JP2010010916A - アンテナ装置及びアンテナ装置が収納されるドアハンドル - Google Patents

Abstract

【課題】ドアハンドルの設計自由度を高めるアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】磁性体コア９及び磁性体コア９に巻回されたコイルを備えるアンテナ部３と、導電体によって形成され、人体が近接すると静電容量を変える静電容量検出電極と、静電容量検出電極によって変化する静電容量の変化量を検出する静電容量検出回路を有する回路部２と、アンテナ部３および回路部２のそれぞれを外部の電子機器に電気的に接続する外部接続部５ａ，５ｂと、磁性体コア９の長手軸方向に回路部２を連結する連結部１２と、を備える。そして、静電容量検出電極が、アンテナ部３および回路部２に沿って配設されると共に、連結部１２が、静電容量検出電極側へ屈曲される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車に搭載されるキーレスエントリシステムに適用して好適なアンテナ装置及びアンテナ装置が収納されるドアハンドルに関する。

従来、シリンダーにキーを差し込まずに、自動車等のドアを施錠又は解錠することが可能なキーレスエントリシステムがある。キーレスエントリシステムに用いられるキー付きのリモートコントロール装置（以下、単にキーリモコンと称する。）には、一例として、施錠又は解錠を指示するボタンと、このボタンが押下されたことによって所定の周波数の信号電波を発生するアンテナ装置等が設けられたものがある。そして、ユーザがキーリモコンのボタンを押下すると、数ｍ程度離れていてもドアを施錠又は解錠できる。近年は、キーリモコンを持ったユーザが自動車へ近づき、例えばドアハンドル等に手を掛けたことを契機として変化する静電容量を、静電容量センサによって検出して自動車のドアを解錠するキーレスエントリシステムも実現されている。

このような静電容量センサを備えたアンテナ装置は、上述したとおり、主に自動車のドアハンドル内に収納される。近年は、自動車のドアハンドルのデザイン性、ドアハンドルの握り易さや感触等を向上させるために、ドアハンドルを薄くすると共に、ドアハンドルを湾曲形状とする場合がある。

ここで、特許文献１を参照して、従来のドアハンドル１０１の形状を説明する。
図７は、従来のドアハンドルの構成例を断面視した例である。
ドアハンドル１０１は、ドアアウタパネル１０４の車室外側にハンドル部１０２とハンドルキャップ１０３を備える。また、ドアハンドル１０１は、ハンドルフレーム１０５を同車室内側に配置する。ハンドルフレーム１０５はドアアウタパネル１０４に固定され、ハンドル部１０２はハンドルフレーム１０５に対し所定の範囲で回動可能に連結される。

また、ハンドル部１０２の車両前方側１０３ａには、ヒンジアーム部１０２ａが設けられる。一方、ハンドル部１０２の車両後方側１０３ｂには、ストロークアーム部１０２ｂが設けられる。そして、ヒンジアーム部１０２ａは、ハンドルフレーム１０５に対し回動可能に連結される。また、ストロークアーム部１０２ｂは、ハンドルフレーム１０５に対し所定の範囲で揺動可能に係合される。

ハンドルフレーム１０５には、車両後方側１０３ｂにキーシリンダ１０６が設けられる。ハンドルキャップ１０３は、キーシリンダ１０６を介してハンドルフレーム１０５に固定される。ハンドル部１０２は中空構造を有しており、このハンドル部１０２の内部に送受信用アンテナ１１０が収納される。

また、特許文献２には、アンテナと、静電容量センサの検出電極と、検出電極の静電容量を検出する静電容量検出回路が実装された実装基板を備えるアンテナ装置について開示されている。
特開２００６−９６１０４号公報 特開２００３−２２１９４８号公報

