JP3821660B2

JP3821660B2 - 車両用キー装置

Info

Publication number: JP3821660B2
Application number: JP2001119559A
Authority: JP
Inventors: 俊二村岡; 博嗣堀川
Original assignee: Asahi Denso Co Ltd
Current assignee: Asahi Denso Co Ltd
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP2002309814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イモビライザー機能を備えた車両用キー装置に関する。
ここで、イモビライザーとは、自動車等の原動機を備えた車両の原動機始動用のキーと車両本体側のキーシリンダー部に夫々電磁誘導による電磁結合用のコイルを設け、キーをキーシリンダーに挿入した時に、車両本体側のコイルとキーに設けられたコイルとの間で所定の信号変調を施された磁界信号の送受信を行うことによりキーＩＤ（識別情報）の照合を行い、キーＩＤの照合が一致した場合にのみ原動機が始動するように構成された電子システムである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイモビライザー機能を備えた車両用キー装置としては、例えば、特開平８−１８９２３４号公報に開示されたキーシリンダー装置がある。かかるキー装置は、円環状のイモビライザー用のコイルを樹脂製円環状のコイルアンテナ収容体に収容し、キーシリンダーのキー挿入孔側端面に取り付けた構成のものがある。また、円環状のコイル及びコイルアンテナ収容体の軸心をキーシリンダーの軸心と同軸に構成することで、コイルアンテナ収容体の中央の空間を通してキーをキーシリンダーのキー挿入孔に挿入することが可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、イモビライザー用のコイルがキーシリンダーの軸心と同軸で円環状の場合は、図１（ロ）に示すように、磁力線がコイル１の導線を囲むループ状となる磁界が形成されるが、キーシリンダー２が金属製であり、コイル１を含むキーシリンダー部を小型化するには、コイル１をキーシリンダーに近接して配置するため、磁力線の殆どがキーシリンダー２を通過することになり、コイル１に電流を流すことにより発生する磁界の強度が当該金属部分で減衰するため、キーシリンダーと反対側においても磁界強度が弱まってしまう。この結果、キー側に設けられたコイルに電磁誘導で誘導される電流も弱くなるため、その電流によってキー側のコイルが発生する磁界強度も微弱になり、両コイルが発生する磁界の信号強度も微弱なものとなってしまう。そこで、磁界信号を一定強度以上に維持するためには、コイルを流れる電流量を増加させたり、コイルの巻数を増やしたり、また、キー側のコイルがキー挿入時になるべくキーシリンダー側のコイルに接近できるような構造とする等の工夫が必要となる。しかしながら、かかる工夫により、消費電流の増加、キーシリンダー部の寸法増大（大型化）、加工工程の複雑化等の新たな問題を招来することになる。
【０００４】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、キーシリンダーのキー挿入孔側にイモビライザー用のコイルを備えてなる車両用キー装置において、装置の大型化や消費電流の増加を伴わずにキーシリンダー側のコイルの発生する磁界強度を増大させ、イモビライザー機能における車両本体とキー間の信号送受信の高性能化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る車両用キー装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した如く、キーシリンダーのキー挿入孔側にイモビライザー用のコイルを備えてなる車両用キー装置において、
前記キーシリンダーのキー挿入孔側の端面と前記コイルの間にソフトフェライト部材を設け、
前記コイルが前記キーシリンダーと同軸で環状に巻かれてなり、且つ、前記ソフトフェライト部材が前記キーシリンダーの前記キー挿入孔の外周部と前記コイルの間に挿着可能な環状であり、
