JP6702992B2 - カムラッチ - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年１１月７日に出願された米国特許出願第１４／５３５，７９０号に対して優先権を主張し、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、ラッチアセンブリの分野に関する。

ラッチアセンブリは、パネル、ドア及びドアフレーム等のアイテムを一緒に固定するための多くの用途に依存されている。例えば、容器、キャビネット、クローゼット、引出し及びコンパートメント等は、ラッチによって固定されることができる。１つのタイプのラッチアセンブリは回転爪又はカムを含み、爪又はカムがボルトに作用するまで開いたままである。ボルトに対するアセンブリの相対移動によって、回転爪又はカムが回転してボルトを捕捉する。

多くの用途において、電気的に操作されるラッチは、遠隔若しくは押しボタン式の入力、コード化されたアクセス、キーレスのアクセス又はアクセスの監視の必要性のために望ましい。パネルを閉じるための様々なラッチが採用されており、これらでは、揺動ドア又は引出し等のパネルの１つが、固定パネル、ドアフレーム、キャビネット又はコンパートメント本体に締結又は固定される。

したがって、より単純で費用効果の高い設計を有する電気的操作の選択肢を含む新しい回転爪又はカムラッチアセンブリが必要とされている。

本発明の一態様は、ラッチカム、トリガ、駆動カム、駆動カムに連結されたモータ、及び、モータに連結されたスイッチを含むことができる、ストライカを捕捉するためのラッチを提供する。ラッチカムは、閉位置と開位置との間で回転するように取り付けられていてもよく、閉位置にあるときに、開位置に向かって回転するように付勢され、ストライカを捕捉するように構成されてもよい。トリガは、ロック位置とロック解除位置との間で回転するように取り付けられてもよく、例えば、ばねによって付勢されてロック位置に向かって回転することができ、任意に、トリガがロック位置にあるときにラッチカムに接触するように位置し、これによって、ラッチカムを閉位置に保持してもよい。駆動カムは、トリガと接触するように配置可能な少なくとも１つのカム面を有することができる。スイッチは、トリガ及び駆動カムのうちの少なくとも１つを検出するように配置されてもよい。スイッチは、トリガ又は駆動カムを検知したときに、駆動カムを回転させるようにモータを作動させてもよく、これによって、トリガをロック位置からロック解除位置に向かって付勢し、トリガをラッチカムから係合解除し、ラッチカムが閉位置から開位置に向かって回転することを可能にするように、駆動カムを回転させる。

本発明の別の態様では、ラッチは、ラッチカム、トリガ、駆動カム、モータ及びスイッチのうちの１つ以上を少なくとも部分的に囲むハウジングをさらに備えることができる。

トリガは、ハウジングの外側に延在する延長部を任意に含んでもよく、延長部は、延長部に加えられる力がトリガをロック解除位置に向かって付勢するように、構成される。トリガの延長部に取り付けるためのケーブルを受けるために、ケーブル取り付けブラケットをハウジングに任意に配置することもできる。カムは、カムが開位置にあるときに、トリガがロック位置に戻るのを防止するための支持面を任意に含むことができる。ラッチは、ストライカがラッチカムによって捕捉されたとき、又は、ストライカがラッチに近接しているときを検出するように配置された、磁気リードスイッチ等のセンサを任意に含むこともできる。

本発明のさらに別の態様では、ラッチ係合構成及びラッチ解除構成を有するラッチシステムが提供され、上述したようなラッチと、ラッチ係合構成とラッチ解除構成との間で互いに対して移動可能なストライカと、を備えることができる。一実施形態では、ラッチが固定され、ストライカがラッチに対して可動であってもよく、別の実施形態では、ストライカが固定され、ラッチがストライカに対して移動可能であってもよい。ストライカは、ラッチ係合構成においてラッチによって係止されるように配置された、例えばボルトによって設けられる係合面を有することができる。任意に、ラッチ状態は、スイッチの状態に基づいて示されてもよく、開いているスイッチは、ラッチが固定されていないことを示し、閉じられているスイッチは、ラッチが固定されていることを示す。

本発明のさらに別の態様では、ラッチのラッチカムからストライカを解放する方法が、 単一のスイッチによってラッチのトリガ及び駆動カムのうちの少なくとも１つの位置を検知するステップであって、スイッチをトリガ又は駆動カムに接触させるステップを任意に含む、ステップと、
トリガ又は駆動カムがスイッチによって検知されている間に、ラッチの駆動カムを回転させるためにモータを動作させるステップと、
駆動カムの回転によってラッチのトリガをロック位置からロック解除位置に向かって回転させるステップと、
トリガをラッチのラッチカムから係合解除するステップと、
例えばラッチカムを開位置に向かって付勢することによって、ラッチのラッチカムを閉位置から開位置に向かって回転させることを許容するステップであって、これによって、ストライカをラッチのラッチカムから解放する、ステップと、
を備えることができる。

