JP4639141B2 - アンテナ内蔵装置 - Google Patents

Description

本発明は、スマートエントリーシステムのドアハンドルや電子キーとして用いられるアンテナ内蔵装置に関する。

近年の自動車では、利便性やセキュリティの向上を図るべく、運転者がスマートキー（電子キー）を携帯するだけで、ドアロックの解錠やエンジンの始動等が可能となるスマートキーシステムの採用が進められている。スマートエントリーシステムの装置本体（車載機）は、例えば、運転者がドアハンドルを握ったことを静電容量センサ等によって検知すると、ドアハンドル内のアンテナを介してスマートキーとの間で通信を行い、スマートキーから送信されたＩＤコードをＲＯＭに記憶しているＩＤコードと照合してドアロックの解錠を行う。通常、スマートエントリーシステムでは、ドアハンドルやトランクリッドにアンテナが内蔵されており、車載機は、これらのアンテナを介して電子キーとの通信を行う。

スマートエントリーシステムが搭載された自動車では、静電容量センサやアンテナを収納すべく、ハンドル本体とアウタカバーとからなる中空のドアハンドルが一般に採用されている。これらハンドル本体やアウタカバーは、量産性や軽量化、低コスト化等を図るため、樹脂の射出成形により製造されることが多い。ドアハンドルは、その質感が自動車の外観意匠に大きく影響することから、表面に金属光沢を有するものが望まれることがある。通常、ハンドルの表面にメッキや蒸着により金属薄膜層を形成してその外観を金属調とする場合、５０〜７５μｍ程度の膜厚の金属薄膜層を形成する必要がある。しかし、上述したような厚い金属薄膜層を形成すると、アンテナが導体で覆われることになって出力に損失が生じる。そこで、金属微粒子（光輝材）を含んだ塗料を用いてアウタカバーにメッキ様の塗装を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によれば、塗膜の面方向に金属微粒子の間隙（不連続部分）が形成されるため、樹脂の生地をそのまま用いた場合や、車体と同色に塗装した場合と同様に、アンテナ出力の損失を有意に抑制できる。
特開２００５−１１３４７５号公報

上述した特許文献１のドアハンドルでは、塗膜の膜厚を厳密に管理することが困難であるため、塗膜中において金属微粒子が偏在しやすいことも相俟って、上述した不連続部分が不均一となることが避けられない。その結果、電子キーとの通信が可能となる距離がドアハンドルと電子キーとの相対位置によって変化し、安定した通信が行えなく等の虞があった。また、特許文献１のドアハンドルは、あくまでも金属微粒子を含んだ塗料を用いた塗装であるため、メッキと同等の光沢を得ることも難しかった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、メッキと同等の金属光沢を有しながら、アンテナ出力の損失低減や通信の安定性確保を実現したアンテナ内蔵装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、外部装置との通信に供されるアンテナと、このアンテナを収納する外殻構成部材とを備えた車両用ドアハンドルであって、前記外殻構成部材の意匠表面にベース膜層が形成され、該ベース膜層の表面にスパッタリングによる金属薄膜層が形成され、前記金属薄膜層の膜厚が０．０５μｍ〜０．２０μｍの範囲に設定されたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、外部装置との通信に供されるアンテナと、このアンテナを収納する外殻構成部材とを備えた車両用電子キーであって、前記外殻構成部材の意匠表面にベース膜層が形成され、該ベース膜層の表面にスパッタリングによる金属薄膜層が形成され、前記金属薄膜層の膜厚が０．０５μｍ〜０．２０μｍの範囲に設定されたことを特徴とする。

本発明によれば、金属光沢を有しながら、アンテナ出力の損失が少ない意匠性と通信性能の両立を実現した車両用ドアハンドルおよび車両用電子キーを得ることができる。また、外殻構成部材の意匠表面にベース膜層を形成することにより、外殻構成部材の意匠表面が平滑になるため、その上に形成される金属薄膜層の平滑度が向上し、車両用ドアハンドルおよび車両用電子キーの意匠性を高めることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は第１実施形態に係るドアハンドル装置の正面図であり、図２は図１中のII−II断面図であり、図３は図１中のIII−III断面図である。図４は第１実施形態に係るドアハンドルの分解斜視図である。図５は第１実施形態に係るアンテナ／センサユニットの分解斜視図である。図６は第１実施形態に係るアウタカバー表面の断面図であり、図７は他の実施形態に係るアウタカバー表面の断面図である。図８はアンテナ性能の比較試験の結果を表すグラフである。図９は第２実施形態に係る車両用電子キー装置の正面図であり、図１０は図９中のＸ−Ｘ断面図である。

