JP2001246417A

JP2001246417A - フレームの変形制御装置

Info

Publication number: JP2001246417A
Application number: JP2000060664A
Authority: JP
Inventors: Shunji Suzuki; 俊次鈴木; Yuta Urushiyama; 雄太漆山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】応答速度を上げると共に設計自由度を高める
ことの可能なフレームの変形制御装置を提供する。【解決手段】フレーム材の変形を拘束する向き、ある
いは助長する向きの荷重を発生するアクチュエータを前
記フレーム材に配置して、該フレーム材の変形の抑制、
あるいは予め設定された形状への誘導がなされるように
作動させるフレームの変形制御装置において、アクチュ
エータ１が、フレーム材に入力される外力に応じて相変
態を生じさせることにより所要の荷重を発生する磁性形
状記憶合金からなるものとする。特に、アクチュエータ
は、フレーム材の少なくとも一部を構成し、該アクチュ
エータの内部に配置されたコイル２と、該コイルの中心
に配置された強磁性体３とを有し、該強磁性体は、コイ
ルの中心線方向長さより長尺に形成されたものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車体フレ
ーム等に生じる変形を調整するフレームの変形制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｔｉ−Ｎｉ系合金やＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系
合金といった熱弾性型マルテンサイト変態を生じる形状
記憶合金（ＳＭＡ）は、低温にて安定なマルテンサイト
相（以下、Ｍ相と呼称する）と、高温にて安定なオース
テナイト相（以下、Ａ相と呼称する）との２つの相を有
し、これら２つの相間での相変態を温度の変化により生
じさせることができ、Ｍ相側で塑性変形を起こした合金
を加熱することでＡ相に移行して形状が回復する形状記
憶効果を有しており、この形状を回復させる際に大きな
応力を発生することから、アクチュエータとして利用す
ることができる。

【０００３】特に、この形状記憶合金によるアクチュエ
ータは、小型で高出力が得られることから、自動車の車
体等を構成するフレーム材の変形状態を調整する用途に
適しており、形状に依存することなく所要の強度特性を
得ることが可能となる。すなわち、フレーム材の変形を
拘束する向き、あるいは助長する向きの荷重を発生する
アクチュエータをフレーム材に配置して、外力に応答し
てアクチュエータを動作させて、フレーム材の変形を抑
制したり、あるいはフレーム材を予め設定された形状へ
誘導したりしてフレームの変形状態を制御することによ
り、形状によって定まる破壊特性や振動特性等の各種の
強度特性を任意に変化させることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱弾性型マ
ルテンサイト変態を用いた形状記憶合金において形状記
憶効果を利用するには、Ｍ相からＡ相への変態が終了す
るまで温度を上昇させる必要があり、アクチュエータを
高速に動作させるには、相変態温度までの昇温に要する
エネルギーを短時間で供給する必要がある。形状記憶合
金材に対する加熱方法としては、熱接触法や電流通電法
などが考えられるが、いずれも短時間にエネルギーを供
給するには限界があり、特に熱接触法では、材料の熱伝
導性に依存し、しかも、加熱源を密着させる必要がある
ことから、フレームへの配置態様が制限され、設計自由
度が低い不都合があった。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するために案出されたものであり、その主な目的
は、応答速度を上げると共に設計自由度を高めることの
可能なフレームの変形制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、フレーム材の変形を拘束す
る向き、あるいは助長する向きの荷重を発生するアクチ
ュエータをフレーム材に配置して、このフレーム材の変
形の抑制、あるいは予め設定された形状への誘導がなさ
れるように作動させるようにしたフレームの変形制御装
置において、アクチュエータが、フレーム材に入力され
る外力に応じて相変態を生じさせることにより所要の荷
重を発生する磁性形状記憶合金からなるものとした。

【０００７】これによると、Ｍ相からＡ相への相変態を
磁場形成手段による磁場の変化により生起させて作動さ
せる場合には、温度変化による場合に比較して反応が早
いため、アクチュエータの応答速度を上げることがで
き、しかも、温度変化による場合のように加熱手段を密
着させる必要がないため、設計自由度を高めることがで
きる。また、磁場形成手段と加熱手段とを併用して磁界
と温度の双方でアクチュエータの動作を制御することが
できるため、環境温度等の状況に応じた適切な作動を実
現することができる。なお、アクチュエータを構成する
磁性形状記憶合金は、相変態による動作方向に応じて予
めＭ相側で塑性変形を生じさせておくものとし、例えば
伸長方向の応力を発生させる場合には圧縮変形させてお
く。なお、磁性形状記憶合金としては、Ｆｅ−Ｐｄ系合
金を挙げることができる。

