JP4254859B2 - アンテナ装置およびこれを用いた通信システム - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振周波数の調整が可能なアンテナ装置に関し、特に車両のドアの施解錠を遠隔制御で行う車両用のアンテナ装置と、これを用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のドアの施解錠を遠隔制御で行うワイヤレス方式のドア施解錠方式が普及してきており、このため車両用のアンテナ装置とこれを用いた通信システムが使用されてきている。このようなワイヤレス方式においては、運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えるアンテナ装置と、これを用いた通信システムが求められている。
【０００３】
このようなワイヤレス方式に用いる従来の車両用のアンテナ装置およびこれを用いた通信システムについて、図１１および図１２を用いて説明する。
【０００４】
図１１は、車両５０のドア５１の施解錠をワイヤレス方式で行うための従来の一般的な通信システムの概念図である。電波を送受信して外部との通信を行うアンテナ装置５２がミラー可動部５４に内蔵されている。ミラー可動部５４は、車両５０のドア５１に設けられたミラー固定部５３に取り付けられている。このミラー可動部５４は、運転者が車内のスイッチを操作して自動的に開閉する構成や、運転者がミラー可動部５４を手動により直接操作して開閉する構成となっている。
【０００５】
外部通信装置５６は、このアンテナ装置５２と双方向に通信を行い、車両５０に固有のコード等を送信するためのその車両５０に固有の通信装置である。この外部通信装置５６は、運転者が車両５０から離れたときにも携帯可能な形状、例えばカード状に形成されている。
【０００６】
さらに、アンテナ装置５２は、車両５０内に設置されている内部通信装置の電子回路（図示せず）に接続されており、この電子回路により外部通信装置５６から送信された情報を処理し、車両５０に固有のコードであるかどうかの判断を行い、施解錠操作を行う。通信システムは、外部通信装置５６、アンテナ装置５２および電子回路が組み合わされて構成されている。
【０００７】
また、アンテナ装置５２は、フェライト製のコア、このコアが内部に挿入された中空のボビン、このボビンの外周に巻回されたコイル、コンデンサおよび抵抗器等から形成されている。そして、これらのコイルやコンデンサ、抵抗器が各々直列に接続され、この両端部が電子回路に電気的に接続されて、直列共振回路が形成されている。なお、これらについては図示していない。
【０００８】
以上の構成により、車両５０のドア５１が全て閉じられ、運転者が車両５０から離れた状態で、外部通信装置５６から電波が送信されると、これをアンテナ装置５２が受信して、電子回路が固有の認証コードの照合を行い、ドア５１の施解錠を行う。
【０００９】
しかしながら、上記従来のアンテナ装置５２およびこれを用いた通信システムにおいては、車両５０の運転者がミラー可動部５４を折り畳んだ場合、ミラー可動部５４に内蔵されたアンテナ装置５２の向きが変わる。この結果、アンテナ装置５２の指向性が変化するため、運転者が車両５０との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えない場合が発生する。
【００１０】
これに対して、例えばミラーを装着するためのミラー固定部の内部にアンテナ装置を取付けた構成が、特開２００４−３６４２３１号公報に示されている。このアンテナ装置の構成を図１２に示す。このアンテナ装置は、誘電体樹脂製の中空のボビン２００の外周領域に線状導体が巻回されてコイル３００が形成されており、ボビン２００の内側にはフェライト製のコア部１００が挿入されている。
【００１１】
ケース４００は、コイル３００、コンデンサ９００および抵抗器１１０等を収納するとともに、これらは所定の配線によりそれぞれ接続されている。さらに、このケース４００には、薄板状の導体製のリード端子５００、６００がインサート成形されている。また、ケース４００内のコイル３００、コア１００、ボビン２００、コンデンサ９００、抵抗器１１０およびリード端子５００、６００以外の部分については、シリコーン等の樹脂２２０が充填されている。
【００１２】
このアンテナ装置は、コイル３００、コンデンサ９００および抵抗器１１０が直列に接続され、両端部にリード端子５００、６００が設けられた回路構成を有している。また、このリード端子５００、６００が車両本体内に配設された内部通信装置である電子回路に電気的に接続されて、直列共振回路が形成されている。
【００１３】
このアンテナ装置は、車両のミラー固定部に取り付けられているので、運転者がドアミラーの可動部を折り畳んでもミラー固定部は動かない。したがって、ミラー固定部内のアンテナ装置の向きは変わらないため、折り畳みの前後でこのアンテナ装置の指向性は変わらない。
【００１４】
しかし、アンテナ装置の指向性は、取付け位置を中心にして広がる特性を有している。運転者は遠隔制御を行う場合に、ミラー固定部よりもドアハンドルを注視して行動することが多い。したがって、ミラー固定部の内部に取付けた場合、運転者の行動特性からアンテナ装置の良好な指向性を得難い。
【００１５】
一方、特開平９-１２５７７６号公報では、降車時に運転者が車両の近くにいてもドアを確実に自動的に施錠することができ、かつ識別コードの秘匿性を充分向上できるワイヤレスドア施開錠装置が開示されている。この装置は、外部通信装置を起動するための信号を送信するとともに外部通信装置から送信された識別コードを含んだ信号を受信するアンテナ装置を備えている。さらに、このアンテナ装置により受信した受信信号に基づいてドアを施解錠するドアロック制御手段を備えている。また、ドアに設けられた樹脂製のドアアウタハンドルも備えている。そして、上記アンテナ装置をドアアウタハンドルの近傍に設けるとともに、アンテナ装置と外部通信装置との通信距離を５０ｃｍ以下となるように設定した構成としている。なお、この従来例では、アンテナ装置を取り付ける具体的な位置はドアアウタハンドルの車内側である。
【００１６】
上記従来例では、アンテナ装置と外部通信装置との通信距離を５０ｃｍ以下としているので運転者はこの距離まで接近しなければ操作ができない。また、ドアアウタハンドルの近傍の場合には、運転者がドアアウタハンドルを操作したときの動きによる衝撃や振動を受けやすく、動作信頼性に不安がある。
【００１７】
さらに、車両に取り付けて使用する場合、取り付け位置によりアンテナ装置の共振周波数がずれるため、このズレを調整することが要求される。しかしながら、従来のアンテナ装置では、この調整を簡単に、かつ精度よく行えるアンテナ装置はなかった。
【００１８】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えるアンテナ装置、およびこれを用いることにより運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行える通信システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明のアンテナ装置は、磁性体で形成されたコアと、このコアおよび上記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、コイルの内周領域で、かつコイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアとを含む構成からなる。さらに、サブコアをコイルの巻回領域外にも移動可能に装着してもよい。
【００２０】
このような構成とすることにより、アンテナ装置の共振周波数のズレを容易に調整することができる。
【００２１】
上記構成において、コアとサブコアとを収納するケースをさらに有し、上記コアはケースに設けられた第１の凹部に嵌合され、かつ第１の凹部と平行な方向に凹部を有し、コイルはコアとサブコアとを収納するケースの外周領域に形成されており、サブコアはコアに設けられた凹部およびこの凹部と同一平面に形成されたケースの第２の凹部に移動可能な状態で嵌合されて共振周波数の調整を行う構成としてもよい。
【００２２】
このような構成とすることにより、共振周波数を広い範囲にわたって調整することができる。
【００２３】
さらに、上記構成において、ケースがサブケースであり、コア、サブコアおよびコイルを収納した上記サブケースがさらに全体を収納する別のケースに収納されている構成としてもよい。このような構成とすることにより、アンテナ装置を車両の所定の個所等に取り付けるときにコアを損傷することがなくなる。
【００２４】
さらに、上記構成において、コイルは設定された領域が他の領域に比べて狭ピッチに巻回されていてもよい。また、コアおよびサブコアの少なくとも一方がマンガン（Ｍｎ）系フェライトからなる磁性体で形成されていてもよい。このような構成とすることにより、共振周波数をより広い範囲で調整することができる。
【００２５】
さらに、上記構成において、サブコアを固定する樹脂がさらに設けられていてもよい。このような構成とすることにより、サブコアを移動させて共振周波数を調整した後には、サブコアを固定できるので、車両等に取り付けた場合でもサブコアがずれて共振周波数が変動することを防止できる。
