JP2009228490A - ワイヤの固定方法およびワイヤ固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤの両端を固定して当該ワイヤに張力を与える場合にワイヤの張力を一定にするワイヤの固定方法および装置を提供する。
【解決手段】形状記憶合金ワイヤ３の一端をプラグ４に巻き付け、他端をプラグ４’に巻き付ける。次に、ソケット２とソケット２’の間隔を縮めるために、台板１の上面に圧縮応力が、下面に引っ張り応力が生じるよう台板１に曲げモーメントを加えて台板１を曲げた後、プラグ４，４’の側面を押圧して直径を縮めてソケット２，２’に挿入する。ソケット２，２’に挿入されたプラグ４，４’の直径は元に戻るので、プラグ４，４’はソケット２，２’に固着される。これにより、形状記憶合金ワイヤ３は台板１に固定される。その後、曲げモーメントを緩和して台板１を平坦にすると、ソケット２とソケット２’の間の間隔が広がり、形状記憶合金ワイヤ３に張力が加わる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤの両端を台板に固定して、当該ワイヤに張力を与えるワイヤ固定方法およびワイヤ固定装置に関する。

形状記憶合金ワイヤを用いたアクチュエータで、カメラのシャッタ、絞り等を駆動することが提案されている（特許文献１）。このアクチュエータは、支持板に所定の間隔を開けて固定された２個の支持電極に両端を半田付けされた形状記憶合金ワイヤと、前記支持板に回転バネで支持されて、その先端が前記形状記憶合金ワイヤに当接するレバーを備えて、前記形状記憶合金ワイヤを伸縮させて前記レバーを駆動するものである。

このアクチュエータのレバーは、形状記憶合金ワイヤの張力と回転バネの弾性力がバランスする位置で停止するので、レバーの位置再現精度を確保するためには、形状記憶合金ワイヤの初期張力（形状記憶合金ワイヤの両端を支持電極に固定した時の張力）を一定にする必要がある。

形状記憶合金ワイヤは、支持電極に半田付けする際に半田の熱によって収縮し、その後、半田が冷えると元に伸びる。しかしながら、この半田付けの前後の形状記憶合金ワイヤの伸縮量を管理することは難しかった。このため、形状記憶合金ワイヤの初期張力を一定にすることは難しいという問題があった。
特開２００６−２８４８０３号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、一定の張力でワイヤの両端を固定するワイヤの固定方法および装置を提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤの固定方法は、２個のプラグにワイヤの両端をそれぞれ巻き付けて、台板の上面に間隔を開けて立設した２個のソケットに前記２個のプラグを嵌合して、前記ワイヤを前記台板に固定するワイヤ固定方法において、前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、前記台板を変形して前記ソケットの間隔を広げる段階を有することを特徴とする。

また、前記台板の上面に圧縮応力、下面に引っ張り応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げる段階と、前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、その後に、前記台板から前記曲げモーメントを緩和する段階を有してもよい。

また、前記台板から前記曲げモーメントを緩和した後に、前記プラグを前記ソケットの中でスリップさせて前記ワイヤの張力を調整する段階をさらに有してもよい。

また、前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、その後に、前記台板の上面に引っ張り応力、下面に圧縮応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げる段階を有してもよい。

また、前記台板を曲げた後に、前記プラグを前記ソケットの中でスリップさせて前記ワイヤの張力を調整する段階をさらに有してもよい。

また、前記台板の上面に圧縮応力、下面に引っ張り応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げた後に、前記台板を台枠に嵌合して、前記台板を曲げた状態で保持する段階と、前記プラグを前記ソケットに嵌合した後に、前記台枠から前記台板を取り外す段階をさらに有してもよい。

また、前記台板の両端部の上下方向の変位を拘束する拘束部材と、前記台板の中央部を上下方向に変位する変位強制手段を有する台枠を用意する段階と、前記プラグを前記ソケットに嵌合した後に、前記台板を前記台枠に嵌合する段階と、前記変位強制手段を用いて前記台板の中央部を上方に変位させて、前記台板を曲げる段階を有してもよい。

本発明に係るワイヤ固定装置は、台板と、前記台板の上面に間隔を開けて立設されたソケットと、ワイヤの端部を巻き付けて、前記ソケットに嵌合するプラグを備えるワイヤ固定装置において、前記ソケットは側面にスリットを有し、前記ソケットと前記プラグの間に挟持されるとともに、一端が前記スリットから引き出されて前記ソケットの外部に露出する電極材を備えることを特徴とする。

