JPH0236955Y2 - - Google Patents

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JPH0236955Y2
JPH0236955Y2 JP1983200178U JP20017883U JPH0236955Y2 JP H0236955 Y2 JPH0236955 Y2 JP H0236955Y2 JP 1983200178 U JP1983200178 U JP 1983200178U JP 20017883 U JP20017883 U JP 20017883U JP H0236955 Y2 JPH0236955 Y2 JP H0236955Y2
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JP
Japan
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pulley
small
wire
small pulley
shape memory
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JP1983200178U
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JPS60108773U (en
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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 <技術分野> 本考案は、熱によつて回転力を得る熱駆動回転
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Technical Field> The present invention relates to a thermally driven rotating device that obtains rotational force through heat.

<従来技術> 従来から、Ni−Ti合金等の形状記憶合金を利
用して回転力を得るようにした熱駆動回転装置は
良く知られている。
<Prior Art> Heat-driven rotation devices that utilize shape memory alloys such as Ni-Ti alloys to obtain rotational force have been well known.

例えば、実開昭58−163688号公報においては、
第1の実施例として、大プーリーと小プーリーと
を同一の回転軸に一体に設けて第1のプーリー体
を形成し、この第1のプーリー体と同様に大プー
リーと小プーリーとを同一の回転軸に一体に設け
た第2のプーリー体を形成して、この第1、第2
のプーリー体をそれぞれ大プーリーと小プーリー
とが対向する位置に配置し、この両プーリー間に
形状記憶合金のワイヤーをたすき掛けにし、第1
のプーリー体の小プーリーと第2のプーリー体の
大プーリーとに給電を行う電気回路の端子を接続
し、この間のプーリーに電流を供給することによ
つて回転力を得るようにしたものが提案されてい
る。
For example, in Utility Model Application Publication No. 58-163688,
As a first embodiment, a large pulley and a small pulley are integrally provided on the same rotating shaft to form a first pulley body, and similarly to this first pulley body, the large pulley and small pulley are mounted on the same A second pulley body is formed integrally with the rotating shaft, and the first and second
The first pulley body is placed in a position where the large pulley and the small pulley face each other, and a shape memory alloy wire is crossed between the two pulleys.
It has been proposed that terminals of an electrical circuit for supplying power are connected to the small pulley of the second pulley body and the large pulley of the second pulley body, and rotational force is obtained by supplying current to the pulleys between them. has been done.

この装置は、上記ワイヤーが縮むように形状記
憶されているものであつて、上記電流の供給によ
つて形状記憶合金のワイヤーが発熱して形状記憶
された縮んだ形状になることによつて、互いのプ
ーリー体間に架設府されたワイヤーが互いのプー
リー体を逆方向に回転させるように引き合い、こ
のときワイヤーが一方のプーリー体は小プーリー
に他方のプーリー体が大プーリーに掛けられてい
ることによつてトルク差を生じ、このトルク差に
よつて回転運動が継続されるようになつている。
In this device, the wires have a shape memory so as to contract, and when the current is supplied, the shape memory alloy wires generate heat and take on the memorized, contracted shape, thereby causing the wires to mutually interact with each other. A wire installed between the two pulley bodies draws each other so as to rotate them in opposite directions, and at this time, the wire is hung on one pulley body on the small pulley and the other pulley body on the large pulley. This causes a torque difference, and this torque difference continues the rotational motion.

また同上公報には、第2の実施例として、大プ
ーリーと小プーリーとを一体化したプーリー体と
複数形成し、大プーリーに形状記憶合金の環状の
ワイヤーを架設し、小プーリーには伸び縮みしな
い通常の環状のワイヤーを架設したものが提案さ
れている。
In addition, the same publication describes a second embodiment in which a plurality of pulley bodies are formed by integrating a large pulley and a small pulley, a ring-shaped wire made of a shape memory alloy is installed on the large pulley, and a shape memory alloy ring wire is installed on the small pulley. It has been proposed that a conventional ring-shaped wire is installed.

