JP6769602B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、形状記憶合金の伸縮力を利用したアクチュエータ、に関する。

形状記憶合金は加熱されると、常温時のマルテンサイト相からオースティナイト相に相転移する。オースティナイト相では、形状記憶合金は所定の形状にて硬化する。温度が低下すれば、オースティナイト相から再びマルテンサイト相に相転移する。マルテンサイト相においては、形状記憶合金は軟化するため、外力により変形容易となる。
このような形状記憶合金の形状回復力を利用したアクチュエータは、装置の小型化、軽量性、静音性などの諸点において優れた特徴を持っている。

特許文献１〜３では、形状記憶合金にてワイヤ（線材）を形成し、ワイヤを通電制御することで、ワイヤを伸縮させている。ワイヤの収縮を動力として利用することにより、電気で駆動可能なアクチュエータが構成される。以下、このような形状記憶合金により形成されるワイヤのことを「ＳＭＡ（Shape Memory Alloy）ワイヤ」とよぶ。

ＳＭＡワイヤの両端は、一般的には、ネジによって電源供給端子に固定される。電源供給端子は、アクチュエータの台座である固定子に固定される。ＳＭＡワイヤには電圧が印加されるため、ＳＭＡワイヤと接触する固定子には耐熱性、熱伝導性（放熱性）および絶縁性が必要である。このような事情から、固定子をアルミニウムで形成し、その表面にアルマイト加工を施すことが多い。

特開２０１４−８８８１１号公報 特許第５８７８８６９号公報 特許第５８３６２７６号公報

固定子に対して電源供給端子を圧入固定すると、表層のアルマイトが削り取られてしまい絶縁破壊を生ずるおそれがある。このため、現状では、電源供給端子と固定子を接着剤で固定している。しかし、接着剤の充填量をコントロールするのは難しく、製品品質を安定させにくい。また、接着剤を乾燥させるための時間を確保する必要がある。

また、ネジ止めは、経年使用により緩むことがある。電源供給端子が小さいときには、ネジ止めは作業性がよくない。ネジの大きさによってアクチュエータの大きさが制限されてしまうという問題もある。

本発明は、本発明者による上記課題認識にもとづいて完成された発明であり、その主たる目的は、ＳＭＡワイヤを効率的かつ安定的に固定するための技術、を提案することにある。

本発明のある態様におけるアクチュエータは、形状記憶合金で形成される線材と、線材が差し渡される固定子と、線材を挟んで固定子と対向し、線材の伸縮により移動する移動子と、固定子よりも電気伝導率の低い物質により形成され、固定子を覆う外殻体と、外殻体に取り付けられる端子部材と、を備える。
線材の端部は、端子部材に固定される。

本発明によれば、ＳＭＡワイヤを効率的かつ安定的に固定しやすくなる。

アクチュエータの外観斜視図である。 アクチュエータの側面図である。 アクチュエータの分解斜視図である。 固定部品の外観斜視図である。 移動部品の外観斜視図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 第１実施形態における端子部材の外観斜視図である。 第２実施形態における端子部材の外観斜視図である。 第３実施形態における端子部材の外観斜視図である。 第４実施形態における端子部材の外観斜視図である。 第５実施形態における端子部材の外観斜視図である。 第６実施形態におけるアクチュエータの外観斜視図である。 第７実施形態におけるアクチュエータの外観斜視図である。 第８実施形態におけるアクチュエータの外観斜視図である。 第８実施形態におけるアクチュエータから第１外殻体を取り除いたときの外観斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。

図１は、アクチュエータ１００の外観斜視図である。図２は、アクチュエータ１００の側面図である。
以下、アクチュエータ１００の長軸方向をｘ軸、短軸方向をｙ軸、アクチュエータ１００の高さ方向をｚ軸とする。アクチュエータ１００の利用場面はさまざまであるが、本実施形態におけるアクチュエータ１００は、ラップトップＰＣやタブレットＰＣのタッチパネルの背面側に内蔵され、触覚を作るためのデバイスである。アクチュエータ１００は、ｘ方向に約３０ｍｍ、ｙ方向に約３ｍｍ、ｚ方向に約９ｍｍの大きさを有する小さな部品である。

アクチュエータ１００は、固定子１０２と移動子１０４を含む。固定子１０２は筐体に固定され、移動子１０４は固定子１０２に対してｚ軸方向に移動する（詳細後述）。
固定子１０２と移動子１０４はアルミニウムにより形成される。固定子１０２は第１外殻体１２０により被殻され、移動子１０４は第２外殻体１１０により被殻される。第１外殻体１２０および第２外殻体１１０はどちらも樹脂により形成される。

