JPH0377390B2 - - Google Patents
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- JPH0377390B2 JPH0377390B2 JP3726887A JP3726887A JPH0377390B2 JP H0377390 B2 JPH0377390 B2 JP H0377390B2 JP 3726887 A JP3726887 A JP 3726887A JP 3726887 A JP3726887 A JP 3726887A JP H0377390 B2 JPH0377390 B2 JP H0377390B2
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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アクチユエー
ターの改良に関するものである。
ターの改良に関するものである。
Ni−Ti合金などの形状記憶効果を利用したア
クチユエーターは種々のものが公知である。これ
らの多くのものは形状記憶合金自体に二方向特性
を持たせると高、低温側それぞれの形状を正確に
設定できないことから、一方向特性を有する形状
記憶合金を利用している。一方向性形状記憶合金
を使つて二方向の特性を得る方法としては、バイ
アス法と差動式二方向素子がある。これらの方法
としては低温で軟かく高温で硬い性質を利用した
もので例えばバイアス法としては第３図に示すも
のがある。
クチユエーターは種々のものが公知である。これ
らの多くのものは形状記憶合金自体に二方向特性
を持たせると高、低温側それぞれの形状を正確に
設定できないことから、一方向特性を有する形状
記憶合金を利用している。一方向性形状記憶合金
を使つて二方向の特性を得る方法としては、バイ
アス法と差動式二方向素子がある。これらの方法
としては低温で軟かく高温で硬い性質を利用した
もので例えばバイアス法としては第３図に示すも
のがある。
すなわち形状記憶合金コイル２とコイルばね１
２をストツパー３を介してシヤフト４に並列して
配置したもので低温のときはコイルばねのバイア
ス力により形状記憶コイルは収縮した形状となつ
ているが、形状記憶コイルを加熱して高温になる
とコイルばねのバイアス力に打勝つて形状記憶コ
イルが伸びてストツパーを図面上右方に押戻し、
シヤフトが右方に移動する。加熱を止めて低温に
なるとコイルばねのバイアス力が強くなり、形状
記憶コイルを押戻し、ストツパー、シヤフトを左
方に移動させる。このような動作を繰り返してシ
ヤフトに二方向の駆動力を得るものである。
２をストツパー３を介してシヤフト４に並列して
配置したもので低温のときはコイルばねのバイア
ス力により形状記憶コイルは収縮した形状となつ
ているが、形状記憶コイルを加熱して高温になる
とコイルばねのバイアス力に打勝つて形状記憶コ
イルが伸びてストツパーを図面上右方に押戻し、
シヤフトが右方に移動する。加熱を止めて低温に
なるとコイルばねのバイアス力が強くなり、形状
記憶コイルを押戻し、ストツパー、シヤフトを左
方に移動させる。このような動作を繰り返してシ
ヤフトに二方向の駆動力を得るものである。
また差動式は第３図のコイルばね１２に代え
て、これも形状記憶コイルとし、左右２個の形状
記憶コイルを交互に加熱して上記と同様に二方向
の駆動力を得るものである。しかしこのようなバ
イアス式、差動式においてはいずれも加熱時に記
憶された形状へ復帰する性質を利用しているため
低温になると元の位置に戻つてしまう。移動させ
た位置に維持する場合は記憶形状を維持するに必
要な期間は常にその温度を保持する必要がある。
すなわち上記の第３図のバイアス式においてスト
ツパーを右方に移動し、そのまま一定時間を維持
したい場合は形状記憶コイルに一定時間継続し
て、一定の温度に保持する必要があつた。通常形
状記憶コイルの加熱方法としてはコイルに直接通
電し加熱する方法、熱風による加熱などが考えら
れているが、電流制御装置、タイマーなどの調整
装置、熱風加熱装置などが必要とされ、したがつ
てコスト高となり、また設置場所などの制約もあ
つてこの種の駆動装置の利用面に大きな障害とな
つていた。
て、これも形状記憶コイルとし、左右２個の形状
記憶コイルを交互に加熱して上記と同様に二方向
の駆動力を得るものである。しかしこのようなバ
イアス式、差動式においてはいずれも加熱時に記
憶された形状へ復帰する性質を利用しているため
低温になると元の位置に戻つてしまう。移動させ
た位置に維持する場合は記憶形状を維持するに必
要な期間は常にその温度を保持する必要がある。
すなわち上記の第３図のバイアス式においてスト
ツパーを右方に移動し、そのまま一定時間を維持
したい場合は形状記憶コイルに一定時間継続し
て、一定の温度に保持する必要があつた。通常形
状記憶コイルの加熱方法としてはコイルに直接通
電し加熱する方法、熱風による加熱などが考えら
れているが、電流制御装置、タイマーなどの調整
装置、熱風加熱装置などが必要とされ、したがつ
てコスト高となり、また設置場所などの制約もあ
