JP4655230B2 - バーアンテナ用ボビン、バーアンテナ及び車両用ドアハンドル - Google Patents

Description

本発明は、棒状の強磁性体のコアに線状の導体が巻き回されて形成されるバーアンテナの少なくとも何れか一方の端部に取り付け可能なバーアンテナのボビンに関する。また、当該ボビンを用いたバーアンテナに関する。さらに、当該バーアンテナを用いた車両用のドアハンドルに関する。

車両の利用者が車両に接近したことや車両から降車したことを検出し、自動的に車両用ドアの解錠や施錠を行うように制御するロッキングシステム（スマートエントリーシステム）が、知られている。このロッキングシステムでは、解錠や施錠の際の利用者の操作を、当該車両用ドアに備えられたドアハンドルへの操作に基づいて検出し、自動的に施解錠が行われる。例えば、車外の利用者が車両に接近し、ドアハンドルを操作しようと手を近づけた場合や、ドアハンドルに触れた場合に、ドアロックが解錠される。

車両の利用車が車両に接近したことや車両から降車したことは、利用者が携帯する携帯器と車両側との通信によって、認識される。この通信に際しては、しばしば、ドアハンドルに設けられたバーアンテナが利用される。
下記に出典を示す特許文献１、特許文献２には、このようなバーアンテナが開示されている。
特許文献１に記載のバーアンテナは、強磁性体のコア部と、当該コア部をくるみ、コイルワイヤを担持するボビンとを有している。そして、当該コア及び当該ボビンは、ケースに収納され、当該ケース内においてポッティング材によって封止されている。
特許文献２に記載のバーアンテナは、略直方体のフェライトに被覆ワイヤとしての自動車ハーネスを直接コイル状に巻いたものである。

特開２００１−３５８５２２号公報（第１２〜３９段落、図１、図２等参照） 特開２００４−１７６３４３号公報（第４４〜４６段落、図１等参照）

特許文献１に記載のバーアンテナは、防水性が高い優れた構成である。しかし、ポッティング材によってケース内に封止する必要があるので、製造コストや生産工程が増える。
特許文献２に記載のバーアンテナは、フェライトと被覆ワイヤとのみの簡単な構成である。また、被覆ワイヤをそのまま延伸させることにより、バーアンテナに接続部を有さないので、耐水性にも優れている。一方で、フェライトと被覆ワイヤとの間が固定されないと、アンテナとしての安定性に欠ける可能性がある。従って、一般的には、熱成形を施すなどの方法によって固定する。但し、熱成形によって、製造コストや生産工程は増加する。

本願発明は、上記課題に鑑みて創案されたものである。その目的は、少ない工程で簡単にバーアンテナを構成することのできるバーアンテナ用ボビンを提供することにある。また、当該ボビンを用いて、簡単な構造且つ少ない工程で構成されるバーアンテナを提供することを目的とする。さらに、当該バーアンテナを用いて、簡単な構造で耐久性に優れた車両用ドアハンドルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るバーアンテナ用ボビンは、下記のように構成される。その特徴構成は、
棒状の強磁性体のコアに線状の導体が巻き回されて形成されるバーアンテナの少なくとも何れか一方の端部に取り付け可能であり、前記コアを摺動自在に受け入れて保持する受け入れ部と、
前記導体を固定する導体固定部と、
前記受け入れ部に受け入れた前記コアを、対向する２つの側面方向から挟み、前記導体を巻き付ける張力によって前記コアを狭持するコア狭持部と、を有する点にある。

この特徴構成によれば、受け入れ部に受け入れられたコアは、コア狭持部において導体の張力によって狭持される。従って、コアとバーアンテナ用ボビン（適宜、単に「ボビン」と称す。）とは、接着材等を用いることなく固定される。また、導体は、導体固定部によりボビンに固定される。従って、コアと導体との相対位置は、ボビンを介して安定化される。
その結果、ポッティング材による封止や、熱成形などを要せず、導体の張力を利用して、コアと導体とボビンとの簡単な構成によって、安定したバーアンテナを構成することができる。
つまり、本特徴構成によれば、少ない工程で簡単にバーアンテナを構成することのできるバーアンテナ用ボビンを提供することができる。

