JP2014134019A - 車両用ドアラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出部の信頼性を向上させるとともに、構成部品点数を削減することを可能とした車両用ドアラッチ装置を提供する。
【解決手段】車両用ドアラッチ装置１０は、ストライカ３を進入又は退避する案内孔１１ａが形成された第１の部材１１に支持され、案内孔１１ａにストライカ３を保持するフルラッチ位置、又はストライカ３を案内孔１１ａから開放するアンラッチ位置に回転するラッチ１５と、ラッチ１５の回転位置を検出するラッチ位置検出センサ２０とを備えている。ラッチ位置検出センサ２０は、ラッチ１５に設けられたマグネット２１と、マグネット２１の着磁方向に対向して、第１の部材１１に対向する第２の部材１２に設けられた磁気抵抗素子２２とにより構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両のドアに装着される車両用ドアラッチ装置に関する。

車両ドアに装着される従来のドアロック装置としては、例えば車両ドアを半ドア状態及びドア閉状態で保持するラッチ機構を備えたドアロック装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１記載の従来のドアロック装置におけるラッチ機構は、車体側のストライカに対して車両ドアを進入又は退避させることで回転するラッチを備えている。そのラッチには、ドアハンドルからの操作力を伝達可能に回転するポールが保持又は開放可能に係合されている。

この従来のラッチには、連結ピンが可動端子として連結されており、その連結ピンの回転に基づいてラッチの回転位置を検出するためのロータリースイッチが設けられている。

特開２０１０−８４３２１号公報

上記特許文献１記載の従来のラッチ機構は、固定端子に対して可動端子を接触又は離間動作させるロータリースイッチによりラッチの回転位置を検出する構造であるので、車両ドア開閉時における衝撃や振動等により可動端子が固定端子に誤接触するという問題点があった。

上記従来のラッチ機構は、可動端子に対する固定端子をラッチの連結ピンの回転範囲の全域に形成する構造であり、構成部品点数が多い。そのため、他の構成部品の設置の自由度は小さい。

従って、本発明の目的は、位置検出部の信頼性を向上させるとともに、構成部品点数を削減することを可能とした車両用ドアラッチ装置を提供することにある。

［１］本発明は、ストライカを進入又は退避する案内孔が形成された第１の部材と、前記第１の部材に対向する第２の部材と、前記第１の部材に支持され、前記案内孔に前記ストライカを保持するフルラッチ位置、又は前記ストライカを前記案内孔から開放するアンラッチ位置に回転するラッチと、前記ラッチの回転位置を検出するラッチ位置検出センサと、を備えており、前記ラッチ位置検出センサは、前記ラッチに設けられたマグネットと、前記マグネットの着磁方向に対向して前記第２の部材に設けられた磁気抵抗素子とにより構成されてなることを特徴とする車両用ドアラッチ装置にある。

［２］上記［１］記載の前記ラッチ位置検出センサは、前記ラッチの回転中心軸線上に設けられてなることを特徴とする。

［３］上記［１］又は［２］記載の前記磁気抵抗素子は、ＭＲ素子からなることを特徴とする。

本発明の車両用ドアラッチ装置によると、位置検出部の信頼性を向上させることができる。それに加えて、構成部品点数を削減することが可能となる。

本発明の代表的な実施の形態に係るドアラッチ装置が装着される車両ドアの正面図である。 実施の形態に係るドアラッチ装置のロック状態を説明するための要部側面図である。 実施の形態に係るドアラッチ装置を説明するための要部分解斜視図である。 実施の形態に係るドアラッチ装置を説明するための要部断面図である。 実施の形態に係る位置検出部の回路構成の一例を説明するためのブロック図である。 実施の形態に係る位置検出部の出力であるＭＲセンサ信号の一例を示す電圧出力図である。 （ａ）はドアラッチ装置の変形例を説明するための図であり、（ｂ）はドアラッチ装置の他の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（ドアラッチ装置の全体構成）
図１及び図２において、全体を示す符号１０は、車体１のドア２に装着されるドアラッチ装置である。このドアラッチ装置１０は、車体１に固定されたストライカ３を係止することでドア２を閉状態に保持するラッチ状態とし、ストライカ３の係止を解除することでドア２の保持を解除するアンラッチ状態とするものである。

