JPH0374644A

JPH0374644A - 形状記憶合金ばね

Info

Publication number: JPH0374644A
Application number: JP20901389A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Hirano; 平能　司
Original assignee: IZUMI DENKI TOYAMA SEISAKUSHO KK
Current assignee: IZUMI DENKI TOYAMA SEISAKUSHO KK
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2549356B2

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］この発明は、線材の形状記憶合金を湾曲させて形成した
形状記憶合金ばねに関する。

［従来の技術］従来、形状記憶合金を利用したばねは、線材の形状記憶
合金をコイル状に巻いたちのや、綿状または板状の形状
記憶合金材が多く用いられ、これらを塑性変形させた後
、所定の温度条件で形状記憶効果を出させるようにして
いる。

［発明が解決しようとする課！ｉ］上記コイル状の形状記憶合金ばねは、記憶状態からの変
位量は多く取れるが、コイル状に巻いた分のスペースを
必要とし、装置の小型化の妨げになっている。

また、線材をそのまま引っ張って塑性変形させたものは
、変位量が小さいという問題がある。

さらに、従来の形状記憶合金ばねの用いられ方は、少な
くともばねの一方の端は、可動部となっており、端部を
電気的にも接続する場合等に種々の不都合があった。

この発明は上記従来の技術に鑑みてなされたもので、小
型でスペースを取らず、変位量も大きい形状記憶合金ば
ねを提供することを目的ヒする。

［課題を解決するための手段］この発明は、形状記憶合金製の線材をその中央部で湾曲
させてループを形成するとともに、この線材の両端部を
同一方向に延出させた形状記憶合金ばねである。

［作用］この発明の形状記憶合金ばねは、両端部を固定すること
ができ、扁平な形状で変位量を比較的多く取ることがで
きるちのである。

［実施例１以下この発明の実施例について図面に基づいて説明する
。

第１図は、この発明の第一実施例であるロボットハンド
を示すもので、電気信号により制御可能なロボットハン
ドｌは、対象物を把持するハンド部２と、これを保持す
るアーム部３とから成る。

一対のハンド部２は、回動軸４で交差しこれを中心とし
て回動可能になっており、さらに、ハンド部２の各基端
部２ａは、回動自在な一対の連結部材６の一端に回動軸
５によって軸支されている。

連結部材６は、その他端が互いに回動自在につながれて
おり、その連結部に係合部材７が取り付けられている。

係合部材７には、形状記憶合金製のばね８のループ部９
が係合している。この形状記憶合金製のはね８は、第２
図（Ａ）ＣＢ）に示すように、線材の形状記憶合金の中
央部を１．５回ターンさせてループ部９を形成したもの
で１両端部８ａは各々同一方向に延出している。また、
このループ部９は、２．５タ一ン程度でも良いが、ター
ン数が余り多くなると変形させにくく記憶形状に戻る際
の力も弱くなる。さらに、ターン数が多いと扁平でなく
なるので、せいぜい数ターン位までが適当である。そし
て、両端部８ａは、アーム部３に固定され、通電加熱さ
せるための端子１０が各々に取り付けられている。この
端子１０は、加熱用の通電量を制御するための電流制御
装置１１に接続されている。

また、アーム部２には、回動軸４に係合されているとと
もに両端が揺動軸５に係合し、アーム部２を開く方向に
付勢しているバイアスねじつばね１２が取り付けられて
いる。

次に、この実施例の形状記憶合金ばね８の動作について
説明する。

先ず、形状記憶合金ばね８の記憶形状を第２図（Ａ）に
示すように、ループ部９の大きさを相対的に大きくして
形成しておく、そして、ロボットアームｌに取り付ける
際、ループ部９を縮めるようにして両端部８ａを引き伸
ばし端子ｌＯに固定する。

次に、アーム部２を作動させるには、電流制御装置１１
により通電制御し、形状記憶合金ばね８を所定の温度に
加熱すると、形状記憶合金ばね８は形状記憶合金のＡｓ
点を越え、記憶形状に戻り始める。これによって、係合
部材７はループ部９が大きくなるにしたがい両端部８ａ
（Ｉｆに引き寄せられ、アーム部２はバイアスねじつば
ね１２に抗して閉じようとする。また、加熱を止めれば
アーム部２は、バイアスねじつばね１２の力によって開
き、このとき形状記憶合金ばね８も引っ張られてループ
部９は小さくなる。ここで、形状記憶合金ばね８にかけ
る電流値とループ部９が係合部７を引っ張る力とは比例
関係にあり、特に形状記憶合金ばね８の温度がＡｓ点か
らＡｔ点の間の場合の引っ催り力の増加傾向の傾きが大
きい。

この実施例の形状記憶合金ばねによれば、扁平でスペー
スを取らず、しかも変位量が大きく、ロボットアームの
小型化に大きく寄与するものである。しかも、端子１０
は両方とも固定なので、形状記憶合金ばね８の両端部８
ａは動かず、作動中に接続不良等の不都合が生じること
はない。