【００２６】
また、本発明の通信システムは、車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取り付けたアンテナ装置と、このアンテナ装置と接続され、車室内に配設されている内部通信装置と、アンテナ装置を介して内部通信装置と通信を行う外部通信装置とを有し、上記アンテナ装置は磁性体で形成されたコアと、このコアおよびコアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、コイルの内周領域で、かつコイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアとを含む構成からなる。さらに、サブコアを固定する樹脂を設けていてもよい。
【００２７】
このような構成とすることにより、アンテナ装置の指向性が一定となり、運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行うことができる。さらに、アンテナ装置を取り付けるときに、取り付け位置に対応して共振周波数を調整しておくことができる。したがって、取り付け後の共振周波数のバラツキを抑制することができる。また、サブコアを移動させて共振周波数の調整を行った後、樹脂により固定すれば衝撃等の外力を受けてもアンテナ装置の共振周波数の変動を防止できる。
【００２８】
以上のように本発明によれば、運転者が車両に対して所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えるアンテナ装置および、これを用いた通信システムを得ることができる。この結果、車両のドアの施解錠を遠隔制御により一定の距離から確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムは、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えることから、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行う車両用の通信システム等に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施の形態のアンテナ装置およびこのアンテナ装置を用いた通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００３１】
図１は、本実施の形態にかかるアンテナ装置１０の斜視図である。Ｎｉ系フェライト製で、その透磁率が１５００の磁性体で形成された角柱状のコア１１の上面に、図示するように凹部１２がコア１１の長手方向の全面わたって形成されている。
【００３２】
ケース１９は、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂からなる。このケース１９には、ほぼ中央にコア１１を嵌め込むように収納するための第１の凹部１９Ｃが設けられている。さらに、コア１１が第１の凹部１９Ｃに収納されたときに、コア１１の凹部１２の表面と同一面を形成する第２の凹部１９Ｄが第１の凹部１９Ｃに連続して設けられている。この第２の凹部１９Ｄには、サブコア１４が挿入されている。なお、サブコア１４は、コア１１と同様のＮｉ系フェライト製の磁性体で形成された角柱状からなる。
【００３３】
コイル１３は、コア１１が収納されている領域からサブコア１４の領域のケース１９の外周領域に、ポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した銅線を巻回して構成されている。図１からわかるように、コア１１の領域よりもサブコア１４の領域側が狭ピッチで巻回されている。
【００３４】
なお、サブコア１４は、ケース１９の第２の凹部１９Ｄに挿入された状態でコイル１３の巻回内領域およびこの領域外まで移動可能に装着されている。すなわち、ケース１９の第２の凹部１９Ｄとコア１１の凹部１２とは同一平面であるので、この平面上で移動可能である。ただし、移動させて共振周波数の調整を行った後には、樹脂により固定する。
【００３５】
また、ケース１９には、板状で銅合金等からなる複数の導電片１５、１６、１７、１８がインサート成形により設けられている。これらの導電片１５、１６、１７、１８のうち、導電片１５の一方の端部には、コイル１３を構成する銅線の一方の端部が高温半田またはカシメによって接続されている。この導電片１５の他方の端部は電極端子１５Ａとして、ケース１９の窪み部１９Ａの底面に露出するように配置されている。この電極端子１５Ａ上に、抵抗器６Ｂの一方の電極がクリーム半田等によって実装されている。
【００３６】
さらに、導電片１６の一方の端部は電極端子１６Ａとして、導電片１５と同様に窪み部１９Ａの底面に露出するように配置されている。この電極端子１６Ａ上に、抵抗器６Ｂの他方の電極が実装されている。さらに、導電片１６の他方の端部は接続端子１６Ｂとして、ケース１９の筒部１９Ｂの内部に突出するように配置されている。
【００３７】
さらに、導電片１７の一方の端部には、コイル１３を構成する銅線の他方の端部が接続されている。この導電片１７の他方の端部は電極端子１７Ａとして、導電片１５および導電片１６と同様に窪み部１９Ａに露出するように配置されている。また、導電片１８の一方の端部は電極端子１８Ａとして、導電片１７と同様に窪み部１９Ａに露出し、かつ電極端子１７Ａに対向する位置に配置されている。この導電片１８の他方の端部は接続端子１８Ｂとして、ケース１９の筒部１９Ｂの内部に突出するように配置されている。また、導電片１７の電極端子１７Ａと導電片１８の電極端子１８Ａには、コンデンサ６Ａが実装されている。
【００３８】
図２は、このアンテナ装置１０の回路図である。この図からわかるように、本実施の形態のアンテナ装置１０は、コイル１３、抵抗器６Ｂおよびコンデンサ６Ａが直列に接続されており、直列共振回路を構成している。
【００３９】
なお、コンデンサ６Ａおよび抵抗器６Ｂからなる電子部品６が実装される導電片１５、１６、１７、１８には、例えば錫等のメッキが施されており、半田付け等が容易に行えるように構成されている。
【００４０】
ところで、一般に、このような構成からなるアンテナ装置は、コンデンサの容量値やコイルのインダクタンス等のばらつきにより、共振周波数のばらつきが生じ易い。さらに、一般にコイルの磁束分布は、コイルに磁性体を近づけると磁界が変わるため変化し、その変化に伴ってコイルのインダクタンスも変化する。その変化量は、コイルの磁束密度の高い領域に磁性体を近づける程大きくなる。
【００４１】
本実施の形態のアンテナ装置１０では、サブコア１４はコア１１の凹部１２とケース１９の第１の凹部１９Ｃの面上を移動可能である。したがって、コイル１３に対して磁性体であるサブコア１４を移動させることで、コイル１３のインダクタンスを変化させることができる。この結果、アンテナ装置１０を所定の共振周波数に調整することができる。さらに、本実施の形態のアンテナ装置１０では、コイル１３の磁束密度はコイルの巻回内領域が巻回外領域より高く、さらに、その巻回内領域でもコア１１の領域内の方がコア１１の領域外より高い。
【００４２】
図３は、コア１１およびコイル１３の配置位置と磁束密度との関係を説明するための概略図である。図３において、コア１１はコイル１３の巻回領域内に位置している。コイル１３の巻回領域外の範囲を“Ａ”とし、コイル１３の巻回領域内で、かつコア１１の配置されていない領域の範囲を“Ｂ”とし、さらにコイル１３の巻回領域内で、かつコア１１の配置されている領域の範囲を“Ｃ”としたとき、磁束密度は、Ａ＜Ｂ＜Ｃの順で大きくなる。
【００４３】
また、範囲“Ａ”と範囲“Ｂ”との境界を“Ｄ”とし、範囲“Ｂ”と範囲“Ｃ”との境界を“Ｅ”とし、さらに範囲“Ｃ”と範囲“Ａ”との境界を“Ｆ”としたとき、磁束密度の変化の度合は、一般にＤ＜Ｅ＜Ｆの順で大きくなる。なお、この磁束密度の変化の度合いは、磁性体の透磁率等に依存する。
【００４４】
したがって、本実施の形態のアンテナ装置１０では、共振周波数の調整はサブコア１４をコア１１の凹部１２とケース１９の第２の凹部１９Ｄとの平面上で適当に移動させることで容易に行うことができる。例えば、図１では、サブコア１４の左側の端部がコイル１３の巻回領域内で、かつコア１１とは重ならない位置に、また右側の端部がコイル１３の巻回領域外に位置するように、サブコア１４が第２の凹部１９Ｄ上に配置されている。すなわち、この場合には、アンテナ装置１０は、サブコア１４を図３で示す範囲“Ｂ”の領域に位置させたことになる。この配置により、所定の共振周波数に調整することができたことになる。このように共振周波数を調整した後、例えばシリコーン樹脂等の封止剤（図示せず）を塗布して固定すれば、その後サブコア１４が動くことがなく、衝撃等の外力が作用しても共振周波数の変動を生じないようにできる。
【００４５】
なお、この共振周波数の調整時に、サブコア１４を範囲“Ｂ”または範囲“Ｃ”の範囲内だけを移動させた場合でも、コイル１３のインダクタンスを大きく変化させることができる。したがって、共振周波数の調整範囲を広げることができる。これは、この範囲内の場合には、サブコア１４をコイル１３の巻回領域内の磁束密度の高い範囲を移動させていることによる。
【００４６】
