JPH08261138A - 形状記憶合金を用いた回転動作素子 - Google Patents
形状記憶合金を用いた回転動作素子Info
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- JPH08261138A JPH08261138A JP6419395A JP6419395A JPH08261138A JP H08261138 A JPH08261138 A JP H08261138A JP 6419395 A JP6419395 A JP 6419395A JP 6419395 A JP6419395 A JP 6419395A JP H08261138 A JPH08261138 A JP H08261138A
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- Japan
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- memory alloy
- alloy wire
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 所定の回転動作が長期間安定して得られる、
形状記憶合金を用いた回転動作素子を提供する 【構成】 形状記憶合金線１にＲ相変態又はマルテンサ
イト変態以下の低温相で捻じり変形を付与し、続いてオ
ーステナイト変態以上の温度に加熱することによって生
じる前記捻じり変形に対する回復力を利用した回転動作
素子において、形状記憶合金線１の捻じり変形を受ける
直線部の両端に、形状記憶合金線の回復力での変形を防
止する為の補強部材10が固着されている。 【効果】 捻じりと回復を繰り返しても形状記憶合金線
１の直線部の両端が変形せず、回転動作素子は長期に渡
り良好な回転動作を行う。
形状記憶合金を用いた回転動作素子を提供する 【構成】 形状記憶合金線１にＲ相変態又はマルテンサ
イト変態以下の低温相で捻じり変形を付与し、続いてオ
ーステナイト変態以上の温度に加熱することによって生
じる前記捻じり変形に対する回復力を利用した回転動作
素子において、形状記憶合金線１の捻じり変形を受ける
直線部の両端に、形状記憶合金線の回復力での変形を防
止する為の補強部材10が固着されている。 【効果】 捻じりと回復を繰り返しても形状記憶合金線
１の直線部の両端が変形せず、回転動作素子は長期に渡
り良好な回転動作を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金の熱回復
力を利用して可逆的に回転運動する回転動作素子に関す
る。
力を利用して可逆的に回転運動する回転動作素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】形状記憶合金はマルテンサイト相又はＲ
（ロンボヘドラル）相の低温相では非常に小さな外力で
容易に変形することができ、これをオーステナイト変態
温度まで加熱すると前記変形力の数倍の力で変形前の元
の形に形状回復する。この時に発生する回復力を被回転
体の動力として応用したものが回転動作素子である。従
来、このような素子の回転動作機構として考案されたも
のに形状記憶合金からなる引張り又は圧縮型のコイルば
ねと、これに相対する力のバイアスコイルばねとの組合
わせによって、昇温−降温の熱サイクルに準じて可逆的
な直線運動を起動させ、この直線運動をクランク機構あ
るいは、ギアー機構等を用いて機械的に回転運動に変換
して被回転体を可逆的に回転動作させるものがある。他
の回転動作機構としては、形状記憶合金からなるトーシ
ョンコイルばねとバイアスばねとの組合わせによって回
転運動を起動させて、直接的に被回転体を可逆的に回転
動作させる方法が実開昭60-69483号に開示されている。
前記回転動作素子の応用製品には、エアコン吹出口のフ
ラップに取付けた自動風向切替装置、床下換気口の自動
開閉装置、温室の温調用自動開閉窓等がある。
（ロンボヘドラル）相の低温相では非常に小さな外力で
容易に変形することができ、これをオーステナイト変態
温度まで加熱すると前記変形力の数倍の力で変形前の元
の形に形状回復する。この時に発生する回復力を被回転
体の動力として応用したものが回転動作素子である。従
来、このような素子の回転動作機構として考案されたも
のに形状記憶合金からなる引張り又は圧縮型のコイルば
ねと、これに相対する力のバイアスコイルばねとの組合
わせによって、昇温−降温の熱サイクルに準じて可逆的
な直線運動を起動させ、この直線運動をクランク機構あ
るいは、ギアー機構等を用いて機械的に回転運動に変換
して被回転体を可逆的に回転動作させるものがある。他
の回転動作機構としては、形状記憶合金からなるトーシ
ョンコイルばねとバイアスばねとの組合わせによって回
転運動を起動させて、直接的に被回転体を可逆的に回転
動作させる方法が実開昭60-69483号に開示されている。
前記回転動作素子の応用製品には、エアコン吹出口のフ
ラップに取付けた自動風向切替装置、床下換気口の自動
開閉装置、温室の温調用自動開閉窓等がある。
