移动体通信用标识的制作方法

本发明涉及在与移动体进行无线通信时使用的移动体通信用标识，特别适合应用于被紧固件固定于地面的移动体通信用标识。

背景技术：

移动体通信用标识通过例如紧固件而固定于地面，在与汽车等移动体进行无线通信时使用。移动体通信用标识由搭载有通信用电子零件的电子基板和固定该电子基板的树脂制箱体构成。另外，箱体含有紧固辅助用金属件而成。通过利用螺栓等紧固件将该紧固辅助用金属件和预先设置于地面的台座紧固，能够利用紧固件的轴向力(紧固力)将移动体通信用标识固定于地面。

另外，箱体的金属件在树脂成型箱体时被一体固定。此时，若金属件与树脂界面的贴紧力小，则存在结合面产生剥落而不能将移动体通信用标识牢固地固定于地面(台座)的情况。而且，由于使用金属件，因此制造成本增大。因此，专利文献1公开了一种结构，去除金属件，使用螺栓直接紧固树脂制箱体。根据该结构，能够降低制造成本，并且将移动体通信用标识牢固地固定于地面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-183678号公报

技术实现要素：

但是，对于在专利文献1记载的技术，当将移动体通信用标识固定于地面后经过长时间，螺栓的轴向力降低，若移动体在该螺栓的轴向力降低的状态下通过移动体通信用标识上，则移动体通信用标识振动而使螺栓发生松弛。因此，存在不能将移动体通信用标识长时间牢固地固定的课题。

此外，若不使用金属件这种紧固辅助体而将树脂通过螺栓直接紧固，则螺栓的轴向力因树脂的应力松弛而随着时间经过而降低。在专利文献1中，虽然通过以满足根据螺栓的接触面积、温度、树脂以及螺栓的线膨胀系数等得到的条件式的方式进行紧固，在经过一定时间(例如，1000小时)后也能够维持轴向力，但是，经过长时间后(例如，1年后)的轴向力变得非常小。该情况下，残余轴向力小于能够相对于振动防止松弛的轴向力，因移动体通过时的振动而在螺栓发生松弛。

本发明考虑以上点而完成，其提出一种移动体通信用标识的方案，即使在从紧固后经过长时间后，也能够保持紧固件的轴向力来防止松弛，将移动体通信用标识牢固地固定。

为了解决相关课题，本发明的特征在于，具备：箱体，其在内部具备电子基板；台座，其支承箱体；以及紧固件，其将箱体和台座紧固，箱体由与温度变动相应地膨胀或收缩的树脂成型，紧固件具有与箱体的线膨胀系数大致相同的线膨胀系数。

本发明具有如下效果。

根据本发明，即使在紧固后经过长时间之后，也能够保持紧固件的轴向力而防止松弛，将移动体通信用标识牢固地固定。

附图说明

图1是移动体通信用标识的上表面结构图。

图2是在移动体通信用标识和移动体之间进行的无线通信的示意图。

图3是移动体通信用标识的剖面结构图。

图4是表示轴向力保持时间与轴向力保持率的关系的图表。

图5是表示轴向力保持时间与轴向力保持率的关系的图表。

图6是表示轴向力保持时间与轴向力保持率的关系的图表。

图7是其它移动体通信用标识的剖面结构图。

图8是其它移动体通信用标识的放大剖面结构图。

图9是其它移动体通信用标识的放大剖面结构图。

图10是其它移动体通信用标识的放大剖面结构图。

图11是被其它紧固方法固定的移动体通信用标识的上表面结构图。

图中：1-移动体通信用标识，2-紧固件，3-路面，4-台座，5-箱体，6-托盘，7-电子基板，8-填充材料，9-移动体，10-天线，11-无线通信，12-衬垫，13-螺母，14-上表面侧接触面积，15-下表面侧接触面积，16-加强纤维

具体实施方式

(1)整体结构

参照图1及图2，对移动体通信用标识1的大致结构进行说明。

图1表示移动体通信用标识1的上表面结构，另外，图2表示在移动体通信用标识1和移动体9之间进行的无线通信11的示意图。

移动体通信用标识1被紧固件2固定在路面3上。紧固件2例如为不锈钢等金属制的螺栓。汽车等移动体9在路面3上行驶。若移动体9在移动体通信用标识1上通过，则在该通过时刻，移动体9具备的天线10和固定于路面3上的移动体通信用标识1进行无线通信11。