固定子１０２は、外部部材１２２にネジ１２４で固定される。外部部材１２２は、タブレットの筐体や基板などに固定される部品である。固定子１０２および固定子１０２を保護する第１外殻体１２０には、突起１１２とくぼみ１１４が交互に形成される。同様に、移動子１０４および移動子１０４を保護する第２外殻体１１０にも、突起１１６とくぼみ１１８が交互に形成される。固定子１０２の突起１１２が移動子１０４のくぼみ１１８に嵌めこまれ、移動子１０４の突起１１６が固定子１０２のくぼみ１１４に嵌めこまれた状態で、移動子１０４は固定子１０２に載置される。固定子１０２の突起１１２と移動子１０４のくぼみ１１８，移動子１０４の突起１１６と固定子１０２のくぼみ１１４の噛みあわせにより、移動子１０４のｘ方向へのずれが規制される。

移動子１０４はｚ軸方向に５０〜１００μｍ程度移動可能である。移動子１０４の移動方向をタッチパネル面と水平な方向としてもよいし、タッチパネルの面に対して垂直方向としてもよい。タッチパネルの裏側に設置されるアクチュエータ１００は、ユーザがタッチパネルをタッチしたとき、移動子１０４がｚ軸方向にわずかに移動し、その動きがタッチパネルに伝わる。このような方法により、ユーザにタッチにともなう触感を与える。
移動子１０４はタッチパネルをその裏側から押し上げてもよいし、移動子１０４の面方向への動きがタッチパネルにわずかな振動を与えてもよい。タッチパネルの裏面に配置されるアクチュエータ１００の数や位置、方向により、さまざまな触感が実現される。

アクチュエータ１００は、固定子１０２と移動子１０４、第１外殻体１２０、第２外殻体１１０のほか、ＳＭＡワイヤ１０６および２つの端子部材１０８ａ、１０８ｂを含む。
ＳＭＡワイヤ１０６は、固定子１０２と移動子１０４の間に差し渡される（詳細後述）。ＳＭＡワイヤ１０６の両端は、２つの端子部材１０８ａ、１０８ｂ（以下、まとめていうときや特に区別しないときには単に「端子部材１０８」とよぶ）に固定される。端子部材１０８ａは電流の入力端子、端子部材１０８ｂは電流の出力端子として機能する。したがって、端子部材１０８は導電性の部材でなければならない。本実施形態における端子部材１０８は真鍮または銅により形成される。

端子部材１０８には溝１３０（スリット）が形成される（図１参照）。また、第１外殻体１２０にも溝１３６（スリット）が形成される（図１参照）。溝１３０および溝１３６は一直線上に並ぶように形成される。ＳＭＡワイヤ１０６は、第１外殻体１２０の溝１３６および端子部材１０８の溝１３０を通る。溝１３０および溝１３６は一直線上に並ぶため、ＳＭＡワイヤ１０６を２つの溝１３０，１３６に差し渡しやすくなっている。端子部材１０８の溝１３０を潰すことにより、ＳＭＡワイヤ１０６の端部は端子部材１０８にカシメ固定される。端子部材１０８からＳＭＡワイヤ１０６に電流を流すと、ＳＭＡワイヤ１０６は通電により高温となり、オースティナイト相に相転移して硬化・伸長する。ＳＭＡワイヤ１０６の硬化・伸長により、移動子１０４はｚ軸正方向に変位する。ＳＭＡワイヤ１０６の伸縮を移動子１０４のｚ方向移動に変換する機構の詳細は後述する。

第１外殻体１２０の側面には凹部１４０が形成され、端子部材１０８は凸部１３８を有する。凹部１４０と凸部１３８が嵌合することで、端子部材１０８は第１外殻体１２０に固定される。端子部材１０８を第１外殻体１２０に固定する上で、接着剤やネジは不要である。なお、第１外殻体１２０に凸部１３８を形成し、端子部材１０８に凹部１４０を形成してもよい。凸部１３８と凹部１４０のペアは２以上であってもよい。

端子部材１０８ａ、１０８ｂは、弾性を有するばね端子１４２ａ、１４２ｂと接触する。２つの端子部材ばね端子１４２ａ、１４２ｂ（以下、まとめていうときや特に区別しないときには単に「ばね端子１４２」とよぶ）は、外部部材１２２と同様、タブレットの筐体や基板などに固定される導電性の部品である。