【０００３】しかし、前述の引張り又は圧縮型のコイル
ばねには次の欠点がある。直線運動を回転運動に変換
する為の変換装置が必要で素子が大型化する。運動変
換による機械的ロスが生じる。トーションコイルばね
には、回転運動を直接利用できる利点はあるが、設計上
ばねが大きくなる。
ばねには次の欠点がある。直線運動を回転運動に変換
する為の変換装置が必要で素子が大型化する。運動変
換による機械的ロスが生じる。トーションコイルばね
には、回転運動を直接利用できる利点はあるが、設計上
ばねが大きくなる。
【０００４】そこで、形状記憶合金線の直線部に、Ｒ相
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で軸方向に捻
り変形を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度
に加熱することによって生じる前記捻り変形に対する熱
回復力を利用して可逆的に回転運動を起こさせる回転動
作素子が開発された。
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で軸方向に捻
り変形を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度
に加熱することによって生じる前記捻り変形に対する熱
回復力を利用して可逆的に回転運動を起こさせる回転動
作素子が開発された。
【０００５】この回転動作素子には次の利点がある。
素子本体が線材である為小スペースに収納でき、更に素
子本体を回転体内部に組込むこともできる。バイアス
力には重りやぜんまいばね等の通常のばねを使用でき
る。
素子本体が線材である為小スペースに収納でき、更に素
子本体を回転体内部に組込むこともできる。バイアス
力には重りやぜんまいばね等の通常のばねを使用でき
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この回転動作
素子は、しばらく使用するうちに、捻じれ変形とその回
復の際に、圧縮変形したり、形状記憶合金線の直線部が
曲がったり、挫屈したりして、その機能が低下し使用で
きなくなるという問題があった。本発明の目的は、所定
の回転動作が長期間安定して得られる、形状記憶合金線
を用いた回転動作素子を提供することにある。
素子は、しばらく使用するうちに、捻じれ変形とその回
復の際に、圧縮変形したり、形状記憶合金線の直線部が
曲がったり、挫屈したりして、その機能が低下し使用で
きなくなるという問題があった。本発明の目的は、所定
の回転動作が長期間安定して得られる、形状記憶合金線
を用いた回転動作素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】請求項１の発明は、形状記
憶合金線にＲ相変態又はマルテンサイト変態以下の低温
相で捻じり変形を付与し、続いてオーステナイト変態以
上の温度に加熱することによって生じる前記捻じり変形
に対する回復力を利用した回転動作素子において、前記
形状記憶合金線の長手方向に対する圧縮変形を防止する
為の固定端が、前記形状記憶合金線の両端部、又はこれ
を支持する軸受部に設けられていることを特徴とする形
状記憶合金を用いた回転動作素子である。
憶合金線にＲ相変態又はマルテンサイト変態以下の低温
相で捻じり変形を付与し、続いてオーステナイト変態以
上の温度に加熱することによって生じる前記捻じり変形
に対する回復力を利用した回転動作素子において、前記
形状記憶合金線の長手方向に対する圧縮変形を防止する
為の固定端が、前記形状記憶合金線の両端部、又はこれ
を支持する軸受部に設けられていることを特徴とする形
状記憶合金を用いた回転動作素子である。
【０００８】請求項２の発明は、形状記憶合金線にＲ相
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で捻じり変形
を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度に加熱
することによって生じる前記捻じり変形に対する回復力
を利用した回転動作素子において、前記形状記憶合金線
の長手方向に対する曲がり（挫屈）を防止する為の拘束
部材が、前記形状記憶合金線の一部又は全長に渡り設け
られていることを特徴とする形状記憶合金を用いた回転
動作素子である。
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で捻じり変形
を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度に加熱
することによって生じる前記捻じり変形に対する回復力
を利用した回転動作素子において、前記形状記憶合金線
の長手方向に対する曲がり（挫屈）を防止する為の拘束
部材が、前記形状記憶合金線の一部又は全長に渡り設け
られていることを特徴とする形状記憶合金を用いた回転
動作素子である。
【０００９】請求項３の発明は、形状記憶合金線にＲ相
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で捻じり変形
