JP6636536B2 - エネルギー回収デバイスにおけるワイヤ要素配置 - Google Patents
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Description
本願は、エネルギー回収の分野に関し、特に同目的での形状記憶合金（ＳＭＡ）または負熱膨張（ＮＴＥ）材料の使用に関する。
典型的には１００度を下回ると考えられる低位熱は、工業的プロセス、発電、および輸送用途における重要な廃エネルギー流を代表する。そのような廃流の回収および再利用が、望ましい。この目的のために提案された技術の例は、熱電発電機（ＴＥＧ）である。残念なことに、ＴＥＧは、比較的高価である。そのようなエネルギーを回収するために提案されている、別の多分に実験的なアプローチは、形状記憶合金の使用である。
形状記憶合金（ＳＭＡ）は、元の低温鍛造形状を「記憶」する合金であって、いったん変形させられると、加熱に応じて、事前変形形状に戻る。本材料は、液圧、空気圧、およびモータベースのシステム等の従来のアクチュエータに対する軽量で固体の代替物である。
形状記憶合金の３つの主要タイプは、銅−亜鉛−アルミニウム−ニッケル合金、銅−アルミニウム−ニッケル合金、およびニッケルチタン（ＮｉＴｉ）合金であるが、ＳＭＡはまた、例えば、亜鉛、銅、金、および鉄を合金化すること、または他の好適な要素を使用することによって、作成されることもできる。
そのような材料の記憶能力は、特に、エネルギーを熱から運動として回収するＳＭＡエンジンを構成することによって、熱回収プロセスで使用するために、１９７０年代初めから採用または提案されている。エネルギー回収デバイスに関連する近年の公開は、本発明の出願人に譲渡されたＰＣＴ特許公開第ＷＯ２０１３／０８７４９０号を含む。当技術分野内の他の特許公開は、第ＵＳ４，３０６，４１５号（Ｈｏｃｈｓｔｅｉｎ）および第ＵＳ２００５／１５０２２３号（Ｕｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を含む。ＳＭＡまたはＮＴＥ材料の収縮を効率的に機械力に変換することが望ましい。また、ＳＭＡまたはＮＴＥ材料を効率的に位置付けて設計することも望ましい。これは、些細な作業ではなく、概して、複雑であり、有意なエネルギー損失を伴う。
したがって、エネルギー回収デバイスにおいて改良型システムおよび方法を提供することが、本発明の目的である。
本発明によると、添付の請求項で立案されるように、
駆動機構と、
第１の端部で固定され、第２の端部でＮＴＥ要素によって特徴付けられる駆動機構に接続され、ＮＴＥ要素が緊密に充填されていることを確実にするように、バンドル摩擦嵌合構成で配列される、複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）要素または負熱膨張（ＮＴＥ）要素を備える、エンジンと、
を備える、エネルギー回収デバイスが提供される。
駆動機構と、
第１の端部で固定され、第２の端部でＮＴＥ要素によって特徴付けられる駆動機構に接続され、ＮＴＥ要素が緊密に充填されていることを確実にするように、バンドル摩擦嵌合構成で配列される、複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）要素または負熱膨張（ＮＴＥ）要素を備える、エンジンと、
を備える、エネルギー回収デバイスが提供される。
一実施形態では、バンドル摩擦嵌合構成でＳＭＡまたはＮＴＥ要素をともに圧着するように適合される、ブラケットが提供される。
一実施形態では、少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、使用中に要素の滑動を防止する機械的障壁を作成するように、一方の端部でスエージ加工される。
一実施形態では、エネルギー回収デバイスは、摩擦嵌合デバイスを備える。
一実施形態では、本デバイスは、摩擦嵌合構成でＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合される、チャックを備える。
一実施形態では、チャックは、クランプと、ＳＭＡまたはＮＴＥ要素に印加される力を調節するように構成される調節装置とを備える。
一実施形態では、エネルギー回収デバイスは、摩擦嵌合デバイスを備え、本デバイスは、シャックルを使用してＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲で引っ張られるように適合されるチェーンを備える。
一実施形態では、摩擦嵌合デバイスが提供され、本デバイスは、ＳＭＡまたはＮＴＥ要素がともに緊密に充填されていることを確実にするように、ばねクリップを備える。
一実施形態では、ばねクリップは、円形様式で包まれ、スロットを通して後方に嵌合される剛性材料を含む。
一実施形態では、摩擦嵌合デバイスが提供され、本デバイスは、摩擦嵌合構成でＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合されるクランプを備え、クランプは、ＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲でクランプを押進させるように、少なくとも１つのばねによって付勢される。
一実施形態では、摩擦嵌合デバイスが提供され、本デバイスは、摩擦嵌合構成でＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように、ケーブルグランドを備える。
一実施形態では、摩擦嵌合デバイスが提供され、本デバイスは、摩擦嵌合構成でＮＴＥ要素を固着するように、加圧弾性管状リングを備える。
一実施形態では、弾性管状リングは、膨張可能である。
一実施形態では、摩擦嵌合デバイスが提供され、本デバイスは、ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を定位置で保定するように構成される圧縮リングを備える。
一実施形態では、本デバイスは、少なくとも１つの溝支持体を備える。溝支持体は、バンドルホルダとホルダに直接隣接するワイヤ要素との間の摩擦結合を増進するように、表面積を増大させる機能を果たす。溝はまた、ワイヤを誘導し、隣接するワイヤの間の干渉が最小限にされていることを確実にすることもできる。
一実施形態では、少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、ねじ山付きワイヤを備える。
一実施形態では、ねじ山付きワイヤは、直線螺旋ねじ山または先細螺旋ねじ山を備える。
別の実施形態では、形状記憶合金または他の負熱膨張（ＮＴＥ）材料を含む、エネルギー回収デバイスで使用するための複数のワイヤ要素が提供され、少なくとも１つのワイヤ要素は、ワイヤ要素が隣接して配列され、相互と摩擦もしくは干渉接触し、固着手段を利用して、ワイヤの外周に固着されるように、一方の端部で固定され、第２の端部で自由に動くことができる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
駆動機構と、
第１の端部で固定され、第２の端部で前記駆動機構に接続される、複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）要素または負熱膨張（ＮＴＥ）要素を備える、エンジンであって、前記ＮＴＥ要素が、前記ＮＴＥ要素が緊密に充填されることを確実にするように適合されたバンドル摩擦嵌合構成で配列されることを特徴とする、エンジンと、