方法は、ストライカがラッチから解放されたときを検知するステップを任意にさらに備えてもよい。

本発明の第１の実施形態によるラッチの正面斜視図である。 本発明の第１の実施形態の正面図である。 本発明の第１の実施形態の背面図である。 本発明の第１の実施形態の上面図である。 本発明の第１の実施形態の底面図である。 本発明の第１の実施形態の左側面図である。 本発明の第２の実施形態によるラッチの正面斜視図である。 本発明の第２の実施形態の正面図である。 本発明の第２の実施形態の背面図である。 本発明の第２の実施形態の上面図である。 本発明の第２の実施形態の底面図である。 本発明の第２の実施形態の左側面図である。 ラッチカムが開位置にある本発明の第２の実施形態の正面図である。 ラッチカムが開位置にある本発明の第１の実施形態の正面図である。 本発明の一実施形態によるラッチ解除構成にあるラッチシステムの正面斜視図であり、ラッチシステムは、取り付け状態にある本発明の第２の実施形態を含む。 ハウジングの後部カバーが取り外された、本発明の第２の実施形態の背面図である。 ハウジングの後部カバーが取り外され、ラッチが別の位置にある、本発明の第２の実施形態の背面図である。 ハウジングの後部カバーが取り外され、ラッチが別の位置にある、本発明の第２の実施形態の背面図である。 ハウジングの後部カバーが取り外され、ラッチが別の位置にある、本発明の第２の実施形態の背面図である。 本発明の第２の実施形態の分解図である。 本発明によるラッチに組み込むことができるラッチカムの一実施形態の正面斜視図である。 図７Ａのラッチカムの正面図である。 図７Ａのラッチカムの背面図である。 図７Ａのラッチカムの上面図である。 図７Ａのラッチカムの底面図である。 図７Ａのラッチカムの左側面図である。 図７Ａのラッチカムの右側面図である。 本発明によるラッチに組み込むことができるトリガの一実施形態の正面斜視図である。 図８Ａのトリガの正面図である。 本発明によるラッチに組み込むことができる駆動カムの一実施形態の正面斜視図である。 図９Ａの駆動カムの正面図である。 図９Ａの駆動カムの背面図である。 図９Ａの駆動カムの上面図である。 図９Ａの駆動カムの側面図である。 ハウジングの後部カバーが取り外された、本発明の第３の実施形態の背面図である。 ハウジングの後部カバーが取り外された、本発明の第４の実施形態の背面図である。 図１１のラッチに組み込むことができる駆動カムの正面斜視図である。

本発明は、例示的な実施形態及びこれらの実施形態の変形を参照して説明される。本明細書において特定の実施形態を参照して本発明が図示及び記載されているが、本発明は図示及び記載された詳細に限定されることは意図されていない。むしろ、特許請求の範囲の範囲内、及び、特許請求の範囲の均等物の範囲内において、本発明から逸脱することなく、細部に様々な変更を加えることができる。

一般に、本発明は、ストライカ、ボルト、キャッチ、キーパ、若しくは、ラッチによって捕捉若しくは保持されることが可能な他の同様の構成要素若しくは構造体を捕捉するための（この説明では、一般的にストライカ又はラッチストライカと称される）、及び、トリガの電気的操作又は手動による操作のいずれかによってストライカを解放するための、手段を提供する。例えば、本発明の一実施形態によるラッチは、トリガの一部を直接的に引っ張ることによって、又は、トリガの一部に取り付けられた可撓性のケーブルを遠隔的に引っ張ることによって、手動で作動させることができる。電気機械式操作のために代替的に、アクチュエータ機構は、当該機構を作動させる際に、トリガを押して回転させることができる。ラッチストライカを支持する物、例えば、引出し又はドアを固定するために、ラッチは、押して閉じる機能（push to close functionality）を有する。ラッチは、開位置へとばね負荷がかけられるラッチカムと、ロック位置へとばね負荷がかけられるトリガと、を含むことができる。

アクチュエータシステムは、ラッチのアセンブリに任意に組み込まれる。また、後で詳細に説明するように、モータ及びラッチの歯車は、事前にパッケージされる必要はなく、代わりに、最終的なラッチアセンブリの個々の構成要素とすることができる。さらに、タイミング若しくはロジック機能のために、又は、回路保護、位置検知若しくはモータ電圧規制のために、電子機器が使用される必要はない。例えば、単一のダイオードが、逆極性保護のために、回路において任意に使用される。モータ制御並びに駆動カム及びトリガの位置検知は、有利には、単極双投（ＳＰＤＴ）機械式マイクロスイッチ等の単一のスイッチを使用して達成することができる。言い換えれば、ラッチの位置検知及びモータ制御は、複数のスイッチ又はセンサを使用するのではなく、１つのスイッチによって任意に達成される。たとえば、ＳＰＤＴマイクロスイッチ等の単一のスイッチ又はセンサが、駆動カム位置検知、トリガ位置検知、及び、モータ電流制御等のための複数のタスクを達成するために、任意に使用される。また、ラッチ状態出力信号をユーザに提供するために、同じスイッチ又はセンサが任意に使用される。

後で詳細に説明するように、トリガスプリングは、圧縮ばねによって所定の位置に任意に付勢され、トリガを単一の構成要素部品として形成することができる。同様に、ラッチカムは、単一の構成要素部品として形成することができる。また、ラッチは、マグネット付きドア等の他の構成要素が存在するか否かを検出するために使用することができる任意のスイッチ、例えば磁気リードスイッチを収容するための拡張ハウジングを任意に備える。

次に、図１Ａから図１Ｆに示された本発明による第１の実施形態を参照すると、本発明の一実施形態によるラッチアセンブリ１００は構成要素、例えば、ハウジング１０２と、ラッチカム１０６と、延長部１０８を有するトリガと、を含む。ハウジングは、ラッチカム１０６のＵ字形部分が露出される開口部１０４を有するように構成されている。開口部１０４は、ラッチストライカを受け入れるための空間を提供し、これによって、ストライカがラッチカム１０６に突き当たり、ラッチカム１０６を図１Ａ〜図１Ｆに示される閉位置に回転させ、ストライカを捕捉する。ラッチカム１０６は、閉位置に維持されてもよい。ストライカを開放するために、トリガの延長部１０８は、ラッチカム１０６の開位置への回転を可能にするべく、手動で動作されてもよい。

