JPH07167036A - アクチュエータ - Google Patents
アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH07167036A JPH07167036A JP34362593A JP34362593A JPH07167036A JP H07167036 A JPH07167036 A JP H07167036A JP 34362593 A JP34362593 A JP 34362593A JP 34362593 A JP34362593 A JP 34362593A JP H07167036 A JPH07167036 A JP H07167036A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度の違った流体を流すことにより往復運動
する形状記憶合金チューブのアクチュエータを提供する
こと。 【構成】 回復形状の方向の異なるＵ字形に折り曲げた
形状記憶合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ
（Ｂ）２を対向させて、該チューブの一端をベルト３で
固定し、該チューブ内に温度の異なる流体を流すことに
より、変形回復を繰り返し、往復運動する形状記憶合金
チューブを使用したアクチュエータである。
する形状記憶合金チューブのアクチュエータを提供する
こと。 【構成】 回復形状の方向の異なるＵ字形に折り曲げた
形状記憶合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ
（Ｂ）２を対向させて、該チューブの一端をベルト３で
固定し、該チューブ内に温度の異なる流体を流すことに
より、変形回復を繰り返し、往復運動する形状記憶合金
チューブを使用したアクチュエータである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金を用いた
アクチュエータに関するものである。
アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】形状記憶合金は、良く知られているよう
に、見かけ上の塑性変形を与えても、逆変態温度以上に
加熱した時に、材料が変形前の形状に復帰する性質を有
する合金であり、小さな温度差で回復伸びひずみが数％
内であれば、変形、回復が自由で強い力を発生するの
で、少ない熱エネルギーから機械エネルギーを取り出す
アクチュエータ等への応用が期待されている。従来技術
における形状記憶合金アクチュエータには、形状記憶合
金を用いたアクチュエータの再変形を行わせる方法にお
いて、普通材料によるバイアスバネを使用する方法、形
状記憶合金を組合わせる方法等がある。又、形状記憶合
金の温度調節方法には、通電加熱、外部流体の熱による
方法等がある。従来、この種の形状記憶合金どうしを対
向させて構成されたアクチュエータにおいて、外部流体
の熱で形状回復して駆動する形状記憶合金アクチュエー
タの場合、形状記憶合金の周囲の流体の温度が均一な状
態では、往復運動しないという欠点があった。
に、見かけ上の塑性変形を与えても、逆変態温度以上に
加熱した時に、材料が変形前の形状に復帰する性質を有
する合金であり、小さな温度差で回復伸びひずみが数％
内であれば、変形、回復が自由で強い力を発生するの
で、少ない熱エネルギーから機械エネルギーを取り出す
アクチュエータ等への応用が期待されている。従来技術
における形状記憶合金アクチュエータには、形状記憶合
金を用いたアクチュエータの再変形を行わせる方法にお
いて、普通材料によるバイアスバネを使用する方法、形
状記憶合金を組合わせる方法等がある。又、形状記憶合
金の温度調節方法には、通電加熱、外部流体の熱による
方法等がある。従来、この種の形状記憶合金どうしを対
向させて構成されたアクチュエータにおいて、外部流体
の熱で形状回復して駆動する形状記憶合金アクチュエー
タの場合、形状記憶合金の周囲の流体の温度が均一な状
態では、往復運動しないという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの欠
点を除去するため、形状回復温度及び回復形状の方向の
異なる形状記憶合金チューブを対向させて配置し、形状
記憶合金チューブ内に温度の異なった流体を流すことよ
り、往復運動するアクチュエータを提供することを目的
とする。
点を除去するため、形状回復温度及び回復形状の方向の
異なる形状記憶合金チューブを対向させて配置し、形状
記憶合金チューブ内に温度の異なった流体を流すことよ
り、往復運動するアクチュエータを提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、回復形状の
方向の異なる形状記憶合金チューブを対向させて、該チ
ューブの一端を固定し該チューブ内に温度の異なる流体
を流すことにより、変形回復を繰り返し往復運動するこ
とを特徴としたアクチュエータであり、上述の形状記
憶合金チューブにＴｉＮｉ系合金を用いたことを特徴と
したアクチュエータである。
方向の異なる形状記憶合金チューブを対向させて、該チ
ューブの一端を固定し該チューブ内に温度の異なる流体
を流すことにより、変形回復を繰り返し往復運動するこ
とを特徴としたアクチュエータであり、上述の形状記
憶合金チューブにＴｉＮｉ系合金を用いたことを特徴と
したアクチュエータである。
