(57)【要約】【課題】微小な振動でも作動する通信機を提供する。【解決手段】ケースの内部に収容された振動センサ２６が振動を検出するときのみ、電池２４の電力を消費して、通信マスタとの無線通信を行う通信機において、ケースの内部に固定される固定物に片持ち支持される腕部２８を備え、振動センサ２６は、腕部２８に設けられる通信機。【選択図】図１
2013072172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部に収容された振動センサが振動を検出するときのみ、電源の電力を消費して、通信マスタとの無線通信を行う通信機において、
前記ケースの内壁、又は前記ケースの内部に固定される固定物に片持ち支持される腕部を備え、
前記振動センサは、前記腕部に設けられることを特徴とする通信機。
【請求項２】
請求項１に記載の通信機において、
前記振動センサは、前記腕部の先端部に設けられることを特徴とする通信機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の通信機において、
前記ケースの内部には、基板が固定され、
前記腕部は、前記基板の一部を切り欠くことにより形成されることを特徴とする通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を検出する振動センサを備えた通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、利便性の向上を目的として、ユーザに所持される電子キーと車載装置との間で無線通信を行い、当該無線通信が成立したことを条件としてドア錠の施解錠を許可又は実行する電子キーシステムが搭載されている。このような電子キーシステムとしては、特許文献１に示されるものがある。特許文献１の電子キーシステムは、電子キーを所持したユーザが車両に近づくことで、当該車両と電子キーとの間で無線信号の授受が自動で行われる、いわゆるスマートシステムである。電子キーは、交換可能とされた電池の電力により駆動する。
【０００３】
ところで、特許文献１の電子キーには、振動センサが搭載されている。そして、当該振動センサによって振動を検出したときのみ電池の電力を電子キーの各部に供給する。電子キーは、電池の電力が電子キーの各部に供給されているときは、車両からの無線信号を受信可能な状態（待機状態）であり、電池の電力が電子キーの各部に供給されていないときは、車両からの無線信号は受信不能な状態（非待機状態）である。従って、電子キーを使用しないとき、例えば、電子キーを室内に保管している場合には、当該電子キーは、非待機状態となり、電池の消耗が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２０２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、このような電子キーの場合、ケースの内部には無線通信を行うための電気回路が設けられた基板が固定される。この基板には、先の振動センサも配設される。通常、ケースは、基板等を内部に収容しやすいように２つの筐体を合わせてなる。これら２つの筐体の間には、ゴム等の防水部材が配設される。この防水部材により、ケースの内部に水等の液体が浸入して、基板等に悪影響を与えることが抑制されている。
【０００６】
しかしながら、多くの防水部材は、ゴム等の弾性部材からなる。このため、ケースが振動しても、当該振動が弾性部材により吸収されてしまうことがある。そのために、ケース内に固定される基板の振動が弱まることがある。これにより、当該基板に配設される振動センサが、ケースの振動を検出できないおそれがある。また、防水部材が配設されていない電子キーでも、振動自体が弱い場合、振動センサが、振動を検出できないおそれがある。その結果、電池から電力が供給されずスマート通信を利用できないおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、微小な振動でも作動する通信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ケースの内部に収容された振動センサが振動を検出するときのみ、電源の電力を消費して、通信マスタとの無線通信を行う通信機において、前記ケースの内壁、又は前記ケースの内部に固定される固定物に片持ち支持される腕部を備え、前記振動センサは、前記腕部に設けられることを要旨とする。
【０００９】
振動とは、物体に伝わる波の山と谷とが繰り返されることによって生じる現象である。振動を検出するということは、波の山と波との繰り返しを検出するということである。従って、山と谷との差が大きければ大きいほど検出は容易になる。同構成によれば、片持ち支持される腕部を設けた。従って、腕部の先端部は自由端である。測定対象が振動するとき、当該測定対象から腕部に振動を生じさせる波が伝わる。腕部に伝わった波は、自由端に入射する。これを入射波という。入射波は、自由端において反射し、反射波を生じさせることがわかっている。反射波は腕部に伝わる。この現象を自由端反射という。この自由端反射では、自由端に入射した入射波が山である場合には当該入射波に対して自由端で反射した反射波も山になり、入射波が谷である場合には反射波も谷になることがわかっている。従って、実際に腕部を振動させる入射波と反射波とが合わさった合成波の振幅は、入射波の振幅、すなわち測定対象の振幅よりも大きくなる。このため、腕部に設けられる振動センサは、ケースが微小振動する場合であっても、当該振動を検出しやすい。これにより、ケースが微小振動する場合でも、通信マスタとの間で無線通信を行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信機において、前記振動センサは、前記腕部の先端部に設けられることを要旨とする。
