JP3826897B2 - Antenna device with sensor, door handle device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はセンサ付きアンテナ装置及びドア取っ手装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1にはバーアンテナ部をもつドア取っ手が開示されている。このものによれば、ドア取っ手の取っ手本体にアンテナ部を内蔵させている。このものは電子キーを携帯した使用者がドア取っ手に近づくと、受信状態となり、電子キーからのIDコードをバーアンテナ部が着信することができる。
【0003】
特許文献2には送信アンテナ部をもつドア取っ手が開示されている。このものによれば、ドア取っ手の取っ手本体に送信アンテナ部を内蔵させている。このものは送信アンテナ部から送信することにしている。
【0004】
更に特許文献3,特許文献4には ドア取っ手に送信アンテナ部と静電容量型のセンサ電極とを別々に搭載したドア開閉装置が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−355358号公報
【特許文献2】
特開2000−160897号公報
【特許文献3】
特開2002−295064号公報
【特許文献4】
特開2003−13628号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献3,特許文献4によれば、ドア取っ手に送信アンテナ部と静電容量型のセンサ電極とが別々に搭載されており、高付加価値化されているものの、送信アンテナ部と静電容量型のセンサ電極とは別個の部材で形成されている。従って、アンテナ部はアンテナ機能のみを発揮し、センサ電極は静電容量型のセンサ機能のみを発揮する。
【0007】
本発明は上記した従来技術を更に技術的に進めたものであり、アンテナ機能と静電容量型のセンサ機能とを共用できるコア部をもつセンサ付きアンテナ装置及びドア取っ手装置を提供することを課題とするにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセンサ付きアンテナ装置は、導電性を有する軟磁性体を備えたコア部とコア部を構成する軟磁性体の外面にコイル状に巻回されてコア部に付設された導線部とからなるアンテナ部が設けられ、
コア部を構成する導電性を有する軟磁性体の少なくとも一部が静電容量型のセンサ電極とされており、且つ、軟磁性体は、複数のコアシートを積層させて構成されており、
アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を具備しており、制御部は、アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間と、センサ電極に給電するセンサ使用時間とをずらすように設定されているものである。
【0009】
本発明によれば、アンテナ部は、コア部と、コア部に付設された導線部とを有しており、発信及び/または受信が可能である。更に、コア部を形成する軟磁性体の少なくとも一部は、導電性を有する静電容量型のセンサ電極とされているため、対象物が当該センサ電極に近づくと、静電容量の変化が生じ、対象物の存在が検知される。すなわちアンテナ部のコア部を構成する軟磁性体は、アンテナ機能と静電容量型のセンサ機能とに共用される。
【0011】
またコア部を形成する軟磁性体は、複数のコアシートを積層させて構成されているため、外力負荷が作用したときであっても、コアシートの変形性が確保され、コアシートの保護性が向上する。
【0012】
本発明に係るドア取っ手装置は、導電性を有する軟磁性体を備えたコア部とコア部を構成する軟磁性体の外面にコイル状に巻回されてコア部に付設された導線部とからなるアンテナ部が設けられ、
コア部を構成する導電性を有する軟磁性体の少なくとも一部が静電容量型のセンサ電極とされており、且つ、軟磁性体は、複数のコアシートを積層させて構成されており、
アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を具備しており、制御部は、アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間と、センサ電極に給電するセンサ使用時間とをずらすように設定されているセンサ付きアンテナ装置を備えることを特徴とするものである。
【0013】
本発明に係るドア取っ手装置によれば、アンテナ部は、コア部と、コア部に付設された導線部とを有しており、発信及び/または受信が可能である。更に、コア部を形成する軟磁性体の少なくとも一部は、導電性を有する静電容量型のセンサ電極とされているため、ドア取っ手装置の当該センサ電極に対象物が近づくと、静電容量の変化が生じ、対象物の存在が検知される。すなわちアンテナ部のコア部を構成する軟磁性体は、アンテナ機能と静電容量型のセンサ機能とに共用される。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、アンテナ部は、導電性を有する軟磁性体を備えたコア部と、コア部に付設された導線部とを有する。軟磁性体を形成する軟磁性材料としては、透磁率に優れている鋼板、ケイ素鋼板、アモルファス軟磁性材料、軟磁性ナノ結晶材料等を例示できる。従って、コアシートとして、鋼板、ケイ素鋼板、アモルファス軟磁性材料、軟磁性ナノ結晶材料等で形成できる。殊に、アモルファス軟磁性材料または軟磁性ナノ結晶材料は、導電性を有しつつ、高い透磁率、高い高周波特性を有する。
【0015】
アモルファス軟磁性材料としては、鉄系、コバルト系等を例示できる。軟磁性ナノ結晶材料は、鉄、コバルト、ニッケルから選ばれる少なくとも1種と、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、タンタル、マンガンから選ばれる少なくとも1種とを含むと共に、粒径が2000オングストローム以下、1000オングストローム以下、500オングストローム以下の超微結晶粒を主体とするものを例示できる。
【0017】
なお、コア部はシール膜で覆われている形態を例示できる。この場合、コア部が腐食しやすいときであっても、コア部の保護性、耐久性を更に高めることができる。
【0018】
本発明によれば、コア部を形成する軟磁性体は、隣設するコアシート間に変形可能層を介在させた状態で、複数のコアシートを積層させて構成されている形態を例示できる。この場合、コア部を形成する軟磁性体は、隣設するコアシート間に変形可能層を介在させた状態で形成されているため、外力負荷が作用したときであっても、コアシートの変形性が確保され、コアシートの保護性が向上する。変形可能層としては軟質材層または空気層を例示できる。軟質材層としては、ゴム状部材(ゴムまたは軟質樹脂等)を例示できる。軟質材層としては難導電性または非導電性を有する材料を例示できる。
【0019】
本発明によれば、軟磁性体との間に、対象物が進入可能な進入空間を形成するように軟磁性体に対向して設けられた対向部材が設けられている形態を例示できる。ここで、軟磁性体と対向部材とは進入空間を介して直接的に対向していても良いし、あるいは、軟磁性体と対向部材との間に他の部材を配置した状態で軟磁性体と対向部材とは対向していても良い。
