JPH02261078A - 形状記憶合金応用のアクチュエータ及びこれを用いた関節アーム - Google Patents

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、ロボット等に使用され、２物体間に相対変位
を生じさせるアクチュエータに関し、特に形状記憶合金
を使用したアクチュエータに関する。また本発明はこの
アクチュエータを利用したロボット等の関節アームに関
する。

〈従来の技術〉 建造物の壁面や配管、））−−プル上等を移動するロボ
ットは、地上環を移動するロボットと異なり、絶えずそ
の姿勢を保持しながら移動しなければならない。そのた
め、かかる移動ロボットの関節アームに使用するアクチ
ュエータは、高出力・高トルクであることが要求される
が、一般に高出力・高トルクになるほどアクチュエータ
の重量は大きくなる。理想的には、人間の筋肉のような
出力／重量・比の高いアクチュエータが望ましい。

しかしながら、従来用いられてきたロボット等のアクチ
ュエータは、主としてサーボモータや油圧、空気圧シリ
ンダ等であり、これらは出力／重量・比が人間の筋肉に
比較して極めて悪く、効率の観点からみると移動ロボッ
トのアクチュエータとしては不適当である。

そこで、最近力学系機械材料である形状記憶合金（以下
ＳＭＡと略す）を利用し、アクチュエータの小型軽量化
、機構の簡素化について研究が行われてきた（特開昭筒
６１−１７７１７９．６１−８４４２７．６２−７７８
８２及び６３−５７９７７号参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、これらの研究の多くは線形やコイルスプリング
形のＳＭＡを用いたもので、出力／重量・比は向上して
も、スペース（機構占有空間）的に問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、従来のＳＭＡアクチュエータより、さらに出力／重
量・比が高く、かつ小型なアクチュエータを提供するこ
とを目的とする。

また本発明は、上記アクチュエータを用いて、ロボット
等の関節を介して連結されるアームを提供することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的達成のため、本発明は、 相対変位自由な２つの物体と、形状記憶合金を含む板状
の出力部材と、該出力部材の両端の取付端部を前記２つ
の物体に夫々取付する取付手段と、を含んで構成され、 前記出力部材は、前記２つの取付端部の取付部間を結ぶ
線に対しほぼ直角な方向に延びる少なくとも１つの波を
有する所定の波板形状を所定の温度領域で形成するよう
に記憶させた形状記憶合金を含んでおり、 温度変化に応じ、記憶した波板形状を保持しようとする
力で前記両物体を相対変位させることを特徴とする形状
記憶合金応用アクチュエータ、を提供する。

前記出力部材は、前記両端の取付部を結ぶ線を横切る面
を有し、波の山が少なくとも２つあって夫々の山が前記
線に関して両側にあるのが望ましい。

出力部材の波の山の数は２〜４であるのがよい。

出力部材の両端の取付端部は、前記線を含むほぼ平面状
に形成するのが望ましい。

また、出力部材の温度変化を制御するために、夫々の出
力部材を加熱するヒータ装置を設けることができる。

位置制御される２物体を相互に回転自由に軸により支承
し、上記アクチュエータをこの軸を含む平面の両側に配
設し、このように構成された物体を１つのセルとして複
数個回転自由に連結して関節アームを形成する。

関節アームにおいて、出力部材夫々を独立して加熱する
装置を設けてもよい。

〈作用〉 本発明の形状記憶合金応用アクチュエータによると、ヒ
ータ装置により積極的に加熱し、または雰囲気温度を受
けて、出方部材が所定温度領域になった時に、出力部材
は記憶した所定の波板形状を示すべく変態し、もって隣
接する２物体を相対変化させる。