測定対象を振動させる先端部への入射波は、当該先端部において自由端反射する。そして、自由端反射した反射波は、先端部から測定対象に向かって伝わる。すなわち、入射波と反射波との合成波は、先端部から測定対象に向かって生成される。合成波が生成されたところの振幅は測定対象における振幅よりも大きくなる。この合成波が生成されるのが最も早いのは腕部の先端部である。このため、先端部に振動センサを設けることにより、測定対象が微小振動する場合であっても、当該振動を早く検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の通信機において、前記ケースの内部には、基板が固定され、前記腕部は、前記基板の一部を切り欠くことにより形成されることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、基板を切り欠くという単純な作業で腕部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、微小な振動でも作動する通信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における電子キーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態における基板の平面図。
【図３】ある時刻において、自由端反射が発生したときの入射波、反射波、及びこれらの合成波を示すイメージ図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる電子キーシステムを具体化した一実施形態について図１〜３に従って説明する。
図１に示すように、車両１０には、電子キー２０との間で交信される無線信号によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム１が搭載されている。
【００１６】
＜車両の構成＞
車両１０は、各種の車載機器を制御する車載制御部１１と、その車載制御部１１に電気的に接続されてＬＦ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の要求信号を送信するＬＦ送信部１２及びＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の応答信号を受信するＵＨＦ受信部１３とを備えている。また、車両１０は、同じく車載制御部１１に電気的に接続されたドアロック装置１４及びドアハンドルセンサ１５を備えている。ドアロック装置１４は、ドア錠の施解錠を切り替える。ドアハンドルセンサ１５は、ユーザの図示しないドアハンドルへの接触を検出する。
【００１７】
車載制御部１１には、不揮発性のメモリ１１ａが設けられている。このメモリ１１ａには車両１０に固有のＩＤコードが記憶されている。車載制御部１１は、ＬＦ送信部１２及びＵＨＦ受信部１３を通じて電子キー２０と無線通信を行う。車載制御部１１は、電子キー２０との間で行われる無線信号の授受を通じて、通信している電子キー２０が自身に対応するものか否かを判断する。当該判断は、電子キー２０からの無線信号に含まれるＩＤコードと、メモリ１１ａに記憶されたＩＤコードとの照合により行う。そして、自身に対応するものと判断される場合には、ドアロック装置１４の作動を許可する。この状態で、ドアハンドルセンサ１５を通じてドアハンドルへの接触を検出した場合、車載制御部１１は、ドアロック装置１４の作動を実行する。
【００１８】
＜電子キーの構成＞
電子キー２０は、ＣＰＵ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部２１を備える。この電子キー制御部２１には、ＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信部２２と、ＵＨＦ帯の無線信号を送信するＵＨＦ送信部２３とが電気的に接続されている。
【００１９】
ＬＦ受信部２２は、車両１０から送信されるＬＦ帯の無線信号である要求信号を受信すると、この要求信号をパルス信号に復調し、この復調された信号を電子キー制御部２１へ出力する。
【００２０】
電子キー制御部２１は、不揮発性のメモリ２１ａを備え、同メモリ１１ａには電子キー２０に固有のＩＤコードが記憶されている。電子キー制御部２１は、ＬＦ受信部２２により復調された要求信号を認識すると応答信号を生成する。応答信号には、メモリ２１ａに記憶されたＩＤコードが含まれる。電子キー制御部２１は、生成した応答信号をＵＨＦ送信部２３へ出力する。ＵＨＦ送信部２３は、応答信号を変調し、この変調した応答信号をＵＨＦ帯の無線信号として送信する。
【００２１】
また、電子キー２０は、電池２４、電源供給判定回路２５、及び振動センサ２６を備える。電池２４は、交換可能とされた一次電池である。電池２４は、電源供給判定回路２５を介して電力を電子キー制御部２１等の電子キー２０の各部に供給する。電源供給判定回路２５は、振動センサ２６が検出する電子キー２０の振動の有無を監視し、当該監視を通じて電池２４の電力を電子キー２０の各部に供給するか否かを判定する。電源供給判定回路２５は、振動センサ２６が振動を検出するときには電池２４の電力を電子キー２０の各部に供給し、振動センサ２６が振動を検出しないときには電池２４の電力を電子キー２０の各部に供給しない。
【００２２】
