JPH06249129A - モータ - Google Patents
モータInfo
- Publication number
- JPH06249129A JPH06249129A JP3189793A JP3189793A JPH06249129A JP H06249129 A JPH06249129 A JP H06249129A JP 3189793 A JP3189793 A JP 3189793A JP 3189793 A JP3189793 A JP 3189793A JP H06249129 A JPH06249129 A JP H06249129A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory alloy
- shape memory
- spring
- motor
- swing arm
- Prior art date
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- Pending
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気エネルギを機械回転エネルギに変換する
モータの改良を図る。 【構成】 モータ１はケース１０と、該ケースに回転自
在に支持される回転軸２０と、該回転軸に対して相対的
に回動するスイングアーム３０と、回転軸２０に取り付
けられるラチェット歯車２５と、スイングアーム３０に
取り付けられるラチェット爪４０と、ケース１０とスイ
ングアーム３０との間に取り付けられる形状記憶合金ば
ね６０及び復元用ばね５０、該形状記憶合金ばねに通電
するための電源７０を備える。形状記憶合金ばね６０は
通電すると発熱加熱され、電流を遮断すると自然冷却さ
れる。この際の温度変化による形状記憶合金ばね６０の
復元力の有無と、復元用ばね５０の反発力とのつりあい
により、スイングアーム３０を往復動させる。スイング
アーム３０の往復動はラチェット歯車２５を介して一方
向回転力として回転軸２０に伝達され、回転軸は回転す
る。
モータの改良を図る。 【構成】 モータ１はケース１０と、該ケースに回転自
在に支持される回転軸２０と、該回転軸に対して相対的
に回動するスイングアーム３０と、回転軸２０に取り付
けられるラチェット歯車２５と、スイングアーム３０に
取り付けられるラチェット爪４０と、ケース１０とスイ
ングアーム３０との間に取り付けられる形状記憶合金ば
ね６０及び復元用ばね５０、該形状記憶合金ばねに通電
するための電源７０を備える。形状記憶合金ばね６０は
通電すると発熱加熱され、電流を遮断すると自然冷却さ
れる。この際の温度変化による形状記憶合金ばね６０の
復元力の有無と、復元用ばね５０の反発力とのつりあい
により、スイングアーム３０を往復動させる。スイング
アーム３０の往復動はラチェット歯車２５を介して一方
向回転力として回転軸２０に伝達され、回転軸は回転す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金を利用し
たモータに関する。
たモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にモータとしては、電流の流れてい
る導体と磁界の作用により生じた力を利用し、電気エネ
ルギを機械回転運動エネルギに変換するものが広く知ら
れている。それらの電磁誘導型のモータは、複数のコイ
ルと場合によっては永久磁石とで構成される。また、そ
の他に、電極間に生じる静電気の引力を利用する静電気
型のモータも知られている。電磁誘導型のモータの構成
は周知のものとしてここでは説明を省略する。図４は静
電気型のモータ２００の構造を示す説明図である。静電
気型のモータ２００は、ケース１００と、該ケースに回
転自在に取り付けられる回転軸１１０、該回転軸に固定
される回転電極１２０、ケース１００に固定されて設け
られる複数の固定電極１３０とから構成される。回転電
極１２０には、固定電極の数とは異なる（一般には少な
い）数の羽根１２５が設けられている。固定電極１３０
ａに電圧を印加１３２すると、回転電極の羽根１２５ａ
に静電荷１２２が誘起され、固定電極１３０ａと回転電
極１２０の羽根１２５ａ間に引力が生じ、回転電極１２
０は矢印１４０の方向に回転する。この原理で、次々に
隣接する固定電極１３０に電圧を印加していくことによ
り、回転電極１２０は回転し、回転電極に固定されてい
る回転軸１１０も回転する。近年、半導体生産技術の応
用により、ごく小型の静電気モータの作成が可能となっ
ている。
る導体と磁界の作用により生じた力を利用し、電気エネ
ルギを機械回転運動エネルギに変換するものが広く知ら
れている。それらの電磁誘導型のモータは、複数のコイ
ルと場合によっては永久磁石とで構成される。また、そ
の他に、電極間に生じる静電気の引力を利用する静電気
型のモータも知られている。電磁誘導型のモータの構成
は周知のものとしてここでは説明を省略する。図４は静
電気型のモータ２００の構造を示す説明図である。静電