【0020】
対向部材としては導電性を有する材料で形成できる。対向部材としては接地(アース)可能とされていることが好ましい。対向部材としては、センサ付きアンテナ装置が搭載される基体自体を用いても良い。車両または建築物等の構造物に適用される場合には、基体としては、車体または建築物等の構造物のボティ(ドアボディを含む)等を採用できる。なお、車体のボディは一般的にはアース接地されている。
【0021】
本発明によれば、アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を具備しており、制御部は、アンテナ部の導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間と、センサ電極に給電するセンサ使用時間とをずらすように設定されている。この場合、ノイズ低減に有利である。アンテナ部使用時間とセンサ使用時間とをずらすとは、アンテナ部使用時間とセンサ使用時間とが時間的に完全一致しないことを意味し、両者が部分的に重なっていても、両者が部分的に分離していればよい。
【0022】
取っ手装置は人体またはロボットの手腕等で操作されるものである。代表的な取っ手装置としてはドア取っ手装置(ドア取っ手、ドアノブを含む)が挙げられる。取っ手としては、引く方式でも、押す方式でも、回転させる方式を問わない。取っ手装置に適用した場合には、対向部材としては、取っ手装置を装備する車両等の構造物のボディで形成しても良いし、ボディの他に別途設けても良い。
【0023】
【実施例】
(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について説明する。本実施例に係るセンサ付きアンテナ装置1は発信用のアンテナ部2を有する。アンテナ部2は、図1に示すように、透磁性をもつコア部5と、コア部5に付設された導線部6とを有する。
【0024】
更に、本実施例に係るセンサ付きアンテナ装置1は、対象物7が進入可能な進入空間4をコア部5との間に形成するように、コア部5に対向して設けられた対向部材3とを有する。対向部材3は導電性を有する材料(例えば鉄系、コバルト系、ニッケル系、アルミニウム系等)で板状に形成されている。対向部材3は、進入空間4を介してコア部5に対向しており、アース線30を介して接地(アース)されている。対向部材3は所要の面積を有しており、コア部5に沿って配設されている。対向部材3としては、センサ付きアンテナ装置1を保持する基体(車両の場合にはドアボディ等のボディ)で形成することもできる。
【0025】
図1に示すように、コア部5は透磁率が良好であり、且つ、導電性を有する。コア部5は、導電性及び高透磁性をもつ複数のコアシート50をこれの厚み方向に間隔を隔てて積層させることにより形成した積層構造の軟磁性体51で構成されている。1枚当たりのコアシート50の厚みは薄いものの、コアシート50は積層されて積層構造の軟磁性体51を形成しているため、アンテナ部2の磁芯として機能する見掛け体積を確保することができる。
【0026】
また、コアシート50を積層した積層構造の軟磁性体51であれば、コアシート50に渦電流が発生するときに、コアシート50の積層方向において渦電流ループの縮小化を図り得、渦電流損の低減に有利である。なお、1枚のコアシート50の厚みとしては適宜選択されるが、高周波域における渦電流損失の低減を考慮すると、1000μm以下、殊に500μm以下、100μm以下、50μm以下を例示でき、厚みの下限としては0.01μmを例示できる。
【0027】
なお、コア部5の全体、あるいは、各コアシート50の表面に、電気抵抗が大きく且つシール性が高いシール膜を必要に応じて被覆することができる。これにより使用環境が厳しいときであっても、コア部5の全体、あるいは、各コアシート50の耐久性の向上を図り得る。特に、外界からの異物(水・鉄粉・炭素分など)からコア部5を保護し、静電容量センサ機能の耐久性の向上に有用である。
【0028】
コアシート50の材料としては保磁力が低い軟磁性材料を例示できる。軟磁性材料としては、アモルファス軟磁性材料または軟磁性ナノ結晶材料を例示できる。これらの材料は、導電性を有しつつ、透磁率及び高周波特性に優れており、高性能化及び小型化に有利となる。
【0029】
アモルファス軟磁性材料としては、鉄系、コバルト系等を例示できる。軟磁性ナノ結晶材料は、鉄、コバルト、ニッケルから選ばれる少なくとも1種と、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、タンタル、マンガンから選ばれる少なくとも1種とを含むと共に、粒径が500オングストローム以下の超微結晶粒からなるものを例示できる。
【0030】
本実施例によれば、コア部5の全体、あるいは、各コアシート50の表面に、電気抵抗が大きな膜を必要に応じて被覆することができる。電気抵抗が大きい膜を各コアシート50の表面に被覆すれば、コアシート50の厚み方向において渦電流ループの生成が制約され、渦電流損失を低減させ得る。電気抵抗が大きな膜としては、有機系または無機系の膜を採用でき、例えばリン酸系皮膜、フェライト酸化鉄皮膜を採用できる。
【0031】
本実施例によれば、コア部5を構成する積層構造の軟磁性体51を構成するコアシート50間には、変形可能層56を介在させている。変形可能層56がコアシート50間に介在していると、コアシート50の変形許容性、保護性を高めることができる。変形可能層56としては軟質材層または空気層を例示できる。軟質材層としては、ゴム状部材(ゴムまたは軟質樹脂等)を例示できる。
【0032】
アンテナ部2の導線部6は、コア部5の積層構造の軟磁性体51に付設されている。具体的には、図1に示すように、導線部6は、コア部5を構成する積層構造の軟磁性体51の外面にコイル状に複数回巻回されたコイル部60と、コイル部60に電気的な繋がる延設部62とを有する。コイル部60は、後述するコアシート50Aを外側から巻回している。導線部6の延設部62には電源64及び制御部65が接続されている。電源64としては交流電源が好ましい。
【0033】
図1に示すように、積層構造の軟磁性体51を構成する複数のコアシート50のうち、対向部材3に対向するコアシート50Aは、軟磁性の他に導電性を有しており、静電容量型のセンサ電極として機能することができるものであり、静電容量を検出する検出部52に電気的に繋がれている。検出部52は、静電容量を検知するときにコアシート50Aと対向部材3との間に電圧を印加すると共に、静電容量型のセンサ電極としてのコアシート50Aの静電容量を検出する機能を有する。検出部52は、静電容量型のセンサは、コンデンサの原理を応用したものであり、金属体及び人体等の広い範囲の誘電体を測定対象とすることができる。
【0034】
コアシート50A及び対向部材3は広い面積を有するため、静電容量の確保に有利である。なおコアシート50A及び対向部材3は面積は同一でも良いし、異なっていても良く、要するに静電容量型のセンサを構成できれば良い。
【0035】