【０００８】特に、前記アクチュエータ１は、フレーム
材の少なくとも一部を構成し、その内部に配置されたコ
イル２と、このコイルの中心に配置された強磁性体３と
を有し、この強磁性体は、コイルの中心線方向長さより
長尺に形成されたものとすると好ましい。これによる
と、アクチュエータに加わる磁場の傾きを大きくして発
生応力を増大することができ、これにより応答性を向上
させることができる。

【０００９】その上、前記アクチュエータ（発明の実施
の形態中の磁性ＳＭＡアクチュエータ２１）は、予め磁
場形成手段（発明の実施の形態中のコイル２２）により
形成された磁気状態を解除することにより作動するもの
とすると良い。これによると、通常時はアクチュエータ
に対して傾きのある磁場を磁場形成手段により形成して
アクチュエータをＭ相に保持しておき、この磁気状態を
解除することによりアクチュエータがＡ相に移行して相
変態による所要の動作を行う。このため、磁気状態の解
除と同時にアクチュエータが作動し、応答性を飛躍的に
向上させることができる。この場合、想定される環境温
度域での温度変動で相変態を生起しないように、磁場の
傾きの大きさを大きく設定して、いかなる温度状態でも
磁気状態の解除によらずに作動することがないように設
定しておく必要がある。

【００１０】また、前記アクチュエータ（発明の実施の
形態中の磁性ＳＭＡアクチュエータ３１）は、予め磁場
形成手段（発明の実施の形態中のコイル３２）により形
成された磁気状態において加熱手段（発明の実施の形態
中の電熱体３３）により熱を加えることにより作動する
ものとすると好ましい。これによると、通常時はアクチ
ュエータに対して傾きのある磁場を磁場形成手段により
形成してアクチュエータをＭ相に保持しておき、この磁
気状態を保持したまま熱を加えることによりアクチュエ
ータがＡ相に移行して相変態による所要の動作を行う。
このとき、磁場の傾きの大きさを、Ａ相へ移行する相変
態温度までの温度変化量が小さくなるように設定してお
くことで、少ない入熱で相変態を起こすことができ、発
熱量が少なくて済むと共に応答速度の向上を図ることが
できる。

【００１１】この場合、特に、前記磁場形成手段は、ア
クチュエータの温度に応じて制御されるものとすると好
ましい。これによると、磁場が相変態を起こす臨界点の
近傍にくるように温度に応じて磁場の傾きの大きさを調
整して、相変態に要する温度の変化量が環境温度の変動
にかかわらずに概ね一定に保たれるように設定すること
により、相変態温度までの温度の変化量をより一層小さ
くして発熱量の低減と応答速度の向上を図ることがで
き、その上に環境温度の変動に左右されない安定した応
答性を得ることができる。なお、前記アクチュエータの
温度は、これを直接計測するものの他、フレーム材等の
アクチュエータの近傍の部材の温度、あるいは雰囲気温
度から推定するものであっても良い。

【００１２】また、前記アクチュエータ（発明の実施の
形態中の磁性ＳＭＡアクチュエータ１０１）は、外力に
よるフレーム材（発明の実施の形態中のフレーム材１０
２）の変形に伴う磁場形成手段（発明の実施の形態中の
コイル１０３）との離間距離の変化により作動するもの
とすると良い。これによると、例えば衝突の際にフレー
ム材に作用する外力の入力に応答してアクチュエータを
作動させることができ、特に電気的な制御手段を設けな
くても済む。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本
発明の構成を詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明におけるアクチュエータの
一例を示している。ここでは、閉断面形状をなす磁性形
状記憶合金からなる磁性ＳＭＡアクチュエータ１の内部
に、これに対して傾きのある磁場を形成するコイル（磁
場形成手段）２と、このコイル２の中心に配置されてコ
イル２の形成する磁界を集中させる強磁性体３とが設け
られている。磁性ＳＭＡアクチュエータ１は、フレーム
材の一部を兼用する態様でフレーム材４・５間に介装さ
れる。なお、１つのフレーム材全体を磁性形状記憶合金
で形成する態様も可能である。また、ここでは閉断面形
状のものを示したが、開断面形状のものも可能である。

