JP2009142072A - Shape memory alloy actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape memory alloy actuator which can be thinned with a simple structure and which does not malfunction even if an environmental temperature rises. <P>SOLUTION: The actuator is provided with a flexible sheet 21 having a movable part 21a supported by a non-movable part 21b; a first shape memory alloy wire 22 stitched to the movable part 21a with a seam width larger at a lower side than at an upper side; and a second shape memory alloy wire 23. The movable part 21a deforms due to contraction by resistance heating of first shape memory alloy wire 22, and is restored to an original state by adjusting an amount of power to be supplied to the wire 22. The second shape memory alloy wire 23 is stitched to the movable part 21a with a seam width larger at an upper side than at a lower side. When the environmental temperature rises to a transformation temperature or higher, a force acting on the movable part 21a due to contraction of the first shape memory alloy wire 22 is canceled by a force acting on the movable part 21a due to contraction of the second shape memory alloy wire 23, and thus, the movable part 21a is not deformed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は形状記憶合金ワイヤの抵抗加熱による収縮を利用したアクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator using contraction of a shape memory alloy wire due to resistance heating.

熱により形状回復する形状記憶合金（ＳＭＡ）は単位面積当りの発生力、発生歪が大きい材料であり、例えば小型携帯機器等に搭載するアクチュエータの構成要素として、その応用が期待されている。
図４は形状記憶合金を利用したアクチュエータの従来構成例として、特許文献１に記載されているシャッタ機構の構成を示したものである。
シャッタ羽根１，２は地板１０に植設された回動軸１ａ，２ａにそれぞれ回動自在に取り付けられており、これらシャッタ羽根１，２の一端にロープ状の第１の形状記憶合金３の両端が係止されている。第１の形状記憶合金３は連結板７に掛け渡されている。一対のシャッタ羽根１，２はスプリング４ａ，４ｂにより、地板１０に設けられている開口部１０ａを閉じる方向に付勢されている。 Shape memory alloy (SMA) that recovers its shape by heat is a material having a large generated force and generated strain per unit area, and its application is expected as a component of an actuator mounted on a small portable device, for example.
FIG. 4 shows a configuration of a shutter mechanism described in Patent Document 1 as a conventional configuration example of an actuator using a shape memory alloy.
The shutter blades 1 and 2 are rotatably attached to rotation shafts 1a and 2a implanted in the base plate 10, respectively. One end of the shutter blades 1 and 2 is formed of a rope-shaped first shape memory alloy 3. Both ends are locked. The first shape memory alloy 3 is stretched over the connecting plate 7. The pair of shutter blades 1 and 2 are urged by springs 4a and 4b in a direction to close the opening 10a provided in the main plate 10.

連結板７にはロープ状の第２の形状記憶合金５の一端が取り付けられ、第２の形状記憶合金５の他端は地板１０に固定されている。連結板７は上下方向（矢印ａ方向）に摺動可能とされており、この連結板７にスプリング６の一端が係止されている。スプリング６の他端は地板１０に固定されており、連結板７はスプリング６によって下方向に付勢されている。
ＳＭＡ駆動回路８より所定の電流を第１の形状記憶合金３に流すと、第１の形状記憶合金３は抵抗加熱により収縮し、これによりスプリング４ａ，４ｂの付勢力に抗してシャッタ羽根１，２が回動し、開口部１０ａが開く。 One end of a rope-shaped second shape memory alloy 5 is attached to the connecting plate 7, and the other end of the second shape memory alloy 5 is fixed to the base plate 10. The connecting plate 7 is slidable in the vertical direction (arrow a direction), and one end of the spring 6 is locked to the connecting plate 7. The other end of the spring 6 is fixed to the base plate 10, and the connecting plate 7 is urged downward by the spring 6.
When a predetermined current is passed through the first shape memory alloy 3 from the SMA drive circuit 8, the first shape memory alloy 3 contracts due to resistance heating, thereby resisting the biasing force of the springs 4a and 4b. , 2 rotate to open the opening 10a.

