JPS60201083A - アクチユエ−タ - Google Patents
アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS60201083A JPS60201083A JP5634184A JP5634184A JPS60201083A JP S60201083 A JPS60201083 A JP S60201083A JP 5634184 A JP5634184 A JP 5634184A JP 5634184 A JP5634184 A JP 5634184A JP S60201083 A JPS60201083 A JP S60201083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- shape memory
- memory alloy
- pair
- wires
- 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.)
- Pending
Links
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)
- Endoscopes (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はアクチュエータに係り、特に形状記憶合金の変
位を用いたアクチュエータに関する。
位を用いたアクチュエータに関する。
変位を発生する手段としてのアクチュエータには、油圧
、空気圧を用いたもの、モータ等の各種のものが用いら
れている。
、空気圧を用いたもの、モータ等の各種のものが用いら
れている。
一方、最近では、Ｔｉ −Ｎｉ合金等の形状記憶合金を
アクチュエータに用いようという試みがある。
アクチュエータに用いようという試みがある。
形状記憶合金を用いたアクチュエータは、構成が簡単か
つ軽量で単位重量当りの出力を大きくとることができる
ため有望視されている。しかしながら従来、形状記憶合
金を用いたアクチュエータは各種機器に応じて、形状等
をその都度設計しなければならないという問題点があっ
た。
つ軽量で単位重量当りの出力を大きくとることができる
ため有望視されている。しかしながら従来、形状記憶合
金を用いたアクチュエータは各種機器に応じて、形状等
をその都度設計しなければならないという問題点があっ
た。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、形状記憶
合金を用いた構成の簡単なアクチュエータを提供するこ
とを目的とする。 − 〔発明の概要〕 本発明は、変形自在な電気的絶縁体の内部に、少なくと
も１個以上の形状記憶合金ワイヤー対を配置せしめ、前
記形状記憶合金ワイヤー対の一端を電気的に接続し、他
端を通電加熱用の電源接続用の端子としたことを特徴と
するアクチュエータである。
合金を用いた構成の簡単なアクチュエータを提供するこ
とを目的とする。 − 〔発明の概要〕 本発明は、変形自在な電気的絶縁体の内部に、少なくと
も１個以上の形状記憶合金ワイヤー対を配置せしめ、前
記形状記憶合金ワイヤー対の一端を電気的に接続し、他
端を通電加熱用の電源接続用の端子としたことを特徴と
するアクチュエータである。
このように構成されたアクチュエータは、通電加熱の際
の端子が一端にまとめて存在するため、アクチュエータ
駆動用の配線が簡単になる。すなわち、両端に端子が存
在すると、通電加熱の際にリード線が別途必要になるが
、一端に端子が存在することにより、このリード線の必
要がなくなり、構成が簡単になるのである。又、複数の
ワイヤー対を用いた場合は、特にワイヤー対ごとの端子
を一端に集合させる必要はないが、全部を集合させる仁
とにより、一端から全ての配線をとることができるため
、構成が非常に容易となる。
の端子が一端にまとめて存在するため、アクチュエータ
駆動用の配線が簡単になる。すなわち、両端に端子が存
在すると、通電加熱の際にリード線が別途必要になるが
、一端に端子が存在することにより、このリード線の必
要がなくなり、構成が簡単になるのである。又、複数の
ワイヤー対を用いた場合は、特にワイヤー対ごとの端子
を一端に集合させる必要はないが、全部を集合させる仁
とにより、一端から全ての配線をとることができるため
、構成が非常に容易となる。
このような構成をとるアクチュエータは例えば次のよう
に製造される。
に製造される。
一般に用いられているＴ ｉ −Ｎ ｉ合金、 Ｃｕ−
Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａ、、５合金等の形状記憶合金からな
る形状記憶合金ワイヤー対を変形自在な絶縁体例えば絶
縁性ゴム等の中に配置した線状の素体を形成する。形状
記憶合金ワイヤーには所望の形状を記憶させておくが、
例えば、螺旋状により合わせて、通電加熱時に伸長を生
じるようにすることが考えられる。又、特に螺旋状とし
なくても良い。この線状の素体は、適宜所望の長さに切
断しても、切断したものが夫々通電加熱時に伸長を生じ
るため、設計に応じてその長さを変えることができる。
Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａ、、５合金等の形状記憶合金からな
る形状記憶合金ワイヤー対を変形自在な絶縁体例えば絶
縁性ゴム等の中に配置した線状の素体を形成する。形状
記憶合金ワイヤーには所望の形状を記憶させておくが、
例えば、螺旋状により合わせて、通電加熱時に伸長を生
じるようにすることが考えられる。又、特に螺旋状とし
なくても良い。この線状の素体は、適宜所望の長さに切
断しても、切断したものが夫々通電加熱時に伸長を生じ
るため、設計に応じてその長さを変えることができる。
次いで切断した時の一端でワイヤー対を構成するワイヤ
ー同志を電気的に接続し、他端を端子とすることにより
アクチュエータが構成される。又、このアクチュエータ
を基本単位（アクチュエータエレメント）として、複数
個を結合すれば、複雑な動きを得ることもできる。この
場合、設計変更等があっても基本単位としての動作は確
定しているため、組合わせを変えることにより適宜適応
できる。
ー同志を電気的に接続し、他端を端子とすることにより
アクチュエータが構成される。又、このアクチュエータ
を基本単位（アクチュエータエレメント）として、複数
個を結合すれば、複雑な動きを得ることもできる。この
場合、設計変更等があっても基本単位としての動作は確
定しているため、組合わせを変えることにより適宜適応
できる。
以上一対の場合を説明したが、二対以上の形状記憶合金
を用いても同様であり、各種の基本動作をもつエレメン
トを形成しておけば、適宜所望の動きを呈するアクチュ
エータを形成することができる。
を用いても同様であり、各種の基本動作をもつエレメン
トを形成しておけば、適宜所望の動きを呈するアクチュ
エータを形成することができる。
以上説明したように本発明によれば、形状記憶合金を通
電加熱する方式のアクチュエータの構成を簡素化するこ
とができる。
電加熱する方式のアクチュエータの構成を簡素化するこ
とができる。
又、基本的な動作をするエレメントを得ることができる
ため、各種用途に応じたアクチュエータの設計が容易と
なる。
ため、各種用途に応じたアクチュエータの設計が容易と
なる。
以下に本発明の詳細な説明する。第１図は、アクチュエ
ータを示す概略図である。
ータを示す概略図である。
まず、加熱した時に伸長（矢印Ａ）を生じるように螺旋
状により合わされた形状記憶合金ワイヤ対（１）を用意
する（第１図（ａ））。この形状記憶合金ワイヤ対（１
）は、通電した時に電気的ショートが生じないように、
通常の与体線のごとく例えば樹脂被覆、酸化物被覆等の
絶縁物被覆を形状記憶合金表面に形成しておくことが好
ましい。
状により合わされた形状記憶合金ワイヤ対（１）を用意
する（第１図（ａ））。この形状記憶合金ワイヤ対（１
）は、通電した時に電気的ショートが生じないように、
通常の与体線のごとく例えば樹脂被覆、酸化物被覆等の
絶縁物被覆を形状記憶合金表面に形成しておくことが好
ましい。
次いで、この形状記憶合金ワイヤ対（１）をシリコーン
ゴム等の電気絶縁体（２）で一体化してアクチュエータ
エレメント（」を形成する（第１図（ｂ））。このアク
チュエータエレメント■は適宜長さを決定して切断して
も、その切断部分が゛アクチュエータとしての動作をす
る。
ゴム等の電気絶縁体（２）で一体化してアクチュエータ
エレメント（」を形成する（第１図（ｂ））。このアク
チュエータエレメント■は適宜長さを決定して切断して
も、その切断部分が゛アクチュエータとしての動作をす
る。
次に、アクチュエータエレメント（３）を、所望の長さ
に切断して、一端（イ）で形状記憶合金ワイヤ同志を接
続し、かつ他端（ロ）は一対の端子（４）とし、アクチ
ュエータとする。この一対の端子（４）を電源（図示せ
ず）に接続し、通電加熱することにより、図中入方向に