ばね端子１４２ａに電流を流すと、端子部材１０８ａを介してＳＭＡワイヤ１０６に電流が流れ、ＳＭＡワイヤ１０６は発熱する。ＳＭＡワイヤ１０６の大部分と接触する固定子１０２および移動子１０４は耐熱性と熱伝導性に優れた素材により形成されることが望ましい。また、ＳＭＡワイヤ１０６を流れる電流の漏洩を防ぐため、固定子１０２と移動子１０４は絶縁部材であることが望ましい。本実施形態においては、固定子１０２および移動子１０４は、耐熱性と熱伝導性に優れるアルミニウムにより形成される。アルミニウムは導電体であるため、固定子１０２の移動子１０４の表面にアルマイト加工を施すことで絶縁性を確保する。
アルマイト加工とは、アルミニウムの表面に薄い酸化アルミニウム被膜（絶縁膜）を形成する処理である。酸化アルミニウム被膜の膜厚は２０〜４０μｍ程度である。

図３は、アクチュエータ１００の分解斜視図である。
アクチュエータ１００の構成は、固定部品１４４と、移動部品１４６、ＳＭＡワイヤ１０６に大別される。
固定部品１４４は、第１外殻体１２０，固定子１０２および端子部材１０８を含むパーツである。まず、固定子１０２および２つの端子部材１０８を形成し、これらを型枠の一部として使用する樹脂のインサートにより、第１外殻体１２０が形成される。このような製法により、固定子１０２と端子部材１０８が第１外殻体１２０により連結される。同様にして、移動子１０４を型枠の一部として、樹脂をインサートすることにより、第２外殻体１１０が形成される。

固定部品１４４に常温のＳＭＡワイヤ１０６を載せた状態で、固定部品１４４に移動部品１４６を嵌合させる。そのあと、ＳＭＡワイヤ１０６の両端を端子部材１０８ａ、端子部材１０８ｂにてカシメ固定する。より具体的には、端子部材１０８の溝１３０にＳＭＡワイヤ１０６を通した状態で、溝１３０を両側から押しつぶすことで、ＳＭＡワイヤ１０６は端子部材１０８にカシメ固定される。

インサート成形であるため、第１外殻体１２０は固定子１０２よりも複雑な形状にて形成しやすい。いいかえれば、固定子１０２や端子部材１０８の形状をシンプルにしやすい。上述したように、ＳＭＡワイヤ１０６と接触する固定子１０２は、放熱性と絶縁性が求められるため、固定子１０２の表面には薄い酸化アルミニウム被膜が形成される。固定子１０２に直接端子部材１０８を取り付ける場合、取り付け工程において端子部材１０８が酸化アルミニウム被膜を傷つけてしまうリスクがある。本実施形態においては、固定子１０２を絶縁性の第１外殻体１２０で保護し、第１外殻体１２０に端子部材１０８を取り付けている。製造工程において固定子１０２の酸化アルミニウム被膜にストレスがかからないというメリットがある。
これは、移動子１０４と第２外殻体１１０についても同様である。

端子部材１０８は、第１外殻体１２０により固定子１０２から離隔され、移動子１０４からも離隔される。このため、端子部材１０８から固定子１０２や移動子１０４に電流が漏洩しない構成となっている。たとえ、固定子１０２の酸化アルミニウム被膜の一部が傷ついても、そこに端子部材１０８が接触する可能性はない。
第１外殻体１２０や第２外殻体１１０は、絶縁性を有する部材であることが望ましいが、少なくとも固定子１０２や移動子１０４よりも電気伝導率の低い物質により形成されることが望ましい。

第２外殻体１１０は、両端部に突起部１４８を有する。第１外殻体１２０は、両端部に収容部１５０を有する。固定部品１４４の上から移動部品１４６を押し付けることにより、突起部１４８は収容部１５０に嵌合される。嵌合時には収容部１５０の溝１３６が少し横（ｙ方向）に広がるため、突起部１４８を収容部１５０に押し込みやすい。第１外殻体１２０の溝１３６には、ＳＭＡワイヤ１０６の位置合わせだけでなく嵌合作業を容易にする効果もある。

突起部１４８と収容部１５０の嵌合により、固定部品１４４（第１外殻体１２０）と移動部品１４６（第２外殻体１１０）は互いに固定される。ただし、突起部１４８と収容部１５０の嵌合にはマージン（遊び）があるので、嵌合時においても、移動部品１４６は固定部品１４４に対してｚ軸方向に移動可能である。突起部１４８と収容部１５０の嵌合構造の詳細は後述する。

第１外殻体１２０においては、固定子１０２の突起１１２に対応する部分に放熱孔１５２が形成される。この放熱孔１５２に対応して固定子１０２には放熱突起１５４が形成される。放熱孔１５２から放熱突起１５４は露出する（図１，図２参照）。ＳＭＡワイヤ１０６から固定子１０２に伝わる熱の一部は外部部材１２２に伝わり、一部は放熱孔１５２から大気中に放熱される。

