JP2005530356A - アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

電磁コイル機構を含むアクチュエータは、その第1位置と第2位置との間で磁界発生器に関して動くことができる。アクチュエータが第1位置にあるとき、電磁コイル機構を通る電流のパルスが、アクチュエータの第1位置から磁界発生器を反発しかつ磁界発生器をアクチュエータの第2位置に向けて引き付けてアクチュエータをその第2位置へ動かす磁界領域を発生するように、アクチュエータが構成される。

Description

本発明は、アクチュエータに関し、特に車両に用いるためのアクチュエータに関する。
電動機は、構成部品を動かすアクチュエータとして用いられることで知られている。このような電動機は電機子巻線および固定子巻線を必要とする。電機子は、磁界効果を最大化するために固定子内で密接運転嵌合であるように設計される。
電機子は、線形ソレノイドの形体でも知られている。これらの機器は、ソレノイドの磁心を引き付けるかまたは反発するように磁界を発生する電磁コイルを通過する電流によって動作する。
周知のように、磁気効果は距離に伴って減少する。したがって、多くのソレノイドはできるだけ小さいエアギャップに設計される。線形ソレノイドは比較的短距離にわたってのみ動作できることが認められている。
本発明の目的は、アクチュエータの改善された形体を提供することにある。
したがって、本発明によれば、電磁コイル機構を含むアクチュエータが提供される。電磁コイル機構は、アクチュエータの第1位置と第2位置との間で磁界発生器に関して動くことができる。アクチュエータは、それが第1位置にあるとき、電磁コイル機構を通る電流のパルスが、アクチュエータの第1位置から磁界発生器を反発しかつ磁界発生器をアクチュエータの第2位置に向けて引き付けてアクチュエータをその第2位置へ動かす磁界領域を発生するように、構成される。
好ましくは、電磁コイル機構は、単独の電磁コイルを備えている。
本発明は、図1−1ないし図1−15を参照しながら、例示のみの目的で説明される。
図1−1および図1−2において、電磁コイル組立体14に固定されたアクチュエータ・シャーシ12(簡明のために図1−1においてのみ示される)を有するアクチュエータ10が示される。アクチュエータ・シャーシ12上に電磁コイル組立体14が固定される。
電磁コイル組立体14は、動力導線18、20に接続されたコイル巻線16を含む。コイル巻線16は、鉄等の磁性材料の磁心22が定置されたシリンダを形成する。磁心は磁束線を集中するように作用する。
動力導線18、20を介して電流を一方の方向に流すことによって、図1−1に示すように、南北極を発生する。電流の向きを逆にすることによって、南北極の位置を逆にする。
図1−1は、ピボットPを介してアクチュエータ・シャーシ12に旋回自在に装着された装着部分26を含むトグル24の形体の磁界発生器を示す。
永久磁石28は、ピボットPから離れて装着部分26の一端に固定される。
永久磁石28は、北極N1および南極S1を含む。
アクチュエータの動作は、次の通りである。
コイル巻線16に電流が流れていないとき、磁心22の一端22Aは磁気的に中立、すなわち、それは北極でも南極でもない。図1−1に示すように、永久磁石28の北極N1は南極S1よりも一端22Aに接近していることがわかる。したがって、所定の磁気引力が一端22Aと北極N1との間に発生し、トグル24が図1に示す位置に留まる。
トグルを図1−1に示す位置から図2に示す位置まで動かすために、一端22Aにおいて北極をつくるように電流が磁心巻線16に供給されて、永久磁石の北極N1を反発し、トグルをピボットPの周りで時計方向に旋回させる。
北極N1が一端22Aから遠ざかるに従って、南極S1がしだいに一端22Aに接近し、したがって一端22Aにおいて北極にしだいに引き付けられ、さらにトグル24が図1−2に示す位置に到達するまで、トグル24を時計方向に駆動することがわかる。
一旦図1−2に示す位置に到達すると、コイル巻線16に流れる電流が停止したとき、トグルは南極S1と一端22Aとの間のより大きな磁気引力によって図1−2に示す位置に留まるが、一端22Aは再び磁気的に中立になる。
トグル24は、一端22Aにおいて南極を与えるように電流を逆転することによって図1−1に示す位置まで戻される。
トグルの移動は2組の力の結果であることに留意されたい。すなわち、
a)2つの類似磁極間の反発力
b)反対磁極間の引力
2つの類似磁極間の反発力はそれらの磁極間の距離に伴って減少することに留意されたい。また、反対磁極間の引力は、反対磁極が互いに接近するに従って増加する。
このことを心に留めると、磁極が図1−1に示す位置から図2に示す位置まで動くに従って、また、北極N1と一端22Aにおける北極との間の反発力がしだいに減少するに従って、南極S1と北極端22Aとの間の引力がしだいに増加することがわかる。これは、移動範囲にわたって、より均一な力を与えることになる。これは、ソレノイドのような公知の機器と対比されうる。公知の機器では、移動中、類似の極が互いに反発するように用いられるか、反対の極が互いに引き付けるように用いられる。公知のソレノイドの使用中には、類似の極の反発力に関連して用いられる反対極の引力はない。
好ましくは、ストップ13Aおよび13Bがそれぞれ時計方向および反時計方向のトグル24の移動を制限するように設けられる。
図1−3および図1−4において、アクチュエータ10の構成部品に類似した構成部品を備えた100以上の番号を付したアクチュエータ110の別の実施例が示される。
この場合、電磁コイル組立体114は、磁心122の端122Bに接続されかつコイル巻線116の外側を通過するフレーム130を含む。
フレーム130の端130Aは、コイル巻線116の同じ端ではあるが端122Aからは離間されて定置されることに留意されたい。フレーム130は、鉄または鋼等の磁性材料からつくられ、磁束線を集中するように作用し、すなわち、磁束線の導路として作用する。
特に図1−3Aにおいて、端130Aはコイル巻線116を完全に包囲せず、むしろそれはコイル巻線116の一方の側のみに扇形状に配置される。
電流がコイル巻線116に一方向に供給されるとき、南磁極は磁心122の端122Aにおいて発生される。フレーム130があるために、端122Bにおいて発生されることを通常期待されるであろう北極は、フレームの端130Aに移される。特に、磁心およびフレームは、磁束線を集中する。しかし、磁束が飛び越えなければならない端130Aと端122Aとの間に「エアギャップ」がある。このエアギャップ内の磁束線は、線132として示される。
特に図1−3Aからわかるように、磁束線132は、それらが端130Aから端122Aまで通過するとき、コイルの扇形状に集中される。
トグル124について見ると、この場合、永久磁石の北極N2が電磁コイル116付近に設置されるようにして、永久磁石の北極N2および永久磁石の南極S2がピボットP2を挟んだそれぞれの側でトグルのそれぞれの端に設置されている。
アクチュエータ110の動作は、次の通りである。
端130Aに北極を、端122Aに南極を発生するように電流がコイル巻線116に供給される。これによって、北極N2が端130Aにおける北極から反発され、同時に端122Aにおける南極に向けて引き付けられ、したがって図1−4に示す位置へとトグルを時計方向に旋回させる。
コイルを通る電流を逆転して、北極が端122Aにおいて与えられかつ南極が端130Aにおいて与えられるようにすることによって、トグルが図1−3に示す位置まで戻される。
電磁コイル組立体114に関してトグル124の位置を最適化するために、サンプルのアクチュエータ110について実験が実施された。その結果、ピボットP1の位置が、ギャップGを変えるように調節された。電圧が動力導線118、120にまたがって加えられ、トグルが一方の位置から他方の位置まで動くまで、増加された。その結果が図1−4Aに示される。驚くべきことに、0.5mmの小ギャップGにおいて約7ボルトがトグルを動かすために要求された。しかし、エアギャップが漸次増加されるに従って、機器を作動させるのに要求されたのはより低い電圧だった。すなわち、1.0mmのエアギャップにおいては約4.5ボルトが要求され、また、1.5mmのエアギャップにおいては約3.5ボルトが要求された。
エアギャップが小さいと磁気機器は最善に動作する(したがって要求されるのは低動力である)と一般には受け取られていたので、このことは驚くべき結果であった。
この結果は、磁束が鋭いコーナーを容易に曲がることができないことを考慮することによって、最もよく理解されるであろう。このようにして、図1−3は、磁束線132が端130Aと端122Aとの間で円弧状に通過している状態を示す。磁束線132が、永久磁石によって放射される磁束線と交差するとき、トグルの移動はより容易に起こる。
しかし、ギャップが非常に小さい場合には、電磁磁束132は、磁界を横切るというよりは、むしろ永久磁石を通過するようになるので、トグルの移動は達成するのに困難となる。
別の実施例においては、北極N2が1磁気コイルの北極から反発されると同時に隣接磁気コイルの南極に引き付けられるように、単独の電磁コイル組立体114は、1対の電磁コイル、すなわち互いに隣接して配置されかつ直列に配線された1対の電磁コイルと置き換えられうる。
図1−5は、アクチュエータのシャーシ(図示せず)に嵌合された電磁コイル組立体214を含むアクチュエータ210の別の実施例を示す。ヨーク240は、プラスチック材料のような非磁性材料からつくられる。第1永久磁石242がヨーク240の端240Aに装着され、また、第2永久磁石244がヨーク240の端240Bに装着される。