つてこの種の駆動装置の利用面に大きな障害とな
つていた。
本発明者は上記の問題について検討した結果、
形状記憶合金を加熱して必要とする形状に復帰さ
せて一方向に駆動させ、加熱を止め冷却してもこ
の状態を維持しており、次に他方の形状記憶合金
を加熱すると他の一方向に駆動し、加熱を止め冷
却してもこの状態を維持する。すなわち低温時に
おいても任意の２位置を選択できるアクチユエー
ターを開発したものである。
形状記憶合金を加熱して必要とする形状に復帰さ
せて一方向に駆動させ、加熱を止め冷却してもこ
の状態を維持しており、次に他方の形状記憶合金
を加熱すると他の一方向に駆動し、加熱を止め冷
却してもこの状態を維持する。すなわち低温時に
おいても任意の２位置を選択できるアクチユエー
ターを開発したものである。
本発明は複数の形状記憶合金板を弓状もしくは
円錐形状に記憶させ、この内の単数または複数の
形状記憶合金板を記憶形状と対称形に反転させて
シヤフトに並列して組合せ、該形状記憶合金板の
表面に面状発熱体を設け、面状発熱体に通電し、
形状記憶合金板を交互に加熱して反転させシヤフ
トを二方向に駆動させることを特徴とするアクチ
ユエーターである。
円錐形状に記憶させ、この内の単数または複数の
形状記憶合金板を記憶形状と対称形に反転させて
シヤフトに並列して組合せ、該形状記憶合金板の
表面に面状発熱体を設け、面状発熱体に通電し、
形状記憶合金板を交互に加熱して反転させシヤフ
トを二方向に駆動させることを特徴とするアクチ
ユエーターである。
すなわち本発明は第１図に示すようにNi−Ti
合金などからなる形状記憶合金の短冊状の板を、
第１図ａに示すように弓状に形状記憶させる。こ
れを第１図ｂの１のように記憶形状と対称形に反
転させたものを１枚と弓状に形状記憶させたもの
２と並列してストツパー３を介してシヤフト４に
挿通したものである。そして記憶合金板１，２は
その表面に面状発熱体５，５′設けられ、面状発
熱体に通電加工することにより形状記憶合金板
１，２が加熱できるようになつており、形状記憶
合金板は夫々電気的、熱的に絶縁してアクチユエ
ーターとしたものである。なお形状記憶合金板
１，２の上下端は固定具７，７′により固定され
ている。この作動について説明すると第１図ｂの
状態において形状記憶合金板１および２が低温で
安定であるとき面状発熱体５に通電し形状記憶合
金板１を所定の温度に加熱すると第１図ｃに示す
ように形状記憶合金板１は記憶された元の形状に
戻る。この際形状記憶合金２はｂの記憶形状から
ｃのように飛び移り座屈して反転し、シヤフト４
は右方に駆動して加熱を止めて冷却されても、こ
の状態において安定静止する。次にこの状態のと
き面状発熱体５′に通電し形状記憶合金板２を加
熱すると第１図ａのように形状記憶合金板２は記
憶された元の形状に戻り、形状記憶合金板１は飛
び移り座屈して反転し、シヤフト４は左方に駆動
し、この状態で安定静止する。上記の作動を繰り
返し行うことによりシヤフトに二方向の断続、ま
たは連続した駆動を付与することが可能となる。
しかして本発明は形状記憶合金板の少なくとも１
個を記憶形状から反転させて組合せてあるため、
これが作動時に飛び移り反転し座屈状態となるた
め冷却時に安定静止状態が維持できるものであ
る。
合金などからなる形状記憶合金の短冊状の板を、
第１図ａに示すように弓状に形状記憶させる。こ
れを第１図ｂの１のように記憶形状と対称形に反
転させたものを１枚と弓状に形状記憶させたもの
２と並列してストツパー３を介してシヤフト４に
挿通したものである。そして記憶合金板１，２は
その表面に面状発熱体５，５′設けられ、面状発
熱体に通電加工することにより形状記憶合金板
１，２が加熱できるようになつており、形状記憶
合金板は夫々電気的、熱的に絶縁してアクチユエ
ーターとしたものである。なお形状記憶合金板
１，２の上下端は固定具７，７′により固定され
ている。この作動について説明すると第１図ｂの
状態において形状記憶合金板１および２が低温で
安定であるとき面状発熱体５に通電し形状記憶合
金板１を所定の温度に加熱すると第１図ｃに示す
ように形状記憶合金板１は記憶された元の形状に
戻る。この際形状記憶合金２はｂの記憶形状から
ｃのように飛び移り座屈して反転し、シヤフト４
は右方に駆動して加熱を止めて冷却されても、こ
の状態において安定静止する。次にこの状態のと
き面状発熱体５′に通電し形状記憶合金板２を加
熱すると第１図ａのように形状記憶合金板２は記
憶された元の形状に戻り、形状記憶合金板１は飛
び移り座屈して反転し、シヤフト４は左方に駆動
し、この状態で安定静止する。上記の作動を繰り
返し行うことによりシヤフトに二方向の断続、ま
たは連続した駆動を付与することが可能となる。
しかして本発明は形状記憶合金板の少なくとも１
個を記憶形状から反転させて組合せてあるため、
これが作動時に飛び移り反転し座屈状態となるた
め冷却時に安定静止状態が維持できるものであ
る。
本発明において使用する形状記憶合金板の数は
２枚以上の複数枚が使用でき、この内の半数枚を
記憶形状から反転させて組合せたものとした方が
作動時の力のバランス上好ましい。また短冊状で
