CN109890261B - 刚度可变致动器 - Google Patents

Abstract

刚度可变致动器(10，10A)包括能够在第一相与第二相之间发生相变的形状记忆部件(20)。形状记忆部件在处于第一相时呈低刚度状态，在处于第二相时呈刚度比低刚度状态高的状态即高刚度状态。刚度可变致动器还包括用于引发形状记忆部件在第一相与第二相之间发生相变的引发部件(30)，和将形状记忆部件与引发部件弹性连接的连接部件(40、40A、40B、40C、40D、40E、40F、40G、40H、40I，60)。形状记忆部件、引发部件和连接部件均具有导电性，形状记忆部件、引发部件和连接部件被电连接。

Description

刚度可变致动器

技术领域

本发明涉及能够安装于挠性部件的、可改变挠性部件的刚度的刚度可变致动器。

背景技术

日本国专利第3122673号公开了一种可改变插入部中软性部的刚度的内窥镜。该内窥镜中，挠性部件(例如弹簧管)的两端部被固定于内窥镜的规定位置，在该挠性部件上经分离体固定有挠性调节部件(例如插通在弹簧管中的挠性调节线)。挠性部件和挠性调节部件沿着软性部延伸至内窥镜的操作部，并且在软性部的大致整个范围内延伸。通过拉动挠性调节部件使挠性部件压缩而变硬，来改变软性部的刚度。

由于挠性部件和挠性调节部件在软性部的大致整个范围内延伸，因此驱动这样的机构需要非常大的力。在使该机构实现电动化的情况下，需要大型的动力源，其结构规模变大。

日本国专利第3142928号公开了一种使用了形状记忆合金的挠性管用刚度可变装置。该刚度可变装置包括设置在挠性管内的线圈、设置在该线圈内侧的电绝缘性管、在该电绝缘性管内于其轴向上延伸配置的形状记忆合金制金属线和对该形状记忆合金制金属线通电的通电加热单元。

形状记忆合金制金属线具有其长度在低温时伸长而在高温时收缩的性质。形状记忆合金制金属线从设置在线圈两端的固定部中穿过而伸出，其两端固定有铆接部件。形状记忆合金制金属线被配置成在低温时松弛、在高温时因铆接部件与固定部卡合而变得绷紧。

形状记忆合金制金属线在被通电加热单元加热的高温状态下收缩而使线圈变硬。在不通电的低温状态下，形状记忆合金制金属线伸长而使线圈变软。

该刚度可变装置因结构简单所以能够构成为小型的装置，但是在形状记忆合金制金属线收缩时，形状记忆合金制金属线的两端受到约束，对形状记忆合金制金属线造成负荷，所以其耐久性存在问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单且耐久性较高的刚度可变致动器。

为实现该目的，刚度可变致动器包括能够在第一相与第二相之间发生相变的形状记忆部件。形状记忆部件在处于第一相时呈低刚度状态，在处于第二相时呈刚度比低刚度状态高的状态即高刚度状态。刚度可变致动器还包括用于引发形状记忆部件在第一相与第二相之间发生相变的引发部件，和将形状记忆部件与引发部件弹性连接的连接部件。形状记忆部件、引发部件和连接部件均具有导电性，形状记忆部件、引发部件和连接部件被电连接。

附图说明

图1表示第一实施方式的刚度可变致动器装置。

图2示意性地表示图1所示的刚度可变致动器沿II-II线的截面结构。

图3示意性地表示形状记忆部件的弯曲变形和承受该变形的连接部件的变形。

图4表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图5表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图6表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图7表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图8表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图9表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图10表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图11表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图12表示能够代替图2所示的连接部件使用的另一连接部件。

图13表示第二实施方式的刚度可变致动器。

具体实施方式

[第一实施方式]

图1表示第一实施方式的刚度可变致动器装置。如图1所示，刚度可变致动器装置包括可形成不同刚度状态的刚度可变致动器10和控制刚度可变致动器10的刚度状态的控制部90。

刚度可变致动器10能够安装于挠性部件，具有通过形成不同的刚度状态来对挠性部件提供不同刚度的功能。刚度可变致动器10以形状记忆部件20至少具有一个自由端的方式安装于挠性部件。

