(57)【要約】  磁気近接センサは、離間した第１および第２のウイングを含む。各ウイングは、その角部近くの縁またはその角部から外方に延在する突出部を有する。突出部は、互いに対向し、細い空隙領域をもたらす。各ウイングに固定される磁石アセンブリは、その空隙を横断して延在し、突出部から間隔を置いて配置される。磁気センサ素子は、細い空隙領域に配置される。磁石アセンブリは、磁束を第１のウイングに向けて発する。磁束は、第１のウイングおよびその突出部を通り、細い空隙領域を横断して、第２のウイングの突出部へと進む。第２のウイングは、磁束に磁石アセンブリへの戻りパスをもたらす。磁気近接センサは、対象物が近づくと減少した磁束を感知する。【選択図】図１
2019504302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気近接センサであって、
第１のウイングであり、その縁から外方に突出する突出部を含む、第１のウイングと、
第２のウイングであり、その縁から外方に突出する突出部を含み、前記縁が前記第１のウイングの前記縁から離間し、前記第１のウイングの前記縁と対向して間に空隙を形成し、前記突出部が、間に細い空隙領域を形成するようにお互いに対向する、第２のウイングと、
前記第１のウイングの前記縁に隣接するように前記第１のウイングに固定され、前記第２のウイングの前記縁に隣接するように前記第２のウイングに固定される、磁石アセンブリであり、前記細い空隙領域から間隔を置いて配置され、前記空隙を横断して延在し磁束を前記第１のウイングの方に向けて発するように整列される、磁石アセンブリと、
前記第１のウイングと前記第２のウイングとの間の前記細い空隙領域に配置される磁気センサ素子と
を備え、
前記磁石アセンブリが、前記第１のウイングの方に向けて磁束を発し、前記磁束が、前記第１のウイングおよび前記第１のウイングの突出部を通り、前記磁気センサ素子を含む前記細い空隙領域を横断して、前記第２のウイングの突出部を通り、前記第２のウイングを経由して前記磁石アセンブリに戻る、
磁気近接センサ。
【請求項２】
磁石アセンブリが、磁束を発する、前記第１のウイングに隣接する第１の端部と、前記磁束を受ける、前記第２のウイングに隣接する第２の端部とを有する、永久磁石を含む、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項３】
前記磁石アセンブリが、磁束発生装置を含む、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項４】
前記磁気センサ素子が、ホール効果センサを含む、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項５】
前記第１のウイングおよび前記第２のウイングが、共通平面内に整列され、前記第２のウイングが、前記第１のウイングの鏡像である、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項６】
前記第１のウイングおよび前記第２のウイングが、本質的に同じ平面内に配置され、高透磁率材料をそれぞれ含む、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項７】
近づいてくる対象物が、前記磁気センサ素子によって感知される磁束の少なくとも一部分についての別のパスをもたらし、前記磁気センサ素子によって感知される磁束の減少が、近づいてくる対象物の近さを示す、請求項６に記載の磁気近接センサ。
【請求項８】
近づいてくる対象物が、前記磁気近接センサの前記第１のウイングの平坦面および前記第２のウイングの平坦面と対向する、磁束を引きつける高透磁率材料の実質的に矩形の平らなシートを有する、請求項７に記載の磁気近接センサ。
【請求項９】
前記第１のウイングの前記縁が、互いに対向する前記突出部を除いて、前記第２のウイングの前記縁に対して実質的に平行である、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項１０】
前記第１のウイングおよび前記第２のウイングのそれぞれが、実質的に矩形形状を有し、外方に向く前記突出部が、外方に向く実質的に直線の縁部分をそれぞれ含み、前記ウイングおよび前記突出部のそれぞれが、その互いに対向する面において実質的に平坦である、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項１１】
前記磁気近接センサの長さの約２５％以上約５０％以下の高さを有する、請求項１０に記載の磁気近接センサ。
【請求項１２】
前記ウイングのそれぞれの前記突出部が、全体的に三角形の突出部であり、平坦である、請求項１０に記載の磁気近接センサ。
【請求項１３】
前記ウイングが、高透磁率の薄い金属シートと、それに対してモノリシックな突出部とをそれぞれ含む、請求項１２に記載の磁気近接センサ。
【請求項１４】
前記突出部の間の前記細い空隙領域が、前記第１のウイングの角部および前記第２のウイングの角部の近くにある、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項１５】
前記第１のウイングおよび前記第２のウイングが、共通平面内に整列され、前記第２のウイングが、前記第１のウイングに対して非対称である、請求項１に記載の磁気近接センサ。