気型のモータ２００は、ケース１００と、該ケースに回
転自在に取り付けられる回転軸１１０、該回転軸に固定
される回転電極１２０、ケース１００に固定されて設け
られる複数の固定電極１３０とから構成される。回転電
極１２０には、固定電極の数とは異なる（一般には少な
い）数の羽根１２５が設けられている。固定電極１３０
ａに電圧を印加１３２すると、回転電極の羽根１２５ａ
に静電荷１２２が誘起され、固定電極１３０ａと回転電
極１２０の羽根１２５ａ間に引力が生じ、回転電極１２
０は矢印１４０の方向に回転する。この原理で、次々に
隣接する固定電極１３０に電圧を印加していくことによ
り、回転電極１２０は回転し、回転電極に固定されてい
る回転軸１１０も回転する。近年、半導体生産技術の応
用により、ごく小型の静電気モータの作成が可能となっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁誘導型のモ
ータは、コイルを用いているため構造が複雑であった。
従って小型化は困難であり、また、小型化を進めるに従
って、コイルが小さくなるため出力（トルク）も小さく
なる。さらに、回転力として磁力を用いているため、そ
の磁力が周辺の回路に影響を及ぼすという不都合があっ
た。また、静電誘導型のモータは、構造が簡単であるた
め小型化には適するが、構造上電荷同士の反発力を利用
することができず、電荷同士の引力のみで回転力を得て
いるために出力が小さいという欠点があった。さらに、
上記の電磁誘導型及び静電誘導型のモータにあっては、
ステッピング・モータとして用いる場合に、回転軸の回
転角の制御が困難であるという不都合もあった。そこで
本発明は、構造が簡単で、小型化が容易であり、さらに
高い出力を発揮し、回転角の制御が容易であるモータを
提供するものである。
ータは、コイルを用いているため構造が複雑であった。
従って小型化は困難であり、また、小型化を進めるに従
って、コイルが小さくなるため出力（トルク）も小さく
なる。さらに、回転力として磁力を用いているため、そ
の磁力が周辺の回路に影響を及ぼすという不都合があっ
た。また、静電誘導型のモータは、構造が簡単であるた
め小型化には適するが、構造上電荷同士の反発力を利用
することができず、電荷同士の引力のみで回転力を得て
いるために出力が小さいという欠点があった。さらに、
上記の電磁誘導型及び静電誘導型のモータにあっては、
ステッピング・モータとして用いる場合に、回転軸の回
転角の制御が困難であるという不都合もあった。そこで
本発明は、構造が簡単で、小型化が容易であり、さらに
高い出力を発揮し、回転角の制御が容易であるモータを
提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のモータにあって
は、ケースに回転自在で取り付けられている回転軸と、
該回転軸と同軸に回動するスイングアーム、一端をスイ
ングアームに多端をケースに固定されている形状記憶合
金ばね及び復元用ばね、回転軸に固定されているラチェ
ット歯車、スイングアームに取り付けられ該ラチェット
歯車と噛み合うラチェット爪、形状記憶合金ばねを加熱
するための電源を備えている。
は、ケースに回転自在で取り付けられている回転軸と、
該回転軸と同軸に回動するスイングアーム、一端をスイ
ングアームに多端をケースに固定されている形状記憶合
金ばね及び復元用ばね、回転軸に固定されているラチェ
ット歯車、スイングアームに取り付けられ該ラチェット
歯車と噛み合うラチェット爪、形状記憶合金ばねを加熱
するための電源を備えている。
【０００５】
【作用】電源を入れない状態では、復元用ばねによって
スイングアームを介して形状記憶合金ばねは変形させら
れ、復元用ばねと形状記憶合金ばねの復元力がつりあっ
た状態でスイングアームは静止している。電源を入れる
と、形状記憶合金ばねは通電され、形状記憶合金は加熱
される。加熱された形状記憶合金ばねは復元力を増し、
スイングアームを順方向に回転させる。スイングアーム
が回転すると、ラチェット歯車とラチェット爪により回
転軸も同時に回転する。電源を切ると、形状記憶合金ば
ねは自然冷却され、復元力が弱くなり、復元用ばねによ
ってスイングアームは逆方向に回転される。スイングア
ームが逆方向に回転しても、ラチェット歯車とラチェッ
ト爪が噛み合わせを替えるために回転軸は回転しない。
電源を入れたり、切ったりすることで上記動作を繰り返
し、回転軸が回転する。
スイングアームを介して形状記憶合金ばねは変形させら
れ、復元用ばねと形状記憶合金ばねの復元力がつりあっ
た状態でスイングアームは静止している。電源を入れる
と、形状記憶合金ばねは通電され、形状記憶合金は加熱
される。加熱された形状記憶合金ばねは復元力を増し、
スイングアームを順方向に回転させる。スイングアーム
が回転すると、ラチェット歯車とラチェット爪により回
転軸も同時に回転する。電源を切ると、形状記憶合金ば
ねは自然冷却され、復元力が弱くなり、復元用ばねによ
ってスイングアームは逆方向に回転される。スイングア