刚度可变致动器10包括可在第一相与第二相之间发生相变的形状记忆部件20、用于引发形状记忆部件20在第一相与第二相之间发生相变的引发部件30和将形状记忆部件20与引发部件30弹性连接的连接部件40。

形状记忆部件20、引发部件30和连接部件40均具有导电性，故形状记忆部件20、引发部件30和连接部件40被电连接。更详细而言，形状记忆部件20与引发部件30经连接部件40电连接。

引发部件30由导电性材料构成。引发部件30例如因其端部32被固接在连接部件40上而与连接部件40导通。引发部件30与连接部件40之间的固接可通过软钎焊或焊接、导电性粘接剂、硬钎焊等进行。这样的固接方法对于小型的刚度可变致动器10是较为优选的。

连接部件40通过抓持形状记忆部件20而与形状记忆部件20导通。这一点将在后文中叙述。

形状记忆部件20在处于第一相时呈低刚度状态，即表现出低弹性系数，从而对挠性部件提供相对较低的刚度。而形状记忆部件20在处于第二相时，呈刚度比低刚度状态高的状态即高刚度状态，即表现出高弹性系数，从而对挠性部件提供相对较高的刚度。形状记忆部件20在低刚度状态下能够服从外力而容易地发生变形，在高刚度状态下能够抵抗外力而表现出要恢复为预先记忆的记忆形状的趋势。记忆形状例如可以是直线形状，但不限于此。

此处，外力指的是能够使形状记忆部件20发生变形的力，重力也被认为是外力的一部分。

引发部件30具有可发热的性能。形状记忆部件20具有能够因引发部件30发热而被加热从而从第一相至第二相发生相变的性质。

形状记忆部件20例如可以由形状记忆合金构成。形状记忆合金例如可以是含NiTi的合金，但不限于此。

构成形状记忆部件20的形状记忆合金例如可以是能够在马氏体相与奥氏体相之间发生相变的形状记忆合金。该形状记忆合金在处于马氏体相时能够在外力下相对容易地发生塑性变形。即，该形状记忆合金在处于马氏体相时表现出低弹性系数。另一方面，该形状记忆合金在处于奥氏体相时能够抵抗外力而不容易发生变形。即使因更大的外力而发生了变形，只要该大的外力消失，就能表现出超弹性而恢复为记忆的形状。即，该形状记忆合金在处于奥氏体相时表现出高弹性系数。

引发部件30由导电性材料构成，具有能够因电流供给而发热的性质。引发部件30例如可以由电热线即电阻较大的导电性部件构成。

形状记忆部件20具有细长的外观形状。引发部件30由线状的部件构成，配置在形状记忆部件20的外侧周围。引发部件30与形状记忆部件20隔开适当的间隙，沿着形状记忆部件20的长度方向轴，在形状记忆部件20的周围螺旋状地延伸。采用这样的结构，引发部件30发出的热能够高效地传递到形状记忆部件20上。

形状记忆部件20由导电性材料构成。例如，在形状记忆部件20的周围设置有绝缘膜22。绝缘膜22起到防止形状记忆部件20与引发部件30之间发生短路的作用。

图2示意性地表示图1所示的刚度可变致动器10沿II-II线的截面结构。如图2所示，形状记忆部件20具有圆形的截面形状。连接部件40具有C字形的截面形状。

根据图1和图2可知，形状记忆部件20形成为圆柱形。连接部件40由具有沿着长度方向轴的隙缝42的圆筒体构成。从而，连接部件40沿着圆周具有两个端部。即，连接部件40沿着圆周具有彼此分离的两个端部。

连接部件40以包围形状记忆部件20的方式与形状记忆部件20相接触地配置在形状记忆部件20上。连接部件40构成为可适应性地弹性变形。连接部件40的内径被设定得比形状记忆部件20的外径略小。即，连接部件40在与原本的状态相比略微扩张的状态下，配置在形状记忆部件20的周围。由此，连接部件40利用向内弹性变形的恢复力抓持形状记忆部件20。