なく円板を円錐形状にしたものを使用してもよ
い。形状記憶合金としてはNi−Ti合金の他これ
にFe、Coなど第３元素を添加したNi−Ti系合
金、およびCu−Al−Ni、Cu−Au−ZnなどのCu
系合金の他通常使用される形状記憶合金が適用で
きる。また面状発熱体は、ポリエチレン、ポリエ
ステル、ナイロン、エチレン酢酸ビニルなどの可
撓性、耐熱性フイルムに、銅、カーボン、その他
の発熱物質をプリントなどにより設けたもの、そ
の他通常の面状発熱体が使用できる。
２枚以上の複数枚が使用でき、この内の半数枚を
記憶形状から反転させて組合せたものとした方が
作動時の力のバランス上好ましい。また短冊状で
なく円板を円錐形状にしたものを使用してもよ
い。形状記憶合金としてはNi−Ti合金の他これ
にFe、Coなど第３元素を添加したNi−Ti系合
金、およびCu−Al−Ni、Cu−Au−ZnなどのCu
系合金の他通常使用される形状記憶合金が適用で
きる。また面状発熱体は、ポリエチレン、ポリエ
ステル、ナイロン、エチレン酢酸ビニルなどの可
撓性、耐熱性フイルムに、銅、カーボン、その他
の発熱物質をプリントなどにより設けたもの、そ
の他通常の面状発熱体が使用できる。
以下に本発明の一実施例について説明する。
第２図ａ，ｂに示すようにNi−Ti合金からな
る弓状の形状記憶合金板１，２の表面に面状発熱
体５，５′を夫々貼付けて設けこの中央の小孔に
シヤフト４を貫通させ、ストツパー３がカシメな
どにより取付けられている。さらに形状記憶合金
板１，２の両端部には絶縁体７，７′により絶縁
された端子８，８が設けられ面状発熱体に通電す
るようになつており絶縁ブロツク９，９′がケー
ス１０，１０′複数のボルト１１により強固に組
込まれている。なお、シヤフト、ストツパーは絶
縁材で製作されているか、もしくは必要な絶縁処
理が施されている。
る弓状の形状記憶合金板１，２の表面に面状発熱
体５，５′を夫々貼付けて設けこの中央の小孔に
シヤフト４を貫通させ、ストツパー３がカシメな
どにより取付けられている。さらに形状記憶合金
板１，２の両端部には絶縁体７，７′により絶縁
された端子８，８が設けられ面状発熱体に通電す
るようになつており絶縁ブロツク９，９′がケー
ス１０，１０′複数のボルト１１により強固に組
込まれている。なお、シヤフト、ストツパーは絶
縁材で製作されているか、もしくは必要な絶縁処
理が施されている。
上記の第２図の形状記憶合金板の組合せは第１
図ａに示す形状に記憶したものを第１図ｂの１の
如く常温において記憶形状と対称形に反転させて
組込んだものであり、一方の形状記憶合金板２
は、この形状に記憶したものを組込むものであ
る。
図ａに示す形状に記憶したものを第１図ｂの１の
如く常温において記憶形状と対称形に反転させて
組込んだものであり、一方の形状記憶合金板２
は、この形状に記憶したものを組込むものであ
る。
このアクチユエーターは第２図の状態において
常温で安定静止しているものである。そしてこの
状態のとき面状発熱体５に通電加熱すると形状記
憶合金板１が加熱されて記憶された元の形状に戻
り反転して点線Ｂに示すように右方に移動する。
この際形状記憶合金板２は点線B′のように飛び
移り反転し記憶した形状と逆の方向に座屈すると
共にシヤフト４は右方に移動し、この状態で安定
静止する。次に面状発熱体５′に通電加熱すると
形状記憶合金板２が加熱されて記憶した形状に戻
り反転してシヤフトは左方へ移動し、安定静止す
る。このように面状発熱体５，５′に交互に通電
すると形状記憶合金板が交互に加熱されて形状記
憶合金板が反転することによりシヤフトを移動
し、断続または連続させて駆動することが可能で
ある。
常温で安定静止しているものである。そしてこの
状態のとき面状発熱体５に通電加熱すると形状記
憶合金板１が加熱されて記憶された元の形状に戻
り反転して点線Ｂに示すように右方に移動する。
この際形状記憶合金板２は点線B′のように飛び
移り反転し記憶した形状と逆の方向に座屈すると
共にシヤフト４は右方に移動し、この状態で安定
静止する。次に面状発熱体５′に通電加熱すると
形状記憶合金板２が加熱されて記憶した形状に戻
り反転してシヤフトは左方へ移動し、安定静止す
る。このように面状発熱体５，５′に交互に通電
すると形状記憶合金板が交互に加熱されて形状記
憶合金板が反転することによりシヤフトを移動
し、断続または連続させて駆動することが可能で
ある。
上記においては形状記憶合金板１を記憶させた
形状から反転させて組合せた例について説明した
が、反転させる合金板は１，２いずれでもよく、
最初の加熱は反転させた合金板に付与すれば、そ
の合金が元の形状に戻るため、その力により別の
合金板が反転して座屈状態となり、以後交互に加
熱することにより二方向の駆動が得られるもので
ある。
形状から反転させて組合せた例について説明した
が、反転させる合金板は１，２いずれでもよく、
最初の加熱は反転させた合金板に付与すれば、そ
の合金が元の形状に戻るため、その力により別の
合金板が反転して座屈状態となり、以後交互に加
熱することにより二方向の駆動が得られるもので
ある。
