JP4862350B2

JP4862350B2 - アンテナ装置及びこれを用いた通信システム

Info

Publication number: JP4862350B2
Application number: JP2005305492A
Authority: JP
Inventors: 正廣大原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: US7403168B2; CN1953271A; JP2007116409A; US20070091003A1; CN1953271B; DE102006043399A1

Description

本発明は、自動車に装着され、主に携帯機との通信に用いられるアンテナ装置、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、車両のドア等の施解錠を、キーにより直接開閉することに加え、運転者が携帯した携帯機によって、離れた箇所から開閉することが一般に行われており、携帯機との通信を確実に行えるアンテナ装置が求められている。

そして、このような従来の通信システムにおいては、通常、開閉部の近傍、例えばドアのノブ内にアンテナを配置してアンテナ装置が構成されている。

このような従来のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムについて、図５及び図６を用いて説明する。

図５は従来のアンテナ装置の斜視図であり、同図において、１は鋼板等の金属製のシャーシから形成されたドア、２は樹脂製のノブで、ノブ２はドア１に対し右端が揺動可能に装着されている。

また、５は磁性体で棒状のコアの外周にコイルが巻回されたアンテナで、このアンテナ５がノブ２内の中空部に、軸線がドア１と平行方向になるように収容されている。

そして、このアンテナ５が車両内に設けられた制御回路（図示せず）に接続されると共に、このアンテナ装置を介して制御回路が、運転者が携帯した携帯機（図示せず）と通信を行うようにして通信システムが構成されている。

以上の構成において、携帯機を持った運転者が車両に接近すると、アンテナ装置を介して制御回路がこの携帯機と通信を行い、運転者を確認した後、制御回路がソレノイド等のロック機構（図示せず）を駆動して、ドア１の解錠が行われる。

また、運転者が車両から離れた場合には、運転者が車両から所定距離離れ、携帯機との通信ができなくなると、上記とは逆にロック機構を駆動して、ドア１を施錠するように構成されている。

なお、このような通信システムにおいては、アンテナ５が車両前部の左右のノブ２内に、軸線がドア１と平行方向になるように収容されているため、アンテナ５が放射する電磁波は、図６の指向特性図に示すように、車両６の外方に放射する通信範囲Ｄとなる。

つまり、軸線がドア１と平行方向に配置された小さなアンテナ５に比べ、内方の金属製のドア１が圧倒的に大きな形状であるため、アンテナ５の内方の磁界がドア１を介した磁路となり、内方へ放射される電磁波はドア１に吸収され、外方のみへの通信範囲Ｄに電磁波が放射される。

従って、運転者が車室内にいる場合には、ノブ２内に収容されたアンテナ５のみでは、運転者が携帯した携帯機との通信ができないため、車室内には通常、制御回路に接続された別のアンテナ（図示せず）が設けられ、これによって携帯機との通信を行うように構成されている。

また、アンテナ５の内方への電磁波がドア１に吸収されるため、外方への通信範囲Ｄを半径１ｍ程度確保しようとすると、ドア１に吸収される分を補うために、１．０アンペア程度のアンテナ電流が必要となり、消費電力も比較的大きくなるものであった。

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。
特表２００１−５２０３３７号公報

しかしながら、上記従来のアンテナ装置及びこれを用いた通信システムにおいては、車室内の携帯機との通信を行うには、別のアンテナが必要となるため、アンテナ装置の構成も複雑で、高価なものにな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、一つのアンテナで車室内との通信も可能な、安価な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、磁性体で棒状のコアの外周にコイルが巻回されたアンテナを、車両の車体外方の金属体と車体内方の樹脂体が組合わされて形成された複数のピラーの少なくとも一つのピラー内に収容するアンテナ装置であって、ピラーの上下方向の軸線に対し、アンテナの軸線を略直交方向に配置すると共に、上記ピラーの樹脂体側に上記アンテナを配置してアンテナ装置を構成したものであり、ドア等とは異なり比較的幅の小さなピラー内にアンテナを収容すると共に、アンテナをピラーの上下方向に対し略直交方向に配置することによって、アンテナから放射される電磁波が車体に殆んど吸収されず、外方に加え、内方の車室内への電磁波の放射も所定の通信範囲が確保できるため、一つのアンテナで車室内との通信も可能な、安価なアンテナ装置を得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、アンテナをピラーの厚さ方向に傾斜させたものであり、車外及び車室内へのさらに広い通信範囲を確保す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、複数のピラー内に複数のアンテナを収容したものであり、複数のアンテナの組合わせによって、車室内でのより広い範囲での携帯機との通信を行うことが可能とな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と、これに接続された制御回路と、携帯可能な携帯機からなり、アンテナ装置を介して制御回路と携帯機が通信を行うものであり、簡易な構成で、安価な通信システムを実現することが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、簡易な構成で、安価なアンテナ装置及びこれを用いた通信システムを実現す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〜図４を用いて説明する。

（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部分断面図であり、同図において、１１は車両の屋根を支える柱状のピラーで、車体外方の金属体１１Ａと内方の樹脂体１１Ｂが組合わされて形成されると共に、このピラー１１内には略筒状の中空部１１Ｃが設けられている。

また、１５は磁性体で棒状のコア１３の外周にコイル１４が巻回されたアンテナで、このアンテナ１５が運転席側や助手席側の、ピラー１１の中空部１１Ｃ内に収容されると共に、アンテナ１５中心の軸線Ｂは、ピラー１１の上下方向の軸線Ａに対し略直交方向に配置されて、アンテナ装置２０が構成されている。

