JP2010001806A - 形状記憶合金からなるワイヤを架設する製造システムおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動対象物の初期位置がずれないように短時間で連続生産することが可能な製造システム、製造方法を提供する。
【解決手段】ワイヤを巻き回した巻き付け部材と、巻き付け部材から引き出したワイヤを架設対象物に架設する架設手段と、巻き付け部材から架設対象物の間の経路上に配設されたワイヤの張力を検知する検知手段と、張力を調整する張力調整手段と、検知手段の測定した張力の値に基づいて張力調整手段を制御する制御手段と、巻き付け部材と架設対象物との間の経路に配設され、通過するワイヤの一部をオーステナイト変態終了温度以上に加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする製造システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、形状記憶合金からなるワイヤを架設する製造システムおよび製造方法に関する。

形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ、以下ＳＭＡと記す。）からなるワイヤや箔等の伸縮を利用して駆動対象物を駆動させる駆動装置が知られている。このような駆動装置を製造する際には、ＳＭＡを架設した初期状態を検査するが、架設時の張力調整のばらつきや、ＳＭＡの取り付け状態に起因する張力変動等により、駆動装置内における駆動対象物の初期位置にばらつきが生じるといった問題点があった。

このような問題に対して、駆動対象物の初期位置を調整するために、調整機構を設けた駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１で提案されている調整を行っても、ＳＭＡの特性により初回の加熱、冷却による伸縮駆動時にＳＭＡの応力が変動し、駆動対象物の初期位置がずれるという問題がある。

ＳＭＡの特性について図１１を用いて説明する。図１１はＳＭＡの応力−歪み特性例を示すグラフである。図１１の横軸は歪み、縦軸は応力である。

例えば図１１の０点からＡ点まで応力を加えた後、応力を取り去ると図中矢印で示すようにＡ’点に達する。Ａ’点の歪みが残留歪みである。この状態から再びＳＭＡに応力を加えるとＡ’点からＡ点に向かってＳＭＡの歪みは増加する。ＳＭＡを一旦加熱してオーステナイト変態させると残留歪は消失するため、応力と歪の関係は再びグラフ上０Ａで示す関係となる。

一般に、ＳＭＡからなるワイヤ（以下、ＳＭＡワイヤと記す）を用いる駆動装置では、金属製の２つの端子にＳＭＡワイヤを固定する方法がとられる。この端子間に架設する際のＳＭＡワイヤに加える応力が一定であっても、残留歪みの有無により、結果的に応力差が生じる。例えば、端子間に架設する際のＳＭＡワイヤに加える応力の設計上の目標値をｂ１とする。残留歪みのないＳＭＡワイヤにｂ１の応力を加えた場合は図中の０点から直線上にあるＢ点に達するのに対し、例えば前述のようにＡ’点に示す残留歪みの残っているＳＭＡワイヤにｂ１の応力を加えた場合は図中のＡ’点から直線上にあるＣ’点に達する。

このように残留歪みの残っているＳＭＡワイヤにｂ１の応力を加えた状態で駆動装置の端子間にＳＭＡワイヤを固定した後、ＳＭＡワイヤを加熱してオーステナイト変態させると残留歪みは解消する。残留歪みが解消すると、ＳＭＡワイヤの長さは歪みがｃ２になる直線０Ａ上の点Ｃで均衡する。すなわち、ＳＭＡワイヤを加熱して残留歪みが解消されると応力はｃ１になり、ＳＭＡワイヤ架設時の応力ｂ１との応力差ｂ１−ｃ１が生じる。しかしながら、予めＳＭＡワイヤの残留歪みの量を測定することは困難であり、残留歪みの無いＳＭＡワイヤを選別したり、残留歪みの量に応じて応力差を補正することはできない。

