(57)【要約】【課題】格別な設置位置調整を行うための組立工数を増加させることなく、検出精度を高めることを可能としたスイッチ装置を提供する。【解決手段】スイッチ装置２０は、車体１に設けられたストライカ５に対してドア２に設けられたラッチ１１の係止状態を解除するドア全開位置及びラッチ１１の係止状態を保持するドア全閉位置の間の半ドア位置を挟んで、第１及び第２の磁気センサ２２，２３と第１及び第２の磁気センサ２２，２３に磁界を付与するマグネット２１とがドア２の端部２ｂに対向して配置されたドア開閉検出手段を備えている。ドア開閉検出手段は、ドア２の端部内側に設けられたドアエッジ部２ｃの離間又は近接による磁界の変化を検出することで、ドア２の開閉状態を検出する構成を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けられたストライカに対してドアに設けられたラッチの係止状態を解除するドア全開位置及び前記ラッチの係止状態を保持するドア全閉位置の間の半ドア位置を挟んで、第１及び第２の磁気センサと前記第１及び第２の磁気センサに磁界を付与するマグネットとが前記ドアの端部に対向して配置されたドア開閉検出手段を備えており、
前記ドア開閉検出手段は、前記ドアの端部内側に設けられたドアエッジ部の離間又は近接による前記磁界の変化を検出することで、前記ドアの開閉状態を検出する構成を有してなることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記ドアエッジ部は、ドア内壁面とドア端面との間の角部分であることを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記ドアエッジ部は、磁性体であることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアの開閉状態を検出するスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドアの開閉状態を検出するスイッチ装置の従来の一例としては、車両用ドアロックの位置検出用スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された従来の位置検出用スイッチは、車体側のストライカにホール素子と駆動回路とを取り付けており、ドア側のロック装置本体に取り付けたマグネットによりストライカのホール素子を動作させる無接点タイプの位置検出用スイッチとして構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１４０５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１記載の従来の位置検出用スイッチは、ドア側に取り付けたマグネットの位置に応じて、車体側に取り付けたホール素子を動作させる構造である。その構造上、車体及びドア等に高い加工精度が求められ、位置検出用スイッチの組立時には、ホール素子とマグネットとの設置に高度な調整を行うための組立工数が多くなり、厳格な品質管理が要求されていた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、格別な設置位置調整を行うための組立工数を増加させることなく、検出精度を高めることを可能としたスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、車体に設けられたストライカに対してドアに設けられたラッチの係止状態を解除するドア全開位置及び前記ラッチの係止状態を保持するドア全閉位置の間の半ドア位置を挟んで、第１及び第２の磁気センサと前記第１及び第２の磁気センサに磁界を付与するマグネットとが前記ドアの端部に対向して配置されたドア開閉検出手段を備えており、前記ドア開閉検出手段は、前記ドアの端部内側に設けられたドアエッジ部の離間又は近接による前記磁界の変化を検出することで、前記ドアの開閉状態を検出する構成を有してなることを特徴とするスイッチ装置にある。
【０００８】
［２］上記［１］記載の前記ドアエッジ部は、ドア内壁面とドア端面との間の角部分であることを特徴とする。
【０００９】
［３］上記［１］又は［２］記載の前記ドアエッジ部は、磁性体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、磁気センサ及びマグネットの位置合わせのための格別な設置位置調整により組立工数を増加させることなく、ドアの開閉状態を精度よく検出可能なスイッチ装置が効果的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に好適な実施の形態に係るスイッチ装置を用いた車体を模式的に示す部分斜視図である。