以上に説明したように本発明によれば複数の形
状記憶合金板を交互に加熱することにより形状を
反転させてシヤフトを移動し二方向の往復運動を
付与することができると共に加熱を止めて低温に
なつてもその位置を維持することができる。また
必要な２位置を加熱することなく選択して維持す
ることができる。さらに加熱に面状発熱体を用い
るので、加熱条件が設定し易く、コンパクトで安
価であるなど多くの顕著な効果を有するものであ
る。
状記憶合金板を交互に加熱することにより形状を
反転させてシヤフトを移動し二方向の往復運動を
付与することができると共に加熱を止めて低温に
なつてもその位置を維持することができる。また
必要な２位置を加熱することなく選択して維持す
ることができる。さらに加熱に面状発熱体を用い
るので、加熱条件が設定し易く、コンパクトで安
価であるなど多くの顕著な効果を有するものであ
る。
第１図は本発明のアクチユエーターの作動状態
を示す模式図、第２図は本発明の一実施例を示す
図でありａは正面から見た縦断面、ｂは側面から
見た縦断面図、第３図は従来のアクチユエーター
を示す図である。 １……反転して組合せた形状記憶合金板、２…
…形状記憶合金板、３……ストツパー、４……シ
ヤフト、５，５′……面状発熱体、６，６′……固
定具、７，７′……絶縁体、８，８′……端子、
９，９′……絶縁物、１０，１０′……ケース、１
１……ボルト、１２……コイルばね。
を示す模式図、第２図は本発明の一実施例を示す
図でありａは正面から見た縦断面、ｂは側面から
見た縦断面図、第３図は従来のアクチユエーター
を示す図である。 １……反転して組合せた形状記憶合金板、２…
…形状記憶合金板、３……ストツパー、４……シ
ヤフト、５，５′……面状発熱体、６，６′……固
定具、７，７′……絶縁体、８，８′……端子、
９，９′……絶縁物、１０，１０′……ケース、１
１……ボルト、１２……コイルばね。
Claims (1)
- １ 複数の形状記憶合金板を弓状もしくは円錐形
状に記憶させ、この内の単数または複数の形状記
憶合金板を記憶形状と対称形に反転させてシヤフ
トに並列して組合せ、該形状記憶合金板の表面に
面状発熱体を設け、面状発熱体に通電し形状記憶
合金板を交互に加熱して反転させシヤフトを二方
向に駆動させることを特徴とするアクチユエータ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3726887A JPS63205467A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | アクチユエ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3726887A JPS63205467A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | アクチユエ−タ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63205467A JPS63205467A (ja) | 1988-08-24 |
| JPH0377390B2 true JPH0377390B2 (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=12492923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3726887A Granted JPS63205467A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | アクチユエ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63205467A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4836496A (en) * | 1987-08-27 | 1989-06-06 | Johnson Service Company | SMF actuator |
| JPH02118171U (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-21 | ||
| FR2991399B1 (fr) * | 2012-06-04 | 2018-01-12 | Centre National D' Etudes Spatiales (Cnes) | Actionneur a enroulement en materiau a memoire de forme |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3726887A patent/JPS63205467A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63205467A (ja) | 1988-08-24 |
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