同様にして、第２外殻体１１０においても、移動子１０４の突起１１６に対応する部分に放熱孔１５６が形成される。この放熱孔１５６に対応して移動子１０４には放熱突起１５８が形成される。放熱孔１５６から放熱突起１５８は露出する。また、第２外殻体１１０の上部は開放されており、移動子１０４の上面は露出する。ＳＭＡワイヤ１０６から移動子１０４に伝わる熱は、移動子１０４の上面および放熱突起１５８から放熱される。

このように、ＳＭＡワイヤ１０６の熱を熱伝導率の高い固定子１０２および移動子１０４から外部に逃げやすくすることで、通電停止時にＳＭＡワイヤ１０６が速やかに常温に戻るのを助けている。放熱突起１５８を設けることで、アルミニウムの固定子１０２の体積を拡大できる。固定子１０２の体積が大きいほど、ＳＭＡワイヤ１０６の熱を吸収しやすい。また、熱源であるＳＭＡワイヤ１０６の近くに放熱孔１５６および放熱突起１５８を設けることは、ＳＭＡワイヤ１０６の熱を速やかに外気に逃がす上でも有効である。

図４は、固定部品１４４の外観斜視図である。図５は、移動部品１４６の外観斜視図である。
常温時、ＳＭＡワイヤ１０６は、突起１１２およびくぼみ１１４に沿って、固定子１０２の上に差し渡される。固定子１０２の突起１１２には、第１外殻体１２０により壁部１２８が形成される。壁部１２８の間の溝１２６において、固定子１０２は露出する。同様に、移動子１０４の突起１１６においても、第２外殻体１１０により壁部１３４が形成される（図５参照）。壁部１３４により形成される溝１３２において、移動子１０４は露出する。すなわち、ＳＭＡワイヤ１０６は溝１２６において固定子１０２と当接し、溝１３２において移動子１０４と当接する。

固定子１０２の突起１１２（移動子１０４のくぼみ１１８）においては、ＳＭＡワイヤ１０６は固定子１０２の溝１２６の上を通り、固定子１０２のくぼみ１１４（移動子１０４の突起１１６）にいては、ＳＭＡワイヤ１０６は移動子１０４の溝１３２の下を通る。固定子１０２の壁部１２８および移動子１０４の壁部１３４がＳＭＡワイヤ１０６の左右方向へのずれを規制することにより、ＳＭＡワイヤ１０６がアクチュエータ１００から外れるのを防ぐ。

図６は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図７は、図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
ばね端子１４２から端子部材１０８に電力が供給されると、ＳＭＡワイヤ１０６に電流が流れる。ＳＭＡワイヤ１０６に電流が流れると、ＳＭＡワイヤ１０６はオースティナイト相に相転移して硬化し、直線状に伸びようとする。ＳＭＡワイヤ１０６が伸長すると、移動子１０４は上方向（ｚ軸正方向）に押し上げられる。

突起部１４８は、収容部１５０に遊嵌（freely fit）される。具体的には、突起部１４８がｚ軸方向（嵌合方向）に移動可能となるように、嵌合部分にはマージン１６０が設けられる（図７参照）。ｚ軸方向において５０〜１００μｍ程度のマージン１６０が形成されることが望ましい。マージン１６０のｚ軸方向における大きさが、移動子１０４の最大移動量を規定する。

電力供給が停止されると、ＳＭＡワイヤ１０６は低温となり、マルテンサイト相に相転移して軟化するため、移動子１０４は下方向（ｚ軸負方向）に戻る。電力供給を停止したときには、ＳＭＡワイヤ１０６の熱は固定子１０２や移動子１０４に逃がされ、ＳＭＡワイヤ１０６は速やかに常温に戻る。

より具体的には、タッチパネルへのタッチがセンサによって検出されると、図示しない制御回路は端子部材１０８に電力を短時間供給する。このとき、ＳＭＡワイヤ１０６はオースティナイト相にいったん相転移したあとマルテンサイト相に相転移するため、タッチパネルを触る指は、一時的な物理的反発力を感じる。このような制御方法により、タッチパネルであっても、キーボードと同様のタッチ感を実現できる。

端子部材１０８を固定子１０２または移動子１０４にネジで固定する場合、端子部材１０８が小さいときには作業性が悪くなる。また、ネジの大きさによって端子部材１０８のサイズが制約されてしまう。接着剤で固定する場合にも作業性が悪く、製造品質が安定しない。端子部材１０８を固定子１０２や移動子１０４に圧入固定する場合には、圧入時のストレスによって酸化アルミニウム被膜が部分的に破れてしまうリスクがある。アルミニウムは導電性であるため、酸化アルミニウム被膜が破れると、端子部材１０８を流れる電流が固定子１０２に漏洩してしまう。