【００１５】強磁性体３は、コイル２の中心線方向長さ
より長尺に形成されており、これにより磁性ＳＭＡアク
チュエータ１に加わる磁場の傾きを大きくして、発生応
力を増大することができる。すなわち、コイル２により
形成される磁場は、図２に磁束線で示すような状態とな
り、Ｚ方向（コイル２の中心線方向）の磁場の強さは、
図３に示すように、大きな傾きを有し、これにより大出
力を得ることができる。これは、磁性ＳＭＡアクチュエ
ータ１の外径をφ５０ｍｍとし、コイル２の径をφ４６
ｍｍとし、強磁性体３の直径をφ２６ｍｍ、比透磁率を
１０００、コイル２に与える電流密度を２．５×１０⁶
（Ａ／ｍ²）とした数値解析によるものである。図３中
Ａで示す領域では、磁場の強さＨ（Ａ／ｍ）の傾きｄＨ
／ｄＺが、３．８×１０⁵（Ａ／ｍ²）となっている。

【００１６】図４は、本発明におけるアクチュエータの
別の態様を示している。ここでは、パイプ状をなす磁性
ＳＭＡアクチュエータ７とコイル８とが同軸状に配置さ
れ、両者間には鉄製プレート（強磁性体）９が介在し、
この鉄製プレート９と磁性ＳＭＡアクチュエータ７とは
密着して設けられ、鉄製プレート９とコイル８とは所定
間隔をおいて配置されている。この構成では、鉄製プレ
ート９とコイル８との離間距離を増減することで磁性Ｓ
ＭＡアクチュエータ７に加わる磁場の強さを調整するこ
とができる。

【００１７】この場合、図５に示すように、磁性ＳＭＡ
アクチュエータ７を複数並べて設けると良い。ここで
は、強磁性体としての鉄製プレート９が取り付けられた
一対の磁性ＳＭＡアクチュエータ７が、１つのコイル８
を挟み込む態様で鉄製プレート９をコイル８側に向けて
同軸的に配置され、このようにして組をなすものが同軸
的に複数並べて設けられる。

【００１８】図６は、本発明によるアクチュエータの他
の態様を示している。ここでは、パイプ状をなす磁性Ｓ
ＭＡアクチュエータ１１が、強磁性体からなる外筒材１
２と、磁性形状記憶合金の並磁性体からなる内筒材１３
との間に挟み込まれた態様で設けられ、内筒材１３の内
側の中心部にコイル１４が配置されている。この構成で
は、強磁性体からなる外筒材１２により磁場の強さが増
大され、磁性ＳＭＡアクチュエータ１１中に形成される
磁場の傾きを大きくすることができる。

【００１９】次に、磁性ＳＭＡアクチュエータの制御装
置及びその制御方法の例について説明する。まず、図７
に示す例では、磁性ＳＭＡアクチュエータ２１に対して
コイル（磁場形成手段）２２により傾きのある磁場が形
成され、温度センサ２３により測定された磁性ＳＭＡア
クチュエータ２１の温度、並びに外力検出センサ２４か
らの信号に応じて、給電部２５からコイル２２に供給さ
れる駆動電流のオン・オフ並びに大きさをコントローラ
２６により調整するようになっている。

【００２０】ここでは、予め形成された磁気状態を解除
することで磁性ＳＭＡアクチュエータ２１にＭ相からＡ
相への相変態を生起させ、所要の荷重を発生させる。す
なわち、図８に示すように、通常時は、温度センサ２３
によりＳＭＡアクチュエータ２１の温度が測定され（Ｓ
ＴＥＰ１）、この温度に基づいてコイル２２への印加電
流が決定され（ＳＴＥＰ２）、これにより所要の傾きを
有する磁場が形成される（ＳＴＥＰ３）。そして、外力
検出センサ２４からの信号に基づいて作動判定を行い
（ＳＴＥＰ４）、外力が入力したものと判定されると、
コイル２２への通電を停止して（ＳＴＥＰ５）、磁気状
態を解除し（ＳＴＥＰ６）、これにより相変態を生じて
応力が発生する（ＳＴＥＰ７）。

