JP2013227884A

JP2013227884A - 変位機構

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Publication number: JP2013227884A
Application number: JP2012098948A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takizawa; 宏行瀧澤; Tetsuyuki Sakamoto; 哲幸坂本; Yasuaki Kasai; 靖明葛西
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-11-07

Abstract

【課題】形状記憶合金ワイヤの少ない変位を活用して大きな湾曲角度を得ることのできる変位機構を提供する。
【解決手段】固定部を有する第１の管と、ガイド部を有する第２の管と、第１の管と第２の管を連結する連結部と、固定部に固着されるとともにガイド部によって保持された形状記憶部材と、形状記憶部材に設けられ形状記憶部材を固定するストッパと、を有し、第１の管及び第２の管は、形状記憶部材の収縮により連結部を中心に回動し、連結部は、回動の範囲が拡大するように第１の管及び第２の管に対して所定位置に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、変位機構に関するものである。

従来の変位機構として、特許文献１及び特許文献２には、複数の管状体を回動自在に連結し、形状記憶合金に通電加熱することにより、連結された管状体を湾曲させる湾曲装置が開示されている。
また、特許文献３には、複数の関節駒からなる管状体において、関節駒を互いに回動自在に連結する回動軸が管状体の中心軸上から径方向に交互にずらして配置されている湾曲構造が開示されている。

特公昭６３−６２２１３号公報特公平６−７５５６５号公報特開平５−１８４５２５号公報

しかしながら、特許文献１、２記載の湾曲装置では、形状記憶合金の収縮変位量が少なく湾曲角度が十分にとれないという問題点がある。
また、特許文献３記載の湾曲構造では、連結部としての回動軸を径方向にずらしてはいるものの、形状記憶合金ワイヤとの位置関係が具体的に記載されておらず、関節駒の湾曲角度が十分にとれないおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、形状記憶合金ワイヤの少ない変位を活用して大きな湾曲角度を得ることのできる変位機構を提供することを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る変位機構は、固定部を有する第１の管と、ガイド部を有する第２の管と、第１の管と第２の管を連結する連結部と、固定部に固着されるとともにガイド部によって保持された形状記憶部材と、形状記憶部材に設けられ形状記憶部材を固定するストッパと、を有し、第１の管及び第２の管は、形状記憶部材の収縮により連結部を中心に回動し、連結部は、回動の範囲が拡大するように第１の管及び第２の管に対して所定位置に配置されることを特徴としている。

本発明に係る変位機構において、所定位置は、第１の管及び第２の管のそれぞれについて、連結部とガイド部の中心との間の径方向の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足する位置であることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１（１）

本発明に係る変位機構において、第１の管と、複数の第２の管と、が連結されていることが好ましい。

本発明に係る変位機構は、形状記憶合金ワイヤの少ない変位を活用して大きな湾曲角度を得ることができるという効果を奏する。
また、形状記憶部材に設けたストッパを固定する部材を別途設けることなく、ストッパの動きを規制することができる。これにより、簡単な構成で、変位を拡大するための変位拡大機構を実現することができる。

本発明の実施形態の基本構成における変位機構の構成を示す側面図である。図１の変位機構において、２本のＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す側面図である。図２の変位機構において、第１ＳＭＡワイヤのみに通電し、第１ＳＭＡワイヤが収縮し始めた状態を示す側面図である。図３の変位機構において、通電により第１ＳＭＡワイヤがさらに収縮し、連結部を中心にして第１の管、第２の管、及び第３の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。本発明の実施形態に係る変位機構の構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る変位機構の一部の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る変位機構の構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る変位機構の構成を示す正面図である。本発明の実施形態に係る変位機構の構成を示す背面図である。本発明の実施形態に係る変位機構の構成を示す下面図である。

以下に、本発明に係る変位機構の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
以下の実施形態に係る変位機構は、連結部を中心に回動することによって、第１の管、第２の管、及び第３の管がそれぞれ変位する。別言すると、本実施形態の変位機構における変位は、少なくとも第１の管、第２の管、及び第３の管が連結部の周りを回動する動きを含む。