ハウジング１０２の底部は、以下でより詳細に説明するように、回路基板に接続するためのアクセスポイント１１４をさらに含むことができる。電源が、アクセスポイント１１４を介して提供されてもよい。また、インジケータが、同様に以下でより詳細に説明するように、ラッチアセンブリの状態に関する情報を提供するために、アクセスポイント１１４を介して回路基板に電気的に接続されてもよい。

ハウジング１０２の側面からは、任意のケーブル取り付けブラケット１１０が延びている。ケーブル取り付けブラケット１１０は、長手方向開口部を含み、これによって、可撓性ケーブルが、長手方向開口部を通して挿入され、延長部１０８の端部に取り付けられる。これによって、ユーザは、ケーブルを引っ張ることによって、遠隔地からトリガを動作させてもよい。ラッチ機構を遠隔的に動作させるためのケーブルの使用は、例えば運転席から自動車のトランクを開くような特定の用途において望ましい場合がある。

本発明にしたがって作製されたラッチアセンブリ１２０の第２の実施形態が、図２Ａ〜図２Ｆに示されている。第２の実施形態の構成要素は、第２の実施形態のハウジング１２２が任意の上側部分１２３を含むことを除いて、第１の実施形態と同一である。ハウジング１２２の上側部分１２３は、ラッチストライカが取り付けられているドア又はパネルがラッチアセンブリの近傍にあるかどうかを示すために、センサを収容してもよい。そのようなセンサは、当業者に知られており、例えば磁気リードスイッチを含むことができる。磁気リードスイッチは、ドア又はパネル上に磁石又は何らかの磁場発生構成要素を必要とするので、磁場が磁気リードスイッチを閉じさせ、ストライカがラッチに近接しているときに信号を生成させる。

図３Ａ及び図３Ｂでは、本発明の第１及び第２の実施形態が、開位置にあるラッチカム（１０６，１２６）と共に示されており、ラッチストライカを受け入れる準備が整っている。図４は、設置された状態のラッチアセンブリ１２０の第２の実施形態を示す。ラッチアセンブリ１２０は、複数のピボットピン１６２ａ、１６２ｂによって提供される対応する開口部を通して少なくとも１つの締結具１３１ａ、１３１ｂを挿入することによってパネルに取り付けられる。ラッチアセンブリ１２０は、ラッチカム１２６がラッチストライカ１４０に面するように、方向付けされている。この例のラッチストライカ１４０は、スライド式の引出し１４２の後部に取り付けられている。

ラッチカム１２６は開位置に示されているので、引出し１４２がラッチカム１２６に向かって押されると、ラッチストライカ１４０がラッチカム１２６に接触し、ラッチカム１２６が回転してストライカ１４０を捕捉する。一旦捕捉されると、引出し１４２は、所定の位置にロックされ、ラッチアセンブリ１２０から引き離すことはできない。引出し１４２を開放するために、ラッチアセンブリ１２０内のモータは、ラッチカム１２６を回転させて開位置に戻すべく、電気的接続部１４４を介して作動されなければならない。

本発明の一実施形態によれば、ラッチアセンブリを開位置に電気的に作動させるための手段が、図５Ａ〜図５Ｄに示されている。図５Ａでは、ラッチアセンブリ１２０の背面図が、ギアボックス１５２に加えてリアカバー１３２が取り外されていることを除いて、図２Ｃと同様に示されている。典型的には、リアカバー１３２は、複数のねじ１５０ａ、１５０ｂ及び１５０ｃ等の留め具を使用して、ハウジング１２２の後部に取り付けられている。

図５Ａのラッチカム１２６は閉位置にあり、ラッチカム１２６が、ラッチカム１２６のＵ字形保持面１４１内にラッチストライカを捕捉することを可能にするのは、この位置である。ラッチカム１２６は、第１のばね１３９、好ましくはコイルばねによって、開位置に付勢される。コイルばね１３９は、図５Ａで方向付けられているように、ラッチカム１２６を時計方向に回転させる。コイルばね１３９の一方の足部は、ハウジング１２２の内壁を押圧する一方で、他方の足部は、ラッチカム１２６の角部１６６を押圧する。

トリガ１２１は、トリガ１２１の保持部１２５がラッチカム１２６の外側部分に接触する阻止面を提供するので、ラッチカム１２６が開位置に回転するのを防止する。トリガ１２１は、トリガピボットピン１６４周りに反時計回りに回転するように付勢されている。付勢力は、トリガ１２１のアーム部１３７等のアクチュエータを圧迫する第２のばね１３８、好ましくは圧縮ばねによって与えられる。

上述したように、磁気リードスイッチ１５６は、ハウジング１２２の上側部分１２３に配置することができる。磁気リードスイッチ１５６は、回路基板１６０に接続され、ラッチストライカを支持するドア又はパネルがラッチアセンブリに近いときを示す。保護発泡パッド１５８が、磁気リードスイッチ１５６と共にハウジング１２２の上側部分１２３に搭載されてもよい。

トリガ１２１のアーム部１３７の先端は、閉回路を維持するために、「ノーマルオープン」スイッチ１３６、好ましくはＳＰＤＴスイッチと係合する。電気的作動は、ラッチコネクタ１４４の電力接続と接地接続との間に電圧が印加され、回路が閉じられたときに起こり得る。回路は、スイッチ１３６が閉位置にあるときに、例えばスイッチレバーが押されたときに、閉じられる。好ましくは、スイッチ１３６は、回路基板１６０上に取り付けられてもよい。逆極性保護のために、好ましくは、単一のダイオードが回路で使用されてもよい。