ところで、特許文献１及び２に開示されたアンテナ装置の外形は、屈曲していない矩形状である。このため、ドアハンドルの内部には、アンテナ装置を収納するために矩形状の空間が必要となる。このような矩形状の空間がドアハンドルの内部にあると、ドアハンドルを薄くしたり、湾曲形状としたりすることは難しくなってしまう。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、薄型化、かつ、湾曲化されたドアハンドルに収納可能なアンテナ装置の構成を最適化することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、磁性体コア及び磁性体コアに巻回されたコイルを備えるアンテナ部と、導電体によって形成され、人体が近接すると静電容量を変える静電容量検出電極と、静電容量検出電極によって変化する静電容量の変化量を検出する静電容量検出回路を有する回路部と、アンテナ部および回路部のそれぞれを外部の電子機器に電気的に接続する外部接続部と、磁性体コアの長手軸方向において、互いに隣り合うようにアンテナ部及び回路部を連結する連結部と、を備える。そして、静電容量検出電極が、アンテナ部および回路部に沿って配設されると共に、連結部が、静電容量検出電極側へ屈曲される。
また、本発明のドアハンドルには、静電容量検出電極が配設された側を車体に配向しつつ上記のアンテナ装置が収納される。

このようにしたことで、薄型化、かつ、湾曲化されたドアハンドルにアンテナ装置を収納することが可能となる。

本発明によれば、薄型化、かつ、湾曲化されたドアハンドルにアンテナ装置を収納することが可能となるため、ドアハンドルの外観的な形状設計を多様化できるという効果がある。

以下、本発明の一実施の形態例について、図１〜図６を参照して説明する。本実施の形態例では、人体が近接したことを静電容量の変化で検出する静電容量センサが一体成型されたアンテナ装置１に適用した例について説明する。このアンテナ装置１は、後述するドアハンドル３１（図６参照）の内部に設置される。

図１は、本例のアンテナ装置１の構成例を示す図である。
図１（ａ）は、上面視した場合におけるアンテナ装置１の斜視図である。
図１（ｂ）は、上面視した場合におけるアンテナ装置１の透視図である。

アンテナ装置１は、回路部２とアンテナ部３を備える。
回路部２には、電子部品７が実装される電子部品実装部６が形成される。電子部品７には、アンテナ部が信号電波を送信するにあたり、コイルのインダクタンスＬとともに直列共振回路を構成するための不図示のコンデンサや静電容量検出電極８（後述の図４参照）によって変化する静電容量の変化量を検出する静電容量検出回路等が含まれる。回路部２からは、電子部品７と外部の電子機器を電気的に接続する外部接続部５ａ，５ｂが引き出される。外部接続部５ａ，５ｂは、例えば絶縁樹脂でコーティングされた銅線が用いられる。

アンテナ部３は、樹脂製のチューブ１１が被覆された直方体形状の磁性体コア９と、磁性体コア９にチューブ１１を介した状態で巻回されるコイル１０を備える。ただし、図１（ｂ）では、コイル１０の一部を切欠いた状態としてチューブ１１を示すが、実際には、チューブ１０の全体にわたって、コイル１０が巻回される。このとき、チューブ１１は熱収縮する絶縁性樹脂で形成されており、磁性体コア９を被覆した後に加熱されることで磁性体コア９に密着する。チューブ１１は、外部の衝撃等から磁性体コア９を保護し、アンテナ部３の送信特性の劣化を防ぐ効果を有する。

磁性体コア９の主材には、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトコアやＭｎ−Ｚｎ系フェライトコア，金属系磁性体コア、アモルファス磁性体コアが用いられる。ただし、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等、比抵抗が小さい磁性材料を磁性コアに採用する場合は、上述した熱収縮性絶縁樹脂によるチューブ１１に限定されず、絶縁性樹脂等で形成されたボビンや絶縁テープ等を磁性体コア９とコイル１０の間に介在させてもよく、磁性体コア９とコイル１０の間に高い絶縁性を確保することができる。また、コイル１０の表面に絶縁樹脂をコーティングすることで、コイル１０と磁性体コア９の絶縁性を確保してもよい。

回路部２とアンテナ部３は、連結部１２を介して磁性体コア９の長手軸方向に互いに隣り合うように内部接続手段２２（後述の図５参照）によって連結される。このため、回路部２とアンテナ部３が駆動する際、互いに電気的・磁気的な干渉が起こりにくい。この結果、アンテナ装置１が信号電波を送信したり、人体の接近を検出したりする特性に対して、電気的・磁気的な干渉による影響が及ばないという効果がある。