【請求項１６】
磁気近接センサであって、
実質的に平坦な面と、縁から突出する突出部とを有する、第１のウイングと、
実質的に平坦な面と、その縁から突出する突出部とを有する、第２のウイングであり、前記第２のウイングの前記縁が、前記第１のウイングの前記縁から離間し、前記第１のウイングの前記縁と対向して間に空隙を形成し、前記突出部が、前記第１のウイングと前記第２のウイングとの間に細い空隙領域をもたらすようにお互いに対向する、第２のウイングと、
前記第１のウイングの前記縁近くまたは縁において前記第１のウイングに固定され、前記第２のウイングの前記縁近くまたは縁において前記第２のウイングに固定される、磁石アセンブリであり、前記細い空隙領域から間隔を置いて配置され、前記空隙を実質的に横断して延在し、磁束を前記第１のウイングの方に向けて発するように整列される、磁石アセンブリと、
前記第１のウイングと前記第２のウイングとの間の前記細い空隙領域近くに配置される磁気センサ素子と
を備え、
前記磁石アセンブリが、磁束を前記第１のウイングに向けて発し、前記磁束の少なくとも一部分が、前記第１のウイングおよび前記第１のウイングの突出部を通り、前記細い空隙領域を横断して、前記第２のウイングの突出部を通り、前記第２のウイングを経由して前記磁石アセンブリへと進み、
前記磁気センサ素子が、前記磁束を感知し、近づいてくる対象物が前記磁気近接センサに近づいたことを判定する、
磁気近接センサ。
【請求項１７】
前記磁気近接センサが、信号を座席制御装置に提供する、請求項１６に記載の磁気近接センサを含む車両座席制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
[0001]本出願は、参照によりその内容全体が本明細書に組み入れられる、２０１５年１２月１０日出願の米国仮特許出願第６２／２６５，６８０号の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]本発明の実施形態は、磁気近接センサに関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]一実施形態では、本発明は、磁気近接センサであって、第１のウイングであり、その縁から外方に突出する突出部を含む、第１のウイングと、第２のウイングであり、その縁から外方に突出する突出部を含む、第２のウイングと、を備える、磁気近接センサを提供する。第２のウイングの縁は、第１のウイングの縁から離間しそれと対向して間に空隙を形成する。突出部は、間に細い空隙領域をもたらすようにお互いに対向する。磁石アセンブリは、第１のウイングの縁に隣接するように第１のウイングに固定され、第２のウイングの縁に隣接するように第２のウイングに固定され、細い空隙領域から間隔を置いて配置される。磁石アセンブリは、空隙を横断して延在し、磁束を第１のウイングの方に向けて発するように整列される。磁気センサ素子は、第１のウイングと第２のウイングとの間の細い空隙領域に配置される。磁石アセンブリは、第１のウイングの方に向けて磁束を発し、その磁束は、第１のウイングおよび第１のウイングの突出部を通り、磁気センサ素子を含む細い空隙領域を横断して、第２のウイングの突出部を通り、第２のウイングを経由して磁石アセンブリに戻る。
【０００４】
[0004]他の実施形態では、磁石アセンブリは、磁束を発する、第１のウイングに隣接する第１の端部と、磁束を受ける、第２のウイングに隣接する第２の端部とを有する、永久磁石を含む。他の実施形態では、磁気近接センサは、磁束発生装置を含む。
【０００５】
[0005]一実施形態では、磁気センサ素子は、ホール効果センサを含む。
[0006]一実施形態では、第１のウイングおよび第２のウイングは、共通平面内に整列され、第２のウイングは、第１のウイングの鏡像である。
【０００６】
[0007]一実施形態では、第１のウイングおよび第２のウイングは、本質的に同じ平面内に配置され、高透磁率材料をそれぞれ含む。
[0008]一実施形態では、近づいてくる対象物は、磁気センサ素子によって感知される磁束の少なくとも一部分についての別のパスをもたらし、磁気センサ素子によって感知される磁束の減少は、近づいてくる対象物の近さを示す。
【０００７】
[0009]他の実施形態では、近づいてくる対象物は、第１のウイングの平坦面および第２のウイングの平坦面と対向する、磁束を引きつける高透磁率材料の実質的に矩形の平らなシートを有する。
【０００８】
[0010]一実施形態では、第１のウイングの縁は、互いに対向する突出部を除いて、第２のウイングの縁に対して実質的に平行である。
[0011]他の実施形態では、第１のウイングおよび第２のウイングのそれぞれは、実質的に矩形形状を有し、外方に向く突出部が、外方に向く実質的に直線の縁部分をそれぞれ含む。ウイングおよび突出部のそれぞれは、その互いに反対にある面（ｏｐｐｏｓｉｎｇ  ｆａｃｅｓ）において実質的に平坦である。
【０００９】
[0012]一実施形態では、磁気近接センサは、その長さの約２５％〜約５０％の高さを有する。
[0013]他の実施形態では、ウイングのそれぞれの突出部は、全体的に三角形の突出部であり、平坦である。他の実施形態では、ウイングは、それぞれ高透磁率の薄い金属シートを含み、突出部は、それとのモノリシックである。