これは形状記憶合金のワイヤーの一部を加熱す
ることによつて、プーリー体間に生じるトルク差
を通常の伸び縮みしないワイヤーでもつてプーリ
ー体間相互に伝達することによつて回転運動が継
続されるようになつている。
This is achieved by heating a part of the shape memory alloy wire and transmitting the torque difference between the pulley bodies using a normal non-stretchable wire to continue the rotational motion. It is becoming more and more like this.

以上のような熱駆動回転装置は、プーリーや形
状記憶合金のワイヤーに電流を供給することによ
つてワイヤーを加熱することによつて、加熱手段
を温水や温風を用いるものに比べて簡単にできる
メリツトはある。しかし、同軸上に大プーリーと
小プーリーとを一体化して設ける必要があるた
め、軸方向の厚みをある程度確保しなければなら
ず、薄型化できないという問題があつた。しか
も、形状記憶合金のワイヤーが加熱によつて縮む
ように形状記憶する必要がある(例えば小さなコ
イル状に形成する必要がある)ため、装置の小型
化にはおのずと限界があつた。
The heat-driven rotation device described above heats the wire by supplying current to the pulley or shape memory alloy wire, making the heating method simpler than those using hot water or hot air. There are benefits to doing so. However, since it is necessary to provide the large pulley and the small pulley integrally on the same axis, a certain amount of thickness in the axial direction must be ensured, and there is a problem that it is not possible to reduce the thickness. Moreover, because the shape memory alloy wire needs to have a shape memory so that it shrinks when heated (for example, it needs to be formed into a small coil shape), there is a natural limit to the miniaturization of the device.

<目的> 本考案は上記の点に鑑み成されたものであつ
て、コンパクトな熱駆動回転装置を提供するもの
である。
<Objective> The present invention has been made in view of the above points, and provides a compact thermally driven rotation device.

<実施例> 以下本考案の実施例を図面に従つて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本考案実施例の説明図である。この第
1図において、1は大プーリー、2はこの大プー
リー1に対向して所定距離をもつて配設された第
1の小プーリー、3はこの大プーリー1と小プー
リー2との間に掛けられた形状記憶合金のワイヤ
ー(以下SMAワイヤーという)である。この
SMAワイヤー3は環状を成すと共に大プーリー
1と小プーリーとの間にゆるめに架設されてお
り、加熱され高温相に変態した状態にあつては直
線状に形状記憶されている。尚、このプーリー
1,2は軸4,5にて回転自在に支持されている
ことは勿論であり、小プーリー2は導電性材料で
構成されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. In this FIG. 1, 1 is a large pulley, 2 is a first small pulley disposed facing the large pulley 1 at a predetermined distance, and 3 is between the large pulley 1 and the small pulley 2. It is a suspended shape memory alloy wire (hereinafter referred to as SMA wire). this
The SMA wire 3 has an annular shape and is loosely installed between the large pulley 1 and the small pulley, and has a linear shape memorized when heated and transformed into a high temperature phase. It goes without saying that the pulleys 1 and 2 are rotatably supported by shafts 4 and 5, and the small pulley 2 is made of a conductive material.

