JP2011098667A - 状態検出装置及びそれを用いたバックル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部磁場を受けた場合でもその影響を相殺して状態検出を行なうことができる状態検出装置及びそれを用いたバックル装置を提供する。
【解決手段】状態検出装置であるバックルスイッチ2は、筐体であるハウジング201と、このハウジング201により移動可能に支持されるスライド部202と、スライド部202に連動して移動する永久磁石であるマグネット203と、マグネット203の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器としてのGMRセンサ210Aと、マグネット203の第2の移動位置に対応して配置され、GMRセンサ210Aと直列に接続された第2の磁気検出器としてのGMRセンサ210Bと、この第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石212と、を有し、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの接続部での出力をマグネット203の移動する位置状態として検出する構成とする。
【選択図】図3
【解決手段】状態検出装置であるバックルスイッチ2は、筐体であるハウジング201と、このハウジング201により移動可能に支持されるスライド部202と、スライド部202に連動して移動する永久磁石であるマグネット203と、マグネット203の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器としてのGMRセンサ210Aと、マグネット203の第2の移動位置に対応して配置され、GMRセンサ210Aと直列に接続された第2の磁気検出器としてのGMRセンサ210Bと、この第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石212と、を有し、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの接続部での出力をマグネット203の移動する位置状態として検出する構成とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、状態検出装置及びそれを用いたバックル装置に関する。
車両には、着座した乗員の身体を安全のために拘束するシートベルト装置が設けられている。シートベルト装置のウエビング巻取装置から引き出されたウエビングは車両のセンターピラー上方に設けられたスルーアンカに形成されたスリット状の挿通孔を貫通して車両下方側へ折り返され、その先端部はウエビング巻取装置の近傍に設けられたアンカに固定される。また、アンカに固定されたウエビングの先端部と、スルーアンカでの折り返し部分との間でウエビングにはタングが設けられている。このタングのタングプレートは、バックル装置の装置本体に挿入され保持されることにより乗員の身体を拘束する。
ここで、バックル装置には、上記タングプレートが装置本体に挿入され保持されたことを検出するための状態検出装置が設けられている。この状態検出装置は、タングプレートのバックル本体内でのスライド位置状態を検出するもので、バックルスイッチと呼ばれる。例えば、バックル本体に、ホールICを有する第1及び第2スイッチ回路が実装されたプリント基板と、この第1及び第2スイッチ回路に接触又は非接触で対向するマグネットが取り付けられたスライダーとを設け、バックルにタングプレートが挿入されたときに、タングプレートに押されてスライダーがバックル内方に移動し、マグネットが第2スイッチ回路に接触又は近接した後、第1スイッチ回路に近接するとタングプレートがバックルにラッチされるよう構成されている状態検出装置を備えたバックル装置がある(例えば、特許文献1参照)。
このバックル装置によれば、タングプレートをバックル本体に挿入する前の状態から挿入中でラッチ前の状態を経て、ラッチ後の状態までの動作やその反対の動作を確実に検出できるとされている。
しかし、上記示したバックル装置は、状態検出装置が外部磁場を受けた場合に磁界の向きや磁束密度が変化して出力異常を起こす心配があり、その結果としてタングプレートの挿入状態を正確に検知できないという問題があった。
従って、本発明の目的は、外部磁場を受けた場合でもその影響を相殺して状態検出を行なうことができる状態検出装置及びそれを用いたバックル装置を提供することにある。
[1]本発明は、上記目的を達成するため、筐体と、前記筐体により移動可能に支持されるスライド部と、前記スライド部に連動して移動する永久磁石と、前記永久磁石の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器と、前記永久磁石の第2の移動位置に対応して配置され、前記第1の磁気検出器と直列に接続された第2の磁気検出器と、前記第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石と、を有し、前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器の前記接続部での出力を前記永久磁石の移動する位置状態として検出することを特徴とする状態検出装置を提供する。