を備える、エネルギー回収デバイス。
（項目２）
バンドル摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素をともに圧着するように適合される、ブラケットを備える、項目１に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目３）
少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、使用中に前記要素の滑動を防止する機械的障壁を作成するように、一方の端部でスエージ加工される、項目１または２に記載のエネルギー回収デバイス
（項目４）
摩擦嵌合デバイスを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目５）
前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合される、チャックを備える、項目４に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目６）
前記チャックは、クランプと、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素に印加される力を調節するように構成される調節装置とを備える、項目５に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目７）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、シャックルを使用して前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲で引っ張られるように適合されるチェーンを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目８）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素がともに緊密に充填されていることを確実にするように、ばねクリップを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目９）
前記ばねクリップは、円形様式で包まれ、スロットを通して後方に嵌合される剛性材料を含む、項目８に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１０）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合されるクランプを備え、前記クランプは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲で前記クランプを押進させるように、少なくとも１つのばねによって付勢される、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１１）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように、ケーブルグランドを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１２）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように、加圧弾性管状リングを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１３）
前記弾性管状リングは、膨張可能である、項目１２に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１４）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を定位置で保定するように構成される圧縮リングを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１５）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、少なくとも１つの溝支持体を備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１６）
少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、ねじ山付きワイヤを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１７）
前記ねじ山付きワイヤは、直線螺旋ねじ山または先細螺旋ねじ山を備える、項目１６に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１８）
形状記憶合金または他の負熱膨張（ＮＴＥ）材料を含む、エネルギー回収デバイスで使用するための複数のワイヤ要素であって、少なくとも１つのワイヤ要素は、前記ワイヤ要素が隣接して配列され、相互と摩擦もしくは干渉接触し、固着手段を利用して、ワイヤの外周に固着されるように、一方の端部で固定され、第２の端部で自由に動くことができる、ワイヤ要素。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
駆動機構と、
第１の端部で固定され、第２の端部で前記駆動機構に接続される、複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）要素または負熱膨張（ＮＴＥ）要素を備える、エンジンであって、前記ＮＴＥ要素が、前記ＮＴＥ要素が緊密に充填されることを確実にするように適合されたバンドル摩擦嵌合構成で配列されることを特徴とする、エンジンと、
を備える、エネルギー回収デバイス。
（項目２）
バンドル摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素をともに圧着するように適合される、ブラケットを備える、項目１に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目３）
少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、使用中に前記要素の滑動を防止する機械的障壁を作成するように、一方の端部でスエージ加工される、項目１または２に記載のエネルギー回収デバイス
（項目４）
摩擦嵌合デバイスを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目５）
前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合される、チャックを備える、項目４に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目６）