コア部5のうちセンサ電極であるコアシート50Aに対象物が近づくと、つまり、コア部5のコアシート50Aと対向部材3との間に形成される進入空間4に対象物7が進入すると、対象物7の比誘電率の影響を受けて静電容量が変化し、これが検出部52により検出される。このため、静電容量の変化に基づいて、変化対象物7の存在または対象物7の良否が判定される。対象物7としては、人体や動物等の生体、あるいは、作業用ロボット、あるいは、部品やカード等の物体、あるいは、雨水等の液状物を例示できる。
【0036】
本実施例によれば、アース線30を介してアース接地された対向部材3がコア部5の近くに設けられており、コア部5のコアシート50Aと対向部材3との間に形成される進入空間4の空間容積幅が所定大きさ内に規定されている。このような進入空間4に、進入空間4とは比誘電率が異なる対象物7が配置されるため、進入空間4に占める対象物7の容積が大きくなり、従って誘電率の変化が確保され易くなり、静電容量型センサとしてのセンシング性が向上する。
【0037】
制御部65はアンテナ部2から電波を発信させる機能を有するものである。
【0038】
さて使用の際には、アンテナ部2の導線部6に電源64から交流電流が給電されるため、発生した電界と磁界により電磁波が構成され、アンテナ部2から電波として発信される。アンテナ部2から電波が発信されている状態で、電子キー等を備えた対象物7が近づくと、電子キー等が電波を受信する。更に電子キー等から発信された電波を図略の受信装置が受信するため、対象物7の接近が検知される。そして電子キー等から発信された電波に基づいて、対象物7が予め登録されているか否かのID認証(使用者認証、部品認証等の対象物認証)を行うことができる。
【0039】
更に、対象物7がコア部5のコアシート50Aに近づくと、つまり、対象物7が進入空間4に進入すると、静電容量が変化するため、上記した対象物7の存在または対象物7の良否が判定される。従って、アンテナ部2のコア部5の導電性及び軟磁性を有する軟磁性体51を有効利用することにより、人体検知用また物体検知用の静電容量型のセンサを構成できる。
【0040】
例えば、本実施例に係るセンサ付きアンテナ装置1がドア取っ手装置に装備されている場合について説明を加える。この場合、電源64からアンテナ部2の導線部6に給電されるため、アンテナ部2から電波が発信されている。このようにアンテナ部2から電波が発信されている状態で、電子キー等を備えた使用者が近づくと、アンテナ部2から発信された電波を電子キー等が受信する。更に電子キー等から発信された電波を受信装置が受信するため、ドア取っ手装置への使用者の接近が検知されると共に、その使用者のID認証が行われる。ID認証(使用者認証)とは、使用者が予め登録されている者か否か判定することをいう。
【0041】
ID認証により登録されている者と認証される場合には、次のようにドアが開閉可能とされる。即ち、使用者の指先がドア取っ手を操作すべくコア部5に近づくと、つまり、使用者の指先が進入空間4に進入すると、進入空間4内における静電容量が変化するため、使用者によるドアを開閉する意思が検知される。このため図略のドアロック装置を作動させてドア装置を解錠する。ID認証により登録されている者であると認証されない場合には、使用者の指先がドア取っ手を操作すべくコア部5に近づいたとしても、ドア装置は施錠されたままの状態に維持される。
【0042】
上記したようにアンテナ部2による電波に基づくID認証と、静電容量の変化に基づく使用者のドア開放意思の検知という条件が満足されたとき、ドア取っ手装置は解錠される。
【0043】
なお本実施例によれば、コア部5の積層構造の軟磁性体51を構成する複数のコアシート50のうち、対向部材3に対面するコアシート50Aは、静電容量を検出する検出部52に電気的に繋がれているが、これに限らず、積層構造の軟磁性体51を構成するコアシート50A以外の他のコアシート50を検出部52に電気的に繋いでも良い。この場合、検出部52に電気的に繋がれている他のコアシート50がセンサ電極となる。
【0044】
また本実施例によれば、アース線30を介して接地されている対向部材3が設けられているが、これに限らず、対向部材3に代えて大地そのものを用いても良い。
【0045】
(第2実施例)
図2は第2実施例を示す。第2実施例は第1実施例と基本的には同様の構成である。共通機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例に係るセンサ付きアンテナ装置1は受信用のアンテナ部2を有する。アンテナ部2は、図2に示すように、コア部5と、コア部5に付設された導線部6とを有する。アンテナ部2の導線部6はコア部5の積層構造の軟磁性体51に付設されている。具体的には、図2に示すように、導線部6は、コア部5に巻回されたコイル部60と、コイル部60に電気的な繋がる延設部62とを有する。導線部6の延設部62には、検波部68及び制御部65が接続されている。
【0046】
さて使用の際には、外部からの電波をアンテナ部2が受信する。従って、電波を発信する電子キー等を備えた対象物7(例えば人体または物体)が近づくと、アンテナ部2が電波を受信するため、対象物7の接近が検知される。更に対象物7がコア部5のコアシート50Aに近づくと、つまり、対象物7が進入空間4に進入すると、進入空間4内の静電容量が変化するため、上記した対象物7の存在または対象物7の良否が判定される。
【0047】
(第3実施例)
図3は第3実施例を示す。第3実施例は第1実施例と基本的には同様の構成である。共通機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例に係るセンサ付きアンテナ装置1は、発信及び受信兼用のアンテナ部2を有する。図3に示すように、コア部5と、コア部5に付設された導線部6とを有する。アンテナ部2の導線部6はコア部5に付設されている。具体的には、図3に示すように、導線部6は、コア部5に巻回されたコイル部60と、コイル部60に電気的な繋がる延設部62とを有する。延設部62には制御部65が接続されており、且つスイッチ67により検波部68及び電源64が切替接続可能されている。スイッチ67が第1接点68a、68bに導通すると、導線部6は電源64に電気的に接続されるため、アンテナ部2は電波を発信する。スイッチ67が第2接点69a、69bに導通すると、導線部6は検波部68に電気的に接続されるため、アンテナ部2は電波を受信可能となる。
【0048】
(制御部65)
上記した各実施例によれば、図4に示すように、制御部65は、アンテナ部2の導線部6に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間TAと、対向部材3を静電センサとして使用するセンサ使用時間TCとをずらすように設定されている。すなわち、図4に示すように、アンテナ部2の導線部6に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間TAと、対向部材3に対して給電するセンサ使用時間TCとは、時間的に重ならないように、異なる時刻に行われる。従って、アンテナ部2がアンテナ機能を発揮しているときには、静電容量型のセンサはオフとなる。逆に、アンテナ部2が静電容量型のセンサとして機能しているときには、アンテナ機能はオフとなる。これによりノイズの発生を抑制するのに有利となる。
