(57)【要約】  本発明は、手段をガイドに沿って二方向に変位させるための装置又は連結部材（以下、「手段」と称する）について、力の作用を受けながら前記手段を一方向に変位されるものであって前記手段と連動する駆動手段と、力の作用を受けながら前記手段を反対方向に変位されるものであって前記手段と連動するアクチュエータとを有し、前記手段は、少なくとも二つの位置の間で前記ガイドに沿って可逆的に動くことができるものであって、前記アクチュエータは、コンバータ材料によって作動されるものであるところの装置に関する。【選択図】  図２
2008534866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手段と連動させることができ、力を働かせて手段をガイドに沿って一方の方向に変位させることができる駆動手段と、手段と連動し、力を働かせて手段をガイドに沿って逆方向に変位させることができるアクチュエータとを有し、ガイドに沿って少なくとも２つの位置の間で可逆的に移動可能な手段又は連結部材（以下「手段」と称する）をガイドに沿って二方向に変位させるための装置において、アクチュエータがコンバータ材料によって作動される装置。
【請求項２】
ガイドが直線軸として形成され、又は湾曲した軌道を設定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
駆動手段がエネルギー蓄積装置として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
エネルギー蓄積装置が機械式、空気式又は液圧式エネルギー蓄積装置であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
エネルギー蓄積装置が引張又は圧縮ばねであることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
エネルギー蓄積装置がコンバータ材料によって作動され、そのエネルギーを放出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
駆動手段がとりわけコンバータ材料、例えばＳＭＡ（形状記憶合金）を有するアクチュエータであることを特徴とする請求項１、２又は６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
アクチュエータがそれぞれ少なくとも１個のヒンジと２個の末端リンクを備えた少なくとも二脚形の少なくとも１個のひざ継手を有し、一方の末端リンクは変位される手段と、他方の末端リンクはガイドに沿って固定台座と連結され、ひざ継手がコンバータ材料により拡開又は閉鎖されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
コンバータ材料が形状記憶部材、特にＳＭＡワイヤであって、ひざ継手の脚部に沿って延び、形状記憶部材が活性化されるとひざ継手を作動するように、少なくとも１個のヒンジ及び複数個の末端リンクに連結されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
駆動手段の片側がガイドに沿って固定台座に連結され、作動すると手段に作用することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
アクチュエータの片側を固定した台座及び駆動手段が連結された台座が共通の機械的構造を介して結合されていることを特徴とする請求項８又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
手段が２個の部品のためのロック解除可能なロッキング部材として形成され、ロック解除状態でアクチュエータ及びエネルギー蓄積装置を介して一方の部品と結合され、ロッキング部材がガイドに沿った第１の位置でロック解除状態になり、ガイドに沿って第２の位置に第２の手段が設けられ、ロッキング部材が第２の位置に変位すると第２の手段と取外し可能に固結されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
ロッキング部材がガイドに対して半径方向に移動可能な少なくとも２個のセグメントを有し、第２の手段がくさび部材及びくさび部材を半径方向に取り囲む外郭部を備え、ロッキング部材を第２の位置に変位すると、セグメントがくさび部材によって半径方向外側へ押しやられ、セグメントがセグメントを半径方向に取り囲む外郭部に緊定されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