前記チャックは、クランプと、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素に印加される力を調節するように構成される調節装置とを備える、項目５に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目７）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、シャックルを使用して前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲で引っ張られるように適合されるチェーンを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目８）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素がともに緊密に充填されていることを確実にするように、ばねクリップを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目９）
前記ばねクリップは、円形様式で包まれ、スロットを通して後方に嵌合される剛性材料を含む、項目８に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１０）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように適合されるクランプを備え、前記クランプは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素の周囲で前記クランプを押進させるように、少なくとも１つのばねによって付勢される、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１１）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように、ケーブルグランドを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１２）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を固着するように、加圧弾性管状リングを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１３）
前記弾性管状リングは、膨張可能である、項目１２に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１４）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡまたはＮＴＥ要素を定位置で保定するように構成される圧縮リングを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１５）
摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、少なくとも１つの溝支持体を備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１６）
少なくとも１つのＳＭＡまたはＮＴＥ要素は、ねじ山付きワイヤを備える、いずれかの前記項目に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１７）
前記ねじ山付きワイヤは、直線螺旋ねじ山または先細螺旋ねじ山を備える、項目１６に記載のエネルギー回収デバイス。
（項目１８）
形状記憶合金または他の負熱膨張（ＮＴＥ）材料を含む、エネルギー回収デバイスで使用するための複数のワイヤ要素であって、少なくとも１つのワイヤ要素は、前記ワイヤ要素が隣接して配列され、相互と摩擦もしくは干渉接触し、固着手段を利用して、ワイヤの外周に固着されるように、一方の端部で固定され、第２の端部で自由に動くことができる、ワイヤ要素。
本発明は、付随の図面を参照して、例としてのみ与えられる実施形態の以下の説明から、より明確に理解されるであろう。
図１は、ＳＭＡまたはＮＴＥ材料を使用する、例示的エネルギー回収デバイスを図示する。
図２は、ＳＭＡまたはＮＴＥワイヤが摩擦嵌合を使用して固着され得る方法を示す、本発明の第１の実施形態を図示する。
図３は、ＳＭＡまたはＮＴＥワイヤがスエージ加工嵌合を用いて固着され得る方法を示す、本発明の第１の実施形態を図示する。
図４は、摩擦嵌合を用いて、例えば、チャックを使用して、ワイヤのバンドルを固着する方法を図示する。
図５は、垂直力に起因して、任意のワイヤが補修中に除去されることを防止する目的で、ワイヤのバンドルの間に摩擦嵌合を生成するための実施形態を図示する。
図６は、２本またはそれを上回る中実／中空ワイヤをともに保持する目的で摩擦嵌合を生成する方法を図示する。
図７は、摩擦嵌合を用いて、例えば、ばねベースのチャックを使用して、ワイヤのバンドルを固着する方法を図示する。
図８、９、および１０は、一実施形態による、ワイヤバンドルを固着するためのケーブルグランドの使用を図示する。
図８、９、および１０は、一実施形態による、ワイヤバンドルを固着するためのケーブルグランドの使用を図示する。
図８、９、および１０は、一実施形態による、ワイヤバンドルを固着するためのケーブルグランドの使用を図示する。
図１１、１２、１３、および１４は、一実施形態による、ワイヤバンドルをともに固着するための加圧空気または流体ならびに弾性管状リングの使用を図示する。
図１１、１２、１３、および１４は、一実施形態による、ワイヤバンドルをともに固着するための加圧空気または流体ならびに弾性管状リングの使用を図示する。
図１１、１２、１３、および１４は、一実施形態による、ワイヤバンドルをともに固着するための加圧空気または流体ならびに弾性管状リングの使用を図示する。
図１１、１２、１３、および１４は、一実施形態による、ワイヤバンドルをともに固着するための加圧空気または流体ならびに弾性管状リングの使用を図示する。
図１５および１６は、一実施形態による、スエージ加工またはドーム形ワイヤの必要性を排除し得る、バンドル固着の方法を図示する。
図１５および１６は、一実施形態による、スエージ加工またはドーム形ワイヤの必要性を排除し得る、バンドル固着の方法を図示する。
図１７および１８は、ワイヤ群の周囲のリング、次いで、緊密かつコンパクトなバンドルを形成するように、ワイヤの周囲でリングを圧縮するためにプレスを使用するステップを図示する。
図１７および１８は、ワイヤ群の周囲のリング、次いで、緊密かつコンパクトなバンドルを形成するように、ワイヤの周囲でリングを圧縮するためにプレスを使用するステップを図示する。
図１９は、ＳＭＡ用の溝付き支持体、ならびにａ）開放位置およびｂ）閉鎖位置におけるクランプの概略図を図示する。
図２０は、ＳＭＡワイヤ用のねじ山のタイプ、すなわち、ａ）直線螺旋ねじ山、ｂ）先細螺旋ねじ山を図示する。
図２１は、力がバンドルの中のワイヤに印加され、分割コレットおよび先細部がねじ山をともに圧縮するときのバンドルの中の複数のＳＭＡワイヤを図示する。
図２２は、先細コレット配列における複数のＳＭＡワイヤを図示する。
図２３ａおよび２３ｂは、別の実施形態による、いくつかのねじ山付きワイヤ設計を図示する。
図２４は、エネルギー回収デバイスで使用中の平行に配列された複数のＳＭＡワイヤを伴うコアの実施形態を図示する。
本発明は、低位熱から発電するために形状記憶合金（ＳＭＡ）または負熱膨張材料（ＮＴＥ）のいずれか一方を使用することができる、開発中の熱回収システムに関する。
