JPH06173844A - 形状記憶アクチュエータ - Google Patents
形状記憶アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH06173844A JPH06173844A JP21317192A JP21317192A JPH06173844A JP H06173844 A JPH06173844 A JP H06173844A JP 21317192 A JP21317192 A JP 21317192A JP 21317192 A JP21317192 A JP 21317192A JP H06173844 A JPH06173844 A JP H06173844A
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- Japan
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- heating element
- resistance heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 形状記憶アクチュエータの低電力
化及び接続性向上を実現する。 【構成】 本発明のアクチュエータの場合、
図３に示すように、形状記憶合金１１表面上に、絶縁性
薄膜１２を介して発熱抵抗体１３を形成し、接続を容易
とする導電性薄膜１４を設けたものである。
化及び接続性向上を実現する。 【構成】 本発明のアクチュエータの場合、
図３に示すように、形状記憶合金１１表面上に、絶縁性
薄膜１２を介して発熱抵抗体１３を形成し、接続を容易
とする導電性薄膜１４を設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は形状記憶材料の温度を変
化させて形状変化を起こさせるアクチュエータに関す
る。
化させて形状変化を起こさせるアクチュエータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱を運動に変換し、所定の動作を
起こさせるアクチュエータとして、形状記憶合金アクチ
ュエータがある。第１図はスプリング型の形状記憶合金
アクチュエータの従来例である。このアクチュエータ１
はニッケルとチタンの合金からなっており、その先端に
はおもり２がつり下げられている。アクチュエータ１は
あらかじめ所定のスプリング形状で形状記憶処理がなさ
れている。このアクチュエータ１はおもり２により、伸
びた状態になっているが、アクチュエータ１を所定の温
度に加熱することにより、形状記憶処理された形状に復
帰する。一般にアクチュエータ１の加熱は、アクチュエ
ータ１に電流を直接通電して行い、冷却は自然放熱によ
って行っている。
起こさせるアクチュエータとして、形状記憶合金アクチ
ュエータがある。第１図はスプリング型の形状記憶合金
アクチュエータの従来例である。このアクチュエータ１
はニッケルとチタンの合金からなっており、その先端に
はおもり２がつり下げられている。アクチュエータ１は
あらかじめ所定のスプリング形状で形状記憶処理がなさ
れている。このアクチュエータ１はおもり２により、伸
びた状態になっているが、アクチュエータ１を所定の温
度に加熱することにより、形状記憶処理された形状に復
帰する。一般にアクチュエータ１の加熱は、アクチュエ
ータ１に電流を直接通電して行い、冷却は自然放熱によ
って行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の形状
記憶合金を駆動源としたアクチュエータでは、形状記憶
合金の抵抗加熱と自然放熱を用いていたため、以下の問
題があった。 １．形状記憶合金に電流を直接通電させるために、形状
記憶処理の際に形成された酸化被膜を除去しなければな
らない。 ２．熱容量が大きいために加熱及び放熱に時間がかか
り、すばやい変形が困難であり、高速動作が不可能であ
った。 ３．形状記憶合金内の電流を流れる断面積が大きくなる
と電気抵抗が低下するため所定の発熱量を得るために電
流値が増加し、低電力駆動が不可能であった。 ４．形状記憶合金の接合性が悪く、アクチュエータ駆動
用電気回路との接続が困難であった。 等の課題があった。
記憶合金を駆動源としたアクチュエータでは、形状記憶
合金の抵抗加熱と自然放熱を用いていたため、以下の問
題があった。 １．形状記憶合金に電流を直接通電させるために、形状
記憶処理の際に形成された酸化被膜を除去しなければな
らない。 ２．熱容量が大きいために加熱及び放熱に時間がかか
り、すばやい変形が困難であり、高速動作が不可能であ
った。 ３．形状記憶合金内の電流を流れる断面積が大きくなる
