JP2007247693A - Ring enabling reversible change of shape and protective clothing and coming-in-and-out mechanism using it - Google Patents

Ring enabling reversible change of shape and protective clothing and coming-in-and-out mechanism using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ring capable of achieving high operation speed and enabling reversible change of shape in accordance with change of temperature and to provide protective clothing and a coming-in-and-out mechanism using the ring. <P>SOLUTION: This ring R having a partial cut-out part L and enabling reversible change of shape to change its shape in accordance with change of temperature has shape memory alloy, an elastic body, and a thermoelectric conversion element capable of switching between heating and cooling freely between the shape memory alloy and the elastic body. The elastic body constitutes heat mass of the thermoelectric conversion element. Radius of curvature of the shape memory alloy becomes large or small by heating and is stored in the shape memory alloy in advance so that it becomes a predetermined value a. The elastic body is worked in advance so that its radius of curvature becomes a predetermined value b. Radius of curvature of a composite body composed of the shape memory alloy, the elastic body, and the thermoelectric conversion element is a' when temperature is high and b' when temperature is low. The values of a, a', b, and b' have the following relation, a>a'>b'>b or b>b'>a'>a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、形状記憶合金を有するとともに、形状記憶合金をその相変態点温度まで加熱、冷却させるペルチェ素子などの熱電変換素子、及び形状記憶合金の温度変化に応じて変形したその変形形状を元の形状に逆変形させる弾性体を有し、特に形状記憶合金への冷却の際、熱電変換素子の発熱量を補足するためのヒートマスとしての機能を該弾性体に持たせ、形状記憶合金の加熱による形状変形を迅速に逆変形させるようにした構成の可逆的形状変化が可能なリング、該リングを用いた放射線汚染防護用の防護服及び放射線汚染区域に位置する防護服内に非汚染区域から作業者が放射線汚染を生じることなく出入するための該リングを用いた出入機構に関するものである。   The present invention has a shape memory alloy, a thermoelectric conversion element such as a Peltier element that heats and cools the shape memory alloy to its phase transformation point temperature, and a deformed shape deformed in accordance with the temperature change of the shape memory alloy. An elastic body that reversely deforms into a shape of the shape, and in particular, when cooling to the shape memory alloy, the elastic body has a function as a heat mass to supplement the calorific value of the thermoelectric conversion element to heat the shape memory alloy. A ring capable of reversible shape change in a configuration that rapidly reverses the shape deformation due to, a protective clothing for protecting against radiation contamination using the ring, and a protective clothing located in the radiation-contaminated region from a non-contaminated region The present invention relates to an entrance / exit mechanism using the ring for allowing an operator to enter / exit without causing radiation contamination.

原子力施設などにおいて、放射線汚染を受けた区域で作業する場合には、防護服を着用する。防護服を着用して作業する場合には、その防護服の外側は放射線汚染を受けていることから、非汚染区域へ移動する際には、その汚染を除去することが必要である。しかしながら、この汚染の除去には多くの手間を要する。特許文献1には、防護服を着用した状態で汚染区域と非汚染区域との間を安全に出入することが可能とした出入機構が提案されている。   Wear protective clothing when working in a radiation-contaminated area at a nuclear facility. When working with protective clothing, the outside of the protective clothing is radioactively contaminated, so it is necessary to remove the contamination when moving to a non-contaminated area. However, removal of this contamination requires a lot of work. Patent Document 1 proposes an entrance / exit mechanism that enables safe entry / exit between a contaminated area and a non-contaminated area while wearing protective clothing.

この出入機構においては、その汚染区域と非汚染区域との間を隔離する隔壁の出入り口開口部に対して蓋体を着脱するのにねじを使用することから、その蓋体の着脱操作が面倒で、操作に熟練が必要であるという問題点があった。   In this entrance / exit mechanism, since the screw is used to attach / detach the lid to / from the entrance / exit opening of the partition wall that separates the contaminated area from the non-contaminated area, the attaching / detaching operation of the lid is troublesome. There was a problem that skill was necessary for operation.

これを解決するものとして、本願出願人らは特許文献2を提案した。特許文献2に開示されているものは、前記汚染区域と非汚染区域との間を隔離する隔壁の出入り口開口部に対して蓋体を着脱するのにねじを使用することから、その蓋体の着脱操作が面倒で、操作に熟練が必要であるという問題を解決している。   As a solution to this problem, the applicants of the present application proposed Patent Document 2. Patent Document 2 discloses that a screw is used to attach and detach a lid to an entrance / exit opening of a partition wall that separates between the contaminated area and the non-contaminated area. It solves the problem that the detaching operation is troublesome and skill is required for the operation.

特許文献2に開示されているように、リングは一部切欠部を有するリングであって、該リングの周方向に沿って弾性体と形状記憶合金とを有し、該形状記憶合金は加熱によりその曲率半径が大きくなるか又は小さくなることにより、該リングの曲率半径が大きくなるか又は小さくなるという特性を有するものである。   As disclosed in Patent Document 2, the ring is a ring having a partially cut portion, and has an elastic body and a shape memory alloy along the circumferential direction of the ring, and the shape memory alloy is heated by heating. When the radius of curvature is increased or decreased, the radius of curvature of the ring is increased or decreased.

ちなみに、該リングはバイアス効果により可逆変形するもので、バイアス機能には弾性体(樹脂、FRP、超弾性SMAなど)を用い、変形の発現はアクチュエータとして用いる形状記憶合金(SMA)にニクロム線を用いて加熱変形させている。逆変形はアクチュエータの自然温度降下による相変態にて行われるようになっており、自然冷却手法が採られている。   By the way, the ring is reversibly deformed by the bias effect, and an elastic body (resin, FRP, superelastic SMA, etc.) is used for the bias function, and nichrome wire is used for the shape memory alloy (SMA) used as the actuator for the development of the deformation. It is heated and deformed. The reverse deformation is performed by a phase transformation caused by a natural temperature drop of the actuator, and a natural cooling method is adopted.

ところで、従来から発熱、冷却の両者を1つの素子で行えるものとして熱電変換素子が知られており、流す電流の方向を切換えることにより、発熱、冷却の切換えが容易にできることから、従来、ペルチェ素子が電気製品をはじめ多くの分野の器具、装置などによく利用されている。ペルチェ素子を用いて形状記憶合金を加熱、冷却するものとして、例えば特許文献3、特許文献4などがある。   By the way, a thermoelectric conversion element has been conventionally known as one that can perform both heat generation and cooling with one element, and switching between heat generation and cooling can be facilitated by switching the direction of current flow. Is widely used in appliances and devices in many fields including electrical appliances. Examples of heating and cooling the shape memory alloy using a Peltier element include Patent Document 3 and Patent Document 4.

特許文献3には、径の極めて小さい医療器具としてのカテーテルの先端部に筒状運動素子を設け、この筒状運動素子を構成する第1のアクチュエータ部及び第2のアクチュエータ部の各内部にそれぞれ4個の形状記憶合金からなる作動部を配置するとともに、4個の個別に加熱或いは冷却が制御可能な(P型、N型)ペルチェ素子列を配置して、4個のペルチェ素子列を適宜に選定して該形状記憶合金を側面から加熱或いは冷却することにより、第1のアクチュエータ部で屈曲運動を、そして第2のアクチュエータ部で回転運動をそれぞれ自在に可能ならしめる、という技術が開示されている。   In Patent Document 3, a cylindrical motion element is provided at the distal end portion of a catheter as a medical instrument having an extremely small diameter, and each of the first actuator portion and the second actuator portion constituting the cylindrical motion element is provided inside each. 4 actuators made of shape memory alloy are arranged, and 4 Peltier element arrays (P-type and N-type) whose heating or cooling can be individually controlled are arranged, and 4 Peltier element arrays are appropriately arranged. And the shape memory alloy is heated or cooled from the side surface so that bending motion can be freely performed by the first actuator portion and rotational motion can be freely performed by the second actuator portion. ing.

また、特許文献4には、心機能を補助する医療器具としての細長い補助人工心筋の運動素子が開示されており、断面が矩形形状又は円筒形状をなす運動素子の内部に、形状記憶合金とこの形状記憶合金の長手方向に複数個配置され形状記憶合金を加熱或いは冷却が可能なように交互に配置されたP型ペルチェ素子とN型ペルチェ素子とが設けら、これらのP型ペルチェ素子とN型ペルチェ素子とに対する電流の供給方向を適宜に制御することにより、該運動素子を素早く曲げたり戻したりすることで、心臓をマッサージするに足る駆動を運動素子にさせる、という技術が開示されている。
特公平7−95113号公報 特開2002−267794号公報 特開2000−135288号公報 特開2001−112796号公報
Further, Patent Document 4 discloses a motion element of an elongated assistive artificial myocardium as a medical device for assisting cardiac function. A motion memory element having a rectangular or cylindrical cross section has a shape memory alloy and this A plurality of P-type Peltier elements and N-type Peltier elements, which are arranged in the longitudinal direction of the shape memory alloy and are alternately arranged so that the shape memory alloy can be heated or cooled, are provided. A technique is disclosed in which a motion element is driven enough to massage the heart by quickly bending and returning the motion element by appropriately controlling the current supply direction to the mold Peltier element. .
Japanese Examined Patent Publication No. 7-95113 JP 2002-267794 A JP 2000-135288 A JP 2001-12796 A

従来の特許文献2に開示の技術では、蓋体の着脱動作・作用自体に長時間を要するという問題点があった。   The technique disclosed in the conventional patent document 2 has a problem that it takes a long time to attach and detach the lid.

つまり、この蓋体の着脱動作・作用自体に長時間を要する問題点を鑑みたとき、蓋体の着脱操作をするに当たって重要部品をなすリングの動作速度の点に問題点が存在する。すなわち一部切欠部を有するリングはバイアス効果により可逆変形するもので、バイアス機能には弾性体(樹脂、FRP、超弾性SMAなど)を用い、変形の発現はアクチュエータとして用いる形状記憶合金(SMA)にニクロム線を用いて加熱変形させている。その逆変形はアクチュエータの自然温度降下による相変態にて行われるようになっており、自然冷却手法が採られているため、リングを元の形状に復帰させるのに時間がかかる。   That is, in view of the problem that it takes a long time for the attaching / detaching operation / action itself of the lid, there is a problem in the operating speed of the ring that is an important part in the attaching / detaching operation of the lid. In other words, a ring having a notch part is reversibly deformed by a bias effect, and an elastic body (resin, FRP, superelastic SMA, etc.) is used for the bias function, and a shape memory alloy (SMA) used as an actuator for the development of deformation Nichrome wire is used for heat deformation. The reverse deformation is performed by phase transformation due to a natural temperature drop of the actuator, and since a natural cooling method is adopted, it takes time to return the ring to its original shape.