一方、環境温度が上昇し、例えば第１の形状記憶合金３の変態温度を上回った場合、この環境温度の上昇によって第１の形状記憶合金３は収縮するが、この際、第２の形状記憶合金５も収縮するため、連結板７は上方向に移動する。この連結板７の上方向への移動により、連結板７に掛け渡されている第１の形状記憶合金３の長さは短かくてもよい状態となり、これにより第１の形状記憶合金３の収縮による力がシャッタ羽根１，２に作用しない状態となるため、シャッタ羽根１，２の環境温度の上昇による誤動作が防止されるものとなっている。
特開２００５−１３４４３８号公報 On the other hand, when the environmental temperature rises, for example, exceeds the transformation temperature of the first shape memory alloy 3, the first shape memory alloy 3 contracts due to the increase in the environmental temperature. Since the alloy 5 also contracts, the connecting plate 7 moves upward. Due to the upward movement of the connecting plate 7, the length of the first shape memory alloy 3 stretched over the connecting plate 7 may be short, whereby the first shape memory alloy 3 Since the force due to the contraction does not act on the shutter blades 1 and 2, malfunction due to an increase in the environmental temperature of the shutter blades 1 and 2 is prevented.
JP 2005-134438 A

上述したように、図４に示した形状記憶合金アクチュエータを用いるシャッタ機構は駆動用の第１の形状記憶合金３に加え、温度補償用の第２の形状記憶合金５を備えることにより、環境温度の上昇による誤動作を防止するものとなっている。
しかしながら、この図４に示した構成では環境温度の上昇による誤動作を防止するための機構として、地板１０上で摺動する連結板７やその連結板７を付勢するスプリング６を用いるものとなっているため、構造が複雑で部品点数も多く、また薄型化も図りづらいものとなっていた。 As described above, the shutter mechanism using the shape memory alloy actuator shown in FIG. 4 includes the second shape memory alloy 5 for temperature compensation in addition to the first shape memory alloy 3 for driving. This prevents malfunctions due to the rise of the.
However, in the configuration shown in FIG. 4, the connection plate 7 that slides on the ground plate 10 and the spring 6 that biases the connection plate 7 are used as a mechanism for preventing malfunction due to an increase in environmental temperature. For this reason, the structure is complicated, the number of parts is large, and it is difficult to reduce the thickness.

この発明の目的はこのような状況に鑑み、簡易な構成で環境温度の上昇による誤動作を防止することができ、かつ極めて薄型に構成することができる形状記憶合金アクチュエータを提供することにある。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a shape memory alloy actuator that can prevent malfunction due to an increase in environmental temperature with a simple configuration and can be configured to be extremely thin.

請求項１の発明によれば、形状記憶合金アクチュエータは非可動部とその非可動部に支持された可動部とを有する可撓性シートと、可動部に縫い目幅が可動部の上面側よりも下面側の方が大とされて縫い付けられた第１の形状記憶合金ワイヤと、第２の形状記憶合金ワイヤとよりなり、可動部は第１の形状記憶合金ワイヤの抵抗加熱による収縮に伴って変形し、かつ第１の形状記憶合金ワイヤへの通電量を調整することで元の状態に復帰する構成とされ、第２の形状記憶合金ワイヤは可動部に縫い目幅が可動部の下面側よりも上面側の方が大とされて縫い付けられているものとされる。   According to the invention of claim 1, the shape memory alloy actuator includes a flexible sheet having a non-movable part and a movable part supported by the non-movable part, and a seam width of the movable part is larger than that of the upper surface side of the movable part. The first shape memory alloy wire and the second shape memory alloy wire sewn on the lower surface side are made larger, and the movable portion is contracted by the resistance heating of the first shape memory alloy wire. The second shape memory alloy wire has a movable portion with a seam width on the lower surface side of the movable portion, and the second shape memory alloy wire is restored to its original state by adjusting the energization amount to the first shape memory alloy wire. It is assumed that the upper surface side is made larger and sewn than.

