(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質問装置（Ｑ）の質問用アンテナコイル（５０ｂ）との電磁結合によりこのアンテナコイルから送信される質問データを受信するとともにこれに対する応答データを搬送周波数にのせて送信する応答用アンテナコイル（６２）を備えた電磁誘導式自動応答装置において、
コンデンサ（６８）と、前記応答用アンテナコイルの径よりも大きな径を有し前記コンデンサと共に前記搬送周波数にて共振する外部コイル（６７、７１、７３）とを備え、
この外部コイルが、その軸にて、前記応答用アンテナコイルの軸に並行に位置するように、当該応答用アンテナコイルに近接して配設されていることを特徴とする電磁誘導式自動応答装置。
【請求項２】
前記外部コイルが、大径のコイル部（７１ａ、７３ａ）と、このコイル部のコイル面に並行なコイル面を有する小径のコイル部（７１ｂ、７３ｂ）とからなり、これら両コイル部が共に同一方向に電磁誘導による磁束を発生するように直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導式自動応答装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用盗難防止装置等に採用するに適した電磁誘導式自動応答装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両用盗難防止装置に採用される電磁誘導式自動応答装置は、車両のイグニッションキーシリンダ錠に設けたアンテナコイルを有する質問装置との間で電磁誘導作用に基づき、車両の盗難防止に必要な通信を行う。
ここで、自動応答装置はイグニッションキーに内蔵されており、この自動応答装置は、質問装置の質問用アンテナコイルと電磁結合する応答用アンテナコイルと、この応答用アンテナコイルと共振するコンデンサを内蔵している。
【０００３】
そして、イグニッションキーをイグニッションキーシリンダ錠に挿入すると、質問装置がそのアンテナコイルからその磁界でもって質問データを送信する。これに伴い、自動応答装置がそのアンテナコイルにてコンデンサとの共振のもと上記質問データを受信すると、この自動応答装置は、そのアンテナコイルからの磁界でもって、イグニッションキーを特定するＩＤコードを質問用アンテナコイルに送信する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記自動応答装置においては、イグニッションキーシリンダ錠にイグニッションキーを挿入したときの質問装置との間の通信可能距離を長くしたいという要請がある。
これに対しては、質問用アンテナコイルの磁界による磁束を応答用アンテナコイルに多く集めるように、自動応答装置内にて、そのアンテナコイル近傍に、このアンテナコイル内に挿入した内部コアの他に、外部コアを設けることも考えられる。
【０００５】
しかし、より多くの磁束を集めるには、外部コアの外形寸法を大きくしなければならず、イグニッションキーがその分だけ重くなるという不具合もある。
また、自動応答装置では、応答用アンテナコイルとコンデンサとの共振周波数が、質問装置への送信データをのせる搬送周波数と一致しているのが通常である。
【０００６】
然るに、外部コアを応答用アンテナコイルの近傍に配置する場合、この外部コアの透磁率が外部コアと応答用アンテナコイルとの間隔の僅かな変化に伴う磁界変化でもって変化する。このため、応答用アンテナコイルのインダクタンスが変化し、このアンテナコイルとコンデンサとの共振周波数が上記搬送周波数からずれ易い。従って、外部コアを、応答用アンテナコイルに対し、上記共振周波数のずれを招かないように配置することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、新たに外部コアを採用することなく、応答用アンテナコイルに磁束をより多く集めるような回路上の工夫を凝らし、通信可能距離をより一層伸ばすようにした電磁誘導式自動応答装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１及び２に記載の発明によれば、コンデンサと、応答用アンテナコイルの径よりも大きな径を有し前記コンデンサと共に搬送周波数にて共振する外部コイルとが備えられている。そして、この外部コイルが、その軸にて、応答用アンテナコイルの軸に並行に位置するように、当該応答用アンテナコイルに近接して配設されている。