それ故、前記汚染区域と非汚染区域との間を隔離する隔壁の出入り口開口部に対して該リングを使用した蓋体の着脱に、時間がかかり、作業者の防護服を介しての汚染区域と非汚染区域との空間移動の際の時間的利便性を向上させることが求められている。   Therefore, it takes time to attach and detach the lid using the ring with respect to the entrance / exit opening of the partition wall separating the contaminated area and the non-contaminated area, and the contaminated area through the protective clothing of the operator. There is a need to improve the time convenience when moving between the uncontaminated area and the uncontaminated area.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、リングの動作速度の改善、特に加熱により形状変形したリングを冷却により逆変形させる際のその動作速度を向上させるべく、そして作業者の防護服を介しての汚染区域と非汚染区域との空間移動の際の時間的短縮性を向上させるべく、逆変形させる弾性体を熱電変換素子のヒートマスとした構造にして、動作速度が早く、温度変化に応じて可逆的形状変化が可能なリングとそれを用いた防護服及び出入機構を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points, and is intended to improve the operating speed of the ring, in particular to improve the operating speed when the ring deformed by heating is reversely deformed by cooling. In order to improve the time shortening at the time of space movement between the contaminated area and the non-contaminated area through the protective clothing, the elastic body to be reversely deformed is a heat mass of the thermoelectric conversion element, the operation speed is fast, It is an object of the present invention to provide a ring capable of reversible shape change according to temperature change, a protective suit using the ring, and an entrance / exit mechanism.

そして、本発明の可逆的形状変化が可能なリングは
(1) 一部切欠部を有し、加熱、冷却による温度変化に応じその形状を変化させる可逆的形状変化が可能なリングにおいて、
リングの周方向に沿って形状記憶合金を有すること、
リングの周方向に沿って配設された弾性体を有すること、
形状記憶合金と弾性体との間に加熱と冷却とが切換え自在の熱電変換素子を有するとともに、弾性体が熱電変換素子のヒートマスを構成してなること、
形状記憶合金は加熱によりその曲率半径が大きくなるか又は小さくなること、
形状記憶合金は予めその曲率半径が所定値aとなるように記憶されているものであること、
弾性体は予めその曲率半径が所定値bとなるように加工されたものであること、
形状記憶合金と該弾性体と熱電変換素子との複合体の曲率半径は、高温時ではa’であり、低温時ではb’であること、
a、a’、b及びb’は、a>a’>b’>bの関係にあるか又はb>b’>a’>aの関係にあること
を有し、冷却の際の熱電変換素子の発熱量を、ヒートマスを構成する弾性体に蓄積された熱量で補強することにより、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴としている。
And the ring capable of reversible shape change according to the present invention is (1) a ring that has a partly cutout part and that can reversibly change shape depending on temperature change caused by heating and cooling.
Having a shape memory alloy along the circumferential direction of the ring,
Having an elastic body disposed along the circumferential direction of the ring;
Having a thermoelectric conversion element that can be switched between heating and cooling between the shape memory alloy and the elastic body, and the elastic body constitutes a heat mass of the thermoelectric conversion element;
The shape memory alloy has its radius of curvature increased or decreased by heating,
The shape memory alloy is preliminarily stored so that the radius of curvature thereof is a predetermined value a;
The elastic body is processed in advance so that the radius of curvature is a predetermined value b,
The radius of curvature of the composite of the shape memory alloy, the elastic body, and the thermoelectric conversion element is a ′ at a high temperature and b ′ at a low temperature.
a, a ′, b, and b ′ have a relationship of a> a ′> b ′> b or a relationship of b> b ′> a ′> a, and thermoelectric conversion during cooling It is characterized in that the reverse deformation speed of the ring is improved by reinforcing the heat generation amount of the element with the heat amount accumulated in the elastic body constituting the heat mass.

そして、
(2) 該リングは、その外周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を拡大するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴としている。
And
(2) The ring has a recess for fitting along its outer peripheral end surface and is formed of a molding material, and is shaped so as to expand its radius of curvature by heating to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. It is characterized in that the reverse deformation speed of the ring is improved by causing a change and cooling to the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element.

また、
(3) 該リングは、その外周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を縮小するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴としている。
Also,
(3) The ring has a recess for fitting along its outer peripheral end surface and is formed of a molding material, and is shaped so as to reduce its radius of curvature by heating to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. It is characterized in that the reverse deformation speed of the ring is improved by causing a change and cooling to the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element.

また、
(4) 該リングは、その内周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を拡大するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴としている。
Also,
(4) The ring has a recess for fitting along its inner peripheral end surface and is formed of a molding material so that its radius of curvature is expanded by heating the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element. In addition to causing a shape change, cooling to the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element improves the reverse deformation speed of the ring.

また、
(5) 該リングは、その内周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を縮小するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴としている。
Also,
(5) The ring has a fitting recess along its inner peripheral end surface and is formed of a molding material so that the radius of curvature is reduced by heating the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element. In addition to causing a shape change, cooling to the shape memory alloy based on the thermoelectric conversion element improves the reverse deformation speed of the ring.

そして本発明の可逆的形状変化が可能なリングを用いた防護服は
(6) 作業者が出入りする開口部を有する放射性汚染防護用の防護服において、
開口部に接続する防護服枠を有し、該防護服枠には防護服側蓋が着脱自在に装着され、
防護服枠と防護服側蓋との接合手段として(1)ないし(5)に記載のいずれかの可逆的形状変化が可能なリングが用いられていることを特徴としている。
And the protective clothing using the ring capable of reversible shape change of the present invention is (6) a protective clothing for protecting radioactive contamination having an opening through which an operator enters and exits.
A protective clothing frame connected to the opening, and a protective clothing side lid is detachably attached to the protective clothing frame;
A ring capable of reversible shape change according to any one of (1) to (5) is used as a joining means between the protective clothing frame and the protective clothing side lid.

また本発明の可逆的形状変化が可能なリングを用いた出入機構は
(7) 汚染区域内で着用する放射性汚染防護用の防護服内に作業者が非汚染区域から出入りする出入機構において、
汚染区域と非汚染区域とを仕切る隔壁21に形成された円形状出入口の周辺に沿って配設された環状の隔壁枠23と、
該出入口開口より大きな直径を有し、汚染区域内に位置する防護服枠24と、
該出入口開口より大きな直径を有し、非汚染区域内に位置する非汚染側蓋26と、
該出入口開口より小さい直径を有する防護服側蓋25
を備え、
隔壁枠23には、その汚染区域に対向する側に、該隔壁枠23に連設されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部45と、その非汚染区域に対向する側に、該隔壁枠23に連設されている環の中心方向に向かって突出する第2環状凸部46を有してなり、
防護服枠24には、その非汚染区域に向かう側には、該防護服枠24に連接されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部31と、第1環状凸部31より小さい直径を有し、該防護服枠24に連設されている環の外側方向に向かって突出する第2環状凸部32と、これら2つの第1環状凸部31と第2環状凸部32との間に、非汚染区域に向かう側に向かって突出する環状隔離板35が配設され、かつ、該環状隔離板35の外周面と該防護服枠24の第1環状凸部31との間に、外周端面に沿って嵌合用凹部33を有する第1リングR1(a)が配設されるとともに、該環状隔離板35の内周面と第2環状凸部32との間に、内周端面に沿って嵌合用凹部34を有する第2リングR1(b)が配設されてなり、
非汚染側蓋26には、その汚染区域に対向する側に、該非汚染側蓋26に連設されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部36と、第1環状凸部36より小さい直径を有し、該非汚染側蓋26に連設されている環の外側方向に向かって突出する第2環状凸部37と、これら2つの第1環状凸部36と第2環状凸部37との間に、汚染区域に向かう側に向かって突出する環状隔離板40が配設され、かつ、該環状隔離板40の外周面と第1環状凸部36との間に、外周端面に沿って嵌合用凹部38を有する第1リングR2(b)が配設されるとともに、該環状隔離板40の内周面と第2環状凸部37との間に、内周端面に沿って嵌合用凹部39を有する第2リングR2(a)が配設されてなり、
防護服側蓋25には、その汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向に突出する第1環状凸部41と、その非汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向に突出する第2環状凸部42が配設されてなり、
防護服枠24は、放射性汚染防護用の防護服22の作業者が出入する開口部に接続されてなり、
防護服枠24に配置されている第1リングR1(a)は、(2)に記載の可逆的形状変化が可能なリングであるとともに、第2リングR1(b)は、(4)に記載の可逆的形状変化が可能なリングであり、一方、非汚染側蓋26に配置されている第1リングR2(b)は、(3)に記載の可逆的形状変化が可能なリングであるとともに、第2リングR2(a)は、(5)に記載の可逆的形状変化が可能なリングであること
を特徴としている。
Further, the access mechanism using the ring capable of reversible shape change according to the present invention is (7) an access mechanism in which an operator enters and exits a non-contaminated area in a protective clothing for protection against radioactive contamination worn in a contaminated area.
An annular partition frame 23 disposed along the periphery of a circular entrance / exit formed in the partition wall 21 that partitions the contaminated area and the non-contaminated area;
A protective clothing frame 24 having a diameter larger than the entrance opening and located in the contaminated area;
A non-contaminated side lid 26 having a diameter larger than the entrance opening and located in a non-contaminated area;
Protective clothing side lid 25 having a smaller diameter than the entrance opening
With
The partition frame 23 has a first annular protrusion 45 projecting toward the center of the ring continuously provided on the partition frame 23 on the side facing the contaminated area, and the side facing the non-contaminated area. And a second annular projection 46 projecting toward the center of the ring connected to the partition wall frame 23,
The protective clothing frame 24 has a first annular convex portion 31 projecting toward the center of the ring connected to the protective clothing frame 24 and a first annular convex portion 31 on the side toward the non-contaminated area. A second annular projection 32 having a smaller diameter and projecting toward the outer side of the ring connected to the protective clothing frame 24, and the two first annular projections 31 and the second annular projection 32, an annular separator 35 protruding toward the non-contamination zone is disposed, and the outer peripheral surface of the annular separator 35 and the first annular protrusion 31 of the protective clothing frame 24 Between the inner peripheral surface of the annular separator 35 and the second annular convex portion 32, a first ring R1 (a) having a fitting recess 33 is disposed along the outer peripheral end surface. A second ring R1 (b) having a fitting recess 34 along the inner peripheral end surface is disposed,
The non-contaminated side lid 26 includes a first annular convex portion 36 projecting toward the center of the ring connected to the non-contaminated side lid 26 on the side facing the contaminated area, and a first annular convex portion. A second annular projection 37 having a diameter smaller than 36 and projecting toward the outer side of the ring connected to the non-contamination side lid 26, and the two first annular projections 36 and the second annular projection An annular separator 40 that protrudes toward the contaminated area is disposed between the portion 37 and the outer peripheral end surface between the outer peripheral surface of the annular separator 40 and the first annular convex portion 36. A first ring R2 (b) having a fitting recess 38 is disposed along the inner circumferential end surface between the inner circumferential surface of the annular separator 40 and the second annular projection 37. A second ring R2 (a) having a fitting recess 39 is disposed;
The protective clothing side lid 25 has a first annular convex portion 41 projecting outward from the ring connected to the protective clothing side lid 25 on the side facing the contaminated area, and facing the non-contaminated area. A second annular convex portion 42 projecting in the outer direction of the ring connected to the protective clothing side lid 25 is provided on the side to be protected;
The protective clothing frame 24 is connected to an opening through which an operator of the protective clothing 22 for protecting against radioactive contamination enters and exits.
The first ring R1 (a) arranged in the protective clothing frame 24 is a ring capable of reversible shape change described in (2), and the second ring R1 (b) is described in (4). On the other hand, the first ring R2 (b) disposed on the non-contamination side lid 26 is a ring capable of reversible shape change described in (3). The second ring R2 (a) is a ring capable of reversible shape change described in (5).