このような問題を解決するため、ＳＭＡワイヤを架設した後、架設されたＳＭＡワイヤを所定の温度域まで加熱する加熱手段を設け、所定の温度域まで加熱して駆動装置本体に取り付けることにより、ＳＭＡワイヤに対して生じる架設時の応力変動を解消する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−１６０９９７号公報 特開２００７−１６２６１２号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている製造システムは、ＳＭＡワイヤを架設する部品毎に加熱、冷却を行った後、ワイヤの張力を所定値に調整してから駆動装置本体に取り付け固定するものであり、タクトを低減することが難しく、部品毎に加熱、冷却と張力調整をセッティングするため連続生産に適していない面があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、駆動対象物の初期位置がずれないように短時間で連続生産することが可能な製造システム、製造方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。

１．形状記憶合金からなるワイヤを架設対象物に架設する製造システムにおいて、
前記ワイヤを巻き付ける巻き付け部材と、
前記巻き付け部材から引き出した前記ワイヤを前記架設対象物に架設する架設手段と、
前記巻き付け部材から前記架設対象物の間の経路上に配設された前記ワイヤの張力を検知する検知手段と、
前記張力を調整する張力調整手段と、
前記検知手段の測定した前記張力の値に基づいて前記張力調整手段を制御する制御手段と、
前記巻き付け部材と前記架設対象物との間の経路に前記巻き付け部材から引き出した前記ワイヤが通過するように配設され、通過する前記ワイヤの一部をオーステナイト変態終了温度以上に加熱する加熱手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記巻き付け部材と前記架設対象物との間の前記ワイヤの張力が所定の制御目標値になるよう前記張力調整手段を制御し、
前記架設手段は、
前記加熱手段を通過した前記ワイヤを前記架設対象物に架設することを特徴とする製造システム。

２．前記制御手段は、
前記ワイヤを前記架設対象物に架設する間の各工程に応じて前記張力の制御目標値を変更して前記張力調整手段を制御することを特徴とする前記１に記載の製造システム。

３．前記制御手段は、
前記制御目標値を、
前記ワイヤを前記架設対象物に架設して固定する架設工程では前記架設対象物に架設後の前記ワイヤの応力目標値であるｂ１に設定し、前記架設工程以外の工程ではｂ１未満に設定することを特徴とする前記２に記載の製造システム。

４．前記制御手段は、
前記ワイヤを前記架設対象物に架設した後に、加熱、冷却の繰り返しにより前記ワイヤの応力が変化する量を補正した値を目標値として前記張力調整手段を制御することを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の製造システム。

５．前記加熱手段を複数有することを特徴とする前記１乃至４の何れか１項に記載の製造システム。

６．形状記憶合金からなるワイヤを架設対象物に架設する製造方法において、
前記ワイヤをオーステナイト変態終了温度以上に加熱した後、前記ワイヤをマルテンサイト相まで冷却する加熱冷却工程と、
前記架設対象物に設けられた少なくとも２つの固定部材の間に前記ワイヤを所定の張力で架設する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする製造方法。

本発明によれば、ＳＭＡからなるワイヤを架設する経路にワイヤを加熱する加熱手段とワイヤの張力を測定する検知手段を設け、加熱手段を通過するワイヤを加熱して残留歪みを除去し、ワイヤの張力を目標値に制御しながら架設対象物に架設する。したがって、駆動対象物の初期位置がずれないように短時間で連続生産することが可能な製造システム、製造方法を提供することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の第１の実施形態における製造システム１のブロック図、図２は加熱ユニット２０の構成の一例を説明する断面図、図３は本発明の実施形態における搬送部３１の外観図、図４は本発明の実施形態における搬送部３１の平面図、図５はポンチ４５によるカシメ動作の説明図である。最初に、図１を用いて製造システム１の全体を説明する。

製造システム１は、ストック制御ユニット１０と加熱ユニット２０、締結ユニット３０、搬送部３１、制御部１４などから構成される。

リール１１に巻き回されたＳＭＡワイヤ２は、一端が搬送締結ユニット３０の搬送パレット３２に搭載された架設対象物７０（図１には図示せず）に固定されており搬送パレット３２の移動に伴って紙面右方向にリール１１から引き出される。リール１１と搬送パレット３２の間、ＳＭＡワイヤ２はガイドローラ１４ａ、１３、１４ｂに沿って方向を変えて加熱ユニット２０に入り、加熱ユニット２０を出てからガイドローラ１４ｃで方向を変えて架設対象物７０と連結している。

