JP4419687B2 - アンテナ装置及びこれを用いた通信システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行なうアンテナ装置及びこれを用いた通信システムに関するものである。

近年、車両に塔載されたアンテナ装置を介して、車両のドアの施解錠を遠隔制御で行なう通信システムを塔載した車両が増えている。

このような従来のアンテナ装置について、図３を用いて説明する。

図３は従来のアンテナ装置の斜視図であり、同図において、１はＮｉ系フェライト製の磁性体で形成された角柱状のコア部、２は耐熱性樹脂を被覆した銅線等のコイルで、コア部１の外周にコイル２が所定範囲巻回されている。

また、３はＮｉ系フェライト製の磁性体で形成された螺子で、コア部１のコイル２の外側に形成された螺子穴に、この螺子３を回転させることによって移動可能に取付けられている。

そして、４は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板、５は耐熱性樹脂製のケースで、ケース５の窪部５Ａ底面に配線基板４が配設されると共に、この配線基板４の配線パターンにコイル２の両端が半田付け等によって接続されている。

また、配線基板４上にはコンデンサ６Ａや抵抗器６Ｂ等の電子部品６が実装され、これらの電子部品６とコイル２が、配線パターンによって接続されて直列共振回路が形成され、アンテナ装置が構成されている。

そして、このように構成されたアンテナ装置は、コンデンサ６Ａの容量値や抵抗器６Ｂの抵抗値、コイル２のインダクタンス等のばらつきにより、共振周波数がばらつくものである。

なお、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が変わる。

そして、その変化の量はコイルの磁束密度の高い範囲に磁性体を近づける程大きい。

また、コイルの磁束密度はコイルの内側が外側より高く、更に、その内側でも密集して巻回された範囲が密集していない範囲より高い。

このため、コイル２に対して磁性体である螺子３を移動し、コイル２のインダクタンスを変えて、アンテナ装置は所定の共振周波数に調整されている。

そして、このように構成されたアンテナ装置は、直列共振回路の両端の配線パターンが、車両内の内部通信手段としての電子回路（図示せず）に電気的に接続されると共に、アンテナ装置が車両のドアやミラーに装着されて通信システムが形成されている。

以上の構成において、外部通信手段としての携帯カードを所持した運転者が車両に接近、或いは外部通信手段としての携帯機から電波が送信されると、これをアンテナ装置が受信して、電子回路が固有の認証コードの照合を行ない、ドアの施解錠が行なわれるように構成されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１０−３４１１０５号公報

しかしながら上記従来のアンテナ装置においては、コイル２の外側に、即ち、コイル２の磁束密度のあまり高くない範囲で螺子３を移動させて共振周波数の調整を行なうため、コイル２のインダクタンスがあまり変化せず、調整できる共振周波数の範囲も狭く、場合によっては調整できないものも発生するという課題があった。

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、確実に調整が行なえるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、磁性体で形成されたコア部と、上記コア部の外周に所定範囲巻回されたコイルと、上記コイルが巻回されたコア部内または外周に移動可能に形成されたサブコア部とからなり、所定範囲巻回された上記コイルの一方の端部側がこの一方の端部側を除く部分より狭い間隔で巻回すると共に、この狭い間隔の端部側で上記サブコア部を移動可能としたアンテナ装置を構成したものであり、磁束密度の高いコイルの内側をサブコア部が移動するため、コイルのインダクタンスが大きく変化し、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行なえるアンテナ装置を得ることができるという作用を有する。
さらに、所定範囲巻回された上記コイルの一方の端部側がこの一方の端部側を除く部分より狭い間隔で巻回すると共に、この狭い間隔の端部側で上記サブコア部を移動可能としたことにより、一方の端部側が他方の端部側より密集して巻回されたコイルの一方の端部側の磁束密度はコイルが均等間隔で巻回された場合の端部側の磁束密度より高いため、コイルが密集して巻回された端部側からサブコア部を挿入して移動させる場合、コイルが均等間隔で巻回された端部側からサブコア部を挿入して移動させる場合に比べてコイルのインダクタンスを速く大きく変化させることができ、共振周波数の調整を短時間に行なうことができるという作用も有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、サブコア部をコイルの巻回内の外方にも移動可能に形成したものであり、磁束密度の高いコイルの内側と磁束密度のあまり高くないコイルの外側の境界をサブコア部が移動できるため、つまり、請求項１記載の構成に比べて磁束密度の変化の大きい箇所をサブコア部が移動できるため、サブコア部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、サブコア部の少しの移動で共振周波数を大きく変化させることができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、コア部の外周に凹部を設けこの凹部内にサブコア部を移動可能に形成したものであり、サブコア部を移動させてもコア部の外周に巻回されたコイルが移動することがないため、例えば、凹部を設けずにサブコア部を移動させる場合のように、コア部の所定の箇所に接着剤を塗布してコイルを固定する等のコイルを固定する手間や構成を不要にできるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載のアンテナ装置を車両に装着すると共に、これを介して車両内の内部通信手段が外部通信手段との間で通信を行なうようにして通信システムを構成したものであり、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行なえるアンテナ装置を用いた通信システムを実現できるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行なえるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを得ることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図であり、同図において、１１はＮｉ系フェライト製の透磁率が１６００の磁性体で形成された角柱状のコア部で、この上面の略中央に凹部１２が長手方向である左右方向に沿って形成されている。

