(57)【要約】【課題】アンテナの通信が金属製のベゼルに影響を受け難い通信機能付きスイッチユニットを提供する。【解決手段】ベゼル８の外径をＹとし、アンテナ１０の内径をＸとし、直線式の傾きをある係数（例えばα）とし、直線式の切片をある係数（例えばβ）としたとき、アンテナ１０において必要とする通信能力を満足することができるベゼル８の外径Ｙとアンテナ１０の内径Ｘとの関係式「Ｙ＝αＸ＋β」を見出した。ベゼル８及びアンテナ１０を同式から決まる条件を満足する形状に形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のベゼルと、当該ベゼルの背面において該ベゼルに沿うように設けられたコイル状のアンテナとを備え、当該アンテナで端末と無線通信が可能な通信機能付きスイッチユニットにおいて、
コイル状の前記アンテナの内径をＸとし、前記ベゼルの外形をＹとし、ある直線式の傾きをαとし、当該直線式の切片をβとしたとき、前記アンテナ及びベゼルを、Ｙ＝αＸ＋βの関係式から決まる条件を満足する形状に形成した
ことを特徴とする通信機能付きスイッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠用のベゼルと通信用のアンテナとを備えた通信機能付きスイッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、近年、電子キーと無線によるＩＤ照合が成立した状態で、ブレーキペダルを踏み込みながら単にエンジンスイッチを押せばエンジンが始動するワンプッシュエンジンスタートシステムを備えた車両が広く普及している（特許文献１等参照）。また、この種の車両においては、車両盗難防止のためにイモビライザーシステムも併設される。イモビライザーシステムは、電子キーを車両のアンテナに近接させて例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等の負荷変調通信により電子キーをＩＤ照合し、ＩＤ照合が成立すればエンジンの始動が許可される。ワンプッシュエンジンスタートシステムを備えた車両の場合、イモビライザーシステムは電子キーの電池切れ対策になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、イモビライザーシステムの車両側のアンテナは、エンジンスイッチに組み込まれ、エンジンスイッチに意匠部品として設けられた金属製のベゼルの背面に配置されることが多い。このため、金属製のベゼルがイモビライザー通信のアンテナの通信性能に影響を与えるはずであるが、従来のベゼルとアンテナとは、その関係性を考慮に入れた配置にされていない現状があった。よって、アンテナとベゼルとの良好な位置関係を設定し、アンテナの十分な通信性能を確保したいニーズがあった。
【０００５】
本発明の目的は、アンテナの通信が金属製のベゼルに影響を受け難い通信機能付きスイッチユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決する通信機能付きスイッチユニットは、金属製のベゼルと、当該ベゼルの背面において該ベゼルに沿うように設けられたコイル状のアンテナとを備え、当該アンテナで端末と無線通信が可能な構成において、コイル状の前記アンテナの内径をＸとし、前記ベゼルの外形をＹとし、ある直線式の傾きをαとし、当該直線式の切片をβとしたとき、前記アンテナ及びベゼルを、Ｙ＝αＸ＋βの関係式から決まる条件を満足する形状に形成した。
【０００７】
本構成によれば、アンテナにおいて必要とする通信能力を満足することができるベゼルの外径とアンテナの内径との関係式「Ｙ＝αＸ＋β」を見出し、ベゼル及びアンテナを同式から決まる条件を満足する形状に形成した。これにより、アンテナを金属製のベゼルに影響を受け難いサイズに形成できるようになる。よって、アンテナの通信を金属製のベゼルに影響を受け難くすることが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベゼル及びアンテナを備えた通信機能付きアンテナユニットにおいて、アンテナの通信を金属製のベゼルに影響を受け難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の電子キーシステムの概略図。
【図２】エンジンスイッチの斜視図。
【図３】図２のII−II線断面図。
