JP5043789B2 - スイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に設けられた作動部を駆動させる操作スイッチを備えるスイッチ装置に関するものである。

近年、車両盗難防止等の理由から、従来のメカニカルキーに替わって、ＩＤコードを含むＩＤコード信号を送信可能な携帯機が、車両の所有者によって所持されている。この携帯機から無線送信されるＩＤコード信号によって、車両のエンジンを始動可能な状態にするスマートイグニッション機能が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、スマートイグニッション機能を備える車両では、プッシュ式のイグニッションスイッチと携帯機の挿入可能な携帯機スロット装置とが、車室内のインストルメントパネルに設置されている。通常時、所有者は、衣服のポケット等に携帯機を入れたままで、携帯機から自動送信されるＩＤコード信号によって、車両との相互通信を行なっている。このとき、携帯機からのＩＤコード信号に含まれるＩＤコードと車両に予め設定されたＩＤコードとが一致していることを条件として、車両のエンジンを始動可能な状態にしている。この状態で、イグニッションスイッチをプッシュ操作することにより、スタータモータが駆動され、車両のエンジンが始動される。

携帯機スロット装置は、携帯機の電池の電圧低下等によって、携帯機からＩＤコード信号が自動送信されなくなった場合の非常用として使用されるものである。詳しくは、携帯機スロット装置に携帯機を差し込むと、この携帯機に設けられたトランスポンダからトランスポンダ用のＩＤコード（トランスポンダコード）を含むトランスポンダ信号が送信され、車両との間でＩＤ照合が行なわれる。
特開２００２−１８８５０５号公報

ところが、上述のように、携帯機スロット装置は非常用として設置されるものであり、普段使用されることは無い。それにも拘らず、携帯機スロット装置は、携帯機を保持する保持機構を備えるため、その搭載スペースを車両側にある程度確保する必要がある。しかし、最近、車両システムの電子化、高機能化が急速に進み、搭載される電気・電子部品等が増加傾向にある等の理由から、車両側の限られたスペースに携帯機スロット装置の搭載スペースを十分に確保することが非常に困難となっていた。しかも、携帯機スロット装置は、携帯機を保持する保持機構やトランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナ等、多数の部品から構成されているため、製造コストが上昇するという問題も生じていた。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両への搭載スペースを小さくすることができるとともに、製造コストを低減することができるスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一つの操作ボタンのプッシュ操作のみに基づいて対象物に設けられた作動部を駆動させる操作スイッチを備え、前記対象物とは別体なる携帯機に設けられたトランスポンダから送信されるトランスポンダ信号に含まれるＩＤコードが、予め設定されているＩＤコードと一致したことを条件として、前記操作スイッチによる操作が有効化されるスイッチ装置において、前記操作ボタンを内部に収容するとともに、外側に向けて折り曲げ加工された円状の折り曲げ部を外端部に有し、表面に装飾めっきが施されたベゼルと、該ベゼルにおいて前記操作ボタンが収容されている部分の外側の外縁に沿って且つ、前記装飾めっきが施されたベゼルの折り曲げ部に対してその折り曲げ方向と直交する方向に対向するように配置されて、前記トランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力する円環状のコイルアンテナとを備え、前記操作ボタンを、同操作ボタンの付近に前記携帯機をかざしながら、又は前記操作ボタンに前記携帯機を突き当てながら操作するものとしたことをその要旨とする。

この構成にすれば、操作スイッチ周辺のスペースにコイルアンテナを効率良く配置することができる。このため、操作スイッチとコイルアンテナとが占有するスペースを小さくすることができる。よって、車両への搭載スペースを小さくすることができる。

本発明にかかるスイッチ装置によれば、車両への搭載スペースを小さくすることができるとともに、製造コストを低減することができる。

以下、本発明を具体化したスイッチ装置及びセキュリティシステムの一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、セキュリティシステム１は、車両２に搭載された車両側制御装置１０と、車両２とは別体の携帯機２０とから構成されている。前記携帯機２０は、車両２の所有者に所持されるものである。

車両側制御装置１０は、車両側送信回路１３、車両側受信回路１４、トランスポンダ信号送受信回路１５を備え、それらは車両側マイコン１２に接続されている。車両側送信回路１３には送信アンテナ１３ａが接続され、トランスポンダ信号送受信回路１５には、送受信アンテナとしてのコイルアンテナ１７が接続されている。車両側受信回路１４には、携帯機２０からのＩＤコード信号を受信する受信アンテナ１４ａが接続されている。