伸長することになる。通電加熱をやめると組成及び加熱
温度により異なるが、形状記憶合金ワイヤが元の形状に
復帰し、収縮するため、可逆的な運動が可能となる−０
この時、ゴム体を電気絶縁体として用いれば、復元力を
発生し、復帰が早くなる。
に切断して、一端（イ）で形状記憶合金ワイヤ同志を接
続し、かつ他端（ロ）は一対の端子（４）とし、アクチ
ュエータとする。この一対の端子（４）を電源（図示せ
ず）に接続し、通電加熱することにより、図中入方向に
伸長することになる。通電加熱をやめると組成及び加熱
温度により異なるが、形状記憶合金ワイヤが元の形状に
復帰し、収縮するため、可逆的な運動が可能となる−０
この時、ゴム体を電気絶縁体として用いれば、復元力を
発生し、復帰が早くなる。
又、この形状記憶合金対を複数個配置することにより、
アクチュエータエレメントとしてより広範囲の動きが可
能となる。この様子を第２図に示す。第２図はアクチュ
エータエレメントの横断面図（図中番号は第１図と同様
）であるが、形状記憶合金ワイヤ対（２ａ） （２ｂ）
を２個配置し、このワイヤ対（２ａ） （２ｂ）を選択
的に通電加熱することにより、ＡＩ、 Ａ、方向の基本
、動作が可能となる（第２図（ａ） ） 、又、８対の
ワイヤー対（２ａ） （２ｂ） （２ｃ）配置すると（
第２図（ｂ））、Ｂ□＊ Ｂｔ ＊ Ｂｌの８本方の基
本動作が可能となる。さらに、通電加熱の状態により、
形状復帰の度合をかえることができるため、実質的には
８６０°方向の運動が可能となる。
アクチュエータエレメントとしてより広範囲の動きが可
能となる。この様子を第２図に示す。第２図はアクチュ
エータエレメントの横断面図（図中番号は第１図と同様
）であるが、形状記憶合金ワイヤ対（２ａ） （２ｂ）
を２個配置し、このワイヤ対（２ａ） （２ｂ）を選択
的に通電加熱することにより、ＡＩ、 Ａ、方向の基本
、動作が可能となる（第２図（ａ） ） 、又、８対の
ワイヤー対（２ａ） （２ｂ） （２ｃ）配置すると（
第２図（ｂ））、Ｂ□＊ Ｂｔ ＊ Ｂｌの８本方の基
本動作が可能となる。さらに、通電加熱の状態により、
形状復帰の度合をかえることができるため、実質的には
８６０°方向の運動が可能となる。
このように複数のワイヤ対を配置した場合は、選択的に
加熱されたワイヤ対以外は、選択的に加熱されたワイヤ
対を元にもどそうとするバネ材の役割を果たすことにな
り、通電加熱をやめた後の形状復帰が早くなる。又、あ
らかじめ、アクチュエータエレメント中に、バネ材とし
ての支持ワイヤーを別途配置しても良い。
加熱されたワイヤ対以外は、選択的に加熱されたワイヤ
対を元にもどそうとするバネ材の役割を果たすことにな
り、通電加熱をやめた後の形状復帰が早くなる。又、あ
らかじめ、アクチュエータエレメント中に、バネ材とし
ての支持ワイヤーを別途配置しても良い。
次に、＠１図（ｃ）で示したアクチュエータを複数本結
合してアクチュエータを構成した例を第８図に示す（図
中番号は第１図と同様）。このように複合することによ
り、アクチュエータ（３）単独では、伸縮しか生じなか
ったものが、紙面垂直方向はもちろんのこと図中ＣＩ％
Ｃ，に示すように、８６０°方向の変位を発生するこ
とができる。
合してアクチュエータを構成した例を第８図に示す（図
中番号は第１図と同様）。このように複合することによ
り、アクチュエータ（３）単独では、伸縮しか生じなか
ったものが、紙面垂直方向はもちろんのこと図中ＣＩ％
Ｃ，に示すように、８６０°方向の変位を発生するこ
とができる。
さらに第８図に示したように、複数本結合した際に空隙
（５）を形成し、この空隙を冷却通路として用い、形状
回復を促進させることができる。すなわち、この空隙（
５）中に、空気、水等の冷却用媒体を流通させることに
より、冷却を促進させるのである。
（５）を形成し、この空隙を冷却通路として用い、形状
回復を促進させることができる。すなわち、この空隙（
５）中に、空気、水等の冷却用媒体を流通させることに
より、冷却を促進させるのである。
又、第４図に示すように、各アクチュエータエレメント
の変位方向がわかるように、例えば偏平な断面形状とし
ておけば、結合の際、変位方向を合わせるのが容易であ
る。
の変位方向がわかるように、例えば偏平な断面形状とし
ておけば、結合の際、変位方向を合わせるのが容易であ
る。
このように複数本結合することにより、複雑な運動を生
じることができるが、さらに、同じ方向の変位を各エレ
メントで分散してうけもっことができるため、アクチュ