[2]前記第1及び第2の磁気検出器は、GMR(Giant Magneto Resistance:巨大磁気抵抗素子)センサであることを特徴とする上記[1]に記載の状態検出装置であってもよい。
[3]本発明は、上記目的を達成するため、車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレートの挿入及び保持が可能な装置本体と、前記装置本体内に載置される上記[1]又は[2]の状態検出装置と、を有することを特徴とするバックル装置を提供する。
[4]また、本発明は、上記目的を達成するため、車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレートの挿入及び保持が可能な装置本体と、前記装置本体において移動可能に支持されるスライド部と、前記スライド部に連動して移動する永久磁石と、前記永久磁石の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器と、前記永久磁石の第2の移動位置に対応して配置され、前記第1の磁気検出器と直列に接続された第2の磁気検出器と、前記第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石と、を有し、前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器の前記接続部での出力を前記永久磁石の移動する位置状態として検出することを特徴とするバックル装置を提供する。
[5]前記第1及び第2の磁気検出器は、GMRセンサであることを特徴とする上記[4]に記載のバックル装置であってもよい。
本発明の一形態によれば、外部磁場を受けた場合でもその影響を相殺して状態検出を行なうことができる状態検出装置及びそれを用いたバックル装置を提供することができる。
(本発明の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係るバックル装置1の分解斜視図である。バックル装置1は、車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレート130の挿入及び保持が可能な装置本体と、この装置本体内に配置され、スライド位置の状態を検出する状態検出装置としてのバックルスイッチ2と、を有する。この状態検出装置であるバックルスイッチ2は、筐体であるハウジング201と、このハウジング201により移動可能に支持されるスライド部202と、スライド部202に連動して移動する永久磁石であるマグネット203と、マグネット203の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器としてのGMRセンサ210Aと、マグネット203の第2の移動位置に対応して配置され、GMRセンサ210Aと直列に接続された第2の磁気検出器としてのGMRセンサ210Bと、この第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石212と、を有し、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの接続部での出力をマグネット203の移動する位置状態として検出する構成とされている。
図1は、本発明の実施の形態に係るバックル装置1の分解斜視図である。バックル装置1は、車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレート130の挿入及び保持が可能な装置本体と、この装置本体内に配置され、スライド位置の状態を検出する状態検出装置としてのバックルスイッチ2と、を有する。この状態検出装置であるバックルスイッチ2は、筐体であるハウジング201と、このハウジング201により移動可能に支持されるスライド部202と、スライド部202に連動して移動する永久磁石であるマグネット203と、マグネット203の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器としてのGMRセンサ210Aと、マグネット203の第2の移動位置に対応して配置され、GMRセンサ210Aと直列に接続された第2の磁気検出器としてのGMRセンサ210Bと、この第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石212と、を有し、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの接続部での出力をマグネット203の移動する位置状態として検出する構成とされている。
図2は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態を示すバックル装置1の断面図である。バックル装置1は装置本体を構成するケース14を備えている。ケース14は長手方向両端が開口した箱形の筒状部材とされており、その長手方向一端側の開口はアンカ挿入口16とされ、長手方向他端側の開口はタング挿入口18とされている。また、ケース14の内側にはケースと共に装置本体を構成するベース20が収容されている。