を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度に加熱
することによって生じる前記捻じり変形に対する回復力
を利用した回転動作素子において、前記形状記憶合金線
の捻じり変形を受ける直線部の両端に、形状記憶合金線
の回復力での変形を防止する為の補強部材が固着されて
いることを特徴とする形状記憶合金を用いた回転動作素
子である。
変態又はマルテンサイト変態以下の低温相で捻じり変形
を付与し、続いてオーステナイト変態以上の温度に加熱
することによって生じる前記捻じり変形に対する回復力
を利用した回転動作素子において、前記形状記憶合金線
の捻じり変形を受ける直線部の両端に、形状記憶合金線
の回復力での変形を防止する為の補強部材が固着されて
いることを特徴とする形状記憶合金を用いた回転動作素
子である。
【００１０】本発明において、形状記憶合金線には丸
線、角線、平角線等、任意の断面形状の線が使用でき
る。
線、角線、平角線等、任意の断面形状の線が使用でき
る。
【００１１】
【作用】請求項１の発明の回転動作素子には、形状記憶
合金線の長手方向に対する圧縮変形を防止する為の固定
端が、前記形状記憶合金線の両端部、又はこれを支持す
る軸受部に設けられている。従って形状記憶合金線は、
捻じりと回復を繰返しても圧縮変形することがなく、回
転動作素子は長期に渡り良好な回転動作を行う。請求項
２の発明の回転動作素子には、形状記憶合金線の長手方
向に対する曲がり（挫屈）を防止する為の拘束部材が、
前記形状記憶合金線の一部又は全長に渡り設けられてい
る。従って形状記憶合金線は、捻じりと回復を繰り返し
ても曲がり（挫屈）を起こさず、回転動作素子は長期に
渡り良好な回転動作を行う。請求項３の発明の回転動作
素子には、形状記憶合金線の捻じり変形を受ける直線部
の両端に、形状記憶合金線の回復力での変形を防止する
為の補強部材が固着されている。従って形状記憶合金線
は、捻じりと回復を繰り返しても形状記憶合金線の直線
部の両端が変形せず、回転動作素子は長期に渡り良好な
回転動作を行う。
合金線の長手方向に対する圧縮変形を防止する為の固定
端が、前記形状記憶合金線の両端部、又はこれを支持す
る軸受部に設けられている。従って形状記憶合金線は、
捻じりと回復を繰返しても圧縮変形することがなく、回
転動作素子は長期に渡り良好な回転動作を行う。請求項
２の発明の回転動作素子には、形状記憶合金線の長手方
向に対する曲がり（挫屈）を防止する為の拘束部材が、
前記形状記憶合金線の一部又は全長に渡り設けられてい
る。従って形状記憶合金線は、捻じりと回復を繰り返し
ても曲がり（挫屈）を起こさず、回転動作素子は長期に
渡り良好な回転動作を行う。請求項３の発明の回転動作
素子には、形状記憶合金線の捻じり変形を受ける直線部
の両端に、形状記憶合金線の回復力での変形を防止する
為の補強部材が固着されている。従って形状記憶合金線
は、捻じりと回復を繰り返しても形状記憶合金線の直線
部の両端が変形せず、回転動作素子は長期に渡り良好な
回転動作を行う。
【００１２】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）1.0mmφの形状記憶合金(Ti-50.0at%Ni)線
材を、図１に示すように、直線部の長さが 100mmのカギ
型に成形後、これを 500℃に加熱して記憶熱処理を施し
て形状記憶合金線１を作製した。次にこの形状記憶合金
線１の一端を、図２に示すように固定端２と回転軸３を
設けた治具４の前記固定端２の穴内に固定し、又直線部
を回転軸３の穴に遊嵌させて支持し、更に前記形状記憶
合金線１の他端にアルミニウム棒（径10mm、長さ150mm)
５を取付けて回転動作素子を作製した。前記アルミニウ
ム棒の取付けは、形状記憶合金線の他端をアルミニウム
棒５に開けた穴に挿入し固定して行った。ここで、アル
ミニウム棒５は固定端となるものである。この素子で
は、アルミニウム棒５は、その重みで垂直に位置し、そ
れに応じて前記形状記憶合金線１の直線部に捻じれが生
じる。形状記憶合金線１の直線部に熱風を吹きつける
と、形状記憶合金線１の捻じれが回復してアルミニウム
棒５は水平に位置する。前記形状記憶合金線を温風器で
加熱して、加熱−冷却のサイクル試験を行ったが、前記
形状記憶合金線は、両端が固定されていた為、圧縮変形
するようなことがなく、90度の角度範囲の可逆的回転運
動が長期に渡り良好に繰り返された。
る。 （実施例１）1.0mmφの形状記憶合金(Ti-50.0at%Ni)線
材を、図１に示すように、直線部の長さが 100mmのカギ
型に成形後、これを 500℃に加熱して記憶熱処理を施し
て形状記憶合金線１を作製した。次にこの形状記憶合金
線１の一端を、図２に示すように固定端２と回転軸３を
設けた治具４の前記固定端２の穴内に固定し、又直線部
を回転軸３の穴に遊嵌させて支持し、更に前記形状記憶
合金線１の他端にアルミニウム棒（径10mm、長さ150mm)
５を取付けて回転動作素子を作製した。前記アルミニウ
