JP4855364B2 - Actuator - Google Patents
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Description
本発明は、移動部を形状記憶合金の伸縮に伴い移動させる構成を具備するアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator having a configuration in which a moving part is moved along with expansion and contraction of a shape memory alloy.
近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。内視鏡は、細長い挿入部を管路内に挿入することによって、管路内を観察することができる。 In recent years, endoscopes are widely used in the medical field and the industrial field. The endoscope can observe the inside of the duct by inserting an elongated insertion portion into the duct.
また、内視鏡、例えば電子内視鏡の挿入部における挿入方向先端側の先端部内には、管路内を観察する用の複数の対物レンズ群からなる対物光学系や、CCD等の固体撮像素子等からなる撮像装置が設けられているのが一般的であり、電子内視鏡は、撮像装置により、対物光学系によって結像された管路内の観察部位の像が撮像される構成になっている。 In addition, an endoscope, for example, an objective optical system composed of a plurality of objective lens groups for observing the inside of a duct, or a solid-state imaging device such as a CCD, is disposed in the distal end portion in the insertion direction of an insertion portion of an electronic endoscope. In general, an imaging device including an element or the like is provided, and the electronic endoscope has a configuration in which an image of an observation site in a duct formed by an objective optical system is captured by the imaging device. It has become.
さらに、対物光学系における複数の対物レンズ群の内、少なくとも1つのレンズを、対物光学系の光軸方向に対して移動自在な移動レンズとすることにより、移動レンズを光軸方向に移動させて、対物光学系の観察部位に対する焦点深度や、観察倍率、視野角等の光学特性を可変できるズーム内視鏡も周知である。ズーム内視鏡を用いて観察を行えば、例えば医療用の内視鏡であれば、体腔内の観察部位における粘膜や毛細血管の構造等の観察を行うことができる。 Furthermore, by making at least one of the plurality of objective lens groups in the objective optical system a movable lens that is movable with respect to the optical axis direction of the objective optical system, the movable lens is moved in the optical axis direction. In addition, zoom endoscopes that can vary optical characteristics such as depth of focus, observation magnification, and viewing angle with respect to the observation site of the objective optical system are also well known. If observation is performed using a zoom endoscope, for example, in the case of a medical endoscope, it is possible to observe the structure of the mucous membrane and capillaries at the observation site in the body cavity.
ここで、上述したような移動部材となる移動レンズを光軸方向に移動させる機構は、種々提案されている。例えば特許文献1には、移動レンズを有する移動レンズ枠に一体形成された突起部に、光軸方向に延在する形状記憶合金(Shape Memory Alloys、以下SMAと称す)ワイヤの一端を固定し、SMAワイヤを通電状態または非通電状態にすることにより、SMAワイヤを光軸方向に伸縮させて、移動レンズを光軸方向へ移動させる技術が開示されている。即ち、SMAワイヤを具備するアクチュエータを用いて移動レンズを光軸方向へ移動させる技術が開示されている。 Here, various mechanisms for moving the moving lens serving as the moving member in the optical axis direction have been proposed. For example, in Patent Document 1, one end of a shape memory alloy (Shape Memory Alloys, hereinafter referred to as SMA) wire extending in the optical axis direction is fixed to a protrusion formed integrally with a moving lens frame having a moving lens, A technique is disclosed in which an SMA wire is expanded or contracted in the optical axis direction by moving the SMA wire in an energized state or a non-energized state, and the moving lens is moved in the optical axis direction. That is, a technique for moving the moving lens in the optical axis direction using an actuator having an SMA wire is disclosed.
また、特許文献2には、移動レンズを保持する移動鏡胴に移動磁石フォルダが固定され、該移動磁石フォルダに、従動用磁石が光軸方向に沿って設けられているとともに、従動用磁石よりも、移動レンズの径方向外周側に、時計回り方向、半時計回り方向に移動自在な駆動用磁石を保持する駆動用磁石フォルダが設けられており、駆動用磁石のN極と従動用磁石のN極との反発、または駆動用磁石のS極と従動用磁石のS極との反発を用いて、移動レンズを光軸方向へ移動させる技術が開示されている。即ち、従動用磁石及び駆動用磁石を具備するアクチュエータを用いて移動レンズを光軸方向へ移動させる技術が開示されている。
ところで、上述した特許文献1に開示されたSMAワイヤを具備したアクチュエータを用いて、例えば移動レンズを光軸方向において最も後方側に移動させて観察倍率を最大倍率に設定する際には、SMAワイヤへの通電量を制御して行うこと、即ちSMAワイヤの収縮量を制御して行うことが周知であるが、通電量の制御が複雑となる。 By the way, when the actuator including the SMA wire disclosed in Patent Document 1 described above is used, for example, when the moving lens is moved to the rearmost side in the optical axis direction to set the observation magnification to the maximum magnification, the SMA wire is used. Although it is well known that the control is performed by controlling the energization amount, that is, by controlling the contraction amount of the SMA wire, the control of the energization amount becomes complicated.
このため、通常は、SMAワイヤへの通電を行ってSMAワイヤを収縮させて、移動レンズ枠を光軸方向において最も後方側に移動させた際、移動レンズ枠がストッパ部材に当接することにより、さらにSMAワイヤを収縮させても、移動レンズが、最大倍率に相当する位置から後方に移動しないようにした構成を用いているのが一般的である。 For this reason, normally, when the SMA wire is energized to contract the SMA wire and move the moving lens frame to the rearmost side in the optical axis direction, the moving lens frame comes into contact with the stopper member. Further, it is general to use a configuration in which the moving lens does not move backward from the position corresponding to the maximum magnification even when the SMA wire is contracted.
しかしながら、このようにストッパ部材を用いると、移動レンズ枠がストッパ部材に当接した後も、SMAワイヤは収縮するため、SMAワイヤに過大な負荷がかかってしまい、SMAワイヤの耐久性が低下してしまい、その結果、アクチュエータの耐久性が低下してしまうといった問題があった。 However, when the stopper member is used in this manner, the SMA wire contracts even after the moving lens frame contacts the stopper member, so that an excessive load is applied to the SMA wire and the durability of the SMA wire is reduced. As a result, there is a problem that the durability of the actuator is lowered.
さらには、移動レンズ枠がストッパ部材に当接した後もSMAワイヤが収縮すると、SMAワイヤが過度に加熱してしまい、この状態においては、単位温度当たりのSMAワイヤの収縮量が小さくなるまたは収縮しなくなる。このため、過度に加熱した状態から、SMAワイヤへの通電をやめ、SMAワイヤを冷却した場合、SMAワイヤが伸張していくまでに時間がかかってしまう、即ち、SMAワイヤを具備するアクチュエータの応答速度が低下してしまうといった問題もあった。 Furthermore, if the SMA wire contracts even after the moving lens frame comes into contact with the stopper member, the SMA wire is excessively heated. In this state, the amount of contraction of the SMA wire per unit temperature is reduced or contracted. No longer. For this reason, when the SMA wire is de-energized from an excessively heated state and the SMA wire is cooled, it takes time until the SMA wire expands, that is, the response of the actuator having the SMA wire. There was also a problem that the speed decreased.
