JPH01271671A

JPH01271671A - アクチュエータ駆動装置

Info

Publication number: JPH01271671A
Application number: JP63099043A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Gotanda; 正一五反田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1989-10-30
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2750861B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は形状記憶合金を利用した複数個のアクチュエー
タを駆動するアクチュエータ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、形状記憶合金を用いたアクチュエータが提供され
ている。実開昭６１−９４００１号公報で示される屈曲
機構を備えたケーブルもその１つである。これは形状記
憶合金からなる複数個のアクチュエータをケ′−プル内
に設置し、その各アクチュエータへ個別的に通電するこ
とによりケーブルを屈曲駆動するようになっている。

すなわち、形状記憶合金からなる複数個のアクチュエー
タには個々に独立した給電線が接続されており、この独
立した給電線を通じて選択的に通電または通電電力量を
変えることにより各アクチュエータの動作を制御してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来のものはアクチュエータを構成して
いる各形状記憶合金に独立した給電線をそれぞれ接続す
るため、給電線の数はアクチュエータ（形状記憶合金）
に比例して多くなる。

つまり、各形状記憶合金ごとに２本、全体として形状記
憶合金の数の２倍の配線材が必要になる。

一般に、形状記憶合金の電気抵抗値は低い傾向があり、
通電加熱に必要とされる電流値が高くなる。このため、
給電線には電流容量が比較的高いものが要求される。し
たがって、給電線の線材には径の太いものが用いられて
いる。

このように線径の太いものが数多く配線することは小形
で軽量のアクチュエータを実現しようとする場合、大き
な支障になる。また、ケーブルや内視鏡のような長いも
のに適用する場合にはその給電線の長さもそれに伴って
長くなるので、この場合はより問題となる。しかも、通
電を時間が長くなったり、繰り返したりすると、その給
電線の発熱量が蓄積され、過熱することも起り得る。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目
的とするところは形状記憶合金からなる複数のアクチュ
エータに対する給電回路の簡略化が図れ、さらに、小形
化および軽量化が図れるアクチュエータ駆動装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］上記問題点
を解決するために本発明は、通電加熱により形状を変化
する形状記憶合金からなる複数のアクチュエータに給電
して駆動するアクチュエータ駆動装置において、給電路
にそれぞれ接続された複数のアクチュエータの少なくと
も１つに対して通電制御素子を直列に介挿し、この通電
制御素子を制御手段により選択的に通電動作させるよう
にしたものである。

したがって、電源から各アクチュエータに通電する給電
路が各アクチュエータごとに必要ではなく、その給電路
の兼用および省略化が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示すものである。電源
１には加熱防止用抵抗２を介挿して共通の給電線（給電
路）３．３が接続されている。

この給電線３．３間には並列に複数のアクチュエータ４
ａ、４ｂ、４ｃが接続されている。各アクチュエータ４
ａ、４ｂ、４ｃはいずれも形状記憶合金からなり、通電
による自己発熱で加熱され、変形するようになっている
。この各アクチュエータ４ａ、４ｂ、４ｃにはそれぞれ
通電制御素子７゜８．９が直列に介゛挿されている。通
電制御索子７゜８．９はたとえば半導体スイッチからな
り、制御手段の通電制御端、子１１，１２．１３により
通電信号を受けることにより導通する。

そこで、いずれかのアクチュエータ４ａ、４ｂ。

４Ｃに通電してこれを駆動する場合はそのアクチュエー
タ４ａ、４ｂ、４ｃに介挿した通電制御素子７．８．９
に対応した通電制御端子１１．１２゜１３から通電信号
を与え、その通電制御素子７゜８．９を導通させる。こ
れによりその選択されたアクチュエータ４ａ、４ｂ、４
ｃに通電がなされ、そのアクチュエータ４ａ、４ｂ、４
ｃは自己発熱を起して変形動作する。

