実施の形態１．
図１（ａ）は、この発明の実施の形態１に係る駆動装置１の基本構成を示す斜視図である。駆動装置１は、略四角形の水平な上面を有する基台６と、この基台６上に設けられた略円柱状の回転部材８とを有している。以下、駆動装置１の構造の説明においては、図１に矢印で示すように前、後、左及び右を定義する。但し、これら前、後、左及び右は、あくまで説明の便宜のためのものであり、駆動装置１の向きを限定するものではない。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a perspective view showing a basic configuration of a drive device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The driving device 1 includes a base 6 having a substantially rectangular horizontal upper surface, and a substantially columnar rotating member 8 provided on the base 6. Hereinafter, in the description of the structure of the driving device 1, front, rear, left, and right are defined as indicated by arrows in FIG. However, these front, rear, left, and right are merely for convenience of description, and do not limit the direction of the driving device 1.
基台６の上面には、略円柱状のピンからなる３つの折曲部材５１，５２，５３が立設されている。折曲部材５１は、基台６の上面の右後方の角部近傍に立設されており、折曲部材５２は、基台６の上面の左後方の角部近傍に立設されている。折曲部材５３は、基台６の上面の左前方の角部近傍に立設されている。
On the upper surface of the base 6, three bending members 51, 52, 53 made up of substantially cylindrical pins are erected. The bending member 51 is erected near the right rear corner of the upper surface of the base 6, and the bending member 52 is erected near the left rear corner of the upper surface of the base 6. The bending member 53 is erected in the vicinity of the left front corner of the upper surface of the base 6.
駆動装置１は、さらに、形状記憶合金からなるワイヤ、すなわち形状記憶合金ワイヤ（形状記憶合金部材）２を有している。この形状記憶合金ワイヤ２の一端は、接続端子２１を介して、基台６の上面において回転部材８の前側に立設されたピン６ａに固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の先端部は、回転部材８の右側の領域に達し、移動体３に固定されている。移動体３は、例えば板状の部材であり、その後端に上記の形状記憶合金ワイヤ２が固定され、前端にバネ（付勢部材）４が固定されている。バネ４は、例えばコイルバネであり、その軸方向が前後方向とほぼ一致するように配置されている。バネ４の後端には上記の移動体３が固定され、バネ４の前端は、接続端子２２を介して、上記ピン６ａの右側に隣接して立設されたピン６ｂに固定されている。すなわち、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は直列に連結され、ピン６ａ，６ｂの間で張架支持されている。
The driving device 1 further includes a wire made of a shape memory alloy, that is, a shape memory alloy wire (shape memory alloy member) 2. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to a pin 6 a erected on the front side of the rotating member 8 on the upper surface of the base 6 via a connection terminal 21. The shape memory alloy wire 2 is bent approximately 90 degrees by bending members 53, 52, and 51, and wound in a substantially rectangular shape when viewed from above. The tip of the shape memory alloy wire 2 reaches the region on the right side of the rotating member 8 and is fixed to the moving body 3. The moving body 3 is, for example, a plate-like member, and the shape memory alloy wire 2 is fixed to the rear end thereof, and the spring (biasing member) 4 is fixed to the front end thereof. The spring 4 is a coil spring, for example, and is arranged so that its axial direction substantially coincides with the front-rear direction. The movable body 3 is fixed to the rear end of the spring 4, and the front end of the spring 4 is fixed to a pin 6 b erected adjacent to the right side of the pin 6 a through a connection terminal 22. That is, the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, and the spring 4 are connected in series and supported in a stretched manner between the pins 6a and 6b.
ピン６ａ，６ｂには、通電回路７に接続されている。通電回路７は、ピン６ａ，６ｂ及び接続端子２１，２２を介して、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４に電流を流すものである。ピン６ａ，６ｂ、接続端子２１，２２、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は、いずれも導電性部材により構成されている。形状記憶合金ワイヤ２に電流が流れることにより、形状記憶合金ワイヤ２がジュール熱により変形し、収縮する。なお、通電回路７は、形状記憶合金ワイヤ２の両端に接続しても良いし、形状記憶合金ワイヤ２の固定端（ピン６ａ側の端部）と移動体３とに接続してもよい。接続端子２１，２２は、例えばピン６ａ，６ｂに係合する丸穴を形成した金属片（いわゆる丸型の接続端子）であるが、形状記憶合金ワイヤ２等を張架支持でき且つ導通を確保できるものであればよい。
The pins 6a and 6b are connected to the energizing circuit 7. The energizing circuit 7 is configured to flow current to the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, and the spring 4 through the pins 6 a and 6 b and the connection terminals 21 and 22. The pins 6a and 6b, the connection terminals 21 and 22, the shape memory alloy wire 2, the moving body 3 and the spring 4 are all made of a conductive member. When a current flows through the shape memory alloy wire 2, the shape memory alloy wire 2 is deformed and contracted by Joule heat. The energization circuit 7 may be connected to both ends of the shape memory alloy wire 2, or may be connected to the fixed end (end portion on the pin 6 a side) of the shape memory alloy wire 2 and the moving body 3. The connection terminals 21 and 22 are, for example, metal pieces (so-called round connection terminals) in which round holes that engage with the pins 6a and 6b are formed. Anything is possible.
なお、この実施の形態１及び後述する実施の形態２〜８では、形状記憶合金ワイヤ２の一端を基台６に固定するために丸型の接続端子２１と基台６上に立設したピン６ａとを用いているが、他の固定方法を用いてもよい。また、バネ４の一端を基台６に固定するために丸型の接続端子２２と基台６上に立設したピン６ｂとを用いているが、他の固定方法を用いてもよい。さらに、バネ４は、引張りコイルバネに限定されるものではなく、例えば圧縮コイルバネ、ねじりコイルバネ、板バネ、ゴム等の弾性部材であってもよい。バネ４の材質は、金属などの導電性材料に限定されるものではない。材質が導電性材料でない場合には、形状記憶合金ワイヤ２の両端間に通電回路を接続することで、形状記憶合金ワイヤ２に通電を行うことができる。
In Embodiment 1 and Embodiments 2 to 8 to be described later, in order to fix one end of the shape memory alloy wire 2 to the base 6, a round connection terminal 21 and a pin erected on the base 6 6a is used, but other fixing methods may be used. Further, in order to fix one end of the spring 4 to the base 6, the round connection terminal 22 and the pin 6b erected on the base 6 are used, but other fixing methods may be used. Furthermore, the spring 4 is not limited to a tension coil spring, and may be an elastic member such as a compression coil spring, a torsion coil spring, a leaf spring, or rubber. The material of the spring 4 is not limited to a conductive material such as metal. When the material is not a conductive material, the shape memory alloy wire 2 can be energized by connecting an energization circuit between both ends of the shape memory alloy wire 2.
回転部材８は、鉛直方向の中心軸線の周りに回転可能に構成されている。回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように、レバー９が取り付けられている。レバー９は、回転部材８の円筒面の下端部（基台６側の端部）近傍から半径方向外側に水平に突出する水平突出部９０と、この水平突出部９０から上方に延在する鉛直延在部９１，９２とを有している。鉛直延在部９１，９２は、水平突出部９０の突出方向に一定の間隔を開けて互いに対向しており、鉛直延在部９１，９２の間には上方に開口したスリット部９３が形成されている。レバー９の前方には、上述した移動体３及びバネ４が位置しており、形状記憶合金ワイヤ２は、レバー９のスリット部９３を通って移動体３に固定されている。
The rotating member 8 is configured to be rotatable around a central axis in the vertical direction. A lever 9 is attached so as to protrude rightward from the cylindrical outer peripheral surface of the rotating member 8. The lever 9 includes a horizontal protrusion 90 that horizontally protrudes radially outward from the vicinity of the lower end (end on the base 6 side) of the cylindrical surface of the rotating member 8, and a vertical that extends upward from the horizontal protrusion 90. And extending portions 91 and 92. The vertical extending portions 91 and 92 are opposed to each other with a certain interval in the protruding direction of the horizontal protruding portion 90, and a slit portion 93 opened upward is formed between the vertical extending portions 91 and 92. ing. The moving body 3 and the spring 4 described above are positioned in front of the lever 9, and the shape memory alloy wire 2 is fixed to the moving body 3 through the slit portion 93 of the lever 9.
通電回路７が形状記憶合金ワイヤ２に電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２が収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に固定された移動体３がバネ４の弾性力に抗して後方に移動し、レバー９を後方に付勢する。これにより、回転部材８がその中心軸の回りに反時計回り（図１に矢印ＣＣＷで示す）に回転する。移動体３に固定された形状記憶合金ワイヤ２がレバー９のスリット部９３の間を通っているため、衝撃などにより移動体３がレバー９から外れることを防止できる。
When the energization circuit 7 passes a current through the shape memory alloy wire 2 and the shape memory alloy wire 2 contracts, the moving body 3 fixed to the shape memory alloy wire 2 moves backward against the elastic force of the spring 4, The lever 9 is urged backward. As a result, the rotating member 8 rotates counterclockwise (indicated by the arrow CCW in FIG. 1) about its central axis. Since the shape memory alloy wire 2 fixed to the moving body 3 passes between the slit portions 93 of the lever 9, it is possible to prevent the moving body 3 from coming off the lever 9 due to an impact or the like.
折曲部材５１，５２，５３には、形状記憶合金ワイヤ２の巻き回しを容易にするための段差部１００が形成されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）において円Ａで囲んだ部分を拡大して示す図である。図１（ｂ）に示すように、折曲部材（ここでは折曲部材５３のみ示す）の下側部分が上側部分よりも大径に構成され、これらの間に段差部１００が形成されている。
The bending members 51, 52, 53 are formed with step portions 100 for facilitating winding of the shape memory alloy wire 2. FIG. 1B is an enlarged view showing a portion surrounded by a circle A in FIG. As shown in FIG.1 (b), the lower part of a bending member (only the bending member 53 is shown here) is comprised more largely than an upper part, and the level | step-difference part 100 is formed among these. .
図２（ａ）は、駆動装置１の具体的な構成例を示す斜視図である。図２（ａ）に示すように、駆動装置１は、図１を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４からなるユニットを上下に２組ずつ有している。上側のユニット１ａに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａとする。下側のユニット１ｂに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂとする。
FIG. 2A is a perspective view illustrating a specific configuration example of the driving device 1. As shown in FIG. 2A, the driving device 1 has two sets of units each including the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, and the spring 4 described with reference to FIG. The components belonging to the upper unit 1a are a shape memory alloy wire 2a, a moving body 3a, and a spring 4a. The constituent elements belonging to the lower unit 1b are a shape memory alloy wire 2b, a moving body 3b, and a spring 4b.
上側のユニット１ａの形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａは、図１を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４と同様に構成されている。また、形状記憶合金ワイヤ２ａに通電するための通電回路７ａは、図１を参照して説明した通電回路７と同様に構成されている。
The shape memory alloy wire 2a, the moving body 3a and the spring 4a of the upper unit 1a are configured in the same manner as the shape memory alloy wire 2, the moving body 3 and the spring 4 described with reference to FIG. The energization circuit 7a for energizing the shape memory alloy wire 2a is configured in the same manner as the energization circuit 7 described with reference to FIG.
下側ユニット１ｂの形状記憶合金ワイヤ２ｂの一端は、図示しない接続端子を介して、基台６の上面において回転部材８の後側に立設されたピン６ｃ（図３（ｄ）〜（ｆ））に固定されている。基台６の右前方の角部近傍には、もう一つのピン状の折曲部材５４が立設されている。形状記憶合金ワイヤ２ｂは、折曲部材５２，５３，５４によりそれぞれ略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ｂの先端部は、回転部材８の右側の領域に達し、移動体３ｂに固定されている。移動体３ｂの前端には上記の形状記憶合金ワイヤ２ｂが固定され、後端にバネ４ｂが固定されている。バネ４ｂは、例えばコイルバネであり、その軸方向が前後方向と一致するように配置されている。バネ４の前端には上記の移動体３ｂが固定され、バネ４ｂの後端は、接続端子２４を介して、回転部材８の後方に立設されたピン６ｄに固定されている。ピン６ｃ，６ｄには、通電回路７ｂが接続されている。なお、移動体３ａ，３ｂは板状部材として図示されているが、特に板状に限定するものではない。
One end of the shape memory alloy wire 2b of the lower unit 1b is provided with a pin 6c (FIGS. 3D to 3F) erected on the rear side of the rotating member 8 on the upper surface of the base 6 via a connection terminal (not shown). )) Is fixed. Another pin-shaped bending member 54 is erected in the vicinity of the right front corner of the base 6. The shape memory alloy wire 2b is bent by approximately 90 degrees by bending members 52, 53, and 54, respectively, and wound in a substantially rectangular shape when viewed from above. The tip of the shape memory alloy wire 2b reaches the right region of the rotating member 8 and is fixed to the moving body 3b. The shape memory alloy wire 2b is fixed to the front end of the moving body 3b, and the spring 4b is fixed to the rear end. The spring 4b is a coil spring, for example, and is arranged such that its axial direction coincides with the front-rear direction. The moving body 3 b is fixed to the front end of the spring 4, and the rear end of the spring 4 b is fixed to a pin 6 d erected on the rear side of the rotating member 8 via a connection terminal 24. An energization circuit 7b is connected to the pins 6c and 6d. In addition, although the mobile bodies 3a and 3b are illustrated as plate-shaped members, they are not particularly limited to plate shapes.
