JP4339167B2 - 締結装置 - Google Patents
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Description
また、例えば加熱下において締結を解除可能な形状に成形された形状記憶合金からなる締結部材を、記憶形状に復元されない温度下において被締結部材を締結可能な形状に二次加工し、マイクロ波吸収体または遠赤外線吸収体を締結部材の表面に被覆あるいは締結部材の内部に備えた締結部材が知られている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、締結解除に要するエネルギーを低減し、容易に締結を解除することができると共に、所望の締結強度を確保することが可能な締結装置を提供することを目的とする。
さらに、上記構成の締結装置によれば、ピン部材が装着された被締結部材は、ピン部材を挟持するクリップ部材とピン部材の一端に装着されるナット部材とにより締結固定される。そして駆動部材は、クリップ部材の切欠部に装着されたピン部材を外部に向かい押圧することにより、ピン部材を切欠部から分離して、締結部材の締結状態を解除する。
上記構成の締結装置によれば、形状記憶合金により形成された駆動部材は、通電手段により通電されることで抵抗発熱により形状記憶合金の変態点以上になるまで温度が上昇すると、変形状態から記憶形状へと復元し、このときの復元力により可動部を駆動し、締結部材の締結状態を解除する。
上記構成の締結装置によれば、駆動部材がクリップ部材に保持されることで、駆動部材の形状記憶合金が変形状態から記憶形状へと復元する際の復元力により、クリップ部材を構成する2つの挟持部材を回動軸周りに回動させたり、クリップ部材の切欠部に装着されたピン部材を外部に向かい押圧して、締結部材の締結状態を解除することができる。
上記構成の締結装置によれば、クリップ部材に保持された駆動部材の形状記憶合金が変形状態から記憶形状へと復元する際に、クリップ部材を構成する2つの挟持部材が過剰に回動したり、駆動部材がクリップ部材の切欠部に装着されたピン部材を外部に向かい押圧する方向に過剰に変形することを防止することができる。
上記構成の締結装置によれば、ピン部材がクリップ部材に挟持された際に、ピン部材に設けられた凹部および凸部の何れか一方と、クリップ部材に設けられた凹部および凸部の何れか他方とが嵌合されることで、ピン部材とクリップ部材とが強固に固定され、所望の締結強度を確保することができる。
上記構成の締結装置によれば、駆動部材の形状記憶合金が変形状態から記憶形状へと復元する際に、形状記憶合金の2つの所定位置間の距離が増大することにより、締結部材に設けられた可動部に駆動力が作用して締結部材の締結状態が容易に解除される。しかも、駆動部材の断面積を小さくし、また、単純な形状に形成したことにより、直接的に駆動部材に通電することによる抵抗加熱が可能になり、ヒータ等を用いて間接的に加熱する場合に比べて駆動部材を形状記憶合金の変態点以上まで昇温させるのに要する電気エネルギーを低減しつつ、容易に締結を解除することができる。
さらに、請求項5に記載の本発明の締結装置によれば、クリップ部材に保持された駆動部材の形状記憶合金が変形状態から記憶形状へと復元する際に、クリップ部材を構成する2つの挟持部材が過剰に回動したり、駆動部材がクリップ部材の切欠部に装着されたピン部材を外部に向かい押圧する方向に過剰に変形することを防止することができる。
さらに、請求項6に記載の本発明の締結装置によれば、ピン部材とクリップ部材とが強固に固定され、所望の締結強度を確保することができる。
さらに、請求項7に記載の本発明の締結装置によれば、駆動部材の形状記憶合金が変形状態から記憶形状へと復元する復元力により締結部材の締結状態を容易に解除することができる。しかも、駆動部材の断面積を小さくし、また、単純な形状に形成したことにより、直接的に駆動部材に通電することによる抵抗加熱が可能になり、ヒータ等を用いて間接的に加熱する場合に比べて駆動部材を形状記憶合金の変態点以上まで昇温させるのに要する電気エネルギーを低減しつつ、容易に締結を解除することができる。
本実施の形態による締結装置10は、例えば図1に示すように、被締結部材1,1を締結固定する締結部材11と、締結部材11の締結状態を解除可能な駆動部材12と、通電装置13とを備えて構成され、例えば駆動部材12は絶縁被覆を有する形状記憶合金のワイヤー(例えば、直径1mm等)がコイル状に巻回されて形成され、この駆動部材12の両端部に接続された通電装置13は、電源21と、電源21から駆動部材12への通電のオン/オフを制御するスイッチ22とを備えて構成されている。