出力部材が、少なくとも２つの波の山を有して、夫々の
山が出力部材両端の取付部を結ぶ線の両側にあると、片
側に偏在するよりも線形出力を安定して得る。

出力部材の波の山の数が２〜４と少ないと、その分出力
部材の出力端のストローク量が小さくなるが、出力は大
きくなる。

出力部材の両端の取付端部が前記線を含む平板状である
と、出力方向と取付端部とが一致する。

出力部材夫々を加熱するヒータ装置により、各出力部材
の変態温度を容易に制御できる。

かかる本発明のアクチュエータを関節アームに用いるご
とにより、出力部材の温度変化に応じて軸を中心に隣接
セル相互の連結角度を制御する。

特に各出力部材にヒータ装置を用いて個々にこれを加熱
して、任意の関節を所定の方向に折曲する。

〈実施例〉 第１図は、本発明のアクチュエータを備えた関節アーム
を用いて、配管上を軸方向に移動可能に構成した移動ロ
ボットを示す。該移動ロボット１０は、配管１２の上面
に載置されて配管１２の軸方向に延びる第１の関節アー
ム１４と、この上面に直角にまたがる第２の関節アーム
１６とが相対直角移動自由に連結されている。夫々のア
ーム１４．１６は、複数のセル１８を一列に並べて、こ
れら隣接するセル１８、１８相互を回転自由に軸支し、
後述する本発明に係るアクチュエータにより、隣接する
セル１８゜１８相互の連結角度を変える。本発明では、
セル相互の連結角度が変化することから、この連結部分
を関節と称している。

夫々の関節アーム１４．１６の両端には真空により配管
１２の表面に吸着できる吸着盤（複数）２０が設けであ
る。関節アーム１４．１６が動かずにその位置を保って
いる場合に、吸着盤２０が作動して配管１２表面に吸着
し、関節アーム１４．１６の配管１２からの離脱を防止
する。

第１の関節アーム１４の両端のセル１８ａ、１８ｂには
、アーム長手方向に対して直角なローラシャフト２２ａ
、２２ｂが回転自由に設けられ、これらローラシャフト
２２ａ、２２ｂ間にエンドレスのスライドベルト２４が
巻きかけられて、一方のローラシャフト２２ａを図示し
ない電動モータにより減速装置を介して回転駆動させる
と、上記スライドベルト２４が関節アーム１４の略全長
にわたりスライド移動するようになっている。

第２の関節アーム１６は、前記スライドベルト２４に直
角に固定した一対のガイドプレート２６間に、第２の関
節アーム１６がその長手方向にスライド自由に、挟持さ
れる。そして、第１の関節アーム１４が、吸着盤２０の
作用で配管１２に関して位置固定されていれば、第２の
関節アームＩ６は、スライドベルト２４のその長手方向
の移動と共に、ガイドプレート２０により運ばれて、第
１の関節アーム１４の長手方向に移動することが可能で
ある。一方、第２の関節アーム１６が吸着盤２００作用
で配管に関し固定されている場合には、スライドベルト
２４のその長手方向の移動により、今度は第１の関節ア
ーム１４が、その長手方向に移動することとなる。

第２の関節アームの下面にも、同様なスライドベルトが
設けてあり、そのスライドベルトに設けた一対のガイド
プレートが、第１の関節アームの両側面を、第１の関節
アーム１４がその長手方向にスライド移動自由に、挟持
している。これにより、第２の関節アーム１６も、上記
第１の関節アーム１４の場合と同様に、第１の関節アー
ム１４に直交する方向に移動することが可能であるし、
第２の関節アーム１６が配管１２に対して固定されてい
れば、第１の関節アーム１４全体を第２の関節アーム１
６の長手方向に移動することが可能となる。

各セル１８の両側面には、ガイドレール２８が、アーム
長手方向に延びており、これにより、第１及び第２の関
節アーム１４．１６　　の側面に夫々一連のガイドレー
ル２８群が構成される。これらガイドレール２８は相対
する関節アームのガイドプレー１−２０の内面に形成し
たガイド溝（図示せず）に嵌合し案内されて、一方の関
節アームが他方の関節アームに直交してスライド移動す
ることを円滑に案内する。

第２Ａ図〜第２Ｃ図は、例えば上記構成の移動ロポッ目
０をＬ字形の配管１２上面でその長手方向に移動させる
場合の移動ロボット１ｏの動きを概略的に示す。第２Ａ
図では、第２の関節アーム１６が、その吸着盤２０の吸
着作用で、配管１２の長手方向に直角にまたがって固定
されており、この状態で、配管１２の上面にその長手方
向に載置された第１の関節アーム１４の吸着盤２０の吸
着作用を解除し、第１の関節アーム１４のスライドヘル
ド２４を電動モータを駆動して長手方向にスライド回転
させる。