セグメントが復帰部材を備えており、くさび部材がロッキング部材と連動しないときは、上記復帰部材が半径方向外側へ変位したセグメントを自動的に半径方向内側の位置にもどすことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
自動車分野で、衝突の場合に自動車部品、特に自動車ドアと安定な自動車車体との取外し可能なロッキングに適用するための請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
リンク軸により互いに回転可能に結合された少なくとも２個のひざ継手脚部を備えたひざ継手式のアクチュエータにおいて、リンク軸の反対側のひざ継手脚部の末端区域が一体の針金状コンバータ材料の端部と結合され、コンバータ材料が、リンク軸に対して半径方向間隔を有するリンク軸の区域の幾何学的形状に通されているアクチュエータ。
【請求項１７】
幾何学的形状が、リンク軸と一致する円中心点を有する円形輪郭であることを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１８】
幾何学的形状が楕円形又は湾曲した輪郭であることを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１９】
コンバータ材料がＳＭＡ（形状記憶合金）ワイヤであることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項２０】
コンバータ材料が活性化可能であり、短縮され、それによってひざ継手末端区域が互いに拡開されることを特徴とする請求項１６から１９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手段と連動させることができ、力を働かせて手段をガイドに沿って一方の方向に変位させることができる駆動手段と、手段と連動し、力を働かせて手段をガイドに沿って逆方向に変位させることができるアクチュエータとを有し、ガイドに沿って少なくとも２つの位置の間で可逆的に移動可能な手段又は連結部材（以下「手段」と称する）をガイドに沿って二方向に変位させるための装置において、アクチュエータがコンバータ材料によって作動される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの部品の間に強制結合を作り出すためにロッキング機構が利用される。ロッキング機構は原則として２つの部品の間に剛直な、取外し不能な結合を生じる系と、再取外し可能な、即ちロック解除可能なロッキング系とに区分される。以下の説明は特に互いに移動可能に支承された２個の部体又は部品の間に取外し可能に固定された結合を生じることができる、２番目に挙げた類別の結合機構又はロッキング機構に関するものである。
【０００３】
取外し可能に固定されたロッキング機構は互いに連接される２つの部品に機械的支点を備えており、これらの支点の間に機械的に負荷可能な結合を作ることが要点である。最も簡単な場合は一方の部品の支点に機械的結合部材が設けられ、適当に操作することによってこの結合部材が他方の部品の支点の区域に変位させられ、結合手段が他方の部品に連接される。この点について、例えば部品の内部に通された直線運動可能なピンを有するピン継手を挙げよう。上記の部品は第２の部品に対して例えば旋回可能に支承される。これに対して第２の部品はピンの外側輪郭に整合する円筒形の空欠部を備え、適当に変位させることによってこの空欠部にピンを挿入することができる。いわゆる開放位置でピンが完全に第１の部品の中にあるならば、少なくとも第１の部品を第２の部品に対して所定の旋回軸に沿って自由に旋回することが可能である。２つの部品を相互にロックした状態で２つの部品が互いに相対的に位置合わせされていれば、ピンは進出し、相対する部品の当該の空欠部に入り込む。２つの部品はこうして相互に係止される。ピンが再び後方の位置に移動されると、少なくとも一方の部品が他方の部品に対して自由に旋回することが可能である。
【０００４】
上記のロッキング機構の作動、即ちピンを駆動する線形機構の実現のために、周知のように様々な駆動方式、例えば変速機構を介して、直線的に移動可能なピンを回転方向の切換えにより運動方向に応じて移動させることができるモータ駆動装置、又は例えばばねに蓄積されたエネルギーを解放モーメントによりピン駆動装置に急激に放出して、ピンをロッキング状態に転移する、ばね力の作用による加速機構が考えられる。ところがピン継手を再び外すには、ばね力に逆らってピンを初期位置にもどすための外部機械的入力が必要である。
【０００５】