また、サブコア１４をコイル１３の巻回領域の外方にも移動させた場合、つまり、サブコア１４を図３で示す境界“Ｄ”や境界“Ｆ”あるいは境界“Ｅ”に跨って移動させた場合には、さらにインダクタンスの変化量を大きくすることができる。これは、以下の理由による。すなわち、コイル１３の巻回領域内の範囲“Ｂ”や範囲“Ｃ”の間だけを移動させる場合に比べて、この場合には磁束密度の変化の大きい箇所をサブコア１４が移動することによる。この結果、サブコア１４の移動量に対するインダクタンスの変化量を大きくでき、サブコア１４を少し移動させるだけで共振周波数を大きく変化させることができる。
【００４７】
さらに、コイル１３は設定した領域が狭ピッチ、すなわち密に巻回されているが、コア１１をコイル１３のこの密に巻回した領域まで延伸してもよい。このようにすれば、図３に示す境界“Ｅ”が範囲“Ｂ”の領域に位置することになる。このような構成とすることにより、範囲“Ｂ”の磁束密度を大きくでき、共振周波数の調整時にサブコア１４を範囲“Ｂ”で移動させた場合の共振周波数の変化をさらに大きくすることができる。
【００４８】
そして、所定の共振周波数の調整を行う場合に、この磁束密度の変化の度合の違いを利用すると、必要とする調整範囲の大きさに応じてサブコア１４の最適な移動箇所を選択することができる。例えば、±１％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が最小の境界“Ｄ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。また、±３％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が中間の境界“Ｅ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。あるいは、±５％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が最大の境界“Ｆ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。このように調整範囲の大きさに応じてサブコア１４の移動箇所を選択することができる。
【００４９】
また、このコイル１３の磁束密度は、これらの範囲の中でもコイル１３が密集して巻回された領域が密集していない領域より高い。したがって、図１で示したように、サブコア１４をコイル１３が密集して巻回された方向から挿入して移動させる場合の方が、コイル１３が密集して巻回されていない方向から挿入して移動させる場合よりも、コイル１３のインダクタンスを速く、かつ大きく変化させることができる。したがって、共振周波数の調整をより短時間に行うことができる。
【００５０】
このように本実施の形態のアンテナ装置１０は、コア１１、このコア１１を含むケース１９の外周領域に一定の範囲にわたって巻回されたコイル１３、および移動可能なサブコア１４を含む構成である。そして、共振周波数の調整を完了した後は、樹脂によりサブコア１４を固定している。したがって、サブコア１４を移動させて共振周波数を調整した後には、固定するので車両等に搭載してもサブコア１４が動くことがない。
【００５１】
このように構成されたアンテナ装置１０は、ケース１９の筒部１９Ｂ内に突出した接続端子１６Ｂ、１８Ｂが、車両内の内部通信装置である電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００５２】
以下、本実施の形態のアンテナ装置１０を用いた通信システムについて説明する。
【００５３】
図４は、本実施の形態にかかるアンテナ装置１０を用いて構成する通信システムの概念図であり、車両５０のドア５１の施解錠をワイヤレス方式で行うためものである。図５は、車両５０のドアハンドル固定部２６の近傍を車室外側からみた正面図である。また、図６は、このドアハンドル固定部２６の近傍の側面図である。さらに、図７は、このドアハンドル固定部２６の近傍を背面側、すなわち車室内側から見た図であり、内装材等は除去した状態を示している。
【００５４】
これらの図において、ドアハンドル固定部２６は、車両５０の運転席側や助手席側等のドア５１に設けられた開口部５１Ａに取り付けられている。このドアハンドル固定部２６は、図５および図６からわかるようにドア５１の開口部５１Ａより大きな形状を有しており、開口部５１Ａの所定の位置に取り付けられ、その上部に設けられた取付け部４５によりドア５１の車室内側で固定されている。そして、このドアハンドル固定部２６は、ドアハンドル２７を装着するように構成されている。なお、このドアハンドル固定部２６は、ポリブチレンテレフタレート等の誘電体樹脂により形成されている。
【００５５】
ドアハンドル２７はドアハンドル固定部２６に取り付けられている。運転者がドアハンドル２７を手前に引くと、ドア５１を開くことができる。このドアハンドル２７は、金属又はポリブチレンテレフタレート等の誘電体樹脂、あるいはこのような樹脂の表面に金属メッキが施されたもので形成されている。
【００５６】
電磁波を送受信して外部との通信を行うためのアンテナ装置１０は、ドアハンドル固定部２６の背面、すなわち車室内側の所定の箇所にネジ４６等によって取付けられている。
【００５７】
さらに、外部通信装置５６は、このアンテナ装置１０と双方向に通信を行い、車両５０に固有のコード等を送信するためのその車両５０に固有の通信装置である。この外部通信装置５６は、運転者が車両５０から離れたときにも持ち運びが可能なように小型で、携帯に適した形状、例えばカード状とされている。さらに、アンテナ装置１０は、上記したように車両５０内に設置されている内部通信装置である電子回路（図示せず）に接続されており、この電子回路により外部通信装置５６から送信された情報を処理し、車両５０に固有のコードであるかどうかの判断を行い、施錠または解錠操作を行う。
【００５８】
本実施の形態の通信システムは、この外部通信装置５６、アンテナ装置１０およびこのアンテナ装置１０にコネクタ４８を介してリード線４７によって接続され、車室内に配設されている内部通信装置である電子回路（図示せず）が組み合わされて構成されている。
【００５９】
このような通信システムにおいて、電子回路から外部通信装置５６（例えば、携帯カード）へ認証コードを送信要求する信号を定期的に出力し、アンテナ装置１０がこの信号を所定の共振周波数の電磁波に変換して送信する。そして、外部通信装置５６がこの電磁波を受信すると、外部通信装置５６が認証コードの信号を電磁波に変換して送信し、アンテナ装置１０がこの電磁波を受信し、電子回路がこの受信信号の認証コードの照合を行い、ドア５１の施解錠が行われるように構成されている。
【００６０】
アンテナ装置１０をドアハンドル固定部２６に取り付ける場合、図６に示すようにドア５１の開口部５１Ａに取り付けられたドアハンドル固定部２６のアンテナ装置１０の取り付け面２６Ａを基準として取り付ける。しかし、これらの取り付け位置がずれると共振周波数のズレが生じる。この共振周波数のズレを補正するか、あるいはズレの許容値内に配置することが要求される。
【００６１】
例えば、図８は、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の前後方向であるＸ方向の取り付け位置を変化させたときのアンテナ装置１０の電気特性を求めた結果を示す図である。なお、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置は、図６に示すドアハンドル固定部２６の取付け面２６Ａを基準（原点）として、この取付け面２６Ａに対して垂直な線１００に沿って車室内側を＋Ｙ方向、ドア５１側を−Ｙ方向と規定している。図８では、図６に示す原点（０点）から取り付け位置までの距離をＹ方向距離と表示している。
【００６２】
また、車両５０のＸ方向におけるアンテナ装置１０の取り付け位置は、図７に示すようにドアハンドル固定部２６の鉛直方向の中心線１２０を基準（原点）として、車両５０の前方向を＋Ｘ方向、後方向を−Ｘ方向と規定している。図８では、これを中心からの距離として横軸に表示している。なお、縦軸は、アンテナ装置１０の共振周波数ｆ0からのズレ量を示している。
【００６３】
図８からわかるように、アンテナ装置１０の取り付け位置により共振周波数にずれが生じる。しかし、本実施の形態のアンテナ装置１０の場合には、このズレをサブコア１４の移動により調整することができる。
【００６４】
さらに、図９は、上記Ｙ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両５０の上下方向であるＺ方向の取り付け位置を変化させてアンテナ装置１０の電気特性を求めた結果を示す図である。なお、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置についての規定は上記と同じである。車両５０のＺ方向におけるアンテナ装置１０の取り付け位置は、図７に示すようにドアハンドル固定部２６の水平方向の中心線１１０を基準（原点）として、車両５０の上方向を＋Ｚ方向、下方向を−Ｚ方向と規定している。図９では、これを中心からの距離として横軸に表示している。なお、縦軸は、アンテナ装置１０の共振周波数ｆ0からのズレ量を示している。
【００６５】
図９からわかるように、アンテナ装置１０の取り付け位置により共振周波数にずれが生じる。しかし、本実施の形態のアンテナ装置１０の場合には、このズレをサブコア１４の移動により調整することができる。
