JP2015144778A - 検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな遮蔽板を用いることなく被検知対象を検出することができる検知装置を提供する。【解決手段】検知装置１００は、給電部１ａを有するアンテナ１と、アンテナ１の給電部１ａに接続される送受信部２と、給電部１ａに近接する第１の位置と給電部１ａに近接しない第２の位置との間を移動可能な導電部３と、を備え被検知対象の移動に対応して導電部３が移動することで、被検知対象の移動に応じて導電部３が給電部１ａに近接する第１の位置と給電部１ａに近接しない第２の位置との間を移動することで、送受信部２とアンテナ１との整合状態を大きく変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、検知装置に関し、特に、金属等導電体の接近や移動を検出する検知装置に関する。

従来から、被検知物体が所定の位置に近付いたことを電磁波や磁気を利用して検出するようにした位置検出装置が提案されている。このような位置検出装置は、例えば自動車などの制御の電子化が進展するのに伴い、ハンドルやアクセルブレーキ等の運転に直接関わる操作や、ドアや窓の開閉、シートの位置などの検出等、多くの用途に使用されている。

特に座席に関しては、前後方向へのスライドや、後方向への回転や、不使用時の跳ね上げ等が可能となっている場合がある。この為、座席内のセンサと車体とを、ワイヤーハーネスで接続することが困難である。この為、位置検出装置と車体間で無線通信を行うことが提案されている。特許文献１（従来例）に記載のシートベルト装着状態の検知装置９００では、図７に示すように、バックル９０８に２つのＩＣタグ９２２，９２４と、遮蔽板９３０と、を備えている。

２つのＩＣタグ９２２，９２４は、タングプレート９０２の挿入方向のそれぞれ異なる位置に配置され、遮蔽板９３０は、バックル９０８内へのタングプレート９０２の挿入に連動してスライドするように構成されている。

遮蔽板９３０が、タングプレート９０２の挿入に連動してスライドすることによって、タングプレート９０２の挿入前と挿入後と、でそれぞれ異なるＩＣタグ９２２またはＩＣタグ９２４のリーダに対する信号の送受信を遮蔽する。

遮蔽板９３０のスライドによって、ＩＣタグ９２２またはＩＣタグ９２４を覆うことで送受信する信号を遮蔽してシートベルトの装着状態を検知する技術が開示されている。

特開２０１３‐４９２９０号公報

しかしながら、上述した従来例では、遮蔽板とその可動範囲の内に２つのタグを配置する必要がある、また遮蔽板がＩＣタグを覆い隠す必要があるため遮蔽板が大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、大きな遮蔽板を用いることなく被検知対象を検出することができる検知装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の検知装置は、給電部を有するアンテナと、前記アンテナの給電部に接続される送受信部と、前記給電部に近接する第１の位置と前記給電部に近接しない第２の位置との間を移動可能な導電部と、を備え被検知対象の移動に対応して前記導電部が移動することを特徴とする。

これによれば、被検知対象の移動に応じて導電部が給電部に近接する第１の位置と前記給電部に近接しない第２の位置との間を移動することで、送受信部とアンテナとの整合状態を大きく変化させることができる。このため送受信部が通信可能な状態と、通信ができない状態を切り換えることができるので、送受信部を覆い隠すような大きな遮蔽板を用いることなく被検知対象を検出することができる検知装置を提供することができる。

また、本発明の検知装置は、前記送受信部は、前記アンテナで受信した電波を電力に変換して蓄える蓄電部を有し、前記蓄電部に蓄えた電力で動作するとともに、識別信号を送信することを特徴とする。

これによれば、アンテナで受信した電波を電力に変換して蓄電部に蓄え、蓄えた電力で動作するので、検知装置と電源とを接続する配線が不要となり、配線で接続していない箇所の動きを検知することができる検知装置を提供することができる。

また、本発明の検知装置は、前記アンテナと前記送受信部とが、シートベルトのバックルに設けられ、シートベルトのタングプレートの挿入と非挿入とに対応して、前記導電部が移動することを特徴とする。

