JP2005295473A - アンテナコイル - Google Patents

Abstract

【課題】車両用キーレスエントリー装置として、ドアノブ、ドアミラー等装着するために特に把手等に装着するものであり、外部接続等の信頼性を向上した小型かつ、衝撃、振動及び温度、湿度に対する環境性能等の要求を満足すべく外部接続等に信頼性があって構成が簡単で安価な小型のアンテナコイルを提供する。
【解決手段】薄型棒状のコア１と、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビン２と、該ボビン２より大きい一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケース６を備え、該コア１を該ボビン２の凹部２ａに収納し、該ボビン２に形成された巻溝に巻線３を施したコイル３１（リード）と、該コイル３１を該外装ケース６の凹部９に収納し、柔軟性の高い樹脂製の接着剤８を充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のドアハンドル、ドアミラー等のキーレスエントリー装置に用いられる誘導電磁界を用いた小型のアンテナコイルに関する。

従来の車両のキーレスエントリー装置としては、ユーザーがリモートユニットのボタンを操作することにより、リモートユニットが所定のコードをもった電波を送信し、そのコードと車両側にあらかじめ登録されている特定のコードとが合致している場合に車両のドアをロックあるいはアンロックする装置が一般的である。また、近年、この種の装置において、運転者がリモートユニットを身につけ、ボタン操作をしなくても車両に近づくだけで自動的に車両のドアを解錠でき、また、降車して車両から離れると自動的に車両のドアを施錠するものが知られている。

この車両のキーレスエントリー装置は、図３に示すように、リモートユニットＡと車両との間で電波を送受信し、その電波に応じて車両のドアを施解錠するリモートユニットＡに、リモートユニットＡ側の第１のアンテナコイル２７と、送信機２８と、第１のアンテナコイル２７からの電流に基づいて送信機２８に所定の信号を送信させる第１制御回路２９を備えており、送信機２８と第１制御回路２９に電力を供給する電池３０とを設け、車載側ユニットＢに、第２のアンテナコイル３１と、第２のアンテナコイル３１に電力を供給してリモートユニット起動用電磁波を送信させる給電回路３２と、送信機２８からの所定の信号を受信する受信機３３と、給電回路３２を制御して前記第２のアンテナコイル３１に、電力を供給させ、第１のアンテナコイル２７が第２のアンテナコイル３１に対して一定距離内すなわち磁界範囲は、第２のアンテナコイル３１から約１ｍ内にあるときに第１のアンテナコイル２７と電磁誘導結合可能なリモートユニット起動用電磁波を送信させるとともに、受信機３３からの所定の信号に基づいて車両のドアを施解錠させる第２制御回路３４と自動施錠タイマ３５と、タイマ３６と、車内人体検動センサ３７と、車両のドアを施解錠するドアロック装置を駆動するドアロック装置駆動回路３８とを設け、リモートユニットＡを常時携帯する携帯品に装着したものである。

このように、第２制御回路３４は、給電回路３２を制御して第２のアンテナコイル３１に、電力を供給し、リモートユニット起動用電磁波を送信させ、第１制御回路２９は、このリモートユニット起動用電磁波を受けた第１のアンテナコイル２７からの電流に基づいて、送信機２８を作動し所定の信号を送信させる。そして、この所定の信号を受信した車載側ユニットＡの受信機３３からの所定の信号に基づいて、第２制御回路３４は、車両のドアを施解錠させる。これにより、第１のアンテナコイル２７が第２のアンテナコイル３１に対して一定距離内にあるときに、第１制御回路２９は、第１のアンテナコイル２７からの電流を第１制御回路２９が起動する起動信号として受け、これを受けて初めて送信機２８を作動させる。送信機２８作動後、リモートユニットＡの電池３０は、第１制御回路２９が第１のアンテナコイル２７からの電流を受けることを待機するのに必要な待機電力だけに使用されるので、電池３０の消耗を低減できる。そして、リモートユニットＡを携帯品に装着することにより、常時、忘れることなく携帯することができる車両のキーレスエントリー装置が、特許文献１に開示されている。