【図２】ドアラッチ装置を説明するための要部正面模式図（ａ）であり、実施の形態に係るスイッチ装置とドアラッチ装置のストライカとの位置関係を説明するための要部正面模式図（ｂ）である。
【図３】実施の形態に係るスイッチ装置の一構成例を模式的に示す要部斜視図である。
【図４】実施の形態に係るスイッチ装置と車両ドアとの位置関係を説明するための図であって、ドアラッチ装置がハーフラッチ位置にあるときの要部模式図（ａ）であり、ドアラッチ装置がフルラッチ位置にあるときの要部模式図（ｂ）である。
【図５】ドア全開位置にあるときのＭＲセンサの磁束線の向きを模式的に表した図（ａ）であり、半ドア位置にあるときの磁束線の向きを模式的に表した図（ｂ）であり、ドア全閉位置にあるときの磁束線の向きを模式的に表した図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（ドアラッチ装置の構成）
図１において、符号１０は、好適な実施の形態に係るスイッチ装置を用いた車体１のドア２に装着されたドアラッチ装置である。このドアラッチ装置１０は、ドア２の開閉に伴ってストライカ５に係脱可能に構成されている。そのストライカ５は、車体１の骨格部であるセンターピラー３の前端面に固定されたベースプレート４を介してドア２側に突出するＵ字状に曲げ加工されている。
【００１４】
このドアラッチ装置１０には、例えばレバー、リンクやロッド等の図示しないロック機構が組み付けられている。このロック機構は、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り、キーシリンダ６の解錠操作やドアハンドル７の開放操作に伴い、ドアラッチ装置１０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。
【００１５】
このドアラッチ装置１０は、図２（ａ）に示すように、ストライカ５に対して係止又は離脱可能なラッチ１１と、ストライカ５に対するラッチ１１の係止状態を保持又は開放可能なポール（ラチェット）１２とを備えている。
【００１６】
このラッチ１１は、図２（ａ）に示すように、ベース１３に固定されたラッチ支持軸１３ａに回転可能に支持する軸孔１１ａと、ストライカ５を係脱する係脱孔１１ｂと、その係脱孔１１ｂを形成する第１及び第２の爪部１１ｃ，１１ｄとを有している。ベース１３には、ラッチの係脱孔１１ｂに対応してストライカ５の進退動を案内する案内孔１３ｂが形成されている。
【００１７】
このラッチ１１は、図２（ａ）に示すように、ラッチ支持軸１３ａ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おり、ストライカ５がラッチ１１から離脱可能なアンロック方向（図２（ａ）からみて反時計回り方向）となるラッチ復帰方向に付勢されるようになっている。
【００１８】
このラッチ１１は、ドア２を開放するドア全開位置に対応するアンラッチ位置と、ドア２を閉鎖するドア全閉位置に対応するフルラッチ位置と、アンラッチ位置及びフルラッチ位置の間であってドア２を半開状態に保持する半ドア位置に対応するハーフラッチ位置との３つの位置に回転可能とされている。
【００１９】
一方、ポール１２は、図２（ａ）に示すように、ベース１３に回転可能に支持されたポール支持軸１２ａと、ラッチ１１の爪部１１ｃ，１１ｄに係合する係合受部１２ｂとを有している。
【００２０】
このポール１２は、図２（ａ）に示すように、ラッチ１１の爪部１１ｃ，１１ｄにおけるアンロック方向の回転を規制するものであり、ポール支持軸１３ａ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１２の係合受部１２ｂは、図２（ａ）からみて時計回り方向に付勢されるようになっている。
【００２１】
（スイッチ装置の構成）
この実施の形態の主要な構成は、磁性体となるドア２の開閉状態を磁気的に検出する無接点形式のスイッチ装置２０にある。このドア２の開閉状態は、ラッチ１１がアンラッチ位置、ハーフラッチ位置、及びフルラッチ位置にあるときのストライカ５とドア２との相対位置によって決まる。
【００２２】
このスイッチ装置２０は、ストライカ５を基準にしてドア２の開閉位置を磁気的に検出し、その検出結果を図示しない制御部に出力するドア開閉検出手段として構成される。図示例によると、ドア２の検出部分は、図１及び図３に示すように、ドア内壁面２ａとドア端面２ｂとの間の角部分であるドアエッジ部２ｃである。
【００２３】
このドア開閉検出手段は、図２（ｂ）及び図３に示すように、カーテシスイッチとして作用する。このカーテシスイッチは、２極のマグネット２１と、磁気センサである２個のＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサ２２，２３とを用いて検出信号を出力するように構成されており、２個のＭＲセンサ２２，２３が１個のマグネット２１を共用している。
