(57)【要約】  シフターは、所定の車両条件が満たされるまで、シフトレバー（又は、つめ）がその駐車位置から移動するのを選択的に防ぐために阻止部材の動きを制御する形状記憶合金ワイヤ（ＳＭＡアクチュエータ）を内臓する。機械式ヒューズ（即ち、柔軟な過負荷ばね）が、ＳＭＡアクチュエータの収縮にもかかわらずシフトレバー（又は、つめ）が摩擦によって止まってしまった場合のＳＭＡアクチュエータの破損を防ぐ。ＳＭＡアクチュエータの制御回路は、シフトレバーがその駐車位置から移動されたときにＳＭＡアクチュエータへの電力を断つための光電スイッチを含み、シフトレバーは、駐車位置にない間にスイッチを開状態に機械的に維持し続けるための構造を有する。更に、制御回路は、イグニッションキー保持機構に動作可能に接続されて、それにより、レバーがその駐車位置にないときにイグニッションキーを抜くことができない。【選択図】図１
2012505112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータであって、
ハウジングと、
ハウジングと摺動可能に係合するスライド部材と、
スライド部材を第１の方向に付勢するばねと、
スライド部材に動作可能に機械的に接続された阻止部材と、
ハウジングに取り付けられた所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤであって、電流が前記ＳＭＡワイヤに流されて前記ＳＭＡワイヤの長さが変化するときに前記スライド部材を第１の方向と逆の第２の方向に移動させるように構成されたＳＭＡワイヤと、
前記ＳＭＡワイヤへの電流の流れを制御するために前記ＳＭＡワイヤに動作可能に接続される少なくとも１個の切り替え要素を含む電流を制御するための制御回路と、を含むアクチュエータ。
【請求項２】
前記阻止部材と前記スライド部材との間に設けられ、前記阻止部材の動きが機械的に制限されたときに前記形状記憶合金ＳＭＡワイヤの相対運動を可能にする応力解放機構を有する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記阻止部材を前記スライド部材に機械的に接続するベルクランクを含む、請求項１〜２のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ハウジング、前記スライド部材、前記ばね、前記形状記憶合金ＳＭＡワイヤ、及び前記制御回路が、組み立てを容易にするモジュールを構成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記制御回路は、前記少なくとも１個の切り替え要素の出力を利用して、ソレノイド又は第２の切り替え要素等の機能装置への電流の流れを制御するように構成された、請求項１〜４のいずれ１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記少なくとも１個の切り替え要素が、出力を提供するための第１の切り替え要素と、前記第１の切り替え要素からの出力によって制御されて前記機能装置を制御する第２の切り替え要素とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記機能装置が、ソレノイドを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記機能部品が、前記制御回路に接続され、シフトレバーが駐車位置に戻るまでイグニッションキーをイグニッションスイッチ内に保持するように適応されたキー連動機構である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記制御回路が、スイッチング回路からの高周波電気雑音伝達を抑制するキャパシタを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
シフター基部と、前記基部に対して枢着されたシフトレバーとを含み、前記ハウジングは、前記シフトレバーの動きを阻止するための位置で前記シフター基部に取り付けられた、請求項１〜９のいずれか１項に記載されたアクチュエータを含むシフター組立体。
【請求項１１】
シフター基部と、前記基部に対して枢着されたシフトレバーとを有し、前記ハウジングは、つめの動きを阻止するように前記シフター基部に取り付けられた、請求項１〜１０のいずれか１項に記載されたアクチュエータを含むシフター組立体。
【請求項１２】
シフターであって、
ギアシフト位置と駐車位置を画定するノッチを有するシフター基部と、
前記基部に対して枢着され、前記ノッチと選択的に係合して少なくとも幾つかのギアシフト位置と前記駐車位置との間のシフトレバーの移動を制御するためのつめを有するシフトレバーと、
アクチュエータとを含み、
アクチュエータは、ハウジングと、前記ハウジングに摺動可能に取り付けられたスライド部材と、前記スライド部材を付勢するスライド付勢ばねと、前記つめと前記レバーの内の一方を前記駐車位置から移動することを阻止するための原位置を有すると共につめ解放位置に移動可能な第１の阻止部材と、前記ハウジングに取り付けられた所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤであって、前記ワイヤに電流が流されたときに前記スライド部材を前記スライド付勢ばねに抗して移動させるために前記スライド部材と動作可能に係合する形状記憶合金ＳＭＡワイヤと、前記ＳＭＡワイヤへの電流の流れを制御する制御回路とを有し、
前記制御回路は、前記第１の阻止部材に繋がった少なくとも１個の切り替え要素を含み、それにより、前記第１の阻止部材が前記原位置から移動されたときに前記切り替え要素が状態を変化させるシフター。
【請求項１３】
アクチュエータであって、
ハウジングと、
原位置とこの位置と異なる第２の位置との間で移動するようにハウジング内に位置決めされた可動部材であって、前記可動部材を前記原位置に付勢するばねを備えた可動部材と、
所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤであって、前記ハウジングに取り付けられると共にスライド部材と係合しており、電流が前記ＳＭＡワイヤに流れて長さが変化したときに、前記可動部材が前記原位置から前記第２の位置に移動される形状記憶合金ＳＭＡワイヤと、
第１と第２の動作状態を有し、前記可動部材の近くに配置され、更に前記可動部材が前記原位置と前記第２の位置の間で移動するときに係合されて動作状態が切り替えられるように構成されたスイッチとを備えたアクチュエータ。
【請求項１４】
前記切り替え要素が、フォトインタラプタスイッチである、請求項１〜１１及び１３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
装置であって、
駐車位置を含むギアシフト位置を画定するシフター基部と、
ばね付勢式つめを有するシフトレバーと、
前記シフトレバーと前記つめの内の一方と係合することによって前記駐車位置からの移動を選択的に防ぐように位置決めされた阻止部材と、
駐車位置からの移動を防ぐロック位置と前記駐車位置からの移動を可能にする解除位置との間の前記阻止部材の移動を制御するための形状記憶合金ＳＭＡワイヤを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータに接続され、所定の車両条件が満たされたときに動作するように車両センサへの接続に適合された制御回路とを含み、前記制御回路が、前記レバー又は前記つめの一方の移動に基づいて原位置から第２の位置に移動可能なスイッチを有し、前記スイッチが、前記アクチュエータと電気的に接続されると共に車両の機能部品に電気的に接続されており、前記アクチュエータと前記機能部品の制御された動作を行う装置。
【請求項１６】
装置であって、
駐車位置を含むギアシフト位置を画定するシフター基部と、
ばね付勢式つめを有するシフトレバーと、
前記シフトレバーと前記つめの内の一方と係合することによって前記駐車位置からの移動を選択的に防ぐように位置決めされた阻止部材と、
前記阻止部材と係合するベルクランクと、
前記ベルクランクを操作して、前記駐車位置からの移動を防ぐロック位置と前記駐車位置からの移動を可能にする解除位置との間の前記阻止部材の移動を制御するための形状記憶合金ＳＭＡワイヤを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するための制御回路と、
