KR20070052306A - 도어 개폐 장치와 이를 구비한 키리스 엔트리 장치와 이를탑재한 차량용 도어 또는 건축물용 도어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 외측 및 내측으로부터의 도어 개폐의 조작으로 동시에 도어록을 해정 및 시정할 수 있는 도어 개폐 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 도어 개폐 장치는, 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)과, 도어가 닫혀 있는 본체로부터 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단(22)과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단(25)과, 도어를 개폐하기 위해 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 도어 결합 수단(25)의 결합을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)과, 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)과, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 도어록 수단(22)의 해정(解錠) 및 시정(施錠)을 제어하는 본체측 제어 수단(28)을 구비한다.

Description

도어 개폐 장치와 이를 구비한 키리스 엔트리 장치와 이를 탑재한 차량용 도어 또는 건축물용 도어{DOOR OPENING/CLOSING DEVICE, KEYLESS ENTRY DEVICE WITH THE DOOR OPENING/CLOSING DEVICE, VEHICLE DOOR OR BUILDING DOOR CARRYING THE KEYLESS ENTRY DEVICE}

본 발명은, 자동차 등의 차량 도어의 시정(施錠, 잠금)/해정(解錠, 열림)을 키 조작없이 가능하게 하는 키리스 엔트리 시스템(keyless entry system)에 매우 적합하며, 차량용 도어, 또는 건축물용 도어 등에 사용하는 도어 개폐 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 예를 들면 자동차 등의 차량 도어의 시정/해정을 키 조작없이 가능하게 하는 키리스 엔트리 시스템에 매우 적합한 도어 핸들 장치에 관한 것으로서, 특히 키리스 엔트리 시스템의 동작 신뢰성의 향상, 소비 전류의 저감 등을 실현할 수 있는 도어 핸들 장치에 관한 것이다.

최근 자동차 등의 차량에서는, 편리성, 보안성의 향상을 목적으로 하여 키리스 엔트리 시스템을 탑재한 것이 증가하고 있다.

키리스 엔트리 시스템은 도어의 시정/해정을 키 조작없이 가능하게 하는 시스템으로서, 운전자가 휴대 소지하는 무선 통신 단말과 차량에 탑재된 무선 통신 단말과의 사이에서 무선 통신에 의해 암호 데이터 등을 조회함으로써 도어의 시정/ 해정을 행한다.

종래 이와 같은 키리스 엔트리 시스템용으로서, 도 18에 도시한 차량으로서의 자동차용 도어 핸들이 제안되어 있다.

이 도어 핸들(1)은, 자동차의 도어(2)의 개구부(3)에 설치되어 도어의 개폐 조작시의 손잡이가 되는 핸들 본체(4)를 중공 구조로 하고, 이 핸들 본체(4) 내의 중공부(4a)에 핸들 조작 검출 센서(5)를 끼워 넣은 것이다.

그리고 핸들 조작 검출 센서(5)는, 운전자 등이 핸들 본체(4)에 손을 대면, 그 인체와의 접촉으로 핸들 본체(4) 주위의 정전 용량이 변동하는 것에 착안하여 정전 용량의 변동으로부터 도어의 개폐 조작의 유무를 검출하고, 또한 정전 용량의 변동을 검출하기 위한 센서 전극(6)과, 이 센서 전극(6)에 의해 정전 용량의 일정 이상의 변동을 검출했을 때에 운전자가 휴대 소지하는 무선 통신 단말과의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 안테나(7)를 구비한 구성이다(예를 들면 일본 특개 2003-194959호 공보).

또한 핸들 본체(4)는, 화살표 (A) 방향으로 요동 변위 가능하게 전방부로부터 연장 돌출한 아암(8;arm)이 도어측에 연결되어 있다. 또한 핸들 본체(4)의 뒤쪽에는, 도어(2)가 멋대로 열리지 않도록 외측으로부터 록킹하는 키 실린더(9)와, 벨 크랭크(bell-crank)체(10)가 장비되어 있다. 그리고 벨 크랭크체(10)는 도시하지 않은 링크 기구와 협동하여 도어록 장치를 구성한다.

또한 최근 자동차 등의 차량에서는, 편리성, 보안성의 향상을 목적으로 하여 키리스 엔트리 시스템을 탑재한 것이 증가하고 있다.

키리스 엔트리 시스템은 도어의 시정/해정을 키 조작없이 가능하게 하는 시스템으로서, 운전자가 휴대 소지하는 무선 통신 단말과 차량에 탑재된 무선 통신 단말과의 사이에서 무선 통신에 의해 암호 데이터 등을 조회함으로써 도어의 시정/해정을 행한다.

종래 이와 같은 키리스 엔트리 시스템용으로서, 도 20에 도시한 차량용 도어 핸들이 제안되어 있다.

이 차량용 도어 핸들(1001)은 차량의 도어 아우터 패널(1002)의 개구부(1003)에 설치되며, 도어의 개폐 조작시의 손잡이가 되는 핸들 본체(1004)를 중공 구조로 하고, 이 핸들 본체(1004) 내의 중공부(1004a)에 핸들 조작 검출 센서(1010)를 끼워 넣은 것이다.

핸들 조작 검출 센서(1010)는, 운전자 등이 핸들 본체(1004)에 손을 대면, 그 인체와의 접촉으로 핸들 본체(1004) 주위의 정전 용량이 변동하는 것에 착안하여 정전 용량의 변동으로부터 도어의 개폐 조작의 유무를 검출하는 것으로, 정전 용량의 변동을 검출하기 위한 센서 전극(1009)과, 이 센서 전극(1009)에 의해 정전 용량의 일정 이상의 변동을 검출했을 때에 운전자가 휴대 소지하는 무선 통신 단말과의 사이에서 신호의 송수신을 행하는 안테나(1008)를 구비한 구성이다(예를 들면 일본 특개 2003-194959호 공보).

또한 핸들 본체(1004)는, 화살표 (A) 방향으로 요동 변위 가능하게 전방부로부터 연장 돌출한 아암(1005)이 도어측에 연결되어 있다. 또한 핸들 본체(1004)의 뒤쪽에는 키 실린더 케이스(1006)와, 벨 크랭크체(1007)가 장비되어 있다. 그리고 벨 크랭크체(1007)는 도시하지 않은 링크 기구와 협동하여 도어록 장치를 구성한다.

그러나 상기 도어 핸들(1)은 핸들 조작 검출 센서(5)를 끼워 넣기 위하여 핸들 본체(4) 내에 일정 이상 크기의 중공부(4a)를 확보하지 않으면 안되어, 핸들 본체(4)의 형상이나 치수가 제한되어 버린다는 문제가 있었다.

또한 핸들 본체(4) 주위의 정전 용량은, 예를 들면 인체 이외의 기물의 접근이나 접촉에 의해서도 미소 변동한다.

그래서 이와 같은 외란에 의한 정전 용량의 미소 변동을 오검출하지 않도록 정전 용량식의 핸들 조작 검출 센서(5)의 검출 감도를 낮게 설정해 두면, 도어(2)의 개폐 조작시에 핸들 본체(4)로의 손의 접촉압이 약할 때에는 도어(2)의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 없어, 핸들 본체(4)로 손을 다시 접촉시켜야 할 필요가 있어 조작성의 저하를 초래할 우려가 있었다.

한편 핸들 조작 검출 센서(5)의 검출 감도를 높이면, 도어(2)의 개폐 조작시에 핸들 본체(4)로의 손의 접촉압이 약한 경우에도 확실하게 도어(2)의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있게 되나, 그 반면 외란에 의한 정전 용량의 미소 변동에서도 핸들 조작 검출 센서(5)는 도어(2)의 개폐 조작이 있었다고 판정하고 신호의 발신을 행하게 되어, 무위(無爲)한 신호 발신이 주위 환경으로의 노이즈의 방출이 될 우려가 있었다.

또한 자동차의 도어는 도 19에 도시한 바와 같이 주행중에 도어(2)가 멋대로 열리지 않도록 실내측으로부터도 도어록 장치(미도시)를 록킹하는 도어록 노브(11) 가 설치되어 있다. 따라서 정차한 차량으로부터 내릴 때에는, 먼저 도어록 노브(11)를 해정 조작하고, 다음으로 내측 도어 핸들(12)을 조작하여 자동차 본체(13)에 설치한 U자 형상 받침에 탈착 가능하게 결합한 L자 형상 훅(hook)으로 구성되어 있는 도어 결합 수단(미도시)을 풀면서(이하, 해정이라고 함) 도어(2)를 외측으로 여는 것이다.

물론 외측으로부터 도어(2)를 열어 자동차에 탈 때에도, 키 실린더(미도시)에 키를 꽂고 돌리는 등의 조작으로 도어록 장치의 록킹을 해정하고, 그리고 나서 외측 도어 핸들을 조작하여 도어 결합 수단을 해제하면서 도어(2)를 외측으로 여는 것이다. 도면 중에서 도면부호 14는 창유리, 도면부호 15는 운전용 핸들이다.

이상과 같이 자동차는 외측과 내측의 양쪽으로부터 도어를 열기 때문에, 도어록 장치가 도어를 록킹하고 있을 때에는 해정 조작하고, 그리고나서 내측 도어 핸들 또는 외측 도어 핸들을 조작하여, 통상 자동차 차체에 결합되어 있는 도어 결합 수단을 해제하면서 도어를 연다. 따라서 내측 도어 핸들 또는 외측 도어 핸들에서 도어 결합 수단을 해제하는 조작이 끝날 때까지는, 적어도 도어록 장치의 해정이 완료한 타이밍이 도어 개방 조작의 점에서 최적이 된다.

이와 같은 자동차의 도어 개폐 조작의 관점에서 상기 종래 기술에서는, 차실측으로부터의 도어 개폐 조작시의 핸들 조작 검출 센서에 관한 기술에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않으며, 가령 차실내측으로부터의 도어 개폐 조작을 검출한다고 하면, 외측의 핸들 본체에 설치한 구성과 같도록 내측 도어 핸들 내에 핸들 조작 검출 센서를 설치하는 것을 생각할 수 있으나, 내측 도어 핸들이 커져 설치 공간을 많이 필요로 하는 등, 각종 설계상의 제약을 받는 것을 생각할 수 있다.

또한 상기한 바와 같이 핸들 조작 검출 센서(5)는, 핸들 본체(4)의 쥐는 방법에 따라 개방 조작의 검출에 편차가 발생할 우려가 있으면, 핸들 본체의 개방 조작에 따른 도어 결합 수단의 해제 조작과 관계없이 도어록 장치의 록킹의 해정 조작이 늦어져 버리는 것을 생각할 수 있음과 동시에, 이때에는 타이밍을 옮겨 다시 핸들 본체(4)에 의한 도어 개방 조작을 하지 않으면 안되어, 조작성의 저하를 초래하는 것을 생각할 수 있다.

또한 도 19에서 설명한 바와 같이 도어의 개방을 위해서는, 도어록을 해정 조작하고, 그 후에 도어 핸들의 조작으로 도어 결합 수단을 해제하지 않으면 안되므로, 2단계의 조작이 되어 도어 개폐의 조작이 번잡하다.

상기 종래의 문제점을 감안하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외측 및 내측으로부터의 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작으로, 동시에 도어록을 해정 또는 해정 및 시정할 수 있는 도어 개폐 장치를 제공하는 것이다.

또한 상기 차량용 도어 핸들(1001)은, 핸들 조작 검출 센서(1010)를 끼워 넣기 위하여 핸들 본체(1004) 내에 일정 이상 크기의 중공부(1004a)를 확보하지 않으면 안되어, 핸들 본체(1004)의 형상이나 치수가 제한되어 버린다는 문제가 있었다.

또한 핸들 본체(1004) 주위의 정전 용량은, 예를 들면 인체 이외의 기물의 접근이나 접촉에 의해서도 미소 변동한다.

그래서 이와 같은 외란에 의한 정전 용량의 미소 변동을 오검출하지 않도록 정전 용량식의 핸들 조작 검출 센서(1010)의 검출 감도를 낮게 설정해 두면, 도어 의 개폐 조작시에 핸들 본체(1004)로의 손의 접촉압이 약할 때에는 도어의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 없어, 핸들 본체(1004)로 손을 다시 접촉시켜야 할 필요가 있어 조작성의 저하를 초래할 우려가 있었다.

한편 핸들 조작 검출 센서(1010)의 검출 감도를 높이면, 도어의 개폐 조작시에 핸들 본체(1004)로의 손의 접촉압이 약한 경우에도 확실하게 도어의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있게 되나, 그 반면 외란에 의한 정전 용량의 미소 변동에서도 핸들 조작 검출 센서(1010)는 도어의 개폐 조작이 있었다고 판정하고 신호의 발신을 행하게 되어, 무위한 신호 발신이 주위 환경으로의 노이즈의 방출이 될 우려가 있었다.

또한 본 발명의 목적은 상기 과제를 해소하기 위한 것으로, 핸들 본체의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높고, 게다가 검출 감도가 높아 도어의 개폐 조작시에 핸들 본체로의 손의 접촉이 약한 경우에도 확실하게 도어의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있고, 또한 무위한 신호 발신에 따른 주위 환경으로의 노이즈의 방출을 방지함과 동시에, 소비 전류의 저감에 의해 차량 탑재 배터리로의 부담을 경감할 수 있는 도어 핸들 장치 및 이를 이용한 키리스 엔트리 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들과, 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단과, 도어를 열기 위하여 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단의 결합을 해제하는 도어 결합 해제 작동 수단과, 상기 도어 결합 해제 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제 신호 검출 수단과, 상기 도어 결합 해제 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치이다.