図1及び図2に示されるように、ベース20はケース14の長手方向に沿って長手とされた平板状の底板22を備えている。底板22の長手方向一端側にはアンカ部材としての略板状のアンカプレート24が重ね合わされており、図示しないリベットにより底板22とアンカプレート24とが機械的に連結されている。アンカプレート24はその他端側が車両の座席の側方で車体(図示省略)に固定されており、これによりバックル装置1が車両に取り付けられている。
一方、底板22の幅方向両端部からは底板22の厚さ方向に側壁32が立設されており、側壁32の間には移動体としてのイジェクタ34が配置されている。イジェクタ34の一部は底板22に形成されたガイド孔36に係合しており、ガイド孔36に沿って底板22の長手方向に所定の範囲だけスライド可能とされている。このイジェクタ34は、イジェクタ用スプリング206を介してハウジング201側から底板22の長手方向他端側へ付勢されている。
また、底板22には、バックルスイッチ2が取り付けられ、図2に示すように、ハウジング201の開口部側に位置するスライド部202の端面はイジェクタ34の押圧突起部34aと当接した状態で取り付けられている。従って、イジェクタ34は、ストローク用スプリング204及びイジェクタ用スプリング206により底板22の長手方向他端側へ付勢されている。
図3(a)は、タングプレート130がバックル本体に挿入される前の状態を示すバックルスイッチ2の断面図である。本バックル装置1は状態検出装置としてのバックルスイッチ2を備えている。バックルスイッチ2は、筐体としてのハウジング201と、このハウジング201により直線的に移動可能に支持されるスライド部202と、スライド部202に連動して直線移動する永久磁石であるマグネット203と、マグネット203とハウジング201の間に介在する弾性部材としてのストローク用スプリング204、及び、マグネット203からの磁束密度の変化を検出する磁気検出器としてのGMR(Giant Magneto Resistance:巨大磁気抵抗素子)センサ210A、210Bを有して構成されている。
ハウジング201は、例えば、樹脂等の非磁性材料により形成される。一端に開口部201aを有する円筒、角筒等の筒形状であって、内空部に、スライド部202及びマグネット203をスライド可能に収容する。マグネット203とハウジング201の底部201bとの間にはストローク用スプリング204が伸長状態で配置されている。
ここで、ストローク用スプリング204は、コイルスプリングであり、その近傍にマグネット203が配置されることから、オーステナイト系ステンレス等の非磁性材料を使用するのが好ましい。また、上記したコイルスプリング以外にゴム等の弾性部材を使用することも可能である。尚、イジェクタ用スプリング206よりもストローク用スプリング204のバネ定数を小さく設定すれば、バックル装着動作時は従来と同様の装着動作が可能となり、良好なバックル装着感が得られる。
マグネット203は、スライド部202に固定されてスライド部202の移動に伴い連動してスライドする。材質としては、フェライト、希土類、ネオジウム系等の種々の永久磁石が使用可能である。また、その外周は樹脂モールドにより被覆することができる。このマグネット203は、タングプレート130の移動を検知するため、タングプレート130、スライド部202の移動に連動したマグネット203の磁界変化により、近傍に配置される磁気検出器に磁束密度の変化を与える。着磁方向は、スライド方向又はこれと直交する方向のどちらでも使用可能であるが、本実施の形態では、図3(a)に示すように、スライド方向と直交する方向、すなわち、上下方向に着磁方向が設定されている。
また、後述するGMRセンサ210A、210Bに対してバイアス磁界をかけるためのバイアス磁石212を備える。このバイアス磁石212は、図1〜3等に示すように、GMRセンサ210A、210Bの下方に配置され、ケース14に固定されている。着磁方向は、上記したマグネット203と同方向であり、図3等に示すように、GMRセンサ210A、210B側がS極とされており、従って、GMRセンサ210A、210Bには、マグネット203とバイアス磁石212から同じ方向に磁束が通過する構成となっている。
バイアス磁石212は、図3等に示すように、イジェクタ34、スライド部202の移動に伴うマグネット203のスライド移動による位置状態を検出するように配置されたGMRセンサ210A、210Bの検出領域に対してバイアス磁界をかける様に、所定の大きさに設定されている。すなわち、バイアス磁石212は、例えば、図3(a)に示すような長尺状(棒状)で、配置されたGMRセンサ210A、210Bの両方の検出領域を覆う程度の長さに形成されている。
GMRセンサ210A、210Bは、磁場の向きの変化、あるいは、磁束密度の変化を検出する。このGMRセンサ210A、210Bは、GMRセンサを構成する抵抗チップの面方向の磁場の変化により抵抗値が変化する。従って、図1〜3等に示すように、GMRセンサ210A、210Bが基板211に実装された状態で、マグネット203の磁束がGMRセンサ210A、210Bの内部の抵抗チップを主に面方向に横切るように、基板を立てた状態で配置されている。