すると、第２Ｂ図に示すように、第１の関節アーム１４
は、そのスライドベルト２４のガイドプレート２６が第
２の関節アーム１６を挟持していることから、スライド
ベルト２４の移動と共にその長手方向に移動する。この
とき、第１の関節アーム１４はＬ字形に直角に曲がる配
管に沿って直角上方に曲がることが要求される。本発明
はまさにこのような時に有効に機能するもので、後述す
るアクチュエータが作動して、隣接するセル１８．１８
相互の連結角度を変え、上記要求に答えるものである。

その後、第１の関節アーム１４の吸着盤２０を作動させ
て、第１の関節アーム１４を配管上面に固定し、第２の
関節アーム１６の吸着盤２０の吸着作用を解除すると同
時に、第１の関節アーム１４のスライドベルト２４をス
ライド移動させれば、そのスライドヘルド２４が第２の
関節アーム１６を第１の関節アーム１４の長平方向に運
搬し、第２Ｃ図に示す位置に持ち来たす。

かかる動作を繰り返し行うことにより、移動ロボット１
０全体を配管１２の所望位置に移動することができる。

第３Ａ図〜第３Ｃ図及び第４図は、上記移動ロボットの
うち、第１の関節アーム１４の隣接するセルと本発明に
かかるアクチュエータの詳細を示す。

なお、ここではアクチュエータを簡明に示すためにヒー
タを取り除いて図示しである。

前後に隣接するセル１８Ｆ、１８Ｒは、相互に回動自由
に軸支され、夫々アウターフレーム３２とこれにビス止
めされた一対のインナーフレーム３３．３３とを含んで
構成される。アウターフレーム３２はホームベース形の
外側壁３２ａ、３２ｂを、底壁３２ｃの両側端で、関節
アームの長手方向に平行に立設している。インナーフレ
ーム３３は、外側壁３２ａ、３２ｂに対して所定の間隔
を保ち、かつ平行に前方のセル１８内に延びる内側壁３
３ａ、３３ｂを有する。

アウターフレーム３２の外側壁３２ａ、３２ｂ内面には
、前端が前記内側壁３３ａ、３３ｂに平行に前方のセル
１８内に延びるイヤーフレーム３４ａ、３４ｂの後端が
固着されている。これらインナーフレームの内側壁３３
ａ、３３ｂとイヤーフレーム３４ａ、３４ｂ及びアウタ
ーフレーム３３の外側壁３２ａ、３２ｂとの間には、本
発明にかかるアクチュエータ４０ａ、４０ｂ及び図示し
ないヒータ装置が装着されるが、以下一方のアクチュエ
ータ４０ａに関してのみ説明して他のアクチュエータ４
０ｂはこれと同様な構成であるため説明を省くこととす
る。

アウターフレーム３２の外側壁３２ａとインナーフレー
ム３３の内側壁３３ａとは、その後部において、関節ア
ームの長手方向に直角な上下一対のリアシャフト４２が
一体的に固着されている。

またイヤーフレーム３４ａと内側壁３３ａとの前端部は
、リアシャフト４２に平行に延びるフロントシャフト４
４に回動自由に軸支されている。フロントシャフト４４
は、前方のセル１８Ｆに一体的に固着される。具体的に
は、フロントシャフト４４の外端部は、フロントのセル
１８Ｆのアウターフレーム３２の外側壁３２ａを貫通し
ており、その外端に固着したレール部分４６ａが外側壁
３２ａの外面にビス止めされている。またフロントシャ
フト４４の内端は、前端が前方のセル１８Ｆの内側壁４
３ａに固着されたフロントサポート４８に固着されてい
る。

このことにより明らかなように、前後に隣接するセル１
８Ｒ，１８Ｆは、前方のセル１８Ｆに固着されたフロン
トシャフト４４を中心として相互に回動し、両者の連結
角度が可変となるいわゆる関節を構成する。

主として第４図に示されるように、一対のリアシャフト
４２に固着された後方のＳＭＡ板支持体５２と、フロン
トシャフト４４にビス止めにより固定された上下方向に
延びる前方の揺動アーム５４との間には、ＳＭＡ板（出
力部材）５０ａが連結手段により連結される。

