熱されるようになり、回路基板の熱に起因する性能の低下を抑制することができる。
)請求項に記載の発明は、請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の通信ユニットにおいて、当該通信ユニットには、前記複数の回路基板のうちの一の回路基板に設けられた発光素子を当該通信ユニットの外部に放射するためのレンズが設けられ、前記中間体には、前記一の回路基板に対するレンズの位置を決める位置決め部が設けられることを要旨とする。
この発明によれば、中間体に位置決め部が設けられるため、筐体にこの位置決め部を省略することもできる。したがって、筐体の形状の簡単化を図ることができる。
また位置決め部によってレンズが位置決めされるため、位置決め部が省略された構成と比較して、レンズと発光素子との回路基板の厚み方向の距離が安定するようになる。
本発明によれば、回路基板の大型化に起因する通信ユニットの大型化を抑制した通信ユニットを提供することができる。
本発明の通信ユニットを具体化した一実施形態について、同ユニットを備えた路上検針のシステムを示すシステム図。 同実施形態の通信ユニットの回路構成を示すブロック図。 同実施形態の通信ユニットの分解斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットの中間体について、(a)〜(c)同中間体の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットのアンテナ回路基板と中間体との取付態様について、(a)同取付態様を上方から見た斜視図、(b)同取付態様を下方から見た斜視図。 同実施形態の通信ユニットについて、(a)電源回路基板と中間体とが取り付けられる前の状態を示す分解斜視図、(b)電源回路基板と中間体とが取り付けられた後の状態を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットについて、(a)制御回路基板と中間体とが取り付けられる前の状態の分解斜視構造を示す斜視図、(b)制御回路基板と中間体とが取り付けられた後の状態の斜視構造を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットについて、レンズ、中間体及び発光ダイオードの関係を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットについて、(a)中間体に回路基板が取り付けられる前の状態の分解斜視構造を示す斜視図、(b)中間体に回路基板が取り付けられた状態を上方から見た平面図。 同実施形態の通信ユニットについて、(a)カバーを下方から見た斜視構造を示す斜視図、(b)中間体をボディに収納した後の状態とカバーとの関係を示す斜視図。 同実施形態の通信ユニットについて、同ユニットの断面構造を示す断面図。 同実施形態の通信ユニットについて、同ユニットの製造フローを示すフローチャート。 従来の通信ユニットについて、同ユニットの内部の分解斜視構造を示す斜視図。 従来の通信ユニットについて、(a)ボディ及びカバーに回路基板をそれぞれ固定した状態の斜視構造を示す斜視図、(b)同ユニットの断面構造を示す断面図。
図1〜図12を参照して、本発明の通信ユニットとして路上検針を行うために、電力量計に接続された通信ユニットとして具体化した一実施形態について説明する。
まず、図1を参照して、路上検針のシステム1について説明する。
図1に示すように、システム1は、保守作業員により携帯される携帯型の保守端末2と、戸建住宅やマンション等の集合住宅に設置された一乃至複数の計測器(検針メータ)である電力量計3とを備えている。この電力量計3には、使用電力量を計測する電力メータ4が設けられている。また電力量計3には、電力メータ4が計測した使用電力量を外部へ送信する通信ユニット5が接続されている。
システム1は、保守端末2と通信ユニット5との間にて無線通信により相互に通信している。この無線通信としては、例えば無線通信周波数が429MHz帯である特定小電力無線が利用されている。また保守端末2及び通信ユニット5には、通信用のアドレスが一意的に割り付けられており、互いに送信データの送信先及び送信元を一意に特定することができる。したがって、保守作業員は、保守端末2と通信ユニット5との無線通信により、電力メータ4に表示された数値を目視にて直接確認しなくとも電力量計3の個別の使用電力量等の情報を得ることができる。
図2に示すように、通信ユニット5の回路は、アンテナ回路部5A、制御回路部5B及び電源回路部5Cにより構成されている。
アンテナ回路部5Aは、保守端末2との間において無線信号を送信及び受信している。また電源回路部5Cは、電力メータ4に電気的に接続される栓刃となる電源接続部5Dが設けられるとともに制御回路部5Bに動作電力を供給している。
制御回路部5Bは、電力メータ4からの無線信号を受信する受信部5Eと、アンテナ回路部5Aからの信号を受け取る無線通信回路部5Fと、無線通信回路部5Fに信号を送信する制御部5Gとにより構成されている。制御部5Gには、アンテナ回路部5A及び受信部5Eからそれぞれ信号が入力される。そして制御部5Gは、これら信号に基づいて、電力メータ4から使用電力量等の情報を得たり、保守端末2からの要求により上記情報を保守端末2に送信する旨の信号を無線通信回路部5Fに送信したりしている。また制御回路部5Bには、幹線(不図示)から戸建住宅や集合住宅へ電力供給のオンオフを操作する開閉器6と接続する開閉器接続部5Hが設けられている。また制御部5Gは、開閉器接続部5Hを介して開閉器に上記電力供給のオンオフの制御する旨の信号を送信する。