本実施形態のストック制御ユニット１０は、ＳＭＡワイヤ２が巻き回されたリール１１、リール１１の回転中心に回転軸が直結されたモータ１５、リール１１から引き出されたＳＭＡワイヤ２が掛けられたガイドローラ１４ａ、１３、１４ｂ、ガイドローラ１３を通るＳＭＡワイヤ２の張力を検知する張力センサ１２などから構成される。

制御部１４は、図示せぬＣＰＵ（中央処理装置）とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭに読み出し、当該プログラムに従って製造システム１の各部を集中制御する。

制御部１４は、張力センサ１２が検知したガイドローラ１３に掛けられたＳＭＡワイヤ２の張力に応じてモータ１５の回転を制御する。制御部１４は、張力が目標値を上回るとその差分に応じてモータ１５をＳＭＡワイヤ２を送り出す方向に回転させ、目標値を下回ればその差分に応じてモータ１５を逆方向に回転させ張力が目標値になるように制御する。

リール１１は本発明の巻き付け部材、張力センサ１２は本発明の検知手段、モータ１５は本発明の張力調整手段、制御部１４は本発明の制御手段である。

次に、図２を用いて本発明の実施形態の加熱ユニット２０を説明する。加熱ユニット２０は本発明の加熱手段である。

加熱ユニット２０の筐体２５には液体２４が充填され、ヒータ２２により加熱されている。液体２４には水、フロリナート等の各種液体を用いることができる。温度センサ２１は、液体２４の温度を検知するために設けられている。制御部１４は、温度センサ２１が検知した温度の情報に基づいて、液体２４の液温がオーステナイト変態終了温度以上になるようヒータ２２を制御する。

ＳＭＡワイヤ２は、液体２４に浸漬しているガイドローラ２３に沿って進み、液体２４に一部が浸漬してオーステナイト変態終了温度以上に加熱される。すると、ＳＭＡワイヤ２の液体２４に浸漬した部分はオーステナイト相に変態し、残留歪みは除去される。

ＳＭＡワイヤ２をオーステナイト変態終了温度以上に加熱する長さは、ＳＭＡワイヤ２の熱伝導特性とＳＭＡワイヤ２の最大移動速度により決定される。ＳＭＡワイヤ２の温度が雰囲気温度と等しくなる時間は、ＳＭＡワイヤ２の線径が０．０５ｍｍ以下であれば１０ｍｓ程度であり、移動速度の最大値が例えば１００ｍｍ／ｓであるとすると、オーステナイト変態終了温度以上に加熱する長さは１ｍｍ以上であれば良いことになる。

同様に、加熱ユニット２０で加熱される部分から１ｍｍ以上離れた位置に架設対象物７０を配置すればＳＭＡワイヤ２は十分冷却されマルテンサイト相に変態する。本実施形態では、架設対象物７０は加熱ユニット２０のＳＭＡワイヤ２の出口から１ｍｍ以上十分離れた位置に配置され、加熱ユニット２０を通過したＳＭＡワイヤ２は十分冷却されマルテンサイト相に変態しているものとする。

本発明の製造システム１ではこのようにＳＭＡワイヤ２を加熱する領域が小さいので、低消費電力化や製造システムの小型化が可能であり架設対象物７０に対する熱の影響もほとんど無い。また、ＳＭＡワイヤ２を架設対象物７０に架設してから加熱する方法では温度分布にムラが発生し、十分加熱されず残留歪みが残る可能性があるが、本発明では確実に残留歪みを除去できる。

なお、本実施形態ではＳＭＡワイヤ２を液体２４に浸漬させて加熱する例を説明したが、この例に限定されるものではなく液体２４を用いずに筐体２５内の空気を加熱してＳＭＡワイヤ２を加熱しても良い。前述のようにＳＭＡワイヤ２を加熱する領域が小さくてすむので、ＳＭＡワイヤ２と接するガイドローラ２３を加熱するなど各種加熱方法が適用可能である。