前記阻止部材、前記ベルクランク、及び前記アクチュエータの内のいずれかに設けられた応力解放機構であって、前記阻止部材が動かなくても前記アクチュエータが動けるようにし、それにより前記ＳＭＡワイヤの破損を防ぐように構成された応力解放機構とを備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００７年７月３日に出願された「SHIFTER WITH ACTUATOR INCORPORATING SHAPE MEMORY ALLOY」と題する特許出願第１１／７７２，９７２号の一部継続出願であり、特許出願第１１／７７２，９７２号は、２００６年７月５日に出願され「SHIFTER WITH ACTUATOR INCORPORATING SHAPE MEMORY ALLOY」と題する仮出願第６０／８１８，５９４号の米国特許法１１９条（ｅ）に基づく利益を請求するものであり、この両出願の内容全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。更に、本出願は、２００７年７月３日に出願された「SHIFTER WITH ACTUATOR INCORPORATING MAGNETIC UNLOCK MECHANISM」と題する特許出願第１１／７７２，９８４号に関連するものであり、この出願の内容全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【０００２】
本発明は、シフトレバーの動きを制御するためのに形状記憶合金ワイヤを内蔵し及び／又は磁気ロック／ロック解除機構を内蔵したアクチュエータを具備する車両変速機シフターに関し、より詳細には「駐車」位置ノッチからつめ（pawl）を外す動きを制御するための形状記憶合金ワイヤアクチュエータ及び／又は磁気ロック／ロック解除機構を具備するシフターに関する。しかしながら、本発明の概念は、つめを有する車両用シフターや駐車ロックシステムのみに限定されず、占有空間を最小にしつつアクチュエータで阻止部材を選択的に動かさなければならない任意のロック／ロック解除機構、好ましくは作動機構の部品数を最小限にする任意のロック／ロック解除機構に適用可能である。
【０００３】
車両シフトシステムにおけるブレーキ変速機シフト連動機構では、イグニッションキーが「オン」又は「運転」位置にあり且つブレーキが踏まれるまでシフトレバーが駐車位置から動かないようにシフトレバー自体の動きを阻止するか、或いはシフトレバーの作動つめの動きを阻止することが望ましい。しかしながら、そのような機能を実現するために、シフターはしばしば複雑になり、また比較的高価な部品が用いられる。従って、部品コストと製造コストが著しく増大している。例えば、シフターのつめが駐車位置から外れるのを防ぐ駐車ロック部材の動きを御するために、しばしばソレノイドが使用される。しかしながら、ソレノイドは、銅コイルを含み且つ電磁界と関連付けられるので安価ではない。更に、絶縁された銅線の巻き付け、コイルのストリッピングと終端処理、電源への線の電気接続、組み立て済みユニットとしてのソレノイドの組み立て、及びシフターへのソレノイドの組み込みと関連した動作の全てが必要となる。また、ソレノイドは、車両の電気システムを乱す電磁界及び／又は電圧スパイクを生成する可能性がある。例えば、最近の幾つかのシフターでは、シフトレバーの動きを制御するために、電気的アクチュエータで駆動されるつめをシフトレバーに組み込んでいる。そのようなアクチュエータ駆動式のつめは、一般に、ギア位置を表わすノッチにつめ部材を出し入れするためにつめ部材に動作可能に接続されたソレノイド又は電気機械装置を有する。更に、コイルは、かなりの大きさの空間を必要とする。最近のシフター設計では、シフターとシフトロック機構が占める三次元空間を小さくすることが必要とされている。更に、ソレノイドの力は、その温度によって大きく変化する。温度の影響を受けにくい一定の力のアクチュエータを提供することが望ましい。
【０００４】
銅コイル及びそれに関連する電磁界の複雑さを必要とせず、電磁界崩壊エネルギー（electromagnetic field collapse energy）及び関連する電圧スパイクを必要とせず、また絶縁銅線の巻き付け、コイルのストリッピング及び終端処理と関連する機械的処理を必要としない、改良された単純で低コストの電気的作動装置を作成することが望ましい。更に、設計パッケージは小さい方が望ましい。
【０００５】
同時に、シフター内のつめ係合駐車ロック機構は、阻止部材を動かし始めるのに余分な力を必要とする場合がある。このような状態は、初期の機械的静止摩擦のような種々の要因によって引き起こされ、また阻止部材が移動する前に運転者がシフターレバー又はつめを引くことによって生じる過剰な摩擦等によって引き起こされたり、また他の理由で引き起こされたりする。阻止部材を動かし始めるために初期の高エネルギーの「キック」力を提供し、更に極めて小さな寸法の空間に収まり、阻止部材の移動が一時的に不可能な場合でも部品を破損させることがない小型の機構が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一様相では、アクチュエータは、ハウジングと、ハウジングと摺動可能に係合するスライド部材と、スライド部材を第１の方向に付勢するばねと、スライド部材に動作可能に機械的に接続された阻止部材とを含む。所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤがハウジングに取り付けられていると共に、電流がＳＭＡワイヤに流されてＳＭＡワイヤの長さを変化させたときにスライド部材を第１の方向と反対の第２の方向に移動させるように構成されている。制御回路は、電流の流れを制御するためにＳＭＡワイヤに動作可能に接続された少なくとも１個の切り替え要素を含む。
【０００７】
本発明の別の様相では、シフターは、シフター基部と、ギアシフト位置と駐車位置を画定するノッチとを有する。シフトレバーが、基部に対して枢着され、ギアシフト位置と係合して少なくとも幾つかのギアシフト位置間でのギアシフトレバーの動きを制御するつめを有し、またノッチの内の１個と係合するためにつめを原位置の方に付勢するつめ付勢ばねを有する。アクチュエータは、ハウジングと、ハウジングに摺動可能に取り付けられたスライド部材と、スライド部材を付勢するスライド付勢ばねとを有する。第１の阻止部材は、つめを駐車位置で阻止するための原位置を有し、またつめ解放位置に移動可能である。所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤが、ハウジングに取り付けられ、スライド部材と動作可能に係合して電流がワイヤに流されたときにスライド部材をスライド付勢ばねに対して移動させる。制御回路は、ＳＭＡワイヤに流れる電流を制御する。制御回路は、第１の阻止部材に繋がった少なくとも１個の切り替え要素を有し、それにより、切り替え要素は、第１の阻止部材が原位置から移動されたときに動作する。
【０００８】
より狭い形態では、シフターは、つめが押されシフトレバーが駐車位置から別のギア位置に移動されたときに、第１の阻止部材をつめ解放位置に保持するために提供された第２の阻止部材を有する。シフトレバーが駐車位置に戻され、且つつめ付勢ばねによって付勢されたつめが、第２の阻止部材を保持位置から、第１の阻止部材が原位置に戻ることができる静止位置に付勢するまで、第２のばねが第２の阻止部材を保持位置に付勢して第１の阻止部材をつめ解放位置に保持する。
【０００９】
本発明の別の様相では、アクチュエータは、ハウジングを有する。可動部材が、原位置とこの位置と異なる第２の位置との間で動くようにハウジング内に位置決めされ、また可動部材を原位置に付勢するばねを有する。所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤがハウジングに取り付けられると共にスライド部材と係合しており、それにより、電流がＳＭＡワイヤに流れて長さが変化すると、可動部材が原位置から第２の位置の方に移動される。第１及び第２の動作状態を有するスイッチが、可動部材の近くに配置され、更に原位置と第２の位置との間の可動部材の動きにより係合され、第１及び第２の動作状態の間で切り替えられる。
【００１０】
本発明の別の様相では、装置は、駐車位置を含むギアシフト位置を画定するシフター基部と、ばね付勢式つめを有するシフトレバーとを有する。シフトレバーとつめの内の一方と係合することによって駐車位置からの移動を選択的に防ぐために阻止部材が位置決めされる。アクチュエータは、駐車位置からの移動を防ぐロック位置と、駐車位置からの移動を許可する解除位置との間で阻止部材の移動を制御するための形状記憶合金ＳＭＡワイヤを有する。制御回路が、アクチュエータに接続され、また所定の車両条件が満たされたときに動作するために車両センサへ接続できるように適合されており、制御回路は、レバー又はつめの一方を移動させることによって原位置から第２の位置に動かされるスイッチを含み、このスイッチは、アクチュエータに電気的に接続されると共に車両の機能部品に電気的に接続され、アクチュエータと機能部品の制御された動作に影響を及ぼす。
【００１１】