このGMRセンサ210A、210Bとマグネット203の位置関係を、図3(a)及び図3(b)で説明する。図3(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態(バックル未装着状態)を示す状態検出装置の断面図である。また、図3(b)は、タングプレートがバックル本体に挿入され、マグネットがロック位置までスライドした状態(バックル装着状態)を示す状態検出装置の断面図である。ここで、図3(a)に示すバックル未装着状態でのマグネット203の位置を第1の移動位置とし、この第1の移動位置の下方にGMRセンサ210Aが第1の磁気検出器として載置されている。また、図3(b)に示すバックル装着状態でのマグネット203の位置を第2の移動位置とし、この第2の移動位置の下方にGMRセンサ210Bが第2の磁気検出器として載置されている。
図4(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態(バックル未装着状態)を示す状態検出装置の断面図である。図4(b)は、GMRセンサの接続状態を示す回路図であって、このバックル未装着状態のときの抵抗値の状態を示す図である。また、図4(c)は、磁束密度BとGMRセンサの抵抗値Rとの関係を示す特性図であり、マグネットとGMRセンサとの位置関係が図4(a)の場合のそれぞれのGMRセンサの抵抗値をグラフ上にプロットした図である。尚、図4(c)に示す特性は、バイアス磁石212によるバイアス磁界が作用しているので、GMRセンサの動作範囲においてはリニアな特性を示す。
図4(b)に示すように、第1の磁気検出器であるGMRセンサ210Aの一端はグランド(GND)に接続されると共に、他端は第2の磁気検出器であるGMRセンサ210Bに接続され、このGMRセンサ210Bのもう一方の端部は電源側に接続されている。GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの接続部を出力部220として出力信号が出力される構成とされている。図4(a)に示すように、GMRセンサ210Aの上方にはマグネット203が位置しており、これによりGMRセンサ210A内を磁束が通過して抵抗値が低下する。一方、GMRセンサ210Bにはマグネット203からの磁界が及ばないので抵抗値に変化はない。従って、出力部220での出力信号はLoレベルとなる。これをプロットすると図4(c)のようになり、GMRセンサ210Aの抵抗値はGMRセンサ210Bの抵抗値よりも、マグネット203からの磁束密度に対応した分だけ低下した値となっている。
図5(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入された後の状態(バックル装着状態)を示す状態検出装置の断面図である。図5(b)は、GMRセンサの接続状態を示す回路図であって、このバックル装着状態のときの抵抗値の状態を示す図である。また、図5(c)は、磁束密度BとGMRセンサの抵抗値Rとの関係を示す特性図であり、マグネットとGMRセンサとの位置関係が図5(a)の場合のそれぞれのGMRセンサの抵抗値をグラフ上にプロットした図である。
ここで、図5(a)に示すように、GMRセンサ210Bの上方にはマグネット203が位置しており、これによりGMRセンサ210B内を磁束が通過して抵抗値が低下する。一方、GMRセンサ210Aにはマグネット203からの磁界が及ばないので抵抗値に変化はない。従って、出力部220での出力信号はHiレベルとなる。これをプロットすると図5(c)のようになり、GMRセンサ210Bの抵抗値はGMRセンサ210Aの抵抗値よりも、マグネット203からの磁束密度に対応した分だけ低下した値となっている。
従って、出力部220における出力がHiレベルかLoレベルかどうかを検出することにより、図4(a)に示すバックル非装着状態か図5(a)に示すバックル装着状態かを容易に判断することができる。
尚、上記のGMRセンサ以外でも、例えば、MR(Magneto Resistance:磁気抵抗素子)センサ、ホール素子等が磁気検出器として使用できる。このGMRセンサ210A、210Bは、図2等に示すように、基板211に実装された状態で、ケース14に取り付けられるが、GMRセンサ210A、210Bは、ケース14以外に、例えば、底板22に取り付けられてもよい。また、バックルスイッチ2のハウジング201に取り付けられてもよく、この場合には、ハウジング201に検出対象であるマグネット203と検出器であるGMRセンサ210A、210Bを備え、これのみで完成した検出器ユニットを構成することができる。
以下において、バックル未装着状態からバックル装着状態までのメカ動作を説明する。図1に示されるように、上記した側壁32の間には底板22の長手方向他端側からタングプレート130が挿入される。タングプレート130は金属板材により形成された基部132を備えている。基部132にはタングプレート130が側壁32の間に挿入された状態で側壁32の対向方向に沿って長手となるスリット孔134が形成されており、長尺帯状のウエビングベルト140の長手方向中間部が挿通される。