例如，在移动体通信用标识1固定于付费道路的路面3上的情况下，移动体通信用标识1从移动体9(天线10)接收车辆类型、驶入收费口的信息。然后，移动体通信用标识1基于这些信息计算通行费信息，并向移动体9发送。移动体9具备的车载器(省略图示)通过声音或图像向驾驶员通知接收到的通行费信息。

另外，移动体通信用标识1也可以向移动体9发送行驶区间的限制速度信息。此情况下，移动体9能够利用车载器对限制速度和当前速度进行比较对照，并在当前速度超过限制速度的情况下生成音声信息来提醒驾驶员。

如上所述，移动体通信用标识1进行的无线通信11多用于金钱授受、提高安全性上，因此需要高的可靠性。此外，本文中移动体通信用标识1固定于路面3上，但是并不限于此，也可以例如固定于其它地面、壁面以及顶板等。

(2)剖面结构

图3表示移动体通信用标识1的剖面结构。具体而言，表示图1的A-A剖面结构。在托盘6上配置电子基板7，为了对电子基板7进行保护而由填充材料8进行密封，再从上方覆盖箱体5，从而制得移动体通信用标识1。此外，在电子基板7上配置无线通信用电子零件。

然后，使用紧固件2将移动体通信用标识1直接紧固于预先固定在路面3上的台座4来进行固定。通过对作为紧固件2的金属制螺栓施加轴向力，能够将移动体通信用标识1固定于地面。

托盘6及箱体5由树脂制作。树脂为例如纤维增强塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)。FRP含有玻璃纤维或碳纤维。另外，填充材料8例如为密封用树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂。填充材料8可以如图3所示地局部进行密封，也可以以整体填充的方式进行密封。

在本实施方式中，将移动体通信用标识1通过紧固件2直接紧固于台座4。因此，无需在移动体通信用标识1结合用于辅助由紧固件2进行的紧固的金属件，从而能够抑制制造成本。

而且，在本实施方式中，以箱体5的线膨胀系数和紧固件2的线膨胀系数大致相同的方式制造移动体通信用标识1。对于详情在后面进行叙述，但是通过使箱体5和与箱体5接触的紧固件2的线膨胀系数大致相同，能够防止紧固件2的轴向力随着温度变动而降低。从而，能够防止随着轴向力降低而产生的紧固件2的松弛。对于箱体5的线膨胀系数和紧固件2的线膨胀系数大致相同而言，只要将紧固件2的线膨胀系数基于箱体5的线膨胀系数进行设定即可，包括两者完全相同的情况，或者从保持紧固件2的轴向力来防止松弛从而可以稳定地固定移动体通信用标识1的观点出发包括两者处于相似性的范围内的情况，例如，包括上述箱体5的线膨胀系数α_R与上述紧固件2的线膨胀系数α_B之比α_R/α_B为0.80≤(α_R/α_B)≤1.20的情况。

(3)轴向力保持时间与轴向力保持率的关系

参照图4～图6，对轴向力保持时间与轴向力保持率的关系进行说明。

图4表示在箱体5的线膨胀系数α_R和紧固件2的线膨胀系数α_B大致相同的情况下，将移动体通信用标识1通过紧固件2直接固定于台座4后的紧固件2的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。

如图4所示，紧固件2的轴向力随着时间推移而降低，但是保持比松弛发生轴向力X更高的轴向力。移动体9通过移动体通信用标识1，即使在移动体通信用标识1振动的情况下，也因为紧固件2的轴向力比松弛发生轴向力X高，所以不会产生紧固件2的松弛。因此，在该情况下，即使紧固后经过了长时间，也能够保持紧固件2的轴向力从而防止松弛。

图5及图6表示在产生温度变动的情况下的、轴向力保持时间与轴向力保持率的关系。另外，作为比较例，示出在箱体5的线膨胀系数α_R和紧固件2的线膨胀系数α_B不是大致相同的情况下的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。移动体通信用标识1设定在室外的情况比较常见，因此，根据昼夜或者季节的变化，经受温度变动。