【００２４】
このマグネット２１とＭＲセンサ２２，２３とは、図３に示すように、基板２４を介して図示しない非磁性体である樹脂材料でモールド化されており、ストライカ５のベースプレート４に取り付けられている。この基板２４は、例えばシリコン等からなり、マグネット２１の中心軸線Ｏを含む平面上に配置されている。
【００２５】
（マグネットの構成）
このマグネット２１は、図３に示すように、Ｎ極及びＳ極の２極に着磁された磁界発生筒部である円筒磁石として構成されている。この円筒磁石は、両端部に中心軸線Ｏに垂直な円環状の開口端面を有する円筒部からなり、内周面の曲率と外周面の曲率とが同じ曲率を有する円弧形状に形成されている。このマグネット２１の中心軸線Ｏは、ドア全閉位置とドア全開位置との間の半ドア位置に対応して配置される。
【００２６】
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が用いられる。マグネット２１の形態としては、例えば円筒部の中心軸線Ｏに沿って２つに分割した半割円筒状に形成した構成などであっても採用することができるものであり、図示例に限定されるものではない。
【００２７】
このマグネット２１の着磁方向としては、図示例に限定されるものではないが、マグネット２１の円筒部の半径方向に着磁されることで、円筒部にはＮ極からＳ極へ磁束線が放射状に出る。この磁束線が磁界の方向となることから、磁界の方向は、円筒部の半径方向となる。磁束線は、円筒部の外周面側を上向きに通り、円筒部の内周面側を下向きに通ることになる。
【００２８】
このマグネット２１は、ドア２のドアエッジ部２ｃの移動により磁束（磁界）の向きが変化するように着磁されている。この磁界の向きに応じて第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３の磁気抵抗値が変化することから、ドア２の開閉位置を計測することが可能となる。
【００２９】
（ＭＲセンサの構成）
この第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３は、同様の形状及び構造からなる。ＭＲセンサ２２，２３としては、例えばＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ホール素子やホールＩＣ等の磁気検出素子が用いられる。
【００３０】
この第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３は、図３に示すように、マグネット２１の磁界の磁気的中心に対して所定の角度をなすように基板２４に搭載されており、電力を供給するとともに、制御部に制御信号を出力する図示しないＩＣに電気的に接続される。このＭＲセンサ２２，２３の中間点は、マグネット２１の中心軸線Ｏと合致して配置されるとともに、ラッチ１１のハーフラッチ位置に対応するドア２の半ドア位置と合致して配置されている。
【００３１】
この第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３のそれぞれは、２個のＭＲ素子が直列接続されたハーフブリッジ回路として構成されており、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３によりフルブリッジ回路が構成されている。印加される磁界の方向に応じて第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３の磁気抵抗値がそれぞれ変化することから、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３のそれぞれの出力電圧が変化する。
【００３２】
第１のＭＲセンサ２２及び第２のＭＲセンサ２３のそれぞれの出力電圧の差分値は、図示しない増幅回路を介して制御部へ出力される。この制御部では、出力電圧の差分値と所定の閾値とを比較することで、ＭＲセンサ２２，２３がオン状態にあるか、あるいはオフ状態にあるかが判定される。
【００３３】
この実施の形態では、ラッチ１１のアンラッチ位置に対応するドア全開位置において第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３をオフ状態とし、ラッチ１１のハーフラッチ位置に対応する半ドア位置において第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３のうち第１のＭＲセンサ２２をオン状態とし、ラッチ１１のフルラッチ位置に対応するドア全閉位置において第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３をオン状態とする３つのポジション信号が生成される。この３つのポジション信号は、制御部により各種の制御に使用される。