【0049】
なお、アンテナ部2の導線部6に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間TAと、対向部材3を静電センサとして使用するセンサ使用時間TCとは、完全に分離させて行っても良いし、場合によっては、時間的に重ならない領域がある限り、時間的に一部重複させることにしても良い。
【0050】
(適用例)
図5及び図6は上記した各実施例の第1適用例を示す。本適用例は車両のボディに装備されているドアを開閉させるドア取っ手装置100に適用した場合である。ドア取っ手装置100は、図5及び図6に示すように、基部101と、基部101に矢印B1、B2方向に回動操作可能に設けられ使用者の指先で操作される取っ手102と、取っ手102を閉じ方向(矢印B2方向)に付勢する付勢要素103とを有する。付勢要素103はねじりコイルバネで形成されているが、これに限定されるものではない。取っ手102は、指先が進入される進入空間4を形成している。
【0051】
取っ手102の部位102aには、上記したアンテナ部2が装備されている。使用の際には、アンテナ部2は、使用者のID認証を行う電波を発信または受信する。また取っ手102のうち部位102aに進入空間4を介して対面する他の部位102bには、上記した対向部材3が装備されている。
【0052】
アンテナ部2と対向部材3との間には、指先が進入可能な進入空間4が形成されている。従って、対象物である使用者の指先が進入空間4に進入すると、進入空間4内の静電容量が変化する。このため、ID認証された状態において、進入空間4内での指先の存在が静電容量の変化で判定されると、使用者のドア開放意思が検知される。このため図略のドアロック装置を作動させてドア装置を解錠する。
【0053】
上記したようにアンテナ部2の発信及び/または受信による電波に基づくID認証と、静電容量の変化に基づく使用者のドア開放意思の検知という条件が満足されたとき、ドア取っ手装置は解錠される。
【0054】
なお、ドアボディ自体が導電性をもつ場合には、取っ手102の部位102bに対向部材3を装備することを廃止し、対向部材としてはドアボディ自体で形成しても良い。
【0055】
図7〜図9は上記した各実施例の第2適用例を示す。本適用例は、車両のボディに装備されているドアを開閉させるドア取っ手装置100に適用した場合である。ドア取っ手装置100は、指先で操作される取っ手101と、取っ手101を車両のドアボディに取り付ける取付腕102とを有する。取っ手101は、指先が進入される進入空間4をドアボディとの間に形成する。
【0056】
図7〜図9に示すように、取っ手101の内部にはアンテナ部2が配置されている。アンテナ部2は、コア部5とコア部5に巻回された導線部6とを有する。使用の際には、アンテナ部2は、前述したように、使用者のID認証を行う電波を発信または受信する。従って、使用者のID認証を行なった状態で、対象物である使用者の指先が進入空間4に進入されると、進入空間4内の静電容量が変化するため、指先の存在が判定され、使用者によるドア開放意思が検知される。このため図略のドアロック装置を作動させてドア装置を解錠する。
【0057】
図8、図9に示すように、コア部5は、複数のコアシート50をこれの厚み方向に間隔を隔てて積層させて構成されている。コア部5の全体はコイル部60と共にモールド部8に一体的に埋設されている。これによりコアシート50の耐湿性、耐衝撃性、柔軟性を向上させることができる。コアシート50間は変形可能層としての空気層80とされている。従ってコアシート50の変形許容性は確保されており、外力負荷が作用したときであっても、保護性が確保されている。なお、空気層80の厚み幅は薄くでき、実際にはコアシート50同士が接触していても良い。
【0058】
また図10に示す形態によれば、コア部5の全体はコイル部60と共にモールド部8に一体的に埋設されていると共に、コアシート50間は変形可能層としての軟質材層83が存在している。軟質材層83はモールド部8と一体的であり、コアシート50を接合している。従ってコアシート50の変形許容性は確保されており、外力負荷が作用するときであっても、コア部5の保護性が確保されている。軟質材層83としてはゴムまたは軟質樹脂で形成でき、ウレタン系、エポキシ系、シリコン系等を例示できる。
【0059】
なお、図9及び図10は概念図であり、実際にはコアシート50の枚数は多いものである。
【0060】
図11〜図13は上記した各実施例の第3適用例を示す。本適用例は建築物のドア200を開閉させるドア取っ手装置100に適用した場合である。図12に示す例では、ドア取っ手装置100は、使用者の指先で操作される取っ手101と、取っ手101付近に設けられた対向部材3とを有する。取っ手101と対向部材3との間には、使用者の指先が進入される進入空間4を形成している。取っ手101にはアンテナ部2が内蔵されている。導電性をもつ対向部材3は図略のアース線を介して接地されている。
【0061】
また図13に示す例では、ドア取っ手装置100は、使用者の指先で操作される回動式の取っ手101と、取っ手101付近に設けられた対向部材3とを有する。取っ手101と対向部材3との間には、使用者の指先が進入される進入空間4を形成している。取っ手101にはアンテナ部2が内蔵されている。
【0062】
従って、対象物である使用者の指先が進入空間4に進入されたとき、進入空間4内の静電容量が変化するため、指先の存在が判定され、使用者のドア開放意思が検知される。このため本適用例においても、アンテナ部2の発信または受信に基づくID認証と、静電容量の変化基づく使用者のドア開放意思の検知との条件が満足されると、図略のドアロック装置が作動して解錠される。なお、202は通常のキーが差し込まれる鍵穴である。ドア200が導電性を有する場合には、プレート状の対向部材3を廃止し、ドア200自体を対向部材とすることもできる。
【0063】
図14は上記した各実施例の第4適用例を示す。本適用例は、製造工場における部品の良否を判定する不良品検出装置に適用したものである。図14に示すように、センサ付きアンテナ装置1は、互いに対面するアンテナ部2と、図略のアース線を介してアース接地された対向部材3とを有する。アンテナ部2と対向部材3とは、対象物である検査物70が通過可能な進入空間4を形成する。検査物70が良品であるとき、その検査物70を進入空間4内に進入したときにおける静電容量が予め測定されている。また、検査物70が不良品であるとき、その検査物70を進入空間4内に進入したときにおける静電容量が予め予想されている。従って、検査物70が進入空間4に進入すると、アンテナ部2と対向部材3とにより検査物70の静電容量が検知される。進入空間4内の検査物70の静電容量に応じて、検査物70の良否が判定される。検査物70が不良であるときには、進入空間4の出口を遮断部79で遮断し、後工程への検査物70の通過を遮る。更にアンテナ部2から電波を発信し、検査物70が不良であることを受信側に報知する。
【0064】
