JP2008534871A - スタッドファスナー及び安定化装置 - Google Patents

Abstract

本発明は連動して作動するようになっている２本の形状記憶合金ワイヤー（１０４，１０６）を含んで構成される装置用安定化装置（１２０）に関する。安定化装置（１２０）には、形状記憶合金ワイヤーへの取り付けに用いる揺動板（１０８）が含まれ、この揺動板は一方の形状記憶合金ワイヤー（１０４または１０６）が他方の形状記憶合金ワイヤー（１０６または１０４）が受けるストレスよりも大きいストレスを受けると旋回するようになっている。本発明はさらに、ロック空洞部（５６）を備えるスタッド（５４）、スタッド（５４）を受け止めるようになっている開口部（５８）、ロック空洞部（５６）と噛み合うようになっているロック手段（歯）（６２）、活性化されると収縮するようになっている材料を含んで成る回転手段によって回転可能なシャトル（６６）、及びシャトル（６６）内をスライドしてスタッド（５４）によって占有されていない時に開口部（５８）を閉じることが可能なプラグ（８７）を含んで構成されるファスナー（６０）に関する。シャトル（６６）は、ロック手段（歯）（６２）がロック空洞部（５６）と噛み合うロック位置とロック手段（歯）（６２）がロック空洞部（５６）と噛み合わないアンロック位置との間を回転手段によって回転可能である。プラグ（８７）はファスナー（６０）の汚染を防止するための補助的役割を果たす。

Description

本発明はスタッドファスナー及び安定化装置に関する。本発明は特にファスナー機構の汚染を防止するスライド可能なプラグを備えたスタッドファスナーに関する。本発明はさらに、例えばファスナーの形状記憶合金ワイヤーに対するストレスを減ずる安定化装置にも関する。

本発明は、その第一の観点において、スタッドファスナーに関する。スタッドファスナーは種々用途において有用である。スタッドファスナーは、例えばドアフレームへ取り付けられ、かつドア上においてスタッドを受け止めるようになっているドアの締切りに利用可能である。スタッドファスナーはその他多数の用途に利用可能である。本発明は、その第二の観点において、特に形状記憶合金ワイヤーを用いたファスナー（但しこれに限定されない）用の安定化装置に関する。この安定化装置が作動することにより形状記憶合金ワイヤーが受けるストレスを軽減させることが可能である。

本願に引例として包含されているオーストラリア仮特許出願Ｎｏ．２００４９０５３９９（以下において仮出願と記載する）には、
ロック空洞部を有するスタッド、
前記スタッドを受け止めるようになっている開口部、
前記ロック空洞部と噛み合うようになっているロック手段、及び
活性化されると収縮するようになっている材料を含む回転手段によって、ロック手段がロック空洞部と噛み合うロック位置とロック手段がロック空洞部と噛み合わないアンロック位置との間を回転可能とされるシャトルを含んで構成されるファスナーが開示されている。

この仮出願にはファスナーの特に好ましい第一の実施態様が記載されている。第二の実施態様は、本願に引例としてさらに包含されている国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ２００４／０００６２３と関連して記載されている。便宜上、この第一の実施態様の特徴のいくつかについて以下に述べる。

第一の実施態様（仮出願）

スタッドはピンあるいはペグの形状とすることができ、ロック空洞部は好ましくはスタッドの全部あるいは一部の周囲に溝状に形成される。好ましくは、ロック空洞部領域にあるスタッドの断面は円形とされるが、この発明においてはかかる態様に限定されない。

スタッドを受け止めるようになっている開口部は、好ましくはスタッドの断面形状と同一形状、例えば円形に形成される。この開口部の形状をいずれか他の適した形状とすることも可能である。