永久磁石242の南極S3が永久磁石244の南極S4に対面する。南極S3と南極S4との間に、コイル組立体214が設置される。永久磁石242、244と共に、ヨーク240が図1−5および図1−6に示す位置間でスライダ(図示せず)を介して可動である。図1−5に示す位置から出発して、第1方向にコイル組立体214に電流を流すことによって、北極が磁心の端222Aにつくられ、また、南極が端222Bにつくられて、ヨークを図1−6に示す位置へと動かす。
コイルを通る電流を逆転することによって、磁極を逆転し、ヨークを図1−5に示す位置へ戻す。
端222A、222Bは、ヨーク240の下方および上方移動を制限するストップとして作用する。
本発明に基づくアクチュエータは、多くの分野、特に自動車等の車両において、特に安全機能を与えるために、用いられうる。したがって、アクチュエータは「12ボルト」システムを有する自動車で機能を果たせることが有利である。したがって、アクチュエータは、14ボルト(アクチュエータ出力電圧)、12ボルト(バッテリ電圧)、または8ボルト(部分的に放電されたバッテリ)の動作電圧によって都合のよいように使用されうる。同様に、アクチュエータが「24ボルト」システムを備えた車両に用いられる場合には、アクチュエータが28ボルト、24ボルト、16ボルトでそれぞれ動作できることが有利であり、また、アクチュエータが「42ボルト」システムを備えた車両に用いられる場合には、アクチュエータが49ボルト、42ボルト、28ボルトでそれぞれ動作できることが有利である。
このように既に記載されたすべての実施例においては、電磁コイル組立体がアクチュエータのシャーシに関して固定され、また、磁界発生器(永久磁石)が動くようになされていた。これは、電磁コイル組立体への動力導線が静止状態に留まることを許すことで有利である。しかし、別の実施例においては、また、特定の装備の下では、永久磁石が静止状態に留まり、電磁コイル組立体が動くことを許すことが好ましいこともある。
さらに、磁界発生器は、永久磁石を含むようにだけ示されてきた。別の実施例においては、永久磁石は別の電磁コイルに置き換えられうる。
別の実施例においては、電磁コイル214は、永久磁石と置き換えられる。その場合、一方の電磁コイルが隣接磁石に向かって引き付けられ、他方の電磁コイルが隣接磁石から反発されるように、永久磁石242、244が直列に配線された電磁コイルと置き換えられる。
図1−7において、ラッチ機構50の概略図が示される。ラッチ機構50においては、ドアー・ハンドル51がロッド53を介してドアー・ラッチ52に接続される。ドアー・ハンドル51の作動は、それをピボットPの周りに旋回させることによって、ロッドを左へ動かし、ラッチ52を外れさせ、関連したドアー(図示せず)が開かれるようにする。
ロッド53は、ドアーに装着された当接部55付近に設置された別の当接部54を支持する。本発明に基づくアクチュエータ56は、アクチュエータ当接部57を支持する。アクチュエータ当接部57は、アクチュエータの動作によって、当接部55、54間の空間に挿入され、したがってロッド53の移動を阻止することによってラッチ52のラッチ外れを防止し、ドアーをロックする。アクチュエータ56は、点線で示す位置まで当接部57を引き寄せるように作動され、したがって当接部54がドアー・ハンドルの動作時に左へ動くようにし、ドアーを解除する。別の好適実施例においては、アクチュエータおよびロックに必要な関連構成部品がラッチ52のラッチ・ハウジング内に設置される。
図1−8および図1−9は、ラッチ・ハウジング66内に設置された「フリーホイール」式のロッキング・システムの概略図を示す。ここでは、ドアー・ハンドル60の作動がレバー61をピボットP5の周りで反時計方向に旋回させ、スライダ62が右に動き、爪リフタ63を右に押し、ラッチを解放する。
スライダ62は、本発明に基づくアクチュエータ65のトグル64に滑動自在に装着される。トグル64は、ピボットP6の周りに旋回する。アクチュエータ65の作動がトグル64を図1−9に示す位置へ動かすので、内側ドアー・ハンドル60の作動がレバー61を動かし、それがスライダ62を迂回し、ラッチを解放させない。図1−8はロック解除状態にあるシステムを示し、また、図1−9はロック状態にあるシステムを示すことがわかる。
ハンドル51または60が内側ハンドルである場合には、システムはロック可能外側ハンドルに関連して子供の安全および/またはスーパロッキング(またはデッドロッキング)を与える。
図1−10は、鈎爪71の形体の回転ラッチ・ボルトを含むドアー・ラッチ70を示す。ストライカ72は、トグル73によって図1−10に示す位置に保持されて、鈎爪当接部74に対する鈎爪として作用する。本発明に基づくアクチュエータ75の作動がトグル73をピボットP7の周りに反時計方向に回転させて、鈎爪を解除し、鈎爪が反時計方向に回転して、ストライカを鈎爪口76から引き出す。ストップがトグル73の時計方向および反時計方向回転を制限するように設けられる。特に、鈎爪71の縁71Aがトグル73の時計方向回転を制限するように用いられる。
図1−11および図1−12は、本出願人の先に許可された特許GB2328242に記載されたラッチ機構を示す。ラッチ80の動作の完全説明については、読者は先の特許を参照されたい。しかし、要約すれば、ラッチ80は、動力ラッチ留めラッチである。すなわち、ドアーが図1−11に示す位置に閉められたとき、アクチュエータ81が反時計方向にレバー82を動かして、爪83が鈎爪85の切欠き84に係合して鈎爪85を図1−12に示す位置へ駆動する。この場合、アクチュエータ81は、本発明に基づくアクチュエータである。
本発明のアクチュエータは、トグル24、124に装着されたフラップ(図示せず)を有することによって、燃料充填フラップを開くように用いられてもよい。代案として、アクチュエータは、例えば、開放位置に向けて弾性偏倚されたフラッパをラッチ外れするように用いられてもよい。
図1−13は、入口90および交互出口92、93を有する弁90を示す。トグル94は、弁本体95内に着座し、出口92または出口93を選択的に閉塞する。図1−13に示すように、入口91を介して吸引された液体またはガスが出口93を介して流出する。アクチュエータ96の作動がトグル94を時計方向に回転し、出口93を閉塞し、出口92を開放する。弁本体は、トグル94の時計方向回転および反時計方向回転を制限するストップとして作用する。
図1−14および図1−15は、リレー接点98に取り付けられた本発明に基づくアクチュエータ97Aを有するリレー97を示す。別のリレー接点98Aはリレー本体に装着され、リレー接点がアクチュエータ97Aの作動によって開閉される。
ラッチ機構の一部として用いられる本発明に基づくアクチュエータの一実施例を次に記載する。
本発明は、ラッチ機構、特に自動車のドアー内に用いるためのラッチ機構に用いられる。
公知の自動車は、ドアーを閉鎖位置に解除自在に保持するためのラッチを含む。このようなラッチは、自動車が無人の状態にされているときに、または権限のない人によって車両に接触することを防止するように所有者が車両にいるときでさえも、ロックされる。
このようなラッチはシル・ボタンまたは外部キー・バレルを操作するような手動手段によってロック状態とロック解除状態との間で動かされるか、あるいはラッチは例えば、赤外線機器によって遠隔制御される動力アクチュエータによってロック状態とロック解除状態との間で動力を受ける。
このような動力・ロッキング/アンロッキングについての問題は、例えば、道路交通事故のさいまたは切れたバッテリの結果として動力が失われた場合に、ロックの状態を変えることが不可能なことである。このようにして、車両が使用中で、ドアーがロックされ、車両が交通事故に巻き込まれた場合に、車両の搭乗者は衝突直後にドアーがロックされていることを車両内で発見でき、これは安全性の暗示を明らかに有する。
さらに、動力アクチュエータは製造するのに高価である。
このようにして、本発明の一形体においては、ラッチ解放機構、手動作動可能要素、および本発明に基づくアクチュエータを含む制御手段を含むラッチ機構が設けられる。ラッチは使用中のストライカを解除自在に保持するように動作できる。解放機構は休止位置からロック解除位置を経て解放位置まで手動作動可能要素によって動かされることができる。その場合、解放機構はラッチを外す。制御手段は、手動作動可能要素の作動がラッチの解除をしないロック状態と、手動作動可能要素の最初の移動中に解放機構がロック解除状態位置に到達し、そして手動作動可能要素の次の移動中に解放機構がラッチ外し位置に到達するロック解除状態とを有する。
したがって、ドアー・ハンドルの移動が2つの機能、すなわち、ラッチ機構のロック解除およびラッチ機構の解除を有利に与える。さらに、制御手段は、必要なときに、任意のドアー・ハンドル(内側ドアーまたは外側ドアー)の作動から独立して、ラッチ機構がロック状態に留まることを保証するように、構成されてもよい。
好ましくは、解放機構はラッチ解放要素を動かす当接部を有する解放リンクを含む。
好ましくは、制御手段がロックされた位置にあるとき、手動作動可能要素の作動が当接部を動かすが、当接部はラッチ解放要素を動かさない。
好ましくは、当接部は休止状態において解除要素と整列されていない。
好ましくは、解放リンクは解放レバーによって動作的に可動である。
好ましくは、解放機構の一部はロック状態を与えるために制御手段によって休止位置に保持される。
好ましくは、解放機構の一部は磁気引力によって保持される。
好ましくは、解放機構の一部は制御爪を保持される。
