JP5837956B2

JP5837956B2 - ドアハンドル用検出装置

Info

Publication number: JP5837956B2
Application number: JP2014058622A
Authority: JP
Inventors: 王多柏; 陳映志; 王釋右; 顏永銘
Original assignee: 國立臺北科技大學; 虎山實業股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: TW201504510A; US20150028864A1; CN104340174A; US9410346B2; CN104340174B; JP2015025798A; TWI464318B

Description

本発明は検出装置に関し、特には車両等のドアに配置されたハンドルに適用される検出装置に関する。

この種の車両用の検出装置としては、自動車等のドアの開錠及び施錠操作を制御するロックシステムに用いられ、例えば車両のハンドルに接近する人体を検出する検出装置がある（例えば特許文献１参照）。図５及び図６に示すように、ドア（図示せず）の外側に配置されたドアハンドル９００は、車体側に位置するハンドル本体９１２と、ハンドル本体９１２を覆って空間部９０を画成したハンドルカバー９１１等で構成されている。

ドアハンドル９００内には更に図７をも参照して、略直方体形状のコア８１０に第１のコイル８１１が車体上下方向（Ｙ方向）に沿って巻かれ、第１のセンサー部として用いられるアンテナ８１と、１本の第２のコイル８２１を車体前後方向（Ｘ方向）に沿って平行状態で往復するように屈曲させて構成され、第２のセンサー部として用いられるセンサー電極８２とが収容される。更にハンドル本体９１２の空間部９０に平板状の補助電極（図示せず）をも配置している。

米国特許第７５９８７５３号明細書

かかる従来の検出装置において補助電極を配置していることにより、センサー電極８２にて検出された容量値の変動を抑制することができるが、更にアンテナ８１及びセンサー電極８２間の干渉によってセンサー電極８２にて検出された容量値が変動する影響を低く軽減することが要望されている。また、角棒形状のコア８１０の尖っている側縁部が、空間部９０内で他の部材と当たって摩損することで、そのままでは装置が故障する等の問題もある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであり、新規な構造で第１のセンサー部と第２のセンサー部との干渉を軽減することができるドアハンドル用検出装置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、本発明に係るドアハンドル用検出装置は、空間部を画成したハウジングを有するドアハンドルに設けられて用いられるドアハンドル用検出装置であって、所定距離内の無線信号を検知するように前記空間部内に配置され、前記空間部に収容されて設けられるコアと、第１の長さを有すると共に前記コアに巻回する第１のコイルとを有する第１のセンサー部と、人体の接近による容量値の変化を検出するように前記空間部内に前記第１のセンサー部と平行して配置され、第２の長さを有し且つ前記第１のコイルよりも長い第２のコイルを前記第１のコイルに対応して重ね合うように設けられた第１の巻回部と、前記第１の巻回部の延伸方向の一側及び／又は他側に位置されるように設けられた第２の巻回部とを少なくとも含む複数の巻回部を有するように、前記第１のコイルの延伸方向と平行状態で往復するように巻回させて構成される第２のセンサー部と、を有し、前記第２の巻回部は、前記第１の巻回部に対して密巻線構造であることを特徴とする。

本発明に係るドアハンドル用検出装置は、第２のコイルを第１のコイルの延伸方向と平行状態で往復すると共に、疎密巻線構造を備えるように折り曲げて第２のセンサー部を構成することにより、第１のセンサー部と第２のセンサー部との間の干渉を軽減することができる。

本発明に係る検出装置を備えたドアハンドルの構成の一例を示す分解斜視図である。コイルアンテナとセンサー電極の構成を示す斜視図である。車両のドアハンドルに設けられた検出装置による車両周辺の検出範囲を示す図である。本発明に係る検出装置と従来の検出装置とについての効果を示すグラフである。従来のドアロックスイッチを備えたドアハンドルの一例を示す図である。図５のドアハンドルの分解斜視図である。従来の検出装置における磁界の影響を表すための説明図である。

以下、本発明に係る検出装置の一つ実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る検出装置を備えたドアハンドルの構成の一例を示す分解斜視図、図２は、コイルアンテナとセンサー電極の構成を示す斜視図である。なお、本発明に係る検出装置は、車両のドアハンドルのみに適用されるではなく、家屋等のドアハンドルに対しても十分に適用できる。
本発明に係るドアハンドル１００は、例えば自動車等のドア（図示せず）の外側に配置されており、車体側に位置するハンドル本体２２と、ハンドル本体２２を覆って空間部２０を画成したハンドルカバー２１等でなり、例えば車体前後方向に沿って長く形成された筐体状のハウジング２を有し、ドアハンドル１００内に第１のセンサー部１１と第２のセンサー部１２とを備えてなる検出装置１が設置されている。