【００２１】磁性形状記憶合金においては、図９に示す
ように、傾きをもつ磁場を形成することでＭ相からＡ相
へ移行する相変態温度を上昇させることができ、点Ａで
示すように、所要の傾きをもつ磁場を形成することでＭ
相に保持され、この磁気状態を解除して磁場がなくなる
とＡ相に移行する。Ｍ相に保持するために要する磁場の
傾きの大きさは温度が上昇するのに応じて大きくする必
要があり、想定される環境温度域での温度変動で相変態
を生起しないように、磁場の傾きの大きさを高く設定し
ておく必要がある。

【００２２】これに対し、曲線Ｉで示すように、磁気状
態が相変態を起こす臨界点の近傍にくるように温度に応
じて磁場の傾きの大きさを調整して、相変態に要する磁
場の傾きの大きさの変化量を小さくすると共に環境温度
の変動にかかわらずに概ね一定に保つようにすると、応
答性を高めると共に、環境温度の変動に左右されない安
定した応答性を得ることができる。例えば温度がＴ₁か
らＴ₂に低下すると、磁場の傾きの大きさを小さくし、
温度がＴ₁からＴ₃に上昇すると、磁場の傾きの大きさを
大きくする。これにより点Ｂ、点Ｃ並びに点Ｄのいずれ
の状態でも、概ね同一の応答性を得ることができる。

【００２３】次に、図１０に示す例では、前記図７に示
した実施形態と同様、磁性ＳＭＡアクチュエータ３１に
対してコイル（磁場形成手段）３２により傾きのある磁
場が形成されるが、ここでは、電熱体（加熱手段）３３
により磁性ＳＭＡアクチュエータ３１を加熱する構成が
付加され、温度センサ３４により測定された磁性ＳＭＡ
アクチュエータ３１の温度に応じて、給電部３５からコ
イル３２に供給される駆動電流の大きさが、また外力検
出センサ３６からの信号に応じて、給電部３７から電熱
体３３に供給される駆動電流のオン・オフがそれぞれ、
コントローラ３８により制御されるようになっている。

【００２４】ここでは、予めコイル３２により形成され
た磁場中におかれた磁性ＳＭＡアクチュエータ３１に対
して電熱体３３により熱を加えて相変態を生起させ、こ
れにより所要の荷重を発生させる。すなわち、図１１に
示すように、温度センサ３４により磁性ＳＭＡアクチュ
エータ３１の温度を測定し（ＳＴＥＰ１）、この温度に
基づいてコイル３２への印加電流の大きさを決定し（Ｓ
ＴＥＰ２）、所要の強さの磁場が形成される（ＳＴＥＰ
３）。そして、外力検出センサ３６からの信号に基づい
て作動判定を行い（ＳＴＥＰ４）、外力が入力したもの
と判定されると、電熱体３７に電流を印加して（ＳＴＥ
Ｐ５）、磁性ＳＭＡアクチュエータ３１を加熱し（ＳＴ
ＥＰ６）、これにより相変態を生じて応力が発生する
（ＳＴＥＰ７）。

【００２５】この場合、磁性ＳＭＡアクチュエータ３１
においては、図１２に曲線Ｉで示すように、磁場が相変
態を起こす臨界点の近傍にくるように温度に応じて磁場
の傾きの大きさを調整して、相変態温度までの温度の変
化量を小さくすると共にこの温度の変化量が環境温度の
変動にかかわらずに概ね一定に保たれるようにする。こ
れにより、少ない入熱で相変態を起こすことができ、発
熱量が少なくて済むと共に応答速度の向上を図ることが
でき、しかも温度に左右されない安定した応答性を得る
ことができる。例えば温度がＴ₁からＴ₂に低下すると、
磁場の傾きの大きさを小さくし、温度がＴ₁からＴ₃に上
昇すると、磁場の傾きの大きさを大きくする。これによ
り点Ａ、点Ｂ並びに点Ｃのいずれの状態でも、概ね同一
の応答性を得ることができる。