ユーザがアセンブリ１２０をラッチ解除することを望むとき、モータ１２９は遠隔的に作動されてもよい。回路基板１６０に接続され得るモータ１２９は、ウォーム歯車１３３を回転させ、これにより駆動カム１３５が一連の歯車１１９ａ、１１９ｂを介して回転する。モータ１２９、歯車１１９ａ、１１９ｂ、及び、駆動カム１３５は、ギアボックス１５２内に収容されてもよい。ギアボックス１５２は、一連のギアシャフト１５４ａ、１５４ｂ及び１５４ｃの一端が存在する位置を提供することもできる。ギアシャフト１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃは、歯車１１９ａ、１１９ｂ及び駆動カム１３５を介して挿入されてもよい。

図５Ｂを参照すると、駆動カム１３５は、好ましくは１８０度離間した２つの突出部１４３ａ、１４３ｂを含む。駆動カム１３５が回転すると、第１突出部１４３ｂのカム面がトリガ１２１のアーム部１３７に接触し、トリガ１２１が図に示されるように時計方向に回転する。アーム部１３７の先端は、最終的にスイッチ１３６から係合解除する。しかしながら、トリガ１２１が回転すると、駆動カム１３５の第２突出部１４３ａ上のカム面がスイッチ１３６に係合する。

電気作動中に、閉位置にある「ノーマルオープン」スイッチ１３６の維持を容易にするために、アーム部１３７の端部は、駆動カム１３５の突出部１４３ａ、１４３ｂの弧を描くような動作のための空間を提供すべく、鎌状であることが好ましい。この場合、突出部１４３ａ、１４３ｂは、トリガ１２１の回転中にアーム部１３７の端部がスイッチ１３６を係合解除するのにともなって、スイッチレバーを押す機能を担うことができる。これは、そのような電流が供給されたときに、閉路がモータ１２９に電流を供給することを維持する。

ここで図５Ｃを参照すると、トリガ１２１の回転の程度は、ラッチカム１２６の外側部分がもはや保持部１２５によって阻止されないように十分である。好ましくは、トリガ１２１及び駆動カム１３５の構成は、トリガ１２１をラッチカム１２６の回転の障害物として効果的に除去するために、わずかな程度の回転のみが必要とされ、最小限の電力量が必要とされるようなものである。一旦自由になると、コイルばね１３９は、ストライカを解放するために、ラッチカム１２６を開位置へと回転させる。

一旦回転すると、ラッチカム１２６の支持面１２７は、支持面１２７が保持部１２５と接触し、本質的に保持部１２５を阻止するので、トリガ１２１が反時計方向に回転するのを防止する。突出部１４３ａがスイッチ１３６と係合し続けるので、モータ１２９は駆動カム１３５を回転させ続ける。

駆動カム１３５がもはやスイッチ１３６に係合しなくなるとき、スイッチ１３６のレバーが解放され、回路は開きモータ１２９への電流を遮断する。図５Ｄに示されるように、駆動カム１３５は、ラッチアセンブリ１２０の電気的動作が完了したときに、約１８０度回転している。したがって、駆動カム１３５の対称な設計は、駆動カム１３５の半回転ごとに、作動サイクルを提供する。

電力は、好ましくは、駆動カムが開始位置に戻り、電気動作サイクルが完了した後に、除去される。電力が除去されない場合、ラッチカム１２６が閉位置に戻るときに、ラッチは新しいサイクルを開始してもよい。

ラッチアセンブリ１２０を図５Ａに示される元の閉位置に戻すために、ラッチストライカは、ラッチカム１２６に衝突し、ラッチカム１２６を図５Ａに示されるように反時計回り方向に回転させることができる。好ましくは、ラッチカム１２６は、ラッチストライカの閉方向への過度の移動に順応するように、過回転するように構成されてもよい。支持面１２７がもはや保持部１２５を阻止しないとき、圧縮ばね１３８は、保持部１２５の端面が再びラッチカム１２６の外側部分を阻止し且つトリガ１２１のアーム部１３７の先端が再びスイッチ１３６に係合するまで、トリガ１２１を反時計方向に回転させ、これによって、ユーザによって促されたときにモータ１２９が作動され得る。ラッチカム１２６のＵ字形保持面１４１は、ラッチストライカが開方向に動くことを防止し、したがって、ラッチストライカに接続された引出し又は他の物体を固定する。

ラッチアセンブリ１２０は、手動で作動されることもできる。上述したように、トリガ１２１の延長部１２８は、ハウジング１２２を越えて延在する。可撓性ケーブル（不図示）が、ケーブルブラケット１３０を通して任意に供給され、延長部１２８に取り付けられることができる。延長部１２８は、使用者がラッチアセンブリ１２０を直接的又は遠隔的に作動させることを可能にする。これは、保持部１２５がもはやラッチカム１２６を阻止しないように、トリガ１２１を十分な角度で回転させるために延長部１２８を押す又は引っ張ることによって、手動で力を加えることによって達成され得る。一旦自由に回転すると、コイルばね１３９はラッチカム１２６を開位置に回転させ、これによって、ラッチストライカはもはや捕捉されない。

本発明によるラッチアセンブリは、磁気ロック／電気ストライクラッチリレータイプの制御装置、自動車のドアロック制御装置、又は、簡単なスイッチ制御装置等の様々な異なるタイプのシステム制御装置によって制御可能であり得る。ラッチは、十分な持続時間の間電力を印加し、サイクル（例えば、ラッチカムを開位置に解放するための駆動カムの回転）を完了した後に電力を除去することによって、簡単に制御することができる。好ましくは、ラッチを電源に接続してラッチを制御するために、２本のワイヤのみが必要とされるかもしれない。