レバー９は、図１を参照して説明したように、回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように形成されており、その鉛直延在部９１，９２は、回転部材８の下端部近傍から上端部近傍まで延在している。上側ユニット１ａの移動体３ａ及びバネ４ａはレバー９の前方に配置され、下側ユニット１ｂの移動体３ｂ及びバネ４ｂはレバー９の後方に配置されている。形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂは、いずれもレバー９のスリット部９３を通過して、移動体３ａ，３ｂに固定されている。すなわち、移動体３ａはレバー９に前方から当接可能であり、移動体３ｂはレバー９に後方から当接可能となっている。また、形状記憶合金ワイヤ２ｂの巻きパターンと、形状記憶合金ワイヤ２ａの巻きパターンとは、回転部材８を中心として前後対称である。
As described with reference to FIG. 1, the lever 9 is formed so as to protrude rightward from the cylindrical outer peripheral surface of the rotating member 8, and the vertically extending portions 91 and 92 of the rotating member 8 It extends from the vicinity of the lower end to the vicinity of the upper end. The moving body 3a and the spring 4a of the upper unit 1a are disposed in front of the lever 9, and the moving body 3b and the spring 4b of the lower unit 1b are disposed behind the lever 9. The shape memory alloy wires 2a and 2b both pass through the slit portion 93 of the lever 9 and are fixed to the moving bodies 3a and 3b. That is, the movable body 3a can contact the lever 9 from the front, and the movable body 3b can contact the lever 9 from the rear. Further, the winding pattern of the shape memory alloy wire 2 b and the winding pattern of the shape memory alloy wire 2 a are symmetric with respect to the rotation member 8 in the front-rear direction.
尚、折曲部材５２，５３は、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを軸方向（上下方向）に位置ずれしないように保持するガイド溝１０１，１０２を有している。図２（ｂ）は、図２（ａ）において円Ｂで囲んだ部分を拡大して示す図である。ガイド溝１０１は、図２（ｂ）に示すように、折曲部材（ここでは折曲部材５３のみ示す）の略円周方向に形成された溝である。ガイド溝１０２も同様に構成されている。また、折曲部材５１には、形状記憶合金ワイヤ２ａを保持する図示しないガイド溝が形成され、折曲部材５４には、形状記憶合金ワイヤ２ｂを保持するガイド溝１０３が形成されている。これらのガイド溝も、図２（ｂ）に示したガイド溝１０１と同様に構成されている。
The bending members 52 and 53 have guide grooves 101 and 102 for holding the shape memory alloy wires 2a and 2b so as not to be displaced in the axial direction (vertical direction). FIG. 2B is an enlarged view showing a portion surrounded by a circle B in FIG. As shown in FIG. 2B, the guide groove 101 is a groove formed in a substantially circumferential direction of a bending member (only the bending member 53 is shown here). The guide groove 102 is similarly configured. The bending member 51 is formed with a guide groove (not shown) for holding the shape memory alloy wire 2a, and the bending member 54 is formed with a guide groove 103 for holding the shape memory alloy wire 2b. These guide grooves are configured similarly to the guide groove 101 shown in FIG.
次に、この実施の形態１に係る駆動装置１の動作について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、上側のユニット１ａの動作を示す模式図である。通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに電流を流していない状態では、図３（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａは伸びた状態にあり、バネ４ａの付勢力により、ピン６ａ，６ｂの間で撓み無く張架されている。このときのレバー９の位置は、後述する前端位置（図３（ｅ）及び（ｆ））である。
Next, the operation of the drive device 1 according to the first embodiment will be described. 3A to 3C are schematic diagrams illustrating the operation of the upper unit 1a. In a state in which the energizing circuit 7a does not pass a current through the shape memory alloy wire 2a, as shown in FIG. 3A, the shape memory alloy wire 2a is in an extended state, and the urging force of the spring 4a causes the pins 6a, 6b is stretched without bending. The position of the lever 9 at this time is a front end position (FIGS. 3E and 3F) which will be described later.
通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２ａが収縮すると、図３（ｂ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａに固定された移動体３ａがバネ４ａの弾性力に抗して後方に移動し、レバー９を後方に付勢する。その結果、レバー９が取り付けられた回転部材８は、反時計周りに回転する。
When the current-carrying circuit 7a passes a current through the shape memory alloy wire 2a and the shape memory alloy wire 2a contracts, as shown in FIG. 3B, the moving body 3a fixed to the shape memory alloy wire 2a is elastic of the spring 4a. It moves backward against the force and biases the lever 9 backward. As a result, the rotating member 8 to which the lever 9 is attached rotates counterclockwise.
通電回路７ａが通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２ａが元の長さに戻るため、図３（ｃ）に示すように、移動体３ａはバネ４ａの付勢力によりレバー９から離間して前方に移動する。レバー９は、図３（ｂ）に示した位置（後端位置とする。）に留まり、回転部材８も図３（ｂ）に示した回転位置に留まる。
When the energization circuit 7a stops energization, the shape memory alloy wire 2a returns to its original length, so that the moving body 3a is separated from the lever 9 by the urging force of the spring 4a as shown in FIG. Move to. The lever 9 stays at the position (rear end position) shown in FIG. 3B, and the rotating member 8 also stays at the rotational position shown in FIG.
図３（ｄ）〜（ｆ）は、下側のユニット１ｂの動作を示した図である。通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに電流を流していない状態では、図３（ｄ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ｂは伸びた状態にあり、バネ４ｂの付勢力により、ピン６ｃ，６ｄの間で撓み無く張架されている。このときのレバー９の位置は、上述した後端位置（図３（ｂ）及び（ｃ））である。
FIGS. 3D to 3F are views showing the operation of the lower unit 1b. In a state in which the energizing circuit 7b does not pass a current through the shape memory alloy wire 2b, the shape memory alloy wire 2b is in an extended state as shown in FIG. 3D, and the pin 6c, It is stretched between 6d without bending. The position of the lever 9 at this time is the rear end position (FIGS. 3B and 3C) described above.
通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２ｂが収縮すると、図３（ｅ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ｂに固定された移動体３ｂがバネ４ｂの弾性力に抗して前方に移動し、レバー９を前方に付勢する。その結果、レバー９が取り付けられた回転部材８は、時計周りに回転する。
When the energizing circuit 7b passes a current through the shape memory alloy wire 2b and the shape memory alloy wire 2b contracts, as shown in FIG. 3E, the moving body 3b fixed to the shape memory alloy wire 2b becomes elastic of the spring 4b. It moves forward against the force and biases the lever 9 forward. As a result, the rotating member 8 to which the lever 9 is attached rotates clockwise.
通電回路７ｂが通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２ｂが元の長さに戻るため、図３（ｆ）に示すように、移動体３ｂはバネ４ｂの付勢力によりレバー９から離間して後方に移動する。レバー９は、図３（ｅ）に示した位置（前端位置とする。）に留まり、回転部材８も図３（ｅ）に示した回転位置に留まる。
When the energization circuit 7b stops energization, the shape memory alloy wire 2b returns to its original length, so that the moving body 3b is separated from the lever 9 by the urging force of the spring 4b as shown in FIG. Move to. The lever 9 stays at the position (referred to as the front end position) shown in FIG. 3E, and the rotating member 8 also stays at the rotational position shown in FIG.
なお、図３（ａ）に示した状態では移動体３ａがレバー９に当接していることが好ましく、図３（ｄ）に示した状態では移動体３ｂがレバー９に当接していることが好ましい。移動体３ａ，３ｂの動作に応じて、速やかにレバー９を移動させることができるからである。但し、図３（ａ）において移動体３ａがレバー９から離間し、図３（ｄ）において移動体３ｂがレバー９から離間するよう構成することも可能である。
In the state shown in FIG. 3A, the moving body 3a is preferably in contact with the lever 9, and in the state shown in FIG. 3D, the moving body 3b is in contact with the lever 9. preferable. This is because the lever 9 can be quickly moved according to the operation of the moving bodies 3a and 3b. However, the movable body 3a can be separated from the lever 9 in FIG. 3A, and the movable body 3b can be separated from the lever 9 in FIG.
このように、この実施の形態１に係る駆動装置によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを、折曲部材５１〜５４により折り曲げながら回転部材８の周囲に配置したので、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配設することができ、十分な回転出力を得ることが可能になる。また、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの伸縮を利用して回転出力を得ているため、渦巻き状の形状記憶合金を用いた駆動装置のように曲率の変化を利用する場合と比較して、消費電力を少なく抑えることができる。
Thus, according to the drive device according to the first embodiment, since the shape memory alloy wires 2a and 2b are arranged around the rotating member 8 while being bent by the bending members 51 to 54, the shape memory alloy wires 2a and 2b are long in a narrow space. The memory alloy wires 2a and 2b can be disposed, and a sufficient rotational output can be obtained. Further, since the rotational output is obtained by using the expansion and contraction of the shape memory alloy wires 2a and 2b, it is consumed in comparison with the case of using the change in curvature as in the drive device using the spiral shape memory alloy. Electric power can be reduced.
また、図２（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをレバー９に対して略対称に配置し、移動体３ａ，３ｂがレバー９に両方向から当接するようにしたので、簡単な構成で回転部材８を時計回り方向及び反時計回り方向に回転させることができる。また、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂへの通電を解除した状態で、レバー９を前端位置又は後端位置で停止させておくことができるため、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂへの通電時間を短縮することができる。その結果、消費電力を低減し、また形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの劣化を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 2 (a), the shape memory alloy wires 2a and 2b are arranged substantially symmetrically with respect to the lever 9, and the movable bodies 3a and 3b are brought into contact with the lever 9 from both directions. With this configuration, the rotating member 8 can be rotated in the clockwise direction and the counterclockwise direction. In addition, since the lever 9 can be stopped at the front end position or the rear end position in a state where the current supply to the shape memory alloy wires 2a and 2b is released, the time required for supplying the shape memory alloy wires 2a and 2b is shortened. can do. As a result, power consumption can be reduced and deterioration of the shape memory alloy wires 2a and 2b can be suppressed.
さらに、レバー９が回転部材８の下端部近傍から突出し、上方に開口するスリット部９３を有しているため、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをスリット部９３に上方から挿入することができ、従って、上側ユニット１ａ及び下側ユニット１ｂを取り付ける作業が容易になる。
Furthermore, since the lever 9 has a slit portion 93 that protrudes from the vicinity of the lower end portion of the rotating member 8 and opens upward, the shape memory alloy wires 2a and 2b can be inserted into the slit portion 93 from above. The operation of attaching the upper unit 1a and the lower unit 1b is facilitated.
また、折曲部材５１〜５４に形状記憶合金ワイヤ２を巻き付けるためのガイド溝１０１〜１０３を形成することにより、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの巻き付けが容易になる。加えて、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが位置ずれして互いに接触し、ショートの原因となることを防止できる。
Further, by forming the guide grooves 101 to 103 for winding the shape memory alloy wire 2 around the bending members 51 to 54, the shape memory alloy wires 2a and 2b can be easily wound. In addition, it is possible to prevent the shape memory alloy wires 2a and 2b from being displaced and contacting each other to cause a short circuit.
尚、図１〜図３に示した構成では、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを通電により変位させたが、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを外部からの加熱により変位させてもよい。この場合も、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配置することができるため、十分な回転出力を得ることができる。また、渦巻き状の形状記憶合金を用いた場合と比較して、高い熱応答性が得られる。
In the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the shape memory alloy wires 2a and 2b are displaced by energization. However, the shape memory alloy wires 2a and 2b may be displaced by heating from the outside. Also in this case, since the long shape memory alloy wires 2a and 2b can be disposed in a narrow space, a sufficient rotational output can be obtained. Moreover, compared with the case where a spiral shape memory alloy is used, high thermal responsiveness is obtained.