【００６６】
図８および図９からわかるように、Ｘ方向の中心からの距離あるいはＹ方向の中心からの距離が変化すると、共振周波数ｆ0からのズレが生じる。このようなズレに対して、アンテナ装置１０のサブコア１４を適当に移動させていくことにより共振周波数を調整することができる。
【００６７】
図１０は、本実施の形態にかかる変形例のアンテナ装置２０の構成を説明するための斜視図である。この変形例のアンテナ装置２０は、図１に示したアンテナ装置１０において、ケース１９に設けた第１の凹部１９Ｃおよび第２の凹部１９Ｄと同様の形状を有する第３の凹部２９Ｃおよび第４の凹部２９Ｄを有するサブケース２９を用いていることが特徴である。このサブケース２９にコア１１およびサブコア１４が嵌合され、さらにサブケース２９の外周領域にコイル２３が巻回されている。このような構成からなるサブケース２９を、ケース３０の窪み部３０Ａに収納して、本変形例のアンテナ装置２０が構成されている。このようにすることで、コイル２３の破損を防止できる。
【００６８】
収納後に、この窪み部３０Ａをシリコーン樹脂等の封止剤（図示せず）で封止することで、このアンテナ装置２０を防水性の高いものにでき、かつ衝撃等によりサブコア１４が初期位置からずれることを防止できる。
【００６９】
このような構成のアンテナ装置２０においても、サブコア１４を適当に移動させることで容易に共振周波数の調整が可能である。
【００７０】
なお、以上の説明では、サブコアをコアやケースの上面に形成された凹部上を移動させるものとして説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、コアやケースの略中心に角柱状の穴を形成し、この穴の中でサブコアを移動させてもよい。あるいは、側面や下面に凹部を形成し、この凹部上を移動させても同様な効果を得ることができる。
【００７１】
また、コアやケースの上面に凹部を形成せずに、このコアの側面や下面の所定の箇所に接着剤を塗布する等によってコイルを固定した後、このコイルとコアの外周の隙間にサブコアを移動させる構成としてもよい。
【００７２】
そして、以上の説明では、ケースの外周領域に狭ピッチで巻回する領域を設けたが、巻回ピッチを同じとして同一個所に重ねて巻回してもよい。
【００７３】
また、コアおよびサブコアがＮｉ系フェライトからなる磁性体で形成されたものとしたが、これに限定されない。例えば、コアおよびサブコアの少なくとも一方をＭｎ系フェライトからなる磁性体としてもよい。Ｍｎ系フェライトからなる磁性体は、Ｎｉ系フェライトからなる磁性体に比べて透磁率が高く、磁界を大きく変えることができる。したがって、コイルのインダクタンスをさらに大きく変化させることができ、共振周波数の調整範囲を更に広くできる。
【００７４】
さらに、磁力の強いネオジウム（Ｎｄ）やサマリウム（Ｓｍ）等の希土類で形成された磁性体としても良い。また、フェライト等の磁性体の粉末をプラスチックに混合した、いわゆるプラスチックマグネットで形成された磁性体としても良い。
【００７５】
そして、以上の説明では、車両に外部通信装置とアンテナ装置の両方が送受信を行う双方向の通信システムとして説明したが、これに限定されない。例えば、車両のドアの鍵穴に挿入してドアの施解錠を行うその車両に固有の鍵と外部通信装置とが一体となった通信手段つきキーを用いてもよい。この通信手段つきキーの送信釦を車両の運転者が押圧して、この通信手段つきキーの送信部から固有の認証コードの電磁波を送信し、アンテナ装置がこれを受信して車両のドアの施解錠を行う単方向の通信システムとしても良い。
【００７６】
このように、本発明によれば、線状導体が巻回されたコイル等から形成されるアンテナ装置を車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取付け、このアンテナ装置と車室内に設けた電子回路および外部通信装置により通信システムを構成している。この構成により、折り畳まれることの多いミラー可動部にアンテナ装置が装着される場合と異なり、アンテナ装置の向きが一定であり、指向性が一定に保持される。さらに、取り付け位置によりアンテナ装置の共振周波数がずれても容易に調整できるので、生産性を向上できる。したがって、運転者が遠隔制御を車両との所定の範囲内で確実に行うことができる。
【００７７】
さらに、運転者がドアハンドルを手前に引いて離したときに、ドアハンドルがドアハンドル固定部にあたる等、ドアハンドルが動くことにより生じる衝撃や振動を、ドアハンドルに取付ける場合に比べてアンテナ装置に伝わり難くすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムは、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えることから、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行う車両用の通信システム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施の形態にかかるアンテナ装置の斜視図
【図２】同実施の形態にかかるアンテナ装置の回路図
【図３】同実施の形態にかかるアンテナ装置において、コアおよびコイルの配置位置と磁束密度との関係を説明するための概略図
【図４】同実施の形態にかかるアンテナ装置を用いて構成する通信システムの概念図
【図５】同実施の形態における車両のドアハンドル固定部の近傍を車室外側から見た正面図
【図６】同実施の形態におけるドアハンドル固定部の近傍の側面図
【図７】同実施の形態におけるドアハンドル固定部の近傍を背面側、すなわち車室内側から見た図
【図８】同実施の形態において、アンテナ装置のＹ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の前後方向であるＸ方向の取り付け位置を変化させたときのアンテナ装置の電気特性を求めた結果を示す図
【図９】同実施の形態において、Ｙ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の上下方向であるＺ方向の取り付け位置を変化させてアンテナ装置の電気特性を求めた結果を示す図
【図１０】同実施の形態にかかる変形例のアンテナ装置の構成を説明するための斜視図
【図１１】車両のドアの施解錠をワイヤレス方式で行うための従来の一般的な通信システムの概念図
【図１２】ミラーを装着するためのミラー固定部の内部に取り付けるアンテナ装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００８０】
６ 電子部品
６Ａ，９００ コンデンサ
６Ｂ，１１０ 抵抗器
１０，２０，５２ アンテナ装置
１１，１００ コア
１２ 凹部
１３，２３，３００ コイル
１４ サブコア
１５，１６，１７，１８ 導電片
１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａ 電極端子
１６Ｂ，１８Ｂ 接続端子
１９，３０，４００ ケース
１９Ａ 窪み部
１９Ｂ 筒部
１９Ｃ 第１の凹部
１９Ｄ 第２の凹部
２６ ドアハンドル固定部
２６Ａ 取付け面
２７ ドアハンドル
２９ サブケース
２９Ｃ 第３の凹部
２９Ｄ 第４の凹部
３０Ａ 窪み部
４５ 取付け部
４６ ネジ
４７ リード線
４８ コネクタ
５０ 車両
５１ ドア
５１Ａ 開口部
５３ ミラー固定部
５４ ミラー可動部
５６ 外部通信装置
１００ 線
１１０，１２０ 中心線
２００ ボビン
２２０ 樹脂
５００，６００ リード端子
【０００１】
本発明は、共振周波数の調整が可能なアンテナ装置に関し、特に車両のドアの施解錠を遠隔制御で行う車両用のアンテナ装置と、これを用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のドアの施解錠を遠隔制御で行うワイヤレス方式のドア施解錠方式が普及してきており、このため車両用のアンテナ装置とこれを用いた通信システムが使用されてきている。このようなワイヤレス方式においては、運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えるアンテナ装置と、これを用いた通信システムが求められている。
【０００３】
このようなワイヤレス方式に用いる従来の車両用のアンテナ装置およびこれを用いた通信システムについて、図１１および図１２を用いて説明する。
【０００４】
図１１は、車両５０のドア５１の施解錠をワイヤレス方式で行うための従来の一般的な通信システムの概念図である。電波を送受信して外部との通信を行うアンテナ装置５２がミラー可動部５４に内蔵されている。ミラー可動部５４は、車両５０のドア５１に設けられたミラー固定部５３に取り付けられている。このミラー可動部５４は、運転者が車内のスイッチを操作して自動的に開閉する構成や、運転者がミラー可動部５４を手動により直接操作して開閉する構成となっている。
【０００５】
外部通信装置５６は、このアンテナ装置５２と双方向に通信を行い、車両５０に固有のコード等を送信するためのその車両５０に固有の通信装置である。この外部通信装置５６は、運転者が車両５０から離れたときにも携帯可能な形状、例えばカード状に形成されている。