時間的に非常に急速に行われる、いわば爆発的に、即ち極めて短時間で起こるロック及びロック解除操作を希望するならば、上記のピンの直線可動性のために必要な従来周知のアクチュエータ系を適当に改良するために、多額の技術的支出をしなければならない。モータ駆動式のピンの場合は、この種のモータの応答時間やトルク容量に対して非常に高い要求、即ち電気モータの場合、すばやく技術的限界に到達するという要求が出てくる。これに対して適当な強さに設計されたエネルギー蓄積系、例えば大きなばねこわさを有する堅固に形成されたばね系を使用するならば、ばね力に逆らってロッキングピンを再び緊圧するために、かなり高い復元力が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の根底にあるのは、とりわけ２個の部品の間の取外し可能に固定したロッキングのために利用される手段をガイドに沿って二方向に変位することが可能な機構を提供する課題である。手段の変位はガイドに沿って一方の方向にも逆の方向にもなるべく迅速に短時間で行わねばならず、そのために必要な技術的費用はなるべく小額で、重量節減型でなければならない。手段をそれぞれガイドに沿って逆の方向に変位させるアクチュエータは、人員輸送であれ、人員の保護がとりわけ問題な任意の分野であれ、安全性に関連する系、例えば人員保護システムの取外し可能に固定したロッキングで使用できるように、特に高い信頼性を持たねばならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
解決策に基づく装置が請求項１に示されている。この装置を有利に改良する特徴が従属請求項の主題であり、特に実施例を参照した説明で明らかである。
【０００８】
解決策に基づき、ガイドに沿って少なくとも２つの位置の間で可逆的に移動可能な手段又は連接部材（以下手段と称する）をガイドに沿って二方向に変位させるための装置は、手段と連動させることができ、力を働かせて手段をガイドに沿って一方の方向に変位させることができる駆動手段と、手段と連動し、力を働かせて手段をガイドに沿って逆方向に変位させることができるアクチュエータとを備えており、アクチュエータはコンバータ材料によって作動される。
【０００９】
コンバータ材料、特に多機能固体コンバータ材料は例えば圧電セラミック、電歪又は磁歪材料である。これらの材料はたいてい温度上昇をもたらす制御しやすい磁界又は電界の影響のもとで状態又は形状の変化を生じ、それを距離又は力効果として適宜に利用することができる。多機能材料特有のプロセスはきわめて高いダイナミックレンジ、機械的無摩耗性及び調整精度が特徴であり、サーボハイドローリック・アクチュエータの原理を利用した負荷ユニットの構造と同様に、長さ又は力の変化のために適当に形成されたアクチュエータの分野で利用することができる。
【００１０】
コンバータ材料に内在するまさにこの作用機構は、解決策に基づき形成された装置で、ガイドに沿って移動可能に支承された手段の適宜な変位のために利用される。但し装置は少なくとも一部がコンバータ材料からなるアクチュエータのほかに、別の駆動手段を備えている。駆動手段は最も簡単な実施形態では引張又は圧縮ばねの形のエネルギー蓄積装置として形成され、ガイドに沿って支承された手段をコンバータ材料援用のアクチュエータユニットによって手段が変位させられる作用方向と逆の作用方向に変位するように、駆動手段と手段を連動させることができる。
【００１１】
好ましい用途で、解決策に基づく装置は向き合いに移動可能に支承された２個の部品の間のロック及びロック解除のために利用され、その場合ロッキング操作はガイドに沿った一方の方向の強制運動によって行われ、ロック解除は逆方向の手段の対応する強制運動によって行われる。装置の用途及び構造設計に応じて、コンバータ材料を有するアクチュエータ又はエネルギー蓄積装置として形成された駆動手段をロック操作又はロック解除操作のいずれかに使用することができる。
【００１２】
解決策に基づく配列の好ましい応用分野は、例えば自動車製造業の分野に見られ、特に事故又は衝突状況での人員保護の改善に関連するものである。解決策に基づく装置は車両構造の個々の区域の相互ロッキングに寄与し、個々の車両部品の運動を起動し、例えば車両座席をある作用位置から例えば車両座席が適宜に係止される別の作用位置に移動することができる。個々の部品がとりわけ柔軟かつ可逆的に、即ち無破壊でロックされる、解決策に基づく装置の自動車関連又は非自動車関連の応用も考えられる。
【００１３】