好ましくは、解放機構の一部は、制御手段がロック状態にあるとき第1位置に保持されかつ制御手段がロック解除状態にあるとき第2位置に動くようにされるロック/ロック解除・レバーである。
好ましくはロック/ロック解除・レバーはコネクタによって解放リンクに接続される。
好ましくは、ロック/ロック解除・レバー、コネクタ、解放リンクは、手動作動可能要素の最初の移動中に一致して実質的に動く。
好ましくは、ロック/ロック解除・レバー、コネクタ、解放リンクは最初の移動中にピボットの周りに回転する。
好ましくは、ピボットは、ラッチ機構のシャーシにロック/ロック解除・レバーを装着する。
好ましくは、ロック/ロック解除・レバーは、手動作動可能要素の次の移動中は静止状態に留まる。
好ましくは、解放機構は、手動作動可能要素の解除時に解放位置から休止位置まで戻るように設計される。
好ましくは、解放機構は弾性手段によって休止位置へ偏倚作用を受ける。
好ましくは、第1弾性手段は解放機構を解放位置からロック解除位置へ偏倚し、また、第2弾性手段は解放機構をロック解除位置から休止位置へ偏倚する。
好ましくは、ラッチは動力を受け解除されたアクチュエータによってラッチ留め位置とラッチ外れ位置との間でさらに動ける。
好ましくは、制御手段は、キー等のコード化安全機器の手動操作によってロック状態とロック解除状態との間で動ける。
本発明のこの形体は、図2−1ないし図2−4を参照しながら例示のみを目的に説明される。
図面(図2−1ないし図2−4)を参照すれば、ラッチ12(その一部のみが示される)、解放機構16、動力化制御手段(アクチュエータ)18、内側ハンドル20および外側ハンドル21の形体の手動作動可能要素を有するラッチ機構10が示される。
ラッチ12は、自動車のドアーに装着され、BポストまたはCポスト等の固定構造体に装着されたストライカを解除自在に保持するように動作できる。ラッチ12は、ストライカに係合する回転鈎爪の形体のラッチ・ボルトを通常は含んでいてもよい。鈎爪がストライカを保持することを保証するために、爪がラッチ・ボルトを閉鎖位置に保持するように設けられる。爪は、爪ピン14の形体のラッチ解放要素を含む。
爪ピン14が図2−1に示す位置Aにあるときドアーの閉鎖は回転鈎爪をストライカに係合させ、爪がストライカを閉鎖位置に保持する。図2−1に示す位置Bへの爪ピン14の移動が鈎爪との係合から爪を解除して、ストライカを鈎爪から解除されるようにしかつドアーを開くようにする。このようにして、爪が図2−1の位置Bにあるとき、ラッチがストライカにラッチ留めされ、また、図2−1の位置Bにある爪によって、ラッチがストライカからラッチ外れされる。
解放機構は、解放レバー26、解放リンク28、コネクタ・リンク30、ロック/ロック解除・レバー32を含む。
解放レバー26は、ラッチ機構のシャーシ24上でピボットCの周りに旋回自在に装着される。解放レバー26の一端26Aは、リンク機構34(概略的に示す)を介して内側ハンドル20の形体の手動作動可能要素に接続される。
端26Aは、外側ドアー・ハンドル21の形体の別手動作動可能要素に別リンク機構(概略的に示す)によってさらに接続される。
いずれかのハンドル20または21の操作は、解放レバーをピボットCの周りに時計方向に回転させる。
解放レバー26の端26Bは、解放リンク28の端28AにピボットDを介して接続される。
解放リンク28の端28Bは、以下にさらに記載されるように、爪ピン14と係合するための当接部22を含む。
解放リンク28は、端28Aと端28Bとの間に定置されたピボットEによってコネクタ30の端30Aに接続される。コネクタ30の端30Bは、ピボットFによってロック/ロック解除・レバー32の腕32Aの一端に接続される。
ロック/ロック解除・レバー32は、ピン37を有する腕32Bおよび当接部38、39を有する腕32Cをさらに含む。ロック/ロック解除・レバー32は、シャーシ24上でピボットGの周りに旋回自在に装着される。
ロック/ロック解除・レバー32は軟鋼からつくられ、また、別の実施例においてこれはその場合である必要はないが(以下参照)、特に当接部38は強磁性材料からつくられる。
本発明に基づくアクチュエータは、電磁石42および磁気爪(トグル)44を含む動力化制御手段18の形体で設けられる。
電磁石42はシャーシ24上に装着され、巻線46、磁心48、電導線50、51を含む。爪ストップ52が電磁石42の一方の側に設けられ、磁性材料(鉄または鋼)からつくられ、フレームの一部として作用する。その一端は磁心48に接続される。
磁気爪44は、永久磁石を含み、シャーシ24上でピボットHの周りに旋回自在に装着される。爪44の端44Aは、さらに以下に述べる当接部54、56、58を含む。
引張スプリング60は、シャーシ24および解放レバー26に接続され、図2−1を見たとき、反時計方向に解放レバー26を偏倚するように作用する。
別の引張スプリング62(簡明のために図2−3においてのみ示される)がピン37およびピボット38を一緒に偏倚する。
別の実施例においては、スプリングの異なる形体が、同じ偏倚作用を行うように引張スプリング60、62に代えて引張作用をするスプリング(ロック・スプリング)に特に用いられうる。
ロック/ロック解除・レバー・ストップ64はシャーシ24上に装着される。
引張スプリング62の結果として、解放レバー28の端28Aはピン37と係合するように偏倚される。別の実施例においては、解放レバー26の端はピボットDの一部としてピン37に係合する。
磁気爪44は端44Bに南極を、端44Aに北極を有する。
電導線50、51を介して巻線46に第1方向にDC電流を流すことは、電磁石の周りに磁界をつくる。磁界は、当接部54が爪ストップ52に係合するまで、磁気爪44の端44Aにおける北極を左に(図2−1を見たとき)、すなわち反時計方向に偏倚する。
当接部56がロック/ロック解除・レバー32の腕32Cの端に係合するまで(図2−1B参照)、磁気爪44の北極端44Aが図2−1で見て右に、すなわちピボットH周りに時計方向に偏倚を受けるように、電導線50、51を介して巻線46へ第2方向にDC電流を流すことが、異なる磁界を電磁石の周りに形成させる。これらの状態の下では、当接部58が当接部39に対向し、ピボットG周りの反時計方向へのロック/ロック解除・レバー32の回転を防止する(以下参照)。
図2−1Aおよび図2−1Bに示す位置間で磁気爪を動かすために、正常な環境の下では磁気爪44が一旦図2−1Aまたは図2−1Bに示す位置の一方に達してしまうと、その位置から磁気爪を動かす傾向のある力がないので、適切な方向に巻線46への電流の短いパルス(例えば、50ms)を加える必要があるだけであることに留意されたい。
道路交通事故の場合に、このような機構が事故中に起こる加速または減速の結果として爪を回転させる傾向がないので、好適実施例においては、爪44の重心はほぼピボットHにあることに留意されたい。
別の好適実施例においては、比較的軽い戻り止が設けられて図2−1Aおよび図2−1Bに示す位置のいずれかに磁気爪44を保持することに留意されたい。このことは、それにもかかわらず、キーの手動操作によってまたは電磁石にパルスを送ることによって克服される。
当接部38が強磁性体からつくられ、したがって電磁石42に磁気的に引き付けられるので、DC電流を第1方向に巻線46に加えかつ維持することによって、ロック/ロック解除・レバー32の反時計方向の回転を防止することができる。
動力化制御手段は、3つの状態、すなわち、動力が巻線に加えらずかつ磁気爪44が図2−1Bに示す位置にある第1状態と、動力が巻線46へ第1方向に供給されかつ維持され、当接部38を引き付け、磁気爪が図2−1および図2−1Aに示す位置に定置されることを保証する第2状態と、動力が巻線46に供給されずかつ磁気爪44が図2−1に示す位置にあり、永久磁石の北磁極が爪ストップ52の磁性材料に引き付けられる第3状態とを有する。
ラッチ機構の動作は次の通りである。
制御手段18が第3状態にあるとき、ドアーは次のように手動で開かれる。
第3状態にある制御手段について前述したように、磁気爪は図2−1に示すように定置され、したがってロック/ロック解除・レバー32の反時計方向への回転を拘束しない。
さらに、動力が巻線46に供給されず、したがって電磁石が反時計方向へのロック/ロック解除・レバー32の移動を拘束しない。
内側ハンドル20または外側ハンドル21のいずれかの最初の移動が、解放レバー26をピボットCの周りで時計方向に図2−2に示すロック解除位置まで動かす。
ロック/ロック解除・レバーは、腕32Aが当接部64と当接する位置までピボットGの周りで反時計方向に回転したことに留意されたい。また、当接部38が電磁石42から分離したことにも留意されたい。
図2−2からわかるように、解放リンク28はピン37との接触状態に留まっている。このようにして、コネクタ30および解放リンク28は、ピボットGの周りに実質的に回転した。図2−2に示すように、当接部22は爪ピン14と整列された。これは、当接部22が爪ピン14と整列されていない図2−1に示す当接部22の位置と対比される。
内側または外側ドアー・ハンドルのさらなる移動は、解放レバー26を図2−2に示す位置から図2−3に示す位置まで動かす。
ロック/ロック解除・レバー32の腕32Aが当接部64との当接係合状態にあることを考慮して、ロック/ロック解除・レバー32は反時計方向にはさらに回転できない。したがって、コネクタ30は、ロック/ロック解除・レバー32に関してピボットFの周りに反時計方向に回転させられる。その結果、解放リンク28の当接部22を爪ピン14と係合するように動かし、それを図2−2に示す位置Aから図3に示す位置Bまで動かすことになる。