引发部件30的端部32被固接在连接部件40上的与隙缝42相反的一侧的部分。引发部件30的端部32的固接位置不限于连接部件40上的与隙缝42相反的一侧的部分，也可以是连接部件40上的其他合适的部分。不过，因为连接部件40上的与隙缝42相反的一侧的部分最不容易因形状记忆部件20的变形而发生变形，所以引发部件30的端部32的固接位置最优选是连接部件40上的与隙缝42相反的一侧的部分。

形状记忆部件20不限于圆柱，也可以形成为椭圆柱或多棱柱。在形状记忆部件20形成为椭圆柱的情况下，将连接部件40的内径设定为比形状记忆部件20的椭圆截面的沿长轴的直径略小即可。在形状记忆部件20形成为多棱柱的情况下，将连接部件40的内径设定为比形状记忆部件20的多边形的最大直径略小即可。并且，连接部件40也可以与形状记忆部件20的形状对应地形成为椭圆筒体或多棱筒体。该情况下，在与长度方向轴垂直的截面中，将连接部件40的内侧轮廓设定得比形状记忆部件20的外侧轮廓略小即可。

如图1所示，控制部90包括一个电源92和一个开关94。电源92和开关94彼此电连接。电源92经配线96与形状记忆部件20电连接。开关94经配线98与引发部件30电连接。控制部90响应于开关94的ON即闭合动作而对引发部件30供给电流，并且响应于开关94的OFF即断开动作而停止对引发部件30供给电流。引发部件30随电流的供给而发热。

上述刚度可变致动器10以形状记忆部件20的两端不受任何约束的方式安装于挠性部件。例如，刚度可变致动器10以形状记忆部件20的一端或两端为自由端的方式，在挠性部件的有限空间内配置成相对于挠性部件隔开较小的间隙。

此处，有限空间指的是恰好能够收纳刚度可变致动器10的空间。从而，刚度可变致动器10和挠性部件中的一方的变形即使是微小的，也能够与另一方接触而对另一方施加外力。

例如可以是，挠性部件是内径比刚度可变致动器10的外径略大的管，在该管的内部配置刚度可变致动器10。不过并不限定于此，挠性部件只要具有比刚度可变致动器10略大的空间即可。

在形状记忆部件20处于第一相时，刚度可变致动器10对挠性部件提供相对较低的刚度，能够服从作用在挠性部件上的外力即可使形状记忆部件20变形的力而容易地发生变形。

在形状记忆部件20处于第二相时，刚度可变致动器10对挠性部件提供相对较高的刚度，能够抵抗作用在挠性部件上的外力即可使形状记忆部件20变形的力，而表现出要恢复为记忆形状的趋势。

通过利用例如控制部90使形状记忆部件20的相在第一相与第二相之间切换，能够切换挠性部件的刚度。

除了进行刚度切换之外，在挠性部件上有外力作用的状况下，刚度可变致动器10还起到切换挠性部件的形状的双向致动器的作用。而在挠性部件上没有外力作用，且挠性部件已于形状记忆部件20的相为切换至第二相之前的第一相时发生了变形的状态下，还起到使挠性部件的形状恢复原状的单向致动器的作用。

图3示意性地表示形状记忆部件20的弯曲变形和承受该变形的连接部件40的变形。形状记忆部件20在处于第一相时能够服从外力而容易地发生弯曲变形。在形状记忆部件20发生了弯曲变形的情况下，形状记忆部件20在从笔直的形状记忆部件20的端部圆弧状地去往弯曲后的形状记忆部件20的端部的方向(用箭头D1表示)上发生变形。在形状记忆部件20于连接部件40的附近发生了弯曲变形的情况下，连接部件40受形状记忆部件20的弯曲变形的影响，在连接部件40的径向(用箭头D2表示)上向外发生变形。换言之，连接部件40将形状记忆部件20的弯曲变形的方向变换为与形状记忆部件20的长度方向轴垂直的方向、即连接部件40的径向。

此处，作为比较例，设想引发部件30的端部32在与形状记忆部件20平行的方向上延伸，并不经连接部件40而被直接固接在形状记忆部件20上的刚度可变致动器。在这样的刚度可变致动器中，在形状记忆部件20发生了弯曲变形的情况下，引发部件30的端部32与形状记忆部件20间的固接部分将直接承受随形状记忆部件20的弯曲变形而产生的应力。这是导致引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的主要原因。