次に図3〜図11を参照して、通信ユニット5の構成について説明する。なお図9(b)では、制御回路基板20Bを省略して示している。
以降では、通信ユニット5の長手方向を「左右方向」とし、短手方向を「前後方向」とする。また左右方向及び前後方向の両方に対して垂直な方向を「上下方向」とする。左右方向において栓刃22が配置される側を「左側」とする。また前後方向において栓刃22が配置される側を「前側」とする。また左右方向及び前後方向のそれぞれにおいて筐体10の外部に向かう方向を「外方」とし、同内部に向かう方向を「内方」とする。また上下方向において、ボディ11が配置される方向を「上方」とし、カバー12が配置される方向を「下方」とする。なお本実施形態では、上下方向が回路基板(接地基板)の厚み方向となる。
図3に示すように、通信ユニット5は、電力量計3(図1参照)の本体に取り付けられる取付部11aを有する筐体10と、筐体10内に収納された3つの回路基板20と、これら回路基板20が載置される中間体30とにより構成されている。また通信ユニット5には、この通信ユニット5の動作表示を行うためのレンズ40が設けられている。
筐体10は、取付部11aが設けられるとともに上方が開口する略箱状に成形されたボディ11と、このボディ11に嵌合されるとともに開口部SGを覆うカバー12とにより構成されている。これらボディ11及びカバー12は、その4隅のそれぞれを互いにねじ部材SC1を締めることにより固定されている。また、ボディ11及びカバー12は、ポリアセタールやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を射出成形することによりそれぞれ成形されている。
また、筐体10における栓刃が配置される箇所には、筐体10とは別部材であるとともに略平板状に形成された栓刃保持部材13が設けられている。栓刃保持部材13は、ガラス繊維等の強化剤が配合された熱可塑性樹脂を射出成形することにより成形されている。
回路基板20は、アンテナ回路部5A(図2参照)が形成されるアンテナ回路基板20Aと、制御回路部5B(図2参照)が形成される制御回路基板20Bと、電源回路部5C(図2参照)が形成される電源回路基板20Cとにより構成されている。制御回路基板20B及び電源回路基板20Cには、それぞれ略長方形の平板状に形成されるとともに抵抗やコンデンサ等の多数の電子部品群21が実装されている。また電源回路基板20Cには、3個の栓刃22がリード線21aを介して取り付けられている。これら栓刃22は、筐体10の左右方向に配列されている。栓刃22は、栓刃保持部材13の貫通孔13aにそれぞれ挿入されることにより、栓刃保持部材13にそれぞれ保持されるようになる。そして栓刃22は、ボディ11に設けられた栓刃固定部11fにねじ部材SC2によってそれぞれ固定されるようになる。
中間体30は、単一部材であり、電気絶縁性の樹脂材料を射出成形することによりブロック体として成形されている。この中間体30には、上下方向の下方から順にアンテナ回路基板20A、電源回路基板20C及び制御回路基板20Bが取り付けられるようになる。
図4(a)に示すように、中間体30は、長方形の枠体状の本体部31と、本体部31の左右方向の左側から上方に向かい延びるとともに上方から見た平面視において略コ字形状に形成される支持部32とにより構成されている。
本体部31には、枠体部31aと、この枠体部31aの内部に設けられる基板載置部31bとが設けられている。基板載置部31bは、枠体部31aから内部に向かい延びるとともに上方から見た平面視において略コ字形状に形成されている。この基板載置部31bには、前後方向に沿って延びるととともに前後方向に離間した基板載置部31bの部位を連結する2個の第1連結部31cが設けられている。この第1連結部31cは、基板載置部31bと面一となるように形成されている。また枠体部31aは、基板載置部31b及び第1連結部31cよりも上方に突出するように設けられている。
枠体部31aの左右方向の右側には、枠体部31aから上方に向かい延びる制御回路支持部31dが設けられている。枠体部31aにおける制御回路支持部31dの前後方向の両側には、爪状の2個の第1規制部31eが設けられている。これら第1規制部31eより下方且つ前後方向の内方には、爪状の2個の第2規制部31fが設けられている。
支持部32には、同支持部32を左右方向に貫通する貫通孔32aが前後方向に離間して4個設けられている。また支持部32には、この支持部32から左右方向の外方に向かい延びるとともに本体部31と接続するリブ32fが前後方向に離間して2個設けられている。このリブ32fは、貫通孔32aの前後方向の間にそれぞれ設けられている。
支持部32における前後方向の後側には、レンズ40を載置するレンズ載置部32bが設けられている。また図4(b)に示すように、支持部32の前後方向の両端部には、段形状に形成されるとともに制御回路基板20B(図3参照)が載置される基板載置部32cが設けられている。支持部32の前後方向の中央且つ下方側には、左右方向の内方に向かい突出する第3規制部32dが設けられている。
図4(c)に示すように、各第1連結部31cの下側には、この第1連結部31cから下方に向かい延びるアンテナ支持部33が設けられている。これらアンテナ支持部33のうちの左右方向の右側のものには、その下端部から下方に向かい突起する突起部33aが前後方向に離間して2個設けられている。またこれら第1連結部31cの左右方向の間には、これら第1連結部31cを互いに連結する左右方向に沿って延びる第2連結部34が設けられている。この第2連結部34の上面は、基板載置部31b及び第1連結部31cの上面と面一となるように形成されている。また第2連結部34の下面は、アンテナ支持部33の下面と面一となるように形成されている。