ム棒の取付けは、形状記憶合金線の他端をアルミニウム
棒５に開けた穴に挿入し固定して行った。ここで、アル
ミニウム棒５は固定端となるものである。この素子で
は、アルミニウム棒５は、その重みで垂直に位置し、そ
れに応じて前記形状記憶合金線１の直線部に捻じれが生
じる。形状記憶合金線１の直線部に熱風を吹きつける
と、形状記憶合金線１の捻じれが回復してアルミニウム
棒５は水平に位置する。前記形状記憶合金線を温風器で
加熱して、加熱−冷却のサイクル試験を行ったが、前記
形状記憶合金線は、両端が固定されていた為、圧縮変形
するようなことがなく、90度の角度範囲の可逆的回転運
動が長期に渡り良好に繰り返された。
【００１３】（実施例２）厚さ1.6mm 、巾2.0mm 、長さ
220mm の形状記憶合金(Ti-50.0at%Ni)線材を直線状に成
形し、これを 500℃に加熱して記憶熱処理を施して、形
状記憶合金線を作製した。次にこの形状記憶合金線１の
一端を、図３に示すように、固定端２の貫通穴に固定
し、中央部に回転翼６を取付け、その先を回転軸３の穴
に遊嵌させ、更に他端を基板７に取付けたステンレス製
のぜんまいばね８の芯部に、形状記憶合金線１を 180度
捻じった状態で固定した。ここで、ぜんまいばねは固定
端となるものである。前記回転翼６は長さ 200mmのプラ
スチック製のもので、長さ方向にガイド穴（内径 2.5mm
φ）９を有し、形状記憶合金線１はこのガイド穴９に通
して取付けた。前記形状記憶合金線１を温風器で加熱し
て、加熱−冷却のサイクル試験を行ったが、前記形状記
憶合金線は両端が固定されていた為圧縮変形するような
ことがなく、 180度の角度範囲の可逆的回転運動が長期
に渡り良好になされた。この形状記憶合金線１は回転翼
６のガイド穴９が形状記憶合金線１を拘束した為、形状
記憶合金線１に曲がりが防止された。
220mm の形状記憶合金(Ti-50.0at%Ni)線材を直線状に成
形し、これを 500℃に加熱して記憶熱処理を施して、形
状記憶合金線を作製した。次にこの形状記憶合金線１の
一端を、図３に示すように、固定端２の貫通穴に固定
し、中央部に回転翼６を取付け、その先を回転軸３の穴
に遊嵌させ、更に他端を基板７に取付けたステンレス製
のぜんまいばね８の芯部に、形状記憶合金線１を 180度
捻じった状態で固定した。ここで、ぜんまいばねは固定
端となるものである。前記回転翼６は長さ 200mmのプラ
スチック製のもので、長さ方向にガイド穴（内径 2.5mm
φ）９を有し、形状記憶合金線１はこのガイド穴９に通
して取付けた。前記形状記憶合金線１を温風器で加熱し
て、加熱−冷却のサイクル試験を行ったが、前記形状記
憶合金線は両端が固定されていた為圧縮変形するような
ことがなく、 180度の角度範囲の可逆的回転運動が長期
に渡り良好になされた。この形状記憶合金線１は回転翼
６のガイド穴９が形状記憶合金線１を拘束した為、形状
記憶合金線１に曲がりが防止された。
【００１４】（実施例３）実施例１において、図４に示
すように、形状記憶合金線１の２箇所の曲部（直線部の
両端）にそれぞれ補強部材10としてステンレス製パイプ
をかしめて固着させた。前記かしめは曲げ又はプレスに
より行った。この回転動作素子では、２箇所の曲部の捻
じり変形が均一化されて、実施例１の素子より、更に長
期に渡って、良好な可逆的回転動作が得られた。
すように、形状記憶合金線１の２箇所の曲部（直線部の
両端）にそれぞれ補強部材10としてステンレス製パイプ
をかしめて固着させた。前記かしめは曲げ又はプレスに
より行った。この回転動作素子では、２箇所の曲部の捻
じり変形が均一化されて、実施例１の素子より、更に長
期に渡って、良好な可逆的回転動作が得られた。
【００１５】（実施例４）実施例１において、図４に示
すように、形状記憶合金線１の直線部に拘束部材11とし
てステンレス製パイプを取付けた。形状記憶合金線１と
前記パイプとの間には、若干の間隙をあけた。更に、実
施例３と同様に、２箇所の曲部（直線部の両端）にそれ
ぞれステンレス製パイプをかしめて固着させた。この回
転動作素子では、形状記憶合金線１の直線部の曲がり
（挫屈）も防止された為、実施例３の素子より、更に長
期に渡って、良好な可逆的回転動作が得られた。
すように、形状記憶合金線１の直線部に拘束部材11とし
てステンレス製パイプを取付けた。形状記憶合金線１と
前記パイプとの間には、若干の間隙をあけた。更に、実
施例３と同様に、２箇所の曲部（直線部の両端）にそれ
ぞれステンレス製パイプをかしめて固着させた。この回
転動作素子では、形状記憶合金線１の直線部の曲がり
（挫屈）も防止された為、実施例３の素子より、更に長
期に渡って、良好な可逆的回転動作が得られた。
【００１６】
【効果】以上に述べたように、本発明によれば、形状記
憶合金線に、圧縮変形や曲がりが起きず、又捻じり変形
が均一化して、可逆的回転運動が長期に渡り良好になさ
れる。依って、回転動作素子の寿命が延び、工業上顕著
な効果を奏する。
憶合金線に、圧縮変形や曲がりが起きず、又捻じり変形
が均一化して、可逆的回転運動が長期に渡り良好になさ
れる。依って、回転動作素子の寿命が延び、工業上顕著