（基本構成）
まず、図１〜図４を参照しつつ、本実施形態の基本構成について説明する。図１は、本発明の実施形態の基本構成における変位機構の構成を示す側面図である。図２は、図１の変位機構において、２本のＳＭＡワイヤ５１、６１に通電していない状態を示す側面図である。図３は、図２の変位機構において、２本のＳＭＡワイヤ５１、６１のうち、第１ＳＭＡワイヤ５１のみに通電し、所定温度以上に加熱された第１ＳＭＡワイヤ５１が収縮し始めた状態を示す側面図である。図４は、図３の変位機構において、通電により第１ＳＭＡワイヤ５１がさらに収縮し、連結部としての連結ピン４１、４２を中心にして第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。

図１〜図４では、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０を１つずつ連結しているが、これらを複数連結してもよい。また、第３の管３０を用いずに、第１の管１０と第２の管２０を１つずつ、又は複数連結しても良い。

図１に示す変位機構は、略円筒状の第１の管１０と、略円筒状の第２の管２０と、略円筒状の第３の管３０と、形状記憶部材としての２本のＳＭＡワイヤ５１、６１と、ＳＭＡワイヤ５１、６１がそれぞれ挿通される２本のチューブ５２、６２と、を備える。

第１の管１０は、２つの固定部１１、１３と、２つのガイド部１２、１４と、第２の管２０側へ延びる腕部１５と、を備える。
第２の管２０は、４つのガイド部２１、２２、２３、２４と、第３の管３０側へ延びる第１腕部２５と、第１の管１０側へ延びる第２腕部２６と、を備える。
第３の管３０は、４つのガイド部３１、３２、３３、３４と、第２の管２０側へ延びる腕部３６と、を備える。

第１の管１０、第２の管２０、第３の管３０は、この順序で配置される。第３の管３０において、第２の管２０とは反対側に、チューブ５２、６２の一端が固定され、チューブ５２、６２は第３の管３０から離れる方向に延びるように配置される。
なお、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０は、ある直線に沿って延びる中空形状であれば、円筒以外の形状であってもよい。

ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１に固着されるとともに、ガイド部１２、２１、２２、３１、３２によって順に保持され、さらにチューブ５２内に挿通され、他端が外部へ延出する。チューブ５２から外部へ延出した端部には球状のストッパ５３が設けられている。このストッパ５３は、チューブ５２の内径よりも大きな外径を有しており、ＳＭＡワイヤ５１が収縮したときにチューブ５２内に入ることはなく、チューブ５２の端部に当接して留まる。
ガイド部１２、２１、２２、３１、３２は、ＳＭＡワイヤ５１の伸縮の動きを妨げずに保持する。

ＳＭＡワイヤ６１は、一端が固定部１３に固着されるとともに、ガイド部１４、２３、２４、３３、３４によって順に保持され、さらにチューブ６２内に挿通され、他端が外部へ延出する。チューブ６２から外部へ延出した端部には球状のストッパ６３が設けられている。このストッパ６３は、チューブ６２の内径よりも大きな外径を有しており、ＳＭＡワイヤ６１が収縮したときにチューブ６２内に入ることはなく、チューブ６２の端部に当接して留まる。
ガイド部１４、２３、２４、３３、３４は、ＳＭＡワイヤ６１の伸縮の動きを妨げずに保持する。

ＳＭＡワイヤ５１、６１は、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０が連結された状態で、中心軸ＡＸに沿うように配置される。
ストッパ５３、６３は、ＳＭＡワイヤ５１、６１の収縮時にチューブ５２、６２内に入り込まなければ、球以外の形状であってもよい。