また、ピン６ａ，６ｂの間には、形状記憶合金ワイヤ２ａに過大な張力が加わらないようにするための公知の過負荷防止用バネを設けてもよいし、形状記憶合金ワイヤ２ａに過大な電流が流れないようにするための公知の過電流防止用バネ接点を設けてもよい。ピン６ｃ，６ｄについても同様である。また、ガイド溝１０１，１０２（図２（ａ））の代わりに、段差部を設けてもよい。
Further, a known overload prevention spring for preventing an excessive tension from being applied to the shape memory alloy wire 2a may be provided between the pins 6a and 6b, or the shape memory alloy wire 2a may have an excessive amount. A known overcurrent preventing spring contact may be provided to prevent current from flowing. The same applies to the pins 6c and 6d. Further, a step portion may be provided instead of the guide grooves 101 and 102 (FIG. 2A).
図４は、この実施の形態１の変形例に係る駆動装置１Ａを示す斜視図である。この変形例に係る駆動装置１Ａは、図１〜３に示したレバー９の代わりに、回転部材８の円筒状の外周面の右側及び左側にそれぞれ取り付けられたレバー９ａ，９ｂを備えている。左側のレバー９ｂは、回転部材８の下端部近傍に取り付けられている。一方、右側のレバー９ａは、回転部材８の比較的上方（鉛直方向中心よりも上方）の位置に取り付けられ、右側のレバー９ａの下側に形状記憶合金ワイヤ２を配置するスペースが形成されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a driving apparatus 1A according to a modification of the first embodiment. A driving apparatus 1A according to this modification includes levers 9a and 9b attached to the right and left sides of the cylindrical outer peripheral surface of the rotating member 8, respectively, instead of the lever 9 shown in FIGS. The left lever 9 b is attached in the vicinity of the lower end portion of the rotating member 8. On the other hand, the right lever 9a is attached to a position relatively above the rotation member 8 (above the center in the vertical direction), and a space for placing the shape memory alloy wire 2 is formed below the right lever 9a. Yes.
下側の形状記憶合金ワイヤ２ｂの一端は、接続端子２４を介して、基台６の上面において回転部材８の前側に立設されたピン６ｄに固定されている。この形状記憶合金ワイヤ２ｂは、折曲部材５４，５１，５２により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ｂの他端部は、回転部材８の左側の領域において移動体３ｂの後端に固定されている。移動体３ｂの前端にはバネ４ｂの一端が固定されており、バネ４ｂの他端は、接続端子２３を介して、回転部材８の前方に立設されたピン６ｃに固定されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
One end of the lower shape memory alloy wire 2 b is fixed to a pin 6 d erected on the front side of the rotating member 8 on the upper surface of the base 6 via a connection terminal 24. The shape memory alloy wire 2b is bent by approximately 90 degrees by bending members 54, 51, and 52 and wound in a substantially rectangular shape when viewed from above. The other end of the shape memory alloy wire 2 b is fixed to the rear end of the moving body 3 b in the left region of the rotating member 8. One end of a spring 4 b is fixed to the front end of the moving body 3 b, and the other end of the spring 4 b is fixed to a pin 6 c erected in front of the rotating member 8 via a connection terminal 23. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに通電すると、形状記憶合金ワイヤ２ａの収縮により移動体３ａがバネ４ａの弾性力に抗してレバー９ａを後方に付勢し、回転部材８を反時計回りに回転させる。一方、通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに通電すると、形状記憶合金ワイヤ２ｂの収縮によりバネ４ｂの弾性力に抗して移動体３ｂがレバー９ｂを後方に付勢し、回転部材８を時計回りに回転させる。
When the energizing circuit 7a energizes the shape memory alloy wire 2a, the movable body 3a urges the lever 9a backward against the elastic force of the spring 4a due to the contraction of the shape memory alloy wire 2a, and the rotating member 8 rotates counterclockwise. Rotate to On the other hand, when the energizing circuit 7b energizes the shape memory alloy wire 2b, the movable body 3b urges the lever 9b backward against the elastic force of the spring 4b due to the contraction of the shape memory alloy wire 2b, and the rotating member 8 is moved to the timepiece. Rotate around.
この変形例に係る駆動装置１Ａによっても、実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを折曲部材５１〜５４により折り曲げながら回転部材８の周囲に配置することにより、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配設することができ、従って十分な回転出力を得ることができる。
Similarly to the first embodiment, the driving device 1A according to this modified example is long in a narrow space by arranging the shape memory alloy wires 2a and 2b around the rotating member 8 while being bent by the bending members 51 to 54. The shape memory alloy wires 2a and 2b can be disposed, and therefore a sufficient rotational output can be obtained.
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る駆動装置１０の基本構成を示す斜視図である。図５において、実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a basic configuration of drive apparatus 10 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those of the driving device 1 according to the first embodiment.
実施の形態２に係る駆動装置１０は、実施の形態１で説明した折曲部材５１〜５４の代わりに、基台６上の回転部材８の周囲に設けられた略四角柱のブロックである折曲部材１５を有しており、この折曲部材１５には、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げるための突起である接触部１５１，１５２，１５３，１５４が形成されている。接触部１５１，１５２，１５３，１５４は、折曲部材１５の右後方、左後方、左前方及び右前方の各角部に形成されている。接触部１５１，１５２，１５３，１５４は、いずれも、鉛直方向の中心軸線を有する円筒面の一部をなす接触面を有しており、これらの接触面に形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが接触して折り曲げられるよう構成されている。
The drive device 10 according to the second embodiment is a folding block that is a substantially square block provided around the rotating member 8 on the base 6 instead of the bending members 51 to 54 described in the first embodiment. The bending member 15 includes contact portions 151, 152, 153, and 154 that are protrusions for bending the shape memory alloy wire 2. The contact portions 151, 152, 153, and 154 are formed at the right rear, left rear, left front, and right front corners of the bending member 15. Each of the contact portions 151, 152, 153, and 154 has a contact surface that forms a part of a cylindrical surface having a central axis in the vertical direction, and the shape memory alloy wires 2a and 2b are in contact with these contact surfaces. And bendable.
なお、折曲部材１５は基台６とは別部材であり、基台６に対する取り付け位置を調節できるよう構成されている。折曲部材１５の中央部には、回転部材８を収容するための略円筒状の空洞部１５０が形成されている。また、折曲部材１５の右側には、回転部材８のレバー９を折曲部材１５外に突出させるための切欠き部１５５が形成されている。回転部材８及びそのレバー９は、実施の形態１（図１（ａ））と同様に構成されている。
The bending member 15 is a separate member from the base 6 and is configured so that the attachment position with respect to the base 6 can be adjusted. A substantially cylindrical cavity 150 for accommodating the rotating member 8 is formed at the center of the bending member 15. A notch 155 for projecting the lever 9 of the rotating member 8 out of the bending member 15 is formed on the right side of the bending member 15. The rotating member 8 and its lever 9 are configured in the same manner as in the first embodiment (FIG. 1A).
折曲部材１５の前面には、水平前方に突出するピン１５８が設けられている。折曲部材１５の右前方の接触部１５４には水平板１５５が取り付けられ、この水平板１５５には上方に突出するピン１５６が設けられている。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、折曲部材１５の前方の領域で、接続端子２３を介してピン１５８に固定されている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、折曲部材１５の右側において移動体３に固定されている。実施の形態１で説明したように、移動体３にはバネ４の一端が取り付けられ、バネ４の他端は接続端子２４を介してピン１５６に固定されている。ピン１５６，１５８は通電回路７（図１（ａ））に接続されている。
On the front surface of the bending member 15, a pin 158 that protrudes horizontally forward is provided. A horizontal plate 155 is attached to the right front contact portion 154 of the bending member 15, and a pin 156 protruding upward is provided on the horizontal plate 155. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the pin 158 via the connection terminal 23 in a region in front of the bending member 15. The other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the moving body 3 on the right side of the bending member 15. As described in the first embodiment, one end of the spring 4 is attached to the moving body 3, and the other end of the spring 4 is fixed to the pin 156 via the connection terminal 24. The pins 156 and 158 are connected to the energization circuit 7 (FIG. 1A).
すなわち、この実施の形態２に係る駆動装置１０では、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は直列に連結されてピン１５６，１５８の間で張架されており、形状記憶合金ワイヤ２は、接触部１５１，１５２，１５３により略９０度ずつ折り曲げられた状態で折曲部材１５の周囲に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２に固定された移動体３は、折曲部材１５の切欠き部１５５においてレバー９に前方から当接可能となっている。
That is, in the driving apparatus 10 according to the second embodiment, the shape memory alloy wire 2, the moving body 3 and the spring 4 are connected in series and stretched between the pins 156 and 158. Is wound around the bent member 15 in a state of being bent approximately 90 degrees by the contact portions 151, 152, and 153. The movable body 3 fixed to the shape memory alloy wire 2 can come into contact with the lever 9 from the front at the notch 155 of the bending member 15.
このように構成することにより、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４及び折曲部材１５を一つのサブアセンブリとして組み立て、回転部材８と基台６とをもう一つのサブアセンブリとして組み立て、これら２つのサブアセンブリを組み合わせることにより、駆動装置１０を製造することが可能になる。
By configuring in this way, the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, the spring 4, and the bending member 15 are assembled as one subassembly, and the rotating member 8 and the base 6 are assembled as another subassembly, By combining these two subassemblies, the drive device 10 can be manufactured.
図６は、実施の形態２に係る駆動装置１０の具体的な構成例を示す分解斜視図である。図６に示すように、駆動装置１０は、図５を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４からなるユニットを上下に２組ずつ有している。上側のユニット１０ａに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａとする。下側のユニット１０ｂに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂとする。
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a specific configuration example of the driving apparatus 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the driving apparatus 10 has two sets of units each including the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, and the spring 4 described with reference to FIG. The constituent elements belonging to the upper unit 10a are a shape memory alloy wire 2a, a moving body 3a, and a spring 4a. The constituent elements belonging to the lower unit 10b are a shape memory alloy wire 2b, a moving body 3b, and a spring 4b.
折曲部材１５は、上側の折曲部材１５ａと下側の折曲部材１５ｂとに分割可能に構成されている。下側の折曲部材１５ｂの周囲には形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂが配置されており、上側の折曲部材１５ａの周囲には形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａが配置されている。下側のユニット１０ｂの形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂは、図５を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４と同様に構成されている。
The bending member 15 is configured to be divided into an upper bending member 15a and a lower bending member 15b. The shape memory alloy wire 2b, the moving body 3b, and the spring 4b are arranged around the lower bending member 15b, and the shape memory alloy wire 2a, the moving body 3a, and the spring are arranged around the upper bending member 15a. 4a is arranged. The shape memory alloy wire 2b, the moving body 3b, and the spring 4b of the lower unit 10b are configured similarly to the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, and the spring 4 described with reference to FIG.
上側ユニット１０ａの形状記憶合金ワイヤ２ａの一端は、接続端子（図示せず）を介して、上側の折曲部材１５ａの背面に立設されたピン（図示せず）に固定されている。更に、形状記憶合金ワイヤ２ａは、上側の折曲部材１５ａの接触部１５２，１５３，１５４により略９０度ずつ折り曲げられ、上側の折曲部材１５ａの周囲に矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ａの他端は、上側の折曲部材１５ａの右側において、移動体３ａに固定されている。実施の形態１で説明したように、移動体３ａにはバネ４ａの一端が固定されている。バネ４ａの他端は、接続端子２２を介して、折曲部材１５の接触部１５１に取り付けられた水平板１５７に立設されたピン１５９に固定されている。形状記憶合金ワイヤ２ａの一端が固定された上記のピン（図示せず）及びバネ４ａの一端が固定されたピン１５９には、通電回路７ｂ（図２（ａ））が接続されている。
One end of the shape memory alloy wire 2a of the upper unit 10a is fixed to a pin (not shown) erected on the back surface of the upper bending member 15a via a connection terminal (not shown). Furthermore, the shape memory alloy wire 2a is bent by approximately 90 degrees by the contact portions 152, 153, and 154 of the upper bending member 15a, and is wound around the upper bending member 15a in a rectangular shape. The other end of the shape memory alloy wire 2a is fixed to the moving body 3a on the right side of the upper bending member 15a. As described in the first embodiment, one end of the spring 4a is fixed to the moving body 3a. The other end of the spring 4 a is fixed to a pin 159 erected on a horizontal plate 157 attached to the contact portion 151 of the bending member 15 via the connection terminal 22. An energization circuit 7b (FIG. 2A) is connected to the pin (not shown) to which one end of the shape memory alloy wire 2a is fixed and the pin 159 to which one end of the spring 4a is fixed.
