特開 2024-135139 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135139

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20240927BHJP

   H01Q 5/40 20150101ALI20240927BHJP

   H01Q 7/08 20060101ALI20240927BHJP

   E05B 85/16 20140101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/22 A

H01Q5/40

H01Q7/08

E05B85/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045676

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】末 剛州

(72)【発明者】

【氏名】田端 恒博

(72)【発明者】

【氏名】小出 英詞

(72)【発明者】

【氏名】杉山 雅浩

【テーマコード（参考）】

2E250

5J047

【Ｆターム（参考）】

2E250AA21

2E250FF03

2E250FF36

2E250HH01

2E250LL01

2E250PP12

5J047AA12

5J047AB11

5J047EA01

(57)【要約】

【課題】小型で、且つ、配線を行い易いアンテナ装置を提供する。
【解決手段】車両のドアハンドル１００内に設けられるアンテナ装置１は、ドアハンドル１００の把持部１００Ａに設けられ、第１周波数帯の電波を送信する第１アンテナ１０と、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波を受信する第２アンテナ２０と、２アンテナ２０で受信した電波に基づく信号の処理を行うレシーバ３０と、ドアハンドル１００内において、第２アンテナ２０とレシーバ３０とを収容する内部ケース４０と、を備え、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とが内部ケース４０において、ドアハンドル１００の長手方向に沿って並べて配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のドアハンドル内に設けられるアンテナ装置であって、
前記ドアハンドルの把持部に設けられ、第１周波数帯の電波を送信する第１アンテナと、
前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波を受信する第２アンテナと、
前記第２アンテナで受信した前記電波に基づく信号の処理を行うレシーバと、
前記ドアハンドル内において、前記第２アンテナと前記レシーバとを収容する内部ケースと、を備え、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとが前記内部ケースにおいて、前記ドアハンドルの長手方向に沿って並べて配置されているアンテナ装置。

【請求項2】

前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの夫々は、接続部を介して給電部により給電され、
前記第２アンテナは、前記給電部側に設けられている請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記ドアハンドル内に、静電容量センサの電極が設けられ、
前記電極は、前記内部ケースにおける、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの側方の側壁に設けられている請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記ドアハンドル内に、静電容量センサの電極が設けられ、
前記電極は、前記車両のドアと対向して設けられ、前記第２アンテナと対向する部分が切り欠かれている請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のドアハンドル内に設けられるアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両において電子キーシステムが利用されている。このような電子キーシステムに関する技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１及び２に記載のものがある。

【0003】

特許文献１には、電子キーシステムが記載されている。この電子キーシステムは、車両に搭載され、携帯機と、ＬＦ（Low Frequency）無線通信や、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy （「Bluetooth」は登録商標））通信による無線通信を行う。ＬＦ無線通信に利用するＬＦアンテナは、ドアの内部や運転席と助手席との間に配置され、ＢＬＥアンテナは運転席側のピラーの内部に配置されている。

【0004】

特許文献２には、車両用電子キーシステムで使用される複合アンテナ装置が記載されている。この複合アンテナ装置は、ＬＦ帯の電波を送信する第１アンテナと、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を送信する第２アンテナを備えている。複合アンテナ装置は、車両のドアハンドルの内部に収容されており、第２アンテナは、第１アンテナから発生する磁束が疎となる側方領域に配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１１５１３２号公報

【特許文献2】特開２０１９－６２３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されるＬＦアンテナとＢＬＥアンテナとは、互いに別々のケースに収容されているため、夫々の配置スペースを検討する必要がある。また、ＬＦアンテナ及びＢＬＥアンテナの夫々の配線を引き回す必要があり、複数のハーネスが必要となる。このため、コストアップの要因となる。また、特許文献２に記載されるアンテナ装置では、第１アンテナを制御する車載器と、第２アンテナを制御するＥＣＵとがドアハンドル外に設けられているため、システム全体のサイズが大きくなる。

【0007】

そこで、小型で、且つ、配線を行い易いアンテナ装置が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るアンテナ装置の特徴構成は、前記ドアハンドルの把持部に設けられ、第１周波数帯の電波を送信する第１アンテナと、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波を受信する第２アンテナと、前記第２アンテナで受信した前記電波に基づく信号の処理を行うレシーバと、前記ドアハンドル内において、前記第２アンテナと前記レシーバとを収容する内部ケースと、を備え、前記第１アンテナと前記第２アンテナとが前記内部ケースにおいて、前記ドアハンドルの長手方向に沿って並べて配置されている点にある。