図5(a)に示すように、アンテナ回路基板20Aは、下方からの平面視において略J字形状のアンテナ部材23と、このアンテナ部材23が接続される接地用の接地基板24と、この接地基板24の上方を覆う絶縁シート25とにより構成されている。接地基板24の外周縁形状は、枠体部31aの内周縁形状と略同一形状である。絶縁シート25は、接地基板24と略同一形状に形成されている。
アンテナ部材23の端部には、上方に向かい突出するとともに接地基板24に接続される一対の接続部23aが設けられている。この接続部23aが接地基板24に設けられた一対の接続孔24aに挿通されることにより、アンテナ部材23と接地基板24とは電気的に接続される。また接地基板24には、制御回路基板20Bと接続する第1ハーネス21bが実装されている。またアンテナ部材23における突起部33a(図5(b)参照)と対応する箇所には、これら突起部33aを挿通する挿通穴23bがそれぞれ設けられている。
また、アンテナ部材23が中間体30にその下側から取り付けられ、接地基板24が中間体30にその上側から載置されることにより、アンテナ回路基板20Aは中間体30に取り付けられる。具体的には、接地基板24の下面は基板載置部31b、第1連結部31c及び第2連結部34の各上面と当接する。このとき、支持部32の下面及び第2規制部31fが絶縁シート25の左右方向の両端部の一部を上方からそれぞれ覆うようになる。これにより、接地基板24及び絶縁シート25の基板載置部31bから上方への移動が規制されるようになる。またアンテナ部材23は突起部33aに挿通穴23bが挿通された状態にてアンテナ支持部33及び第2連結部34の下面に載置される。以上の構成により、アンテナ部材23と接地基板24との上下方向の距離が本体部31によって保持されるようになる。
図6(a)に示すように、電源回路基板20Cは、アンテナ回路基板20Aより上方に配置される。電源回路基板20Cの第1規制部31eと対応する箇所には、第1規制部31eを挿通する凹部26が設けられている。また電源回路基板20Cには、制御回路基板20Bと接続することにより電源回路基板20Cから制御回路基板20Bに電力を供給する第2ハーネス21cが設けられている。
図6(b)に示すように、中間体30に電源回路基板20Cを取り付けた際、電源回路基板20Cは枠体部31aの上面に載置される。このとき第1規制部31eと凹部26とが互いに係合する。また電源回路基板20Cは支持部32の内周縁と係合するように配置される。以上により、電源回路基板20Cの左右方向及び前後方向の移動が規制されるようになる。また第3規制部32d(図6(a)参照)が電源回路基板20Cを上方から覆うようになる。これにより、電源回路基板20Cの基板載置部31bから上方への移動が規制されるようになる。
また電源回路基板20Cの略全面は、アンテナ回路基板20Aにより覆われるようになる。ここで電源回路基板20Cの略全面とは、電源回路基板20Cに実装された電子部品群21の実装領域(図6(a)中の破線の領域R1)の全体及び各電子部品を電気的に接続する配線パターンの形成領域の全体の少なくとも一方を含んでいればよい。必ずしも電源回路基板20Cの基板自体の全面を覆う必要はない。本実施形態では、アンテナ回路基板20Aは、電源回路基板20Cの領域R1の全てを覆う構成である。
図7(a)に示すように、制御回路基板20Bには、開閉器接続部5Hに相当するモジュラジャック21dと、第1ハーネス21bが接続される第1コネクタ21eと、第2ハーネス21cが接続される第2コネクタ21fとが実装されている。また制御回路基板20Bには、発光ダイオード21g(図8参照)が実装されている。この発光ダイオード21gは、レンズ40によって下方から覆われるようになる。このレンズ40は、レンズ載置部32bと制御回路基板20Bとの上下方向から挟まれている。中間体30の制御回路支持部31dには、モジュラジャック21dと嵌合する凹部31gが設けられている。
図7(b)に示すように、制御回路基板20Bには、受信部5Eに相当する受光部21hと、無線通信回路部5Fに相当する第1制御IC21jと、制御部5Gに相当する第2制御IC21kとが実装されている。また制御回路基板20Bは、基板載置部32cと制御回路支持部31dとに載置されている。これにより制御回路基板20Bの左右方向の両端が中間体30によって支持されるようになる。また、制御回路基板20Bの左右方向の端部は、支持部32の内周縁に嵌合している。これにより制御回路基板20Bの前後方向及び左右方向への移動が規制されるようになる。そして制御回路基板20Bが中間体30に載置された状態において、第1ハーネス21b及び第2ハーネス21cはそれぞれ第1コネクタ21e及び第2コネクタ21fに接続されている。
第1ハーネス21bは、ハーネス挿通部32eを挿通して支持部32より左右方向の外方に引き出し、支持部32を上方から跨いで支持部32より左右方向の内方に引き出している。第2ハーネス21cは、貫通孔32aを挿通して支持部32より左右方向の外方に引き出し、支持部32を上方から跨いで支持部32より左右方向の内方に引き出している。