本実施形態においては、固定子１０２や端子部材１０８を型枠として利用することで、インサート成形により第１外殻体１２０を形成している。同様に、移動子１０４を型枠とすることで、インサート成形により第２外殻体１１０を形成している。端子部材１０８は、固定子１０２や移動子１０４ではなく、絶縁性の第１外殻体１２０に固定される。このような製造方法のメリットとしては、（１）固定子１０２の酸化アルミニウム被膜を傷つけにくい（２）第１外殻体１２０をインサート成形するため、固定子１０２や第１外殻体１２０の形状をシンプルにできる（３）第１外殻体１２０と端子部材１０８を確実かつ容易に固定できる（４）端子部材１０８が固定子１０２および移動子１０４から絶縁性の第１外殻体１２０により離隔されるため、端子部材１０８の電流漏洩が生じにくい、などを挙げることができる。

（第１実施形態）
図８は、第１実施形態における端子部材１０８の外観斜視図である。
端子部材１０８は、上面と下面に溝１３０ａ，１３０ｂを有する。上面の溝１３０ａにはＳＭＡワイヤ１０６が挿入され、ＳＭＡワイヤ１０６は溝１３０ａによりカシメ固定される。図８においては、溝１３０は端子部材１０８の上面に形成されているが、溝１３０は端子部材１０８の側面に形成されてもよい。

下面の溝１３０ｂには、台座部品１６２（外部部材）が挿入される。台座部品１６２は、タブレットの筐体や基板に固定される部品である。台座部品１６２は電源端子であってもよいし、溝１３０ｂの挿入部分（凸部）はばね構造等により弾性を有してもよい。

端子部材１０８の側面には凸部１３８が形成され、凸部１３８には貫通孔１６４が形成される。図１に示すように、凸部１３８は第１外殻体１２０の凹部１４０と嵌合する。第１外殻体１２０のインサート成形するとき、樹脂が貫通孔１６４に入り込むため、端子部材１０８と第１外殻体１２０は強く結合する。

図８に示すように、端子部材１０８は、上下対称形に形成されてもよい。端子部材１０８が上下対称形であれば、端子部材１０８の上下を気にしなくても済むためアクチュエータ１００の製造がいっそう容易となる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態における端子部材１０８の外観斜視図である。
第２実施形態における端子部材１０８は、凸部１３８だけでなく、本体部分にも貫通孔１６６が形成される。この貫通孔１６６にも樹脂がインサートされてもよいし、ネジなどの部品が挿入されてもよい。また、ピン形状の電極が貫通孔１６６に挿入されてもよい。第２実施形態においても、溝１３０および貫通孔１６６が上下対称形となるように形成されてもよい。たとえば、凸部１３８よりも上部に溝１３０と貫通孔１６６を形成し、凸部１３８よりも下部にも溝１３０と貫通孔１６６を形成してもよい。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態における端子部材１０８の外観斜視図である。
第３実施形態の端子部材１０８には、端子部材１０８をｚ軸方向に貫く貫通孔１７０が形成される。端子部材１０８の上面にはネジ１６８が挿入される。第３実施形態においては、溝１３０によってＳＭＡワイヤ１０６をカシメ固定するのではなく、ネジ１６８と端子部材１０８でＳＭＡワイヤ１０６を挟むことでＳＭＡワイヤ１０６を端子部材１０８に固定する。

ＳＭＡワイヤ１０６をネジ１６８に巻きつけた状態でネジ１６８を端子部材１０８に挿入してもよい。ネジ１６８の代わりにピン形状の部材を貫通孔１７０に圧入してもよい。ＳＭＡワイヤ１０６をネジ１６８に巻きつけることは必須ではないが、１回以上巻きつけることでＳＭＡワイヤ１０６をより確実に端子部材１０８に固定しやすくなる。
貫通孔１７０の下部からは樹脂がインサートされてもよいし、ネジなどの部品が挿入されてもよい。また、ピン形状の電極が挿入されてもよい。

（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態における端子部材１０８の外観斜視図である。
端子部材１０８の上部に溝１３０を形成し、端子部材１０８の下部に収容孔１７２を形成してもよい。収容孔１７２にも樹脂がインサートされてもよいし、ネジなどの部品が挿入されてもよい。また、ピン形状の電極が挿入されてもよい。

（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態における端子部材１０８の外観斜視図である。
第５実施形態においては、端子部材１０８の側面に溝１３０が形成される。溝１３０が側面に形成される場合、端子部材１０８の上面を圧迫することでＳＭＡワイヤ１０６はカシメ固定される。端子部材１０８の本体に形成される貫通孔１６６には、接続部材１７４が固定される。接続部材１７４は、外部部品と端子部材１０８を連結するための部品である。接続部材１７４を介して端子部材１０８に電力が供給されてもよい。