而在本实施方式的刚度可变致动器10中，引发部件30的端部32在与形状记忆部件20平行的方向上延伸，并被固接在抓持着形状记忆部件20的连接部件40上。因此，引发部件30的端部32与连接部件40间的固接部分几乎仅会发生在连接部件40扩张的方向上的移动，而几乎不承受随形状记忆部件20的弯曲变形而产生的应力。即，能够大幅减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40间的固接部分承受的应力。由此，因形状记忆部件20的弯曲变形而导致引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性大幅降低。

连接部件40的长度越短，引发部件30的端部32与连接部件40间的固接部分越不容易受到形状记忆部件20的变形的影响，所以连接部件40的长度最好在可获得足以抓持形状记忆部件20的力的范围内尽可能短。

[连接部件40的各种替代方案]

下面参照图4～图12说明能够代替图2所示的连接部件40使用的各种替代方案。当然，图4～图12所示的替代方案的连接部件均具有导电性。图4～图11示意性地表示与沿图1的II-II线的截面对应的截面结构。

[第一替代方案的连接部件]

图4表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40A。连接部件40A由具有沿着长度方向轴的隙缝42的多棱筒体构成。连接部件40A以包围形状记忆部件20的方式与形状记忆部件20相接触地配置在形状记忆部件20上。连接部件40A构成为可适应性地弹性变形。连接部件40A的内侧轮廓的内切圆的直径被设定为比形状记忆部件20的外径略小。即，连接部件40A在与原本的状态相比略微扩张的状态下，配置在形状记忆部件20的周围。由此，连接部件40A利用向内弹性变形的恢复力抓持形状记忆部件20。

引发部件30的端部32被固接在连接部件40A上的与隙缝42相反的一侧的部分。引发部件30的端部32的固接位置不限于连接部件40A上的与隙缝42相反的一侧的部分，也可以是连接部件40A上的其他合适的部分。

与圆筒状的连接部件40同样地，在多棱筒状的连接部件40A中，引发部件30的端部32与连接部件40A间的固接部分也几乎仅会发生在连接部件40A扩张的方向上的移动，而几乎不承受随形状记忆部件20的弯曲变形而产生的应力。即，能够大幅减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40A间的固接部分承受的应力。由此，因形状记忆部件20的弯曲变形而导致引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性大幅降低。

与圆筒状的连接部件40相比，多棱筒状的连接部件40A能够任意地设计接触点。即，能够任意地决定连接部件40A与形状记忆部件20之间的接触点的数量。在图2所示的圆筒状的连接部件40的情况下，实际上并不知道连接部件40A与形状记忆部件20之间的接触点的数量。在图中，连接部件40A与形状记忆部件20看起来像是在整面上紧贴着，但可认为实际上并非如此。即，可认为连接部件40A与形状记忆部件20之间的接触点的数量是不稳定的。这样的接触点的数量的不稳定可能会引起电阻值的不稳定和抓持力的不稳定。而在多棱筒状的连接部件40A中，能够准确地决定接触点的数量，所以能够抑制接触点的数量的不稳定，进而抑制电阻值的不稳定和抓持力的不稳定。

[第二替代方案的连接部件]

图5表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40B。连接部件40B由图4所示的连接部件40A和固定在连接部件40A上的加强部件44构成。加强部件44由导电性材料构成。加强部件44可由矩形的板状部件构成。加强部件44被固定于连接部件40A上的与隙缝42相反的一侧的部分。加强部件44起到提高连接部件40A上的与隙缝42相反的一侧的部分的刚度的作用。加强部件44构成了提高连接部件40A的一部分的刚度的高刚度部分。换言之，连接部件40B具有刚度比其他部分高的高刚度部分。引发部件30的端部32被固接在加强部件44上。

因为引发部件30的端部32被固接在连接部件40B的高刚度部分、即加强部件44上，所以能够进一步减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40B间的固接部分承受的应力。由此，引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性进一步降低。

[第三替代方案的连接部件]