この従来の車両のキーレスエントリー装置において、前記車載側の第２アンテナコイル３１はドアノブの把手に装着されるのが一般的である。

また、キーレス用アンテナコイルとして、特許文献２にドアハンドルに装着したバーアンテナを用いたアンテナコイルが開示されている。このアンテナコイルは、薄型棒状の強磁性体でつくられた単一コアに巻線を施し、コアをくるんだボビンとを収納ケースにポッティング材を用いて、コアとボビンの隙間及びボビンとケースの隙間に充填したもので、単一コア部の破損や温度、湿度等による劣化を防止したものが開示されている。
特開２００１−１１５７００公開特許公報 特開２００１−３５８５２２公開特許公報

車両用キーレスエントリー装置のアンテナコイルは、上記説明したように、ドアノブ、ドアミラー等に装着するため、特に把手等に装着するものであり、外部接続等の信頼性を上げた、小型であって、かつ衝撃、振動及び湿度、温度に対する環境性能が要求されている。

本発明は、特許文献１の第２のアンテナコイル３１に属する技術であって、これら要求を満足すべく、外部接続等の信頼性を備え、かつ構成が簡単で安価な小型のアンテナコイルを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係るアンテナコイルは、薄型棒状のコアと、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビンと、該ボビンより大きい一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケースを備え、該コアを該ボビンの凹部に収納し、該ボビンに形成された巻溝に巻線を施したコイルと、該コイルを該外装ケースの凹部に収納し、柔軟性の高い樹脂製の接着剤を充填する。
また、前記ボビンには、同調コンデンサと外部接続用ハーネスを電気的に接続する回路パターンをボビンの長手方向端部に設ける。
さらに、前記外装ケースの内部には、外部接続用ハーネスを回路パターンから略Ω状に引き回わし、外部に引き出すための突起を設ける。

本発明に係るアンテナコイルは叙上した構成、手段を備えたので次の効果を奏する。
すなわち、コアをボビンの凹部に収納し、ボビンに形成された巻溝に巻線を施したコイルを外装ケースの凹部に収納し、柔軟性の高い樹脂製の接着剤を充填することによって、密封されたコイル及びコアが温度、湿気、衝撃、振動等の環境性能に於ける劣化要因を受けにくい構造となる効果がある。また、ボビンに回路パターンを設け、同調コンデンサ及び外部接続用ハーネスを電気的に接続することによって、ハーネスの長さによるインダクタンスの変化を解消した安定した受発信が可能となる効果がある。

さらに、ハーネスは外装ケースの内部に設けた突起側面と外装ケース内壁に沿って挟み込まれ、その形状がΩ状に引き回されるため、ハーネスの抜けを防止することができる。
このように、本発明のアンテナコイルは同調コンデンサを内蔵し、ハーネスを用いて抜けを防止し、凹部を設けたボビン、外装ケースにより、開口部から柔軟性の高い樹脂製の接着剤を容易に注入・充填することができ、乾燥も容易となり、製造方法も容易な、外部接続の信頼性を高めた構成が簡単で安価な小型のアンテナコイルを実現することができる効果がある。

本発明に係るアンテナコイルは、薄型棒状のフェライトで作られたコアと、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビンにコアを収納し、ボビンに形成された巻溝に巻線を施し、ボビンの長手方向端部に設けた回路パターンに同調コンデンサと外部接続用ハーネスを電気的に接続したコイル部を、一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケースに収納し、ハーネスを外装ケースの内部に設けた突起とケース内壁に沿って略Ω状に引き回して外部に引き出し、コアとボビンと巻線部と外装ケース内壁との隙間に柔軟性の高い樹脂製の接着剤を用いて封止したことを特徴とする。

