JPS60172489A

JPS60172489A - アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS60172489A
Application number: JP2426084A
Authority: JP
Inventors: 明平森下; 浩一郎猪俣; 千秋田沼; 江畑　泰男; 芳野　久士; 松日楽　信人; 星野　功
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1985-09-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕この発明は、所定の物理的条件に応じて変形する形状記
憶材料を用いたアクチーエータに関スるものである。

〔従来技術とその問題点〕

リンクもしくは関節に、形状記憶材料を組み合せて、そ
れ自体をアクチーエータとする従来のアクチーエータ装
置では、第１図に示すように、一つのリンクもしくは関
節について、１自由度しか実現することができなかった
。

このため、このようなアクチュエータ装置を、多くの自
由度が要求されるマニピーレータやロボット等に用いる
と、多数の当該アクチーエータ装置が必要となり、マニ
ピーレータやロボット等が複雑になるという欠点があっ
た。

〔発明の目的〕

この発明は、上述し念従来装置の欠点を改良したもので
、１つのリンクもしくは関節について２自由度を実現す
ることのできるアクチーエータを提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

この目的は、ユニバーサルジヨイントの機構をもつ継手
の一部分と、これに連結され、当該部分に対して２自由
度を有する当該継手の反対側の一部分とを、複数の形状
記憶部材とばねで結ぶことによシ達成することができる
。

〔発明の効果〕

この発明によれば、これまで−関節当り１自由度に限ら
れていた形状記憶部材を用いた関節形アクチーエータの
自由度を１関節当シ２自由度に拡張することができるた
め、本発明によるアクチーエータを多数用いて、マニピ
ュレータモジくハロボット等を構成すると、従来のマニ
ピーレータもしくはロボット等に比し、より少ない関節
数でより複数な動作を得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第２図において、本発明の一実施例によるアクチーエー
タが全体として１２で示されている。当該アクチーエー
タは、クロスピン１３、当該クロスピン１３に組み合わ
され、クロスピン１３の直交する２つの軸のまわりに回
転できるフレーム１４．１５、フレーム１４に付随する
アーム１６、フレーム１５に付随するアーム１７、加熱
することにより張力を発生するような形状を記憶してい
るコイル状形状記憶合金１８、張力を発生するばね１９
、形状記憶合金１８およびばね１９の発生する張力を受
けるためのつめ２０、形状記憶合金１８を、金具２０を
介して個別に通電加熱する九めの図示されていないリー
ド線を主たる構成要素として構成されている。

さらに、本実施例のアクチュエータの動作を第３図を用
いて説明する。

第３図（、）　（ｂ）は、当該アクチーエータ１２のア
ーム１７を基準とした場合のアーム１６の動作方向、嬉
３図（Ｃ）は、当該アクチュエータ１２の形状記憶合金
１８を含むアクチュエータ駆動回路の構成の一例を示し
ている。

まず、スイッチａをＯＮにすると、形状記憶合金１Ｂ−
ａが通電加熱され、当該形状記憶合金１８−ａが縮み、
張力が増大して当該アクチュエータ１２のアーム１６は
、矢印イの方向に移動する０次にスイッチａをＯＦＦと
すると、形状記憶合金１８−ａは放熱によυ冷却され、
その張力が減少してバネ１９との釣９合いによりアーム
１６基準点Ｏに戻る。この後、スイッチｂをＯＮにする
と形状記憶合金１８−ｂが縮み、アーム１６は矢印口の
方向に移動し、スイッチｂｔ−ＯＦＦにするとアーム１
６はスイッチ１の時と同様にして基準点Ｏに戻る。

さらに、スイッチｃ、ｄについても同様の手順を踏むと
、形状記憶合金１８−ｃおよび１８−ｄにっいても同様
の現象がおこシ、アーム１６を矢印ハ、二の方向に傾け
ることができる。

また、スイッチａをＯＮとし、次にスイッチａをＯＦＦ
にすると同時にスイッチｂをＯＮとする手順を、スイッ
チｃ、ｄについても順次行なうと、アーム１６を矢印ボ
の軌跡に沿って移動させることができる。