【００３４】
以下の表１に、上記実施の形態に係るスイッチ装置２０の第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３がドア全開位置、半ドア位置、及びドア全閉位置の３ポジションに応じて変化するオンオフ動作をまとめて表す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
以上のように構成されたスイッチ装置２０を採用することにより、マグネット２１の中心軸線Ｏと第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３の中間点とが、ストライカ５の半ドア位置に対応する位置を基準にして位置決めされる。マグネット２１と第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３との位置合わせを高い精度で行うことが可能となる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３のそれぞれをハーフブリッジ回路として構成したが、フルブリッジ回路として構成することも可能である。
【００３８】
（スイッチ装置の動作）
図５（ａ）〜（ｃ）を参照すると、これらの図には、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３に印加される磁界の一例が矢印（磁束線Ｚ）で示されている。
【００３９】
この磁界の磁束線Ｚは、図５（ａ）に示すように、ドアエッジ部２ｃがマグネット２１から離れており、磁性体であるドアエッジ部２ｃの影響を受けないドア全開位置にあるときの状態と、図５（ｂ）に示すように、ドアエッジ部２ｃがマグネット２１の中心軸線Ｏに近接した半ドア位置にあるときの状態と、図５（ｃ）に示すように、ドアエッジ部２ｃがマグネット２１の中心軸線Ｏを越えたドア全閉位置にあるときの状態との３つのポジションで変化する。
【００４０】
このマグネット２１には、図５（ａ）に示すように、２つの磁界の第１及び第２の切替領域２１ａ，２１ｂが形成される。この第１及び第２の切替領域２１ａ，２１ｂは、磁界の変化を検出する検出領域とされている。この検出領域のそれぞれには、ＭＲセンサ２２，２３が配置されている。
【００４１】
（ドア全開位置にあるときの動作）
キーシリンダ６が解錠操作されたときのラッチ１１が、図４（ｂ）に示すように、フルラッチ状態にあるとき、ドアハンドル７を開放操作すると、ポール１２の係合受部１２ｂが、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。これにより、ポール１２の係合受部１２ｂとラッチ１１の爪部１１ｃ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。
【００４２】
ドアハンドル７を開放操作することでドア２を開くと、ストライカ５がベース１３の案内孔１３ｂとラッチ１１の係脱孔１１ｂとから離脱する。ラッチ１１は、ねじりコイルバネの付勢力により反時計回り方向に復帰回転する。ラッチ１１は、図２（ａ）に示すように、アンラッチ状態となり、ドア２を全開位置に保持する。
【００４３】
ドア２が全開位置であって、ドア２のドアエッジ部２ｃがマグネット２１から離れているとき、図５（ａ）に示すように、マグネット２１の第１及び第２の切替領域２１ａ，２１ｂには、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３に向かう方向へ指向した磁束線Ｚが形成される。この磁束線Ｚにより、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３のそれぞれには、マグネット２１の内周端面側を上向きに通ってマグネットの中心軸線Ｏから離れる方向へ指向する磁界が印加されることとなる。
【００４４】
（半ドア位置にあるときの動作）
一方、ラッチ１１は、図４（ａ）に示すように、ストライカ５がラッチ１１の係脱孔１１ｂの開口に進入したとき、ポール１２の係合受部１２ｂがラッチ１１の爪部１１ｃに係止したままの状態を維持する。これにより、ラッチ１１は、ドア２を半ドア位置に保持するハーフラッチ状態となる。
【００４５】
ドア２が半ドア位置であって、ドアエッジ部２ｃがマグネット２１の中心軸線Ｏに近接しているとき、第１のＭＲセンサ２２を通過する磁束線Ｚは、図５（ｂ）に示すように、ドアエッジ部２ｃに向けて大きく引き寄せられ、中心軸線Ｏに沿う方向へ指向して形成される。一方、第２のＭＲセンサ２３を通過する磁束線Ｚは、ドアエッジ部２ｃに向かう方向に僅かに引き寄せられるように変化する。
【００４６】
（ドア全閉位置にあるときの動作）
