JPH0538232U - 車両用キー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キー側の電源としての二次電池の充電を確実
に実施すると共に防水性を向上させる。 【構成】 キー３のキーグリップ５に一対の電極６，６
を設け、内部には二次電池１９を充電するための共振回
路１４，整流回路１７，充電回路１８および電圧検出回
路２１を設けると共に、送信回路２０を設ける。キーシ
リンダ１側には、キー３をキーシリンダ１に装着した状
態でキー３の電極６，６と対向する一対の対向電極７，
７を設け、コンデンサ結合部とする。このコンデンサ結
合部を介して給電回路８により二次電池１９に充電す
る。非接触状態で充電動作を実施でき、電極６の磨耗に
よる動作不良を防止すると共に、樹脂等で覆うことによ
り防水構造を改善することができて信頼性が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、キー本体内部に電源としての二次電池とこの二次電池により駆動さ れる信号送信部とを備え、前記信号送信部から送信信号を出力して車両に設けた 駆動装置を動作させるようにした車両用キー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車のキー装置においては、最近いわゆるワイヤレスドアロック装置を搭載 したものがある。これは、例えばイグニッションキーの基部に送信回路およびこ れの電源としての電池を設け、使用者がその送信回路を動作させることによって 電波信号を出力すると、車体側に設けられた受信回路によりその電波信号を解読 し、電波信号がその自動車に設定された特定の信号であった場合に、電動アクチ ュエータを駆動してドアを自動的にロックしたり、或はそのロックを自動的に解 除するように構成されているものである。

【０００３】 このようなワイヤレスドアロック装置は送信回路を動作させるべくキーに設け られた送信スイッチをオンさせるだけで、自動的にドアをロックしたり、そのロ ックを解除したりできるので、実用上非常に便利である。

【０００４】 この場合、電源としての電池に一次電池を用いる構成としたものでは、電池交 換の必要性があるが、キー本体のデザイン上の制約から防水性や強度の点で品質 の向上が困難になる不具合がある。

【０００５】 そこで、従来では、電源として一次電池に代えて充電可能な二次電池を用いる 構成とすることにより上述の不具合を解消することが考えられている。即ち、二 次電池の充電用の電極のみをキー本体の表面部に配設するように構成し、外部か らこの充電用電極を介して二次電池に給電することにより充電して電源を確保す るようにしたものであり、これによって、電池交換のための構造とする必要がな くなるため、防水性や強度を所定の基準に満足させることができるのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような従来のものでは、充電用電極をキー本体の表面に 露出させ、二次電池への充電の際にその充電用電極と給電部の電極とが接触する 構成であるため、電極の磨耗や腐食等により電極間で接触不良が発生したり、或 は、充電電極部分がキー本体の電子回路部分への水の侵入経路となってしまう虞 があり、信頼性の点ではまだ不十分となる不具合がある。

【０００７】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、二次電池の充電を 確実に実施可能になると共に、キー本体の防水性を向上することができて信頼性 の向上が図れる車両用キー装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、キー本体内部に電源としての二次電池とこの二次電池により駆動さ れる信号送信部とを備え、前記信号送信部から送信信号を出力して車両に設けた 駆動装置を動作させるようにした車両用キー装置を対象としたものであり、前記 キー本体表面部に設けられた一対の電極と、この一対の電極に接続された整流回 路と、この整流回路の出力端子側に接続され前記二次電池に充電するための充電 回路と、前記車両側に設けられ前記キー本体の装着状態で前記一対の電極とコン デンサ結合状態となるように配置された一対の対向電極と、前記車両側に設けら れ所定周波数の交流電源を前記一対の対向電極及び前記キー本体側の一対の電極 を介して給電する給電手段とを具備したところに特徴を有する。