ームが逆方向に回転しても、ラチェット歯車とラチェッ
ト爪が噛み合わせを替えるために回転軸は回転しない。
電源を入れたり、切ったりすることで上記動作を繰り返
し、回転軸が回転する。
【０００６】
【実施例】以下、実施例を示す。図１は本発明のモータ
１の斜視図である。スイングアーム３０は回転軸２０と
同軸で回動するように取り付けられている。回転軸２０
は軸受１２を介してモータのケース１０に回転自在に取
り付けられている。形状記憶合金ばね６０は一方をブラ
ケット６４によりスイングアーム３０の一端に、他方を
ブラケット６２を介してケース１０に固定されている。
復元用ばね５０は常温で形状記憶合金ばね６０と釣り合
うように、一方をブラケット５４を介してスイングアー
ム３０の他端に他方をブラケット５２を介してケース１
０に固定されている。回転軸２０にはラチェット歯車２
５が固定されており、そのラチェット歯車２５に噛み合
うようにラチェット爪４０をシャフト４２によりスイン
グアーム３０に取り付けている。ラチェット爪４０には
ラチェット歯車２５との噛み合いをよくするため押えば
ね４４がストッパ４６との間に取り付けられている。ラ
チェット爪４０は図２におけるスイングアーム３０のＡ
の方向の回転時にラチェット歯車２５との噛み合い、図
３におけるスイングアーム３０のＢ方向の回転時には噛
み合わないように取り付けられている。形状記憶合金ば
ね６０には、加熱するための電源７０が取り付けられて
いる。
１の斜視図である。スイングアーム３０は回転軸２０と
同軸で回動するように取り付けられている。回転軸２０
は軸受１２を介してモータのケース１０に回転自在に取
り付けられている。形状記憶合金ばね６０は一方をブラ
ケット６４によりスイングアーム３０の一端に、他方を
ブラケット６２を介してケース１０に固定されている。
復元用ばね５０は常温で形状記憶合金ばね６０と釣り合
うように、一方をブラケット５４を介してスイングアー
ム３０の他端に他方をブラケット５２を介してケース１
０に固定されている。回転軸２０にはラチェット歯車２
５が固定されており、そのラチェット歯車２５に噛み合
うようにラチェット爪４０をシャフト４２によりスイン
グアーム３０に取り付けている。ラチェット爪４０には
ラチェット歯車２５との噛み合いをよくするため押えば
ね４４がストッパ４６との間に取り付けられている。ラ
チェット爪４０は図２におけるスイングアーム３０のＡ
の方向の回転時にラチェット歯車２５との噛み合い、図
３におけるスイングアーム３０のＢ方向の回転時には噛
み合わないように取り付けられている。形状記憶合金ば
ね６０には、加熱するための電源７０が取り付けられて
いる。
【０００７】電源７０を入れると、ライン７２、７４を
介して形状記憶合金６０に通電され、加熱される。形状
記憶合金ばね６０の復元力により図２のごとくＡ方向に
スイングアーム３０が回転する。スイングアーム３０の
回転により、ラチェット歯車２５はラチェット爪４０に
よりスイングアーム３０と同じＡ方向に回転し、ラチェ
ット歯車２５に固着された回転軸２０がＡ方向に回転す
る。電源を切ると、形状記憶合金ばね６０は自然冷却さ
れ復元力が無くなり、復元用ばね５０によって図３のご
とくＢ方向にスイングアーム３０が回転する。スイング
アーム３０の回転により、ラチェット爪４０はラチェッ
ト歯車２５のＢ方向の歯に移動し、押えばね４４によっ
て噛み合わさる。電源７０を入れたり切ったりすること
で上記動作を繰り返し、回転軸２０が回転する。
介して形状記憶合金６０に通電され、加熱される。形状
記憶合金ばね６０の復元力により図２のごとくＡ方向に
スイングアーム３０が回転する。スイングアーム３０の
回転により、ラチェット歯車２５はラチェット爪４０に
よりスイングアーム３０と同じＡ方向に回転し、ラチェ
ット歯車２５に固着された回転軸２０がＡ方向に回転す
る。電源を切ると、形状記憶合金ばね６０は自然冷却さ
れ復元力が無くなり、復元用ばね５０によって図３のご
とくＢ方向にスイングアーム３０が回転する。スイング
アーム３０の回転により、ラチェット爪４０はラチェッ
ト歯車２５のＢ方向の歯に移動し、押えばね４４によっ
て噛み合わさる。電源７０を入れたり切ったりすること
で上記動作を繰り返し、回転軸２０が回転する。
【０００８】以上、一方向形状記憶合金を用いた実施例
を示したが、温度サイクルに対して可逆的に形状変化す
る二方向および全方向形状記憶合金を用いることによ
り、復元用ばねは必要なくなる。また、形状記憶合金は
例えばＴｉ−Ｎｉ合金の場合、最高約４００ＭＰａの復
元力（変態温度及び測定温度により変化）があり、それ
を利用した本発明のモータ１は高い出力を発揮すること
が可能である。さらに、１回の通電による回転軸２０の
回転角は、形状記憶合金ばね６０の復元力と、ラチェッ
ト歯車２５の歯の間隔によって一意であるため、本発明
によるモータ１はステッピングモータとして高い精度で
の回転角の制御が可能である。
を示したが、温度サイクルに対して可逆的に形状変化す
る二方向および全方向形状記憶合金を用いることによ
り、復元用ばねは必要なくなる。また、形状記憶合金は