と電気抵抗が低下するため所定の発熱量を得るために電
流値が増加し、低電力駆動が不可能であった。 ４．形状記憶合金の接合性が悪く、アクチュエータ駆動
用電気回路との接続が困難であった。 等の課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に形状記憶材料表面の少なくとも一部に対し、抵抗発熱
体を形成することを特徴とし、又形状記憶材料表面に絶
縁膜を介して、少なくとも２カ所に接続を容易とする導
電性薄膜部を設けた抵抗発熱体を形成することを特徴と
する。
に形状記憶材料表面の少なくとも一部に対し、抵抗発熱
体を形成することを特徴とし、又形状記憶材料表面に絶
縁膜を介して、少なくとも２カ所に接続を容易とする導
電性薄膜部を設けた抵抗発熱体を形成することを特徴と
する。
【０００５】
【作用】上記のような構成によって得られる作用は次の
通りである。 １．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、形状記憶合金の断面積に関係なく高効率
で発熱でき、低電力駆動が可能である。 ２．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、発熱効率がよく、所定の温度に到達する
時間が短く、高速動作が可能である。 ３．形状記憶合金表面上に設けられた導電性薄膜部を通
じて電流の通電を行うため、適当な材料を選択すること
により、ハンダ付け等の本形状記憶アクチュエータへの
配線や固定が容易となる。 ４．形状記憶合金表面の絶縁膜に形状記憶合金の製造工
程で生じる酸化被膜を利用でき、酸化被膜除去処理が不
要となる。
通りである。 １．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、形状記憶合金の断面積に関係なく高効率
で発熱でき、低電力駆動が可能である。 ２．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、発熱効率がよく、所定の温度に到達する
時間が短く、高速動作が可能である。 ３．形状記憶合金表面上に設けられた導電性薄膜部を通
じて電流の通電を行うため、適当な材料を選択すること
により、ハンダ付け等の本形状記憶アクチュエータへの
配線や固定が容易となる。 ４．形状記憶合金表面の絶縁膜に形状記憶合金の製造工
程で生じる酸化被膜を利用でき、酸化被膜除去処理が不
要となる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面により説明す
る。第２図は本発明の一実施例における形状記憶アクチ
ュエータ３の概略構成図である。ニッケルチタン合金か
らなる形状記憶処理された形状記憶合金４表面に高周波
マグネトロンスパッタリングによりシリコン窒化膜から
なる絶縁性薄膜５が形成されている。さらに真空蒸着に
よりニッケルクロム合金薄膜からなる抵抗発熱体６が形
成されている。なお、形状記憶合金４を形状記憶処理し
た際に形状記憶合金４表面上に形成された酸化被膜を絶
縁性薄膜５としてシリコン窒化膜の代わりとしてもよい
し、抵抗発熱体はセラミクスの発熱体としてもよい。ま
た、本実施例のように絶縁性薄膜５としてシリコン窒化
膜、抵抗発熱体６としてニッケルクロム合金のような高
温でも酸化されにくい材料を用いる場合、形状記憶処理
は上記絶縁性薄膜５および抵抗発熱体６を形状記憶合金
４表面に形成した後行ってもよい。以上の構成による形
状記憶アクチュエータ３は、抵抗発熱体薄膜６の通電に
より高効率で加熱され、形状記憶合金４があらかじめ形
状記憶処理された形状に復帰する。抵抗発熱体薄膜６に
通電することにより形状記憶合金４に直接通電する場台
に比べ、高効率加熱が可能であり、形状記憶アクチュエ
ータ３の低電力駆動が可能である。第３図は本発明の第
２の実施例を示す。１０は本実施例の形状記憶アクチュ
エータであり、形状記憶処理が行われた形状記憶合金１
１と、形状記憶合金１１の表面に形成された絶縁性薄膜
１２を介して通電により発熱する、たとえばセラミクス
ヒータ材料からなる抵抗発熱体１３が適宜の手段たとえ
ば真空蒸着により形成されている。この抵抗発熱体１３
には配線やその他の構造材等へのたとえばろう付けによ
る接続が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性薄
膜部１４、１４’が設けられている。本構成の形状記憶
アクチュエータ１０の導電性薄膜部１４、１４’に適宜
の駆動回路の出力部をハンダ付けにより接続することが
でき、導電性薄膜部１４、１４’を介して抵抗発熱体１
３に通電することにより抵抗発熱体１３が発熱する。こ