【０００９】
しかして、質問装置が質問データをアンテナコイルから磁界により送信すると、この磁界による磁束は、応答用アンテナコイル及び外部コイルの双方に鎖交する。
ここで、上述のごとく、外部コイルの内径は、応答用アンテナコイルの径よりも大きい。従って、外部コイルに鎖交する質問用アンテナコイルからの磁界による磁束数は、応答用アンテナコイルに鎖交する質問用アンテナコイルからの磁界による磁束数よりも多い。
【００１０】
このため、外部コイルに鎖交する磁束でもって電磁誘導によりこの外部コイルに発生する磁界による磁束数も多い。
よって、最終的に応答用アンテナコイルに集め得る質問用アンテナコイルからの磁界による磁束数は、外部コイルを採用しない場合に比べて多くなる。従って、両アンテナコイルの間の通信可能距離が長くても、本明細書の冒頭にて述べた外部コアを採用することなく、質問用アンテナコイルからの磁界と応答用アンテナコイルとの電磁結合を良好に確保できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明のように、外部コイルが、大径のコイル部と、このコイル部のコイル面に並行なコイル面を有する小径のコイル部とからなる。そして、これら両コイル部は共に同一方向に電磁誘導による磁束を発生するように直列接続されている。
これにより、質問用アンテナコイルからの磁束の応答用アンテナコイルとの鎖交数がさらに増大する。その結果、両アンテナコイルの間の通信可能距離がより一層長くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、車両用盗難防止装置に本発明が適用された例を示している。
盗難防止装置は、図１及び図２にて示すごとく、当該車両のイグニッションキーシリンダ錠１０に適用した質問装置Ｑと、イグニッションキー２０に適用した電磁誘導式自動応答装置Ｒとを備えている。
【００１３】
なお、質問装置Ｑと自動応答装置Ｒとによって自動認識装置を構成する。
また、盗難防止装置においては、当該車両の点火装置３０の点火或いはその禁止が、質問装置Ｑの出力に基づき電子制御装置４０（以下、ＥＣＵ４０という）により制御されるようになっている。なお、点火装置３０に代えて、当該車両の燃料噴射装置の燃料噴射或いはその禁止を質問装置Ｑの出力に基づきＥＣＵ４０により制御するようにしてもよい。
【００１４】
質問装置Ｑは、図１及び図２にて示すごとく、質問装置本体５０ａと、イグニッションキーシリンダ錠１０のステアリングロック１１（アンテナコイル５０ｂのコアとしての役割を果たす）に巻装した質問用アンテナコイル５０ｂとを備えている。なお、イグニッションキー２０のキー部２２をイグニッションキーシリンダ錠１０のキー孔部に挿入回転したときオンするキースイッチが、イグニッションキーシリンダ錠１０内に設けられている。
【００１５】
質問装置本体５０ａは、上記キースイッチのオン作動に応答して、質問データを搬送周波数にのせアンテナコイル５０ｂからその磁界でもって送信する。また、この質問装置本体５０ａは、自動応答装置Ｒの送信データに基づきＥＣＵ４０を制御する。
自動応答装置Ｒは、イグニッションキー２０の偏平状樹脂製把持部２１に内蔵されており、この自動応答装置Ｒは、図２乃至図４にて示すごとく、自動応答装置本体６０ａと、外部回路６０ｂとを備えている。なお、把持部２１の断面形状寸法は、例えば、高さ１０ｍｍ（図２にて図示上下方向に対応）×長さ３０ｍｍ（図２にて図示左右方向に対応）程度である。
【００１６】
自動応答装置本体６０ａは、把持部２１とキー部２２との連結部近傍にて把持部２１内の図２にて図示上方に配設されている。この自動応答装置本体６０ａは、直方体形状のケーシング６１を備えており、このケーシング６１は、その長手方向（図２及び図４にて図示左右方向）を、キー部２２の軸方向に合わせて配置されている。なお、ケーシング６１の外形寸法は、把持部２１に内蔵し易いように、例えば、幅３ｍｍ×高さ６ｍｍ×長さ１２ｍｍ程度となっている。