また、上述した特許文献2に開示された構成においては、移動レンズの径方向に、駆動用磁石と従動用磁石とを配置する必要があることから、駆動用磁石及び従動用磁石を具備するアクチュエータの径方向への小型化が難しくなってしまうといった問題があった。
Further, in the configuration disclosed in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、SMAワイヤを用いて移動部材を移動させ、ストッパ部材を用いて移動部材の位置を規定する構成において、応答速度の低下や耐久性の低下を防止することができるとともに、移動対象となる移動部材の径方向に対する小型化を実現することができる構成を具備するアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a configuration in which a moving member is moved using an SMA wire and a position of the moving member is defined using a stopper member, the response speed is reduced and durability is reduced. It is an object of the present invention to provide an actuator having a configuration capable of preventing a decrease and realizing a reduction in size in a radial direction of a moving member to be moved.
上記目的を達成するために本発明の一態様によるアクチュエータは、移動部とともに該移動部の移動方向の前後に移動する磁石と、非通電状態においては、前記移動方向において伸張し、通電状態においては、前記移動方向において収縮する形状記憶合金ワイヤと、前記形状記憶合金ワイヤの先端に取り付けられた、前記磁石に磁力によって吸着自在な磁性体からなる固定具と、前記固定具を、前記移動方向の前方に前記磁石に向けて付勢するバネと、設定位置において前記移動方向における前記磁石の動きを規制するストッパ部と、を具備し、前記移動部は、前記非通電状態において伸張する前記形状記憶合金ワイヤと前記バネとによって前記磁石が吸着された前記固定具が前記前方に付勢されることにより前記前方に移動し、前記通電状態において収縮する前記形状記憶合金ワイヤによって前記磁石に吸着された前記固定具が、前記移動方向の後方に移動することにより前記後方に移動するよう構成されており、前記非通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが伸張した際、前記バネの付勢により、前記固定具が吸着された前記磁石は前記ストッパ部に対し前記移動方向において前記前方に離間し、前記通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが収縮した際、前記設定位置では前記固定具が吸着したまま前記後方に移動した前記磁石が前記ストッパ部に当接し、前記設定位置よりもさらに前記形状記憶合金ワイヤが収縮されると、前記後方に移動する前記固定具が前記磁石から離間する。
また、本発明の他態様によるアクチュエータは、移動部とともに該移動部の移動方向の前後に移動する磁石と、非通電状態においては、前記移動方向において伸張し、通電状態においては、前記移動方向において収縮する形状記憶合金ワイヤと、前記形状記憶合金ワイヤの先端に取り付けられた、前記磁石に磁力によって吸着自在な磁性体からなる固定具と、前記固定具を、前記移動方向の前方に前記磁石に向けて付勢するバネと、設定位置において前記移動方向における前記磁石の動きを規制するストッパ部と、を具備し、前記移動部は、前記非通電状態において伸張する前記形状記憶合金ワイヤと前記バネとによって前記磁石が吸着された前記固定具が前記前方に付勢されることにより前記前方に移動し、前記通電状態において収縮する前記形状記憶合金ワイヤによって前記磁石に吸着された前記固定具が、前記移動方向の後方に移動することにより前記後方に移動するよう構成されており、前記非通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが伸張した際、前記バネの付勢により、前記固定具が吸着された前記磁石は前記ストッパ部に対し前記移動方向において前記前方に離間し、前記通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが収縮した際、前記設定位置では前記固定具が吸着したまま前記後方に移動した前記磁石が前記ストッパ部に当接し、該当接状態が検出されることにより、前記形状記憶合金ワイヤに対する通電量が、前記形状記憶合金ワイヤが前記非通電状態における伸張状態から、前記通電状態における前記設定位置での収縮状態まで設定量だけ収縮するように制御される。
In order to achieve the above object, an actuator according to an aspect of the present invention includes a magnet that moves together with a moving unit in front and rear in the moving direction of the moving unit , and extends in the moving direction in a non-energized state. A shape memory alloy wire that contracts in the moving direction, a fixture made of a magnetic material that is attached to the tip of the shape memory alloy wire and can be attracted to the magnet by a magnetic force, and the fixing tool in the moving direction . wherein the shape comprises a spring for biasing the magnet to the front, and a stopper portion for restricting the movement of the magnet definitive in the moving direction at the set position, the said moving part, that extends in the non-energized state The fixture, to which the magnet is attracted by the memory alloy wire and the spring, is moved forward by being biased forward, and the energized state The shape memory alloy wire that is contracted in the magnet is configured to move rearward by moving rearward in the moving direction, and the shape memory alloy in the non-energized state. When the wire is stretched, the magnet to which the fixing tool is attracted is moved forward in the moving direction with respect to the stopper portion due to the bias of the spring, and the shape memory alloy wire contracts in the energized state. At this time, the magnet moved to the rear while the fixing tool is attracted at the set position comes into contact with the stopper portion, and moves further to the rear when the shape memory alloy wire is contracted further than the set position. The fixture is separated from the magnet.
The actuator according to another aspect of the present invention includes a magnet that moves together with the moving unit in the moving direction of the moving unit, and expands in the moving direction in the non-energized state, and in the moving direction in the energized state. A shape memory alloy wire that contracts, a fixture that is attached to the tip of the shape memory alloy wire and is made of a magnetic material that can be attracted to the magnet by a magnetic force, and the fixture is attached to the magnet forward in the moving direction. A spring for biasing the stopper, and a stopper portion for restricting the movement of the magnet in the moving direction at a set position, the moving portion extending in the non-energized state and the spring The fixing tool to which the magnet is attracted is moved forward by being biased forward, and contracts in the energized state. The fixture attracted to the magnet by the shape memory alloy wire is configured to move backward by moving backward in the moving direction, and the shape memory alloy wire is stretched in the non-energized state. When the magnet is attracted to the fixing member due to the bias of the spring, the magnet is separated forward in the moving direction with respect to the stopper portion, and when the shape memory alloy wire contracts in the energized state, At the set position, the magnet moved to the rear while the fixing tool is attracted contacts the stopper portion, and the contact state is detected, so that the amount of current applied to the shape memory alloy wire becomes the shape memory alloy wire. Is controlled to contract by a set amount from the extended state in the non-energized state to the contracted state at the set position in the energized state. It is.
本発明によれば、SMAワイヤを用いて移動部材を移動させ、ストッパ部材を用いて移動部材の位置を規定する構成において、応答速度の低下や耐久性の低下を防止することができるとともに、移動対象となる移動部材の径方向に対する小型化を実現することができる構成を具備するアクチュエータを提供することができる。 According to the present invention, in the configuration in which the moving member is moved using the SMA wire and the position of the moving member is defined using the stopper member, it is possible to prevent the response speed from being lowered and the durability from being lowered and moved. It is possible to provide an actuator having a configuration capable of realizing a reduction in size in the radial direction of a target moving member.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態においては、アクチュエータは、内視鏡に用いられるものとして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiment, the actuator will be described as being used for an endoscope.