上述したように、位置Aから位置Bまでの移動は、ラッチをロック解除する。
内側および外側ハンドルが解除されたとき、スプリング60およびスプリング62が解放機構16および爪ピン14を図2−1に示す位置まで戻す。
内側または外側ハンドルの移動、したがって解放レバー26の移動が2段階に記載されてきたが、このような2段階の移動はドアー・ハンドルを操作する人によっては認識できない。さらに、機構が、図2−3に示す位置から図1に示す位置まで動くように設計される。
制御手段が第2状態にあるとき、すなわちDC電流が第1方向に巻線に供給されかつ磁気爪が図2−1に示す位置にあるとき、ロック/ロック解除・レバー32が磁気引力によって図1に示す位置に維持される。
このようにして、内側または外側ドアー・ハンドルの動作は、解放レバー26を図2−1に示すように時計方向に回転させる。その結果、解放レバー26、解放リンク28、コネクタ30が図2−4に示す位置まで動くように解放リンク28の端28Aがピン37を直ちに分離する。
当接部22が動くようにされている間に、それが爪ピン14と最初に不一致になっていることを考慮して、このような移動が当接部22に爪ピン14を迂回することおよび爪ピン14にいかなる移動も与えないことを生じさせることに留意されたい。したがって、内側または外側ドアー・ハンドルが動かされた間に、ドアーはラッチ外れにはならない。別の実施例においては、当接部22等の当接部を爪ピン42等のラッチ解放要素と恒久的に整列されるが、そこから離れて配置することが可能であり、ラッチ機構がロック状態にあるとき当接部が爪ピンに接近するがそれを動かさず、また、ラッチ機構がロック解除状態にあるときに当接部が爪ピンに接近し、係合し、動かすことに留意されたい。
制御手段が第2状態にあるとき、ドアー・ラッチはロック状態に留まる。
制御手段が第1状態にあるとき、すなわち、巻線46への動力はないが磁気爪44が図2−1Bに示す位置にあるときに、ロック/ロック解除・レバーの反時計方向回転が当接部39、58の共同作業によってこのときを通じて再び防止される。したがって、内側または外側ハンドルの作動が解放レバー26、解放リンク28、コネクタ30を図2−4に示す位置まで動かす。
図2−2は、ラッチを解放するように独立して動作する動力アクチュエータPを概略的に示す。
さらに、キーを挿入される外部装着キー・バレルの形体のコード化安全機器70が概略的に示される。キーを介したキー・バレルの作動は、図2−1Aおよび図2−1Bに示す位置間で磁気爪を動かすことができる。
ラッチ機構は、関連された車両が使用中のとき、制御手段が第2状態に設定され、すなわち、動力が巻線に維持されるように構成される。このような状況の下では、巻線46内の抵抗を失った電力が、車両のエンジンが運転中でありかつバッテリ再充電システム(ACダイナモのような)がバッテリを再充電してそれを電池切れにしないことを保証することによって、補償される。
車両が駐車されかつ搭乗者がいないままにされているとき、制御手段はラッチを留めるようにその第1状態に設定されうる。制御システムは第1状態にある車両バッテリにいかなる漏出をも発生させないことに留意されたい。
制御機構は、駐車されかつロック解除状態であるように要求されたとき、第3状態に設定されうる。第3状態においては、バッテリに漏出はないことに留意されたい。
制御手段は、電力のパルスを巻線に適当な方向に加えることによって第1状態と第3状態との間で変化されうる。
上述したように、車両が使用中でかつ制御手段が第2状態にあるとき、ロック/ロック解除・レバー32が電磁石に供給された動力によって図2−1に示す位置に維持される。道路交通事故に続いて起こるような動力が故障した場合に、制御手段は第3の状態へ明確に変化し、ドアーがロック解除され、車両搭乗者は車両から逃げることができる。
車両が駐車されかつ制御手段が第1状態にある場合、すなわち車両がロックされている場合、車両バッテリが切れたとき(多分、室内灯が点灯されたままの結果として)、車両をロック解除するように制御手段を第1および第3状態から動かすように電磁石にパルスを加えることは、可能ではないであろう。しかし、それにもかかわらず、キーおよびキー・バレル70の使用によって、車両を手動でロック解除することは可能である。キーおよびキー・バレルは、必要な場合に、車両をロックするように使用されることもできる。
車両が使用中であるときのみ、動力が巻線46に連続して供給されることに留意されたい。車両が駐車されているとき、ロック状態とロック解除状態との間で変化するように、動力が瞬間的にだけ巻線46に供給される。
したがって、このような機構は、車両が駐車されているときにバッテリを切らす傾向を著しく低減するが、それにもかかわらず道路交通事故に続く動力喪失の場合にドアーの開放を許す。
電磁石42が第2状態にあるとき、すなわち、動力が電磁石42に供給されつつあるとき、電磁石42はロック/ロック解除・レバー32を図2−1に示す位置に保持するのに十分な強さを必要とするだけであることに留意されたい。したがって、電磁石42は、内側または外側ハンドルの最初の移動中に引張スプリングの力に打ち勝つのに十分な強さでなければならず、また、それは内側または外側ハンドルの次の移動中に引張スプリング60、62の力に打ち勝たなければならない。電磁石はロック/ロック解除・レバーを図2−2に示す位置から当接部38が電磁石に係合するような位置まで動かすのに十分な強さである必要はないことに留意されたい。
上述したように、制御手段18は、ロック/ロック解除・レバー32の回転を防止する2つの仕方を有する。すなわち、その仕方は、巻線46の恒久的付勢によることか、または磁気爪44を図2−1Bに示す位置まで動かすことによることである。別の実施例においては、特に動力解除Pが設けられていないとき、制御手段が、例えば、駐車時に車両を単にロックおよびロック解除するように使用されうる。したがって、巻線46が図2−1Aおよび図2−1Bに示す位置間で磁気爪を動かすようにパルスを受けることが必要なだけである。このようにして、電磁石42は、ロック/ロック解除・レバー32を引き付けることを要求されず、したがってプラスチック材料等の非強磁性材料からつくられる。このような状況の下で、内側ハンドルが動かされたとき、磁気爪が図2−1Bに示す位置にあるならば、図2−1Aに示す位置に動かされるように、内側ハンドル(しかし、外側ハンドルではない)によって動作可能な手動オーバライド・システムを有する必要がある。一旦磁気爪が図2−1Aに示す位置にあると、ラッチ解放機構16が2段方式で、すなわち、ラッチを開くように位置Aから図2−1に示す位置Bまでの爪14の移動に続く爪14との当接部22の整列で、動作する。このような構成の下では、解放機構16は内側ハンドルの解除時に休止位置へ十分に戻る、すなわち、当接部22が爪ピン14との整列外れになる。
ラッチ機構、特に自動車のドアー内に使用するためのラッチ機構の一部として用いられる本発明に基づくアクチュエータの実施例を次に記載する。
本発明のこの形体においては、ラッチ、手動作動可能要素、解放機構、本発明に基づくアクチュエータを含む動力制御手段を含むラッチ機構が設けられる。ラッチは、使用中にストライカを解除自在に保持するように動作できる。解放機構は、手動作動可能要素によってラッチ留め位置からラッチ外れ位置まで動かされることができる。そのラッチ外れ位置において、解放機構はラッチを外す。動力制御手段は次の第1、第2、第3状態を有する。すなわち、動力制御手段が第1状態にあるとき、制御手段は動力無付加状態にあり、手動作動可能要素の作動が解放機構にラッチを外させない。動力制御手段が第2状態にあるとき、動力制御手段は動力付加状態にあり、手動作動可能要素の作動が解放機構にラッチを外させない。動力制御手段が第3状態にあるとき、動力制御手段は動力無付加状態にあり、手動作動可能要素の作動が解放機構にラッチを外させる。
好ましくは、解放機構の一部が、ラッチのロック状態を与えるように制御手段によってロック位置に保持される。
好ましくは、解放機構の一部は、磁気引力によって保持される。
好ましくは、解放機構の一部は、爪によって保持される。
好ましくは、解放機構の一部は、ロック状態を与えるように制御手段によって第1位置に保持されかつロック解除状態を与えるように第2位置に動くことを許されるロック/ロック解除・レバーである。
好ましくは、制御手段は、解放機構の一部をロック解除位置に保持するように電磁石を含む。
好ましくは、電磁石は、解放機構の一部をロック解除位置からロック位置まで動かすことができない。
好ましくは、制御手段は、ロック位置とロック解除位置との間で動く磁気爪を含む。
好ましくは、電磁石は、ロック位置とロック解除位置との間で爪を動かすようにパルスを受ける。
好ましくは、爪は旋回自在に可動であり、爪の重心はほぼピボットの軸にある。
好ましくは、解放機構は、手動作動可能要素の解除によって解放位置から休止位置まで戻るように設計される。
好ましくは、解放機構は、弾性手段によって休止位置に偏倚される。
好ましくは、第1弾性手段は解放機構を解放位置からロック解除位置まで偏倚し、また、第2弾性手段は解放機構をロック解除位置から休止位置まで偏倚する。
好ましくは、ラッチ機構のラッチ外しが解放機構をロック状態まで動かす。
好ましくは、ラッチがラッチ外れ状態にある間、解放機構がロック状態に保持される。
好ましくは、解放機構は、制御手段を第1状態に置くことによって、ロック状態に保持される。
好ましくは、解放機構は、制御手段を第2状態に置くことによって、ロック状態に保持される。
好ましくは、ラッチは動力付加解除アクチュエータによってラッチ留め位置とラッチ外れ位置との間でさらに可動である。