【００２６】図１３に示す例では、磁性ＳＭＡアクチュ
エータ４１に対して永久磁石（磁場形成手段）４２によ
り傾きのある磁場が形成され、この永久磁石４２は、磁
石操作部４３により変位可能となっている。磁石操作部
４３は、温度センサ４４により測定された磁性ＳＭＡア
クチュエータ４１の温度、並びに外力検出センサ４５か
らの信号に基づいてコントローラ（制御手段）４６によ
り動作が制御される。

【００２７】ここでは、通常時は永久磁石４２の磁性Ｓ
ＭＡアクチュエータ４１に対する距離を増減することで
磁性ＳＭＡアクチュエータ４１に加わる磁場の強さが調
整され、他方、外力に応答して永久磁石４２を磁性ＳＭ
Ａアクチュエータ４１から離れた位置まで一気に変位さ
せることで磁気状態が解除され、これにより相変態を生
起させて所要の荷重を発生させる。すなわち、図１４に
示すように、温度センサ４４により磁性ＳＭＡアクチュ
エータ４１の温度を測定し（ＳＴＥＰ１）、この温度に
基づいて永久磁石４２の位置を決定し（ＳＴＥＰ２）、
磁石操作部４３により永久磁石４２の位置を調整して所
要の強さの磁場が形成される（ＳＴＥＰ３）。そして、
外力検出センサ４５からの信号に基づいて作動判定を行
い（ＳＴＥＰ４）、外力が入力したものと判定される
と、永久磁石４２を除去して（ＳＴＥＰ５）、磁気状態
を解除し（ＳＴＥＰ６）、これにより相変態が生じて応
力が発生する（ＳＴＥＰ７）。

【００２８】なお、前記の外力検出センサとしては、フ
レーム材自体あるいはこれに結合された他の部材に生じ
る歪みを検出する歪みセンサを挙げることができる。ま
た、車体フレームにおいて衝突外力に対応するものとし
ては、衝突時に車体に発生する加速度を検出する加速度
センサが望ましく、これによると、歪みセンサに比較し
て早期に外力の入力を検出して所要の制御を開始し得
る。この他、部材の変形に伴う適所に定めた測点の変位
を検出する変位センサも可能である。

【００２９】次に、磁性ＳＭＡアクチュエータのフレー
ム材への配置態様について説明する。まず、図１５に示
す例では、閉断面をなすフレーム５１内に、磁性ＳＭＡ
アクチュエータ５２とコイル５３とが設けられている。
磁性ＳＭＡアクチュエータ５２は、対向する一対の壁５
１ａ・５１ｂの内面にそれぞれ複数固着され、この両側
の磁性ＳＭＡアクチュエータ群を同時に駆動するコイル
５３が、両側の磁性ＳＭＡアクチュエータ５２に挟まれ
た態様でフレーム５１の中心部に設けられている。磁性
ＳＭＡアクチュエータ５２は、その長手方向、すなわち
動作方向がフレーム５１の長手方向に沿うように配置さ
れ、コイル５３は、その中心線が磁性ＳＭＡアクチュエ
ータ５２の長手方向に直交する向きに配置されている。
なお、コイル５３は、フレーム５１から突出したリブや
フレーム５１に内挿されたブラケット等の適宜な支持手
段で支持される。この構成では、フレーム５１が強磁性
体として働くことで磁性ＳＭＡアクチュエータ５２の出
力増加を図ることができる。

【００３０】図１６に示す例では、角パイプ状のフレー
ム６１の四隅に磁性ＳＭＡアクチュエータ６２がそれぞ
れ設けられ、フレーム６１内にコイル６３が設けられて
いる。磁性ＳＭＡアクチュエータ６２は、フレーム６１
の外面のコーナ部分に固着され、その長手方向、すなわ
ち動作方向がフレーム６１の長手方向に沿うように配置
されている。コイル６３は、その中心線が磁性ＳＭＡア
クチュエータ６２の長手方向に沿う向きに配置されてい
る。ここでは、大きな傾きのある磁場を形成するため、
コイル６３の軸線方向長さが磁性ＳＭＡアクチュエータ
６２よりも短くなるように設定されている。この構成に
おいても、フレーム６１が強磁性体として働き、磁性Ｓ
ＭＡアクチュエータ６２の出力を増大させることができ
る。