弾性体を発熱量の小さい熱電変換素子のヒートマスとしているので、発熱容量の小さい熱電変換素子でも、大きなリングのその形状変化を迅速に行うことができ、流す電流の極性を反転切換えするだけで、従来の自然冷却時に比べ迅速に拡径、縮径が可能なリングとなる。   Since the elastic body is a heat mass of a thermoelectric conversion element with a small calorific value, even a thermoelectric conversion element with a small heat generation capacity can quickly change its shape of a large ring, just by switching the polarity of the current to flow, Compared to the conventional natural cooling, the ring can be rapidly expanded and contracted.

このリングを利用することにより、蓋を隔壁に形成された出入り口開口部に装着したり或いはその蓋を離脱させるときに、その接合及び離脱が迅速に行える。   By using this ring, when the lid is attached to the entrance / exit opening formed in the partition wall or when the lid is detached, the joining and detaching can be performed quickly.

熱電変換素子としてペルチェ素子を用い、その流す電流の方向を変えることにより加熱或いは冷却がそれぞれ反転されて、形状が可逆的に変形可能な本発明のリングは、その内部に形状記憶合金、弾性体、熱電変換素子としてペルチェ素子を有するとともに、そのリングの一部が切欠されている。そのリングの一実施例を図1に示す。   The ring according to the present invention, which uses a Peltier element as a thermoelectric conversion element and is reversibly deformed by reversing the heating or cooling by changing the direction of the flowing current, has a shape memory alloy and elastic body inside. In addition to having a Peltier element as the thermoelectric conversion element, a part of the ring is notched. One embodiment of the ring is shown in FIG.

図1において、Rはリングを示し、その一部は切欠されている。つまりリングRは切欠部Lを有している。この切欠部Lの大きさは、使用する形状記憶合金などにより変わるが、該リングRをペルチェ素子で加熱或いは冷却したときに生じるその曲率半径の拡大や縮小に応じて適宜に定められる。該ペルチェ素子が設けられた所には弾性体が配設され、該弾性体は、形状記憶合金により変形されたリングRを逆変形させ、元の形状に復帰させるとともに該ペルチェ素子のヒートマスとしての役割をも有している。   In FIG. 1, R indicates a ring, and a part thereof is cut away. That is, the ring R has a notch L. The size of the notch L varies depending on the shape memory alloy to be used, but is appropriately determined according to the increase or decrease in the radius of curvature that occurs when the ring R is heated or cooled by a Peltier element. An elastic body is disposed where the Peltier element is provided, and the elastic body reversely deforms the ring R deformed by the shape memory alloy to return to the original shape and as a heat mass of the Peltier element. It also has a role.

ペルチェ素子はリングRの大きさによって必ずしもリング全体に配設する必要性はなく、例えば汎用有限要素法によるペルチェ素子の熱流速解析や汎用有限要素法によるペルチェ素子の熱伝導解析で、リングRの大きさに応じてその計算から熱流速、その熱伝導の様子が分かるので、どの程度の大きさのペルチェ素子をリングRのどの位置に何個配置するかシミュレートすることができ、それによってそれぞれ決定される。そして該リングRの断面は種々の構造を有することができる。   The Peltier element does not necessarily need to be disposed on the entire ring depending on the size of the ring R. For example, the Peltier element is analyzed by heat flow analysis of the Peltier element by the general-purpose finite element method or heat conduction analysis of the Peltier element by the general-purpose finite element method. According to the size, the heat flow rate and the state of the heat conduction can be understood from the calculation, so that it is possible to simulate how many Peltier elements are arranged in which position of the ring R, thereby It is determined. The cross section of the ring R can have various structures.

なお、Kはペルチェ素子が配置されている複数個の位置の中の1つを破断して表し、Eはペルチェ素子に電流を供給するリード線を表している。   Note that K represents one of a plurality of positions where the Peltier elements are disposed by breaking, and E represents a lead wire for supplying a current to the Peltier elements.

図2はリングにペルチェ素子が配置される所での基本的配置図を示している。
図2において、1は形状記憶合金、2は超弾性形状記憶合金、3はペルチェ素子、4は固定用ブリッジを表している。
FIG. 2 shows a basic layout where the Peltier elements are arranged on the ring.
In FIG. 2, 1 is a shape memory alloy, 2 is a superelastic shape memory alloy, 3 is a Peltier element, and 4 is a fixing bridge.

固定用ブリッジ4は、断熱材料、例えばセラミックが用いられており、固定用ブリッジ4に形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2とがペルチェ素子3にそれぞれ直接接する形態で配設されている。つまり超弾性形状記憶合金2は、本来の弾性作用に加えて、発熱量の小さいペルチェ素子3のヒートマスとしての機能を兼ね備えるように配置されている。言うまでもなくペルチェ素子3は、該ペルチェ素子3に流れる電流のその極性の切換えに応じ、その加熱と冷却とをそれぞれ反転させる。   The fixing bridge 4 is made of a heat insulating material such as ceramic, and the shape memory alloy 1 and the superelastic shape memory alloy 2 are arranged on the fixing bridge 4 so as to be in direct contact with the Peltier element 3. That is, the superelastic shape memory alloy 2 is arranged so as to have a function as a heat mass of the Peltier element 3 having a small calorific value in addition to the original elastic action. Needless to say, the Peltier element 3 inverts its heating and cooling in accordance with switching of the polarity of the current flowing through the Peltier element 3.

なお、ペルチェ素子3を中にした形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2との3者構成で1組をなすようになっており、図2では2組のものが図示されている。以降便宜上2組のもので説明するが、1組の場合や3組の場合など適宜の組数とすることができる。   Note that one set is formed by a three-member configuration of the shape memory alloy 1 and the superelastic shape memory alloy 2 with the Peltier element 3 in the middle, and two sets are shown in FIG. For the sake of convenience, the following description will be made with two sets. However, the number of sets may be an appropriate number such as one set or three sets.

図3はリングにペルチェ素子が配設されている部分のその一実施例断面構造図を示している。
図3において、線状の形状記憶合金1とヒートマスを兼ねた線状の超弾性形状記憶合金2とが、ペルチェ素子3にそれぞれ直接接する形態でセラミックの固定用ブリッジ4に固定されている。7、8は断熱材であり、これらの部材は、例えば軟質塩化ビニールなどの高分子成形材料6でモールドされている。この断熱材7、8は、例えば形状記憶合金1側の熱が超弾性形状記憶合金2側へ熱伝導するのを遮断する。リングRにはその内周端面に沿ってテーパを有する凹部5が形成されている。
FIG. 3 shows a sectional structural view of one embodiment of a portion where a Peltier element is arranged on the ring.
In FIG. 3, a linear shape memory alloy 1 and a linear superelastic shape memory alloy 2 that also serves as a heat mass are fixed to a ceramic fixing bridge 4 so as to be in direct contact with the Peltier element 3. Reference numerals 7 and 8 denote heat insulating materials, and these members are molded with a polymer molding material 6 such as soft vinyl chloride. The heat insulating materials 7 and 8 block, for example, heat transfer from the shape memory alloy 1 side to the superelastic shape memory alloy 2 side. The ring R is formed with a concave portion 5 having a taper along its inner peripheral end face.

形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2とのそれぞれの位置を替えてもよく、また凹部5はリングRの外周端面に沿って設けることも可能である。   The positions of the shape memory alloy 1 and the superelastic shape memory alloy 2 may be changed, and the recess 5 may be provided along the outer peripheral end face of the ring R.

図3ではリングRの断面が長方形として示されているが、リングRの断面形状は他の形状、例えば円形状や他の多角形状など種々の形状をとることができる。ここではリングRが後に説明する放射線汚染防護用の防護服、出入機構などに用いられることに関連して、断面が長方形で、リングRの内周端面に沿ってテーパを有する凹部5が設けられたものを図示している。   In FIG. 3, the cross section of the ring R is shown as a rectangle, but the cross section of the ring R may take other shapes such as a circular shape and other polygonal shapes. Here, in connection with the use of the ring R in protective clothing for radiation contamination protection, an entrance / exit mechanism, which will be described later, a concave portion 5 having a rectangular cross section and a taper along the inner peripheral end surface of the ring R is provided. Is shown.

図4はリングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図を示している。
図4において、線状の形状記憶合金1とヒートマスを兼ねた線状の超弾性形状記憶合金2とが、ペルチェ素子3にそれぞれ直接接する形態でセラミックの固定用ブリッジ4に固定されている。8は断熱材であり、これらの部材は高分子成形材料6でモールドされている。この断熱材8は熱伝導阻止として用いられている。この高分子成形材料6でのモールドは、超弾性形状記憶合金2が高分子成形材料6から露出される形状にされ、空中放熱が行われるようになっている。
FIG. 4 is a cross-sectional structural view of another embodiment where a Peltier element is disposed on a ring.
In FIG. 4, a linear shape memory alloy 1 and a linear superelastic shape memory alloy 2 that also serves as a heat mass are fixed to a ceramic fixing bridge 4 so as to be in direct contact with the Peltier element 3. Reference numeral 8 denotes a heat insulating material, and these members are molded with a polymer molding material 6. This heat insulating material 8 is used as heat conduction blocking. The mold made of the polymer molding material 6 is shaped so that the superelastic shape memory alloy 2 is exposed from the polymer molding material 6, so that heat dissipation in the air is performed.