本発明の別の様相では、装置が、駐車位置を含むギアシフト位置を画定するシフター基部と、ばね付勢式つめを有するシフトレバーとを有する。シフトレバーとつめの内の一方と係合することによって駐車位置からの移動を選択的に防ぐための阻止部材が位置決めされる。ベルクランクが、阻止部材と係合する。アクチュエータは、ベルクランクを操作して、駐車位置からの移動を防ぐロック位置と駐車位置からの移動を可能にする解除位置との間の阻止部材の移動を制御するための形状記憶合金ＳＭＡワイヤと、アクチュエータを制御するための制御回路とを有する。阻止部材、ベルクランク及びアクチュエータの内の何れかに設けられた応力解放機構が、阻止部材が動いていなくてもアクチュエータが動くことを可能にし、それによりＳＭＡワイヤの破損を防ぐように構成されている。
【００１２】
上記の説明と関連した方法は、また、本発明の概念の一部を構成するものである。
【００１３】
本発明の目的は、シフトレバーの動きを制御するためにレバー位置制御部品の動きを制御する形状記憶合金ワイヤアクチュエータを含む装置のための応力解放機構用の改良された構造を提供することである。例えば、アクチュエータは、シフトレバー上のつめ、つめの連動機構、又はシフトレバーをロックするための連動カムに動作可能に接続することができる。
【００１４】
本発明の目的は、スイッチが、形状記憶合金ワイヤを含むアクチュエータへの電流を制御し、更にスイッチが、イグニッションキー連動モジュール等の第２の機能部品を制御する、シフターのための改善された制御回路を提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、一般に「形状記憶合金」と呼ばれる、動きを引き起こす熱事象（thermal event）と関連する冶金技術を利用することである。
【００１６】
目的は、任意のアクチュエータ機構における形状記憶合金であるが、詳細にはシフターギアロック機構、及びシフター駐車ロック／ブレーキ変速機シフト連動アクチュエータ機構における形状記憶合金を請求することである。
【００１７】
別の目的は、本発明のシフター機構内のスイッチを２種類の目的のために使用することであり、それにより、システムの部品数が減少する。
【００１８】
別の目的は、温度の影響をほとんど受けないアクチュエータを提供することである（即ち、ＳＭＡアクチュエータは、ソレノイドより影響を受けにくい）。
【００１９】
本発明の以上その他の様相、目的及び特徴は、当業者であれば、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面を検討することにより理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】シフターのつめを駐車位置にロックするカムロックを内蔵すると共に、形状記憶合金（ＳＭＡ）製の部品を含む、カムロックの動きを制御するためのアクチュエータを具備するシフターの部分側面図である。
【図２】カムロック用の第２の付勢機構の使用を示す部分図である。
【図３】図１と類似しているが形状記憶合金（ＳＭＡ）の応力解放を実現する駆動装置を有する変形されたシフターの部分側面図である。
【図４】モジュールつめ組立体の側面図である。
【図５】モジュールつめ組立体の端面図である。
【図６】図４の断面図であり、ハウジング、つめ、主つめ付勢ばね、形状記憶合金アクチュエータ部材、アクチュエータ部材上の過大応力を防ぐ補助ばね、及び電気コネクタの詳細を示す図である。
【図７】図４の組立体と類似しているがトルグ機構をつめアクチュエータに組み込んだ組立体の断面図である。
【図８】本発明のレバー位置制御部品を使用するシフター組立体の側面図である。
【図９】図８のレバー位置制御部品の斜視図であり、内部の部品が見えやすいように部品の側面が開かれている。
【図１０】ロック位置にある図８のレバー位置制御部品の側面図である。
【図１１】動的作動位置にある図８のレバー位置制御部品の側面図である。
【図１２】ロック解除解放位置にある図８のレバー位置制御部品の側面図である。
【図１３】図９のハウジングの側面図である。
【図１４】図９の駆動ギアの側面図である。
【図１５】図９の被駆動ギアの側面図である。
【図１６】図９の係止部材の側面図である。
【図１７】図９の形状記憶合金ワイヤの側面図である。
【図１８】図９の回路基板の側面図である。
【図１９】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２０】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２１】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２２】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２３】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２４】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２５】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２６】変形されたレバー位置制御部品の側面概略図である。
【図２７】シフトレバー位置を制御するための別の変形された半組立体の側面図である。
【図２８】図２７に示されたハウジングの斜視図である。
【図２９】図２７に示された阻止部材の斜視図である。
【図３０】シフターに組み込まれた図２７の変形された半組立体の側面図であり、シフトレバーのつめが駐車位置に固定された状態を示す。
【図３１】シフターに組み込まれた図２７の変形された半組立体の側面図であり、シフトレバーが異なるギア位置に動くことができるようにつめがロック解除された状態を示す。
【図３２】所定の車両条件が満たされるまでシフトレバーを駐車位置で連結するための形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータを具備する本発明のシフターを示す部分概略側面図である。
【図３２Ａ】図３２の分解図である。
【図３２Ｂ】ハウジング、スライド部材、ＳＭＡワイヤ、回路基板及び副回路、並びに応力解放機構（弾性ばねアームを有するベルクランク）を具備するＳＭＡアクチュエータモジュールの斜視図である。
【図３３】図３２と類似の側面図であるが、シフトレバーを駐車位置Ｐから解放するためにＳＭＡアクチュエータが作動された状態を示す図である。
【図３４】図３２と類似の側面図であるが、駐車位置Ｐからシフトレバーが移動された状態を示す図である。
【図３５】図３２と類似の側面図であるが、ＳＭＡアクチュエータが作動されたが阻止部材をシフトレバーからまだ移動することができない拘束状態を示す図である。
【図３６】図３２に示されたシフターの側面図であるが、ＳＭＡアクチュエータが、つめと当たる（シフトレバーと当たらない）ようにつめの下方に位置決めされた状態を示す。
【図３７】図３６の側面図であるが、シフトレバーがその駐車位置から移動されている。
【図３８】図３６と類似しているが、ＳＭＡ阻止部材をつめ解放位置に選択的に保持するための機械式の補助阻止部材を具備したシフトレバーの側面図であり、シフトレバーが駐車位置にある状態を示す。
【図３８Ａ】図３６と類似しているが、ＳＭＡ阻止部材をつめ解放位置に選択的に保持するための機械式の補助阻止機構を具備したシフトレバーの側面図であり、シフトレバーが駐車位置から移動され、機械式の補助阻止機構がＳＭＡ阻止部材をつめ解放位置に保持している状態を示す。
【図３９】電気回路図であり、ＳＭＡアクチュエータを動作させる副回路を示す図である。
【図４０】電気回路図であり、図３９に示されたものを含み、更にキー連動分岐を含む副回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するシフター１（図１）は、シフトレバー４の動きを制御するためにシフトゲート３のノッチ（駐車、後退、中立、前進のギア位置を表す）と係合するつめ部材２（本明細書では「阻止部材」とも呼ぶ）を有する。駐車ロックカム５が、枢動軸６に回転可能に取り付けられ、ばね７等が、カム５の上端８をシフトゲート３のストッパ面９に向けて付勢する。駐車ロックカム５が位置「Ａ」にあるとき、駐車ロックカム５の上側面１０が、駐車ノッチ１１からつめ２が外れるのを防ぐ。なお、図示したばね７は板ばねであるが、圧縮ばね７’、ねじりばね７’’（図２）、コイルばね７’’’（図３）等の別のばねでもよい。
【００２２】
カム５に接続されたアーム１２が枢動軸６から延在し、アーム１２には、形状記憶合金でできたワイヤ１３（以下、「ＳＭＡワイヤ１３」と呼ぶ）を内蔵するアクチュエータが接続されている。電線１４と１５は、車輌イグニッションスイッチが「オン」であり且つ自動車ブレーキペダルが踏まれているときにＳＭＡワイヤ１３に電流を供給し、それによりワイヤ１３を収縮させ、駐車ロックカム５を、枢動軸６のまわりに矢印「Ｂ」で示したように回転させる。駐車ロックカム５が十分に回転した後、カム５はつめ２を阻止しなくなり、その結果、つめ２を駐車ノッチ１１から外すことができ、シフトレバー４を別のギア位置に動かすことができるようになる。