車両側制御装置１０は、リクエスト信号出力手段としての車両側マイクロコンピュータ（以下、単に車両側マイコンと言う）１２を備え、車両側マイコン１２は携帯機２０に対してリクエスト信号を送信する。車両側マイコン１２に設けられたメモリには、所有者の車両ごとに割り当てられた固有のＩＤコードが記憶されている。

車両側送信回路１３は、車両側マイコン１２から間欠的に出力されるリクエスト信号を所定周波数の電波に変換し、送信アンテナ１３ａを介して車両２内部の所定領域に送信する。また、トランスポンダ信号送受信回路１５は、車両側マイコン１２から出力されるトランスポンダ駆動信号を所定周波数の電波に変換してトランスポンダ駆動電波を生成し、コイルアンテナ１７を介して車室内の所定領域に送信する。

車両側受信回路１４は、携帯機２０からのＩＤコード信号をパルス信号に復調して受信信号を生成し、その受信信号を車両側マイコン１２へ出力する。トランスポンダ信号送受信回路１５は、携帯機２０からのトランスポンダ信号をパルス信号に復調して受信信号を生成して車両側マイコン１２へ出力する。

車両側マイコン１２の入力側には、車室内に設けられた操作スイッチとしてのイグニッションスイッチ３０が電気的に接続されている。車両側マイコン１２の出力側には、エンジン始動装置１８が電気的に接続されている。エンジン始動装置１８は、始動信号が入力されたとき作動部としてのエンジンを自動的に始動させる装置である。

第１判定手段としての車両側マイコン１２は、予めメモリに記憶されたＩＤコードと、携帯機２０から送信されるデータ信号としてのＩＤコード信号に含まれるＩＤコードとを照合し、それらＩＤコード同士が一致しているか否かを判定する。ＩＤコード同士が一致していると判定されたとき、第１制御手段としての車両側マイコン１２は、イグニッションスイッチ３０からオン信号又はオフ信号が入力されると、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力し、イグニッションスイッチ３０による操作が有効化する。ここで、イグニッションスイッチ３０による操作を有効化するとは、同イグニッションスイッチ３０をプッシュ操作することにより、停止中である車両２のエンジンの駆動、或いは駆動中であるエンジンの停止が可能となることをいう。

一方、ＩＤコード同士が一致していないと判定されたとき、車両側マイコン１２は、イグニッションスイッチ３０からオン信号又はオフ信号が入力されても、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力せず、イグニッションスイッチ３０による操作を無効化する。ここで、イグニッションスイッチ３０による操作を無効化するとは、同イグニッションスイッチ３０をプッシュ操作しても、停止中である車両２のエンジンの駆動、或いは駆動中であるエンジンの停止ができないことをいう。

また、第２判定手段としての車両側マイコン１２は、予めメモリに記憶されたトランスポンダ用のＩＤコード（以下、単にトランスポンダコードと言う）と、トランスポンダ２５からのトランスポンダ信号に含まれるトランスポンダコードとを照合し、それらトランスポンダコード同士が一致しているか否かを判定する。トランスポンダコード同士が一致していると判定されたとき、第２制御手段としての車両側マイコン１２は、イグニッションスイッチ３０からオン信号又はオフ信号が入力されると、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力し、イグニッションスイッチ３０による操作が有効化する。

一方、トランスポンダコード同士が一致していないと判定されたとき、車両側マイコン１２は、イグニッションスイッチ３０からオン信号又はオフ信号が入力されても、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力せず、イグニッションスイッチ３０による操作を無効化する。

携帯機２０は携帯機側マイクロコンピュータ（以下、単に携帯機側マイコンと言う）２２を備えている。携帯機側マイコン２２は、車両側マイコン１２から送信されるリクエスト信号を受信し、そのリクエスト信号が所有者のリクエスト信号であるか否かを識別する。そして、所有者の車両２から送信されてくるリクエスト信号であると識別した場合のみ、携帯機側マイコン２２は車両側制御装置１０にＩＤコード信号を送信する。ＩＤコード信号には、所有者の車両２とそれ以外の車両とを識別可能な固有のＩＤコードが含まれており、このＩＤコードは、携帯機側マイコン２２に設けられたメモリに記憶されている。

携帯機２０は、携帯機側送信回路２３及び携帯機側受信回路２４を備え、それらは携帯機側マイコン２２に接続されている。携帯機側送信回路２３には、ＩＤコード信号を送信する送信アンテナ２３ａが接続され、携帯機側受信回路２４には、車両２からのリクエスト信号を受信する受信アンテナ２４ａが接続されている。携帯機側送信回路２３は、携帯機側マイコン２２から出力されるＩＤコード信号を所定周波数の電波に変換して、送信アンテナ２３ａを介してＩＤコード信号を送信する。携帯機側受信回路２４は、車両２からのリクエスト信号をパルス信号に復調して受信信号を生成し、その受信信号を携帯機側マイコン２２へ出力する。