の発熱は形状記憶合金１１に伝導され、形状記憶合金１
１は記憶された形状にすみやかに復帰する。すなわち、
本形状記憶アクチュエータ１０は導電性薄膜部１４、１
４’を設けた抵抗発熱体１３の発熱により形状復帰する
ものであり、形状記憶合金１１の断面積に関係なく高効
率な駆動ができるばかりでなく、従来極めて困難であっ
たハンダ付けによる配線も可能となる。第４図は本発明
の第３の実施例を示す。２０は本実施例の形状記憶アク
チュエータであり、形状記憶処理が行われた形状記憶合
金２１の表面に形成された絶縁性薄膜２２を介してたと
えば、発熱体自身が設定温度を保持する自己温度制御可
能な導電性カーボンを主成分とする発熱抵抗体２３が適
宜の手段により形成されている。この抵抗発熱体２３に
は、配線やその他の構造材等へのたとえば低温溶接（ろ
う付け）が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性
薄膜部２４、２４’、２４”が設けられている。また、
形状記憶合金２１において、導電性薄膜部２４と２４’
間及び２４と２４”間はそれぞれ別々に任意の形状に記
憶処理が施されている。本構成の形状記憶アクチュエー
タ２０の導電性薄膜部２４、２４’、２４”に適宜の駆
動回路の出力部を低温溶接することができ、導電性薄膜
部２４と２４’間に通電することにより、通電した区間
の抵抗発熱体２３が発熱する。この発熱はそれぞれの区
間の形状記憶合金２１にお伝導され、各区間の形状記憶
合金２１はそれぞれ記憶された任意の形状に復帰するも
のである。本形状記憶アクチュエータ２０は導電性薄膜
２４と２４’又は２４と２４”間の通電を適宜行うこと
により複数の種類の動きを取り出せるものである。また
形状記憶合金２１の断面積に関係なく高効率な駆動がで
き、従来極めて困難であった低温溶接も可能となる。第
５図は本発明の第４の実施例を示す。３０は本実施例の
形状記憶アクチュエータであり、それぞれ別々に任意の
形状記憶処理が行われた形状記憶合金３１、３１’と形
状記憶合金３１、３１’の表面に形成された絶縁性薄膜
３２、３２’を介して自己発熱可能な発熱抵抗体３３、
３３’が適宜の手段により形成されている。この抵抗発
熱体３３、３３’には配線やその他の構造材等へのたと
えば溶接が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性
薄膜部３４、３４’３４”、３４’’’が設けられてい
る。また形状記憶合金３１と３１’は断熱部を介して適
宜の手段で接続されている。本構成の形状記憶アクチュ
エータ３０の導電性薄膜部３４、３４’に適宜の駆動回
路の出力部を溶接することができ、導電性薄膜部３４、
３４’間に通電することにより発熱抵抗体３３が発熱す
る。この発熱は形状記憶合金３１に伝導され、形状記憶
合金３１の記憶する形状に復帰する。同様にして導電性
薄膜３４”と３４’’’間に通電することにより、形状
記憶合金３１’の記憶する形状に復帰する。すなわち本
形状記憶アクチュエータ３０は前述の実施例に述べた特
徴を有し、かつ２方向の動作を行うことができるもので
ある。
る。第２図は本発明の一実施例における形状記憶アクチ
ュエータ３の概略構成図である。ニッケルチタン合金か
らなる形状記憶処理された形状記憶合金４表面に高周波
マグネトロンスパッタリングによりシリコン窒化膜から
なる絶縁性薄膜５が形成されている。さらに真空蒸着に
よりニッケルクロム合金薄膜からなる抵抗発熱体６が形
成されている。なお、形状記憶合金４を形状記憶処理し
た際に形状記憶合金４表面上に形成された酸化被膜を絶
縁性薄膜５としてシリコン窒化膜の代わりとしてもよい
し、抵抗発熱体はセラミクスの発熱体としてもよい。ま
た、本実施例のように絶縁性薄膜５としてシリコン窒化
膜、抵抗発熱体６としてニッケルクロム合金のような高
温でも酸化されにくい材料を用いる場合、形状記憶処理
は上記絶縁性薄膜５および抵抗発熱体６を形状記憶合金
４表面に形成した後行ってもよい。以上の構成による形
状記憶アクチュエータ３は、抵抗発熱体薄膜６の通電に
より高効率で加熱され、形状記憶合金４があらかじめ形
状記憶処理された形状に復帰する。抵抗発熱体薄膜６に
通電することにより形状記憶合金４に直接通電する場台
に比べ、高効率加熱が可能であり、形状記憶アクチュエ
ータ３の低電力駆動が可能である。第３図は本発明の第
２の実施例を示す。１０は本実施例の形状記憶アクチュ
エータであり、形状記憶処理が行われた形状記憶合金１
１と、形状記憶合金１１の表面に形成された絶縁性薄膜
１２を介して通電により発熱する、たとえばセラミクス
ヒータ材料からなる抵抗発熱体１３が適宜の手段たとえ
ば真空蒸着により形成されている。この抵抗発熱体１３