また、本発明に係るバーアンテナ用ボビンは、さらに、前記バーアンテナが取り付けられるケーシング部材と当接して当該ケーシング部材において前記バーアンテナを位置決めする弾性部を有することを特徴とする。

この特徴構成によれば、バーアンテナを位置決めする弾性部を当該ボビンに備える。従って、位置決め用の部材などを別途要することなく、バーアンテナの基本構成のみで、ケーシング部材において位置決めを行うことができる。

また、本発明に係るバーアンテナ用ボビンは、さらに、前記導体を前記コアに巻き回す治具に前記バーアンテナを保持させる保持部を有することを特徴とする。

この特徴構成によれば、導体をコアに巻き回す治具へバーアンテナを保持させる保持部を当該ボビンに備える。従って、製造用の補助部材等を別途要することなく、バーアンテナの基本構成のみで、バーアンテナの組み立てを行うことができる。

また、本発明に係るバーアンテナ用ボビンは、さらに、前記バーアンテナが取り付けられる前記ケーシング部材と当接し、前記弾性部とは反対側に位置する底部の縁部に、前記コアの長手方向に沿った面取り部を有することを特徴とする。

ケーシング部材の中に浸水があった場合、この水が速やかに流れ出ることが望ましい。ボビンは、コアを受け入れてコア狭持部により狭持するので、コアよりも外周が大きい。ボビンの底部の縁部にコアの長手方向に沿った面取り部を設けると、ボビンに囲まれない部分のコアの周囲と、この縁部とが連通する。浸水した水は、この連通した経路を流れることができるので、速やかにケーシング部材から流れ出ることが可能となる。従って、ケーシング部材の中でのバーアンテナの耐久性を向上することができる。

上記目的を達成するための、本発明に係るバーアンテナは、上記バーアンテナ用ボビンを前記コアの両端部に備えることを特徴とする。

上記特徴構成を有するボビンをコアの両端部に備えることにより、簡単な構造且つ少ない工程で構成されるバーアンテナを提供することができる。

上記目的を達成するための、本発明に係る車両用ドアハンドルは、車両用ドアに備えられ、車両の利用者による当該車両用ドアの開閉操作時に操作されると共に、前記利用者が携帯する携帯機と通信し、この通信が確立している際の当該ドアハンドルへの前記利用者の操作を検出する車両用ドアハンドルであって、以下のように構成される。
その特徴構成は、本発明に係るバーアンテナ用ボビンを前記コアの両端部に備え、前記弾性部によって前記車両用ドアのドアパネルに向かって付勢されると共に、前記携帯機と無線通信するバーアンテナを備える点にある。
さらに、前記バーアンテナを介して前記ドアパネルに向かって付勢され、前記ドアパネルに対向して固定されると共に、前記利用者による当該ドアハンドルへの操作を検出するセンサの電極板と、を備える点を特徴とする。

本発明に係るバーアンテナ用ボビンを備えるバーアンテナは、ボビンの弾性部によって当該車両用ドアハンドル（適宜、単に「ドアハンドル」と称す。）内に位置決めされる。さらに、弾性部の付勢力によって、センサの電極板が、当該ドアハンドル内に位置決めされる。従って、バーアンテナががたつくことなくドアハンドルに収納されると共に、センサは検出精度を保ってドアハンドルに設置される。その結果、特別な固定部材や、接着剤、封止材などを用いることなく、簡単な構造で耐久性に優れた車両用ドアハンドルを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、スマートエントリーシステムなどのロッキングシステムにおいて用いられる車両用ドアハンドル（適宜、単に「ドアハンドル」と略称する。）を例として説明する。本発明のバーアンテナは、このドアハンドルに収納される。本発明のバーアンテナ用ボビン（適宜、単に「ボビン」と略称する。）は、このバーアンテナの一つの構成物である。
図１は、ドアハンドルが備えられた車両用ドアの一例を示す斜視図である。図２は、図１の車両用ドアハンドルの断面図である。