回路部２、アンテナ部３、連結部１２及び外部接続部５ａ，５ｂの一部（以下、「主要部材」と略称する。）は、ケース部材４に収納される。ケース部材４は、主要部材を収納するケース主体４ａと、ケース主体４ａを密閉するケース蓋体４を備える。ケース主体４ａとケース蓋体４は互いに取り外し可能であり、ケース主体４ａに形成された開口部４ｃ（後述の図２参照）から主要部材が挿入される。ケース蓋体４が開口部４ｃを密閉すると、収納された主要部材が外部からの衝撃、塵、水分等の影響を受けなくなる。

連結部１２の一端には、磁性体コア９の一部が挿入され、固定される。一方、連結部１２の他端には、電子部品実装部６が接続される。連結部１２は、回路部２との接続箇所、すなわち内部接続部２２ｂ（後述の図５参照）の接続状態を調整することによって、アンテナ装置１が設置されるドアハンドル３１の内部形状に沿ってわずかに曲げられる構成とされている。

図２は、主要部材を取り除いたケース部材４の例を示す。
ここでは、ケース部材４の形状を説明するため、ケース主体４ａからケース蓋体４を取り外した状態を示している。ケース主体４ａには、ケース蓋体４と端面が一致する開口部４ｃが形成される。

ケース主体４ａの内壁面には、主要部材の挿入を容易にするためにガイド溝としての機能を有する数条の溝部が形成される。ケース蓋体４には、ツメ状の突起部４ｄが形成される。突起部４ｄは、開口部４ｃの内壁面に形成された不図示のくぼみにはめ込むことができる。突起部４ｄによって、開口部４ｃを密閉するケース蓋体４は、ケース主体４ａに確実に固定される。

ここで、主要部材の組立て手順について説明する。
始めに、矢印１３ａ方向に沿わせてアンテナ部３をケース主体４ａに挿入する。次に、矢印１３ｂ方向に沿わせて、連結部１２、電子部品実装部６及び外部接続部５ａ，５ｂを開口部４ｃに設置する。ただし、予め組立てた主要部材を、矢印１３ａ方向に沿わせてケース主体４ａと開口部４ｃに挿入してもよい。最後に、ケース蓋体４が矢印１３ｃ方向に挿入される。この結果、ケース部材４に主要部材が収納される。

図３は、図１で説明したアンテナ装置１を、Ａ−Ａ′線において断面視した例を示す。ここでは、上面視した場合におけるケース主体４ａの透視図を用いて説明する。

ケース主体４ａの内壁には、ケース主体４ａに挿入されたアンテナ部３を固定する収納部１４ａ，１４ｂが形成される。収納部１４ａは、磁性体コア９とコイル１０がケース主体４ａの内壁面に接触しないように広く設定されている。収納部１４ｂは、磁性体コア９の保持・固定を容易にするため、収納部１４ａに比べて幅方向が狭く設定されている。このようにケース主体４ａの内側に収納部１４ａ，１４ｂを形成すると、磁性体コア９とコイル１０をケース主体４ａに挿入する際の位置決めが容易となる。また、磁性体コア９とコイル１０をケース主体４ａに確実に固定できる。ケース主体４ａに収納されたアンテナ部３は、液状樹脂等を注入することによって、防水性を高めた上で固定してもよい。

図４は、図１で説明したアンテナ装置１を、Ｂ−Ｂ′線において断面視した例を示す。
ここでは、側面視した場合におけるアンテナ装置１の透視図を用いて説明する。

本例のアンテナ装置１において、導電体によって形成され、人体が近接すると静電容量を変える静電容量検出電極８は、回路部２とアンテナ部３に沿って配設される。また、静電容量検出電極８の一端に回路部２が接続され、連結部１２を介して回路部２の他端にアンテナ部３が接続される。静電容量検出電極８は、導電体である銅、アルミニウム等の金属箔，薄板等で形成され、人体が近づいたことを契機として静電容量を変化させる部材である。そして、静電容量検出電極８は、回路部２に電気的に接続され、アンテナ部３に対しては絶縁した状態で配置される。

図４に示すように、回路部２の長手方向１５ａに対して、アンテナ部３の長手方向１５ｂはわずかに異なる。そして、連結部１２の近傍では、ケース主体４ａが長手方向１５ｂに沿うように曲がって形成される。本例では、連結部１２が静電容量検出電極８の側へ屈曲されており、アンテナ部３は、長手方向１５ｂに沿わせてケース主体４ａに収納される。