首先对图5进行说明，图5表示在温度上升后的情况下，(箱体5的线膨胀系数α_R)≈(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。另外，作为比较例，示出了(箱体5的线膨胀系数α_R)＜＜(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。

如图5所示，在(箱体5的线膨胀系数α_R)≈(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下，即使温度上升，也不会随着温度上升而对紧固件2的轴向力产生影响，紧固件2的轴向力保持比松弛发生轴向力X更高的轴向力。因此，在该情况下，即使紧固后经过长时间，也能够保持紧固件2的轴向力，防止松弛。

与此相对，在(箱体5的线膨胀系数α_R)＜＜(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下，当温度上升时，紧固件2在轴向力施力方向(相对于台座4垂直的方向)上膨胀，虽然箱体5也在同方向上膨胀，但是因为该紧固件2的轴向力施力方向上的膨胀量比箱体5的同方向上的膨胀量更大，所以轴向力降低，到低于松弛发生轴向力X为止的轴向力保持时间缩短。

因此，在紧固后经过了长时间的情况下，紧固件2的轴向力变成比松弛发生轴向力X更小的轴向力。在该情况下，在紧固后经过长时间之后，在移动体通信用标识1振动时，紧固件2受振动的影响而松弛，不能稳定地固定移动体通信用标识1。

接下来，对图6进行说明。图6表示温度上升的情况下，(箱体5的线膨胀系数α_R)≈(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。另外，作为比较例，示出了(箱体5的线膨胀系数α_R)＞＞(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下的轴向力保持时间和轴向力保持率的关系。

如上所述，在(箱体5的线膨胀系数α_R)≈(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下，即使温度上升，也不会对随着温度上升的紧固件2的轴向力产生影响。因此，即使在紧固后经过长时间之后，也能够保持紧固件2的轴向力，防止松弛。

与此相对，在(箱体5的线膨胀系数α_R)＞＞(紧固件2的线膨胀系数α_B)的情况下，当温度上升时，紧固件2在轴向力施力方向(相对于台座4垂直的方向)上进行膨胀，而且箱体5也在同方向上膨胀。此时，紧固件2的轴向力施力方向上的膨胀量比箱体5的同方向的膨胀量更小，所以，轴向力暂时上升。

然而，相反地，当温度降低时，箱体5比紧固件2进行更大地收缩，紧固件2的轴向力降低。其结果，紧固件2的轴向力变成比松弛发生轴向力X更小的轴向力，在该情况下，当移动体通信用标识1振动时，紧固件2受振动的影响而松弛，不能稳定地固定移动体通信用标识1。

(4)本实施方式的效果

如上所述，根据本实施方式，使用紧固件2将移动体通信用标识1直接紧固于台座4。从而，无需在移动体通信用标识1设置用于对紧固件2进行的紧固进行辅助的金属件，能够抑制制造成本。

而且，根据本实施方式，使箱体5的线膨胀系数α_R和紧固件2的线膨胀系数α_B大致相同地来制造移动体通信用标识1，因此，能够抑制紧固件2的轴向力因温度变动的影响而降低。

因此，即使紧固后经过长时间之后，也能够保持紧固件2的轴向力来防止松弛。而且，能够稳定地固定移动体通信用标识1。

此外，在使用FRP作为箱体5的原料的情况下，由于成型箱体5时的树脂的流动，加强纤维方向变化，从而箱体5的线膨胀系数α_R发生波动。考虑到该波动，优选箱体5的线膨胀系数αR与紧固件2的线膨胀系数α_B之比α_R/α_B为0.80＜(α_R/α_B)＜1.20。

(5)其它实施方式

图7表示其它移动体通信用标识1A的剖面结构。具体而言，表示图1的A-A剖面结构。移动体通信用标识1A与图3的移动体通信用标识1的区别点在于，不具备托盘6，而将电子基板7通过填充材料8固定。