図5はリングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図を示している。
図5において、線状の形状記憶合金1とヒートマスを兼ねた線状の超弾性形状記憶合金2とが、ペルチェ素子3にそれぞれ直接接する形態でセラミックの固定用ブリッジ4に固定されている。ここでのペルチェ素子3は、図5図示の如く高分子成形材料6の上辺(外周端面)、下辺(内周端面)にまでそれぞれ延ばされており、ペルチェ素子3の発熱量の増加を図るとともに、例えば形状記憶合金1側と超弾性形状記憶合金2側との熱伝導を遮断する構造となっている。
FIG. 5 shows a sectional structural view of another embodiment of the part where the Peltier element is arranged on the ring.
In FIG. 5, a linear shape memory alloy 1 and a linear superelastic shape memory alloy 2 that also serves as a heat mass are fixed to a ceramic fixing bridge 4 so as to be in direct contact with the Peltier element 3. Here, the Peltier element 3 is extended to the upper side (outer peripheral end face) and the lower side (inner peripheral end face) of the polymer molding material 6 as shown in FIG. 5, and the amount of heat generated by the Peltier element 3 is increased. In addition, for example, the heat conduction between the shape memory alloy 1 side and the superelastic shape memory alloy 2 side is cut off.

図6はリングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図を示している。
図6において、図3に示されたものから更に2つの断熱材7,7の間の高分子成形材料6を削除し、形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2とを入れ換えた形態でモールドされている。この場合は、超弾性形状記憶合金2を内側に、形状記憶合金1を外側にして固定用ブリッジ4に固定されており、超弾性形状記憶合金2の放熱効果向上のための配置である。断熱材7がない構造であってもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment where a Peltier element is disposed on a ring.
In FIG. 6, the polymer molding material 6 between the two heat insulating materials 7 and 7 is further deleted from the one shown in FIG. 3, and the shape memory alloy 1 and the superelastic shape memory alloy 2 are exchanged. Has been. In this case, the superelastic shape memory alloy 2 is fixed on the fixing bridge 4 with the shape memory alloy 1 on the inside and the shape memory alloy 1 on the outside, which is an arrangement for improving the heat dissipation effect of the superelastic shape memory alloy 2. The structure without the heat insulating material 7 may be sufficient.

図7はリングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図を示している。
図7において、1個の帯状のペルチェ素子9を共通にして2個の形状記憶合金1と2個の超弾性形状記憶合金2とで構成のものを、それぞれの固定用ブリッジ10を用いて固定している。断熱材7で形状記憶合金1側と超弾性形状記憶合金2側との熱伝導を遮断するようにしている。断熱材7に替え、帯状のペルチェ素子9が延長されていてもよい。
FIG. 7 shows a sectional structural view of another embodiment of the part where the Peltier element is arranged on the ring.
In FIG. 7, one band-shaped Peltier element 9 is shared, and two shape memory alloys 1 and two superelastic shape memory alloys 2 are fixed using respective fixing bridges 10. is doing. The heat insulating material 7 blocks the heat conduction between the shape memory alloy 1 side and the superelastic shape memory alloy 2 side. Instead of the heat insulating material 7, a belt-like Peltier element 9 may be extended.

図8はリングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図を示している。
図8のものは、図7の2個の線状の超弾性形状記憶合金2を1個の帯状の超弾性形状記憶合金11に替えたものであり、この場合もペルチェ素子9のその内径側に帯状の超弾性形状記憶合金11、その外径側に形状記憶合金1をそれぞれ直接接する形態とすることも可能である。
FIG. 8 is a sectional structural view of another embodiment of the part where the Peltier element is arranged on the ring.
8 is obtained by replacing the two linear superelastic shape memory alloys 2 in FIG. 7 with one band-like superelastic shape memory alloy 11, and also in this case, the inner diameter side of the Peltier element 9. It is also possible to adopt a form in which the belt-like superelastic shape memory alloy 11 and the shape memory alloy 1 are in direct contact with the outer diameter side thereof.

以上の説明から分かるように、図7において、2個の形状記憶合金1を1個の帯状の形状記憶合金に替えることもでき、また2個の超弾性形状記憶合金2を1個の帯状の超弾性形状記憶合金に替えるとともに2個の形状記憶合金1を1個の帯状の形状記憶合金に替えることもできる。   As can be seen from the above description, in FIG. 7, two shape memory alloys 1 can be replaced with one band-shaped shape memory alloy, and two superelastic shape memory alloys 2 can be replaced with one band-shaped shape memory alloy. In addition to the superelastic shape memory alloy, the two shape memory alloys 1 can be replaced with a single band shape memory alloy.

図7、図8の場合にはさらに、形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2との位置を換え、環状外側に超弾性形状記憶合金2、環状内側に形状記憶合金1を配設する構造を採ることも可能である。   In the case of FIGS. 7 and 8, the shape memory alloy 1 and the super elastic shape memory alloy 2 are switched in position, and the super elastic shape memory alloy 2 is arranged outside the ring and the shape memory alloy 1 is arranged inside the ring. It is also possible to adopt.

以上の説明では、リングRの断面形状は、長方形として示されているが、他の形状、例えば円形状や他の多角形状などであることも可能である。それぞれの応用製品の形態に適合した断面形状とすることができることは言うまでもない。   In the above description, the cross-sectional shape of the ring R is shown as a rectangle, but other shapes such as a circular shape and other polygonal shapes are also possible. It goes without saying that the cross-sectional shape can be adapted to the form of each application product.

図1、図3ないし図8で説明したリングRは、或る曲率半径aに形状記憶させた形状記憶合金1と、別な曲率半径bに加工した超弾性形状記憶合金(超弾性形状記憶合金のほかに、ばね、鋼、プラスチック、FRPなどの弾性体であってもよい)2、11とを熱電変換素子であるペルチェ素子3にそれぞれ直接接触させた組合わせの上で固定用ブリッジ4、10で固定し、成形材料の高分子成形材料(樹脂、低融点合金など)6で一体化、すなわち複合化させたものである。この場合、高分子成形材料6は必ずしも必要とされず、固定用ブリッジ4、10によるペルチェ素子3、9を中にした形状記憶合金1と超弾性形状記憶合金2などの弾性体との一体化させる構造とすることも可能である。   The ring R described in FIG. 1 and FIGS. 3 to 8 includes a shape memory alloy 1 that has a shape memory with a certain curvature radius a and a superelastic shape memory alloy (superelastic shape memory alloy) that has been processed with another curvature radius b. (It may be an elastic body such as a spring, steel, plastic, FRP, etc.) 2 and 11 and the fixing bridge 4 on the combination in which the Peltier element 3 which is a thermoelectric conversion element is in direct contact with each other. 10 and fixed or combined with a polymer molding material (resin, low melting point alloy, etc.) 6 as a molding material. In this case, the polymer molding material 6 is not necessarily required, and the shape memory alloy 1 having the Peltier elements 3 and 9 formed by the fixing bridges 4 and 10 and the elastic body such as the superelastic shape memory alloy 2 are integrated. It is also possible to make it a structure.

このリングRは、その形状記憶合金1について予めその曲率半径が所定値aとなるように記憶されており、その超弾性形状記憶合金2について予めその曲率半径が所定値bとなるように加工されていて、その上で、加熱時(高温時)には曲率半径a’を有し、低温時(ペルチェ素子3による冷却時のみならず未加熱時を含む冷却時)には曲率半径b’を有するように設計されている。   The ring R is preliminarily stored so that the radius of curvature of the shape memory alloy 1 becomes a predetermined value a, and is processed in advance so that the radius of curvature of the superelastic shape memory alloy 2 becomes a predetermined value b. In addition, it has a radius of curvature a ′ at the time of heating (at a high temperature), and a radius of curvature b ′ at a low temperature (not only during cooling by the Peltier element 3 but also during cooling including unheated). Designed to have.

形状記憶合金1としては、通常Ti−Ni合金が用いられているが、形状記憶を有するもので、かつ低温時と高温時との弾性率に差があるもの(タイリング)であればよい。   As the shape memory alloy 1, a Ti—Ni alloy is usually used, but any shape memory may be used as long as it has a shape memory and has a difference in elastic modulus between a low temperature and a high temperature (tiling).

前記曲率半径a、a’、b、b’において、a>a’>b>b’の関係になるように設計すれば、そのリングRは、高温時に半径が大きくなり、高温時に曲率半径a’、低温時に曲率半径b’を有するリング(タイリング)となる。   If the radius of curvature a, a ′, b, b ′ is designed so that a> a ′> b> b ′, the radius of the ring R increases at high temperatures and the radius of curvature a at high temperatures. A ring having a radius of curvature b at low temperatures (tiling) is obtained.

一方、曲率半径a、a’、b、b’において、b>b’>a’>aの関係になるように設計すれば、そのリングRは、低温時に曲率半径b’を有し、高温時に曲率半径a’を有するリング(タイリング)となる。   On the other hand, if the radius of curvature a, a ′, b, b ′ is designed so that b> b ′> a ′> a, the ring R has a radius of curvature b ′ at low temperatures and high temperatures. Sometimes it becomes a ring with a radius of curvature a ′ (tiling).

リングRを加熱、冷却するためには、図1に示されたリード線Eからペルチェ素子3に適宜の方向の電流を流せばよい。   In order to heat and cool the ring R, a current in an appropriate direction may be supplied from the lead wire E shown in FIG.

高温時にその半径が大きくなるように設計されたリングRは、そのペルチェ素子3に通電して、そのリングR内の形状記憶合金1をその相変態点温度以上に加熱すると、その半径は大きくなり、そのリングRの外周端面に物を接触させていると、その物を外方向に強く押圧する。   A ring R designed to have a large radius at a high temperature increases its radius when the Peltier element 3 is energized and the shape memory alloy 1 in the ring R is heated above its phase transformation temperature. When an object is in contact with the outer peripheral end surface of the ring R, the object is strongly pressed outward.

相変態点温度以上に加熱され、リングRの外周端面でその物が外方向に強く押圧されている状態で、そのペルチェ素子3に逆極性の通電をしてそのリングR内の形状記憶合金1をその相変態点温度以下に冷却すると、リングRのヤング率が低減するとともにその剛性が低下し、超弾性形状記憶合金2の弾性力により該形状記憶合金1が元の状態に復帰する。すなわち、その物を外方向に強く押圧していた押圧力が形状記憶合金1の形状変化により消滅する。   The shape memory alloy 1 in the ring R is heated by applying a reverse polarity current to the Peltier element 3 while being heated outwardly at the phase transformation point temperature and strongly pressed outward on the outer peripheral end surface of the ring R. Is cooled below its phase transformation point temperature, the Young's modulus of the ring R is reduced and its rigidity is lowered, and the shape memory alloy 1 is restored to its original state by the elastic force of the superelastic shape memory alloy 2. That is, the pressing force that strongly pressed the object outward disappears due to the shape change of the shape memory alloy 1.

