JPS61100392A - Drive - Google Patents

Drive

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Publication number
JPS61100392A
JPS61100392A JP21831584A JP21831584A JPS61100392A JP S61100392 A JPS61100392 A JP S61100392A JP 21831584 A JP21831584 A JP 21831584A JP 21831584 A JP21831584 A JP 21831584A JP S61100392 A JPS61100392 A JP S61100392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
shape memory
memory alloy
wire
drive device
Prior art date
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Pending
Application number
JP21831584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
秀行 木村
鳥居 卓爾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP21831584A priority Critical patent/JPS61100392A/en
Publication of JPS61100392A publication Critical patent/JPS61100392A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、駆動装置に係シ、特に形状記憶合金を用いた
もので、形状記憶合金の加熱、冷却の繰返し知友が少な
い大形のロボットなどに好適な駆動装置に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a drive device, particularly one that uses a shape memory alloy, and is used in large-sized robots that have little familiarity with repeated heating and cooling of the shape memory alloy. The present invention relates to a drive device suitable for such applications.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ロボットハンド等を駆動する素子として形状記憶合金を
用いたものが開発されているが、従来のものは、自然空
冷のほかに有効な冷却手段を備えていないために、復帰
動作の応答性が悪いという欠点があった。
Shape-memory alloys have been developed as elements for driving robot hands, etc., but conventional ones have poor response in return operations because they lack effective cooling means other than natural air cooling. There was a drawback.

応答性を改善するものとして、例えば特開昭57−16
8891号公報に記載されたものがある。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-16
There is one described in Publication No. 8891.

当該公報によれば、形状記憶合金素子の表面に、P型半
寺体素子とN型半導体素子とが、上記形状記憶合金素子
の形状変化を阻害しないように接合され、通電方向を切
換制御されることを特徴とするアクチュエータ素子が提
案されている。
According to the publication, a P-type half-body element and an N-type semiconductor element are bonded to the surface of a shape memory alloy element so as not to inhibit the shape change of the shape memory alloy element, and the direction of current conduction is controlled by switching. An actuator element has been proposed that is characterized by:

すなわち、形状記憶合金素子に半導体素子を接合し、そ
の接合部で生じる発熱作用によって加熱し、吸熱作用に
よって冷却させることにより、従来のものに比して応答
性がすぐれ、制御が簡単なアクチュエータ素子が提供さ
れているが、寿命やコストの面の配慮が十分でなく、最
良の冷却手段とはいえなかった。
In other words, by bonding a semiconductor element to a shape memory alloy element, heating it by the heat generated at the joint, and cooling it by heat absorption, we have created an actuator element that has better responsiveness and is easier to control than conventional ones. However, it could not be said to be the best cooling method due to insufficient consideration in terms of lifespan and cost.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前述の従来技術の実状に鑑みなされたもので
、形状記憶合金の加熱、冷却による形状変化を利用した
装置において、従来の自然空冷に比べて冷却時の応答性
が良く、真空中など特殊な環境下でも利用できる駆動装
置の提供を、その目的としている。
The present invention was made in view of the actual state of the prior art described above, and is a device that utilizes the shape change due to heating and cooling of a shape memory alloy. The aim is to provide a drive device that can be used even under special environments such as

〔発明の概要〕 本発明に係る駆動装置の構成は、線材の一端を固定体に
他端を可動体に接続し、冷却、加熱することによって伸
縮する複数の形状記憶合金の線材からなる第1の部材と
、この第1の部材にバイアス力を付与する第2の部材と
を備え、前記第1の部材を冷却、加熱することにより第
1の部材の回復力と第2の部材のバイアス力との大小関
係を逆転させて反復運動を行わせ、前記第1の部材の伸
縮全可動体を介して駆動対象の変位に転換させる駆動装
置であって、複数個の冷却フィンを具備する反復運動可
能なヒートシンクを第1部材の近傍に設け、第1の部材
の加熱時に前記冷却フィンが第1の部材から離反し、第
1の部材の冷却時に前記冷却フィンが第1の部材に接触
するように前記ヒートシンクを反復運動させるように構
成したものである。
[Summary of the Invention] The configuration of the drive device according to the present invention is such that one end of the wire is connected to a fixed body and the other end is connected to a movable body, and a first wire made of a plurality of shape memory alloy wires that expands and contracts when cooled and heated. and a second member that applies a bias force to the first member, and by cooling and heating the first member, the recovery force of the first member and the bias force of the second member are reduced. A driving device that performs a repetitive motion by reversing the magnitude relationship between the first member and the displacement of the driven object through the fully movable body of the first member, the repetitive motion comprising a plurality of cooling fins. A possible heat sink is provided near the first member, such that the cooling fins are separated from the first member when the first member is heated, and the cooling fins are in contact with the first member when the first member is cooled. The heat sink is configured to move the heat sink repeatedly.