以上は、当該アクチュエータ１２の基本的動作であるが
、個々の形状記憶合金１８の張力を、その通電加熱の電
流値によ）制御するという公知の方式（例えば、「シス
テムと制御Ｊ　１９８３・９発行）で調節することによ
り、当該アクチーエータ１２では、個々の形状記憶合金
１８の合力とばね１９０合力の釣り合うことが可能な範
囲内で、アーム１６を任意の場所に移動することができ
るようになっている。

〔発明の他の実施例〕

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施す
ることができる。

例えば、上記実施例では、形状記憶部材として形状記憶
合金を用いているが、これは、形状記憶部材の種類を限
定するものではない。

また、上記実施例では直接通電加熱により形状記憶合金
１８を加熱しているが、レーザ光線や通常の光線を照射
する等の他の方法により形状記憶合金を加熱してもよい
ことは言うまでもない。

さらに、上記実施例では、形状記憶合金１８の張力を制
御するために通電加熱の電流値による制御方式を用いて
いるが、これはその制御方式を限定するものでなく、他
の制御方式を用いて何らさしつかえない。

加えて、上記実施例では、形状記憶合金１８が、フレー
ム１４とフレーム１５の間に張力を発生するように取り
付けられているが、とれは形状記憶合金１８の取り付は
部位を限定するものではなく、例えば第４図に示す様に
、特許請求の範囲内において種々の部位に取り付けるこ
とができる。

また、上記実施例では、形状記憶合金１８を記憶してい
る形状から変形させるために、ばね１９の力を用いてい
るが、とれは、ばねの使用を限定するものではなく、特
許請求の範囲内において他の手段を用いて何らさしつか
えない。

さらに、上記実施例では、当該アクチュエータ単体を１
単位としているが、第５図に示すように、これらを複数
個連ねたものを１単位として何らさしつかえない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、形状記憶合金を用いた従来のアクチーエータ
の構造を示す概略図、第２図は、本発明によるアクチー
エータの概略的な斜視図、第３図は、本発明によるアク
チュエータの動作を説明するための説明図、第４図、第
５図は、ともに本発明によるアクチーエータの他の実施
例の概略斜視図である。１・・・アクチーエータ装置、２・・・形状記憶合金、
３・・・ばね、４・・・ワイヤ、５・・・滑東、６・・
・支持棒、７・・・滑車、８・・・つめ、９・・・アー
ム、１０・・・リード線、１】・・・止め具、１２・・
・アクチュエータ、１３・・・クロスピン、１４．１５
・・・フレーム、１６．１７・・・アーム、ｉ８．１８
−ａ、１８−ｂ、１８−ｃ　、１８−ｄ−−・形状記憶
合金、１９−・・ばねＪ２０・・・金具、２１・・・ね
じ溝、２２・・・電源、２３　、２４・・・アクチーエ
ータ、２５・・・アーム。代理人弁理士　則近憲佑　（ほか１名）第　１　図第２図 −八特開昭ＧＯ−１７２４８９（４）（Ｃ）第１頁の続き０発　明　者　芳　野　久　士　川崎市幸区Ｊ所内＠発明者　松日楽　俗人　川崎市幸区Ｊ所内０発　明　者　星　野　功　川崎市幸区ｌ」所内１向東芝町１　東京芝浦電気株式会社総合研究・向東芝
町１　東京芝浦電気株式会社総合研究「１＾

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２自由度を有するユニバーサルジ望インドと同一
の機構を有する継手の周囲に単数または複数の形状記憶
材料からなる形状記憶部材を有し、当該記憶部材が記憶
させられた形状に復帰しようとする場合および前記記憶
させられた形状から他の形状に変形されようとする場合
の力により、前記の継手の連結角を変えることを特徴と
するアクチーエータ。
（２）形状記憶部材を、記憶させられた形状から変形さ
せるために、ばねを使用した特許請求の範囲第１項記載
のアクチュエータ。
（３）一部の形状記憶部材が記憶させられた形状に復帰
すると、他の部分の形状記憶部材が記憶させられた形状
から変形するようにされた特許請求の範囲第１項記載の
アクチュエータ。
（４）アクチーエータを複数個連ねたものを１単位とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記
載のアクチュエータ。
（５）アクチュエータに用いられる形状記憶部材の材料
として、形状記憶合金、メカノケミカル物質等にみられ
る性質を有する材料で、その形状が所定の物理的条件に
応じて、可逆的または、準可逆的に変化する材料を使用
した特許請求の範囲第１項乃至第４項記載のアクチュエ
ータ。