【０００５】
【作用】本発明は、回復形状の方向の異なる二種類のＵ
字形に折り曲げた形状記憶合金チューブを対向させて配
置し、形状記憶合金チューブ内に流体を流すことによる
温度変化で変形を誘発し、形状維持用のベルトで押さえ
ておくことにより、形状記憶合金の変形力を伝達し、変
形回復を繰り返し、往復運動するアクチュエータを提供
するものである。
字形に折り曲げた形状記憶合金チューブを対向させて配
置し、形状記憶合金チューブ内に流体を流すことによる
温度変化で変形を誘発し、形状維持用のベルトで押さえ
ておくことにより、形状記憶合金の変形力を伝達し、変
形回復を繰り返し、往復運動するアクチュエータを提供
するものである。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明の回復形状の方向
の異なる二種類のＵ字形に折り曲げた形状記憶合金チュ
ーブを示す斜視図である。図２は、本発明の回復形状の
方向の異なる二種類のＵ字形に折り曲げた形状記憶合金
チューブの動作を示す側面図である。図２（ａ）は、本
発明の常温での二種類の形状記憶合金チューブの側面図
である。図２（ｂ）は、本発明の５０℃以上、かつ８０
℃未満の温水を形状記憶合金チューブ（Ｂ）２に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図である。図２
（ｃ）は、本発明の８０℃以上の温水を形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１に通した二種類の形状記憶合金チューブ
の側面図である。図２（ｄ）は、本発明の２５℃の温水
を形状記憶合金チューブ（Ａ），形状記憶合金チューブ
（Ｂ）に通した二種類の形状記憶合金チューブの側面図
である。次に、本発明の実施例について説明する。図１
に示すように、Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チュー
ブ（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を対向させ
て配置した。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ
（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を形状維持用
のベルト３で押さえた。形状記憶合金チューブの素材の
ＴｉＮｉ合金には、Ｔｉ５０ａｔ％Ｎｉ５０ａｔ％組成
の合金を使用した。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１の形状回復温度は８０℃、Ｕ字形に折り
曲げた形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は５０℃に設定し
た。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ（Ａ）１
は、Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ（Ｂ）２
の方向に、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１の方向に弧を描いて変形するよう
に形状記憶させた。形状記憶合金チューブ内に流す流体
には、水を使用した。
して詳細に説明する。図１は、本発明の回復形状の方向
の異なる二種類のＵ字形に折り曲げた形状記憶合金チュ
ーブを示す斜視図である。図２は、本発明の回復形状の
方向の異なる二種類のＵ字形に折り曲げた形状記憶合金
チューブの動作を示す側面図である。図２（ａ）は、本
発明の常温での二種類の形状記憶合金チューブの側面図
である。図２（ｂ）は、本発明の５０℃以上、かつ８０
℃未満の温水を形状記憶合金チューブ（Ｂ）２に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図である。図２
（ｃ）は、本発明の８０℃以上の温水を形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１に通した二種類の形状記憶合金チューブ
の側面図である。図２（ｄ）は、本発明の２５℃の温水
を形状記憶合金チューブ（Ａ），形状記憶合金チューブ
（Ｂ）に通した二種類の形状記憶合金チューブの側面図
である。次に、本発明の実施例について説明する。図１
に示すように、Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チュー
ブ（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を対向させ
て配置した。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ
（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を形状維持用
のベルト３で押さえた。形状記憶合金チューブの素材の
ＴｉＮｉ合金には、Ｔｉ５０ａｔ％Ｎｉ５０ａｔ％組成
の合金を使用した。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１の形状回復温度は８０℃、Ｕ字形に折り
曲げた形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は５０℃に設定し