解決策に基づく上記の装置でガイドに沿った手段の変位のために使用されるアクチュエータの特に有利な変型は、ひざ継手状に形成されている。ひざ継手はリンク軸によって互いに回転自在に結合された少なくとも２個のひざ継手脚部を備えている。リンク軸の反対側のひざ継手脚部の末端区域は一体のワイヤ状の、とりわけ形状記憶合金から成形されたワイヤの形のコンバータ材料の端部と結合されている。ワイヤはリンク軸の区域の幾何学的形状に通され、こうしてリンク軸に対して半径方向間隔を有する。幾何学的形状はとりわけ円板として形成され、その円の中心はリンク軸と一致し、コンバータ材料からなるワイヤの少なくとも一部区域がその円周に沿って導かれている。例えば通電又は温度上昇によりコンバータ材料が活性化されると、縦方向に短縮が生じるから、ひざ継手の末端区域が互いに押し広げられる。この点についてのその他の詳細は実施例を参照した説明で明らかである。
【００１４】
次に図面を参照して実施例に基づき発明を例示する。但し全般的発明思想を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１ａ−ｃの順の図に、ガイド２に沿った手段１の二方向変位のための、解決策に基づき形成された装置の概要が示されている。ここでガイド２は直線案内とみなすこととし、手段１はひざ継手として形成されたアクチュエータ３により固定台座４と結合されている。機械的ささえの役割をする末端台座４と、ガイド２に沿って移動可能に配置された手段１との間に駆動手段５が設けられている。駆動手段５はエネルギー蓄積装置として、最も簡単な場合はばね部材として形成されている。駆動手段を空気式又は液圧式エネルギー蓄積装置として形成することももちろん可能である。
【００１６】
図１の順の図では駆動手段５、即ちばね部材が圧縮状態であり、その際別に図示しない保持機構が手段１をばね部材５のばね力に逆らって、図１ａに示す右側の位置に保持するものとする。保持機構が解除されると、手段１は直線軸として形成されたガイド２に沿ってばね力の働きで左へ移動し、同時にひざ継手として形成されたアクチュエータ３が図示のように拡開される。ばね部材として形成された駆動手段５が伸張した後に、手段１を変位した左側位置から再び図１ａに示す初期状態にもどすために、ひざ継手として形成されたアクチュエータ３は少なくとも部分的に多機能コンバータ材料で形成され、又は少なくとも適当なコンバータ材料、とりわけ形状記憶合金（ＳＭＡ）からなる部品を含む。コンバータ材料からなるアクチュエータ区域又は部材を適当に活性化することによって、手段１と機械的ストップ４の間に働く駆動手段５のばね力に逆らってひざ継手３の２つの脚部の拡開が起動される。
【００１７】
このようなひざ継手機構の可能な変型をさらに図５を参照して詳しく説明する。
【００１８】
とりわけばね部材の形の慣用のエネルギー蓄積装置と、少なくとも一部の区域がコンバータ材料からなるアクチュエータとの複合的協動によって手段１を直線案内２に沿って二方向に変位させるための図１ａ−ｃで説明した作用機構の代案として、アクチュエータ３を動力伝達とともに適宜に拡開することより、手段１を図１ａに示す位置から左に変位した図１ｂの位置へ移転することも同じく可能である。その場合ばね部材は緊圧状態に移行する。変位した手段１を初期位置に復帰するために、復原ばね力が利用され、その際アクチュエータ３に設けられたコンバータ材料は作動を中止し、それとともにアクチュエータに基づく力の作用が機能を停止する。
【００１９】
特に好ましい用途で、上記の作用原理は２つの部品の間の取外し可能に固定されたロッキング及びロック解除のために利用される。なおこの点については図２に縦断面図で示したロッキング装置を参照することにする。機械的固定台座４として例えば第１の部品の安定な下部構造が利用される。自動車分野の具体的な応用例を挙げれば、第１の部品は車体フレーム構造として形成される。中空円柱状に形成された外郭構造６が固定台座４に固定される。外郭構造６は中心軸Ａを取り囲み、ロッキング部材として形成された手段１は以下に示すように中心軸Ａに沿って直線的に案内される。
【００２０】
円筒形に形成された外郭構造６の内部に、駆動手段５の役割をする圧縮ばねが設けられている。圧縮ばねは掛け金８と係合する保持ピン７によって予圧状態に保たれる。掛け金８もとりわけ形状記憶合金からなるワイヤによって保持ピン７と係合する状態に保持され、コンバータ材料の活性化により保持ピン７からはずされて、圧縮ばね５のばねエネルギーが放出され、その際ばねは中心軸Ａに沿って機械的台座４の反対方向に弛緩することができる。
【００２１】