請求項２の発明によれば、形状記憶合金アクチュエータは非可動部とその非可動部に支持された可動部とを有する可撓性シートと、可動部に縫い付けられた第１の形状記憶合金ワイヤと、第２の形状記憶合金ワイヤとよりなり、可動部は第１の形状記憶合金ワイヤの抵抗加熱による収縮に伴って変形し、かつ第１の形状記憶合金ワイヤへの通電量を調整することで元の状態に復帰する構成とされ、第２の形状記憶合金ワイヤは可動部と非可動部とに跨るように縫い付けられているものとされる。
請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、可撓性シートにＣ字状をなすスリットが形成され、そのスリットで囲まれた領域が可動部とされる。 According to the invention of claim 2, the shape memory alloy actuator includes a flexible sheet having a non-movable part and a movable part supported by the non-movable part, and a first shape memory alloy sewn to the movable part. The movable portion is composed of a wire and a second shape memory alloy wire, and the movable portion is deformed as the first shape memory alloy wire is contracted by resistance heating, and the amount of current supplied to the first shape memory alloy wire is adjusted. Thus, the second state memory alloy wire is sewn so as to straddle the movable portion and the non-movable portion.
In the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, a C-shaped slit is formed in the flexible sheet, and a region surrounded by the slit is a movable portion.

この発明によれば、環境温度が変態温度以上に上昇した場合に、駆動用の第１の形状記憶合金ワイヤが収縮することによって可動部に作用する力を、温度補償用の第２の形状記憶合金ワイヤが収縮することによって可動部に作用する力によって相殺することができ、よって環境温度の上昇によって誤動作が発生しない形状記憶合金アクチュエータを実現することができ、かつそのような形状記憶合金アクチュエータを極めて簡易かつ薄型に構成することができる。   According to the present invention, when the environmental temperature rises above the transformation temperature, the force acting on the movable part by the contraction of the first shape memory alloy wire for driving is used as the second shape memory for temperature compensation. A shape memory alloy actuator that can be offset by the force acting on the movable part due to contraction of the alloy wire, and that does not cause a malfunction due to an increase in environmental temperature, and such a shape memory alloy actuator can be realized. An extremely simple and thin configuration can be achieved.

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１Ａはこの発明による形状記憶合金アクチュエータの第１の実施例の構成を示したものであり、この例では形状記憶合金アクチュエータは可撓性シート２１と第１の形状記憶合金ワイヤ２２と第２の形状記憶合金ワイヤ２３とからなる。
方形状をなす可撓性シート２１にはＣ字状をなすスリット２４が形成されており、このスリット２４で囲まれた領域が可動部２１ａとされる。円形形状をなす可動部２１ａはその一端側が可撓性シート２１の非可動部（周辺部）２１ｂに連結支持されている。非可動部２１ｂの一端縁には一対の電極２５，２６が形成されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A shows a configuration of a first embodiment of a shape memory alloy actuator according to the present invention. In this example, the shape memory alloy actuator includes a flexible sheet 21, a first shape memory alloy wire 22, and a second shape memory alloy actuator. Of the shape memory alloy wire 23.
A C-shaped slit 24 is formed in the rectangular flexible sheet 21, and a region surrounded by the slit 24 is a movable portion 21a. One end of the movable portion 21a having a circular shape is connected to and supported by a non-movable portion (peripheral portion) 21b of the flexible sheet 21. A pair of electrodes 25 and 26 are formed at one end edge of the non-movable portion 21b.