【図４】ベゼル外径とアンテナ内径との関係式を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、通信機能付きスイッチユニットの一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー等の端末２と無線によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム３が搭載されている。電子キーシステム３は、例えば車両１からの通信を契機に狭域無線（通信距離：数ｍ）によりＩＤ照合（スマート照合）を実行するキー操作フリーシステムであることが好ましい。電子キーである端末２には、電子キーシステム３用の電子キーＩＤが登録されている。
【００１１】
電子キーシステム３は、車両１において無線によるＩＤ照合の動作を実行する車載装置４を備える。車載装置４は、車両１の近傍や車内に端末２が位置するかを確認すべく、例えばＬＦ（Low Frequency）帯の電波によってリクエスト信号Ｓrqを送信する。端末２は、リクエスト信号Ｓrqを受信すると、少なくとも電子キーＩＤを含むＩＤ信号Ｓidを例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波によって車両１に送信する。車載装置４は、端末２からＩＤ信号Ｓidを受信すると、このＩＤ信号Ｓidによってスマート照合を実行し、照合が成立すれば、例えば車両ドアの施解錠や車両電源の切り替えを許可又は実行する。
【００１２】
図２に示すように、車両の運転席には、スイッチユニットに通信機能が搭載された通信機能付きスイッチユニット５が設けられている。通信機能付きスイッチユニット５は、例えば車両電源を切り替える際に操作するエンジンスイッチであることが好ましい。車両電源の状態は、例えばＩＧオフ、ＡＣＣオン、ＩＧオン、エンジンスタートの各位置がある。車内に位置する端末２とスマート照合（車内スマート照合）が成立するとき、例えばブレーキペダルを踏み込んだ状態で通信機能付きスイッチユニット５が操作されれば、エンジンが始動する。
【００１３】
通信機能付きスイッチユニット５は、通信機能付きスイッチユニット５の本体部分をなすスイッチ本体６と、スイッチ本体６に相対移動可能に取り付けられたスイッチノブ７とを備える。スイッチ本体６は、例えば略筒状を呈する。スイッチノブ７は、例えばスイッチ本体６の端部に配置されるとともに、略円板状を呈する。通信機能付きスイッチユニット５は、スイッチノブ７が軸方向に直線往復動可能に設けられたプッシュ式であることが好ましい。また、通信機能付きスイッチユニット５は、プッシュモーメンタリ式であることが好ましい。
【００１４】
通信機能付きスイッチユニット５は、意匠部品として金属製のベゼル８を備える。ベゼル８は、例えば厚さが薄い円環状に形成される。ベゼル８は、例えばスイッチ本体６の端部において、スイッチノブ７の周囲を囲むように配置されることが好ましい。
【００１５】
図３に示すように、スイッチ本体６の端部には、スイッチノブ７の背面において、環状のアンテナボビン９が設けられている。アンテナボビン９には、通信機能付きスイッチユニット５において無線通信を可能とするアンテナ１０が取り付けられている。アンテナ１０は、ベゼル８の背面において、ベゼル８に沿うようにアンテナ線（金属線）を複数巻回したコイル状のアンテナであることが好ましい。スイッチノブ７、ベゼル８、アンテナボビン９及びアンテナ１０は、全ての中心が同一軸心Ｏ上に位置するように配置されている。
【００１６】
ちなみに、ベゼル８の内径を「Ｒ」とし、厚さを「Ｗ１」とすると、「Ｒ」は例えば２６ｍｍ程度に設定され、「Ｗ１」は例えば２ｍｍ程度に設定されることが好ましい。また、ベゼル８とアンテナ１０との間隔を「Ｗ２」とし、アンテナ１０の軸方向（図３のｘ軸方向）の幅を「Ｗ３」とすると、「Ｗ２」は例えば５ｍｍ程度に設定され、「Ｗ３」は例えば３ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００１７】
アンテナ１０は、例えばイモビライザーシステムのアンテナであることが好ましい。この場合、アンテナ１０は、電子キー等の端末２に対して電波を送受可能な送受信アンテナとなる。端末２がアンテナ１０にかざされて、アンテナ１０から送信される駆動電波Ｓｖを受信すると、端末２は近距離の負荷変調通信により、少なくともトランスポンダコードを含むトランスポンダ信号Ｓtrを車両１に返信する。車載装置４は、トランスポンダ信号Ｓtrをアンテナ１０で受信すると、トランスポンダ照合し、この照合が成立すれば、例えば車両電源の切り替えを許可する。よって、例えば端末２が電池切れで車内スマート照合を成立させられなくても、イモビライザーシステムの照合成立でもって、車両電源の電源状態を切り替えることが可能となる。