【００１０】
[0014]一実施形態では、突出部の間の細い空隙領域は、第１のウイングの角部および第２のウイングの角部の近くにある。
[0015]他の実施形態では、第１のウイングおよび第２のウイングは、共通平面内に整列され、第２のウイングは、第１のウイングに対して非対称である。
【００１１】
[0016]他の実施形態では、本発明は、磁気近接センサであって、実質的に平坦な面と縁から突出する突出部とを有する第１のウイングと、実質的に平坦な面とその縁から突出する突出部とを有する第２のウイングとを備える、磁気近接センサを提供する。第２のウイングの縁は、第１のウイングの縁から離間しそれと対向して間に空隙を形成する。突出部は、第１のウイングと第２のウイングとの間に細い空隙領域をもたらすようにお互いに対向する。磁石アセンブリは、第１のウイングの縁近くまたは縁において第１のウイングに固定され、第２のウイングの縁近くまたは縁において第２のウイングに固定される。磁石アセンブリは、細い空隙領域から間隔を置いて配置され、空隙を実質的に横断して延在する。磁石アセンブリは、磁束を第１のウイングの方に向けて発するように整列される。磁気センサ素子は、第１のウイングと第２のウイングとの間の細い空隙領域近くに配置される。磁石アセンブリは、磁束を第１のウイングに向けて発し、磁束の少なくとも一部分は、第１のウイングおよび第１のウイングの突出部を通り、細い空隙領域を横断して、第２のウイングの突出部を通り、第２のウイングを経由して磁石アセンブリへと進む。磁気センサ素子は、磁束を感知し、近づいてくる対象物が磁気近接センサに近づいたことを判定する。
【００１２】
[0017]他の実施形態では、磁気近接センサは、信号を車両座席制御システムの座席制御装置にもたらす。
[0018]本発明の他の態様は、詳細な説明および添付の図面を考慮すればより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】[0019]図１の磁気近接センサの正面図である。
【図２】[0020]図１のＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】[0021]図１の磁気近接センサの斜視図である。
【図４】[0022]磁気近接センサおよび対象物の上面図である。
【図５】[0023]磁気近接センサおよび対象物の斜視図である。
【図６】[0024]磁束線が示されている、磁気近接センサの正面図である。
【図７】[0025]対象物が近づいたときの、磁気近接センサによって出力される電圧を表すグラフである。
【図８】[0026]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図９Ａ】[0027]図８の磁気近接センサと近くにある対象物との間の磁束を示す、図８の磁気近接センサおよび近くの対象物の上面図である。
【図９Ｂ】[0028]対象物が近くにあるときの、図８の磁気近接センサのウイングの磁束を示す正面図である。
【図１０Ａ】[0029]図８の磁気近接センサと中間にある対象物との間の磁束を示す、図８の磁気近接センサおよび中間にある対象物の上面図である。
【図１０Ｂ】[0030]対象物が中間にあるときの、磁気近接センサのウイングの磁束を示す正面図である。
【図１１Ａ】[0031]図８の磁気近接センサと遠くにある対象物との間に磁束が作用しないことを示す、図８の磁気近接センサおよび遠くにある対象物の上面図である。
【図１１Ｂ】[0032]対象物が遠くにあるときの、磁気近接センサのウイングの磁束を示す正面図である。
【図１２】[0033]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図１３】[0034]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図１４】[0035]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図１５】[0036]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図１６】[0037]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図１７】[0038]磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図１８】[0039]磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図１９】[0040]湾曲した永久磁石を含む、磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図２０】[0041]磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図２１】[0042]磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図２２】[0043]磁気近接センサの他の実施形態の正面図である。
【図２３】[0044]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図２４】[0045]図２３の磁気近接センサの正面図である。