第１の形状記憶合金ワイヤ２２は可撓性シート２１に縫い付けられて、つまり繰り返し上下に通されて取り付けられている。第１の形状記憶合金ワイヤ２２は可動部２１ａにおいてはこの例では円形形状をなす可動部２１ａの円形の中心を中心とする二重の円環状をなすように縫い付けられており、この可動部２１ａから電極２５，２６が形成されている部分に図１Ａに示したように縫い付けられて導出されている。
可動部２１ａにおける第１の形状記憶合金ワイヤ２２は、その縫い目幅（ステッチ幅）が可動部２１ａの上面側よりも下面側の方が大きくなるように縫い付けられている。なお、第１の形状記憶合金ワイヤ２２は例えば一方の電極２５部分を縫い始めとして、他方の電極２６部分が縫い終わりとなるように縫い付けられ、可動部２１ａにおける二重の円環状をなす部分には外周側から内周側に移り、また内周側から外周側に移る部分が図１Ａに示したように存在している。 The first shape memory alloy wire 22 is attached to the flexible sheet 21 by sewing, that is, repeatedly passing up and down. The first shape memory alloy wire 22 is sewn in the movable portion 21a so as to form a double ring centered on the circular center of the movable portion 21a having a circular shape in this example. As shown in FIG. 1A, the portion where the electrodes 25 and 26 are formed from 21a is sewed out.
The first shape memory alloy wire 22 in the movable portion 21a is sewn so that the stitch width (stitch width) is larger on the lower surface side than on the upper surface side of the movable portion 21a. For example, the first shape memory alloy wire 22 is sewn so that one electrode 25 portion is sewn and the other electrode 26 portion is sewn, and the movable portion 21a has a double annular shape. In FIG. 1A, there is a portion that moves from the outer peripheral side to the inner peripheral side and from the inner peripheral side to the outer peripheral side.

一方、第２の形状記憶合金ワイヤ２３も第１の形状記憶合金ワイヤ２２と同様、可撓性シート２１に縫い付けられて取り付けられている。第２の形状記憶合金ワイヤ２３はこの例では４本存在し、可動部２１ａにおける第１の形状記憶合金ワイヤ２２がなす二重の円環の間に、第１の形状記憶合金ワイヤ２２に沿うように、ほぼ等角間隔に配列されて直線状に縫い付けられている。なお、これら第２の形状記憶合金ワイヤ２３は、その縫い目幅が第１の形状記憶合金ワイヤとは逆に、可動部２１ａの下面側よりも上面側の方が大きくなるように縫い付けられている。   On the other hand, like the first shape memory alloy wire 22, the second shape memory alloy wire 23 is also sewn and attached to the flexible sheet 21. There are four second shape memory alloy wires 23 in this example, and along the first shape memory alloy wire 22 between the double rings formed by the first shape memory alloy wire 22 in the movable portion 21a. Thus, they are arranged at substantially equiangular intervals and sewn linearly. These second shape memory alloy wires 23 are sewn so that the stitch width is larger on the upper surface side than on the lower surface side of the movable portion 21a, contrary to the first shape memory alloy wire. Yes.

可撓性シート２１に対する第１及び第２の形状記憶合金ワイヤ２２，２３の縫い付けは常温で、つまり形状記憶合金ワイヤ２２，２３がマルテンサイト相にある状態で行われ、形状記憶合金ワイヤ２２，２３は引っ張り力を加えられ、ひずみが与えられた状態で縫い付けられる。形状記憶合金ワイヤ２２，２３の縫い付けは例えばミシンを使用して行うことができ、また手縫いとしてもよい。
第１の形状記憶合金ワイヤ２２と電極２５，２６とは例えば熱圧着等によって接続固定される。また、４本の第２の形状記憶合金ワイヤ２３の各両端はそれぞれ可撓性シート２１に対して固定されており、つまり抜け止め処理（固定処理）が施されている。抜け止め処理は例えば第２の形状記憶合金ワイヤ２３自身で結び目や縒り目をつくることによって行われる。なお、抜け止め処理として例えば接着剤等を用いて第２の形状記憶合金ワイヤ２３の端部に玉をつくるようにしてもよい。 The first and second shape memory alloy wires 22 and 23 are sewn to the flexible sheet 21 at room temperature, that is, in a state where the shape memory alloy wires 22 and 23 are in the martensite phase. , 23 are applied with a tensile force and are sewn in a strained state. The shape memory alloy wires 22 and 23 can be sewn using, for example, a sewing machine, or may be hand-sewn.
The first shape memory alloy wire 22 and the electrodes 25 and 26 are connected and fixed by, for example, thermocompression bonding. Further, both ends of the four second shape memory alloy wires 23 are respectively fixed to the flexible sheet 21, that is, a retaining process (fixing process) is performed. The retaining process is performed, for example, by forming a knot or a crease with the second shape memory alloy wire 23 itself. In addition, you may make it make a ball in the edge part of the 2nd shape memory alloy wire 23, for example using an adhesive agent etc. as a retaining process.