【００２３】
形状記憶合金ワイヤ（ＳＭＡワイヤ）は、動きを引き起こす冶金学的熱的現象を利用して開発された材料技術である。そのような材料は、一般に、集合的に「形状記憶合金」と呼ばれる。Ｄｙｎａｌｌｏｙ社から入手可能なＦｌｅｘｉｎｏｌ[登録商標]材料等のＳＭＡワイヤが市販されている（インターネット上で見つけることができる）。ＳＭＡワイヤでは、コントローラは、ＳＭＡワイヤに流れる電流を制御してその温度を制御し、これにより材料の相変化を制御し、それによりワイヤの収縮又は膨張の量を制御する。
【００２４】
シフター１Ａ及び以下のシフターでは、類似又は同一の部品を識別するために、文字「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ｃ」が追加された類似の番号が使用される。これは、冗長な記述を減らすために行われる。
【００２５】
シフター１Ａ（図３）は、シフター１（図１）と似ているが、ＳＭＡ部品の過応力と破損を防ぐための機械的応力解放機構２０を有する。解放機構２０は、つめ２Ａ（即ち、阻止部材）に摩擦圧力が加わっていて、つめ２Ａ自体を後退できなくなったときでもＳＭＡワイヤ１３Ａの収縮を可能にする。従って、解放機構２０は、本質的に、ＳＭＡワイヤ１３Ａが過応力によって壊れるのを防ぐ機械的ヒューズである。詳細には、図示した解放機構２０は、アクチュエータの終端にスライドピン２２と嵌合スロット２３で構成されたスライド接続を有する。解放機構２０は、つめ２Ａが摩擦で拘束されなくなったとき（つめがまだ駐車ノッチ１１Ａ内にまだあるときに運転者がシフターを後方に引っ張るのをやめたとき等）にリセットされる。解放機構２０のリセットは、（付勢ばねやタイマ等で）自動的に行われてもよく、（機械式てこやボタン等で）手動で行われてもよい。阻止部材（即ち、カム５Ａ及び／又はアーム１２Ａ）は、つめと係合するように動作する代わりにシフトレバーと直接係合するように位置決めされてもよい。
【００２６】
更に、阻止部材（即ち、カム５Ａ）は、土台上に位置決めされてもよく、必要であれば、シフト操作中にシフトレバーと一緒に動くようにシフトレバー自体に取り付けられてもよい。例えば、阻止部材は、つめを機械的に動かすためのシフターハンドル上の親指ボタンの作動を防ぐために、シフトレバーの上部のハンドル内に配置されてもよい。シフターハンドル上の親指ボタンの使用は、車輌シフターでしばしば使用される設計であり、当業者であれば、本開示に基づいてこの機構をどのように構成したらよいかが詳細な説明なしに分かるであろう。参考のため、シフター上の典型的な親指ボタンを示す米国特許第５，４９４，１４１号の図２を参照されたい。阻止部材は、例えば、所定の車両条件が満たされるまで親指ボタンの押し下げ／動きを妨げるように、ハンドル内の空洞内に垂直上方に動くように（又は、ボタン自体のポケットと係合するように）位置決めされる。
【００２７】
駐車ロック機構では、ユーザが有害な「移動を防止する」負荷（典型的には剪断力）を阻止部材に加え、これによって阻止部材を動かすのに必要な力が過大になることはよくあることである。例えば、運転者は、駐車位置を規定するノッチからシフターのつめを外すためにボタンを押す前にシフトレバーを後方に引っ張る場合があり、これにより、車両機構が駐車ノッチからつめを外すのがより困難になる。典型的なソレノイドは、電磁界を維持することによってこの「力を増大させるという条件」を満たすことができる。しかしながら、形状記憶合金アクチュエータは、冶金学的な熱的現象によって駆動される物理的変位なので、剪断荷重によって動作が妨げられると、最終的にＳＭＡワイヤアクチュエータが破壊される。この問題は、シフター１Ａ（図３）の本発明による設計では、位置６Ａにねじりばね（機械的ヒューズ又は補償装置と呼ばれる）を配置することによって対処している。このねじりばねは、カム５Ａが静止したままでＳＭＡワイヤアクチュエータが短縮できることを許容する（即ち、解放機構２０のＳＭＡワイヤ１３Ｂが作動されているにも関わらず、摩擦力がカムに働いてその動きを妨げる場合）。また、この問題は、つめモジュール３０（図５）の本発明による設計では、補助中間ばねを追加することによって対処している。この補助中間ばねは、機械的ヒューズ（補償装置とも呼ばれる）として働き、移動を妨げる負荷が阻止部材から除去されるまで、主ばねが伸びたままでアクチュエータが補助ばねを圧縮する。負荷が阻止部材から除去されると、後で詳細に述べるように、補助ばねが伸び、主ばねがアクチュエータの力に逆らって縮み、阻止部材を後退させる。
【００２８】
つめモジュール３０（図４〜図６）は、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ１３Ｂを内蔵し、以下のように、シフトレバー４Ｂに取り付け可能である。シフトレバー４Ｂは、枢動軸３４とプラットホーム３５を規定するモールド成形された枢動部材３３を有するシフトポスト３２を具備する。つめモジュール３０は、プラットホーム３５内の嵌合ソケットと機械的に摩擦係合する係合突起３８’を備えた突出コネクタ３８と、プラットホーム３５内の配線に電気接続する１対の電気接点３９及び４０とを備えた筒状基部３７を有し、この配線は、車輌内のシフト制御処理装置に動作可能に接続されている。つめハウジング４１は、基部３７上に支持され、内側向きのフランジ４２によって画定された上側開口部を有する。つめ４３（「阻止部材」とも呼ばれる）は、開口部から突出し、シフターのギア位置を規定するノッチと係合するように構成された先端４４を有する。つめ４３は、更に、フランジ４２の内側面と接する環状リング４５を有する。主ばね４６が、リング４５と係合し、つめ４３を伸張位置に付勢する。環状リング４５がフランジ４２に近づくときに、弾性環状ダンパー４７がつめ４３の伸張を減衰させ、それによりクリック音が防止される。つめ４３の一部分は中空であり、空洞４９と、つめ４３のコネクタ端で空洞４９内に開口する開口部５０とを画定する。摺動パイロット部材４８が、空洞４９内において空洞４９の反対側の端に配置され、補助ばね５１によって反対側端に向かって付勢されている。補助ばね５１は、その一端がパイロット部材４８に接し、他端が、モジュール３０のコネクタ端に開口部５０を形成する内向きフランジと接する。ＳＭＡワイヤ１３Ｂは、電気接点３９及び４０から穴５０を通り、空洞４９内を長手方向に通り、次にパイロット部材４８内の横断ピン５３の上で折り返してループ５２を形成する。
【００２９】
電流がＳＭＡワイヤ１３Ｂに流されるとき、ＳＭＡワイヤ１３Ｂが加熱されて収縮し、摺動パイロット部材４８を引っ張る。パイロット部材４８が引っ張られるにつれて、パイロット部材４８は、補助ばね５１に向かって移動し、この補助ばね５１がつめ４３を後退させる。つめ４３が後退するとき、主ばね４６が圧縮される。
【００３０】
つめ４３が摩擦で拘束されて動かない場合（ＳＭＡワイヤ１３Ｂの作動前に運転者がシフトレバーを後方に引っ張る場合等）、ＳＭＡワイヤ１３Ｂは、その場合でも収縮し、パイロット部材４８も補助ばね５１の方に近づく。しかしながら、つめ４３は、摩擦で拘束され動かないので、圧縮するのは補助ばね５１だけであり（即ち、穴５０を形成する端部に向かってパイロット部材４８が移動する）、同時に主ばね４６は一時的に静止状態になる。つめ４３が摩擦で拘束された状態から解放されると、補助ばね５１は伸張し、パイロット部材４８はその原位置に動き、主ばね４６が圧縮するにつれてつめ４３が後退する。なお、つめ４３が自由に動く場合に主ばね４６が圧縮され補助ばね５１が圧縮されないように、補助ばね５１は、主ばね４６より僅かに強い。
【００３１】
ＳＭＡアクチュエータ用のハウジングは、基部に取り付けられてもシフトレバーに取り付けられてもよい。戻止め形成部品が基部に取り付けられたシフターと、モールド成形された枢動部材を有するシフターは、Ｏｓｂｏｒｎの米国特許第５，２７７，０７７号等の既存の特許に見ることができ、それらの内容全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。ＳＭＡアクチュエータ用のハウジングは、そのようなモールド成形部品の何れに組み込まれてもよく、独立した部品として基部やシフトレバーに取り付けられてもよい。
【００３２】