また、前記電極材はフレキシブルプリント配線板であってもよい。

本発明に係るワイヤ固定装置は、台板と、ワイヤを巻き付ける巻き取り軸を有するとともに、前記台板に所定の間隔を空けて取り付けられる一対のプラグを備えるワイヤ固定装置において、前記台板は、前記プラグの一方を、前記台板に取り付けて、前記巻き取り軸の回転を両方向共に拘束する回転拘束手段と、前記プラグの他方を、前記台板に取り付けて、前記巻き取り軸の特定方向へ回転を許すとともに、逆方向への回転を拘束するラチェット手段を備えることを特徴とする。

また、前記プラグの一方が、前記台板と一体に構成されてもよい。

また、前記プラグと前記ソケットの内、少なくともいずれか一方が導電性物質であってもよい。

本発明に係るワイヤの固定方法および装置によれば、ワイヤの初期張力を一定にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る固定装置１００の構成を示す図である。

図１に示すように、固定装置１００は、台板１、ソケット２，２’、プラグ４，４’、および固定ピン６，６’から構成される。

ソケット２，２’は、側壁の一部を切り欠いた略円筒形状の部品であり、台板１の両端に間隔を開けて固定される。

プラグ４，４’は、形状記憶合金ワイヤ３の一端を巻き付けてソケット２，２’に挿入嵌合する部品である。また、プラグ４，４’はプラスティック材料やエラストマ等の弾性を有する材料を選ぶとともに、側壁の一部を切り欠いた略円筒形状を有しているので、外力を加えると変形して水平断面の直径が小さくなる。そのため、ソケット２，２’への挿入が容易である。

固定ピン６，６’は、プラグ４，４’をソケット２，２’に挿入した後に、プラグ４，４’の中心の空洞部に挿入して、プラグ４，４’の径を押し広げる部品であり、プラグ４，４’の中心の空洞部に容易に挿入できるようにテーパしている。

次に、固定装置１００に形状記憶合金ワイヤ３を固定する方法を説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ３の一端をプラグ４に巻き付け、他端をプラグ４’に巻き付ける。

次に、図２（ｂ）に示すように、台板１の上面に圧縮応力が、下面に引っ張り応力が生じるよう台板１に曲げモーメントを加えて台板１を曲げて、ソケット２とソケット２’の間の間隔を縮める。

次に、図２（ｃ）に示すように、プラグ４，４’の側面を押圧して直径を縮めてソケット２，２’に挿入する。ソケット２，２’に挿入されたプラグ４，４’の直径は元に戻るので、図２（ｄ）に示すように、プラグ４，４’はソケット２，２’に固着される。これにより、形状記憶合金ワイヤ３は台板１に固定される。

その後、曲げモーメントを緩和して、台板１を平坦にすると、ソケット２とソケット２’の間の間隔が広がる。これにより、図２（ｅ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ３に張力が加わる。

さて、形状記憶合金ワイヤ３に張力が加わったとき、形状記憶合金ワイヤ３の張力とプラグ４とソケット２との間に生じる摩擦力が釣り合えば、プラグ４はソケット２に対して静止する。張力が摩擦力より大きい場合（図３（ａ）参照）は、プラグ４がソケット２内でスリップして、形状記憶合金ワイヤ３の張力を緩和する（図３（ｂ）参照）。そこで、プラグ４の寸法、材質を適切に選択して、プラグ４とソケット２との間に生じる摩擦力を調整すれば、形状記憶合金ワイヤ３の張力を所定の値に調整することができる。

なお、プラグ４，４’とソケット２，２’の間の摩擦力が小さくて所定の張力を形状記憶合金ワイヤ３に与えられない場合は、図４に示すように固定ピン６，６’をプラグ４，４’の中心孔に挿入すれば、プラグ４，４’の径が広がるので、プラグ４，４’とソケット２，２’の間の摩擦力を大きくすることができる。固定ピン６，６’に代えてプラグ４，４’の内部に接着剤を充填してもよい。

また、プラグ４，４’をソケット２，２’に挿入する作業をしている間は、台板１を曲げた状態に保つ必要があるが、図５に示すような台枠５を使えば台板１を曲げた状態に保つことができる。

台板１は、自然状態（外力を受けない状態）で平坦な板には限られない。図６に示すように、上面が凸になるように湾曲した台板１の上面にソケット２，２’を取り付け（図６（ａ））てもよい。この台板１に曲げモーメントを加えて平坦にすると、ソケット２，２’の間の間隔が縮まる（図６（ｂ））。この状態で、形状記憶合金ワイヤ３を取り付けてプラグ４，４’をソケット２，２’に挿入（図６（ｃ））して、その後、曲げモーメントを緩和すれば形状記憶合金ワイヤ３に張力を与えることができる（図６（ｄ））。

以上、台板１を曲げて、ソケット２，２’の間の間隔を縮めて形状記憶合金ワイヤ３を取り付け、その後、ソケット２，２’の間の間隔を元に戻す方法を説明したが、形状記憶合金ワイヤ３を台板に取り付けた後に台板１を曲げてソケット２，２’の間の間隔を広げてもよい。

