JPS60166766A - 熱感応アクチュエ−タ - Google Patents
熱感応アクチュエ−タInfo
- Publication number
- JPS60166766A JPS60166766A JP2312284A JP2312284A JPS60166766A JP S60166766 A JPS60166766 A JP S60166766A JP 2312284 A JP2312284 A JP 2312284A JP 2312284 A JP2312284 A JP 2312284A JP S60166766 A JPS60166766 A JP S60166766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- shaft
- sma
- fixed
- shape memory
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は形状記憶合金を利用した熱感応アクチュエータ
に関するものである。
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、形状記憶合金（以下単にＳＭＡ合金と称す）の工
業的応用研究が盛んとなり、ＳＭＡ合金を精度よい熱感
応アクチーエータとしていかに使いこなすかが工業的応
用範囲を拡大する大きな鍵となっている。そして加熱と
冷却によりＳＭＡ合金が可逆的に変形する二方向性動作
が望まれている。Ｃｕ−Ｚｎ−局合金系を主とするＣｕ
合金系のＳＭＡ合金はそれ自身が二方向性の性質を持つ
が、二方向性の動作を数万〜数十万回の繰り返し動作が
行なわれる熱感応アクチーエータの使用の際、繰り返し
寿命の点において問題があるためにＮｉ−Ｔｉ合金を二
方向動作をするように使う工夫がなされている。
業的応用研究が盛んとなり、ＳＭＡ合金を精度よい熱感
応アクチーエータとしていかに使いこなすかが工業的応
用範囲を拡大する大きな鍵となっている。そして加熱と
冷却によりＳＭＡ合金が可逆的に変形する二方向性動作
が望まれている。Ｃｕ−Ｚｎ−局合金系を主とするＣｕ
合金系のＳＭＡ合金はそれ自身が二方向性の性質を持つ
が、二方向性の動作を数万〜数十万回の繰り返し動作が
行なわれる熱感応アクチーエータの使用の際、繰り返し
寿命の点において問題があるためにＮｉ−Ｔｉ合金を二
方向動作をするように使う工夫がなされている。
第１図は従来例の二方向性熱感応性アクチーエータを示
し、同図において１はアクチュエータ本体、２は本体軸
、３は動作素子、４はばね固定軸６は対抗バイアスばね
、６はバイアス固定軸、７は８Ｍ人ばね、８はＳＭＡは
ね固定軸をそれぞれ示す。しかし同図においてＳＭＡば
ね、対抗バイアスばねにより作動素子が動作した際、Ｓ
ＭＡばねの回転モーメントが変化するため、本体軸２と
アクチーエータ本体１の摩擦により動作が不完全になる
といった問題を有していた。
し、同図において１はアクチュエータ本体、２は本体軸
、３は動作素子、４はばね固定軸６は対抗バイアスばね
、６はバイアス固定軸、７は８Ｍ人ばね、８はＳＭＡは
ね固定軸をそれぞれ示す。しかし同図においてＳＭＡば
ね、対抗バイアスばねにより作動素子が動作した際、Ｓ
ＭＡばねの回転モーメントが変化するため、本体軸２と
アクチーエータ本体１の摩擦により動作が不完全になる
といった問題を有していた。
発明の目的
本発明は、上記従来の問題を解消するもので、動作素子
に加わる回転モーメントが常に最大となるようにＳＭＡ
ばねが動作素子に垂直となるようにＳＭＡはね固定軸を
第２のＳＭＡばねで行なうものである。
に加わる回転モーメントが常に最大となるようにＳＭＡ
ばねが動作素子に垂直となるようにＳＭＡはね固定軸を
第２のＳＭＡばねで行なうものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は形状記憶合金と対抗
バイアスばねの組合わせにより二方向動作を行なうアク
チーエータにおいて、動作素子に対して常に第−ＳＭＡ
ばねの荷重が第一バイアス固定軸゛をスライド溝により
スライドするようにしさらに第二対抗バイアスばねと第
二ＳＭＡばねの二方向動作により垂直に働き最大モーメ
ントを与えるように構成したものである。
バイアスばねの組合わせにより二方向動作を行なうアク
チーエータにおいて、動作素子に対して常に第−ＳＭＡ
ばねの荷重が第一バイアス固定軸゛をスライド溝により
スライドするようにしさらに第二対抗バイアスばねと第
二ＳＭＡばねの二方向動作により垂直に働き最大モーメ
ントを与えるように構成したものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例について第２図、第３図により説明
する。同図において１はアクチュエータ本体、２は本体
軸、３は作動素子、４ははね固定軸、５は対抗バイアス
ばね、６はノ（イアス固定軸９は第１ＳＭＡばね固定軸
、１０は第二ＳＭＡはね固定軸、１１は第二ＳＭＡばね
、１２は第−ＳＭＡばねをそれぞれ示し、第−ＳＭＡば
ね１２及び第２３ＭＡはね１１はそれぞれコイル状に形
状記憶処理され、形状変化を示す温度（変態温度：Ｔ２
）以下ではＳＭＡの性質として弾性係数や降伏応力策の
強度が低く、対抗バイアスノくネにより、応力誘起マル
テンサイト変態（Ｍ、点〜Ｍｆ点）による変形が起こり