エータの力が増大する効果もある。
じることができるが、さらに、同じ方向の変位を各エレ
メントで分散してうけもっことができるため、アクチュ
エータの力が増大する効果もある。
第１図はアクチュエータの製造を示す工程図、第２図、
第８図及び第４図はアクチュエータの断面図である。 １・・・形状記憶合金ワイヤー対 ２・・・電気的絶縁体 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 ル 第 ２ 図 （ム） 第 ３ 図 Ｃ，Ｃ，。 第 ４ 図 第１頁の続き ＠発明者 森下 開平 川ｌ 所［ ＠発明者 松日楽 俗人 川ｌ 所［ ０発 明 者 星 野 功 用ｌ 奇市幸区小向東芝町１ 東京芝浦電気株式会社総合研究
匂 奇ｄ 勺
第８図及び第４図はアクチュエータの断面図である。 １・・・形状記憶合金ワイヤー対 ２・・・電気的絶縁体 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 ル 第 ２ 図 （ム） 第 ３ 図 Ｃ，Ｃ，。 第 ４ 図 第１頁の続き ＠発明者 森下 開平 川ｌ 所［ ＠発明者 松日楽 俗人 川ｌ 所［ ０発 明 者 星 野 功 用ｌ 奇市幸区小向東芝町１ 東京芝浦電気株式会社総合研究
匂 奇ｄ 勺
Claims (1)
- 変形自在な電気的絶縁体の内部に、少なくとも１個以上
の形状記憶合金ワイヤー対を配置せしめ、前記形状記憶
合金ワイヤー対の一端を電気的に接続し、他端を通電加
熱用の電源接続用の端子としたことを特徴とするアクチ
ュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634184A JPS60201083A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634184A JPS60201083A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201083A true JPS60201083A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13024521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5634184A Pending JPS60201083A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201083A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148927A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-14 | Olympus Optical Co | Tube for pouring contrast agent |
| JPS5875486A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Waseda Daigaku | 電気−力学的エネルギ変換装置 |
| JPS58126984A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Funakubo Hiroyasu | 形状記憶合金 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5634184A patent/JPS60201083A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148927A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-14 | Olympus Optical Co | Tube for pouring contrast agent |
| JPS5875486A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Waseda Daigaku | 電気−力学的エネルギ変換装置 |
| JPS58126984A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Funakubo Hiroyasu | 形状記憶合金 |
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