には配線やその他の構造材等へのたとえばろう付けによ
る接続が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性薄
膜部１４、１４’が設けられている。本構成の形状記憶
アクチュエータ１０の導電性薄膜部１４、１４’に適宜
の駆動回路の出力部をハンダ付けにより接続することが
でき、導電性薄膜部１４、１４’を介して抵抗発熱体１
３に通電することにより抵抗発熱体１３が発熱する。こ
の発熱は形状記憶合金１１に伝導され、形状記憶合金１
１は記憶された形状にすみやかに復帰する。すなわち、
本形状記憶アクチュエータ１０は導電性薄膜部１４、１
４’を設けた抵抗発熱体１３の発熱により形状復帰する
ものであり、形状記憶合金１１の断面積に関係なく高効
率な駆動ができるばかりでなく、従来極めて困難であっ
たハンダ付けによる配線も可能となる。第４図は本発明
の第３の実施例を示す。２０は本実施例の形状記憶アク
チュエータであり、形状記憶処理が行われた形状記憶合
金２１の表面に形成された絶縁性薄膜２２を介してたと
えば、発熱体自身が設定温度を保持する自己温度制御可
能な導電性カーボンを主成分とする発熱抵抗体２３が適
宜の手段により形成されている。この抵抗発熱体２３に
は、配線やその他の構造材等へのたとえば低温溶接（ろ
う付け）が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性
薄膜部２４、２４’、２４”が設けられている。また、
形状記憶合金２１において、導電性薄膜部２４と２４’
間及び２４と２４”間はそれぞれ別々に任意の形状に記
憶処理が施されている。本構成の形状記憶アクチュエー
タ２０の導電性薄膜部２４、２４’、２４”に適宜の駆
動回路の出力部を低温溶接することができ、導電性薄膜
部２４と２４’間に通電することにより、通電した区間
の抵抗発熱体２３が発熱する。この発熱はそれぞれの区
間の形状記憶合金２１にお伝導され、各区間の形状記憶
合金２１はそれぞれ記憶された任意の形状に復帰するも
のである。本形状記憶アクチュエータ２０は導電性薄膜
２４と２４’又は２４と２４”間の通電を適宜行うこと
により複数の種類の動きを取り出せるものである。また
形状記憶合金２１の断面積に関係なく高効率な駆動がで
き、従来極めて困難であった低温溶接も可能となる。第
５図は本発明の第４の実施例を示す。３０は本実施例の
形状記憶アクチュエータであり、それぞれ別々に任意の
形状記憶処理が行われた形状記憶合金３１、３１’と形
状記憶合金３１、３１’の表面に形成された絶縁性薄膜
３２、３２’を介して自己発熱可能な発熱抵抗体３３、
３３’が適宜の手段により形成されている。この抵抗発
熱体３３、３３’には配線やその他の構造材等へのたと
えば溶接が容易に行える適宜の接合材料からなる導電性
薄膜部３４、３４’３４”、３４’’’が設けられてい
る。また形状記憶合金３１と３１’は断熱部を介して適
宜の手段で接続されている。本構成の形状記憶アクチュ
エータ３０の導電性薄膜部３４、３４’に適宜の駆動回
路の出力部を溶接することができ、導電性薄膜部３４、
３４’間に通電することにより発熱抵抗体３３が発熱す
る。この発熱は形状記憶合金３１に伝導され、形状記憶
合金３１の記憶する形状に復帰する。同様にして導電性
薄膜３４”と３４’’’間に通電することにより、形状
記憶合金３１’の記憶する形状に復帰する。すなわち本
形状記憶アクチュエータ３０は前述の実施例に述べた特
徴を有し、かつ２方向の動作を行うことができるもので
ある。
【０００７】
【発明の効果】本発明のアクチュエータは形状記憶合金
の表面に抵抗発熱体を形成するため、次のような効果を
奏する。 １．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、抵抗値はバルクの金属より大きく、従っ
て低電力駆動が可能である。 ２．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、所定の温度に到達する時間が短く、高速
動作が可能である。 ３．形状記憶合金表面上に設けられた導電性薄膜を通じ
て電流の通電を行うため、適当な材料を選択することに
より、ハンダ付けが容易となる。 ４．形状記憶合金表面上に抵抗発熱体もしくは導電性薄
膜を形成するため、形状記憶処理後の酸による酸化被膜
除去処理が不要となる。
の表面に抵抗発熱体を形成するため、次のような効果を
奏する。 １．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、抵抗値はバルクの金属より大きく、従っ
て低電力駆動が可能である。 ２．形状記憶合金表面上に設けられた抵抗発熱体により
加熱するため、所定の温度に到達する時間が短く、高速