以下、本発明に係るアンテナコイルの一実施例を添付図面に従って説明する。
本発明に係るアンテナコイルは、第１のアンテナコイル２７が第２のアンテナコイル３１に対して一定距離内すなわち磁界範囲は、第２のアンテナコイル３１から約１ｍにあるときに第１のアンテナコイル２７と電磁誘導結合が可能なリモートユニット起動用電磁波を送信させる特許文献１に用いられる第２のアンテナコイル３１に相当するものである。使用周波数は１２５ＫＨｚを用いたものである。

図１は、本発明の一実施例にかかるアンテナコイルの斜視図を示す。図２は、図１に示すアンテナコイルの分解斜視図を示す。
図１、図２に示すように、アンテナコイル２０は、図２（ａ）に示すように、コア１は薄型平板状の強磁性体で形成したものである。図２（ｂ）に示すように、コア１を絶縁性のある耐熱性樹脂で形成したボビン２の凹部２ａに収納する。この時、コア１とボビン２を接着剤を用いて仮固定してもよい。そして、ボビン２の巻溝２１に絶縁被膜導線を巻回して巻線３とする。図２（ｃ）で示すように、巻線３のリード３１（第２のアンテナコイル）はボビン２に設けられた配線溝２４に従って、ボビン２の一方に延設部２２に設けられた回路パターン２３にハンダ付け等により電気的に接続される。回路パターン２３には同調用コンデンサ４と外部接続用のハーネス５がハンダ付け等により電気的に接続されて、コイル１０を形成する。

図２（ｄ）で示すように、外装ケース６は、ボビン２より大きい一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性の樹脂である。そして、開口部７面の一方の短辺側に配線溝２６を設けてあり、その配線溝２６の内側内部に突起２５が設けてある。
図１に示すように、アンテナコイル２０は、コイル１０をボビン２より大きい外装ケース６の凹部９に収納し、ハーネス５を突起２５の側面と外装ケース長辺側の内壁とで略Ω状に引き回して挾持するとともに外装ケース６の配線溝２６に従って外部に引き出される。
このように、ハーネス５を突起を用いて引き出すことによって外部からの引っ張る力が加わっても、回路パターン２３の接続部に影響を与えることがない信頼性の高いアンテナコイルとすることができる。

そして、アンテナコイル２０は、コイル１０を収納した外装ケース６の開口部７から接着剤を開口部７上面まで注入し、コイル１０のコア１とし、巻線３及びボビン２に浸透させると共にボビン２と外装ケース６内壁の隙間にも充填し、乾燥する。
このように、本発明に係るアンテナコイル２０は、コイル１０の内部及びコイル１０と外装ケース６の隙間に接着剤を充填することによって、振動、衝撃又は温度や湿気等の環境特性に適したものとすることができる。なお、図示していないが必要に応じて樹脂製の薄平板で蓋を設けてもよい。

なお、コア１は、加圧特性のよい高強度、高透磁率Ｍｎ／Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ／Ｚｎ系フェライトやアモルファス磁性体等を用いることが好ましい。形状は、実装を考慮し、丸型形状より薄型棒状が好ましい。コア１の比透磁率は１０００以上とすることにより、比透磁率のバラツキによる感度の変化を少なくすることができる。上記実施例のアンテナコイルでは、形状的に最小となるコア１の形状寸法としては、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み３ｍｍとしての最適条件を導き出した。

ボビン２及び外装ケース６は耐絶縁性、耐熱性、耐薬品性や防水性のあるものが好ましく、例えば耐熱性ＡＢＳ等があげられる。そして、ボビンに設けた回路パターン５は予めボビン成型時にリードフレーム等を同時に埋設したものでもよく、一般のプリント基板を貼り合わせて用いてもよく、接続ができるようなパターンが設けてあればよい。

接着剤８は、コア部１と巻線３及びボビン２を固定する機能を有し、外装ケース６内壁との隙間を埋めて、密閉されたコイル１０が温度、湿気、衝撃、振動等の環境性能に於ける劣化要因を受けにくい構造とする。また、接着剤８は、硬化時にコア１にかかる加圧の小さい柔軟性に富んだものがよく、衝撃、振動を吸収する機能を持ち、耐絶縁性、耐薬品性、防水機能を有するウレタン系の樹脂が好ましい。