図１Ｂは可撓性シート２１のＸＸ断面形状を示したものであり、図１Ｃ及び図１Ｄは電極２５，２６間に通電し、第１の形状記憶合金ワイヤ２２が抵抗加熱により収縮した状態における可撓性シート２１のＸＸ断面形状及びＹＹ断面形状をそれぞれ示したものである。なお、図１Ｂ〜Ｄにおいては第１及び第２の形状記憶合金ワイヤ２２，２３の図示は省略している。
この例ではこれら図１Ｃ，Ｄに示したように、第１の形状記憶合金ワイヤ２２が抵抗加熱により収縮することにより、可動部２１ａは可撓性シート２１の弾性変形の範囲内で、上に凸に、ドーム状に変形し、つまり平面からドーム状の曲面に変化する可動部２１ａが得られるものとなっている。一方、第１の形状記憶合金ワイヤ２２への通電量を調整することで、マルテンサイト変態温度以下の状態になった時、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の収縮は弛緩し、これにより可動部２１ａを変形させる力がなくなるため、可動部２１ａはその復元力でもって図１Ｂに示した元の状態に復帰する。なお、通電量を調整するとは、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の温度がマルテンサイト変態温度以下となるように通電量を減少させることを意味し、通電量を０にすることも含むものとする。 FIG. 1B shows an XX cross-sectional shape of the flexible sheet 21, and FIGS. 1C and 1D show a state in which the first shape memory alloy wire 22 is contracted by resistance heating when electricity is applied between the electrodes 25 and 26. The XX cross-sectional shape and YY cross-sectional shape of the flexible sheet 21 are shown, respectively. 1B to 1D, the first and second shape memory alloy wires 22 and 23 are not shown.
In this example, as shown in FIGS. 1C and 1D, when the first shape memory alloy wire 22 contracts due to resistance heating, the movable portion 21a is moved upward within the range of elastic deformation of the flexible sheet 21. A movable portion 21a that is convexly deformed into a dome shape, that is, changed from a flat surface to a dome-shaped curved surface, is obtained. On the other hand, by adjusting the energization amount to the first shape memory alloy wire 22, the contraction of the first shape memory alloy wire 22 is relaxed when the temperature is lower than the martensite transformation temperature, thereby moving the movable part. Since the force for deforming 21a is lost, the movable portion 21a returns to the original state shown in FIG. 1B with its restoring force. The adjustment of the energization amount means that the energization amount is decreased so that the temperature of the first shape memory alloy wire 22 is equal to or lower than the martensite transformation temperature, and includes that the energization amount is set to zero.

一方、環境温度が上昇し、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の変態温度以上に環境温度が上昇した場合、第１の形状記憶合金ワイヤ２２は収縮し、これにより可動部２１ａには上に凸に変形させようとする力が作用するが、第２の形状記憶合金ワイヤ２３も同時に収縮し、この第２の形状記憶合金ワイヤ２３は可動部２１ａの上下面の縫い目幅の大小関係が第１の形状記憶合金ワイヤ２２とは逆の関係とされているため、第２の形状記憶合金ワイヤ２３の収縮は可動部２１ａを下に凸に変形させるように作用する。従って、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤ２２，２３によって可動部２１ａに作用する２つの力は相殺され、環境温度が上昇しても可動部２１ａは変形せず、つまり誤動作しないものとなる。   On the other hand, when the environmental temperature rises and the environmental temperature rises above the transformation temperature of the first shape memory alloy wire 22, the first shape memory alloy wire 22 contracts, thereby causing the movable portion 21 a to protrude upward. However, the second shape memory alloy wire 23 contracts at the same time, and the second shape memory alloy wire 23 has a first width relationship between the upper and lower surfaces of the movable portion 21a. Therefore, the contraction of the second shape memory alloy wire 23 acts to deform the movable portion 21a downward. Accordingly, the two forces acting on the movable portion 21a are canceled by the first and second shape memory alloy wires 22 and 23, and the movable portion 21a does not deform even if the environmental temperature rises, that is, does not malfunction. .