또한 본 발명은, 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들과, 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단과, 도어를 개폐하기 위해 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단과, 상기 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단과, 상기 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정 및 시정을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작만으로 동시에 도어록도 해정 또는 해정 및 시정할 수 있어, 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작이 극히 용이해진다.

또한 본 발명은, 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들과, 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단과, 도어를 열기 위하여 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단의 결합을 해제하는 도어 결합 해제 작동 수단과, 상기 도어 결합 해제 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제 신호 검출 수단과, 상기 도어 결합 해제 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라, 도어 결합 해제 신호 검출 수단은 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작에도 연동하는 도어 결합 해제 작동 수단의 작동을 받아 신호를 발생하고, 이 신호를 받은 본체측 제어 수단이 도어록 수단의 록킹을 해정하므로, 외측과 내측으로부터의 모든 도어 개방과 함께 도어록도 해정할 수 있어, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방도 종래와 비교하여 번잡함이 없어져 조작이 편해진다.

또한 본 발명은, 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들과, 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단과, 도어를 개폐하기 위해 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단과, 상기 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단과, 상기 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정 및 시정을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐 조작에도 연동하는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동을 받아 신호를 발생하고, 이 신호를 받은 본체측 제어 수단이 도어록 수단의 록킹을 해정 및 시정을 제어하므로, 외측과 내측으로부터의 모든 도어 개폐와 함께 도어록의 해정 및 시정도 할 수 있어, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방도 종래와 비교하여 번잡함이 없어져 조작이 편해진다.

또한 본 발명은, 도어 결합 해제 신호 검출 수단을, 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을, 각각 하나로 하여 외측 또는 내측으로부터의 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작을 검출하는 구성으로 한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라, 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작에도 연동하는 도어 결합 해제 작동 수단 또는 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐의 조작에도 연동하는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동을 받아 신호를 발생하므로, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작 검출에도 공용할 수 있어 구성을 간단히 할 수 있으면서, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방 또는 도어 개폐 조작의 검출에도 편차가 없어져, 안정된 도어 개폐의 조작이 가능하다.

또한 본 발명은, 도어 결합 해제 신호 검출 수단을 외측 또는 내측으로부터의 도어 개방의 조작에, 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 각각 연동하는 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 공통 부위의 작동에 의해 신호를 발생하는 위치에 설치한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라, 상술한 발명과 동일한 작용이 얻어짐과 동시에, 외측 또는 내측으로부터의 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작에 각각 연동하는 공통 부위의 작동으로 신호를 발생하는 위치에 설치하므로, 설치가 간단해진다.

또한 본 발명은, 도어 결합 해제 신호 검출 수단을, 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을 도어의 내부에 설치한 도어 개폐 장치로서, 도어 개폐시에 쥐는 내외 각각의 도어 핸들의 내부와 비교하여 넓은 도어의 내부에 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단이 설치되며, 공간상의 제약이 경감되어 설치가 용이해진다.

또한 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을 도어 핸들 내에 끼워 넣을 필요가 없으므로, 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을 끼워 넣는 소정 크기의 중공부를 도어 핸들에 설치할 필요가 없어져서, 도어 핸들은 조작시에 쥐는 성능이나 외관 디자인 등을 중시하여 임의로 형상이나 치수를 설계 가능하게 되어, 도어 핸들의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높아진다.

또한 본 발명은, 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단을, 압전 소자재로 구성하고, 상기 압전 소자재는 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 변형을 받아 전기 신호를 출력하도록 배치한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라, 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단으로서 압전 소자재를 사용하고, 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 변형을 받아 전기 신호를 출력하므로, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐의 조작의 검출 감도도 좋아지고, 외측 도어 핸들 또는 내측 도어 핸들에 의한 본체로부터의 도어 결합 수단의 결합 해제와 도어록 수단의 해정 또는 도어록 수단의 해정 및 시정의 각각의 타이밍을 적절하게 하는 것이 용이하여, 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 압전 소자재에 장력이 가해진 굴곡부를 설치하고, 상기 굴곡부를 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의한 변형을 받도록 배치한 도어 개폐 장치이다.

이에 따라 압전 소자재는, 장력이 가해져 검출 감도가 높아진 굴곡부에 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의한 변형을 받으므로, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐 조작의 검출 감도가 더욱 높아지고, 외측 도어 핸들 또는 내측 도어 핸들에 의한 도어 결합 수단의 해제와 도어록 수단의 해정, 또는 외측 도어 핸들 또는 내측 도어 핸들에 의한 도어 결합 수단의 해제 및 결합과 도어록 수단의 해정 및 시정의 각각의 타이밍을 적절히 하는 것이 용이하여, 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 본체측 제어 수단이, 본체 송수신 수단과, 도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단으로부터의 검출 신호를 받아 상기 본체 송수신 수단을 통해 암호 요구 신호를 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단에 요구하는 암호 신호 요구 수단과, 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단이 송신한 암호 신호가 해독되고, 이 해독된 암호 신호가 미리 설정된 정규(正規) 신호인지 여부를 판정하는 도어 개폐 조작자 판정 수단과, 암호 신호가 정규였던 경우에 도어록 수단에 의한 록킹의 해정 또는 해정 및 시정을 제어하는 록킹 해정 제어 수단 또는 록킹 해정·시정 제어 수단을 가지는 키리스 엔트리 장치이다.

이에 따라, 상술한 발명 중 어느 하나의 발명과 동일한 작용이 얻어져, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐의 조작의 검출 감도가 좋으므로, 키리스 엔트리 장치로서 록킹 해제 제어 수단이 도어록 수단으로의 해정 제어, 또는 록킹 해정·시정 제어 수단이 도어록 수단으로의 해정 및 시정 제어를할 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 급준(急峻)한 도어 개방 또는 도어 개폐에 대응하여 원활한 도어록 수단의 해정, 시정이 가능해진다.

또한 본 발명은 키리스 엔트리 장치를 구비한 차량용 도어로서, 상술한 발명과 동일한 작용이 얻어져, 예를 들면 자동차에 탑재함으로써 승하차시에 도어록 수단의 해정 및 시정의 타이밍에 있어서 외측 및 내측으로부터의 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐의 조작이 용이해져, 승하차가 원활한 자동차를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 키리스 엔트리 장치를 구비한 건축물용 도어로서, 상술한 발명과 동일한 작용이 얻어져, 주택 등에 탑재함으로써 출입시에 도어록 수단의 해정 및 시정의 타이밍에 있어서 외측 및 내측으로부터의 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐의 조작이 용이하여, 출입이 원활한 주택을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 도어 핸들 장치는, 도어에 설치되어 상기 도어의 개폐 조작시의 손잡이가 되는 핸들 본체와, 상기 핸들 본체의 도어측에 부착된 압전 센서를 가지고, 상기 압전 센서는 독립하여 변위 가능한 복수의 부위를 가지는 완충재를 통해 핸들 본체의 상기 도어에 대향하는 면에 부착된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 도어 핸들 장치는, 독립하여 변위 가능한 복수의 부위는, 완충재에 복수의 노치(notch)를 넣어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 도어 핸들 장치는, 지지축을 통해 일단측이 도어에 요동 가능하게 지지되고, 상기 요동에 의해 타단측이 상기 도어의 인출 방향으로 이동하는 핸들과, 상기 핸들을 지지하는 지지부에 상기 지지축에 대하여 소정의 각도를 가지고 설치된 지레부에 부착된 압전 센서를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 키리스 엔트리 장치는, 상술한 어느 하나의 도어 핸들 장치와, 차량측에 탑재한 차량측 송수신기와, 조작자가 휴대하는 휴대측 송수신기와, 차량측 송수신기가 송신한 암호 요구 신호를 휴대측 송수신기가 수신한 후에, 휴대측 송수신기가 송신한 암호 신호를 차량측 송수신기로 수신함으로써 도어의 록킹을 해제하는 제어부를 구비한 키리스 엔트리 장치로서, 상기 제어부가, 상기 압전 센서로부터의 검출 신호를 받아 상기 차량측 송수신기로부터 암호 요구 신호를 송신시키는 암호 신호 요구 수단과, 상기 차량측 송수신기에 의해 수신하여 해독된 암호 신호가 미리 설정된 정규 신호인지의 여부를 판정하는 암호 신호 판정 수단과, 암호 신호가 정규 신호이었던 경우에 상기 도어록 수단에 의한 록킹의 해제를 지시하는 록킹 해제 지시 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 도어 개폐 장치를 나타내고, 차량용 도어에 탑재한 제1 실시예에 따른 구성 블록도.

도 2의 (a)는 동(同) 도어 개폐 장치의 도어 폐쇄시의 도어 결합 수단 부분의 개략 구성도, 도 2의 (b)는 마찬가지로 도어 결합 수단의 해제·시정 검출 부분의 도면.

도 3의 (a)는 동 도어 개폐 장치의 도어 개방시의 도어 결합 수단 부분의 개략 구성도, 도 3의 (b)는 마찬가지로 도어 결합 수단의 해제·시정 검출 부분의 도면.

도 4는 동 도어 개폐 장치에서의 도어 개폐를 검출하는 압전 소자재를 포함하는 유닛의 구성도.

도 5는 동 도어 개폐 장치에서의 압전 소자재의 구성도.

도 6은 동 도어 개폐 장치를 사용한 키리스 엔트리 장치의 제어 블록도.

도 7의 (a)는 동 도어 개폐 장치의 압전 소자재에 인가한 굽힘 하중의 도면, 도 7의 (b)는 상기 굽힘 하중에 따라 출력되는 압전 소자재의 출력 특성도.

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 도어 핸들 장치를 나타내는 외관 사시도.

도 9의 (a)는 동 실시예에서의 도 8의 A-A 단면의 내부 구성도, 도 9의 (b)는 동 실시예에서의 도 9의 (a)의 B-B 단면의 내부 구성도, 도 9의 (c)는 동 실시예에서의 도 9의 (b)의 C-C 단면의 내부 구성도.

도 10은 동 실시예에서의 도 9에 나타낸 압전 센서의 개략 구성도.

도 11은 동 실시예에서의 압전 소자재의 구성도.

도 12는 동 실시예에서의 도어 핸들 장치의 블록도.

도 13의 (a)는 동 실시예에서의 압전 센서에 대한 굽힘 하중을 나타내는 도면, 도 13의 (b)는 동 실시예에서의 압전 센서의 굽힘 하중에 대하여 출력되는 센서 출력도.

도 14는 본 발명의 제3 실시예의 도어 핸들 장치를 나타내는 단면도.

도 15는 동 실시예에서의 도 14의 D-D 화살표 방향에서 본 도면.

도 16의 (a)는 본 발명의 제4 실시예의 키리스 엔트리 장치의 개략 구성도, 도 16의 (b)는 동 실시예의 키리스 엔트리 장치의 주요부 구성도.

도 17은 동 실시예에서의 도 16에 나타낸 키리스 엔트리 장치의 동작 수순을 나타내는 흐름도.

도 18은 종래의 자동차에서의 도어의 핸들 부분의 주요부 단면도.

도 19는 종래의 자동차에서의 실내측으로부터 본 도어의 핸들 부분의 개략 사시도.

도 20은 종래의 차량용 도어 핸들 장치의 구성 설명도.

(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)

20 본체

21 도어

22 도어록 수단

23 외측 도어 핸들

24 내측 도어 핸들

25 도어 결합 수단

26 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(도어 결합 해제 작동 수단)

27 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(도어 결합 해제 신호 검출 수단)

28 본체측 제어 수단

34 레버(공통 부위)

36 압전 소자재

36a 굴곡부

46 본체 송수신 수단

48 록킹 해정·시정 제어 수단(록킹 해정 제어 수단)

56 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단

57 암호 신호 요구 수단

61 암호 신호 판정 수단

1013 도어

1015 압전 센서

1021 지지축

1022 노치(notch)

1023 핸들 본체

1025 완충재

1091 차량측 송수신기

1093 휴대측 송수신기

1101 제어 회로(제어부)

1105 암호 신호 요구 수단

1111 암호 신호 판정 수단

1113 록킹 해제 지시 수단

1702 지레부

본 발명의 목적은 상술한 발명을 실시예의 주요부로 함으로써 달성할 수 있으므로, 각 청구항에 대응하는 실시예의 상세를 이하의 도면을 참조하여 설명하고, 본 발명을 실시하기 위한 최적의 형태의 설명으로 한다. 또한 본 발명은 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시예의 설명에 있어서 동일 구성 및 작용 효과를 가지는 부분에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 행하지 않는 것으로 한다.

(제1 실시예)

이하 본 발명에 따른 도어 개폐 장치를 차량용 도어에 탑재한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 도어 개폐 장치 및 키리스 엔트리 장치를 차량용 도어에 탑재한 일 실시예의 블록도이고, 도 2의 (a)는 도어 폐쇄시의 도어 결합 수단 부분의 개략 구성도이고, 도 2의 (b)는 마찬가지로 도어 결합 수단의 해제·시정 검출 부분의 도면이고, 도 3의 (a)는 도어 개방시의 도어 결합 수단 부분의 개략 구성도이고, 도 3의 (b)는 마찬가지로 도어 결합 수단의 해제·시정 검출 부분의 도면이다. 도 4는 도어 개폐를 검출하는 압전 소자재를 포함하는 유닛의 구성도이고, 도 5는 도어 개폐 장치의 압전 소자재의 구성도이다. 도 6은 도 1에 도시한 도어 개폐 장치를 사용한 키리스 엔트리 장치의 제어 블록도이고, 도 7의 (a)는 압전 소자재에 인가한 굽힘 하중의 도면이고, 도 7의 (b)는 상기 굽힘 하중에 따라 출력되는 압전 소자재의 출력 특성도이다.