第１のセンサー部１１は、所定距離内の無線信号を検知するように空間部２０内に配置されており、図示のように空間部２０に収容されているコア１１０と、コア１１０に巻かれてなる第１のコイル１１１とを有する。

この実施形態ではコア１１０は、電磁界強度を増すことができるもの、例えば所定の形状に鋳造可能な鋳鋼、鉄損が少なく飽和磁束密度及び透磁率の大きいケイ素鋼板、丸く巻くことが可能な帯状に圧延した薄肉鋼板、磁場の影響が無視できる例えば合成樹脂材料、ＣｕあるいはＡｌ等の非磁性材料、保磁力が小さく透磁率が大きい例えば軟鉄、ケイ素鋼あるいはパーマロイ（鉄・ニッケル合金）等の軟磁性材料、又は保磁力が大きい例えば炭素鋼、タングステン鋼アルニコ磁石等の硬磁性材料から製造される。なお、コア１１０は空間部２０内の構成部材と当たらないように、丸棒形状に成型されることが好ましい。
また、第１のコイル１１１は、所定距離内の無線信号を検知するように第１の長さＬ₁を有し、その一例としてＲＦＩＤ（Radio Frequency IDdentification）チップカードとして構成される。

第２のセンサー部１２は、人体の接近による容量値の変化を検出するように第１のセンサー部１１と平行して配置されており、第２の長さＬ₂を有し、且つ第１のコイル１１１
よりも長い（Ｌ₂＞Ｌ₁）第２のコイル１２０を、第１のコイル１１１（コア１１０）の延伸方向と平行状態で（車体上下方向沿いに）往復するように巻回させて構成されている。この実施形態では第２のコイル１２０は、第１のコイル１１１に対応して重ね合うように設けられた第１の巻回部１２１と、第１の巻回部１２１の延伸方向の両側に位置されるように設けられた第２の巻回部１２２，１２３とを少なくとも含む複数の巻回部を有する。

この実施形態では第２のセンサー部１２は、１つの第１の巻回部１２１及び２つの第２の巻回部１２２，１２３を有するように第２のコイル１２０を巻回させてなる。第１の巻回部１２１の単位距離毎の巻回数を第１の巻回密度ｄ₁とし、第２の巻回部１２２，１２３の単位距離毎の巻回数を第２の巻回密度ｄ₂とする。このとき第１の巻回密度ｄ₁＜第２の巻回密度ｄ₂になるように密巻線部と疎巻線部とを含む疎密構造に構成することで、第１のセンサー部１１と第２のセンサー部１２との電磁的干渉を軽減することができる。

なお、第２のセンサー部１２が、１つの第１の巻回部１２１と２つの第２の巻回部１２２，１２３から構成され、第２の巻回部１２２，１２３が第１の巻回部１２１に対して密巻線構造である形態を１例として説明した。この例に制限されず、第１のセンサー部１１に対応して設けられた１つの第１の巻回部１２１と、この第１の巻回部１２１に対して密巻線構造である１つの第２の巻回部１２２（１２３）から構成されてもよい。

第１のセンサー部１１は、コア１１０に第１のコイル１１１が巻回されてなるインダクタであるため、コア１１０の磁束φは、コア１１０に働く起磁力をＦ、磁気抵抗をＲ、透磁率をμ、コア１１０の断面積をＡ、第１のコイル１１１に流れる電流をｉ、ｌを磁路の長さとすると、次式で表すことができる。

φ＝Ｆ／Ｒ＝（μ・Ａ・ｉ）／ｌ（１）

上記式（１）より、コア１１０の磁束φは、透磁率μ、断面積Ａ、電流ｉに比例すると共に、磁路長さｌに反比例することが分かる。従って、透磁率μを高めたり、コア１１０の断面積Ａを大きくしたり、磁路長さｌを短くすれば、磁束φを大きくすることができる。この実施形態では、コア１１０を上記式（１）に関して透磁率μを高めてコア１１０のサイズが小さくなることが可能な材料によって製造することによって、コア１１０の体積を低減することができる。また、コア１１０が丸棒形状に成型されると、接触による摩損を避けることができ、故障回数の低減を図ることができる。

次に、上記のように構成された本発明に係るドアハンドルに配置されて用いられる検出装置の利点を一つの実施例について説明する。
図３は、車両５のドアハンドル１００に設けられた検出装置による車両５の周辺の検出範囲を示す図である。本発明に係る検出装置と従来の検出装置とについて５つの角度での検出距離を調べた結果を、下記の表１及び表２に示した。