以上説明したように、この例によれば、形状記憶合金アクチュエータは可撓性シート２１に駆動用の第１の形状記憶合金ワイヤ２２及び温度補償用の第２の形状記憶合金ワイヤ２３を縫い付けることによって構成され、よって極めて薄型に構成することができ、またこのような簡易な構成で環境温度の上昇に起因する誤動作を防止することができるものとなっている。
上記のような構成において、可撓性シート２１には例えばポリイミドフィルムやＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）フィルムが用いられ、その厚さは７５〜１２５μｍ程度とされる。また、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤ２２，２３はＮｉ−Ｔｉ合金やＮｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金製とされ、その直径は５０〜１５０μｍ程度とされる。なお、可撓性シート２１は薄くすると強度が低下し、また所要の弾性復元力を得にくいものとなり、一方、厚くすると応答性が悪くなり、駆動するための大きな力（消費電力）を要することになるため、上記のような範囲に厚さを設定するのが好ましい。 As described above, according to this example, the shape memory alloy actuator sews the first shape memory alloy wire 22 for driving and the second shape memory alloy wire 23 for temperature compensation to the flexible sheet 21. Therefore, it can be configured to be extremely thin, and such a simple configuration can prevent malfunction caused by an increase in environmental temperature.
In the above-described configuration, for example, a polyimide film or a PEN (polyether nitrile) film is used as the flexible sheet 21, and the thickness thereof is about 75 to 125 μm. The first and second shape memory alloy wires 22 and 23 are made of a Ni—Ti alloy or a Ni—Ti—Cu alloy and have a diameter of about 50 to 150 μm. When the flexible sheet 21 is thinned, the strength is reduced and it is difficult to obtain the required elastic restoring force. Therefore, it is preferable to set the thickness within the above range.

次に、図２に示したこの発明による形状記憶合金アクチュエータの第２の実施例について説明する。
この例では温度補償用の第２の形状記憶合金ワイヤの配置（縫い付け方）が図１に示した第１の実施例と異なるものとなっており、第２の形状記憶合金ワイヤ２３’は可撓性シート２１の可動部２１ａと非可動部２１ｂとに跨るように、つまりスリット２４を横切るように縫い付けられている。第２の形状記憶合金ワイヤ２３’はこの例では３本存在し、可動部２１ａのまわりに９０°間隔で３箇所に縫い付けられている。なお、第２の形状記憶合金ワイヤ２３’はこの例では単にスリット２４を横切るように配置されて、その一端が可動部２１ａに固定され、他端が非可動部２１ｂに固定されている。 Next, a second embodiment of the shape memory alloy actuator according to the present invention shown in FIG. 2 will be described.
In this example, the arrangement (sewing method) of the second shape memory alloy wire for temperature compensation is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the second shape memory alloy wire 23 ′ is acceptable. The flexible sheet 21 is sewn so as to straddle the movable portion 21 a and the non-movable portion 21 b, that is, across the slit 24. In this example, there are three second shape memory alloy wires 23 ', and the second shape memory alloy wires 23' are sewn at three positions around the movable portion 21a at intervals of 90 °. In this example, the second shape memory alloy wire 23 ′ is simply disposed so as to cross the slit 24, and one end thereof is fixed to the movable portion 21a and the other end is fixed to the non-movable portion 21b.