本発明の様々な実施形態によるラッチは、同様に、ラッチ状態フィードバック及びドア検知オプションを提供し得る。例えば、前述したように、トリガの位置は、モータを制御するためにも使用できる単一のスイッチ、好ましくはＳＰＤＴスイッチによって監視することができる。図５Ａ〜図５Ｄに示す実施形態では、トリガ位置は、カム位置に依存する。トリガがロック位置にある場合、スイッチは閉じられ（例えばスイッチレバーが押され）、ラッチカムは閉位置にありラッチは固定される。トリガがロック解除位置にあり且つスイッチが開いている場合、ラッチカムは開位置にある。したがって、スイッチの状態に基づいて、ラッチ状態を示すことができる。開いているスイッチはラッチが固定されていないことを示し、閉じられているスイッチはラッチが固定されていることを示す。

上述したように、ドア又はパネルの存在を検知して示すために、任意の磁気リードスイッチを本発明の実施形態に含めることもできる。磁気リードスイッチは、磁場の存在を検出し、接地に閉回路を提供する。ラッチストライカを支持するドア又はパネルに磁石が装備されてもよく、又は、ストライカによって磁石が支持されてもよく、ドア又はパネルが閉位置にあるときに、磁気リードスイッチが、ラッチアセンブリに接続された電気コネクタのドア状態ピンを通して接地に閉回路を提供する。磁気リードスイッチはドア又はパネルが動いたときに開き、磁気リードスイッチが磁石によって生成された磁界を検知しないように磁石が十分に離れる。

本発明によるラッチアセンブリの構成要素を製造するために使用される方法及び材料は、当業者に知られている任意の材料であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ラッチ機構の寿命中にラッチ機構が多数のサイクルに亘って適切に動作することを確実にするために、ラッチカム及びトリガのためのより強固で頑丈な金属材料が望ましい場合がある。コスト上の理由から、いくつかの実施形態は、プラスチック材料で作られたカム及び／又はトリガを使用することができる。様々な構成要素は、例えば、金属から打ち抜かれてもよい、又は、プラスチックから射出成形されてもよい。

図５Ａ〜図５Ｄに示すラッチ機構の実施形態に対する変形は、本発明から逸脱することなく行うことができる。例えば、コンパクトな設計を有するラッチアセンブリ２００を提供する本発明の別の実施形態を図１０に示す。ラッチカム２０６及びトリガ２１０を除いて、ラッチアセンブリ２００の全ての構成要素は、上述の第２の実施形態と同じである。モータ２２９、歯車２１９ａ、２１９ｂ、駆動カム２３５、スイッチ２３６、及び、圧縮ばね２３８の位置及び方向は、トリガ２１０の位置が移動したために変更されている。

ラッチアセンブリ２００では、トリガ２１０のための別個のピボットピンが除去されている。代わりに、トリガ２１０は、ラッチアセンブリ２００をパネルに取り付けるための締結孔を有するピボットピン２６２周りに回転する。トリガ２１０は、別個の保持部も欠く。代わりに、阻止面が、スイッチ２３６にも接触するアーム部２３０に設けられる。トリガ２１０を駆動カム２３５と電気的に又は延長部２２０において手動で時計回りに回転させると、阻止面が移動し、ラッチカム２０６が時計回りに開位置へと回転することを可能にする。

開位置では、ラッチカム２０６の支持面２２７は、アーム部２３０と接触し、圧縮ばね２３８がトリガ２１０を反時計方向に回転させることを防止する。トリガ２１０の延長部２２０は、ハウジング２２２の底部を越えて延びている。しかしながら、他の実施形態では、延長部２２０は、第１及び第２の実施形態と同様に、ハウジング２２２の側面を突き抜けてもよい。

本発明によるラッチ機構の第４の実施形態を図１１に示す。ラッチ機構の要素は、図１１に示す実施形態では、駆動カム（新駆動カム３３５）の形状及びトリガ（新トリガ３２１）の形状が変化している点を除いて、図５Ａから図５Ｄに示される実施形態の要素と同様である。トリガ３２１のアーム部３３７の先端は、「ノーマルオープン」スイッチ３３６にもはや係合しないように短縮されている。スイッチ３３６は、依然としてＳＰＤＴスイッチであることが好ましく、駆動カム３３５の動作を制御するために使用することができる。

図１１及び図１２を参照すると、駆動カム３３５のくさび部分３４３ａがスイッチ３３６を押すので、ラッチをラッチ解除するために遠隔信号がラッチ３２０によって受信されたとき、駆動カム３３５は反時計方向に回転する。反時計回りの回転中、くさび３４３ａの前縁３４３ｂは、トリガ３２１のアーム部３３７に衝突し、トリガ３２１をトリガピボットピン３６４周りに時計回り方向に回転させる。駆動カム３３５の回転は、くさび３４３ａがもはやスイッチ３３６を押さなくなるまで続き、スイッチ３３６は、駆動カム３３５の直径減少部分３４３ｃに起因して開くことができる。一旦スイッチ３３６が開かれると、モータ３２９は、もはや駆動カム３３５を回転させるのに必要な電力を受け取らない。ラッチカム３２６が時計方向に回転することを保持部３２５がもはや妨げないように、駆動カム３３５は、トリガ３２１の位置を変えるのに十分に回転していなければならない。一旦自由になると、ラッチカム３２６は、保持面３２７が保持アーム３２５に隣接する位置まで時計方向に回転する。