6はこのSMAワイヤー3に一部を接触し、大
プーリー1と第1小プーリー2との間に配設され
た第2の小プーリーである。この第2の小プーリ
ー6は導電性材料で構成されると共に軸7にて回
転自在に支持され、しかもこのプーリー6を支持
する軸7は半径方向に移動自在に支持されてい
る。8はこの軸7を移動させるために軸7と支点
9との間に張設されたワイヤー、10はこのワイ
ヤー8の中央部分と支点11間に架設されたバイ
アスバネであつて、このバネ10は縮む方向に付
勢されている。従つて、このバイアスバネ10の
作用によつて第2の小プーリー6がSMAワイヤ
ー3に一定の張力を与えるように作用する。12
は第1小プーリー2と孫2小プーリー6との間に
電圧を印加するための電気回路であつて、この電
気回路12は直流電源13と、この電源13の
(+),(−)端子を小プーリー2,6の夫々に接
続する電線14と、第1小プーリー2と、第2小
プーリー6と、この第1小プーリー2及び第2小
プーリー6間に架設されたSMAワイヤー3から
構成される直流閉回路である。従つて、上記直流
閉回路が構成されることによつて、第1、第2小
プーリー2,6間に直流電流が流れるが、SMA
ワイヤー3において、AC間はABC間に比べて長
さが短かく抵抗が小さいためにABC間に比較し
て大きな電流が流れAC間においてはSMAワイヤ
ー単位体積当りの発熱量が大きくなる。
6 is a second small pulley that partially contacts this SMA wire 3 and is disposed between the large pulley 1 and the first small pulley 2. This second small pulley 6 is made of a conductive material and is rotatably supported by a shaft 7, and the shaft 7 supporting this pulley 6 is supported so as to be freely movable in the radial direction. 8 is a wire stretched between the shaft 7 and the fulcrum 9 to move the shaft 7; 10 is a bias spring installed between the central portion of the wire 8 and the fulcrum 11; is biased in the direction of contraction. Therefore, the bias spring 10 acts to cause the second small pulley 6 to apply a constant tension to the SMA wire 3. 12
is an electric circuit for applying voltage between the first small pulley 2 and the second small pulley 6, and this electric circuit 12 is connected to a DC power supply 13 and the (+) and (-) terminals of this power supply 13. from the electric wire 14 connecting to each of the small pulleys 2 and 6, the first small pulley 2, the second small pulley 6, and the SMA wire 3 installed between the first small pulley 2 and the second small pulley 6. It is a closed DC circuit consisting of Therefore, by configuring the DC closed circuit, a DC current flows between the first and second small pulleys 2 and 6, but the SMA
In the wire 3, the length between AC is shorter and the resistance is lower than that between ABC, so a larger current flows than between ABC, and the amount of heat generated per unit volume of the SMA wire increases between AC.

さて、上記構成の装置の回転動作について説明
する。
Now, the rotational operation of the device having the above configuration will be explained.

先ず、上述のように、電源13によつて第1、
第2小プーリー2,6間に電流が流れると、AC
間が発熱し、ついにはこのAC間のSMAワイヤー
3が高温相に変態する。つまり、SMAワイヤー
3と第1小プーリー2との接点であるAから、
SMAワイヤー3と第2小プーリー6との接点で
あるC点までのSMAワイヤー3が高温相に変態
することになる。
First, as mentioned above, the first
When current flows between the second small pulleys 2 and 6, AC
The SMA wire 3 between the ACs generates heat, and finally the SMA wire 3 between the ACs transforms into a high-temperature phase. In other words, from A, which is the contact point between the SMA wire 3 and the first small pulley 2,
The SMA wire 3 up to point C, which is the contact point between the SMA wire 3 and the second small pulley 6, is transformed into a high temperature phase.