자동차의 차체인 본체(20)는, 승하차시에 일단부를 지점으로 개폐하는 도어(21)와, 본체(20)로부터 도어(21)가 멋대로 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단(22)을 구비하고 있다. 도어(21)는 본체(20)에 승하차 할 시에 도어(21)를 개폐 조작하기 위하여 손으로 쥐는 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)과, 도어(21)의 내부에 도어(21)를 본체(20)에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단(25)을 설치했다.

본 발명에 따른 일 실시예의 도어 개폐 장치는, 상기한 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)과 도어록 수단(22)과 도어 결합 수단(25)을 가지는 것으로, 도어(21)를 개폐하기 위하여 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 도어 결합 수단(25)을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)과, 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동을 검출하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)과, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)의 검출 신호에 의해 동작하고, 도어 개폐의 조작이 정규 조작자일 시에 도어록 수단(22)의 해정 및 시정을 제어하는 본체측 제어 수단(28)을 구비한 것이다.

외측 도어 핸들(23)은, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 일단부(23a)를 지점으로 타단부(23b)를 쥐고 탄성력에 저항하여 외측으로 끌어당겨 회전시키면서 도어 결합 수단(25)을 해제하고 도어(21)를 개방한다. 또한 내측 도어 핸들(24)은 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 일단부(24a)를 지점으로 타단부(24b)를 탄성력에 저항하여 끌어당겨 회전시키면서 도어 결합 수단(25)를 해제하고 도어(21)를 개방한다.

도어 결합 수단(25)은, 예를 들면 본체(20)에 고착한 U자 형상 받침(29)과, 일단부의 추축(30;pivot)을 중심으로 상하 방향으로 회전하고, 어떤 회전 위치를 지나면 급히 회전하여 U자 형상 받침(29)에 결합 및 결합을 해제하는 L자 형상 훅(31)으로 구성하고, 도어(21)를 개폐하기 위하여 외측 도어 핸들(23)에 의한 외측, 또는 내측 도어 핸들(24)에 의한 내측으로부터의 조작에 연동하여 해제 및 결합한다.

또한 도어 결합 수단(25)은 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 연동하기 위하여, 예를 들면 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)과 일단부를 연결한 외측 와이어(32), 내측(33)과, 외측 와이어(32), 내측 와이어(33)의 타단부에 연결하며 추축(30)을 경계로 하여 L자 형상 훅(31)의 타단부에 일체로 설치한 레버(34)와, L자 형상 훅(31)에 서로 대향하여 일체로 설치한 캠(35, cam) 등으로 구성하고, 도어(21)의 내부에 설치한 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)을 통해 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)과 연결하고 있다.

즉, 도어 결합 수단(25)은 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이 도어(21)가 본 체(20)를 닫아 U자 형상 받침(29)에 L자 형상 훅(31)이 결합하고 있는 상태에서 외측 도어 핸들(23)을 쥐고 끌어당겨 회전시키면, 외측 와이어(32)를 통해 레버(34)가 추축(30)을 중심으로 상방으로 당겨져 L자 형상 훅(31)이 화살표로 나타낸 하방으로 작동하고 U자 형상 받침(29)으로부터 떨어져서 해제되어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 도어(21)를 개방할 수 있는 구성으로 하고 있다.

또한 도어 결합 수단(25)은 상기와 마찬가지로, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 도어(21)가 본체(20)를 닫아 U자 형상 받침(29)에 L자 형상 훅(31)이 결합하고 있는 상태에서 내측 도어 핸들(24)을 쥐고 끌어당겨 회전시키면, 내측 와이어(33)를 통해 레버(34)가 추축(30)을 중심으로 상방으로 당겨져 L자 형상 훅(31)이 화살표로 나타낸 하방으로 작동하고 U자 형상 받침(29)으로부터 떨어져 해제되어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 도어(21)를 열 수 있는 구성으로 하고 있다. 또한 외측 와이어(32), 내측 와이어(33)는, 일방이 작동할 때 타방은 상기 작동에 영향을 미치지 않도록 구성했다.

또한 도어 결합 수단(25)은 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 도어(21)가 본체(20)를 열어 U자 형상 받침(29)으로부터 L자 형상 훅(31)이 떨어져 있는 상태에서, 외측 도어 핸들(23)을 쥐고 도어(21)를 본체(20)를 향해 밀며 닫으면, 캠(35)이 U자 형상 받침(29)에 맞닿아 추축(30)을 중심으로 화살표로 나타내는 상방으로 밀어 올려지고, 이에 호응하여 L자 형상 훅(31)도 상방으로 회전하면서 U자 형상 받침(29)에 결합하여, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 도어(21)가 본체(20)를 닫는 구성으로 하고 있다. 물론 도어 결합 수단(25)은 내측 도어 핸들(24)을 쥐고 열려 있는 도어(21)를 본체(20)로 끌어당겨 닫을 때에도 상기한 바와 동일한 동작이 되며, 외측 및 내측으로부터 도어를 닫는 조작시에 외측 와이어(32), 내측 와이어(33)의 작동에는 영향을 미치지 않도록 구성하고 있다.

도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은, 외측과 내측으로부터의 도어 개폐의 조작을 고감도로 검출하기 위하여, 1개의 케이블 형상의 압전 소자재(36)를 사용하며, 외측 도어 핸들(23)과 내측 도어 핸들(24)의 조작에 의해 도어 결합 수단(25)을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동에 의해 가속도를 받도록 도어(21)의 내부에 설치하고 있다.

즉 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은, 도어 결합 수단(25)을 해제시키는 도중 과정의 위치를 포함한 도어 결합 해제의 위치(도 3의 (b)에 나타낸 위치)와, 마찬가지로 도어 결합 수단(25)을 결합시키는 도중 과정의 위치를 포함한 도어 결합의 위치(도 2의 (b)에 나타낸 위치)의 2곳에서, 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 각각 연동하는 공통 부위인 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)을 구성하는 레버(34)에 의해 변형을 받아 전기 신호를 발생하도록 배치하고 있다.

그리고 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은, 도어 결합 수단(25)의 해제와 결합의 검출 감도를 더욱 높이기 위해 압전 소자재(36)에 미리 장력이 가해진 복수의 굴곡부(36a)를 설치하고, 각각의 굴곡부(36a)를 도어 결합 수단(25)이 작동하는 해제 도중을 포함하는 도어 결합 해제의 위치(도 3의 (b)에 나타낸 위치)와, 도어 결합 수단(25)이 작동하는 결합 도중을 포함하는 도어 결합의 위치(도 2의 (b)에 나타낸 위치)에 배치하여 레버(34)에 의해 변형을 받도록 배치하고 있다. 받침부(37)는 압전 소자재(36)를 받아 레버(34)에 의한 변형을 확실히 받도록 하고 있다.

도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은 도 4에 도시한 바와 같이, 소정 길이의 케이블 형상의 압전 소자재(36)와, 이 압전 소자재(36)의 일단에 접속된 단선 검출용 저항체(38)와, 압전 소자재(36)의 타단에 접속된 도어 해제·결합 판정 수단(39)과, 도어 해제·결합 판정 수단(39)에 접속된 케이블(40)과, 이 케이블(40)의 선단에 접속된 커넥터(41)로 유닛을 구성하고 있다.

도어 결합 해제·결합 판정 수단(39)에 접속된 케이블(40)은, 전원 공급용과 검출 신호의 출력용으로, 그 선단에 장비된 커넥터(41)를 통해 전원이나 통신용 단말에 접속된다.

도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)에 사용되어 있는 케이블 형상의 압전 소자재(36)는 도 5에 도시한 구성으로서, 축 방향 중심에 배설한 중심 전극(42)과, 이 중심 전극(45)의 주위를 피복한 압전 세라믹스인 피에조 소자 재료(43)와, 피에조 소자 재료(43)의 주위에 배설한 외측 전극(44)과, 최(最)외주를 피복하는 염화 비닐 수지의 피복층(45)으로 구성된다.

이 케이블 형상의 압전 소자재(33)는 우수한 가요성을 가지고, 변형시의 변형 가속도에 따른 출력 신호를 발생시킨다. 피에조 소자 재료(43)인 압전 세라믹스로서는, 예를 들면 티탄산 납, 또는 티탄산 지르콘산 납의 소결 분체나, 니오브산 나트륨 등의 비납계 압전 세라믹 소결 분체를 이용한다.

또한 압전 소자재(36)는, 사용 온도가 120℃ 정도까지 가능한 출원인 독자 개발의 내열성을 가지는 수지계 재료를 피에조 소자 재료(43)로서 이용하고 있어, 종래의 대표적인 고분자 피에조 소자 재료(일축연신 폴리불화비닐리덴)나 피에조 소자 재료(클로로프렌과 압전 세라믹스 분말의 피에조 소자 재료)의 최고 사용 온도인 90℃보다 높은 온도역(120℃ 이하)에서 사용할 수 있다. 그리고 피에조 소자 재료(43)가 가요성을 가지는 수지와 압전 세라믹스로 구성되고, 또한 코일 형상 금속인 중심 전극(42) 및 필름 형상의 외측 전극(44)으로 이루어지는 가요성 전극을 이용하여 구성됨으로써, 통상의 비닐 코드 수준의 가요성을 가지고 있다.

피에조 소자 재료(43)는, 수지계 재료와, 10㎛ 이하의 압전성 세라믹스 분말의 복합체로 구성되고, 진동 검출 특성은 세라믹스에 의해, 또한 가요성은 수지에 의해 각각 실현하고 있다. 출원인 독자 개발의 피에조 소자 재료(43)는 수지계 재료로서 염소계 폴리에틸렌을 이용하여, 고내열성(120℃)과 용이하게 형성할 수 있는 유연성을 실현함과 동시에, 가교(架橋)할 필요가 없는 간소한 제조 공정을 가능하게 하는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 케이블 형상의 압전 소자재(36)는, 피에조 소자 재료(43)를 성형한 채로는 압전 성능을 가지지 않으므로, 피에조 소자 재료(43)에 수 KV/mm의 직류 고전압을 인가함으로써 피에조 소자 재료(43)에 압전 성능을 부여하는 처리(분극 처리)를 행하는 것이 필요해진다.

피에조 소자 재료(43)에 크랙(crack) 등의 미소한 결함이 내재하는 경우, 그 결함부에서 방전하여 양 전극간이 단락하기 쉬워지므로 충분한 분극 전압을 인가할 수 없어지나, 본 발명에서는 일정 길이의 피에조 소자 재료(43)에 밀착할 수 있는 보조 전극을 이용한 독자의 분극 공정을 확립함으로써, 결함을 검출·회피하여 분극을 안정화할 수 있고, 이에 따라 수 10m 이상으로 길게 하는 것도 가능해진다.

또한 압전 소자재(36)에 있어서는, 중심 전극(42)에 코일 형상 금속 중심 전극을, 외측 전극(44)에 필름 형상 전극(알루미늄-폴리에틸렌 텔레프탈레이트-알루미늄으로 이루어지는 삼층 라미네이트 필름)을 이용하여, 이에 따라 피에조 소자 재료(43)와 전극의 밀착성을 확보함과 동시에 외부 리드선의 접속을 용이하게 할 수 있어, 가요성이 있는 케이블 형상의 실장 구성이 가능해진다.

중심 전극(42)은 구리-은 합금 코일, 외측 전극(44)은 알루미늄-폴리에틸렌 텔레프탈레이트-알루미늄으로 이루어지는 삼층 라미네이트 필름, 피에조 소자 재료(43)는 폴리에틸렌계 수지+압전성 세라믹스 분말, 피복층(45)은 열가소성 플라스틱, 이에 따라 비유전율은 55, 전하 발생량은 10~13C(쿨롬)/gf, 최고 사용 온도는 120℃가 된다.

이상의 압전 소자재(36)는 일례로서 이하의 공정에 의해 제조된다. 먼저, 염소계 폴리에틸렌 시트와 40~70 체적%의 압전 세라믹스(여기서는, 티탄산 지르콘산납) 분말이 롤법에 의해 시트 형상으로 균일하게 혼합된다. 이 시트를 잘게 펠릿(pellet) 형상으로 절단한 후, 이들 펠릿은 중심 전극(42)과 함께 연속적으로 압출되어 피에조 소자 재료(43)를 형성한다. 그리고 보조 전극을 피에조 소자 재료(43)의 외주에 접촉시키고, 상기 보조 전극과 중심 전극(42) 사이에 고전압을 인가시켜 분극 처리를 행한다. 그리고 나서 외측 전극(44)이 피에조 소자 재료(43)의 주위에 감긴다. 외측 전극(44)을 둘러싸고 피복층(45)도 연속적으로 압출된다.

상기 염화 폴리에틸렌에 압전 세라믹스 분체를 첨가할 때, 미리 압전 세라믹스 분체를 티탄·커플링제의 용액에 침지·건조하는 것이 바람직하다. 이 처리에 의해, 압전 세라믹스 분체 표면이 티탄·커플링제에 함유되는 친수기와 소수기로 덮인다.