このドアラッチ装置１０は、図１〜図４に示すように、第１の部材である金属性のベース１１と、このベース１１とは所定の間隔をもって対向して配置された第２の部材である樹脂製のカバー１２とを組み付けたケーシング１３を備えている。

このケーシング１３の内部には、図１〜図４に示すように、ストライカ３に対して係脱可能なラッチ機構１４が組み付けられている。ケーシング１３のベース１１には、ストライカ３の進退動を案内する案内孔１１ａが形成されている。

このラッチ機構１４に直交して配置された図示しないロック機構配設部には、同じく図示を省略したロック機構が組み付けられている。このロック機構は、キーシリンダ４やドアハンドル５等の操作に伴い、ラッチ機構１４のストライカ係止解除が不可能なロック状態あるいはストライカ係止解除が可能なアンロック状態に切り換える構成となっている。

この実施の形態に係るドアラッチ装置１０は、ラッチ機構１４に主要な特徴部を有している。一方のロック機構は、例えばレバー、リンク、ロッドや電動アクチュエータ等のドア開閉部材からなり、従来から用いられている各種の構造及び機能を採用することができるものであるので、その詳細な説明は省略する。

（ラッチ機構の構成）
このラッチ機構１４は、図２〜図４に示すように、ストライカ３に対して係止又は離脱可能なラッチ１５と、ラッチ１５のストライカ３に対する係止状態を保持又は開放可能なポール（ラチェット）１６とを備えている。このラッチ１５とポール１６とは、ベース１１に回転可能に支持されている。

このラッチ１５は、図２〜図４に示すように、ベース１１に固定されたラッチ支持軸１５ａに回転可能に支持する軸孔１５ｂと、ベース１１の案内孔１１ａを介してストライカ３を係脱する係脱孔１５ｃと、係脱孔１５ｃを形成する第１及び第２の爪部１５ｄ，１５ｅとを有している。

このラッチ１５の第１の爪部１５ｄは、図２〜図４に示すように、ドア開状態と半ドア状態との間においてポール１６と摺動可能に係合する。一方の第２の爪部１５ｅは、半ドア状態とドア閉状態との間においてポール１６と摺動可能に係合する。

このラッチ１５は、ラッチ支持軸１５ａの外周に同軸上に配置された図示しないねじりコイルバネより回転規制されている。このねじりコイルバネにより、ラッチ１５は、ストライカ３がラッチ１５から離脱可能なアンロック方向（図２からみて時計回り方向）となるラッチ復帰方向に付勢されるようになっている。

このラッチ１５は、ストライカ３の係止状態を解除するラッチフリー位置（アンラッチ位置）と、ストライカ３の係止状態を維持するフルラッチ位置と、ストライカ３をラッチフリー位置及びフルラッチ位置の間に維持するハーフラッチ位置との３つの回転位置でポール１６により係止される。

一方のポール１６は、図２〜図４に示すように、ベース１１に回転可能に支持されたポール支持軸１６ａと、ラッチ１５の爪部１５ｄ，１５ｅに係合する係合受部１６ｂとを有している。

このポール１６は、ラッチ１５の爪部１５ｄ，１５ｅにおけるラッチ復帰方向の回転を規制するものであり、ポール支持軸１６ａの外周に同軸上に配置された図示しないねじりコイルバネにより回転規制されている。このねじりコイルバネにより、ポール１６の係合受部１６ｂは、図２からみて反時計回り方向に付勢されるようになっている。

（ラッチ機構の動作）
以上のように構成されたドアラッチ装置１０によると、ドア２を閉じることで、ストライカ３がベース１１の案内孔１１ａとラッチ１５の係脱孔１５ｃとに進入する。ラッチ１５は、ドア２の閉じ力に伴うストライカ３の押圧力により、ねじりコイルバネの付勢力に抗して反時計回り方向に回転する。ラッチ１５が回転すると、ポール１６は、ラッチ１５の爪部１５ｄ，１５ｅに沿って摺動することでラッチ１５の回転力を受けながら、ねじりコイルバネの付勢力に抗して時計回り方向に回転する。