ロック空洞部と噛み合うようになっているロック手段は、好ましくは溝等のロック空洞部と噛み合うようになっている１または２以上の歯から構成される。

回転手段によって回転可能なシャトルは、歯等のロック手段がロック空洞部と噛み合うロック位置とロック手段がロック空洞部と噛み合わないアンロック位置との間を回転することができる。シャトルには、好ましくはロック位置においてロック手段と噛み合い、またアンロック位置においてロック手段と噛み合えないか、あるいはロック空洞部と噛み合っているロック手段を移動させて噛み合わなくする手段が組み込まれる。

特に好ましい実施態様においては、シャトルには、アンロック位置においてロック手段が中に受け止められる１または２以上の開口部がシャトルに設けられる。歯等のロック手段がこれらの開口部中にない時には、シャトルによってロック手段がロック空洞部中へ、従ってロック位置へ押し付けられるように設計されている。

別の実施態様において、ロック手段と噛み合い、かつシャトルがアンロック位置まで回転した時にそれらロック手段をロック空洞部との噛み合いから引き出すようになっている手段をシャトルに設け、あるいはシャトルへ連結することも可能である。

シャトルは、活性化されると収縮するようになっている材料を含んで成る回転手段によって回転可能である。好ましくは、この材料は以下において述べるように形状記憶合金ワイヤーである。さらに好ましくは、この形状記憶合金ワイヤーは、ファスナーの本体部内において回転可能なシャトルの周囲に巻き付けられる。形状記憶合金ワイヤーの一端はシャトルへ取り付けられ、他端はファスナーの非回転部分へ取り付けられる。必要な温度へ達するための適切なエネルギーが加えられて形状記憶合金ワイヤーが収縮を起こすと、シャトルはロック位置からアンロック位置まで回転することが可能である。第二の形状記憶合金ワイヤーを同様にシャトルに接続して、該ワイヤーをアンロック位置からロック位置まで回転させることも可能である。

形状記憶合金は公知であり、通常主要部分、あるいは全部がチタン及びニッケルから成る。形状記憶合金には他の材料、例えばアルミニウム、亜鉛、銅などが含まれていてもよい。形状記憶合金は所定の転移温度以下において一定形状を取り、その温度が転移温度を超えると第二の形状へと変化することが可能である。逆に、形状記憶合金が転移温度以下まで冷却されると、再び元の形状をとることが可能である。

現在入手可能なＮｉｔｉｎｏｌのブランドで販売されている形状記憶合金ワイヤーは加熱によって活性化されると約３％まで収縮可能である。

活性化されると収縮するようになっている材料の活性化は、好ましくは装置へワイヤー配線された電気抵抗加熱を通して遂行される。

この発明に従ったファスナーにはロック状態センサを備えることができ、このセンサによってファスナーがロック状態にあるか、あるいはアンロック状態にあるかを知らせることが可能である。このようなセンサはリードセンサとして働き、例えばそれらセンサが接触した時に、ファスナーの構造によって、ファスナーがロック状態にあるか、あるいはアンロック状態にあるかの報告が発せられる。ロック状態センサは電気回路を完成させることによっても作動可能である。他の構成及び感知手段を適用することも可能である。

この発明に従ったファスナーには、好ましくはさらにファスナーをロック状態へと片寄らせるスプリング等のバイアス手段が備えられる。さらに、この発明に従ったファスナーには、好ましくはロック手段がロック空洞部ともはや噛み合わなくなった時にスタッドの放出を助けるエゼクタスプリングが備えられる。

好ましい実施態様において、この発明に従ったファスナーに形状記憶合金ワイヤーの温度を感知する温度センサを備えることも可能である。このセンサにより、形状記憶合金ワイヤーへ与えられるエネルギー量を種々条件を考慮しながら感知された温度に従って調節することが可能である。例えば、温度が比較的低い場合には、形状記憶合金ワイヤーを所望の温度まで加熱するために大量の電力を形状記憶合金化ワイヤーへ供給することが必要とされる。逆に温度が高い場合には、形状記憶合金ワイヤーを収縮させるために該ワイヤーへ供給されなければならない電力量を遙かに少なくすることができる。温度センサはフィードバック機能をもつことから、電力供給の調節を行うことが可能である。