친수기는 압전 세라믹스 분체끼리의 응집을 방지하고, 또한 소수기는 염화 폴리에틸렌과 압전 세라믹스 분체와의 젖음성을 증가시킨다. 이 결과, 압전 세라믹스 분체는 염화 폴리에틸렌 중에 균일하게 최대 70체적%까지 다량으로 첨가할 수 있다. 상기 티탄·커플링제 용액 중의 침지를 대신하여, 염화 폴리에틸렌과 압전 세라믹스 분체의 롤링시에 티탄·커플링제를 첨가함으로써 상기와 같은 효과가 얻어지는 것이 발견되었다. 이 처리는, 특별하게 티탄·커플링제 용액 중의 침지 처리를 필요로 하지 않는 점에서 우수하다. 이와 같이 염화 폴리에틸렌은, 압전 세라믹스 분체를 혼합할 시에 바인더 수지로서의 역할을 담당하고 있다.

본 실시예의 경우, 중심 전극(42)에는 구리계 금속에 의한 단선 도선을 사용하고 있다. 또한 외측 전극(47)에는 고분자층 위에 알루미늄 금속막이 접착된 벨트 형상 전극을 이용하고, 이것을 피에조 소자 재료(43)의 주위에 감은 구성으로 하고 있다. 그리고 고분자층으로서는 폴리에틸렌·텔레프탈레이트(PET)를 이용하고, 이 위에 알루미늄 박막을 접착한 전극은, 상업적으로도 양산되고 저가이므로 외측 전극(44)으로서 바람직하다. 이 전극을 도어 해제·결합 판정 수단(39)에 접속할 시에는, 예를 들면 코킹이나 덧테쇠(grommet)에 의해 접속할 수 있다.

또한 외측 전극(44)의 알루미늄 박막의 주위에 금속 단선 코일이나 금속 편선을 도어 해제·결합 판정 수단(39)의 접속용으로 납땜하는 구성으로 해도 무방하고, 납땜이 가능해지므로 작업의 효율화가 도모된다.

또한 압전 소자재(36)를 외부 환경의 전기적 잡음으로부터 보호하기 위해서, 외측 전극(44)은 부분적으로 겹치도록 하여 피에조 소자 재료(43)의 주위에 감는 것이 바람직하다. 피복층(45)으로서는, 상술한 염화 비닐 수지보다도 단열성 및 방수성이 우수한 고무 재료를 사용할 수도 있다. 이 고무 재료는, 접촉하는 물품의 누르는 힘으로 피에조 소자 재료(43)가 변형하기 쉽도록 피에조 소자 재료(43)보다도 유연성 및 가요성이 높은 것이 좋다. 차량 탑재 부품으로서 내열성, 내한성을 고려하여 선정하고, 구체적으로는, -30℃~85℃에서 가요성의 저하가 적은 것을 선정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 고무 재료로서, 예를 들면 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 실리콘 고무(Si), 열가소성 엘라스토머 등을 이용하면 좋다. 이상과 같은 구성에 의해, 압전 소자재(33)의 최소 곡률은 반경 5mm까지 가능해지고, 또한 종래 염화 비닐과 비교하여 더욱 우수한 단열성 및 방수성을 확보할 수 있다.

상기와 같이, 압전 소자재(36)의 피에조 소자 재료(43)가 염화 폴리에틸렌이 가지는 가요성과 압전 세라믹스가 가지는 고온 내구성을 함께 가지므로, 압전체로서 폴리불화비닐리덴을 이용한 종래의 압전 센서와 같은 고온에서의 감도 저하가 없어 고온 내구성이 좋은데다가, EPDM과 같이 성형시에 가황(加黃) 공정이 불필요하므로 생산 효율이 좋다는 이점이 얻어진다.

상기한 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은, 상술한 바와 같이 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)의 개폐 조작에 수반되는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 레버(34)의 상하 운동 변위에 의해 압전 소자재(36)의 피에조 소자 재료(43)가 변형을 받도록 레버(34)의 외주에 배치하고, 변위하는 레버(34)가 압전 소자재(36)의 외주면을 눌러 피에조 소자 재료(43)에 변형을 발생시킨다.

압전 소자재(36)의 일단에 접속된 단선 검출용 저항체(38)는, 압전 소자재(36)의 중심 전극(42)과 외측 전극(44)의 사이에 접속되어 있고, 초전 효과에 의해 압전 소자재(36)에 발생하는 전하를 방전하는 방전부를 겸용하고 있어, 부품이 합리화되어 있다.

압전 소자재(36)의 검출 신호를 받아들이는 본체측 제어 수단(28)은, CPU 및 이 CPU를 제어하기 위한 프로그램과 암호 코드가 기입된 불휘발성 메모리를 가지는 마이크로 컴퓨터 및 그 주변 회로로 이루어지고, 도어 개폐 장치의 동작을 실행하는 모든 제어 시퀀스를 실행하는 프로그램을 내장하며, 도 1에 도시한 바와 같이 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합을 검출하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)의 신호를 받는 도어 해제·결합 판정 수단(39)과, 본체 송수신 수단(46)과, 도어 개폐 조작자 판정 수단(7)과, 록킹 해제·시정 제어 수단(48)을 구비하여 키리스 엔트리 시스템을 구성한다.

도어 해제·결합 판정 수단(39)은, 도 6에 도시한 바와 같이 압전 소자재(36)의 출력 신호로부터 도어(21)의 개폐 조작에 수반되는 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합을 검출한 신호를 판정한다. 즉, 도어 해제·결합 판정 수단(39)은 압전 소자재(36)의 단선을 검출할 시에 사용하는 분압용 저항체(49), 압전 소자재(36)로부터의 출력 신호로부터 소정의 주파수 성분만을 통과시키는 여파(濾波)부(50), 여파부(50)로부터의 출력 신호에 기초하여 압전 소자재(36)로의 물체의 접촉을 판정하는 판정부(51), 단선 검출용 저항체(38)와 분압용 저항체(49)에 의해 형성되는 전압치로부터 압전 소자재(36)의 중심 전극(42)과 외측 전극(44)의 단선 이상을 판정하는 이상 판정부(52)를 구비하고 있다.

또한 도어 해제·결합 판정 수단(39)의 신호 입력부(53)는, 중심 전극(42)과 외측 전극(44)을 도어 해제·결합 판정 수단(39)에 접속하여 압전 소자재(36)로부터의 출력 신호를 도어 해제·결합 판정 수단(39)에 입력하고, 신호 출력부(54)는 판정부(51)로부터의 판정 신호를 출력한다. 신호 출력부(54)에는, 도어 해제·결합 판정 수단(39)으로의 전원 라인과 그라운드 라인도 접속되어 있다. 또한 도어 해제·결합 판정 수단(39)은, 신호 입력부(53)와 신호 출력부(54)의 사이에 설치되어 고주파 신호를 바이패스하는 콘덴서 등의 바이패스부(55)를 가지고 있다.

여파부(50)는, 압전 소자재(36)의 출력 신호로부터 자동차의 차체의 진동 등에 기인하는 불필요한 신호를 제거하고, 이물의 접촉에 따른 누름에 의해 압전 소자재(36)가 변형할 시에 압전 소자재(36)의 출력 신호에 나타나는 특유의 주파수 성분만을 추출하는 여파 특성을 가진다. 상기한 여파 특성의 결정에는, 자동차의 차체의 진동 특성이나 주행시의 차체 진동을 해석하여 최적화하면 된다.

외부로부터의 전기적 노이즈를 제거하기 위하여, 도어 해제·결합 판정 수 단(39)은 실드 부재로 전체를 덮어 전기적으로 실드되어 있다. 또한 외측 전극(44)은 도어 해제·결합 판정 수단(39)의 실드 부재와 도통하여 압전 소자재(36)도 전기적으로 실드되어 있다. 또한 상기 회로의 입출력부에 관통 콘덴서나 EMI 필터 등을 부가하여 강전계 대책을 행해도 무방하다.

도어 개폐 조작자 판정 수단(47)은, 도 6에 도시한 바와 같이 해제·결합 판정 수단(39)의 판정 신호를 받아 본체 송수신 수단(46)을 통해 암호 요구 신호를 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)에 요구하는 암호 신호 요구 수단(57)과, 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)이 휴대 송수신 수단(58)을 통해 송신한 암호 신호를 해독하는 해독 수단(59)과, 해독 수단(59)에 해독된 암호 신호가, 미리 설정되어 메모리(60)에 격납되어 있는 정규의 암호 신호인지 여부를 판정하는 암호 신호 판정 수단(61)을 구비하고 있다.

그리고 록킹 해정·시정 제어 수단(48)은, 암호 신호 판정 수단(61)이 판정한 암호 신호가 정규의 조작자일 때에 록킹 해정·시정 구동 수단(62)의 동작을 제어하여 도어록 수단(22)을 해정 및 시정시킨다.

또한 록킹 해제·시정 제어 수단(48)에는, 도어 해제·결합 판정 수단(39)의 판정 결과를 차 실내의 프론트 패널에 설치된 소정의 라이트 등으로 통지하는 통지 수단(63), 도어록 수단(22)을 해정 및 시정하여 도어(21)를 개폐하기 위한 수동의 내측 도어 해정·시정 조작부(64)가 접속되어 있다. 그리고 도어 해제·결합 판정 수단(39)을 통해 전력을 공급하는 자동차의 배터리 등으로 이루어지는 전원(65)이 설치되어 있다.

상기한 키리스 엔트리 장치는, 본체측 송수신기가 되는 본체측 제어 수단(28)이 송신한 암호 요구 신호를 휴대측 송수신기가 되는 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)이 수신한 후에, 송신한 암호 신호를 본체측 제어 수단(28)이 수신함으로써 도어(21)의 록킹을 해정 또는 해정 및 시정하도록 기본 동작한다.

도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)은, 본체 송수신 수단(46)과 동일 주파수의 전파를 송수신하는 휴대 송수신 수단(58)과, 휴대 송수신 수단(58)을 제어하는 제어 수단(미도시) 및 전원 회로(미도시)를 장비하여 구성된다. 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)은, 휴대 송수신 수단(58)을 제어하는 도시하지 않은 제어 수단과 CPU 및 CPU를 제어하기 위한 프로그램과 암호 코드가 기입된 불휘발성 메모리를 가지고 구성되며, 본체측 제어 수단(28)의 암호 신호 요구 수단(57)으로부터의 암호 요구 코드가 휴대 송수신 수단(58)에 의해 수신되면, 불휘발성 메모리에 기입되어 있는 암호 코드를 휴대 송수신 수단(58)으로부터 송신시킨다. 또한 휴대 송수신 수단(58)에는 안테나 코일(미도시)이 설치되어 있다.

도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)의 전원으로서는, 버튼 전지 등의 일차 전지를 이용해도 되고, 본체 송수신 수단(46)으로부터의 반송파 신호에 의해 휴대 송수신 수단(58)의 안테나 코일에 유기(誘起)하는 에너지를 이용하도록 구성해도 무방하다.

본체측 제어 수단(28)의 본체 송수신 수단(46)은, 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)과 동일 주파수의 전파를 송수신함과 함께, 안테나 코일(미도시)이 설치되어 있다. 본체측 제어 수단(28)에는, 도 1, 도 6에 도시한 바와 같이 도어(21) 의 개폐 조작에 연동하는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)에 의해 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합을 검출하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단인 압전 소자재(36)와 도어록 수단(22)이 접속된다.

그리고 본체측 제어 수단(28)은, 정규의 도어 개폐 조작자가 도어(21)를 개폐 조작함에 따른 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합을 압전 소자재(36)에 의해 감시하고, 이 변화치가 소정치 이상이 되면 동작하여, 릴레이 박스(미도시)를 통해 배터리로부터 본체 송수신 수단(46)으로 전원이 공급된다. 키 실린더(66)는, 도 1에 도시한 바와 같이 자동차의 엔진을 시동하는 키(미도시)를 꽂고 회전시켜 록킹 수단(22)을 해정 및 시정하는 것으로, 도어(21)의 외측 도어 핸들(23)의 근방에 설치되어 있다.

상기 구성의 도어 개폐 장치에 있어서, 그 동작과 작용을 설명한다. 도 2의 (a), 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 본체(20)를 닫고 있는 도어(21)를 열기 위하여 외측 도어 핸들(23) 또는 내측 도어 핸들(24)을 쥐고 끌어당겨 회전시키면, 외측 와이어(32) 또는 내측 와이어(33)를 통해 레버(34)가 추축(30)을 중심으로 상방으로 당겨져 L자 형상 훅(31)이 화살표로 나타낸 바와 같이 하방으로 작동하고, U자 형상 받침(29)으로부터 떨어져 도어 결합 수단(25)이 해제되어, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 도어(21)를 개방한다.

그리고 도어 결합 수단(25)이 해제될 때까지의 레버(34)의 작동으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 압전 소자재(36)는 변형을 받아 도어 개방의 조작에 연동하는 도어 결합 수단(25)의 해제를 검출하고 전기 신호를 발생한다. 이 압전 소자 재(36)의 전기 신호를 받아들인 본체측 제어 수단(28)은, 도어 해제·결합 판정 수단(39)에 의해 도어 개방의 조작에 따른 도어 결합 수단(25)의 해제가 검출되고, 암호 신호 요구 수단(57)으로부터 암호 요구 신호가 송신된다.