（第６実施形態）
図１３は、第６実施形態におけるアクチュエータ１００の外観斜視図である。
第６実施形態においては、第１外殻体１２０に突起部１７６が形成され、第２外殻体１１０に収容部１７８が形成される。収容部１７８の鈎部１８２が突起部１７６の鈎部１８０と噛み合うことで、移動子１０４（第２外殻体１１０）は固定子１０２（第１外殻体１２０）に固定される。第２外殻体１１０と第１外殻体１２０の嵌合時においては、鈎部１８０と鈎部１８２の間に図７と同様のマージンが設けられる。このため、ＳＭＡワイヤ１０６が伸長するとき、移動子１０４はｚ軸方向に移動する。突起部１７６の中央には溝１３６が形成され、ＳＭＡワイヤ１０６はこの溝１３６に挿入される。

第２外殻体１１０を第１外殻体１２０に嵌め込むとき、第１外殻体１２０の溝１３６の内側方向に突起部１７６が押し込まれる。このため、突起部１７６と鈎部１８２をスムーズに嵌合できる。また、嵌合後は、第１外殻体１２０の突起部１７６は弾性力により外側に戻るため、突起部１７６と鈎部１８２の嵌合を安定させることができる。

（第７実施形態）
図１４は、第７実施形態におけるアクチュエータ１００の外観斜視図である。
第７実施形態においては、第２外殻体１１０の側方に突起部１８４が形成され、第１外殻体１２０に規制部１８６（収容部）が形成される。突起部１８４と規制部１８６の間にはマージン１８８が形成される。比較的弾性率の高い規制部１８６に対して突起部１８４を押し込むことで、第１外殻体１２０と第２外殻体１１０は嵌合（遊嵌）する。第７実施形態においても、規制部１８６の中央には溝１３０が形成される。

（第８実施形態）
図１５は、第８実施形態におけるアクチュエータ１００の外観斜視図である。図１６は、第８実施形態におけるアクチュエータ１００から第１外殻体１２０を取り除いたときの外観斜視図である。
第８実施形態においては、アクチュエータ１００は外部の部材１９４に固定される。固定方法はネジ固定や接着剤など任意の方法でよい。端子部材１０８（頭部）の底面には、端子部材１０８の底面積よりも格段に小さい、望ましくは、端子部材１０８のｘｙ平面における最大断面積の１０％以下の断面積を有する第１ピン１９２が接続される（図１６参照）。第１ピン１９２は、第１ピン１９２よりも拡径した第２ピン１９０とつながり、第２ピン１９０は部材１９４を貫通する。第２ピン１９０は溶接領域１９６において部材１９４にはんだ付けされる。

第８実施形態においては、まず、端子部材１０８および固定子１０２を型枠の一部として第１外殻体１２０がインサート成形される。次に、移動子１０４の上に第２外殻体１１０がインサート成形される。ＳＭＡワイヤ１０６を挿入したあと第１実施形態と同様の嵌合方法により、第２外殻体１１０と第１外殻体１２０が嵌合される。ＳＭＡワイヤ１０６は、端子部材１０８にカシメ固定される。こうして形成されたアクチュエータ１００を、部材１９４に固定する。このとき、溶接領域１９６をはんだ付けすることにより、第２ピン１９０を部材１９４に固定する。

溶接時のはんだの温度は、２００度以上になるため、はんだの熱がＳＭＡワイヤ１０６に伝わるとＳＭＡワイヤ１０６を強く伸長させる力が発生する。第８実施形態においては径の小さな第２ピン１９０、第１ピン１９２を介して端子部材１０８と溶接領域１９６を接続しているため、はんだの熱が端子部材１０８に伝わりにくくなっている。第１ピン１９２を熱が伝導しにくいため、はんだの熱の大部分は部材１９４に逃げる。このような構成によれば、はんだをつかってアクチュエータ１００を固定するときの作業性を高めることができる。

以上、実施形態に基づいて１０６により駆動されるアクチュエータ１００について説明した。
加工性のよい樹脂により第１外殻体１２０および第２外殻体１１０を形成するため、固定子１０２，移動子１０４および端子部材１０８を比較的単純な構造とすることができる。第１外殻体１２０および第２外殻体１１０により、端子部材１０８は固定子１０２および移動子１０４から離隔されるため、端子部材１０８から固定子１０２等への漏電を防止できる。また、第１外殻体１２０および第２外殻体１１０により、固定子１０２等の酸化アルミニウム被膜が保護される。