図15は上記した各実施例の第5適用例を示す。本適用例は、物体接触検出装置に適用したものである。図15に示すように、センサ付きアンテナ装置1は、互いに対面するアンテナ部2とアース接地された対向部材3とを有する。アンテナ部2と対向部材3とは、対象物としての物体72が通過可能な進入空間4を形成する。進入空間4に物体72が進入すると、進入空間4の静電容量が変化するため、物体72の進入が検知される。そして物体72を検知したら、アンテナ部2から電波を発信し、進入空間4への物体72の進入を受信側に報知する。
【0065】
また、進入空間4内に進入した物体の数を静電容量に基づいてカウントし、物体の数が所定個数に達したとき、所定個数に達した旨を伝達する電波をアンテナ部2から発信する方式のカウンタ装置に適用しても良い。
【0066】
その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、例えば、対向部材3はアース線を介して接地されているが、接地されていない方式でも良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
[付記項1]導電性を有する軟磁性体を備えたコア部と前記コア部に付設された導線部とからなるアンテナ部が設けられ、
軟磁性体の少なくとも一部が静電容量型のセンサ電極とされていることを特徴とするセンサ付きアンテナ装置を備えることを特徴とする対象物検知装置。対象物を検知できる。また、アンテナ部で受信する電波により対象物の検知を開始したり、あるいは、アンテナ部から発信される電波により対象物の情報を報知したりできる。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アンテナ部のコア部の導電性及び軟磁性を有する軟磁性体は、アンテナ機能と静電容量型のセンサ機能とを兼備する。このため、アンテナとしても、静電容量型の電極センサとしても機能できるセンサ付きアンテナ装置、ドア取っ手装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係り、センサ付きアンテナ装置の概念を示す斜視図である。
【図2】第2実施例に係り、センサ付きアンテナ装置の概念を示す斜視図である。
【図3】第3実施例に係り、センサ付きアンテナ装置の概念を示す斜視図である。
【図4】アンテナとセンサとの使用時間の関係を示すグラフである。
【図5】第1適用例に係り、ドア取っ手装置の正面図である。
【図6】第1適用例に係り、ドア取っ手装置の断面図であり、図5に示すW7−W7線に沿った断面図である。
【図7】第2適用例に係り、ドア取っ手装置の平面図である。
【図8】第2適用例に係り、ドア取っ手装置の要部の断面図である。
【図9】第2適用例に係り、ドア取っ手装置の要部の異なる方向の断面図である。
【図10】第2適用例の異なる形態に係り、ドア取っ手装置の要部の異なる方向の断面図である。
【図11】第3適用例に係り、ドア取っ手装置の構成図である。
【図12】第3適用例に係り、ドア取っ手装置の構成図である。
【図13】第3適用例に係り、異なる形態に係るドア取っ手装置の構成図である。
【図14】第4適用例に係り、工場の不良品検出装置に適用した構成図である。
【図15】第5適用例に係り、工場の物体接触検出装置に適用した構成図である。
【符号の説明】
図中、1はセンサ付きアンテナ装置、2はアンテナ部、3は対向部材、4は進入空間、5はコア部、50Aはコアシート、51は軟磁性体、6は導線部、60はコイル部、62は延設部、68は検波部、7は対象物、8はモールド部を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device with a sensor and a door handle device.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[0004]
Further,
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-355358 A
[Patent Document 2]
JP 2000-160897 A
[Patent Document 3]
JP 2002-295064 A
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-13628
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to
[0007]
The present invention is a further technical advance of the above-described prior art, and it is an object of the present invention to provide an antenna device with a sensor and a door handle device having a core part that can share an antenna function and a capacitive sensor function. To be.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An antenna device with a sensor according to the present invention includes a core portion provided with a soft magnetic material having conductivity, a conductive wire portion wound around the outer surface of the soft magnetic material constituting the core portion and attached to the core portion. An antenna part consisting of
At least a part of the conductive soft magnetic material constituting the core part is a capacitive sensor electrode, and the soft magnetic material is formed by laminating a plurality of core sheets.And
A control unit is provided that transmits or receives an electrical signal to or from the conductor portion of the antenna unit. The control unit transmits or receives an electrical signal to or from the conductor portion of the antenna unit, and supplies power to the sensor electrode. Set to deviate from sensor usage timeIs.
[0009]