第２のつめモジュール３０Ｃ（図７）は、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ１３Ｃを内蔵し、以下のようにシフトレバー４Ｃに取り付け可能である。シフトレバー４Ｃは、枢動軸３４Ｃとプラットホーム３５Ｃを規定するモールド成形枢動部材３３Ｃを有するシフトポスト３２Ｃを有する。つめモジュール３０Ｃは、枢動部材３３Ｃに取り付けられた基部３７Ｃを有する。つめ４３Ｃはトルグ機構に取り付けられている。このトルグ機構は、固定枢動軸５６で枢動可能に留められた第１の連結部材５５と、枢動軸５８で第１の連結部材５５に枢動可能に留められ、枢動軸５９でつめ４３Ｃの後端に枢動可能に留められた第２の連結部材５７とからなる。ＳＭＡワイヤ１３Ｃは、横断ピン５３Ｃの回りを延在するループ５２Ｃと、電気接点３９Ｃ及び４０Ｃまで延在する２本の脚を有する。付勢ばね６０は、連結部材５５及び５６を、つめ４３Ｃが伸張される整合位置に付勢する。ＳＭＡワイヤ１３Ｃに電流が流れるとき、ワイヤ１３Ｃは収縮して連結部材５５及び５６を整合位置から引っ張る。これにより、つめ４３Ｃが後退する。なお、この構成により、動きの初期段階における大きなメカニカルアドバンテージを伴ってつめ４３Ｃが引っ張られることに注意されたい。これは極めて望ましいことであり、これが、トグルシステムが市場でかなり成功している理由である。この構成により、ＳＭＡワイヤ１３Ｃにも同じ利点が提供される。ＳＭＡワイヤ１３Ｃに流れる電流が遮断されたとき、ばね６０がトグル連結部材５５及び５７を整合位置に戻し、これによりつめ４３Ｃが原位置にロックされる。なお、連結部材５５と５７が中心を少し超えるので、大きな力でもロック状態が解除されない。ストッパ部６１が、連結部材５５及び５７をそのロック位置に保持し、連結部材５５及び５７が中心を越えて「過大に」移動しないようにする。トグル式組立体では、トグル連結部材とメカニカルアドバンテージによってプリロード解放機構が実現される。ＳＭＡアクチュエータは、大きさと複雑さの両方を小さくすることによってアクチュエータ機構を単純化する。トグル式機構は、トグルをつぶす（collapse）ための負荷と移動量に関する条件が極めて緩く、これは、ＳＭＡワイヤにとって理想的である。この構成では、ヒューズがトグル組立体と一体的なので、機械式ヒューズが不要になる。
【００３３】
トルグ機構を使用する駐車ロックシステムに関する更に他の情報は、Ｏｓｂｏｒｎの米国特許第５，４９４，１４１号を参照されたい。またトルグ機構を使用するつめ作動システムの更に他の情報は、Ｏｓｂｏｒｎの米国特許第５，７７５，１６６号を参照されたい。本発明のＳＭＡシステムは、これらのシフターシステムのいずれにも組み込むことができる。これら２件の特許の開示は両方とも、これらの全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【００３４】
車両内部では音と騒音を最小にすることが重要である。ＳＭＡアクチュエータでは、冶金学的熱的現象なので、相変化が起こる速さを制御するために温度を操作することが望ましい。温度の上昇又は低下を慎重に制御することによって、本システムは、多数のダンパーが不要になり、望ましくない騒音をなくすことができる。これにより、クッションやバンパーの追加等の機械的振動及び衝撃を減衰させる様々な手段が不要になりコストが削減される。電子回路が電流操作によってこの減衰を可能にする。なお、ＳＭＡワイヤが冷めるときに生じる動きは比較的遅く、「本質的」に動きが減衰されるが、ＳＭＡワイヤが電流によって加熱されるときに生じる動きは電流に依存するが、遙かに速い。
【００３５】
本発明の範囲は、ソレノイドを使用できるが、部品の複雑さを少なくしたい、電磁界を回避したい、ソレノイドの費用と大きさを必要とする部品を回避したい、且つ／又はアクチュエータ又はソレノイドのクリック音を回避したいあらゆる用途でのＳＭＡワイヤの使用を含む。
【００３６】
以下の説明では、説明を分かり易くし且つ混乱を回避するために新しい識別番号が使用される。しかしながら、アクチュエータ内でＳＭＡワイヤを使用する特徴、特性及び機能は、この追加の開示で述べる構造においても存在する。
【００３７】
シフター組立体２００（図８）は、車両（車両の前座席シート間の床等）に取り付けられたモールド成形ベース２０１と、ベース２０１に枢着されたシフトレバー２０２とを有する。図示したベース２０１は、重合体モールド成形品であるが、様々な土台を使用することができる。シフトレバー２０２は、ベース２０１上の枢動ピン２０４によって枢動可能に支持されたモールド成形下部２０３を有し、更に、モールド成形下部２０３から延在する筒状シャフト２０５と、シャフト２０５上のハンドグリップ２０６と、ベース２０１のギア位置ノッチ（Ｐ駐車、Ｒ後退、Ｎ中立、Ｄ前進等）と選択的に係合するつめ２０７と、ハンドグリップ２０６上にあってつめ２０７を垂直に移動させるために筒状シャフト２０５内の内部伸縮摺動ストロー２０９’を駆動するボタン２０８とを有する。なお、本発明の概念を種々様々なシフター設計に組み込むことができる。
【００３８】
図８（図９〜図１０も参照）に示したレバー位置制御部品は、半組立体２１０の一部としてベース２０１に取り付けられた枢動阻止部材２０９である。阻止部材２０９は、つめ２０７（図８〜図１０）の下側で垂直（ロック）状態で示され、つめ２０７を駐車ノッチＰ内にロックし、それによりシフトレバー２０２を駐車位置から動かすことができなくなる。阻止部材２０９は、枢動位置（図１２を参照）に動くことができ、この位置では、つめ２０７の垂直方向の動きを妨げず、従って、運転者がボタン２０８を押してつめ２０７を駐車ノッチＰから外すことができ、それにより運転者は、シフトレバー２０２をギア位置（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ等）間で動かすことができる。
【００３９】
半組立体２１０（図１０と図１３〜図１８）は、取り付けタブ２１１’等によってベース２０１に確実に取り付けるように構成されたハウジング２１１を有する。阻止部材２０９は、位置２１２でハウジング２１１に枢動可能に取り付けられている。ギア２１３と２１４は、駆動組立体を構成する、互いに噛み合う歯２１３’と２１４’をそれぞれ有し、位置２１５と２１６でハウジング２１１に枢動可能に取り付けられている。第１と第２の永久磁石２１７と２１８が、阻止部材２０９とギア２１４に取り付けられている。磁石２１７と２１８は、ネオジム型磁石又はサマリウムコバルト型磁石から選択された希土類磁石等の永久磁石であることが好ましい。形状記憶合金ワイヤ２１９は、ハウジング２１１の底に沿って位置決めされ、ギア２１３上の突起２２１と係合するループ端２２０と、ハウジング２１１の一端で電気接点２２２’と係合する接触端２２２とを有する。
【００４０】
回路基板２２３は、ＳＭＡワイヤの端に電気的且つ機械的に繋がるクランプコネクタ２２３’を有する。回路基板には、車両電源と基板上の制御回路２２３”に接続するための追加のコネクタが設けられている。回路基板２２３は、ハウジング２１１内に位置決めされている。半組立体２１０の開放側を覆う別個のカバー（図示せず）を使用してもよく、シフター基部２０１の側壁に開放側を当接させて配置してもよい。回路基板２２３は、ＳＭＡワイヤ２１９への電流とそのタイミングを制御するために、必要に応じて多数の部品を有する。一般に、車両イグニッションスイッチが「オン」であって且つ車両ブレーキペダルが踏まれたことを検出するようにプログラムされたプロセッサが含まれ、これらの前提条件が満たされた後で、つめ２０７を駐車位置「Ｐ」から外すためにＳＭＡワイヤ２１９に電流が印加される。ワイヤ２１９と回路基板２２３は、ギア２１３、２１４を作動させて阻止部材２０９を動かすためのアクチュエータを構成する。
【００４１】
具体的には、電流がワイヤ２１９に印加されるとワイヤ２１９の長さが変化し、それによりギア２１３，２１４が回転する。ＳＭＡワイヤの電流が断たれた時、磁石２１７と２１８は、安定した第１の位置で磁気的に連通するように位置決めされ、それにより阻止部材２０９がそのロック位置である阻止位置に保持される（図１０）。ワイヤ２１９が通電され、ギア２１３、２１４が約２０〜３０度回転されると、磁石２１７は、磁石力によって磁石２１８に対して極めて不安定な反発状態が作られる位置まで動く（図１１を参照）。その結果、阻止部材２０９は、大きな磁気反発力によってその解除（ロック解除）位置（図１２）まで動かされる。これは、磁石２１７と２１８の比較的小さな動きと、磁石２１７と２１８を動かす小さい力によって達成され、更に、反発力はかなり大きく、設計で使用される三次元空間は、驚くほど小さく極めて小型である。
【００４２】
なお、磁石機構には幾つかの利点がある。磁石機構は、一般に、高温や低温等の車輌客室内によく見られる温度条件の影響を受けにくく、一般に、車輌電気系統によく見られる電気的スパイク及び／又は電力喪失の影響を受けにくい。また、磁石機構は、干渉電磁波を放射せず、一般のソレノイドと関連した電磁界の降伏によるフライバックエネルギーがない。また、阻止力は、入力電圧に依存せず、従って、一般に、ほとんどの電気システムの動作範囲で電磁石より遙かに安定している。更に、作動力が機械的に分離されているので、アクチュエータは、ほこりから密閉保護することができ、また非接触式設計のため液漏れが起きにくい。また、これにより、機械的オーバーライドがフレキシブルになり、またＳＭＡワイヤと組み合わせて使用されるときの応力解放が不要になる。磁石機構は、負荷及び移動量に関する条件が極めて緩く、そのためＳＭＡワイヤと共に使用するのに適し理想的である。前述のように、本機構は、「ヒューズ」機能が磁石機構と一体的なので、機械式ヒューズを不要にする。具体的には、本設計は、磁気連通を使用し、阻止機構への機械的結合がない。これにより、阻止機構のための手動オーバーライドが単純になる。また、運転者がつめ又はシフトレバーを押し／引くことによる応力等によって、阻止部材が機械的に拘束されたときの応力が解放される。