도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단(56)은, 암호 요구 신호를 수신하면 암호 신호를 휴대 송수신 수단(58)으로부터 송신한다. 본체측 제어 수단(28)은, 암호 신호를 수신하면 해독 수단(59)에 의해 암호 신호의 해독을 행한 후, 암호 신호 판정 수단(61)에 의해 암호 신호의 판정을 행하고, 암호 신호가 메모리(60)에 격납된 암호 신호와 일치하면, 록킹 해제·시정 제어 수단(48)에 의해 록킹 해제·시정 구동 수단(62)에 신호를 송출한다. 한편, 암호 신호가 불일치하고, 또한 불일치의 암호 신호가 소정 회수 이상 판정되면 경보가 발보된다.

이와 같이 본체측 제어 수단(28)은 도어 개폐의 조작이 정규의 조작자인지의 여부를 판정하고, 정규 조작자일 때에 도어 해정·시정 구동 수단(46)의 동작을 제어하여 도어록 수단(22)을 해정한다.

또한 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 본체(20)를 열고 있는 도어(21)를 닫기 위하여 외측 도어 핸들(23)을 쥐고 도어(21)를 본체(20)를 향해 밀며 닫으면, 또는 내측 도어 핸들(24)을 쥐고 도어(21)를 본체(20)로 끌어당겨 닫으면, 캠(35)이 U자 형상 받침(29)에 맞닿아 추축(30)을 중심으로 화살표로 나타내는 상방으로 밀어 올려지고, 이에 호응하여 L자 형상 훅(31)도 상방으로 회전하면서 U자 형상 받침(29)에 결합하여 도어 결합 수단(25)이 결합되어, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 도어(21)가 본체(20)를 닫는다.

그리고 도어 결합 수단(25)이 결합되면, 레버(34)의 작동으로 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 압전 소자재(36)는 변형을 받아 도어 폐쇄의 조작에 연동하는 도어 결합 수단(25)의 결합을 검출하여 전기 신호를 발생한다. 이 압전 소자재(36)의 전기 신호를 받아들인 본체측 제어 수단(28)의 도어 해제·결합 판정 수단(39)은 도어 폐쇄를 판정하고, 이 판정 신호를 받은 도어 개폐 조작자 판정 수단(47)이 상기한 도어 개방의 조작시와 동일하게 하여 도어 폐쇄의 조작이 정규의 조작자인지 여부를 판정하고, 정규 조작자인 경우에 록킹 해정·시정 제어 수단(48)이 록킹 해정·시정 구동 수단(62)의 동작을 제어하여 도어록 수단(22)을 시정한다.

도 7의 (a), 도 7의 (b)는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)인 압전 소자재(36)에 가해지는 하중과 신호 출력 특성을 나타내는 선도(線圖)이다. 출원인은 압전 소자재(36)의 하중과 신호 출력의 관계를 실험한 결과, 압전 소자재(36)에 도 7의 (a)와 같은 굽힘 하중을 인가했을 때, 신호 출력이 도 7(b)에 나타낸 것과 같은 변동을 보이게 된다.

(1) 시각 t0에서 압전 소자재(36)에 하중이 가해지고 있지 않은 때에는, 신호 출력은 전압 Va를 나타내고 있다.

(2) 시각 t1에서 압전 소자재(36)에 일정 방향으로 굽힘 하중이 가해지면, 가해진 순간부터 신호 출력은 Vb로 증가한 후, 곧 반전하여 0(V)가 되고, 그 후 다시 Va로 되돌아간다.

(3) 그 후, 구부린 상태로 있어도 신호 출력은 Va를 나타낸다.

(4) 시각 t3에서 압전 소자재(36)를 원래의 상태로 되돌리면, 그 순간부터 센서 출력은 Vc로 감소한 후, 곧 반전하여 Vd가 되고, 그 후 다시 Va로 되돌아간다.

이와 같이 압전 소자재(36)는 가속도에 반응한 출력을 고감도로 검출할 수 있으므로, 미소한 진동을 고정밀도로 검출하여 출력할 수 있다. 또한 하중 인가 타이밍의 검출에는, 예를 들면 도시한 전압 Va를 중심으로 한 소정 전압폭 △V의 판정 임계치를 설정하고, 이 판정 임계치를 넘은 경우에 하중 변화가 있었다고 판정하면 된다.

특히 본 실시예의 도어 개폐 장치에서는, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)이 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어(21)의 개폐 조작에도 연동하는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동을 받아 신호를 발생하고, 이 신호를 받은 본체측 제어 수단(28)이 도어록 수단(22)의 해정 및 시정을 제어하므로, 외측과 내측으로부터의 모든 도어 개폐 조작과 함께 도어록의 해정 및 시정도 할 수 있어, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐의 조작도 종래와 비교하여 번잡함이 없어져 조작이 편해진다.

또한 본 실시예에서는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 하나로 하여 외측과 내측으로부터의 양방의 도어 개폐의 조작을 검출하는 구성으로 했으므로, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐의 조작에도 연동하는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동을 받아 신호를 발생한다. 따라서 내측과 외측의 양방으로부터의 도어 개폐의 조작 검출에도 공용할 수 있어 구성을 간단히 할 수 있으면서, 도어 개폐의 조작의 검출에도 편차가 없어져, 안정된 도어 개폐의 조 작이 가능하다.

또한 본 실시예에서는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을, 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 각각 연동하는 공통 부위인 레버(34)의 작동에 의해 신호를 발생하는 위치에 설치하고 있으므로, 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 호응하여 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합을 검출함에도 불구하고 1곳에 설치되어, 설치가 간단해진다.

또한 본 실시예에서는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 도어(21)의 내부에 설치하고 있으므로, 도어 개폐시에 쥐는 내외 각각의 도어 핸들의 내부와 비교하여 넓어지고 설치상 공간의 제약이 경감되어, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)의 설치가 용이해진다.

그리고 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 도어 핸들 내에 끼워 넣을 필요가 없으므로, 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 끼워 넣는 소정 크기의 중공부를 도어 핸들에 설치할 필요가 없어져서, 도어 핸들은 조작시에 쥐는 성능이나 외관 디자인 등을 중시하여 임의로 형상이나 치수를 설계 가능하게 되어, 도어 핸들의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높아진다.

또한 본 실시예에서는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 압전 소자재(36)로 구성하고, 압전 소자재(36)는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동에 의해 변형을 받아 전기 신호를 출력하도록 배치했으므로, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐 조작의 검출 감도도 좋아지고, 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)에 의한 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합과 도어 록 수단(22)의 해정 및 시정의 각각의 타이밍을 적절하게 하는 것이 용이하여 도어 개폐의 조작성을 향상시킬 수 있다.

그리고 정전 용량식의 종래의 핸들 조작 검출 센서와 비교하여, 도어의 개폐 조작에 무관한 기물의 접근 등을 오검출할 우려가 없다. 따라서 검출 감도를 높게 설정하여, 도어 결합 수단(25)과 일체로 변위하는 레버(34)의 아주 작은 변위에 의해 예민하게 도어 개폐 조작의 유무를 검출시킬 수 있어, 도어(21)의 개폐 조작시 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)을 약하게 쥔 경우에도 확실하게 도어의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있다.

또한 도어 결합 수단(25)과 일체로 변위하는 레버(34)의 변위 거동에 의해 압전 소자재(36)의 피에조 소자재료(43)가 변형하지 않는 한 검출 신호를 출력하지 않으므로, 무위한 신호 발신에 따른 주위 환경으로의 노이즈의 방출을 방지할 수 있다.

또한 압전 소자재(36)를 사용한 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)은 1mA 이하의 소비 전류로 안정 동작시킬 수 있으므로, 정전 용량식의 종래의 핸들 조작 검출 센서와 비교하면, 소비 전류의 저감에 의해 차량 탑재 배터리의 부담을 경감할 수 있다.

또한 압전 소자재(36)에 변형을 발생시키기 위한 압전 소자재(36)와 레버(34)의 결합 형태도 상기 실시예에 한정되지 않는다.

또한 본 실시예에서는, 압전 소자재(36)에 장력이 가해진 굴곡부(36a)를 설치하고, 굴곡부(36a)를 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동에 의한 변형을 받도록 배치하고 있으므로, 압전 소자재(36)는 장력이 가해져 검출 감도가 높아진 굴곡부(36a)에 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)의 작동에 의한 변형을 받아, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개폐 조작의 검출 감도도 더욱 높아지고, 외측 도어 핸들 또는 내측 도어 핸들에 의한 도어 결합 수단의 해제 및 결합과 도어록 수단의 해정 및 시정의 각각의 타이밍을 적절히 하는 것이 용이하여, 도어 개폐의 조작성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시예의 키리스 엔트리 장치에 따르면, 고감도 검출이 가능하고 전극의 표출에 의한 외란을 받기 어려우며 설치 장소의 제약 조건이 적은 도어가 주요한 구성 부재로서 구비되고, 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)만의 조작으로 도어 개폐 장치가 동작되며, 또한 접점 접합의 스트로크가 존재하지 않으므로 도어 개폐의 조작을 한 순간부터 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단이 동작할 때까지의 시간차가 없다. 따라서 도어 개폐의 조작을 하고 나서 본체측 제어 수단의 록킹 해제·시정 제어 수단(48)이 도어록 수단(22)으로 해정 및 시정을 할 때까지의 시간을 대폭 단축할 수 있어, 급준한 도어의 개폐에 대응한 록킹 수단(22)의 해제 및 시정이 가능해진다.

또한 본 실시예에서는 압전 소자재(36)를 변형시키는 공통 부위로서 레버(30)를 사용했으나, 캠(35) 또는 L자 형상 훅(31)을 사용해도 되며, 본 실시예와 동등한 작용 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 실시예의 도어 개폐 장치에서는, 외측 또는 내측으로부터의 도어의 개폐 조작으로 도어 결합 수단(25)의 해제 및 결합과 동시에 도어록 수단(22)의 해 정 및 시정을 하는 형태에 대하여 설명했으나, 외측 또는 내측으로부터의 도어를 여는 조작으로 도어 결합 수단의 해제와 동시에 도어록 수단의 해정만 하는 도어 개폐 장치라도 무방하고, 이러한 도어 개폐 장치에 있어서는, 본 실시예의 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단(26)을 도어 결합 해제 작동 수단으로, 그리고 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단(27)을 도어 결합 해제 신호 검출 수단으로, 도어 해제·결합 판정 수단(39)을 도어 해제 판정 수단으로, 도어 개폐 조작자 판정 수단(47)을 도어 개방 조작자 판정 수단으로, 각각 치환하여 구성하는 것이다.

그리고 도어 결합 해제 신호 검출 수단은, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방의 조작에도 연동하는 도어 결합 해제 작동 수단의 작동을 받아 신호를 발생하고, 이 신호를 받은 본체측 제어 수단이 도어록 수단의 록킹을 해정하므로, 외측과 내측으로부터의 모든 도어 개방과 함께 도어록도 해정할 수 있어, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방도 종래와 비교하여 번잡함이 없어져 조작을 편하게 할 수 있음과 동시에, 도어 개방 조작시의 본 실시예와 동등한 작용 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 실시예의 도어 개폐 장치는 자동차에 탑재한 형태를 가지고 설명했으나, 외측과 내측으로부터 도어를 개폐하여 출입하는 건물인 주택, 창고, 업무용 냉장고, 선박, 비행기 등, 또는 외측으로부터만 도어를 개폐하는 금고 등의 도어 개폐 장치에 사용해도 무방한 것이다.

또한 본 실시예의 도어 개폐 장치에서는 도어(21)를 개폐하기 위하여 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)의 조작에 연동하는 공통 부위인 레버(30) 또 는 캠(35) 또는 L자 형상 훅(31)에 의해 압전 소자재(36)를 변형시켜 가속도를 얻는 구성으로 했으나, 외측 도어 핸들(23) 및 내측 도어 핸들(24)을 잡아당기거나, 또는 밀거나, 또는 터치하는 조작에 의해 전파하는 진동을 받은 공통 부위인 레버(30) 또는 캠(35) 또는 L자 형상 훅(31)를 통해 압전 소자재(36)가 검출하는 구성이라도 무방하다.

(제2 실시예)

도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 도어 핸들 장치를 나타내는 외관 사시도, 도 9의 (a)는 도 8의 A-A 단면, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 B-B 단면, 도 ㅇ9의 (c)는 도 9의 (b)의 C-C 단면을 각각 나타낸 내부 구성도, 도 10은 도 9에 나타낸 압전 센서의 개략 구성도, 도 11은 압전 소자재의 구성도, 도 12는 도어 핸들 장치의 블록도이다.

이 제2 실시예에 따른 도어 핸들 장치(1100)는, 도 8에 도시한 바와 같이 개폐 조작을 위한 핸들(1011)을 가지는 도어(1013)에 설치되고, 이 도어(1013)의 개방 조작을 록킹하는 도시하지 않은 도어록 수단을 핸들(1011)의 조작에 의해 록킹 해제 가능하게 한다. 도어 핸들 장치(1100)는 그 주요 구성으로서, 핸들(1011)에 배설되며 가요성을 가지는 압전 소자로 형성한 압전 센서(1015)와, 도어(1013)와 핸들 본체(1023)와의 사이에 손이 삽입되어 핸들 본체(1023)가 쥐어졌을 때의 접촉 하중(1026)에 의한 압전 센서(1015)로부터의 검출 신호를 받아 도어록 수단에 의한 록킹을 해제하는 제어부인 후술하는 판정 수단(1017;도 10, 12 참조)을 구비한다.