この実施の形態２に係る駆動装置１０を組み立てる際には、上側ユニット１０ａ及び下側ユニット１０ｂをそれぞれ独立したサブアセンブリとして組み立て、さらに回転部材８及び基台６を独立したサブアセンブリ（サブアセンブリ１０ｃとする。）として組立てる。下側ユニット１０ｂをサブアセンブリ１０ｃに上方から組み合わせ、更に、上側ユニット１ａを下側ユニット１０ｂに上方から組み合わせることにより、駆動装置１０が完成する。レバー９のスリット部９３が上方に開口しているため、組み立ての際、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをスリット部９３に容易に挿入することができ、組み立てを容易に行うことができる。
When assembling the driving apparatus 10 according to the second embodiment, the upper unit 10a and the lower unit 10b are assembled as independent subassemblies, and the rotating member 8 and the base 6 are assembled as independent subassemblies (subassemblies 10c). Assemble). The drive unit 10 is completed by combining the lower unit 10b with the subassembly 10c from above and further combining the upper unit 1a with the lower unit 10b from above. Since the slit portion 93 of the lever 9 is opened upward, the shape memory alloy wires 2a and 2b can be easily inserted into the slit portion 93 during the assembly, and the assembly can be easily performed.
さらに、この実施の形態２に係る駆動装置１０によると、以下のような調整が可能になる。すなわち、形状記憶合金ワイヤ２ａの全長のばらつき、ピン１５６，１５８の配設位置のばらつき、あるいは折曲部材１５ａの各接触部１５１〜１５４の形状や寸法のばらつきによっては、移動体３ａの回転部材８に対する相対位置がばらつく可能性がある。しかしながら、この実施の形態２に係る駆動装置１０によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａが折曲部材１５ａにより支持された構成となっているため、上側の折曲部材１５ａを矢印Ａで示すように平行移動させ、あるいは矢印Ｂで示すように回転させることにより、移動体３ａの回転部材８に対する相対位置を調整することができる。同様に、下側の折曲部材１５ｂを平行移動あるいは回転させることにより、移動体３ｂの回転部材８に対する相対位置を容易に調整することができる。
Furthermore, according to the driving apparatus 10 according to the second embodiment, the following adjustment is possible. That is, depending on the variation in the total length of the shape memory alloy wire 2a, the variation in the arrangement positions of the pins 156 and 158, or the variation in the shape and dimensions of the contact portions 151 to 154 of the bending member 15a, The relative position to 8 may vary. However, according to the driving device 10 according to the second embodiment, since the shape memory alloy wire 2a, the moving body 3a, and the spring 4a are supported by the bending member 15a, the upper bending member 15a. Can be translated as indicated by an arrow A or rotated as indicated by an arrow B to adjust the relative position of the moving body 3a to the rotating member 8. Similarly, the relative position of the movable body 3b with respect to the rotating member 8 can be easily adjusted by moving or rotating the lower bending member 15b.
なお、基台６と折曲部材１５ｂとは、上述した相対位置の調整ののち、例えば接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等により固定することができる。同様に、折曲部材１５ａ，１５ｂは、上述した相対位置の調整ののち、例えば接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等により固定することができる。
The base 6 and the bending member 15b can be fixed by, for example, welding using an adhesive, a solvent, ultrasonic waves, or the like after adjusting the relative position described above. Similarly, the bending members 15a and 15b can be fixed by, for example, welding using an adhesive, a solvent, ultrasonic waves, or the like after adjusting the relative positions described above.
このように、実施の形態２に係る駆動装置１０によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）、移動体３ａ（３ｂ）、バネ４ａ（４ｂ）及び折曲部材１５ａ（１５ｂ）を含むサブアセンブリと、回転部材８及び基台６を含むサブアセンブリ１０ｃとを組み合わせて駆動装置１０を製造することが可能になるため、製造工程を簡単にすることができる。また、移動体３ａ（３ｂ）と回転部材８との相対位置関係が調整可能となる。
Thus, according to the driving device 10 according to the second embodiment, the subassembly including the shape memory alloy wire 2a (2b), the moving body 3a (3b), the spring 4a (4b), and the bending member 15a (15b). Since the drive device 10 can be manufactured by combining the rotating member 8 and the subassembly 10 c including the base 6, the manufacturing process can be simplified. Further, the relative positional relationship between the moving body 3a (3b) and the rotating member 8 can be adjusted.
また、接触部１５１〜１５４の形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）に接触する面を曲面（特に、円筒面）とすることにより、形状記憶合金ワイヤ２への応力集中を避け、曲がり癖などが付きにくくすることができる。これにより、駆動装置１０の動作の信頼性が向上する。
Further, by making the surface of the contact portions 151 to 154 in contact with the shape memory alloy wire 2a (2b) into a curved surface (especially a cylindrical surface), stress concentration on the shape memory alloy wire 2 is avoided and bending wrinkles are attached. Can be difficult. Thereby, the reliability of operation | movement of the drive device 10 improves.
なお、上記の説明では、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）を３箇所で折り曲げるようにしたが、折り曲げる箇所は３箇所に限らず、４箇所、６箇所あるいは８箇所等であっても良い。また、四角柱状の折曲部材に限らず、三角柱、六角柱あるいは八角柱の折曲部材を用いても良い。
In the above description, the shape memory alloy wire 2a (2b) is bent at three locations, but the number of locations to be bent is not limited to three, and may be four, six, or eight. Further, not only a quadrangular prism-shaped bending member but also a triangular prism, hexagonal prism, or octagonal prism bending member may be used.
また、上記の説明では、接触部１５１〜１５４を折曲部材１５に形成した突起により構成したが、実施の形態１で説明したようなピン形状の折曲部材を基台６とは別の支持部材に立設することも可能である。この場合も、当該支持部材によって、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）、移動体３ａ（３ｂ）及びバネ４ａ（４ｂ）が支持されるため、サブアセンブリとして組み立てることができる。また、当該支持部材を基台６に対して位置調整することで、移動体３ａ（３ｂ）と回転部材８との相対位置関係の調整が可能となる。
In the above description, the contact portions 151 to 154 are configured by the protrusions formed on the bending member 15, but the pin-shaped bending member as described in the first embodiment is supported separately from the base 6. It is also possible to stand on the member. Also in this case, since the shape memory alloy wire 2a (2b), the movable body 3a (3b), and the spring 4a (4b) are supported by the support member, it can be assembled as a subassembly. Further, by adjusting the position of the support member with respect to the base 6, the relative positional relationship between the moving body 3 a (3 b) and the rotating member 8 can be adjusted.
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る駆動装置２０の基本構成を示す斜視図である。実施の形態３に係る駆動装置２０は、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転している点において、実施の形態１に係る駆動装置１０と異なるものである。図７において、実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a basic configuration of drive apparatus 20 according to Embodiment 3 of the present invention. The driving device 20 according to the third embodiment is different from the driving device 10 according to the first embodiment in that the winding direction of the shape memory alloy wire 2 is reversed. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same components as those of the driving device 1 according to the first embodiment.
実施の形態１に係る駆動装置１において、より全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を使用する場合には、移動体３及びバネ４の上側又は下側に、形状記憶合金ワイヤ２を配置するスペースを設けることが可能であるが、この場合、駆動装置の上下方向の寸法を小さくすることが難しい。そこで、この実施の形態３に係る駆動装置２０では、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転させることにより、駆動装置の上下方向の寸法を抑制しつつ、全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を用いることができるようにしている。
In the driving device 1 according to the first embodiment, when the shape memory alloy wire 2 having a longer length is used, a space for arranging the shape memory alloy wire 2 is provided above or below the movable body 3 and the spring 4. In this case, it is difficult to reduce the vertical dimension of the driving device. Therefore, in the drive device 20 according to the third embodiment, the shape memory alloy wire 2 having a long overall length is used while suppressing the vertical dimension of the drive device by reversing the winding direction of the shape memory alloy wire 2. To be able to.
基台６上において円筒部材８の前側には柱２６が立設されており、この柱２６から水平前方に水平ピン２７が突出している。また、基台６の上面の右後方には、形状記憶合金ワイヤ２の一端を固定するためのピン２８が立設されている。形状記憶合金ワイヤ２は、その一端が接続端子２１を介してピン２８に固定されており、折曲部材５２，５３により略９０度ずつ折り曲げられるように巻かれている。さらに、形状記憶合金ワイヤ２は、回転部材８の前方において水平ピン２７に巻き付けられて巻き方向が反転したのち、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられるように（すなわち逆方向に）巻かれる。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、円筒部材８の右側領域で移動体３に固定されている。実施の形態１（図１（ａ））と同様、移動体３にはバネ４の一端が固定され、バネ４の他端は、接続端子２２を介して、円筒部材８の前側に立設されたピン２９に固定される。
On the base 6, a pillar 26 is erected on the front side of the cylindrical member 8, and a horizontal pin 27 protrudes horizontally from the pillar 26. Further, a pin 28 for fixing one end of the shape memory alloy wire 2 is erected on the right rear side of the upper surface of the base 6. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the pin 28 via the connection terminal 21 and is wound so as to be bent approximately 90 degrees by the bending members 52 and 53. Furthermore, after the shape memory alloy wire 2 is wound around the horizontal pin 27 in front of the rotating member 8 and the winding direction is reversed, the shape memory alloy wire 2 is bent by approximately 90 degrees by the bending members 53, 52, 51 (that is, in the reverse direction). To be wound. The other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the moving body 3 in the right region of the cylindrical member 8. As in the first embodiment (FIG. 1A), one end of the spring 4 is fixed to the moving body 3, and the other end of the spring 4 is erected on the front side of the cylindrical member 8 via the connection terminal 22. The pin 29 is fixed.
このように、実施の形態３に係る駆動装置２０によれば、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転する構成により、駆動装置２０の上下方向の寸法を大きくすることなく、全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を使用することが可能になり、より大きな回転出力を得ることができる。
As described above, according to the driving device 20 according to the third embodiment, the configuration in which the winding direction of the shape memory alloy wire 2 is reversed, the shape memory having a long overall length is obtained without increasing the vertical dimension of the driving device 20. The alloy wire 2 can be used, and a larger rotational output can be obtained.
なお、実施の形態１の図２（ａ）に示した装置構成と同様に、この実施の形態３に係る駆動装置２０においても、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４を上下に２組設けることが可能である。
Note that, similarly to the apparatus configuration shown in FIG. 2A of the first embodiment, the shape memory alloy wire 2, the movable body 3, and the spring 4 are moved up and down in the driving apparatus 20 according to the third embodiment. It is possible to provide a set.
実施の形態４．
図８（ａ）は、この発明の実施の形態４に係る駆動装置３０の基本構成を示す斜視図である。図８（ｂ）は、駆動装置３０を図８（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見た背面図である。図８（ａ）に示すように、この実施の形態４に係る駆動装置３０は、実施の形態２（図５）で説明した駆動装置に、実施の形態３で説明したように形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転させる構成を適用したものである。実施の形態２に係る駆動装置１０の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8A is a perspective view showing a basic configuration of a drive device 30 according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 8B is a rear view of the driving device 30 as viewed from the direction of arrow B shown in FIG. As shown in FIG. 8A, the drive device 30 according to the fourth embodiment is similar to the drive device described in the second embodiment (FIG. 5) in the shape memory alloy wire as described in the third embodiment. The configuration in which the winding direction of 2 is reversed is applied. The same components as those of the driving device 10 according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
実施の形態２で説明したように、回転部材８の周囲に形成された折曲部材１５の４つの角部には、それぞれ円筒面を有する接触部１５１，１５２，１５３，１５４が形成されている。折曲部材１５の前面には、ピン３０１が水平前方に突出形成されており、折曲部材１５の背面には、もう一つのピン３０２（図８（ｂ））が水平前方に突出形成されている。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、折曲部材１５の背面に立設されたピン３０２（図８（ｂ））に、接続端子２１を介して固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材１５の接触部１５２，１５３により略９０度ずつ折り曲げられ、折曲部材１５の前面に立設されたピン３０１に巻き付けられて巻き方向が反転したのち、接触部１５３，１５２，１５１により略９０度ずつ折り曲げられるように巻かれる。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、実施の形態２（図５）と同様に、回転部材８の右側の領域で移動体３に固定され、移動体３にはバネ４の一端が固定される。バネ４の他端は、接続端子２２を介して、折曲部材１５の接触部１５４に取り付けられた水平板１５５に立設されたピン１５６に固定される。
As described in the second embodiment, the contact portions 151, 152, 153, and 154 having cylindrical surfaces are formed at the four corners of the bending member 15 formed around the rotating member 8, respectively. . A pin 301 is formed on the front surface of the bending member 15 so as to protrude forward in the horizontal direction, and another pin 302 (FIG. 8B) is formed on the rear surface of the bending member 15 so as to protrude in the horizontal direction. Yes. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to a pin 302 (FIG. 8B) standing on the back surface of the bending member 15 via the connection terminal 21. The shape memory alloy wire 2 is bent by approximately 90 degrees by the contact portions 152 and 153 of the bending member 15, wound around the pin 301 erected on the front surface of the bending member 15, and reversed in the winding direction, and then contacted. It is wound by the portions 153, 152, 151 so as to be bent approximately 90 degrees. Similarly to the second embodiment (FIG. 5), the other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the moving body 3 in the region on the right side of the rotating member 8, and one end of the spring 4 is fixed to the moving body 3. . The other end of the spring 4 is fixed to a pin 156 erected on a horizontal plate 155 attached to the contact portion 154 of the bending member 15 via the connection terminal 22.