この場合弛緩するばね部材５は支持部材１０と結合されたバッフルプレート９と連動する。支持部材１０は外郭構造６の中に穿設したスロットを貫いて外郭構造６の両側に突出する。外郭構造６から突出する支持部材１０の端部は、それぞれアクチュエータ３の役割をする二脚形ひざ継手１３の一方の末端リンク１２に回転運動可能に連結される。二脚形ひざ継手１３の他方の末端リンク１４は固定台座４の反対側区域で外郭構造６に回転運動可能かつ不動に連結されている。こうした構造的設定条件からすでに明らかなように、ばね部材５の弛緩とともにひざ継手１３はバッフルプレート９及び支持部材１０の左行強制運動により閉じた位置に移される。その際末端リンク１２は中心軸Ａに対して静止する末端リンク１４の方向へ、中心軸Ａに沿って移動させられる。弛緩したばね部材５を復帰させるには、ひざ継手１３を適当に作動することが必要である。ひざ継手１３はばね部材５のばね力に逆らって末端リンク１４にささえることによって拡開され、ばね部材を緊圧状態に移行することができる。そのためにＳＭＡ（形状記憶材料）のワイヤが使用される。ひざ継手１３を開くために、ＳＭＡワイヤの活性化可能な長さ変化特性が利用される。初期状態に到達すると、掛け金８が留め金によって保持ピン７を保持する位置に係止する。
【００２２】
ロッキング機能の実現のために、図１を参照して参照符号１で導入された手段がロッキング部材として構成される。図２に示した実施例を参照すれば、ロッキング部材として形成された手段１は支持部材１０と結合されているから、上記のように支持部材１０の変位と同時にロッキング部材１も移動させられる。
【００２３】
ロッキング機構の基礎をなす作用原理は、ロッキング部材として形成された手段１が図２に示した、ばね部材５が緊圧状態になる第１の位置で、円筒形に形成された外郭構造６の中に完全に位置決めされることに基づいている。外郭構造６に対して軸方向に間隔をおいて対置して、同じく円筒形に形成された相手外郭構造１５が設けられている。相手外郭構造１５は例えば自動車ドアの区域に組み込まれている。掛け金８がはずされ、続いてばね部材５の弛緩が生じることによって、ロッキング部材１が円筒形に形成された外郭構造６から中心軸Ａに沿って左へ進出し（図２の図示による）、円筒形に形成された相手外郭構造１５の内部に入り込む。同時にロッキング部材１が半径方向に拡開される。この点については図３を参照してさらに詳しく触れる。こうして半径方向に開くロッキング部材１は外郭構造６及び相手外郭構造１５の内側輪郭と連動する。図２の実施例で明らかなように、外郭構造６及び相手外郭構造１５の内側輪郭のロッキング部材１と連動する区域は、鋸歯状の凹凸をつけて形成されている。ロッキング部材１はいわば逆輪郭に形成された鋸歯状の外面を有するから、ロッキング状態で半径方向に開いたロッキング部材１が外郭構造６及び相手外郭構造１５の内側輪郭と密接にかみ合うことができる。こうして相手外郭構造１５と外郭構造６は中心軸Ａに沿って互いに固くロックされる。
【００２４】
ロッキング部材１の拡開過程の説明の便宜のために、図３ａ及びｂを参照することにする。図３ａには、図２に示した状態と同様に拡開してない状態のロッキング部材１が示されている。図示の実施例ではロッキング部材１は４個のセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（図示せず）に分割されている。図３ａに示す連接状態でこれらのセグメントは円筒形のロッキング部材となる（ロッキング部材１の構造の図示の便宜上、ロッキングセグメント１ｄを省略した）。ロッキング部材１の４個のすべてのセグメントは図示しないゴムリングによって連結される。ゴムリングはそれぞれ切欠部１６及び１７に挿入することができる。ロッキング部材１に内接して拡張ピン１８が設けられ、適当な軸方向変位とともにロッキング部材１の４個のセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを外側へ広げることができる。図３ｂの図示には拡開した状態が示されている。ロッキング部材１の個々の各セグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの内側輪郭及びロッキング部材１に内接して中心軸Ａに沿って左側へ移動させた拡張ピン１８の外側輪郭に基づき、拡開作用が明らかである。
【００２５】
