JPH10311272A - 形状記憶材を用いた往復運動機構 - Google Patents
形状記憶材を用いた往復運動機構Info
- Publication number
- JPH10311272A JPH10311272A JP9122689A JP12268997A JPH10311272A JP H10311272 A JPH10311272 A JP H10311272A JP 9122689 A JP9122689 A JP 9122689A JP 12268997 A JP12268997 A JP 12268997A JP H10311272 A JPH10311272 A JP H10311272A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- slide member
- memory material
- spring
- movement mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Cookers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状記憶材の記憶機能を効率よく利用した簡
単な構造の往復運動機構の提供。 【解決手段】 形状記憶材の変態温度以上に維持された
加熱媒体あるいは形状記憶材の変態温度以下に維持され
た冷却媒体を収納した容器の上方に配置される往復運動
機構であって、容器内の媒体の上方に配置される支持材
２と、その支持材２上の支点ｐ上に摺動自在に、且つ、
その摺動方向に向かって傾動自在に支持されたスライド
部材５とからなり、そして、このスライド部材５が摺動
し、且つ、傾動する方向に形状記憶バネ１を張架し、そ
の張架した形状記憶材の中間部分を支持材２に固定し
た。
単な構造の往復運動機構の提供。 【解決手段】 形状記憶材の変態温度以上に維持された
加熱媒体あるいは形状記憶材の変態温度以下に維持され
た冷却媒体を収納した容器の上方に配置される往復運動
機構であって、容器内の媒体の上方に配置される支持材
２と、その支持材２上の支点ｐ上に摺動自在に、且つ、
その摺動方向に向かって傾動自在に支持されたスライド
部材５とからなり、そして、このスライド部材５が摺動
し、且つ、傾動する方向に形状記憶バネ１を張架し、そ
の張架した形状記憶材の中間部分を支持材２に固定し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、玩具・インテリア
・教材等に利用される形状記憶合金、形状記憶プラスチ
ック等の形状記憶材を用いた往復運動機構に関する。
・教材等に利用される形状記憶合金、形状記憶プラスチ
ック等の形状記憶材を用いた往復運動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、「形状記憶合金」（舟久保 煕康
編 産業図書）などに記載されているように、形状記憶
材の形状変化を利用した運動機構が種々開発されてい
る。
編 産業図書）などに記載されているように、形状記憶
材の形状変化を利用した運動機構が種々開発されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のもの
は、機構が複雑で部品点数も多いため高価であると言う
欠点がある。
は、機構が複雑で部品点数も多いため高価であると言う
欠点がある。
【０００４】本発明が解決しようとする課題は、形状記
憶材の記憶機能を効率よく利用した簡単な構造の往復運
動機構を提供することにある。
憶材の記憶機能を効率よく利用した簡単な構造の往復運
動機構を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の往復運動機構
は、形状記憶材の変態温度以上に維持された加熱媒体あ
るいは形状記憶材の変態温度以下に維持された冷却媒体
の上方に配置される往復運動機構であって、この媒体の
上方に配置される支持材と、その支持材上に、摺動自在
に、且つ、その摺動方向に傾動自在に支持されたスライ
ド部材とからなり、このスライド部材に、このスライド
部材が摺動し傾動する方向にバネ状の形状記憶材を張架
し、その張架した形状記憶材の中間部分を前記支持材に
固定したことを特徴とする。
は、形状記憶材の変態温度以上に維持された加熱媒体あ