前記コイルが空芯コイルであり、前記環状のソフトフェライト部材の内周部と外周部の中間に前記空芯コイルを収容可能な環状の溝を設けてあり、
前記ソフトフェライト部材の前記環状の溝が設けられた前面側に、一直線状の溝を設けてあり、
前記ソフトフェライト部材と前記空芯コイルを覆う片側が有底の筒状ケースを備え、前記筒状ケースの底面にキー挿入用の開口部を設け、前記底面の内側に前記ソフトフェライト部材の前記一直線状の溝であって前記環状の溝でない部分の一部または全部と嵌合可能な突起を設けてある点にある。
【０００６】
ここで、ソフトフェライトとは、ソフト磁性（軟磁性）を示すフェライト磁性材料で、一般にＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃またはＭＦｅ₂Ｏ₄で表すことができるＦｅ₂Ｏ₃と２価の金属酸化物ＭＯの化合物である。Ｍは２価の金属イオン、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ等であり、必ずしも１種類の金属に限定されない。また、Ｍは単一金属に限定されず、ＭｎＺｎフェライト等の２元系以上の複合フェライトであってもよい。
【０００７】
ソフトフェライトは、ソフト磁性材料であるため、ヒステリシス損が小さく、また、酸化物であるため抵抗率が高く渦電流が発生しにくく渦電流損が小さく、極めて低損失な磁性材料である。
【００１２】
同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した如く、上記第一の特徴構成に加えて、前記ソフトフェライト部材及び前記コイルが円環状である点にある。
【００１３】
本発明に係る車両の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載した如く、上記第一又は第二の特徴構成の車両用キー装置を備えてなる点にある。
【００１４】
以下に上記各特徴構成の作用並びに効果を説明する。
上記の本発明に係る車両用キー装置の第一の特徴構成によれば、ソフトフェライト部材の有する高透磁率、高磁束密度、低損失という特性により、コイルが発生する磁界の磁束が金属製キーシリンダーからソフトフェライト部材内に移動して集束されることで、磁界強度が減衰することなくキーシリンダーと反対側に伸びる磁束密度を増加させることができる。つまり、強指向性のイモビライザー用のコイルアンテナが実現できる。その結果、イモビライザーシステムにおけるキー側で受信可能な磁界強度の到達距離が長くなるので、同じ到達距離であればコイルの寸法や巻数を小さく或いはコイルに通電する電流量を低減することができ、装置の小型化或いは省電力化が図れる。
【００１５】
また、環状のコイルとソフトフェライト部材の中空部分を通してキーをキーシリンダーのキー挿入孔に挿入可能な構造としながら、上記作用効果を奏することができる。
【００１６】
更に、イモビライザーシステムにおけるキー側で受信可能な磁界強度の到達距離が、キーシリンダーの軸心方向のキーシリンダーから遠ざかる方向に長くなるので、キー側のコイルとの電磁結合がより強まる結果となる。このことは、キー側のコイルが発生する応答信号の磁界強度も強まることになるため、車両本体側とキー側との間の信号送受信に係る信号強度を確保しつつ装置の小型化及びキー側コイルの小型化が図れることになる。
【００１７】
具体的に図面を用いて説明する。図１（イ）に示す自由空間中の環状コイルの場合は、コイル１の導線を中心として同心円状に均一に磁束が広がるのに対し、図１（ロ）に示すように、環状コイル１をその軸心とキーシリンダー２の軸心を同軸にして接近させると、金属製のキーシリンダー２内における磁界強度の減衰により、キーシリンダーと反対側の磁束密度が弱まる結果となる。つまり、イモビライザーシステムにおけるキー側で受信可能な磁界強度の到達距離が極めて短くなるので、コイルの巻数を増やしたりコイルに通電する電流量を増やす必要が生じ、その結果、装置が大型化する。
【００１８】
これに対し、図１（ハ）に示すように、キーシリンダー２のキー挿入孔３の外周部４とコイル２との間に環状のソフトフェライト部材５を挿入することで、コイル１の導線を中心として形成される磁力線がキーシリンダー２側ではソフトフェライト部材５内を通過することで、磁界強度がキーシリンダー２内で減衰するのが回避できるので、キーシリンダー２の軸心方向のキーシリンダー２と反対側へ伸びる方向に磁束が広がり、上記作用効果を奏する。
【００１９】