【0009】

このような特徴構成とすれば、第１アンテナと第２アンテナとをドアハンドルの長手方向に沿って設けるため、互いに一定距離だけ離間させることができる。したがって、第１アンテナ及び第２アンテナの夫々の感度の低下を防止できる。また、例えば第２アンテナとレシーバとを単一の基板に実装することで、第２アンテナとレシーバとを接続するケーブルを削減できる。したがって、小型で配線を行い易くできる。

【0010】

また、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの夫々は、接続部を介して給電部により給電され、前記第２アンテナは、前記給電部側に設けられていると好適である。

【0011】

このような構成とすれば、第１アンテナ及び第２アンテナの夫々の給電に利用する接続部を共用することができるので小型化できる。また、第２アンテナが給電部側に設けられているので、第２アンテナと給電部とを接続する配線を簡素化できる。

【0012】

また、前記ドアハンドル内に、静電容量センサの電極が設けられ、前記電極は、前記内部ケースにおける、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの側方の側壁に設けられていると好適である。

【0013】

このような構成とすれば、静電容量センサの電極と第２アンテナとを、ドアハンドルの平面視において重複することなく配置できる。したがって、静電容量センサの電極が、第２アンテナのアンテナ特性に対して影響を与えることがないので、第２アンテナのアンテナ特性の劣化を防止できる。

【0014】

あるいは、前記ドアハンドル内に、静電容量センサの電極が設けられ、前記電極は、前記車両のドアと対向して設けられ、前記第２アンテナと対向する部分が切り欠かれていてもよい。

【0015】

このような構成であっても、静電容量センサの電極と第２アンテナとを、ドアハンドルの平面視において重複することなく配置できる。したがって、静電容量センサの電極が、第２アンテナのアンテナ特性に対して影響を与えることがないので、第２アンテナのアンテナ特性の劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態のアンテナ装置が設けられるドアハンドルの分解斜視図である。

【図2】第１の実施形態のアンテナ装置の平面図である。

【図3】第２の実施形態のアンテナ装置の前側部の拡大図である

【図4】第２アンテナの受信強度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

〔第１の実施形態〕
本発明に係るアンテナ装置は、小型で、且つ、配線を行い易いように構成されている。以下、本実施形態のアンテナ装置１について説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0018】

図１は、アンテナ装置１が設けられる車両のドアハンドル１００の分解斜視図である。図２は、アンテナ装置１の平面図である。ドアハンドル１００は、車体における乗降口に組み付けられるドアのアウターパネルに組み付けられる。

【0019】

ここで、理解を容易にするために、本実施形態では、特に断りがない限り、「前」（図１に示す矢印Ｆの方向）は車両の前後方向（走行方向）における前方を意味し、「後」（図１に示す矢印Ｂの方向）は車両の前後方向（走行方向）における後方を意味するものとする。また、左右方向または横方向は、車両の前後方向に直交する車両横断方向(車両幅方向)を意味するものとする。更に、「上」（図１に示す矢印Ｕの方向）及び「下」（図１に示す矢印Ｄの方向）は、車両の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示すものとする。また、「左」（図１における矢印Ｌの方向）は車両の左側、「右」（図１における矢印Ｒの方向）は車両の右側である。

【0020】

図１では、車両の左側のドアのドアパネルに組み付けられるドアハンドル１００を例に挙げて説明する。図１に示されるように、ドアハンドル１００は、長手方向が車両の前後方向に沿うように設けられる。ドアハンドル１００は、本体部１０１とカバー部１０２とを含んで構成され、アンテナ装置１は本体部１０１とカバー部１０２とで形成される空間に収容される。したがって、アンテナ装置１は、車両のドアハンドル１００内に設けられる。

【0021】

本体部１０１は、樹脂で一体形成され、車両の前後方向に沿って延出するように設けられる。本体部１０１の内部には、上側壁部１０１Ａ、下側壁部１０１Ｂ、及び後側壁部１０１Ｃで囲まれた収容部１０１Ｄが形成される。本体部１０１における前端部には、車両幅方向に沿って貫通する貫通孔１０１Ｅを有する筒状部１０１Ｆが設けられている。

【0022】

カバー部１０２は、樹脂により一体形成されている。カバー部１０２は、本体部１０１に収容されたアンテナ装置１を覆う。このとき、カバー部１０２に設けられた係止部（図示せず）が、本体部１０１に設けられた被係止部１０１Ｇに係止することにより、カバー部１０２が本体部１０１に固定される。カバー部１０２には、ドアパネル側（車両の右側）に向かって突出する前側固定部１０２Ａと後側固定部１０２Ｂとを備えており、前側固定部１０２Ａ及び後側固定部１０２Ｂの夫々が、車両の左側のドアのドアパネルに開けられた穴部を介してドアパネル内に進入した状態でドアパネルに組み付けられる。