次にこの発明の第二実施例について、第３図。

第４図に基づいて説明する。ここで、第一実施例と同一
部材については、同一符号を付して説明を省略する。

この実施例は、この発明の形状記憶合金ばね８をリレー
２０に利用したもので、ケース２１内に接点２２の一方
が設けられた板ばね２３が取り付けられ、板ばね２３の
先端近傍に係合部材７が設けられ、形状記憶合金ばね８
のループ部９が係合部材７に係合している。そして、形
状記憶合金ばね８の両端部８ａは、一対の端子２４に各
々接続固定されている。

また、接点２２の他方の接点部材は、固定部材２５に設
けられ、板ばね２３および固定部材２５は一対の端子２
６に各々接続されている。そして端子２４は、電源２７
およびスイッチ２８に直列に接続されている。

この実施例の形状記憶合金ばね８の動作は、スイッチ２
８を閉じると、形状記憶合金ばね８が記憶形状に戻り、
接点２２を閉じるものである。そして５通電が解除され
形状記憶合金ばね８が冷却すると、板ばね２３の力によ
り形状記憶合金ばね８は引っ張られ、ループ部９が小さ
くなり、接点２２も開放される。

この実施例によれば、小型薄型で、比較的大電流を流す
ことができるリレーが可能であり、信頼性も高いものに
することができる。

次に、この発明の第三実施例について、第５図ないし第
７図を基にして説明する。ここで、上述の実施例と同一
部材については同一符号を付して説明を省略する。

この実施例は、形状記憶合金ばね８を表示器３０に利用
したものである。この表示器３０は、２種類の表示が可
能なもので、第５図、第６図に示すように、表示器３０
に固定された固定表示板３１．３２と回動軸３３を中心
に揺動自在の可動表示板３４が設けられている。可動表
示板３４は、表裏面３４ａ、　３４ｂがそれぞれ固定表
示板３１゜３２に対応している。そして、可動表示板３
４はアーム３５に固定され、アーム３５は回動軸３６を
中心に揺動自在となっており、この回動輪３６は、上下
動自在な駆動部材３７に取り付けられている。そして、
駆動部材３７はこれを上方に付勢しているバイアスばね
３８によって支えられている。さらに、駆動部材３７は
、係合部材３９を有し、この係合部材３９に形状記憶合
金ばね８のループ部９が係合している。また、形状記憶
合金ばね８の両端部８ａは１表示器３０の下方に固定さ
れている。

この実施例の表示器３０の動作は、上述の実施例と同様
に、形状記憶合金ばね８を引っ彊ってループ部９を縮め
た状態で取り付け、雰囲気温度がＡｓ点を越えると、形
状記憶合金ばね８のループ部９はもとの大きさに戻り始
める。すると、形状記憶合金ばね８は、駆動部材３７を
係合部材３９を介して、バイアスばね３８に抗して下方
へ押し下げる。これによって、可動表示板３４は、固定
表示板３２の方から固定表示板３１の方へ揺動じ、固定
表示板３２と可動表示板３４の裏面３４ｂとで構成され
る表示内容が表われる。

この表示器３０は、Ａｓ点が所望の温度の形状記憶合金
で形状記憶合金ばね８を形成し、その作動温度を適宜設
定することにより、例えば、Ａｓ点が０度の形状記憶合
金を用いて第７図に示すように凍結注意の表示板を形成
することができる。

また第８図に示すように１部屋の冷房温度表示用に、例
えば２５度で表示が変わるようにした表示器を形成して
も良い。

この実施例によれば、所定の温度によって、正確に動作
する表示器を安価に提供することができ、モーター等を
利用しないので維持費ちかからず、対環境性も良い。

また、より正確かつ迅速に表示が変わるようにする場合
は、センサーにより温度を検知し、所定温度以上で形状
記憶合金ばね８に通電し、元の記憶形状に戻すようにし
ても良い。

なお、この発明の形状記憶合金ばねは、形状記憶合金の
線材の中央部にループ部を形成し、線材の両端部を同一
方向に延出させたものであれば良く、その用途は、電気
的に加熱する場合や、雰囲気温度の変化によるもの等種
々の用途に利用できるちのである。

〔発明の効果〕

この発明の形状記憶合金はねは、線材の形状記憶合金の
中央部にループ部を形成し、ＩＩ材の両端部を同一方向
に延出させたので、小型で扁平に形成することができ、
これの応用機器の小型軽量化に寄与することができる。

さらに、変位量も比較的大きく取ることができ、しかも
コイルばねのように一方の端が動くことがない、これに
よって１両端部を電気的に接続する場合には可動部がな
く、きわめて信頼性が高く過酷な環境に対しても正確に
作動する装置を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第一実施例の内部を示す平面図、
第２図（Ａ）、ｔＢ）はこの第一実施例の形状記憶合金
ばねの正面図および右側面図、第３図はこの発明の第二
実施例の内部を示す平面図、第４図はこの第二実施例の
右側面図、第５図はこの発明の第三実施例の正面図、第
６図はこの第三実施例の内部を示す側面図、第７図、第
８図はこの第三実施例の使用状態を示す正面図である。８・・・形状記憶合金ばね、８ａ・・・端部、９・・・
ループ部第図第５図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

　形状記憶合金製の線材をその中央部で湾曲させてルー
プ部を形成するとともに、このループ部から上記線材の
両端部を同一方向に延出させて成ることを特徴とする形
状記憶合金ばね。