도어 핸들 장치(1100)는 차량의 도어(1013;도어 아우터 패널)에 설치된다. 핸들(1011)은, 지지축(1021)을 통해 일단측(1023a)을 도어(1013)에 요동 가능하게 지지하고, 그 요동에 의해 타단측(1023b)을 인출 방향으로 이동하는 핸들 본체(1023)를 가지고 있다. 즉, 한쪽 편이 힌지가 되는 풀 라이즈(pull-rise)식의 핸들 본체(1011)를 구성하고 있다. 압전 센서(1015)는 핸들 본체(1023)의 도어(1013)에 대향하는 면(1023c)에 배설되고, 핸들 본체(1023)의 쥐는 조작에 의한 압전 센서(1015)의 변형을 검출 가능하게 하고 있다. 또한 도 9의 (a) 중 1079는 핸들 본체(1023)의 뒤쪽에 장비된 키 실린더 케이스를 나타낸다.

본 실시예에서 압전 센서(1015)는 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 완충재(1025)를 사이에 넣은 튜브 형상의 피복재(1027)로 덮여 있다. 즉, 피복재(1027)가 핸들 본체(1023)의 도어(1013)에 대향하는 면(1023c)에 부착되어 있다. 압전 센서(1015)는 핸들 본체(1023)의 타단측(1023b)으로부터 도출된 케이블부(1029)가 도어(1013) 내로 끌려 들어가 판정 수단(1017)에 접속된다.

여기서 도 9의 (c)는 도 9의 (b)의 C-C 단면의 완충재(1025), 압전 센서(1015) 및 피복재(1027)를 확대한 도이다. 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 압전 센서(1015) 상부의 완충재(1025)는 압전 센서와 대향하는 쪽에 노치(1022;notch)를 복수 가지고, 노치(1022)로 구분된 부위(1024)는 서로 독립하여 변형하는 것이 가능하여, 노치가 없는 것과 비교하면 휘기 쉽다.

도어(1013)와 핸들 본체(1023)와의 사이에 손이 삽입되어 핸들 본체(1023)가 쥐어지면, 완충재(1025), 압전 센서(1015) 및 피복재(1027)에 접촉 하중(1026)이 발생한다. 이때 완충재(1025)는 복수의 서로 독립하여 변형 가능한 부위를 가지므 로, 접촉 하중(1026)에 의한 압전 센서(1015)의 변형을 방해하기 어려워, 압전 센서(1015)의 변형은 보다 커진다.

압전 센서(1015)는 도 10에 도시한 바와 같이, 소정 길이의 케이블 형상의 압전 소자재(1031)와, 이 압전 소자재(1031)의 일단에 접속된 단선 검출용 저항체(1033)와, 압전 소자재(1031)의 타단에 접속된 판정 수단(1017)과, 판정 수단(1017)에 접속된 케이블(1037)과, 이 케이블(1037)의 선단에 접속된 커넥터(1039)로 구성되어 있다. 판정 수단(1017)에 접속된 케이블(1037)은, 전원 공급용과 검출 신호의 출력용으로, 그 선단에 장비된 커넥터(1039)를 통해 전원이나 통신용 단말에 접속된다.

압전 센서(1015)에 사용되어 있는 압전 소자재(1031)는 도 11에 도시한 구조를 가지며, 축방향 중심에 심선(1041;중심 전극)과, 이 중심 전극(1041)의 주위에 압전 세라믹스인 피에조 소자 재료(1045;복합 압전체층)를 피복하고, 또한 피에조 소자 재료(1045)의 주위에 외측 전극(1043)을 배설하고, 최(最)외주를 PVC(염화 비닐 수지) 등의 피복층(1047)으로 피복하여 형성한 것이다. 이 압전 소자재(1031)는 우수한 가요성을 가지고, 변형시의 변형 가속도에 따른 출력 신호를 발생시킨다. 압전 세라믹스로서는, 예를 들면 티탄산 납, 또는 티탄산 지르콘산 납의 소결 분체나, 니오브산 나트륨 등의 비납계 압전 세라믹 소결 분체를 이용한다.

상기 케이블 형상의 압전 센서(1015)는, 사용 온도가 120℃까지 가능한 출원인 독자 개발의 내열성을 가지는 수지계 재료를 피에조 소자 재료(1045)로 이용하고 있어, 종래의 대표적인 고분자 피에조 소자 재료(일축연신 폴리불화비닐리덴)나 피에조 소자 재료(클로로프렌과 압전 세라믹 분말의 피에조 소자 재료)의 최고 사용 온도인 90℃보다 높은 온도역(120℃ 이하)에서 사용할 수 있다. 그리고 피에조 소자 재료(1045)가 가요성을 가지는 수지와 압전성 세라믹으로 구성되고, 또한 코일 형상 금속 중심 전극 및 필름 형상 외측 전극으로 이루어지는 가요성 전극을 이용하여 구성하고 있어, 통상의 비닐 코드 수준의 가요성을 가지고 있다.

피에조 소자 재료(1045)는, 수지계 재료와 10㎛ 이하의 압전성 세라믹 분말의 복합체로 구성되고, 진동 검출 특성은 세라믹에 의해, 또한 가요성은 수지에 의해 각각 실현하고 있다. 본 피에조 소자 재료(1045)는 수지계 재료로서 염소계 폴리에틸렌을 이용하여, 고내열성(120℃)과 용이하게 형성할 수 있는 유연성을 실현함과 동시에, 가교(架橋)할 필요가 없는 간소한 제조 공정을 가능하게 하는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 케이블 형상의 압전 센서(1015)는, 피에조 소자 재료(1045)를 성형한 채로는 압전 성능을 가지지 않으므로, 피에조 소자 재료(1045)에 수 kV/mm의 직류 고전압을 인가함으로써 피에조 소자 재료(1045)에 압전 성능을 부여하는 처리(분극 처리)를 행하는 것이 필요하다. 피에조 소자 재료(1045)에 크랙(crack) 등의 미소한 결함이 내재하는 경우, 그 결함부에서 방전하여 양 전극간이 단락하기 쉬워지므로 충분한 분극 전압을 인가할 수 없게 되나, 본 발명에서는 일정 길이의 피에조 소자 재료(1045)에 밀착할 수 있는 보조 전극을 이용한 독자의 분극 공정을 확립함으로써 결함을 검출·회피하여 분극을 안정화할 수 있고, 이에 따라 수 10m 이상으로 길게 하는 것도 가능해진다.

또한 압전 케이블 센서에 있어서는, 중심 전극(1041)에 코일 형상 금속 중심 전극을, 외측 전극(1043)에 필름 형상 전극(알루미늄-폴리에틸렌 텔레프탈레이트-알루미늄의 삼층 라미네이트 필름)을 이용하고, 이에 따라 피에조 소자 재료(1045)와 전극의 밀착성을 확보함과 동시에 외부 리드선의 접속을 용이하게 할 수 있어, 가요성 있는 케이블 형상 실장 구성이 가능해진다.

중심 전극(1041)은 구리-은 합금 코일, 외측 전극(1043)은 알루미늄-폴리에틸렌 텔레프탈레이트-알루미늄으로 이루어지는 삼층 라미네이트 필름, 피에조 소자 재료(1045)는 폴리에틸렌계 수지+압전성 세라믹 분말, 외피는 열가소성 플라스틱, 이에 따라 비유전율은 55, 전하 발생량은 10~13C(쿨롬)/gf, 최고 사용 온도는 120℃가 된다.

이상의 압전 소자재(1031)는 일례로서 이하의 공정에 의해 제조된다. 먼저, 염화 폴리에틸렌 시트와 40~70 체적%의 압전 세라믹스(여기서는, 티탄산 지르콘산납) 분말이 롤법에 의해 시트 형상으로 균일하게 혼합된다. 이 시트를 잘게 펠릿(pellet) 형상으로 절단한 후, 이들 펠릿은 중심 전극(1041)과 함께 연속적으로 압출되어 복합 압전체층(1045)을 형성한다. 그리고 보조 전극을 복합 압전체층(1045)의 외주에 접촉시키고, 상기 보조 전극과 중심 전극(1041) 사이에 고전압을 인가시켜 분극 처리를 행한다. 그리고 나서 외측 전극(1043)이 복합 압전체층(1045)의 주위에 감긴다. 외측 전극(1043)을 둘러싸고 피복층(1047)도 연속적으로 압출된다.

상기 염화 폴리에틸렌에 압전 세라믹스 분체를 첨가할 때, 미리 압전 세라믹 스 분체를 티탄·커플링제의 용액에 침지·건조하는 것이 바람직하다. 이 처리에 의해, 압전 세라믹스 분체 표면이 티탄·커플링제에 함유되는 친수기와 소수기로 덮인다. 친수기는 압전 세라믹스 분체끼리의 응집을 방지하고, 또한 소수기는 염화 폴리에틸렌과 압전 세라믹스 분체와의 젖음성을 증가시킨다. 이 결과, 압전 세라믹스 분체는 염화 폴리에틸렌 중에 균일하게 최대 70체적%까지 다량으로 첨가할 수 있다. 상기 티탄·커플링제 용액 중의 침지를 대신하여, 염화 폴리에틸렌과 압전 세라믹스 분체의 롤링시에 티탄·커플링제를 첨가함으로써 상기와 같은 효과가 얻어지는 것이 발견되었다. 이 처리는, 특별하게 티탄·커플링제 용액 중의 침지 처리를 필요로 하지 않는 점에서 우수하다. 이와 같이 염화 폴리에틸렌은, 압전 세라믹스 분체를 혼합할 시에 바인더 수지로서의 역할도 담당하고 있다.

본 실시예의 경우, 중심 전극(1041)에는 구리계 금속에 의한 단선 도선을 사용하고 있다. 또한 외측 전극(1043)에는 고분자층 위에 알루미늄 금속막이 접착된 벨트 형상 전극을 이용하고, 이것을 복합 압전체층(1045)의 주위에 감은 구성으로 하고 있다. 그리고 고분자층으로서는 폴리에틸렌·텔레프탈레이트(PET)를 이용하고, 이 위에 알루미늄 박막을 접착한 전극은 상업적으로도 양산되고 저가이므로 외측 전극(1043)으로서 바람직하다. 이 전극을 판정 수단(1017)에 접속할 시에는, 예를 들면 코킹이나 덧테쇠(grommet)에 의해 접속할 수 있다. 또한 외측 전극(1043)의 알루미늄 박막의 주위에 금속 단선 코일이나 금속 편선을 판정 수단(1017)의 접속용으로 납땜하는 구성으로 해도 무방하고, 납땜이 가능해지므로 작업의 효율화가 도모된다. 또한 압전 소자재(1031)를 외부 환경의 전기적 잡음으로부터 보호하기 위해서, 외측 전극(1043)은 부분적으로 겹치도록 하여 복합 압전체층(1045)의 주위에 감는 것이 바람직하다.

피복층(1047)으로서는, 상술한 염화 비닐 수지보다도 단열성 및 방수성이 우수한 고무 재료를 사용할 수도 있다. 이 고무 재료는, 접촉하는 물품의 누르는 힘으로 복합 압전체층(1045)이 변형하기 쉽도록 복합 압전체층(1045)보다도 유연성 및 가요성이 높은 것이 좋다. 차량 탑재 부품으로서 내열성, 내한성을 고려하여 선정하고, 구체적으로는 -30℃~85℃에서 가요성의 저하가 적은 것을 선정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 고무 재료로서, 예를 들면 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 실리콘 고무(Si), 열가소성 엘라스토머 등을 이용하면 좋다. 이상과 같은 구성에 의해, 압전 소자재(1031)의 최소 곡률은 반경 5mm까지 가능해지고, 또한 염화 비닐과 비교하여 더욱 우수한 단열성 및 방수성을 확보할 수 있다.

상기와 같이, 압전 소자재(1031)의 복합 압전체가 염화 폴리에틸렌이 가지는 가요성과 압전 세라믹스가 가지는 고온 내구성을 함께 가지므로, 압전체로서 폴리불화비닐리덴을 이용한 종래의 압전 센서와 같은 고온에서의 감도 저하가 없어 고온 내구성이 좋은데다가, EPDM 등의 고무와 같이 성형시에 가황(加黃) 공정이 불필요하므로 생산 효율이 좋다는 이점이 얻어진다.

도 12에 도시한 바와 같이, 압전 소자재(1031)의 출력 신호로부터 도어의 개폐 조작의 유무를 검출하는 판정 수단(1017)에는, 도어의 록킹 장치의 시정/해정을 행하는 개폐 구동 수단(1051)과, 이 개폐 구동 수단(1051)의 동작을 제어하는 개폐 제어 수단(1053)이 장비되어 종래 키리스 엔트리 시스템을 구성한다.

판정 수단(1017)은, 압전 소자재(1031)의 단선을 검출할 시에 사용하는 분압용 저항체(1061), 압전 소자재(1031)로부터의 출력 신호로부터 소정의 주파수 성분만을 통과시키는 여파(濾波)부(1062), 여파부(1062)로부터의 출력 신호에 기초하여 압전 소자재(1031)로의 물체의 접촉을 판정하는 판정부(1063), 단선 검출용 저항체(1033)와 분압용 저항체(1061)에 의해 형성되는 전압치로부터 압전 소자재(1031)의 중심 전극(1041)과 외측 전극(1043)의 단선 이상을 판정하는 이상 판정부(1064)를 구비하고 있다.