そして、１３はポリイミド等の耐熱性樹脂を被覆した銅線等のコイルで、コア部１１の外周に右端部から左端部にかけて巻回されていると共に、この右端部がこの右端部を除く部分より狭い間隔で、つまり、密集して巻回されている。

また、１４はＭｎ系フェライト製の透磁率が約４０００の磁性体やコア部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のサブコア部で、コア部１１の右端部側の凹部１２に挿入され、コイル１３巻回内及びこの外方に移動可能に形成されている。

そして、１５〜１８は板状で銅合金等の複数の導電片、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製のケースで、導電片１５〜１８は、このケース１９内にインサート成形されて覆われている。

また、これら導電片１５〜１８のうち、導電片１５の一端には、コイル１３の一端が高温半田やかしめによって固着接続されると共に、他端にはケース１９の窪部１９Ａ底面に露出する電極部１５Ａが形成され、この電極部１５Ａ上に抵抗器６Ｂの右端がクリーム半田等によって実装されて接続されている。

さらに、導電片１６の一端には、導電片１５と同様に窪部１９Ａ底面に露出する電極部１６Ａが形成され、この電極部１６Ａ上に抵抗器６Ｂの左端が実装されると共に、他端にはケース１９の筒部１９Ｂ内に突出する、接続部１６Ｂが設けられている。

そして、これら導電片１５や１６の後下方には、導電片１７と１８が配設され、導電片１７の一端にはコイル１３の他端が、導電片１７他端の電極部１７Ａ上にはコンデンサ６Ａの右端が同様に接続されると共に、導電片１８一端の電極部１８Ａ上にはコンデンサ６Ａの左端が接続され、他端の接続部１８Ｂは筒部１９Ｂ内に突出している。

つまり、図２の回路図に示すように、コイル１３の一端と抵抗器６Ｂを導電片１５が、コイル１３の他端とコンデンサ６Ａを導電片１７が各々接続し、直列共振回路が形成されて、アンテナ装置が構成されている。

なお、これらコンデンサ６Ａや抵抗器６Ｂ等の電子部品６が実装された導電片１５〜１８には、錫等のメッキが施されている。

そして、このように構成されたアンテナ装置は、コンデンサ６Ａの容量値や抵抗器６Ｂの抵抗値、コイル１３のインダクタンス等のばらつきにより、共振周波数がばらつくものである。

なお、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が変わる。

そして、その変化の量はコイルの磁束密度の高い範囲に磁性体を近づける程大きい。

また、コイルの磁束密度はコイルの内側が外側より高く、更に、その内側でも密集して巻回された範囲が密集していない範囲より高い。

このため、コイル１３に対して磁性体であるサブコア部１４を移動し、コイル１３のインダクタンスを変えて、アンテナ装置は所定の共振周波数に調整されている。

そして、例えば、図１で示したように、サブコア部１４の左端部がコイル１３巻回内に、右端部がこの外方に位置する状態で所定の共振周波数に調整された後、シリコン等の封止剤（図示せず）が塗布されることによってこのサブコア部１４の位置が固定されている。

なお、この共振周波数の調整時に、サブコア部１４をコイル１３の巻回内だけで移動させた場合でも、サブコア部１４をコイル１３巻回内の磁束密度の高い範囲を移動させているため、コイルのインダクタンスを背景技術の項で説明した構成の場合に比べて大きく変化させることができる。

また、図１で示したように、サブコア部１４をコイル１３の巻回内の外方にも移動させた場合は、コイル１３の巻回内だけ移動させる場合に比べて磁束密度の変化の大きい箇所をサブコア部１４が移動するため、サブコア部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、サブコア部１４の少しの移動で共振周波数を大きく変化させることができる。

そして、この時、コイル１３が狭い間隔で巻回された端部側からサブコア部１４を挿入して移動させるため、コイル１３が均等間隔で巻回された端部側からサブコア部１４を挿入して移動させる場合に比べてコイル１３のインダクタンスを早く大きく変化させることができ、共振周波数の調整を短時間に行なうことができる。

また、このように構成されたアンテナ装置は、ケース１９の筒部１９Ｂ内に突出した接続部１６Ｂと１８Ｂが、車両内の内部通信手段としての電子回路（図示せず）に電気的に接続されると共に、ケース１９が車両のドアやミラーに装着されている。

そして、これらのアンテナ装置及び電子回路と、運転者が通常携帯し、これらと通信を行なう外部通信手段としての車両に固有の携帯カード（図示せず）が組み合わされて、通信システムが構成されている。