端子部材１０８は、インサート成形時に第１外殻体１２０に固定されるため、端子部材１０８および固定子１０２を第１外殻体１２０に効率的かつ安定的に連結できる。第２外殻体１１０についても同様である。樹脂は加工性がよく、適度の弾性を有するため、突起部１４８および収容部１５０をワンタッチで嵌合できる。固定子１０２等にネジ溝を切るなどの加工が不要であり、接着剤も必須ではないため作業性に優れる。特に、数ｍｍ程度の小さなアクチュエータ１００においては有効な固定方法である。

ＳＭＡワイヤ１０６の場合、固定子１０２は耐熱性、熱伝導性、絶縁性を備えることが望ましい。アルミニウムは耐熱性を有し、熱伝導性に優れるが導電性を有する。そこで、ＳＭＡワイヤ１０６の表面をアルマイト加工することで絶縁性を実現している。アルマイト加工により形成される酸化アルミニウム被膜は薄いため、固定子１０２の表面を削りかねない製造方法は望ましくない。本実施形態においては、第１外殻体１２０により固定子１０２を保護した上で、端子部材１０８を第１外殻体１２０に固定する方式であるため、酸化アルミニウム被膜に負担がかからない。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態および変形例において一部の構成要素を組み合わせてもよいし、各実施形態および変形例から一部の構成要素を削除してもよい。

本実施形態においては、固定子１０２におけるＳＭＡワイヤ１０６の当接部分（溝１２６）の両側面に壁部１２８が形成されるとして説明した。移動子１０４についても同様である。固定子１０２における壁部１２８や移動子１０４における壁部１３４は片側だけに形成されてもよい。固定子１０２の壁部１２８のみが形成されてもよいし、移動子１０４の壁部１３４のみが形成されてもよい。

固定子１０２および移動子１０４に対して、第１外殻体１２０および第２外殻体１１０が形成されることが望ましいが、第１外殻体１２０および第２外殻体１１０の片方のみが形成されてもよい。たとえば、移動子１０４自体に突起部１４８を形成し、第１外殻体１２０に収容部１５０を形成してもよい。あるいは、第２外殻体１１０に突起部１４８を形成し、固定子１０２自体に収容部１５０が形成されてもよい。

ＳＭＡワイヤ１０６は、通電停止時にすみやかに冷却される必要があるため、固定子１０２や移動子１０４は熱伝導率の大きな物質により形成されることが望ましい。本実施形態においては、固定子１０２や移動子１０４はアルミニウムであるとして説明したが、熱伝導率が所定値以上の物質、たとえば、金属やカーボンナノチューブなどにより形成されてもよい。このような物質の表面に絶縁性を確保するためのメッキ加工を施す場合においては、本発明は特に有効である。

以上の各実施形態から、以下の発明を認識可能である。
Ｂ１．形状記憶合金で形成される線材と、
前記線材が差し渡される固定子と、
前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
樹脂により形成され、前記固定子を覆う第１の外殻体と、を備えることを特徴とするアクチュエータ。

Ｂ２．前記線材は、前記第１の外殻体に固定される端子部材から電力を供給されることを特徴とするＢ１に記載のアクチュエータ。

Ｂ３．前記第１の外殻体は、前記線材の前記固定子との当接部分において前記固定子を露出させ、前記当接部分の両側または片側に壁部を形成することを特徴とするＢ１またはＢ２に記載のアクチュエータ。

Ｂ４．前記第１の外殻体は、樹脂をインサート成形することにより形成されることを特徴とするＢ１からＢ３のいずれかに記載のアクチュエータ。

Ｂ５．前記固定子および前記移動子の双方には突起とくぼみが交互に形成されており、
前記移動子のくぼみを前記固定子の突起に対向させ、前記移動子の突起を前記固定子のくぼみに対向させた状態にて、前記移動子は前記固定子に載置され、
前記第１の外殻体は、前記線材の前記固定子との当接部分において前記固定子を露出させ、かつ、前記突起の側部においても前記固定子を露出させることを特徴とするＢ１からＢ４のいずれかに記載のアクチュエータ。

Ｂ６．樹脂により形成され、前記移動子を覆う第２の外殻体、を更に備えることを特徴とするＢ１に記載のアクチュエータ。

Ｂ７．前記固定子および前記移動子の双方には突起とくぼみが交互に形成されており、
前記移動子のくぼみを前記固定子の突起に対向させ、前記移動子の突起を前記固定子のくぼみに対向させた状態にて、前記移動子は前記固定子に載置され、
前記第１の外殻体は、前記線材の前記固定子との当接部分において前記固定子を露出させ、前記当接部分の両側または片側に壁部を形成し、
前記第２の外殻体は、前記線材の前記移動子との当接部分において前記移動子を露出させ、前記当接部分の両側または片側に壁部を形成することを特徴とするＢ６に記載のアクチュエータ。