【０００９】 また、キー本体内部の整流回路の前段に共振回路を設けると良い。

【００１０】

【作用】

請求項１記載の車両用キー装置によれば、キー本体を車両の所定位置に装着す ると、キー本体の一対の電極と車両側の対向電極とがコンデンサ結合状態となり 、この状態で車両側に配設された給電手段からキー本体側に給電される。これに より、二次電池は整流回路および充電回路を介して充電されるので信号送信部を 駆動するための電源が確保できる。この場合、給電手段は所定周波数の交流電源 を給電するので、上記コンデンサ結合をなす一対の電極および対向電極部分を非 接触状態としたままでキー本体側に給電が行なえるので、キー本体側に設ける電 極部分を接触による磨耗や腐食等から防げると共に、電極部分を密閉する構造と することができるので防水性を向上させることができる。

【００１１】 請求項２記載の車両用キー装置によれば、給電手段からキー本体部にコンデン サ結合状態の電極部分を介して給電されるときに、キー本体に設けられた共振回 路により給電手段の所定周波数の交流電源が共振状態となるように回路定数を設 定しておけば整流回路および充電回路を介して二次電池への充電電力を高くする ことができ、効率の良い充電動作を行なわせることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を自動車用のワイヤレスキー装置に適用した場合の一実施例につ いて図面を参照しながら説明する。

【００１３】 図２（ａ），（ｂ）は自動車のステアリングコラム部分に設けられたイグニッ ション用のキーシリンダ１部分を示しており、このキーシリンダ１には回動可能 にキーロータ２が配設されている。キーロータ２は、キー本体たるキー３が抜き 差し可能となっており、差し込まれたキー３により回動操作されるようになって いる。

【００１４】 キー３はキープレート４およびキーグリップ５から構成されており、キーグリ ップ５は樹脂等によりキープレート４に一体に成形されている。このキーグリッ プ５の一方の面部には、ドアロック・アンロック用のスイッチ５ａが配設されて いる。また、キーグリップ部５の肩部分のキーシリンダ１と対向する位置には一 対の電極６，６が配設されており、同図に示す状態つまりキーロータ２が「ＯＮ 」位置にある状態で電極６，６と対向する一対の対向電極７，７がキーシリンダ １側に設けられている。

【００１５】 上記の状態で、それぞれの電極６と対向電極７とによりコンデンサ結合状態が 形成されており、後述するようにキーシリンダ１側からこのコンデンサ結合部分 を介してキー本体３側へ給電されるようになっている。この場合、それぞれのコ ンデンサ結合部分は電極間の間隔が例えば１ミリ程度、電極面積が１０ミリ×１ ０ミリ程度の大きさとされている。

【００１６】 次に、図１に従って電気的構成について述べる。

【００１７】 給電手段たる給電回路８は、キーシリンダ１側に設けられており、前記コンデ ンサ結合部分を介してキー本体３側に給電するための回路である。この給電回路 ８において、電源回路９の入力端子は車載バッテリに接続され、出力端子は発振 回路１０および出力回路１１に接続されている。発振回路１０は所定周波数の信 号を生成する回路であり、出力回路１１は発振回路１０による所定周波数の信号 に基づいて交流電源を出力する回路である。出力回路１１の出力端子は一対の対 向電極７，７に接続されている。

【００１８】 キー本体３のキーグリップ５において、一対の電極６，６にはコンデンサ１２ およびコイル１３の並列回路からなる共振回路１４が接続されると共に、４個の ダイオード１５ａ乃至１５ｄおよび平滑用コンデンサ１６からなる全波整流回路 １７の入力端子が接続されている。この全波整流回路１７の出力端子は充電回路 １８を介して二次電池１９に接続されている。

【００１９】 上記充電回路１８は、二次電池１９に抵抗１８ａを介して通電経路を形成する と共に、この二次電池１９に並列に図示極性で過充電防止用のツェナーダイオー ド１８ｂを接続した構成となっている。二次電池１９は、例えば起電力が３Ｖの バナジウム−リチウム電池を用いており、その大きさは直径１２．５ミリ，厚さ ２ミリ程度となっている。信号送信部２０はスイッチ５ａを介してこの二次電池 １９から給電されるもので、スイッチ５ａのオン操作に応じてドアロックの電波 信号を出力するようになっている。