すなわち後方のＳＭＡ板支持体５２の上下端部には前方
に開口するスリット５６が設けられ、該スリット５６に
ＳＭＡ板５０ａ、５０ｂの平板状の取付後端を嵌合して
、これをＳＭＡ板支持体５２の端部に螺合されたビス５
８の先端で強く押圧することにより、ＳＭＡ板後端がＳ
ＭＡ板支持体５２に緊締される。

揺動アーム５４の上下端部は、夫々ＳＭＡ板ホルダ６２
ａ、６２ｂを回動自由にピン６４により支持している。

そしてＳＭＡ板ホルダ６２ａ、６２ｂ夫々は、後方に向
かって開口するスリット６６が設けられ、該スリット６
６にＳＭＡ板５０ａ、５０ｂの平板状の取付前端が嵌合
されて、これをＳＭＡ板ホルダ６２ａ。

６２ｂに夫々螺合されたビス６８の先端が強（押圧する
ことにより、ＳＭＡ板前端がＳＭＡ板ホルダ６２ａ、６
２ｂに緊締して把持される。ここにおいて、ビス５８及
び６８の先端がＳＭＡ板５０ａ、５０ｂに対して押圧す
る点を取付部と称し、該取付部を結ぶ線をＳＭＡ板両端
の取付端部が含んでいるのが望ましい。

このような構成をリア及びフロントシャフト４２４４の
軸方向に２組設けて一側のアクチュエータ４０ａを構成
する。

ＳＭＡ板は、平たい帯状金属に、その両端の取付部を結
ぶ線に略直角に延びる波を湾曲形成した波形の板からな
り、常温では、塑性変形が自由であり、各セル１８．１
８・・・を関節アーム長手方向に一直線状に配列させた
状態で、ＳＭＡ板長さを更に長くできるようなある稈度
の撓み代を持たせて取り付けられている。

ＳＭＡ板は、温度を高めて変態点（例えば５０°Ｃ）を
超える温度領域となると、前記波形のピッチが象、激に
小さくなる記憶形状に戻るように構成されており、これ
により、関節アームの長手力向長さが縮むようになって
いる。ＳＭＡの成分比は、ニッケルＮｉ、チタンＴｉと
がほぼ５０対５０の割合で混在しこれに微量の不純物を
含んで形成される。

本実施例では、山数Ｍｔ（谷も山として数える）が３こ
の第５図及び第６図に示すような形状のＳＭＡ板を採用
した。

各Ｓ−ＭＡ板には、第５図に示すように、夫々独立して
変態点を超える温度領域まで加熱するため、ニクロム線
が巻かれたヒータ７０が設けである。ごれらヒータ７０
を電源■Ｓに接続し夫々独立して温度制御することによ
り、ＳＭＡ板が伸縮し、もって各セル１８が関節運動す
ることとなる。尚ＳＭＡ板はその外表面が絶縁被覆され
ることはいうまでもない。

尚、ＳＭＡ板のヒータ装置は、関節アームに積極的に付
設する以外に、移動する関節アームの温度環境により受
動的に加熱される以外には、これを省くことが可能であ
る。

各セル１８の外表面の中央部分には、関節アームの長平
方向に一連に並ぶガイドレール２８が設けである。この
ガイドレール２８の一部がフロントシャフト４４の外端
に一体的に固着した前記レール部分４６ａであり、残部
は該レール部分４６ａの前端から前方のセル１８Ｆの前
記レール部分４６ａの後端に向けて延びるレール部分２
８ａとなっている。前後のセル１８Ｒ，１８Ｆは相互に
連結角度を変えるので、レール部分２８ａ前端とレール
部分４６ａ後端とは相互に離間して相対する曲面形状を
構成している。