BookAccording to the invention, the antenna unit includes the core unit and the conductive wire unit attached to the core unit, and can transmit and / or receive. Furthermore, since at least a part of the soft magnetic material forming the core portion is a capacitive sensor electrode having conductivity, when the object approaches the sensor electrode, the capacitance changes. The presence of the object is detected. That is, the soft magnetic material constituting the core part of the antenna part is shared by the antenna function and the capacitive sensor function.
[0011]
MaSince the soft magnetic material forming the core portion is formed by laminating a plurality of core sheets, the deformability of the core sheet is ensured even when an external force load is applied, and the core sheet is protected. Will improve.
[0012]
BookA door handle device according to the present invention includes a core portion provided with a soft magnetic material having conductivity, and a conductive wire portion wound around the outer surface of the soft magnetic material constituting the core portion and attached to the core portion. An antenna part is provided,
At least a part of the conductive soft magnetic material constituting the core part is a capacitive sensor electrode, and the soft magnetic material is formed by laminating a plurality of core sheets.And
A control unit is provided that transmits or receives an electrical signal to or from the conductor portion of the antenna unit. The control unit transmits or receives an electrical signal to or from the conductor portion of the antenna unit, and supplies power to the sensor electrode. Set to deviate from sensor usage timeAn antenna device with a sensor is provided.
[0013]
BookAccording to the door handle device according to the invention, the antenna unit includes the core unit and the conductive wire unit attached to the core unit, and can transmit and / or receive. Furthermore, since at least a part of the soft magnetic material forming the core portion is a capacitive sensor electrode having conductivity, when the object approaches the sensor electrode of the door handle device, the capacitance Change occurs and the presence of the object is detected. That is, the soft magnetic material constituting the core part of the antenna part is shared by the antenna function and the capacitive sensor function.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, the antenna unit includes a core unit including a soft magnetic material having conductivity, and a conductive wire unit attached to the core unit. Examples of the soft magnetic material forming the soft magnetic material include a steel plate, a silicon steel plate, an amorphous soft magnetic material, and a soft magnetic nanocrystal material that are excellent in magnetic permeability. Accordingly, the core sheet can be formed of a steel plate, a silicon steel plate, an amorphous soft magnetic material, a soft magnetic nanocrystal material, or the like. In particular, amorphous soft magnetic materials or soft magnetic nanocrystalline materials have high permeability and high frequency characteristics while having conductivity.