≪第１実施形態≫
図１，図２に示すように、ドアハンドル装置１は、乗用車用ドアのアウタパネル２の外面に固定されたハンドルベース３と、ハンドルベース３にピン４を介して揺動自在に支持されたドアハンドル５（アンテナ内蔵装置）と、ハンドルベース３に設けられたキーシリンダ６等から構成されている。

図２，図３に示すように、ドアハンドル５は、アンテナ／センサユニット７と、これを収納するハンドル本体８およびアウタカバー９（外郭構成部材）等から構成されている。アンテナ／センサユニット７には、ハンドル本体８側にアンロックセンサ１０が配置され、アウタカバー９側にロックセンサ１１が配置されている。図４に示すように、アンテナ／センサユニット７は、ハンドル本体８とアウタカバー９とに挟まれるかたちでドアハンドル５の内部に収容されている。

図５に示すように、アンテナ／センサユニット７は、回路基板１２、回路基板１２上に載置され外部装置との通信に供されるアンテナ１３、および回路基板１２の端部に取り付けられた静電容量型のロックセンサ１１を有するアンテナ／センサ部材１４と、アンテナ／センサケース１５とから構成されている。図示されていないが、回路基板１２の下には静電容量型のアンロックセンサ１０が取り付けられている。アンテナ／センサ部材１４は、アンテナ／センサケース１５内に設置されており、ウレタン樹脂などの充填剤によりモールドされることで衝撃や湿気あるいは腐食などから保護されている。

本実施形態では、図３に示すようにアウタカバー９の外側表面にスパッタリングによる金属薄膜層１６が形成されている。スパッタリングターゲットにはＣｒなどを用いており、金属調の表面を構成すべくその膜厚を０．０５μｍ〜０．２０μｍとしている。また、図６に示すように、本実施形態では基体となるアウタカバー９の表面に形成した金属薄膜層１６を保護するために、アクリルウレタン系塗料などによる膜厚５〜５０μｍ程度の保護膜層１７を金属薄膜層１６上に形成して２層構造としている。

なお、図７に示すように、主に樹脂などで製造されるアウタカバー９の表面に、ポリエステルウレタン系樹脂などにより膜厚が５〜１０μｍ程度となるベース膜層１８を形成し、その上にスパッタリングによる金属薄膜層１６を形成する形態としてもよい。このような形態とすると、ベース膜層１８によってアウタカバー９の表面が平滑になって金属薄膜層１６の平滑度も向上されるため、アンテナ内蔵装置外観の意匠性が向上される。

≪アンテナ性能の比較試験≫
本発明者などは、結果を図８に示すように、アンテナ単体と、アンテナをドアハンドルに収容し、アウタカバーをメッキにより金属薄膜層（膜厚７５μｍ）を形成した場合と、アウタカバーをスパッタリングにより金属薄膜層（膜厚０．０５μｍ）を形成した場合とでアンテナ性能の比較試験を行った。

試験の結果、アンテナ単体におけるアンテナ周波数のピークは１３５ｋＨｚであり、共振電流は２．０４Ａであった。これに対し、メッキにより金属薄膜層を形成した場合のアンテナ周波数のピークは１４８ｋＨｚであり、共振電流は１．８４Ａであった。すなわち、アンテナ単体に比べて周波数に１３ｋＨｚのずれが生じるため、アンテナから発信される電波が運転者の所持する電子キーに共振し難くなる。さらに共振電流が０．２Ａ低下しており、アンテナ出力の損失によって通信距離が短くなる不都合を生じる。