【００４３】
半組立体２１０は、（ブレーキペダルが踏まれ且つ車両イグニッションが「オン」になるまでつめ２０７が駐車ノッチから外れないようにすることによって）つめ２０７の動きを制御できるようにベース２０１に取り付けられる。しかしながら、本半組立体２１０をベース２０１に取り付けてシフトレバー２０２と係合させシフトレバー２０２の動きを妨げてもよい（シフトレバー２０２を駐車ノッチ位置と同等な前方位置に保持すること等によって）。或いは、この半組立体２１０は、つめ２０７の動きを制御するためのリンク機構に取り付けられてもよい（図７を参照）。なお、本発明は、車両変速機シフターでの使用に限定されず、永久磁石によって生成される強い磁力が、阻止部材を動かし始めるときに適切な「キック」を提供する極めて小型の設計を可能にする任意の環境で本発明の概念を使用できる。例えば、類似の機構は、鍵のデッドボルトをロック解除位置の方に動かし始めるのに初期の大きな「キック」力を必要とする磁気アクセスカードによるホテルドアロックで使用されてもよい。
【００４４】
図１９〜図３３は、変形されたレバー位置制御部品を備えた変形されたシフターを示す概略図である。図１９〜図３３では、類似及び同一の部品、機能及び特徴は、文字「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」等を追加した同じ数字で識別される。これは、冗長な説明を少なくするために行われる。
【００４５】
半組立体２１０Ａ（図１９）は、３個の磁石２１７Ａ、２１８Ａ及び２３０Ａを使用する。第１と第２の磁石２１７Ａと２１８Ａは（ギア２１３Ａと２１４Ａが回転したときに）、阻止部材２０９Ａをロック位置からロック解除位置に動かす力を提供し、第１と第３の磁石２１７Ａと２３０Ａは、その位置を維持する働きをする。ギア２１３Ａと２１４Ａがその原位置の方に再び回転されたとき、（互いに引き合うように事前に位置決めされた）第１と第３の磁石２１７Ａと２３０Ａは、（磁石が約２０〜３０度動かされるにつれて）互いに反発しはじめ、すぐに第１と第２の磁石２１７Ａと２１８Ａは互いに引き合い、これにより阻止部材２０９Ａのロック位置を保持するのを支援するように位置決めされる。
【００４６】
図２０〜図２２は、図２０〜図２２の半組立体２１０Ｂが、磁石２１８Ｂと２３０Ｂを支持する支持体カム２３２Ｂを有すること以外、半組立体２１０Ａと類似の構成を示す。ＳＭＡワイヤ２１９Ｂのループ端２２０Ｂは、カム２３２Ｂの脚部に直接作用して、磁石２１８Ｂと２３０Ｂを、磁石２１７Ｂと２１８Ｂが引き合うロック位置である第１の位置と、磁石２１７Ｂと２３０Ｂが引き合うロック解除位置である第２の位置の間で動かす。なお、磁石２１７Ｂ、２１８Ｂ及び２３０Ｂは組み合わさって、阻止部材２０９Ｂが第１と第２の位置の「中間」にあるときに不安定な反発状態を作り出し、これにより、阻止部材２０９Ｂが部分的な「途中」位置に留まりにくくなる。カム２３２Ｂ上には、磁石２１８Ｂと２３０Ｂの近くを通る位置にホール効果センサ２３６Ｂが配置され、その結果、ホール効果センサ２３６Ｂは、磁石２１８Ｂと２３０Ｂの位置に基づいてカムの位置を検出することができる。
【００４７】
半組立体２３０Ｃ（図２３〜図２５）は、支持体カム２３２Ｂを、ＳＭＡワイヤ２１９Ｃに接続された直線摺動支持体部材２３２Ｂと置き換えている。半組立体２３０Ｄ（図２６）は、カムをＳＭＡワイヤ２１９Ｄに接続された回転支持体ホイール２３２Ｃと置き換えている。
【００４８】
図２７は、シフトレバーの位置を制御するための別の変形されたシフトレバー位置制御半組立体２１０Ｄの側面図である。半組立体２１０Ｄは、一端に一体枢動ボス２５０Ｄと、他端に電気コネクタを収容するための場所２５１Ｄとを備えた陥凹領域を有するハウジング２１１Ｄ（図２８）を有する。また、ハウジング２１１Ｄは、シフター基部への接続を容易にする取り付けタブ２５２Ｄ（又は、取り付けフランジ等）を有する。駆動部材２４９Ｄ（図２９）は、一端に枢動ボス２５０Ｄと回転可能に係合する枢動ソケット２５３Ｄと、枢動ソケット２５３Ｄに隣接するスタッド２５４Ｄとを有し、またくぼみ２５５Ｄと切欠き部２５６Ｄを有する構成部分を有する第２の端部を有する。ＳＭＡワイヤ２１９Ｄ（図２７）は、スタッド２５４Ｄのまわりを巻くループ端２２０Ｄを有し、また切欠き部２５６Ｄまで延在する接触端２２２Ｄを有し、これらの端は、回路基板２２３Ｄ上の電気接点２２２Ｄ’と接続する。切欠き部２５６Ｄは、（ＳＭＡワイヤ２１９Ｄの動作により）阻止部材２０９Ｄがハウジング２１１Ｄ内で枢動されるときにＳＭＡワイヤ２１９Ｄ用の空間を提供する。第１と第２の磁石２１７Ｄと２３０Ｄは、くぼみ２５５Ｄ内に位置決めされ、第３の磁石２１８Ｄは、阻止部材２０９Ｄ上に位置決めされる（図３０）。阻止部材２０９Ｄは、場所２４８Ｄにおいてシフター基部に枢着されている。阻止部材２０９Ｄは、必要であれば、通常の位置であるつめ阻止位置にばねによって付勢することができる。つめ２０７Ｄは、駐車位置Ｐ、後進ギア位置Ｒ、中立ギア位置Ｎ、前進位置Ｄ、セカンドギア位置Ｄ２、及びファーストギヤ位置Ｄ１の間で動くことができる。本発明の概念を代替のギア位置とギア順序を有する任意のシフターに使用することができる。
【００４９】
図３０〜図３１は、シフターに組み込まれた図２７の変形された半組立体２１０Ｄを内蔵するシフターの側面図である。図３０は、シフトレバーのつめ２０７Ｄが駐車位置Ｐにロックされた状態を示し、図３１は、つめ２０７Ｄがロック解除されてシフトレバーが異なるギア位置まで動くことができるように阻止部材２０９Ｄがロック解除／解放位置に動かされた状態を示す。図３０では、磁石２１７Ｄと２３０Ｄが磁気的に反発し、阻止部材２０９Ｄを安定したつめロック位置に保持する。この位置では、シフトレバーの動きが制御される（即ち、シフトレバーが駐車位置Ｐでロック／保持される）。図３０では、ＳＭＡワイヤ２１９Ｄは作動されていない（即ち、ワイヤに電流が流されていない）。図３１では、回路基板２２３Ｄは、車両に取り付けられたセンサ（即ち、ブレーキスイッチとイグニッションスイッチ）から、車両のブレーキパッドが押され且つイグニッションスイッチがオンにされたことを検出する。従って、回路基板２２３Ｄ上の回路は、ＳＭＡワイヤ２１９Ｄに電流を流し、その結果ワイヤ２１９Ｄを短くする相変化が起きる。これにより、駆動部材２４９Ｄが回転し、磁石２１７Ｄが磁石２３０Ｄから離れ、且つ磁石２１８Ｄが磁石２３０Ｄに近づく。磁石２１８Ｄは、磁石２１７Ｄと逆極性で配置される。従って、磁石２１７Ｄが離れるとき、磁石２１７Ｄと２３０Ｄの間の磁気反発力がなくなる。磁石２１８Ｄが磁石２３０Ｄに近づくにつれて、磁気引力が強くなる。これにより、阻止部材２０９Ｄがつめロック位置から引っ張られ（図３０）、ロック解除／解放位置に駆動される（図３１）。ばねを使用して阻止部材２０９Ｄを好きな原位置に付勢することができる。
【００５０】
図２７と類似の変形された半組立体を作り、変形された阻止部材と一緒にシフターに組み込むことができる。この場合、磁石の磁気極性は、図２７の磁石２１８Ｄと逆になっている。（換言すると、置き換えた磁石（２１７Ｄと２１８Ｄ）は引き合って、つめの動きを阻止してシフトレバーを駐車位置にロックする位置に阻止部材（２０９Ｄ）を保持し、磁石（２１８Ｄと２３０Ｄ）は、互いに向かい合ったときに反発する）。しかしながら、機能と動作は、図３０〜図３１に示したものと極めて類似している。詳細には、変形された阻止部材（２０９Ｄ）は、その下端の磁石（２３０Ｄ）とつめ係合上側端（２６２Ｄを参照）との間に配置された枢動点（２６０Ｄを参照）に枢着される。阻止部材（２０９Ｄ）は、シフトレバーのつめが駐車位置にロックされるように、磁石（２１７Ｄと２１８Ｄ）の引力によって駐車ロック位置に保持される。阻止部材（２０９Ｄ）は、シフトレバーが異なるギア位置に動くことができるように磁石（２１７Ｄと２３０Ｄ）の反発力によってロック解除つめ解放位置に保持される。
【００５１】
変形例