この方法は、図７に示すような台枠５を使用する。台枠５は両端に爪部材５ａを備えて、台板１の両端の上下方向の変位を拘束するとともに、底面の中央部にネジ７を螺合して、ネジ７で台板１の中央部を上方に変位させる治具である。

まず、ネジ７を下げた状態で台枠５に台板１を取り付け、ソケット２，２’の間に形状記憶合金ワイヤ３を架け渡す（図７（ａ））。その後、ネジ７を回して台枠５の底面から突出させると、台板１の中央部がネジ７に持ち上げられて（つまり、上に変位して）台板１は上に凸に曲げられる。台板１が上に凸に曲がると、ソケット２，２’の間の間隔が広がり、形状記憶合金ワイヤ３に張力が加わる（図７（ｂ））。

また、図８に示すように、ソケット２とプラグ４の間に電極材９を挟んで、ソケット２に設けたスリット８から電極材９の一端を引き出してもよい。

また、電極材９にフレキシブルプリント配線板を使用してもよい。

ソケット２又は、プラグ４の内、少なくともいずれか一方に導電性物質を用いて、ソケット２又はプラグ４、又はその両方を電極として使用できるようにしてもよい。

（実施形態２）
実施形態１では、ソケット２，２’の間の間隔を広げて形状記憶合金ワイヤ３に張力を加える方法と装置を示したが、プラグ４，４’で形状記憶合金ワイヤ３を巻き上げて形状記憶合金ワイヤ３に張力を加えることもできる。

図９は、形状記憶合金ワイヤ３をプラグ４，４’に巻き上げるようにした固定装置２００の構成を示す図である。固定装置２００は、台板１と、台板１に離隔して配置されたソケット１０，１１と、ソケット１０，１１に挿入されるプラグ１２，１３から構成される。なお、図９ではプラグ１２と台板１を別部材としているが、プラグ１２と台板１を一体に構成してもよい。

図１０は、プラグ１２の外形図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。プラグ１２の下端には突起部１４を設けている。また図に示したように、突起部１４は水平断面において角形をなしている。なお、形状記憶合金ワイヤ３の一端は、プラグ１２上端の溝に引っ掛けられてからプラグ１２中央の径が細くなった部分（巻き取り軸）に巻き付けられる。

図１１は、ソケット１０の平面図である。ソケット１０の内部には、溝部１６が形成されている。また、図に示したように、溝部１６の平面形は角形をなしていて、プラグ１２の突起部１４が嵌合する。突起部１４と溝部１６の水平断面は、ほぼ同形同寸の角形をなしているので、突起部１４を溝部１６に嵌合するとプラグ１２のソケット１０に対する回転が拘束される。

図１２は、プラグ１３の外形図であり、図１２（ａ）は下面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。図１２（ａ）に示したように、プラグ１３の下端にはラチェット歯車１５を設けている。また、ラチェット歯車１５の水平断面には、緩傾斜部１５ａと急傾斜部１５ｂが交互に配置されている。なお、形状記憶合金ワイヤ３の他端は、プラグ１２の上端の溝に引っ掛けられてからプラグ１２の中央の径が細くなった部分（巻き取り軸）に巻き付けられる。

図１３は、ソケット１１の平面図である。ソケット１１の内部にはラチェット歯止め１７を設けている。また、図に示したように、ラチェット歯止め１７の水平断面には、歯車が回転容易な緩傾斜部１７ａと歯車が回転困難な急傾斜部１７ｂが交互に配置されている。

プラグ１３がソケット１１に挿入されると、ラチェット歯車１５とラチェット歯止め１７が噛み合って、図１４に示すようなラチェットが形成されるので、ラチェット歯車１５は時計回りには容易に回転するが、反時計回りには回転しない。したがって、プラグ１３はソケット１１に対して時計回りには回転するが、反時計回りの回転は拘束される。

図１５は、固定装置２００に形状記憶合金ワイヤ３を固定する方法を説明する図である。まず、図１５（ａ）に示すように、ソケット１０にプラグ１２を挿入して嵌合する。

続いて、図１５（ｂ）に示すように、ソケット１１にプラグ１３を挿入する。その後、図１５（ｃ）の矢印Ｙに示す方向にプラグ１３を回転する。

プラグ１３を回転すると、形状記憶合金ワイヤ３はプラグ１３に巻き取られるので、図１５（ｄ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ３に張力が加わる。上述のように、プラグ１３は逆方向には回転困難なので、形状記憶合金ワイヤ３が弛むことはない。

また、ソケット１０，１１又は、プラグ１２，１３の内、少なくともいずれか一方に導電性物質を用いて、ソケット１０，１１又はプラグ１２，１３、又はその両方を電極として使用できるようにしてもよい。