動作が可能である。 ３．形状記憶合金表面上に設けられた導電性薄膜を通じ
て電流の通電を行うため、適当な材料を選択することに
より、ハンダ付けが容易となる。 ４．形状記憶合金表面上に抵抗発熱体もしくは導電性薄
膜を形成するため、形状記憶処理後の酸による酸化被膜
除去処理が不要となる。
【第 １図】 形状記憶アクチュエータの従来例を
示す
示す
【第 ２図】 第１の実施例の概略構成図を示す
【第 ３図】 第２の実施例の概略構成図を示す
【第 ４図】 第３の実施例の概略構成図を示す
【第 ５図】 第４の実施例の概略構成図を示す
４，１１，３１，３１’ ・・・・・ 形状記憶
合金 ５，１２，２２，３２，３２’ ・・・・・ 絶縁性薄
膜 ６，１３，２３，３３，３３’ ・・・・・ 発熱抵抗
体 ３，１０，２０，３０ ・・・・・ 形状記憶
アクチュエータ
合金 ５，１２，２２，３２，３２’ ・・・・・ 絶縁性薄
膜 ６，１３，２３，３３，３３’ ・・・・・ 発熱抵抗
体 ３，１０，２０，３０ ・・・・・ 形状記憶
アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 照幸 愛知県名古屋市中区栄２丁目３番１号 株 式会社メイテック内
Claims (2)
- 【請求項１】 形状記憶材料表面に、抵抗発熱体を形成
することを特徴とする形状記憶アクチュエータ - 【請求項２】 形状記憶材料表面に絶縁膜を介して、少
なくとも２カ所に接続を容易とする導電性薄膜部を設け
た抵抗発熱体を形成することを特徴とする請求項１記載
の形状記憶アクチュエータ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21317192A JPH06173844A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 形状記憶アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21317192A JPH06173844A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 形状記憶アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173844A true JPH06173844A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=16634731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21317192A Pending JPH06173844A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 形状記憶アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173844A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160002556A (ko) * | 2014-06-30 | 2016-01-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 형상 기억 복합체 및 이를 포함하는 가변형 표시장치 |
| KR20160082821A (ko) * | 2014-12-29 | 2016-07-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | 발열 시트 및 이를 포함하는 형상 기억 복합체 |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP21317192A patent/JPH06173844A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160002556A (ko) * | 2014-06-30 | 2016-01-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 형상 기억 복합체 및 이를 포함하는 가변형 표시장치 |
| KR20160082821A (ko) * | 2014-12-29 | 2016-07-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | 발열 시트 및 이를 포함하는 형상 기억 복합체 |
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