駆動カム３３５上のくさび３４３ａの前縁部３４３ｂは、任意に、くさび３４３ａの残りの部分より厚い寸法を有することができる。これは、繰り返されるラッチ解除操作の際にトリガに衝突するための追加の材料を提供するためである。

ラッチ３２０をロックするために、遠隔信号が送られて、駆動カム３３５が反時計回りの方向に回転し続ける。くさび３４３ａがもはやトリガ３２１のアーム部３３７に接触せず、代わりにスイッチ３３６を再び押すとき、モータ３２９への電力が遮断され、駆動カム３３５の反時計回りの回転が停止する。ラッチカム３２６は、ストライカ（不図示）に接触することによって回転するまで、開位置に留まる。したがって、図１１の実施形態のスイッチ３３６は、ラッチが閉じてロック解除される準備ができているとき、又は、ラッチが開いてロックされる準備ができているとき、スイッチ３３６が押され得るので、前述の実施形態と異なり、ラッチの状態を示さない。トリガ３２１又はラッチカム３２６の位置を検出することによってラッチ３２０の状態を示すために、別個のスイッチ及び／又はセンサを任意に図１１の実施形態に含めることができる。

電力は、図１１の実施形態によるラッチシステムに無期限に供給されてもよい。代替的に、電力は、断続的に及び必要に応じて供給されてもよい。前述の実施形態とは異なり、図１１による実施形態は、好ましくは、ラッチ３２０に電力を供給するために、及び、スイッチ３３６が開位置又は閉位置にあるときに駆動カム３３５が動作可能となるように２つの回路の間で切り替えるために、３本のワイヤを使用する。

本発明の他の実施形態と同様に、図１１の実施形態は、ラッチ３２０を手動で解放するためにケーブルを取り付けるためのトリガ３２１の延長部３２８を含むことができる。したがって、本発明の態様によるラッチは、電気機械式に操作され、機械式の自動制御解除装置によって回転カムラッチを閉じるために押される。前述したように、このようなラッチは、２つの異なるハウジング長さで提供することができる。拡張されたハウジングバージョンは、開位置にあるカムに対して何らかの保護を提供し、長さがより短い標準バージョンは、ラッチがドア等の別の構造に近づくことを可能にする。磁気ドアセンサに関するオプションは、例えば、拡張されたハウジングバージョンに任意に設けられる。

次に、本発明の実施形態によるラッチの動作を説明する。具体的には、まず手動操作について説明し、次いで電気機械式操作を説明する。

手動操作に関して、本発明の実施形態によるラッチは、トリガ構成要素の露出部分を直接引っ張ることによって手動で動作させることができ、又は、トリガを引っ張るために可撓性ケーブルを使用することによって遠隔的に動作させることができる。ラッチハウジングには、機械的な自動制御解除ケーブルのための取り付け機能が任意に組み込まれている。

引出し又はドア又はラッチボルト若しくはストライカに接続された他のシステム構成要素をラッチで固定することができる。このような構成要素を固定するために、ラッチは、押して閉じる（ラッチ係合する）機能（push to close (latch) functionality）を有する。ラッチ機構が、開位置へとばね負荷がかけられる回転カムと、ロック位置へとばね負荷がかけられる回転トリガと、で構成されている場合、引出し等の構成要素を押して閉じることができ、ラッチストライカが開位置にある間にカムに当たり、カム上のねじりばね力に抗してカムを閉位置へと回転させる。カムが閉位置にあるとき、トリガ圧縮ばねは、トリガをロック位置に回転させるための力を加え、カムは、トリガ上の保持歯又は面の後ろに係合する。保持歯は、カムの開方向への動きを阻止する。カムは、ラッチストライカの閉方向への過度の移動に順応するために、閉方向にわずかに動くことができる。閉及びロック位置では、カムのＵ字形状は、ラッチストライカが開方向に動くことを防止し、したがって、引出し又は他の構成要素を固定する。

固定位置から、トリガの露出した端部は手動で動かすことができ、これによって、トリガ上の保持歯がカムを越えてスライドし、もはやカムの動きを妨げることがなくなるまで、トリガの本体をトリガピボットピン周りに回転させる。カム上のねじりばね力等の付勢力は、カムを強制的に開位置に回転させ、ラッチストライカを係合解除する。

電気機械式操作に関して、本発明の実施形態によるラッチは、ラッチコネクタの電源（Ｖｉｎ）と接地接続との間に電圧が印加されモータ回路が閉じられたときに、電気的に動作することができる。モータ回路は、ノーマルオープンスイッチ接点を任意に使用し、スイッチレバーが閉位置にあるときに閉じる。

本発明の１つの例示的な実施形態による動作シーケンスを以下の表に要約する。

上記の表に示されるように、位置１，４，５、及び７の例が、それぞれ図５Ａ〜５Ｄに示されている。表に記載された残りの位置（すなわち、位置２，３，６、及び８）は、図に別個に示されていないが、これらの位置は、上記の説明から理解されるであろう。

アクチュエータ機構に関しては、任意に、ＳＰＤＴ制御スイッチ、小型ＤＣモータ、駆動カムで終わる歯車列、及び、トリガ／アクチュエータアームから構成される。歯車列は、モータ出力軸上に嵌合圧入されたウォーム、ウォーム歯車／減速歯車、複合減速歯車、及び、１８０度離間された２つの同一の突出部を有する駆動カムを含む被動歯車から構成されることができる。