シフター４００（図３２〜図３６）は、所定の車両条件が満たされるまでシフトレバー４０３（又は、つめ４０４）がその駐車位置Ｐから出るのを選択的に防ぐべく阻止部材４０２の動きを制御するために形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ４０１を内蔵する。ＳＭＡアクチュエータ４０１が収縮したにもかかわらずシフトレバー４０３（又は、つめ４０４、図３７を参照）の動きが摩擦によって止められたときは、機械式ヒューズ（即ち、「応力解放機構」とも呼ばれる柔軟な過負荷ばね４３４）が、ＳＭＡアクチュエータ４０１の破損を防ぐ。ＳＭＡアクチュエータ４０１の制御回路４０６（図３２、また図３９と図４０のＳＭＡ副回路４６０及び４７１を参照）は、シフトレバー４０３がその駐車位置Ｐから出されたときにＳＭＡアクチュエータ４０１への電力を断つための切り替え要素（好ましくは「フォトインタラプタ」スイッチ、又は場合によっては光検出式光学スイッチでもよい）を備えた光電スイッチ４０７を含む。シフトレバー４０３は、シフトレバー４０３が駐車Ｐから出て別のギア位置にあるときにスイッチ４０７を機械的に開いたままにする（即ち、ＳＭＡアクチュエータ４０１への電力が断たれる）ための構造を有する。更に、回路４０６は、イグニッションキー保持機構４０８に動作可能に接続され、それにより、シフトレバー４０３が駐車位置にないときにイグニッションキー４０９を抜けないようにする。
【００５２】
この概念は、当該技術分野で既知の幾つか異なるシフター設計で使用することができる。図示されたシフター４００（図３３）は、シフトレバー４０３の枢動軸４１２を画定する側壁４１１によって車両の床又はコンソールに取り付けられたベース４１０を有し、更に、シフトレバー４０３のシフト操作を制御するためにつめ４０４によって選択的に係合される駐車Ｐ、後進Ｒ、中立Ｎ、運転Ｄ、セカンドギアＤ２、及びローギアＬの変速機ギア位置を画定する起伏又はノッチを有する側面の穴（「窓」とも呼ばれる）を有する。フィールポジショナ（feel positioner）は、ギア位置の感触を提供するために、弾性板ばねによって動作可能に支持されシフトレバー上の波状面と転がり係合するローラ又はスライドを有する。フィールポジショナは、一般に、変速機シフターの技術分野では周知である。
【００５３】
ＳＭＡアクチュエータ４０１（図３２Ａ）は、側壁４１１の内の一方に取り付けられた基部４１８（「ハウジング」とも呼ばれる）を有する。基部４１８の保護領域内に回路基板４１９が取り付けられる。（基部４１８は、基部４１８が側壁４１１に取り付けられたときに回路基板４１９用の有蓋容器を画定する周囲壁４２０を有するか、或いは、図３２Ｂに示されたようなカバー４２０’が使用される。）  基部４１８上のフランジ４２１（図３２Ａ）は、スライド部材４２３（「摺動部材」又は「スライド」とも呼ばれる）が摺動可能に取り付けられた直線状トラック４２２を画定する（しかしながら、スライド部材は、弧状経路に沿って移動されてもよく、枢動するか又は回転式に動くように構成されてもよい）。スライダ付勢ばね４２３’が、スライド部材４２３を常時の高い原位置に付勢する。スライド部材４２３上のアーム４２４は、スライド部材４２３が高い原位置（図３２）にあるときに光電スイッチ４０７の上方に位置決めされる下方に延在する光遮断端を有するが、この光遮断端は、スライド部材４２３が作動位置に動かされたときに（図３３）、スイッチ４０７の内部に位置決めされ、光電スイッチ４０７の光を遮断してスイッチ４０７を開く（即ち、電力の流れを断つ）。
【００５４】
ＳＭＡアクチュエータ４０１（図３２Ａ）は、ＳＭＡワイヤ４２５を有し、このＳＭＡワイヤ４２５は、基部４１８の一端にある第１の電気コネクタ４２６から、スライド部材４２３の湾曲上部４２８を横切って、基部４１８の反対端にあるアンカー４２９まで延在し、アンカー４２９を回って、スライド部材４２３の湾曲上部４２８を逆方向に横切り、第２の電気コネクタ４３０まで延在する。ＳＭＡワイヤ４２５に電流が流れたとき、ＳＭＡワイヤ４２５は熱くなり、それと同時に収縮し、その結果ワイヤ４２５の長さが短くなる。例えば、車両の制御回路４０６（図３２）は、ブレーキペダル４５０が踏まれブレーキペダルスイッチ４５１が閉じられたとき（即ち、現在の車両では、シフトレバー４０３をその駐車位置Ｐから動かすためにはブレーキペダル４５０を踏まなければならない）等、所定の車両条件が満たされたときにＳＭＡワイヤ４２５に電流が流される。ワイヤ４２５の端（即ち、コネクタ４２６／４３０及びアンカー４２９）は固定され、その結果、ワイヤ４２５の長さが短くなるにつれ、ワイヤ４２５は強制的に曲がりの少ない形状にされ、これにより、スライド部材４２３が、ばね４２３’の付勢に抵抗して高い原位置（図３２）から低い作動位置（図３３）に強制的に摺動される。スライド部材４２３がその作動位置に移動したとき、アーム４２４の光遮断端が、スイッチ４０７内の赤外線を遮断し、これによりスイッチ４０７が開く。この情報は、後述するキー連動モジュール４０８等の他の機能を制御するために制御回路４０６に戻される。
【００５５】
ＳＭＡアクチュエータ４０１（図３２Ａ）は、更に、部品が束縛され動くことができないときに応力を減少させる弾性ばねアーム／弾性フォロア４３５を含む「応力解放機構」を内蔵するベルクランプ４３２を含む。ベルクランク４３２は、ハウジングベース４１８内の枢動スタッド４３３に取り付けられる。機械式ヒューズ４３４は、ベルクランク４３２に取り付けられた細長い弾性高分子板ばね状フォロア４３５の形態であり、スライド部材４２３内の横断チャネル４３６’と摺動可能に係合する端４３６を有する。スライド部材４２３が、その高い原位置（図３２）からその作動位置（図３３）に移動したとき、フォロア４３５は、横断チャネル４３６’に沿って最小応力位置まで摺動するが、通常はベルクランク４３２も回転させる（図３２の時計回り方向に）。なお、ベルクランク４３２の回転が妨げられた場合は（運転者が、シフトレバー４０３を阻止部材４０２に対して、阻止部材４０２をその阻止位置から移動できないような力で付勢した場合）（図３５を参照）、フォロア４３５は、スライド部材４２３が移動できるように屈曲し、更に阻止部材４０２が移動できるようになるまでベルクランク４３２が移動しないようにする。従って、フォロア４３５は、ＳＭＡワイヤ４２５が加熱されたがベルクランク４３２が回転できない（即ち、阻止部材４０２を解除レバー解放位置に移動できない）ときでも、ＳＭＡワイヤ４２５の破損を防ぐことができるように十分に柔軟である。
【００５６】
ＳＭＡアクチュエータ４０１（図３２Ａ）は、更に、阻止部材４０２が動作可能に接続されたスロット４４１を備えたアーム４４０を有する。具体的には、阻止部材４０２は、細長く、また中央枢動軸４４２と、スロット４４１と係合する突出部４４４を有する第１の端４４３と、シフトレバー４０３がその駐車位置Ｐに保持された阻止位置（図３２）に阻止部材４０２があるときにシフトレバー４０３の側面に当たるように位置決めされた反対側の第２の端４４５とを有する。ベルクランク４３２が回転されたとき（図３３では時計回り）、突出部４４４が、スロット４４１に沿って摺動し、阻止部材４０２をその枢動軸４４２の回りに枢動させ、その結果、レバーと当接する第２の端４４５が、シフトレバー４０３の下側端から離れる。この位置で、シフトレバー４０３は、駐車位置Ｐから移動することができる（図３３では右方向に沿って）。（即ち、運転者はつめ４０４を押さなければならないが、図３３では、つめ４０４が押されているため、レバー４０３の別のギア位置への移動が阻止されない。）
【００５７】
シフトレバー４０３が、駐車位置Ｐ（図３４）から移動されるとき、シフトレバー４０３上のベルクランク当接面４５５が、阻止部材４０２の脚４４５上の上面４５６と当接し、これにより、部品４０２、４３２及び４２３がそのレバー解放位置に留まる（即ち、ばね４２３’の付勢に対抗して）。従って、スイッチ４０７は、光スイッチ４０７内の光遮断アーム４２４の位置により、機械的に開状態に維持される。光スイッチ４０７は、シフトレバー４０３がその駐車位置Ｐにない限り、開状態に維持される。なお、阻止部材４０２上の上面４５６の端には斜面４５７があり、この斜面４５７は、シフトレバー４０３が駐車位置Ｐへ戻るときにシフトレバー４０３との滑らかな係合及び／又は離脱を可能にするのに役立つ。
【００５８】
具体的には、このＳＭＡアクチュエータ（スライド部材４２３、ベルクランク４３２及び阻止部材４０２を含む）は、シフトレバー４０３（図３６を参照）の代わりにつめ４０４（図３６〜図３７を参照）と係合するようにシフターベース４１０の側壁上に位置決めされてもよい。また、この機構は、ＳＭＡアクチュエータがシフトレバーに取り付けられ、対応する嵌合部品がシフター基部上に取り付けらるように構成されてもよい。
【００５９】
制御回路４０６は、図３２に概略的に示される。好ましい副回路の詳細が、図３９と図４０に示される。副回路４６０（図３９）は、他の２ピンコネクタ４６３に至る電源線４６２を有する２ピンコネクタ４６１を有する。ＳＭＡワイヤ４２５の端は、２ピンコネクタ４６３に接続される。光電スイッチ４０７（様々なタイプが市販されている）は、赤外線を生成するためのＬＥＤを備えた第１の側４６４と、赤外線の存在を検出するためのセンサを備えた第２の側４６５とを有する。第１の側４６４は、電源線４６２を介して電力が供給されたときに作動される。第２の側４６５は、電源線４６２を介して電力が供給され赤外線が検出されたときに閉じられ、従って、ＳＭＡ「ＦＬＥＸＩＮＯＬ」（登録商標）ワイヤ４２５とトランジスタ４６７を介して電流が流れる。アーム４２４の光遮断端が動かされてスイッチ４０７内の赤外線が遮断されたときに第２の側４６５が開かれる（即ち、スイッチが開かれ、それによりスイッチに流れる電流が断たれる）。トランジスタ４６８は、線４６２への電力を遮断することが望まれるか、或いは光電スイッチ４０７が再び閉じる（即ち、シフトレバー４０３がその駐車位置Ｐに戻り、スライド部材４２３の移動によって光遮断部がスイッチ４０７から外される）まで、トランジスタ４６７を遮断するが下流の連続電力線４６９に電力を供給し続けるように構成され接続される。