さらに、図２の断面斜視図に示すように、ピラー１１の樹脂体１１Ｂ内面には傾斜が設けられ、アンテナ１５はピラー１１の厚さ方向に所定角度Фだけ傾斜して配置されている。

そして、コイル１４にはコンデンサや固定抵抗器が直列に接続され、このアンテナ１５が車両内に設けられた制御回路（図示せず）に接続されると共に、このアンテナ装置２０を介して制御回路が、運転者が携帯した携帯機（図示せず）と通信を行うようにして通信システムが構成されている。

以上の構成において、携帯機を持った運転者が車両に接近すると、アンテナ装置２０を介して制御回路がこの携帯機と通信を行い、運転者を確認した後、制御回路がソレノイド等のロック機構（図示せず）を駆動して、ドアの解錠が行われる。

また、運転者が車両から離れた場合には、運転者が車両から所定距離離れ、携帯機との通信ができなくなると、上記とは逆にロック機構を駆動して、ドアを施錠するように構成されている。

そして、この携帯機との通信時、図１に示すように、アンテナ１５には外方と内方の磁界Ｃ１、Ｃ２が発生するが、アンテナ１５は比較的幅の小さなピラー１１内に略直交方向に収容されているため、アンテナ１５から放射される電磁波は車体に殆んど吸収されず、図３の指向特性図に示すような、通信範囲Ｃに電磁波が放射される。

つまり、ドア等とは異なり比較的幅の小さなピラー１１内にアンテナ１５を収容すると共に、アンテナ１５をピラー１１の上下方向に対し略直交方向に配置することによって、車両６の外方に加え、内方の車室内へも電磁波が放射されるため、携帯機を携帯した運転者が車室内にいる場合にも、一つのアンテナ１５で車室内との通信も可能なようになっている。

また、アンテナ１５から放射される電磁波が車体に殆んど吸収されないため、所定の通信範囲を得るためのアンテナ電流も少なくてすみ、省電力化が図れるようになっている。

例えば、図３に示す通信範囲Ｃで、車両の運転席側のピラー１１内に、アンテナ１５を高さ１．３ｍの位置に配置し、制御回路から動作周波数１２５ｋＨｚ、アンテナ電流約０．５アンペアを供給することで、外方へ半径１ｍ程度の通信範囲を得ることができ、ドアのノブ内等にアンテナを収容した場合の約半分のアンテナ電流で、同等の通信範囲を得ることが可能となっている。

なお、通常ピラー１１は地上から１ｍ〜１．５ｍの範囲に位置しているが、広い通信範囲を得るためには、アンテナ１５をピラー１１の略中央１．２ｍ〜１．４ｍの高さで、ピラー１１に対し９０度±１０度の角度で配置するのが好ましい。

また、ピラー１１内へのアンテナ１５の収容位置を調整し、アンテナ１５中心の軸線Ｂに対し、前輪方向へ約９０度、後輪方向へ約２０度の範囲に通信範囲が得られるようにすれば、前輪と後輪の間、つまり通常乗降に用いられる前後のドアの範囲を通信範囲とすることができる。

さらに、アンテナ１５をピラー１１の厚さ方向に所定角度Ф傾斜させることで、車外及び車室内へのより広い通信範囲を確保することができ、例えば、図３において、所定角度Фを１０度に傾けてアンテナ１５を配置することによって、傾けない場合の通信範囲Ｅに比べ、平均半径が約１５％拡大された通信範囲Ｃを得ることができる。

このように本実施の形態によれば、磁性体で棒状のコア１３の外周にコイル１４が巻回されたアンテナ１５を、車両のドア等とは異なり比較的幅の小さなピラー１１内に収容すると共に、ピラー１１の上下方向の軸線に対し、アンテナ１５の軸線を略直交方向に配置することによって、アンテナ１５から放射される電磁波が車体に殆んど吸収されず、外方に加え、内方の車室内への電磁波の放射も所定の通信範囲が確保できるため、一つのアンテナで車室内との通信も可能な、安価な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。

さらに、複数のピラー１１内に複数のアンテナ１５を収容することによって、例えば、図４の指向特性図に示すように、車両６の運転席側と助手席側のピラー１１に各々アンテナ１５を配置すれば、この複数のアンテナの組合わせによって、車室内でのより広い範囲での携帯機との通信を行うことが可能となる。

なお、以上の説明では、制御回路と携帯機が互いに通信を行う、所謂スマートエントリシステムについて説明したが、押釦等が設けられた携帯機から、押釦の操作によって制御回路へ送信することで、ドアの施解錠を行う、所謂キーレスシステム等においても、本発明の実施は可能である。

本発明によるアンテナ装置は、一つのアンテナで車室内との通信も可能な、安価なものが得られ、主に携帯機との通信により自動車のドア等の施解錠を行う通信システムに有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の部分断面図同断面斜視図同指向特性図同指向特性図従来のアンテナ装置の斜視図同指向特性図

符号の説明

６車両
１１ピラー
１１Ａ金属体
１１Ｂ樹脂体
１１Ｃ中空部
１３コア
１４コイル
１５アンテナ
２０アンテナ装置

Claims

磁性体で棒状のコアの外周にコイルが巻回されたアンテナを、車両の車体外方の金属体と車体内方の樹脂体が組合わされて形成された複数のピラーの少なくとも一つのピラー内に収容するアンテナ装置であって、上記ピラーの上下方向の軸線に対し、上記アンテナの軸線を略直交方向に配置すると共に、上記ピラーの樹脂体側に上記アンテナを配置したアンテナ装置。
アンテナをピラーの厚さ方向に傾斜させた請求項１記載のアンテナ装置。
複数のピラー内に複数のアンテナを収容した請求項１記載のアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置と、これに接続された制御回路と、携帯可能な携帯機からなり、上記アンテナ装置を介して上記制御回路と上記携帯機が通信を行う通信システム。