この実施の形態４によれば、実施の形態３と同様、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転することにより、駆動装置２０の上下方向の寸法を小さく抑えつつ、形状記憶合金ワイヤ２の全長を長くすることができる。
According to the fourth embodiment, as in the third embodiment, by reversing the winding direction of the shape memory alloy wire 2, the overall length of the shape memory alloy wire 2 is suppressed while keeping the vertical dimension of the driving device 20 small. Can be lengthened.
また、実施の形態２と同様、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４及び折曲部材１５をサブアセンブリとして組み立てておき、回転部材８及び基台６を含むサブアセンブリと組み合わせることにより駆動装置２０を製造することが可能になるため、製造工程を簡単にすることができる。また、折曲部材１５の位置調整により、移動体３と回転部材８との相対位置関係を調整することが可能となる。また、折曲部１５１〜１５３の形状記憶合金ワイヤ２に接触する面を曲面（円筒面）とすることにより、形状記憶合金ワイヤ２への応力集中を避け、曲がり癖などが付きにくくすることができ、駆動装置１０の動作の信頼性を向上することができる。
Similarly to the second embodiment, the shape memory alloy wire 2, the moving body 3, the spring 4, and the bending member 15 are assembled as a subassembly and driven by combining with the subassembly including the rotating member 8 and the base 6. Since the apparatus 20 can be manufactured, the manufacturing process can be simplified. Further, by adjusting the position of the bending member 15, the relative positional relationship between the moving body 3 and the rotating member 8 can be adjusted. Further, by making the surfaces of the bent portions 151 to 153 in contact with the shape memory alloy wire 2 into curved surfaces (cylindrical surfaces), it is possible to avoid stress concentration on the shape memory alloy wire 2 and to make it difficult to bend bending. In addition, the reliability of the operation of the driving device 10 can be improved.
なお、実施の形態１の図２（ａ）に示した装置構成と同様に、この実施の形態４に係る駆動装置においても、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４を上下に２組設ける構成が可能である。
Note that, similarly to the device configuration shown in FIG. 2A of the first embodiment, in the drive device according to the fourth embodiment, two sets of the shape memory alloy wire 2, the movable body 3, and the spring 4 are arranged vertically. A configuration can be provided.
図８（ｃ）は、実施の形態４の各接触部の変形例（接触部３５とする。）示す斜視図であり、図８（ａ）において円Ａで囲んだ部分に対応している。形状記憶合金ワイヤ２の折り曲げに伴う応力集中を抑制し、曲がり癖などが付かないようにするためには、接触部３５の接触面（形状記憶合金ワイヤ２に接触する面）である円筒面の直径が形状記憶合金ワイヤ２の線径の約２０〜４０倍であることが好ましい。この場合、形状記憶合金ワイヤ２の接触部３５との接触長さが長くなり、接触抵抗が増加する。そこで、この実施の形態４では、接触抵抗の増加による形状記憶合金ワイヤ２の変位量の減少を防止するため、図８（ｃ）に示すように、接触部３５の表面に凹凸を形成し、複数の接触面（すなわち凸部の表面）３５５において形状記憶合金ワイヤ２に接触するようにしている。このようにすれば、形状記憶合金ワイヤ２と接触部３５との接触長さが短くなるため、形状記憶合金ワイヤ２と接触部３５との接触抵抗を小さく抑えることができ、その結果、形状記憶合金ワイヤ２の変位量を十分に大きくすることができる。接触部３５の凹凸は、例えば、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向に直交する方向に延在する凸条と溝部とで構成することができる。なお、図８（ｃ）に示した接触部３５の形状は、実施の形態２の駆動装置１０（図５）にも適用することができる。
FIG. 8C is a perspective view showing a modified example (referred to as contact portion 35) of each contact portion of the fourth embodiment, and corresponds to a portion surrounded by a circle A in FIG. In order to suppress stress concentration due to the bending of the shape memory alloy wire 2 and prevent bending wrinkles or the like, a cylindrical surface that is a contact surface of the contact portion 35 (a surface that contacts the shape memory alloy wire 2) is used. The diameter is preferably about 20 to 40 times the diameter of the shape memory alloy wire 2. In this case, the contact length with the contact part 35 of the shape memory alloy wire 2 becomes long, and the contact resistance increases. Therefore, in the fourth embodiment, in order to prevent a decrease in the amount of displacement of the shape memory alloy wire 2 due to an increase in contact resistance, as shown in FIG. 8C, irregularities are formed on the surface of the contact portion 35, The shape memory alloy wire 2 is brought into contact with a plurality of contact surfaces (that is, the surface of the convex portion) 355. In this way, the contact length between the shape memory alloy wire 2 and the contact portion 35 is shortened, so that the contact resistance between the shape memory alloy wire 2 and the contact portion 35 can be kept small. As a result, the shape memory The amount of displacement of the alloy wire 2 can be made sufficiently large. The unevenness of the contact portion 35 can be constituted by, for example, a ridge and a groove extending in a direction orthogonal to the winding direction of the shape memory alloy wire 2. In addition, the shape of the contact part 35 shown in FIG.8 (c) is applicable also to the drive device 10 (FIG. 5) of Embodiment 2. FIG.
実施の形態５．
図９（ａ）は、この発明の実施の形態５に係る駆動装置４０の基本構成を示す平面図である。実施の形態１に係る駆動装置１（図１（ａ））の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。実施の形態５に係る駆動装置４０は、実施の形態１において説明した移動体３（図１（ａ））を有しておらず、形状記憶合金ワイヤ２とレバー４９とが直接に連結され、また、バネ４とレバー４９とが直接に連結されている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9A is a plan view showing a basic configuration of a drive device 40 according to Embodiment 5 of the present invention. The same components as those of the driving device 1 (FIG. 1A) according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The drive device 40 according to the fifth embodiment does not have the moving body 3 (FIG. 1A) described in the first embodiment, and the shape memory alloy wire 2 and the lever 49 are directly connected, Further, the spring 4 and the lever 49 are directly connected.
レバー４９は、回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように設けられている。このレバー４９は、実施の形態１で説明したレバー９（図１（ａ））と同一形状を有していても良いし、異なる形状を有していても良い。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、基台６上で回転部材８の前側に立設されたピン６ａ（図９では四角形の記号で示す。）に、図示しない接続端子を介して固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、レバー４９の背面に直接固定されている。レバー４９の前面にはバネ４の後端が直接固定され、バネ４の前端は、図示しない接続端子を介して、ピン６ａに隣接して立設されたピン６ｂ（図９では四角形の記号で示す。）に固定されている。ピン６ａ，６ｂには、通電回路７が接続されている。通電回路７から供給された電流は、バネ４及びレバー４９を介して形状記憶合金ワイヤ２を流れる。なお、レバー４９は、少なくともバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との間の部分が導電性部材により構成されているものとする。
The lever 49 is provided so as to protrude rightward from the cylindrical outer peripheral surface of the rotating member 8. The lever 49 may have the same shape as the lever 9 (FIG. 1A) described in the first embodiment, or may have a different shape. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to a pin 6a (indicated by a square symbol in FIG. 9) erected on the front side of the rotating member 8 on the base 6 via a connection terminal (not shown). . The shape memory alloy wire 2 is bent approximately 90 degrees by bending members 53, 52, 51 and wound in a rectangular shape when viewed from above. The other end of the shape memory alloy wire 2 is directly fixed to the back surface of the lever 49. The rear end of the spring 4 is directly fixed to the front surface of the lever 49, and the front end of the spring 4 is connected to a pin 6 b erected adjacent to the pin 6 a via a connection terminal (not shown) (in FIG. 9, a square symbol). It is fixed to An energization circuit 7 is connected to the pins 6a and 6b. The current supplied from the energizing circuit 7 flows through the shape memory alloy wire 2 via the spring 4 and the lever 49. In addition, the lever 49 shall be comprised by the electroconductive member at least the part between the spring 4 and the shape memory alloy wire 2. FIG.
図９（ｂ）は、形状記憶合金ワイヤ２に通電回路７により電流を流したときの駆動装置４０の状態を示す平面図である。形状記憶合金ワイヤ２が通電により収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に接続されたレバー４９がバネ４の付勢力に抗して後方に移動し、回転部材８が反時計回り方向に回転する。通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２が伸びるため、バネ４の付勢力により、図９（ａ）に示すようにレバー４９がもとの位置に復帰し、従って回転部材８が時計周りに回転して元の回転位置（図９（ａ））に復帰する。
FIG. 9B is a plan view showing a state of the driving device 40 when a current is passed through the shape memory alloy wire 2 by the energization circuit 7. When the shape memory alloy wire 2 contracts due to energization, the lever 49 connected to the shape memory alloy wire 2 moves backward against the biasing force of the spring 4 and the rotating member 8 rotates counterclockwise. When the energization by the energization circuit 7 is stopped, the shape memory alloy wire 2 is stretched, so that the lever 49 is returned to the original position as shown in FIG. It rotates clockwise and returns to the original rotational position (FIG. 9A).
この実施の形態５によれば、実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げながら回転部材８の周囲に配置したので、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２を配設することができ、これにより十分な回転出力を得ることが可能になる。また、形状記憶合金ワイヤ２を上下に２組設けなくとも、回転部材８を時計回り及び反時計回りに回転させることができる。
According to the fifth embodiment, as in the first embodiment, since the shape memory alloy wire 2 is disposed around the rotating member 8 while being bent, the long shape memory alloy wire 2 can be disposed in a narrow space. This makes it possible to obtain a sufficient rotational output. Further, the rotary member 8 can be rotated clockwise and counterclockwise without providing two pairs of shape memory alloy wires 2 in the vertical direction.
図１０は、実施の形態５の変形例を示す平面図である。この変形例では、回転部材８の円筒状の外周面から右方向及び左方向にそれぞれレバー４９ａ，４９ｂが突出している。形状記憶合金ワイヤ２は、一端が上述したピン６ａに固定され、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、右側のレバー４９ａの背面に直接固定されている。一方、回転部材８の左側にはバネ４が設けられている。バネ４の一端は左側のレバー４９ｂの背面に直接固定され、バネ４の他端はレバー４９ｂの後方に立設されたピン６ｂに固定されている。
FIG. 10 is a plan view showing a modification of the fifth embodiment. In this modification, levers 49 a and 49 b protrude from the cylindrical outer peripheral surface of the rotating member 8 in the right direction and the left direction, respectively. One end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the pin 6a described above, and is bent by 90 degrees by bending members 53, 52, 51. The other end of the shape memory alloy wire 2 is directly fixed to the back surface of the right lever 49a. On the other hand, a spring 4 is provided on the left side of the rotating member 8. One end of the spring 4 is directly fixed to the back surface of the left lever 49b, and the other end of the spring 4 is fixed to a pin 6b erected on the rear side of the lever 49b.
形状記憶合金ワイヤ２が通電により収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に接続されたレバー４９ａが、レバー４９ｂに接続されたバネ４の付勢力に抗して後方に移動し、回転部材８が反時計回り方向に回転する。通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２が伸びるため、レバー４９ｂに接続されたバネ４の付勢力により、レバー４９がもとの位置に復帰し、従って回転部材８が時計周りに回転して元の回転位置に復帰する。
When the shape memory alloy wire 2 is contracted by energization, the lever 49a connected to the shape memory alloy wire 2 moves backward against the biasing force of the spring 4 connected to the lever 49b, and the rotating member 8 is counterclockwise. Rotate around. When the energization by the energization circuit 7 is stopped, the shape memory alloy wire 2 is extended, so that the lever 49 is returned to the original position by the urging force of the spring 4 connected to the lever 49b, so that the rotating member 8 is rotated clockwise. Rotates and returns to the original rotational position.