【００６０】
制御回路４０６は、副回路４６０（図３９）を含み、更に、イグニッションキー連動副回路４７１（図４０）を加える。キー連動モジュールは、一般に、Ｏｓｂｏｒｎの米国特許第５，２１１，２７１号に示されたように当該技術分野で知られており、この特許の内容全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。図４０に、コネクタ４６１’は、４ピンコネクタであり、イグニッションキー連動モジュール４０８（図３２）上のキー連動アクチュエータ４７４（ソレノイドでもＳＭＡアクチュエータでもよい）に接続するための２個の追加の接点４７２及び４７３を有する。この接続は、接続を効率化し配線と組み立て時間の最小にするために車両電気システムに組み込むことができる。アクチュエータ４７４は、キー連動機構４７５を駆動するように構成され、キー連動機構４７５は、拡張可能なピン若しくは磁気クランプ、又はイグニッションキー４０９を保持するための他の把持又は保持機構でよい。副回路４７１（図４０）は、下流の連続電力線４６９に接続された電源線４７７を含む。トランジスタ４７９、４８０及び４８１並びに更に他の部品は、シフトレバー４０３がその駐車位置Ｐにない限りイグニッションキー連動モジュール４０８（即ち、キー４０９を連続的に保持する）への電力を維持するように副回路４７１内に配置される。
【００６１】
副回路４６０及び４７１が、電気スパイク、電流方向及び電圧を制御するためのダイオード、キャパシタ、トランジスタ、抵抗器等の様々な電気部品を含み、そのような部品が、一般に、車両電気システム設計の技術分野で知られており、従って本明細書に記載されたもの以外の詳細が当業者には必要でなことに注意されたい。例えば、図示された回路４６０及び４７１は、スイッチング回路からの高周波電気雑音の伝達を抑制するキャパシタを含み、また逆方向の電流の逆流を防ぐダイオードを含む。
【００６２】
イグニッションキー連動モジュールを制御するためのスイッチは、幾つかの異なる方法で制御回路に組み込むことができ、この例は、その方法の１個に過ぎないことに注意されたい。更に、様々なスイッチを使用することができる。
【００６３】
図３８〜図３８Ａは、図３６と類似しているが追加（第２）の阻止部材と付勢ばねを有する変形されたシフターの側面図である。図３８は、つめロック状態を示し、図３８Ａは、つめロック解除状態に移動された阻止部材４０２と、駐車位置ノッチから押し出され運転ギア位置に移動されたつめ４０４を示す。具体的には、第２の阻止部材４９０が、垂直方向に直線運動するようにシフター基部４１０（図３３を参照）の側壁４１１に位置決めされ、付勢ばね４９１（図３８Ｂ）によってつめ４０４と阻止部材４０２の上面に向けて下方に付勢されている。阻止部材４０２は、側壁（４１１）に枢着され、つめ４０４の下部と係合するように位置決めされて、つめ４０４がその駐車位置Ｐから外れるのを防ぐ。ＳＭＡアクチュエータ４０１は、阻止部材４０２の下側端にその動きを制御するために接続される。アクチュエータ４０１が作動し、阻止部材４０２を移動させるとき、第２の阻止部材４９０は、つめ４０４が運転者によって押されるときにつめ４０４と共に下降する。第２の阻止部材４９０は、重力及び／又はばね４９１の付勢によってその下側位置に移動し、そこで、第２の阻止部材４９０は、第１の阻止部材４０２の上部の一面と係合する。これにより、第２の阻止部材４９０が上昇するまで、阻止部材４０２がそのつめ阻止位置に戻るのが防止される。
【００６４】
シフトレバー４０３が、運転ギア位置（又は、他の非駐車位置）から駐車位置Ｐに動かされたとき、つめ４０４は、第２の阻止部材４９０の下に位置決めされる。つめ４０４が解放されたとき、つめの付勢ばねは、第２の阻止部材４９０の付勢ばね４９１に打ち勝ち、その結果、つめ４０４と第２の阻止部材４９０が上方に動く。これにより、第１の阻止部材４０２が、つめ４０４の下方に枢動して戻ることができ、従って、車両条件が満たされ、ＳＭＡアクチュエータ４０１が作動し、その結果ＳＭＡアクチュエータ４０１が、第１の阻止部材４０２を再び移動させてつめ４０４の動きの妨げを除去するまで、つめ４０４が下方に動くのが防止される。つめ４０４が、ギアシフト位置の内の１位置から駐車位置に戻るときに第１の阻止部材４０２の側面と当接することができるので、第２の阻止部材４９０は、任意的なものであることに注意されたい。しかしながら、シフター構造によっては、第１の阻止部材４０２をより積極的に離しておくことが好ましい場合があり、その場合、第２の阻止部材４９０とばね４９１（又は、類似の機構）を使用することができる。
【００６５】
要するに、上記の回路によって、このレバー抑制シフトシステムは、シフトレバーをその駐車位置Ｐで阻止する。レバー阻止機構（図３２〜図３６）では、車両のブレーキが踏まれて、ブレーキペダルスイッチが閉じられてＳＭＡアクチュエータに通電され、これにより阻止機構がレバー解除位置に移動する。シフトレバーが、駐車位置Ｐから移動した後、阻止部材は、光電スイッチ内の光が遮断される位置に機械的に維持される。イグニッションキーは、レバーが駐車位置Ｐに戻されて、阻止部材がそのレバーロック位置に戻ることができるようになるまで、光電スイッチ内で光を遮断し続けることによってロックされる。これにより、光電スイッチが開き、イグニッションキー保持機構がロック解除され、イグニッションキーを抜くことができる。つめ阻止機構（図３７）において、阻止部材は、つめの動きを阻止し、つめを駐車位置ノッチＰに保持する。ブレーキペダルが踏まれたとき、ブレーキスイッチが閉じＳＭＡアクチュエータに通電し、阻止部材がロック解除位置に移動してつめを解放し、これにより、イグニッションキーが適切な場所でロックされる。何故なら、光電スイッチ内の光が遮断され、イグニッションキー連動機構が通電されるからである。阻止部材は、シフトレバーが再び駐車位置ノッチＰに戻され、つめが駐車位置ノッチＰと再び係合されるまで、つめ解放位置に保持される。阻止部材は、第１の阻止部材と相互作用してシフトレバーが駐車位置Ｐに戻されるまで第１の阻止部材を保持する第２のばねと第２の阻止部材を使用する等、様々な手段によって、そのつめ解放位置に保持されてもよい。例えば、つめを上方に付勢するつめばねは、第２のばねの力に打ち勝って第２の阻止機構を上方に駆動し、それにより、つめが、駐車位置Ｐで収容位置に戻ることができるように構成される。（即ち、つめは、シフトレバーノブ上の親指ボタンによって、つめばねに対抗して駆動される。）
【００６６】
本発明の概念から逸脱することなく前述の構造に対して変形及び修正を行うことが可能であることを理解されたい。更に、そのような概念は、添付の特許請求の範囲において含まれないことが明示的に述べられていない限り、特許請求の範囲に含まれるものであることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３８Ａ】
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【図３９】
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【図４０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月5日(2011.10.5)
【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】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
アクチュエータであって、
ハウジングと、
原位置とこの位置と異なる第２の位置との間で移動するようにハウジング内に位置決めされた可動部材であって、前記可動部材を前記原位置に付勢するばねを備えた可動部材と、
所定の長さの形状記憶合金ＳＭＡワイヤであって、前記ハウジングに取り付けられると共に可動部材と係合しており、電流が前記ＳＭＡワイヤに流れて長さが変化したときに、前記可動部材が前記原位置から前記第２の位置に移動される形状記憶合金ＳＭＡワイヤと、
第１と第２の動作状態を有し、前記可動部材の近くに配置され、更に前記可動部材が前記原位置と前記第２の位置の間で移動するときに係合されて動作状態が切り替えられるように構成されたスイッチとを備えたアクチュエータ。
【国際調査報告】
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