【００２０】 また、二次電池１９の両端子には電圧検出回路２１が接続されており、二次電 池１９の起電力を検出して信号送信部２０に出力するようになっている。信号送 信部２１は二次電池１９の充電動作中にその起電力が所定電圧に達すると、給電 回路８による給電動作を停止する指令信号を信号送信部２０に与える。

【００２１】 次に、本実施例の作用説明に先立って、図３および図４により給電動作の原理 について述べる。

【００２２】 図３において、キーシリンダ１側の一対の対向電極７，７およびキー本体３の 一対の電極６，６により一対のコンデンサ結合部分Ｐが構成されており、このコ ンデンサ結合部分Ｐを介してキーシリンダ１側から交流電源Ｑを接続すると、充 電回路１８および二次電池１９によりなる充電部Ｒに給電される。

【００２３】 この場合、コンデンサ結合部分Ｐの容量をできるだけ大きくする或は電源周波 数を高くすることにより、この部分での電圧降下が少なくなって充電部Ｒに効率 良く給電することができるものである。

【００２４】 次に、図４におけるように、キー本体３のコンデンサ結合部分Ｐを介した受電 端部分に、コンデンサＣおよびコイルＬの並列回路Ｔを接続する場合には、給電 時に電源周波数と回路定数を適切に選ぶことにより、コンデンサ結合部分Ｐ，コ ンデンサＣおよびコイルＬによる共振状態を形成することができる。従って、こ の状態で、共振回路Ｓ部分で交流電源Ｑ側からみて実質的なインピーダンスを略 ゼロとすることができ、充電部Ｒ側に最も効率的に給電することができるように なる。

【００２５】 さて、本実施例の場合においては、コンデンサ結合部分Ｐにおける容量Ｃ１は 電極面積Ａおよび電極間ギャップｄの値から、ギャップ部の誘電率εを空気の誘 電率ε0 とすると、次式のように表わされる。

【００２６】

【数１】 従って、電極の一辺の長さを１０mmとし、電極間ギャップｄの値を１mmとする と、上式（１）からこのときのコンデンサ結合部分Ｐの１個あたりの容量Ｃ１は 約１ｐＦとなる。そして、充電に必要な電流を５ｍＡとし、コンデンサ結合部分 Ｐでの電圧降下を０．２Ｖ程度とすると、このときの周波数ｆは約４００ＭＨｚ とする必要があり、充電エネルギーを大きくするには、さらに周波数ｆを高くし なければならない。尚、電極の一辺の長さを２０mmとした場合に、上述の周波数 ｆは約１００ＭＨｚとなる。

【００２７】 次に、並列回路ＴのコンデンサＣおよびコイルＬを加えた回路による状態を考 えると、このときの電源Ｑ側からみた共振周波数ｆ１（共振角周波数ω＝２πｆ １である）は次のように表わされる。

【００２８】

【数２】 従って、このような共振周波数ｆ１に電源周波数を選ぶと、電源Ｑ側からみた インピーダンスを極小（略ゼロ）にすることができ、最も効率的にエネルギーを 伝達することができる。このためには、まず、できるだけコンデンサ結合部分Ｐ の容量Ｃ１の値を大きくし、さらに並列回路ＴのコンデンサＣの容量ＣをＣ＞＞ Ｃ１となるように設定すると、上述の式（２）に示した関係を次式に示すように 近似することができる。

【００２９】

【数３】 即ち、印加される電源電圧は殆どこの並列回路Ｔにかかるようにすることがで きると共に、並列回路Ｔは並列共振状態となってインピーダンスが高くなるため 、電流を充電回路１８側に効率良く供給することができるものである。

【００３０】 さて、本実施例においては、キー３をキーロータ２に装着して「ＯＮ」位置に 回動すると、給電回路８においては、発振回路１０は電源回路９から電源が与え られて出力回路１１を介して給電動作を開始する。この場合、発振回路１０の出 力周波数は、上述の式（２）或は式（３）により決まる共振回路１４の共振周波 数ｆ１になるように設定されている。