【００３１】図１７に示す例では、角パイプ状のフレー
ム７１の一方の壁７１ａを部分的に切り起こした態様で
設けられた一対のブレス７３間に磁性ＳＭＡアクチュエ
ータ７２が挟設され、フレーム７１内にコイル７４が設
けられている。この構成では、図１８に示すように、フ
レーム７１の中心線から側面までの距離をＢ、ブレス長
さ、すなわちフレーム７１の中心線からブレス７３の端
縁までの距離をＬ、フレーム７１のコーナの径をＲとす
ると、図２０に示すように、磁性ＳＭＡアクチュエータ
７２がフレーム７１に作用し得る力が、ブレス長さＬが
Ｂ−Ｒを越える付近から急激に増大する。これにより、
磁性ＳＭＡアクチュエータ７２の出力をフレーム７１に
効率良く作用させるには、ブレス７３がコーナにかかる
ように形成することが望ましく、さらにフレーム７１の
側方の壁７１ｂ側に回り込んで側方に張り出す形態とし
ても良い。

【００３２】また、図２０・２１に示すように、フレー
ムの一部をなす部材に磁性ＳＭＡアクチュエータとその
駆動に要する部品とが予め組み込まれたアクチュエータ
ユニットをフレームに組み付けるようにしても良い。図
２０では、角パイプ状の一対のフレーム８１・８２間
に、アクチュエータユニット８３が介装されるようにな
っている。アクチュエータユニット８３は、フレーム８
１・８２と同様の口字形状断面をなす取付材８４の内部
に磁性ＳＭＡアクチュエータ８５を組み込んでなってい
る。フレーム８１・８２並びに取付材８４の各接合部分
にはそれぞれ、外向きに突出した態様でフランジ８６〜
８８が形成され、その所要の部位を接合することで一体
化される。

【００３３】図２１では、角パイプ状のフレーム９１に
形成された切り欠き部９２にアクチュエータユニット９
３が埋め込まれるようになっている。アクチュエータユ
ニット９３は、コ字形状断面をなす取付材９４の内側に
磁性ＳＭＡアクチュエータ９５を組み込んでなってい
る。フレーム９１並びに取付材９４の各接合部分にはそ
れぞれ、外向きに突出した態様でフランジ９６・９７が
形成され、その所要の部位を接合することで一体化され
る。

【００３４】なお、前記図１５、図１６及び図１７に示
した例では、アクチュエータが配置されるフレーム材に
閉断面形状をなすものを示したが、本発明は開断面形状
のフレーム材にも同様に適用することができる。また、
前記図１５、図１６、図１７、図２０及び図２１に示し
た例は、適宜に組み合わせた構成としても良い。

【００３５】次に、前記図７〜図１４に示した例におけ
るコントローラのような電気的な制御手段を必要としな
い例について説明する。図２２に示す例では、パイプ状
をなす磁性ＳＭＡアクチュエータ１０１が、フレーム材
の一部を兼用する態様でフレーム材１０２に接続され、
このフレーム材１０２と、コイル（磁場形成手段）１０
３が内蔵されたフレーム材１０４との間に鉄製プレート
（強磁性体）１０５が挟み込まれており、前記図４に示
した例と同様に、磁性ＳＭＡアクチュエータとコイルと
の間に鉄製プレートを介在させた構成となっている。

【００３６】この構成では、磁性ＳＭＡアクチュエータ
１０１が、衝突の際の外力によるフレーム材の変形に伴
うコイル１０３との離間距離の変化により作動する。す
なわち、図２２（Ａ）に示す初期状態から外力Ｆが入力
されると、（Ｂ）に示すように、磁性ＳＭＡアクチュエ
ータ１０１とコイル１０３との間のフレーム材１０２に
変形（ここでは圧縮変形）が生じて磁性ＳＭＡアクチュ
エータ１０１とコイル１０３との離間距離が変化（ここ
では短縮）し、これにより磁場の強さが変化して磁性Ｓ
ＭＡアクチュエータ１０１が作動する。

【００３７】

【発明の効果】このように本発明によれば、相変態を磁
場形成手段による磁場の変化により生起させて作動させ
る場合には、温度変化による場合に比較して反応が早い
ため、アクチュエータの応答速度を上げることができ、
しかも、温度変化による場合のように加熱手段を密着さ
せる必要がないため、設計自由度を高めることができ
る。また、磁場形成手段と加熱手段とを併用して磁界と
温度の双方でアクチュエータの動作を制御することがで
きるため、環境温度等の状況に応じた適切な作動を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるアクチュエータの例を示す斜視
図である。