図５は、図１で説明したアンテナ装置１を、Ｂ−Ｂ′線において断面視した例を示す。
ここでは、ケース部材４、電子部品７を取り外した状態におけるアンテナ装置１の透視図を用いて説明する。ただし、ケース部材４については、破線で形状を示している。

回路部２の一端側には、外部接続部５ａ，５ｂが内部接続部２２ａを介して接続される。回路部２の他端側には、内部接続部２２ｂを介して連結部１２とアンテナ部３が接続される。内部接続部２２ａ，２２ｂは、リード線、金属端子、ワイヤボンディング等によって構成される部材である。このとき、外部接続部５ａ，５ｂのうち、一方は回路部２に電気的に接続され、他方はアンテナ部３、またはアンテナ部３に形成されたコイル１０のインダクタンスＬとともに直列共振回路を構成するために回路部２の一部に搭載されたコンデンサと電気的に接続されている。より詳述すれば、外部接続部５ａ，５ｂと回路部、アンテナ部（コンデンサ）とは、回路部に形成されたランドパターン等の電送手段を用いて電気的に接続される。

このように、回路部２に対して、アンテナ部３と外部接続部５ａ，５ｂを隣り合わせて配置することによって、内部接続部２２ａ，２２ｂの線路長を短くすることができる。

図６は、本例のアンテナ装置１が設置されるドアハンドル３１の構成例を示す。
内部に空洞を有するドアハンドル３１は、自動車のドア３２に取り付けられる。ドアハンドル３１の内部には、アンテナ装置１が収容される。アンテナ装置１は、静電容量検出電極８が形成された側に屈曲していると共に、静電容量検出電極８が配置された側が、自動車のドアパネル、すなわち車体側に配向するように設置されている。このため、従来のドアハンドル１０１に比べ、ドアハンドル３１の形状は、薄型化、湾曲形状化できる。

ここで、アンテナ装置１の動作例について説明する。
ドアハンドル３１に人体が触れること（例えば、ドアハンドル３１を手で握りしめた状態）をきっかけとして、回路部２に設置された静電容量検出回路は静電容量の変化から人体の接触を検出する。そして、アンテナ部３は、磁界を発生させ、所定の周波数の信号電波をユーザが所持する不図示のキーリモコンに送信する。このキーリモコンは、アンテナ装置１から信号電波を受信すると、キーリモコン毎に一意に割り当てられる認証コードを、自動車に取り付けられた不図示の受信アンテナ装置を介して、車内に設置される不図示のユーザ認証装置に送る。ユーザ認証装置は、受信した認証コードに基づいてＩＤ認証を行い、ＩＤの照合が完了した後、ドア３２を解錠する。

以上説明した本実施の形態例に係るアンテナ装置１によれば、ケース部材４は、静電容量検出電極８が形成された側へ屈曲されている。また、連結部１２についても静電容量検出電極８が形成された側へ屈曲されている。そして、薄型化かつ湾曲化されているドアハンドル３１に対して、静電容量検出電極８が配設された側を車体に配向しつつアンテナ装置１を収納できる。このため、ドアハンドル３１のデザイン性が高めることができると共に、ドアハンドル３１の握り易さ・感触等が向上するという効果がある。

また、ケース部材４をケース主体４ａとケース蓋体４に分離可能とすることによって、屈曲した状態で連結された主要部材を円滑に収納できる。また、ケース主体４ａに対して、ケース蓋体４を確実に密閉できるために防水性が高まる。また、ケース部材４に収納された主要部材は、外部からの劣化要因（塵、埃等）による影響を受けにくくなり、アンテナ装置１の信頼性を高めることができる。

また、静電容量検出電極８は、回路部２とアンテナ部３を跨ぐようにして、アンテナ装置１の下面に配置される。この位置に静電容量検出電極８が配置されることによって、ユーザがドアハンドル３１を握りしめた場合等、確実に人体が近接したことを検出できる。