【００３１】 これにより、コンデンサ結合部Ｐを介してキー３側に給電されると、共振回路 １４は共振状態となり、充電回路１８には全波整流回路１７を介して全波整流さ れた直流電圧が効率良く印加されるようになり、二次電池１９が充電される。そ して、電圧検出回路２１は二次電池１９の起電力が所定値に達するとこれを検出 して送信回路２０に充電動作停止の信号を出力させる。車両側の図示しない受信 回路を介して電源回路９に充電動作停止信号が与えられると、共振回路１０への 給電を停止して、二次電池１９の充電動作を終了する。

【００３２】 尚、コンデンサ結合部Ｐのギャップ間に空気の代わりに誘電率の高い誘電体で 満たすと、Ｐ部分の容量値（Ｃ１）を大きくできるため、電極面積を小さくでき る利点がある。

【００３３】 このような本実施例によれば、車両側からキー３側に給電する際に、双方の電 極を対向させてコンデンサ結合状態とすることにより非接触状態で行なう構成と したので、接触による電極６，７の磨耗を防止でき、接触不良等の動作不良を極 力低減できるので、確実に充電動作が行なえ、信頼性が向上する。

【００３４】 また、本実施例によれば、このように非接触状態で充電動作を行なうので、例 えばキー３の電極６部分を樹脂等により密封した構造とすることができ、従って 、電極６の腐食を防止すると共に、キー３内部への水の侵入を防止することがで きるようになり、信頼性が向上する。

【００３５】

【考案の効果】

請求項１記載の車両用キー装置によれば、キー本体を車両側の所定位置に装着 した状態でキー本体の一対の電極と車両側の対向電極とによりコンデンサ結合状 態を形成し、このコンデンサ結合部分を介して車両側の給電手段から非接触状態 でキー本体側の二次電池に充電する構成としたので、電極部分が磨耗等により接 触不良等の動作不良をおこすことがなくなると共に、電極部分を樹脂等の誘電体 により覆う構造とすることができて、内部への水の侵入経路をなくすことができ 、従って防水性が良くなり信頼性が向上するという優れた効果を奏する。

【００３６】 請求項２記載の車両用キー装置によれば、上述の充電動作をキー本体内部に設 けた共振回路により共振状態で行なわせる構成としたので、より効率良く充電動 作を行なうことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す電気的構成図

【図２】キーを装着した状態で示す平面図および正面図

【図３】動作原理説明図

【図４】共振回路を用いた場合の動作原理説明図

【符号の説明】

１はキーシリンダ、２はキーロータ、３はキー（キー本
体）、５はキーグリップ、６，６は一対の電極、７，７
は一対の対向電極、８は給電回路（給電手段）、９は電
源回路、１０は発振回路、１２はコンデンサ、１３はコ
イル、１４は共振回路、１７は全波整流回路（整流回
路）、１８は充電回路、１９は二次電池、２０は送信回
路（信号送信部）、２１は電圧検出回路である。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 キー本体内部に電源としての二次電池と
   この二次電池により駆動される信号送信部とを備え、前
   記信号送信部から送信信号を出力して車両に設けた駆動
   装置を動作させるようにしたものであって、前記キー本
   体表面部に設けられた一対の電極と、この一対の電極に
   接続された整流回路と、この整流回路の出力端子側に接
   続され前記二次電池に充電するための充電回路と、前記
   車両側に設けられ前記キー本体の装着状態で前記一対の
   電極とコンデンサ結合状態となるように配置された一対
   の対向電極と、前記車両側に設けられ所定周波数の交流
   電源を前記一対の対向電極及び前記キー本体側の一対の
   電極を介して給電する給電手段とを具備してなる車両用
   キー装置。
2. 【請求項２】 キー本体内部の整流回路の前段に、電極
   対のコンデンサ結合部分とで直列共振回路を形成する補
   助回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用
   キー装置。