ここで、参照番号１によって示されるＳＭＡエンジンを採用する、エネルギー回収デバイスを提供する、図１を参照して、エネルギー回収デバイスの例示的な公知の実施形態を説明する。ＳＭＡエンジン１は、ＳＭＡ作動コアを備える。ＳＭＡ作動コアは、固定される第１の点で圧着または別様に固着されたＳＭＡ材料から成る。反対端で、ＳＭＡ材料は、駆動機構２に圧着または別様に固着される。
したがって、第１の点が係留される一方で、第２の点は、駆動機構３を引動するが、自由に動くことができる。ＳＭＡエンジンを収納するために適合される浸漬チャンバ４は、ＳＭＡエンジンの加熱および／または冷却を可能にするために、流体で連続的に充填されるように適合される。したがって、熱がＳＭＡコアに印加されると、それは、自由に収縮することができる。好適には、ＳＭＡコアは、ＳＭＡ材料の複数の平行ワイヤ、リボン、またはシートを含む。典型的には、約４％の偏向が、そのようなコアにとって一般的である。したがって、１ｍの長さのＳＭＡ材料が採用されるとき、約４ｃｍの直線運動が利用可能になることを予期し得る。より高い移動もまた、得られることができる。提供される力は、使用されるワイヤの質量に依存することが理解されるであろう。そのようなエネルギー回収デバイスは、本発明の出願人に譲渡されたＰＣＴ特許公開第ＷＯ２０１３／０８７４９０号で説明され、参照することによって本明細書に完全に組み込まれる。
したがって、第１の点が係留される一方で、第２の点は、駆動機構３を引動するが、自由に動くことができる。ＳＭＡエンジンを収納するために適合される浸漬チャンバ４は、ＳＭＡエンジンの加熱および／または冷却を可能にするために、流体で連続的に充填されるように適合される。したがって、熱がＳＭＡコアに印加されると、それは、自由に収縮することができる。好適には、ＳＭＡコアは、ＳＭＡ材料の複数の平行ワイヤ、リボン、またはシートを含む。典型的には、約４％の偏向が、そのようなコアにとって一般的である。したがって、１ｍの長さのＳＭＡ材料が採用されるとき、約４ｃｍの直線運動が利用可能になることを予期し得る。より高い移動もまた、得られることができる。提供される力は、使用されるワイヤの質量に依存することが理解されるであろう。そのようなエネルギー回収デバイスは、本発明の出願人に譲渡されたＰＣＴ特許公開第ＷＯ２０１３／０８７４９０号で説明され、参照することによって本明細書に完全に組み込まれる。
そのような用途に関して、熱源への暴露時のそのような材料の収縮が、捕捉され、使用可能な機械仕事に変換される。そのようなエンジンの作業要素のための有用な材料は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ）であることが証明されている。本合金は、周知の形状記憶合金であり、異なる業界にわたって多数の用途を有する。
力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でＮｉＴｉ要素を固着する能力である。したがって、特定の構成の要件および必要とされるＳＭＡ材料の質量に応じて、複数のワイヤが、単一のコアの中でともに採用されてもよい。
ワイヤの先端は、以降ではバンドルホルダと称される、金属支持体の中でしっかりと固定されるような方法で、提示される必要がある。
これまで、そのような全装備質量のための有用な材料は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ）であることが分かっている。本合金は、周知の形状記憶合金であり、異なる業界にわたって多数の用途を有する。
ＮｉＴｉワイヤは、エンジンの作業要素を形成する。力が、ピストンおよび機械／液圧伝送システムを介して、作業コア内のこれらの要素の収縮ならびに膨張を通して生成される。一実施形態では、ピストンおよびクランク機構が使用され得る。本システムの重要な側面は、強力かつ確実な融合が生成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でＮｉＴｉ要素を固着する能力である。
エンジン内でＮｉＴｉワイヤを固着するために、高い負荷の下で動作することを可能にするであろうような様式で、両端で各ワイヤを係留することができる、システムを開発することが要求される。本システムは、「バンドルホルダ」と指定されている。バンドルホルダは、２つの具体的問題を克服しなければならない。
１）動作中に、ＮｉＴｉワイヤの高い力の低変位負荷を伝達する。これは、バンドルの一方の端部が、固着され、静止したままとなる一方で、反対端は、ピストンの移動および仕事の抑制を可能にするように１つの変位軸において自由に移動することができる、単一自由度（ＤＯＦ）システムである。
２）通過する水からワイヤへ、および逆も同様に、最大熱伝達を可能にするように、可能である限り、ワイヤの密接充填を可能にする。
（第１の実施形態）
（第１の実施形態）
１つの解決策では、図２は、本発明の第１の側面による、作業ワイヤの密接充填を確実にする摩擦嵌合方法を図示する。ワイヤ１０は、ともにグループ化され、ブラケット機構２０を使用して圧着される。ブラケットは、金属から、または別様に構築されてもよく、摩擦嵌合または締まり嵌めを介して、ブラケットを通して伝達されるために、任意の力がワイヤに及ぼされること、またはワイヤによって及ぼされることを可能にするような方法で、ワイヤバンドルの周囲で圧縮される。事実上、本ブラケットは、ブラケットおよびワイヤの摩擦嵌合を通した力の伝達も可能にしながら、密接に充填された状態でワイヤを保つ。このようなワイヤの密接充填は、本システムの総合サイズを最小限にする利点、およびエネルギー回収デバイスのコンパクトな実現を確実にする利点を提供する。
本実施形態は、機械仕事が生成され得るように、それらの収縮によって発生させられる高い力が安全に伝達され得るような方法で、ＳＭＡまたはＮｉＴｉワイヤの固定を可能にする。
（第２の実施形態）
（第２の実施形態）
概して、理解されるように、形状記憶合金（ＳＭＡ）または負熱膨張（ＮＴＥ）材料は、（中心軸に沿って）縦方向に収縮するだけでなく、（直径面内で）側方にも収縮するであろう。したがって、そのような材料から成る作業要素の任意のバンドルは、横方向への収縮に遭遇するであろう可能性が高いことが予測可能である。バンドルの断面積の損失が、どれほど小さくても、摩擦結合の緩和を可能にし、したがって、滑動または接着の完全損失を可能にするであろうため、本収縮は、摩擦ベースの固定システムの完全性にとってマイナスの意義を有し得る。
これを回避する一実施形態が、図３に図示されている。スエージまたは広口部が、ワイヤ１０の末端に追加される。単純なスエージシステム１１が、バンドルホルダ内の指定誘導孔を通したワイヤ要素の滑動に対する機械的障壁を作成する。そのような設定では、各ワイヤは、独自の個別誘導孔を有し、「塩入れ」型バンドルホルダシステムを生じさせ、それによって、所与の数のワイヤがエンジンで利用されることを可能にするように、（何本のワイヤが所与のエンジンで必要とされても）材料の中実プレートが何回も穿刺される。本配列では、スエージは、スエージおよびバンドルホルダの界面を通して直接伝達される収縮力を伴って、機械的障壁自体を提供する。
ＮｉＴｉワイヤ１１の端部をスエージ加工すること、または広げることによって、かつ前の概念でレイアウトされる原則に従ってそれらをグループ化することによって、累積する広げた効果が、ワイヤの末端で取得され得る。いったん広げた末端が定位置で固着されると（図３ｃ）、このようにして個々のワイヤを広げることは、ホルダ自体を通した隣接するワイヤの通過に対する障害物を提示することによって、材料の側方収縮によって起こり得る滑動を防止する。事実上、いかなる個別ワイヤの滑動にも抵抗し、そうする際に、全体としてバンドルの完全性を保つ、集約広口部が作成される。