次に、図３、図４を用いて搬送部３１を説明する。

図３、図４では２つの搬送パレット３２ａ、３２ｂが搬送部３１に搭載されている例を図示している。搬送パレット３２ａ、３２ｂは同じ構成であり、各構成要素を必要に応じてａ、ｂを付けて区別する。

後に詳しく説明するように搬送パレット３２の移動方向は矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の順であり、搬送パレット３２はＦ１方向に所定の位置まで挿入された後、搬送部材３５によりＦ２方向に押されて紙面右側に移動し、Ｆ３方向に排出される。搬送部材３５は矢印Ｆ２方向または逆方向に移動可能であり搬送機構３６により駆動される。

搬送パレット３２の回転部３３に設けられたワーク収容部３４に架設対象物７０（図３、４には図示せず）を搭載する。ウレタンローラ３７は、制御部１４の指令により回転する図示せぬ駆動源に連結され、図３，４に示すように回転部３３ｂに当接して回転部３３ｂを回転させる。後に説明するように、回転部３３ｂの回転に伴って回転部３３ｂに搭載された架設対象物７０にＳＭＡワイヤが架設される。

次に、締結ユニット３０について図１と図５を用いて説明する。

図１に示すように本実施形態の締結ユニット３０は、架設対象物７０の２つの端子７４，７５（図１、図５には図示せず）をそれぞれカシメるポンチ４５ａ、ポンチ４５ｂとＳＭＡワイヤ２を切断するカッタ４６を有している。ポンチ４５ａ、ポンチ４５ｂはそれぞれ同じ形状であり、同じ機構で駆動されるのでここでは特に区別せずに説明する。

ポンチ４５はモータ４３によりそれぞれ紙面上下方向に駆動される。ポンチ４５とモータ４３の間にはそれぞれ荷重センサ４４が配設されている。制御部１４は、荷重センサ４４の出力に基づいて、ポンチ４５から端子７４または端子７５に所定の荷重が加わるようにモータ４３を制御する。

カッタ４６はカッタ駆動機構４７により紙面上下方向に移動し、ＳＭＡワイヤ２を切断する。なお、ＳＭＡワイヤ２を切断するために回転刃やレーザ等の金属加工に用いられる他の方法を用いても良い。

搬送部３１と締結ユニット３０は本発明の架設手段である。

図５は、締結ユニット３０の行うカシメ動作について説明するための断面図である。

図５（ａ）はカシメを行う前段階であり、ＳＭＡワイヤ２は端子７４または端子７５の溝部を通っている。図５（ｂ）はポンチ４５が矢印方向に移動し、端子７４または７５の先端部に所定の荷重を加え、ＳＭＡワイヤ２を挟んで溝部を押しつぶした状態である。このようにしてＳＭＡワイヤ２は端子７４または端子７５にカシメられ固定される。

後で詳しく説明するように、ＳＭＡワイヤ２が端子７４と端子７５にポンチ４５により固定される間、ストック制御ユニット１０は、ＳＭＡワイヤ２の張力が所定の値になるように制御している。

図６は本発明の第１の実施形態において、製造システム１がＳＭＡワイヤを架設対象物７０に架設し固定する手順を説明するフローチャート、図７は本発明の第１の実施形態において、ＳＭＡワイヤを架設対象物に架設し固定する手順毎の搬送部３１の動作を説明する説明図である。また、図８は架設対象物７０の一例の平面図、図９は架設対象物７０の一例の側面図である。

最初に、架設対象物７０の一例として図８、図９に示すレンズユニットを説明する。

図８、図９に示す架設対象物７０は、レバー７６、ＳＭＡワイヤ２、端子７４、端子７５からなるレンズ駆動機構により、レンズ駆動枠７２を駆動するように構成されている。レンズ駆動枠７２にはレンズ７１が組み込まれている。なお、図９に示すカバー８０、バイアスバネ７９、平行板バネ８１は図面を簡略にするため図８には図示していない。