【００１７】
また、自動応答装置本体６０ａは、図４にて示すごとく、ケーシング６１に内蔵したソレノイド状応答用アンテナコイル６２と、このアンテナコイル６２内に同心的に嵌装したフェライト等の強磁性体からなる棒状コア６３と、コンデンサ６４と、応答回路６５とを備えている。
アンテナコイル６２は、その軸方向をケーシング６１の長手方向に合わせて配置されており、このアンテナコイル６２は、質問装置Ｑのアンテナコイル５０ｂとの間で磁界の磁束による電磁結合作用を発揮する。
【００１８】
コンデンサ６４は、図４にて示すごとく、その両端子にて、アンテナコイル６２の両端子にそれぞれ接続されており、このコンデンサ６４は、アンテナコイル６２と共に共振回路を構成する。ここで、この共振回路の共振周波数は、アンテナコイル６２のインダクタンス及び内部抵抗値、コンデンサ６４の静電容量並びに応答回路６５の入出力インピーダンスにより設定されている。なお、アンテナコイル６２のインダクタンスは、このコイルの線径、巻き数や巻き方及びコア６３の透磁率により決まる。
【００１９】
応答回路６５は、その両端子にてコンデンサ６４の両端子にそれぞれ接続されており、この応答回路６５は、上記共振回路の共振のもと、イグニッションキー２０を特定するＩＤコードを搬送周波数にのせてアンテナコイル６２から送信する。なお、応答回路６５における搬送周波数は、質問装置Ｑの搬送周波数と共に、アンテナコイル６２とコンデンサ６４との共振周波数と同じである。
【００２０】
外部回路６０ｂは、図２乃至図５から理解されるごとく、環状ボビン６６と、このボビン６６に外側から巻装した外部コイル６７と、この外部コイル６７と共に直列閉回路を構成するコンデンサ６８とを備えている。
ボビン６６は、ケーシング６１の長手方向に直角な面内の外形寸法よりも大きな内径を有しており、このボビン６６は、ケーシング６１にその外側から嵌装されている。
【００２１】
ここで、ボビン６６の軸方向は、外部コイル６７の軸方向と共に、ケーシング６１の長手方向と一致している。これにより、イグニッションキー２０をイグニッションキーシリンダ錠１０に挿入したとき、外部コイル６７のコイル面がアンテナコイル５０ｂのコイル面と平行に位置する。
また、ケーシング６１はその側壁にて図３にて示すごとくボビン６６の内周壁と密接している。このため、自動応答装置本体６０ａは、図５にて示すごとく、外部コイル６６に近接して位置している。
【００２２】
外部コイル６７は、ケーシング６１の長手方向に直交する面内の外形寸法よりも大きな内径を有している。これは、外部コイル６７と鎖交する磁束数がこの外部コイル６７のコイル面の面積に比例することから、外部コイル６７に鎖交するアンテナコイル５０ａの磁束数をできるだけ多くするためである。
また、この外部コイル６７は、０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍの範囲内の線径を有する被覆銅線を１０乃至１００ターンの範囲の巻き数にてコイル状に巻いて形成されている。なお、外部コイル６７の被覆は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステルイミド系等の絶縁材料からなる。また、外部コイル６７は、上記被覆銅線に限らず、例えば、より線でもって形成してもよい。
【００２３】
コンデンサ６８は、例えば、誘電体損失の小さいフィルムコンデンサやセラミックコンデンサ等からなる。コンデンサ６８の静電容量は、応答回路６５における上記搬送周波数にて、外部コイル６７のインダクタンス及び内部抵抗値と直列共振するように設定されている。
なお、自動応答装置本体６０ａ内の各構成素子は、樹脂モールド成形でもって形成したケーシング６１に樹脂モールド成形時に内蔵されている。
【００２４】
以上のように構成した本実施形態において、イグニッションキーシリンダ錠１０にイグニッションキー２０を挿入すると、質問装置Ｑが、上記キースイッチのオン作動に応答して、質問データを搬送周波数にのせ、アンテナコイル５０ｂから磁界により送信する。すると、この磁界による磁束は、自動応答装置Ｒのアンテナコイル６２及び外部コイル６７の双方に鎖交する。