以上により、中間体30にアンテナ回路基板20A、制御回路基板20B及び電源回路基板20Cのそれぞれを載置するのみによって、中間体30にこれら回路基板20A〜20Cをある程度保持するようになる。したがって、中間体30に回路基板20A〜20Cを取り付けるためのねじ部材がそれぞれ省略されるようになる。
図8に示すように、レンズ載置部32bには、レンズ40が載置される本体部32b1と、本体部32b1の左右方向の中央部から上方に突出する第1突起部32b2とが設けられている。本体部32b1には、支持部32から前後方向の内方に向かうにつれて上方に傾斜する傾斜部32b3と、傾斜部32b3の前後方向の内方の端部から同内方に延びるとともに上下方向に垂直な平面形状に形成した上面を有する平面部32b4とが設けられている。また第1突起部32b2の上部には、この第1突起部32b2から上方に延びる第2突起部32b5が設けられている。
レンズ40は、平面部32b4に載置される基部41と、この基部41から前後方向の外方に延びる2つの延長部42とが設けられている。発光ダイオード21gの光は、それぞれこれら延長部42を介して筐体10の外部に露光されるようになる。各延長部42には、傾斜部32b3に対応した傾斜部43と、延長部42から上方に向かい延びる突出部44とが設けられている。
レンズ40をレンズ載置部32bに載置する際には、延長部42の前後方向の間に形成された凹部45に第1突起部32b2が嵌合する。これにより、レンズ40の左右方向及び前後方向の外方への移動が規制される。またレンズ40の延長部42に傾斜部43が設けられることにより、レンズ40を上下反対方向の状態にてレンズ載置部32bに載置してもレンズ載置部32bに保持されないようになる。
レンズ40の上方に制御回路基板20Bが載置された状態では、突出部44が制御回路基板20Bの外周縁と当接するため、レンズ40の前後方向の内方への移動が規制されるようになる。
また第2突起部32b5が制御回路基板20Bに設けられた凹部27に嵌合されるようになる(図7(b)参照)。これにより、レンズ40と制御回路基板20Bとの位置を高精度に決定することができる。
図9(a)に示すように、ボディ11の側壁11bのうちの左右方向の右側の側壁11b1の前後方向の中央位置には、この側壁11bから左右方向の内方に向かい突出する中間体規制部11cが設けられている。中間体30をボディ11に収納する際には、枠体部31aの一部を中間体規制部11cとボディ11の底壁11dとの上下方向の間に挿入する。
図9(b)に示すように、中間体30をボディ11に収納した状態において、中間体規制部11cは、電源回路基板20Cの上面を上方から覆うようになる。この構成より、中間体30の上下方向への移動が規制されるようになる。
また、側壁11bには、ボディ11の内部に向かい延びる複数のリブ11eが設けられている。このリブ11eは、本体部31の側面にそれぞれ近接するため、中間体30の左右方向及び前後方向の移動が規制されるようになる。
図10(a)に示すように、カバー12の上壁12aには第1上側規制部12b及び第2上側規制部12cがそれぞれ設けられている。これら規制部12b,12cは、カバー12がボディ11に取り付けられた状態において、中間体30及び制御回路基板20Bをそれぞれ上方への移動を規制している。また上壁12aにおいて受光部21hと対応する箇所には、窓孔12dと、この窓孔12dを閉塞するとともに透明な樹脂材料にて成形された透光部12e(図10(b)参照)とが設けられている。これにより、透光部12eを介して電力メータ4(図1参照)からの赤外線等の光信号を受光部21hが受信することにより、制御回路基板20B(図10(b)参照)は、電力メータ4の使用電力量等の情報を得ることができる。
第1上側規制部12bは、上壁12aの左右方向の左側において前後方向に離間して2個設けられている。第2上側規制部12cは、上壁12aの左右方向の右側に1個設けられている。そして、第1上側規制部12bは前後方向の平面視において略L字形状に形成され、第2上側規制部12cは左右方向の平面視において略L字形状に形成されている。
図10(b)に示すように、第1上側規制部12bは、支持部32の上端面及び制御回路基板20Bの上面の一部を覆い、第2上側規制部12cは、制御回路基板20Bの基板切欠部28を前後方向の後方且つ上方から覆うようになる。
以上の構成により、カバー12は、中間体30の上方への移動を規制し、制御回路基板20Bの上方及び前後方向への移動を規制するようになる。
図11に示すように、中間体規制部11cと第1上側規制部12bとにより、中間体30の左右方向の両端側を上側から覆う構造となるため、中間体30の上方への移動に起因して左右方向及び前後方向により規定される平面に対して傾くことが抑制されるようになる。
また中間体30及び各回路基板20A〜20Cは、筐体10内において右側に偏るように配置されている。これにより、支持部32と筐体10との左右方向の間に空間S1が設けられる。この空間S1は、本体部31及び各回路基板20A〜20Cの右側の端部と筐体10との左右方向の間の空間S2よりも大きくなる。この空間S1には、貫通孔32aを介して、電源回路基板20C及び制御回路基板20Bの上下方向の間にある電子部品群21が発生する熱が放熱される。そして空間S1には、第1ハーネス21b及び第2ハーネス21cが引き出されるスペースを確保している。
以上により、各回路基板20A〜20Cを中間体30に取り付けた状態のものをボディ11に収納し、ボディ11とカバー12とを固定することにより、各回路基板20A〜20C及び中間体30は、筐体10に対して固定されるようになる。
次に図12を参照して、通信ユニット5の製造方法について説明する。