ウエビングベルト140はその基端部が図示しないウエビング巻取装置の巻取軸に係止されており、ウエビングベルト140を巻き取る方向へ巻取軸を付勢するための渦巻きコイルばね等の巻取軸付勢手段の収納付勢力がウエビングベルト140に作用している。
また、基部132には挿入板部136が形成されている。挿入板部136は幅寸法が側壁32の間隔よりも小さく、実際にはタングプレート130のうち、挿入板部136が側壁32の間に挿入されることになる。
挿入板部136には厚さ方向に貫通した貫通孔138が形成されており、挿入板部136が側壁32の間で底板22の長手方向一端側の所定位置に達した状態では、後述するラッチ50の係合片58が貫通可能となり、貫通孔138に係合片58が貫通することで、バックル装置1からのタングプレート130の抜き出しが規制されるようになっている。
一方、図1、図2に示されるように、バックル装置1はラッチ50を備えている。ラッチ50は基部52を備えている。ラッチ50の姿勢にもよるが、基部52は概ね両側壁32の対向方向に沿って長手方向で、底板22の長手方向に沿って厚さ方向とされた平板状に形成されており、その長手方向両端部は両側壁32に形成された支持部としての支持孔54に入り込んでいる。基部52(すなわち、ラッチ50)は支持孔54の内周部に干渉されるまで基部52の長手方向を軸方向として所定角度回動可能に支持されている。
また、基部52の長手方向中間部側の幅方向一端からは、基部52の幅方向一方へ向けて平板状の連結部56が延出されており、更に、基部52とは反対側の連結部56から、底板22側へ向けて係合片58が延出されている。
係合片58の先端部58aは、底板22に形成された貫通孔60に対応しており、ラッチ50が変位することによって、係合片58が貫通孔60に入り込むことができる。
図1、図2に示されるように、ラッチ50の係合片58の先端部に対応して上述したイジェクタ34の厚さ方向一方(底板22とは反対側)の面には、載置片62が一体的に設けられている。イジェクタ34には、上述のように、バックルスイッチ2のストローク用スプリング204からの付勢力が作用している。
ストローク用スプリング204からの付勢力以外の外力が作用していない状態での到達位置にイジェクタ34が位置している状態で、底板22の厚さ方向に沿って係合片58の先端部と対向するように載置片62が設けられている。係合片58の先端部との対向状態で載置片62は係合片58の先端部に干渉して底板22へ接近する方向への係合片58の移動(すなわち、ラッチ50の移動)を規制する。
また、基部52の長手方向両端側からはストッパ64が延出されている。ストッパ64は、先端側がストローク用スプリング204の付勢力に抗したイジェクタ34のスライド軌跡上に位置するように形成されており、ストローク用スプリングの付勢力に抗してイジェクタ34が所定距離スライドするとイジェクタ34がストッパ64に当接する。
さらに、ラッチ50の連結部56を介してベース20の底板22とは反対側にはロック部材70が配置されている。ロック部材70は基部72を備えている。基部72は両側壁32の対向方向に沿って長手方向とされた略角棒状とされている。
基部72の両端部は両側壁32に形成された係合孔74に入り込んでいる。係合孔74は貫通孔60よりも側壁32の長手方向他端側に形成されており、基部72は自らの長手方向を軸周りに回動可能に側壁32に支持されている。基部72の長手方向両端側には一対の略扇状のロック片76が形成されている。ロック片76は連結部56(ラッチ50)の幅方向両端部から延出された当接片78に対応しており、ロック片76は当接片78に当接している。
また、基部72の長手方向中間部には当接部80が形成されている。当接部80は、ラッチ50の係合片58が底板22から離間した状態で係合片58に当接する。
一方、バックル装置1は解除手段としての解除ボタン90を備えている。解除ボタン90は操作用の押圧部92を備えている。押圧部92は押圧面が底板22の長手方向他端側へ向いた板状で、両側壁32の対向方向に沿って長手方向とされている。
押圧部92の長手方向両端近傍からは底板22の長手方向一端側へ向けて側壁94が延出されている。これらの側壁94は上述した側壁32の対向方向に沿って互いに対向していると共に、底板22とは反対側の端部が上壁96により連結され、全体的には底板22へ向けて開口した凹形状とされている。
両側壁94の押圧部92とは反対側の端部からは、それぞれアーム98が側壁94の対向方向に沿って互いに対向するように延出されている。両アーム98の先端部には、他方のアーム98へ向けて係合突起100が形成されており、側壁32に形成されたガイド孔102に入り込んでいる。ガイド孔102は底板22の長手方向に沿って長手の長孔とされている。係合突起100はガイド孔102の内周部によって底板22の長手方向に沿って所定範囲変位可能とされており、これにより、ガイド孔102によって解除ボタン90の移動方向が底板22の長手方向に規制されている。