こうして４個のセグメントに分割されたロッキング部材１がばね力によって相手外郭構造１５の区域に移動させられると、ロッキング部材１は相手外郭構造１５の内部の軸方向に整列されたストップ面１９（図２を参照）に接触し、同時に相手外郭構造１５と結合された心合わせ心棒２０がロッキング部材１の中の中心空欠部に入る。心合わせ心棒２０はおおむねロッキング部材１の中心案内のために利用される。支持部材１０及びこれと結合された拡張ピン１８がばね力の働きでさらに軸方向に変位すると、図３ｂに示した状況になり、ここでロッキング部材１が半径方向に広げられる。こうして外郭構造６と相手外郭構造１５の間に緊密な軸方向ロッキングが作り出される。ロッキング状態を再び解除することが必要ならば、ひざ継手１３を作動しなければならない。ひざ継手１３によって支持部材１０及び支持部材１０と結合された拡張ピン１８が直線的にもどされる。ロッキング部材１の中の拡張ピン１８を図３ａの位置へ内側にもどすことによって、半径方向に拡開したロッキング部材１のセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが切欠部１６及び１７に設けられた図示しないゴム部材により相接するコンパクトな形に変えられ、この形でロッキング部材１を外郭構造１５の区域から直線的にもどすことができる。２つの部品はこうして再びロック解除される。
【００２６】
ロッキング機構をさらに明らかにするために、図２により縦断面図で示したロッキング装置を斜視断面図で示す図４ａ及び４ｂを参照することにする。図４ａはロック解除又は解放した状態のロッキング機構を示す。掛け金８が納められた機械的台座４が見える。掛け金８は形状記憶ワイヤ２１によって作動される。台座４に外郭構造６が取り付けられ、その内部に中心軸Ａに沿ってばね部材５が緊圧状態に保持される。外郭構造６から突出する支持部材１０に中心軸Ａに沿って二脚形ひざ継手１３の末端軸受１２がそれぞれ縦移動可能に取り付けられている。ひざ継手１３の反対側の末端軸受１４は外郭構造６と回転可能に固結されている。外郭構造６の内部には、半径方向に閉じた状態を保持するロッキング部材１がある。外郭構造６に同心に相対して相手外郭構造１５が設けられている。相手外郭構造１５は内部空欠部を備え、ロッキング状態でロッキング部材１がこの空欠部に挿入される。好ましい実施形態では外郭構造６をこれに固結されたすべての部品とともに自動車の安定な車体区域に組み込むことが要点であり、一方、相手外郭構造１５は例えば自動車ドアの区域に収容される。図４ｂにロッキング構造のロックされた状態を示す。この状態でばね部材５は弛緩状態になる。この場合保持ピン７は掛け金８からはずされている。ひざ継手１３は閉じた状態にあり、ロッキング部材１は半径方向に拡げられ（見えない）、外郭構造６と外郭構造１５を固くロックする。
【００２７】
ロッキング部材１をロック解除状態にもどすには、ひざ継手１３が力の働きによりばね部材５のばね力に逆らって拡開されるように、ひざ継手１３を解決策に基づき作動することが必要である。そのためにひざ継手１３は解決策に基づきコンバータ材料を有する。コンバータ材料はひざ継手１３の両方の脚部に力を働かせて拡開することができる。このようなひざ継手機構の概要を図５に示す。
【００２８】
図５ａに二脚形ひざ継手１３の概略図を示す。その２つのひざ継手脚部２２及び２３は一軸リンク２４によって互いに旋回可能に結合されている。一軸リンク２４の、図平面に直交するリンク軸と同心に、ガイドローラの形の半径ｒの幾何学的形状２５が設けられている。ひざ継手脚部２２及び２３の末端２６及び２７に形状記憶材料（ＳＭＡ）からなる一体のワイヤ２８がそれぞれ固着されている。なおワイヤ２８はガイドローラ２５の外周輪郭に接する。ワイヤ２８はガイドローラ２５に緊張して張り渡され、長さの変化とともにひざ継手脚部２２及び２３を適当に拡開させる。形状記憶材料からなるワイヤ２８が適当な活性化により短縮されると、図５ａに見られるワイヤ２８とひざ継手脚部２２、２３の間の連結点に基づきそれぞれ外向きのトルクが働き、ひざ継手脚部２２及び２３を拡開した、即ち開いた位置に移す。
【００２９】
上記の実施例でひざ継手１３と結合されたロッキング部材１をロック状態からロック解除状態へばね部材５のばね力に逆らってもどすために、この作用機構が適宜に利用される。しかし図５ａに原理を略示したひざ継手機構を、所定の軌道に沿った運動案内が必要な任意の他の用途のためのアクチュエータ部材として使用することも原則として可能である。
【００３０】
２つのひざ継手脚部２２及び２３を引き寄せ又は閉じるために、両方のひざ継手脚部に作用する外部入力、上記の実施例の場合は弛緩するばね５に由来する入力が必要である。図５ａに示すひざ継手機構がもっぱら２方向に働くアクチュエータとして利用される用途では、２つの連結点２６及び２７を互いに直接結ぶ、形状記憶材料からなる別のワイヤ２９（破線を参照）によりひざ継手脚部２２及び２３を閉じることが可能である。この場合は連結点２６又は２７の間に張ったワイヤ２９をガイドローラ２５を通るワイヤ２８の伸びに対応して適当に活性化することが必要である。２つのひざ継手脚部を閉じる場合はガイドローラ２５に張り渡したワイヤ２８を伸ばすことが必要であり、一方、連結点２６及び２７の間に設けたワイヤ２９は適当に短縮しなければならない。２つのワイヤはこうして異なるエネルギー源からの供給を受け、別個に適当に活性化される。