るいは形状記憶材の変態温度以下に維持された冷却媒体
の上方に配置される往復運動機構であって、この媒体の
上方に配置される支持材と、その支持材上に、摺動自在
に、且つ、その摺動方向に傾動自在に支持されたスライ
ド部材とからなり、このスライド部材に、このスライド
部材が摺動し傾動する方向にバネ状の形状記憶材を張架
し、その張架した形状記憶材の中間部分を前記支持材に
固定したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】このスライド部材に張架するバネ
の機能としては、引っ張りバネ、圧縮バネの何れの適用
できる。引っ張りバネの場合は下方を高温、圧縮バネの
場合は下方を低温とする。
の機能としては、引っ張りバネ、圧縮バネの何れの適用
できる。引っ張りバネの場合は下方を高温、圧縮バネの
場合は下方を低温とする。
【０００７】また、加熱あるいは冷却媒体としては、液
体に限らず、気体などが使用できる。
体に限らず、気体などが使用できる。
【０００８】さらにバネは、その全長を形状記憶合金と
する必要はなく、支点からの片側を通常のバネ材から形
成することもできる。
する必要はなく、支点からの片側を通常のバネ材から形
成することもできる。
【０００９】さらに、スライド部材にクランク軸を結合
させ、往復運動を回転運動に変えることもできる。
させ、往復運動を回転運動に変えることもできる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の機構１０の実施例を示す。
この機構１０の場合、形状記憶バネ１として、その変態
温度（Ａf点）が４０°Ｃの０．５ｍｍ径のＴｉ−Ｎｉ
の形状記憶合金を５ｍｍφ、２０巻にしたものを用い
た。
この機構１０の場合、形状記憶バネ１として、その変態
温度（Ａf点）が４０°Ｃの０．５ｍｍ径のＴｉ−Ｎｉ
の形状記憶合金を５ｍｍφ、２０巻にしたものを用い
た。
【００１１】２は、加熱媒体の上方位置に配置されるス
テンレス鋼からなり、枠３に取り付けられた支持材を示
し、その中央部分を凹形にして、スライド部材５の支点
４としている。
テンレス鋼からなり、枠３に取り付けられた支持材を示
し、その中央部分を凹形にして、スライド部材５の支点
４としている。
【００１２】形状記憶バネ１は変態点以上で縮んだ形状
を記憶しており、支持材２の支点とスライド部材５の両
端にそれぞれ引っ張って固定している。
を記憶しており、支持材２の支点とスライド部材５の両
端にそれぞれ引っ張って固定している。
【００１３】スライド部材５は、図２に示すように、支
点となる長さ方向の中心部分５１を下方に丸く成型し、
水平位置での重心位置を高く不安定にしていずれの向き
にも傾動し易くしたものである。
点となる長さ方向の中心部分５１を下方に丸く成型し、
水平位置での重心位置を高く不安定にしていずれの向き
にも傾動し易くしたものである。
【００１４】また、水平位置での釣り合いを避けるため
に、スライド部材５の一方の端面に設けられた突起６を
設けることができる。この突起６は、図３の点線で示す
軌跡に示すように、枠３の端部に形成されたリング７に
沿って、しかも、このリング７を迂回するように動く。
この動きがスライド部材５の摺動と傾動をリードし、こ
の機構が作動している過程でスライド部材５が水平位置
で釣り合い摺動・傾動運動が停止することを避ける。
に、スライド部材５の一方の端面に設けられた突起６を
設けることができる。この突起６は、図３の点線で示す
軌跡に示すように、枠３の端部に形成されたリング７に
沿って、しかも、このリング７を迂回するように動く。
この動きがスライド部材５の摺動と傾動をリードし、こ
の機構が作動している過程でスライド部材５が水平位置
で釣り合い摺動・傾動運動が停止することを避ける。
【００１５】この図１に示す構造において、形状記憶バ
ネ１の支点ｐから一方の側のバネ部分１１がその変態点
以上に加熱されると、その部分は矢印ａの方向に縮み、
スライド部材５は矢印ｂの方向に移動し、それに伴い矢
印ｂの方向に移動したスライド部材５は、スライドしな
がら、支持材２の支点ｐを中心にして傾動する。
ネ１の支点ｐから一方の側のバネ部分１１がその変態点
以上に加熱されると、その部分は矢印ａの方向に縮み、
スライド部材５は矢印ｂの方向に移動し、それに伴い矢