これら各構成は、電子キー２０のケース内部に固定される基板２９（プリント基板）に配設される。詳述すると、基板２９は、ケースの内部に固定される基板本体２７と、当該基板本体２７を切り欠いて形成された腕部２８とからなる。図２に示すように、腕部２８は、基板２９の側部に形成される。図１に示すように、基板本体２７には電子キー制御部２１、ＬＦ受信部２２、ＵＨＦ送信部２３、電池２４、及び電源供給判定回路２５が、腕部２８の先端部２８ａには振動センサ２６が、それぞれ配設されている。腕部２８及び振動センサ２６により振動検出部３０が構成される。
【００２３】
腕部２８の先端部２８ａは、振動センサ２６の大きさに合わせて基端部に対して幅広に形成されている。なお、腕部２８における基端部から先端部２８ａまでの幅は一定である。
【００２４】
図２に示すように、腕部２８の基端部は基板本体２７に固定された固定端、先端部は外部、ここでは、基板本体２７及びケースの内面から離間した自由端とされている。従って、基板本体２７（電子キー２０）が振動するとき、当該振動を生じさせる波（振動波）は、腕部２８においてその基端部から先端部２８ａに向かって伝わる。これにより、先端部２８ａが振動する。振動センサ２６は、先端部２８ａにおける振動を検出する。
【００２５】
＜電子キーシステムの動作＞
電子キー２０を所持した状態で、ユーザが歩くなどして移動するとき、当該移動に伴うユーザの振動が電子キー２０に伝わる。電子キー２０を振動させる振動波は、ケース内部に固定されている基板本体２７に伝わる。そして、当該基板本体２７に伝わった振動波は、腕部２８に伝わる。振動波は、腕部２８において基端部から先端部２８ａに向かって伝わる。先端部２８ａは、自由端とされている。このため、図３に示すように、先端部２８ａに入射した振動波、すなわち入射波（図中、一点鎖線）は、当該先端部２８ａにおいて自由端反射する。先端部２８ａにおいて、自由端反射した振動波、すなわち反射波（図中、二点鎖線）は、入射波と合わさり合成波（図中、実線）となる。そして当該合成波が先端部２８ａを振動させる。ここで、図３に示すように、反射波は、入射波が山である場合には山になり、入射波が谷である場合には谷になることがわかっている。従って、合成波の振幅は、入射波の振幅よりも大きくなる。これにより、振動センサ２６は、入射波の振幅が小さい場合、すなわち基板本体２７が微小振動する場合でも振動を検出することができる。
【００２６】
振動センサ２６が振動を検出すると、その旨示す検出信号が電源供給判定回路２５に送られる。電源供給判定回路２５は、検出信号が入力されると、電池２４の電力を、電子キー制御部２１をはじめとする電子キー２０の各部へ供給する。これにより、電子キー２０は、車両１０からの要求信号を受信することが可能となる。
【００２７】
この状態で、ユーザが車両１０に近づくことにより、車両１０と電子キー２０との間でスマート通信が自動的に行われる。そして、当該スマート通信が成立した状態でユーザが車両１０のドアハンドルに設けられたドアハンドルセンサ１５に触れることにより、ドアロック装置１４が作動する。
【００２８】
一方、電子キー２０が室内に置かれた場合などは、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が行われないと想定される。このとき、振動センサ２６は、振動を検出しない。従って、振動センサ２６は、検出信号を電源供給判定回路２５に送らない。すなわち、電源供給判定回路２５は、電池２４の電力を電子キー２０の各部へ供給しない。これにより、電池２４の電力の消費が抑制される。
【００２９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）基板本体２７に片持ち支持される腕部２８を形成した。そして、当該腕部２８の先端部２８ａ（自由端）に振動センサ２６を設けた。これら腕部２８、先端部２８ａ、及び振動センサ２６によって、振動検出部３０を構成した。基板本体２７が振動するときの振動波は、腕部２８に伝わる。そして、この振動波は、先端部２８ａに入射する。先端部２８ａに入力した入射波は、当該先端部２８ａにおいて自由端反射する。この自由端反射した反射波は、先の入射波と合わさる。この合わさった合成波が先端部２８ａを振動させる。自由端反射では、反射波は、入射波が山である場合には山になり、入射波が谷である場合には谷になることがわかっている。従って、合成波の振幅は、入射波の振幅よりも大きくなる。これにより、振動センサ２６は、入射波の振幅が小さい場合、すなわち基板本体２７が微小振動する場合でも振動を検出することができる。
【００３０】
（２）車両１０とスマート通信する電子キー２０に振動検出部３０を設けた。そして、振動検出部３０が振動を検出するとき、電子キー２０は、電池２４の電力を消費して、車両１０との間でスマート通信できるようにした。これにより、ユーザが電子キー２０を所持している場合など、スマート通信する可能性がある場合には、当該スマート通信を行うことが可能となる。一方、電子キー２０が室内に置かれた場合などは、電子キー２０と車両１０との間でスマート通信が行われないと想定される。このとき、振動検出部３０は、振動を検出しない。従って、電池２４の電力は電子キー２０の各部へ供給されない。これにより、電池２４の電力の消費が抑制される。
【００３１】
（３）腕部２８を基板本体２７と一体形成した。これにより、ケースに収容する構成部材が少なくなる。従って、電子キー２０の組み付け工数が少なくなる。