この発明に従ったファスナーには補助的手動手段が備えられているため、たとえシャトルがアンロック位置へ回転できなくてもファスナーの解除は可能である。補助手動手段は、例えば形状記憶合金ワイヤーを活性化させる電力がない場合、あるいは何らかの理由でファスナーが故障した場合に必要とされる。補助的手動手段については本仮出願に開示されているので、本願ではこれ以上詳しい説明は行わない。

発明の開示：第一の観点
上記ファスナーに有用な種々変形を加えられることが見出されたため、これら変形について以下に説明する。

好ましくは、ファスナーには、装置機構が動かなくなり、あるいは極端な負荷を受けた場合に、活性化されると収縮するようになっている材料が受けるストレスを軽減させる手段が含まれる。好ましくは、このような手段はオーバーストレススプリングとして具現化される。このような例は国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ２００４／００１５８０に開示されている。この出願の内容も引例として本願に包含されている。

好ましくは、ファスナーにはロック状態にある時にファスナーの開口部を閉じることができるプラグが備えられる。従って、本発明により、
ロック空洞部をもつスタッド、
前記スタッドを受け止めるようになっている開口部、
前記ロック空洞部と噛み合うようになっているロック手段、
活性化されると収縮するようになっている材料を含んで成る回転手段によって、ロック手段がロック空洞部と噛み合うロック位置と、ロック手段がロック空洞部と噛み合わないアンロック位置との間を回転可能にされたシャトル、及び
前記スタッドによって占有されていない時に、前記シャトル内をスライドして前記開口部を閉じることができるプラグを備えて構成されるファスナーが提供される。

好ましくは、プラグは、ロック手段がスタッドのロック空洞部から外れている時、スタッドを放出するように作用する圧縮スプリングによって開口部の方へ片寄らされる。好ましくは、この圧縮スプリングは、前記仮出願の図面に開示されたスプリングよりも長くかつ頑丈である。

また好ましくは、プラグが開口部を占有した時、プラグによって液体密封シールが形成されファスナー機構の汚染が防止される。

前記仮出願では、ロック状態センサを含めることについて検討が為されている。ロック状態センサは、ファスナーがロック状態にあるか、アンロック状態にあるかを検知することが可能である。リードスイッチとして一例が挙げられているが、ロック状態センサはこれに限定されるものではない。別の例として、光センサを用いることも可能である。光センサによって、スタッドがファスナー装置内に保持されているか否か、またシャトルが完全なロック状態にあるか否かを検知することが可能である。例えば、ファスナーが部分的にしかロックされていないかどうか、あるいはシャトルによって歯が完全にブロックされていないのではないか等について光センサによって知らせることが可能である。また、光センサは機械的センサに比べてより耐久性がある。

活性化されると収縮するようになっている材料がＮｉｔｉｎｏｌ等の形状記憶合金ワイヤーである場合、寿命を延ばすために収縮中Ｎｉｔｉｎｏｌワイヤーが受ける歪みが幾分軽減される。例えば、Ｎｉｔｉｎｏｌワイヤーの収縮量が３％から２．５％に軽減されれば、該ワイヤーの寿命を３００，０００サイクル程度まで延ばすことが可能となる。

捩れスプリングを用いて形状記憶合金ワイヤーを再度片寄らせてシャトルをロック位置へ駆動させることが可能である。捩れスプリングは、前記仮出願中の図面に関連して述べられたリング型スプリングに比べてばね率が低くてもよい。

また、ファスナーにＮｉｔｉｎｏｌワイヤーが２本平行に含まれている場合には、好ましくは安定化装置を用いて負荷が２本のワイヤーによって確実に分配され、その結果ワイヤーの寿命が増長される。本発明の観点は前記仮出願のスタッドファスナーにのみ適用されるものではなく、形状記憶合金ワイヤーが２本用いられる他の種々装置にも適用可能である。