た。Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ（Ａ）１
は、Ｕ字形に折り曲げた形状記憶合金チューブ（Ｂ）２
の方向に、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１の方向に弧を描いて変形するよう
に形状記憶させた。形状記憶合金チューブ内に流す流体
には、水を使用した。
【０００７】図２に、形状記憶合金チューブを使用した
アクチュエータの動作を説明する側面図を示す。初め、
図２（ａ）に示すように、室温での状態では、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２
ともに、直立しているものとする。次に、図２（ｂ）に
示すように、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２の下端の片
方より５０℃以上、かつ８０℃未満の温水を注入し、形
状記憶合金チューブ（Ｂ）２の下端のもう一方より流出
させる。すると、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は、予
め記憶させておいた弧形形状を回復するため、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１の方向に向かって変形する。この
時、形状維持ベルト３で押さえられているために、形状
記憶合金チューブ（Ｂ）２の変形力は形状記憶合金チュ
ーブ（Ａ）１に外力として加わり、形状記憶合金チュー
ブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２ともに、同
方向に弧形に変形する。次に、図２（ｃ）に示すよう
に、形状記憶合金チューブ（Ａ）１の下端の片側より８
０℃以上の温水を注入し、形状記憶合金チューブ（Ａ）
１の下端のもう一方より流出させる。すると、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１は、予め記憶させておいた弧形形
状を回復するため、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２の方
向に向かって変形する。この時、形状維持ベルト３で押
さえられているために、形状記憶合金チューブ（Ａ）１
の変形力は形状記憶合金チューブ（Ｂ）２に外力として
加わり、形状記憶合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金
チューブ（Ｂ）２ともに、図２（ｂ）とは反対の方向に
弧形に変形する。次に、図２（ｄ）に示すように、形状
記憶合金チューブ（Ａ）１と形状記憶合金チューブ
（Ｂ）２を形状回復温度以下に冷却するために、２５℃
の温水を形状記憶合金チューブ（Ａ）１及び形状記憶合
金チューブ（Ｂ）２の下端の片側より注入し、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１及び形状記憶合金チューブ（Ｂ）
２の下端のもう一方より流出させる。
アクチュエータの動作を説明する側面図を示す。初め、
図２（ａ）に示すように、室温での状態では、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２
ともに、直立しているものとする。次に、図２（ｂ）に
示すように、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２の下端の片
方より５０℃以上、かつ８０℃未満の温水を注入し、形
状記憶合金チューブ（Ｂ）２の下端のもう一方より流出
させる。すると、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２は、予
め記憶させておいた弧形形状を回復するため、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１の方向に向かって変形する。この
時、形状維持ベルト３で押さえられているために、形状
記憶合金チューブ（Ｂ）２の変形力は形状記憶合金チュ
ーブ（Ａ）１に外力として加わり、形状記憶合金チュー
ブ（Ａ）１、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２ともに、同
方向に弧形に変形する。次に、図２（ｃ）に示すよう
に、形状記憶合金チューブ（Ａ）１の下端の片側より８
０℃以上の温水を注入し、形状記憶合金チューブ（Ａ）
１の下端のもう一方より流出させる。すると、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１は、予め記憶させておいた弧形形
状を回復するため、形状記憶合金チューブ（Ｂ）２の方
向に向かって変形する。この時、形状維持ベルト３で押
さえられているために、形状記憶合金チューブ（Ａ）１
の変形力は形状記憶合金チューブ（Ｂ）２に外力として
加わり、形状記憶合金チューブ（Ａ）１、形状記憶合金
チューブ（Ｂ）２ともに、図２（ｂ）とは反対の方向に
弧形に変形する。次に、図２（ｄ）に示すように、形状
記憶合金チューブ（Ａ）１と形状記憶合金チューブ
（Ｂ）２を形状回復温度以下に冷却するために、２５℃
の温水を形状記憶合金チューブ（Ａ）１及び形状記憶合
金チューブ（Ｂ）２の下端の片側より注入し、形状記憶
合金チューブ（Ａ）１及び形状記憶合金チューブ（Ｂ）