또한 중심 전극(1041)과 외측 전극(1043)을 판정 수단(1017)에 접속하고, 압전 소자재(1031)로부터의 출력 신호를 판정 수단(1017)에 입력하는 신호 입력부(1065)와, 판정부(1063)로부터의 판정 신호를 출력하는 신호 출력부(1066)는, 인접하여 판정 수단(1017) 내에 배설되어 있다. 신호 출력부(1066)에는 판정 수단(1017)으로의 전원 라인과 그라운드 라인도 접속되어 있다. 또한 판정 수단(1017)은, 신호 입력부(1065)와 신호 출력부(1066)의 사이에 설치되어 고주파 신호를 바이패스하는 콘덴서 등의 바이패스부(1067)를 가지고 있다.

또한 개폐 제어 수단(1053)에는, 판정 수단(1017)의 판정 결과를 차 실내의 프론트 패널에 설치된 소정의 라이트 등으로 통지하는 통지 수단(1074), 도어를 개폐하기 위한 개폐 스위치(1075)가 접속되어 있다. 그리고 판정 수단(1017)을 통해 전력을 공급하는 자동차의 배터리 등으로 이루어지는 전원(1076)이 설치되어 있다.

여파부(1062)는, 압전 소자재(1031)의 출력 신호로부터 자동차의 차체의 진 동 등에 기인하는 불필요한 신호를 제거하고, 이물의 접촉에 따른 누름에 의해 압전 소자재(1031)가 변형할 시에 압전 소자재(1031)의 출력 신호에 나타나는 특유의 주파수 성분만을 추출하는 여파 특성을 가진다. 여파 특성의 결정에는, 자동차의 차체의 진동 특성이나 주행시의 차체 진동을 해석하여 최적화하면 된다.

외부로부터의 전기적 노이즈를 제거하기 위하여, 판정 수단(1017)은 실드 부재로 전체를 덮어 전기적으로 실드되어 있다. 또한 외측 전극(1043)은 판정 수단(1017)의 실드 부재와 도통하고, 압전 소자재(1031)도 전기적으로 실드되어 있다. 또한 상기 회로의 입출력부에 관통 콘덴서나 EMI 필터 등을 부가하여 강전계 대책을 행해도 무방하다.

이상의 도어 핸들 장치(1100)에서는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 핸들 본체(1023)에 손이 얹어지고, 화살표 (B) 방향으로 핸들 본체(1023)가 끌어 당겨지면, 서로 독립하여 변형하는 부위(1024)와 함께 압전 센서(1015)가 변형하고, 그 변형에 따른 압전 소자재(1031)의 출력 신호에 기초하여 판정 수단(1017)이 도어의 개폐 조작의 유무를 판정하고, 개폐 구동 수단(1051)의 동작이 제어된다.

도 13의 (a)는 압전 센서(1015)에 가해지는 하중과 센서 출력 특성을 나타내는선도(線圖)이다. 출원인은 압전 센서(1015)의 하중과 센서 출력의 관계를 실험한 결과, 압전 센서(1015)에 도 13의 (a)와 같은 굽힘 하중을 인가했을 때, 센서 출력이 도 13의 (b)와 같은 변동을 보이게 된다.

(1) 시각 t₀에서 압전 센서(1015)에 하중이 가해지고 있지 않은 때에는, 센 서 출력은 전압 Va를 나타내고 있다.

(2) 시각 t₁에서 압전 센서(1015)에 일정 방향으로 굽힘 하중이 가해지면, 가해진 순간부터 센서 출력은 Vb로 증가한 후, 곧 반전하여 0(V)가 되고, 그 후 다시 Va로 되돌아간다.

(3) 그 후, 구부린 상태로 있어도 센서 출력은 Va를 나타낸다.

(4) 시각 t₃에서 압전 센서(1015)를 원래의 상태로 되돌리면, 그 순간부터 센서 출력은 Vc로 감소한 후, 곧 반전하여 Vd가 되고, 그 후 다시 Va로 되돌아간다.

이와 같이, 이 압전 센서(1015)는 가속도에 반응한 출력을 고감도로 검출할 수 있으므로, 미소한 진동을 고정밀도로 검출하여 출력할 수 있다. 또한 하중 인가 타이밍의 검출에는, 예를 들면 도시한 전압 Va를 중심으로 한 소정 전압폭 △V의 판정 임계치를 설정하고, 이 판정 임계치를 넘은 경우에 하중 변화가 있었다고 판정하면 된다.

이상과 같이 설명한 제2 실시예의 도어 핸들 장치(1100)에서는, 압전 센서(1015)는 그 구성 요소인 압전 소자재(1031)가 핸들 본체(1023)를 손으로 쥠에 따라 변형하면 도어 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있어, 압전 센서(1015) 자체를 핸들 본체(1014) 내에 끼워 넣을 필요가 없다. 따라서 압전 센서(1015)를 끼워 넣기 위하여 소정 크기의 중공부를 핸들 본체(1014)에 설치할 필요가 없고, 핸들 본체(1014)는 조작시에 쥐는 성능이나 외관 디자인 등을 중시하여 임의로 형상이나 치수를 설계 가능하게 되어, 핸들 본체(1014)의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높아진다.

게다가 상기한 압전 센서(1015)는, 도어의 개폐 조작시에 손으로 핸들 본체(1023)가 쥐어짐에 따라 압전 소자재(1031)의 피에조 소자 재료(1049)가 변형을 받음으로써 개폐 조작의 유무를 검출하는 것으로, 정전 용량식의 종래의 핸들 조작 검출 센서와 비교하여, 도어의 개폐 조작에 무관한 기물의 접근 등을 오검출할 우려가 없다.

따라서 검출 감도를 높게 설정하여, 핸들 본체가 쥐어졌을 때 압전 센서(1015)에 발생하는 아주 작은 변위에 의해 예민하게 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있고, 도어의 개폐 조작의 유무를 검출시키는 것이 가능하여, 도어의 개폐 조작시의 핸들 본체(1023)로의 손의 접촉이 약한 경우에도 확실하게 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있다.

특히 본 실시예에서는 압전 센서(1015)를 서로 독립하여 변형하는 부위를 가지는 완충재를 통해 핸들 본체에 배설하고 있으므로, 아주 작은 변위라도 보다 큰 변형을 압전 센서(1015)에 발생시킬 수 있어서, 보다 확실하게 개폐 조작의 유무를 검출하고 있다.

또한 상기한 압전 센서(1015)에서는, 핸들 본체(1023)가 손으로 쥐어짐에 따라 압전 소자재(1031)의 피에조 소자 재료(1049)가 변형하지 않는 한 검출 신호를 출력하지 않으므로, 무위한 신호 발신에 따른 주위 환경으로의 노이즈의 방출을 방지할 수 있다.

또한 압전 소자재(1031)를 사용한 본 발명의 압전 센서(1015)는 대략 1mA 이하의 소비 전류로 안정 동작시킬 수 있으므로, 정전 용량식의 종래의 압전 센서(1015)와 비교하면, 소비 전류의 저감에 의해 차량 탑재 배터리로의 부담을 경감할 수 있다.

또한 전극을 표출시킬 필요가 없으므로, 외란이나, 부착하는 먼지나 비, 눈 등의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 압전 센서(1015) 상부의 완충재(1025)에 복수의 노치(1022)를 가지는 구성으로 했으나, 서로 독립하여 변형하는 부위(1024)를 복수 가지는 구성이라도 무방하다. 예를 들면 서로 독립하여 변형하는 복수의 부위(1024)를 복수의 구분된 완충재(1025)에 의해 구성해도 무방하다.

또한 압전 센서(1015)의 상부에만 복수의 노치(1022)를 가지는 구성으로 했으나, 압전 센서(1015)와 피복재(1027)와의 사이에도 완충재(1025)를 설치하고, 압전 센서(1015)의 하부 또는 하부 및 상부에도 복수의 노치(1022)를 가지는 구성으로 해도 무방하다.

(제3 실시예)

다음으로 본 발명에 따른 제3 실시예의 도어 핸들 장치에 대하여 설명한다.

또한 본 실시예에 있어서, 제2 실시예와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략하는 것으로 한다.

도 14는 본 제3 실시예의 도어 핸들 장치를 나타내는 단면도이다.

핸들(1011)은 지지축(1021)을 통해 일단측이 도어에 요동 가능하게 지지된 지지부인 아암부(1703)와, 지지부(1021)가 요동 가능하게 지지됨에 따라 타단측을 도어(1013)의 인출 방향인 (C) 방향으로 이동하는 핸들 본체(1023)를 가지고 있다. 또한 지레부(1702)는 봉 형상의 부재로서, 아암부(1703)에 지지축에 대하여 핸들 본체(1023)와 대향하는 쪽에 아암부(1703)를 연장하도록 하여 설치되어 있다. 또한 지레부(1702)에는 돌기(1705)에 의해 압전 센서(1015)가 배설되어 있고, 압전 센서(1015)는 클램프(1704)에 의해 기판(1701)에 설치됨과 동시에, 기판(1701)에 설치된 판정 수단(1017)에 접속되어 있다.

도 15는 도 14의 D-D 화살표 방향에서 본 도면이다. 압전 센서(1015)는 그 일부가 도 14에 도시한 바와 같이 지레부(1702)의 외주에 감김과 동시에, 지레부(1702)의 외주에 돌기된 한 쌍의 돌기(1705)에 의해 지레부(1702)의 외주면상에위치 결정되어 있고, 핸들 본체(1023)의 조작에 수반하여 지레부(1702)가 화살표 (D) 방향으로 변위하면, 한 쌍의 돌기(1705)가 압전 센서(1015)의 외주면을 눌러 압전 센서(1015)에 변형을 발생시킨다.

즉, 본 제3 실시예의 도어 핸들 장치에서는, 핸들 본체(1023)에 손이 얹어지고 화살표 (C) 방향으로 핸들 본체(1023)가 끌어 당겨지면, 지지축(1021)을 통해 지레부(1702)에 화살표 (D) 방향으로 변위가 발생하여 지레부(1702)에 감겨져 있는 압전 센서(1015)가 한 쌍의 돌기(1705)에 의해 누름을 받아 변형하고, 그때의 압전 센서(1015)의 출력 신호에 기초하여 판정 수단(1017)이 도어 개폐의 유무를 판정하고 개폐 구동 수단(1051)의 동작이 제어된다.

이상과 같이 설명한 제3 실시예의 도어 핸들 장치(1200)에서는, 핸들 본 체(1023)가 끌어 당겨짐에 따른 변위를 지레부(1702)의 변위로 변환할 수 있고, 지레부(1702)를 소정의 길이로 함으로써 압전 센서(1015)의 변형에 충분한 변위를 부여할 수 있어, 확실하게 도어의 개폐 동작의 유무의 검출이 가능해진다.

또한 압전 센서(1015)는 그 구성 요소인 압전 소자재(1031)가 핸들 본체(1023)에 연동하는 지레부(1702)의 변위에 의한 변형에 따라 도어 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있으므로, 압전 센서(1015) 자체를 핸들 본체(1023) 내에 끼워 넣을 필요가 없다. 따라서 압전 센서(1015)를 끼워 넣기 위한 소정 크기의 중공부를 핸들 본체(1023)에 설치할 필요가 없고, 핸들 본체(1023)는 조작시에 쥐는 성능이나 외관 디자인 등을 중시하여 임의로 형상이나 치수를 설계 가능하게 되어, 핸들 본체(1023)의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높아진다.

게다가 상기한 압전 센서(1015)는, 도어의 개폐 조작시에 핸들 본체(1023)와 일체로 소정의 변위를 하는 지레부(1702)에 의해 압전 소자재(1031)의 피에조 소자 재료(1045)가 변형을 받음으로써 개폐 조작의 유무를 검출하는 것으로, 정전 용량식의 종래의 핸들 조작 검출 센서와 비교하여, 도어의 개폐 조작에 무관한 기물의 접근 등을 오검출할 우려가 없다.

따라서 검출 감도를 높게 설정하여 지레부(1702)가 아주 작은 변위에 의해 예민하게 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있어, 도어의 개폐 조작시의 핸들 본체(1023)로의 손의 접촉이 약한 경우에도 확실하게 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있다.

또한 상기한 압전 센서(1015)에서는 핸들 본체(1023)와 일체로 변위하는 지 레부(1702)의 변위 거동에 의해 압전 소자재(1031)의 피에조 소자 재료(1045)가 변형하지 않는 한 검출 신호를 출력하지 않으므로, 무위한 신호 발신에 따른 주위 환경으로의 노이즈의 방출을 방지할 수 있다.

또한 압전 소자재(1031)를 사용한 본 발명의 압전 센서(1015)는 1mA 이하의 소비 전류로 안정 동작시킬 수 있으므로, 정전 용량식의 종래의 핸들 조작 검출 센서(1016)와 비교하면, 소비 전류의 저감에 의해 차량 탑재 배터리로의 부담을 경감할 수 있다.