第１の管１０と第２の管２０は、第１の管１０の腕部１５及び第２の管２０の第２腕部２６に連結ピン４１を貫通させることにより、連結ピン４１を介して互いに連結される。これにより、第１の管１０と第２の管２０は連結ピン４１を中心にしてそれぞれ回動可能となる。ここで、第１の管１０と第２の管２０は、所望の角度、例えば９０度、まで互いに接触しないで回動可能な間隔で連結される。この間隔は、第１の管１０の腕部１５と第２の管２０の第２腕部２６の長さ、及び、腕部１５、第２腕部２６において連結ピン４１を貫通させる連結孔の位置によって任意に定めることができる。

第２の管２０と第３の管３０は、第２の管２０の第１腕部２５及び第３の管３０の腕部３６に連結ピン４２を貫通させることにより、連結ピン４２を介して互いに連結される。これにより、第２の管２０と第３の管３０は連結ピン４２を中心にしてそれぞれ回動可能となる。ここで、第２の管２０と第３の管３０は、所望の角度、例えば９０度、まで互いに接触しないで回動可能な間隔で連結される。この間隔は、第２の管２０の第１腕部２５と第３の管３０の第２腕部３６の長さ、及び、第１腕部２５、３６において連結ピン４２を貫通させる連結孔の位置によって任意に定めることができる。

ＳＭＡワイヤ５１、６１として、通電により所定温度以上に加熱することにより収縮する形状記憶合金を用いた場合、所定温度以上に加熱されたＳＭＡワイヤは収縮し、これにともなって第１の管１０と第２の管２０が連結ピン４１を中心として回動し、第２の管２０と第３の管３０が連結ピン４２を中心として回動するため、変位機構は全体として湾曲する。

図１〜図４に示す変位機構においては、図１に示すように、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０のいずれについても、径方向Ｒにおける、連結ピンとガイド部の中心との間の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、それぞれの管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足していることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１（１）
この式（１）を満足することにより、ＳＭＡワイヤ５１、６１のわずかな収縮によって、第１の管１０を連結ピン４１の周りに大きく湾曲させ、第２の管２０を連結ピン４２の周りに大きく湾曲させることが可能となる。別言すると、連結部としての連結ピンは、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０に対して所定位置に配置されており、これにより形状記憶部材としてのＳＭＡワイヤ５１、６１の変位を拡大することができる。
ここで、図１において、Ｄ２は、Ｄ０からＤ１を減じた距離であり、連結ピンから、第１の管１０、第２の管２０、第３の管３０の対応する外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離である。

次に、変位機構の動作例について図２〜図４を参照しつつ説明する。
２本のＳＭＡワイヤ５１、６１のいずれにも通電していない状態（図２）から、ＳＭＡワイヤ５１のみに通電して所定温度以上に加熱するとＳＭＡワイヤ５１は収縮し始める。ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１に固定されているため、収縮によってストッパ５３がチューブ５２側へ移動し、ストッパ５３がチューブ５２の端部に当接した状態に至る（図３）。この状態からさらにＳＭＡワイヤ５１が収縮すると、ストッパ５３はチューブ５２の端部に留まり、ＳＭＡワイヤ５１は、上方向（ＳＭＡワイヤ６１から遠ざかる方向（図４の上方向））に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１３に固定されたＳＭＡワイヤ６１は、ストッパ６３がチューブ６２の端部に当接するまで移動し、ＳＭＡワイヤ５１と同じ方向に湾曲する。このように、ＳＭＡワイヤ５１を通電加熱することにより、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０に対して連結ピン４１、４２を上述のように配置しているため、ＳＭＡワイヤ５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。

（具体的構成）
次に、図５〜図１０を参照しつつ、本実施形態に係る変位機構１００の具体的な構成について説明する。
ここで、図５は、本実施形態に係る変位機構の構成を示す斜視図である。図６は、本実施形態における変位機構の一部の構成を示す分解斜視図である。図７〜図１０は、本実施形態に係る変位機構の構成を示す図であって、図７は側面図、図８は正面図、図９は背面図、図１０は下面図である。