本実施形態は、機械仕事が生成され得るように、それらの収縮によって発生させられる高い力が安全に伝達され得るような方法で、ＮｉＴｉワイヤが固定されることを可能にする。
（第３の実施形態）
（第３の実施形態）
そのようなエンジンの作業要素のための有用な材料は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ）であることが証明されている。本合金は、周知の形状記憶合金であり、異なる業界にわたって多数の用途を有する。
上記で説明されるように、力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でＮｉＴｉ要素を固着する能力である。
Ｎｉｔｉｎｏｌコアがピストンを作動させるために、一方の端部がコアの上部に固定され、他方の端部がピストンに取り付けられるように、ワイヤのバンドルを固定するための方法が識別されなければならない。
摩擦嵌合は、ワイヤをともに固着する１つの可能な方法である。基本的に、摩擦嵌合は、物体の滑動または移動を防止するために、２つの表面の粗度が使用される場合である。嵌合の有効性は、各表面の摩擦係数、接触の面積、および表面の間の圧力によって判定される。
図４は、摩擦嵌合を用いてワイヤのバンドルを固着する方法を示す。摩擦嵌合は、ピラードリルチャックと同様に稼働するデバイスによって生成される。しかしながら、標準チャックは、１つの材料片のみを保持するように設計される。
図４で見られ得るように、チャックは、２つの構成要素、すなわち、クランプ３０と、調節装置３１とを備える。調節装置が、単一の円形部品で作製される一方で、クランプは、ワイヤバンドルとの表面接触を増加させるために、いくつかのユニットから成ることができる。調節装置は、傾斜ねじ山付き区分によってクランプに接続される。調節装置が時計回りに回転させられるとき、クランプの傾斜区分を下方に移動させる。クランプはまた、ワイヤのバンドルと平行である垂直に平坦な区分も有する。傾斜区分が下方に移動すると、平坦な区分を水平に移動させ、バンドルの外面に力を印加する。結果としては、個々のワイヤがともに押動され、それらの間の摩擦を増加させ、十分な力が印加されると、個々のワイヤがバンドルから引動されることを防止する。
本実施形態の主要な利点としては、チャックは、バンドルに印加される力が、チャックキー等のツールを用いて手動で調節されることを可能にする。
チャックは、ステンレス鋼またはアルミニウム等の水中で高い耐食性を有する材料で作製されることができる。クランプおよび調節装置上のねじ山に潤滑油を塗ることもまた、ユニットが動かなくなることに対抗することができる。
本実施形態の形成の背後にある動機は、機械仕事が生成され得るように、それらの収縮によって発生させられる高い力が安全に伝達され得るような方法で、ワイヤを固定できるようにすることであった。
（第４の実施形態）
（第４の実施形態）
前述のように、そのようなエンジンの作業要素のための有用な材料は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ）であることが証明されている。本合金は、周知の形状記憶合金であり、異なる業界にわたって多数の用途を有する。
力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でＮｉＴｉ要素を固着する能力である。
Ｎｉｔｉｎｏｌコアがピストンを作動させるために、一方の端部がコアの上部に固定され、他方の端部がピストンに取り付けられるように、ワイヤのバンドルを固定するための方法が識別されなければならない。
摩擦嵌合は、ワイヤをともに固着する１つの可能な方法である。基本的に、摩擦嵌合は、物体の滑動または移動を防止するために、２つの表面の粗度が使用される場合である。嵌合の有効性は、各表面の摩擦係数、接触の面積、および表面の間の圧力によって判定される。
図５は、垂直力に起因して、任意のワイヤが補修中に除去されることを防止する目的で、ワイヤのバンドルの間に摩擦嵌合を生成するための概念４０を示す。分かり得るように、鋼鉄または他の材料から作製されるチェーン４１が、提供される。チェーンには、チェーンが完全に通過させられることを可能にするサイズのシャックル４２が接続される。
本実施形態は、バンドルにチェーンを巻き付け、次いで、それをシャックルに通過させることによって、摩擦嵌合が生成されることを可能にする。シャックルを通過させられるチェーンは、ワイヤをともに押進させ、したがって、それらの間の摩擦を増加させるよう、引っ張られる。チェーンが完全に引っ張られるとき、係止ピンが、シャックルに最も近いチェーンの孔を通して配置される。これは、チェーンがシャックルを通って引動することを防止し、したがって、チェーンの張力を維持する。
本実施形態は、ワイヤが切断される必要があるだけなので、バンドルを製造する際に必要とされるステップを削減する。また、本方法は、ピンを除去することによって、ワイヤのバンドルが迅速に開かれることを可能にし、これは、補修中にワイヤを除去または挿入するために必要とされる時間を短縮するであろう。
本概念の形成の背後にある動機は、機械仕事が生成され得るように、それらの収縮によって発生させられる高い力が安全に伝達され得るような方法で、ＮｉＴｉワイヤを固定できるようにすることであった。
（第５の実施形態）
（第５の実施形態）
Ｎｉｔｉｎｏｌコアがピストンを作動させるために、一方の端部がコアの上部に固定され、他方の端部がピストンに取り付けられるように、ワイヤのバンドルを固定するための方法が識別されなければならない。
摩擦嵌合は、ワイヤをともに固着する１つの可能な方法である。基本的に、摩擦嵌合は、物体の滑動または移動を防止するために、２つの表面の粗度が使用される場合である。嵌合の有効性は、各表面の摩擦係数、接触の面積、および表面の間の圧力によって判定される。
図６は、２本またはそれを上回る中実／中空ワイヤをともに保持する目的で摩擦嵌合を生成する方法を図示する。分かり得るように、ばねクリップ５０の使用は、緊密嵌合配列でワイヤの端部をともに把持して保持するように適合されることができる。
ばねクリップ５０は、典型的には、円形様式で包まれ、スロットを通して後方に嵌合される剛性弾性材料の連続部品である。各端部は、垂直調節点から成る。これらの点は、ともに引動されるとき、クリップの直径を増大させる。ワイヤのバンドルの間に摩擦嵌合を生成するために、バンドルは、より大きい直径に拡張されたときに、クリップに詰め込まれるであろう。定位置にあるとき、調節点は、解放され、直径を減少させる。直径の減少は、クリップにワイヤをともに押進させ、したがって、各ワイヤの間の摩擦を増加させる。ワイヤバンドルに印加される力は、クリップで使用される材料の弾性剛性によって判定される。力が十分に高い場合、これは、個々のワイヤが動作中に引き出されることを防止するであろう。
また、本方法による利点としては、相変態が起こるときにワイヤ直径が減少すると、クリップもその内側半径を減少させ、したがって、ハンドルをともに保持する力を維持するであろう。