携帯機２０は、トランスポンダ２５を備えている。このトランスポンダ２５は、携帯機側マイコン２２の電源である電池が消耗した場合の非常手段として使用されるものである。トランスポンダ２５は、所有者の車両２とそれ以外の車両とを識別可能な固有のトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号を車両側制御装置１０に送信可能となっている。車両側制御装置１０は、所定の条件により電磁界としてのトランスポンダ駆動電波を発生させ、この電磁界が生じている通信エリア内にトランスポンダ２５が配置されると、トランスポンダ２５に設けられたコイルに起電力が発生する。そして、トランスポンダ２５からトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号が送信される。

図２に示すように、車室内の運転席前方には、前記イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６が、インストルメントパネル３に配設されている。イグニッションスイッチ３０は、操作ボタン３６をプッシュ操作することにより交互にオン・オフされる。

図３、図４に示すように、スイッチ装置３５は、イグニッションスイッチ３０とベゼル３３とスイッチホルダ３４とから構成されており、ベゼル３３の外端面とイグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６とが露出するようにインストルメントパネル３の内側に配設されている。

イグニッションスイッチ３０は、略円筒状に形成されたベゼル３３の内側に収容配置されている。このベゼル３３は樹脂から形成されており、ベゼル３３の表面には装飾めっきが施されている。ベゼル３３の外端部３３ａは外側に折曲されており、その折曲部分がスイッチホルダ３４の外端面３４ａに係止されている。

スイッチホルダ３４は、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６が嵌め込まれる円環状の嵌込み部４０を備え、この嵌込み部４０にはコイルアンテナ１７が埋設されている。コイルアンテナ１７は、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６の外縁に沿って配置されるとともに、その中心線Ｃ２がイグニッションスイッチ３０の軸線Ｃ１とほぼ同一線上になるように配置されている。このコイルアンテナ１７からはトランスポンダ駆動電波が、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６付近に形成される通信可能領域に出力されている。この通信可能領域に携帯機２０のトランスポンダ２５を配置することで、トランスポンダ２５に設けられたコイルに起電力が発生する。

前記嵌込み部４０の端部から、その中心軸に沿って延出された基板収納部４１が突設されている。基板収納部４１内に配設される回路基板４２は、操作ボタン３６の操作面に設けられた表示部３８を介して点灯される図示しないＬＥＤの点灯制御を行うための点灯回路や、携帯機２０内のトランスポンダ２５から送信されるトランスポンダ信号を増幅し所定の周波数に復調する復調回路等を備えている。尚、ＬＥＤは、例えば、ＡＣＣ（アクセサリ）やＯＮ（イグニッションオン）等、車両２の電気系統の機能ポジションが切り替えられると、機能ポジションを識別できるように点灯する。

基板収納部４１の端部にはコネクタ４６が突出されており、このコネクタ４６を介して、点灯信号や復調されたトランスポンダ信号等が車両側マイコン１２へ出力される。スイッチホルダ３４は、樹脂成形によって、嵌込み部４０と基板収納部４１とが一体に形成されている。

続いて、エンジンを始動させるための一連の動作を、図１、図４に従って説明する。
通常時、携帯機２０を所持する所有者が、車両２内部の所定領域内に侵入すると、車両側制御装置１０から出力されるリクエスト信号に応答して、携帯機２０からＩＤコード信号が自動送信される。車両２側では、車両側制御装置１０が携帯機２０から送信されたＩＤコード信号を受信し、車両側マイコン１２がＩＤ照合を行い、そのＩＤ照合の結果に基づいて、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力するか否かを判定する。そして、ＩＤコード同士が一致していると判定されたとき、イグニッションスイッチ３０による操作が有効化される。この場合、イグニッションスイッチ３０からオン信号が入力されると、エンジン始動装置１８に始動信号が出力され、停止中である車両２のエンジンが駆動される。或いは、イグニッションスイッチ３０からオフ信号が入力されると、駆動中である車両２のエンジンが停止する。

しかし、携帯機２０の電池の電圧低下等が生じ、携帯機２０からＩＤコード信号が自動送信されなくなった場合に、所有者は、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６に携帯機２０を突き当て、その状態で操作ボタン３６をプッシュ操作する。このとき、携帯機２０に設けられたトランスポンダ２５が、コイルアンテナ１７から出力されたトランスポンダ駆動電波の通信エリア内に配置されている。このため、トランスポンダ駆動電波によって、トランスポンダ２５内のコイルに起電力が発生し、携帯機２０からトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号が車両側制御装置１０に送信される。