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態を示すアクチュエータを具備する内視鏡の先端側を示す部分断面図、図2は、図1中のII-II線に沿う内視鏡先端側の部分断面図、図3は、図1中のIII-III線に沿う内視鏡先端側の部分断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a distal end side of an endoscope having an actuator according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the endoscope front end side along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the endoscope distal end side along the line III-III in FIG.
図1に示すように、内視鏡の先端部1の内部に、内視鏡の挿入方向Sに沿って略円柱状の先端フォルダ4が設けられており、先端フォルダ4に、挿入方向Sに沿って、複数の貫通孔が形成されている。
As shown in FIG. 1, a substantially
先端フォルダ4に形成された複数の貫通孔に、図3に示すように、吸引管路を兼ねた処置具挿通用のチャンネル2や、対物レンズに流体を吹き付けて洗浄する洗浄ノズル41や、被検部位を照明する照明光学系42a、42bや、アングルワイヤ43や、撮像装置50等がそれぞれ設けられている。尚、チャンネル2、洗浄ノズル41、照明光学系42a、42b、アングルワイヤ43の構成、機能等は周知であるため、本実施の形態においては、その説明を省略する。
As shown in FIG. 3, a treatment
次に、先端フォルダ4の貫通孔に設けられた撮像装置50の構成について説明する。尚、撮像装置50の構成も周知であるため、概略的に説明する。
Next, the configuration of the
撮像装置50においては、複数の対物レンズからなる対物レンズ群3を保持する第1のレンズ枠5の挿入方向Sに沿った中途位置の外周に、非磁性体から構成された非磁性体部材である第2のレンズ枠32が嵌合されている。
In the
また、第2のレンズ枠32の挿入方向Sの先端側の外周には、後述する磁石8の挿入方向Sの先端側への移動位置を規定するストッパ部材70が嵌合されている。即ち、ストッパ部材70は、後述する移動レンズ枠6、より詳しくは移動レンズ7の移動方向Iの先端側への移動位置を規定する。具体的には、移動レンズ7を、等倍(1倍)に相当する位置に規定するものである。
In addition, a
さらに、第2のレンズ枠32の内周に、移動レンズ7を保持する移動部である移動レンズ枠6が、第2のレンズ枠32による密閉空間32m内において、挿入方向Sに沿った移動方向Iに移動自在となるよう設けられている。
Further, the
さらに、撮像装置50においては、移動レンズ7の挿入方向Sの後方に、既知の固体撮像素子10や、電気基板11、信号ケーブル12等が設けられている。また、第2のレンズ枠32の挿入方向Sに沿った中途位置の図1中下方における外周に、段差部からなるストッパ部32pが形成されている。
Further, in the
ストッパ部32pは、磁石8の挿入方向Sの後端側への移動位置を規定する、即ち、ストッパ部32pは、移動レンズ枠6、より詳しくは移動レンズ7の移動方向Iの後端側への移動位置を規定する。具体的には、移動レンズ7を、最大倍率に相当する位置に規定するものである。
The
また、先端フォルダ4に形成された撮像装置50が設けられた貫通孔には、撮像装置50とともに、アクチュエータ100が設けられている。
In addition, the
図2に示すように、アクチュエータ100は、移動レンズ枠6の外周方向において、図1中下方に第2のレンズ枠32を介して設けられた磁石8と、SMAワイヤ14と、固定具9と、押圧バネ16と、上述した第2のレンズ枠32に形成されたストッパ部32pと、ストッパ部材70とにより主要部が構成されている。
As shown in FIG. 2, the
尚、磁石8とSMAワイヤ14と固定具9と押圧バネ16とストッパ部32pとストッパ部材70とは、図1に示すように、移動方向Iに沿って一直線状に並んで配置されている。
The
磁石8は、磁力により移動レンズ枠6とともに移動方向Iに移動するものである。SMAワイヤ14は、通電の有無に伴い移動レンズ枠6の移動方向Iに伸縮する、具体的には、加熱されると移動方向Iに収縮し、冷却されると移動方向Iに膨張するSMAから構成された径が数十ミクロンのワイヤである。
The
また、SMAワイヤ14は、挿入方向Sに沿って設けられたガイドパイプ15及び第1の絶縁チューブ17内に挿入されている。この第1の絶縁チューブ17は、挿入方向Sの先端側が、ガイドパイプ15の挿入方向Sの基端側の内周に嵌合されて固定されている。
The
SMAワイヤ14の一方の端部は、円筒状の金属環からなる第1のカシメ部25によりカシメ加工されている。この第1のカシメ部25には、SMAワイヤ14に電流を供給する駆動用ケーブル26が半田により電気的に接続されている。また、図示しないが、第1のカシメ部25と駆動用ケーブル26との接続部は、その周りが接着剤等により補強されている。
One end of the
尚、第1のカシメ部25の取り付け位置は、内視鏡の図示しない湾曲部よりも挿入方向Sの基端側の湾曲部に連設された図示しない可撓管部の挿入方向Sの先端側の位置に設けられている。
The
SMAワイヤ14は、中途位置において、固定具9に形成された図示しない溝に挿通されて挿入方向Sに沿って折り返すように折り曲げられている。尚、SMAワイヤ14の固定具9の溝に挿通された部位は、ボール13により、固定具9に接着固着されている。
The
SMAワイヤ14の折り返された他方の端部は、円筒状の金属環からなる第2のカシメ部29により、カシメ加工されている。この第2のカシメ部29には、GND用ケーブル28が半田により電気的に接続されている。
The other end of the
第1の絶縁チューブ17及びGND用ケーブル28の外周の一部には、リング状のアンカ19が挿通されるとともに(図2では、GND用ケーブル28の外周の一部に設けられたアンカ19は図示されていない)、各外周の一部に接着固定されている。
A ring-shaped
また、第1の絶縁チューブ17及びGND用ケーブル28には、図1に示すように、アンカ19、第1の絶縁チューブ17を被覆するように保護チューブ22が取り付けられている。この保護チューブ22の挿入方向Sの先端側は、テグス等による糸縛り18により第1の絶縁チューブ17に固定されている。
Further, as shown in FIG. 1, a
固定具9は、SMAワイヤ14の移動方向Iの先端に取り付けられており、磁性体から構成されている。
The
押圧バネ16は、ガイドパイプ15の内部において、第1の絶縁チューブ17と固定具9との間に設けられている。押圧バネ16は、固定具9を、移動方向Iに沿って磁石8に向けて付勢する。その結果、磁性体から構成された固定具9は、磁石8に対し磁力により吸着自在である。
The
次に、このように構成された本実施の形態の作用について、上述した図1〜図3とともに、図4〜図6を用いて説明する。図4は、図1の磁石が第2のレンズ枠のストッパ部に当接した状態を示す内視鏡の先端側の部分断面図、図5は、図4の磁石が第2のレンズ枠のストッパ部に当接した状態で、磁石から固定具が離間して移動した状態を示す内視鏡の先端側の部分断面図、図6は、図1のSMAワイヤの温度に対するひずみ量の変化を、ヒステレシス曲線として示す図表である。 Next, the effect | action of this Embodiment comprised in this way is demonstrated using FIGS. 4-6 with FIGS. 1-3 mentioned above. 4 is a partial sectional view of the distal end side of the endoscope showing a state in which the magnet of FIG. 1 is in contact with the stopper portion of the second lens frame, and FIG. 5 is a diagram of the magnet of FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the distal end side of the endoscope showing a state in which the fixture is moved away from the magnet while being in contact with the stopper portion. FIG. It is a chart shown as a hysteresis curve.
