JP2014134019A - 車両用ドアラッチ装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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。
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V2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V1(>V2)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V3(<V2)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。
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。
(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。
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)
- 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。 - 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。
- 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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JP2016141998A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | アイシン機工株式会社 | 車両用ドアロック装置 |
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