更に、空芯コイルをソフトフェライト部材の環状の溝内でコイルの形態を保持させることができ、コイルを巻きつけるボビンが不要となり、コイルとソフトフェライト部材部分の小型化或いは薄型化が図れる。また、磁束をコイルの外側と内側でもソフトフェライト部材内に捕捉することになるため、磁束のキーシリンダーの半径方向への広がりも抑制され、磁束のキーシリンダーと反対側の軸心方向への広がりがより強調される。
【００２０】
また更に、空芯コイルの巻き始めと巻き終わりの導線を一直線状の溝から外部に取り出すことができる。また、溝が一直線状であることから切削加工時における切削刃が一直線状に通り抜けることが可能であるので、溝加工が容易に実現できる。
【００２１】
また更に、筒状ケースによってコイルやソフトフェライト部材を保護することができるとともに、一直線状の溝であって環状の溝でない部分に突起を嵌合させることにより、筒状ケースとソフトフェライト部材間の位置決めが容易にできる。
【００２２】
同第二の特徴構成によれば、コイルが円環状であるため、コイルの軸心に対して回転方向に磁界強度が均一となるので、キーをキーシリンダーのキー挿入孔に挿入すべくキーシリンダーの軸心に沿って近接させる場合において、キーの軸心に対する回転角に拘らず一様な磁界強度の信号をキー側のコイルが受信できる。つまり、キー挿入孔の向きに対するコイルの取り付け角に対する制約がなく、高性能なイモビライザーシステムが実現できる。
【００２３】
上記の本発明に係る車両の特徴構成によれば、車両本体側のキーシリンダー部分の小型化を図りつつ高性能なイモビライザーシステムを装備することができる。特に、自動二輪車や原動機付き自転車等のキーシリンダー部分の空間的制約が大きな車両の場合、キーシリンダー部分の実装が小型化により容易となる効果が大きい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る車両用キー装置（以下、本発明装置と称す）の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２５】
本発明装置は、図２〜図４に示すように、キーシリンダー２のキー挿入孔３側にイモビライザー用のコイル１とソフトフェライト部材５とこれらを覆う筒状ケース８を備えてなる。尚、図２中、筒状ケース８は図示されていない。また、キーシリンダー２の車両本体側への取りつけ部の構造は本願発明の本旨ではないので、図２〜図４において図示は省略している。
【００２６】
ソフトフェライト部材５は、キーシリンダー２のキー挿入孔３の外周部４に沿うようにキーシリンダー２と同軸円環状で、更に、図５に示すように、キーシリンダー２と反対側、つまり外側に面する前面５ａの内周部５ｂと外周部５ｃの中間に円環状の溝６を設け、更に、前面５ａ側に一直線状の溝７が形成されている。尚、ソフトフェライト部材５は、粉末冶金的に型成形により成形する。但し、円環状の溝６や一直線状の溝７は切削加工により成形しても構わない。また、本実施形態では、ソフトフェライト部材５として、安価で、且つ、低損失、高透磁率、高磁束密度等の特性を有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトを用いる。更に具体的には、例えば、ＴＤＫ（株）製の材質がＰＣ４０と称されるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを使用する。
【００２７】
コイル１は、キーシリンダー２と同軸円環状の空芯コイルで、ソフトフェライト部材５の円環状の溝６に収容される。これによりコイル１のボビンが不要となり小型化が図れる。コイル１の導線の巻き始めと巻き終わりのリード線９は、一直線状の溝７から外部に取り出すことができる。
【００２８】
筒状ケース８は、コイル１、ソフトフェライト部材５及びキーシリンダー２のキー挿入孔３側の先端部外周２ａを覆う片側が有底の合成樹脂製で、キーが挿入されてくる方向に面する底面８ａにキー挿入用の開口部８ｂが設けられ、底面８ａの内側には、ソフトフェライト部材５の一直線状の溝７であって環状の溝６でない部分の一部または全部と嵌合可能な突起８ｃが形成されている。
【００２９】
また、本実施形態では、キーシリンダー２とソフトフェライト部材５の間に、ソフトフェライト部材５と平面視同形状の円環薄板状の台座１４を挿入している。この台座１４は、筒状ケース８の内蓋としても機能するが、必ずしも設ける必要はない。