図12に示すように、通信ユニット5の製造工程には、中間体30に各回路基板20A〜20Cを取り付ける基板取付工程と、中間体30を筐体10に収納する収納工程とに区分けされ、基板取付工程の後に収納工程を行う。
具体的には、ステップS10において中間体30にアンテナ回路基板20Aを取り付ける(図5参照)。次いでステップS11において中間体30に電源回路基板20Cを取り付ける(図6参照)。次いでステップS12において中間体30にレンズ40を取り付ける(図7参照)。次いでステップS13において中間体30に制御回路基板20Bを取り付ける(図7参照)。これによりレンズ40は中間体30と制御回路基板20Bとにより挟まれた状態にて保持されるようになる。次いでステップS14において第1ハーネス21b及び第2ハーネス21cを第1コネクタ21e及び第2コネクタ21fに接続する。以上により基板取付工程が終了する。
次に、ステップS15において各回路基板20A〜20Cが取り付けられた中間体30をボディ11に収納する(図9参照)。このとき、栓刃22に栓刃保持部材13を取り付けた上で、栓刃22をボディ11にねじ部材SC2を用いて固定する。次いでステップS16においてボディ11にカバー12を嵌合する(図11参照)。これにより中間体30はボディ11及びカバー12により上下方向から挟まれることにより保持される。次いでステップS17においてボディ11及びカバー12をねじ部材SC1により固定する。以上により収納工程が終了するとともに通信ユニット5の組立が完了する。
ところで、図14に示す従来の通信ユニット100では、同ユニット100の組み立て易さの観点から回路基板140,141をそれぞれねじ部材150,151により固定したボディ120及びカバー130を作業台(不図示)に載置し、この状態にて回路基板140,141をハーネス142によって互いに接続していた(図14(a)参照)。そのため、ハーネス142が長くなってしまい、ハーネス142がノイズの影響を受けやすくなっていた。また回路基板140,141間の空間にハーネス142が収納されるが、このハーネス142の納まりが悪かった(図14(b)参照)。これにより、ボディ120及びカバー130を互いに嵌合する際に、ハーネス142がこの嵌合部分に挟まってしまう問題があった。
その点、本実施形態では、中間体30に電源回路基板20C及び制御回路基板20Bを取り付けるため、従来構成と比較して、電源回路基板20Cと制御回路基板20Bとを近づけた状態にて各ハーネス21b,21cを各コネクタ21e,21fに接続することができる。したがって、各コネクタ21e,21fに接続するための各ハーネス21b,21cの長さを従来の構成よりも短くすることができる。したがって、上述の問題を解消することができる。
本実施形態の通信ユニット5によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)本実施形態によれば、中間体30にアンテナ回路基板20A、制御回路基板20B及び制御回路基板20Bがそれぞれ載置され、この状態の中間体30をボディ11及びカバー12により上下方向から挟むことにより、中間体30が固定される構成である。したがって、各回路基板20A〜20Cを固定するためのねじ部材を省略することができる。これにより、各回路基板20A〜20Cにねじ部材を挿通するための貫通孔及びねじ頭を載置されるスペースが省略されるため、これら貫通孔やスペースに起因した各回路基板20A〜20Cの大型化を抑制することができる。その結果、各回路基板20A〜20Cの大型化に起因した通信ユニット5の大型化を抑制することができる。その上、通信ユニット5の部品点数が削減されるとともに、通信ユニット5を容易に製造することができる。
(2)本実施形態によれば、中間体30に設けられたアンテナ支持部33にアンテナ部材23が載置され、基板載置部31bに接地基板24が載置される構成である。したがって、アンテナ部材23と接地基板24との上下方向の距離を一定に維持することができる。その結果、上記距離が不安定になることに起因するアンテナ回路基板20Aの無線特性の悪影響を抑制することができる。
ところで、アンテナ支持部及び基板載置部が別部材として形成された場合、アンテナ支持部及び基板載置部を組み立てて中間体を形成するため、組立誤差が発生する。この誤差に起因して、アンテナ部材23と接地基板24との上記距離にばらつきが生じてしまう場合がある。その点、本実施形態では、中間体30を単一部材として成形するため、上記組立誤差の発生を回避するため、上記距離のばらつきを抑制することができる。
(3)本実施形態によれば、接地基板24が電源回路基板20Cの全体を下方から覆う構成である。したがって、電源回路基板20Cから発生するノイズが接地基板24により遮断されるため、上記ノイズのアンテナ部材23への影響を抑制することができる。
(4)本実施形態によれば、ボディ11に設けられた中間体規制部11cにより電源回路基板20Cを上方から覆う構成である。したがって、中間体30が中間体規制部11cとボディ11の底壁11dとにより上下方向から挟まれるため、中間体30の上下方向の移動を規制することができる。また電源回路基板20Cは枠体部31aと中間体規制部11cとにより上下方向から挟まれるようになるため、電源回路基板20Cの上下方向の移動を規制することができる。
(5)本実施形態によれば、制御回路基板20Bが支持部32とカバー12の第2上側規制部とによって挟まれることにより、制御回路基板20Bの上下方向への移動が規制されるようになる。したがって、筐体10内において制御回路基板20Bを安定して保持することができる。