発明の開示−第二の観点

第二の観点において、本発明により、装置中において第二の形状記憶合金ワイヤーと連動して作動するようになっている第一の形状記憶合金ワイヤーを備える装置用安定化装置が提供される。この安定化装置には各ワイヤーへ取り付けるための揺動板が含まれ、この揺動板は一方の形状記憶合金ワイヤーが他方の形状記憶合金ワイヤーが受けるストレスよりも大きなストレスを受けた時に旋回して前者のワイヤーに対するストレスが軽減されるように構成されている。

安定化装置の一例を以下において図面と関連させて示す。なお、他の構成としてもよい。

図面の詳細な説明

以下において、本発明について添付図面を参照しながら非限定的実施例を用いて説明する。

図１〜４に示すように、ファスナー６０には円周状の溝５６であるロック空洞部をもつスタッド５４が備えられる。ファスナー６０には、押し込み嵌合によってスタッドが中に受け止められる開口部５８（図２参照）が設けられる。

ファスナー６０には８個の歯６２が含まれ（図１ではそのうちの３個が符号で示されている）、各歯には溝５６と噛み合い可能な舌状部６４（図２参照）が設けられる。

本体６８内において２つの位置間に回転できるよう、シャトル６６が取り付けられる。第一の位置は、スタッド５４が開口部５８中にある時、ロック位置においてロック突出部７０によってスタッド５４の溝５６中に歯６２が保持される図１及び２に示された位置である。第二の位置は、シャトル６６が十分に回転することにより歯６２が開口部７２中のロック突出部７０間に位置している図３及び４に示された位置である。この状態では、歯６２はスタッド５８の溝５６中のロック位置にもはや保持されていない。

シャトル６６は、一方はシャトル６６をロック位置へ回転させるために用いられ、他方はシャトル６６をアンロック位置へ回転させるために用いられるガイド７３及び７５（図１参照）を通って作動する形状記憶合金ワイヤーを介して一定の位置から他の位置まで回転される。形状記憶合金ワイヤーは図２及び４に示したクリンプホルダー９３を介して取り付けられる。印刷回路基板１０２によってファスナー６０へ電力及び指令が与えられ、レポートが処理される。

ファスナー６０には後部キャップ７８が備えられる。電力は電気用ワイヤーを介して供給される。

図２及び４には、スタッド光センサ８３も図示されている。このセンサにより、スタッド５４がロック位置にあるか、あるいはアンロック位置にあるかが感知され、その感知結果を外部ソース（図示せず）へレポートすることができる。

ファスナー６０にはさらにオーバーストレススプリング１００（図１及び３参照）も備えられる。

図２及び４に最もよく示されているように、この実施態様においては、ファスナー６０には検知器ピン８９へ取り付けられたスライド型プラグ８７が含まれている。圧縮スプリング９１によってスライド型プラグ８７が開口部５８を閉じる位置まで付勢され、さらにロック解除時には、スタッド５４の放出が引き起こされる。ロック位置（図２）において、光センサ８３によって検知器ピン８９が検知される。これにより、ファスナー６０はスタッドが噛み合っていることをレポートできるようになる。図４に示すようにスタッド５４が外され放出されると、光センサ８３はもはやピン８９を検知することができず、ファスナー６０はアンロック状態であることをレポートする。

次に安定化装置１２０が図示された図５及び６について説明する。

揺動板１０８には第一形状記憶合金ワイヤー１０４及び第二形状記憶合金ワイヤー１０６がそれぞれ適当な手段を用いて取り付けられる。揺動板１０８はピン１１４を中心として旋回可能であり、また揺動板には各縁部１１０及び１１２に沿ってワイヤー１０４及び１０６をそれぞれガイドするように働く溝が設けられている。