なお付記すると、ヒートシンクを反復運動させる駆紬源
として、固定体に一端を接続し他端をヒートシンク側の
部材に接続した形状記憶合金の線材からなる第3の部材
と第3の部材にバイアス力を付与する第4の部材とを備
え、第3の部材を加熱、冷却することにより第3の部材
の回復力と第4の部材のバイアス力との大小関係を逆転
させて反核運動を行わせるものである。
Additionally, as a driving force for repeatedly moving the heat sink, a third member made of a shape memory alloy wire rod is connected at one end to a fixed body and the other end is connected to a member on the heat sink side, and a bias force is applied to the third member. and a fourth member that imparts an anti-nuclear motion by heating and cooling the third member to reverse the magnitude relationship between the recovery force of the third member and the bias force of the fourth member. It is something.

すなわち、本発明は、形状記憶合金の部材ととれにバイ
アス力を付与する他の部材を組み会わせた駆動装置で、
形状記憶合金の部材の近傍にフィンを有するヒートシン
クを設け、当該ヒートシンクを反復運動させて形状記憶
合金の冷却を強制的に行わせるようにしたものである。
That is, the present invention is a drive device that combines a shape memory alloy member and another member that applies a bias force to the cage.
A heat sink having fins is provided near the shape memory alloy member, and the heat sink is repeatedly moved to forcibly cool the shape memory alloy.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の各笑り例を第1図ないし第15図を参照
して説明する。
Hereinafter, various examples of smiles according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 15.

ます、第1図は、本発明の一実施例に係る駆動装置の縦
断面図、第2′、3図は、第1図のX−X断面図で、第
2図は、ヒートシンクの冷却フィン部が第1の部材と離
反した状態、第3図は、それらが接触した状態を示して
いる。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a drive device according to an embodiment of the present invention, Figs. 2' and 3 are sectional views taken along line XX in Fig. 1, and Fig. 2 shows a cooling fin of a heat sink. FIG. 3 shows a state in which the parts are separated from the first member, and FIG. 3 shows a state in which they are in contact.

図において、1は、第1の部材に係る形状記憶合金製の
ワイヤ状の部材で、この形状記憶合金の部材1は、あら
かじめ変態温度以上の筒温で収w1゛するように記憶処
理を行ったものでちる。
In the figure, reference numeral 1 denotes a wire-shaped member made of a shape memory alloy, which is a first member, and this shape memory alloy member 1 has been subjected to memory treatment in advance so that it converges at a cylinder temperature equal to or higher than the transformation temperature. Chill with something.

形状記憶合金の部材1は、一端を固定体に係るベース3
に、他端を可動体に係る端板5に接続し、間隔をおいて
2本配置されている。
A shape memory alloy member 1 has one end attached to a base 3 related to a fixed body.
The other end is connected to the end plate 5 related to the movable body, and two of them are arranged at an interval.

2は、第2の部材に係る圧縮コイルばねで、ベース3と
端板5の間に支柱4を介して装着されておシ、この圧縮
コイルばね2は前記形状記憶合金の線材1に対してバイ
アス力を付与するものである。支柱4は、一端はベース
3に固定され、他端は端板5の支柱挿入穴に摺動可能に
挿入されている。
Reference numeral 2 denotes a compression coil spring related to the second member, which is installed between the base 3 and the end plate 5 via a support 4, and this compression coil spring 2 is attached to the shape memory alloy wire 1. This applies bias force. One end of the column 4 is fixed to the base 3, and the other end is slidably inserted into the column insertion hole of the end plate 5.