【００１８】
次に、図３及び図４に従い、通信機能付きスイッチユニット５の作用を説明する。
図３に示すように、アンテナ１０に必要な性能としては、例えばスイッチ意匠面１１からのある地点Ｐにおいて、通信に必要な電界強度が確保されていることが挙げられる。仮に、地点Ｐの電界強度が弱いと、これはアンテナ１０の通信エリアが小さすぎるといえ、端末２とアンテナ１０との間の通信がなかなか確立せず、いつまで経ってもトランスポンダ照合を完了できない問題に繋がる。本例の場合、金属製のベゼル８の背面にアンテナ１０が配置されるので、アンテナ１０の通信エリアは金属製のベゼル８に影響を受けるはずであり、結果、ベゼル８とアンテナ１０との間には、アンテナ１０の通信性能を確保するにあたって満足すべき良好な関係が存在するはずである。
【００１９】
図４に、アンテナ１０に十分な通信性能を持たせるにあたってのベゼル８及びアンテナ１０の形状の関係式を図示する。同図に示されるように、ベゼル８の外径を「Ｙ」とし、アンテナ１０の内径を「Ｘ」とし、ある直線式の傾きを「α」とし、この直線式の切片を「β」として、直線式「Ｙ＝αＸ＋β」が設定される。ちなみに、「α」や「β」は、例えばベゼル８の形状や素材、アンテナ１０の形状や素材、ベゼル８及びアンテナ１０の配置間隔、ベゼル８及びアンテナ１０の種類の組み合わせパターンなどによって設定される係数であって、種々の態様に応じた値に適宜設定される。例えば、αは「１．３４」が好ましく、βは「−９．４」が好ましい。
【００２０】
直線式「Ｙ＝αＸ＋β」は、Ｘ−Ｙ座標平面において所定の間隔でとった複数の臨界点Ｔを繋いだ近似直線の線である。なお、臨界点Ｔは、スイッチ意匠面１１からのある地点Ｐにおいて最低限満たすべき電界強度を確保することができる（Ｘ，Ｙ）の座標点である。そして、このＸ−Ｙ座標平面において、「Ｙ＝αＸ＋β」の右側のエリアが、スイッチ意匠面１１からのある地点Ｐにおいて通信に必要な能力を満足することができる許可領域Ｅ１となり、近似式「Ｙ＝αＸ＋β」の左側のエリアが、スイッチ意匠面１１からのある地点Ｐにおいて通信に必要な能力を満足することができない不許可領域Ｅ２となる。
【００２１】
スイッチ意匠面１１からある地点Ｐにおいて通信に必要とされる電界強度を確保するには、ベゼル８の外径Ｙとアンテナ１０の内径Ｘのプロット点（Ｘ，Ｙ）が、Ｘ−Ｙ座標平面において許可領域Ｅ１に位置している必要がある。例えば、アンテナ１０の内径Ｘが４０ｍｍの場合、通信に必要なアンテナ１０の能力を確保するには、ベゼル８の外径Ｙを直径４４．２以下に設定しなければいけないことが分かる。関係式「Ｙ＝αＸ＋β」を使用してベゼル８及びアンテナ１０の形状を設定すれば、アンテナ１０の通信エリアを、最も通信強度を高くとることができるエリアに設定することが可能となる。
【００２２】
ところで、アンテナ１０の通信エリアを確保するには、例えば単にＹ＜Ｘの関係を満たしていれば、アンテナ１０はベゼル８に覆われない訳であるから、アンテナ１０の通信能力が確保されるのは分かる。しかし、この場合は、必然的にアンテナ１０のサイズが大きくなってしまい、ひいては通信機能付きスイッチユニット５の大型化に繋がる。この点、本例の関係式からベゼル８及びアンテナ１０の形状を設定すれば、仮にベゼル８がアンテナ１０を覆う形状をとっても、アンテナ１０を小さくできる限界が直ぐに分かる。よって、アンテナ１０の通信能力の確保とアンテナ１０のサイズ小型化とを両立できることにもなる。
【００２３】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）アンテナ１０において必要とする通信能力を満足することができるベゼル８の外径Ｙとアンテナ１０の内径Ｘとの関係式「Ｙ＝αＸ＋β」を見出し、ベゼル８及びアンテナ１０を同式から決まる条件を満足する形状に形成した。これにより、例えばアンテナ１０を金属製のベゼル８に影響を受け難いサイズに形成することができるようになる。よって、アンテナ１０の通信を金属製のベゼル８に影響を受け難くすることができる。ひいては、近傍に金属製のベゼル８があっても、アンテナ１０の通信エリアを確保することができる。
【００２４】
（２）アンテナ１０のサイズを小さくしつつ、アンテナ１０の通信能力（通信エリア）も確保することができる。