、第−ＳＭ人ばね１２はδ１ だけ歪むために作動素子
３は本体軸２を中心に左方向に回転し、第−ＳＭムばね
１２が作動素子３に対し常に直角に向うように、第−Ｓ
ＭＡばね固定軸９は第二対抗バイアスはね１６により第
二ＳＭＡばね１１の歪みδ２ によりスライド溝１３を
スライドする。
する。同図において１はアクチュエータ本体、２は本体
軸、３は作動素子、４ははね固定軸、５は対抗バイアス
ばね、６はノ（イアス固定軸９は第１ＳＭＡばね固定軸
、１０は第二ＳＭＡはね固定軸、１１は第二ＳＭＡばね
、１２は第−ＳＭＡばねをそれぞれ示し、第−ＳＭＡば
ね１２及び第２３ＭＡはね１１はそれぞれコイル状に形
状記憶処理され、形状変化を示す温度（変態温度：Ｔ２
）以下ではＳＭＡの性質として弾性係数や降伏応力策の
強度が低く、対抗バイアスノくネにより、応力誘起マル
テンサイト変態（Ｍ、点〜Ｍｆ点）による変形が起こり
、第−ＳＭ人ばね１２はδ１ だけ歪むために作動素子
３は本体軸２を中心に左方向に回転し、第−ＳＭムばね
１２が作動素子３に対し常に直角に向うように、第−Ｓ
ＭＡばね固定軸９は第二対抗バイアスはね１６により第
二ＳＭＡばね１１の歪みδ２ によりスライド溝１３を
スライドする。
次に加熱すると形状変化を示す温度（変態温度Ｔ、 ）
で形状記憶によりオーステナイ）ｆｆ態（ＡＳ点〜ｋ
ｆ点）で元の形状に戻ろうとする大きな復元力が発生し
、第−ＳＭムばね及び第二ＳＭＡばねは○の歪みの状態
まで復元する。（以上ヒステリミス現象） 以上のようにして熱感応性アクチュエータの二方向動作
は行なわれる。
で形状記憶によりオーステナイ）ｆｆ態（ＡＳ点〜ｋ
ｆ点）で元の形状に戻ろうとする大きな復元力が発生し
、第−ＳＭムばね及び第二ＳＭＡばねは○の歪みの状態
まで復元する。（以上ヒステリミス現象） 以上のようにして熱感応性アクチュエータの二方向動作
は行なわれる。
発明の効果
上記実施例から明らかなように、本発明における熱感応
アクチーエータは、対抗バイアスばね及び第−ＳＭＡば
ねによりＮｉ−Ｔ、ｉ合金使用の二方向動作を可能にし
、さらに第−ＳＭＡばねが動作素子に与える回転モーメ
ントが最大となるように固定軸を第二バイアスばね及び
第二ＳＭＡばねにより移動させるものであり、このこと
により、工業的応用した際、回転軸の動作において従来
のものと比較して摩擦に対する影響が少なく出来、さら
に動作範囲の変位量も調整出来るため、ＳＭＡ合金では
精度上制御が困難であった各種制御器、例えば恒温遭の
温度設定器、流体径路の感熱弁、空調機の風向変更板動
作機構などへの応用が可能とな９、熱感応アクチーエー
タとして優れた効果を奏するものである。
アクチーエータは、対抗バイアスばね及び第−ＳＭＡば
ねによりＮｉ−Ｔ、ｉ合金使用の二方向動作を可能にし
、さらに第−ＳＭＡばねが動作素子に与える回転モーメ
ントが最大となるように固定軸を第二バイアスばね及び
第二ＳＭＡばねにより移動させるものであり、このこと
により、工業的応用した際、回転軸の動作において従来
のものと比較して摩擦に対する影響が少なく出来、さら
に動作範囲の変位量も調整出来るため、ＳＭＡ合金では
精度上制御が困難であった各種制御器、例えば恒温遭の
温度設定器、流体径路の感熱弁、空調機の風向変更板動
作機構などへの応用が可能とな９、熱感応アクチーエー
タとして優れた効果を奏するものである。
ＷＪ１図は従来例における形状記憶合金と対抗バイアス
荷重を組合わせた二方向動作の熱感応アクチーエータを
説明する構成図、第２図は本発明の一実施例における形
状記憶合金と対抗バイアス荷重を組合わせた二方向動作
の熱感応アクチュエータを説明する構成図、第３図は二
方向動作熱感応装置の動作を説明する温度−変位を示す
ヒステリシスループの特性図、第４図は、第２図のスラ
イド溝の拡大図である １・・・・・・アクチュエータ本体、３・・・・・・作
動素子、６・・・・・・対抗バイアスばね、１ｏ・・・
・・・第二ＳＭＡばね、１２・・・・・・第−ＳＭＡば
ね。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３
荷重を組合わせた二方向動作の熱感応アクチーエータを
説明する構成図、第２図は本発明の一実施例における形
状記憶合金と対抗バイアス荷重を組合わせた二方向動作
の熱感応アクチュエータを説明する構成図、第３図は二
方向動作熱感応装置の動作を説明する温度−変位を示す
ヒステリシスループの特性図、第４図は、第２図のスラ
イド溝の拡大図である １・・・・・・アクチュエータ本体、３・・・・・・作
動素子、６・・・・・・対抗バイアスばね、１ｏ・・・
・・・第二ＳＭＡばね、１２・・・・・・第−ＳＭＡば
ね。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３
Claims (1)
- 一端が動作素子のバネ固定軸に固定され他端は第一形状
記憶合金はね固定軸に固定された第−ＳＭＡばねと、前
記動作素子のばね固定軸と他端バイアス固定軸に固定さ
れ形状記憶合金の温度による変形性質とバイアス荷重に
より動作素子全本体軸を中心に回転させる対抗バイアス
ばねと、一端が前記第一形状記憶合金ばね固定軸に固定
され他端は第二形状記憶合金ばね固定軸に固定された第
二形状記憶合金はねと一端を前記第一形状記憶合金はね