これによれば、シートベルトのタングプレートの挿入と非挿入とに対応して、前記導電部が移動するので、シートベルトの装着状態を検知することができる検知装置を提供することができる。

本発明の検知装置によれば、少ない部品点数で構成することができる検知装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る検知装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る検知装置の外観及び構造概要を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る検知装置のアンテナを示す図である。 本発明の実施形態に係る検知装置の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知装置の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る検知装置の動作を示す図である。 従来例の検知装置を示す図である。

［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態に係る検知装置１００について説明する。

まず始めに本実施形態における検知装置１００の構成について図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る検知装置１００の電気的構成を示すブロック図である。図２は検知装置１００の構造概要を示す図で、図２（ａ）は外観斜視図であり、図２（ｂ）は蓋部７を取り外した状態を示す分解斜視図である。図３は、検知装置１００のアンテナ１を示す斜視図である。

検知装置１００は図１に示すように、アンテナ１と、送受信部２と、導電部３と、を備えている。

アンテナ１は図１に示すように、給電部１ａを有しており、給電部１ａは送受信部２に接続されている。またアンテナ１は図２（ｂ）及び図３に示すように、金属材料で形成された一対のアンテナ素子１ｂで構成されており、アンテナ素子１ｂが互いに向かい合う一端に給電部１ａがそれぞれ設けられている。またアンテナ１のそれぞれのアンテナ素子１ｂは図３に示すようにインピーダンス整合部１ｃで接続されており、インピーダンス整合部の長さ等を適宜調整することで動作状態でのアンテナ１のインピーダンスが最適になるよう予め調整されている。アンテナ１が受信した受信信号は給電部１ａから出力され、送受信部２に入力され、送受信部２が出力する送信信号は給電部１ａからアンテナ１に供給されアンテナ１から放射される。

送受信部２は図１に示すように、送受信回路２ａと、蓄電部２ｂを有している。送受信回路２ａは、アンテナ１の給電部１ａと、蓄電部２ｂとに接続されており、蓄電部２ｂはアンテナ１の給電部１ａと、送受信回路２ａとに接続されている。

送受信回路２ａには動作に必要な電力が蓄電部２ｂから供給されて動作し、給電部１ａから出力される受信信号を受信し、受信した信号に基づいて送信信号をアンテナ１の給電部１ａに供給して送信する。受信信号は図示しない通信対象から発信され、この信号に含まれる情報を正しく受信できたと判断される場合に、送受信部２に予め設定された識別信号を含んだ送信信号を送信するように動作する。

蓄電部２ｂは、アンテナ１で受信し給電部１ａから出力された受信信号の電波を整流して電力に変換して蓄え、送受信回路２ａに対して蓄えた電力を供給する。

導電部３は鉄や銅などの金属材料で形成されており、給電部１ａに近接する第１の位置と給電部１ａに近接しない第２の位置との間を移動可能に配置されている。尚、アンテナ１は、導電部３が給電部１ａに近接しない第２の位置にある場合に、送受信部２とインピーダンス整合するように設定されているものとする。

次に検知装置１００の外観及び構造概要について図２を用いて説明する。

検知装置１００はシートベルトのバックルとして構成されており、図２（ａ）に示すように、筐体４と、解除操作部５と、固定部６と、蓋部７と、を備えて外観が形成されている。

筐体４は合成樹脂材料で、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように開口部４ａを有しており、開口部４ａには、被検知対象となるシートベルトのタングプレート５０が挿入可能に設けられている。筐体４の内部には図２（ｂ）に示すように、導電部３と、解除操作部５と、固定部６と、基板８と、が配置されており、挿入されたタングプレート５０を保持する保持機構（図示せず）などが組込まれている。

導電部３は、筐体４の内部に移動可能に組込まれており、検知対象のタングプレート５０が挿入される前の状態では、図示しないばね等の弾性部材によって図２に示すＹ２の向きに付勢されている。このため、導電部３の上面（図２に示すＺ１）側が、基板８と重ならない状態で基板８の側方（図２に示すＹ２側）に位置している。