この変形例によっても、実施の形態５と同様、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２を配置することができる。また、実施の形態５と比較して、バネ４の配置をより自由に選択できるため、設計の自由度が増す。
Also according to this modification, the long shape memory alloy wire 2 can be arranged in a narrow space as in the fifth embodiment. Moreover, since the arrangement of the springs 4 can be selected more freely than in the fifth embodiment, the degree of freedom in design increases.
実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６に係る駆動装置５０の基本構成を説明する平面図である。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。実施の形態６に係る駆動装置５０は、実施の形態１（図１（ａ））のようなレバー９を有さず、代わりに、回転部材８の外周面に沿って多数の突起５８を備えている。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 11 is a plan view for explaining the basic configuration of a driving apparatus 50 according to Embodiment 6 of the present invention. The same components as those of the driving device 1 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals. The driving device 50 according to the sixth embodiment does not have the lever 9 as in the first embodiment (FIG. 1A), and instead includes a large number of protrusions 58 along the outer peripheral surface of the rotating member 8. ing.
実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２は、回転部材８の前側に立設されたピン６ａに一端が固定され、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられるよう巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、回転部材８の右側の領域において移動体５５に固定されている。この移動体５５は、回転部材８側に突出する爪部（凸部）５６を有している。爪部５６は、その前方に傾斜面５６ａを有しており、当該傾斜面５６ａよりも後方に、前後方向に対して直交する係合面５６ｂを有している。移動体５５の前端にはバネ４の一端が固定され、このバネ４の他端は、回転部材８の前側に立設されたピン６ｂに固定されている。
As in the first embodiment, the shape memory alloy wire 2 is wound so that one end is fixed to the pin 6a standing on the front side of the rotating member 8 and bent by about 90 degrees by the bending members 53, 52, 51. ing. The other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the moving body 55 in the region on the right side of the rotating member 8. The moving body 55 has a claw portion (convex portion) 56 that protrudes toward the rotating member 8. The claw portion 56 has an inclined surface 56a in front thereof, and has an engaging surface 56b orthogonal to the front-rear direction behind the inclined surface 56a. One end of the spring 4 is fixed to the front end of the moving body 55, and the other end of the spring 4 is fixed to a pin 6 b erected on the front side of the rotating member 8.
回転部材８に形成された突起５８は先端が尖っており、回転部材８の略接線方向に延在する当接面５８ａと、回転部材８の半径方向に延在する係合面５８ｂとを有している。回転部材８の回転方向を反時計回りとすると、各突起５８において、当接面５８ａは係合面５８ｂよりも回転方向において前方に位置している。隣り合う突起５８の間に、上記の爪部５６と係合する凹部５８ｃが形成されている。爪部５６が凹部５８ｃに係合している状態で、爪部５６の係合面５６ｂと突起５８の係合面５８ｂとが互いに当接する。
The protrusion 58 formed on the rotating member 8 has a sharp tip, and has a contact surface 58a extending in a substantially tangential direction of the rotating member 8 and an engaging surface 58b extending in the radial direction of the rotating member 8. is doing. Assuming that the rotation direction of the rotation member 8 is counterclockwise, the contact surface 58a of each protrusion 58 is located forward of the engagement surface 58b in the rotation direction. A concave portion 58 c that engages with the claw portion 56 is formed between the adjacent protrusions 58. In a state where the claw portion 56 is engaged with the concave portion 58c, the engagement surface 56b of the claw portion 56 and the engagement surface 58b of the protrusion 58 are in contact with each other.
形状記憶合金ワイヤ２に通電回路７により電流を流すと、形状記憶合金ワイヤ２の収縮により、移動体５５はバネ４の付勢力に抗して後方に移動する。このとき、移動体５５の爪部５６が回転部材８の凹部５８ｃに係合し、爪部５６の係合面５６ｂが突起５８の係合面５８ｂに当接して後方に付勢し、これにより回転部材８が反時計回りに回転する。一方、通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２の長さが伸びる（元の長さに戻る）ため、バネ４の付勢力により移動体５５が前方に移動して元の位置に復帰する。このとき、移動体５５の爪部５６の傾斜面５６ａが突起５８の当接面５８ａに摺接しながら移動するため、回転部材８は時計回りに回転しない。すなわち、移動体５５のみが元の位置に復帰する。従って、通電回路７による通電を繰り返すことによって、回転部材８を間欠的に所望の回転角度だけ回転させることができる。また、通電回路７による通電を停止すれば、その位置で回転部材８を停止させることができる。
When a current is passed through the shape memory alloy wire 2 by the energization circuit 7, the movable body 55 moves backward against the biasing force of the spring 4 due to the contraction of the shape memory alloy wire 2. At this time, the claw portion 56 of the moving body 55 engages with the concave portion 58c of the rotating member 8, and the engagement surface 56b of the claw portion 56 abuts against the engagement surface 58b of the protrusion 58 and urges backward. The rotating member 8 rotates counterclockwise. On the other hand, when the energization by the energization circuit 7 is stopped, the length of the shape memory alloy wire 2 is extended (returns to the original length), so that the moving body 55 is moved forward by the urging force of the spring 4 to the original position. Return. At this time, since the inclined surface 56a of the claw portion 56 of the moving body 55 moves while being in sliding contact with the contact surface 58a of the protrusion 58, the rotating member 8 does not rotate clockwise. That is, only the moving body 55 returns to the original position. Therefore, by repeating energization by the energization circuit 7, the rotating member 8 can be intermittently rotated by a desired rotation angle. Further, if the energization by the energization circuit 7 is stopped, the rotating member 8 can be stopped at that position.
このように、実施の形態６に係る駆動装置５０によれば、小型で且つ簡単な装置構成で、回転部材８を所望の回転角度だけ回転させることができる。また、通電を停止することにより回転部材８を所望の回転位置で停止させることができるため、形状記憶合金ワイヤ２への通電時間を最小限に抑えることできる。
Thus, according to the drive device 50 according to the sixth embodiment, the rotating member 8 can be rotated by a desired rotation angle with a small and simple device configuration. Moreover, since the rotation member 8 can be stopped at a desired rotation position by stopping the energization, the energization time to the shape memory alloy wire 2 can be minimized.
実施の形態７．
図１２及び図１３は、それぞれこの発明の実施の形態７に係る駆動装置６０を示す側断面図及び分解斜視図である。この実施の形態７に係る駆動装置６０は、実施の形態１で説明した回転部材８を、撮像装置（カメラ等）のレンズ枠６１に適用したものである。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。
Embodiment 7 FIG.
12 and 13 are a side sectional view and an exploded perspective view, respectively, showing a driving apparatus 60 according to Embodiment 7 of the present invention. In the driving device 60 according to the seventh embodiment, the rotating member 8 described in the first embodiment is applied to a lens frame 61 of an imaging device (camera or the like). The same components as those of the driving device 1 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals.
駆動装置６０は、レンズ６２をその光軸方向に駆動し、レンズ６２の焦点を通常撮影用の標準位置と接写撮影用の接写位置との間で切り替えるものである。レンズ６２は略円筒状のレンズ枠６１の内側で保持されている。このレンズ枠６１の外周面にはネジ部６１ａが形成されている。レバー６９は、レンズ枠６１の外側に固定された環状部６８と、環状部６８から半径方向に突出する水平突出部９０と、水平突出部９０から上方に延在する鉛直延在部９１，９２とを有している。レバー６９の鉛直延在部９１，９２の間には、スリット部９３が形成されている。環状部６８は、その内側に、レンズ枠６１のネジ部６１ａに係合するネジ部６８ａを有している。
The driving device 60 drives the lens 62 in the optical axis direction, and switches the focus of the lens 62 between a standard position for normal shooting and a close-up position for close-up shooting. The lens 62 is held inside a substantially cylindrical lens frame 61. A screw portion 61 a is formed on the outer peripheral surface of the lens frame 61. The lever 69 includes an annular portion 68 fixed to the outside of the lens frame 61, a horizontal projecting portion 90 projecting radially from the annular portion 68, and vertical extending portions 91 and 92 extending upward from the horizontal projecting portion 90. And have. A slit portion 93 is formed between the vertically extending portions 91 and 92 of the lever 69. The annular portion 68 has a screw portion 68 a that engages with the screw portion 61 a of the lens frame 61 inside thereof.
レバー６９の環状部６８の底面には、円周方向に一定間隔をあけて、４つのカムフォロア６５が配置されている。また、基台６６の上面において、環状部６８のカムフォロア６５に対応する位置には、４つのカム６７が形成されている。カム６７は、基台６６の上面から緩やかに上昇する傾斜面６７ａと、この傾斜面６７ａの最も高い位置から更に水平に延びる水平面６７ｂとを有している。
Four cam followers 65 are arranged on the bottom surface of the annular portion 68 of the lever 69 at regular intervals in the circumferential direction. Further, four cams 67 are formed at positions corresponding to the cam followers 65 of the annular portion 68 on the upper surface of the base 66. The cam 67 has an inclined surface 67a that gently rises from the upper surface of the base 66, and a horizontal surface 67b that extends further horizontally from the highest position of the inclined surface 67a.
レンズ枠６１及び環状部６８を外側から囲むように、略円筒状のキャップ６３が設けられている。キャップ６３は、その底面において基台６６に固定されている。キャップ６３は、その周壁の下側に切欠き部６３ａを有している。アーム６９の水平突出部９０は、切欠き部６３ａを通ってキャップ６３の外部に突出し、鉛直延在部９１，９２（及びその間のスリット部９３）はキャップ６３の外側に位置している。キャップ６３の内側には、環状部６８を下方に付勢するバネ６４が設けられており、これによりカムフォロア６５とカム６７とが確実に係合するようになっている。基台６６には、レンズ６２により集光された光を通すための開口６０１が形成されており、この開口６０１の下側には撮像素子６０２が配置されている。
A substantially cylindrical cap 63 is provided so as to surround the lens frame 61 and the annular portion 68 from the outside. The cap 63 is fixed to the base 66 on the bottom surface. The cap 63 has a notch 63a on the lower side of the peripheral wall. The horizontal protruding portion 90 of the arm 69 protrudes to the outside of the cap 63 through the notch portion 63 a, and the vertically extending portions 91 and 92 (and the slit portion 93 therebetween) are located outside the cap 63. A spring 64 that biases the annular portion 68 downward is provided on the inner side of the cap 63 so that the cam follower 65 and the cam 67 are reliably engaged. The base 66 is formed with an opening 601 for allowing the light condensed by the lens 62 to pass therethrough, and an imaging element 602 is disposed below the opening 601.
なお、レンズ枠６１とレバー６９の環状部６８とは、レンズ６２の焦点調整の後で互いに固定されるものである。すなわち、環状部６８に対してレンズ枠６１を光軸Ｘの回りに回転させると、ネジ部６１ａ，６８ａの螺合によりレンズ枠６１が光軸Ｘの方向に移動し、レンズ６２と撮像素子６０２との間隔が変化するため、焦点調整が行われる。焦点調整が完了した後、接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等によりレンズ枠６１と環状部６８とが互いに固定される。
The lens frame 61 and the annular portion 68 of the lever 69 are fixed to each other after the focus adjustment of the lens 62. That is, when the lens frame 61 is rotated around the optical axis X with respect to the annular portion 68, the lens frame 61 moves in the direction of the optical axis X by screwing of the screw portions 61a and 68a, and the lens 62 and the image sensor 602 are moved. Since the interval between and changes, focus adjustment is performed. After the focus adjustment is completed, the lens frame 61 and the annular portion 68 are fixed to each other by welding using an adhesive, a solvent, ultrasonic waves, or the like.