図１に示すように車両用ドアのドアパネル６０には、車両用ドアの開閉の操作を行うための操作部として、ドアハンドル５０が備えられている。このドアハンドル５０は、車両用ドアのドアパネル６０の内部に備えられたハンドルフレーム（不図示）によって保持されている。ドアパネル６０にはハンドル本体５の他、ハンドルキャップ５１が保持されている。ハンドルキャップ５１には、手動による機械的キー操作で車両用ドアの解錠や施錠を行う場合に使用されるキーシリンダー５２が設けられている。

本実施形態のロッキングシステムは、少なくとも、リモコンと称される携帯機を携帯する利用者（運転者）が車両に接近したことを認識して、車両用ドアの解錠を自動的に制御する。例えば、携帯機を携帯する利用者が車両に接近すると、車両側でこの接近が認識される。そして、利用者が車両用ドアを開けようとしてドアハンドル５０に手を掛けると、利用者の操作を認識して自動的に車両用ドアを解錠するように制御される。
このような制御は、解錠に限定されるものではなく、勿論施錠の際にも適用できる。例えば、携帯機を携帯する利用者が車外に出ると、車両側で降車が認識される。そして、利用者がドアハンドル５０に対して所定の操作を行うと、利用者の施錠の操作を認識して車両用ドアが施錠される。
以下、本実施形態では、説明を簡潔に行うため、上記解錠側の制御のみを有するロッキングシステムを例として説明する。

利用者に携帯される携帯機は、車両から発信される電波を受信するための受信システムと、車両へ電波を送信するための送信システムと、送受信の制御や信号処理などを行う制御システムとを有している。一般的には、受信システム、送信システムは、アンテナやチューナ、変復調回路を有して構成される。制御システムは、マイクロコンピュータなどを用いて構成される。

車両内には、システムＥＣＵ(Electronic Control Unit)や、受信アンテナなどが設けられている。システムＥＣＵは、ロッキングシステムの全般的な制御を行う制御手段である。システムＥＣＵは、携帯機との通信によって、この携帯機の車両への接近を認識する。受信アンテナは、携帯機からの送信信号を受信するアンテナである。受信アンテナは、死角の少ない場所として、しばしば、ルームミラーに内蔵される。

図１及び図２に示すように、ドアハンドル５０には、携帯機に信号を送信する車室外送信アンテナとしてのバーアンテナ１０と、ドアハンドル５０に対する利用者の操作を検知する静電容量センサの電極６が備えられている。バーアンテナ１０のアンテナ配線（後述するコイルワイヤ３）、静電容量センサの配線は、ドアハンドル５０の開口部５０ａからドアパネル６０内へと導かれる。

図２に示すように、ドアハンドル５０のハンドル本体５は、内側ケース５ａと、外側ケース５ｂと、外装ケース５ｃとから構成される。内側ケース５ａと外側ケース５ｂとの係合によって形成される内部空間に、バーアンテナ１０や静電容量センサの電極６が収容される。外装ケース５ｃは、内側ケース５ａと外側ケース５ｂとを覆ってドアパネル６０の意匠面に配置される。

ドアハンドル５０のドアパネル６０と対向する側（内側）には、内側ケース５ａの内側に密着するように、静電容量センサの電極６が備えられている。利用者が車両用ドアを開けようとする場合には、ドアハンドルを手で引く動作を伴う。このとき、ドアハンドル５０に掛けようとする手が、ドアハンドル５０とドアパネル６０との間に入ると、電極６とドアパネル６０との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化により、ドアハンドル５０への操作が検出される。

ドアハンドル５０のドアパネル６０と対向しない側（外側）には、バーアンテナ１０が備えられている。このバーアンテナ１０は、車室外送信アンテナとして、車外の利用者が携帯する携帯機に電波を送信する。従って、外側に配置されている。バーアンテナ１０は、外側ケース５ｂの内側にその一部（後述する弾性部２３）を当接させて、ハンドル本体５の内部空間に備えられている。つまり、弾性部２３の付勢力によって、内部空間においてがたつくことなく配置される。バーアンテナ１０の弾性部２３とは反対側（底部）は、静電容量センサの電極６と接触し、弾性部２３の付勢力によって電極６をドアパネル６０の方向に付勢している。これにより、電極６は、内側ケース５ａの内側に密着される。