6は駆動ワイヤ、7は駆動対象物、8は加熱用リード線
、9は加熱用電源を含む制御装置、モして10は駆動対
象物7の反復する変位量を矢印で示したものである。
6 is a driving wire, 7 is a driven object, 8 is a heating lead wire, 9 is a control device including a heating power source, and 10 is an arrow indicating the amount of repeated displacement of the driven object 7. .

11はヒートシンクで、複数の(本例では上下2個)冷
却片フィン12を具備しておシ、アルミニウムなど蔦伝
導の良好な材質からなっている。
A heat sink 11 is provided with a plurality of (in this example, two upper and lower) cooling piece fins 12 and is made of a material with good conductivity, such as aluminum.

ヒートシンク11は、前記の第2の部材に係る圧縮コイ
ルはね2を包囲するように、ベース3と端板5とにわた
って反復回転運動に取付けられた筒体状のものでりる。
The heat sink 11 is a cylindrical member that is attached to the base 3 and the end plate 5 for repeated rotation movement so as to surround the compression coil spring 2 related to the second member.

13は、第3の部利に係る形状記憶合金製のワイヤ状の
線材で、あらかじめ変態温度以上の高温で収縮するよう
に記憶処理がなされている。
Reference numeral 13 denotes a wire-shaped wire material made of a shape memory alloy according to the third feature, which has been subjected to memory treatment in advance so as to contract at a high temperature higher than the transformation temperature.

との形状記憶合金の脚材13は、一端をベース3に固定
し、他端を駆動ワイヤ14に接続してお9.15は、そ
の接続端である。
The shape memory alloy leg member 13 is fixed to the base 3 at one end and connected to the drive wire 14 at the other end, and 9.15 is the connecting end thereof.

16は、第4の部材に係る引張コイルばねで、引張コイ
ルばね16は一端をベース3に固定し、他端を駆動ワイ
ヤ14に接続したものであり、形状合金の線材3に対し
てバイアス力を付与するものである。駆動ワイヤ14は
、ヒートシンク11に取付けたものでヒートン/り11
に反復回転運動を伝達するものでおる。17は、その反
復回転運動の袈位址を示したものである。
Reference numeral 16 denotes a tension coil spring related to the fourth member, and the tension coil spring 16 has one end fixed to the base 3 and the other end connected to the drive wire 14, and applies a bias force to the shaped alloy wire 3. It is intended to give. The drive wire 14 is attached to the heat sink 11 and is attached to the heat sink 11.
It transmits repetitive rotational motion to the Reference numeral 17 shows the position of the shaft during the repeated rotational movement.

これら形状記憶合金の組材13、駆動ワイヤ14、引張
コイルばね16で、ヒートン/り11を反復回転運動さ
せる駆動源を構成している。
The shape memory alloy assembly 13, the drive wire 14, and the tension coil spring 16 constitute a drive source that repeatedly rotates the heaton/ri 11.

ここで、形状記憶合金の線材13は、ヒートシンク11
を回転させるに必要な力をMする限シ、できるだけ細い
方がよい。
Here, the shape memory alloy wire 13 is connected to the heat sink 11.
It is better to make it as thin as possible as long as the force M required to rotate it is maintained.

次に、このような構成の駆動装置の動作を説明する。Next, the operation of the drive device having such a configuration will be explained.

まず、制御装置9によりリード線8aを介して第1の部
材に係る形状記憶合金の線材1を通電加熱すると、線材
1の温度が上昇し、変態温度以上になると記憶した形状
に収縮しようとして回復力F1を発生する。
First, when the shape memory alloy wire 1 of the first member is energized and heated by the control device 9 via the lead wire 8a, the temperature of the wire 1 rises, and when it reaches a transformation temperature or higher, it attempts to contract into the memorized shape and recovers. Generates force F1.

この加熱時の回復力Flは、線材1に対してバイアス力
を付与している第2の部材に係る圧縮コイルはね2のパ
イアスカF2よりもかなυ大きいため、(FIF2)の
力で形状記憶合金の線材1および圧縮コイルばね2が収
縮する。そこで、これらに接続されている端板5、駆動
ワイヤ6は第1図において左方向へ引張られ、駆動対象
物7を左へ移動させる。第1図、第2図は、その加熱時
の状態を示している。
Since the recovery force Fl during heating is larger than the pie spacing F2 of the compression coil spring 2 related to the second member applying bias force to the wire 1, the force (FIF2) causes shape memory. The alloy wire 1 and the compression coil spring 2 contract. Therefore, the end plate 5 and drive wire 6 connected thereto are pulled to the left in FIG. 1, and the driven object 7 is moved to the left. FIGS. 1 and 2 show the state during heating.