一方、低温時にその半径が小さくなるように設計されたリングRは、そのペルチェ素子3に通電をして、そのリングR内の形状記憶合金1をその相変態点温度以上に加熱すると、その半径は小さくなり、そのリングRの内周端面に物を接触させていると、その物を強く締付ける。   On the other hand, when the ring R designed to have a small radius at low temperatures is energized to the Peltier element 3 and the shape memory alloy 1 in the ring R is heated to the phase transformation point temperature or higher, the radius When the object is in contact with the inner peripheral end surface of the ring R, the object is strongly tightened.

相変態点温度以上に加熱され、リングRの外周端面でその物が強く締付けられている状態で、そのペルチェ素子3に逆極性の通電をしてそのリングR内の形状記憶合金1をその相変態点温度以下に冷却すると、リングRのヤング率が低減するとともにその剛性が低下し、超弾性形状記憶合金2の弾性力により該形状記憶合金1が元の状態に復帰する。すなわち、その物を強く締付けていた力が形状記憶合金1の形状変化により消滅する。   In a state in which the object is strongly tightened at the outer peripheral end face of the ring R and heated to a temperature higher than the phase transformation point temperature, the Peltier element 3 is energized with a reverse polarity so that the shape memory alloy 1 in the ring R is When cooled below the transformation point temperature, the Young's modulus of the ring R decreases and its rigidity decreases, and the shape memory alloy 1 returns to its original state by the elastic force of the superelastic shape memory alloy 2. That is, the force that strongly tightened the object disappears due to the shape change of the shape memory alloy 1.

今、ペルチェ素子3によって形状記憶合金1側が加熱されていると、超弾性形状記憶合金2は冷却されており、該超弾性形状記憶合金2に冷気が蓄積される。つまり超弾性形状記憶合金2はヒートマスとして作用している。形状記憶合金1が変態点温度に到達すると、形状記憶合金1はアクチェータとして機能し、超弾性形状記憶合金2の弾性力に抗してリングRを予め記憶されている形状に変形させる。   If the shape memory alloy 1 side is heated by the Peltier element 3, the superelastic shape memory alloy 2 is cooled, and cold air accumulates in the superelastic shape memory alloy 2. That is, the superelastic shape memory alloy 2 acts as a heat mass. When the shape memory alloy 1 reaches the transformation point temperature, the shape memory alloy 1 functions as an actuator, and deforms the ring R into a shape stored in advance against the elastic force of the superelastic shape memory alloy 2.

ペルチェ素子3へ供給されている電流の極性を反転させると、形状記憶合金1側が冷却されるとともに超弾性形状記憶合金2側が加熱される。このとき超弾性形状記憶合金2はそれまでヒートマスとして冷気を蓄積していたので、超弾性形状記憶合金2の温度上昇速度は遅く、これによりペルチェ素子3の超弾性形状記憶合金2側への発熱が高まり、ペルチェ素子3の効率が向上する。   When the polarity of the current supplied to the Peltier element 3 is reversed, the shape memory alloy 1 side is cooled and the superelastic shape memory alloy 2 side is heated. At this time, since the superelastic shape memory alloy 2 has accumulated cold as a heat mass until then, the temperature rise rate of the superelastic shape memory alloy 2 is slow, and thereby heat generation to the superelastic shape memory alloy 2 side of the Peltier element 3 And the efficiency of the Peltier element 3 is improved.

そしてこの時の形状記憶合金1側の温度は超弾性形状記憶合金2側の温度より高いので、形状記憶合金1側から超弾性形状記憶合金2へ該ペルチェ素子3を介して熱伝導などの熱移動が起こり、形状記憶合金1の温度はペルチェ素子3の冷却ともあいまって急速に降下する。そして形状記憶合金1が変態点温度に降下すると、それまでの形状記憶合金1の剛性が消滅し、超弾性形状記憶合金2の弾性力に抗することができなくなり、超弾性形状記憶合金2の弾性力により、リングRは元の形状に変形させられる。   Since the temperature on the shape memory alloy 1 side at this time is higher than the temperature on the super elastic shape memory alloy 2 side, heat such as heat conduction from the shape memory alloy 1 side to the super elastic shape memory alloy 2 through the Peltier element 3 is performed. The movement occurs, and the temperature of the shape memory alloy 1 drops rapidly together with the cooling of the Peltier element 3. When the shape memory alloy 1 falls to the transformation point temperature, the rigidity of the shape memory alloy 1 until then disappears, and the elastic force of the super elastic shape memory alloy 2 cannot be resisted. The ring R is deformed to the original shape by the elastic force.

ところで、特許文献3では、ペルチェ素子列を適宜に選定して該形状記憶合金を側面から加熱或いは冷却することにより、第1のアクチュエータ部で屈曲運動を、そして第2のアクチュエータ部で回転運動をそれぞれ自在に可能ならしめている。ペルチェ素子列の各ペルチェ素子が発生させる熱量は小さく、径の極めて小さい医療器具としてのカテーテルを可逆的に形状変形を可能ならしめることはできるが、後に説明する防護服を介して汚染区域と非汚染区域とを空間移動する作業者が出入する程の大きさのリングに対して熱容量不足である。   By the way, in Patent Document 3, by appropriately selecting a Peltier element array and heating or cooling the shape memory alloy from the side surface, the first actuator portion performs bending motion and the second actuator portion performs rotational motion. Each is possible. The amount of heat generated by each Peltier element in the Peltier element array is small, and it is possible to reversibly deform the catheter as a medical device having a very small diameter. Insufficient heat capacity for a ring large enough for an operator to move in and out of the contaminated area.

またカテーテルは、断面が円環をなしその軸方向に長いという筒状であり、当該筒の径の中心軸方向の拡大縮小は物理的に不可能である(本発明のリングRは切欠部Lを有している)。   The catheter has a cylindrical shape with a circular cross section and is long in the axial direction, and it is physically impossible to enlarge or reduce the diameter of the cylinder in the central axis direction (the ring R of the present invention has a notch L). have).

特許文献4では、断面が矩形形状又は円筒形状をなす運動素子の内部に、形状記憶合金とこの形状記憶合金の長手方向に複数個配置された形状記憶合金を加熱或いは冷却が可能なように交互に配置されたP型ペルチェ素子とN型ペルチェ素子とが設けられ、これらのP型ペルチェ素子とN型ペルチェ素子とに対する電流の供給方向を適宜に制御して、該運動素子を素早く曲げたり戻したりすることを可能ならしめている。これらの各ペルチェ素子が発生させる熱量は小さく、断面が矩形形状又は円筒形状の極めて小さい医療器具としての運動素子を可逆的に形状変形を可能ならしめることはできるが、特許文献3の場合と同様に、防護服を介して汚染区域と非汚染区域とを空間移動する作業者が出入する程の大きさのリングに対して、これらの技術を適用しても熱容量不足は明白である。   In Patent Document 4, the shape memory alloy and a plurality of shape memory alloys arranged in the longitudinal direction of the shape memory alloy are alternately arranged in the motion element having a rectangular or cylindrical cross section so that heating or cooling is possible. The P-type Peltier element and the N-type Peltier element are provided on the P-type Peltier element, and by appropriately controlling the current supply direction to the P-type Peltier element and the N-type Peltier element, the moving element can be bent and returned quickly. It is possible to do. The amount of heat generated by each of these Peltier elements is small, and it is possible to reversibly deform a moving element as a medical device having a rectangular or cylindrical cross section. Moreover, even if these techniques are applied to a ring that is large enough for an operator who moves between a contaminated area and a non-contaminated area through protective clothing, a lack of heat capacity is obvious.

また運動素子は、断面が矩形形状又は円筒形状をなしその軸方向に長いという棒状であり、当該矩形形状又は円筒形状中心軸方向の拡大縮小は物理的に不可能である。   The motion element has a rod shape whose cross section is rectangular or cylindrical and is long in the axial direction, and enlargement / reduction in the central axis direction of the rectangular or cylindrical shape is physically impossible.

なお、特許文献4の段落〔0040〕、〔0041〕には、「また、円筒形状の形状記憶合金31の内部に超弾性のパイプあるいは線材を挿入し、パイプあるいは線材の復元力を利用して変形前の形状に復帰させるようにしてもよい。」、「さらに超弾性のパイプあるいは高分子材料で形成されたパイプを円筒形状の形状記憶合金31の外側に配置してペルチェ素子を覆い、このパイプの復元力を利用して変形前の形状に復帰させるようにしてもよい。」との記述がなされているが、これらの配列構造において、結果的に超弾性のパイプがペルチェ素子からの発熱の熱量を蓄積はするが、段落〔0041〕の場合はペルチェ素子からの熱量を超弾性のパイプを介して形状記憶合金31に伝導する構造となっており、ペルチェ素子が直接形状記憶合金31に熱量を付与する形態になっておらず、熱効率が悪く、また段落〔0040〕の場合はペルチェ素子からの熱量を直接形状記憶合金31に付与する形態であり、超弾性のパイプはヒートマスとしての役割をなしていないものである。つまり、超弾性のパイプをヒートマスとして積極的に利用する技術は開示されていない。   In addition, in paragraphs [0040] and [0041] of Patent Document 4, “In addition, a superelastic pipe or wire is inserted into the cylindrical shape memory alloy 31 and the restoring force of the pipe or wire is used. The shape before deformation may be restored. ”,“ Furthermore, a superelastic pipe or a pipe made of a polymer material is arranged outside the cylindrical shape memory alloy 31 to cover the Peltier element. It may be possible to restore the shape before deformation using the restoring force of the pipe. "However, in these arrangement structures, as a result, the superelastic pipe generates heat from the Peltier element. However, in the case of paragraph [0041], the heat from the Peltier element is conducted to the shape memory alloy 31 through the superelastic pipe, and the Peltier element directly stores the shape. The heat amount is not applied to the alloy 31 and the heat efficiency is poor. In the case of paragraph [0040], the heat amount from the Peltier element is directly applied to the shape memory alloy 31. The superelastic pipe is a heat mass. It does not play a role as. That is, a technique for actively using a superelastic pipe as a heat mass is not disclosed.

本発明による汚染区域内で着用する防護服内に非汚染区域から作業者が出入する機構は、前記加熱、冷却により可逆的に形状変形を生じる該リングRを利用するもので、ねじやボルトなどの締付具を実質上使用しないものであるとともに、通電極性の反転で加熱、冷却の急速な反転が可能となり、該リングRの可逆変形速度を向上させることにより、汚染区域内と非汚染区域との間の作業者の迅速な出入移動を可能ならしめている。   The mechanism in which an operator enters and exits the protective clothing worn in the contaminated area according to the present invention from the non-contaminated area utilizes the ring R that reversibly deforms by heating and cooling, such as screws and bolts. The fasteners of the ring R are substantially not used, and heating and cooling can be rapidly reversed by reversing the energization polarity. By improving the reversible deformation speed of the ring R, the inside of the contaminated area and non-contaminated can be obtained. It enables rapid movement of workers to and from the area.