【０００６】
さらに、アンテナ装置５２は、車両５０内に設置されている内部通信装置の電子回路（図示せず）に接続されており、この電子回路により外部通信装置５６から送信された情報を処理し、車両５０に固有のコードであるかどうかの判断を行い、施解錠操作を行う。通信システムは、外部通信装置５６、アンテナ装置５２および電子回路が組み合わされて構成されている。
【０００７】
また、アンテナ装置５２は、フェライト製のコア、このコアが内部に挿入された中空のボビン、このボビンの外周に巻回されたコイル、コンデンサおよび抵抗器等から形成されている。そして、これらのコイルやコンデンサ、抵抗器が各々直列に接続され、この両端部が電子回路に電気的に接続されて、直列共振回路が形成されている。なお、これらについては図示していない。
【０００８】
以上の構成により、車両５０のドア５１が全て閉じられ、運転者が車両５０から離れた状態で、外部通信装置５６から電波が送信されると、これをアンテナ装置５２が受信して、電子回路が固有の認証コードの照合を行い、ドア５１の施解錠を行う。
【０００９】
しかしながら、上記従来のアンテナ装置５２およびこれを用いた通信システムにおいては、車両５０の運転者がミラー可動部５４を折り畳んだ場合、ミラー可動部５４に内蔵されたアンテナ装置５２の向きが変わる。この結果、アンテナ装置５２の指向性が変化するため、運転者が車両５０との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えない場合が発生する。
【００１０】
これに対して、例えばミラーを装着するためのミラー固定部の内部にアンテナ装置を取付けた構成が、特開２００４−３６４２３１号公報に示されている。このアンテナ装置の構成を図１２に示す。このアンテナ装置は、誘電体樹脂製の中空のボビン２００の外周領域に線状導体が巻回されてコイル３００が形成されており、ボビン２００の内側にはフェライト製のコア部１００が挿入されている。
【００１１】
ケース４００は、コイル３００、コンデンサ９００および抵抗器１１０等を収納するとともに、これらは所定の配線によりそれぞれ接続されている。さらに、このケース４００には、薄板状の導体製のリード端子５００、６００がインサート成形されている。また、ケース４００内のコイル３００、コア１００、ボビン２００、コンデンサ９００、抵抗器１１０およびリード端子５００、６００以外の部分については、シリコーン等の樹脂２２０が充填されている。
【００１２】
このアンテナ装置は、コイル３００、コンデンサ９００および抵抗器１１０が直列に接続され、両端部にリード端子５００、６００が設けられた回路構成を有している。また、このリード端子５００、６００が車両本体内に配設された内部通信装置である電子回路に電気的に接続されて、直列共振回路が形成されている。
【００１３】
このアンテナ装置は、車両のミラー固定部に取り付けられているので、運転者がドアミラーの可動部を折り畳んでもミラー固定部は動かない。したがって、ミラー固定部内のアンテナ装置の向きは変わらないため、折り畳みの前後でこのアンテナ装置の指向性は変わらない。
【００１４】
しかし、アンテナ装置の指向性は、取付け位置を中心にして広がる特性を有している。運転者は遠隔制御を行う場合に、ミラー固定部よりもドアハンドルを注視して行動することが多い。したがって、ミラー固定部の内部に取付けた場合、運転者の行動特性からアンテナ装置の良好な指向性を得難い。
【００１５】
一方、特開平９-１２５７７６号公報では、降車時に運転者が車両の近くにいてもドアを確実に自動的に施錠することができ、かつ識別コードの秘匿性を充分向上できるワイヤレスドア施開錠装置が開示されている。この装置は、外部通信装置を起動するための信号を送信するとともに外部通信装置から送信された識別コードを含んだ信号を受信するアンテナ装置を備えている。さらに、このアンテナ装置により受信した受信信号に基づいてドアを施解錠するドアロック制御手段を備えている。また、ドアに設けられた樹脂製のドアアウタハンドルも備えている。そして、上記アンテナ装置をドアアウタハンドルの近傍に設けるとともに、アンテナ装置と外部通信装置との通信距離を５０ｃｍ以下となるように設定した構成としている。なお、この従来例では、アンテナ装置を取り付ける具体的な位置はドアアウタハンドルの車内側である。
【００１６】
上記従来例では、アンテナ装置と外部通信装置との通信距離を５０ｃｍ以下としているので運転者はこの距離まで接近しなければ操作ができない。また、ドアアウタハンドルの近傍の場合には、運転者がドアアウタハンドルを操作したときの動きによる衝撃や振動を受けやすく、動作信頼性に不安がある。
【００１７】
さらに、車両に取り付けて使用する場合、取り付け位置によりアンテナ装置の共振周波数がずれるため、このズレを調整することが要求される。しかしながら、従来のアンテナ装置では、この調整を簡単に、かつ精度よく行えるアンテナ装置はなかった。
【００１８】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えるアンテナ装置、およびこれを用いることにより運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行える通信システムを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明のアンテナ装置は、磁性体で形成されたコアと、このコアおよび上記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、コイルの内周領域で、かつコイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアとを含む構成からなる。さらに、サブコアをコイルの巻回領域外にも移動可能に装着してもよい。
【００２０】
このような構成とすることにより、アンテナ装置の共振周波数のズレを容易に調整することができる。
【００２１】
上記構成において、コアとサブコアとを収納するケースをさらに有し、上記コアはケースに設けられた第１の凹部に嵌合され、かつ第１の凹部と平行な方向に凹部を有し、コイルはコアとサブコアとを収納するケースの外周領域に形成されており、サブコアはコアに設けられた凹部およびこの凹部と同一平面に形成されたケースの第２の凹部に移動可能な状態で嵌合されて共振周波数の調整を行う構成としてもよい。
【００２２】
このような構成とすることにより、共振周波数を広い範囲にわたって調整することができる。
【００２３】
さらに、上記構成において、ケースがサブケースであり、コア、サブコアおよびコイルを収納した上記サブケースがさらに全体を収納する別のケースに収納されている構成としてもよい。このような構成とすることにより、アンテナ装置を車両の所定の個所等に取り付けるときにコアを損傷することがなくなる。
【００２４】
さらに、上記構成において、コイルは設定された領域が他の領域に比べて狭ピッチに巻回されていてもよい。また、コアおよびサブコアの少なくとも一方がマンガン（Ｍｎ）系フェライトからなる磁性体で形成されていてもよい。このような構成とすることにより、共振周波数をより広い範囲で調整することができる。
【００２５】
さらに、上記構成において、サブコアを固定する樹脂がさらに設けられていてもよい。このような構成とすることにより、サブコアを移動させて共振周波数を調整した後には、サブコアを固定できるので、車両等に取り付けた場合でもサブコアがずれて共振周波数が変動することを防止できる。
【００２６】
また、本発明の通信システムは、車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取り付けたアンテナ装置と、このアンテナ装置と接続され、車室内に配設されている内部通信装置と、アンテナ装置を介して内部通信装置と通信を行う外部通信装置とを有し、上記アンテナ装置は磁性体で形成されたコアと、このコアおよびコアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、コイルの内周領域で、かつコイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアとを含む構成からなる。さらに、サブコアを固定する樹脂を設けていてもよい。
【００２７】
このような構成とすることにより、アンテナ装置の指向性が一定となり、運転者が車両との所定の範囲内で確実に遠隔制御を行うことができる。さらに、アンテナ装置を取り付けるときに、取り付け位置に対応して共振周波数を調整しておくことができる。したがって、取り付け後の共振周波数のバラツキを抑制することができる。また、サブコアを移動させて共振周波数の調整を行った後、樹脂により固定すれば衝撃等の外力を受けてもアンテナ装置の共振周波数の変動を防止できる。
【００２８】
以上のように本発明によれば、運転者が車両に対して所定の範囲内で確実に遠隔制御を行えるアンテナ装置および、これを用いた通信システムを得ることができる。この結果、車両のドアの施解錠を遠隔制御により一定の距離から確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムは、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えることから、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行う車両用の通信システム等に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施の形態のアンテナ装置およびこのアンテナ装置を用いた通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００３１】