このとき、ヒートシンク11を反復運動させる駆動源の
、第3の部材に係る形状記憶合金の線材13は通電加熱
されておらず、第2図に示すように、第4の部材に係る
引張コイルばね16のパイアスカF4の方が、形状記憶
合金の線材13の回復力F3 よりも大きいため、(F
4F3)の力でヒートシンク11を反時計回りの方向に
引張っている。このため、ヒートシンク11の冷却フィ
ン12は、形状記憶合金の線材1に接触せず、ある間隔
をもって離反している。
At this time, the shape memory alloy wire 13 of the third member of the drive source that repeatedly moves the heat sink 11 is not heated by electricity, and as shown in FIG. Since the recovery force F4 of the shape memory alloy wire 13 is larger than the recovery force F3 of the shape memory alloy wire 13, (F
4F3) is pulling the heat sink 11 in the counterclockwise direction. Therefore, the cooling fins 12 of the heat sink 11 do not come into contact with the shape memory alloy wire 1, but are separated from each other by a certain distance.

次に、形状記憶合金の線材1の通電加熱を停止すると同
時に、加熱用リード線8bをもって形状記憶合金の線材
13に通電加熱すると、第2図の状態は第3図の状態に
変化する。
Next, when the current heating of the shape memory alloy wire 1 is stopped and at the same time the shape memory alloy wire 13 is heated with current using the heating lead wire 8b, the state shown in FIG. 2 changes to the state shown in FIG. 3.

すなわち、形状記憶合金の線材13は、変態温度以上に
なると記憶した形状に収縮しようとして回復力F3を発
生する。
That is, when the shape memory alloy wire 13 reaches a transformation temperature or higher, it tries to contract into the memorized shape and generates a recovery force F3.

この回復力F3は、線材13にバイアス力を付与してい
る引張コイルばね16のパイアスカF4よシも大きく、
(F’3F4 )の力でζ−トシンク11を時計回りの
方向に引張っており、冷却フィン12を形状記憶合金の
線材1に強制的に接触させる。
This restoring force F3 is also larger than the pie spacing F4 of the tension coil spring 16 that applies a bias force to the wire 13.
The ζ-tosink 11 is pulled clockwise by a force (F'3F4), and the cooling fins 12 are forcibly brought into contact with the shape memory alloy wire 1.

形状記憶合金の線材1は、ヒートシンク11の冷却フィ
ン12に接触するため、熱伝導により急速に冷却される
。このとき、形状記憶合金の線材1の回復力Fトは急速
に小さくなり、(F2  Ft)の力で前記形状記憶合
金の線材1および圧縮コイルばね2が伸びる。すると、
それらに接続されている端板5、駆動ワイヤ6が第1図
において右方向へ引張られ、駆動対象物7を右へ移動さ
せる。
Since the shape memory alloy wire 1 contacts the cooling fins 12 of the heat sink 11, it is rapidly cooled by thermal conduction. At this time, the restoring force Ft of the shape memory alloy wire 1 rapidly decreases, and the shape memory alloy wire 1 and the compression coil spring 2 are expanded by the force (F2 Ft). Then,
The end plate 5 and drive wire 6 connected thereto are pulled to the right in FIG. 1, and the driven object 7 is moved to the right.

このようにして、形状記憶合金の線材1にヒートシンク
11の冷却フィン12を強制的に接触させるので、従来
にくらべて冷却時の応答性の優れた駆動装置を提供でき
る。
In this way, the cooling fins 12 of the heat sink 11 are forcibly brought into contact with the shape memory alloy wire 1, so it is possible to provide a drive device with better responsiveness during cooling than in the past.