本実施形態の形成の背後にある動機は、機械仕事が生成され得るように、それらの収縮によって発生させられる高い力が安全に伝達され得るような方法で、ワイヤを固定できるようにすることであった。
（第６の実施形態）
（第６の実施形態）
コアがピストンを作動させるために、一方の端部がコアの上部に固定され、他方の端部がピストンに取り付けられるように、ワイヤのバンドルを固定するための方法が識別される必要がある。
摩擦嵌合は、ワイヤをともに固着する１つの可能な方法である。基本的に、摩擦嵌合は、物体の滑動または移動を防止するために、２つの表面の粗度が使用される場合である。嵌合の有効性は、各表面の摩擦係数、接触の面積、および表面の間の圧力によって判定される。
図７は、摩擦嵌合を生成するための別の実施形態を示す。本実施形態は、以前に議論されたチャックの概念に基づく。本概念は、チャックの概念と同様に、ワイヤバンドルの外面を押圧するために少なくとも１つのクランプ６０を使用することによって、摩擦嵌合を生成する。しかしながら、チャックの概念では、クランプは、手動で調節され、チャックが補修中に緩くなる、または保守中に偶発的に緩い状態のままにされる潜在的危険性を生じる。
本実施形態は、表面に対してクランプを押進させるためにばね６２を使用し、したがって、ワイヤの間の摩擦を増加させることによって、本問題を回避する。図７では、３つのクランプがバンドルに接触するために使用される、上面図も図示されている。設置中に、クランプ６０は、後方に引動されて保持される。次いで、バンドルは、コアに挿入される。いったん定位置になると、クランプは、バンドルの外側を封入する場所で解放される。印加される力は、使用されるばねの剛性に依存する。
（第７の実施形態）
（第７の実施形態）
本実施形態は、バンドル組立中にワイヤの個別位置付けを必要としない方法で形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤを固着することに関与する問題の解決策を提供する。採用される現在の方法は、バンドルに含有される各ワイヤのために穿孔された個別孔を伴う金属プレートから成る、「塩入れ」型実施形態の使用を伴った。本方法は、組立中に多くのリードタイムおよび費用を引き起こす、長期にわたる手動組立時間を必要とする。本明細書で議論される実施形態は、ワイヤが設置される順序が無作為であり得、それによって、ＳＭＡワイヤバンドルのより自立し、より速い組立を可能にする、ワイヤのバンドルを固着する方法を説明する。
本実施形態はまた、ワイヤに印加される摩擦力がそれを固着するために十分である、スエージ加工またはドーム形ワイヤの必要性を排除することができる、バンドル固着の方法も提供する。これは、ＳＭＡワイヤ処理のステップを除去し、それによって、製造費用を削減するであろうため、塩入れ型の概念に対して有利であろう。
本実施形態は、ワイヤバンドルをともに固着するためのケーブルグランド７０の使用を伴う。ケーブルグランドは、典型的には、外部環境が内部電気構成要素に影響を及ぼすことを防止するために、コンテナの中へ電線を固着するために使用される。本実施形態は、本デバイスの代替的使用を提案する。ケーブルグランド構成要素は、図８に図示され、２つの部品、すなわち、基部７１およびキャップ７２から成る。
基部７１構成要素は、可撓性フィン７３または歯およびねじ山付き特徴７４から成る。キャップ７２は、基部への合致する雌ねじ山、ならびに先細内部幾何学形状を含有することが分かり得る。基部上に回転させられると、下降するキャップは、フィンを相互に向かって半径方向に押進させる。摩擦を増加させる裏地を有し得る、これらの閉鎖歯は、中空中心を通って及ぶワイヤを固着するために使用される。本動作は、図９に図示されている。
ワイヤバンドルを固着するために本構成要素を使用することにおいて提案される本願は、デバイスのより頑強なバージョン、例えば、鋼鉄から製造されたものを必要とし得る。図１０は、ワイヤバンドルをともに固着する本願におけるデバイスを示す。
（第８の実施形態）
（第８の実施形態）
力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でワイヤ要素を固着する能力である。
本実施形態は、バンドル組立中にワイヤの個別位置付けを必要としない方法で形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤを固着することに関与する問題の解決策を提供する。採用される現在の方法は、バンドルに含有される各ワイヤのために穿孔された個別孔を伴う金属プレートから成る、「塩入れ」型実施形態の使用を伴った。本方法は、組立中に多くのリードタイムおよび費用を引き起こす、長期にわたる手動組立時間を必要とする。本実施形態は、ワイヤが設置される順序が無作為であり得、それによって、ＳＭＡワイヤバンドルのより自立し、より速い組立を可能にする、ワイヤのバンドルを固着する方法を提供する。
本実施形態はまた、ワイヤに印加される摩擦力がそれを固着するために十分である、スエージ加工またはドーム形ワイヤの必要性を排除し得る、バンドル固着の方法も提供する。これは、ＳＭＡワイヤ処理のステップを除去し、それによって、製造費用を削減するため、有利である。
本実施形態は、ワイヤバンドル１０をともに固着するために、加圧空気または流体および弾性管状リング８０の使用を伴う。収縮させられたとき、本リングは、完全に膨張させられたときのリングより大きい内径を有するであろう。本性質は、膨張前のリング内でワイヤを緊密に配置することによって、ワイヤを固着することができる。本時点で、リングの膨張は、その中心内に含有されるワイヤに半径方向圧力を印加させ、摩擦によってそれを定位置で固着させるであろう。図１１は、本実施形態の動作を図示する。
上記の図１１で見られ得るように、８１は、その収縮状態におけるリングを示し、８２は、その膨張状態におけるリングを示す。リングは、最初に、より高くて薄いことが示されている。しかしながら、圧力の導入により、リングは、高さを減少させるとともに、その幅および管状の厚さを増加させる。これは、主に上記の平面図８３および８４に図示され、ｔは、膨張の前の本厚さであり、Ｔは、その後の厚さである。本実施例では、Ｔ＞ｔであり、リングは、その内径の中でＮｉｔｉｎｏｌバンドルを固着するように使用されるために好適であろうことが記述され得る。これは、実質的に管状のリング８１、８２によって固着されたワイヤの平面図を示す、図１２に図示されている。
リングが製造される材料は、ワイヤを固着するために必要とされる力に耐えるために十分に弾力性がある一方で、その内径を増大させるために必要とされる所望の変位を提供するために十分に弾性であるはずである。１つの材料は、鍵穴手術で使用される血管形成（心臓）バルーンの用途における属性に類似する、これらの属性を提供することができる、ナイロンであり得る。また、その外径膨張を制限し、その内側膨張へのより大きい力／変位をさらに提供するであろう、本リング用のコンテナを構築することも有利であり得る。コンテナはまた、比較的可撓性の膨張可能リングと対照的に、確かなガイドを提供するため、膨張前にワイヤバンドルを装填するときに有用であり得る。これは、実施形態が、それぞれ、ワイヤバンドルを伴って、または伴わずに示される、図１３および１４に示されている。
（第９の実施形態）
（第９の実施形態）
力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でワイヤ要素を固着する能力である。