図１３に示すように、基台６６の４つの角部近傍には、実施の形態１で説明した折曲部材５１，５２，５３，５４が立設されている。これら折曲部材５１，５２，５３，５４には、例えば実施の形態１の図２（ａ）に示した形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが巻かれており、移動体３ａ，３ｂ（図２（ａ））がレバー６９に前方及び後方からそれぞれ当接可能となっている。移動体３ａ，３ｂ（図２（ａ））の何れかによりレバー６９が付勢されて光軸Ｘの周りに回転すると、カムフォロア６５とカム６７との係合により、レバー６９は更に光軸Ｘの方向にも移動する。その結果、レバー６９の環状部６８に固定されたレンズ枠６１が光軸Ｘの方向に移動し、レンズ６２が光軸Ｘの方向に移動する。なお、レンズ枠６１は、実施の形態１の構成に限らず、他の実施の形態の構成によって駆動してもよい。
As shown in FIG. 13, the bending members 51, 52, 53 and 54 described in the first embodiment are erected in the vicinity of the four corners of the base 66. For example, the shape memory alloy wires 2a and 2b shown in FIG. 2A of the first embodiment are wound around the bending members 51, 52, 53, and 54, and the moving bodies 3a and 3b (FIG. 2 ( a)) can come into contact with the lever 69 from both the front and rear. When the lever 69 is urged by one of the moving bodies 3a and 3b (FIG. 2A) and rotates around the optical axis X, the lever 69 is further moved to the optical axis X by the engagement of the cam follower 65 and the cam 67. Also move in the direction of. As a result, the lens frame 61 fixed to the annular portion 68 of the lever 69 moves in the direction of the optical axis X, and the lens 62 moves in the direction of the optical axis X. The lens frame 61 is not limited to the configuration of the first embodiment, and may be driven by the configuration of another embodiment.
カメラ等の撮像装置においては、略円筒状のレンズ枠６１は、略四角形の撮像素子枠（基台６６）に取り付けられるのが一般的である。この実施の形態６によれば、略円筒状のレンズ枠６１の周囲に形状記憶合金ワイヤ２を配置することが可能になり、略四角形の撮像素子枠の余剰スペースを利用できるため、撮像装置の小型化に資することができる。
In an imaging device such as a camera, the generally cylindrical lens frame 61 is generally attached to a substantially rectangular imaging element frame (base 66). According to the sixth embodiment, the shape memory alloy wire 2 can be arranged around the substantially cylindrical lens frame 61, and the surplus space of the substantially rectangular imaging element frame can be used. It can contribute to downsizing.
以上説明したように、実施の形態６に係る駆動装置６０によれば、撮像装置においてレンズ枠６１の周囲に生じる余剰スベースを利用して形状記憶合金ワイヤ２を配設することができる。従って、小型の撮像装置において、形状記憶合金を利用したレンズ駆動が可能になる。
As described above, according to the driving device 60 according to the sixth embodiment, the shape memory alloy wire 2 can be disposed using the excess sbase generated around the lens frame 61 in the imaging device. Accordingly, it is possible to drive the lens using the shape memory alloy in a small imaging device.
なお、駆動装置６０において、レバー６９の環状部６８の底面にカムフォロア６５を形成し、基台６６上にカム６７を形成したが、レバー６９の環状部６８の底面にカム６７を形成し、基台６６上にカムフォロア６５を形成してもよい。カムフォロア６５とカム６７の数は、特に限定するものではないが、それぞれ３個以上であることが好ましい。また、レンズ６２の駆動目的は、標準撮影と接写撮影との切り替えに限らず、他の目的であってもよい。
In the driving device 60, the cam follower 65 is formed on the bottom surface of the annular portion 68 of the lever 69 and the cam 67 is formed on the base 66. However, the cam 67 is formed on the bottom surface of the annular portion 68 of the lever 69, A cam follower 65 may be formed on the base 66. The number of cam followers 65 and cams 67 is not particularly limited, but is preferably 3 or more. The driving purpose of the lens 62 is not limited to switching between standard shooting and close-up shooting, but may be other purposes.
実施の形態８．
図１４及び図１５は、この発明の実施の形態８に係る駆動装置７０を示す断面図及び斜視図である。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。この実施の形態８は、実施の形態１で説明した回転部材８を、カメラのレンズ枠を軸方向に移動させるカム環７８に適用したものである。
Embodiment 8 FIG.
14 and 15 are a cross-sectional view and a perspective view showing a driving apparatus 70 according to Embodiment 8 of the present invention. The same components as those of the driving device 1 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals. In the eighth embodiment, the rotating member 8 described in the first embodiment is applied to a cam ring 78 that moves the lens frame of the camera in the axial direction.
カム環７８は、円筒状の部材であって、その側壁にカム溝７０１を有するものである。カム環７８の内側には、レンズ７２を保持するレンズ枠７１が設けられている。また、カム環７８の内側には、レンズ枠７１を光軸Ｘの方向に案内するガイドシャフト８１，８２が設けられている。レンズ枠７１は、ガイドシャフト８１に摺動可能に係合する係合部７３を有している。また、レンズ枠７１は、係合部７３と反対の側に回転止め部７４を有している。この回転止め部７４の先端は二股に分かれており、その間にガイドシャフト８２を挟み込むことにより、レンズ枠７１の回転を規制している。レンズ枠７１は、さらに、カム環７８のカム溝７０１に係合するカムピン７５を備えている。カム環７８は、基台７６上に形成された環状の突起７７の内側で回転可能に支持されている。また、基台７６には、レンズ７２により集光された光を通過させるための開口８４が形成されており、この開口８４の下側には撮像素子８３が配置されている。
The cam ring 78 is a cylindrical member and has a cam groove 701 on its side wall. A lens frame 71 that holds the lens 72 is provided inside the cam ring 78. Inside the cam ring 78, guide shafts 81 and 82 for guiding the lens frame 71 in the direction of the optical axis X are provided. The lens frame 71 has an engaging portion 73 that is slidably engaged with the guide shaft 81. Further, the lens frame 71 has a rotation stopper 74 on the side opposite to the engaging portion 73. The rotation stopper 74 has a bifurcated tip, and the rotation of the lens frame 71 is restricted by sandwiching a guide shaft 82 therebetween. The lens frame 71 further includes a cam pin 75 that engages with the cam groove 701 of the cam ring 78. The cam ring 78 is rotatably supported inside an annular protrusion 77 formed on the base 76. In addition, an opening 84 for allowing the light collected by the lens 72 to pass through is formed in the base 76, and an image sensor 83 is disposed below the opening 84.
図１５に示すように、カム環７８の周囲には、折曲部材５１，５２，５３が立設されている。これら折曲部材５１，５２，５３には、実施の形態１で説明したように形状記憶合金ワイヤ２が巻かれており、その一端は、基台７６上において回転部材７８の前側に立設されたピン６ａに固定され、他端は移動体３に固定されている。移動体３にはバネ４の一端が固定され、バネ４の他端は、上述したピン６ａに隣接して立設されたピン６ｂに固定されている。通電回路７により形状記憶合金ワイヤ２に電流を流すと、移動体３がレバー７９を後方に付勢し、カム環７８が反時計回りに回転する。カム環７８の回転に伴い、カムピン７５とカム溝７０１との係合により、レンズ枠７３（及びレンズ７２）が光軸Ｘの方向に移動する。
As shown in FIG. 15, bending members 51, 52, and 53 are erected around the cam ring 78. As described in the first embodiment, the shape memory alloy wire 2 is wound around the bending members 51, 52, and 53, and one end thereof is erected on the front side of the rotating member 78 on the base 76. The other end is fixed to the moving body 3. One end of a spring 4 is fixed to the moving body 3, and the other end of the spring 4 is fixed to a pin 6 b erected adjacent to the pin 6 a described above. When a current is passed through the shape memory alloy wire 2 by the energization circuit 7, the moving body 3 biases the lever 79 rearward, and the cam ring 78 rotates counterclockwise. As the cam ring 78 rotates, the lens frame 73 (and the lens 72) moves in the direction of the optical axis X due to the engagement between the cam pin 75 and the cam groove 701.
なお、図１５では１本の形状記憶合金ワイヤ２のみを示しているが、図２（ａ）に示したように２本の形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂ（図２（ａ））を設けることにより、回転部材７８を時計回り及び反時計回りに回転駆動することができ、その結果、レンズ７２を光軸Ｘに沿って往復運動させることができる。
In FIG. 15, only one shape memory alloy wire 2 is shown. However, as shown in FIG. 2A, two shape memory alloy wires 2a and 2b (FIG. 2A) are provided. Thus, the rotating member 78 can be driven to rotate clockwise and counterclockwise, and as a result, the lens 72 can be reciprocated along the optical axis X.
以上説明したように、本発明の実施の形態８に係る駆動装置によれば、レンズ枠７１の周囲の狭いスペースに配置した形状記憶合金を用いてレンズ駆動を行うことが可能になり、カメラの小型化に資することができる。
As described above, according to the drive device according to the eighth embodiment of the present invention, it becomes possible to drive the lens using the shape memory alloy disposed in the narrow space around the lens frame 71, and the camera It can contribute to downsizing.
最後に、上述した実施の形態２，４における具体的な構成に関する実験結果について説明する。
Finally, experimental results regarding the specific configuration in the second and fourth embodiments will be described.
図１６は、実施の形態２で説明した駆動装置１０（図５）の折曲部材１５の形状についての実験方法を示す概略図である。この実験では、形状記憶合金ワイヤ２の一端を、基台６に立設したピン６ａに接続端子２１を介して固定し、その形状記憶合金ワイヤ２を、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）で形成した折曲部材１５（図１６では略三角柱とする）の周囲に３６０度巻き付ける。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、バネ４を介して、もう一方のピン６ｂに固定する。形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、形状記憶合金ワイヤ２の特定の点の位置変化を測定することにより測定可能であるが、今回の実験ではバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との結合部分の変位量を測定する。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an experiment method for the shape of the bending member 15 of the driving device 10 (FIG. 5) described in the second embodiment. In this experiment, one end of the shape memory alloy wire 2 was fixed to a pin 6a erected on the base 6 via a connection terminal 21, and the shape memory alloy wire 2 was folded with POM (polyoxymethylene). It is wound 360 degrees around the bending member 15 (substantially triangular prism in FIG. 16). The other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the other pin 6 b via the spring 4. The amount of displacement of the shape memory alloy wire 2 can be measured by measuring a change in the position of a specific point of the shape memory alloy wire 2, but in this experiment, the amount of displacement between the spring 4 and the shape memory alloy wire 2 is measured. Measure the displacement.
図１７は、測定に用いた折曲部材１５の形状を示す平面図である。図１７（ａ）に示すように、三角柱状の折曲部材１５の周囲に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その３つの角部に形成される接触部（それぞれ符号１５ｃで示す。）により形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。形状記憶合金ワイヤ２の長さは５０ｍｍ、線径は約６０μｍとする。形状記憶合金ワイヤ２の一端が固定されたピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約８ｍｍとする。また、バネ４の付勢力は、形状記憶合金ワイヤ２が収縮していない状態（初期状態）において０．３９Ｎ（４０ｇｆ）とし、通電回路７（図５）により形状記憶合金ワイヤ２に流す直流電流は１４０ｍＡとする。
FIG. 17 is a plan view showing the shape of the bending member 15 used for the measurement. As shown in FIG. 17 (a), the shape memory alloy wire 2 is wound 360 degrees around the triangular prism-shaped bending member 15, and contact portions (each indicated by reference numeral 15c) formed at the three corners thereof. The shape memory alloy wire 2 is bent. The shape memory alloy wire 2 has a length of 50 mm and a wire diameter of about 60 μm. The distance c between the pin 6a to which one end of the shape memory alloy wire 2 is fixed and the center of the bending member 15 is about 8 mm. The urging force of the spring 4 is 0.39 N (40 gf) when the shape memory alloy wire 2 is not contracted (initial state), and a direct current that is passed through the shape memory alloy wire 2 by the energizing circuit 7 (FIG. 5). Is 140 mA.
また、図１７（ｂ）に示すように、四角柱からなる折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、４つの角部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。また、図１７（ｃ）に示すように、六角柱状の折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その６つの角部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。また、図１７（ｄ）に示すように、略円柱状の外周面に多数の凹凸を設けた折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その外周面の凸部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。ピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約６ｍｍとする。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。
Further, as shown in FIG. 17B, the shape memory alloy wire 2 is wound 360 degrees around the bending member 15 made of a quadrangular column, and the shape memory alloy wire 2 is bent by the contact portions 15c formed at the four corner portions. . Other conditions are the same as those in FIG. Further, as shown in FIG. 17 (c), the shape memory alloy wire 2 is wound 360 degrees around the hexagonal columnar bending member 15, and the shape memory alloy wire 2 is bent by the contact portions 15c formed at the six corners thereof. . Other conditions are the same as those in FIG. Further, as shown in FIG. 17D, the shape memory alloy wire 2 is wound 360 degrees around the bending member 15 provided with a large number of irregularities on the substantially cylindrical outer peripheral surface, and formed on the convex portion of the outer peripheral surface. The shape memory alloy wire 2 is bent by the contact portion 15c. The distance c between the pin 6a and the center of the bending member 15 is about 6 mm. Other conditions are the same as those in FIG.