変位機構１００は、第１の管１１０と、第２の管１２０と、第３の管１３０と、第４の管１４０と、形状記憶部材としての２本のＳＭＡワイヤ１５１、１６１と、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０を順に連結する長板状の複数の連結部材と、チューブ１５２、１６２と、を備える。
本実施形態においては、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０を１つずつ連結しているが、これらを複数連結してもよい。また、第３の管１３０を用いずに、第１の管１１０と第２の管１２０を１つずつ、又は複数連結しても良い。さらにまた、第４の管１４０を設けずに、第３の管にチューブ１５２、１６２を固定しても良い。

第１の管１１０は、略円筒形状を有し、その外周面１１０ａの上部に着脱可能な固定部１１１及びガイド部１１２を備え、外周面１１０ａの下部に着脱可能な固定部１１３及びガイド部１１４を備える。

固定部１１１は、固定部１１１を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
固定部１１３は、固定部１１３を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。

ガイド部１１２は、固定部１１１よりも第２の管１２０側に配置され、ガイド部１１２を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１１４は、固定部１１３よりも第２の管１２０側に配置され、ガイド部１１４を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。

第２の管１２０は、略円筒形状を有し、その外周面１２０ａの上部に着脱可能なガイド部１２１、１２２を備え、外周面１２０ａの下部に着脱可能なガイド部１２３、１２４を備える。

ガイド部１２１は、ガイド部１２１を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１２２は、ガイド部１２１よりも第３の管１３０側に配置され、ガイド部１２２を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。

ガイド部１２３は、ガイド部１２３を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１２４は、ガイド部１２３よりも第３の管１３０側に配置され、ガイド部１２４を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。

第３の管１３０は、略円筒形状を有し、その外周面１３０ａの上部に着脱可能なガイド部１３１、１３２を備え、外周面１３０ａの下部に着脱可能なガイド部１３３、１３４を備える。第３の管１３０に対する、ガイド部１３１、１３２、１３３、１３４の固定方法及び固定位置については、上述した、第２の管１２０に対する、ガイド部１２１、１２２、１２３、１２４の固定と同様である。

第１の管１１０のガイド部１１２、第２の管１２０のガイド部１２１、１２２、並びに、第３の管１３０のガイド部１３１、１３２は、下面の中央部に溝をそれぞれ備える。これらの溝は、それぞれのガイド部を対象の管に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように、それぞれ形成されている。
また、第１の管１１０のガイド部１１４、第２の管１２０のガイド部１２３、１２４、並びに、第３の管１３０のガイド部１３３、１３４は、上面の中央部に溝をそれぞれ備える。これらの溝は、それぞれのガイド部を対象の管に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように、それぞれ形成されている。

第４の管１４０は、第３の管１３０と連結される第１板部１４１と、チューブ１５２及びチューブ１６２の端部が固定された第２板部１４２と、を備える。第１板部１４１には、ＳＭＡワイヤ１５１及びＳＭＡワイヤ１６１をそれぞれ挿通可能な２つのガイド孔が設けられている。第２板部１４２には、第１板部１４１の２つのガイド孔に対応する位置に設けられ、ＳＭＡワイヤ１５１及びＳＭＡワイヤ１６１をそれぞれ挿通可能な２つのガイド孔が設けられている。

第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０は、この順序で配置される。
また、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０は、中心軸ＡＸ（図６）に沿って延びる中空形状であれば、円筒以外の形状であってもよい。

チューブ１５２は、その内部がガイド孔に連なるように第２板部１４２に固定され、チューブ１６２は、その内部がガイド孔に連なるように第２板部１４２に固定されている。
チューブ１５２、１６２は、第４の管１４０から離れる方向に延びるように配置され、第４の管１４０から遠い側の端部は円板状部材１４５にそれぞれ固定される。円板状部材１４５には、チューブ１５２、１６２の内部にそれぞれ連なって厚み方向に貫通する２つのガイド孔が設けられている。

ＳＭＡワイヤ１５１は、一端が固定部１１１と第１の管１１０の間で固着されるとともに、ガイド部１１２、１２１、１２２、１３１、１３２によって順に保持され、さらにチューブ１５２内に挿通され、他端が円板状部材１４５から外部へ延出する。ガイド部１１２、１２１、１２２、１３１、１３２、及びチューブ１５２は、ＳＭＡワイヤ１５１の伸縮の動きを妨げずに保持する。