図１は、本実施の形態にかかるアンテナ装置１０の斜視図である。Ｎｉ系フェライト製で、その透磁率が１５００の磁性体で形成された角柱状のコア１１の上面に、図示するように凹部１２がコア１１の長手方向の全面わたって形成されている。
【００３２】
ケース１９は、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート等の耐熱性樹脂からなる。このケース１９には、ほぼ中央にコア１１を嵌め込むように収納するための第１の凹部１９Ｃが設けられている。さらに、コア１１が第１の凹部１９Ｃに収納されたときに、コア１１の凹部１２の表面と同一面を形成する第２の凹部１９Ｄが第１の凹部１９Ｃに連続して設けられている。この第２の凹部１９Ｄには、サブコア１４が挿入されている。なお、サブコア１４は、コア１１と同様のＮｉ系フェライト製の磁性体で形成された角柱状からなる。
【００３３】
コイル１３は、コア１１が収納されている領域からサブコア１４の領域のケース１９の外周領域に、ポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した銅線を巻回して構成されている。図１からわかるように、コア１１の領域よりもサブコア１４の領域側が狭ピッチで巻回されている。
【００３４】
なお、サブコア１４は、ケース１９の第２の凹部１９Ｄに挿入された状態でコイル１３の巻回内領域およびこの領域外まで移動可能に装着されている。すなわち、ケース１９の第２の凹部１９Ｄとコア１１の凹部１２とは同一平面であるので、この平面上で移動可能である。ただし、移動させて共振周波数の調整を行った後には、樹脂により固定する。
【００３５】
また、ケース１９には、板状で銅合金等からなる複数の導電片１５、１６、１７、１８がインサート成形により設けられている。これらの導電片１５、１６、１７、１８のうち、導電片１５の一方の端部には、コイル１３を構成する銅線の一方の端部が高温半田またはカシメによって接続されている。この導電片１５の他方の端部は電極端子１５Ａとして、ケース１９の窪み部１９Ａの底面に露出するように配置されている。この電極端子１５Ａ上に、抵抗器６Ｂの一方の電極がクリーム半田等によって実装されている。
【００３６】
さらに、導電片１６の一方の端部は電極端子１６Ａとして、導電片１５と同様に窪み部１９Ａの底面に露出するように配置されている。この電極端子１６Ａ上に、抵抗器６Ｂの他方の電極が実装されている。さらに、導電片１６の他方の端部は接続端子１６Ｂとして、ケース１９の筒部１９Ｂの内部に突出するように配置されている。
【００３７】
さらに、導電片１７の一方の端部には、コイル１３を構成する銅線の他方の端部が接続されている。この導電片１７の他方の端部は電極端子１７Ａとして、導電片１５および導電片１６と同様に窪み部１９Ａに露出するように配置されている。また、導電片１８の一方の端部は電極端子１８Ａとして、導電片１７と同様に窪み部１９Ａに露出し、かつ電極端子１７Ａに対向する位置に配置されている。この導電片１８の他方の端部は接続端子１８Ｂとして、ケース１９の筒部１９Ｂの内部に突出するように配置されている。また、導電片１７の電極端子１７Ａと導電片１８の電極端子１８Ａには、コンデンサ６Ａが実装されている。
【００３８】
図２は、このアンテナ装置１０の回路図である。この図からわかるように、本実施の形態のアンテナ装置１０は、コイル１３、抵抗器６Ｂおよびコンデンサ６Ａが直列に接続されており、直列共振回路を構成している。
【００３９】
なお、コンデンサ６Ａおよび抵抗器６Ｂからなる電子部品６が実装される導電片１５、１６、１７、１８には、例えば錫等のメッキが施されており、半田付け等が容易に行えるように構成されている。
【００４０】
ところで、一般に、このような構成からなるアンテナ装置は、コンデンサの容量値やコイルのインダクタンス等のばらつきにより、共振周波数のばらつきが生じ易い。さらに、一般にコイルの磁束分布は、コイルに磁性体を近づけると磁界が変わるため変化し、その変化に伴ってコイルのインダクタンスも変化する。その変化量は、コイルの磁束密度の高い領域に磁性体を近づける程大きくなる。
【００４１】
本実施の形態のアンテナ装置１０では、サブコア１４はコア１１の凹部１２とケース１９の第１の凹部１９Ｃの面上を移動可能である。したがって、コイル１３に対して磁性体であるサブコア１４を移動させることで、コイル１３のインダクタンスを変化させることができる。この結果、アンテナ装置１０を所定の共振周波数に調整することができる。さらに、本実施の形態のアンテナ装置１０では、コイル１３の磁束密度はコイルの巻回内領域が巻回外領域より高く、さらに、その巻回内領域でもコア１１の領域内の方がコア１１の領域外より高い。
【００４２】
図３は、コア１１およびコイル１３の配置位置と磁束密度との関係を説明するための概略図である。図３において、コア１１はコイル１３の巻回領域内に位置している。コイル１３の巻回領域外の範囲を“Ａ”とし、コイル１３の巻回領域内で、かつコア１１の配置されていない領域の範囲を“Ｂ”とし、さらにコイル１３の巻回領域内で、かつコア１１の配置されている領域の範囲を“Ｃ”としたとき、磁束密度は、Ａ＜Ｂ＜Ｃの順で大きくなる。
【００４３】
また、範囲“Ａ”と範囲“Ｂ”との境界を“Ｄ”とし、範囲“Ｂ”と範囲“Ｃ”との境界を“Ｅ”とし、さらに範囲“Ｃ”と範囲“Ａ”との境界を“Ｆ”としたとき、磁束密度の変化の度合は、一般にＤ＜Ｅ＜Ｆの順で大きくなる。なお、この磁束密度の変化の度合いは、磁性体の透磁率等に依存する。
【００４４】
したがって、本実施の形態のアンテナ装置１０では、共振周波数の調整はサブコア１４をコア１１の凹部１２とケース１９の第２の凹部１９Ｄとの平面上で適当に移動させることで容易に行うことができる。例えば、図１では、サブコア１４の左側の端部がコイル１３の巻回領域内で、かつコア１１とは重ならない位置に、また右側の端部がコイル１３の巻回領域外に位置するように、サブコア１４が第２の凹部１９Ｄ上に配置されている。すなわち、この場合には、アンテナ装置１０は、サブコア１４を図３で示す範囲“Ｂ”の領域に位置させたことになる。この配置により、所定の共振周波数に調整することができたことになる。このように共振周波数を調整した後、例えばシリコーン樹脂等の封止剤（図示せず）を塗布して固定すれば、その後サブコア１４が動くことがなく、衝撃等の外力が作用しても共振周波数の変動を生じないようにできる。
【００４５】
なお、この共振周波数の調整時に、サブコア１４を範囲“Ｂ”または範囲“Ｃ”の範囲内だけを移動させた場合でも、コイル１３のインダクタンスを大きく変化させることができる。したがって、共振周波数の調整範囲を広げることができる。これは、この範囲内の場合には、サブコア１４をコイル１３の巻回領域内の磁束密度の高い範囲を移動させていることによる。
【００４６】
また、サブコア１４をコイル１３の巻回領域の外方にも移動させた場合、つまり、サブコア１４を図３で示す境界“Ｄ”や境界“Ｆ”あるいは境界“Ｅ”に跨って移動させた場合には、さらにインダクタンスの変化量を大きくすることができる。これは、以下の理由による。すなわち、コイル１３の巻回領域内の範囲“Ｂ”や範囲“Ｃ”の間だけを移動させる場合に比べて、この場合には磁束密度の変化の大きい箇所をサブコア１４が移動することによる。この結果、サブコア１４の移動量に対するインダクタンスの変化量を大きくでき、サブコア１４を少し移動させるだけで共振周波数を大きく変化させることができる。
【００４７】
さらに、コイル１３は設定した領域が狭ピッチ、すなわち密に巻回されているが、コア１１をコイル１３のこの密に巻回した領域まで延伸してもよい。このようにすれば、図３に示す境界“Ｅ”が範囲“Ｂ”の領域に位置することになる。このような構成とすることにより、範囲“Ｂ”の磁束密度を大きくでき、共振周波数の調整時にサブコア１４を範囲“Ｂ”で移動させた場合の共振周波数の変化をさらに大きくすることができる。
【００４８】
そして、所定の共振周波数の調整を行う場合に、この磁束密度の変化の度合の違いを利用すると、必要とする調整範囲の大きさに応じてサブコア１４の最適な移動箇所を選択することができる。例えば、±１％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が最小の境界“Ｄ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。また、±３％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が中間の境界“Ｅ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。あるいは、±５％の範囲内で調整を行う時には、磁束密度の変化の度合が最大の境界“Ｆ”にサブコア１４を跨らせて移動させる。このように調整範囲の大きさに応じてサブコア１４の移動箇所を選択することができる。