同様な理由で各セル１８の前端縁は矢状に形成され、前
記レール部分２１３ａは、矢の最先端を通る。

次にアクチュエータの作動を説明する。図で上側のＳＭ
Ａ板５０ａのみをヒータ４０の通電により加熱し、下側
のＳＭＡ板５０ｂを常温に保持すると、上側のＳＭＡ板
５０ａは、前記記憶された波形の湾曲形状を保持すべく
収縮し、前方のセル１６Ｆの上側のＳＭＡ板ホルダ６２
ａを後方に引き寄せる。従って、前方の揺動アーム５４
は、第４図で反時計回りに回動する。揺動アーム５４は
フロントシャフト４４に固定され、フロントシャフト４
４は前方のセル１６Ｆに一体に固着されているから、フ
ロントシャフト５４を介して前方のセル１８Ｆを所定開
度、後方のセル１８Ｆに対し回動させる。このとき下方
のＳＭＡ板５０ｂは、変態温度より低いので、塑性変形
によって前方に延ばされ、上側のＳＭＡ板５０ａの引き
寄せ力を低減させることはない。

このように、関節アーム１４　（１６も同様）全体を上
向きに湾曲させる場合は、各セルの上側のＳＭＡ板を加
熱し、下向きの場合は、下側のＳＭＡ板を加熱して収縮
すればよい。

この結果、本発明にかかるＳＭＡ板からなるアクチュエ
ータを利用することにより、取り付はスペースが狭くて
従来のロボットが作動不可能であった場合であっても、
容易に取り付けが可能であると共に出力／重量・比も十
分大きく取れ軽量化が図れる。

第７Ａ図〜第７Ｇ図は本発明にかかる各種記憶形状を持
たせたＳＭＡ試料の記憶形状を示したものである。試料
は、厚さ０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ　、幅５
胴、長さ（取付部間すなわちビス５８．６８間の長さ）
　４０ｍｍ程度の波板形のＴ　ｉ　−Ｎ　ｉ合金製であ
り、４８０°Ｃで１時間の熱処理をし、図示のような形
状に加工して保った。変態点は４８“Ｃである。ｒは湾
曲部の曲率半径、ｈは波の山のピーク値間の距離、βは
取付部間の出力方向の長さ、ＭＬは山数（波の谷も山と
して数えである）を夫々示す。

次に、前記各種記憶形状を有したＳＭＡ板の出力特性を
試験結果に基づいて説明する。

この試験は、前記形状を常温で保った単一の試料を、試
験機で長さ方向に引っ張り、前記形状を引き伸ばして一
定変位を与える。この状態から試料を変態点まで加熱し
、その時に記憶形状に戻ろうとする力（波に直角な方向
の出力）Ｆを測定した。尚、変位は５．０ｍｍ、　６．
０ｍｍ、　７．０＋＋ｕｎ、　７．５ｍｍ、　９．０ｍ
ｍ。

１０．０ｍｍ、１５．０ｍｍとした。

まず板厚ｔと出力Ｆとの関係は容易に推定されるように
第８Ａ図に示す如く板厚りの増大に対して比例的に出力
Ｆが増大した。従って、アクチュエータの出力を高めよ
うとする場合、板厚ｔを増大することが考えられる。し
かし、板厚ｔが増大するほど加工が難しくなり特に湾曲
部の要求曲率半径ｒが大きく゛なるので、山数Ｍｔを増
やすことが難しく長さｌに対するストローク量に限界が
ある。

また、山数Ｍｔと出力Ｆとの関係については第７Ｂ図に
示すように、山数Ｍｔが少ない程出力は増大するが、第
７Ｃ図に示すように山数Ｍｔを増やせば変位Ｘつまりア
クチュエータのストローク量を太き（採ることができる
。尚、山数Ｍｔは同じでも山の高さｈが小さい方が出力
は大きいがこの場合も高さｈを大きくした方がストロー
ク量は大きく採れる。従って、アクチュエータが装着さ
れる部位の要求出力と要求ストローク量とを考慮して適
当な山数、山の高さを選択すればよい。波の山数は、本
実施例では２〜４こが望ましく、波の山のピーク値間の
高さｈは、ＳＭＡの長さ２以下であるのがよい。

またＳＭＡ板の両端取付部を結ぶ線に対して波状湾曲部
を一側のみに偏って設けたり複雑な形状としたもの（第
７Ｅ図〜第７Ｇ図のようなハート形のもの等）は、規則
性のある山形のもの（第７Ａ図〜第７Ｄ図等）に比較し
て変位量Ｘに対する出力Ｆの線形性が低い。従ってＳＭ
Ａの取付部を結んだ線（長さ方向の線）に交叉する面を
有し、該線の両側に波の山があり、かつ波の山が相互に
対称形状である方が出力Ｆの大きさ及び線形性から望ま
しい。