以下、図３〜図６も利用して、バーアンテナ１０の構成について詳述する。
図３は、バーアンテナ１０を組み立て手順に沿って模式的に示す斜視図である。図３に示すように、バーアンテナ１０は、断面が四角形の棒状の強磁性体のコア１に１本の線状のコイルワイヤ３（導体）が一筆書きで巻き回されて形成される。また、バーアンテナ１０は、バーアンテナ用ボビン２Ａ及び２Ｂ（適宜、単に「ボビン」と称す。）をコア１の両端部に備える。本実施形態では、両端部にボビン２（２Ａ、２Ｂ）を備える例を示すが、勿論何れか一方の端部にのみ備えることもできる。

図５は、ボビン２の３方向平面図である。
ボビン２は、バーアンテナ１０の少なくとも何れか一方の端部に取り付け可能であり、コア１を摺動自在に受け入れて保持する受け入れ部２１を有する。図３（ａ）に示すように、コア１の両端を受け入れて保持すると、図３（ｂ）に示すような形態となる。

ボビン２は、コア１の短手方向の両側に張り出した側壁２４を有している。この側壁２４の当接部２４ｃが、バーアンテナ１０が取り付けられる部材と当接して、バーアンテナ１０がこの部材に位置決め固定される。この部材は、上述したハンドル本体５の内側ケース５ａや外側ケース５ｂでもよいし、別の中間ケース部材（例えば、後述する図３（ｄ）の符号４）でもよい。これらハンドル本体５や、中間ケース部材４は、本発明のケーシング部材に相当する。

図５（ｃ）に示すように、側壁２４には、溝部２４ｂと、爪部２４ａとが形成されている。溝部２４ｂは、コイルワイヤ３の直径程度の幅であり、コイルワイヤ３の経路となる。また、コイルワイヤ３がない場合や、コイルワイヤ３があっても、当該コイルワイヤ３が溝部２４ｂを占有していない場合には、ケーシング部材の中に侵入した水の排出経路となる。爪部２４ａの外側の傾斜は、当接部２４ｃとケーシング部材との当接の際にボビン２を良好に案内する。爪部２４ａの内側の傾斜は、溝部２４ｂへコイルワイヤ３を良好に案内する。

また、ボビン２は、一方の側の側壁２４に続いて、所定の間隙２８をおいて、側壁２４と同様の張り出し量で、側壁２４よりも短い区間に張り出したワイヤ固定部２２（導体固定部）を有する。ワイヤ固定部２２も、側壁２４と同様に、爪部と溝部とを有しており、溝部の幅も同様にコイルワイヤ３の直径程度である。また、所定の間隙２８も、コイルワイヤ３の直径程度である。従って、ワイヤ固定部２２は、間隙２８及び溝部の少なくとも一方を利用して、コイルワイヤ３を狭持して固定する。

また、ボビン２は、受け入れ部２１に受け入れたコア１を、対向する２つの側面方向から挟み、コイルワイヤ３を巻き付ける張力によってコア１を狭持するコア狭持部２６を有する。コア狭持部２６は、コイルワイヤ３の張力によって撓む必要があるため、側壁２４やワイヤ固定部２２よりも薄い肉厚で形成される。また、張力を効率よく働かせるため、コイルワイヤ３が重なり合わず、巻き回されるようにガイド突起２６ａが設けられている。さらに、コア狭持部２６からコア１へと巻き進む際の境界部分で、コイルワイヤ３がコア１側へ滑り出さず、コア狭持部２６に留まるように係止部２６ｂが設けられている。

尚、このコア狭持部２６ａは、ワイヤ固定部２２よりもコア中央部側に位置するように配置されている。これにより、ワイヤ固定部２２によって固定されたコイルワイヤ３を、コア狭持部２６ａに巻き回してコア１とボビン２とを固定した後、当該コイルワイヤ３をコア１の中央部に巻き回すことができる。また、コア１の中央部にコイルワイヤ３を巻き回した後、当該コイルワイヤ３をコア狭持部２６ａに巻き回して、コア１とボビン２とを固定し、その後コイルワイヤ３をワイヤ固定部２２により固定することができる。