図９（ａ）はレンズ駆動枠７２が初期位置にある状態の側面図、図９（ｂ）はレンズ駆動枠７２が矢印Ｐ２方向に繰り出された状態の側面図である。

図８に示すようにレバー７６のＵ字状に２つに分かれた先端部分がレンズ駆動枠７２の突起部８２と突起部８３にそれぞれ当接している。図９に示すように、レバー７６はベース部７３に設けられたヒンジ部７８を支点に図９（ｂ）の矢印Ｐ１方向または逆方向に回動可能であり、図９（ｂ）のように矢印Ｐ１方向にＳＭＡワイヤ２が収縮するとレバー７６の２つに分かれた先端部分は突起部８２と突起部８３とを矢印Ｐ２方向に押し上げるように構成されている。

レンズ駆動枠７２は、矢印Ｐ２方向または逆方向に直進するように平行板バネ８１により図９の紙面上下方向を保持され、バイアスバネ７９により矢印Ｐ２と逆方向に付勢されている。ＳＭＡワイヤ２は、図８のように中央部がレバー７６のフック部７７に引っ掛けられ、両端が端子７４と端子７５に固定されている。

レンズ駆動枠７２を駆動する手順を説明する。

端子７４、端子７５の間に電圧を印加し、ＳＭＡワイヤ２に電流を流して加熱すると、ＳＭＡワイヤ２はオーステナイト変態して収縮し、レバー７６はヒンジ部７８を回転中心として矢印Ｐ１方向に回動する。すると、レバー７６の２つに分かれた先端部分は突起部８２と突起部８３とを矢印Ｐ２方向に押し上げ、図９（ｂ）のようにレンズ駆動枠７２を矢印Ｐ２方向に移動させる。

ＳＭＡワイヤ２に電流を流すのを止めると、ＳＭＡワイヤ２は自然冷却されマルテンサイト相に変態して矢印Ｐ１と逆方向に伸長し、レンズ駆動枠７２は初期位置に戻る。

次に、製造システム１によりＳＭＡワイヤを架設対象物７０に架設する手順を図６のフローチャートの順に図７の説明図を参照しながら説明する。なお、図７の説明図は、回転部３３に搭載された架設対象物７０の動きを説明するため、図４の搬送部３１の平面図を簡略化して説明に必要な部分だけ図示している。

以下のフローチャートの説明では、図７（ａ）のように架設対象物７０ｂが搬送パレット３２ｂの回転部３３ｂに搭載された状態から説明する。

図７（ａ）の架設対象物７０ｂには、リール１１から引き出されたＳＭＡワイヤ２の一端が端子７４ｂに固定されている。ＳＭＡワイヤ２は、図２で説明した加熱ユニット２０を通過し、ＳＭＡワイヤ２はオーステナイト変態終了温度以上に加熱された後、マルテンサイト相まで冷却されて搬送部３１に供給されている。したがって搬送部３１に供給されているＳＭＡワイヤ２は、加熱ユニット２０で行われる上記加熱冷却工程で残留歪みが除去されている。

Ｓ１：搬送パレット３２ｂを矢印Ｆ２方向に直進させるステップである。

制御部１４は、搬送機構３６に指令し、搬送パレット３２ｂを図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置に移動させる。本ステップでは、制御部１４は張力の制御目標値を、架設対象物７０に架設後のＳＭＡワイヤ２の応力目標値ｂ１未満のｂｘに設定し、張力センサ１２で検知した張力値に応じてモータ１５を制御している。