【００３０】
本発明装置を用いて構成されるイモビライザー・システムは、図６に示すように、本発明装置のコイル１とリード線９を介して接続するイモビライザーユニット１０と、コイル１が発生する磁界信号を電磁結合により受信し、それに応答してキーＩＤ（識別情報）を含む所定の磁界信号を発信可能に構成された送受信回路１１を内蔵したキー１２と組み合わせて構成される。イモビライザーユニット１０は、コイル１に所定の信号変調を施した電流を流し、コイル１から送受信回路１１が受信可能な磁界信号を発信させ、また、送受信回路１１から発信された磁界信号をコイル１が電磁結合により受信することで電気信号に変換されたキーＩＤを読み取り、照合可能なように構成されている。ここで、イモビライザーユニット１０及び送受信回路１１は周知の回路構成（例えば、特開昭６３−９３６４９号公報の図３または図５に開示されているもの等）を用いて実現される。
【００３１】
本発明装置によりイモビライザーシステムのキーシリンダー部分の小型化が図れるため、車両のキーシリンダー部分に本発明装置を適用することで、キーシリンダー部分の実装が容易なイモビライザー機能を搭載した車両を提供することができる。特に、車両が自動二輪車や原動機付き自転車等のキーシリンダー部分に空間的制約がある場合、本発明装置の実装容易性が顕著な効果として現れる。
【００３２】
以下に他の実施形態について説明する。
〈１〉上記実施形態では、コイル１は空芯コイルであったが、図７に示すように、合成樹脂製で円環状のボビン１３に導線を巻いて形成する有芯コイルであっても構わない。この場合、円環状のソフトフェライト部材５に溝６，７を設ける必要はない。
【００３３】
〈２〉更に、コイル１、ソフトフェライト部材５及び筒状ケース８の形状や構造は、上記各実施形態の形状及び構造に限定されるものではない。また、ソフトフェライトの材質も、磁界信号の使用周波数範囲で低損失、且つ、高磁束密度であれば、必ずしも上記実施形態のＭｎ−Ｚｎ系フェライトに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】環状コイルが発生する磁界の磁力線（磁束）の様子を、（イ）自由空間、（ロ）従来のイモビライザー用キー装置、（ハ）本発明に係る車両用キー装置の間で比較する説明図。
【図２】本発明に係る車両用キー装置の一実施形態を説明する斜視図
【図３】本発明に係る車両用キー装置の一実施形態を説明する縦断面図
【図４】本発明に係る車両用キー装置の一実施形態を説明する分解斜視図
【図５】本発明に係る車両用キー装置のソフトフェライト部材の一例を説明する斜視図
【図６】本発明装置を用いて構成されるイモビライザー・システムを説明するブロック構成図
【図７】本発明に係る車両用キー装置の別実施形態を説明する分解斜視図
【符号の説明】
１コイル（環状コイル）
２キーシリンダー
２ａ先端部外周
３キー挿入孔
４外周部
５ソフトフェライト部材
５ａ前面
５ｂ内周部
５ｃ外周部
６溝（円環状）
７溝（一直線状）
８筒状ケース
８ａ底面
８ｂ開口部
８ｃ突起
９リード線
１０イモビライザーユニット
１１送受信回路
１２キー
１３ボビン
１４台座

Claims

キーシリンダーのキー挿入孔側にイモビライザー用のコイルを備えてなる車両用キー装置において、
前記キーシリンダーのキー挿入孔側の端面と前記コイルの間にソフトフェライト部材を設け、
前記コイルが前記キーシリンダーと同軸で環状に巻かれてなり、且つ、前記ソフトフェライト部材が前記キーシリンダーの前記キー挿入孔の外周部と前記コイルの間に挿着可能な環状であり、
前記コイルが空芯コイルであり、前記環状のソフトフェライト部材の内周部と外周部の中間に前記空芯コイルを収容可能な環状の溝を設けてあり、
前記ソフトフェライト部材の前記環状の溝が設けられた前面側に、一直線状の溝を設けてあり、
前記ソフトフェライト部材と前記空芯コイルを覆う片側が有底の筒状ケースを備え、前記筒状ケースの底面にキー挿入用の開口部を設け、前記底面の内側に前記ソフトフェライト部材の前記一直線状の溝であって前記環状の溝でない部分の一部または全部と嵌合可能な突起を設けてある車両用キー装置。
前記ソフトフェライト部材及び前記コイルが円環状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用キー装置。
請求項１又は２に記載の車両用キー装置を備えてなる車両。