円板状部材１４５から外部へ延出したＳＭＡワイヤ１５１の端部には球状のストッパ１５３が設けられている。このストッパ１５３は、円板状部材１４５のガイド孔及びチューブ１５２の内径よりも大きな外径を有しており、ＳＭＡワイヤ１５１が収縮したときに円板状部材１４５及びチューブ１５２内に入ることはなく、円板状部材１４５に当接して留まる。

ＳＭＡワイヤ１６１は、一端が固定部１１３と第１の管１１０の間で固着されるとともに、ガイド部１１４、１２３、１２４、１３３、１３４によって順に保持され、さらにチューブ１６２内に挿通され、他端が円板状部材１４５から外部へ延出する。ガイド部１１４、１２３、１２４、１３３、１３４、及びチューブ１６２は、ＳＭＡワイヤ１６１の伸縮の動きを妨げずに保持する。
円板状部材１４５から外部へ延出したＳＭＡワイヤ１６１の端部には球状のストッパ１６３が設けられている。このストッパ１６３は、円板状部材１４５のガイド孔及びチューブ１６２の内径よりも大きな外径を有しており、ＳＭＡワイヤ１６１が収縮したときに円板状部材１４５及びチューブ１６２内に入ることはなく、円板状部材１４５に当接して留まる。

また、ＳＭＡワイヤ１５１、１６１は、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０が連結された状態で、これらに共通の中心軸ＡＸに沿うように配置される。

第１の管１１０と第２の管１２０は、連結部材１７０とこれに対向配置される連結部材１７５によって連結され、第２の管１２０と第３の管１３０は、連結部材１８０とこれに対向配置される連結部材１８５によって連結されている。これらと同様に、第３の管１３０と第４の管１４０は、連結部材１９０とこれに対向配置される連結部材１９５によって連結されている。

連結部材１７０と連結部材１７５は、同一の長板状の形状を備え、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０の中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
連結部材１７０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１７３、１７４は、これらの孔部を介して、第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔、及び、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
連結部材１７５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１７８、１７９は、これらの孔部を介して、第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔、及び、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。

連結部材１８０と連結部材１８５は、同一の長板状の形状を備え、中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
連結部材１８０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１８３、１８４は、これらの孔部を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔、及び、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
連結部材１８５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１８８、１８９は、これらの孔部を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔、及び、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。

連結部材１９０と連結部材１９５は、同一の長板状の形状を備え、中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
連結部材１９０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１９３、１９４は、これらの孔部を介して、第３の管１３０の周壁に設けた連結孔、及び、第４の管１４０の第１板部１４１の周壁に設けた連結孔にそれぞれ結合される。
連結部材１９５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１９８、１９９は、これらの孔部を介して、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔、及び、第４の管１４０の第２板部１４２の周壁に設けた連結孔にそれぞれ結合される。

このような構成により、第１の管１１０は連結ピン１７３、１７８を中心にして回動可能であり、第２の管１２０は、連結ピン１７４、１７９、及び連結ピン１８３、１８８を中心にして回動可能となる。第３の管１３０は、連結ピン１８４、１８９、及び連結ピン１９３、１９８を中心にして回動可能となる。

図５〜図１０に示す変位機構においては、図７に示すように、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０のいずれについても、径方向Ｒにおける、連結ピンとガイド部の中心との間の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、それぞれの管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足していることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１（１）
この式（１）を満足することにより、ＳＭＡワイヤ１５１、１６１のわずかな収縮によって、第１の管１１０を連結ピン１７３、１７８の周りに大きく湾曲させ、第２の管１２０を連結ピン１７４、１７９、１８３、１８８の周りに大きく湾曲させ、第３の管１３０を連結ピン１８４、１８９、１９３、１９８の周りに大きく湾曲させることが可能となる。別言すると、連結部としての連結ピンは、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０に対して所定位置に配置されており、これにより形状記憶部材としてのＳＭＡワイヤ１５１、１６１の変位を拡大することができる。
ここで、図７において、Ｄ２は、Ｄ０からＤ１を減じた距離であり、連結ピンから、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０の対応する外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離である。