【図２５】[0046]磁気近接センサの他の実施形態の斜視図である。
【図２６】[0047]図２５の磁気近接センサの正面図である。
【図２７】[0048]磁気近接センサを含む車両座席制御システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0049]本発明の任意の実施形態について詳細に説明する前に、本発明は、その適用例が以下の説明に記載されるまたは添付図面に示される構成要素の構造および配置の詳細に限定されるものではないと理解されたい。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施または実行することができる。
【００１５】
[0050]図１は、実質的に矩形形状のウイング２４を含む広範囲磁気近接センサ２０の一実施形態を示している。ウイング２４は、ウイング２４から内方に延在しウイング２４の内方に延在する下側角部を形成する、全体的に三角形の突出部２６を有する。ウイング２４は、内側縁２８と、下側縁３２とを含む。下側縁３２は、全体的に三角形の突出部２６の下側縁も含むウイング２４の本質的に直線の縁である。ウイング２４は、実質的に平坦な面３４を含む。
【００１６】
[0051]図１に示される磁気近接センサ２０は、さらに、実質的に矩形形状のウイング４４を含む。ウイング４４は、ウイング４４から内方に延在しウイング４４の内方に延在する下側角部を形成する、全体的に三角形の突出部４６を含む。ウイング４４は、内側縁４８と、下側縁５２とを含む。ウイング４４は、実質的に平坦な面５４を含む。一実施形態では、ウイング４４は、本質的に、ウイング２４の鏡像である。第１のウイング２４および第２のウイング４４は、本質的に同じまたは共通の平面内に整列し、高透磁率材料によってそれぞれ形成される。さらに、第１のウイング２４の内側縁２８は、外方に向いた実質的に直線の縁部分をそれぞれ含む互いに対向する突出部２６、４６を除いて、第２のウイング４４の内側縁４８に対して実質的に平行である。しかし、他の実施形態では、ウイングは、すべてが同じ平面にあるわけではない。
【００１７】
[0052]図１に示される磁気近接センサ２０は、さらに、磁石アセンブリ６０を含む。磁石アセンブリ６０は、図２の断面図に示されるように、永久磁石６２と支持部６６とを含む。支持部６６は、ウイング２４の縁２８の近く、かつウイング４４の縁４８の近くに設けられる。永久磁石６２は、支持部６６を介して、ウイング２４の内側縁２８に隣接するまたは近くにある第１の端部、および第２のウイング４４の内側縁４８に隣接するまたは近くにある第２の端部を有する。磁石アセンブリ６０は、磁気近接センサ２０を形成するようにウイング２４、４４を互いに固定するだけでなく、ウイング２４とウイング４４の間にある空隙７０を横断して、またはそれにわたって延在する。磁石アセンブリ６０は、突出部２６、４６から間隔を置いて配置される。
【００１８】
[0053]図１の実施形態では、空隙７０は、それぞれのウイング２４、４４の本質的に平行であり互いに対向する内側縁２８と内側縁４８との間に形成される。それぞれのウイング２４、４４のそれぞれの対向する突出部２６、４６は、図１に示されるように、空隙７０の細い空隙領域７２をもたらすように、互いの方に向かって外方に突出している。図３に示されるように、細い空隙領域７２には、ホール効果センサ７６または他のタイプの磁気センサ素子が設けられる。いくつかの実施形態では、ホール効果センサ７６は、磁気近接センサ２０の本体に構造的支持をもたらすように、それぞれのウイング２４、４４の突出部２６、４６の両方に固定される。磁石アセンブリ６０は、図１および図３の実施形態に示されるように、細い空隙領域７２およびホール効果センサ７６から間隔を置いて配置される。
【００１９】
[0054]図４および図５は、図１の磁気近接センサ２０に近づく対象物８０を示している。一実施形態では、対象物８０は、磁束を引きつける高透磁率の薄い金属シート、または高透磁率を有する全体的に平らな他の薄い部材である。
【００２０】
[0055]動作
[0056]図６は、磁束線を含む、磁気近接センサ２０の一実施形態の動作を示している。図６の実施形態では、永久磁石６２のＮ極は、左に向いている。したがって、磁束は、永久磁石６２のＮ極から出て、ウイング２４の上部の内側部分の方に向かうおよび／またはそこに中に入る。戻り磁束は、ウイング４４の上部の内側角部の近くに配置された永久磁石６２の反対のＳ極で受けられる。図６の磁束線は、ウイング２４を経由してその突出部２６の方に向かう磁束の経路を示している。磁束は、ホール効果センサ７６を含む細い空隙領域７２を横断し、ウイング４４の突出部４６の方へと移動し、ウイング４４を通るまたは経由して、その後、永久磁石６２のＳ極へと戻る。永久磁石６２がウイング２４、４４に対して固定される場合、ホール効果センサ７６によって感知される磁束の値は、典型的な状況下では大きく変わらないことになる。
【００２１】
[0057]高透磁率を有する対象物８０が、図４および図５に示される磁気近接センサ２０に近づくと、ウイング２４近くの永久磁石６２によって出される磁束の一部分が対象物に引きつけられる。そして、磁束の一部分は、対象物８０に沿って、永久磁石に対して実質的に平行な方向に進み、永久磁石６２のＳ極近くのウイング４４に戻る。必然的に、近づいてくる対象物８０に引きつけられる磁束が増加すると、ホール効果センサ７６によって測定される磁束が減少する。したがって、近づく対象物８０は、ホール効果センサ７６によって感知される磁束の少なくとも一部分のための別のパスをもたらす。