なお、本実施例の駆動装置において、ヒートシンク11
の熱容量は充分に大きいため、形状記憶合金の線材1か
ら冷却時に吸熱しても、ヒートシンク自体が周囲の空気
へその熱を自然対流で放熱するため、ヒートシンク11
の温度が上昇することはなく、長時間の使用に対しても
問題はない。
Note that in the drive device of this embodiment, the heat sink 11
Since the heat capacity of the heat sink 11 is sufficiently large, even if heat is absorbed from the shape memory alloy wire 1 during cooling, the heat sink itself radiates the heat to the surrounding air by natural convection.
The temperature does not rise, and there is no problem with long-term use.

第4図は、上記実施例の冷却効果を従来の自然空冷と比
較した線図であシ、横軸に冷却時間t(秒)、縦軸に温
度T3をとっている。実線は、本実施例のヒートシンク
11を用いた場合の形状記憶合金の線材lの冷却線図、
破線は、従来の自然空冷の場合の冷却線図を示している
FIG. 4 is a diagram comparing the cooling effect of the above embodiment with conventional natural air cooling, with the horizontal axis representing the cooling time t (seconds) and the vertical axis representing the temperature T3. The solid line is a cooling diagram of the shape memory alloy wire l when the heat sink 11 of this embodiment is used;
The broken line shows a cooling diagram in the case of conventional natural air cooling.

実験した駆動装置は、第1図に示す実施例のもので、形
状記憶合金の線材1,13は、0゜35−径のニッケル
チタンの合金であり、長さはそれぞれ170mm、70
wmである。変態温度は加熱時がTi、t= 95 C
,冷却時がT旧=450である。
The experimental drive device is the one shown in FIG. 1, and the shape memory alloy wires 1 and 13 are nickel titanium alloy with a diameter of 0°35, and the lengths are 170 mm and 70 mm, respectively.
It is wm. The transformation temperature is Ti during heating, t = 95 C
, T old = 450 during cooling.

また、ヒートシンク11(冷却フィン12を含む)の材
質はアルミニウムであり、その寸法は長さ140調9幅
50調である。
The material of the heat sink 11 (including the cooling fins 12) is aluminum, and its dimensions are 140 degrees in length and 50 degrees in width.

第4図から明らかなように、本実施例の冷却効果は、従
来の自然空冷にくらべると良好であシ、形状記憶合金の
線材1の温度が、変態温度TAfからT旧に到達するま
での時間がかなυ短縮されているのがわかる。変態温度
間の冷却時間を比較すると、本実施例のヒートシンクに
よる冷却は自然空冷にくらべ約1/3に短縮されている
As is clear from FIG. 4, the cooling effect of this example is better than that of conventional natural air cooling, and the temperature of the shape memory alloy wire 1 reaches from the transformation temperature TAf to Told. You can see that the time has been shortened. Comparing the cooling time between the transformation temperatures, the cooling using the heat sink in this embodiment is shortened to about 1/3 compared to natural air cooling.

しかし、冷却時間としては3秒程度を要しているため、
本実施例の駆動装置は、形状記憶合金の加熱、冷却の繰
返し傾度の少ない大形の駆動装置に特に適している。
However, since it takes about 3 seconds to cool down,
The drive device of this embodiment is particularly suitable for a large drive device in which the repetition rate of heating and cooling of a shape memory alloy is small.

冷却時間のより一層の短縮は、反復回転するヒートシン
ク11とベース3および端板5などのすべり摩擦部に工
夫を加えることにより可能である。
The cooling time can be further shortened by modifying the sliding friction parts such as the heat sink 11, the base 3, and the end plate 5, which rotate repeatedly.

また、駆動源の形状記憶合金の線材13は、線材1と同
一径(0,35E11)のもので実験したが、設計上は
0.1w以下の径でよく、径は細い方が望ましい。
In addition, the shape memory alloy wire 13 of the driving source was tested with the same diameter as the wire 1 (0.35E11), but in terms of design, a diameter of 0.1 W or less is sufficient, and a smaller diameter is preferable.

次に、第5図は、本発明の他の実施例に係る駆動装置の
ヒートシンクとその駆動源部の断面図であり、図中、第
2図と同一符号のものは先の実施例と同等部分であるか
ら、その説明を省略する。
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat sink and its drive source part of a drive device according to another embodiment of the present invention, and in the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 are the same as those in the previous embodiment. Since this is only a partial explanation, its explanation will be omitted.