本ステップでは搬送パレット３２ｂを矢印Ｆ２方向に直進させ、移動距離に応じたＳＭＡワイヤ２をリール１１から引き出すので負荷変動が大きく、搬送パレット３２ｂの移動速度を一定に制御することは難しい。そのため、ＳＭＡワイヤ２の張力も制御目標値から変動するが、ＳＭＡワイヤ２の張力が変動しても応力目標値ｂ１を越えないようにＳＭＡワイヤ２の制御目標値を応力目標値ｂ１よりも低いｂｘに設定する。このようにＳＭＡワイヤ２の張力の制御目標値をｂ１より低く設定することにより、何らかの誤差要因によってＳＭＡワイヤ２の張力がｂ１を越え残留歪みが発生することを防止できる。なお、ｂｘはｂ１に対して十分低い値が望ましい。

Ｓ２：張力の制御目標値をｂ１に設定するステップである。

制御部１４は、ＳＭＡワイヤ２の張力を制御する制御目標値を、架設対象物７０に架設後のＳＭＡワイヤ２の応力目標値ｂ１に設定し、張力センサ１２で検知した張力値に応じてモータ１５を制御する。ステップＳ３、Ｓ４の架設工程でＳＭＡワイヤ２を架設するに先立って、制御部１４は張力の制御目標値をｂ１に設定し、架設するＳＭＡワイヤ２の張力が応力目標値のｂ１になるように制御する。

Ｓ３：搬送パレット３２ｂの回転部３３ｂを回転させるステップである。

制御部１４は、ウレタンローラ３７の駆動源に指令し、ウレタンローラ３７を図７（ｃ）のように反時計方向に回転させ架設工程を開始する。ウレタンローラ３７は圧接している回転部３３ｂを時計方向に回転させる。図中Ｏは回転部３３ｂの回転中心であり、搭載された架設対象物７０ｂのフック部７７が回転軸上にある。回転部３３ｂを時計方向に回転させることにより、ＳＭＡワイヤ２をレバー７６ｂのフック部７７と端子７５ｂに架設する。制御部１４は、端子７５ｂに架設する位置まで所定の角度だけ回転部３３ｂを回転させるとウレタンローラ３７の駆動を停止する。

本ステップでリール１１から引き出されるＳＭＡワイヤ２の長さは短く、ＳＭＡワイヤ２に外乱が加わっても制御部１４がＳＭＡワイヤ２の張力がｂ１を越えないように制御することは容易であり張力の変動幅は非常に少ない。

Ｓ４：端子７５をカシメるステップである。

前ステップでＳＭＡワイヤ２は図５（ａ）のように端子７５ｂの溝部に入っている。また、端子７５ｂはポンチ４５ｂの直下に位置している。制御部１４は、モータ４３ｂを回転させてポンチ４５ｂを端子７５ｂに所定の荷重がかかるまで下降させた後、モータ４３ｂを逆回転させてポンチ４５ｂを上昇させる。本ステップで端子７５ｂにＳＭＡワイヤ２が固定され、架設工程が完了する。

Ｓ５：張力の制御目標値をｂｘに設定するステップである。

制御部１４は、張力の制御目標値をｂ１未満のｂｘに設定し、張力センサ１２で検知した張力値に応じてモータ１５を制御する。ステップＳ３、Ｓ４の架設工程が終了した後、制御部１４は張力の制御目標値をｂ１未満のｂｘに設定し、ＳＭＡワイヤ２の張力がｂｘになるように制御する。以降の工程ではステップＳ１と同様に、ＳＭＡワイヤ２の張力の制御目標値をｂ１より低くするので、何らかの誤差要因によりＳＭＡワイヤ２の張力がｂ１を越え残留歪みが発生することを防止できる。

Ｓ６：搬送パレットを供給するステップである。

新たな架設対象物７０ａが回転部３３ａに搭載された搬送パレット３２ａを、図示せぬ駆動手段により矢印Ｆ１方向に移動させ搬送部３１上の図７（ｄ）の位置に停止させる。

Ｓ７：端子７４をカシメるステップである。

前ステップでＳＭＡワイヤ２は図５（ａ）のように端子７４ａの溝部に入っている。また、端子７４ａはポンチ４５ａの直下に位置している。制御部１４は、モータ４３ｂを回転させてポンチ４５ａを端子７４ａに所定の荷重がかかるまで下降させた後、モータ４３ａを逆回転させてポンチ４５ａを上昇させる。本ステップで新たな架設対象物７０ａの端子７４ａにＳＭＡワイヤ２が固定される。