印ｂの方向に移動したスライド部材５は、スライドしな
がら、支持材２の支点ｐを中心にして傾動する。
【００１６】図４から図７に、図１に示す機構１０を加
熱媒体Ｍを収納した容器の上方に配置したときの機構１
０の作動状態を示す。スライド部材５が傾動したとき張
架したつる巻バネ状の形状記憶合金１の少なくとも一部
分が加熱媒体に浸漬できる状態に配置している。
熱媒体Ｍを収納した容器の上方に配置したときの機構１
０の作動状態を示す。スライド部材５が傾動したとき張
架したつる巻バネ状の形状記憶合金１の少なくとも一部
分が加熱媒体に浸漬できる状態に配置している。
【００１７】図４は、機構１０を形状記憶バネ１の変態
点以上に保持した温湯を収容した容器Ａ上に配置し、ス
ライド部材５を水平状態にした状態を示す。
点以上に保持した温湯を収容した容器Ａ上に配置し、ス
ライド部材５を水平状態にした状態を示す。
【００１８】この状態から、図５に示すように、スライ
ド部材５を傾けて形状記憶バネ１の一方側のバネ部分１
１を温湯内に浸漬する。すると、バネ部分１１の記憶形
状は回復して収縮してスライド部材５は支点ｐからの他
方のバネ部分１２側の長さは長くなり矢印の方向に摺動
し、他方のバネ部分１２側部分は重くなって、図６に示
すように支点ｐを中心として矢印に示す向きに傾動し、
図７に示すように他方のバネ部分１２は温湯内に浸漬す
る。
ド部材５を傾けて形状記憶バネ１の一方側のバネ部分１
１を温湯内に浸漬する。すると、バネ部分１１の記憶形
状は回復して収縮してスライド部材５は支点ｐからの他
方のバネ部分１２側の長さは長くなり矢印の方向に摺動
し、他方のバネ部分１２側部分は重くなって、図６に示
すように支点ｐを中心として矢印に示す向きに傾動し、
図７に示すように他方のバネ部分１２は温湯内に浸漬す
る。
【００１９】ここで、バネ部分１２は加熱されてピッチ
の短い形状を回復し、また、温湯から出たバネ部分１１
は記憶状態から解放されてそのピッチは伸張し、スライ
ド部材５は矢印のように摺動し、スライド部材は、最初
の傾動位置に復帰したのち、図７に示すように傾動し
て、バネ部分１１は温湯内に浸漬する。
の短い形状を回復し、また、温湯から出たバネ部分１１
は記憶状態から解放されてそのピッチは伸張し、スライ
ド部材５は矢印のように摺動し、スライド部材は、最初
の傾動位置に復帰したのち、図７に示すように傾動し
て、バネ部分１１は温湯内に浸漬する。
【００２０】このように、スライド部材５はバネ状の形
状記憶合金の収縮と伸張によりスライドすると共に傾
き、上下方向の温度差により伸縮・傾きを繰り返す。
状記憶合金の収縮と伸張によりスライドすると共に傾
き、上下方向の温度差により伸縮・傾きを繰り返す。
【００２１】以上の実施の形態および実施例として、形
状記憶合金バネを引っ張りバネとして用いたが、曲げ・
圧縮でも同様に使用できる。圧縮バネの場合、実施例と
逆に下部を冷却すれば、同じ動きをする。
状記憶合金バネを引っ張りバネとして用いたが、曲げ・
圧縮でも同様に使用できる。圧縮バネの場合、実施例と
逆に下部を冷却すれば、同じ動きをする。
【００２２】さらに、スライド部材にクランク軸を結合
させ、往復運動を回転運動に変えることもできること
は、機構学上自明のことである。
させ、往復運動を回転運動に変えることもできること
は、機構学上自明のことである。
【００２３】
（１） 極めて単純な構造を有し、上下方向に温度差を
つけた箇所に簡単に設置するだけで、往復運動機構への
形状記憶材の機能の応用が可能となる。
つけた箇所に簡単に設置するだけで、往復運動機構への
形状記憶材の機能の応用が可能となる。
【００２４】（２） 半永久的に間欠的な摺動と傾動が
可能であるので、落ち着いた雰囲気を持ったインテリア
として利用できる。
可能であるので、落ち着いた雰囲気を持ったインテリア
として利用できる。
【００２５】（３） 比較的ゆっくりした動きで原理を
理解するのも容易で、重力・磁力等と組み合わせること
によって、理科の教材用としても好適である。
理解するのも容易で、重力・磁力等と組み合わせること
によって、理科の教材用としても好適である。
【図１】 本発明の機構の具体的な構造例を示す。
【図２】 スライド部材の形状を示す。
【図３】 スライド部材の突起の移動の軌跡を示す。
【図４】 機構を形状記憶バネの変態点以上に保持した