또한 핸들 본체(1023)의 개폐 조작시에 핸들 본체(1023)와 일체가 되어 변위하는 지레부(1015)는 상기 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면 아암부(1703)와 지지축(1021)에 대하여 소정의 각도를 가지도록 지레부를 설치하고, 설치가 용이한 장소에 압전 센서를 설치해도 무방하다.

또한 압전 소자재(1031)에 변형을 발생시키기 위한 압전 소자재(1031)와 지레부(1702)의 결합 형태도 상기 실시예에 한정되지 않는다.

상기 실시예에서는 케이블 형상의 압전 소자재(1031)를 봉 형상의 지레부(1702)의 외주에 감았으나, 예를 들면 감지 않고, 지레부(1702) 상을 단순히 횡단하도록 압전 소자재(1031)를 배치하는 것도 가능하다.

(제4 실시예)

다음으로 본 발명에 따른 제4 실시예의 키리스 엔트리 장치에 대하여 설명한다.

또한 제4 실시예에 있어서 제2, 3 실시예와 동일한 것에는 동일한 부호를 붙 이고 중복되는 설명은 생략하는 것으로 한다.

도 16은 본 발명에 따른 제4 실시예의 키리스 엔트리 장치의 개략 구성을 (a), 그 주요부 상세 구성을 (b)에 나타낸 블록도이고, 도 17은 도 16에 나타낸 키리스 엔트리 장치의 동작 수순을 나타내는 흐름도이다.

키리스 엔트리 장치(1300)는, 상기한 제2, 제3 실시예에서 설명한 도어 핸들 장치(1100, 1200) 중 어느 하나의 도어 핸들 장치(예를 들면 도어 핸들 장치(1100))와, 도 16의 (a)에 나타낸 차량측에 탑재한 송수신기(1091)와, 조작자가 휴대하는 송수신기(1093)를 구비한다. 키리스 엔트리 장치(1300)는, 차량측 송수신기(1091)가 송신한 암호 요구 신호를 휴대측 송수신기(1093)가 수신한 후에, 휴대측 송수신기(1093)가 송신한 암호 신호를 차량측 송수신기로 수신함으로써 도어(1013)의 록킹을 해제하도록 기본 동작한다.

휴대측 송수신기(1093)는, 차량측 송수신기(1091)와 동일 주파수의 전파를 송수신하는 송수신 회로(1095)와, 이 송수신 회로(1095)를 제어하는 제어 회로(1097) 및 도시하지 않은 전원 회로를 장비하여 구성된다. 제어 회로(1097)는, 도시하지 않은 CPU 및 이 CPU를 제어하기 위한 프로그램과 암호 코드가 기입된 불휘발성 메모리를 가지고 구성되며, 후술하는 차량측 송수신기(1091)로부터의 암호 요구 코드가 송수신 회로(1095)에서 수신되면, 불휘발성 메모리에 기입되어 있는 암호 코드를 송수신 회로(1095)로부터 송신시킨다. 또한 송수신 회로(1095)에는 도시하지 않은 안테나 코일이 설치되어 있다. 또한 휴대측 송수신기(1093)의 전원으로서는, 버튼 전지 등의 일차 전지를 이용해도 되고, 차량측 송수신기(1091)로부터 의 반송파 신호에 의해 휴대측 송수신기(1093)의 안테나 코일에 유발하는 에너지를 이용하도록 구성해도 무방하다.

차량측 송수신기(1091)는, 휴대측 송수신기(1093)와 동일 주파수의 전파를 송수신하는 송수신 회로(1099)와, 이 송수신 회로(1099)를 제어하는 제어부인 제어 회로(1101)를 가지고 구성된다. 또한 송수신 회로(1099)에는 도시하지 않은 안테나 코일이 설치되어 있다. 제어 회로(1101)에는 도어 핸들 장치(1100)의 압전 센서(1015)와 도어록 수단(1103)이 접속된다. 제어 회로(1101)는 핸들(1011)에 조작자가 접촉함에 따른 진동을 압전 센서(1015)에 의해 감시하고, 이 변화치가 소정치 이상이 되면 온(On) 한다. 제어 회로(1101)가 온(On) 되면, 도시하지 않은 릴레이 박스를 통해 배터리로부터 차량측 송수신기(1091)로 전원이 공급된다.

차량측 송수신기(1091)의 제어 회로(1101)는, 기본적으로 CPU 및 이 CPU를 제어하기 위한 프로그램과 암호 코드가 기입된 불휘발성 메모리를 가지고 구성된다. 구체적으로는 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이, 압전 센서(1015)로부터의 검출 신호를 받아 차량측 송수신기(1091)로부터 암호 요구 신호를 송신시키는 암호 신호 요구 수단(1105)과, 차량측 송수신기(1091)에 의해 수신한 암호 신호를 해독하는 해독 수단(1107)과, 해독한 암호 신호가 미리 메모리(1109)에 격납된 정규 신호인지의 여부를 판정하는 암호 신호 판정 수단(1111)과, 암호 신호가 정규 신호이었던 경우에 도어록 수단(1103)에 의한 록킹의 해제를 지시하는 록킹 해제 지시 수단(1113)을 구비하여 이루어진다.

이 키리스 엔트리 장치(1300)에서는, 도 17에 도시한 바와 같이 조작자가 도 어(1013)와 핸들 본체(1023)와의 사이에 손을 삽입하고 도어를 열려고 하면(st21), 제어 회로(1101)에 의해 도어 열림 동작이 검출되고(st22), 암호 신호 요구 수단(1105)으로부터 암호 요구 신호가 송신된다(st23). 휴대측 송수신기(1093)의 제어 회로(1097)는, 암호 요구 신호를 수신하면(st24), 암호 신호를 송수신 회로(1095)로부터 송신한다(st25). 제어 회로(1101)는, 암호 신호를 수신하면(st26), 해독 수단(1107)에 의해 암호 신호의 해독을 행한 후, 암호 신호 판정 수단(1111)에 의해 암호 신호의 판정을 행하고(st27), 암호 신호가 메모리(1109)에 격납된 암호 신호와 일치하면(st28), 록킹 해제 지시 수단(1113)에 의해 도어록 수단(1103)으로 록킹 해제 신호를 송출한다(st29). 한편 암호 신호가 불일치하고, 또한 불일치의 암호 신호가 소정 회수 이상 판정되면(st30), 경보가 발생된다(st31).

이 제4 실시예에 따른 키리스 엔트리 장치(1300)에 따르면, 고감도의 검출이 가능하고, 전극의 표출에 따른 외란을 받기 어려우며, 설치 장소의 제약 조건이 적은 도어 핸들 장치(1100 또는 1200)가 주요한 구성 부재로서 구비되어, 핸들(1011)에 대한 손의 접촉이 비교적 약한 경우에도 도어 핸들 장치(1100)가 동작되고, 또한 접점 접합식 스위치와 같은 접점 접합의 스트로크가 존재하지 않으므로, 도어 개폐 동작을 개시한 순간부터 스위치가 동작할 때까지의 시간차가 없다. 따라서 도어 개폐 동작을 개시한 순간부터 제어 회로(1101)의 록킹 해제 지시 수단(1113)이 도어록 수단(1103)으로 록킹의 해제를 지시할 때까지의 시간을 대폭 단축할 수 있어, 급준한 도어의 열림에 대응한 도어록 수단(1103)의 해제가 가능해진다.

본 발명을 상세하게, 또한 특정 실시예를 참조하여 설명했으나, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어 명확하다.

본 출원은 2004년 9월 14일 출원의 일본 특허 출원·출원 번호 2004-266393에 기초한 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

본 발명에 따르면, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작으로도, 그와 함께 도어록도 해정 또는 해정 및 시정할 수 있어, 사용자에게 있어 도어 개폐의 조작이 편해진다.

또한 핸들 본체의 형상이나 치수에 대한 설계 자유도가 높고, 게다가 검출 감도가 높아 도어의 개폐 조작시에 핸들 본체로의 손의 접촉이 약한 경우에도 확실하게 도어의 개폐 조작의 유무를 검출할 수 있고, 또한 무위한 신호 발신에 따른 주위 환경으로의 노이즈의 방출을 방지함과 동시에, 소비 전류의 저감에 의해 차량 탑재 배터리로의 부담을 경감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 개폐 장치는, 외측과 내측으로부터의 어떠한 도어 개방 또는 도어 개폐의 조작으로도, 그와 함께 도어록도 해정 또는 해정 및 시정할 수 있어, 사용자에게 있어 도어 개폐의 조작이 용이하여, 자동차, 주택, 창고, 업무용 냉장고, 선박, 비행기, 금고 등의 도어에 적용할 수 있다.

Claims (14)

1. 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들;

   도어가 닫혀 있는 본체로부터 도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단;

   도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단;

   도어를 열기 위하여 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단의 결합을 해제하는 도어 결합 해제 작동 수단;

   상기 도어 결합 해제 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제 신호 검출 수단; 및

   상기 도어 결합 해제 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정(解錠)을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치.
2. 도어의 개폐 조작시에 쥐는 외측 도어 핸들 및 내측 도어 핸들;

   도어가 열리지 않도록 록킹하는 도어록 수단과, 도어를 본체에 개폐 가능하게 결합하는 도어 결합 수단;

   도어를 개폐하기 위해 외측 또는 내측으로부터의 조작에 연동하여 상기 도어 결합 수단을 해제 및 결합시키는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단;

   상기 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 신호를 발생하는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단; 및

   상기 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단의 검출 신호에 의해 상기 도어록 수단의 해정(解錠) 및 시정(施錠)을 제어하는 본체측 제어 수단을 구비한 도어 개폐 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은, 하나로 하여 외측 또는 내측으로부터의 도어 개방의 조작 또는 도어 개폐의 조작을 검출하여 이루어지는 도어 개폐 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은, 도어 결합 해제 동작 수단에서의 외측 또는 내측으로부터의 도어 개방의 조작에, 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단에서의 외측 또는 내측으로부터의 도어 개폐의 조작에 각각 연동하는 공통 부위의 작동에 의해 신호를 발생하는 위치에 설치되어 이루어지는 도어 개폐 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은, 도어의 내부에 설치하여 이루어지는 도어 개폐 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단은, 압전 소자재로 이루어지고,

   상기 압전 소자재는 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의해 변형을 받아 전기 신호를 출력하도록 배치하여 이루어지는 도어 개폐 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   압전 소자재는, 장력이 가해진 굴곡부를 구비하고, 상기 굴곡부를 도어 결합 해제 작동 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 작동 수단의 작동에 의한 변형을 받도록 배치하여 이루어지는 도어 개폐 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   본체측 제어 수단은,

   본체 송수신 수단;

   도어 결합 해제 신호 검출 수단 또는 도어 결합 해제·도어 결합 신호 검출 수단으로부터의 검출 신호를 받아 상기 본체 송수신 수단을 통해 암호 요구 신호를 도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단에 요구하는 암호 신호 요구 수단;

   도어 개폐 조작자 휴대 제어 수단이 송신한 암호 신호가 해독되고, 이 해독된 암호 신호가 미리 설정된 정규 신호인지 여부를 판정하는 도어 개폐 조작자 판정 수단; 및

   암호 신호가 정규였던 경우에 도어록 수단의 록킹의 해정 또는 해정 및 시정을 제어하는 록킹 해정 제어 수단 또는 록킹 해정·시정 제어 수단을 가지는 키리스 엔트리 장치.
9. 청구항 8에 기재된 키리스 엔트리 장치를 구비한 차량용 도어.
10. 청구항 8에 기재된 키리스 엔트리 장치를 구비한 건축물용 도어.
11. 도어에 설치되어 상기 도어의 개폐 조작시의 손잡이가 되는 핸들 본체와;

    상기 핸들 본체의 도어측에 부착된 압전 센서를 구비하고,

    상기 압전 센서는 독립하여 변위 가능한 복수의 부위를 가지는 완충재를 통해 핸들 본체의 상기 도어에 대향하는 면에 부착된 것을 특징으로 하는 도어 핸들 장치.
12. 독립하여 변위 가능한 복수의 부위는, 완충재에 복수의 노치(notch)를 넣어 구성된 것을 특징으로 하는 도어 핸들 장치.
13. 지지축을 통해 일단측이 도어에 요동 가능하게 지지되고, 상기 요동에 의해 타단측이 상기 도어의 인출 방향으로 이동하는 핸들과;

    상기 핸들을 지지하는 지지부에 상기 지지축에 대하여 소정의 각도를 가지고 설치된 지레부에 부착된 압전 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 도어 핸들 장치.
14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 도어 핸들 장치;

    차량측에 탑재한 차량측 송수신기;

    조작자가 휴대하는 휴대측 송수신기;

    차량측 송수신기가 송신한 암호 요구 신호를 휴대측 송수신기가 수신한 후에, 휴대측 송수신기가 송신한 암호 신호를 차량측 송수신기로 수신함으로써 도어의 록킹을 해제하는 제어부를 구비한 키리스 엔트리 장치로서,

    상기 제어부는,

    상기 압전 센서로부터의 검출 신호를 받아 상기 차량측 송수신기로부터 암호 요구 신호를 송신시키는 암호 신호 요구 수단;

    상기 차량측 송수신기에 의해 수신하여 해독된 암호 신호가 미리 설정된 정규 신호인지의 여부를 판정하는 암호 신호 판정 수단; 및

    암호 신호가 정규 신호이었던 경우에 상기 도어록 수단에 의한 록킹의 해제을 지시하는 록킹 해제 지시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 키리스 엔트리 장치.

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