【0023】

図１及び図２に示されるように、アンテナ装置１は、第１アンテナ１０と、送受信部１５と、第２アンテナ２０と、通信部（「レシーバ」の一例）３０と、内部ケース４０と、電極５０とを備えている。

【0024】

第１アンテナ１０は、ドアハンドル１００の把持部１００Ａに設けられる。ドアハンドル１００の把持部１００Ａとは、ドアを開閉する際に、ドアハンドル１００において掴む部分である。

【0025】

第１アンテナ１０は、第１周波数帯の電波の送受信を行う。本実施形態では、第１アンテナ１０は、乗員が所持するキーデバイス（予め車両と関連付けされた無線鍵端末）との無線通信を行う電波の送受信に用いられる。本実施形態では、第１周波数帯は、遠距離通信に適した、いわゆるＬＦ（Low Frequency）帯域（３０ｋＨｚ－３００ｋＨｚの周波数）が相当する。本実施形態では、第１アンテナ１０は、コイル状に形成されている。第１アンテナ１０に、図示しないコンデンサが直列に接続されており、直列共振をするように構成されている。これにより、電波の送受信を行うことが可能となる。

【0026】

送受信部１５は、第１アンテナ１０による、上述したＬＦ帯域での通信を行う。具体的には、ＬＦ帯域の電波を用いた無線通信により、ドアロックの施錠や解錠に関する要求信号の受信や、この要求信号の応答に係る応答要求信号の送信を行う。

【0027】

ここで、キーデバイスが第１アンテナ１０からの応答要求信号を受信すると、車両に固有ＩＤを含む情報を送信する。この情報の送信は、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波を用いて行われる。

【0028】

第２アンテナ２０は、第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波の送受信を行う。本実施形態では、第２アンテナ２０は、乗員が所持する携帯端末（例えばスマートフォン）との無線通信を行う電波の送受信に用いられる。本実施形態では、第２周波数帯は、Ｂｌｕｔｏｏｔｈ（登録商標）で用いられる帯域（２４０２ＭＨｚ－２４８０ＭＨｚの周波数）が相当する。第２アンテナ２０は、キーデバイスから送信された固有ＩＤを含む情報を受信する。

【0029】

通信部３０は、第２アンテナ２０で受信した電波に基づく信号の処理を行う。通信部３０は、第２アンテナ２０が受信した固有ＩＤを含む情報を取得する。通信部３０は、伝達された情報に基づき、ドアロックの解錠が可能であると判定すれば、後述する静電容量センサ５１からの解錠指令の受信を待機し、ドアロックの解錠が不可能であると判定すれば、そのまま待機する。

【0030】

内部ケース４０は、樹脂で一体形成される。内部ケース４０は、ドアハンドル１００内において、第２アンテナ２０と通信部３０とを収容する。内部ケース４０は、周囲が上側壁部４１Ａ、下側壁部４１Ｂ、前側壁部４１Ｃ、及び後側壁部４１Ｄで囲まれた椀状部４２を有する。この椀状部４２の内部に第２アンテナ２０と通信部３０とが収容される収容部４３が形成される。本実施形態では、上述した通信部３０及び第２アンテナ２０は単一の基板４４に実装されており、基板４４は収容部４３内において支持される。このため、通信部３０と第２アンテナ２０との配線を基板のパターンを介して行うことができる。したがって、通信部３０と第２アンテナ２０とを互いに接続するために例えばハーネスを用いる必要がないので簡素に構成できる。

【0031】

内部ケース４０は、前側に本体部１０１の貫通孔１０１Ｅに挿入される挿入部４５を有する。挿入部４５には、送受信部１５及び通信部３０がドアロック制御部（図示せず）と電気的に接続されるハーネスが挿通されている。また、内部ケース４０は、後側に上述した第１アンテナ１０を支持する支持プレート４６を有する。内部ケース４０は、椀状部４２と、挿入部４５と、支持プレート４６とが樹脂により一体形成される。したがって、本実施形態における内部ケース４０は、第２アンテナ２０と通信部３０と送受信部１５とを収容する椀状部４２だけでなく、挿入部４５及び支持プレート４６も含まれる。椀状部４２、挿入部４５、及び支持プレート４６を有する内部ケース４０は、一体で本体部１０１の収容部１０１Ｄに収容される。