このポール１６の係合受部１６ｂがラッチ１５の爪部１５ｅを乗り越えると、ポール１６の係合受部１６ｂがねじりコイルバネの付勢力によりラッチ１５の爪部１５ｅに係止する。これにより、ラッチ１５とストライカ３との係止が維持される。ラッチ１５は、フルラッチ状態となり、ドア２を全閉状態に保持する。

なお、ラッチ１５は、ストライカ３がラッチ１５の係脱孔１５ｃの開口に進入したとき、ポール１６の係合受部１６ｂがラッチ１５の爪部１５ｄに係止することで、ドア２を半閉状態に保持するハーフラッチ状態となる。

ラッチ１５がフルラッチ状態にあり、キーシリンダ４やドアハンドル５等を操作すると、ポール１６の係合受部１６ｂがねじりコイルバネの付勢力に抗して時計回り方向に回転する。これにより、ポール１６の係合受部１６ｂとラッチ１５の爪部１５ｅとの係止が解除されることから、ドア２が開放可能な状態となる。

ドア２を開くと、ストライカ３がベース１１の案内孔１１ａとラッチ１５の係脱孔１５ｃとから離脱する。ラッチ１５は、ラッチ１５のねじりコイルバネの付勢力により時計回り方向に復帰回転する。ラッチ１５は、アンラッチ状態となり、ドア２が全開状態となる。

（ラッチ位置検出センサの構成）
このラッチ機構１４の最も主要な構成は、ラッチ１５の回転位置を検出するラッチ位置検出センサ２０にある。このラッチ位置検出センサ２０は、図２〜図４に示すように、２極の円形のマグネット２１と、マグネット２１の磁束の向きの回転変化を検出する磁気検出素子であるＭＲ（Magneto Resistance）センサ２２とにより構成されており、ベース１１とカバー１２とで囲まれた空間に設置されている。

このラッチ機構１４には、図２〜図４に示すように、ラッチ１５の背面に突出して形成された係止ピン１５ｆに取り付けられたホルダ２３が備えられている。この係止ピン１５ｆは、ラッチ１５の回転中心となるラッチ支持軸１５ａ（軸孔１５ｂ）から側方にずれた位置に突出している。

このラッチ１５の係止ピン１５ｆには、図２〜図４に示すように、ホルダ２３の一端部が貫通して固定されている。このホルダ２３には、着磁された状態でマグネット２１が固定されている。マグネット２１としては、例えばプラスチックマグネット、フェライトやネオジウム等の各種の永久磁石を用いることができる。

このマグネット２１は、図２〜図４に示すように、ラッチ支持軸１５ａ（軸孔１５ｂ）の回転中心軸線ＣＲ上に配置されている。このマグネット２１は、円形の平面を中心として対称に配置されたＮ極及びＳ極の２極に着磁されている。着磁方向としては、これに限定されるものではなく、例えば他の着磁方向であっても構わない。

このマグネット２１は、ラッチ１５の回転に伴い円形の中心軸を中心として一体回転する。ラッチ１５の回転により磁束（磁界）が回転又は移動するので、マグネット２１が発生する磁束（磁界）方向が変化する。この磁界方向をＭＲセンサ２２により検出することで、ラッチ１５の回転角（回転位置）を計測することが可能である。

このラッチ機構１４におけるケーシング１３のカバー１２には、図４に示すように、基板２４が取り付けられている。その基板２４には、ＭＲセンサ２２や図示しない電子部品が搭載されている。このＭＲセンサ２２の中心は、ラッチ支持軸１５ａ（軸孔１５ｂ）と同一の回転中心軸線ＣＲ上に配置されており、マグネット２１の中心と合致している。