このようにAC間のSMAワイヤー3が高温相に
変態すると、このAC間における形状記憶動作は
第2図に示すようになる。即ち、第2図に示すよ
うに、AC間のSMAワイヤー3において、第1プ
ーリー2に接触している部分(即ち弧状に折曲さ
れている部分)は、第2小プーリー6に接触して
いる部分に比べて多い。つまり、第1小プーリー
2側に多く折曲され、第2小プーリー6側では比
較的少なく折曲されている。従つて、第1、第2
小プーリー間2,6間のSMAワイヤー3が第2
小プーリー6の張力調整作用によつて略直線状で
あるとして、第1小プーリー2においてはプーリ
ー2に接している弧状のSMAワイヤー3が直線
状に戻ろうとする力として接線方向に力Fが作用
し、又第2小プーリー6においても同様に接線方
向に力fが働く。この力F,fは共に回転自在に
支持されたプーリー2,6を互いに逆方向に回転
させる回転モーメントFr,frとして作用するが、
上述のように、第1小プーリー2においては比較
的多く弧状に折曲されており第2小プーリー6で
は比較的少ないので、相対的に(F−f)の力に
よつて小プーリー2,6共に左回わり回転する。
この動作によつてワイヤー3が左回わりに回転し
始め、プーリー2に接触すると同時に高温相に変
態して上記動作を継続し、第1図に戻つてこの
SMAワイヤー3の動作によつて大プーリー1も
左回わりに回転する。尚第2小プーリー6を離れ
た後SMAワイヤー3は電流は若干流れるものの
発熱量は非常に小さく、外気によつて空冷されて
ABC間のSMAワイヤー3は低温相に変態する。
When the SMA wire 3 between the ACs transforms into a high-temperature phase in this way, the shape memory behavior between the ACs becomes as shown in FIG. 2. That is, as shown in FIG. 2, in the SMA wire 3 between ACs, the part that is in contact with the first pulley 2 (i.e., the part that is bent in an arc shape) is in contact with the second small pulley 6. There are many compared to the parts where there are. In other words, it is bent more on the first small pulley 2 side, and relatively less on the second small pulley 6 side. Therefore, the first and second
SMA wire 3 between small pulleys 2 and 6 is the second
Assuming that the shape is approximately straight due to the tension adjustment action of the small pulley 6, in the first small pulley 2, a force F is applied in the tangential direction as a force that causes the arc-shaped SMA wire 3 in contact with the pulley 2 to return to the straight shape. Similarly, a force f also acts on the second small pulley 6 in the tangential direction. These forces F and f both act as rotational moments Fr and fr that rotate the rotatably supported pulleys 2 and 6 in opposite directions.
As mentioned above, the first small pulley 2 is bent into an arc shape relatively many times, and the second small pulley 6 is bent relatively little, so the small pulleys 2, 6. Both rotate counterclockwise.
As a result of this operation, the wire 3 begins to rotate counterclockwise, and at the same time as it comes into contact with the pulley 2, it transforms into a high temperature phase and continues the above operation.
The movement of the SMA wire 3 also causes the large pulley 1 to rotate counterclockwise. Note that after leaving the second small pulley 6, the SMA wire 3 passes a small amount of current, but the amount of heat generated is very small, and is cooled by the outside air.
The SMA wire 3 between ABC transforms into a low temperature phase.

上記回転装置は大プーリー1の駆動回転を利用
して被駆動物を駆動することができ、例えばこの
回転を車輪に伝達すれば走行装置として作用し、
又適宜機構手段を構じれば揺動運動等を行なわせ
ることも可能であり、適用はさまざまなものが考
えられる。
The rotating device can drive a driven object using the drive rotation of the large pulley 1. For example, if this rotation is transmitted to the wheels, it acts as a traveling device,
Further, by arranging appropriate mechanical means, it is possible to perform rocking motion, etc., and various applications can be considered.

尚、上記実施例において、電源13の電流値を
変化させれば、AC間のSMAワイヤー3の発熱量
を変化させることができ、この発熱量の変化によ
つて発生する力Fも変化するので、上記電流値の
制御によつて回転数を制御することができる。
In the above embodiment, if the current value of the power source 13 is changed, the amount of heat generated by the SMA wire 3 between ACs can be changed, and the generated force F also changes due to the change in the amount of heat generated. The rotation speed can be controlled by controlling the current value.

<効果> 以上本考案は、大プーリーと、この大プーリー
より小径に形成された第1の小プーリーと、この
大プーリーと第1の小プーリーとの間に架設され
る環状の形状記憶合金のワイヤーと、上記小プー
リーの近傍に配置されて形状記憶合金のワイヤー
に接触する第2の小プーリーと、から成り、 上記形状記憶合金のワイヤーは、直線状に形状
記憶され、 上記第2の小プーリーは、第1の小プーリーに
おけるワイヤー接触部分の曲率に対して、第2の
小プーリーにおけるワイヤー接触部分の曲率が小
さくなるように、その位置が設定され、 上記第1の小プーリー及び第2の小プーリー
は、共に導電材料で形成されると共に、この両プ
ーリーに電流を供給する電気回路を設けた熱駆動
回転装置である。
<Effects> As described above, the present invention includes a large pulley, a first small pulley formed to have a smaller diameter than the large pulley, and an annular shape memory alloy constructed between the large pulley and the first small pulley. a second small pulley disposed near the small pulley and in contact with the shape memory alloy wire; the shape memory alloy wire has a linear shape memorized; The position of the pulley is set such that the curvature of the wire contacting part of the second small pulley is smaller than the curvature of the wire contacting part of the first small pulley, and The small pulleys are both made of electrically conductive material and are a thermally driven rotating device equipped with an electrical circuit that supplies current to both pulleys.