【００２５】
ここで、上述のごとく、外部コイル６７の内径は、ケーシング６１の外形よりも格段に大きく、外部コイル６７のコイル面は質問用アンテナコイル５０ｂのコイル面に平行になっている。
従って、外部コイル６７に鎖交するアンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束数は、アンテナコイル６２に鎖交するアンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束数よりも多い。
【００２６】
このため、外部コイル６７に鎖交する磁束でもって電磁誘導によりこの外部コイル６７に発生する電流の量は多い。よって、当該外部コイル６７の発生電流でもって生ずる磁界による磁束数も多い。
ここで、外部コイル６７はアンテナコイル６２の外側に位置しており、この外部コイル６７の軸方向はアンテナコイル６２の軸方向と一致している。従って、外部コイル６７から上述のように生ずる磁界により磁束とアンテナコイル６２との鎖交数は、アンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束がコア６３の透磁率のもとアンテナコイル６２に直接鎖交する数よりも多い。
【００２７】
このため、外部コイル６７及びコンデンサ６８の共振のもと、最終的に応答用アンテナコイル６２に集め得るアンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束数は、外部回路６０ｂを採用しない場合に比べて格段に多くなる。
その結果、両アンテナコイル５０ｂ、６２の間の通信可能距離が長くても、アンテナコイル５０ｂからの磁界による送信データがアンテナコイル６２に的確に伝達され得る。このことは、車種の仕様により質問装置Ｑ及び応答装置Ｒの各アンテナコイルの間隔が長くなることがあっても、十分に通信可能であることを意味する。
【００２８】
よって、外部回路６０ｂを採用すれば、本明細書の冒頭にて述べた外部コアを採用する必要もなく、従って、この外部コアの採用による不具合が発生することもない。
この場合、外部コイル６７における電磁誘導作用のため、アンテナコイル５０ｂからの磁界による送信データは、外部コイル６７から上述のように生ずる磁界による送信データに対し逆極性となるものの、両送信データの振幅は互いに同一である。従って、質問装置Ｑの質問データが外部コイル６７を介することによって変わることはない。このため、外部回路６０ｂを設けても、質問装置Ｑの質問データはアンテナコイル６２に正しく伝達され得る。
【００２９】
なお、上記実施形態にて述べたボビン６６及び外部コイル６７は、ケーシング６１に嵌装されていなくてもよく、ケーシング６１の外側にてこのケーシングの長手方向に直交するように位置していても、上記実施形態にて述べたと実質的に同様の作用効果を達成できる。
また、上記実施形態にて述べたボビン６５及び外部コイル６７の内径は、ケーシング６１に比べて上述のように大きな内径を有する必要はなく、アンテナコイル６２の外形より大きければよい。この場合、ボビン６５及び外部コイル６７は、ケーシング６１内にてアンテナコイル６２に外側から嵌装してもよく、また、ケーシング６１の外側にてアンテナコイル６２の軸に直交するように配置してもよい。
【００３０】
図６乃至図８は上記実施形態の変形例の要部を示している。
この変形例では、外部回路７０が、上記実施形態にて述べた外部回路６０ｂに代えて、採用されている。
外部回路７０は、上記外部回路６０ｂにおいて、外部コイル６７に代え、外部コイル７１を備えた構成となっている。
【００３１】
外部コイル７１は、大径のコイル部７１ａ（上記外部コイル６７と同一の径を有する）と、小径のコイル部７１ｂとを備えており、両コイル部７１ａ、７１ｂの各コイル面は互いに近接して平行となっている。なお、外部コイル７１は、上記外部コイル６７を捩じって両コイル部７１ａ、７１ｂとして構成となっている。
【００３２】
両コイル部７１ａ、７１ｂは、共に、自動応答装置本体６０ａのケーシング６１にその外側から嵌装されており、これら両コイル部７１ａ、７１ｂの各軸方向は、ケーシング６１の長手方向に一致している。これにより、両コイル部７１ａ、７１ｂはアンテナコイル６１の外側に位置しており、これら両コイル部７１ａ、７１ｂの各軸方向は、アンテナコイル６２の軸方向と一致している。