このＭＲセンサ２２は、外部から受ける磁束の方向によって抵抗値が変化するＭＲ素子を配置することで、その磁束の方向、すなわちＭＲ素子の感磁方向に対する外部の磁界の正弦成分に比例した値を出力する。このＭＲセンサ２２により、ラッチ１５がラッチフリー位置、フルラッチ位置、及びハーフラッチ位置のうちのどの位置に配置されているのかが検出される。

図５を参照すると、図５には、ＭＲセンサ２２の出力である３つのポジション信号を車両の制御に適用した一例が示されている。

このＭＲセンサ２２は、図５に示すように、ＭＲ素子をブリッジ回路２２ａによって構成しており、その中点電圧の差分をプリアンプ２２ｂ（オペアンプ）を介してボディＥＣＵ３０へ出力するようになっている。ブリッジ回路２２ａは、予め定めた感磁方向を有しており、その感磁方向に対する外部の磁界の正弦成分に比例した値をＭＲセンサ信号Ｓとして出力する。

図６には、このＭＲセンサ信号Ｓを示す電圧出力の一例が示されている。感磁方向と外部の磁界の方向が一致したとき、又は感磁方向と外部の磁界の方向が逆向きのとき、出力値が最大又は最小となる。感磁方向と外部の磁界の方向が直交したとき、出力値は最小又は最大となる。

図示例では、ドア２をロックするロック位置と、ドア２をアンロックするアンロック位置との間のドア２のハーフロック位置に相当するラッチ１５のハーフラッチ位置においてＶ_２とし、ドア２のロック位置に相当するラッチ１５のフルラッチ位置においてＶ_１（＞Ｖ_２）とし、ドア２のアンロック位置に相当するラッチ１５のラッチフリー位置においてＶ_３（＜Ｖ_２）とする３つのポジションを検出可能とするアナログ出力が生成される。

ドア２のハーフロック位置、ロック位置、及びアンロック位置の３つのポジション信号であるＭＲセンサ信号Ｓが入力されたボディＥＣＵ３０は、ＭＲセンサ信号Ｓを３つの閾値により３値化する。このボディＥＣＵ３０は、ＭＲセンサ信号Ｓに基づくドア２のハーフロック位置、ロック位置、及びアンロック位置の３つのポジション信号を種々の制御に使用する。

なお、ＭＲセンサ信号Ｓに基づき複数の閾値を設定することで３値以上の多値出力とすることが可能であり、ドア２のハーフロック位置、ロック位置、及びアンロック位置以外の任意の位置を検出することも可能である。また、ＭＲセンサ２２以外の磁気検出素子としては、例えばＧＭＲ素子、ホール素子やホールＩＣ等の磁気検出素子を用いることができる。

（実施の形態の効果）
以上のように構成された実施の形態に係るドアラッチ装置１０は、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

（１）機械式スイッチに代えて、ドア２の開閉位置を非接触により検出可能であることから、ドア開閉時における衝撃や振動等により誤接触することなく、確実な検出が可能となる。
（２）ＭＲセンサ２２は、マグネット２１から発生する磁束（磁界）の向きの回転変化を検出し、１個のＭＲセンサ２２で連続的にＭＲセンサ信号Ｓを出力することができるので、ドアラッチ装置１０の構成部品における取付位置の制約がなく、配置の自由度を向上させることが可能となる。
（３）ＭＲセンサ２２は、マグネット２１から発生する磁束の向きの回転変化を検出するので、マグネット２１の形状を単純化することが可能となる。
（４）ラッチ１５の回転に応じて、ＭＲセンサ信号Ｓとして連続信号が出力されるので、ラッチフリー位置、フルラッチ位置、及びハーフラッチ位置の３ポジション以外の任意のラッチ回転位置を検出することが可能である。
（５）ラッチ１５の回転により、マグネット２１から発生する磁束がラッチ支持軸１５ａの回転中心軸線ＣＲ上を回転し、この回転磁界の方向の変化を回転中心軸線ＣＲ上に配置されたＭＲセンサ２２によって検出することができるので、ラッチ１５の回転状態をダイレクトに検出することができるようになり、検出精度に優れたラッチ位置検出センサ２０が効果的に得られる。
（６）ラッチ１５の回転により、磁束（磁界）もラッチ支持軸１５ａの回転中心軸線ＣＲ上を回転し、ラッチ支持軸１５ａの回転中心軸線ＣＲ上に配置されたＭＲセンサ２２においてマグネット２１の磁束の方向の変化を検出することから、マグネット２１とＭＲセンサ２２との位置ずれを小さくすることができる。