な効果を奏する。
【図１】形状記憶合金線の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の回転動作素子の第１の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の回転動作素子の第２の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】本発明の回転動作素子の第３の実施例を示す素
子部の説明図である。
子部の説明図である。
【図５】本発明の回転動作素子の第４の実施例を示す素
子部の説明図である。
子部の説明図である。
１………形状記憶合金線 ２………固定端 ３………回転軸 ４………治具 ５………アルミニウム棒 ６………回転翼 ７………基板 ８………ぜんまいばね ９………回転翼のガイド穴 10………補強部材 11………拘束部材
Claims (3)
- 【請求項１】 形状記憶合金線にＲ相変態又はマルテン
サイト変態以下の低温相で捻じり変形を付与し、続いて
オーステナイト変態以上の温度に加熱することによって
生じる前記捻じり変形に対する回復力を利用した回転動
作素子において、前記形状記憶合金線の長手方向に対す
る圧縮変形を防止する為の固定端が、前記形状記憶合金
線の両端部、又はこれを支持する軸受部に設けられてい
ることを特徴とする形状記憶合金を用いた回転動作素
子。 - 【請求項２】 形状記憶合金線にＲ相変態又はマルテン
サイト変態以下の低温相で捻じり変形を付与し、続いて
オーステナイト変態以上の温度に加熱することによって
生じる前記捻じり変形に対する回復力を利用した回転動
作素子において、前記形状記憶合金線の長手方向に対す
る曲がりを防止する為の拘束部材が、前記形状記憶合金
線の一部又は全長に渡り設けられていることを特徴とす
る形状記憶合金を用いた回転動作素子。 - 【請求項３】 形状記憶合金線にＲ相変態又はマルテン
サイト変態以下の低温相で捻じり変形を付与し、続いて
オーステナイト変態以上の温度に加熱することによって
生じる前記捻じり変形に対する回復力を利用した回転動
作素子において、前記形状記憶合金線の捻じり変形を受
ける直線部の両端に、形状記憶合金線の回復力での変形
を防止する為の補強部材が固着されていることを特徴と
する形状記憶合金を用いた回転動作素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6419395A JPH08261138A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 形状記憶合金を用いた回転動作素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6419395A JPH08261138A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 形状記憶合金を用いた回転動作素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261138A true JPH08261138A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13250995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6419395A Pending JPH08261138A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 形状記憶合金を用いた回転動作素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08261138A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021518892A (ja) * | 2018-03-13 | 2021-08-05 | サエス・ゲッターズ・エッセ・ピ・ア | 形状記憶合金ワイヤサーモスタット式ねじりアクチュエータおよびこれを含むバルブ |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP6419395A patent/JPH08261138A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021518892A (ja) * | 2018-03-13 | 2021-08-05 | サエス・ゲッターズ・エッセ・ピ・ア | 形状記憶合金ワイヤサーモスタット式ねじりアクチュエータおよびこれを含むバルブ |
| JP2023026510A (ja) * | 2018-03-13 | 2023-02-24 | サエス・ゲッターズ・エッセ・ピ・ア | 形状記憶合金ワイヤサーモスタット式ねじりアクチュエータおよびこれを含むバルブ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050916 |