以上の構成において、電子回路から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、携帯カードがこの電磁波を受信すると、携帯カードが認証コードの信号を電磁波に変換して送信し、アンテナ装置がこの電磁波を受信して認証コードの信号に変換し、電子回路がこの認証コードの照合を行ない、ドアの施解錠が行なわれるように構成されている。

このように本実施の形態によれば、コイル１３が巻回されたコア部１１の外周の凹部１２内にサブコア部１４が移動可能に形成されるようにしてアンテナ装置を構成することによって、磁束密度の高いコイル１３の内側をサブコア部１４が移動するため、コイル１３のインダクタンスが大きく変化し、共振周波数の調整範囲が広く、確実に調整が行なえるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを得ることができるものである。

また、サブコア部１４をコイル１３の巻回内の外方にも移動可能に形成することによって、磁束密度の高いコイル１３の内側と磁束密度のあまり高くないコイル１３の外側の境界をサブコア部１４が移動できるため、サブコア部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、サブコア部１４の少しの移動で共振周波数を大きく変化させることができる。

そして、コア部１１の外周に凹部１２を設けこの凹部１２内にサブコア部１４を移動可能に形成することによって、サブコア部１４を移動させてもコア部１１の外周に巻回されたコイル１３が移動することがないため、例えば、凹部１２を設けずにサブコア部を移動させる場合のように、コア部の所定の箇所に接着剤を塗布してコイルを固定する等のコイルを固定する手間や構成を不要にできる。

また、所定箇所のコイル１３を密集して巻回することによって、例えばコイル１３が狭い間隔で巻回された一方の端部側の磁束密度はコイル１３が均等間隔で巻回された場合の端部側の磁束密度より高いため、狭い間隔の端部側からサブコア部１４を挿入して移動させる場合、コイル１３が均等間隔で巻回された端部側からサブコア部１４を挿入して移動させる場合に比べてコイル１３のインダクタンスを速く大きく変化させることができ、共振周波数の調整を短時間に行なうことができる。

そして、サブコア部１４をＭｎ系フェライト製の磁性体で形成することによって、Ｍｎ系フェライト製の磁性体はＮｉ系フェライト製の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ため、コイル１３のインダクタンスを更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。

なお、以上の説明では、サブコア部１４をコア部１１の上面に形成された凹部１２上を移動させるものとして説明したが、これに代えて、コア部１１の略中心に角柱状の穴を形成し、この穴の中をサブコア部１４を移動させたり、側面や下面に凹部を形成し、この凹部上を移動させたりするものとしても、本発明の実施は可能である。

また、コア部の上面に凹部１２を形成せずに、このコア部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１３を固定した後、このコイル１３とコア部の外周の隙間にサブコア部１４を移動させるものとしても良い。

そして、以上の説明では、コア部１１の外周にコイル１３の右端部をこの右端部を除く部分より狭い間隔で巻回するものとしたが、巻回する間隔を同間隔として、その段数を重ねるようにしても良い。

また、コア部１１及びサブコア部１４をフェライト製の磁性体で形成されたものとしたが、これに代えて、更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。

そして、コア部１１及びサブコア部１４を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、所謂、プラスチックマグネットで形成したものとしても良い。

また、車両に固有の携帯カードとアンテナ装置の両方が送受信を行なう双方向の通信システムとして説明したが、これに代えて、例えば車両のドアの鍵穴に挿入してドアの施解錠を行なう車両に固有の鍵と送信部が一体となったキーの送信釦を車両の運転者が押圧して、この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なう単方向の通信システムとしても良い。

本発明による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、確実に調整が行なえるアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを得ることができるという有利な効果を有し、車両のドアの施解錠等を遠隔制御で行なうアンテナ装置及びこれを用いた通信システム等に有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図 同回路図 従来のアンテナ装置の斜視図

符号の説明

６ 電子部品
６Ａ コンデンサ
６Ｂ 抵抗器
１１ コア部
１２ 凹部
１３ コイル
１４ サブコア部
１５，１６，１７，１８ 導電片
１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａ 電極部
１６Ｂ，１８Ｂ 接続部
１９ ケース
１９Ａ 窪部
１９Ｂ 筒部

Claims (4)

1. 磁性体で形成されたコア部と、上記コア部の外周に所定範囲巻回されたコイルと、上記コイルが巻回されたコア部内または外周に移動可能に形成されたサブコア部とからなり、所定範囲巻回された上記コイルの一方の端部側がこの一方の端部側を除く部分より狭い間隔で巻回すると共に、この狭い間隔の端部側で上記サブコア部を移動可能としたアンテナ装置。
2. サブコア部をコイルの巻回内の外方にも移動可能に形成した請求項１記載のアンテナ装置。
3. コア部の外周に凹部を設けこの凹部内にサブコア部を移動可能に形成した請求項１記載のアンテナ装置。
4. 請求項１記載のアンテナ装置を車両に装着すると共に、これを介して車両内の内部通信手段が外部通信手段との間で通信を行なう通信システム。

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