また、押圧部92とロック部材70との間には、ストッパ110が配置されている。ストッパ110は、側壁94の対向方向に沿って長手方向とされた板状の基部112を備えている。基部112の長手方向両端側には、基部112の長手方向に沿ってみた場合に底板22へ向けて開口した凹形状の一対の係合片114が形成されており、これらの係合片114が上述したロック部材70の基部72に係合することでストッパ110がロック部材70に支持されている。
さらに、ストッパ110の両係合片114の近傍には、上述した解除ボタン90の係合突起100へ干渉可能に干渉部116が形成されている。
また、ストッパ110と解除ボタン90の押圧部92との間には、圧縮コイルスプリング118が配置されており、その一端は押圧部92の押圧面とは反対側へ当接している。これに対して圧縮コイルスプリング118の他端はストッパ110の基部112に当接しており、これによって、ストッパ110を押圧部92から離間させる方向へ付勢している。
本バックル装置1では図2に示されるタング抜取状態でタングプレート130の挿入板部136をケース14のタング挿入口18から挿入すると、図3(a)等に示されるように、挿入板部136の先端部がイジェクタ34の端部に当接して押圧し、ストローク用スプリング204の付勢力に抗してイジェクタ34を底板22の長手方向一端側へスライドさせる。
イジェクタ34が底板22の長手方向一端側へ所定量スライドすると、イジェクタ34の載置片62とラッチ50の係合片58との対向状態が解除されると共に、イジェクタ34がラッチ50のストッパ64を押圧して、ラッチ50を回動させる。
これにより、係合片58の先端部が底板22へ接近移動する。また、この状態では、挿入板部136の貫通孔138と、底板22に形成された貫通孔60とが重なり合う。したがって、この状態では図5に示されるように、回動した係合片58が挿入板部136の貫通孔138と底板22の貫通孔60を貫通する。
また、ラッチ50が回動することで、ラッチ50の係合片58とロック部材70の当接部80との当接状態が解除される。ここで、ロック片76はストッパ110を介して圧縮コイルスプリング118の付勢力を受けるため、ラッチ50の回動に連動するように圧縮コイルスプリング118の付勢力でロック部材70が回動し、ロック片76がラッチ50の当接片78に当接する。このため、係合片58が底板22から離間する方向へのラッチ50の回動が規制され、タングプレート130がバックル装置1内に保持され、バックル装着状態となる。
(本発明の実施の形態の効果)
上記示したバックル非装着状態とバックル装着状態において、外部から外乱磁界が作用すると、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの抵抗値が変化する。図6(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態を示す状態検出装置の断面図であって、上から下方向に外部磁場が作用している場合を示す図である。また、図6(b)は、磁束密度BとGMRセンサの抵抗値との関係を示す特性図であり、上から下方向に外部磁場が作用しているときの各GMRセンサの抵抗値Rをグラフ上にプロットした図である。外部磁場による磁束は、マグネット203およびバイアス磁石212による磁束と同じ方向に作用するので、図6(b)に示すように、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの抵抗値は共に低下する。しかし、この両GMRセンサへの影響は出力部220では相殺されて、出力値(Loレベル)に変化はない。
上記示したバックル非装着状態とバックル装着状態において、外部から外乱磁界が作用すると、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの抵抗値が変化する。図6(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態を示す状態検出装置の断面図であって、上から下方向に外部磁場が作用している場合を示す図である。また、図6(b)は、磁束密度BとGMRセンサの抵抗値との関係を示す特性図であり、上から下方向に外部磁場が作用しているときの各GMRセンサの抵抗値Rをグラフ上にプロットした図である。外部磁場による磁束は、マグネット203およびバイアス磁石212による磁束と同じ方向に作用するので、図6(b)に示すように、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの抵抗値は共に低下する。しかし、この両GMRセンサへの影響は出力部220では相殺されて、出力値(Loレベル)に変化はない。
また、図7(a)は、タングプレートがバックル本体に挿入される前の状態を示す状態検出装置の断面図であって、下から上方向に外部磁場が作用している場合を示す図である。また、図7(b)は、磁束密度BとGMRセンサの抵抗値との関係を示す特性図であり、下から上方向に外部磁場が作用しているときの各GMRセンサの抵抗値をグラフ上にプロットした図である。外部磁場による磁束は、マグネット203およびバイアス磁石212による磁束と逆の方向に作用するので、図7(b)に示すように、GMRセンサ210AとGMRセンサ210Bの抵抗値は共に増加する。しかし、この両GMRセンサへの影響は出力部220では相殺されて、出力値(Hiレベル)に変化はない。