【００２２】
[0058]図７に示されるように、一実施形態では、対象物８０が磁気近接センサ２０から５センチメートルに近づくと、ホール効果センサ７６によって測定される電圧は、増加していく割合で減少する。したがって、対象物８０と磁気近接センサ２０が接触する前に、ホール効果センサ７６が対象物の近さを示す減少または下がった磁束を感知することにより、磁気近接センサ２０に対する対象物８０の近接が判定される。
【００２３】
[0059]図４および図５に示されるように、一実施形態では、対象物８０は、磁気近接センサ２０を形成するウイング２４、４４と同様の寸法を有する、矩形の鋼シートなど、実質的に矩形の平坦シートである。図４および図５に示される平行アラインメントにより、対象物８０の大きな領域がウイング２４、４４の隣接の面３４、５４の対応する大きな領域と対向することから、対象物８０が受ける磁束が最大になることが確実になる。
【００２４】
[0060]図８は、広範囲磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。この実施形態では、磁石アセンブリ６０の支持部６６は、間に永久磁石６２を受けるウイング２４、４４の折り曲がったまたは成形加工（ｓｈａｐｅｄ）された部分である。細い空隙領域７２は、ホール効果センサ７６を受容するように突出部２６と突出部４６との間にもたらされる。
【００２５】
[0061]図８の実施形態は、テーパ状の突出部２６、４６を除いて、図１〜図６の実施形態と同様に動作し、同様の形状およびサイズを有する。さらに、図８に示される空隙７０は、図１に示される空隙７０よりも比較的大きい。
【００２６】
[0062]図９Ａおよび図９Ｂは、対象物８０が磁気近接センサ２０に隣接または近づいたときの、図８の実施形態の磁束を示している。図９Ａに示されるように、磁気近接センサ２０のウイング２４、４４と対象物８０との間には、強い磁束の移動がある。したがって、磁束パスは、対象物８０を経由して形成され、したがって、空隙７０の細い空隙領域７２を横切る磁束パスが著しく少なくなる。図９Ｂの最も暗い領域は、最も強い磁束を表している。永久磁石６２の両端部近くの領域は、それぞれ強い磁束を維持している。永久磁石６２の一方端近くのウイング２４における磁束は、主に、図９Ｂに示されない対象物８０の方に向かって動き、永久磁石６２の他方端近くの第２のウイング４４へと戻る。したがって、磁束は、対象物８０が磁気巡回パス（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｐａｔｈ）をもたらすので、永久磁石６２の端部近くの磁気近接センサ２０内において強く、その一方で、ウイング２４、４４の突出部２６、４６では、著しく弱くなる。
【００２７】
[0063]図１０Ａおよび図１０Ｂは、対象物８０が磁気近接センサ２０から遠ざかった中間位置まで動いた後の磁束を示している。図１０Ａに示されるように、磁束のいくらかは、磁気近接センサ２０から対象物８０の方へと移動する。この例では、図９Ａおよび図９Ｂと比較すると、単純に、より多くの磁束が、図１０Ｂおよび図８に示されるように、ウイング４４およびその突出部４６を通って、細い空隙領域７２を横断し、突出部２６およびウイング２４を通って、永久磁石６２のＳ極へと移動する。したがって、磁束は、対象物８０が磁気近接センサ２０から長い距離まで動くと、突出部２６、４６において、より強くなる。
【００２８】
[0064]図１１Ａおよび図１１Ｂは、対象物８０が磁気近接センサ２０から長い距離に遠ざかった後の磁束を示している。図１１Ａに示されるように、磁気近接センサ２０から対象物８０の方に移動する磁束は、その間の距離により、本質的になくなっている。この例では、永久磁石６２のＮ極からの磁束の本質的にすべてが、図１１Ｂに示されるように、ウイング４４およびその突出部４６を通り、細い空隙領域７２を横断して、突出部２６およびウイング２４を通って、永久磁石６２のＳ極へと移動する。したがって、磁束は、対象物８０が磁気近接センサ２０から最も遠くにあるとき、突出部２６、４６において、最も強くなる。
【００２９】
[0065]図１２は、ウイング２４、４４が金属シートのような薄い平坦要素であり、細長い磁気近接センサ２０の長さがその高さの少なくとも４倍である、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。図１３は、ウイングが薄い平坦部材であり、細長い磁気近接センサの長さがその高さの約２倍である、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。図８の実施形態に戻ると、磁気近接センサ２０の長さは、その高さの約３倍である。図１４は、磁気近接センサ２０の長さがその高さの約６倍である、他の実施形態を示している。同様に、図１５の実施形態に示される磁気近接センサ２０の長さは、その高さの約４倍である。最後に、図１６の実施形態は、磁気近接センサ２０の長さがその高さの約２倍である、磁気近接センサ２０を示している。いくつかの実施形態では、磁気近接センサ２０は、その長さの約２５％〜５０％の高さを有する。しかし、他の高さ対長さの縦横比も企図される。