携帯機２０から送信されたトランスポンダ信号が車両側制御装置１０に入力されると、車両側マイコン１２はトランスポンダコードの照合を行い、そのＩＤ照合の結果に基づいて、エンジン始動装置１８に始動信号又は停止信号を出力するか否かを判定する。そして、トランスポンダコード同士が一致していると判定されたとき、イグニッションスイッチ３０による操作が有効化され、停止中である車両２のエンジンが駆動、或いは駆動中である車両２のエンジンが停止する。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイルアンテナ１７の内縁に沿って、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６が配置されている。このため、コイルアンテナ１７の内部のスペースを有効に利用して、イグニッションスイッチ３０を効率良く配置することができる。よって、イグニッションスイッチ３０とコイルアンテナ１７とが占有するスペースを小さくすることができる。従って、スイッチ装置３５の車両２への搭載スペースを小さくすることができ、また、運転席から見た場合に、スイッチ装置３５の見栄えを良くすることもできる。しかも、所有者は、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６の付近に携帯機２０を突き当てるだけで、携帯機２０に設けられたトランスポンダ２５に起電力を発生させることができる。このため、トランスポンダ信号による車両側制御装置１０との相互通信が可能となり、イグニッションスイッチ３０による操作を有効化させることができる。よって、従来のように、携帯機２０を保持する保持機構が必要なくなり、その分、部品点数を大幅に減らすことができる。従って、製造コストを低減することができる。

（２）スイッチ装置３５は、イグニッションスイッチ３０とベゼル３３とスイッチホルダ３４とが組み付けられることにより一体化した状態で、インストルメントパネル３の内側に配設されている。このため、スイッチ装置３５の小型化を達成することができ、車両２への搭載スペースをより一層小さくすることができる。

（３）所有者は、携帯機２０を操作ボタン３６に突き当て、そのままイグニッションスイッチ３０のプッシュ操作を行なうことによって、停止中である車両２のエンジンを駆動、或いは駆動中であるエンジンを停止させることができる。このため、所有者は、トランスポンダ信号による車両側制御装置１０との相互通信及びイグニッションスイッチ３０のプッシュ操作を一箇所でほぼ同時に行なうことができる。よって、車両２のエンジンを駆動、或いは停止させる際の操作性を向上させることができる。

（４）スイッチホルダ３４の基板収納部４１内には、回路基板４２が収容配置されており、この回路基板４２上には、表示部３８におけるＬＥＤの点灯制御を行うための点灯回路や、携帯機２０内のトランスポンダ２５からのトランスポンダ信号を所定の周波数に復調する復調回路が形成されている。このため、点灯回路や復調回路を１つの回路基板４２上に形成することで、それら回路を別々の基板に形成させ同基板を別々に配置する場合と比べ、回路基板４２の収容スペースを小さくすることができる。よって、スイッチ装置３５は、より一層の小型化を達成することができる。

（５）装飾めっきが施されたベゼル３３は、その折曲部分がイグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６の外縁に露出している。このため、運転席から見た場合に、ベゼル３３によって、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６の位置を目立たせることができる。よって、所有者は、車両２のエンジンを駆動、或いは停止する際、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６の位置を容易に把握することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態において、トランスポンダ駆動電波を出力するコイルアンテナ１７が、スイッチホルダ３４の嵌込み部４０に埋設されている。これ以外の構成として、スイッチホルダ３４の嵌込み部４０の内側面に収容凹部を形成し、この収容凹部内にコイルアンテナ１７を収容配置させてもよい。また、ベゼル３３の折曲部にコイルアンテナ収容部を設け、このコイルアンテナ収容部にコイルアンテナ１７を配置してもよい。この場合、トランスポンダ駆動電波の遮蔽効果を防止するため、ベゼル３３表面の装飾めっきを省略することが望ましい。また、イグニッションスイッチ３０にコイルアンテナ収容部を設け、このコイルアンテナ収容部にコイルアンテナ１７を配置してもよい。この場合、プッシュ式のイグニッションスイッチ３０に換えて、タッチ式のイグニッションスイッチ３０にするのが望ましい。

・本実施形態において、スイッチ装置３５は、イグニッションスイッチ３０と、ベゼル３３と、スイッチホルダ３４とから構成されている。これ以外の構成として、スイッチ装置３５は、ベゼル３３を省略して、イグニッションスイッチ３０と、スイッチホルダ３４とから構成してもよい。