また、本例のアンテナ装置１は、外部接続部５ａ，５ｂ、回路部２、連結部１２、アンテナ部３の順に接続される。そして、回路部２の一端側に外部接続部５ａ，５ｂが内部接続部２２ａを介して接続され、回路部２の他端側に内部接続部２２ｂを介して連結部１２とアンテナ部３が接続される。このため、回路部２とアンテナ部３を連結する連結部２２ａ，２２ｂの線路長を短くすることが可能となり、アンテナ装置１の内部的な電気配線が簡略化できるとともに、連結部２２ａ，２２ｂによる重量の増加を抑えることができるという効果がある。

なお、上述した実施の形態例で示したアンテナ装置１のうち、回路部２とアンテナ部３を逆の配置としてもよい。また、回路部２又はアンテナ部３の形状をドアハンドル３１の形状に合わせて屈曲させてもよい。あるいは、回路部２としてプリント基板を用いてもよい。このプリント基板には、柔軟性がないリジッド基板や柔軟性があるフレキシブル基板を採用することができる。

また、ケース主体４ａに対するケース蓋体４の形状は、上述した実施の形態例に限らない。上述した実施の形態例では、蓋部４ａに形成した開口部４ｃは、ケース主体４ａの長さ方向の半分の範囲としたが、ケース主体４ａの長さ方向の全範囲に形成してもよい。この場合、蓋部４ａの形状を大きくすることによって、ケース主体４ａに収納された主要部材を密閉すればよい。

なお、静電容量を検出する静電容量検出電極の形状は、上述した形態に限らない。また、湾曲させた磁性体コアや可撓性を有する磁性体コアを用いてアンテナ部３を形成してもよい。また、回路部が検出するものは、人体の近接に限られず、その他の物体の近接を検出するようにしてもよい。また、腕時計や携帯電話装置の内部に記憶された認証キーを信号電波で送信する送信アンテナ装置として用いたり、住宅のドアまたはドアハンドルに送信アンテナ装置を設置したりしてもよい。

本発明の一実施の形態例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態例におけるケース部材の構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態例におけるアンテナ装置のＡ−Ａ′線における構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例におけるアンテナ装置のＢ−Ｂ′線における構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例におけるアンテナ装置のうち、ケース部材を取り除いた状態のＢ−Ｂ′線における構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態例におけるドアハンドルの構成例を断面視した例を示す説明図である。 従来のドアハンドルの構成例を断面視した例を示す説明図である。

符号の説明

１…アンテナ装置、２…回路部、３…アンテナ部、４…ケース部材、４ａ…ケース主体、４ｂ…ケース蓋体、４ｂ…開口部、４ｄ…突起部、５ａ，５ｂ…外部接続部、６…電子部品実装部、７…電子部品、８…静電容量検出電極、９…磁性体コア、１０…コイル、１１…チューブ、１２…連結部

Claims (5)

1. 磁性体コア及び前記磁性体コアに巻回されたコイルを備えるアンテナ部と、
   導電体によって形成され、人体が近接すると静電容量を変える静電容量検出電極と、
   前記静電容量検出電極によって変化する前記静電容量の変化量を検出する静電容量検出回路を有する回路部と、
   前記アンテナ部および前記回路部のそれぞれを外部の電子機器に電気的に接続する外部接続部と、
   前記磁性体コアの長手軸方向において、互いに隣り合うように前記アンテナ部及び前記回路部を連結する連結部と、を備え、
   前記静電容量検出電極が、前記アンテナ部および前記回路部に沿って配設されると共に、前記連結部が、前記静電容量検出電極側へ屈曲される
   アンテナ装置。
2. 請求項１記載のアンテナ装置において、
   前記連結部が、前記磁性体コアの一部を固定する
   アンテナ装置。
3. 請求項１又は２記載のアンテナ装置において、
   前記回路部の一端側及び前記外部接続部を接続する第１の内部接続部と、
   前記回路部の他端側及び前記アンテナ部を、前記連結部を介して接続する第２の内部接続部を備える
   アンテナ装置。
4. 請求項１乃至３記載のアンテナ装置において、
   前記アンテナ部、前記静電容量検出電極、前記回路部、前記連結部及び前記外部接続部の一部が挿入される開口部を有するケース主体と、
   前記開口部を密閉するケース蓋体と、を有するケース部材を備える
   アンテナ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
   前記アンテナ装置を、前記静電容量検出電極が配設された側を車体に配向しつつ収納したドアハンドル。

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