一方、スパッタリングにより金属薄膜層を形成した場合のアンテナ周波数のピークは１３５ｋＨｚであり、共振電流は２．０４Ａであって、アンテナ単体の性能と略同一の性能を示した。したがって、運転者の電子キーへの共振に支障を来たすこともなく、また、アンテナ出力の損失が低減されて安定した通信距離を確保することも可能である。

≪第２実施形態≫
図９，図１０に示すように、車両用電子キー装置２１（アンテナ内蔵装置）は、外部装置との通信に供されるアンテナ２３と、これを収納するケーシング２２（外部部材）などから構成されている。ケーシング２２の表面にはスパッタリングによる金属薄膜層２４が形成されており、ケーシング全体を金属調に構成することにより外観の意匠性の向上が図られている。第１実施例と同様に、金属薄膜層２４はその膜厚を、可能な限り薄くかつ金属調の表面を構成可能な０．０５μｍ〜０．２０μｍとされている。また、形成した金属薄膜層を保護するため、アクリルウレタン系塗料などによる膜厚５〜５０μｍ程度の保護膜層が金属薄膜層上に形成されて２層構造となっている。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、スパッタリングによる金属薄膜層の上にさらに保護膜層を形成しているが、保護膜層を形成金属薄膜層１層のみの構成とする形態としてもよい。さらに、このような保護膜層を形成しない形態においても、基体の表面にポリエステルウレタン系樹脂などによるベース膜層を形成し、その上に金属薄膜層を形成する形態としてもよい。

また、ドアハンドルについての第１実施形態においては、外観意匠に大きく影響するアウタカバーのみに金属薄膜層を形成しているが、ハンドル本体およびアウタカバーの双方の表面にスパッタリングによる金属薄膜層を形成してもよい。これにより各部材の一体性が増して意匠性を向上することができる。一方、電子キー装置についての第２実施形態においては、ケーシングの表面全体に金属薄膜層を形成しているが、ケーシングの片面のみや一部のみに金属薄膜層を形成してもよい。なお、いずれの場合においても、金属薄膜を形成した後に保護膜層を形成することが望ましいが、これを省略してもよい。

第１実施形態に係るドアハンドル装置の正面図である。 図１中のII−II断面図である。 図１中のIII−III断面図である。 第１実施形態に係るドアハンドルの分解斜視図である。 第１実施形態に係るアンテナ／センサユニットの分解斜視図である。 第１実施形態に係るアウタカバー表面の断面図である。 他の実施形態に係るでアウタカバー表面の断面図ある。 アンテナ性能の比較試験の結果を表すグラフである。 第２実施形態に係る車両用電子キー装置の正面図である。 図９中のＸ−Ｘ断面図である。

符号の説明

１ ドアハンドル装置
２ アウタパネル
３ ハンドルベース
４ ピン
５ ドアハンドル
６ キーシリンダ
７ アンテナ／センサユニット
８ ハンドル本体
９ アウタカバー
１０ アンロックセンサ
１１ ロックセンサ
１２ 回路基板
１３ アンテナ
１４ アンテナ／センサ部材
１５ アンテナ／センサケース
１６ 金属薄膜層
１７ 保護膜層
１８ ベース膜層
２１ 電子キー装置
２２ ケーシング
２３ アンテナ
２４ 金属薄膜層

Claims (2)

1. 外部装置との通信に供されるアンテナと、このアンテナを収納する外殻構成部材とを備えた車両用ドアハンドルであって、前記外殻構成部材の意匠表面にベース膜層が形成され、該ベース膜層の表面にスパッタリングによる金属薄膜層が形成され、前記金属薄膜層の膜厚が０．０５μｍ〜０．２０μｍの範囲に設定されたことを特徴とする車両用ドアハンドル。
2. 外部装置との通信に供されるアンテナと、このアンテナを収納する外殻構成部材とを備えた車両用電子キーであって、前記外殻構成部材の意匠表面にベース膜層が形成され、該ベース膜層の表面にスパッタリングによる金属薄膜層が形成され、前記金属薄膜層の膜厚が０．０５μｍ〜０．２０μｍの範囲に設定されたことを特徴とする車両用電子キー。

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