Ｓ８：ＳＭＡワイヤ２を切断するステップである。

ＳＭＡワイヤ２はカッタ４６の刃先の直下に位置している。制御部１４は、カッタ駆動機構４７に指令し、カッタ４６をＳＭＡワイヤ２に向けて下降させＳＭＡワイヤ２を切断する。

Ｓ９：搬送パレットを排出するステップである。

図７（ｅ）に示すように、架設済みの架設対象物７０ｂが回転部３３ｂに搭載された搬送パレット３２ｂを、図示せぬ駆動手段により矢印Ｆ３方向に移動させ搬送部３１から排出する。搬送パレット３２ｂを排出後は、新たな架設対象物７０ａが回転部３３ａに搭載された搬送パレット３２ａが残り、ステップＳ１に戻って同じ手順の架設工程を行う。

フローチャートの説明は以上である。

このように本発明の製造システム１では、ＳＭＡワイヤ２を加熱ユニット２０で加熱、冷却を行って残留歪みを除去し、ＳＭＡワイヤ２の張力を架設後のＳＭＡワイヤ２の応力目標値ｂ１に制御しながら架設対象物７０に架設する。仮に、組立中にＳＭＡワイヤ２に加わる応力に変動があった場合でも、最大でも応力目標値のｂ１以下なら応力−歪み特性は図１１の斜線で示す範囲内で遷移し、残留歪みによる応力の誤差が生じることが無い。

したがって、残留歪みのため駆動対象物の初期位置がずれたりすることが無い架設対象物７０を短時間で連続生産することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態では、ＳＭＡワイヤ２は張力を受けながら加熱ユニット２０を通過し、加熱ユニット２０で加熱後すぐに冷却され１往復だけ相変態する。ＳＭＡワイヤ２の特性として、無負荷状態から応力を印加し、この応力下で加熱、冷却を繰り返すと、歪みが繰り返しの回数に伴い上昇する傾向にある。２往復目以降の変化量は僅かであるが、材料組成、処理によっては２往復目以降、歪みが収束するまで０．１％程度変化するものがある。

図１１を用いてこの現象を説明すると、図１１に示す破線Ｓ２の方向へ歪みと応力の関係がシフトすることになる。すなわち、同じ歪み量ｂ２では図中Ｂ点からＤ点に移動し、応力がｂ１からｄ１に低下することになる。

第２の実施形態では、このような現象（以降、初期のびと呼ぶ）が発生するＳＭＡワイヤ２を用いる場合に対応できるよう、応力の低下分ｂ１−ｄ１だけ架設時の張力を高めに設定し、初期のびを打ち消すようにする。

すなわち、第２の実施形態では図６で説明したステップＳ２で、制御部１４は、ＳＭＡワイヤ２の張力を制御する制御目標値をｂ１＋（ｂ１−ｄ１）に設定する。

その他の手順と製造システム１の構成は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。

次に、第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態では、加熱ユニット２０を複数設けることにより初期のびが発生するＳＭＡワイヤ２を複数回相変態を往復させる。

図１０は、本発明の第３の実施形態における製造システム１のブロック図の一例である。第１の実施形態との違いは、ＳＭＡワイヤ２を架設する経路に加熱ユニット２０ａ、加熱ユニット２０ｂとガイドローラ１４ｄが設けられた点である。加熱ユニット２０ａ、加熱ユニット２０ｂは、第１の実施形態で説明した加熱ユニット２０と同様の構成であり加熱ユニット２０ａ、加熱ユニット２０ｂを通過すると相変態が繰り返される。

本実施形態では加熱ユニット２０を２つ設けた場合を例示しているが、ＳＭＡワイヤ２の歪みが十分収束するために必要な数の加熱ユニット２０を設ければ良い。このようにすることにより、架設対象物７０にＳＭＡワイヤ２を架設するときは歪みが十分収束しているので、架設後に初期のびが発生することが無い。