温湯を収容した容器上に配置し、スライド部材を水平状
態にした状態を示す。
温湯を収容した容器上に配置し、スライド部材を水平状
態にした状態を示す。
【図５】 図４に示す状態で、加熱媒体中に浸漬した部
分の記憶合金が縮んで、スライド部材を他方に押し上げ
た状態を示す。
分の記憶合金が縮んで、スライド部材を他方に押し上げ
た状態を示す。
【図６】 図４に示す状態からスライド部材が傾動して
他側が加熱媒体中に浸漬した状態を示す。
他側が加熱媒体中に浸漬した状態を示す。
【図７】 図６に示す状態で、加熱媒体中に浸漬した部
分の記憶合金が縮んで、スライド部材を他方に押し上げ
た状態を示す。
分の記憶合金が縮んで、スライド部材を他方に押し上げ
た状態を示す。
１０ 本発明の機構 １ 形状記憶バネ ２
支持材 ３ 枠 ４ スライド部材の支点 ５ スライド部材
６ スライド部材の突起 ７ リング １１
一方側のバネ部分 １２ 他方のバネ部分 ５
１ 支点となる長さ方向の中心部分 ａ，ｂ 矢印
ｐ 支点 Ｍ 加熱媒体 Ａ 容器
支持材 ３ 枠 ４ スライド部材の支点 ５ スライド部材
６ スライド部材の突起 ７ リング １１
一方側のバネ部分 １２ 他方のバネ部分 ５
１ 支点となる長さ方向の中心部分 ａ，ｂ 矢印
ｐ 支点 Ｍ 加熱媒体 Ａ 容器
Claims (1)
- 【請求項１】 形状記憶材の変態温度以上に維持された
加熱媒体あるいは形状記憶材の変態温度以下に維持され
た冷却媒体の上方に配置される往復運動機構であって、 前記媒体の上方に配置される支持材と、 その支持材上に、摺動自在に、且つ、その摺動方向に傾
動自在に支持されたスライド部材とからなり、 このスライド部材に、このスライド部材が摺動し傾動す
る方向にバネ状の形状記憶材を張架し、 その張架した形状記憶材の中間部分を前記支持材に固定
したことを特徴とする往復運動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9122689A JPH10311272A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 形状記憶材を用いた往復運動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9122689A JPH10311272A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 形状記憶材を用いた往復運動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311272A true JPH10311272A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14842192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9122689A Withdrawn JPH10311272A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 形状記憶材を用いた往復運動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10311272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10063653A1 (de) * | 2000-12-20 | 2002-07-11 | Daimler Chrysler Ag | Ladepumpe, insbesondere Abgasturbolader |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP9122689A patent/JPH10311272A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10063653A1 (de) * | 2000-12-20 | 2002-07-11 | Daimler Chrysler Ag | Ladepumpe, insbesondere Abgasturbolader |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |