JP4446769B2 - 車両用ドアのアウトハンドル装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作ハンドルに車両ユーザの手が接近、もしくは接触したときの静電容量の変化によって車両ユーザの解錠意志を確認することを可能とした車両用ドアのアウトハンドル装置に関し、特に、合成樹脂から成るハンドル本体と、合成樹脂により形成されて前記ハンドル本体の外側を覆うカバーとから成るとともに車両用ドアの外面側に配置される操作ハンドル内に、一対の電極と、両電極間の静電容量の変化を検出する検出回路が設けられる回路基板とが収容される車両用ドアのアウトハンドル装置に関する。

従来、車両ユーザによるドアの解錠意志を確認するものとして、たとえば特許文献１等で開示されたものが知られており、このものでは、静電容量センサが操作ハンドル内に配設され、操作ハンドルに車両ユーザの手が接近、もしくは接触したときの静電容量の変化によって車両ユーザの解錠意志を確認するようにしている。
特開２００３−２２１９４９号公報

ところが、上記従来のものでは、回路基板に設けられる検出回路に、回路基板とは別部材として形成される電極が接続されるように構成されており、操作ハンドル内に、回路基板を収容するスペースの他に、電極を配置するためのスペースを確保する必要があり、操作ハンドル内に確保すべきスペースが比較的大きくなり、操作ハンドルの薄型化が困難となっている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、操作ハンドルの薄型化を可能とし、しかも耐ノイズ性を高めた車両用ドアのアウトハンドル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、合成樹脂から成るハンドル本体と、合成樹脂により形成されて前記ハンドル本体の外側を覆うカバーとから成るとともに車両用ドアの外面側に配置される操作ハンドル内に、一対の電極と、両電極間の静電容量の変化を検出する検出回路が設けられる回路基板とが収容される車両用ドアのアウトハンドル装置において、前記回路基板に、前記両電極が相互に間隔をおいて平行に並ぶようにパターン成形されるとともに、前記検出回路に連なるグランドパターンが、前記回路基板の透視状態では前記両電極間に対応する位置に配置されるようにして形成されることを特徴とする。

本発明の構成によれば、回路基板に両電極がパターン成形されるので、電極を配設するスペースを回路基板とは別に確保する必要がなく、操作ハンドルの薄型化を図ることができる。しかし、電極をパターン成形したときにはグランドパターンとの間の容量が増加し、両電極が静電容量の変化を検出するにあたって、回路基板がもともと有しているベース容量（Ｃ成分）に前記容量の増加分が追加されてしまうので、車両ユーザの手が接近もしくは接触したときの静電容量の変化率が小さくなり、そのために感度向上を図るとノイズまで検出し易くなるが、回路基板のグランドパターンが回路基板の透視状態では一対の電極からオフセットした位置に配置されることで前記容量の増加を抑えることができ、車両ユーザの手が接近もしくは接触したときの静電容量の変化率が小さくなるのを抑え、耐ノイズ性を高めることができる。

また特に両電極が相互に間隔をおいて平行に並ぶようにパターン成形され、グランドパターンが、回路基板の透視状態では両電極間に対応する位置に配置されるようにして両電極からオフセット配置されるので、容量の増加分を抑えつつもグランドパターンおよび電極パターンを回路基板内に効率よく配置することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図１２は本発明の一実施例を示すものであり、図１は車両用ドアの一部側面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図２の４部拡大図、図５は図２の５部拡大図、図６はホルダ、回路基板およびグランドプレートの分解斜視図、図７は図６の７矢視図、図８は回路基板を構成する部材の厚みを誇張増大して描いた回路基板の横断面図、図９はグランドパターンの幅による静電容量変化特性を示す図、図１０はグランドパターンの幅による増幅率特性を示す図、図１１はグランドパターンの幅による耐ノイズ特性を示す図、図１２はセンサユニットの被覆部を型成形する金型装置の型開き状態での縦断面図である。

先ず図１〜図３において、たとえば乗用車両が備えるサイドドアである車両用ドア１１のアウターパネル１２には、アウトハンドル装置が取り付けられており、該アウトハンドル装置は、アウターパネル１２に取付けられるハンドルケース１３と、車両の前後方向（図１および図２の左右方向）に延びるとともにその長手方向一端側が前記ハンドルケース１３に回動可能に支承される操作ハンドル１４と、該操作ハンドル１４の一端側で前記ハンドルケース１３に取付けられるベース部材１５とを備える。

図４および図５を併せて参照して、アウターパネル１２には開口部１６が設けられており、その開口部１６を塞ぐようにして合成樹脂により形成されるハンドルケース１３の周縁部は、前記開口部１６の周縁全周でアウターパネル１２の外面に当接される。しかもハンドルケース１３の裏面側の複数箇所たとえば２箇所には、ナット１７…をモールド結合せしめた円筒状のボス部１３ａ，１３ｂが一体に設けられており、各ナット１７…に装着されたキャップ状のシート部材１８…を介して前記ナット１７…に当接する金属製のプロテクトカバー１９が、該プロテクトカバー１９に挿通されるボルト２０…を前記ナット１７…に螺合して締めつけることにより、ハンドルケース１３の裏面側に取付けられる。しかもプロテクトカバー１９は、前記開口部１６の周縁の一部でアウターパネル１２の裏面に当接するものであり、ハンドルケース１３は、前記プロテクトカバー１９との間にアウターパネル１２を挟むようにして該アウターパネル１２に取付けられる。

操作ハンドル１４は、硬質の合成樹脂により形成されて車両の前後方向に延びるハンドル本体２２と、合成樹脂により形成されてハンドル本体２２の外側を覆うカバー２３とが、複数たとえば一対のねじ部材２４，２５で相互に締結されて成るものである。

ハンドル本体２２は、アウターパネル１２とは外方側に開いた略Ｕ字状の横断面形状を有して車両の前後方向に延びる把持部２２ａと、該把持部２２ａの一端部に一体に設けられて略Ｌ字状に形成される支持腕部２２ｂと、前記把持部２２ａの他端部に一体に設けられるガイド腕部２２ｃとを一体に備える。またカバー２３は、ハンドル本体２２の把持部２２ａを嵌合させるようにしてハンドル本体２２側に開いた略Ｕ字状の横断面形状を有して車両の前後方向に延びるように形成される。

ハンドルケース１３には、前記ハンドル本体２２の把持部２２ａとの間に車両ユーザの手を差し込み得る差し込み凹部２６を形成するための彎曲部１３ｃがアウターパネル１２の内方に入り込む側に膨らむようにして設けられ、前記彎曲部１３ｃよりも前方（図２，図４の右方）でハンドルケース１３には、前記ハンドル本体２２の支持腕部２２ｂを挿入させる挿入孔２７が設けられるとともに、該挿入孔２７からアウターパネル１２の内方側に挿入された前記支持腕部２２ｂを両側から挟むハンドル支持部１３ｄが一体に設けられており、前記支持腕部２２ｂはハンドル支持部１３ｄに支持ピン２８を介して回動可能に支承される。これにより操作ハンドル１４の一端部が、ハンドルケース１３に回動可能に支承されることになる。

また前記彎曲部１３ｃよりも後方（図２，図５の左方）で前記ハンドルケース１３には、アウターパネル１２の内方側に延びるガイド筒部１３ｅが一体に設けられており、ハンドル本体２２の他端側のガイド腕部２２ｃが、ガイド筒部１３ｅ内に移動可能に挿入される。またガイド筒部１３ｅには、操作ハンドル１４の回動軸線すなわち支持ピン２８の軸線に直交する軸線まわりに回動可能としてベルクランク２９が回動可能に支承され、ガイド筒部１３ｅに設けられている係合孔３０にベルクランク２９の一端部が係合される。すなわち操作ハンドル１４がベルクランク２９に連結されることになる。

ベルクランク２９およびガイド筒部１３ｅ間にはねじりばね３１が設けられており、このねじりばね３１のばね力により、ベルクランク２９は係合しているガイド腕部２２ｃをアウターパネル１２の内方側に押し込む方向に付勢される。

合成樹脂から成るベース部材１５は、前記ハンドルケース１３のうち前記ガイド筒部１３ｅよりも後方側を覆うようにして、ねじ部材３２によりハンドルケース１３に取付けられるものであり、非操作状態にある操作ハンドル１４の他端部に、外観上違和感を感じさせないように、わずかな間隙を介して滑らかに連なる形状に形成される。

ベース部材１５で覆われる部分で前記ハンドルケース１３には、円筒状のナット３３がモールド結合されており、このナット３３に装着されたキャップ状のシート部材３４をナット３３との間に介在せしめた金属製の支持板３５が、該支持板３５に挿通されたボルト３６をナット３３に螺合して締めつけることにより、ハンドルケース１３に取付けられる。前記支持板３５は、シリンダ錠３７を支持するものであり、前記ベース部材１５に設けられたキー挿入孔３８に一端を臨ませるようにして前記シリンダ錠３７がハンドルケース１３に取付けられる。

ところで、ベルクランク２９の他端部は図示しないラッチ機構に連結されるものであり、シリンダ錠３７が解錠状態に在るときに、操作ハンドル１４を操作しない場合にベルクランク２９は図２および図５で示す非作動位置に在り、このとき前記ラッチ機構で車両用ドア１１の閉状態が保持される。また操作ハンドル１４を操作することによるガイド腕部２２ｃの作動により、ベルクランク２９が図５の位置から作動位置に回動したときに、前記ラッチ機構は、車両用ドア１１の閉状態を解除することになり、操作ハンドル１４の操作により車両用ドア１１を開放することが可能となる。

操作ハンドル１４におけるハンドル本体２２には、カバー２３側に開放した矩形の収容凹部４１が形成されており、該収容凹部４１には、センサユニット４２が収容、固定される。

図６および図７を併せて参照して、前記センサユニット４２は、一対の電極４３，４３と、両電極４３，４３間の静電容量の変化を検出する検出回路４５が設けられる回路基板４４と、回路基板４４が取付けられるホルダ４６の大部分と、両電極４３，４３および回路基板４４をカバー２３側から覆うようにして前記ホルダ４６に取付けられるグランドプレート４７とが、合成樹脂から成る被覆部４８で覆われて成るものである。

図８は回路基板４４の構成を分かり易くするために回路基板４４を構成する部材をその厚みを誇張増大して描いた横断面図であるが、この図８において、回路基板４４は、ガラス入りエポキシ樹脂から成る３枚の基板７１，７２，７３が接着剤７４で接合されて成るものであり、基板７１の一面には銅箔から成る部品面パターン７５が形成され、基板７１の他面および基板７２の一面間には銅箔から成る電源パターン７６が形成され、基板７２の他面および基板７３の一面間に銅箔から成るグランドパターン７７が形成され、基板７３の他面には銅箔から成る一対の電極４３…がパターン成形される。

ところで、前記回路基板４４は、その全体厚みをたとえば１．６ｍｍとするものであり、前記各パターン７５〜７７および電極４３…は数十μｍのオーダーの厚さに成形されている。

このような回路基板４４において、検出回路４５は、その構成部品４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…を前記回路基板４４のグランドプレート４７側すなわち車両とは反対側であって部品面パターン７５が形成される一面に実装するようにして回路基板４４に設けられており、前記両電極４３…は、回路基板４４の両面のうち前記各構成部品４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…が実装される面とは反対側すなわち車両側の面にパターン成形される。

しかも図７で示すように、前記検出回路４５に連なるグランドパターン７７は、回路基板４４の透視状態では前記両電極４３，４３からオフセットした位置に配置されるものであり、両電極４３，４３が相互に間隔をおいて平行に並んで回路基板４４にパターン成形されるのに対し、前記グランドパターン７７は、それらの電極４３，４３間に対応する位置に配置される。

しかも回路基板４４には、挿通孔５２を形成して両端を回路基板４４の両面に臨ませる導電筒部７８が、前記グランドパターン７７に連なるようにして設けられる。

ところで回路基板４４に一対の電極４３，４３がパターン成形されると、グランドパターン７７との間の容量が増加し、一対の電極４３，４３で静電容量の変化を検出するにあたって、回路基板４４がもともと有しているベース容量（Ｃ成分）に前記容量の増加分が追加されてしまうので、車両ユーザの手が接近もしくは接触したときの静電容量の変化率が小さくなり、そのために感度向上を図るとノイズまで検出し易くなる。そこで静電容量の変化率を極力大きく設定する必要があるが、電極４３，４３相互の間隔が５ｍｍであるときにそれらの電極４３，４３相互間の中央部に対応する位置に配置されるグランドパターン７７の幅の変化に対する静電容量変化率（％）は図９で示すように変化するものであり、グランドパターン７７の幅を狭くして電極４３，４３とのラップ量を小さくするほど、静電容量変化率は大きくなる。

上記図９で示した静電容量変化率特性に対応して、検出回路４５は、電極４３，４３で検出した静電容量の変化を、図１０で示す増幅率特性に従う増幅率（倍）で増幅することが要求されるものであり、グランドパターン７７の幅が狭いほど静電容量の変化率が大きくなるので、グランドパターン７７の幅を狭くして電極４３，４３とのラップ量を小さくするほど、要求される増幅率が小さくてすむ。

さらに車両ユーザの手の接近もしくは接触による以外のノイズを電界強度（Ｖ／ｍ）で表し、ノイズによる誤作動の限界を示した図１１によれば、グランドパターン７７の幅を狭くして電極４３，４３とのラップ量を小さくするほど、より高い電界強度で誤作動するものであり、耐ノイズ性はグランドパターン７７の幅を狭くして電極４３，４３とのラップ量を小さくするほど高くなることが判る。

上述の図９〜図１１で示した静電容量変化特性、増幅率特性および耐ノイズ特性に従えば、グランドパターン７７の幅を狭くを狭くして電極４３，４３とのラップ量を小さく設定するほど、回路基板４４のベース容量を低下させ、車両ユーザの手が接近もしくは接触したときの静電容量の変化率が小さくなるのを抑え、耐ノイズ性を高めることができることが明らかであり、電極４３，４３相互の間隔が５ｍｍであるときに、グランドパターン７７の幅を２〜３ｍｍに設定することが望ましい。

ホルダ４６は、カバー２３側に開口した矩形の箱形に形成されるとともに被覆部４８で覆われるホルダ主部４６ａと、該ホルダ主部４６ａの前端部から前方に張り出して前記被覆部４８から突出する第１腕部４６ｂと、前記ホルダ主部４６ａの後端から後方に張り出して前記被覆部４８から突出する第２腕部４６ｃとを一体に有して硬質の合成樹脂により形成される。

回路基板４４は、前記ホルダ主部４６ａの開口端を覆うように配置されるものであり、回路基板４４において電極４３，４３が配置される側の面が両面テープ（図示せず）によりホルダ主部４６ａの底面に接着、固定される。また回路基板４４の後部には前記両電極４３，４３を検出回路４５に電気的接続せしめるための一対の接続孔４９，４９が設けられる。

グランドプレート４７は、前記ホルダ４６のホルダ主部４６ａおよび回路基板４４をカバー２３側から覆うようにして略Ｕ字状の横断面形状を有するように形成される。前記ホルダ４６のホルダ主部４６ａには、前記回路基板４４の挿通孔５２に挿通される取付けボス５１がグランドプレート４７に接触するようにして一体に突設される。また前記グランドプレート４７には、前記取付けボス５１の近傍で前記回路基板４４側に突出する連結板部４７ａが、グランドプレート４７の一部を切り起こすことにより形成され、取付けボス５１に対応する部分でグランドプレート４７には挿通孔５４が設けられる。而してグランドプレート４７の挿通孔５４に挿通されるねじ部材５３を取付けボス５１に螺合して締めつけることにより、回路基板４４およびグランドプレート４７がホルダ４６に取付けられる。しかも前記連結板部４７ａは、回路基板４４のグランドパターン７７に連なる導電筒部７８の一端に回路基板４４の一面側で半田付けされることにより、グランドプレート４７が回路基板４４のグランドパターン７７に電気的に接続されることになる。