しかし、特殊な非線形出力特性を要求される部位には波
形形状を変えることによって要求特性を満たすことも可
能である。

次に、本発明にかかるアクチュエータとして例えばＳＭ
Ａを示す第７Ｂ図のタイプで板厚ｔ：ｏ、４ｍｍ、山数
Ｍｔ：３、ｈ／１：０．５０のもの単独を、ロボット用
アクチュエータの主流である電動モータ例えば比較的出
力／重量・比の良いモータ（スイスＭＩＮＩＭＯＴＯＲ
ＣＯ，製、減速機１／２６２付き）の出力／重量・比と
比較する。ただし、モータの出力軸に直径１０．０１の
ギアを付けた場合の出力と仮定する。

この場合、電動モータの出力／重量・比は０．２４Ｎ／
ｇであるのに対し、ＳＭＡアクチュエータの出力／重量
・比は最大で３２．７Ｎ／ｇであり、桁違いに低いこと
がわかる。

また、前記ＳＭＡアクチュエータと同一性能（出力２５
．４Ｎ、変位１０鵬）を有するコイルバネ形ＳＭＡアク
チュエータを製造すると例えば線径１．７２ＸＩＯ−’
ｍ、有効巻数１１となる。このものの出力／重量・比は
６．６９Ｎ／ｇであり、前記電動モータに比較すれば良
いが、本発明にかかる波板状のＳＭＡアクチュエータに
比較するとかなり低い値である。

しかもコイルバネ形ＳＭＡアクチュエータの場合、線径
１．７２Ｘ１０−’ｍという値は冷却時等の応答遅れを
考慮すると問題がある。

更に、波板状のＳＭＡアクチュエータは取りイー１けち
容易かつ確実に行え、信軒性にも優れるものである。

このように、単純比較はできないものの、本発明にかか
る波板状のＳＭＡアクチュエータは小型軽量でかつ高出
力を要求されるロボット用アクチュエータ等の用途とし
て従来のアクチュエータに優る性能を十分備えているこ
とが明らかである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、波板形状を記憶した
形状記憶合金を含む出力部材により、所定の温度領域で
、連結する２物体の相対距離を変化させることができ、
その場合の出力／重量・比が従来のものに比べ極めて大
きくなり、構造が簡単で取り付は組立も容易かつ確実に
行えて、信顛性にも優れるものであり、アクチュエータ
の出力ストロ−外１特性も要求に応じて自由に対応でき
、広範囲の使用に耐えられるものである。

そして前記出力部材は、その両端の取付部を結ぶ線を横
切る面を有して、少なくとも波の山の数が２つあり、夫
々の山が前記線に関し両側にあるように構成されたもの
で、前記線の方向に安定した線形の出力を付与すること
ができる。

ここで、前記出力部材の取付端部が、前記線を略含む平
板状に形成すれば、出力が前記線方向に一致し、安定し
た方向の出力を付与できる。

出力部材の波の山の数を少なく２〜５程度にすることに
より、出力ストローク量を適当に得ながら大きな出力を
得ることができる。

出力部材を積極的に加熱するヒータ装置を付設すること
により、任意の出力部材を選んで変形させることができ
、両物体の任意制御が自由になる。

特に上記アクチュエータを、回動自由に軸支した隣接す
るセル間に配設すれば、出力／重量・比の大きな回転モ
ーメントがセルに作用して、所定の連結角度を有する関
節アームを得ることができる。