図9は作業者が汚染区域と非汚染区域との間を出入する機構の説明図、図10は作業者が汚染区域と非汚染区域との間を出入する際の出入機構の構成図を示している。   FIG. 9 is an explanatory diagram of a mechanism for an operator to enter / exit between a contaminated area and a non-contaminated area, and FIG. 10 is a configuration diagram of an entrance / exit mechanism for an operator to enter / exit between a contaminated area and an uncontaminated area. ing.

図9、図10において、21は隔壁であり、汚染区域と非汚染区域とを分離するもの、22は防護服、23は隔壁枠であり、作業者が出入可能な穴を有する隔壁21に取り付けられているもの、24は防護服枠であり、防護服22の開口部周囲に装着されているもの、25は防護服側蓋、26は非汚染側蓋をそれぞれ表している。   9 and 10, reference numeral 21 denotes a partition wall that separates a contaminated area from a non-contaminated area, 22 is a protective suit, 23 is a partition frame, and is attached to the partition wall 21 having a hole through which an operator can enter and exit. 24 is a protective clothing frame, which is attached around the opening of the protective clothing 22, 25 is a protective clothing side lid, and 26 is a non-contaminated side lid.

図11及び図12は図10の構成図の部分Yの拡大図、図13は図10の機構の斜視図をそれぞれ示している。   11 and 12 are enlarged views of a portion Y of the configuration diagram of FIG. 10, and FIG. 13 is a perspective view of the mechanism of FIG.

図11及び図12において、24は図9、図10で説明された防護服枠を表し、31及び32はそれに連接されたテーパ付の環状凸部をそれぞれ表わしている。31は第1環状凸部であり、32は第2環状凸部である。第1環状凸部31は該防護服枠24に連接されている環の内側(環の中心方向)に向けて突き出ており、第2環状凸部32は、第1環状凸部31より小さい直径を有し、該防護服枠24に連設されている環の外側方向(環の中心方向と反対の方向)に向けて突き出している。   11 and 12, reference numeral 24 denotes the protective clothing frame described in FIGS. 9 and 10, and reference numerals 31 and 32 denote tapered annular convex portions connected to the protective clothing frame, respectively. 31 is a 1st cyclic | annular convex part, 32 is a 2nd cyclic | annular convex part. The first annular protrusion 31 protrudes toward the inside of the ring connected to the protective clothing frame 24 (in the center direction of the ring), and the second annular protrusion 32 has a smaller diameter than the first annular protrusion 31. And protrudes toward the outer side of the ring connected to the protective clothing frame 24 (the direction opposite to the center direction of the ring).

35は環状隔離板であり、環状隔離板35はこれら2つの第1環状凸部31と第2環状凸部32との間に、非汚染区域に向かう側に向かって突出する形態で該防護服枠24に連接されて設けられている。環状隔離板35の先端部は三角形をなすテーパ状に形成されている。   Reference numeral 35 denotes an annular separator, and the annular separator 35 is provided between the two first annular protrusions 31 and the second annular protrusion 32 and protrudes toward the non-contamination zone. It is connected to the frame 24 and provided. The tip of the annular separator 35 is formed in a tapered shape that forms a triangle.

該環状隔離板35の外周面と該防護服枠24の第1環状凸部31との間に、第1リングR1(a)が配設されるとともに、該環状隔離板35の内周面と第2環状凸部32との間に、第1リングR1(b)が配設されている。   A first ring R1 (a) is disposed between the outer peripheral surface of the annular separator 35 and the first annular protrusion 31 of the protective clothing frame 24, and the inner peripheral surface of the annular separator 35 A first ring R <b> 1 (b) is disposed between the second annular convex portion 32.

第1リングR1(a)の外周端面に沿ってテーパを有する嵌合用の環状凹部、すなわち第1環状凹部(嵌合用凹部)33が設けられており、また第1リングR1(b)の内周端面に沿ってテーパを有する嵌合用の環状凹部、すなわち第2環状凹部(嵌合用凹部)34が設けられている。   An annular recess for fitting having a taper along the outer peripheral end surface of the first ring R1 (a), that is, a first annular recess (fitting recess) 33 is provided, and the inner periphery of the first ring R1 (b). A fitting annular recess having a taper along the end face, that is, a second annular recess (fitting recess) 34 is provided.

そして第1環状凹部33は第1環状凸部31と嵌合し、第2環状凹部34は第2環状凸部32と嵌合する。   The first annular recess 33 is engaged with the first annular protrusion 31, and the second annular recess 34 is engaged with the second annular protrusion 32.

26は図9、図10で説明された非汚染側蓋を表し、36及び37はそれに連設されたテーパ付の環状凸部をそれぞれ表わしている。36は第1環状凸部であり、37は第2環状凸部である。第1環状凸部36は該非汚染側蓋26に連設されている環の内側(環の中心方向)に向けて突き出ており、第2環状凸部37は、第1環状凸部36より小さい直径を有し、該非汚染側蓋26に連設されている環の外側方向(環の中心方向と反対の方向)に向けて突き出している。   Reference numeral 26 denotes the non-contamination side cover described in FIGS. 9 and 10, and 36 and 37 denote tapered annular protrusions connected thereto. Reference numeral 36 denotes a first annular protrusion, and reference numeral 37 denotes a second annular protrusion. The first annular protrusion 36 protrudes toward the inside (in the center direction of the ring) of the ring connected to the non-contamination side lid 26, and the second annular protrusion 37 is smaller than the first annular protrusion 36. It has a diameter and protrudes toward the outer side of the ring connected to the non-contamination side lid 26 (the direction opposite to the center direction of the ring).

40は環状隔離板であり、環状隔離板40はこれら2つの第1環状凸部36と第2環状凸部37との間に、汚染区域に向かう側に向かって突出する形態で該非汚染側蓋26に連設されて設けられている。環状隔離板40の先端部はテーパ状に形成されている。   Reference numeral 40 denotes an annular separator, and the annular separator 40 is formed between the two first annular projections 36 and the second annular projection 37 so as to protrude toward the contaminated area. 26 is provided in a row. The tip of the annular separator 40 is tapered.

該環状隔離板40の外周面と該環状隔離板40の第1環状凸部36との間に、第2リングR2(b)が配設されるとともに、該環状隔離板40の内周面と第2環状凸部37との間に、第2リングR2(a)が配設されている。   A second ring R2 (b) is disposed between the outer peripheral surface of the annular separator 40 and the first annular projection 36 of the annular separator 40, and the inner peripheral surface of the annular separator 40 A second ring R <b> 2 (a) is disposed between the second annular convex portion 37.

第2リングR2(b)の外周端面に沿って三角形をなすテーパを有する嵌合用の環状凹部、すなわち第1環状凹部(嵌合用凹部)38が設けられており、また第2リングR2(a)の内周端面に沿ってテーパを有する嵌合用の環状凹部、すなわち第2環状凹部(嵌合用凹部)39が設けられている。   An annular recess for fitting having a triangular taper along the outer peripheral end surface of the second ring R2 (b), that is, a first annular recess (fitting recess) 38 is provided, and the second ring R2 (a) is provided. An annular concave portion for fitting having a taper along the inner peripheral end surface, that is, a second annular concave portion (fitting concave portion) 39 is provided.

そして第1環状凹部38は第1環状凸部36と嵌合し、第2環状凹部39は第2環状凸部37と嵌合する。   The first annular recess 38 is fitted with the first annular projection 36, and the second annular recess 39 is fitted with the second annular projection 37.

25は図9、図10で説明された防護服側蓋を表し、41及び42はそれに連設されたテーパを有す環状凸部をそれぞれ表わしている。41は第1環状凸部であり、42は第2環状凸部である。第1環状凸部41はその汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向(環の中心方向と反対の方向)に突出しており、第2環状凸部42はその非汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向(環の中心方向と反対の方向)に突出している。防護服側蓋25の外端ヘッド43は三角形をなすテーパ状に形成されている。   25 represents the protective clothing side cover described in FIGS. 9 and 10, and 41 and 42 represent annular convex portions having a taper connected thereto. 41 is a 1st cyclic | annular convex part, 42 is a 2nd cyclic | annular convex part. The first annular protrusion 41 protrudes on the side facing the contaminated area in the outer direction of the ring (in the direction opposite to the center direction of the ring) connected to the protective clothing side lid 25, The convex part 42 protrudes on the side facing the non-contaminated area in the outer side direction of the ring connected to the protective clothing side lid 25 (direction opposite to the center direction of the ring). The outer end head 43 of the protective clothing side lid 25 is formed in a tapered shape having a triangular shape.

23は図9、図10で説明された隔壁枠を表し、45及び46はそれに連設されたテーパを有する環状凸部をそれぞれ表わしている。45は第1環状凸部であり、46は第2環状凸部である。第1環状凸部45は該隔壁枠23に連接されている環の内側(環の中心方向)に向けて突出しており、第2環状凸部46は、該隔壁枠23に連設されている環の内側方向(環の中心方向)に向けて突出している。隔壁枠23の内端ヘッド47は三角形をなすテーパ状に形成されている。   Reference numeral 23 denotes the partition frame described with reference to FIGS. 9 and 10, and 45 and 46 denote annular convex portions having a taper connected thereto. 45 is a 1st annular convex part, 46 is a 2nd annular convex part. The first annular protrusion 45 protrudes toward the inner side of the ring connected to the partition frame 23 (in the center direction of the ring), and the second annular protrusion 46 is connected to the partition frame 23. It protrudes toward the inside of the ring (the direction of the center of the ring). The inner end head 47 of the partition wall frame 23 is formed in a triangular taper shape.

なお、上記説明の第1リングR1(a)及び第2リングR1(b)は、いずれも加熱によりその半径が拡大するリングを表し、第2リングR2(a)及び第1リングR2(b)は、いずれも加熱によりその半径が縮小するリングである。   Note that the first ring R1 (a) and the second ring R1 (b) described above each represent a ring whose radius is increased by heating, and the second ring R2 (a) and the first ring R2 (b). Are rings whose radius is reduced by heating.

これらの第1リングR1(a)、第2リングR1(b)、第2リングR2(a)及び第1リングR2(b)は、図1図示の形状、構造を有しており、図1で示されるリングR内に配設されたペルチェ素子3への電流供給は、そのリード線Eから行われ、極性反転の電流供給により、加熱と冷却とがそれぞれ反転する。   These first ring R1 (a), second ring R1 (b), second ring R2 (a) and first ring R2 (b) have the shape and structure shown in FIG. The current supply to the Peltier element 3 arranged in the ring R shown in FIG. 2 is performed from the lead wire E, and the heating and cooling are reversed by the current supply of polarity reversal.