また前記回路基板４４の検出回路４５には、３本の導線５６，５７，５８がハンダ付けにより接続されるものであり、これらの導線５６〜５８は、ホルダ主部４６ａの前部に設けられた引き出し用開口部６２からホルダ主部４６ａの外方に引き出され、ホルダ４６の第１腕部４６ｂに装着されるグロメット６１に挿通、保持される。前記各導線５６〜５８を纏めたハーネス５９は、ハンドル本体２２における支持腕部２２ｂに設けられた導出孔６０から外部に導出される。

ところで、ホルダ４６の第１および第２腕部４６ｂ，４６ｃは被覆部４８から突出するのであるが、収容凹部４１の前方側でハンドル本体２２には、第１腕部４６ｂの先端部を当接させる第１取付け座６３が設けられ、収容凹部４１の後方側でハンドル本体２２には、第２腕部４６ｃの先端部を当接させる第２取付け座６４が設けられ、第１腕部４６ｂはねじ部材６５により第１取付け座６３に取付けられ、第２腕部４６ｃはねじ部材６６により第２取付け座６４に取付けられる。

図１２を併せて参照して、一対の電極４３，４３がパターン成形されるとともに検出回路４５が設けられる回路基板４４およびグランドプレート４７が組付けられるとともに、第１腕部４６ｂに装着されたグロメット６１に回路基板４４に接続された導線５６〜５８を挿通、保持した状態にあるホルダ４６を、金型６７，６８間に挿入した状態での型成形により、被覆部４８が形成されるとともにセンサユニット４２が構成されるのであるが、前記ホルダ４６が備える第１および第２腕部４６ｂ，４６ｃは被覆部４８から突出するものであるので、金型６７，６８による被覆部４８の型成形時に前記両腕部４６ｂ，４６ｃは、金型６７，６８内でのホルダ４６の位置決め、支持機能を果たすことになる。

このような型成形により、被覆部４８は、ハンドル本体２２の収容凹部４１に収容し得る形状に形成されるが、センサユニット４２を収容凹部４１に収容した状態で、被覆部４８と収容凹部４１の底壁との間には、ハンドル本体２２およびセンサユニット４２間に水が浸入して両電極４３…間の静電容量に影響を及ぼすことを防止するためのスポンジ等の防水シール６９が介装され、この防水シール６９は、たとえば両面テープ等によって被覆部４８に接着される。

次にこの実施例の作用について説明すると、操作ハンドル１４内に、一対の電極４３…と、両電極４３…間の静電容量の変化を検出する検出回路４５が設けられる回路基板４４と、両電極４３…をカバー２３側から覆うグランドプレート４７とが収容されるので、操作ハンドル１４に車両ユーザが触れることによって一対の電極４３…間の静電容量が変化することを、検出回路４５で検出することになり、車両ユーザの解錠もしくは施錠意思を適確に確認することができる。

また一対の電極４３…および回路基板４４と、合成樹脂により形成されて両電極４３…および回路基板４５を覆う被覆部４８とを備えるセンサユニット４２が、カバー２３側に開口してハンドル本体２２に形成される収容凹部４１に収容、固定されるので、回路基板４４および一対の電極４３…を操作ハンドル１４内に容易に組付けることができる上に、回路基板４４および両電極４３…の防水性を高めることができる。

しかも前記両電極４３…は前記回路基板４４にパターン成形されるものであるので、両電極４３…を配設するスペースを回路基板４４とは別に確保する必要がなく、センサユニット４２ひいては操作ハンドル１４の薄型化を図ることができる。その上、両電極４３…が、回路基板４４の両面のうち車両側の面にパターン成形されるので、操作ハンドル１４を車両ユーザが握ることによって操作ハンドル１４の車両側の面に車両ユーザの手が接触したことを確実に検出することができる。