【００３０】
[0066]図１７および図１８の実施形態は、磁気近接センサ２０の空隙７０のサイズの変形形態を示している。図１７は、ウイング２４、４４に比べて比較的小さなサイズを有し永久磁石６６に隣接して広がった領域を有する、磁気近接センサ２０の空隙７０を示している。図１８は、拡大された空隙７０を含む一実施形態を示している。空隙７０は、様々な目的や理由のために寸法設定され得る。細い空隙領域７２は、磁気近接センサ２０のための磁気巡回パスをもたらすように小さいままにされる。
【００３１】
[0067]図１９は、永久磁石６２が湾曲形状を有しウイング２４の上部内側の角部からウイング４４の上部内側の角部まで延在する、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。ウイング２４、４４は、空隙７０をはさんで対向する内側縁２８、４８を有する。さらに、それぞれの突出部２６、４６は、細い空隙領域７２を形成する。それぞれのウイング２４、４４の下側縁３２、５２は、湾曲形状を有する。動作において、磁気近接センサ２０は、先に開示した実施形態と同様に動作する。一緒に使用される対象物８０は、その一部分が図１９の湾曲した永久磁石６２全体に向かって動くように寸法設定されることが好ましい。
【００３２】
[0068]図２０は、それぞれのウイング２４、４４が丸い角部２５、４５を有する、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。対向する内側縁２８、４８は、湾曲形状を有する。したがって、空隙７０は、全体的に楕円形状を有する。突出部２６、４６は、磁気近接センサ２０の細い空隙領域７２においてテーパ状になっている。
【００３３】
[0069]図２１は、ウイング２４、４４が全体的に三角形である、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。したがって、成形加工された突出部２６、４６は、永久磁石６２のそれぞれの端部近くから、長い距離外方に延在し、細い空隙領域７２で終わる。この実施形態では、内側縁２８、４８は、互いに平行ではなく、角度をなして互いに対向している。したがって、ウイング２４とウイング４４との間の空隙７０の少なくとも一部分は、全体的に三角形の形状を有する。したがって、本発明のいくつかの実施形態は、様々な非矩形形状のウイング２４、４４を有する。
【００３４】
[0070]図２２は、ウイング２４、４４が全体的に平坦な縁ではなく湾曲した外側縁を有する、磁気近接センサ２０の他の実施形態である。したがって、磁気近接センサ２０の上部の長さは、磁気近接センサの底部に沿った長さよりも長い。他の点では、それぞれのウイング２４、４４の突出部２６、４６および内側縁２８、４８は、磁気近接センサ２０の先に記載した実施形態のいくつかと同様である。したがって、いくつかの実施形態では、ウイングの縁は、必ずしも平行でなく、また必ずしも実質的に直線でなく、パッケージングの制限に適合するように様々な形状が可能である。
【００３５】
[0071]図２３および図２４は、ウイング２４、４４が異なる形状を有する、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。ウイング２４は、下方に向き、突出部２６の下に延在する。したがって、ウイング２４の高さは、ウイング４４の高さよりも高い。ウイング２４、４４は、図２３および図２４に示される磁気近接センサ２０の場合、非対称であり、共通平面内にある。非対称ウイング２４、４４は、磁気巡回の応答をある程度変えるが、磁気近接センサ２０は、上述した実施形態と同様に動作する。対象物が近づくと、対象物がウイング２４、４４から比較的遠い距離にあっても、磁気近接センサ２０を通る磁束が著しく変化する。
【００３６】
[0072]図２５および図２６は、ウイングが異なる形状を有し、したがって非対称である、磁気近接センサ２０の他の実施形態を示している。ウイング２４は、外方に向き、その縁に沿って湾曲形状を有し、さらに、突出部２６下に下方に延在する。したがって、ウイング２４の高さは、ウイング４４の高さよりも高い。ウイング２４、４４は、図２５および図２６に示されるように、ウイング２４が外方に向いた尖った先端を含む曲線的な縁を有するので、やはり非対称である。ウイング４４は、突出部４６に対して反対にある拡大突出部を有する。図２５および図２６に示される非対称ウイング２４、４４は、磁気巡回の応答をある程度変えるが、磁気近接センサ２０は、上述した実施形態と同様に動作する。対象物８０が近づくと、対象物がウイング２４、４４から比較的遠い距離にあっても、磁気近接センサ２０を通る磁束が著しく変化する。
【００３７】
[0073]磁気近接センサ２０の上述した実施形態では、ウイング２４、４４およびそれぞれの突出部２６、４６は、典型的には、全体的に平らな平坦形状を有し、ウイングは、共通平面内にある。さらなる実施形態では、ウイング２４、４４および対象物８０は、適合する凹形の形状を有する。他の実施形態では、ウイング２４、４４および対象物８０は適合する全体的に凸形の形状を有する。さらに他の実施形態では、ウイング２４、４４の外側縁は、対象物から遠ざかるように内方に、または対象物に向かって外方に、折り重なっている、または折り曲がっている。この例では、対象物８０は、ウイングとの間に磁束を維持するまたは向上させるように、同じ方向に、対応する場所で折り曲がっている。さらに他の実施形態では、磁気近接センサ２０のウイング２４、４４の厚さに起伏パターンがもたらされる。他の実施形態では、対象物８０の厚さに同様の起伏がもたらされる。