次に、変位機構の動作例について説明する。動作原理は、図２〜図４に示す基本構成の動作例と同様であるため図示は省略する。
２本のＳＭＡワイヤ１５１、１６１のいずれにも通電していない状態から、ＳＭＡワイヤ１５１のみに通電して所定温度以上に加熱するとＳＭＡワイヤ１５１は収縮し始める。ＳＭＡワイヤ１５１は、一端が固定部１１１に固定されているため、収縮によってストッパ１５３がチューブ１５２側へ移動し、ストッパ１５３が円板状部材１４５に当接した状態に至る。この状態からさらにＳＭＡワイヤ１５１が収縮すると、ストッパ１５３は円板状部材１４５に当接した状態で留まり、ＳＭＡワイヤ１５１は、上方向（ＳＭＡワイヤ１６１から遠ざかる方向（図７の上方向））に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定されたＳＭＡワイヤ１６１は、ストッパ１６３が円板状部材１４５に当接するまで移動し、ＳＭＡワイヤ１５１と同じ方向に湾曲する。このように、ＳＭＡワイヤ１５１を通電加熱することにより、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０に対してそれぞれの連結部材及び連結ピンを上述のように配置しているため、ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。

以上のように、本発明に係る変位機構は、小型の管状体を複数連結した構造の湾曲に有用である。

１０第１の管
１１固定部
１２ガイド部
１３固定部
１４ガイド部
１５腕部
２０第２の管
２１、２２、２３、２４ガイド部
２５腕部
２６第２腕部
３０第３の管
３１、３２、３３、３４ガイド部
３６腕部
４１、４２連結ピン
５１ＳＭＡワイヤ
５２チューブ
５３ストッパ
６１ＳＭＡワイヤ
６２チューブ
６３ストッパ
１００変位機構
１１０第１の管
１１１固定部
１１２ガイド部
１１３固定部
１１４ガイド部
１２０第２の管
１２１ガイド部
１２２ガイド部
１２３ガイド部
１２４ガイド部
１３０第３の管
１３１ガイド部
１３２ガイド部
１３３ガイド部
１３４ガイド部
１４０第４の管
１４１第１板部
１４２第２板部
１４５円板状部材
１５１ＳＭＡワイヤ
１５２チューブ
１５３ストッパ
１６１ＳＭＡワイヤ
１６２チューブ
１６３ストッパ
１７０連結部材
１７３、１７４連結ピン
１７５連結部材
１７８、１７９連結ピン
１８０連結部材
１８３、１８４連結ピン
１８５連結部材
１８８、１８９連結ピン
１９０連結部材
１９３、１９４連結ピン
１９５連結部材
１９８、１９９連結ピン
ＡＸ中心軸

Claims

固定部を有する第１の管と、
ガイド部を有する第２の管と、
前記第１の管と前記第２の管を連結する連結部と、
前記固定部に固着されるとともに前記ガイド部によって保持された形状記憶部材と、
前記形状記憶部材に設けられ前記形状記憶部材を固定するストッパと、を有し、
前記第１の管及び前記第２の管は、前記形状記憶部材の収縮により前記連結部を中心に回動し、
前記連結部は、前記回動の範囲が拡大するように前記第１の管及び前記第２の管に対して所定位置に配置されることを特徴とする変位機構。
前記所定位置は、
前記第１の管及び前記第２の管のそれぞれについて、前記連結部と前記ガイド部の中心との間の径方向の距離Ｄ１と、前記ガイド部の中心から、管の外周面のうち前記ガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足する位置であることを特徴とする請求項１に記載の変位機構。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１（１）
前記第１の管と、複数の前記第２の管と、が連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変位機構。