解除操作部５は合成樹脂材料で成形されており、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように操作面５ａが筐体４の一方の（図２に示すＹ２）側に露出した状態で筐体４の内部に収納されている。解除操作部５は、使用者に操作されることで挿入されたタングプレート５０を取り外し可能となるよう機能する。

固定部６は鉄や鋼など金属材料で形成されており、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、細長い外形を有している。固定部６の長手（図２に示すＹ１‐Ｙ２）方向の一端が筐体４の内部に固定されており、他端には貫通孔６ａが設けられている。貫通孔６ａにはシートベルトの一方が固定されて車両等の座席付近に設置される。

蓋部７は合成樹脂材料で成形されており、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように筐体４の上面（図２に示すＺ１）側に、蓋部７の弾性変形によって筐体４と勘合して固定するスナップイン構造となっている。

基板８はガラスエポキシ等の絶縁材料からなる基材の表面に金属等の導電性材料によって配線パターンが形成されている。基板８にはアンテナ１の一対のアンテナ素子１ｂと送受信部２と、が設けられており、一対のアンテナ素子１ｂのそれぞれの給電部１ａと送受信部２とは基板８に形成された配線パターンによって接続されている。

次に、検知装置１００の動作について、図４から図６を用いて説明する。図４は検知装置１００の動作を示す図であり、図４（ａ）はタングプレート５０が挿入される前の状態を示す図であり、図４（ｂ）はタングプレート５０が挿入された後の状態を示す図である。図５は検知装置１００の動作を示す図であり、図５（ａ）は図４（ａ）に示すタングプレート５０が挿入される前の状態の上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ‐Ａ断面図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＰ部を拡大した部分拡大図である。図６は検知装置１００の動作を示す図であり、図６（ａ）は図４（ｂ）に示すタングプレート５０が挿入された後の状態の上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＢ‐Ｂ断面図であり、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＱ部を拡大した部分拡大図である。

検知装置１００にタングプレート５０が挿入される前の状態では、図４（ａ）及び図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、導電部３の上面（図４に示すＺ１）側が、基板８と重ならない状態で基板８の側方（図４（ａ）に示すＹ２側）に位置している。この状態では、導電部３は、図５（ｃ）に示すようにアンテナ１の給電部１ａに近接していない第２の位置にあることとなる。このため導電部３はアンテナ１に影響を与えないので、送受信部２はアンテナ１を介して通信を行うことができる。

検知装置１００の筐体４に設けられた開口部４ａにタングプレート５０が挿入されると、図４（ａ）に示すタングプレート５０の移動に対応して先端部５０ａが導電部３を挿入方向（図４に示すＹ１方向）に押圧する。導電部３はタングプレート５０の先端部５０ａによって押圧されて移動し、図４（ｂ）及び図６に示すように、基板８の下部側に移動することになる。この状態では、導電部３は、図６（ｃ）に示すようにアンテナ１の給電部１ａに近接する第１の位置にあることとなる。このため導電部３はアンテナ１の給電部１ａと電気的に結合し、アンテナ１に影響を与えることになる。

具体的には、一対のアンテナ素子１ｂの給電部１ａと金属製の導電部３と、が近接することによって静電結合し、この静電結合によって一対のアンテナ素子１ｂの給電部１ａの間が、通信を行う信号の周波数に対して大きな静電容量となる。このため、通信を行う信号の周波数における給電部１ａのインピーダンスが大幅に低下することとなってインピーダンスが不整合となり、送受信部２との送受信信号の受け渡しに大きな損失が生じるようになる。このため、送受信部２はアンテナ１を介して通信を行うことができなくなる。

解除操作部５を操作し、挿入されたタングプレート５０を取り外した場合、導電部３は図示しない弾性部材によってタングプレート５０の挿入方向とは反対（図４に示すＹ２）方向に付勢されているので、タングプレート５０の移動に対応して移動する。最終的には
検知装置１００にタングプレート５０が挿入される前の状態の位置まで移動し、基板８と重ならない状態で基板８の側方（図４（ａ）に示すＹ２側）に戻ることになる。このため導電部３はアンテナ１に影響を与えなくなるので、送受信部２はアンテナ１を介して通信を行うことができるようになる。