先ず、等倍(1倍)に相当する設定位置である第1の位置Iaに移動レンズ7を位置させる際は、アクチュエータ100のSMAワイヤ14を非通電状態とする。その結果、SMAワイヤ14は移動方向Iの先端側に伸張するとともに、図1に示すように、押圧バネ16により、固定具9は、移動方向Iの先端側に押圧され、磁力によって磁石8と吸着した状態で、磁石8をストッパ部材70に押圧する。その結果、移動レンズ枠6及び移動レンズ7は、移動範囲Ia〜Ibにおいて、移動方向Iの最も先端側、即ち等倍(1倍)に相当する第1の位置Iaに移動位置が固定される。尚、このときのSMAワイヤ14のひずみ量をεa、温度をt1とする。また、このときは、磁石8とストッパ部32pとは離間している。
First, when the moving
次いで、移動レンズ7を、最大倍率に相当する第2の位置Ibに移動させる際は、即ち、移動レンズ7を、移動方向Iの後方側へ移動させる際は、アクチュエータ100において、図示しない電源から、駆動用ケーブル26に電流を供給する。
Next, when the moving
その後、電流は、駆動用ケーブル26、第1のカシメ部25、SMAワイヤ14、第2のカシメ部29、GND用ケーブル28と流れ、SMAワイヤ14は発熱し、図6の曲線(a)に示すように、SMAワイヤ14の温度t1〜t2に対するひずみ量がεa〜εbとなるよう収縮する。
Thereafter, the current flows through the
その結果、SMAワイヤ14が固定された固定具9が移動方向Iの後方に移動し、固定具9に磁力を以て吸着していた磁石8も固定具9に吸着した状態で移動方向Iの後方に移動する。さらに、磁石8の磁力により、移動レンズ枠6及び移動レンズ7も、密閉空間32m内において、移動方向Iの後方に移動する。
As a result, the
そして、図4に示すように、磁石8は、第2のレンズ枠32のストッパ部32pに当接する。尚、このときのSMAワイヤ14のひずみ量をεb、温度をt2とする。また、ストッパ部32pにより、磁石8は、さらにSMAワイヤ14が収縮したとしても、ストッパ部32pへ当接する設定位置である第2の位置Ibから移動方向Iの後方側に移動しない。即ち、磁石8の磁力により移動方向Iの後方に移動していた移動レンズ枠6及び移動レンズ7の移動範囲における最後方の位置が規定される。言い換えれば、移動レンズ7は、最大倍率に相当する第2の位置Ibに移動され、移動位置が固定される。また、このとき、磁石8とストッパ部材70とは離間している。
As shown in FIG. 4, the
第2の位置Ibにおいて磁石8がストッパ部32pに当接した状態において、さらにSMAワイヤ14が図6の曲線(a)に示すように、SMAワイヤ14の温度t2〜t3に対するひずみ量がεb〜εcとなるよう収縮すると、図5に示すように、固定具9は、磁石8から離間し、移動方向Iの後方における、例えば第3の位置Icまで移動する。
In a state where the
このとき、磁石8から固定具9は離間することにより、磁石8は、ストッパ部32pに当接したままであり、移動レンズ枠6及び移動レンズ7は、第2の位置Ibに位置したままである。
At this time, the fixing
また、固定具9は、磁石8から離間することにより、即ち、磁石8がストッパ部32pに当接した状態において、磁石8をSMAワイヤ14が収縮により引っ張ることがないことから、SMAワイヤ14に無理な負荷がかかることがない。
Further, since the
尚、固定具9が磁石8から離間しても磁石8がストッパ部32pに当接していられるのは、移動方向Iにおいて大きく離間しなければ、離間してもなお固定具9と磁石8との間には磁力が働いているためであるとともに、磁石8と移動レンズ枠6との磁力により、移動レンズ枠6が、第2のレンズ枠32の内周に、摩擦力を以て当接するためである。
Even if the
また、第3の位置IcにおけるSMAワイヤ14のひずみ量をεc、温度をt3とすると、図6の曲線(a)に示すように、SMAワイヤ14は、磁石8がストッパ部32pに当接した後、第2の位置Ib〜第3の位置Icまでひずむ場合、単位温度(t2〜t3)当たりのひずみ量(εb〜εc)は、第1の位置Ia〜第2の位置Ibまでの単位温度(t1〜t2)当たりのひずみ量(εa〜εb)とあまり変わらないことが分かる。
Also, assuming that the strain amount of the
尚、第3の位置IcよりもSMAワイヤ14が収縮すると、図6の曲線(a)に示すように、単位温度当たりのひずみ量は、第1の位置Ia〜第3の位置Icまでのひずみ量εa〜εcよりも、小さくなるまたはまったくひずまなくなることが分かる。
When the
即ち、本実施の形態においては、図6に示すように、固定具9を第1の位置Ia〜第3の位置Icまで移動させる際、温度範囲t1〜t3における単位温度当たりのSMAワイヤ14のひずみ量が略一定のεa〜εcまでの範囲内で、SMAワイヤ14を収縮させていることから、言い換えれば、ひずみ量がεc以上になるまで、SMAワイヤ14を収縮させた過加熱状態にはならないことから、図6の曲線(a)に示すように、SMAワイヤ14への通電をやめた際、εc以上までSMAワイヤ14を収縮させた場合に比べ、即座にひずみ量が小さくなる、即ち、即座にSMAワイヤ14は伸張することが分かる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the
図5に示す第3の位置Icにおいて、SMAワイヤ14への通電を止めると、押圧バネ16により、固定具9は、第2の位置Ibにおいて磁石8に磁力を以て吸着するまで移動方向Iの先端側に移動する。この際、SMAワイヤ14は、図6の曲線(b)に示すように、SMAワイヤ14のひずみ量がεc〜εbとなるよう伸張する。
When the energization to the
さらに、図4に示す第2の位置Ibから、押圧バネ16により、磁石8は、第1の位置Iaにおいてストッパ部材70に当接するまで移動方向Iの先端側に移動する。この際、移動レンズ枠6及び移動レンズ7も第2の位置Ibから第1の位置Iaまで移動方向Iに移動する。また、SMAワイヤ14は、図6の曲線(b)に示すように、SMAワイヤ14のひずみ量がεb〜εaとなるよう伸張する。
Further, from the second position Ib shown in FIG. 4, the
また、ここで、図6の曲線(a)と曲線(b)に示すように、SMAワイヤ14を収縮する場合と伸張する場合において、曲線(a)と曲線(b)とが一致しないのは、即ち、単位温度当たりのひずみ量が、収縮と伸張とで異なるのは、既知のヒステリシス現象によるものである。
Here, as shown in curves (a) and (b) of FIG. 6, when the
このように、本実施の形態においては、アクチュエータ100において、磁石8とSMAワイヤ14と固定具9と押圧バネ16とストッパ部32pとストッパ部材70とが、移動方向Iに沿って一直線状に並んで配置されており、磁石8がストッパ部材70に当接している際は、磁石8の磁力により密閉空間32m内を移動方向Iに移動する移動レンズ7及び移動レンズ枠6は、第1の位置Iaに位置決めされ、SMAワイヤ14の収縮により、磁石8がストッパ部32pに当接している際は、磁石8の磁力により移動レンズ7及び移動レンズ枠6は、第2の位置Ibに位置決めされると示した。さらに、第2の位置IbよりもSMAワイヤ14を収縮させた際は、磁石8から固定具9が離間すると示した。
As described above, in the present embodiment, in the
このことによれば、磁石8とSMAワイヤ14と固定具9と押圧バネ16とストッパ部32pとストッパ部材70とが、移動方向Iに沿って一直線状に並んで配置されていることから、アクチュエータ100は、移動方向Iへは長くなるが、径方向へは大きくなることがないため、アクチュエータ100を従来よりも小型化することができる。
According to this, since the