・図５に示すように、回路基板４２及びコネクタ４６をイグニッションスイッチ３０の内部に配設してもよい。この場合、基板収納部４１を省略することができるため、スイッチ装置５５の更なる小型化を達成することができる。

・本実施形態において、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６に携帯機２０を突き当て、その状態で操作ボタン３６をプッシュ操作していた。これ以外の方法として、操作ボタン３６付近に携帯機２０をかざしながら、指で操作ボタン３６をプッシュ操作するようにしてもよい。

・本実施形態において、イグニッションスイッチ３０の操作ボタン３６に携帯機２０を突き当て、その状態で操作ボタン３６をプッシュ操作するスイッチ操作方法を、携帯機２０からＩＤコード信号が自動送信されなくなった非常時に行なっていた。しかし、このスイッチ操作方法を、携帯機２０からＩＤコード信号が自動送信可能な通常時に行なってもよい。

・本実施形態において、トランスポンダコード同士が一致していると判定されたとき、停止中である車両２のエンジンが駆動、或いは駆動中である車両２のエンジンが停止されていた。これ以外の構成として、トランスポンダコード同士が一致していなくても、イグニッションスイッチ３０を操作すれば、駆動中である車両２のエンジンが停止するようにしてもよい。

・本実施形態において、セキュリティシステム１を、ＩＤコード信号に基づいて車両２のエンジンを始動可能な状態にするスマートイグニッションシステムに、操作スイッチをイグニッションスイッチ３０に具体化した。これ以外の構成として、セキュリティシステム１を、ＩＤコード信号に基づいて車両２のドア錠を自動的に施解錠するスマートエントリシステムに、操作スイッチをドアスイッチに具体化してもよい。更には、セキュリティシステム１を、任意の車載電装品を駆動させる作動システムや、車両２以外にも、例えば住宅等のドア錠を施解錠する施解錠システムに具体化してもよい。

次に、上記実施形態及び別例によって把握される技術的思想を以下に記載する。
（１）前記操作スイッチと前記操作スイッチが嵌め込まれるスイッチホルダとを備え、前記コイルアンテナが前記スイッチホルダに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。

（２）前記操作スイッチの操作面に、前記対象物の機能ポジションを表示する表示部を配置し、前記表示部の点灯制御を行うための点灯回路と、前記トランスポンダから送信されるトランスポンダ信号を所定の周波数に復調する復調回路とを１つの回路基板上に形成し、前記回路基板を前記スイッチホルダ内に配置したことを特徴とする請求項１又は技術的思想（１）に記載のスイッチ装置。

（３）前記操作スイッチの操作面に前記携帯機を突き当て、同携帯機で前記操作スイッチをプッシュ操作することを特徴とする請求項３に記載のスイッチ操作方法。

本実施形態におけるセキュリティシステムの電気的構成を示すブロック図。 車室内からみたインストルメントパネル付近の斜視図。 本実施形態におけるスイッチ装置の斜視図。 本実施形態におけるスイッチ装置の部分断面図。 別例のスイッチ装置の部分断面図。

符号の説明

１…セキュリティシステム、２…車両（対象物）、１２…車両側マイコン（リクエスト信号出力手段），（第１判定手段），（第１制御手段），（第２判定手段），（第２制御手段）、１７…コイルアンテナ、２０…携帯機、２５…トランスポンダ、３０…イグニッションスイッチ（操作スイッチ）、３５…スイッチ装置。

Claims (1)

1. 一つの操作ボタンのプッシュ操作のみに基づいて対象物に設けられた作動部を駆動させる操作スイッチを備え、前記対象物とは別体なる携帯機に設けられたトランスポンダから送信されるトランスポンダ信号に含まれるＩＤコードが、予め設定されているＩＤコードと一致したことを条件として、前記操作スイッチによる操作が有効化されるスイッチ装置において、
   前記操作ボタンを内部に収容するとともに、外側に向けて折り曲げ加工された円状の折り曲げ部を外端部に有し、表面に装飾めっきが施されたベゼルと、
   該ベゼルにおいて前記操作ボタンが収容されている部分の外側の外縁に沿って且つ、前記装飾めっきが施されたベゼルの折り曲げ部に対してその折り曲げ方向と直交する方向に対向するように配置されて、前記トランスポンダに起電力を発生させるためのトランスポンダ駆動電波を出力する円環状のコイルアンテナとを備え、
   前記操作ボタンを、同操作ボタンの付近に前記携帯機をかざしながら、又は前記操作ボタンに前記携帯機を突き当てながら操作するものとした
   ことを特徴とするスイッチ装置。

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