【００４９】
また、このコイル１３の磁束密度は、これらの範囲の中でもコイル１３が密集して巻回された領域が密集していない領域より高い。したがって、図１で示したように、サブコア１４をコイル１３が密集して巻回された方向から挿入して移動させる場合の方が、コイル１３が密集して巻回されていない方向から挿入して移動させる場合よりも、コイル１３のインダクタンスを速く、かつ大きく変化させることができる。したがって、共振周波数の調整をより短時間に行うことができる。
【００５０】
このように本実施の形態のアンテナ装置１０は、コア１１、このコア１１を含むケース１９の外周領域に一定の範囲にわたって巻回されたコイル１３、および移動可能なサブコア１４を含む構成である。そして、共振周波数の調整を完了した後は、樹脂によりサブコア１４を固定している。したがって、サブコア１４を移動させて共振周波数を調整した後には、固定するので車両等に搭載してもサブコア１４が動くことがない。
【００５１】
このように構成されたアンテナ装置１０は、ケース１９の筒部１９Ｂ内に突出した接続端子１６Ｂ、１８Ｂが、車両内の内部通信装置である電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００５２】
以下、本実施の形態のアンテナ装置１０を用いた通信システムについて説明する。
【００５３】
図４は、本実施の形態にかかるアンテナ装置１０を用いて構成する通信システムの概念図であり、車両５０のドア５１の施解錠をワイヤレス方式で行うためものである。図５は、車両５０のドアハンドル固定部２６の近傍を車室外側からみた正面図である。また、図６は、このドアハンドル固定部２６の近傍の側面図である。さらに、図７は、このドアハンドル固定部２６の近傍を背面側、すなわち車室内側から見た図であり、内装材等は除去した状態を示している。
【００５４】
これらの図において、ドアハンドル固定部２６は、車両５０の運転席側や助手席側等のドア５１に設けられた開口部５１Ａに取り付けられている。このドアハンドル固定部２６は、図５および図６からわかるようにドア５１の開口部５１Ａより大きな形状を有しており、開口部５１Ａの所定の位置に取り付けられ、その上部に設けられた取付け部４５によりドア５１の車室内側で固定されている。そして、このドアハンドル固定部２６は、ドアハンドル２７を装着するように構成されている。なお、このドアハンドル固定部２６は、ポリブチレンテレフタレート等の誘電体樹脂により形成されている。
【００５５】
ドアハンドル２７はドアハンドル固定部２６に取り付けられている。運転者がドアハンドル２７を手前に引くと、ドア５１を開くことができる。このドアハンドル２７は、金属又はポリブチレンテレフタレート等の誘電体樹脂、あるいはこのような樹脂の表面に金属メッキが施されたもので形成されている。
【００５６】
電磁波を送受信して外部との通信を行うためのアンテナ装置１０は、ドアハンドル固定部２６の背面、すなわち車室内側の所定の箇所にネジ４６等によって取付けられている。
【００５７】
さらに、外部通信装置５６は、このアンテナ装置１０と双方向に通信を行い、車両５０に固有のコード等を送信するためのその車両５０に固有の通信装置である。この外部通信装置５６は、運転者が車両５０から離れたときにも持ち運びが可能なように小型で、携帯に適した形状、例えばカード状とされている。さらに、アンテナ装置１０は、上記したように車両５０内に設置されている内部通信装置である電子回路（図示せず）に接続されており、この電子回路により外部通信装置５６から送信された情報を処理し、車両５０に固有のコードであるかどうかの判断を行い、施錠または解錠操作を行う。
【００５８】
本実施の形態の通信システムは、この外部通信装置５６、アンテナ装置１０およびこのアンテナ装置１０にコネクタ４８を介してリード線４７によって接続され、車室内に配設されている内部通信装置である電子回路（図示せず）が組み合わされて構成されている。
【００５９】
このような通信システムにおいて、電子回路から外部通信装置５６（例えば、携帯カード）へ認証コードを送信要求する信号を定期的に出力し、アンテナ装置１０がこの信号を所定の共振周波数の電磁波に変換して送信する。そして、外部通信装置５６がこの電磁波を受信すると、外部通信装置５６が認証コードの信号を電磁波に変換して送信し、アンテナ装置１０がこの電磁波を受信し、電子回路がこの受信信号の認証コードの照合を行い、ドア５１の施解錠が行われるように構成されている。
【００６０】
アンテナ装置１０をドアハンドル固定部２６に取り付ける場合、図６に示すようにドア５１の開口部５１Ａに取り付けられたドアハンドル固定部２６のアンテナ装置１０の取り付け面２６Ａを基準として取り付ける。しかし、これらの取り付け位置がずれると共振周波数のズレが生じる。この共振周波数のズレを補正するか、あるいはズレの許容値内に配置することが要求される。
【００６１】
例えば、図８は、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の前後方向であるＸ方向の取り付け位置を変化させたときのアンテナ装置１０の電気特性を求めた結果を示す図である。なお、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置は、図６に示すドアハンドル固定部２６の取付け面２６Ａを基準（原点）として、この取付け面２６Ａに対して垂直な線１００に沿って車室内側を＋Ｙ方向、ドア５１側を−Ｙ方向と規定している。図８では、図６に示す原点（０点）から取り付け位置までの距離をＹ方向距離と表示している。
【００６２】
また、車両５０のＸ方向におけるアンテナ装置１０の取り付け位置は、図７に示すようにドアハンドル固定部２６の鉛直方向の中心線１２０を基準（原点）として、車両５０の前方向を＋Ｘ方向、後方向を−Ｘ方向と規定している。図８では、これを中心からの距離として横軸に表示している。なお、縦軸は、アンテナ装置１０の共振周波数ｆ0からのズレ量を示している。
【００６３】
図８からわかるように、アンテナ装置１０の取り付け位置により共振周波数にずれが生じる。しかし、本実施の形態のアンテナ装置１０の場合には、このズレをサブコア１４の移動により調整することができる。
【００６４】
さらに、図９は、上記Ｙ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両５０の上下方向であるＺ方向の取り付け位置を変化させてアンテナ装置１０の電気特性を求めた結果を示す図である。なお、アンテナ装置１０のＹ方向の取り付け位置についての規定は上記と同じである。車両５０のＺ方向におけるアンテナ装置１０の取り付け位置は、図７に示すようにドアハンドル固定部２６の水平方向の中心線１１０を基準（原点）として、車両５０の上方向を＋Ｚ方向、下方向を−Ｚ方向と規定している。図９では、これを中心からの距離として横軸に表示している。なお、縦軸は、アンテナ装置１０の共振周波数ｆ0からのズレ量を示している。
【００６５】
図９からわかるように、アンテナ装置１０の取り付け位置により共振周波数にずれが生じる。しかし、本実施の形態のアンテナ装置１０の場合には、このズレをサブコア１４の移動により調整することができる。
【００６６】
図８および図９からわかるように、Ｘ方向の中心からの距離あるいはＹ方向の中心からの距離が変化すると、共振周波数ｆ0からのズレが生じる。このようなズレに対して、アンテナ装置１０のサブコア１４を適当に移動させていくことにより共振周波数を調整することができる。
【００６７】
図１０は、本実施の形態にかかる変形例のアンテナ装置２０の構成を説明するための斜視図である。この変形例のアンテナ装置２０は、図１に示したアンテナ装置１０において、ケース１９に設けた第１の凹部１９Ｃおよび第２の凹部１９Ｄと同様の形状を有する第３の凹部２９Ｃおよび第４の凹部２９Ｄを有するサブケース２９を用いていることが特徴である。このサブケース２９にコア１１およびサブコア１４が嵌合され、さらにサブケース２９の外周領域にコイル２３が巻回されている。このような構成からなるサブケース２９を、ケース３０の窪み部３０Ａに収納して、本変形例のアンテナ装置２０が構成されている。このようにすることで、コイル２３の破損を防止できる。
【００６８】
収納後に、この窪み部３０Ａをシリコーン樹脂等の封止剤（図示せず）で封止することで、このアンテナ装置２０を防水性の高いものにでき、かつ衝撃等によりサブコア１４が初期位置からずれることを防止できる。
【００６９】
このような構成のアンテナ装置２０においても、サブコア１４を適当に移動させることで容易に共振周波数の調整が可能である。
【００７０】
なお、以上の説明では、サブコアをコアやケースの上面に形成された凹部上を移動させるものとして説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、コアやケースの略中心に角柱状の穴を形成し、この穴の中でサブコアを移動させてもよい。あるいは、側面や下面に凹部を形成し、この凹部上を移動させても同様な効果を得ることができる。
【００７１】
また、コアやケースの上面に凹部を形成せずに、このコアの側面や下面の所定の箇所に接着剤を塗布する等によってコイルを固定した後、このコイルとコアの外周の隙間にサブコアを移動させる構成としてもよい。
【００７２】