［変形例］
本発明に係るドアラッチ装置１０は、例えば図７（ａ）及び（ｂ）に示すような変形例も可能である。

上記実施の形態にあっては、ラッチ１５のラッチ支持軸１５ａと同一の回転中心軸線ＣＲ上にラッチ位置検出センサ２０を配置した構成であったものを、この変形例では、ラッチ支持軸１５ａ（軸孔１５ｂ）を中心とする円周上にマグネット２１とＭＲセンサ２２とのそれぞれを配置している点で、上記実施の形態とは大きく異なっている。

なお、図７（ａ）及び（ｂ）において、上記実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。

図７（ａ）において、マグネット２１は、ラッチ１５の回転中心軸線ＣＲを中心とする円弧形状に形成されており、その円弧形状両側の周方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されている。一方のＭＲセンサ２２は、Ｎ極となる第１の面と、Ｓ極となる第２の面とのそれぞれの点において対向して配置されている。

このマグネット２１の周方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されることで、マグネット２１にはＮ極からＳ極へ磁束線が出る。この磁束線が磁界の方向となることから、磁束線はマグネット２１の周方向に通る。

このマグネット２１としては、図７（ｂ）に示すように、半径方向外周面側にＮ極となる第１の面を有するとともに、半径方向内周面側にＳ極となる第２の面を有する構成を用いることができる。マグネット２１の半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されている。

このマグネット２１の半径方向半々ずつがそれぞれＮ極及びＳ極に着磁されることで、マグネット２１にはＮ極からＳ極へ磁束線が出る。この磁束線が磁界の方向となることから、磁束線はマグネット２１の半径方向となる。図示例では、磁束線がマグネット２１の外周面側を下向きに通り、マグネット２１の内周面側を上向きに通ることになる。

図７（ａ）及び（ｂ）に示す変形例にあっても、マグネット２１から発生する磁束の向きがラッチ１５の回転に基づき変化することから、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…車体、２…ドア、３…ストライカ、４…キーシリンダ、５…ドアハンドル、１０…ドアラッチ装置、１１…ベース、１１ａ…案内孔、１２…カバー、１３…ケーシング、１４…ラッチ機構、１５…ラッチ、１５ａ…ラッチ支持軸、１５ｂ…軸孔、１５ｃ…係脱孔、１５ｄ，１５ｅ…爪部、１５ｆ…係止ピン、１６…ポール、１６ａ…ポール支持軸、１６ｂ…係合受部、２０…ラッチ位置検出センサ、２１…マグネット、２２…ＭＲセンサ、２２ａ…ブリッジ回路、２２ｂ…プリアンプ、２３…ホルダ、２４…基板、３０…ボディＥＣＵ、ＣＲ…回転中心軸線

Claims (3)

1. ストライカを進入又は退避する案内孔が形成された第１の部材と、
   前記第１の部材に対向する第２の部材と、
   前記第１の部材に支持され、前記案内孔に前記ストライカを保持するフルラッチ位置、又は前記ストライカを前記案内孔から開放するアンラッチ位置に回転するラッチと、
   前記ラッチの回転位置を検出するラッチ位置検出センサと、
   を備えており、
   前記ラッチ位置検出センサは、前記ラッチに設けられたマグネットと、前記マグネットの着磁方向に対向して前記第２の部材に設けられた磁気抵抗素子とにより構成されてなることを特徴とする車両用ドアラッチ装置。
2. 前記ラッチ位置検出センサは、前記ラッチの回転中心軸線上に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の車両用ドアラッチ装置。
3. 前記磁気抵抗素子は、ＭＲ素子からなることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用ドアラッチ装置。

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