【００３３】
また、両コイル部７１ａ、７１ｂは、アンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束との鎖交時に、電磁誘導による磁束を共に同一方向に発生するように、巻かれて直列接続されている。なお、両コイル部７１ａ、７１ｂは、両ボビン７２ａ、７２ｂにそれぞれ巻装されている。その他の構成は上記実施形態と同様である。
【００３４】
このように構成した本変形例では、質問装置Ｑからの磁界による磁束は、アンテナコイル６２及び両コイル部７１ａ、７１ｂに鎖交する。このため、外部コイル７０に対する磁束の鎖交数は、上記実施形態にて述べた外部コイル６７との鎖交数よりも増大する。
これに伴い、外部コイル７０が電磁誘導により発生する電流の量も同様に増大する。従って、最終的に応答用アンテナコイル６２に集め得るアンテナコイル５０ｂからの磁界による磁束数は、外部回路６０ｂを採用した場合に比べてさらに多くなる。その結果、両アンテナコイル５０ｂ、６２の間の通信可能距離が上記実施形態にて述べた場合に比べてより一層長くされ得る。
【００３５】
なお、上記変形例においては、外部回路７０において外部コイル７１を採用した例について説明したが、これに代えて、図９乃至図１１にて示すごとく、外部回路７０において、外部コイル７１に代えて、外部コイル７３を採用して実施してもよい。
外部コイル７３は、大径のコイル部７３ａ（上記コイル部７１ａと同一の径を有する）と、小径のコイル部７３ｂ（上記コイル部７１ｂと同一の径を有する）とを備えている。また、コイル部７３ｂは、上記コイル部７１ｂとは異なり、図９乃至図１０にて示すごとく、コイル部７３ａに対し幾分図示下方に位置している。なお、両コイル部７３ａ、７３ｂは、上記両ボビン７２ａ、７２ｂに代えて、両ボビン７４ａ、７４ｂに巻装されている。その他の構成は上記変形例と同様である。
【００３６】
これによっても、上記変形例と同様の作用効果を達成できる。
また、本発明の実施にあたっては、上記実施形態にて述べた車両用盗難防止装置に限ることなく、工場での製品在庫数や製品番号等の仕様を製品に刻印等するのに採用される自動応答装置等の本発明を適用して実施してもよい。この場合、外部回路６０ｂ或いは７０により、アンテナコイル５０ｂからの磁束を十分に集めることができるので、コア６３を廃止して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略全体構成図である。
【図２】図１のイグニッションキーの部分破断側面図である。
【図３】図２にて３−３線に沿う断面図である。
【図４】図１の自動応答装置の要部拡大部分破断図である。
【図５】図１の外部回路の回路構成図である。
【図６】上記実施形態の変形例を示すイグニッションキーの部分破断側面図である。
【図７】図６にて７−７線に沿う断面図である。
【図８】図６の外部回路の回路構成図である。
【図９】上記変形例をさらに変形した例を示すイグニッションキーの部分破断側面図である。
【図１０】図９にて１０−１０線に沿う断面図である。
【図１１】図９の外部回路の回路構成図である。
【符号の説明】
Ｑ…質問装置、Ｒ…自動応答装置、５０ｂ…質問用アンテナコイル、
６２…応答用アンテナコイル、６８…コンデンサ、
６７、７１、７３…外部コイル、７１ａ、７１ｂ、７３ａ、７３ｂ。
【図１】
0003546623.tif 000002
【図２】
0003546623.tif 000003
【図３】
0003546623.tif 000004
【図４】
0003546623.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003546623.tif 000007
【図７】
0003546623.tif 000008
【図８】
0003546623.tif 000009
【図９】
0003546623.tif 000010
【図１０】
0003546623.tif 000011
【図１１】
0003546623.tif 000012