好ましくは、制御手段は、キー等の符号化安全機器の手動操作によってロック状態とロック解除状態との間で可動である。
本発明のこの形体は、図3−7ないし図3−7Dを参照しながら例示のみを目的に説明される。
図3−7ないし図3−7Dは、本発明のこの形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。
図3−7ないし図3−7Dにおいて、番号300以上を付したラッチ機構10におけるものとほぼ同じ機能を満たす構成部品を有するラッチ機構310の別の実施例が示される。再び、本発明に基づくアクチュエータは、動力付加制御手段318の形体で設けられる。爪ストップ52が電磁石42の一方の側に設けられ、磁性材料(鉄または鋼)からつくられ、したがってフレームの一部として作用する。その一端は磁心48に接続される。
ピボットXの周りに旋回自在に装着された爪2によって図3−7に示す位置に保持されたピボットWの周りに旋回自在に装着された回転鈎爪1の形体のラッチ・ボルトがさらに示されている。ストライカ3は、図3−7に示す位置に保持されてドアーを閉鎖位置にラッチ留めする。この場合、鈎爪1は、以下にさらに述べるように、ロック/ロック解除・レバー332の耳5に係合する外周上にあるカム耳4を含む。
この場合、解放レバー26の反時計方向回転を制限する当接部390をさらに含む。
図3−7Aは、ロック解除状態にあるラッチ機構310を示す。その場合、解放レバー326は当接部390と当接し、ロック/ロック解除・レバー332は当接部64に当接し、また、当接部338は電磁石342から離れていとき、解放リンク328の端328Aがピン337と当接する。この位置において、当接部332はピン314と整列する。図3−7Aに示す構成部品の位置は、図2に示す類似の構成部品の位置と同等である。
図3−7Bは、ロック状態にあるラッチ機構310を示す。この場合、当接部338を電磁石と係合状態に維持するように、電力が巻線346に供給される。解放レバー326が当接部390にまだ係合しているが、ロック/ロック解除・レバー332が当接部64ともはや係合せずかつ解放リンク328の端328Aがピン337ともはや係合しないことに留意されたい。当接部332は現在爪ピン314から外れていることに留意されたい。また、当接部332が爪ピン314と整列されていないことにも留意されたい。このようにして、解放レバー326の時計方向旋回移動が、ピン314を迂回し、ドアーが閉鎖されたままに留まる。
図3−7Aにおいて、当接部390から離脱するように解放レバー326が時計方向に旋回された場合に、解放レバー326、解放リンク328、コネクタ330が図3−7Cに示す位置まで動いて、当接部322がピン314と係合し、それを図3−7Cに示す位置Bまで動かし、したがってドアーが開くことを許す。
ラッチ機構310のみが図3−7Cに示す位置に瞬時に到達することに留意されたい。なぜならば、この位置に一旦達すると、鈎爪1がピボットWの周りに反時計方向に回転し、同時にストライカ3を鈎爪の口から解除し、カム耳4を耳5に接触させて、ロック/ロック解除・レバーを図3−7Dに示す位置まで駆動するからである。これは、爪ピン314が位置Aまで戻ることを許し、コネクタ330および解放リンク328が図示する位置を採る。
図3−7Dに示すように、解放レバーは当接部390から分離され、すなわち内側または外側ドアー・ハンドルがまだ作動位置にあることに留意されたい。
内側または外側ドアー・ハンドルが作動位置にあるとき、巻線346へ維持電力を供給することによって、爪344が図2−1Bに示す位置と同等な位置へ時計方向に動くように巻線346にパルスを送ることによって、または再び爪344を動かすキーの手動操作によって、ドアー・ラッチがロックされる。内側または外側ドアー・ハンドルの続く解除が図3−7Bに示す位置(電力が巻線346に供給されかつ維持されているとき)または爪の横断移動を除いて図3−7Bに示す位置へラッチ機構を戻す。
代案として、電力が巻線346に供給されない場合には、電磁石も爪344もロック/ロック解除・レバー332の回転移動を拘束せず、レバーが内側または外側ドアー・ハンドルの解除時に図3−7Cに示す位置まで戻る。
電磁石342は図3−7に示すロック位置にロック/ロック解除・レバーを保持することが要求されるだけで、これがカム耳4と耳5との間の共同作用によって行われるので、レバーをロック解除位置からロック位置へ戻すことを要求されないことがわかる。
別の実施例においては、ドアーを開かずにドアーをロックできるように、ロック/ロック解除・レバーを図3−7Aに示す位置から図7Bに示す位置まで動かすのに十分に強力になっている電磁石を設けることが可能である。
ラッチ機構の一部として用いられる本発明に基づくアクチュエータの実施例を次に記載する。
本発明は、ラッチ機構、特に自動車等の陸上車両用ラッチ機構に用いられる。
公知の車両ドアー・ラッチは、道路事故の場合に、関連した車両ドアーを閉じた位置に保持するように要求される。このような状況の下では、閉じた車両ドアーは、搭乗者安全箱の強度に著しく貢献する。逆に、ドアーが道路事故中に開かされる場合は、搭乗者安全箱強度は厳しく弱められ、したがって車両の搭乗者および運転者を危険に曝す。
衝突中に起こる衝撃が、ラッチの正常解放機構が不注意に操作されてドアーを解除するように車両ドアーを変形することが知られている。
本発明の目的は、衝突中にラッチ解放がほとんどないドアー・ラッチを提供することである。
したがって、本発明の一形体においては、ラッチを含むラッチ機構と、ラッチがロック解除されたラッチ留め第1状態にあるとき、解放機構の最初の動作が第1状態とは異なるラッチ留め第2状態へラッチの状態を変えるように動作できる解放機構とが設けられる。第2状態においては、解放機構の次の動作が、本発明に基づくアクチュエータがラッチをロックするように用いられるラッチをラッチ外しする。
動力によって開放可能なラッチを有することが知られている。すなわち、ラッチが開かれる機構が電動機等のアクチュエータによって駆動されうる。
動力アクチュエータを作動する信号が、ラッチ/動力アクチュエータに関連した外側ドアー・ハンドルの最初の移動によって発生される。外側ドアー・ハンドルの最初の移動は信号発生スイッチを単に作動するだけであるので、最初の移動中の外側ドアー・ハンドルを引き上げるのに要する力は非常に低い。
しかし、動力アクチュエータのメール機能の場合には、外側ドアー・ハンドルのさらなる移動がドアー・ラッチの機械的構成部品を、ラッチを解放するように動かされるようにする。このようにして、この次の移動中にドアー・ハンドルを引き上げるのに要する力は、最初の移動中にハンドルを引き上げるのに要する力よりも相当に大きいことがわかる。
低減されたノイズ・レベル、特に低減された風ノイズ・レベルを有するように車両に対する進行中の要求がある。低減された風ノイズ・レベルは、車両のドアーと隣接ドアー穴との間に作用するシール負荷を増加することによって達成されうる。しかし、シール負荷の増加はラッチを解放するのに要する力の増加をも要求する。
車両の様々なドアー間のシール負荷の許容範囲を制御することは困難であり、したがって同じ車両の異なるドアーのラッチをラッチ外れにするのに要する力は著しく変わる。したがって、ドアーのラッチを動力で開く間に同じ車両の異なるドアーが開くために異なる時間を要する。
特に、動力アクチュエータが関連したドアーを開く通常の時間よりも著しく長い時間を要する場合に、ドアー・ハンドルを引き上げている者がドアー・ハンドルを最初の位置からドアー・ハンドルの手動開放位相にうまく動かしてもよい。
このようにして、同じ車両の異なるドアーを開く者は、各ドアー・ハンドルに著しく異なる力を入力することを要求される。
本発明の好適実施例の目的は、この問題を緩和することにある。
したがって、本発明に基づいて、ラッチ機構は動力アクチュエータによってさらに作動可能であることが好ましい。
解放機構の最初の動作および次の動作を要求する動力作動ドアー・ラッチを設けると、最初の動作がラッチの構成部品の特定数だけを動かすように選択されうることがわかる。特に、これらの特別の構成部品に関する許容範囲は緊密に制御され、さらにこれらの構成部品を動かすのに要する力が比較的低くなる。したがって、第1の場合における外側ドアー・ハンドルを十分に作動するのに要する力は、低いままに留まる。さらに、この力は、同じ車両の他のドアー・ハンドルと対比したとき、両立する。
外側ドアー・ハンドルを手動で十分に引き上げるのに要する時間は、動力アクチュエータがラッチを解放するのに要する時間よりも相当に長い。したがって、正常な状況の下では、ラッチが動力ラッチ外れにされつつあるとき、外側ドアー・ハンドルを引き上げる作用がラッチをラッチ外れにするように作用せず、格別の車両すべてのラッチに対して両立した「感覚」を達成することがより容易になるけれども、外側ドアー・ハンドルが引き上げられつつある間にドアーはときどき開く。
好ましくは、ラッチは、ロックされた状態にあるとき、解放機構の任意数の動作がラッチをラッチ外れにしないように、ロックされた状態を有する。
好ましくは、ラッチ機構は、第1爪によって閉鎖位置に解除自在に保持できるラッチ・ボルトを含む。
好ましくは、第1爪は爪リフタによって作動される。爪リフタは、少なくとも解除されたラッチ留め第1状態に対応する第1相対位置から少なくともラッチ留め第2状態に対応する第2相対位置まで相対移動可能である。
好ましくは、爪リフタは、爪リフタと第1爪との間の空動き接続のために第1爪に関して可動である。
好ましくは、空動き接続は、爪リフタと第1爪の一方にある突起が爪リフタおよび第1爪の他方にある溝に係合する形体である。