ここで、図11は低温(常温を含む)時の状態を示しており、この場合、第1リングR1(a)は未変形でその半径が小さく、第1環状凸部31と第1環状凹部33とは未嵌合である。また第2リングR1(b)も未変形であり、その半径は小さく、そして第2環状凸部32と第2環状凹部34とは嵌合している。   Here, FIG. 11 shows a state at a low temperature (including room temperature). In this case, the first ring R1 (a) is undeformed and has a small radius, and the first annular convex portion 31 and the first annular concave portion. 33 is not fitted. The second ring R1 (b) is also undeformed, has a small radius, and the second annular convex part 32 and the second annular concave part 34 are fitted.

また、第2リングR2(a)は未変形でその半径が大きく、第2環状凸部37と第2環状凹部39とは未嵌合である。また第1リングR2(b)も未変形でその半径は大きく、そして第1環状凸部36と第1環状凹部38とは嵌合している。   The second ring R2 (a) is undeformed and has a large radius, and the second annular convex portion 37 and the second annular concave portion 39 are not fitted. The first ring R2 (b) is also undeformed and has a large radius, and the first annular convex portion 36 and the first annular concave portion 38 are fitted.

また、第1環状凸部41は、防護服枠24の第2リングR1(b)の第2環状凹部34に、防護服枠24の第2環状凸部32とともに嵌合し、防護服枠24と防護服側蓋25とは気密的に接合している。   The first annular convex portion 41 is fitted into the second annular concave portion 34 of the second ring R 1 (b) of the protective clothing frame 24 together with the second annular convex portion 32 of the protective clothing frame 24. And the protective clothing side lid 25 are hermetically joined.

また第1環状凸部45は未嵌合状態で、第2環状凸部46は非汚染側蓋26の第1リングR2(b)の第1環状凹部38に非汚染側蓋26の第1環状凸部36とともに嵌合し、隔壁枠23と非汚染側蓋26とが気密的に接合している。   The first annular convex portion 45 is not fitted, and the second annular convex portion 46 is in the first annular concave portion 38 of the first ring R2 (b) of the non-contamination side lid 26, and the first annular projection of the non-contamination side lid 26. It fits together with the convex part 36, and the partition frame 23 and the non-contamination side lid | cover 26 are airtightly joined.

図12は高温時(加熱時)の状態を示している。この場合、第1リングR1(a)は変形を生じ、その半径は拡大され、第1環状凸部31と第1環状凹部33とは嵌合している。また第2リングR1(b)も変形を生じ、その半径は拡大され、そして第2環状凸部32と第2環状凹部34とは未嵌合となる。   FIG. 12 shows a state at high temperature (during heating). In this case, the first ring R1 (a) is deformed, the radius thereof is enlarged, and the first annular convex portion 31 and the first annular concave portion 33 are fitted. The second ring R1 (b) is also deformed, the radius thereof is enlarged, and the second annular convex portion 32 and the second annular concave portion 34 are not fitted.

また、第2リングR2(a)は変形を生じ、その半径は縮小され、第2環状凸部37と第2環状凹部39とは嵌合している。また第1リングR2(b)も変形を生じ、その半径は縮小され、そして第1環状凸部36と第1環状凹部38とは未嵌合となる。   Further, the second ring R2 (a) is deformed, the radius thereof is reduced, and the second annular convex portion 37 and the second annular concave portion 39 are fitted. The first ring R2 (b) is also deformed, the radius thereof is reduced, and the first annular convex portion 36 and the first annular concave portion 38 are not fitted.

また、第1環状凸部41は防護服枠24の第2環状凹部34から離脱し、一方、第2環状凸部42は、非汚染側蓋26の第2リングR2(a)の第2環状凹部39に嵌合し、非汚染側蓋26と防護服側蓋25とが気密的に接合している。   Further, the first annular convex portion 41 is detached from the second annular concave portion 34 of the protective clothing frame 24, while the second annular convex portion 42 is a second annular shape of the second ring R <b> 2 (a) of the non-contamination side lid 26. The non-contamination side lid 26 and the protective clothing side lid 25 are airtightly joined to the recess 39.

また、隔壁枠23の第1環状凸部45は防護服枠24の第1リングR1(a)の第1環状凹部33に、防護服枠24の第1環状凸部31とともに嵌合し、隔壁枠23と防護服枠24とが気密的に接合している。   Further, the first annular convex portion 45 of the partition wall frame 23 is fitted into the first annular concave portion 33 of the first ring R1 (a) of the protective clothing frame 24 together with the first annular convex portion 31 of the protective clothing frame 24, The frame 23 and the protective clothing frame 24 are airtightly joined.

前記のように、汚染区域に位置する防護服枠24を、防護服側蓋25と気密的に接合させるとともに、隔壁枠23に非汚染側蓋26を気密的に接合させるときには(図11)、防護服枠24を離脱させても、汚染区域を非汚染区域とは完全に遮断することができる。この場合には、防護服枠24に接合した防護服側蓋25により防護服の開口部は気密的に密閉され、防護服22内は汚染を受けないことから、この状態で作業者は作業することができる。   As described above, when the protective clothing frame 24 located in the contaminated area is airtightly joined to the protective clothing side lid 25 and the non-contaminated side lid 26 is airtightly joined to the partition wall frame 23 (FIG. 11), Even if the protective clothing frame 24 is removed, the contaminated area can be completely blocked from the non-contaminated area. In this case, since the opening of the protective clothing is hermetically sealed by the protective clothing side lid 25 joined to the protective clothing frame 24 and the inside of the protective clothing 22 is not contaminated, the worker works in this state. be able to.

また、汚染区域に位置する防護服枠24を、隔壁21に連設された隔壁枠23に対して気密的に接合させるとともに、防護服側蓋25と非汚染側蓋26とを気密的に接合させるときには(図12)、非汚染側蓋26と防護服側蓋25とを、隔壁枠23及び防護服枠24からそれぞれ離脱させても、汚染区域を非汚染区域とは完全に遮断される。   In addition, the protective clothing frame 24 located in the contaminated area is airtightly joined to the bulkhead frame 23 connected to the bulkhead 21, and the protective clothing side lid 25 and the non-contaminated side lid 26 are joined airtightly. When it is to be caused (FIG. 12), even if the non-contaminated side lid 26 and the protective clothing side lid 25 are detached from the partition wall frame 23 and the protective clothing frame 24, the contaminated area is completely blocked from the non-contaminated area.

そしてこの場合には、防護服枠24の開口部H(図13)が非汚染区域に露出しているので、作業者は、その開口部Hを介して防護服内に出入りすることができる。作業者がその開口部Hを介して防護服22内に入った後には、図11に示すように、防護服側蓋25をその防護服22に付設された防護服枠24に接合させるとともに、隔壁枠23に非汚染側蓋26を接合させる。   In this case, since the opening H (FIG. 13) of the protective clothing frame 24 is exposed to the non-contaminated area, the operator can enter and leave the protective clothing through the opening H. After the worker enters the protective clothing 22 through the opening H, the protective clothing side lid 25 is joined to the protective clothing frame 24 attached to the protective clothing 22 as shown in FIG. The non-contamination side lid 26 is joined to the partition wall frame 23.

この場合には、防護服側蓋25は、隔壁枠23及び非汚染側蓋26から離脱された状態であることから、作業者は、その防護服側蓋25で密封された防護服22を着用することとなり、自由に作業を行うことができる。   In this case, since the protective clothing side lid 25 is detached from the partition wall frame 23 and the non-contaminated side lid 26, the operator wears the protective clothing 22 sealed by the protective clothing side lid 25. You can work freely.

発熱量の小さいペルチェ素子であっても、径の大きなリングの拡径、縮径が可能となるとともに、流す電流の極性を反転切換えするだけで、従来の自然冷却時に比べ迅速な拡径、縮径が可能なリングとなる。   Even with a Peltier element with a small calorific value, it is possible to expand and reduce the diameter of a ring with a large diameter. It becomes a ring capable of diameter.

このリングの利用により、放射線汚染されるおそれがある作業者の非汚染区域から汚染区域に位置する防護服への移動、この汚染区域に位置する防護服から非汚染区域への移動という出入りが、ねじの使用を必要とせず、かつリングRに流す電流の極性を切換えるという簡単な操作で、作業者は迅速にかつ安全に出入りすることができる。   By using this ring, workers who are likely to be contaminated by radiation will move in and out of the non-contaminated area from the non-contaminated area to the protective clothing located in the contaminated area. The operator can enter and exit quickly and safely with a simple operation that does not require the use of screws and switches the polarity of the current flowing through the ring R.

本発明のリングの一つの実施例についての説明図である。It is explanatory drawing about one Example of the ring of this invention. 本発明のリングにペルチェ素子が配置される所での基本的配置図である。It is a basic layout in the place where a Peltier device is arranged on the ring of the present invention. リングにペルチェ素子が配設されている部分のその一実施例断面構造図である。FIG. 4 is a cross-sectional structural view of an embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. リングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図である。FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. リングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図である。FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. リングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図である。FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. リングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図である。FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. リングにペルチェ素子が配設されている部分の他の実施例断面構造図である。FIG. 6 is a cross-sectional structural view of another embodiment of a portion where a Peltier element is disposed on a ring. 作業者が汚染区域と非汚染区域との間を出入りする機構の説明図である。It is explanatory drawing of the mechanism in which an operator enters / exits between a contaminated area and a non-contaminated area. 作業者が汚染区域と非汚染区域との間を出入りする際の出入機構構成図である。It is an entrance / exit mechanism block diagram when an operator enters / exits between a contaminated area and a non-contaminated area. 図10の構成図の部分Y(低温時)の拡大図である。It is an enlarged view of the part Y (at the time of low temperature) of the block diagram of FIG. 図10の構成図の部分Y(高温時)の拡大図である。It is an enlarged view of the part Y (at the time of high temperature) of the block diagram of FIG. 図10の構成の斜視図である。It is a perspective view of the structure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 形状記憶合金
2,15 弾性体(超弾性形状記憶合金)
3 ペルチェ素子(熱電変換素子)
4 固定用ブリッジ
21 隔壁
22 防護服
23 隔壁枠
24 防護服枠
25 防護服側蓋
26 非汚染側蓋
1 Shape memory alloy 2,15 Elastic body (super elastic shape memory alloy)
3 Peltier elements (thermoelectric conversion elements)
4 Fixing Bridge 21 Bulkhead 22 Protective Clothing 23 Bulkhead Frame 24 Protective Clothing Frame 25 Protective Clothing Side Cover 26 Non-contamination Side Cover

Claims (7)