また、第5図に示す以外の駆動装置の各部は第1図に示
す例と同様である。
Further, each part of the drive device other than that shown in FIG. 5 is the same as the example shown in FIG. 1.

第5図において、13Aは、第3の部材に係る形状記憶
合金の線材、16Aは、第4の部材に係る圧縮コイルば
ねである。圧縮コイルばね16Aは、形状記憶合金の線
材13Aを内にして同心状に配置し、両部材とも一端を
ベース3に固定し、他端をヒート7ンク11の冷却フィ
ン12の先端部15Aで接続している。
In FIG. 5, 13A is a shape memory alloy wire rod related to the third member, and 16A is a compression coil spring related to the fourth member. The compression coil spring 16A is arranged concentrically with the shape memory alloy wire 13A inside, one end of both members is fixed to the base 3, and the other end is connected with the tip 15A of the cooling fin 12 of the heat 7 tank 11. are doing.

このように形状記憶合金の線材13Aと圧縮コイルばね
16Aを同じ場所に配置しても駆動装置としての効果は
第1〜3図に示した先の実施例の効果と全く同様である
Even if the shape memory alloy wire 13A and the compression coil spring 16A are placed at the same location in this way, the effect as a driving device is exactly the same as that of the previous embodiment shown in FIGS. 1-3.

ただし、第5図の例におけるコイルばねは圧縮コイルば
ねである。
However, the coil spring in the example of FIG. 5 is a compression coil spring.

次にヒートシンクの駆動源部のさらに他の実施例を第6
図を参照して説明する。
Next, still another example of the drive source section of the heat sink will be described in the sixth example.
This will be explained with reference to the figures.

第6図、は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装置
のヒートシンクとその駆動源部の断面図であυ、図中、
第2図と同一符号のものは、第1゜2図の実施例と同等
部分であるから、その説明を省略する。
FIG. 6 is a sectional view of a heat sink and its drive source portion of a drive device according to still another embodiment of the present invention;
Components with the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 1-2, so their explanation will be omitted.

また、第6図に示す以外の駆動装置の各部は第1図に示
す例と同様である。
Further, each part of the drive device other than that shown in FIG. 6 is the same as the example shown in FIG. 1.

第6図において、16Bは、第4の部材に係る    
  j形状記憶合金の線材であシ、本例では、第4の部
材として第3の部材に係る形状記憶合金の線材13Bと
同様の線材を用いたものである。
In FIG. 6, 16B refers to the fourth member.
J Shape memory alloy wire rod is used; in this example, the same wire rod as the shape memory alloy wire rod 13B related to the third member is used as the fourth member.

本例において、冷却フィン12を、形状記憶合金の線材
1に離反させたいとき、すなわち形状記憶合金の線材1
の加熱時には、形状記憶合金の線材16Bを通電加熱さ
せ、形状記憶合金の線材13Bを自然空冷によυ冷却す
る。これによりヒートシンク11は第6図に示すように
反時計回シの方向に回転し、冷却フィン12と形状記憶
合金の線材1が離反する。
In this example, when it is desired to separate the cooling fins 12 from the shape memory alloy wire 1, that is, when it is desired to separate the cooling fins 12 from the shape memory alloy wire 1,
When heating, the shape memory alloy wire 16B is electrically heated, and the shape memory alloy wire 13B is cooled by natural air cooling. As a result, the heat sink 11 rotates counterclockwise as shown in FIG. 6, and the cooling fins 12 and the shape memory alloy wire 1 are separated.

逆に、冷却フィン12を形状記憶合金の線材1に接触さ
せたいとき、すなわち形状記憶合金の線材1の冷却時に
は、形状記憶合金の線材13Bを通電加熱させ、形状記
憶合金の線材16Bを自然冷却により冷却する。これに
よりヒートシンク11は時計回りの方向に回転し、冷却
フィン12と形状記憶合金の線材1が接触する。
Conversely, when it is desired to bring the cooling fins 12 into contact with the shape memory alloy wire 1, that is, when cooling the shape memory alloy wire 1, the shape memory alloy wire 13B is electrically heated and the shape memory alloy wire 16B is naturally cooled. Cool down. As a result, the heat sink 11 rotates clockwise, and the cooling fins 12 and the shape memory alloy wire 1 come into contact with each other.