クリップ部材31は、例えば図2および図3に示すように、2つのクリップ片41,41の各一方の端部同士がピン42を介して互いに回動可能に接続され、2つのクリップ片41,41の各他方の端部同士が互いに近接するように回動した際に互いの当接面41A,41A同士が当接可能に形成されている。
各クリップ片41の当接面41A上には、平面視略1/2円の切欠部41aが形成され、2つのクリップ片41,41の互いの当接面41A,41A同士が当接した際に互いの切欠部41a,41aによって平面視略円形のピン部材装着孔43が形成されようになっている。そして、このピン装着孔43の内径は、後述するピン部材33の縮径部33bの外径よりも僅かに大きな値に形成されている。
なお、保持部材46には、保持部材46と突出部41bとの間に装着された駆動部材12の端部を覆うようにして突出部41bに向かい伸びる屈曲部46aが形成されている。
ピン部材33は、例えば図2に示すように、一方の端部にナット34が装着されるねじ部33aが形成され、他方の端部から一方の端部に向かいずれた位置に一段縮径した縮径部33bが形成され、この縮径部33bにクリップ部材31の各クリップ片41,41の切欠部41a,41aが装着されるようになっている。
この駆動部材12が装着されたクリップ部材31は、後述するように、駆動部材12の変形状態において2つのクリップ片41,41の互いの当接面41A,41A同士が当接し、駆動部材12が変形形状から記憶形状へと復元することに伴い、2つのクリップ片41,41の各他方の端部同士が互いに離間するようにして回動するようになっている。
被締結部材1,1を締結固定する際には、先ず、被締結部材1,1の各貫通孔1b,1bにクリップ規制部材32の両端部32b,32bを挿入し、被締結部材1,1の各ピン部材挿入孔1aとクリップ規制部材32の挿入孔32aとを連通させる。
そして、被締結部材1,1の各ピン部材挿入孔1aおよびクリップ規制部材32の挿入孔32aにピン部材33を挿入し、クリップ規制部材32の両端部32b,32bに加えてピン部材34の他方の端部の縮径部33bを被締結部材1の表面上から突出させる。
ここで、締結部材11に装着された駆動部材12は記憶形状が略正円状であって、駆動部材12が記憶形状である場合に締結部材11の2つのクリップ片41,41は各他方の端部同士が互いに離間するように設定されている。そして、2つのクリップ片41,41の各他方の端部同士が互いに近接するようにして駆動部材12を変形させることで、駆動部材12は略正円状の記憶形状から略長円状の変形形状へと変形する。そして、2つのクリップ片41,41の互いの当接面41A,41A同士が当接することで切欠部41a,41aにより形成されたピン部材装着孔43にピン部材33の縮径部33bが装着され、ピン部材33と締結部材11とがピン部材33の軸線方向に沿って相対的に変位することが規制される。
そして、例えば図6に示すように、クリップ規制部材32の表面上から突出したピン部材33の一方の端部のねじ部33aにナット34を装着することで、被締結部材1,1が締結固定される。
なお、このとき、2つのクリップ片41,41の各他方の端部同士が互いに所定距離だけ離間した際に、例えば図5に示すように、各クリップ片41,41の突出部41b,41bがクリップ規制部材32の両端部32b,32bに当接し、2つのクリップ片41,41の過剰な回動が規制されるようになっている。
しかも、駆動部材12を単純な形状であるコイル状に形成したことにより、抵抗発熱により昇温させる際に要する電気エネルギーが過剰に増大することを防止することができる。また、このコイルの巻き数やコイルの径等を変更することで、変形形状から記憶形状へと復元する際の復元力の大きさを容易に変更することができ、この締結装置10を適用する箇所や被締結部材1,1に応じて柔軟に締結強度および締結解除に要する駆動力を設定することができる。
さらに、クリップ規制部材32を備えることにより、締結部材11に装着された駆動部材12の形状記憶合金が変形形状から記憶形状へと復元する際に、2つのクリップ片41,41が過剰に回動することを防止することができる。
また、例えば図8および図9に示すように、クリップ規制部材32とナット34との間にピン部材33の軸線方向に沿って反力を作用させる、例えばさらばね等のばね51を備えてもよい。この場合には、ピン部材33の縮径部33bから各クリップ片41の切欠部41aが離脱した際に、ピン部材33を被締結部材1,1から容易に抜き取ることができる。
この実施の形態による締結装置10は、例えば図10(a),(b)および図11(a),(b)に示すように、被締結部材1,1を締結固定する締結部材11と、締結部材11の締結状態を解除可能な駆動部材12と、通電装置13とを備えて構成され、例えば駆動部材12は絶縁被覆を有する形状記憶合金のワイヤー(例えば、直径1mm等)がコイル状に巻回されて形成され、この駆動部材12の両端部に接続された通電装置13は、電源21と、電源21から駆動部材12への通電のオン/オフを制御するスイッチ22とを備えて構成されている。