这样制作的移动体通信用标识1A也能够得到与上述说明了的移动体通信用标识1同样的效果。即，能够抑制制造成本，长时间保持紧固件2的轴向力，防止松弛。

图8～图10表示其它移动体通信用标识1A、1B及1C的放大剖面结构。另外，图11表示通过其它紧固方法进行固定的移动体通信用标识1(1A～1C)的上表面结构。

图8所示的其它移动体通信用标识1A与图3的移动体通信用标识1的不同点在于，不具备如上所述的托盘6，而将电子基板7通过填充材料8固定。符号14表示箱体5的一端与其它部件(在此为紧固件2)接触的接触部分的接触面积。另外，符号15表示箱体5的另一端与其它部件(在此为台座4)接触的接触部分的接触面积。对于这些接触面积的总面积A[mm²]的条件在后文进行叙述。

另外，图9所示的其它移动体通信用标识1B与图3的移动体通信用标识1的不同点在于，在图8的移动体通信用标识1A的结构的基础上，在箱体5和紧固件2之间设有衬垫12A，预先在台座4上设有螺母13，并且在箱体5和台座4或螺母13之间设有衬垫12B。

这样制作的移动体通信用标识1B也能够与上述说明了的移动体通信用标识1同样地抑制制造成本、长时间保持紧固件2的轴向力而防止松弛。

此外，图9中的符号14表示箱体5的一端与其它部件(此处为衬垫12A)接触的接触部分的接触面积。另外，符号15表示箱体5的另一端与其它部件(在此为衬垫12B)接触的接触部分的接触面积。对于这些接触面积的总面积A[mm²]的条件，在后文进行叙述。

另外，图10所示的其它移动体通信用标识1C与图3的移动体通信用标识1的不同点在于，在图8的移动体通信用标识1A的结构的基础上，以箱体5的加强纤维16的取向方向与紧固件2的轴向大致相同的方式制作。通过使加强纤维16的取向方向与紧固件2的轴向大致相同，能够减小树脂的应力松弛的影响，能够将轴向力随着时间推移而降低的量维持在最小限度。此外，符号14及15表示与在图8中所说明了的相同的接触面积。

另外，图11所示的其它紧固方法与图1的紧固方法的不同点在于，使用四根紧固件2对移动体通信用标识1(1A～1C)进行紧固。如上所述地通过不限于两根的多根紧固件2紧固移动体通信用标识1(1A～1C)，这样也可以得到与上述说明了的移动体通信用标识1同样的效果。即，能够抑制制造成本，长时间保持紧固件2的轴向力而防止松弛。

在此，下面对接触面积A的条件进行说明。设接触面积14及15的总面积为A[mm²]、移动体通信用标识1(1A～1C)的质量为m[kg]、移动体通信用标识1(1A～1C)承受的最大加速度为a[m/s²]、为了固定移动体通信用标识1(1A～1C)而使用的紧固件2的根数为N[根]、箱体5的屈服应力或0.2％耐力为σ_y[MPa]、轴向力降低系数为K，在该情况下，移动体通信用标识1(1A～1C)构成为满足下述式1。

式1

$A\>\frac{ma}{{\mathrm{NK\σ}}_y}\mathrm{......}\left(1\right)$

对上述式1的作用进行说明。紧固件2的轴向力随着时间推移而降低，因此，若设初期轴向力为F1[N]，设降低后的残余轴向力为Fn[N]，设轴向力降低系数为K，则残余轴向力Fn能够以KF1表示。此外，轴向力降低系数K取例如1年后为0.36、30年后为0.23这样的值。

另一方面，在向质量m的移动体通信用标识1(1A～1C)载荷有最大加速度a时，一根紧固件2受到的力为ma/N[N]。若平均每个紧固件2受到的力ma/N超过紧固件2的残余轴向力KF1时，则紧固件2产生松弛。因此，为了使经过固定期间后的紧固件2不产生松弛，需要满足KF1＞ma/N。

另外，初期轴向力F1需要设定为比箱体5的强度更小。具体而言，在设箱体5的屈服应力或0.2％耐力为σ_y[MPa]、与箱体5接触的接触面积为A[mm²]时，需要设定为满足F1/A＜σ_y。根据以上的考察，得到上述式1。

构成为满足上述式1的移动体通信用标识1(1A～1C)能够防止箱体5的损坏，而且长时间保持紧固件2的轴向力而防止松弛。从而，能够稳定地固定移动体通信用标识1(1A～1C)。