また、ボビン２は、図２に基づいて上述したように、弾性部２３を有する。弾性部２３は、板バネの構造をしており、その先端部２３ａが、バーアンテナ１０が取り付けられるハンドル本体５（ケーシング部材）と当接する。この当接により、ハンドル本体５の内部空間においてバーアンテナ１０が位置決めされる。

また、ボビン２は、弾性部２３とは反対側に位置する底部の縁部に、コア１の長手方向に沿った面取り部２５を有する。この底部は、バーアンテナ１０が取り付けられるケーシング部材と当接する部分である。ケーシング部材は、上述したハンドル本体５の内側ケース５ａや外側ケース５ｂでもよいし、別の中間ケース部材４（図３（ｄ）参照。）でもよい。
面取り部２５として切り欠かれた部分の断面は、概ね直角三角形となる。この直角三角形の斜辺を底辺とする高さ、あるいは対辺の長さ、あるいは隣辺の長さの何れかは、コイルワイヤ３の直径以上である。

面取り部２５とケーシング部材との隙間は、ケーシング部材の内部においてコイルワイヤ３の通り道とすることができる。従って、斜辺を底辺とする高さ、対辺の長さ、隣辺の長さの何れかが、コイルワイヤ３の直径以上であると好ましい。
また、ケーシング部材の中に浸水があった場合、この水が速やかに流れ出ることが望ましい。面取り部２５とケーシング部材との隙間は、コアとケーシング部材との隙間と連通する。従って、ケーシング部材の中に水が侵入しても良好に排出させることができる。

また、ボビン２は、生産工程において、コイルワイヤ３をコア１に巻き回すための治具にバーアンテナ１０を保持させる保持部２７を有する。治具を用いた巻き回しの詳細については後述する。

以下、バーアンテナ１０を組み立てる手順を詳述する。
はじめに、断面が四角形の棒状の強磁性体のコア１の両端にボビン２Ａ及びボビン２Ｂが取り付けられる。即ち、ボビン２Ａ及び２Ｂの受け入れ部２１は、コア１の両端を受け入れてコア１を保持する（図３（ａ）及び（ｂ））。

次に、両方のボビン２の保持部２７を不図示の治具に保持させ、バーアンテナ１０の中間アッシー（図３（ｂ）参照）を回転させながら、コア１にコイルワイヤ３を巻き回す。図３（ｃ）は、コア１にコイルワイヤ３を巻き回した後の斜視図である。図６は、図３（ｃ）のバーアンテナ１０を下方から見た図であり、コイルワイヤ３の巻き方を示す説明図である。ここで、符号Ｓは、コイルワイヤ３の巻き始めの端部（前端部）、符号Ｅは、コイルワイヤ３の巻き終わりの端部（後端部）である。

コイルワイヤ３は、始めに一方のボビン２Ａの側壁２４とワイヤ固定部２２との間隙２８に狭持されて固定される。次に、コイルワイヤ３は、コア狭持部２６において２周巻き回される。コイルワイヤ３の張力によって、コア狭持部２６を介してコア１がボビン２Ａに狭持される。その後、コイルワイヤ３は、コア１に所定回数分、巻き回されて他方のボビン２Ｂに達し、ボビン２Ｂのコア狭持部２６において、同様に２周巻き回される。コイルワイヤ３の張力によって、コア１がボビン２Ｂに狭持される。そして、コイルワイヤ３は、他方のボビン２Ｂの側壁２４とワイヤ固定部２２との間隙２８に狭持されて固定される。コイルワイヤ３の巻き終わり側の端部（後端部）Ｅは、巻き始め側へ導かれる。

コイルワイヤ３が巻き回されたバーアンテナ１０は、中間ケース部材４に取り付けられる（図３（ｄ））。そして、図４に示すように、バーアンテナ１０は、中間ケース部材４と共に、ドアハンドル５０の内側ケース５ａに取り付けられる。コイルワイヤ３の先端部Ｓ及び後端部Ｅは、内側ケース５ａに設けられ、ドアパネル６０の内部に連通する開口部５０ａを通って、そのままドアパネル６０の内部に導かれる。バーアンテナ１０は、ドアハンドル５０の内部空間において、全く電気的な接点を有さない。従って、ドアハンドル５０の内部に水が侵入した際の影響を小さくすることができる。接点を有する構造と比べて、当然、耐久性も向上する。