（３）アンテナ１０において必要とする通信能力を満足することができるベゼル８の外径Ｙとアンテナ１０の内径Ｘとの関係式「Ｙ＝αＸ＋β」を見出したので、アンテナ１０を小さくできる臨界点が明確になる。よって、アンテナ１０の設計が容易になる。
【００２５】
（４）アンテナ１０の設計が容易になれば、これに伴い、ベゼル８の意匠設計も容易になる。
（５）アンテナ１０の設計が容易になれば、試作品の製作工数を減らすことができる。また、通信機能付きスイッチユニット５を製造するにあたっての事前検証も容易になる。
【００２６】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・係数「α」は、実施形態で述べた以外の値に変更することが可能である。つまり、ベゼル８やアンテナ１０の形状、或いは部品の配置間隔などに応じて、αを適宜変更できる。
【００２７】
・係数「β」は、実施形態で述べた以外の値に変更することが可能である。つまり、ベゼル８やアンテナ１０の形状、或いは部品の配置間隔などに応じて、βを適宜変更できる。
【００２８】
・ベゼル８は、環状（円環状）に限定されない。例えば、所定箇所にスリットが設けられた形状など、他の形状に変更可能である。
・スマート照合は、例えば車両コードの照合、チャレンジレスポンス認証、キー番号の照合などを含んだ照合でもよい。
【００２９】
・スマート照合は、車体の左右に送信アンテナを設け、これら送信アンテナから送信された電波に対する電子キーの応答の組み合わせでもって、電子キーの車内外位置を判定するものでもよい。
【００３０】
・車両１のキーシステムは、メカニカルキーで照合を行うメカキーシステムにイモビライザーシステムを設けたものでもよい。
・地点Ｐは、必要とする電界強度に応じて、どの位置に設定してもよい。
【００３１】
・アンテナ１０は、近距離無線用（イモビライザーシステム用）のアンテナに限定されず、他の通信形式のアンテナに変更可能である。
・通信機能付きスイッチユニット５は、プッシュ式スイッチに限らず、スライドスイッチやレバースイッチなど、他の構造のスイッチに変更可能である。
【００３２】
・通信機能付きスイッチユニット５は、エンジンスイッチに限らず、他の用途のスイッチに変更可能である。また、車両用のスイッチであることにも限らず、他の機器やシステムにも適用可能である。
【００３３】
・Ｘ−Ｙ座標平面において傾きや切片の異なる複数の直線式を設定し、ベゼル外径及びアンテナ内径の組み合わせを、これら直線式によって囲まれる範囲内の１値に設定してもよい。
【００３４】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記通信機能付きスイッチユニットにおいて、前記条件とは、前記Ｙ＝αＸ＋βのＸ−Ｙ座標平面において、同式の右側領域である許可領域にプロット点（Ｘ，Ｙ）が位置することである。この構成によれば、ベゼル及びアンテナの形状を種々の組み合わせに設定することが可能となる。
【００３５】
（ロ）前記通信機能付きスイッチユニットにおいて、前記アンテナは、近距離無線用のアンテナである。ところで、近距離無線のアンテナの場合、通信距離が短い関係上、金属製のベゼルに通信が大きく影響を受けてしまう。そこで、本構成のようにベゼル及びアンテナの形状を設定すれば、この種の通信距離の短いアンテナにおいても、十分な通信エリアを確保できるようになる。
【００３６】
（ハ）前記通信機能付きスイッチユニットにおいて、前記ベゼルは、環状に形成される。この構成によれば、ベゼルに沿って形成されるアンテナも環状をとるので、アンテナから例えば略放射状に電波を出力することが可能となる。
【００３７】
（二）金属製のベゼルの背面において該ベゼルに沿うように設けられたコイル状のアンテナにより、端末と無線通信が可能な通信機能付きスイッチユニットを製造するためのスイッチユニット製造方法において、コイル状の前記アンテナの内径をＸとし、前記ベゼルの外形をＹとし、ある直線式の傾きをαとし、当該直線式の切片をβとしたとき、前記コイル及びベゼルを、Ｙ＝αＸ＋βの関係式から決まる条件を満足する形状に形成することを特徴とするスイッチユニット製造方法。
【符号の説明】
【００３８】
２…端末、５…通信機能付きスイッチユニット、８…ベゼル、１０…アンテナ、Ｙ…ベゼルの外径、Ｘ…コイルの内径、α…直線式の傾き、β…直線式の切片。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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