なお、本発明は、形状記憶合金ワイヤの固定に限られるものではなく、各種ワイヤの固定に適用できることは言うまでもない。

ワイヤ固定装置の構成を示す図である。 ワイヤ固定方法を説明する図である。 プラグがソケットの内部をスリップする状態を示す図である。 固定ピンの作用を説明する図である。 台板を台枠に嵌合した状態を示す図である。 ワイヤの固定方法を説明する図である。 台板を台枠に嵌合した状態を示す図である。 プラグとソケットの間に挟まれた電極材を示す図である。 ワイヤ固定装置の構成を示す図である。 突起部を備えたプラグの外形図である。 溝部を備えたソケットの平面図である。 歯車を備えたプラグの外形図である。 歯止めを備えたソケットの平面図である。 ラチェットが形成された状態を示す図である。 ワイヤ固定方法を説明する図である。

符号の説明

１ 台板
２，２’ ソケット
３ 形状記憶合金ワイヤ
４，４’ プラグ
５ 台枠
５ａ 爪部材
６，６’ 固定ピン
７ ネジ
８ スリット
９ 電極材
１０ 溝部を備えたソケット
１１ 歯止めを備えたソケット
１２ 突起部を備えたプラグ
１３ 歯車を備えたプラグ
１４ 突起部
１５ ラチェット歯車
１６ 溝部
１７ ラチェット歯止め

Claims (12)

1. ２個のプラグにワイヤの両端をそれぞれ巻き付けて、台板の上面に間隔を開けて立設した２個のソケットに前記２個のプラグを嵌合して、前記ワイヤを前記台板に固定するワイヤの固定方法において、
   前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、
   前記台板を変形して前記ソケットの間隔を広げる段階を有する
   ことを特徴とするワイヤの固定方法。
2. 前記台板の上面に圧縮応力、下面に引っ張り応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げる段階と、
   前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、
   その後に、前記台板から前記曲げモーメントを緩和する段階を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤの固定方法。
3. 前記台板から前記曲げモーメントを緩和した後に、前記プラグを前記ソケットの中でスリップさせて前記ワイヤの張力を調整する段階をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤの固定方法。
4. 前記プラグを前記ソケットに嵌合する段階と、
   その後に、前記台板の上面に引っ張り応力、下面に圧縮応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げる段階を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤの固定方法。
5. 前記台板を曲げた後に、前記プラグを前記ソケットの中でスリップさせて前記ワイヤの張力を調整する段階をさらに有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のワイヤの固定方法。
6. 前記台板の上面に圧縮応力、下面に引っ張り応力が生じるように、前記２個のソケットを結ぶ直線に直交する軸回りの曲げモーメントを前記台板に加えて、前記台板を曲げた後に、前記台板を台枠に嵌合して、前記台板を曲げた状態で保持する段階と、
   前記プラグを前記ソケットに嵌合した後に、前記台枠から前記台板を取り外す段階をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤの固定方法。
7. 前記台板の両端部の上下方向の変位を拘束する拘束部材と、前記台板の中央部を上下方向に変位する変位強制手段を有する台枠を用意する段階と、
   前記プラグを前記ソケットに嵌合した後に、前記台板を前記台枠に嵌合する段階と、
   前記変位強制手段を用いて前記台板の中央部を上方に変位させて、前記台板を曲げる段階を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のワイヤの固定方法。
8. 台板と、
   前記台板の上面に間隔を開けて立設されたソケットと、
   ワイヤの端部を巻き付けて、前記ソケットに嵌合するプラグを備えるワイヤ固定装置において、
   前記ソケットは側面にスリットを有し、
   前記ソケットと前記プラグの間に挟持されるとともに、一端が前記スリットから引き出されて前記ソケットの外部に露出する電極材を備える
   ことを特徴とするワイヤ固定装置。
9. 前記電極材はフレキシブルプリント配線板である
   ことを特徴とする請求項８に記載のワイヤ固定装置。
10. 台板と、
    ワイヤを巻き付ける巻き取り軸を有するとともに、前記台板に所定の間隔を空けて取り付けられる一対のプラグを備えるワイヤ固定装置において、
    前記台板は、
    前記プラグの一方を、前記台板に取り付けて、前記巻き取り軸の回転を両方向共に拘束する回転拘束手段と、
    前記プラグの他方を、前記台板に取り付けて、前記巻き取り軸の特定方向へ回転を許すとともに、逆方向への回転を拘束するラチェット手段を備える
    ことを特徴とするワイヤ固定装置。
11. 前記プラグの一方が、前記台板と一体に構成される
    ことを特徴とする請求項１０に記載のワイヤ固定装置。
12. 前記プラグと前記ソケットの内、少なくともいずれか一方は導電性を有する
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のワイヤ固定装置。

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