[0015]
Examples of the amorphous soft magnetic material include iron-based and cobalt-based materials. The soft magnetic nanocrystalline material includes at least one selected from iron, cobalt, and nickel, and at least one selected from titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, molybdenum, chromium, tungsten, tantalum, and manganese, Examples thereof include those mainly composed of ultrafine crystal grains having a particle size of 2000 angstroms or less, 1000 angstroms or less, or 500 angstroms or less.
[0017]
In addition, the core part can illustrate the form covered with the sealing film. In this case, even when the core part is easily corroded, the protection and durability of the core part can be further enhanced.
[0018]
According to the present invention, the soft magnetic material forming the core portion can be exemplified by a configuration in which a plurality of core sheets are laminated with a deformable layer interposed between adjacent core sheets. In this case, since the soft magnetic body forming the core portion is formed with the deformable layer interposed between the adjacent core sheets, the deformation of the core sheet can be achieved even when an external force load is applied. Property is secured, and the protection of the core sheet is improved. Examples of the deformable layer include a soft material layer or an air layer. Examples of the soft material layer include rubber-like members (rubber or soft resin). Examples of the soft material layer include materials having poor conductivity or non-conductivity.
[0019]
According to the present invention, a mode in which an opposing member provided to face the soft magnetic body so as to form an entry space into which an object can enter can be exemplified between the soft magnetic body and the soft magnetic body. Here, the soft magnetic body and the facing member may be directly opposed to each other through the entry space, or the soft magnetic body is in a state where another member is disposed between the soft magnetic body and the facing member. And the opposed member may be opposed to each other.
[0020]
The opposing member can be formed of a conductive material. It is preferable that the opposing member can be grounded. As the counter member, the base body on which the antenna device with the sensor is mounted may be used. When applied to a structure such as a vehicle or a building, a body (including a door body) of a structure such as a vehicle body or a building can be adopted as the base. The body of the vehicle body is generally grounded.
[0021]
According to the present invention,It has a control unit that transmits or receives an electrical signal to the conductor part of the antenna unit, and the control unit feeds the sensor electrode with an antenna unit usage time for transmitting or receiving an electrical signal to the conductor part of the antenna unit. Set to deviate from the sensor usage time.TheIn this case, it is advantageous for noise reduction. Shifting the antenna unit usage time from the sensor usage time means that the antenna unit usage time and the sensor usage time do not completely coincide with each other. It only needs to be separated.
[0022]
The handle device is operated by a human body or a robot arm. A typical handle device includes a door handle device (including a door handle and a door knob). The handle may be a pulling method, a pushing method, or a rotating method. When applied to a handle device, the opposing member may be formed of a body of a structure such as a vehicle equipped with the handle device, or may be separately provided in addition to the body.
[0023]
【Example】
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. The sensor-equipped
[0024]
Furthermore, the
[0025]
As shown in FIG. 1, the
[0026]
Further, if the soft
[0027]
In addition, the
[0028]
An example of the material of the
[0029]
Examples of the amorphous soft magnetic material include iron-based and cobalt-based materials. The soft magnetic nanocrystalline material includes at least one selected from iron, cobalt, and nickel, and at least one selected from titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, molybdenum, chromium, tungsten, tantalum, and manganese, Examples thereof include those composed of ultrafine crystal grains having a particle size of 500 angstroms or less.
[0030]
According to the present embodiment, the
[0031]
According to the present embodiment, the
[0032]
The
[0033]
As shown in FIG. 1, among the plurality of
[0034]
Since the
[0035]
When the object approaches the
[0036]
According to the present embodiment, the facing
[0037]
The
[0038]
In use, since an alternating current is fed from the
[0039]
Furthermore, when the
[0040]
For example, the case where the
[0041]
When the person is registered by ID authentication, the door can be opened and closed as follows. That is, when the user's fingertip approaches the
[0042]
As described above, when the conditions of ID authentication based on radio waves by the
[0043]
According to the present embodiment, the
[0044]
Further, according to the present embodiment, the opposing
[0045]
(Second embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment. The second embodiment has basically the same configuration as the first embodiment. Parts having common functions are denoted by common reference numerals. In the following, different parts will be mainly described. The sensor-equipped
[0046]
In use, the
[0047]
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a third embodiment. The third embodiment has basically the same configuration as the first embodiment. Parts having common functions are denoted by common reference numerals. In the following, different parts will be mainly described. The sensor-equipped
[0048]
(Control unit 65)
According to each of the embodiments described above, as shown in FIG. 4, the
[0049]
It should be noted that the antenna unit usage time TA for transmitting or receiving an electrical signal to the
[0050]
(Application example)
5 and 6 show a first application example of each of the above-described embodiments. This application example is a case where the present invention is applied to a
[0051]
The
[0052]
An
[0053]
As described above, when the conditions of ID authentication based on radio waves transmitted and / or received by the
[0054]
In addition, when the door body itself has conductivity, the provision of the opposing
[0055]
7 to 9 show a second application example of each of the above-described embodiments. This application example is a case where the present invention is applied to a
[0056]
As shown in FIGS. 7 to 9, the
[0057]
As shown in FIGS. 8 and 9, the
[0058]
Further, according to the embodiment shown in FIG. 10, the
[0059]
9 and 10 are conceptual diagrams, and the number of
[0060]
11 to 13 show a third application example of each of the above-described embodiments. This application example is applied to a
[0061]
In the example illustrated in FIG. 13, the
[0062]
Therefore, when the user's fingertip, which is the object, enters the
[0063]
FIG. 14 shows a fourth application example of each embodiment described above. This application example is applied to a defective product detection apparatus that determines the quality of parts in a manufacturing factory. As shown in FIG. 14, the sensor-equipped
[0064]
FIG. 15 shows a fifth application example of each of the above-described embodiments. This application example is applied to an object contact detection apparatus. As shown in FIG. 15, the sensor-equipped
[0065]
In addition, the number of objects that have entered the
[0066]
In addition, the present invention is not limited only to the above-described embodiments. For example, the opposing
[Additional Item 1] An antenna unit including a core unit including a soft magnetic material having conductivity and a conductor unit attached to the core unit is provided.