【図２】図１に示したアクチュエータにおける磁場の状
態を示す磁束線図である。

【図３】図１に示したアクチュエータにおける磁場の強
さを示すグラフである。

【図４】本発明におけるアクチュエータの例を示す斜視
図である。

【図５】図４に示したアクチュエータの変形例を示す斜
視図である。

【図６】本発明におけるアクチュエータの例を示す斜視
図である。

【図７】本発明によるフレーム変形制御装置の例を示す
概略構成図である。

【図８】図７に示した制御装置のフロー図である。

【図９】図７に示した制御装置における作動原理を説明
するグラフである。

【図１０】本発明によるフレーム変形制御装置の例を示
す概略構成図である。

【図１１】図１０に示した制御装置のフロー図である。

【図１２】図１０に示した制御装置における作動原理を
説明するグラフである。

【図１３】本発明によるフレーム変形制御装置の例を示
す概略構成図である。

【図１４】図１３に示した制御装置のフロー図である。

【図１５】本発明におけるアクチュエータのフレーム材
への配置態様の例を示す斜視図である。

【図１６】本発明におけるアクチュエータのフレーム材
への配置態様の例を示す斜視図である。

【図１７】本発明におけるアクチュエータのフレーム材
への配置態様の例を示す斜視図である。

【図１８】図１７に示したフレーム変形制御装置の要部
概念図である。

【図１９】図１８に基づいて求められたフレームへの作
用力を示すグラフである。

【図２０】本発明におけるアクチュエータのフレーム材
への配置態様の例を示す斜視図である。

【図２１】本発明におけるアクチュエータのフレーム材
への配置態様の例を示す斜視図である。

【図２２】Ａ及びＢからなり、本発明におけるアクチュ
エータの例において外力が入力される前後の状態を示す
正面図である。

【符号の説明】

１アクチュエータ２コイル（磁場形成手段）３強磁性体４・５フレーム材７アクチュエータ８コイル（磁場形成手段）９鉄製プレート（強磁性体）１１アクチュエータ１４コイル（磁場形成手段）２１アクチュエータ２２コイル（磁場形成手段）２３温度センサ２４外力検出センサ３１アクチュエータ３２コイル（磁場形成手段）３３電熱体（加熱手段）３４温度センサ３６外力検出センサ３８コントローラ４１アクチュエータ４２永久磁石（磁場形成手段）４３磁石操作部４４温度センサ４５外力検出センサ１０１アクチュエータ１０２フレーム材１０３コイル（磁場形成手段）１０５鉄製プレート（強磁性体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム材の変形を拘束する向き、あ
るいは助長する向きの荷重を発生するアクチュエータを
前記フレーム材に配置して、該フレーム材の変形の抑
制、あるいは予め設定された形状への誘導がなされるよ
うに作動させるフレームの変形制御装置であって、前記アクチュエータは、前記フレーム材に入力される外
力に応じて相変態を生じさせることにより所要の荷重を
発生する磁性形状記憶合金からなることを特徴とするフ
レームの変形制御装置。
【請求項２】前記アクチュエータは、前記フレーム
材の少なくとも一部を構成し、該アクチュエータの内部
に配置されたコイルと、該コイルの中心に配置された強
磁性体とを有し、該強磁性体は、前記コイルの中心線方
向長さより長尺に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のフレームの変形制御装置。
【請求項３】前記アクチュエータは、予め磁場形成
手段により形成された磁気状態を解除することにより作
動することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記
載のフレームの変形制御装置。
【請求項４】前記アクチュエータは、予め磁場形成
手段により形成された磁気状態において加熱手段により
熱を加えることにより作動することを特徴とする請求項
１若しくは請求項２に記載のフレームの変形制御装置。
【請求項５】前記磁場形成手段は、前記アクチュエ
ータの温度に応じて制御されることを特徴とする請求項
４に記載のフレームの変形制御装置。
【請求項６】前記アクチュエータは、外力によるフ
レーム材の変形に伴う磁場形成手段との離間距離の変化
により作動することを特徴とする請求項１若しくは請求
項２に記載のフレームの変形制御装置。