さらに、三角柱状の折曲部材１５については、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させている。折曲部材１５の全周に対する接触部１５ｃの長さ（形状記憶合金ワイヤ２に接触する長さ）の比を、接触比率とする。図１８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、接触比率は、１０％，３３％，５０％，６６％となる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図１８（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれについて、９．４ｍｍ，７．１ｍｍ，５．２ｍｍ，３．３ｍｍである。
Further, for the triangular prism-shaped bending member 15, as shown in FIGS. 18A to 18D, the radius R of the cylindrical surface forming the contact portion 15c is set to 0.5 mm, 1.6 mm, 2.5 mm, and It is changed in 4 ways of 3.3 mm. The ratio of the length of the contact portion 15c (the length contacting the shape memory alloy wire 2) to the entire circumference of the bending member 15 is defined as a contact ratio. For each of FIGS. 18A to 18D, the contact ratio is 10%, 33%, 50%, and 66%. The spacing between adjacent contact portions 15c is 9.4 mm, 7.1 mm, 5.2 mm, and 3.3 mm for each of FIGS.
同様に、四角柱状の折曲部材１５については、図１９（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させることにより、接触比率を１０％，３３％，５０％，６６％の４通りに変化させる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図１９（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、７．１ｍｍ，５．３ｍｍ，３．９ｍｍ，２．７ｍｍとなる。
Similarly, with respect to the quadrangular prism-shaped bending member 15, as shown in FIGS. 19A to 19D, the radius R of the cylindrical surface forming the contact portion 15c is set to 0.5 mm, 1.6 mm, and 2.5 mm. And the contact ratio is changed in four ways of 10%, 33%, 50%, and 66% by changing in four ways of 3.3 mm. The space | interval of the adjacent contact part 15c will be 7.1 mm, 5.3 mm, 3.9 mm, and 2.7 mm about each of FIG. 19 (a)-(d).
また、六角柱状の折曲部材１５についても、図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させることにより、接触比率を１０％，３３％，５０％，６６％の４通りに変化させる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図２０（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、４．７ｍｍ，３．６ｍｍ，２．６ｍｍ，１．８ｍｍとなっている。
Moreover, also about the hexagonal column-shaped bending member 15, as shown to Fig.20 (a)-(d), the radius R of the cylindrical surface which makes the contact part 15c is 0.5 mm, 1.6 mm, 2.5 mm, and The contact ratio is changed in four ways of 10%, 33%, 50%, and 66% by changing in four ways of 3.3 mm. The intervals between the adjacent contact portions 15c are 4.7 mm, 3.6 mm, 2.6 mm, and 1.8 mm for each of FIGS.
略円柱状の折曲部材１５については、図２１（ａ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さ（形状記憶合金ワイヤ２の巻き付け方向の寸法）を０．５２ｍｍとし、各凹部の長さ１．０５ｍｍとすることにより、接触比率３３％を得た。さらに、図２１（ｂ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さを０．７８ｍｍとし、各凹部の長さを０．７８ｍｍとすることにより、接触比率５０％を得た。また、図２１（ｃ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さを１．０５ｍｍとし、各凹部の長さ０．５２ｍｍとすることにより、接触比率６６％を得た。また、図２１（ｄ）に示すように、凹凸のない直径１０ｍｍの円柱に形状記憶合金ワイヤ２を巻き付けることにより、接触比率１００％を得た。
About the substantially cylindrical bending member 15, as shown to Fig.21 (a), the bending member 15 is made into a cylinder with a diameter of 10 mm, an unevenness | corrugation is formed in the outer peripheral surface with the arrangement pitch of 1.56 mm, A contact ratio of 33% was obtained by setting the length of the convex portion (dimension in the winding direction of the shape memory alloy wire 2) to 0.52 mm and the length of each concave portion to 1.05 mm. Furthermore, as shown in FIG. 21 (b), the bending member 15 is a cylinder having a diameter of 10 mm, and irregularities are formed on its outer peripheral surface with an arrangement pitch of 1.56 mm, and the length of each convex part is 0.78 mm. And a contact ratio of 50% was obtained by setting the length of each recess to 0.78 mm. Further, as shown in FIG. 21 (c), the bending member 15 is a cylinder having a diameter of 10 mm, and irregularities are formed on the outer peripheral surface thereof with an arrangement pitch of 1.56 mm, and the length of each convex part is 1.05 mm. The contact ratio was 66% by setting the length of each recess to 0.52 mm. Moreover, as shown in FIG.21 (d), the contact ratio 100% was obtained by winding the shape memory alloy wire 2 around the cylinder of diameter 10mm without an unevenness | corrugation.
図２２及び表１に、三角柱、四角柱、六角柱及び円柱形状の折曲部材１５（図１８〜１２１）について実験を行った結果得られた接触比率と変位量比率との関係を示す。ここで、変位量比率とは、図１６に示した実験方法で、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げずに直線状に配置して通電（１４０ｍＡ）した場合の変位量を１００％としたものである。
FIG. 22 and Table 1 show the relationship between the contact ratio and the displacement amount ratio obtained as a result of experiments on the triangular prism, square prism, hexagonal prism, and cylindrical bent member 15 (FIGS. 18 to 121). Here, the displacement amount ratio is obtained by setting the displacement amount when the shape memory alloy wire 2 is arranged in a straight line without being bent and energized (140 mA) by the experimental method shown in FIG. 16 to 100%. .
図２２及び表１から、形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、折曲部材１５の形状（三角柱、四角柱、六角柱又は略円柱）には依存せず、接触比率に依存することが分かる。さらに、接触比率が小さいほど、大きな変位量が得られることが分かる。
From FIG. 22 and Table 1, it can be seen that the amount of displacement of the shape memory alloy wire 2 does not depend on the shape of the bending member 15 (triangular column, quadrangular column, hexagonal column, or substantially circular column) but on the contact ratio. Furthermore, it can be seen that the smaller the contact ratio, the greater the displacement.
ここで、折曲部材１５を樹脂で作成した場合、各接触部１５ｃの長さ（形状記憶合金ワイヤ２の巻き付け方向の寸法）が小さくなるほど、形状記憶合金ワイヤ２の熱により溶け易くなる可能性があるため、折曲部材１５の各接触部１５ｃの長さはある程度長い方が好ましい。従って、接触比率を小さくしつつ、各接触部１５ｃの長さを長くするためには、辺数の少ない多角形が好ましいことが分かる。
Here, when the bending member 15 is made of resin, the smaller the length of each contact portion 15c (the dimension in the winding direction of the shape memory alloy wire 2), the easier it is to melt by the heat of the shape memory alloy wire 2 Therefore, the length of each contact portion 15c of the bending member 15 is preferably longer to some extent. Therefore, it is understood that a polygon having a small number of sides is preferable in order to increase the length of each contact portion 15c while reducing the contact ratio.
次に、実施の形態４の変形例として説明した接触部３５（図８（ｃ））についての実験結果を説明する。図２３は、実施の形態４の変形例として説明した接触部３５（図８（ｃ））についての実験方法を示す概略図である。この実験では、図１６に示した実験方法と同様、形状記憶合金ワイヤ２の一端を、基台６に立設したピン６ａに接続端子２１を介して固定し、その形状記憶合金ワイヤ２を、ＰＯＭで形成した折曲部材１５の周囲に３６０度巻き付ける。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、バネ４を介して、もう一方のピン６ｂに固定する。形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、形状記憶合金ワイヤ２の特定の点の位置変化を測定することにより測定可能であるが、今回の実験ではバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との結合部分の変位量を測定する。形状記憶合金ワイヤ２の長さは５０ｍｍ、線径は約６０μｍとする。形状記憶合金ワイヤ２の一端が固定されたピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約８ｍｍとする。また、バネ４の付勢力は、形状記憶合金ワイヤ２が収縮していない状態（初期状態）において０．３９Ｎ（４０ｇｆ）とし、通電回路７（図５）により形状記憶合金ワイヤ２に流す電流は１４０ｍＡとする。
Next, the experimental result about the contact part 35 (FIG.8 (c)) demonstrated as a modification of Embodiment 4 is demonstrated. FIG. 23 is a schematic diagram illustrating an experimental method for the contact portion 35 (FIG. 8C) described as a modification of the fourth embodiment. In this experiment, as in the experiment method shown in FIG. 16, one end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the pin 6a erected on the base 6 via the connection terminal 21, and the shape memory alloy wire 2 is It is wound 360 degrees around the bending member 15 formed of POM. The other end of the shape memory alloy wire 2 is fixed to the other pin 6 b via the spring 4. The amount of displacement of the shape memory alloy wire 2 can be measured by measuring a change in the position of a specific point of the shape memory alloy wire 2, but in this experiment, the amount of displacement between the spring 4 and the shape memory alloy wire 2 is measured. Measure the displacement. The shape memory alloy wire 2 has a length of 50 mm and a wire diameter of about 60 μm. The distance c between the pin 6a to which one end of the shape memory alloy wire 2 is fixed and the center of the bending member 15 is about 8 mm. The urging force of the spring 4 is 0.39 N (40 gf) when the shape memory alloy wire 2 is not contracted (initial state), and the current passed through the shape memory alloy wire 2 by the energizing circuit 7 (FIG. 5) is 140 mA.
図２４（ａ）〜（ｄ）は、測定に用いた折曲部材１５の形状を示す平面図である。図２４（ａ）に示す折曲部材１５は、図１９（ｂ）を参照して説明したものであり、接触比率は３３％である。図２４（ｄ）に示す折曲部材１５は、図１９（ｄ）を参照して説明したものであり、接触比率は６６％である。図２４（ｂ）に示す折曲部材１５は、図２４（ｄ）に示した接触比率６６％の折曲部材１５の各接触部１５ｃに２つの凹部を形成することにより、それぞれ３つの凸部からなる接触部３５を構成し、接触比率を３３％にしたものである。また、図２４（ｃ）に示す折曲部材１５は、図２４（ｄ）に示した接触比率６６％の折曲部材１５の各接触部１５ｃに３つの凹部を形成することにより、それぞれ５つの凸部からなる接触部３５を構成し、接触比率を３３％にしたものである。
24A to 24D are plan views showing the shape of the bending member 15 used for the measurement. The bending member 15 shown to Fig.24 (a) was demonstrated with reference to FIG.19 (b), and a contact ratio is 33%. The bent member 15 shown in FIG. 24D is described with reference to FIG. 19D, and the contact ratio is 66%. The bent member 15 shown in FIG. 24 (b) has three convex portions by forming two concave portions in each contact portion 15c of the bent member 15 having a contact ratio of 66% shown in FIG. 24 (d). The contact part 35 which consists of this is comprised, and the contact ratio is 33%. Further, the bending member 15 shown in FIG. 24 (c) has five concave portions formed in the respective contact portions 15c of the bending member 15 having a contact ratio of 66% shown in FIG. The contact part 35 which consists of a convex part is comprised, and the contact ratio is 33%.
図２５及び表２に、図２４（ａ）〜（ｄ）のそれぞれに対応する変位量比率を示す。変位量比率は、上述したように、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げずに直線状に配置して通電（１４０ｍＡ）した場合の変位量（２．１０ｍｍ）を１００％としたものである。
25 and Table 2 show displacement amount ratios corresponding to FIGS. 24 (a) to 24 (d), respectively. As described above, the displacement amount ratio is obtained by setting the displacement amount (2.10 mm) when the shape memory alloy wire 2 is arranged in a straight line without being bent and energized (140 mA) as 100%.
図２５及び表２から、折曲部材１５の接触部３５に凹凸を形成した場合（図２４（ｂ）及び（ｃ））には、凹凸を形成しない場合（図２４（ｄ））に比べ、高い変位量比率が得られていることが分かる。すなわち、折曲部材１５の接触部３５に凹凸を形成して接触比率を小さくすることにより、形状記憶合金ワイヤ２の変位量を大きく改善できることが分かる。
From FIG. 25 and Table 2, when unevenness is formed in the contact portion 35 of the bending member 15 (FIGS. 24B and 24C), compared to the case where unevenness is not formed (FIG. 24D), It can be seen that a high displacement amount ratio is obtained. That is, it can be seen that the amount of displacement of the shape memory alloy wire 2 can be greatly improved by forming irregularities on the contact portion 35 of the bending member 15 to reduce the contact ratio.