图6表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40C。与图4所示的连接部件40A同样地，连接部件40C由具有沿着长度方向轴的隙缝42的多棱筒体构成。不过，在连接部件40C中，连接部件40C上的与隙缝42相反的一侧的部分形成得较厚。因此，连接部件40C上的与隙缝42相反的一侧的部分与其他部分相比具有较高的刚度。即，连接部件40C具有刚度比其他部分高的高刚度部分46。引发部件30的端部32被固接在连接部件40C的高刚度部分46、即连接部件40C上的与隙缝42相反的一侧的部分。

因为引发部件30的端部32被固接在连接部件40C的高刚度部分，所以能够进一步减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40C间的固接部分承受的应力。由此，引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性进一步降低。

[第四替代方案的连接部件]

图7表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40D。与图2所示的连接部件40同样地，连接部件40D由具有沿着长度方向轴的隙缝42的圆筒体构成。不过，连接部件40D具有厚度减小的部分。例如，在连接部件40D上形成有槽48。槽48例如在连接部件40D上的与隙缝42相反的一侧的部分形成。槽48例如沿着连接部件40D的轴而直线延伸。连接部件40D上的形成有槽48的附近的部分与其他部分相比具有较低的刚度。即，连接部件40D具有刚度比其他部分低的低刚度部分。引发部件30的端部32被固接在连接部件40D上的离开低刚度部分的部分、例如隙缝42与槽48的中间部分。

在连接部件40D中，受形状记忆部件20的弯曲变形的影响，低刚度部分即槽48附近的部分相比其他部分更大地发生变形。因为引发部件30的端部32被固接在连接部件40D上的离开低刚度部分的部分，所以能够良好地减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40D间的固接部分承受的应力。由此，能够良好地降低引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性。

[第五替代方案的连接部件]

图8表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40E。与图7所示的连接部件40D同样地，连接部件40E由具有沿着长度方向轴的隙缝42的圆筒体构成。不过，连接部件40E具有厚度减小的多个部分。例如，在连接部件40E上形成有多个槽48。例如，绕连接部件40E的轴以等角度间隔、例如90度间隔相对于隙缝42对称地形成有三个槽48。槽48例如沿着连接部件40E的轴而直线延伸。连接部件40E上的形成有槽48的附近的部分与其他部分相比具有较低的刚度。即，连接部件40E具有刚度比其他部分低的多个低刚度部分。引发部件30的端部32被固接在连接部件40E上的离开低刚度部分的部分、例如两个槽48的中间部分。引发部件30的端部32例如也可以被固接在隙缝42与槽48的中间部分。

在连接部件40E中，受形状记忆部件20的弯曲变形的影响，低刚度部分即槽48附近的部分比其他部分更大地发生变形。因为连接部件40E具有多个低刚度部分，所以连接部件40E的各低刚度部分的变形量比仅具有一个低刚度部分的连接部件40D的低刚度部分的变形量小，连接部件40E的各低刚度部分的负担比连接部件40D的低刚度部分小。

因为引发部件30的端部32被固接在连接部件40E上的离开低刚度部分的部分，所以能够良好地减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40E间的固接部分承受的应力。由此，能够良好地降低引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性。

[第六替代方案的连接部件]

图9表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40F。与图8所示的连接部件40E同样地，连接部件40F由具有沿着长度方向轴的隙缝42的圆筒体构成，并且具有厚度减小的多个部分、例如两个槽48。不过，在连接部件40F上，形成有用于承受引发部件30的端部32的槽50。引发部件30的端部32沿着该槽50配置，并且以覆盖端部32的方式设置有固接部件52，由此将引发部件30的端部32固接在连接部件40F上。即，引发部件30的端部32与连接部件40F通过固接部件而固接。例如，槽50形成在连接部件40F上的与隙缝42相反的一侧的部分，两个槽48形成在隙缝42与槽50之间的中间部分，但不限于此。

连接部件40F上的形成有槽48的附近的部分与其他部分相比具有较低的刚度。即，连接部件40F具有刚度比其他部分低的多个低刚度部分。

固接部件52可通过软钎料、导电性粘合剂、硬钎料堆积而构成。固接部件52具有适度高的刚度，起到提高连接部件40F上设置有固接部件52的部分的刚度的作用。即，固接部件52构成了提高连接部件40F的一部分的刚度的高刚度部分。换言之，连接部件40F具有刚度比其他部分高的高刚度部分。从别的观点来看，固接部件52代替了高刚度部分。