また、第2の位置IbよりもSMAワイヤ14を収縮させた際は、磁石8から固定具9が離間することにより、磁石8がストッパ部32pに当接した状態で、磁石8を固定具9とともにSMAワイヤ14で移動方向Iの後方に引っ張ってしまうことがないことから、SMAワイヤ14に、制御できない大きな力が付与され大きな負荷がかかってしまうことが防止されるため、SMAワイヤ14の耐久性を向上させることができる。
Further, when the
さらに、本実施の形態においては、過加熱状態とならない温度範囲t1〜t3において、SMAワイヤ14を収縮させると示した。
Furthermore, in this Embodiment, it showed that the
このことによれば、SMAワイヤ14に電流を供給して収縮させた後、SMAワイヤ14への通電を止めて非通電状態とした際、SMAワイヤ14は、一定のひずみ量で伸張していくことから、応答速度を早くして、SMAワイヤ14を伸張させることができる。その結果、アクチュエータ100の応答速度が向上する。
According to this, when current is supplied to the
また、本実施の形態においては、移動レンズ7及び移動レンズ枠6は、第2のレンズ枠32の密閉空間32m内において、磁石8の磁力により移動方向Iに移動自在であると示した。
In the present embodiment, the moving
このことによれば、第2のレンズ枠32内に、流体が進入してしまうことが防止されることから、より気密性が向上する。
According to this, since the fluid is prevented from entering the
以上から、SMAワイヤを用いて移動レンズ枠及び移動レンズを移動させ、ストッパ部を用いて移動レンズ枠及び移動レンズの位置を規定する構成において、応答速度の低下や耐久性の低下を防止することができるとともに、移動レンズ枠及び移動レンズの径方向に対する小型化を実現することができる構成を具備するアクチュエータを提供することができる。 As described above, in the configuration in which the moving lens frame and the moving lens are moved using the SMA wire and the position of the moving lens frame and the moving lens is defined using the stopper portion, the response speed and the durability are prevented from being lowered. In addition, it is possible to provide an actuator having a configuration capable of realizing downsizing of the moving lens frame and the moving lens in the radial direction.
尚、以下、変形例を示す。
本実施の形態においては、移動レンズ枠6及び移動レンズ7を第1の位置Ia〜第2の位置Ibまで移動させる際、磁石8がストッパ部32pに当接するよう、SMAワイヤ14を収縮させ、その後、磁石8から固定具9を離間させると示した。
Hereinafter, modifications will be described.
In the present embodiment, when the
これに限らず、SMAワイヤ14に供給する電流の休止タイミングに、微少電圧を印加して、図示しないブリッジ回路にて抵抗値を検出することにより、目標電流量を定めて、SMAワイヤ14が収縮制御されても構わない。
Not limited to this, the
即ち、SMAワイヤ14に対する通電量が、SMAワイヤ14が非通電状態における第1の位置Iaにおける伸張状態から、通電状態における第2の位置Ibでの収縮状態まで設定量だけ収縮するように制御されても構わない。
That is, the energization amount to the
さらには、第2の位置Ibにおける磁石8とストッパ部32pとの当接(突き当て状態)を、ストッパ部32pに設けた、例えばショート検出回路等のセンサにより検出し、その検出状態により、所定量の電流が、SMAワイヤ14に供給されるよう制御されても構わない。尚、磁石8とストッパ部32pとの当接の検出は、SMAワイヤ14に通電される電流の抵抗値の変化の検出により行われても構わない。
Further, the contact (butting state) between the
以上説明した変形例を用いれば、第2の位置IbよりもSMAワイヤ14を収縮させて磁石8と固定具9とを離間させなくとも、磁石8がストッパ部32pに当接した後、SMAワイヤ14への電流の供給が停止することから、SMAワイヤ14に負荷がかかってしまうことを防止することができる。
If the modified example described above is used, the
また、以下、図12を用いて別の変形例を示す。図12は、図1のストッパ部の部位にストッパ部材を設けた本実施の形態の変形例を示すアクチュエータを具備する内視鏡の先端側を示す部分断面図である。 Hereinafter, another modification will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing the distal end side of an endoscope including an actuator showing a modification of the present embodiment in which a stopper member is provided at the stopper portion shown in FIG.
図12に示すように、第2のレンズ枠32に設けたストッパ部32pの部位に、磁性体よりなるストッパ部材132を設けても良い。磁性体よりなるストッパ部材132を設けると、磁石8がIbに移動している状態のとき、磁石8とストッパ部材132とが磁石8の磁力により吸着するので、磁石8は、上述した第1実施の形態よりもより確実にIbの位置に留まるようになる。
As shown in FIG. 12, a
(第2実施の形態)
図7は、本実施の形態を示すアクチュエータを具備する内視鏡の先端側の部分断面図、図8は、図7の磁石が第2のレンズ枠のストッパ部に当接した状態を示す内視鏡の先端側の部分断面図、図9は、図7の磁石が第2のレンズ枠のストッパ部に当接した状態で、磁石から固定具が離間して移動した状態を示す内視鏡の先端側の部分断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the distal end side of the endoscope having the actuator according to the present embodiment, and FIG. 8 is an inner view showing a state where the magnet of FIG. 7 is in contact with the stopper portion of the second lens frame. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the distal end side of the endoscope, and FIG. 9 is an endoscope showing a state in which the fixing tool is moved away from the magnet while the magnet of FIG. 7 is in contact with the stopper of the second lens frame. It is a fragmentary sectional view by the side of the tip.