この例においても第１の形状記憶合金ワイヤ２２に通電し、第１の形状記憶合金ワイヤ２２が抵抗加熱により収縮すると、可動部２１ａは第１の実施例と同様、上に凸に、ドーム状に変形する。この際、第２の形状記憶合金ワイヤ２３’は変態温度以下であるから、可動部２１ａの変形を阻害しない。
一方、環境温度が上昇し、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の変態温度以上になった場合、第１の形状記憶合金ワイヤ２２は収縮して可動部２１ａを上に凸に変形させようとするが、この際、３本の第２の形状記憶合金ワイヤ２３’が同時に収縮することによって円形形状の可動部２１ａをその径方向に引っ張るため、可動部２１ａの変形は阻止される。従って、この例においても環境温度の上昇に起因する誤動作は発生しない。 Also in this example, when the first shape memory alloy wire 22 is energized and the first shape memory alloy wire 22 contracts due to resistance heating, the movable portion 21a is convex upward and dome-shaped as in the first embodiment. Transforms into At this time, since the second shape memory alloy wire 23 ′ is equal to or lower than the transformation temperature, the deformation of the movable portion 21 a is not hindered.
On the other hand, when the environmental temperature rises and becomes equal to or higher than the transformation temperature of the first shape memory alloy wire 22, the first shape memory alloy wire 22 contracts and tries to deform the movable portion 21a upward. However, at this time, the three second shape memory alloy wires 23 ′ are simultaneously contracted to pull the circular movable portion 21 a in the radial direction, so that the deformation of the movable portion 21 a is prevented. Therefore, even in this example, no malfunction due to the increase in the environmental temperature occurs.

なお、第２の形状記憶合金ワイヤ２３’をこの例では３本縫い付けているが、第２の形状記憶合金ワイヤ２３’の本数はこれに限らず、例えば２本としてもよく、また４本以上縫い付けてもよい。
図３は環境温度の上昇時に可動部２１ａの変形を阻止すべく、可動部２１ａを径方向に、つまり可撓性シート２１のシート面方向に引っ張る第２の形状記憶合金ワイヤを上述した例と異なり、１本で構成した例を示したものであり、この例では第２の形状記憶合金ワイヤ２３’’は可動部２１ａと非可動部２１ｂとに跨り、スリット２４に沿ってジグザグ状に縫い付けられている。第２の形状記憶合金ワイヤ２３’’をこのように縫い付けることによっても、その収縮によって可動部２１ａは径方向に引っ張られ、環境温度の上昇に起因する可動部２１ａの誤動作を防止することができる。 In this example, three second shape memory alloy wires 23 'are sewn, but the number of second shape memory alloy wires 23' is not limited to this, and may be two, for example, or four. The above may be sewn.
FIG. 3 shows the above-described example of the second shape memory alloy wire that pulls the movable portion 21a in the radial direction, that is, the sheet surface direction of the flexible sheet 21 in order to prevent the deformation of the movable portion 21a when the environmental temperature rises. Differently, an example constituted by one piece is shown, and in this example, the second shape memory alloy wire 23 '' straddles the movable portion 21a and the non-movable portion 21b and is sewn zigzag along the slit 24. It is attached. Even when the second shape memory alloy wire 23 ″ is sewn in this manner, the movable portion 21a is pulled in the radial direction due to the contraction, and the malfunction of the movable portion 21a due to an increase in the environmental temperature can be prevented. it can.

以上、この発明の実施例について説明したが、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の縫い付け方（配線パターン）は実施例に限定されず、可動部２１ａの所望の変形形状を得るべく決定される。
また、第１の形状記憶合金ワイヤ２２と第２の形状記憶合金ワイヤ２３（２３’，２３’’）の変態温度は同一としているが、必ずしも厳密に同一とする必要はない。この場合、第１の形状記憶合金ワイヤ２２の変態温度に対して第２の形状記憶合金ワイヤ２３（２３’，２３’’）の変態温度を低くするのが好ましい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the manner of sewing (wiring pattern) of the first shape memory alloy wire 22 is not limited to the embodiment, and is determined so as to obtain a desired deformed shape of the movable portion 21a.
Further, the transformation temperatures of the first shape memory alloy wire 22 and the second shape memory alloy wire 23 (23 ′, 23 ″) are the same, but they are not necessarily exactly the same. In this case, it is preferable to lower the transformation temperature of the second shape memory alloy wire 23 (23 ′, 23 ″) relative to the transformation temperature of the first shape memory alloy wire 22.