またカバー12の第1上側規制部12bにより支持部32を上方から覆うことにより、ボディ11及びカバー12によって中間体30を上下方向から挟むようになる。したがって、中間体30の上下方向の移動を規制することができる。
(6)本実施形態によれば、支持部32に貫通孔32aが設けられる構成である。したがって、貫通孔32aにより電源回路基板20Cと制御回路基板20Bとの上下方向の間の電子部品群21が発生する熱を中間体30の外部へ放熱することができる。その結果、各回路基板20A〜20Cの熱に起因する性能の低下を抑制することができる。
(7)本実施形態によれば、基板載置部31bと第2規制部31f及び支持部32の下面とにより接地基板24が上下方向から挟まれるため、中間体30のみにて接地基板24の上下方向への移動を規制することができる。
また第3規制部32dと枠体部31aの上面とにより電源回路基板20Cが上下方向から挟まれるため、中間体30のみにて電源回路基板20Cの上下方向への移動を規制することができる。以上により、筐体10に接地基板24及び電源回路基板20Cの上下方向への移動を規制するための部位を省略することも可能となり、筐体10の形状の簡単化を図ることができる。
(8)本実施形態によれば、中間体30にレンズ載置部32bが設けられるため、筐体10にこのレンズ載置部を省略することもできる。したがって、筐体10の形状の簡単化を図ることができる。
またレンズ載置部32bによってレンズ40が位置決めされるため、通信ユニットからレンズ載置部が省略された構成と比較して、レンズ40と発光ダイオード21gとの上下方向の距離が安定するようになる。
また、レンズ載置部32bの第1突起部32b2及び第2突起部32b5によりレンズ40及び制御回路基板20Bのそれぞれの位置決めを行う構成である。これら第1突起部32b2及び第2突起部32b5は中間体30の一部として射出成形されるため、これらの位置精度は、金型精度と同等となる。したがって、第1突起部及び第2突起部を各別に設けた場合と比較して、第1突起部及び第2突起部の組立誤差を省略することができるため、位置精度が向上する。その結果、レンズ40と制御回路基板20Bに実装された発光ダイオード21gとの位置精度を向上させることができる。
(9)本実施形態によれば、中間体30を単一部材として成形するため、中間体30を複数の部材を組み合わせて形成する構成と比較して、各回路基板20A〜20Cの上下方向の距離を精度よく決定することができる。また通信ユニット5の部品点数の削減を図ることができる。
(10)本実施形態によれば、接地基板24が電源回路基板20Cとアンテナ部材23との上下方向の間に配置される構成である。したがって、接地基板と電源回路基板との上下方向のアンテナ部材が配置される構成と比較して、電源回路基板20Cのノイズがアンテナ部材23に与える影響を小さくすることができる。
(11)本実施形態によれば、第2ハーネス21cが貫通孔32aを挿通して第2コネクタ21fに接続される構成である。したがって、第2ハーネスが支持部を迂回して第2コネクタに接続される構成と比較して、第2ハーネス21cの長さを短くすることができる。また制御回路基板に第2ハーネスを挿通するための切欠部を設け、その切欠部を挿通して第2コネクタと接続する構成と比較して、制御回路基板20Bの電子部品群21及び配線パターンのためのスペースを確保することができる。
(12)本実施形態によれば、支持部32にリブ32fが設けられることにより、支持部32に設けた貫通孔32aによる強度低下を抑制することができる。したがって、このリブが省略された支持部の構成よりも貫通孔を大きく形成することができる。その結果、電源回路基板20Cと制御回路基板20Bとの上下方向の間に発生した熱が、電源回路基板20C及び制御回路基板20Bよりも外部への放熱効果を高めることができる。
(13)本実施形態によれば、接地基板24の形状が枠体部31aの内周縁形状と略同一であるため、接地基板24の前後方向及び左右方向の移動を規制することができる。
(14)本実施形態によれば、第1規制部31eと凹部26とが嵌合することにより、電源回路基板20Cの前後方向の移動が規制されるようになる。これにより、中間体30をボディ11に収納する工程(ステップS15)のときに、中間体30に対して電源回路基板20Cがずれてしまうことを抑制することができる。したがって、通信ユニット5を容易に製造することができる。
(15)本実施形態によれば、基板載置部32cと凹部31gとにより制御回路基板20Bの左右方向の両端側を支持するため、制御回路基板20Bを中間体30に安定して載置することができる。
(16)本実施形態によれば、中間体30が電気絶縁性の樹脂材料にて成形される構成である。したがって、各回路基板20A〜20Cを上下方向から覆う中間体30の部位と対応する各回路基板20A〜20Cの箇所に配線パターンを形成した場合において、中間体が金属材料等の電気的に導通する材料にて成形された構成と比較して、配線パターンの短絡を抑制することができる。
(17)本実施形態によれば、ボディ11のリブ11eにより中間体30の前後方向及び左右方向の移動を規制することができる。
(18)本実施形態によれば、レンズ載置部32bに傾斜部32b3が設けられ、レンズ40には傾斜部32b3に応じた傾斜部が形成されている。したがって、レンズ載置部32bに対してレンズ40が上下方向の反対側及び前後方向の反対側に配置した状態にて組み立てられることを抑制することができる。