本実施形態は、ワイヤに印加される摩擦力がそれを固着するために十分である、スエージ加工またはドーム形ワイヤの必要性を排除することができる、バンドル固着の方法を提供する。これは、ＳＭＡワイヤ処理のステップを除去し、それによって、複雑ではない部品から成ることに加えて、製造費用を削減するため、有利であり得る。
ワイヤのバンドルを固着する方法は、直線ブラケット９０、ねじ、およびナットの使用を通して実現されることができる。ブラケットは、ねじの緊締を通してワイヤ１０に力を提供するために使用されるであろう。これらのブラケットはまた、スペーサとしての二次機能を有することもできる。図１５は、上面図（ａ）ならびに側面図（ｂ）および（ｃ）が示されている、そのような実施形態のいくつかの図を図示する。
ブラケットは、クランプの役割を果たし、ねじが旋回させられて緊締されるにつれて、Ｎｉｔｉｎｏｌワイヤ上に及ぼされる力を増加させる。本実施形態は、多数のワイヤが一度に固着されることを可能にし、複雑な部品を必要としないため、有利である。ＳＭＡワイヤと接触するブラケットの表面はまた、印加される摩擦力を増加させ、したがって、ワイヤをさらに固着するために、粗面化されてもよい。本方法を使用してワイヤを固着した後、バンドルは、図１６に示されるように、ホルダスロット１００を使用してコア内で定位置に保持されてもよい。
（第１０の実施形態）
（第１０の実施形態）
力が、ピストンおよび伝送機構を介して、作業コア内の（複数のワイヤとして提示される）本合金の収縮ならびに膨張を通して生成される。本システムの最も重要な側面は、確実なアセンブリが作成され、高い力の低変位仕事が最大数の作業サイクルにわたって行われることを可能にするように、両端でワイヤ要素を固着する能力である。
確実かつ耐久性のある様式で複数のワイヤを固着するために、両端でそれらを係留することが可能なシステム／デバイスが、開発される必要がある。本システムは、高い負荷の下で動作する必要がある。本アセンブリは、「バンドルホルダ」と指定されることができる。
バンドルホルダは、いくつかの具体的問題を克服しなければならない。
バンドルホルダは、いくつかの具体的問題を克服しなければならない。
１）動作中に、ワイヤの高い力の低変位負荷を伝達する。
２）通過する水からワイヤへ、および逆も同様に、最大熱伝達を可能にするように、可能である限り、ワイヤの密接充填を可能にする。
３）製造の観点から、ある種の支持体の中に何百本ものワイヤを配置するという面倒で負担のかかるプロセスを排除し、生産時間および費用を削減する必要がある。
以下は、両端でドーム形成またはスエージ加工されているワイヤ上でも使用されることができる、複雑な部品を製造する必要なく、荷重条件下でバンドルの中のワイヤ群を把持する方法である。
金属リング１１０が、ワイヤ群の周囲に配置されることができ、次いで、プレスが、ワイヤの周囲のリングを圧縮するために使用されることができ、これは、次いで、緊密かつコンパクトなバンドルを形成するであろう。本配列は、図１７および１８に示されるように、ドーム１１１またはスエージ１１１がワイヤの他の部分よりわずかに幅広いため、１本のワイヤが別のワイヤを通り過ぎることを可能にしない。
圧縮リングは、ワイヤを定位置で保定し、任意の段階でのスエージまたはドームの直径より小さいワイヤの間の間隙を維持する。これは、貫通を防止する。荷重下の複合効果は、フレーム上に着座するように設計されることができる、圧縮リング上への印加された負荷の半径方向伝達である。
さらに、リングの圧縮に先立ってワイヤを定位置で保持するために、固体形態に固化することが可能なポリマー、ゴム、またはセラミック系液体が、最初に、ワイヤに適用されることができる。固化されたとき、ワイヤは、定位置で保持される。次いで、圧縮リングは、図１８に示されるように、新たに固化された固体の外側に適用され、圧縮される。ポリマー／ゴム／セラミック材料は、耐荷重性ではなく、負荷は、再度、圧縮リング上に半径方向に伝達される。
（第１１の実施形態）
（第１１の実施形態）
確実かつ耐久性のある様式で複数のワイヤを固着するために、両端でそれらを係留することが可能なシステム／デバイスが、開発される必要がある。本システムは、高い負荷の下で動作する必要がある。本アセンブリは、「バンドルホルダ」と指定されている。
バンドルホルダは、いくつかの具体的問題を克服しなければならない。
バンドルホルダは、いくつかの具体的問題を克服しなければならない。
１）動作中に、ワイヤの高い力の低変位負荷を伝達する。
２）通過する水からワイヤへ、および逆も同様に、最大熱伝達を可能にするように、可能である限り、ワイヤの密接充填を可能にする。
３）製造の観点から、ある種の支持体の中に何百本ものこれらのワイヤを配置するという面倒で負担のかかるプロセスを排除し、生産時間および費用を削減する必要がある。
本バンドルホルダの実施形態に関して、ワイヤは、いくつかの溝１２０を有する、支持部の上に搭載されることができる。溝は、二重の役割を有する。
本バンドルホルダの実施形態に関して、ワイヤは、いくつかの溝１２０を有する、支持部の上に搭載されることができる。溝は、二重の役割を有する。
１． 摩擦が、ワイヤが移動することを可能にしないように、ワイヤが支持体と接触している表面を増大させる。
２． ワイヤが相互の上にないように、それらを誘導する役割（ワイヤが把持されるときに引っ張りさえし、ワイヤの経路を分割する）
２． ワイヤが相互の上にないように、それらを誘導する役割（ワイヤが把持されるときに引っ張りさえし、ワイヤの経路を分割する）
図１９は、ＳＭＡワイヤ用の溝付き支持体１２０、ならびに（ａ）開放位置および（ｂ）閉鎖位置におけるクランプの概略図である。クランプは、ワイヤが時間とともに緩くならないことを確実にするように、付加的な弾性張力調整装置を内側に有することができる。
支持体の底部は、幅広いため、ワイヤを分割し、熱伝達を向上させることができる。支持体は、バンドルホルダとして使用されるプレートの中に搭載されることができる。
本実施形態は、ワイヤを個別にスエージ加工する問題を解決し、それらを定位置に固定するために、弾性引張要素とともに緊締要素を使用するであろう。
（第１２の実施形態）
（第１２の実施形態）
本バンドルホルダ設計は、その構造的完全性を保ちながら、ワイヤをともに固定するという継承された問題の多くを解決している。
バンドルホルダは、ともに固定され、先細孔および分割コレット配列の中へ緊密に配置される、複数のねじ山付きワイヤから成る。ねじ山は、ワイヤの間で良好な接触を維持し、循環している間にそれらがバンドから滑動することを可能にしないように作用する。
図２０は、ＳＭＡワイヤ１０用のねじ山１３０のタイプ、すなわち、ａ）直線螺旋ねじ山１３１、ｂ）先細螺旋ねじ山１３２を提示する。図２１は、バンドルの中の複数のねじ山付きＳＭＡワイヤ１４０を図示する。力がバンドルの中のワイヤに印加されるとき、分割コレットおよび先細部が、ねじ山をともに圧縮する。図２２は、参照番号１５０によって図示される、先細コレットの中のＳＭＡワイヤを図示する。
ねじ山の直径は、構造の最も薄い部分が、ねじ山の直接下方にあるワイヤの係合部（低温／高温流体に浸漬された区分）となるように、選択される。
流体流と相互作用するワイヤの長さが、より小さい直径に延伸または圧延され、したがって、ワイヤの間の間隙が、流体流を促進するように導入される。