２の下端のもう一方より流出させる。
【０００８】以後、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２
（ｄ）に示した操作を繰り返すことにより、往復運動を
繰り返す。なお、本実施例においては、対向する形状記
憶合金チューブの形状回復温度を異なる値に記憶させて
往復運動を行わせたが、同様に、対向する形状記憶合金
チューブの形状回復温度を同じ値に記憶させて往復運動
を行わせる方法でも良い。又、本実施例においては、回
復形状方向を、形状記憶合金チューブ（Ａ）１は形状記
憶合金チューブ（Ｂ）２のある方向に、形状記憶合金チ
ューブ（Ｂ）２は形状記憶合金チューブ（Ａ）１のある
方向に変形するように形状記憶させたが、同様に、回復
形状方向を形記憶合金チューブ（Ａ）１は形状記憶合金
チューブ（Ｂ）２のある方向と反対の方向に、形状記憶
合金チューブ（Ｂ）２は形状記憶合金チューブＡ１のあ
る方向と反対の方向に変形するように形状記憶させる方
法でも良い。又、本実施例においては、形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を一組
だけ対向させて配置したが、同様に、複数本の形状記憶
合金チューブを対向させて配置する方法でも良い。又、
本実施例においては、形状記憶合金チューブ本体をＵ字
形に曲げたが、同様に、二本の形状記憶合金チューブを
ゴムや金属等のＵ字形のチューブで接続する方法でも良
い。又、本実施例においては、形状記憶合金チューブを
形状維持用のベルトで押さえたが、同様に、形状記憶合
金チューブをポリエチレンチューブ等のチューブに挿入
して押さえる方法、形状記憶合金チューブの外側にビニ
ール線等の線材を巻き付けて押さえる方法でもよい。
又、形状記憶合金は、本実施例ではＴｉ５０ａｔ％を用
いたが、Ｎｉの一部を他の元素で置換してもよく、形状
記憶効果を有する合金であれば、いずれの合金も本発明
に利用できる。
（ｄ）に示した操作を繰り返すことにより、往復運動を
繰り返す。なお、本実施例においては、対向する形状記
憶合金チューブの形状回復温度を異なる値に記憶させて
往復運動を行わせたが、同様に、対向する形状記憶合金
チューブの形状回復温度を同じ値に記憶させて往復運動
を行わせる方法でも良い。又、本実施例においては、回
復形状方向を、形状記憶合金チューブ（Ａ）１は形状記
憶合金チューブ（Ｂ）２のある方向に、形状記憶合金チ
ューブ（Ｂ）２は形状記憶合金チューブ（Ａ）１のある
方向に変形するように形状記憶させたが、同様に、回復
形状方向を形記憶合金チューブ（Ａ）１は形状記憶合金
チューブ（Ｂ）２のある方向と反対の方向に、形状記憶
合金チューブ（Ｂ）２は形状記憶合金チューブＡ１のあ
る方向と反対の方向に変形するように形状記憶させる方
法でも良い。又、本実施例においては、形状記憶合金チ
ューブ（Ａ）１，形状記憶合金チューブ（Ｂ）２を一組
だけ対向させて配置したが、同様に、複数本の形状記憶
合金チューブを対向させて配置する方法でも良い。又、
本実施例においては、形状記憶合金チューブ本体をＵ字
形に曲げたが、同様に、二本の形状記憶合金チューブを
ゴムや金属等のＵ字形のチューブで接続する方法でも良
い。又、本実施例においては、形状記憶合金チューブを
形状維持用のベルトで押さえたが、同様に、形状記憶合
金チューブをポリエチレンチューブ等のチューブに挿入
して押さえる方法、形状記憶合金チューブの外側にビニ
ール線等の線材を巻き付けて押さえる方法でもよい。
又、形状記憶合金は、本実施例ではＴｉ５０ａｔ％を用
いたが、Ｎｉの一部を他の元素で置換してもよく、形状
記憶効果を有する合金であれば、いずれの合金も本発明
に利用できる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、形状
記憶合金の流体の温度が均一な状態でも、形状記憶合金
チューブ内に流体を流すことにより、往復運動するとい
う利点をもったアクチュエータの提供が可能となった。
記憶合金の流体の温度が均一な状態でも、形状記憶合金
チューブ内に流体を流すことにより、往復運動するとい
う利点をもったアクチュエータの提供が可能となった。
【図１】本発明の実施例を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例かつ動作を示す側面図。図２
（ａ）は本発明の常温での二種類の形状記憶合金チュー
ブの側面図。図２（ｂ）は本発明の５０℃以上、かつ８
０℃未満の温水を形状記憶合金チューブ（Ｂ）に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図。図２（ｃ）は
本発明の８０℃以上の温水を形状記憶合金チューブ
（Ａ）に通した二種類の形状記憶合金チューブの側面
図。図２（ｄ）は本発明の２５℃の温水を形状記憶合金
チューブ（Ａ）、形状記憶合金チューブ（Ｂ）に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図。
（ａ）は本発明の常温での二種類の形状記憶合金チュー
ブの側面図。図２（ｂ）は本発明の５０℃以上、かつ８
０℃未満の温水を形状記憶合金チューブ（Ｂ）に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図。図２（ｃ）は
本発明の８０℃以上の温水を形状記憶合金チューブ
（Ａ）に通した二種類の形状記憶合金チューブの側面