ここで、給電線（給電路）３．３は各アクチュエータ４
ａ、４ｂ、４ｃに自己発熱を起させるに必要な電流を流
すために比較的通電容量の大きなもの、つまり、比較的
太いものが必要である。しかし、通電制御素子７．８．
９を導通させる通電制御端子１１，１２．１３からの通
電信号はわずかな電流でよいので、その伝送ラインはき
わめて細い線材で済む。

仮に、各アクチュエータ４ａ、４ｂ、４ｃに対して個々
に通電加熱する給電線３，３を独立して接続すると、６
本の給電用線材が必要であるとともに、この各給電線材
はそれぞれ比較的通電容量の大きなもの、つまり、比較
的太いものでなければならない。

しかし、上記構成によれば、通電容量の大きな給電線３
．３は２本と、通電制御素子７．８．９に通電信号を伝
送する３本のきわめて細い線材で済む。したがって、通
電回路の軽量小形化を図ることができる。

特に、電源１とアクチュエータ４ａ、４ｂ。

４Ｃが遠く離れている設置する場合にはその給電お−よ
び信号ラインの軽量小形化の効果が顕著である。

なお、上記加熱防止用抵抗２は給電線３，３に過剰の電
流が流れ、アクチュエータ４ｇ、４ｂ。

４ｃを過大に加熱することを防止するが、上記構成では
この加熱防止用抵抗２は１個で済む。

第２図および第３図は本発明の第２の実施例を示すもの
である。この実施例は通電制御素子の半導体スイッチと
して、ＭＯ８型電界効果トランジスタ２１〜２６を用い
たものであり、このトランジスタ２１〜２６のドレンと
ソース間の電流を、ゲートに印加する電圧で制御するよ
うになっている。ゲートに印加する電圧はその各トラン
ジスタ２１〜２６に対応した通電制御端子１１〜１６を
通じて与えられる。そして、ゲートに電圧を印加された
トランジスタ２１〜２６は導通する。これによりその選
択されたアクチュエータ４ａ〜４ｆに通電がなされ、ア
クチュエータ４ａ〜４ｆは自己発熱を起して変形動作す
る。

また、各アクチュエータ４ａ〜４ｆはコイルスプリング
状に形成され、ｍ　２図で示すように内視鏡挿入部２７
における湾曲部２８に配設されている。アクチュエータ
４ａ〜４ｆは湾曲部２８の上下にその軸方向に沿って直
列的に３本ずつ並べて設置されその各間は固定具２９を
介して連結されている。この各アクチュエータ４ａ〜４
ｆの通電を制御するトランジスタ２１〜２６はそのアク
チュエータ４８〜４ｆの近傍に実装されている。。

そして、給電線３，３と、各トランジスタ２１〜２６に
通電信号を伝送する信号線３０．・・・は内視鏡挿入部
２７の内部を通じてその手元側に導かれている。なお、
給電線３．３の途中には温度ヒユーズ１０が介挿されて
いる。

このように内視鏡に組み込む場合はその駆動用電源１と
アクチュエータ４ａ〜４ｆとがきわめて離れて設置され
るが、上述したように通電容量の大きな給電線３．３は
２本で済み、また、各トランジスタ２１〜２６に通電信
号を伝送する信号線３０、・・・はきわめて細い線材で
済む。したがって、内視鏡挿入部２７の部分の細径小形
化を図ることができる。

特に、通電制御素子として、ＭＯ８型電界効果トランジ
スタ２１〜２６を用いたから、そのゲートに電圧を印加
する信号線３０．・・・はきわめて細くて済む。また、
アクチュエータ４ａ〜４ｆの数をさらに増やして多関節
にする場合でもその信号線３０．・・・を増やすだけで
よい。