(19)本実施形態によれば、中間体30に各回路基板20A〜20Cを載置した後に、ボディ11にこの中間体30を収納する構成である。したがって、中間体30をボディ11に収納した後に、電源回路基板20Cや制御回路基板20Bを取り付ける場合と比較して、通信ユニット5を容易に製造することができる。また予め中間体30に各回路基板20A〜20Cを載置することにより、各ハーネス21b,21cを各コネクタ21e,21fへの接続作業を容易に行うことができる。
(20)本実施形態によれば、制御回路基板20B及びアンテナ回路基板20Aを上下方向の端に配置する構成である。したがって、制御回路基板20Bに電力メータ4からの情報を受信する受信部を設けることができる。これにより、電源回路基板20Cと制御回路基板20Bとを接続する第2ハーネス21cのリード線の本数を減少することができる。またアンテナ回路基板が上下方向の中央に配置される構成と比較して、アンテナ回路基板20Aによる無線通信を良好に行うことができる。
(21)本実施形態によれば、中間体30及び各回路基板20A〜20Cが筐体10に対して右側に偏って配置される構成である。したがって、貫通孔32aを介して電源回路基板20C及び制御回路基板20Bとの上下方向の間の電子部品群21の発生した熱を空間S1に放出する。そして空間S1が空間S2よりスペースが大きく形成されるため、空間S2側に貫通孔が設けられる構成よりも放熱効果を向上させることができる。
また、この空間S1は第1ハーネス21b及び第2ハーネス21cの支持部32から外方へ引き出すためのスペースも兼ねるため、第1−ハーネス21b及び第2ハーネス21cを筐体10内へ収納することができる。したがって、従来の通信ユニット100において生じたハーネス142がボディ120及びカバー130の間に挟まれることを抑制することができる。
(22)本実施形態によれば、各回路基板20A〜20Cを取り付けた中間体30を筐体10内に収納する構成を通信ユニット5に適用している。したがって、通信ユニット5のような複数の機能を有するために複雑な回路構成となるものに対して、通信ユニット5のコンパクト化を図ることができる。
(その他の実施形態)
上記実施形態の通信ユニットは、上記実施形態に限定されることなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものでなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施する場合にも適用することもできる。
上記実施形態によれば、通信ユニット5の製造工程において、基板取付工程の完了後に収納工程を行ったが、通信ユニット5の製造工程はこれに限定されることはない。例えば、基板取付工程のステップS10,S11を行った後に、収納工程のステップS15を行い、その後に基板取付工程のステップS12〜S14を行うこともできる。特に本実施形態では、空間S1が形成されるため、上述の工程にて通信ユニット5を製造しても、ステップS14のハーネスとコネクタとの接続作業を容易に行うことができる。
上記実施形態によれば、中間体30を単一部材として成形したが、中間体30は複数の部材を組立てることにより形成することもできる。
上記実施形態によれば、レンズ載置部32bを中間体30に設けたが、レンズ載置部32bはボディ11に設けることもできる。
上記実施形態によれば、発光素子として発光ダイオード21gを用いたが、発光ダイオード21g以外の他の発光素子を用いることもできる。
上記実施形態によれば、中間体30から第1規制部31e、第2規制部31f、第3規制部32dのうちの少なくとも1つを省略することができる。この場合、ボディ11に上記規制部に相当する部位を形成してもよい。要するに、中間体30は各回路基板20A〜20Cを載置するのみとし、ボディ11及びカバー12によって中間体30及び各回路基板20A〜20Cの上下方向の移動を規制することもできる。
上記実施形態では、中間体30の下方から上方に向かい順にアンテナ回路基板20A、電源回路基板20C及び制御回路基板20Bを積層したが、これら回路基板20A〜20Cの上下方向への配置の順番はこれに限定されることはない。例えば、制御回路基板20Bと電源回路基板20Cとの配置位置を逆にすることもできる。
上記実施形態では、中間体30に各回路基板20A〜20Cの全てを取り付けたが、中間体30には、電源回路基板20C及び制御回路基板20Bのみを取り付け、アンテナ回路基板20Aを例えばボディ11に取り付ける構成とすることもできる。
上記実施形態では、通信ユニット5が電力量計3に取り付けられたが、通信ユニット5は他の水道メータやガスメータ等の他の検針メータを備える他の計測器に取り付けることもできる。
上記実施形態では、通信ユニット5が電力量計3の本体に取り付けられたが、通信ユニット5は、電力メータ4や電力量計3に取り付けられる他の機器(不図示)に取り付けることもできる。
上記実施形態では、制御回路基板20Bの受信部5Eとして受光部21hが実装され、電力メータ4からの赤外線等の光信号を受信する構成であったが、受信部5Eの構成はこれに限定されることはない。例えば、受信部5Eとしてアンテナ部材を実装し、電力メータ4からの電波を受信する構成とすることもできる。また制御回路基板20Bと電力メータ4とをケーブルによって互いに接続して電力メータ4の情報を得ることもできる。
上記実施形態では、通信ユニット5と保守端末2との無線通信として、特定小電力無線を用いたが、通信ユニット5と保守端末2との無線通信として、赤外線等の他の無線を用いることもできる。