さらに検出回路４５の構成部品４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…が、回路基板４４の両面のうち電極４３…がパターン成形される面とは反対側の面に実装されるので、センサユニット４２をより薄型化することができ、操作ハンドル１４をより一層薄型化することができる。

また回路基板４４が、センサユニット４２の一部を構成するようにして被覆部４８で大部分が覆われるホルダ４６に取付けられるので、回路基板４４を覆うようにして被覆部４８を型成形する際に、回路基板４４をホルダ４６で位置決め支持することができ、被覆部４８の型成形が容易となる。

また回路基板４４には両電極４３，４３がパターン成形されるとともに、検出回路４５に連なるグランドパターン７７が、回路基板４４の透視状態では両電極４３，４３からオフセットした位置に配置されるようにして形成されており、それによりグランドパターン７７および電極４３，４３間の容量の増加を抑えることができ、車両ユーザの手が接近もしくは接触したときの静電容量の変化率が小さくなるのを抑え、耐ノイズ性を高めることができる。

しかも両電極４３，４３が、相互に間隔をおいて平行に並んで回路基板４４にパターン成形され、それらの電極４３，４３間に対応する位置にグランドパターン７７が配置されるので、容量の増加分を抑えつつもグランドパターン７７および電極４３，４３のパターンを回路基板４４内に効率よく配置することができる。

またセンサユニット４２の一部を構成するグランドプレート４７が、両電極４３…を覆ってホルダ４６に取付けられるとともに被覆部４８で覆われるので、グランドプレート４７のセンサユニット４２への組み込みを容易とし、グランドプレート４７のハンドル本体２２への組付け性を高めることができる。

さらに被覆部４８からのホルダ４６の突出部、すなわち第１および第２腕部４６ｂ，４６ｃが、ハンドル本体に設けられた第１および第２取付け座６３，６４に取付けられるので、ホルダ４６がハンドル本体２２の所定位置に取付けられることになり、操作ハンドル１４内での両電極４３…の位置を、電極４３…がパターン成形された回路基板４４をホルダ４６に取り付けることで容易に設定することができる。これにより、ハンドル本体２２の表面および両電極４３…間の間隔を一定に保持することができ、静電容量の変化を安定的に検出することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

車両用ドアの一部側面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 図２の４部拡大図である。 図２の５部拡大図である。 ホルダ、回路基板およびグランドプレートの分解斜視図である。 図６の７矢視図である。 回路基板を構成する部材の厚みを誇張増大して描いた回路基板の横断面図である。 グランドパターンの幅による静電容量変化特性を示す図である。 グランドパターンの幅による増幅率特性を示す図である。 グランドパターンの幅による耐ノイズ特性を示す図である。 センサユニットの被覆部を型成形する金型装置の型開き状態での縦断面図である。

１１・・・車両用ドア
１４・・・操作ハンドル
２２・・・ハンドル本体
２３・・・カバー
４３・・・電極
４４・・・回路基板
４５・・・検出回路
７７・・・グランドパターン

Claims (1)

1. 合成樹脂から成るハンドル本体（２２）と、合成樹脂により形成されて前記ハンドル本体（２２）の外側を覆うカバー（２３）とから成るとともに車両用ドア（１１）の外面側に配置される操作ハンドル（１４）内に、一対の電極（４３）と、両電極（４３）間の静電容量の変化を検出する検出回路（４５）が設けられる回路基板（４４）とが収容される車両用ドアのアウトハンドル装置において、
   前記回路基板（４４）に、前記両電極（４３）が相互に間隔をおいて平行に並ぶようにパターン成形されるとともに、前記検出回路（４５）に連なるグランドパターン（７７）が、前記回路基板（４４）の透視状態では前記両電極（４３）間に対応する位置に配置されるようにして形成されることを特徴とする車両用ドアのアウトハンドル装置。

Images