好ましくは、爪リフタおよび第1爪の一方が旋回自在に装着される。好ましくは、両方が旋回自在に装着される。好ましくは、両方が同じ軸の周りに旋回自在に装着される。
好ましくは、爪リフタは第1相対位置へ偏倚される。
好ましくは、爪リフタは第2爪によって第2相対位置に保持可能である。
好ましくは、第1爪が解除された位置にあるとき、第2爪は爪リフタを第2相対位置に保持できない。
好ましくは、ラッチ・ボルトが開放位置にあるとき、ラッチ・ボルトは第1爪に係合して第1爪を解放された位置に実質的に維持する。
好ましくは、第1爪が解放された位置にあるとき、当接部が第2爪に係合して第2爪を解放位置に動かすように、第2爪に係合可能な当接部を含む。
好ましくは、ラチェット当接部との各係合のさいに、ロック解除ラッチ留め第1状態とラッチ留め第2状態との間で、およびラッチ留め第2状態とラッチ外れ状態との間で、ラッチの状態変化を与えるために、第1および第2ラチェット歯を有するラチェット機構を含む。
好ましくは、ラチェット歯およびラチェット当接部はほぼ恒久的に作動可能係合状態にある。
好ましくは、ラチェット歯およびラチェット当接部は、ラッチのロックを与えるように分離された位置に維持されることができる。
好ましくは、第1および第2ラチェット歯の一方およびラチェット当接部は、ラチェット・レバーに装着される。
好ましくは、ラチェット当接部はラチェット・レバーに装着され、また、ラチェット歯は爪リフタに装着される。
好ましくは、ラチェット・レバーは、解放レバーに旋回自在に装着される。
好ましくは、解放レバーは、ラッチのシャーシに旋回自在に装着される。
好ましくは、ラチェット・レバーは、第1リンク・ピボットにおいてリンクに旋回自在に接続される。そのリンクは、ラッチがロックされたとき、円弧の周りに動くように第1リンク・ピボットを拘束する。
好ましくは、リンクは第2リンク・ピボットにおいてロック・リンクに旋回自在に装着される。
好ましくは、ロック・リンクは、ラッチをロックするようにロック可能位置に保持される。
好ましくは、ラッチが解除状態にあるとき、ロック・リンクは解放機構の戻り移動によってロック可能位置まで動かされる。
好ましくは、ロック・リンクは、解放レバーの戻り移動によってロック可能位置まで動かされる。
好ましくは、ラッチ機構は、動力アクチュエータによってさらに作動可能である。
好ましくは、動力アクチュエータは、ラッチ機構の第1爪伝達路側に接続される。
好ましくは、動力アクチュエータは、爪リフタと第1爪との間の接続の第1爪伝達路側に接続される。
好ましくは、解放機構は外側ドアー・ハンドルに接続される。
本発明のこの形体は図4−1ないし図4−13を参照しながら例示のみを目的に説明される。
図4−1ないし図4−5は、動力ラッチ解放アクチュエータの故障の場合に、ラッチを手動で解除するのに要求される事象の順序を順次示す。図4−1ないし図4−5において、ラッチ12および解放機構14を含むラッチ機構10が示される。ラッチ12は、鈎爪16の形体の旋回自在装着ラッチ・ボルトを含む。鈎爪16は、それがストライカ18を保持する図1に示す閉鎖位置と、ストライカ18が解除されてドアーを開かせる図4−5、図4−6、図4−8に示す開放位置との間を動くことができる。
鈎爪は、関連されたドアーは開けられないが、それにもかかわらず十分には閉ざされてはいない「第1安全」位置(図示せず)に保持される。
ラッチは、ピボットBにおいてラッチのシャーシ13(概略的に示す)に旋回自在に装着された第1爪20をさらに含む。爪20は、鈎爪当接部24または鈎爪第1安全当接部26と係合するための爪当接部22を含む。鈎爪は、それが開放位置(図4−5、図4−6、図4−8)にあるときに鈎爪当接部22が休む端27Aに対して鈎爪解除当接部27を含む。鈎爪解除当接部27は、鈎爪当接部24および第1安全当接部26の半径R2よりも大きい半径R1において定置されることに留意されたい。このようにして、ラッチが閉鎖されたまたは第1安全位置にあるとき、鈎爪当接部22は軸Aに関して半径R2で着座する。鈎爪当接部22は、ラッチが開放位置にあるときに、鈎爪当接部22が鈎爪解除当接部27に乗っているときよりも軸Aに接近している。爪20はほぼ平らで、図4−1から見たとき爪リフタ28の下に着座している。爪リフタはほぼ平らである。爪リフタ28は、ピボットBにおいて旋回自在に装着される。
爪リフタ28は、第1ラチェット歯32および第2ラチェット歯34を含む。爪リフタ28はまた当接部36を含む。
第2爪38は、ピボットCにおいてラッチのシャーシに旋回自在に装着される。
第2鈎爪は、図4−3および図4−4に示すように、当接部36の端36Aに係合され、さらに以下に記載されるように、図4−1、図4−2、図4−5に示すように、端36Aから分離される。
外側解放レバー40は、端42において外側解除ハンドル(図示せず)に接続される。外側解放レバー40は、ピボットDにおいてラッチのシャーシ13に旋回自在に取り付けられる。外側解放レバー40は突起44を含む。
ラチェット・レバー46は、ピボットEにおいて旋回自在に装着される(ピボットDと端42との間に置かれる)。ラチェット・レバー46は、ピボットEから離れたラチェット当接部48を含む。
リンク50をラチェット・レバー46に旋回自在に接続する第1リンク・ピボットFが、ラチェット当接部48とピボットEとの間に設置される。第1リンク・ピボットFから離れたリンク50の端は、ロック・リンク52の端52Aに第2リンク・ピボットGにおいて旋回自在に装着される。
ロック・リンク52は、ピボットHにおいてラッチのシャーシに旋回自在に装着される。ロック・リンク52の端52Bは、ロック当接部54を含む。ピボットHと端52Aとの間にロック・リンク52はさらに戻り当接部56を含む。
ロック・トグル58は、ピボットJにおいてラッチのシャーシに旋回自在に装着され、トグル当接部60を含む。ロック・トグル58は、簡明のために図4−7においてのみ示す本発明に基づくアクチュエータ58Aのトグル部を形成する。アクチュエータ58Aは、電磁コイル組立体58B、磁心58C、フレーム58Dをさらに含む。アクチュエータ58Aの一端はコイル58Cに接続される。図4−7に示す位置と、例えば、図4−1に示す位置との間でトグル58を動かすアクチュエータ58Aの動作は、前述したアクチュエータを参照して実質的に前述した。
ロック・リンク52、外側解放レバー40、爪リフタ28、第1爪20は、スプリング等(図示せず)の適切な偏倚手段によって反時計方向にすべて偏倚される。鈎爪16および第2爪38は、スプリング等(図示せず)の適切な偏倚手段によって時計方向に共に偏倚される。リンク50およびラチェット・レバー46の移動は、ロック・リンク52、外側解放レバー40、および爪リフタ28の組合せによって制御される。したがって、リンク50およびラチェット・レバー46は時計方向または反時計方向のいずれかに偏倚されるように要求はされない。ロック・トグル58は、アクチュエータ(図示せず)によって図4−1および図4−7に示す位置間で動かされる。
アクチュエータ64(図4−6においてのみ概略的に示される)は第1爪に接続され、ラッチを解放するように第1爪を時計方向に回転するように作動される。
別の実施例においては、ラッチを解放するように、爪リフタ28(図4−6において点線で示す)、したがって爪を時計方向に回転させるために、アクチュエータ64は爪リフタ28に接続されうることに留意されたい。
アクチュエータ64の故障の場合には、ラッチ機構の動作は次の通りである。
図4−1は、爪当接部22が鈎爪を閉鎖位置に保持する鈎爪当接部24に係合しているラッチ留め状態にあるラッチを示す。
図4−1と図4−7との比較は、すべての構成部品がトグル・ロック58以外の同じ位置にあることを示す。図4−1に示すように、ロック当接部54がトグル当接部60と整列しないように、トグル・ロック58が反時計方向に旋回され、また、図4−7に示すように、ロック当接部54がトグル当接部60と整列されるように、トグル・ロック58が時計方向に旋回された。図4−7は、ロック状態のラッチ機構を示し、また、図4−1はロック解除状態にあるラッチ機構を示す。しかし、図4−1に示すように、トグル・ロック58が時計方向に旋回されうるので、ロック・リンク52はそれにもかかわらずロック可能位置にあることに留意されたい。これは、図4−2および図4−3に示すようにロック・リンク52の位置と対比される。この場合、ロック・トグル58が時計方向に旋回されえないので、ロック・リンク52はロック可能位置にはない。
外側解放レバー40の突起44がロック・リンク52の戻り当接部56と係合状態にあることに留意されたい。この係合は、ロック・リンク52を図4−1に示すように、すなわち、図4−2に示すようにロック・リンク52の位置と対比したとき時計方向に定置されるようにする。
図4−2において、外側解放レバー40は、角度KにわたってピボットDの周りに時計方向に旋回される。これは、矢印Xの一般方向においてピボットDの周りに突起44を時計方向に動かした。続いてこれはロック・リンク52が反時計方向に旋回することを許し、リンク50を図4−2から見たときほぼ右に動かした。
これは、次いで、ラチェット当接部48が第1ラチェット32の背後で実質的に係合されるように、ラチェット・レバー46をピボットEの周りで時計方向に旋回させる。この段階では、爪リフタ28および第1爪20が、図4−1と対比したとき、図4−2における同じ位置に留まることを指摘したい。