ドア２を閉じることで、ストライカ５が、図４（ｂ）に示すように、ベース１３の案内孔１３ｂとラッチ１１の係脱孔１１ｂとに進入する。ラッチ１１は、ドア２の閉じ力に伴うストライカ５の押圧力により、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。ラッチ１１が回転すると、ラッチ１１の爪部１１ｃに接触しているポール１２の係合受部１２ｂは、ラッチ１１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反時計回り方向に回転する。
【００４７】
このラッチ１１の爪部１１ｃ，１１ｄがポール１２の係合受部１２ｂを通過すると、ポール１２の係合受部１２ｂがラッチ１１の爪部１１ｄに係止する。これにより、ラッチ１１とストライカ５との係止が保持される。ラッチ１１は、図４（ｂ）に示すように、フルラッチ状態となり、ドア２を全閉位置に保持する。
【００４８】
ドア２が全閉位置であって、ドアエッジ部２ｃがマグネット２１の中心軸線Ｏを経て第２のＭＲセンサ２３を越えたとき、図５（ｃ）に示すように、第１のＭＲセンサ２２を通過する磁束線Ｚは、ドアエッジ部２ｃに引き寄せられたままの状態である。一方の第２のＭＲセンサ２３を通過する磁束線Ｚは、ドアエッジ部２ｃに向けて更に一層引き寄せられる方向に変化する。
【００４９】
以上の動作により、第１及び第２のＭＲセンサ２２，２３は、磁界の方向に応じた電圧を出力する。磁界の磁束線Ｚの向きの変化に基づいた磁気抵抗値の変化が検出し易くなり、ドアエッジ部２ｃのマグネット２１に対する離間距離又は近接距離の変化を安定して検出することが可能となる。
【００５０】
（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スイッチ装置２０は、上記効果に加えて、次の効果が得られる。
【００５１】
（１）マグネット２１とＭＲセンサ２２，２３とがストライカ５のベースプレート４に配置されることから、マグネット２１とＭＲセンサ２２，２３との位置ずれを小さくすることができる。
（２）ＭＲセンサ２２，２３のそれぞれは、マグネット２１から発生する磁束（磁界）の向きの変化を検出し、１個のＭＲセンサ２２又はＭＲセンサ２３で連続的にＭＲセンサ信号を出力することができるので、ストライカ５のベースプレート４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２２，２３のそれぞれは、マグネット２１から発生する磁束の向きの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）ドア２の開閉に応じて、ＭＲセンサ信号として連続信号が出力されるので、ＭＲセンサ信号に基づき複数の閾値を設定することで多値出力とすることが可能であり、ドア全開位置、半ドア位置、及びドア全閉位置以外の任意の位置を検出することも可能である。
（５）ドア２の開閉によりマグネット２１から発生する磁束がＭＲセンサ２２，２３のそれぞれによって検出することができるので、ドア２の開閉状態をダイレクトに検出することができるようになり、検出精度に優れたスイッチ装置２０が効果的に得られる。
（６）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。
（７）２個のＭＲセンサ２２，２３に１個のマグネット２１を共用する構成となっていることから、位置検出部の体格を小型化することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態に係るスイッチ装置２０を車両用サイドドアに適用した構成例を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば車両のトランクリッドやバックドア、あるいは住宅用等の建物用ドアにも適用することができることは勿論である。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１…車体、２…ドア、２ａ…ドア内壁面、２ｂ…ドア端面、２ｃ…ドアエッジ部、３…センターピラー、４…ベースプレート、５…ストライカ、６…キーシリンダ、７…ドアハンドル、１０…ドアラッチ装置、１１…ラッチ、１１ａ…軸孔、１１ｂ…係脱孔、１１ｃ，１１ｄ…爪部、１２…ポール、１２ａ…ポール支持軸、１２ｂ…係合受部、１３…ベース、１３ａ…ラッチ支持軸、１３ｂ…案内孔、２０…スイッチ装置、２１…マグネット、２１ａ，２１ｂ…切替領域、２２，２３…ＭＲセンサ、２４…基板、Ｏ…中心軸線、Ｚ…磁束線
【図１】
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【図２】
2015151784.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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