【００３１】
図５ｂの図示ではひざ継手端部２６及び２７の様々な力・距離曲線、それとともに様々な運動パターンが得られる幾何学的形状又はガイドローラ２５の種々の外周形状が示されている。種々の幾何学的形状は種々の半径比ｒ１及びｒ２で区別される。ここにｒ１は幾何学的形状の垂直上向きの半径、ｒ２は角４５°で交わる半径に相当する。
【００３２】
上記のひざ継手系を使用した本発明装置はロッキング機構の可逆性を可能にし、特に自動車技術で衝突安全システムに応用した場合、当該のアクチュエータ系の誤起動を容認することができる。例えばいわゆるプレクラッシュセンサ（pre-crash sensor）を使用して、時間的に切迫しているがまだ始まらない衝突が診断されると、解決策に基づくロッキング装置が起動され、それによって自動車内の人員保護が高められ、しかも自動車自体の損傷を引き起こさずにロッキングによる保護を再び解除することが可能である。
【００３３】
これに対して火工式アクチュエータを使用すれば、この種のアクチュエータの作動は不可避的に自動車自体の不可逆的変形をもたらす。しかし衝突状況が検出されるが結局起こらない場合は、これを回避しなければならない。本発明に基づくロック解除システムは、誤起動によって引き起こされる損傷を完全に回避するために決定的に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】手段の二方向変位の概略順序図を示す。
【図２】解決策に基づき形成された手段の二方向変位のための装置の縦断面図を示す。
【図３ａ】ロッキング部材として形成された手段のロック解除状態の斜視詳細図を示す。
【図３ｂ】ロッキング部材として形成された手段のロック状態の斜視詳細図を示す。
【図４ａ】ロック解除状態のロッキング部材の斜視断面図を示す。
【図４ｂ】ロック状態のロッキング部材の斜視断面図を示す。
【図５ａ】ひざ継手として形成されたアクチュエータの概略図を示す。
【図５ｂ】ひざ継手として形成されたアクチュエータの概略図を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１          手段、ロッキング部材
２          ガイド、中心軸
３          アクチュエータ
４          機械的台座
５          駆動手段、ばね部材
６          外郭構造
７          保持ピン
８          掛け金
９          バッフルプレート
１０        支持部材
１１        空欠部
１２        末端軸受
１３        ひざ継手
１４        末端軸受
１５        外郭構造
１６、１７  受け溝
１８        拡張ピン
１９        当接面
２０        心合わせ心棒
２１        形状記憶合金のワイヤ
２２、２３  ひざ継手脚部
２４        ヒンジ
２５        幾何学的形状、ガイドローラ
２６、２７  ひざ継手脚部の末端区域、連結点
２８        形状記憶合金のワイヤ
２９        形状記憶合金のワイヤ
【図１】
2008534866.tif 000003
【図２】
2008534866.tif 000004
【図３ａ】
2008534866.tif 000005
【図３ｂ】
2008534866.tif 000006
【図４ａ】
2008534866.tif 000007
【図４ｂ】
2008534866.tif 000008
【図５ａ】
2008534866.tif 000009
【図５ｂ】
2008534866.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月20日(2006.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの位置の間でガイドに沿って可逆的に二方向へ移動する手段と、
前記手段を前記ガイドに沿って力の働きにより一方向に変位させることのできるものであって、前記手段と連動する駆動手段と、
前記手段を前記ガイドに沿って力の働きにより反対方向に変位させるものであって、前記手段と連動操作するアクチュエータとを有する装置であって、
前記アクチュエータを作動させるコンバータ材料が備えられ、前記手段が開放可能な固定ロックのための解除可能なロッキング部材として形成されている装置。
【請求項２】