図4−3は、外側解放レバー40がその完全作動位置に動かされてしまったことを示す。ロック・リンク52は、図4−2および図4−3を対比したとき、同じ位置に留まることがわかる。しかし、ラチェット・レバー46は、ほぼ上方に動かされ、また、ラチェット当接部48と第1ラチェット歯32との間の係合が爪リフタ28を図4−2と対比したとき時計方向に旋回させる。爪リフタ28のこの時計方向回転は、第2爪38の当接部38Aが当接部36の縁36Bを滑らせて通過させ、当接部36の端36Aに係合させて、爪リフタ28がピボットBの周りに反時計方向に回転しないようにする。
さらに、爪リフタ当接部62は、爪20の腕20Aに接近したが、図4−3に示すようにまだ腕20Aを動かしてはいない。爪リフタは、爪リフタと第1爪との間の空動き接続のために第1爪に関して可動であることがわかる。別の実施例においては、この空動き接続は、爪リフタおよび第1爪の一方の突起を爪リフタおよび第1爪の他方の溝に係合させる形体にしてもよい。
外側解放レバーのこの第1作動は、構成部品40、52、50、46、28、38を動かしたことがわかる。しかし、図4−3に示すように、ラッチ、すなわち鈎爪16および第1爪20が動かされず、図4−1および図4−2に示すように同じ位置に留まる。
図4−4は、外側解放レバーが解放され、図4−1に示す位置まで戻されたことを示す。これは、次いで、構成部品52、50、46を図4−1に示す位置まで戻す。しかし、爪リフタ28は第2爪38によって図4−3に示す位置に留まる。特に、図4−4に示すように、第2ラチェット歯34は、図4−1に示すように、第1ラチェット歯32とほぼ同じ位置に現される。
このようにして、外側解放レバー40の次の作動が、ラチェット当接部48を第2ラチェット歯34の背後に係合させ、爪リフタ28を図5に示す位置までさらに回転させる。しかし、この場合、爪リフタ当接部62は腕20AをピボットBの周りに時計方向に回転させて、爪当接部22を鈎爪24から解除し、鈎爪16を時計方向に開放位置まで回転させる。
第2爪38が爪リフタの爪リフタ当接部36から分離されたことを図4−5から留意されたい。これは、第2爪との係合状態に動かされる、したがって第2爪を第2爪偏倚スプリングに抗して反時計方向に回転させる、第1爪(第1爪が回転するとき)上にある当接部(図示せず)によるものである。
したがって、外側解放レバー40の解除によって、爪リフタ当接部36は、図4−8に示す位置に到達するように第2爪38の端38Aを迂回できる。
アクチュエータ64が正しく動作するとき、ラッチ機構の動作は次の通りである。
ラッチは図4−1に示す位置から開始する。
外側ドアー・ハンドルの最初の動作は、ラッチ構成部品を図4−2に示す位置まで手動で動かす。この段階で、スイッチ等の検出機器が起動され、アクチュエータに第1爪を時計方向に回転するように指示する。しかし、動力アクチュエータは瞬間的には作用せず、第1爪を回転させる限定時間量を要する。このようにして、外側ドアー・ハンドルの連続した引上げが、ラッチが動力ラッチ解放される以前に、図4−2および図4−3に示す位置間のどこかにラッチ構成部品を通常位置決めしてもよい。これらの状況の下では、外側ドアー・ハンドルの次の手動動作が明らかに要求されず、ラッチは図4−3に示す位置から図4−6に示す位置まで通常動いてもよい。外側ドアー・ハンドルの解除は、ラッチ構成部品を図4−8に示す位置まで動かす。
図4−7に示すロックされた位置にあるとき、ラッチ機構の動作は次の通りである。
上述したように、トグル・ロック58は、ロック当接部54がトグル当接部60と係合するように、時計方向に回転された。これは、ロック・リンク52が反時計方向に回転することを防止し、したがって第2リンク・ピボットGをシャーシに関して固定状態に留める。このようにして、第1リンク・ピボットFは、第2リンク・ピボットGを中心とした円弧の周りに動き続かされる。このようにして、外側解放レバー40が作動されたとき、ラチェット当接部48は、図4−7から見てほぼ上方に動き、第1ラチェット歯32に係合せずにそれを迂回する。したがって、外側解放レバーの作動は爪リフタを動かさず、ラッチはラッチ留め状態に留まる。
別の実施例においては、アクチュエータ64は与えられる必要がないことに留意されたい。このようにして、ラッチは手動で開かれるだけで、外側ドアー・ハンドルの2つの作動がラッチを開くのに要求される。
有利なことには、この機構は、車両の側面衝突のさいに、安全性の利点を有する。このようにして、車両ドアーの側面衝突が、ラッチ構成部品が図4−1に示す位置から図4−2に示す位置を介して図3に示す位置まで動くように、ドアーを十分に変形させるが、このような状況の下では、ドアーは開かない。これは、外側ドアー・ハンドルの1回の引きでドアーを開き、したがってこのような公知のラッチが、ドアーへの1回の側面衝突がラッチ構成部品をラッチ外れ位置に動かし、ドアーを開かせる危険性に至るような公知のドアー・ラッチと対照的である。
図4−11におい、番号100以上を付したほぼ同じ機能を満たす構成部品を備えた、ラッチ機構10と類似の別のラッチ機構110が示される。図4−11は、図4−1に示すラッチ10の状態に類似したラッチ留め状態にあるラッチ110を示す。この場合、ラッチ機構110とラッチ機構10との間の相違は、ラッチ機構110がロック・トグル58を含んでいないことだけである。このようにして、ラッチ機構110は、ラッチ機構10と類似の仕方で動力ラッチ外れまたは手動ラッチ外れに(動力アクチュエータが故障しているとき)される。しかし、ラッチ機構110はロックされえない。
ラッチ機構110は、このラッチがロックされないことによって図4−11に示すようなロック解除ラッチ留め第1状態にあることに留意されたい。
別の実施例においては、ラッチ機構110に関連したアクチュエータは、ロックされえない動力無付加作動ラッチ機構を与えるために削除されてもよい。
ロック不能ラッチの別の実施例においては、ラッチ機構110のロック・リンク152およびリンク150は、適切なラチェット歯132および134とのラチェット当接部148の係合を保証するように、ラチェット・レバー46を時計方向に軽く偏倚するスプリング等の偏倚手段によって削除され、置き換えられる。
この実施例においては、ラチェット歯およびラチェット当接部がほぼ恒久的に動作可能係合状態にあり、したがってラッチがラチェット歯およびラチェット当接部の分離によってロックされない(さらに別の実施例においては、ラッチは代案としてロック機構によってまたは外側ドアー・ハンドルと第1爪との間の伝達路のどこかに配置されたフリーホイール式機構によってロックされるけれども)。
図4−1Aないし図4−7Aにおいて、ラッチ機構10とほぼ同じ機能を発揮する特徴が番号200以上を付されたラッチ機構210の別の実施例が示される。本発明に基づくアクチュエータのトグル258だけが簡明のために示された。図4−2Aに示すピボット2E、2D、2Hは、ラッチ機構10のピボットE、D、Hと同等の機能である。
図4−13は、ロック・ピン252が、外側解放レバー240が旋回するピボット2Dと一致するピボット2Hにおいて旋回自在に装着されることを示す。さらに、ラチェット・レバー246上のピン267がロック・ピン252の案内268によって形成された溝間に突出する。このピンおよび溝機構は、ラッチ機構10のリンク50と置き換わる。
第1位置にある本発明に基づくアクチュエータの第1実施例を示す。 第2位置にある本発明に基づくアクチュエータの第1実施例を示す。 第1位置にある本発明に基づくアクチュエータの第2実施例を示す。 図1−3におけるコイルの端面図を示す。 第2位置にある本発明に基づくアクチュエータの第2実施例を示す。 図1−3のアクチュエータに関して行われた試験結果を示す。 第1位置にある本発明に基づくアクチュエータの第3実施例を示す。 第2位置にある本発明に基づくアクチュエータの第3実施例を示す。 ブロック・ロッキングを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 フリーホイール・ロッキングを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 フリーホイール・ロッキングを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 動力ラッチ外しを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 動力ラッチ留めを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 動力ラッチ留めを与えるように用いられた本発明に基づくアクチュエータの概略図を示す。 本発明に基づくアクチュエータを組み込んだ弁を示す。 本発明に基づくアクチュエータを組み込んだリレーの概略図を示す。 本発明に基づくアクチュエータを組み込んだリレーの概略図を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の図である。 図2−1の一部拡大図である。 磁気爪が異なる位置にあるときの、図2−1Aと類似の図である。 ロック解除であるがラッチ留め状態にある開放動作途中の、図2−1のラッチ機構を示す。 ラッチ外れ状態にある開放動作終了時の、図2−1のラッチ機構を示す。 ロック状態中にラッチを開くように試みられたときの、図2−1のラッチ機構を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。 本発明のある形体に基づくラッチ機構の実施例を示す。 ロック解除ラッチ留め第1状態にある本発明のある形体に基づくラッチ機構の図である。 解放機構の第1作動途中にある、図4−1の図である。 第1作動完了時の、図4−1の図である。 