An object detection device comprising: an antenna device with a sensor, wherein at least a part of a soft magnetic material is a capacitive sensor electrode. The object can be detected. In addition, detection of an object can be started by a radio wave received by the antenna unit, or information on the object can be notified by a radio wave transmitted from the antenna unit.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the soft magnetic material having conductivity and soft magnetism of the core portion of the antenna portion has both an antenna function and a capacitance type sensor function. Therefore, it is possible to provide an antenna device with a sensor and a door handle device that can function as both an antenna and a capacitive electrode sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a concept of an antenna device with a sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a concept of a sensor-equipped antenna device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a concept of an antenna device with a sensor according to a third embodiment.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between usage time of an antenna and a sensor.
FIG. 5 is a front view of a door handle device according to a first application example.
6 is a cross-sectional view of the door handle device according to the first application example, and is a cross-sectional view taken along line W7-W7 shown in FIG.
FIG. 7 is a plan view of a door handle device according to a second application example.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a door handle device according to a second application example.
FIG. 9 is a sectional view of a main part of the door handle device in a different direction according to the second application example.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the door handle device in different directions according to a different form of the second application example.
FIG. 11 is a configuration diagram of a door handle device according to a third application example.
FIG. 12 is a configuration diagram of a door handle device according to a third application example.
FIG. 13 is a configuration diagram of a door handle device according to a different form according to a third application example.
FIG. 14 is a configuration diagram according to a fourth application example and applied to a defective product detection apparatus in a factory.
FIG. 15 is a configuration diagram applied to an object contact detection device in a factory according to a fifth application example.
[Explanation of symbols]
In the figure, 1 is an antenna device with a sensor, 2 is an antenna portion, 3 is a facing member, 4 is an entry space, 5 is a core portion, 50A is a core sheet, 51 is a soft magnetic material, 6 is a conductor portion, and 60 is a coil portion. , 62 is an extension part, 68 is a detection part, 7 is an object, and 8 is a mold part.
Claims (5)
前記コア部を構成する導電性を有する前記軟磁性体の少なくとも一部が静電容量型のセンサ電極とされており、且つ、前記軟磁性体は、複数のコアシートを積層させて構成されており、
前記アンテナ部の前記導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を具備しており、前記制御部は、前記アンテナ部の前記導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間と、前記センサ電極に給電するセンサ使用時間とをずらすように設定されていることを特徴とするセンサ付きアンテナ装置。There is provided an antenna part comprising a core part provided with a soft magnetic body having conductivity and a conductive wire part wound around the outer surface of the soft magnetic body constituting the core part and attached to the core part,
At least a part of the soft magnetic body having conductivity that constitutes the core portion is a capacitive sensor electrode, and the soft magnetic body is formed by laminating a plurality of core sheets. And
A control unit that transmits or receives an electrical signal to the conductor part of the antenna unit, and the control unit transmits and receives an electrical signal to the conductor part of the antenna unit; A sensor-equipped antenna device , wherein the sensor use time for supplying power to the sensor electrode is shifted .
前記コア部を構成する導電性を有する前記軟磁性体の少なくとも一部が静電容量型のセンサ電極とされており、且つ、前記軟磁性体は、複数のコアシートを積層させて構成されており、前記アンテナ部の前記導線部に対する電気的信号を発信または受信する制御部を具備しており、
前記制御部は、前記アンテナ部の前記導線部に対する電気的信号を発信または受信するアンテナ部使用時間と、前記センサ電極に給電するセンサ使用時間とをずらすように設定されているセンサ付きアンテナ装置を備えることを特徴とするドア取っ手装置。There is provided an antenna part comprising a core part provided with a soft magnetic body having conductivity and a conductive wire part wound around the outer surface of the soft magnetic body constituting the core part and attached to the core part,
At least a part of the soft magnetic body having conductivity that constitutes the core portion is a capacitive sensor electrode, and the soft magnetic body is formed by laminating a plurality of core sheets. And a control unit that transmits or receives an electrical signal to the conductor portion of the antenna unit,
The control unit is a sensor-equipped antenna device that is set so as to shift an antenna unit usage time for transmitting or receiving an electrical signal to the conductor portion of the antenna unit and a sensor usage time for supplying power to the sensor electrode. A door handle device characterized by comprising.
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