従つて、、上記第1の小プーリーと第2の小プ
ーリーとの間に電流を供給することによつて、当
該小プーリー間の形状記憶合金のワイヤーが直線
状に形状回復し、この形状回復によつて生じるト
ルク差によつて回転運動を継続させることができ
る。
Therefore, by supplying a current between the first small pulley and the second small pulley, the shape memory alloy wire between the small pulleys recovers its shape into a straight line, and this shape recovery The rotational motion can be continued by the torque difference generated by the .

この場合、各プーリーはほぼ2次元的に配置す
ることが可能であるので、装置を薄型にすること
ができる。しかも、形状記憶合金のワイヤーは直
線状に形状記憶されているので、形状記憶合金を
縮むように形状記憶した従来の装置に比べて、よ
り小型化を図ることができる。従つて、これら装
置の薄型化及び小型化によつて、当該熱回転駆動
装置の適用範囲を広めることができる。
In this case, since each pulley can be arranged approximately two-dimensionally, the device can be made thin. Moreover, since the shape memory alloy wire is memorized in a linear shape, it is possible to achieve a smaller size compared to a conventional device in which the shape memory alloy is memorized so as to shrink. Therefore, by making these devices thinner and smaller, the range of application of the thermal rotation drive device can be expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案実施例の正面図、第2図は同上
動作説明図。 1……大プーリー、2……第1小プーリー、3
……形状記憶合金のワイヤー、6……第2小プー
リー、12……電気回路。
FIG. 1 is a front view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the same operation. 1...Large pulley, 2...1st small pulley, 3
...Shape memory alloy wire, 6...Second small pulley, 12...Electric circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 大プーリーと、この大プーリーより小径に形成
された第1の小プーリーと、この大プーリーと第
1の小プーリーとの間に架設される環状の形状記
憶合金のワイヤーと、上記小プーリーの近傍に配
置されて形状記憶合金のワイヤーに接触する第2
の小プーリーと、から成り、 上記形状記憶合金のワイヤーは、直線状に形状
記憶され、 上記第2の小プーリーは、第1の小プーリーに
おけるワイヤー接触部分の曲率に対して、第2の
小プーリーにおけるワイヤー接触部分の曲率が小
さくなるように、その位置が設定され、 上記第1の小プーリー及び第2の小プーリー
は、共に導電材料で形成されると共に、この両小
プーリーに電流を供給する電気回路を設けた熱駆
動回転装置。
[Claims for Utility Model Registration] A large pulley, a first small pulley formed to have a smaller diameter than the large pulley, and an annular shape memory alloy constructed between the large pulley and the first small pulley. wire, and a second wire disposed near the small pulley and in contact with the shape memory alloy wire.
a small pulley, the wire of the shape memory alloy has a linear shape memorized, and the second small pulley has a second small pulley with respect to the curvature of the wire contact portion of the first small pulley. The position of the pulley is set so that the curvature of the wire contact part is small, and the first small pulley and the second small pulley are both made of a conductive material, and current is supplied to both of the small pulleys. A thermally driven rotating device equipped with an electric circuit to
JP20017883U 1983-12-27 1983-12-27 thermally driven rotating device Granted JPS60108773U (en)

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JP20017883U JPS60108773U (en) 1983-12-27 1983-12-27 thermally driven rotating device

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JP20017883U JPS60108773U (en) 1983-12-27 1983-12-27 thermally driven rotating device

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JPS60108773U JPS60108773U (en) 1985-07-24
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163688U (en) * 1982-04-27 1983-10-31 シャープ株式会社 shape memory alloy motor

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Publication number Publication date
JPS60108773U (en) 1985-07-24

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