ワイヤー１０４が収縮すると、揺動板１０８がピン１１４を中心として旋回し、ストレスの少量がワイヤー１０６の伸長という形で移動される。ワイヤー１０６が収縮した場合にはこれとは逆方式の作動が引き起こされる（図６に図示）。このように、一方の形状記憶合金ワイヤーが他方の形状記憶合金ワイヤーが受けるストレスよりも大きいストレスを受けると、最初にストレスを受けるワイヤーに対して作用するストレスは、その少量を他方の形状記憶ワイヤーへ向けさせることによって軽減される。

種々技術分野の当業者によって容易に理解されるように、本願において開示された発明は上記実施例に限定されるものではなく、多くの技術分野において広い用途をもつものであり、それら関連分野に重要な進歩をもたらすものである。特に、本発明により、汚染を受けることの少ないファスナー及び形状記憶合金ワイヤーを用いた装置の作動及び寿命を高めることが可能な安定化装置が提供される。

本発明の第一の観点における実施態様であるロック位置にあるスタッドファスナーの外側本体部の一部が取り除かれ、また右側基部が省略された状態を示した透視図である。 外側本体部が適正位置に配置された図１の実施態様の側方断面図である。 図１に示したスタッドファスナーがアンロック位置にある状態を示した図である。 図２に示したスタッドファスナーがアンロック位置にある状態を示した図である。 本発明の第二の観点における安定化装置の実施態様の平面図であって、形状記憶合金ワイヤーにストレスが課されていない状態を示した図である。 図５の安定化装置の一方のワイヤーにストレスが課された後の状態を示した図である。

Claims (11)

1. 互いに連動して作動するようになっている２本の形状記憶合金ワイヤーを含んで構成される装置安定化装置であって、
   形状記憶合金ワイヤーのそれぞれへ取り付けるために用いられ、かつ一方の形状記憶合金ワイヤーが他方の形状記憶合金ワイヤーが受けるストレスよりも大きいストレスを受けると旋回して前記一方の形状記憶合金ワイヤーが受けるストレスを軽減するようになっている揺動板が備えられることを特徴とする前記安定化装置。
2. 前記揺動板に、その２つの縁部のそれぞれに沿って、形状記憶合金ワイヤーの一方のガイドとして機能するようになっている溝がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１項記載の装置。
3. ロック空洞部を備えるスタッド、
   前記スタッドを受け止めるようになっている開口部、
   前記ロック空洞部と噛み合うようになっているロック手段、
   活性化されると収縮するようになっている材料を含んで成る回転手段によって、ロック手段がロック空洞部と噛み合うロック位置とロック手段がロック空洞部と噛み合わないアンロック位置との間を回転可能にされたシャトル、及び
   前記シャトル内をスライドして前記スタッドによって占有されてない時に前記開口部を閉じるようになっているプラグを含んで構成されるファスナー。
4. 前記プラグがバイアス手段によって前記開口部の方へ偏寄されていることを特徴とする請求項３項記載のファスナー。
5. 前記バイアス手段が圧縮スプリングであることを特徴とする請求項４項記載のファスナー。
6. 前記プラグで前記開口部が閉じられた時、該プラグが液体密封シールとして機能するようになっていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載のファスナー。
7. ファスナーがロック位置にあるか、あるいはアンロック位置にあるかを検知する光センサが少なくとも１個含まれることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項記載のファスナー。
8. 前記活性化されると収縮するようになっている材料に２本の形状記憶合金ワイヤーが含まれることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項記載のファスナー。
9. 請求項１または請求項２に記載の安定化装置が含まれることを特徴とする請求項８項記載のファスナー。
10. 本願添付図面の図５及び６を参照して説明された安定化装置と実質的に同様の安定化装置。
11. 本願添付図面の図１〜４を参照して説明されたファスナーと実質的に同様なファスナー。

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