なお、例えば可動部２１ａには必要に応じてカバーフィルムが被せられる。カバーフィルムは柔軟なものが好ましく、例えばゴム材が使用される。また、カバーフィルムに替えて樹脂コーティングを施すようにしてもよい。   For example, the movable part 21a is covered with a cover film as needed. The cover film is preferably flexible and, for example, a rubber material is used. Further, a resin coating may be applied instead of the cover film.

Ａはこの発明の第１の実施例を示す平面図、Ｂはその可撓性シートのＸＸ断面図、Ｃ及びＤは変形後の可撓性シートのＸＸ及びＹＹ断面図。A is a plan view showing a first embodiment of the present invention, B is an XX sectional view of the flexible sheet, and C and D are XX and YY sectional views of the flexible sheet after deformation. この発明の第２の実施例を示す平面図。The top view which shows the 2nd Example of this invention. この発明の第３の実施例を示す平面図。The top view which shows the 3rd Example of this invention. 形状記憶合金アクチュエータの従来構成例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of a conventional structure of a shape memory alloy actuator.

Claims (3)

非可動部と、その非可動部に支持された可動部とを有する可撓性シートと、
前記可動部に、縫い目幅が可動部の上面側よりも下面側の方が大とされて縫い付けられた第１の形状記憶合金ワイヤと、
第２の形状記憶合金ワイヤとよりなり、
前記可動部は前記第１の形状記憶合金ワイヤの抵抗加熱による収縮に伴って変形し、かつ前記第１の形状記憶合金ワイヤへの通電量を調整することで元の状態に復帰する構成とされ、
前記第２の形状記憶合金ワイヤは前記可動部に、縫い目幅が可動部の下面側よりも上面側の方が大とされて縫い付けられていることを特徴とする形状記憶合金アクチュエータ。 A flexible sheet having a non-movable part and a movable part supported by the non-movable part;
A first shape memory alloy wire sewn on the movable portion with a seam width larger on the lower surface side than the upper surface side of the movable portion; and
A second shape memory alloy wire,
The movable portion is configured to be deformed as the first shape memory alloy wire is contracted by resistance heating, and to return to the original state by adjusting an energization amount to the first shape memory alloy wire. ,
The shape memory alloy actuator characterized in that the second shape memory alloy wire is sewn to the movable portion with a stitch width larger on the upper surface side than on the lower surface side of the movable portion. 非可動部と、その非可動部に支持された可動部とを有する可撓性シートと、
前記可動部に縫い付けられた第１の形状記憶合金ワイヤと、
第２の形状記憶合金ワイヤとよりなり、
前記可動部は前記第１の形状記憶合金ワイヤの抵抗加熱による収縮に伴って変形し、かつ前記第１の形状記憶合金ワイヤへの通電量を調整することで元の状態に復帰する構成とされ、
前記第２の形状記憶合金ワイヤは前記可動部と前記非可動部とに跨るように縫い付けられていることを特徴とする形状記憶合金アクチュエータ。 A flexible sheet having a non-movable part and a movable part supported by the non-movable part;
A first shape memory alloy wire sewn to the movable part;
A second shape memory alloy wire,
The movable portion is configured to be deformed as the first shape memory alloy wire is contracted by resistance heating, and to return to the original state by adjusting an energization amount to the first shape memory alloy wire. ,
The shape memory alloy actuator, wherein the second shape memory alloy wire is sewn so as to straddle the movable portion and the non-movable portion. 請求項１又は２記載の形状記憶合金アクチュエータにおいて、
前記可撓性シートにＣ字状をなすスリットが形成され、
そのスリットで囲まれた領域が前記可動部とされていることを特徴とする形状記憶合金アクチュエータ。 The shape memory alloy actuator according to claim 1 or 2,
C-shaped slits are formed in the flexible sheet,
A shape memory alloy actuator characterized in that a region surrounded by the slit is the movable portion.
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