請求項１に記載された装置において、前記ガイドが、直線軸又は湾曲した軌道に設定されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された装置において、前記駆動手段が、エネルギー蓄積装置であることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載された装置において、前記エネルギー蓄積装置が、機械式、空気式又は液圧式エネルギー蓄積装置であることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された装置において、前記エネルギー蓄積装置が、引張又は圧縮ばねであることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載された装置において、前記エネルギー蓄積装置がコンバータ材料によって作動されて、そのエネルギーを放出することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１、２又は６に記載された装置において、前記駆動手段が、コンバータ材料を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載された装置において、前記アクチュエータが、それぞれ少なくとも１個のヒンジと２個の末端リンクを備えた少なくとも二脚部を有する少なくとも１個のひざ継手を有し、前記末端リンクの一つは変位される手段と連結され、前記末端リンクの他方は前記ガイドに沿って固定台座と連結され、前記ひざ継手がコンバータ材料により開かれ又は閉じられることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載された装置において、前記コンバータ材料が、形状記憶部材、特にＳＭＡワイヤであって、前記ひざ継手の前記脚部に沿って延び、前記形状記憶部材が活性化されると前記ひざ継手を作動するように、少なくとも１個のヒンジ及び複数個の末端リンクに連結されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載された装置において、前記駆動手段の片側が前記ガイドに沿って固定台座に連結され、作動すると前記手段に作用することを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項８又は１０に記載された装置において、前記アクチュエータの片側が固定された台座及び前記駆動手段が連結された台座は、共通の機械的構造部を介して結合されていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載された装置において、解除可能なロックキング部材である前記手段は、２個の構成部材をロックするように形成され、
前記手段は、ロック解除状態でアクチュエータとエネルギー蓄積装置を介して一方の前記構成部材と連結され、前記ロッキング部材が、前記ガイドに沿った第１の位置でロック解除状態となり、前記ガイドに沿った第２の位置に第２の手段が設けられ、前記ロッキング部材が前記第２の位置に変位すると前記第２の手段と開放可能に固定されることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載された装置において、
前記ロッキング部材がガイドに対して半径方向に移動可能な少なくとも２個のセグメントを有し、第２の手段がくさび部材及び該くさび部材を半径方向で取り囲む外郭部を備え、ロッキング部材を第２の位置に変位すると、前記セグメントが前記くさび部材によって半径方向外側へ押し出され、前記セグメントが、前記セグメントを半径方向で取り囲む外郭部にクランプされることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載された装置において、前記セグメントがリセット部材を備えており、前記くさび部材が前記ロッキング部材と連動しないときは、前記リセット部材が半径方向外側へ変位したセグメントを自動的に半径方向内側の位置に戻すことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項７に記載された装置において、前記コンバータ材料がＳＭＡ（形状記憶合金）であることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれか一項に記載された装置は、自動車部品、特に自動車扉と安定した車体との、衝突時に解除可能なロックに利用される装置。
【国際調査報告】
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