【0032】

第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とは、内部ケース４０において、ドアハンドル１００の長手方向に沿って並べて配置されている。ドアハンドル１００の長手方向とは、ドアハンドル１００における車両の前後方向に沿う方向である。本実施形態では、内部ケース４０における椀状部４２に第２アンテナ２０が収容され、内部ケース４０における支持プレート４６に第１アンテナ１０が支持されている。したがって、第１アンテナ１０は内部ケース４０における後側に配置され、第２アンテナ２０は内部ケース４０における前側に配置される。

【0033】

第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の夫々は、接続部６０を介して給電部（図示せず）により給電される。接続部６０は、上述した挿入部４５に挿通されるハーネスと電気的に接続されている。また、ハーネスは、ドアロック制御部と電気的に接続されている。アンテナ装置１には、このドアロック制御部からハーネス及び接続部６０を介して給電部から電力供給が行われると共に、信号の伝達が行われる。すなわち、接続部６０は、送受信部１５と例えばケーブル及び／又は基板に形成されたパターンを介して電気的に接続され、第１アンテナ１０は送受信部１５を介して給電部から給電される。また、接続部６０は、通信部３０と例えばケーブル及び／又は基板に形成されたパターンを介して電気的に接続され、第２アンテナ２０は通信部３０を介して給電部から給電される。接続部６０は、ハーネスと接続されるコネクタであってもよいし、例えば基板に設けられたランドであってもよい。

【0034】

また、第２アンテナ２０は、給電部側に設けられる。給電部側に設けられるとは、ドアハンドル１００の平面視において、前後方向における前側から、給電部、第２アンテナ２０、第１アンテナ１０の順に並んで設けられることを意味する。

【0035】

電極５０は、静電容量センサ５１の電極として使用され、ドアハンドル１００内に設けられる。乗員がドアハンドル１００を把持したり、電極５０に近接したりする（又は電極５０を押圧する）と、乗員がドアハンドル１００を把持していない状態や、電極５０に近接していない状態に対して、静電容量が変化する。静電容量センサ５１は、静電容量の変化に応じた信号を出力する。これにより、乗員がドアハンドル１００を把持したり、電極５０に近接したりしたことを検出することが可能となる。

【0036】

電極５０は、内部ケース４０における、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の側方の側壁に設けられている。第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の側方の側壁とは、内部ケース４０における上側及び下側に設けられている壁部が相当する。本実施形態では、内部ケース４０は、椀状部４２、挿入部４５、及び支持プレート４６を有する。挿入部４５は、ドアパネルに挿通され、支持プレート４６は平板状に構成されている。したがって、本実施形態では、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の側方の側壁とは、椀状部４２における上側壁部４１Ａ及び下側壁部４１Ｂが相当する。

【0037】

ここで、上側壁部４１Ａ及び下側壁部４１Ｂは、車両幅方向に沿って立設した状態で設けられる。一方、電極５０は、金属製の板材で構成される。本実施形態では、電極５０は、上側壁部４１Ａ及び下側壁部４１Ｂの夫々と対向するように車両幅方向に沿って立設した状態で設けられる。電極５０の厚さは、当該電極５０の平面視におけるサイズ（前後方向に沿う長さ、及び、上下方向に沿う長さ）に比べて、非常に薄いため、電極５０の搭載スペースの確保も容易にできる。

【0038】

本実施形態では、電極５０は、椀状部４２における収容部４３に収容されるが、電極５０は、椀状部４２の外側、すなわち、椀状部４２と本体部１０１との間に設けてもよいし、内部ケース４０を一体形成する際に、椀状部４２における上側壁部４１Ａ及び下側壁部４１Ｂに含まれるように、インサート成形により構成してもよい。

【0039】

静電容量センサ５１は、電極５０を介して乗員の近接を検知すると、ドアロック制御部に施錠指令や解除指令を伝達する。静電容量センサ５１は、電極５０として、施錠用電極と解錠用電極とを備えているとよい。これにより、施錠用電極が乗員の近接を検知すると、ドアロック制御部がドアロックを施錠し、解錠用電極が乗員の近接を検知すると、ドアロック制御部がドアロックを解錠することが可能となる。

【0040】

〔第２の実施形態〕
次に、アンテナ装置１の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、静電容量センサ５１の電極５０が、内部ケース４０における、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の側方の側壁に設けられているとして説明したが、第２の実施形態では、静電容量センサ５１の電極５０が、車両のドアと対向して設けられ、第２アンテナ２０と対向する部分が切り欠かれている点で相違する。その他の構成については、上述した第１の実施形態と同様であるので、以下では主に相違する点について説明する。