板状のピン保持部材61は、一方の端部に切欠部61aが形成され、他方の端部に鉤状に屈曲した鉤状部61cが形成され、この鉤状部61cに駆動部材12が装着されるようになっている。切欠部61aの内壁面は、後述するピン部材63の切欠部63bの外周面に沿った形状を備え、ピン部材63の切欠部63bが装着されるようになっている。
ピン部材63は、一方の端部にナット64が装着されるねじ部(図示略)が形成され、他方の端部には駆動部材12の外周面に沿った形状の凹部63aが形成され、さらに、この凹部63aから一方の端部に向かいずれた位置に切欠部63bが形成されている。
そして、ピン保持部材61に装着された駆動部材12は、変形状態において外周側端部がピン保持部材61の切欠部61aの底部よりもピン保持部材61の他方の端部側にずれた位置に配置され、駆動部材12が変形形状から記憶形状へと復元することに伴い、駆動部材12の外周側端部がピン保持部材61の切欠部61aの底部よりもピン保持部材61の一方の端部側にずれた位置に移動するようになっている。
このとき、通電装置13から駆動部材12への通電をオフに設定した状態で、ピン部材63の凹部63aにより駆動部材12の外周側端部を径方向内方に向かい押圧することによって、駆動部材12を記憶形状である略正円状から略長円状の変形形状へと変形させる。
そして、例えば図10(b)に示すように、被締結部材1の表面上から突出したピン部材63にワッシャー62およびナット64を装着することで、被締結部材1,1が締結固定される。
10 締結装置
11 締結部材
12 駆動部材
13 通電装置(通電手段)
31 クリップ部材
32 クリップ規制部材(規制部材)
33 ピン部材
33b 縮径部(凹部)
41 クリップ片(挟持部材、凸部)
41b 突出部(保持部材)
46 保持部材
61 ピン保持部材(クリップ部材、凸部)
61a 切欠部
61c 鉤状部(保持部材)
63b 切欠部(凹部)
Claims (7)
- 被締結部材を締結固定する締結部材と、該締結部材に設けられた可動部に駆動力を作用させて駆動することにより前記締結部材の締結状態を解除可能な駆動部材とを備え、
前記駆動部材は形状記憶合金により形成され、前記駆動力は形状記憶合金の記憶形状への復元力であり、
前記締結部材は、被締結部材に装着されるピン部材と該ピン部材を挟持するクリップ部材とを備え、
前記クリップ部材は、前記可動部である前記ピン部材が装着される切欠部を備え、該切欠部の内壁面により前記ピン部材を両側から挟み込むようにして挟持し、
前記駆動部材は、前記ピン部材を前記クリップ部材の前記切欠部の外部に向かい押圧し、前記ピン部材を前記切欠部から分離して前記締結部材の締結状態を解除することを特徴とする締結装置。 - 前記駆動部材に通電する通電手段を備え、
前記駆動部材は前記通電手段により通電されることで前記記憶形状へ復元することを特徴とする請求項1に記載の締結装置。 - 前記クリップ部材は、前記可動部として回動軸周りに回動可能に形成された2つの挟持部材を備え、前記2つの挟持部材により前記ピン部材を両側から挟み込むようにして挟持し、
前記駆動部材は、前記クリップ部材の前記挟持部材を回動軸周りに回動させて前記締結部材の締結状態を解除することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の締結装置。 - 前記クリップ部材は、前記駆動部材を保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1つに記載の締結装置。
- 前記クリップ部材は、前記可動部の駆動を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項4に記載の締結装置。
- 互いに嵌合可能な凹部および凸部の何れか一方を前記ピン部材に設け、他方を前記クリップ部材に設けたことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1つに記載の締結装置。
- 前記駆動部材は、コイル状あるいは略U字状の形状記憶合金からなり、前記締結部材の締結状態において前記形状記憶合金の2つの所定位置間の距離が記憶形状での距離よりも近接するようにして変形してなることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1つに記載の締結装置。
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