（４）腕部２８を基板２９の端部に形成した。これにより、振動センサ２６以外の電子キー２０の電子部品を基板の１カ所に集中して配設することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、振動センサ２６は、腕部２８の先端部２８ａに設けられたが、腕部２８に設けられていればよい。当該腕部２８には、基板本体２７を振動させている振動波（入射波）と先端部２８ａにおいて自由端反射した反射波とが合成された合成波が伝わるので、腕部２８の振幅は基板本体２７の振幅よりも大きくなる。従って、このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
・上記実施形態において、腕部２８は、基板本体２７を切り欠くことで形成されたが、基板本体２７又はケースに片持ち支持されるものであればよい。すなわち、腕部２８は、基板本体２７と別体であってもよい。従って、腕部は、基板本体２７と別の材質からなるものであってもよい。例えば、コイルばね等の弾性部材などであってもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
・上記実施形態では、腕部２８は、基板本体２７の端部に形成されたが、端部でなくてもよい。例えば、腕部２８の中央部に設けられてもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
・上記実施形態では、電子キー２０は、車両１０との間でスマート通信を行うとされたが、これ以外の通信態様にも適用することができる。例えば、電子キー２０にスイッチを設け、当該スイッチが操作されたことをトリガとして無線信号を送信するいわゆるワイヤレス通信をするものにも適用することができる。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
・上記実施形態では、電池２４は、一次電池とされたが、２次電池、あるいはキャパシタなどの蓄電手段であってもよい。このように構成した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
・上記実施形態において、振動センサ２６は、腕部２８の先端部２８ａの振動を検出するものであるが、その検出方式については限定されるものではない。例えば、検出方式には、先端部２８ａの変位から振動を検出する変位方式、先端部２８ａの時間あたりの変位量から振動を検出する速度方式、変位速度の時間微分から振動を検出する加速度方式などがある。これら、いずれの検出方式を採用する振動センサであれ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
・上記実施形態において、腕部２８の先端部２８ａは、基端部よりも幅広としたが、必ずしも幅広である必要はない。すなわち、先端部２８ａは、基端部と同等、若しくは基端部よりも狭い幅であってもよい。
【００３９】
・上記実施形態において、腕部２８を形成するために基板本体２７を切り欠いた部分に、車両１０と無線信号の授受を行うためのアンテナ等を配設してもよい。このように構成すれば、切り欠いたスペースを有効に活用することができる。ひいては、電子キー２０を小型化することができる。
【００４０】
・上記実施形態では、電子キー２０は、車両１０とのスマート通信によりドアロック装置を駆動させたが、他のものを駆動させてもよい。例えば、エンジンや、モータといった走行用の駆動源を駆動させてもよい。なお、車両１０の走行用の駆動源が駆動しているとき、その駆動源の駆動に伴う振動は、車室内にも伝わる。従って、この振動は、車室内にある電子キー２０にも伝わる。電子キー２０が車室内に置かれている場合には、車室の振動が直接伝わり、電子キー２０がユーザに把持される場合には、車室の振動がユーザを介して伝わる。このため、電子キー２０の各部には、電池２４の電力が供給される。すなわち、車両１０の走行用の駆動源が駆動している最中において、電子キー２０は、車両１０と定期的にスマート通信を行うことができる。従って、車両１０は、駆動源の駆動中にスマート通信を利用して電子キー２０が車室内にあるか否かを判定し、電子キー２０が車室内にない場合には、アラーム等を発信してユーザに報知することもできる。
【００４１】
・上記実施形態では、電源供給判定回路２５は、振動センサ２６が振動を検出しているときのみ電池２４の電力を電子キー２０の各部に供給したが、振動センサ２６が振動を検出しなくなってから所定の時間だけ電池２４の電力を電子キー２０の各部に供給してもよい。
【００４２】
・上記実施形態において、電子キー２０は、車両１０と通信するものに限らない。例えば、電子キー２０と通信する住宅等であってもよい。また、電子キーに限らず、無線の通信機であればよい。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
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以下に追記する。
（イ）前記腕部は、前記基板の端部に形成されること。
同構成によれば、腕部が基板の端部に形成されることにより、振動センサ以外の電子キーの電子部品を基板の１カ所に集中して配設することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…電子キーシステム、１０…車両、１１…車載制御部、１１ａ…メモリ、１２…ＬＦ送信部、１３…ＵＨＦ受信部、１４…ドアロック装置、１５…ドアハンドルセンサ、２０…電子キー、２１…電子キー制御部、２１ａ…メモリ、２２…ＬＦ受信部、２３…ＵＨＦ送信部、２４…電池、２５…電源供給判定回路、２６…振動センサ、２７…基板本体、２８…腕部、２８ａ…先端部、２９…基板、３０…振動検出部。
【図１】
2013072172.tif 000003
【図２】
2013072172.tif 000004
【図３】
2013072172.tif 000005