図。図２（ｄ）は本発明の２５℃の温水を形状記憶合金
チューブ（Ａ）、形状記憶合金チューブ（Ｂ）に通した
二種類の形状記憶合金チューブの側面図。
１ 形状記憶合金チューブ（Ａ） ２ 形状記憶合金チューブ（Ｂ） ３ （形状維持用）ベルト
Claims (2)
- 【請求項１】 回復形状の方向の異なる形状記憶合金チ
ューブを対向させて、該チューブの一端を固定し該チュ
ーブ内に温度の異なる流体を流すことにより、変形回復
を繰り返し往復運動することを特徴としたアクチュエー
タ。 - 【請求項２】 請求項１記載の形状記憶合金チューブに
ＴｉＮｉ系合金を用いたことを特徴としたアクチュエー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34362593A JPH07167036A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34362593A JPH07167036A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167036A true JPH07167036A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18362979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34362593A Withdrawn JPH07167036A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167036A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101333048B1 (ko) * | 2011-07-08 | 2013-11-26 | 울산대학교 산학협력단 | 형상기억합금을 이용한 작동기 |
| US11060480B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-07-13 | The Boeing Company | Sound-attenuating heat exchangers and methods of utilizing the same |
| US11143170B2 (en) * | 2019-06-28 | 2021-10-12 | The Boeing Company | Shape memory alloy lifting tubes and shape memory alloy actuators including the same |
| US11168584B2 (en) | 2019-06-28 | 2021-11-09 | The Boeing Company | Thermal management system using shape memory alloy actuator |
| US11525438B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-12-13 | The Boeing Company | Shape memory alloy actuators and thermal management systems including the same |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP34362593A patent/JPH07167036A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101333048B1 (ko) * | 2011-07-08 | 2013-11-26 | 울산대학교 산학협력단 | 형상기억합금을 이용한 작동기 |
| US11060480B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-07-13 | The Boeing Company | Sound-attenuating heat exchangers and methods of utilizing the same |
| US11143170B2 (en) * | 2019-06-28 | 2021-10-12 | The Boeing Company | Shape memory alloy lifting tubes and shape memory alloy actuators including the same |
| US11168584B2 (en) | 2019-06-28 | 2021-11-09 | The Boeing Company | Thermal management system using shape memory alloy actuator |
| US11525438B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-12-13 | The Boeing Company | Shape memory alloy actuators and thermal management systems including the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041108 |