縮小された直径は、流体とＳＭＡワイヤとの間の最適な熱伝達を可能にするように最適化されることができる。
図２３ａおよび２３ｂは、別の実施形態１６０による、いくつかのねじ山付きワイヤ設計を図示する。ワイヤの端部１６１は、図２３ａに図示されるように、それらが圧縮バンドル嵌合で実装されるために、ねじ山付きであり、太くなっている。一実施形態では、ねじ山は、図２３ｂに示されるように、ワイヤの全長１６２に沿って形成される。ねじ山は、ワイヤの表面積を増大させるとともに、作業流体を介した循環加熱および冷却中に、本表面に沿った乱流を増加させる。本増大した表面積および乱流は、ワイヤの熱力学的性能を増加させる役割を果たすであろう。
流路の追加複雑性に起因する、摩擦損失を最小限にすることが望ましい。本効果を低減させる方法は、ワイヤバンドル内のワイヤレイアウトを最適化することであり得、それによって、バンドルの外側ワイヤは、平滑となり（作業流体が熱を容易に伝達することができる）、内側ワイヤは、バンドル全体への熱伝達中に最も到達しにくいであろうため、ねじ山付きの長さを有するであろう。これへのさらなるステップは、ねじ山のサイズの漸進的増大を有することであり、外側ワイヤは、平滑に始まるが、ワイヤが中心に進むにつれて、徐々により深いねじ山を有する。
図２４は、エネルギー回収デバイスで使用中の平行に配列された複数のＳＭＡワイヤ１０を伴うコアの実施形態を図示する。コアは、チャンバの中に収納され、弁１７０およびマニホールド１７１、１７２を介して流体源に接続される。ＳＭＡワイヤ１０は、底部および上部バンドルホルダ１７２ならびに１７３によって両端で固着される。コアの一方の端部は、エネルギーを生成するように、ＳＭＡワイヤの膨張および収縮に応答して移動可能であるピストン１７４と連通している。
本明細書では、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ、およびｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」またはそれらの任意の変異形ならびに用語「ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｅｄ、およびｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」またはそれらの任意の変異形は、完全に互換可能であり、それらは全て、可能な限り広い解釈を与えられるべきであり、その逆も同様である。
本発明は、上述した実施形態に限定されないが、構造および詳細の両方において変更され得る。
Claims (16)
- 駆動機構と、
第１の端部で固定され、第２の端部で前記駆動機構に接続される、複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）要素または負熱膨張（ＮＴＥ）要素を備える、エンジンであって、前記エンジンが、平行に配列された複数のＮＥＴ要素またはＳＭＡ要素を伴うコアを画定し、ブラケットが、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素が、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素がともに緊密に充填されることを確実にするバンドル摩擦嵌合構成で配列されるように、一方の端部で前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素をともに圧着するように適合されることを特徴とする、エンジンと、
を備える、エネルギー回収デバイス。 - 少なくとも１つのＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素は、使用中に前記要素の滑動を防止する機械的障壁を作成するように、一方の端部でスエージ加工される、請求項１に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備える、請求項１〜２のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素を固着するように適合される、チャックを備える、請求項３に記載のエネルギー回収デバイス。
- 前記チャックは、クランプと、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素に印加される力を調節するように構成される調節装置とを備える、請求項４に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、シャックルを使用して前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素の周囲で引っ張られるように適合されるチェーンを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素がともに緊密に充填されることを確実にするように、ばねクリップを備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 前記ばねクリップは、円形様式で巻かれ、スロットを通して後方に嵌合される剛性材料を含む、請求項７に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素を固着するように適合されるクランプを備え、前記クランプは、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素の周囲で前記クランプを押進させるように、少なくとも１つのばねによって付勢される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素を固着するように、ケーブルグランドを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、摩擦嵌合構成で前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素を固着するように、加圧弾性管状リングを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 前記弾性管状リングは、膨張可能である、請求項１１に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、前記ＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素を定位置で保定するように構成される圧縮リングを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 摩擦嵌合デバイスを備え、前記デバイスは、少なくとも１つの溝支持体を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 少なくとも１つのＳＭＡ要素またはＮＴＥ要素は、ねじ山付きワイヤを備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエネルギー回収デバイス。
- 前記ねじ山付きワイヤは、直線螺旋ねじ山または先細螺旋ねじ山を備える、請求項１５に記載のエネルギー回収デバイス。
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