因为连接部件40F与连接部件40E同样地具有多个低刚度部分，所以连接部件40F的各低刚度部分的负担比仅有一个低刚度部分的连接部件40D的低刚度部分小。

因为引发部件30的端部32被固接在由固接部件52构成的高刚度部分，所以能够良好地减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40F间的固接部分承受的应力。由此，能够良好地降低引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性。

[第七替代方案的连接部件]

图10表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40G。连接部件40G由第一连接部件40G1和第二连接部件40G2构成。第一连接部件40G1与图2所示的连接部件40同样地构成。不过，引发部件30的端部32没有被固接在第一连接部件40G1上。第二连接部件40G2由具有沿着长度方向轴的隙缝42A的圆筒体构成。第二连接部件40G2以将引发部件30的端部32夹在其与第一连接部件40G1之间的方式，包围第一连接部件40G1而与第一连接部件40G1相接触地配置在第一连接部件40G1上。

第二连接部件40G2构成为可适应性地弹性变形。第二连接部件40G2在与原本的状态相比略微扩张的状态下，配置在第一连接部件40G1的周围。由此，第二连接部件40G2利用向内弹性变形的恢复力将引发部件30的端部32按压在第一连接部件40G1上。即，连接部件40G利用第二连接部件40G2的弹力保持引发部件30的端部32。由此，能够提供引发部件30的端部32与第一连接部件40G1之间的稳定的电连接。

引发部件30的端部32没有被固接在第一连接部件40G1上，而是被第一连接部件40G1与第二连接部件40G2夹着保持，所以引发部件30的端部32与第一连接部件40G1之间的电连接几乎不受形状记忆部件20的弯曲变形的影响。由此，能够良好地降低引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性。

[第八替代方案的连接部件]

图11表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40H。连接部件40H由具有沿着长度方向轴的隙缝42的圆筒体构成。连接部件40H以将引发部件30的端部32夹在其与形状记忆部件20之间的方式，包围形状记忆部件20而与形状记忆部件20相接触地配置在形状记忆部件20上。

连接部件40H构成为可适应性地弹性变形。连接部件40H在与原本的状态相比略微扩张的状态下，配置在连接部件40H的周围。由此，连接部件40H利用向内弹性变形的恢复力，将引发部件30的端部32按压在形状记忆部件20上。即，连接部件40H与形状记忆部件20共同作用，利用连接部件40H的弹力保持引发部件30的端部32。由此，能够提供引发部件30的端部32与形状记忆部件20之间的稳定的电连接。

因为引发部件30的端部32被连接部件40H与形状记忆部件20夹着保持，所以引发部件30的端部32与形状记忆部件20之间的电连接几乎不受形状记忆部件20的弯曲变形的影响。由此，能够良好地降低引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性。

[第九替代方案的连接部件]

图12表示能够代替图2所示的连接部件40使用的另一连接部件40I。连接部件40I构成为螺旋弹簧状。即，连接部件40I构成为螺旋状地邻接地卷绕超过一圈。连接部件40I构成为可适应性地弹性变形。连接部件40I的内径被设定为比形状记忆部件20的外径略小。在连接部件40I被安装到形状记忆部件20上时，连接部件40I在与原本的状态相比略微扩张的状态下，配置在形状记忆部件20的周围。由此，连接部件40利用向内弹性变形的恢复力抓持形状记忆部件20。

引发部件30的端部32被固接在连接部件40I的外周部、例如离开两端的部分。

在形状记忆部件20的弯曲变形下，连接部件40I以其直径扩大的方式发生变形。因此，能够大幅减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件40I间的固接部分承受的应力。由此，因形状记忆部件20的弯曲变形而导致引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性大幅降低。

[第二实施方式]

图13表示第二实施方式的刚度可变致动器10A。如图13所示，刚度可变致动器10A包括形状记忆部件20、引发部件30和将形状记忆部件20与引发部件30弹性连接的连接部件60。形状记忆部件20和引发部件30的结构与第一实施方式的说明相同。