上記実施形態では、通信ユニット5と保守端末2とは無線通信を行っていたが、通信ユニット5と保守端末2との通信方法はこれに限定されることはない。例えば、通信ユニット5と保守端末2とをケーブルによって互いに接続して、通信ユニット5と保守端末2との通信を行う、いわゆる有線通信を行うこともできる。
上記実施形態では、システム1として保守作業員が保守端末2にて通信ユニット5と無線通信を行う路上検針であったが、システム1はこれに限定されることはない。例えば、端末機器として複数の電力量計3と無線通信することにより一括して制御する統括制御機器を設置し、この機器が電力会社等の基地局に同機器が得た情報を送信する、いわゆる遠隔検針であってもよい。
上記実施形態では、栓刃22が3個配列された単相3線に接続されるための構成であったが、栓刃22の構成はこれに限定されることはない。例えば、栓刃22が2個配置された単相2線に接続されるための構成とすることもできる。
1…システム、2…保守端末(端末機器)、3…電力量計(計測器)、4…電力メータ、5…通信ユニット、5A…アンテナ回路部、5B…制御回路部、5C…電源回路部、5D…電源接続部、5E…受信部、5F…無線通信回路部、5G…制御部、5H…開閉器接続部、6…開閉器、10…筐体、11…ボディ、11a…取付部、11b,11b1…側壁、11c…中間体規制部、11d…底壁、11e…リブ、11f…栓刃固定部、12…カバー、12a…上壁、12b…第1上側規制部、12c…第2上側規制部、12d…窓孔、12e…透光部、13…栓刃保持部材、13a…貫通孔、20…回路基板、20A…アンテナ回路基板、20B…制御回路基板、20C…電源回路基板、21…電子部品群、21a…リード線、21b…第1ハーネス、21c…第2ハーネス、21d…モジュラジャック、21e…第1コネクタ、21f…第2コネクタ、21g…発光ダイオード(発光素子)、21h…受光部、21j…第1制御IC、21k…第2制御IC、22…栓刃、23…アンテナ部材、24…接地基板、24a…接続孔、25…絶縁シート、26…凹部、27…凹部、28…基板切欠部、30…中間体、31…本体部、31a…枠体部、31b…基板載置部(載置部)、31c…第1連結部、31d…制御回路支持部、31e…第1規制部、31f…第2規制部、31g…凹部、32…支持部、32a…貫通孔、32b…レンズ載置部、32c…基板載置部、32d…第3規制部、32e…ハーネス挿通部、32f…リブ、32b1…本体部、32b2…第1突起部(位置決め部)、32b3…傾斜部、32b4…平面部、32b5…第2突起部(位置決め部)、33…アンテナ支持部、33a…突起部、34…第2連結部、40…レンズ、41…基部、42…延長部、43…傾斜部、44…突出部、45…凹部、SC1,SC2…ねじ部材。

Claims (4)

  1. 計測器に接続されるとともに、端末機器との間にて通信を行うことにより前記計測器によって計測された情報を前記端末機器に送信する通信ユニットであって、
    当該通信ユニットは、前記計測器に取り付けられる筐体と、この筐体内に収納される中間体と、この中間体に載置される複数の回路基板とを備え、
    前記筐体は、前記中間体の少なくとも一部が収納されるとともに一方が開口するボディと、このボディに取り付けられるとともに前記ボディの開口部分を覆うカバーとに分割され、
    前記複数の回路基板が載置された中間体が前記ボディに収納され、且つ前記カバーが前記ボディに取り付けられた状態において、前記中間体及び前記複数の回路基板が前記ボディ及び前記カバーに挟まれることによって固定され
    当該通信ユニットと前記端末機器との間の前記通信は無線通信であり、
    前記複数の回路基板は、前記端末機器に無線信号を送信するアンテナ回路基板と、前記無線信号を生成する制御回路基板と、前記アンテナ回路基板及び前記制御回路基板に電力を供給する電源回路基板とにより構成され、
    前記アンテナ回路基板、前記制御回路基板及び前記電源回路基板は、前記中間体にそれぞれ載置され、
    前記電源回路基板は、前記アンテナ回路基板と前記制御回路基板との間に配置される
    ことを特徴とする通信ユニット。
  2. 請求項1に記載の通信ユニットにおいて、
    前記アンテナ回路基板には、前記無線信号を送信するアンテナ部材と、このアンテナ部材を接地する接地基板とが設けられ、
    前記中間体には、前記アンテナ部材を支持するアンテナ支持部と前記接地基板を載置するとともに前記アンテナ支持部とは前記接地基板の厚み方向に離間した載置部とが設けられる
    ことを特徴とする通信ユニット。
  3. 請求項1又は2に記載の通信ユニットにおいて、
    前記中間体には、前記複数の回路基板のうちの少なくとも2つの回路基板を前記回路基板の厚み方向に互いに離間して載置するとともに、前記回路基板の厚み方向に延びる支持部が設けられ、
    前記支持部には、前記支持部を前記回路基板の厚み方向に対して垂直な方向に貫通する貫通孔が設けられる
    ことを特徴とする通信ユニット。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の通信ユニットにおいて、
    当該通信ユニットには、前記複数の回路基板のうちの一の回路基板に設けられた発光素子を当該通信ユニットの外部に放射するためのレンズが設けられ、
    前記中間体には、前記一の回路基板に対するレンズの位置を決める位置決め部が設けられる
    ことを特徴とする通信ユニット。
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