駆動カムの突出部の一方は、モータを正しい回転位置に１８０度の一サイクル毎に停止させるために、駆動カムの回転位置を検知するために使用されるスイッチレバーに接続するカムとして使用される。駆動カムがスイッチレバーを解放するとき、ノーマルオープン接点が開き、モータが停止する。カムの他の突出部は、トリガのアクチュエータアーム部を駆動するために使用され、したがって、電気的な動作中にラッチ解放のためにトリガを回転させる。トリガアクチュエータアームの端部がトリガ閉位置においてスイッチレバーに接触するにともなって、トリガ位置もスイッチによって検知されるか、そうでなければ検出される。

任意のラッチ状態位置フィードバックスイッチに関して、トリガの位置は、モータを制御するのにも使用される単一のＳＰＤＴスイッチによって監視することができる。トリガの位置はカムの位置に依存する。したがって、トリガがロック位置にある場合、カムは閉じられ、ラッチは固定される。この実施形態では、１つの固定可能性のみである。スイッチからのラッチ状態出力は、ラッチが固定されているか否かを示す。スイッチの接点は、ラッチ状態位置フィードバックに使用される。トリガがロック位置にあるとき、スイッチレバーが押し下げられ、接点が開く。

ラッチは、任意に、磁気ロック／電気ストライクリレータイプの制御装置、自動車のドアロック制御装置、又は、単純なスイッチ制御装置等の様々な異なるタイプのシステム制御装置によって制御可能である。ラッチは、十分な持続時間に亘って電力を与え、サイクルを完了した後に電力を除去することによって、簡単に制御される。このような実施形態では、ラッチを動作させるために２本のワイヤのみが必要とされる。

上記のように、任意の磁気リードスイッチが選択されたラッチに含まれている。磁気スイッチは、磁場の存在を検出し、接地に閉回路を提供する。ドアストライカに磁石を装備することができ、ドアが閉位置にあるときに、磁気スイッチは、ラッチコネクタのドアステータスピンを介して接地に閉回路を提供する。スイッチは、ドアが開いていて磁石が遠くにあるときに開く。

本発明の好ましい実施形態が本明細書に示され説明されたが、そのような実施形態は単なる例示として提供されていることが理解されるだろう。本発明の趣旨から逸脱することなく、多くの変形、変更及び置換が当業者に想起されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の趣旨及び範囲内に入るそのようなすべての変形を包含することが意図されている。

Claims (33)