この第2実施の形態のアクチュエータの構成は、上述した図1〜図6に示した第1実施の形態のアクチュエータと比して、磁石が直接移動レンズ枠に磁力により吸着している点が異なる。よって、この相違点のみを説明し、第1実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。 The configuration of the actuator of the second embodiment is different from that of the actuator of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 described above in that the magnet is directly attracted to the moving lens frame by a magnetic force. . Therefore, only this difference will be described, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図7に示すように、本実施の形態においては、移動レンズ47は、磁性体から構成された移動部である移動レンズ枠46によって保持されており、移動レンズ枠46は、第2のレンズ枠32内において、移動方向Iにおいて移動自在となるように設けられている。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the moving
また、第2のレンズ枠32の図7中下方には、移動方向Iに沿って切り欠き49が形成されており、切り欠き49を介して、アクチュエータ200における磁石連結桿48が、磁力により移動レンズ枠46に直接吸着されている。尚、その他の構成は、上述した第1実施の形態と同様である。
Further, a
次に、このように構成された本実施の形態の作用を説明する。
先ず、等倍(1倍)に相当する設定位置である第1の位置IIaに移動レンズ7を位置させる際は、アクチュエータ200のSMAワイヤ14を非通電状態とする。その結果、SMAワイヤ14は移動方向Iの先端側に伸張するとともに、図7に示すように、押圧バネ16により、固定具9は、移動方向Iの先端側に押圧されるとともに、磁力によって、磁石連結桿48と吸着した状態で、磁石連結桿48をストッパ部材70に押圧する。その結果、移動レンズ枠46及び移動レンズ47は、移動範囲IIa〜IIbにおいて、移動方向Iの最も先端側、即ち等倍(1倍)に相当する第1の位置IIaに移動位置が固定される。また、この際、磁石連結桿48とストッパ部32pとは離間している。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
First, when the moving
次いで、移動レンズ47を、最大倍率に相当する第2の位置IIbに移動させる際は、即ち、移動レンズ47を、移動方向Iの後方側へ移動させる際は、アクチュエータ200において、図示しない電源から、駆動用ケーブル26に電流を供給する。
Next, when the moving
その後、電流は、駆動用ケーブル26、第1のカシメ部25、SMAワイヤ14、第2のカシメ部29、GND用ケーブル28と流れ、SMAワイヤ14は発熱し収縮する。
Thereafter, the current flows through the
その結果、固定具9が移動方向Iの後方に移動し、固定具9に磁力を以て吸着していた磁石連結桿48も固定具9に吸着した状態で、切り欠き49を介して移動方向Iの後方に移動する。さらに、磁石連結桿48の磁力により、移動レンズ枠46及び移動レンズ47も、切り欠き49を介して移動方向Iの後方に移動する。
As a result, the fixing
そして、図8に示すように、磁石連結桿48は、第2のレンズ枠32のストッパ部32pに当接する。また、ストッパ部32pにより、磁石連結桿48は、SMAワイヤ14が収縮したとしても、ストッパ部32pへ当接する設定位置である第2の位置IIbから移動方向Iの後方側に移動しない。即ち、磁石連結桿48の磁力により移動方向Iの後方に移動していた移動レンズ枠46及び移動レンズ47の、移動範囲における最後方の位置が規定される。言い換えれば、移動レンズ47は、最大倍率に相当する第2の位置IIbに移動され、移動位置が固定される。また、この際、磁石連結桿48とストッパ部材70とは離間している。
As shown in FIG. 8, the
第2の位置IIbにおいて、磁石連結桿48がストッパ部32pに当接した状態において、さらにSMAワイヤ14が収縮すると、図9に示すように、固定具9は、磁石連結桿48から離間し、移動方向Iの後方における、例えば第3の位置IIcまで移動する。
When the
このとき、磁石連結桿48から固定具9は離間することにより、磁石連結桿48は、ストッパ部32pに当接したままであり、移動レンズ枠46及び移動レンズ47は、第2の位置IIbに位置したままである。
At this time, the
また、固定具9は、磁石連結桿48から離間することにより、即ち、磁石連結桿48がストッパ部32pに当接した状態において、磁石連結桿48をSMAワイヤ14が収縮により引っ張ることがないことから、SMAワイヤ14に無理な負荷がかかることがない。
Further, the fixing
図9に示す第3の位置IIcにおいてSMAワイヤ14への通電を止めると、押圧バネ16により、固定具9は、第2の位置IIbにおいて磁石連結桿48に磁力を以て吸着するまで移動方向Iの先端側に移動する。この際、SMAワイヤ14は伸張する。
When the energization to the
さらに、図8に示す第2の位置IIbから、押圧バネ16により、磁石連結桿48は、切り欠き49を介して、第1の位置IIaにおいてストッパ部材70に当接するまで移動方向Iの先端側に移動する。この際、移動レンズ枠46及び移動レンズ47も第2の位置IIbから第1の位置IIaまで移動方向Iに移動する。また、SMAワイヤ14はさらに伸張する。尚、その他の作用は、上述した第1実施の形態と同様である。
Further, from the second position IIb shown in FIG. 8, the
このように、本実施の形態においては、切り欠き49を介して、磁石連結桿48が、磁力により移動レンズ枠46に直接吸着されていると示した。このことによれば、上述した第1実施の形態よりは、切り欠き49を設けている分、移動レンズ枠46に対する気密性が低下するが、移動レンズ枠46が移動方向Iに沿って移動する際、磁石連結桿48と第2のレンズ枠32との間に摩擦抵抗が発生しなくなることから、第1実施の形態よりも、スムーズに磁石連結桿48を移動させることができる。即ち、応答速度に優れたアクチュエータ200を提供することができる。尚、その他の効果は、上述した第1実施の形態と同様である。
Thus, in the present embodiment, it has been shown that the
また、第2の実施の形態では、第2のレンズ枠32と磁石連結桿48が磁力により吸着している例を示していたが、第2のレンズ枠32と磁石連結桿48を接着剤により固着してもよい。接着すると、レンズ枠32と磁石連結桿48とは外れることがないので、磁石連結桿48の磁力が弱くても良くなることから、磁石連結桿48をより小さくすることができる。
In the second embodiment, an example in which the
(第3実施の形態)
図10は、本実施の形態を示すアクチュエータを具備する内視鏡の先端側の部分断面図、図11は、図10の磁石が第2のレンズ枠の後磁石に吸着した状態を示す内視鏡の先端側の部分断面図である。
(Third embodiment)
10 is a partial cross-sectional view of the distal end side of the endoscope having the actuator according to the present embodiment, and FIG. 11 is an internal view showing a state where the magnet of FIG. 10 is attracted to the rear magnet of the second lens frame. It is a fragmentary sectional view by the side of the tip of a mirror.