ドアハンドル５０の内側ケース５ａには、上述したように、静電容量センサの電極板６も収納されている。この電極板６は、内側ケース５ａとバーアンテナ１０とに挟まれて収納される。内側ケース５ａに外側ケース５ｂを係合させると、バーアンテナ１０の弾性部２３が、ハンドル本体５の内部空間において外側ケースに当接する。弾性部２３の弾性力によって、バーアンテナ１０、中間ケース部材４、静電容量センサの電極板６が内側ケース５ａの方向に付勢される。

尚、本実施形態では、中間ケース部材４を有する場合を例示したが、当然、直接にドアハンドル５０など、バーアンテナ１０が取り付けられるケーシング部材に取り付けてもよい。
また、本実施形態では、車室外送信アンテナとして利用する例を用いて説明したが、勿論、受信アンテナや送受信アンテナとして用いてもよい。
また、本実施形態では、バーアンテナ１０がドアハンドル５０に備えられる例を用いて説明したが、勿論、ドアミラーやルームミラーなど、他の部材に備えられてもよい。

本発明に係る車両用ドアハンドルが備えられた車両用ドアの一例を示す斜視図 図１の車両用ドアハンドルの断面図 本発明に係るバーアンテナを組み立て手順に沿って模式的に示す斜視図 図１のドアハンドルに図３のバーアンテナを収納した状態を示す斜視図 本発明に係るバーアンテナ用ボビンの３方向平面図、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図 図３（ｃ）のバーアンテナを下方から見た図であり、導線の巻き方を示す説明図

符号の説明

１：フェライトコア（コア）
２：ボビン（バーアンテナ用ボビン）
２１：受け入れ部
２２：ワイヤ固定部（導体固定部）
２３：弾性部
２５：面取り部
２６：コア狭持部
２７：保持部
３：コイルワイヤ（導体）
６：静電容量センサの電極
１０：バーアンテナ
５０：ドアハンドル
６０：ドアパネル

Claims (6)

1. 棒状の強磁性体のコアに線状の導体が巻き回されて形成されるバーアンテナの少なくとも何れか一方の端部に取り付け可能であり、前記コアを摺動自在に受け入れて保持する受け入れ部と、
   前記導体を固定する導体固定部と、
   前記受け入れ部に受け入れた前記コアを、対向する２つの側面方向から挟み、前記導体を巻き付ける張力によって前記コアを狭持するコア狭持部と、を有するバーアンテナ用ボビン。
2. 前記バーアンテナが取り付けられるケーシング部材と当接して当該ケーシング部材において前記バーアンテナを位置決めする弾性部を有する請求項１に記載のバーアンテナ用ボビン。
3. 前記導体を前記コアに巻き回す治具に前記バーアンテナを保持させる保持部を有する請求項１又は２の何れか一項に記載のバーアンテナ用ボビン。
4. 前記バーアンテナが取り付けられる前記ケーシング部材と当接し、前記弾性部とは反対側に位置する底部の縁部に、前記コアの長手方向に沿った面取り部を有する請求項２に記載のバーアンテナ用ボビン。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のバーアンテナ用ボビンを前記コアの両端部に備えるバーアンテナ。
6. 車両用ドアに備えられ、車両の利用者による当該車両用ドアの開閉操作時に操作されると共に、前記利用者が携帯する携帯機と通信し、この通信が確立している際の当該ドアハンドルへの前記利用者の操作を検出する車両用ドアハンドルであって、
   請求項２に記載のバーアンテナ用ボビンを前記コアの両端部に備え、前記弾性部によって前記車両用ドアのドアパネルに向かって付勢されると共に、前記携帯機と無線通信するバーアンテナと、
   前記バーアンテナを介して前記ドアパネルに向かって付勢され、前記ドアパネルに対向して固定されると共に、前記利用者による当該ドアハンドルへの操作を検出するセンサの電極板と、を備える車両用ドアハンドル。

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