【００３８】
[0074]一実施形態では、ウイング２４、４４は、薄鋼板から作られる。鋼板は、高さ約５０ミリメートル（ｍｍ）、それぞれの突出部２６、４６も含めた長さは約１００ｍｍである。したがって、磁気近接センサ２０は、この実施形態では、少なくとも約２００ｍｍの長さ、約５０ｍｍの高さを有する。ウイング２４、４４および対象物８０は、中実形態である必要はない。他の実施形態では、ウイング２４、４４および／または対象物８０は、磁束を引きつける高透磁率材料のメッシュまたはスクリーンとして形成される。一実施形態では、突出部２６、４６は、それぞれのウイング２４、４４とのモノリシックである。
【００３９】
[0075]ウイング２４、４４および対象物８０は、様々なサイズおよび形状を含む。さらに、突出部２６、４６は、様々な形状および位置を含む。一般に、ウイング２４、４４の面積、および互いに対向する対象物８０の面積が大きいほど、それらの間の磁気結合が大きくなり、それによって磁気近接センサ２０は、より広範囲の距離にわたってより効果的になる。大多数の実施形態は、互いに鏡像にあるウイング２４、４４を示すが、いくつかの実施形態では、ウイング２４、４４は、異なるサイズ、異なる形状、および／または異なる厚さを有する。対象物８０は、典型的には、ウイング２４、４４に適合するサイズおよび一致する形状を有することになる。さらに、一実施形態では、対象物８０は、磁気近接センサ２０よりもはるかに大きい。他の実施形態では、近づく対象物８０は、非矩形形状を有し、必ずしも平坦でない。
【００４０】
[0076]上述の実施形態では、磁石アセンブリ６０は、ウイング２４、４４にもたらされる磁束の供給源として永久磁石６２を含む。他の実施形態では、磁石アセンブリ６０は、代替として、磁束発生装置を含む。一実施形態では、磁束発生装置は、コイルにより交流電流を発生し、それによってウイング２４、４４に磁束が発生する。コイルおよび交流電流が使用される場合、磁束は、調節され、ついで同期復調技術によって、磁束のレベルを感知することができる。この技術は、永久磁石によってもたらされる磁束の検出に影響を及ぼす低周波磁場などの外部ノイズ源に対する耐性を劇的に向上させる。磁気近接センサ２０は、対象物８０の位置の識別、または対象物の位置が一定時間の間に変わったことを識別することに使用される。
【００４１】
[0077]本明細書において詳細には示されないが、ウイング２４とウイング４４との間の空隙７０の細い空隙領域７２は、ウイングの突出部２６と突出部４６との間に磁束の通過を集中させ、促進する。磁気近接センサ２０のウイング２４、４４は、ウイングが、たとえば１ミリメートルのように非常に薄くても、またはメッシュもしくはスクリーンとして設けられても、比較的高い透磁率を有する。
【００４２】
[0078]車両座席制御
[0079]車両座席制御は、磁気近接センサ２０のいくつかある目的の１つである。２人乗りの車両の既知の一実施形態では、前の座席はいろいろな程度に動かしリクライニングさせることができ、いくつかの例では、それが隔壁に衝撃を与え、それによって座席または背もたれが損傷または摩耗を受ける。いくつかの既知の実施形態は、座席の動きを止めるために、座席と隔壁との接触の判定を接触センサに依拠している。車両座席と隔壁との繰り返される接触は、座席材料に摩耗を引き起こし、その結果、きずまたは他の損傷となる。隔壁もやはり摩耗する恐れがある。他の既知のアプローチは、座席または背もたれと隔壁との間の距離の判定のための光近接センサを提供する。光近接センサには、レンズ、または投光のための開口が必要である。したがって、座席または隔壁の外観が損なわれる。
【００４３】
[0080]一実施形態では、磁気近接センサ２０は、隔壁内に取り付けられる、または外面構成要素または材料によって覆われる。したがって、磁気近接センサ２０は見えない。したがって、車両内部および車両構成要素の外観は損なわれない。
【００４４】
[0081]図２７に示される車両座席制御システム１８４の実施形態では、一対の磁気近接センサ１２０が磁気近接センサモジュール１８８に接続される。磁気近接センサ１２０および磁気近接センサモジュール１８８は、一実施形態では、隔壁１９０内に取り付けられる。他の実施形態では、磁気近接センサ１２０および磁気近接センサモジュール１８８は、車両座席および／または背もたれの内部に配置される。
【００４５】