このように、本発明に係るアンテナコイル２０は、本発明者が種々検討を重ね、まず、小型化への電気的要求特性を満足すべく誘導電磁界における電磁場解析により、磁界範囲をアンテナコイルから約１ｍの範囲内にあるとき、電磁誘導結合が可能なリモートユニット起動用電磁波を送信させるためのコアの１透磁率及び巻線（インダクタンス）を考慮し、最小となるコア１の最適条件を求める。

そして、薄型棒状のフェライトで作られたコア１と、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビン２にコア１を収納し、ボビン２に形成された巻溝２１に巻線３を施す。ボビン２の一方の端部に設けた回路パターン２３に同調コンデンサ４と外部接続用ハーネス５を電気的に接続したコイル１０を、一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケース６に収納する。ハーネス５は外装ケース６内部に設けた突起２５とケース内壁に沿って略Ω状に引き回して外部に引き出すことによって、ハーネス５が外部からの引っ張りによって、回路パターン２３との接続部に影響を与えることがない信頼性の高いアンテナコイル２０とすることができる。

さらに、コア１とボビン２と巻線３と外装ケース６内壁との隙間に柔軟性の高い樹脂製の接着剤８を用いて封止することによって、振動、衝撃又は温度、湿気等の環境特性に適したものとすることができる。
なお、ボビン２と外装ケース６は一側面を開口させているため、コア１とボビン２及びコイル１０と外装ケース６の収納作業が容易であり、また、接着剤８の注入も容易であり、かつ乾燥も容易となり、作業性が向上する簡単な構成で安価な小型のアンテナコイルとすることができる。

本発明に係るアンテナコイルの実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係るアンテナコイルの実施の形態を示す分解図であって、（ａ）はコアの斜視図、（ｂ）はボビンにコアを収納した斜視図、（ｃ）はコイルを巻溝に巻装した斜視図、（ｄ）は外装ケースの斜視図である。 従来の技術に於ける車両キーレスエントリー装置の構成図である。

符号の説明

１ コア
２ ボビン
２ａ ボビンの凹部
２１ ボビンの巻溝
２２ ボビンの延設部
２３ ボビンの回路パターン
２４ ボビンの配線溝
２５ ボビンの突起
２６ ボビンの配線溝
３ 巻線
３１ 巻線のリード（第２のアンテナコイル）
４ 同調コンデンサ
５ ハーネス
６ 外装ケース
７ 外装ケースの開口部
８ 接着剤
９ 外装ケースの凹部

Claims (4)

1. 薄型棒状のコアと、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビンと、該ボビンより大きい一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケースを備え、該コアを該ボビンの凹部に収納し、該ボビンに形成された巻溝に巻線を施したコイルと、該コイルを該外装ケースの凹部に収納し、柔軟性の高い樹脂製の接着剤を充填したことを特徴とするアンテナコイル。
2. 薄型棒状のコアと、一側面が開口した扁平の凹部状の絶縁性ボビンと、該ボビンより大きい一側面が開口した断面が凹部状の絶縁性外装ケースを備え、該ボビンは、長手方向端部に回路パターンを設け、配線溝を備え、該コアを該ボビンの凹部に収納し、該ボビンに形成された巻溝に巻線を施し、該回路パターンに同調コンデンサと外部接続用ハーネスを電気的に接続したコイルと、該コイルを該外装ケースの凹部に収納し、柔軟性の高い樹脂製の接着剤を充填したことを特徴とするアンテナコイル。
3. 前記外装ケースは、内部に突起を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナコイル。
4. 前記ハーネスは、前記外装ケースの突起の側面と該外装ケース内壁面の間に沿って略Ω状に引き回わしかつ外部に引き出したことを特徴とする請求項３記載のアンテナコイル。

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