以上のように、タングプレート５０の挿入と非挿入とに対応して、導電部３が移動し、導電部３の移動によって通信可能な状態と通信が行えない状態を切り換えることができる。このため被検知対象となるシートベルトの位置によって挿入状態と非挿入状態を検知することができる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の検知装置１００では、給電部１ａを有するアンテナ１と、アンテナ１の給電部１ａに接続される送受信部２と、給電部１ａに近接する第１の位置と給電部１ａに近接しない第２の位置との間を移動可能な導電部３と、を備え、被検知対象であるタングプレート５０の移動に対応して導電部３が移動する構成とした。

これにより、被検知対象であるタングプレート５０の移動に応じて導電部３が給電部１ａに近接する第１の位置と給電部１ａに近接しない第２の位置との間を移動することで、送受信部２とアンテナ１との整合状態を大きく変化させることができる。このため送受信部２が通信可能な状態と、通信ができない状態を切り換えることができるので、送受信部２を覆い隠すような大きな遮蔽板を用いることなく被検知対象であるタングプレート５０を検出することができる検知装置を提供することができる。
ことができる。

また、本実施形態の検知装置１００では、送受信部２は、アンテナ１で受信した電波を電力に変換して蓄える蓄電部２ｂを有し、蓄電部２ｂに蓄えた電力で動作するとともに、識別信号を送信するよう構成した。

これにより、検知装置１００と電源とを接続する配線が不要となり、配線で接続していない箇所の動きを検知することができる検知装置を提供することができる。

また、本実施形態の検知装置１００では、アンテナ１と送受信部２と、がシートベルトのバックルに設けられ、シートベルトのタングプレート５０の挿入と非挿入とに対応して、導電部３が移動する構成とした。

これにより、シートベルトの装着状態を検知することができる検知装置を提供することができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る検知装置１００を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、タングプレート５０の挿入時に導電部３がアンテナ１の給電部１ａに近接する第１の位置となり、非挿入時に給電部１ａに近接しない第２の位置となる例を示して説明を行ったが、この関係が反対となるように変形して実施しても良い。つまり、タングプレート５０の挿入時に導電部３が給電部１ａに近接しない第２の位置となり、非挿入時に導電部３がアンテナ１の給電部１ａに近接する第１の位置となるようにして実施しても良い。

（２）本実施形態において、アンテナ１と送受信部２とが１組だけ設けられている例を示して説明を行ったが、２組のアンテナ１と送受信部２とを用いて、第１の位置と第２の位置とにそれぞれ配置して実施しても良い。この場合、タングベルト挿入時には一方の送受信部２が通信可能となり、非挿入時には他方の送受信部２が通信可能とすることができるので、より確実にタングベルトの挿入、非挿入を検知することができる。

１ アンテナ
１ａ 給電部
１ｂ アンテナ素子
１ｃ インピーダンス整合部
２ 送受信部
２ａ 送受信回路
２ｂ 蓄電部
３ 導電部
４ 筐体
４ａ 開口部
５ 解除操作部
５ａ 操作面
６ 固定部
６ａ 貫通孔
７ 蓋部
８ 基板
５０ タングプレート
５０ａ 先端部
１００ 検知装置

Claims (3)

1. 給電部を有するアンテナと、
   前記アンテナの給電部に接続される送受信部と、
   前記給電部に近接する第１の位置と前記給電部に近接しない第２の位置との間を移動可能な導電部と、を備え
   被検知対象の移動に対応して前記導電部が移動することを特徴とする検知装置。
2. 前記送受信部は、前記アンテナで受信した電波を電力に変換して蓄える蓄電部を有し、前記蓄電部に蓄えた電力で動作するとともに、識別信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
3. 前記アンテナと前記送受信部とが、シートベルトのバックルに設けられ、
   シートベルトのタングプレートの挿入と非挿入とに対応して、前記導電部が移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検知装置。