その他の製造システム１の構成と手順は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。

以上このように本発明によれば、駆動対象物の初期位置がずれないように短時間で連続生産することが可能な製造システム、製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における製造システム１のブロック図である。 加熱ユニット２０の構成の一例を説明する断面図である。 本発明の実施形態における搬送部３１の外観図である。 本発明の実施形態における搬送部３１の平面図である。 ポンチ４５によるカシメ動作の説明図である。 本発明の第１の実施形態において、製造システム１がＳＭＡワイヤを架設対象物に架設し固定する手順を説明するフローチャート。 本発明の第１の実施形態において、ＳＭＡワイヤを架設対象物に架設し固定する手順毎の搬送部３１の動作を説明する説明図である。 架設対象物７０の一例の平面図である。 架設対象物７０の一例の側面図である。 本発明の第３の実施形態における製造システム１のブロック図の一例である。 ＳＭＡの応力−歪み特性例を示すグラフである。

符号の説明

１ 製造システム
２ ＳＭＡワイヤ
１０ ストック制御ユニット
１１ リール
１２ 張力センサ
１３ ガイドローラ
１４ ガイドローラ
１５ モータ
１７ 制御部
２０ 加熱ユニット
２１ 温度センサ
２２ ヒータ
２３ ガイドローラ
２４ 液体
２５ 筐体
３０ 締結ユニット
３１ 搬送部
３２ 搬送パレット
３３ 回転部
３４ ワーク収容部
４３ モータ
４４ 荷重センサ
４５ ポンチ
４６ カッタ
７０ 架設対象物
７２ レンズ駆動枠
７４、７５ 端子
７６ レバー
７８ ヒンジ部

Claims (6)

1. 形状記憶合金からなるワイヤを架設対象物に架設する製造システムにおいて、
   前記ワイヤを巻き付ける巻き付け部材と、
   前記巻き付け部材から引き出した前記ワイヤを前記架設対象物に架設する架設手段と、
   前記巻き付け部材から前記架設対象物の間の経路上に配設された前記ワイヤの張力を検知する検知手段と、
   前記張力を調整する張力調整手段と、
   前記検知手段の測定した前記張力の値に基づいて前記張力調整手段を制御する制御手段と、
   前記巻き付け部材と前記架設対象物との間の経路に前記巻き付け部材から引き出した前記ワイヤが通過するように配設され、通過する前記ワイヤの一部をオーステナイト変態終了温度以上に加熱する加熱手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記巻き付け部材と前記架設対象物との間の前記ワイヤの張力が所定の制御目標値になるよう前記張力調整手段を制御し、
   前記架設手段は、
   前記加熱手段を通過した前記ワイヤを前記架設対象物に架設することを特徴とする製造システム。
2. 前記制御手段は、
   前記ワイヤを前記架設対象物に架設する間の各工程に応じて前記張力の制御目標値を変更して前記張力調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の製造システム。
3. 前記制御手段は、
   前記制御目標値を、
   前記ワイヤを前記架設対象物に架設して固定する架設工程では前記架設対象物に架設後の前記ワイヤの応力目標値であるｂ１に設定し、前記架設工程以外の工程ではｂ１未満に設定することを特徴とする請求項２に記載の製造システム。
4. 前記制御手段は、
   前記ワイヤを前記架設対象物に架設した後に、加熱、冷却の繰り返しにより前記ワイヤの応力が変化する量を補正した値を目標値として前記張力調整手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の製造システム。
5. 前記加熱手段を複数有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の製造システム。
6. 形状記憶合金からなるワイヤを架設対象物に架設する製造方法において、
   前記ワイヤをオーステナイト変態終了温度以上に加熱した後、前記ワイヤをマルテンサイト相まで冷却する加熱冷却工程と、
   前記架設対象物に設けられた少なくとも２つの固定部材の間に前記ワイヤを所定の張力で架設する工程と、
   をこの順に行うことを特徴とする製造方法。

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