固定軸に固定され他端をスライド溝に固定された第二バ
イアスばねとを備え、前記第一形状記憶合金ばね固定軸
はスライド溝によりすべるようになってお９、ＳＭＡ合
金の変形性質と第二バイアスはねにより二方向動作を行
なわせ、かつその温度に対する歪みを第一形状記憶合金
はねと動作素子の中心軸がほぼ垂直になるように第一固
定軸をスライドさせ、動作素子に形状記憶合金はねの与
える回転モーメントを最大となるように構成した熱感応
アクチーエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2312284A JPS60166766A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 熱感応アクチュエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2312284A JPS60166766A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 熱感応アクチュエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166766A true JPS60166766A (ja) | 1985-08-30 |
| JPH0344232B2 JPH0344232B2 (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=12101695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2312284A Granted JPS60166766A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | 熱感応アクチュエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166766A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057627A1 (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | M 2 Medical A/S | Shape memory alloy actuator |
| US6916115B1 (en) * | 2003-03-04 | 2005-07-12 | University Of Kentucky Research Foundation | System and device for characterizing shape memory alloy wires |
| WO2010150962A1 (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | 한국과학기술연구원 | 형상기억합금 액츄에이터 |
| CZ309254B6 (cs) * | 2021-01-25 | 2022-06-22 | ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze | Teplotní aktuátor |
-
1984
- 1984-02-09 JP JP2312284A patent/JPS60166766A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057627A1 (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | M 2 Medical A/S | Shape memory alloy actuator |
| US6851260B2 (en) | 2001-01-17 | 2005-02-08 | M 2 Medical A/S | Shape memory alloy actuator |
| US6916115B1 (en) * | 2003-03-04 | 2005-07-12 | University Of Kentucky Research Foundation | System and device for characterizing shape memory alloy wires |
| WO2010150962A1 (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | 한국과학기술연구원 | 형상기억합금 액츄에이터 |
| KR101034500B1 (ko) | 2009-06-23 | 2011-05-17 | 한국과학기술연구원 | 형상기억합금 액츄에이터 |
| CZ309254B6 (cs) * | 2021-01-25 | 2022-06-22 | ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze | Teplotní aktuátor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344232B2 (ja) | 1991-07-05 |
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