例えばＴｉ−Ｎｉ合金の場合、最高約４００ＭＰａの復
元力（変態温度及び測定温度により変化）があり、それ
を利用した本発明のモータ１は高い出力を発揮すること
が可能である。さらに、１回の通電による回転軸２０の
回転角は、形状記憶合金ばね６０の復元力と、ラチェッ
ト歯車２５の歯の間隔によって一意であるため、本発明
によるモータ１はステッピングモータとして高い精度で
の回転角の制御が可能である。
【０００９】
【発明の効果】本発明のモータは以上のように、回転軸
と同軸で回動自在に設けられるスイングアームと、回転
軸に固定されるラチェット歯車、スイングアームに設け
られるラチェット爪、一端がスイングアームに、多端が
ケースに固定されている形状記憶合金ばね及び復元用ば
ね、形状記憶合金ばねに通電するための電源から構成さ
れる。このように構造が簡単であるため小型化が容易で
あり、さらに、形状記憶合金の復元力から回転力を得る
ため、小型化した際に従来のモータと比較して高い出力
が得られる。また、コイルを用いていないため磁力の発
生も少なく、ラチェット歯車を用いているため、回転軸
の回転角を精密に制御することが可能である。
と同軸で回動自在に設けられるスイングアームと、回転
軸に固定されるラチェット歯車、スイングアームに設け
られるラチェット爪、一端がスイングアームに、多端が
ケースに固定されている形状記憶合金ばね及び復元用ば
ね、形状記憶合金ばねに通電するための電源から構成さ
れる。このように構造が簡単であるため小型化が容易で
あり、さらに、形状記憶合金の復元力から回転力を得る
ため、小型化した際に従来のモータと比較して高い出力
が得られる。また、コイルを用いていないため磁力の発
生も少なく、ラチェット歯車を用いているため、回転軸
の回転角を精密に制御することが可能である。
【図１】本発明によるモータ全体の斜視図。
【図２】本発明によるモータの電源投入時の断面図。
【図３】本発明によるモータの電源停止時の断面図。
【図４】従来の技術による静電気型のモータの構成を示
す説明図。
す説明図。
１ モータ １０ ケース １２ 軸受 ２０ 回転軸 ２５ ラチェット歯車 ３０ スイングアーム ４０ ラチェット爪 ４４ 押えばね ５０ 復元用ばね ６０ 形状記憶合金ばね ７０ 電源
Claims (3)
- 【請求項１】 電気エネルギを機械回転運動エネルギに
変換するモータにおいて、ケースと、ケースに回転自在
に支持される回転軸と、回転軸に対して相対的に回動す
るスイングアームと、回転軸にとりつけられるラチェッ
ト歯車と、アームにとりつけられるラチェット爪と、ケ
ースとスイングアームとの間にとりつけられる一方向形
状記憶合金で構成した形状記憶合金ばねと、該形状記憶
合金ばねを変形させる復元用ばねと、形状記憶合金ばね
を通電するための電源を備え、形状記憶合金ばねに通電
したときに発生する熱により該形状記憶合金ばねが記憶
された形状に復帰するときの復元力と、復元用ばねとの
力のつりあいにより、アームを回転軸まわりに往復運動
させ、そのアームに取り付けられたラチェット爪と回転
軸に固着されたラチェット歯車により、回転軸を一方向
に回転させることを特徴とするモータ。 - 【請求項２】 前記請求項１記載のモータにおいて、復
元用ばねに代えて第２の形状記憶合金ばねを用いて、２
つの形状記憶合金ばねの復元力のつりあいにより、アー
ムを回転軸まわりに往復運動させることを特徴とするモ
ータ。 - 【請求項３】 前記請求項１記載のモータにおいて、形
状記憶合金ばねを二方向形状記憶合金または全方位形状
記憶合金を用いて構成し、ばねの復元力が正負方向に働
くことを利用して、アームを回転軸まわりに往復運動さ
せることを特徴とするモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189793A JPH06249129A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189793A JPH06249129A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249129A true JPH06249129A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12343812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189793A Pending JPH06249129A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249129A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-02-22 JP JP3189793A patent/JPH06249129A/ja active Pending
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