[0082]磁気近接センサモジュール１８８は、磁気近接センサ１２０からの入力を受け、対象物８０が近づいていることを判定する。磁気近接センサモジュール１８８は、１ビット信号のような出力を、図２７に示されるような座席制御装置１９４にもたらす。座席制御装置１９４は、車両座席および背もたれを処理および制御するプロセッサおよびメモリを含む。座席制御装置１９４は、背もたれコントロール１９６からの入力を受け、車両座席の背もたれを低くまたは高くする。座席制御装置１９４は、さらに、車両座席前／後コントロール１９８および車両座席上／下コントロール２０２からの入力を受ける。コントロール１９６、１９８、２０２は、典型的には、２つの異なる入力をもたらす双方向スイッチである。座席制御装置１９４は、第１の座席モータ２０６、第２の座席モータ２０８、および第３の座席モータ２１０に出力をもたらす。座席モータ２０６、２０８、２１０は、背もたれを動かすまたは傾けるとともに、車両座席を、前方、後方、上方および下方に動かす。
【００４６】
[0083]一実施形態では、車両の隔壁内に配置された車両座席制御システム１８４と相互作用する対象物８０は、磁束を引きつける高透磁率材料を有する材料のストリップまたはシートである。一実施形態では、複数の水平方向に向いた対象物８０が、車両座席の背面、および背もたれの背面に設けられる。
【００４７】
[0084]車両座席制御装置の動作
[0085]動作において、車両の乗客は、車両座席または背もたれを適切な所望の位置に動かすため、背もたれコントロール１９６、車両座席前／後コントロール１９８、および車両座席上／下コントロール２０２のうちの１つまたは複数を選択する。コントロール１９６、１９８、２０２からの入力に応答して、座席制御装置１９４が座席モータ２０６、２０８、２１０に電力を供給し、それによって車両座席が所望位置に動く。
【００４８】
[0086]車両座席が動く間、隔壁１９０内の磁気近接センサ１２０が、関連の（ｒｅｓｐｅｃｔ）ホール効果センサ７６によって測定される磁束に関して、磁気近接センサモジュール１８８に入力をもたらす。図４および図５に示される対象物８０が磁気近接センサ１２０のうちの１つの方に向かって動くと、対応するホール効果センサ７６の出力電圧が、たとえば図７のグラフの実施形態に示されるように、減少する。一実施形態では、磁気近接センサモジュール１８８は、磁気近接センサ１２０に対する、車両背もたれまたは車両座席の内部またはその上に設けられた近づいてくる対象物８０の近さを識別するプロセッサを含む。プロセッサは、ホール効果センサ７６から出力された電圧が、一定の値を過ぎたことを識別することによって、またはホール効果センサ７６から出力された電圧が徐々に対象物が近づいていることを示すパターンを表していることを識別することによって、近づいてくる対象物８０の近さを識別することができる。磁気近接センサモジュール１８８は、座席制御装置１９４に１ビット出力をもたらす。近さの識別に応じて、座席制御装置１９４は、座席モータ２０６、２０８、２１０を選択的に活動停止させるようにコントロール１９６、１９８、２０２を解除し、車両座席が隔壁１９０に接触することを防ぐ。したがって、車両座席および／または隔壁１９０に対する損傷が回避される。
【００４９】
[0087]このように、本発明は、とりわけ、間に空隙がある一対のウイングと、その空隙をわたり第１のウイングに向けて磁束を発する磁石アセンブリとを含み、それによって磁束が、第１のウイング、第１のウイングの突出部を通って、磁気センサ素子を含む細い空隙領域を横断し、第２のウイングの突出部に進み、第２のウイングを経由して磁石アセンブリへと戻る、磁気近接センサを提供する。本発明の様々な特徴および利点は、以下の特許請求の範囲において示される。
【図１】
2019504302.tif 000003
【図２】
2019504302.tif 000004
【図３】
2019504302.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019504302.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2019504302.tif 000010
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2019504302.tif 000012
【図１０Ａ】
2019504302.tif 000013
【図１０Ｂ】
2019504302.tif 000014
【図１１Ａ】
2019504302.tif 000015
【図１１Ｂ】
2019504302.tif 000016
【図１２】
2019504302.tif 000017
【図１３】
2019504302.tif 000018
【図１４】
2019504302.tif 000019
【図１５】
2019504302.tif 000020
【図１６】
2019504302.tif 000021
【図１７】
2019504302.tif 000022
【図１８】
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【図１９】
2019504302.tif 000024
【図２０】
2019504302.tif 000025
【図２１】
2019504302.tif 000026
【図２２】
2019504302.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2019504302.tif 000030
【図２６】
2019504302.tif 000031
【図２７】
2019504302.tif 000032
【国際調査報告】
2019504302.tif 000033
2019504302.tif 000034