更に、以下の発明を認識可能である。
Ｃ１．形状記憶合金で形成される線材と、
前記線材が差し渡される固定子と、
前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
前記固定子を覆う第１の外殻体と、
前記移動子を覆う第２の外殻体と、を備え、
前記第１および第２の外殻体を嵌合させることにより、前記移動子が移動可能な状態にて前記第１および第２の外殻体を相互に連結することを特徴とするアクチュエータ。

Ｃ２．前記第１の外殻体が嵌合方向に移動可能なマージンを設けた状態にて、前記第１および第２の外殻体の一方に形成される突起部を他方に形成される収容部に嵌合させることを特徴とするＣ１に記載のアクチュエータ。

Ｃ３．前記突起部および前記収容部の双方または一方にスリットが形成されることを特徴とするＣ２に記載のアクチュエータ。

Ｃ４．前記第１の外殻体に取り付けられ、前記線材の端部を固定する端子部材、を更に備え、
前記第１の外殻体および前記端子部材の双方にスリットが形成され、かつ、前記第１の外殻のスリットと前記端子部材のスリットは一直線上に並ぶように形成されることを特徴とするＣ１に記載のアクチュエータ。

１００ アクチュエータ、１０２ 固定子、１０４ 移動子、１０６ ＳＭＡワイヤ、１０８ 端子部材、１１０ 第２外殻体、１１２ 突起、１１４ くぼみ、１１６ 突起、１１８ くぼみ、１２０ 第１外殻体、１２２ 外部部材、１２４ ネジ、１２６ 溝、１２８ 壁部、１３０ 溝、１３２ 溝、１３４ 壁部、１３６ 溝、１３８ 凸部、１４０ 凹部、１４２ ばね端子、１４４ 固定部品、１４６ 移動部品、１４８ 突起部、１５０ 収容部、１５２ 放熱孔、１５４ 放熱突起、１５６ 放熱孔、１５８ 放熱突起、１６０ マージン、１６２ 台座部品、１６４ 貫通孔、１６６ 貫通孔、１６８ ネジ、１７０ 貫通孔、１７２ 収容孔、１７４ 接続部材、１７６ 突起部、１７８ 収容部、１８０ 鈎部、１８２ 鈎部、１８４ 突起部、１８６ 規制部、１８８ マージン、１９０ 第２ピン、１９２ 第１ピン、１９４ 部材、１９６ 溶接領域。

Claims (4)

1. 形状記憶合金で形成される線材と、
   前記線材が差し渡される固定子と、
   前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
   前記固定子よりも電気伝導率の低い物質により形成され、前記固定子を覆う外殻体と、
   前記外殻体に取り付けられる端子部材と、を備え、
   前記線材の端部は、前記端子部材に固定され、
   前記線材は、前記端子部材においてカシメ固定され、
   前記外殻体および前記端子部材には溝が形成され、
   前記線材は、前記外殻体および前記端子部材双方の溝に挿入され、
   前記端子部材の溝の圧迫により、前記線材は前記端子部材においてカシメ固定されることを特徴とするアクチュエータ。
2. 形状記憶合金で形成される線材と、
   前記線材が差し渡される固定子と、
   前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
   前記固定子よりも電気伝導率の低い物質により形成され、前記固定子を覆う外殻体と、
   前記外殻体に取り付けられる端子部材と、を備え、
   前記線材の端部は、前記端子部材に固定され、
   前記端子部材は、上部および下部の双方に溝が形成され、
   前記端子部材の上部の溝には、前記線材が挿入され、
   前記端子部材の下部の溝は、外部部材の凸部が挿入されることを特徴とするアクチュエータ。
3. 形状記憶合金で形成される線材と、
   前記線材が差し渡される固定子と、
   前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
   前記固定子よりも電気伝導率の低い物質により形成され、前記固定子を覆う外殻体と、
   前記外殻体に取り付けられる端子部材と、を備え、
   前記線材の端部は、前記端子部材に固定され、
   前記端子部材は、前記線材の端部を固定する頭部と、前記頭部から延伸し、外部部材に接続されるピン部を有することを特徴とするアクチュエータ。
4. 形状記憶合金で形成される線材と、
   前記線材が差し渡される固定子と、
   前記線材を挟んで前記固定子と対向し、前記線材の伸縮により移動する移動子と、
   前記固定子よりも電気伝導率の低い物質により形成され、前記固定子を覆う外殻体と、
   前記外殻体に取り付けられる端子部材と、を備え、
   前記線材の端部は、前記端子部材に固定され、
   前記外殻体および前記端子部材の一方に凹部、他方には凸部が形成され、前記凹部および前記凸部の嵌合により、前記端子部材は前記外殻体に取り付けられることを特徴とするアクチュエータ。

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