一部切欠部を有し、加熱、冷却による温度変化に応じその形状を変化させる可逆的形状変化が可能なリングにおいて、
リングの周方向に沿って形状記憶合金を有すること、
リングの周方向に沿って配設された弾性体を有すること、
形状記憶合金と弾性体との間に加熱と冷却とが切換え自在の熱電変換素子を有するとともに、弾性体が熱電変換素子のヒートマスを構成してなること、
形状記憶合金は加熱によりその曲率半径が大きくなるか又は小さくなること、
形状記憶合金は予めその曲率半径が所定値aとなるように記憶されているものであること、
弾性体は予めその曲率半径が所定値bとなるように加工されたものであること、
形状記憶合金と該弾性体と熱電変換素子との複合体の曲率半径は、高温時ではa’であり、低温時ではb’であること、
a、a’、b及びb’は、a>a’>b’>bの関係にあるか又はb>b’>a’>aの関係にあること
を有し、冷却の際の熱電変換素子の発熱量を、ヒートマスを構成する弾性体に蓄積された熱量で補強することにより、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴とする可逆的形状変化が可能なリング。
In a ring that has a part of the notch and is capable of reversible shape change that changes its shape according to temperature changes due to heating and cooling,
Having a shape memory alloy along the circumferential direction of the ring,
Having an elastic body disposed along the circumferential direction of the ring;
Having a thermoelectric conversion element that can be switched between heating and cooling between the shape memory alloy and the elastic body, and the elastic body constitutes a heat mass of the thermoelectric conversion element;
The shape memory alloy has its radius of curvature increased or decreased by heating,
The shape memory alloy is preliminarily stored so that the radius of curvature thereof is a predetermined value a;
The elastic body is processed in advance so that the radius of curvature is a predetermined value b,
The radius of curvature of the composite of the shape memory alloy, the elastic body, and the thermoelectric conversion element is a ′ at a high temperature and b ′ at a low temperature.
a, a ′, b, and b ′ have a relationship of a> a ′> b ′> b or a relationship of b> b ′> a ′> a, and thermoelectric conversion during cooling A ring capable of reversible shape change characterized in that the reverse deformation speed of the ring is improved by reinforcing the amount of heat generated by the element with the amount of heat accumulated in an elastic body constituting the heat mass.
該リングは、その外周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を拡大するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴とする請求項1に記載の可逆的形状変化が可能なリング。   The ring has a concave portion for fitting along its outer peripheral end surface, and is formed of a molding material. When the ring is heated to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element, the shape of the ring is changed so as to increase its radius of curvature. The ring capable of reversible shape change according to claim 1, wherein the reverse deformation speed of the ring is improved by cooling to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. 該リングは、その外周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を縮小するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴とする請求項1に記載の可逆的形状変化が可能なリング。   The ring has a concave portion for fitting along its outer peripheral end surface, and is formed of a molding material. When the ring is heated to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element, the shape of the ring is changed to reduce its radius of curvature. The ring capable of reversible shape change according to claim 1, wherein the reverse deformation speed of the ring is improved by cooling to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. 該リングは、その内周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を拡大するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴とする請求項1に記載の可逆的形状変化が可能なリング。   The ring has a concave portion for fitting along its inner peripheral end surface, and is formed of a molding material. The shape of the ring is changed by heating to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element so as to increase its radius of curvature. 2. The ring capable of reversible shape change according to claim 1, wherein the ring has a reverse deformation rate improved by cooling to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. 該リングは、その内周端面に沿って嵌合用凹部を有して成形材料で成形されてなり、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への加熱により、その曲率半径を縮小するように形状変化を生じるとともに、熱電変換素子に基づく形状記憶合金への冷却により、リングの逆変形速度を向上せしめたことを特徴とする請求項1に記載の可逆的形状変化が可能なリング。   The ring is formed of a molding material having a recess for fitting along its inner peripheral end face, and changes its shape so as to reduce its radius of curvature by heating to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. 2. The ring capable of reversible shape change according to claim 1, wherein the ring has a reverse deformation rate improved by cooling to a shape memory alloy based on a thermoelectric conversion element. 作業者が出入りする開口部を有する放射性汚染防護用の防護服において、
開口部に接続する防護服枠を有し、該防護服枠には防護服側蓋が着脱自在に装着され、
防護服枠と防護服側蓋との接合手段として請求項1ないし請求項5に記載のいずれかの可逆的形状変化が可能なリングが用いられていることを特徴とする放射性汚染防護用の防護服。
In protective clothing for protection against radioactive contamination with an opening through which workers enter and exit,
A protective clothing frame connected to the opening, and a protective clothing side lid is detachably attached to the protective clothing frame;
The protection for radioactive contamination protection, wherein the ring capable of reversible shape change according to any one of claims 1 to 5 is used as a joining means between the protective clothing frame and the protective clothing side lid. clothes.
汚染区域内で着用する放射性汚染防護用の防護服内に作業者が非汚染区域から出入りする出入機構において、
汚染区域と非汚染区域とを仕切る隔壁21に形成された円形状出入口の周辺に沿って配設された環状の隔壁枠23と、
該出入口開口より大きな直径を有し、汚染区域内に位置する防護服枠24と、
該出入口開口より大きな直径を有し、非汚染区域内に位置する非汚染側蓋26と、
該出入口開口より小さい直径を有する防護服側蓋25
を備え、
隔壁枠23には、その汚染区域に対向する側に、該隔壁枠23に連設されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部45と、その非汚染区域に対向する側に、該隔壁枠23に連設されている環の中心方向に向かって突出する第2環状凸部46を有してなり、
防護服枠24には、その非汚染区域に向かう側には、該防護服枠24に連接されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部31と、第1環状凸部31より小さい直径を有し、該防護服枠24に連設されている環の外側方向に向かって突出する第2環状凸部32と、これら2つの第1環状凸部31と第2環状凸部32との間に、非汚染区域に向かう側に向かって突出する環状隔離板35が配設され、かつ、該環状隔離板35の外周面と該防護服枠24の第1環状凸部31との間に、外周端面に沿って嵌合用凹部33を有する第1リングR1(a)が配設されるとともに、該環状隔離板35の内周面と第2環状凸部32との間に、内周端面に沿って嵌合用凹部34を有する第2リングR1(b)が配設されてなり、
非汚染側蓋26には、その汚染区域に対向する側に、該非汚染側蓋26に連設されている環の中心方向に向かって突出する第1環状凸部36と、第1環状凸部36より小さい直径を有し、該非汚染側蓋26に連設されている環の外側方向に向かって突出する第2環状凸部37と、これら2つの第1環状凸部36と第2環状凸部37との間に、汚染区域に向かう側に向かって突出する環状隔離板40が配設され、かつ、該環状隔離板40の外周面と第1環状凸部36との間に、外周端面に沿って嵌合用凹部38を有する第1リングR2(b)が配設されるとともに、該環状隔離板40の内周面と第2環状凸部37との間に、内周端面に沿って嵌合用凹部39を有する第2リングR2(a)が配設されてなり、
防護服側蓋25には、その汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向に突出する第1環状凸部41と、その非汚染区域に対向する側に、該防護服側蓋25に連設されている環の外側方向に突出する第2環状凸部42が配設されてなり、
防護服枠24は、放射性汚染防護用の防護服22の作業者が出入する開口部に接続されてなり、
防護服枠24に配置されている第1リングR1(a)は、請求項2に記載の可逆的形状変化が可能なリングであるとともに、第2リングR1(b)は、請求項4に記載の可逆的形状変化が可能なリングであり、一方、非汚染側蓋26に配置されている第1リングR2(b)は、請求項3に記載の可逆的形状変化が可能なリングであるとともに、第2リングR2(a)は、請求項5に記載の可逆的形状変化が可能なリングであること
を特徴とする出入機構。
In an entrance / exit mechanism in which an operator enters and exits a non-contaminated area in protective clothing for protecting against radioactive contamination worn in a contaminated area,
An annular partition frame 23 disposed along the periphery of a circular entrance / exit formed in the partition wall 21 that partitions the contaminated area and the non-contaminated area;
A protective clothing frame 24 having a diameter larger than the entrance opening and located in the contaminated area;
A non-contaminated side lid 26 having a diameter larger than the entrance opening and located in a non-contaminated area;
Protective clothing side lid 25 having a smaller diameter than the entrance opening
With
The partition frame 23 has a first annular protrusion 45 projecting toward the center of the ring continuously provided on the partition frame 23 on the side facing the contaminated area, and the side facing the non-contaminated area. And a second annular projection 46 projecting toward the center of the ring connected to the partition wall frame 23,
The protective clothing frame 24 has a first annular convex portion 31 projecting toward the center of the ring connected to the protective clothing frame 24 and a first annular convex portion 31 on the side toward the non-contaminated area. A second annular projection 32 having a smaller diameter and projecting toward the outer side of the ring connected to the protective clothing frame 24, and the two first annular projections 31 and the second annular projection 32, an annular separator 35 protruding toward the non-contamination zone is disposed, and the outer peripheral surface of the annular separator 35 and the first annular protrusion 31 of the protective clothing frame 24 Between the inner peripheral surface of the annular separator 35 and the second annular convex portion 32, a first ring R1 (a) having a fitting recess 33 is disposed along the outer peripheral end surface. A second ring R1 (b) having a fitting recess 34 along the inner peripheral end surface is disposed,
The non-contaminated side lid 26 includes a first annular convex portion 36 projecting toward the center of the ring connected to the non-contaminated side lid 26 on the side facing the contaminated area, and a first annular convex portion. A second annular projection 37 having a diameter smaller than 36 and projecting toward the outer side of the ring connected to the non-contamination side lid 26, and the two first annular projections 36 and the second annular projection An annular separator 40 that protrudes toward the contaminated area is disposed between the portion 37 and the outer peripheral end surface between the outer peripheral surface of the annular separator 40 and the first annular convex portion 36. A first ring R2 (b) having a fitting recess 38 is disposed along the inner circumferential end surface between the inner circumferential surface of the annular separator 40 and the second annular projection 37. A second ring R2 (a) having a fitting recess 39 is disposed;
The protective clothing side lid 25 has a first annular convex portion 41 projecting outward from the ring connected to the protective clothing side lid 25 on the side facing the contaminated area, and facing the non-contaminated area. A second annular convex portion 42 projecting in the outer direction of the ring connected to the protective clothing side lid 25 is provided on the side to be protected;
The protective clothing frame 24 is connected to an opening through which an operator of the protective clothing 22 for protecting against radioactive contamination enters and exits.
The first ring R1 (a) arranged in the protective clothing frame 24 is a ring capable of reversible shape change according to claim 2, and the second ring R1 (b) is described in claim 4. On the other hand, the first ring R2 (b) disposed on the non-contamination side lid 26 is a ring capable of reversible shape change according to claim 3. The second ring R <b> 2 (a) is a ring capable of reversible shape change according to claim 5.
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