この第3実施の形態のアクチュエータの構成は、上述した図7〜図9に示した第2実施の形態のアクチュエータと比して、磁力により磁石連結桿を、第1の位置と第2の位置との間で移動方向に移動させる点が異なる。よって、この相違点のみを説明し、第2実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Compared with the actuator of the second embodiment shown in FIGS. 7 to 9 described above, the configuration of the actuator of the third embodiment is such that the magnet coupling rod is moved by the magnetic force to the first position and the second position. Is different in that it is moved in the moving direction. Therefore, only this difference will be described, the same reference numerals are given to the same components as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.
図10に示すように、本実施の形態においては、第2のレンズ枠32の図10中下方には、移動方向Iに沿って切り欠き49が形成されており、切り欠き49を介して、アクチュエータ300における磁石連結桿58が、磁力により移動レンズ枠46に直接吸着されている。
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, a
また、第1の位置IIIaにおいて、磁石連結桿58が当接するストッパ部材70の部位に、前磁石57が設けられている。前磁石57は、磁石連結桿58に対して向かい合う磁極が異なるように配置されている。即ち、例えば前磁石57のN極と磁石連結桿58のS極とが向かい合うように配置され、前磁石57のS極と磁石連結桿58のN極とが離間するように配置されている。
Further, in the first position IIIa, a
さらに、第2の位置IIIbにおいて、磁石連結桿58が当接する第2のレンズ枠32の部位に、後磁石56が設けられている。後磁石56は、磁石連結桿58に対して向かい合う磁極が同極となるように配置されている。即ち、例えば後磁石56のN極と磁石連結桿58のN極とが向かい合うように配置され、後磁石56のS極と磁石連結桿58のS極とが離間するように配置されている。
Furthermore, a
また、本実施の形態においては、アクチュエータ300において、上述した第2実施の形態と異なり、押圧バネ及び固定具を用いない構成となっている。即ち、SMAワイヤ14の挿入方向Sの先端は、磁石連結桿58に固定されている構成となっている。尚、その他の構成は、上述した第2実施の形態と同様である。
Further, in the present embodiment, the
次に、このように構成された本実施の形態の作用を説明する。
先ず、等倍(1倍)に相当する設定位置である第1の位置IIIaに移動レンズ7を位置させる際は、アクチュエータ200のSMAワイヤ14を非通電状態とする。その結果、SMAワイヤ14は移動方向Iの先端側に伸張するとともに、図10に示すように、磁石連結桿58のS極と、前磁石57のN極とが磁力により吸着する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
First, when the moving
その結果、移動レンズ枠46及び移動レンズ47は、移動範囲IIIa〜IIIbにおいて、移動方向Iの最も先端側、即ち等倍(1倍)に相当する第1の位置IIIaに移動位置が固定される。
As a result, the moving position of the moving
次いで、移動レンズ47を、最大倍率に相当する第2の位置IIIbに移動させる際は、即ち、移動レンズ47を、移動方向Iの後方側へ移動させる際は、アクチュエータ300において、図示しない電源から、駆動用ケーブル26に電流を供給する。
Next, when the moving
その後、電流は、駆動用ケーブル26、第1のカシメ部25、SMAワイヤ14、第2のカシメ部29、GND用ケーブル28と流れ、SMAワイヤ14は発熱し収縮する。
Thereafter, the current flows through the
その結果、SMAワイヤ14の収縮により、磁石連結桿58は、移動方向Iの後方に移動する。さらに、磁石連結桿58の磁力により、移動レンズ枠46及び移動レンズ47も、移動方向Iの後方に移動する。
As a result, the
そして、図11に示すように、磁石連結桿58は、第2のレンズ枠32の後磁石56に当接する。この際、向かい合う磁石連結桿58の磁極はN極であり後磁石56の磁極もN極であることから、両者は反発するが、該反発力よりもSMAワイヤ14が収縮する力の方が大きいため、磁石連結桿58は、第2のレンズ枠32の後磁石56に当接する。
As shown in FIG. 11, the
また、後磁石56により、磁石連結桿58は、SMAワイヤ14がさらに収縮したとしても、第2の位置IIIbから移動方向Iの後方側に移動しない。即ち、磁石連結桿58の磁力により移動方向Iの後方に移動していた移動レンズ枠46及び移動レンズ47の、移動範囲における最後方の位置が規定される。言い換えれば、移動レンズ47は、最大倍率に相当する第2の位置IIIbに移動され、移動位置が固定される。
Further, due to the
ここで、本実施の形態においては、磁石連結桿58が、後磁石56に当接した状態において、さらにSMAワイヤ14を収縮させてしまうと、SMAワイヤ14に負荷がかかってしまう虞がある。しかしながら、上述したように、SMAワイヤ14に対し、通電量の制御を行えば、SMAワイヤ14に負荷を与えてしまうことを防止することができる。
Here, in the present embodiment, if the
図11に示す第2の位置IIIbにおいて、SMAワイヤ14への通電を止めると、向かい合う磁石連結桿58と後磁石56とが同極(N極)であることによる反発により、磁石連結桿58は、第1の位置IIIaにおいて前磁石57に吸着するまで移動方向Iの先端側に移動する。この際、移動レンズ枠46及び移動レンズ47も第2の位置IIIbから第1の位置IIIaまで移動方向Iに移動する。また、SMAワイヤ14は伸張する。尚、その他の作用は、上述した第2実施の形態と同様である。
When the energization to the
このように、本実施の形態においては、第1の位置IIIaにおいて、磁石連結桿58が当接するストッパ部材70に、向かい合う磁極が磁石連結桿58と異なる前磁石57を配置するともに、第2の位置IIIbにおいて、磁石連結桿58が当接する第2のレンズ枠32の部位に、向かい合う磁極が磁石連結桿58と同極の後磁石56を配置すると示した。
As described above, in the present embodiment, at the first position IIIa, the
このことによれば、アクチュエータ300において、押圧バネの代わりに、前磁石57、後磁石56を配置することにより、押圧バネの径方向への厚み分、アクチュエータ300を径方向に小型化することができる。また、構造が簡易化されるため、アクチュエータ300の組立が容易となる。尚、その他の効果は、上述した第3実施の形態と同様である。
According to this, in the
尚、上述した第1〜第3実施の形態においては、アクチュエータにより移動方向Iに移動させる移動部は、移動レンズを保持する移動レンズ枠を例に挙げて示したが、これに限らず、直線状に移動させるものであれば、アクチュエータを用いて移動させる移動部はどのようなものであっても構わないということは勿論である。 In the first to third embodiments described above, the moving unit that is moved in the moving direction I by the actuator has been described by taking the moving lens frame that holds the moving lens as an example. It goes without saying that any moving part that is moved using an actuator may be used as long as it is moved in a shape.
また、上述した第1〜第3実施の形態においては、アクチュエータは、内視鏡に用いられるものとして説明したが、これに限らず、他の物に用いられても構わないということは云うまでもない。 In the first to third embodiments described above, the actuator has been described as being used for an endoscope. However, the present invention is not limited thereto, and may be used for other objects. Nor.