解放機構が解除されかつラッチが第2ラッチ留め状態にある、図4−1のラッチの図である。 機械的に解除された解放位置に示された、図4−1のラッチの図である。 動力アクチュエータによって解除された解放位置に示された、図4−1の図である。 ロック状態に示された、図4−1の図である。 解除ハンドルが休止位置にあるときのラッチ外れ状態を示す、図4−1の図である。 簡明のために分離して示された、図4−1の様々な構成部品の図である。 分離して示された、図4−1の鈎爪の図である。 本発明の別実施例の図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−1に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−2に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−3に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−4に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−5に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−6に対応する図である。 本発明に基づくラッチ機構の別実施例の、図4−7に対応する図である。 外側ハンドルが引かれたときのロック状態を示す、図4−1Aの実施例の図である。 図4−1Aの一部の拡大図である。

Claims (38)

  1. アクチュエータであって、該アクチュエータの第1位置と第2位置との間で磁界発生器に対する相対移動を行うことができる電磁コイル機構を含み、前記アクチュエータが前記第1位置にあるとき、前記電磁コイル機構を通る電流のパルスが、前記磁界発生器を前記アクチュエータの前記第1位置から反発させ且つ該磁界発生器を前記アクチュエータの前記第2位置に向けて引き付けさせて該アクチュエータを前記第2位置へ動かす磁界領域を発生するように構成された、アクチュエータ。
  2. 前記磁界発生器は永久磁石である、請求項1に記載のアクチュエータ。
  3. 前記磁界発生器は別の電磁コイルである、請求項1に記載のアクチュエータ。
  4. 作動が前記磁界発生器の移動を生じさせる、任意の先行請求項に記載のアクチュエータ。
  5. 作動が前記電磁コイルの移動を生じさせる、請求項1ないし3の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  6. 前記相対移動が旋回移動である、請求項1ないし5の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  7. 前記相対移動が線形移動である、請求項1ないし5の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  8. 前記電磁コイルが磁心を含む、任意の請求項1ないし7の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  9. 前記電磁コイルはフレームを含む、請求項1ないし8の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  10. 前記電磁コイルはフレームを含み、該フレームが前記磁心の一端に接続される、請求項8に記載のアクチュエータ。
  11. 前記フレームが前記電磁コイルの一方の側に定置される、請求項9または10に記載のアクチュエータ。
  12. 前記フレームの一端が前記磁心の一端から離隔されて前記磁界領域を与える、請求項8ないし11の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  13. 前記磁界領域は前記電磁コイルの一端にある、請求項1ないし12の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  14. 前記磁界領域は、前記電磁コイルの磁心の中央領域と前記電磁コイルの外側領域との間にある、請求項13に記載のアクチュエータ。
  15. 電磁磁束の領域は前記電磁コイルの限定円周範囲を超えて定置されている、請求項14に記載のアクチュエータ。
  16. アクチュエータが第1位置にあるとき、エアギャップが前記電磁コイルと前記磁界発生器との間に設けられる、請求項1ないし16の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  17. アクチュエータが第2位置にあるとき、エアギャップが前記電磁コイルと前記磁界発生器との間に設けられる、請求項1ないし16の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  18. 前記エアギャップは0.5mmまたはそれ以上、好ましくは1mmまたはそれ以上である、請求項16または17に記載のアクチュエータ。
  19. 前記エアギャップは5mmまたはそれ以下、好ましくは4mmまたはそれ以下である、請求項16、17または18に記載のアクチュエータ。
  20. 14ボルトまたはそれ以下、好ましくは12ボルトまたはそれ以下、より好ましくは8ボルトまたはそれ以下で動作する、請求項1ないし19の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  21. 28ボルトまたはそれ以下、好ましくは24ボルトまたはそれ以下、より好ましくは16ボルトまたはそれ以下で動作する、請求項1ないし19の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  22. 49ボルトまたはそれ以下、好ましくは42ボルトまたはそれ以下、より好ましくは28ボルトまたはそれ以下で動作する、請求項1ないし19の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  23. 前記磁界発生器は、前記電磁コイルを間に挟んで互いに離間関係とされた第1および第2磁界発生器の形体になっている、請求項1ないし8の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  24. 前記磁界発生器は、前記電磁コイルを間に挟んで互いに離間関係とされた第1および第2磁界発生器の形体になっており、該第1および第2磁界発生器が非磁性フレームに装着されており、該第1および第2磁界発生器ならびに前記フレームがアクチュエータの作動中に動くようになされている、請求項4に記載のアクチュエータ。
  25. 前記電磁コイルは、磁性材料を含み、該電磁コイルを通る電流が不在なとき前記磁界発生器の引力によってアクチュエータの前記第1および/または第2位置に前記電磁コイルならびに前記磁界発生器の相対位置を維持するようになされている、請求項1ないし24の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  26. 車両に安全機能を与えるように用いられるようになされている、請求項1ないし25の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  27. ハンドルとラッチとの間の伝達経路をブロッキング/アンブロッキングすることによってロック/ロック解除機能を与えるように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  28. ハンドルとラッチとの間の伝達経路にフリーホイール・ロッキング機能を与えるように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  29. スーパロック機能を与えるように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  30. 子供安全機能を与えるように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  31. ラッチを解放するように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  32. ラッチをラッチ留めするように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  33. ラッチのラッチ・ハウジングに定置されるようになされている、請求項27−32の任意の一項に記載のアクチュエータ。
  34. 燃料充填フラップを開放またはラッチ外しするように用いられるようになされている、請求項26に記載のアクチュエータ。
  35. 前記電磁コイルまたは前記磁界発生器は弁ポートを開閉することができるようになされている、請求項1ないし25の任意の一項に記載の弁。
  36. 前記アクチュエータが前記第1位置にあるとき、前記電磁コイルまたは前記磁界発生器が第1弁ポートを塞ぎ且つ第2弁ポートを開き、また、前記アクチュエータが前記第2位置にあるとき、前記電磁コイルまたは前記磁界発生器が第2弁ポートを塞ぎ且つ第1弁ポートを開くようになされている、請求項35に記載の弁。
  37. 前記電磁コイルまたは前記磁界発生器が塞がれた各ポートの上流側に設置されるようになされている、請求項35または36に記載の弁。
  38. 前記電磁コイルまたは前記磁界発生器がリレー接点に接続および分離するように動くようになされている、請求項1ないし25の任意の一項に記載のリレー。
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