アクチュエータにヒータ装置を付設したので、任意の出
力部材を選んで加熱することができ、もって所望の関節
を所望の方向に適当な連結角度で新曲でき、軽量で出力
の大きなロボット用に適合する関節アームを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にがかるＳＭＡ応用のアクチュエータ
を使用したロボットを示す斜視図、第２Ａ図〜第２Ｃ図
は、第１図に示すロボットがＬ字状配管を移動する状態
を経時的に示す説明図、第３Ａ図は、第１図に示すロボ
ットの関節アーｌ、の一部を示す正面図で、ヒータ装置
は除いである、第３Ｂ図は、第３Ａ図の平面図、第３Ｃ
図は、第３Ｂ図の■〜■線矢視断面図、第４図は、本発
明にかかるアクチュエータの要部を示す縦断面正面図、
第５図は、第４図に示すアクチュエータにヒータ装置を
取り付けた斜視説明図、第６図は、本発明のアクチュエ
ータに使用するＳＭＡ板の典型的な形状を示した一実施
例の寸法関係を示す図、第７Ａ図〜第７Ｇ図は、本発明
のアクチュエータに使用するＳＭＡ板の夫々他の記憶形
状を示す図、第８Ａ図〜第８Ｄ図は、夫々第７Ａ図〜第
７Ｇ図に示すＳＭＡ板を用いて得たＳＭＡアクチュエー
夕の性能特性を示す線図である。 １４・・・第１の関節アーム　　１６・・・第２の関節
アーム　　１８・・・セル　　３２・・・アウターフレ
ーム　　３３インナーフレーム　　４０ａ　　４０ｂ・
・・アクチュエータ　　４２・・・リアシャフト　　４
４・・・フロントシャフト　　４８・・・フロントシャ
フトサポート　　５０ａ。 ５０　ｂ　・Ｓ　Ｍ　Ａ板　　６２ａ、６２ｂ−ＳＭＡ
ホルダ７０・・・ヒータ 特許出願人　　　日本石油株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 のの ＼！　　　５中 ばＱＬＬ 酌鍛匡

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対変位自由な２つの物体と、 形状記憶合金を含む板状の出力部材と、 該出力部材の両端の取付端部を前記２つの物体に夫々固
   定取付する取付手段と、 を含んで構成され、 前記出力部材は、前記２つの取付端部の取付部間を結ぶ
   線に対しほぼ直角な方向に延びる少なくとも１つの波を
   有する所定の波板形状を所定の温度領域で形成するよう
   に記憶させた形状記憶合金を含んでおり、 温度変化に応じ、記憶した波板形状を保持しようとする
   力で前記両物体を相対変位させることを特徴とする形状
   記憶合金応用アクチュエータ。
2. （２）前記出力部材は、前記両端の取付端部の取付部を
   結ぶ線を横切る面を有し、波の山が少なくとも２つあっ
   て、夫々の山が前記線に関し両側にある特許請求の範囲
   第１項記載の形状記憶合金応用アクチュエータ。
3. （３）前記出力部材の両端の取付端部は、前記線を略含
   む平板形状である特許請求の範囲第１または２項記載の
   形状記憶合金応用アクチュエータ。
4. （４）更に出力部材の温度を制御するヒータ装置を含ん
   で構成される特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１つ
   に記載の形状記憶合金応用アクチュエータ。
5. （５）相対回動自由に軸により連結された少なくとも２
   つのセルと、 形状記憶合金を含む板状の少なくとも２つの出力部材と
   、 前記軸を含む平面の両側に前記出力部材を夫々配設し、
   これら出力部材の取付端部を隣接する２つのセルに夫々
   取付する取付手段と、 を含んで構成され、 前記夫々の出力部材は、前記両端の取付端部の取付部間
   を結ぶ線に対しほぼ直角な方向に延びる少なくとも１つ
   の波を有する所定の波板形状を所定の温度領域で形成す
   るように記憶させた形状記憶合金を含んでおり、 温度変化に応じ、記憶した波板形状を保持しようとする
   力で前記隣接するセルを前記軸のまわりに相対回動させ
   ることを特徴とする形状記憶合金用のアクチュエータを
   使用した関節アーム。
6. （６）前記出力部材は、前記両側の取付端部の取付部を
   結ぶ線を横切る面を有し、波の山が少なくとも２つあっ
   て、夫々の山が前記線に関し相対する両側にある特許請
   求の範囲第５項記載の形状記憶合金応用アクチュエータ
   。
7. （７）更に出力部材の温度を制御するヒータ装置を含ん
   で構成される特許請求の範囲第５または６項に記載の形
   状記憶合金応用アクチュエータ。