上記と同様にして、タングプレートがバックル本体に挿入された後のバックル装着状態において、下から上、あるいは、上から下方向に外部磁場が作用しても、各GMRセンサの抵抗値は変化するが、両GMRセンサへの影響は出力部220では相殺されて、出力値(HiまたはLoレベル)は変化しない。
上記示した効果により、外部磁場を受けた場合でもその影響を相殺して状態検出を行なうことができる状態検出装置及びそれを用いたバックル装置を提供することができる。
尚、本発明の実施の形態は、上記示した形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、バイアス磁石212として長尺状のものを使用したが、各GMRセンサ210A、210Bの検出範囲にバイアス磁界をかける個別のバイアス磁石を備えた構成とすることもできる。この別構成例を、図8(a)、図8(b)として、それぞれ図3(a)図3(b)に対応した形で図示する。これによれば、バイアス磁石212が長尺になる場合でも、バイアス磁石212Aと212B等のように分割できる。特に、バックル装着状態と非装着状態のストロークが大きい場合には効果的である。また、GMRセンサ210A、210Bが実装された基板211を水平に配置しても、マグネット203のスライド変化による磁束密度の変化を検出することができ、同様にバックル装着、非装着を判別することが可能である。
1…バックル装置、2…バックルスイッチ、14…ケース、16…アンカ挿入口、18…タング挿入口、20…ベース、22…底板、24…アンカプレート、32…側壁、34…イジェクタ、34a…押圧突起部、36…ガイド孔、50…ラッチ、52…基部、54…支持孔、56…連結部、58…係合片、58a…先端部、60…貫通孔、62…載置片、64…ストッパ、70…ロック部材、72…基部、74…係合孔、76…ロック片、78…当接片、80…当接部、90…解除ボタン、92…押圧部、94…側壁、96…上壁、98…アーム、100…係合突起、102…ガイド孔、110…ストッパ、112…基部、114…係合片、116…干渉部、118…圧縮コイルスプリング、130…タングプレート、132…基部、134…スリット孔、136…挿入板部、138…貫通孔、140…ウエビングベルト、201…ハウジング、201a…開口部、201b…底部、202…スライド部、203…マグネット、204…ストローク用スプリング、206…イジェクタ用スプリング、210A、210B…GMRセンサ、211…基板、212…バイアス磁石、220…出力部
Claims (5)
- 筐体と、
前記筐体により移動可能に支持されるスライド部と、
前記スライド部に連動して移動する永久磁石と、
前記永久磁石の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器と、
前記永久磁石の第2の移動位置に対応して配置され、前記第1の磁気検出器と直列に接続された第2の磁気検出器と、
前記第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石と、を有し、
前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器の前記接続部での出力を前記永久磁石の移動する位置状態として検出することを特徴とする状態検出装置。 - 前記第1及び第2の磁気検出器は、GMR(Giant Magneto Resistance:巨大磁気抵抗素子)センサであることを特徴とする請求項1に記載の状態検出装置。
- 車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレートの挿入及び保持が可能な装置本体と、
前記装置本体内に載置される請求項1又は2の状態検出装置と、
を有することを特徴とするバックル装置。 - 車両のシートベルト装置のウエビングに設けられたタングプレートの挿入及び保持が可能な装置本体と、
前記装置本体において移動可能に支持されるスライド部と、
前記スライド部に連動して移動する永久磁石と、
前記永久磁石の第1の移動位置に対応して配置された第1の磁気検出器と、
前記永久磁石の第2の移動位置に対応して配置され、前記第1の磁気検出器と直列に接続された第2の磁気検出器と、
前記第1及び第2の磁気検出器にバイアス磁界を与えるバイアス磁石と、を有し、
前記第1の磁気検出器と前記第2の磁気検出器の前記接続部での出力を前記永久磁石の移動する位置状態として検出することを特徴とするバックル装置。 - 前記第1及び第2の磁気検出器は、GMRセンサであることを特徴とする請求項4に記載のバックル装置。
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A02 | Decision of refusal |
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