そして、以上の説明では、ケースの外周領域に狭ピッチで巻回する領域を設けたが、巻回ピッチを同じとして同一個所に重ねて巻回してもよい。
【００７３】
また、コアおよびサブコアがＮｉ系フェライトからなる磁性体で形成されたものとしたが、これに限定されない。例えば、コアおよびサブコアの少なくとも一方をＭｎ系フェライトからなる磁性体としてもよい。Ｍｎ系フェライトからなる磁性体は、Ｎｉ系フェライトからなる磁性体に比べて透磁率が高く、磁界を大きく変えることができる。したがって、コイルのインダクタンスをさらに大きく変化させることができ、共振周波数の調整範囲を更に広くできる。
【００７４】
さらに、磁力の強いネオジウム（Ｎｄ）やサマリウム（Ｓｍ）等の希土類で形成された磁性体としても良い。また、フェライト等の磁性体の粉末をプラスチックに混合した、いわゆるプラスチックマグネットで形成された磁性体としても良い。
【００７５】
そして、以上の説明では、車両に外部通信装置とアンテナ装置の両方が送受信を行う双方向の通信システムとして説明したが、これに限定されない。例えば、車両のドアの鍵穴に挿入してドアの施解錠を行うその車両に固有の鍵と外部通信装置とが一体となった通信手段つきキーを用いてもよい。この通信手段つきキーの送信釦を車両の運転者が押圧して、この通信手段つきキーの送信部から固有の認証コードの電磁波を送信し、アンテナ装置がこれを受信して車両のドアの施解錠を行う単方向の通信システムとしても良い。
【００７６】
このように、本発明によれば、線状導体が巻回されたコイル等から形成されるアンテナ装置を車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取付け、このアンテナ装置と車室内に設けた電子回路および外部通信装置により通信システムを構成している。この構成により、折り畳まれることの多いミラー可動部にアンテナ装置が装着される場合と異なり、アンテナ装置の向きが一定であり、指向性が一定に保持される。さらに、取り付け位置によりアンテナ装置の共振周波数がずれても容易に調整できるので、生産性を向上できる。したがって、運転者が遠隔制御を車両との所定の範囲内で確実に行うことができる。
【００７７】
さらに、運転者がドアハンドルを手前に引いて離したときに、ドアハンドルがドアハンドル固定部にあたる等、ドアハンドルが動くことにより生じる衝撃や振動を、ドアハンドルに取付ける場合に比べてアンテナ装置に伝わり難くすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムは、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行えることから、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行う車両用の通信システム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施の形態にかかるアンテナ装置の斜視図
【図２】同実施の形態にかかるアンテナ装置の回路図
【図３】同実施の形態にかかるアンテナ装置において、コアおよびコイルの配置位置と磁束密度との関係を説明するための概略図
【図４】同実施の形態にかかるアンテナ装置を用いて構成する通信システムの概念図
【図５】同実施の形態における車両のドアハンドル固定部の近傍を車室外側から見た正面図
【図６】同実施の形態におけるドアハンドル固定部の近傍の側面図
【図７】同実施の形態におけるドアハンドル固定部の近傍を背面側、すなわち車室内側から見た図
【図８】同実施の形態において、アンテナ装置のＹ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の前後方向であるＸ方向の取り付け位置を変化させたときのアンテナ装置の電気特性を求めた結果を示す図
【図９】同実施の形態において、Ｙ方向の取り付け位置をパラメータとし、車両の上下方向であるＺ方向の取り付け位置を変化させてアンテナ装置の電気特性を求めた結果を示す図
【図１０】同実施の形態にかかる変形例のアンテナ装置の構成を説明するための斜視図
【図１１】車両のドアの施解錠をワイヤレス方式で行うための従来の一般的な通信システムの概念図
【図１２】ミラーを装着するためのミラー固定部の内部に取り付けるアンテナ装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００８０】
６ 電子部品
６Ａ，９００ コンデンサ
６Ｂ，１１０ 抵抗器
１０，２０，５２ アンテナ装置
１１，１００ コア
１２ 凹部
１３，２３，３００ コイル
１４ サブコア
１５，１６，１７，１８ 導電片
１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａ 電極端子
１６Ｂ，１８Ｂ 接続端子
１９，３０，４００ ケース
１９Ａ 窪み部
１９Ｂ 筒部
１９Ｃ 第１の凹部
１９Ｄ 第２の凹部
２６ ドアハンドル固定部
２６Ａ 取付け面
２７ ドアハンドル
２９ サブケース
２９Ｃ 第３の凹部
２９Ｄ 第４の凹部
３０Ａ 窪み部
４５ 取付け部
４６ ネジ
４７ リード線
４８ コネクタ
５０ 車両
５１ ドア
５１Ａ 開口部
５３ ミラー固定部
５４ ミラー可動部
５６ 外部通信装置
１００ 線
１１０，１２０ 中心線
２００ ボビン
２２０ 樹脂
５００，６００ リード端子
Claims (6)
- 磁性体で形成されたコアと、
前記コアおよび前記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、
前記コイルの内周領域で、かつ前記コイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアからなり、
前記コイルは、設定された領域が他の領域に比べて狭ピッチに巻回されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記サブコアを前記コイルの巻回領域外にも移動可能に装着したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
- 磁性体で形成されたコアと、
前記コアおよび前記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、
前記コイルの内周領域で、かつ前記コイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアからなり、
前記コアと前記サブコアとを収納するケースをさらに有し、
前記コアは前記ケースに設けられた第１の凹部に嵌合され、かつ前記第１の凹部と平行な方向に凹部を有し、
前記コイルは前記コアと前記サブコアとを収納する前記ケースの外周領域に形成されており、
前記サブコアは前記コアに設けられた前記凹部および前記凹部と同一平面に形成された前記ケースの第２の凹部に移動可能な状態で嵌合されて共振周波数の調整を行うことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記ケースがサブケースであり、前記コア、前記サブコアおよび前記コイルを収納した前記サブケースがさらに全体を収納する別のケースに収納されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
- 車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取り付けたアンテナ装置と、前記アンテナ装置と接続され、車室内に配設されている内部通信装置と、前記アンテナ装置を介して前記内部通信装置と通信を行う外部通信装置とを有し、前記アンテナ装置は磁性体で形成されたコアと、前記コアおよび前記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、前記コイルの内周領域で、かつ前記コイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアからなり、
前記コイルは、設定された領域が他の領域に比べて狭ピッチに巻回されていることを含む構成を有することを特徴とする通信システム。 - 車両のドアハンドルを装着するためのドアハンドル固定部に取り付けたアンテナ装置と、前記アンテナ装置と接続され、車室内に配設されている内部通信装置と、前記アンテナ装置を介して前記内部通信装置と通信を行う外部通信装置とを有し、前記アンテナ装置は磁性体で形成されたコアと、前記コアおよび前記コアの外方領域を含む所定範囲に線状導体を巻回して形成されたコイルと、前記コイルの内周領域で、かつ前記コイルの巻回方向に対して直交する方向に移動して共振周波数の調整を行うサブコアからなり、
前記コアと前記サブコアとを収納するケースをさらに有し、
前記コアは前記ケースに設けられた第１の凹部に嵌合され、かつ前記第１の凹部と平行な方向に凹部を有し、
前記コイルは前記コアと前記サブコアとを収納する前記ケースの外周領域に形成されており、
前記サブコアは前記コアに設けられた前記凹部および前記凹部と同一平面に形成された前記ケースの第２の凹部に移動可能な状態で嵌合されて共振周波数の調整を行うことを含む構成を有することを特徴とする通信システム。
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