第４図は本発明の第３の実施例を示すものである。この
実施例は通電制御素子の半導体スイッチとしてフォトト
ランジスタ３１〜３３を用いたものであり、この各フォ
トトランジスタ３１〜３３には光ファイバ３４を通じて
それぞれ光が入射され、特定の光を受けることにより電
気的に導通する動作を行なう。これによりその選択され
たアクチュエータ４ａ〜４Ｃには通電がなされ、そのア
クチュエータ４８〜４Ｃは自己発熱を起して変形動作す
る。

また、光ファイバ３４の入射端には異なる分光特性をも
つ複数のフィルタ３５ａ〜３５ｃを有したフィルタ回転
器３６が設置されている。また、このフィルタ回転器３
６の手前には上記光ファイバ３４の入射端に対向した光
源３７が設置されている。そして、フィルタ回転器３６
を回転して光ファイバ３４の入射端に対向するフィルタ
３５ａ〜３５ｃを選択し、このフィルタ３５ａ〜３５ｃ
を透して光源３７の光を分光し、この分光した光を光フ
ァイバ３４に入射させる。すると、この入射した光は光
ファイバ３４を通じて各フィルタ３５ａ〜３５ｃに達す
るが、この光に適合した特性のフォトトランジスタ３１
〜３３が通電動作し、これに通じるアクチュエータ４ａ
〜４Ｃに通電がなされ、このアクチュエータ４８〜４Ｃ
は自己発熱を起して変形動作する。

なお、この実施例における給電線３．３の途中には常閉
型のスイッチ３８が介挿されている。このスイッチ３８
の可動接点３９には形状記憶合金からなる加熱防止用コ
イル４０を接続している。

さらに、その可動接点３９には加熱防止用コイル４０の
付勢力に抗する向きにバイアス圧を常時加えるバイアス
スプリング４１が連結されている。

そして、上記コイル４０をアクチュエータ４ａ〜４ｃの
近傍に設置し、そのアクチュエータ４ａ〜４Ｃが過熱し
たときに変形動作をしてスイッチ３８の可動接点３９を
開放し、給電を遮断するようになっている。

なお、本発明は上記実施例のものに限定されるものでは
ない。たとえば通電制御素子を選択的に通電動作させる
制御手段にマルチプレクサ回路を利用してもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明のアクチュエータ駆動装置は
、給電路にそれぞれ接続された複数のアクチュエータの
少なくとも１つに対して通電制御素子を直列に介挿し、
この通電制御素子を制御手段により選択的に通電動作さ
せるようにしたものである。

したがうて、電源から各アクチュエータに通電する給電
路が各アクチュエータごとに必要ではなく、その給電路
の兼用および省略化が達成できる。

また、給電路部分の不必要な発熱を極力抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を概略的に示す構成図、
第２図は本発明の第２の実施例を適用した内視鏡挿入部
の湾曲部を概略的に示す構成図、第３図は同じく本発明
の第２の実施例を概略的に示す構成図、第４図は本発明
の第３の実施例を概略的に示す構成図である。１・・・電源、３・・・給電線、４ａ〜４ｆ・・・アク
チュエータ、７．８．９・・・通電制御素子、１１〜１
６・・・通電制御端子、２１〜２６・・・トランジスタ
、３１〜３３・・・フォトトランジスタ、３４・・・光
ファイバ、３５ａ〜３５ｃ・・・フィルタ、３７・・・
光源。出願人代理人　弁理士　　坪井　淳手続補正書１、事件の表示特願昭６３−０９９０４３号２、発明の名称アクチュエータ駆動装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人（０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容図面中第３図を別紙の通り訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

通電加熱により形状が変化する形状記憶合金からなる複
数のアクチュエータに通電して駆動するアクチュエータ
駆動装置において、給電路と、この給電路にそれぞれ接
続され複数のアクチュエータと、少なくとも１つのアク
チュエータに対して直列に介挿された通電制御素子と、
この通電制御素子を選択的に通電動作させる制御手段と
を具備したことを特徴とするアクチュエータ駆動装置。