表１と表２から分かるように、本発明に係る検出装置は、従来装置に比較して、検出距離が２０ｃｍ〜４０ｃｍ程度長くなっており、本発明に係る検出装置における第１のセンサー部１１及び第２のセンサー部１２間の干渉を低減することが可能で、接近する人体等をより良好に検出できることが確認された。

図４は、本発明に係る検出装置と従来の検出装置とについての効果を示すグラフである。従来の検出装置における第２のセンサー部（センサー電極）８２は、同じ巻線密度を得るように第２のコイル８２１を曲げてなったもの、本発明に係る検出装置における第２のセンサー部１２は、疎巻線部である第１の巻回部１２１に対して密巻線部である第２の巻回部１２２，１２３を含む疎密構造を有する。図４のグラフから分かるように本発明に係る検出装置は、１３３ＫＨｚの動作周波数にて、従来の検出装置に対してピーク利得が１２ｄＢ程高くなっており、より良好な効果を得ることが分かる。

以上のように本発明に係る検出装置は、サイズを小さくするように透磁率μを高めることが可能な材料によって製造されたコア１１０を備えた第１のセンサー部１１及び疎密巻線構造を備えた第２のセンサー部１２を備えて構成される。これにより第１のセンサー部１１と第２のセンサー部１２との間の干渉を軽減することができ、第１のセンサー部１１の検出距離を長く伸ばし、第２のセンサー部１２の検出感度をも高めることができる。また、コア１１０は例えば丸棒形状に成型されると、他の構成部材と当たったりして摩損することがなくなり、故障の回数を減らすことができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
本発明に係るドアハンドル用検出装置は車両、家屋等のドアに配置されたドアハンドルに設けられる検出装置として適用される。

５車両
１００ドアハンドル
２ハウジング
２０空間部
２１ハンドルカバー
２２ハンドル本体
１検出装置
１１第１のセンサー部
１１０コア
１１１第１のコイル
１２第２のセンサー部
１２０第２のコイル
１２１第１の巻回部
１２２，１２３第２の巻回部

Claims

空間部を画成したハウジングを有するドアハンドルに設けられて用いられるドアハンドル用検出装置であって、
所定距離内の無線信号を検知するように前記空間部内に配置され、前記空間部に収容されて設けられるコアと、第１の長さを有すると共に前記コアに巻回する第１のコイルとを有する第１のセンサー部と、
人体の接近による容量値の変化を検出するように前記空間部内に前記第１のセンサー部と平行して配置され、第２の長さを有し且つ前記第１のコイルよりも長い第２のコイルを前記第１のコイルに対応して重ね合うように設けられた第１の巻回部と、前記第１の巻回部の延伸方向の一側及び／又は他側に位置されるように設けられた第２の巻回部とを少なくとも含む複数の巻回部を有するように、前記第１のコイルの延伸方向と平行状態で往復するように巻回させて構成される第２のセンサー部と、を有し、
前記第２の巻回部は、前記第１の巻回部に対して密巻線構造であることを特徴とするドアハンドル用検出装置。
前記第２のセンサー部は、前記第１の巻回部の単位距離毎の巻回数を第１の巻回密度、前記第２の巻回部の単位距離毎の巻回数を第２の巻回密度としたとき、前記第１の巻回密度が前記第２の巻回密度よりも小である疎巻線部としての前記第１の巻回部と、前記第１の巻回部に対して密巻線部としての前記第２の巻回部とを含む疎密構造に構成されることを特徴とする請求項１に記載のドアハンドル用検出装置。
前記コアは、下記式（１）を満たし且つ透磁率を高めて前記コアのサイズを小さくすることが可能な材料によって製造されることを特徴とする請求項１又は２に記載のドアハンドル用検出装置。
φ＝Ｆ／Ｒ＝（μ・Ａ・ｉ）／ｌ（１）
ここに、φを前記コアの磁束、Ｆを前記コアに働く起磁力、Ｒを磁気抵抗、μを透磁率、Ａを前記コアの断面積、ｉを前記第１のコイルに流れる電流、ｌを磁路の長さとする。
前記コアは、丸棒であることを特徴とする請求項３に記載のドアハンドル用検出装置。
前記コアは鋳鋼、ケイ素鋼、薄肉鋼板、非磁性材料、軟磁性材料又は硬磁性材料によって製造されることを特徴とする請求項４に記載のドアハンドル用検出装置。