【0041】

図３は、第２の実施形態のアンテナ装置１の前側部を拡大した図である。本実施形態でも、静電容量センサ５１の電極５０はドアハンドル１００内に設けられる。本実施形態では、電極５０は、車両のドアと対向して設けられる。電極５０は、第１の実施形態と同様に、金属製の板材で構成される。したがって、電極５０は、この板材の面がドアと対向して設けられる。

【0042】

電極５０は、ドアハンドル１００において乗員が把持する部分におけるアンテナ装置１の最表面であって、図３に示されるように、平面視において電極５０は通信部３０と重複するように設けられる。

【0043】

ここで、通信部３０の後側には第２アンテナ２０が設けられている。一方、上述したように電極５０は金属製の板材で構成されている。第２アンテナ２０が金属で覆われていると、第２アンテナ２０のアンテナ特性が悪化する。そこで、電極５０は、第２アンテナ２０と対向する部分が矩形状に切り欠かれている。これにより、図３に示されるように、第２アンテナ２０が金属で覆われることがなくなり、アンテナ特性の悪化を防止できる。

【0044】

〔第２アンテナのアンテナ特性〕
次に、第２アンテナ２０のアンテナ特性について説明する。図４には、第２アンテナ２０のアンテナ特性の一例が示される。図４では、縦軸を第２アンテナ２０の受信強度とし、横軸を周波数としている。

【0045】

図４には、第１の実施形態のように電極５０を第２アンテナ２０の側方に配置した場合や、第２実施形態のように電極５０の第２アンテナ２０と対向する部分を切り欠いて構成した場合（以下「構成Ｘ」とする）の第２アンテナ２０のアンテナ特性が実線で示される。また、参考として、電極５０を設けない場合（以下「構成Ｙ」とする）の第２アンテナ２０のアンテナ特性を破線で示し、平面視において電極５０を通信部３０と重複するように設け、且つ、第２アンテナ２０と対向する部分を切り欠かずに構成した場合（以下「構成Ｚ」とする）の第２アンテナ２０のアンテナ特性を一点鎖線で示している。

【0046】

図４に示されるように、構成Ｘとすることで、構成Ｚに対して受信強度を向上することが可能である。また、構成Ｘとした場合であっても、構成Ｙと同様の受信強度を実現できる。このように、本アンテナ装置１によれば、第２アンテナ２０のアンテナ特性が悪化することなく構成することが可能である。

【0047】

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第１アンテナ１０が内部ケース４０の支持プレート４６に支持されるとして説明した。しかしながら、第１アンテナ１０も、内部ケース４０の椀状部４２の収容部４３に収容するように構成することも可能である。

【0048】

上記実施形態では、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の夫々は、接続部６０を介して給電部により給電され、第２アンテナは、給電部側に設けられているとして説明した。しかしながら、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とは、互いに異なる接続部から給電されるように構成することも可能である。また、第２アンテナ２０は、給電部側に設けなくてもよい。すなわち、ドアハンドル１００の平面視において、前後方向における前側から、給電部、第１アンテナ１０、第２アンテナ２０の順に並んで設けてもよい。

【0049】

上記第１の実施形態では、静電容量センサ５１の電極５０が、内部ケース４０における、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の側方の側壁に設けられているとして説明した。しかしながら、静電容量センサ５１は、内部ケース４０における前側の壁部に設けることも可能であるし、後側の壁部に設けることも可能である。

【0050】

上記第２の実施形態では、静電容量センサ５１の電極５０が、平面視において通信部３０と重複する状態で配置されているとして説明した。しかしながら、電極５０は、送受信部１５と重複するように配置することも可能である。

【0051】

上記第２の実施形態では、静電容量センサ５１の電極５０が、アンテナ装置１の最表面に設けられるとして説明した。しかしながら、静電容量センサ５１の電極５０は、アンテナ装置１の裏面側、すなわち、ドアパネル側に設けることも可能である。

【0052】

本発明は、車両のドアハンドル内に設けられるアンテナ装置に用いることが可能である。

【符号の説明】

【0053】

１：アンテナ装置
１０：第１アンテナ
２０：第２アンテナ
３０：通信部（レシーバ）
４０：内部ケース
５０：電極
５１：静電容量センサ
１００：ドアハンドル
１００Ａ：把持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】