形状记忆部件20、引发部件30和连接部件60均具有导电性，故形状记忆部件20、引发部件30和连接部件60被电连接。更详细而言，形状记忆部件20与引发部件30经连接部件60电连接。

形状记忆部件20上设置有圆形的贯通孔24。贯通孔24横穿形状记忆部件20的轴，例如在与形状记忆部件20的轴垂直的方向上延伸。连接部件60由具有沿着长度方向轴的隙缝62的圆筒体构成。贯通孔24的直径比连接部件60的外径小。连接部件60被压入贯通孔24中。由此，连接部件60被保持在形状记忆部件20上。

引发部件30因引发部件30的端部32被固接在连接部件60的端部的一部分而与连接部件60导通。例如，引发部件30的端部32被固接在连接部件60的端部上的与隙缝62相反的一侧的一部分。引发部件30与连接部件60之间的固接可通过软钎焊或焊接、导电性粘接剂、硬钎焊等进行。这样的固接方法对于小型的刚度可变致动器10A是较为优选的。

形状记忆部件20在处于第一相时能够服从外力而容易地发生弯曲变形。在形状记忆部件20于连接部件60的附近发生了弯曲变形的情况下，连接部件60受形状记忆部件20的弯曲变形的影响，在连接部件60的径向上向内发生变形。因此，引发部件30的端部32与连接部件60间的固接部分几乎不承受随形状记忆部件20的弯曲变形而产生的应力。能够大幅减轻随形状记忆部件20的弯曲变形而由引发部件30的端部32与连接部件60间的固接部分承受的应力。由此，因形状记忆部件20的弯曲变形而导致引发部件30与形状记忆部件20之间的电连接发生损坏或破坏的可能性大幅降低。

形成在形状记忆部件20上的贯通孔24不限于圆形的贯通孔，也可以是其他形状的贯通孔，例如椭圆形的贯通孔或多边形的贯通孔。连接部件60也不限于具有隙缝的圆筒体，可以是具有隙缝的其他形状的筒体，例如具有隙缝的椭圆形筒体或多棱筒体。进而，连接部件60也可以具有高刚度部、低刚度部和固接部。本领域技术人员能够根据图4～图9所示的连接部件40的任意替代方案，容易地类推得到这些变形方式。

Claims (10)

1.一种刚度可变致动器，其能够安装于挠性部件，对所述挠性部件提供不同的刚度，其特征在于：

包括能够在第一相与第二相之间发生相变的形状记忆部件，所述形状记忆部件在处于所述第一相时呈低刚度状态，在处于所述第二相时呈刚度比所述低刚度状态高的状态即高刚度状态，

所述刚度可变致动器还包括：

引发部件，其能够因被供给电流而发热，通过对所述形状记忆部件加热，来引发所述形状记忆部件在所述第一相与所述第二相之间发生相变；和

连接部件，其将所述形状记忆部件与所述引发部件弹性连接，

所述形状记忆部件、所述引发部件和所述连接部件均具有导电性，所述形状记忆部件、所述引发部件和所述连接部件被电连接，

所述引发部件的端部与所述形状记忆部件平行地延伸并被固接在所述连接部件上，所述连接部件以包围所述形状记忆部件的方式配置。

2.如权利要求1所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述形状记忆部件与所述引发部件经所述连接部件电连接。

3.如权利要求1或2所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件利用向内弹性变形的恢复力抓持所述形状记忆部件，并将所述形状记忆部件的弯曲变形的方向变换为所述连接部件的径向。

4.如权利要求3所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件能够因所述形状记忆部件的弯曲变形而向外变形。

5.如权利要求1或2所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件具有高刚度部分，该高刚度部分的刚度比所述连接部件中的其他部分高。

6.如权利要求1所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件具有低刚度部分，该低刚度部分的刚度比所述连接部件中的其他部分低。

7.如权利要求1或2所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件与所述引发部件通过固接部件而固接。

8.如权利要求7所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述固接部件构成所述连接部件上的刚度比其他部分高的高刚度部分。

9.如权利要求1或2所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述连接部件利用弹力保持所述引发部件。

10.如权利要求1或2所述的刚度可变致动器，其特征在于：

所述形状记忆部件上设置有直径比所述连接部件的外径小的孔，所述连接部件被压入所述孔中。

Images