6…移動レンズ枠(移動部)
8…磁石
9…固定具
14…SMAワイヤ(形状記憶合金ワイヤ)
16…押圧バネ
32…第2のレンズ枠
32m…密閉空間
32p…ストッパ部
46…移動レンズ枠(移動部)
48…磁石連結桿
70…ストッパ部材
100…アクチュエータ
200…アクチュエータ
I…移動方向
Ia…第1の位置(設定位置)
IIa…第1の位置(設定位置)
Ib…第2の位置(設定位置)
IIb…第2の位置(設定位置)
6 ... Moving lens frame (moving part)
8 ...
16 ... Pressing
48 ...
IIa: First position (set position)
Ib ... 2nd position (setting position)
IIb ... 2nd position (setting position)
Claims (7)
非通電状態においては、前記移動方向において伸張し、通電状態においては、前記移動方向において収縮する形状記憶合金ワイヤと、
前記形状記憶合金ワイヤの先端に取り付けられた、前記磁石に磁力によって吸着自在な磁性体からなる固定具と、
前記固定具を、前記移動方向の前方に前記磁石に向けて付勢するバネと、
設定位置において前記移動方向における前記磁石の動きを規制するストッパ部と、
を具備し、
前記移動部は、前記非通電状態において伸張する前記形状記憶合金ワイヤと前記バネとによって前記磁石が吸着された前記固定具が前記前方に付勢されることにより前記前方に移動し、前記通電状態において収縮する前記形状記憶合金ワイヤによって前記磁石に吸着された前記固定具が、前記移動方向の後方に移動することにより前記後方に移動するよう構成されており、
前記非通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが伸張した際、前記バネの付勢により、前記固定具が吸着された前記磁石は前記ストッパ部に対し前記移動方向において前記前方に離間し、
前記通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが収縮した際、前記設定位置では前記固定具が吸着したまま前記後方に移動した前記磁石が前記ストッパ部に当接し、前記設定位置よりもさらに前記形状記憶合金ワイヤが収縮されると、前記後方に移動する前記固定具が前記磁石から離間することを特徴とするアクチュエータ。 A magnet that moves together with the moving part in the moving direction of the moving part ;
In a non-energized state, the shape memory alloy wire expands in the moving direction, and in the energized state contracts in the moving direction ;
A fixture made of a magnetic material attached to the tip of the shape memory alloy wire and capable of being attracted to the magnet by a magnetic force ;
A spring that biases the fixture toward the magnet forward in the moving direction;
A stopper portion for restricting the movement of the magnet definitive in the moving direction at the set position,
Equipped with,
The moving part moves forward when the fixing tool to which the magnet is attracted by the shape memory alloy wire and the spring that are stretched in the non-energized state is urged forward, and the energized state The fixture that is attracted to the magnet by the shape memory alloy wire that contracts in is configured to move backward by moving backward in the moving direction;
When the shape memory alloy wire is stretched in the non-energized state, the magnet to which the fixing tool is attracted is moved forward with respect to the stopper portion in the moving direction by the biasing of the spring,
When the shape memory alloy wire contracts in the energized state, the magnet moved to the rear while the fixing tool is attracted at the set position contacts the stopper portion, and the shape memory alloy is further moved from the set position. The actuator according to claim 1 , wherein when the wire is contracted, the fixing tool moving backward is separated from the magnet .
前記磁石は、磁力により、前記移動部とともに前記移動方向の前後に移動することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 The moving part is made of a magnetic material,
The actuator according to claim 1, wherein the magnet is moved forward and backward in the moving direction together with the moving portion by a magnetic force.
前記磁石は、前記非磁性体部材を介して、前記移動部と非接触で該移動部とともに移動することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。 A non-magnetic member is provided along the moving direction between the moving part and the magnet,
It said magnet, said non-magnetic material through the member, the actuator according to claim 1 or 2, characterized in that moves with the mobile unit in the mobile unit and the non-contact.
非通電状態においては、前記移動方向において伸張し、通電状態においては、前記移動方向において収縮する形状記憶合金ワイヤと、
前記形状記憶合金ワイヤの先端に取り付けられた、前記磁石に磁力によって吸着自在な磁性体からなる固定具と、
前記固定具を、前記移動方向の前方に前記磁石に向けて付勢するバネと、
設定位置において前記移動方向における前記磁石の動きを規制するストッパ部と、
を具備し、
前記移動部は、前記非通電状態において伸張する前記形状記憶合金ワイヤと前記バネとによって前記磁石が吸着された前記固定具が前記前方に付勢されることにより前記前方に移動し、前記通電状態において収縮する前記形状記憶合金ワイヤによって前記磁石に吸着された前記固定具が、前記移動方向の後方に移動することにより前記後方に移動するよう構成されており、
前記非通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが伸張した際、前記バネの付勢により、前記固定具が吸着された前記磁石は前記ストッパ部に対し前記移動方向において前記前方に離間し、
前記通電状態において前記形状記憶合金ワイヤが収縮した際、前記設定位置では前記固定具が吸着したまま前記後方に移動した前記磁石が前記ストッパ部に当接し、該当接状態が検出されることにより、前記形状記憶合金ワイヤに対する通電量が、前記形状記憶合金ワイヤが前記非通電状態における伸張状態から、前記通電状態における前記設定位置での収縮状態まで設定量だけ収縮するように制御されることを特徴とするアクチュエータ。 A magnet that moves together with the moving part in the moving direction of the moving part;
In a non-energized state, the shape memory alloy wire expands in the moving direction, and in the energized state contracts in the moving direction;
A fixture made of a magnetic material attached to the tip of the shape memory alloy wire and capable of being attracted to the magnet by a magnetic force;
A spring that biases the fixture toward the magnet forward in the moving direction;
A stopper portion for restricting movement of the magnet in the moving direction at a set position;
Comprising
The moving part moves forward when the fixing tool to which the magnet is attracted by the shape memory alloy wire and the spring that are stretched in the non-energized state is urged forward, and the energized state The fixture that is attracted to the magnet by the shape memory alloy wire that contracts in is configured to move backward by moving backward in the moving direction;
When the shape memory alloy wire is stretched in the non-energized state, the magnet to which the fixing tool is attracted is moved forward with respect to the stopper portion in the moving direction by the biasing of the spring,
When the shape memory alloy wire in the energized state is contracted, the setting in position abuts on the magnet the stopper portion is moved to the rear while the fixture is adsorbed by Rukoto abutment condition is detected, characterized in that the energizing amount for the shape memory alloy wire, said shape memory alloy wire from said expanded state in a non-energized state, is controlled to contract by a set amount to a contracted state in the set position in the energized state Actuator.
前記磁石は、磁力により、前記移動部とともに前記移動方向の前後に移動することを特徴とする請求項4または5に記載のアクチュエータ。The actuator according to claim 4, wherein the magnet moves forward and backward in the moving direction together with the moving portion by a magnetic force.
前記磁石は、前記非磁性体部材を介して、前記移動部と非接触で該移動部とともに移動することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のアクチュエータ。The actuator according to any one of claims 4 to 6, wherein the magnet moves together with the moving unit without contact with the moving unit via the non-magnetic member.
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