1. ストライカを捕捉するためのラッチであって、
   閉位置と開位置との間で回転するように取り付けられたラッチカムであって、前記開位置に向かって回転するように付勢され、前記閉位置にあるときに前記ストライカを捕捉するように構成された、ラッチカムと、
   ロック位置とロック解除位置との間で回転するように取り付けられたトリガであって、前記ロック位置に向かって回転するように付勢され、当該トリガが前記ロック位置にあるときに前記ラッチカムに接触するように配置され、これによって、前記ラッチカムを前記閉位置に保持する、トリガと、
   前記トリガと接触するように配置可能な少なくとも1つのカム面を有する、駆動カムと、
   前記駆動カムに連結されたモータと、
   前記モータに連結されたスイッチであって、前記駆動カムの前記カム面及び前記トリガのうちの少なくとも１つを検出するように配置されたスイッチと、
   を備え、
   前記トリガ又は前記駆動カムを検出したときに、前記スイッチが前記モータの作動を許可して前記駆動カムを回転させ、これによって、前記駆動カムを回転させて前記トリガを前記ロック位置から前記ロック解除位置に向かって付勢し、前記トリガを前記ラッチカムから係合解除し、前記ラッチカムが前記閉位置から前記開位置に向かって回転することを可能にし、
   前記スイッチは、第一に、前記トリガによって係合され、つぎに第二に、前記駆動カムによって係合される、ラッチ。
2. 前記ラッチカム、前記トリガ、前記駆動カム、前記モータ、及び、前記スイッチのうちの１つ以上を少なくとも部分的に囲むハウジングをさらに備える、請求項１に記載のラッチ。
3. 前記トリガが、前記ハウジングの外側に延在する延長部を含み、且つ、前記延長部に加えられる力が前記トリガを前記ロック解除位置に向かって付勢するように構成されている、請求項２に記載のラッチ。
4. 前記トリガの前記延長部に取り付けるためのケーブルを受け入れるように配置されたケーブル取り付けブラケットをさらに備える、請求項３に記載のラッチ。
5. 前記ラッチカムが前記開位置にあるとき、前記ラッチカムの支持面が、前記トリガが前記ロック位置に戻るのを防止する、請求項１に記載のラッチ。
6. 前記スイッチが、ＳＰＤＴマイクロスイッチである、請求項１に記載のラッチ。
7. 前記トリガを前記ロック位置に向かって付勢するように配置されたばねをさらに備える、請求項２に記載のラッチ。
8. 前記ばねは、前記ハウジングの表面と前記トリガの表面との間に延びるように配置された圧縮ばねである、請求項７に記載のラッチ。
9. 前記ストライカが前記ラッチカムによって捕捉されたときを検出するように配置されたセンサをさらに備える、請求項１に記載のラッチ。
10. 前記センサは、磁気リードスイッチを備える、請求項９に記載のラッチ。
11. ラッチ係合状態と、ラッチ解除状態と、を有するラッチシステムであって、
    前記ラッチ係合状態と前記ラッチ解除状態との間で互いに対して移動可能なラッチ及びストライカであって、ストライカが、前記ラッチ係合状態において前記ラッチによって係合されるように配置された係合表面を有する、ラッチ及びストライカを備え、
    前記ラッチが、
    閉位置と開位置との間で回転するように取り付けられたラッチカムであって、前記開位置に向かって回転するように付勢され、前記ラッチ及び前記ストライカが前記ラッチ係合状態にあり且つ当該ラッチカムが閉位置にあるときに、前記ストライカを捕捉する、ラッチカムと、
    ロック位置とロック解除位置との間で回転するように取り付けられたトリガであって、前記ロック位置に向かって回転するように付勢され、当該トリガが前記ロック位置にあるときに前記ラッチカムに接触するように配置され、これによって、前記ラッチカムを前記閉位置に保持する、トリガと、
    前記トリガと接触するように配置可能な少なくとも１つのカム面を有する駆動カムと、
    前記駆動カムに連結されたモータと、
    前記モータに連結されたスイッチであって、前記駆動カムの前記カム面及び前記トリガのうちの少なくとも１つを検知するように配置されたスイッチと、
    有しており、
    前記スイッチが、前記トリガ又は前記駆動カムの前記カム面を検知したときに、前記駆動カムを回転させるために、前記モータの作動を許可し、これによって、前記トリガを前記ロック位置から前記ロック解除位置に向かって付勢するように前記駆動カムを回転させ、前記トリガを前記ラッチから係合解除させ、前記ラッチカムが前記閉位置から前記開位置に向かって回転することを可能にし、前記ラッチを前記ラッチ係合状態から前記ラッチ解除状態に向かって移動させ、
    前記スイッチは、第一に、前記トリガによって係合され、つぎに第二に、前記駆動カムによって係合される、ラッチシステム。
12. 前記ラッチカム、前記トリガ、前記駆動カム、前記モータ、及び、前記スイッチのうちの１つ以上を少なくとも部分的に囲むハウジングをさらに備える、請求項１１に記載のラッチシステム。
13. 前記トリガが、前記ハウジングの外側に延在する延長部を含み、且つ、前記延長部に加えられる力が前記トリガを前記ロック解除位置に向かって付勢するように構成されている、請求項１２に記載のラッチシステム。
14. 前記トリガの前記延長部に連結されたケーブルと、前記ケーブルを受け入れるケーブル取り付けブラケットと、をさらに備える、請求項１３に記載のラッチシステム。
15. 前記ラッチカムが前記開位置にあるとき、前記ラッチカムの支持面が、前記トリガが前記ロック位置に戻るのを防止する、請求項１１に記載のラッチシステム。
16. 前記スイッチが、ＳＰＤＴマイクロスイッチである、請求項１１に記載のラッチシステム。
17. 前記トリガを前記ロック位置に向かって付勢するように配置されたばねをさらに備える、請求項１２に記載のラッチシステム。
18. 前記ばねが、前記ハウジングの表面と前記トリガの表面との間に延びるように配置された圧縮ばねである、請求項１７に記載のラッチシステム。
19. 前記ストライカが前記ラッチに近接したときを検知するように配置されたセンサをさらに備える、請求項１１に記載のラッチシステム。
20. 前記センサは、磁気リードスイッチを含む、請求項１９に記載のラッチシステム。
21. 前記ラッチが固定されており、前記ストライカが前記ラッチに対して移動可能である、請求項１１に記載のラッチシステム。
22. 前記ストライカが固定されており、前記ラッチが前記ストライカに対して移動可能である、請求項１１に記載のラッチシステム。
23. 前記ラッチの状態は、前記スイッチの状態に基づいて示され、開いているスイッチが、前記ラッチが固定されていないことを示し、閉じられているスイッチが、前記ラッチが固定されていることを示す、請求項１１に記載のラッチシステム。
24. ラッチのラッチカムからストライカを解放するための方法であって、
    単一のスイッチを用いて前記ラッチのトリガ及び駆動カムのうちの少なくとも１つの位置を検知するステップと、
    前記トリガ又は前記駆動カムが前記スイッチによって検知されている間に、前記ラッチの前記駆動カムを回転させるためにモータを作動させるステップと、
    前記駆動カムの回転によって前記ラッチの前記トリガをロック位置からロック解除位置に向かって回転させるステップと、
    前記トリガを前記ラッチの前記ラッチカムから係合解除するステップと、
    前記ラッチの前記ラッチカムが閉位置から開位置に向かって回転することを可能にするステップであって、これによって、前記ストライカを前記ラッチの前記ラッチカムから解放する、ステップと、
    を備え、
    前記スイッチは、第一に、前記トリガによって係合され、つぎに第二に、前記駆動カムによって係合される、方法。
25. 前記検知するステップは、前記スイッチを前記トリガ又は前記駆動カムに接触させるステップを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記ラッチカムが回転することを可能にするステップは、前記ラッチカムを開位置に向かって付勢するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
27. 前記ストライカが前記ラッチから解放されたときを検知するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
28. 前記スイッチは、押し下げられた状態と解放された状態との間で交互になるように構成されたレバーアームを含む、請求項１に記載のラッチ。
29. 前記駆動カムは、前記レバーアームが前記押し下げられた状態及び前記解放された状態のうちの少なくとも１つにあるときに回転可能である、請求項２８に記載のラッチ。
30. 前記駆動カムは、前記レバーアームが前記押し下げられた状態にあるときにのみ回転可能である、請求項２９に記載のラッチ。
31. 前記スイッチの前記押し下げられた状態は、前記ラッチカムが前記閉位置にあるときに生じる、請求項３０に記載のラッチ。
32. 前記スイッチは、前記トリガが前記ロック位置にあるときに前記トリガを検出するように、且つ、前記駆動カムの前記カム面を検出するように、配置される、請求項１に記載のラッチ。
33. 前記スイッチは、前記トリガが前記ロック位置にあるときに前記トリガを検出するように、且つ、前記駆動カムの前記カム面を検出するように、配置される、請求項１１に記載のラッチシステム。

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