本例によれば、ヒートシンク11を反復回転させる駆動
源としての作用効果は、先の第2,3図に示した駆動源
の場合と同様である。
According to this example, the effect as a driving source for repeatedly rotating the heat sink 11 is the same as that of the driving source shown in FIGS. 2 and 3 above.

特に、ヒートシンク11の反復運動が短い周期で頻繁に
行わnるときは、1駆動源の構造は第6図のように2本
の形状記憶合金を組み合わせた方が良好である。
Particularly, when the heat sink 11 is frequently repeatedly moved in a short cycle, it is better to combine two shape memory alloys as shown in FIG. 6 for the structure of one driving source.

前述の実施例では、第1の部材に係る形状記憶合金の線
材1が2本の場合について説明したが、出力アップの面
から3本、4本と増加させることもあり、その例を第7
図に示す。
In the above embodiment, the case where there are two shape memory alloy wires 1 for the first member was explained, but in order to increase the output, the number may be increased to three or four, and this example is described in the seventh example.
As shown in the figure.

第7図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装置の
第1.第2の部材およびヒートシンク部の断面図であシ
、図中、第2図と同一符号のものは同等部分である。
FIG. 7 shows a first embodiment of a drive device according to still another embodiment of the present invention. This is a cross-sectional view of the second member and the heat sink part, in which the same reference numerals as in FIG. 2 are equivalent parts.

第7図の例は、形状記憶台金の線材1−1.1−2.1
−3.1−4の4本を、上下左右に間隔を保って配置し
たものである。
The example in Fig. 7 is the wire rod 1-1.1-2.1 of the shape memory base metal.
-3.1-4 are arranged at intervals vertically and horizontally.

この場合は、ヒートシンク11に冷却フィンを12−1
.12−2.12−3.12−4の4本具備させるよう
にすればよい。
In this case, the cooling fins 12-1 are attached to the heat sink 11.
.. 12-2, 12-3, and 12-4 may be provided.

また、前述の実施例では、第1の部材に対してバイアス
力を付与する第2の部材として圧縮コイルばね2を用い
るものを示したが、第8図のようにベローズなどの弾性
部材を用いてもよい。
In addition, in the above embodiment, the compression coil spring 2 is used as the second member that applies a bias force to the first member, but as shown in FIG. 8, an elastic member such as a bellows is used. It's okay.

第8図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装置の
第2の部材を示す断面図であり、図中、第1図と同一符
号のものは同一物を示す。
FIG. 8 is a sectional view showing a second member of a drive device according to still another embodiment of the present invention, and in the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts.

第8図において、18は、第2の部材に係るベローズで
アシ、ベース3と端板5との間に支柱4を介して装着さ
れている。
In FIG. 8, reference numeral 18 denotes a bellows related to the second member, which is mounted between the reed base 3 and the end plate 5 via the support 4.

第2の部材にベローズ18を用いても、圧縮コイルばね
を用いた場合と同等の効果が期待できる。
Even if the bellows 18 is used as the second member, the same effect as when a compression coil spring is used can be expected.

次に、駆動対象物に反復回転運動を与える駆動装置の実
施例を第9図ないし第11図を参照して説明する。
Next, an embodiment of a drive device that provides repetitive rotational motion to a driven object will be described with reference to FIGS. 9 to 11.

まず第9図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装
置の構成図である。
First, FIG. 9 is a block diagram of a drive device according to still another embodiment of the present invention.

第9図において、1aは、第1の部材に係る形状記憶合
金の線材で、あらかじめ変態温度以上の高温で収縮する
ように記憶処理を行ったものである。この形状記憶合金
の線材1aは、一端を固定体に係るベース3Aに、他端
を端板5aに接続し間隔をおいて2本配置されている。
In FIG. 9, reference numeral 1a denotes a shape memory alloy wire rod related to the first member, which has been subjected to memory treatment in advance so as to contract at a high temperature higher than the transformation temperature. Two shape memory alloy wires 1a are arranged at intervals, with one end connected to the base 3A of the fixed body and the other end connected to the end plate 5a.

1bは、第2の部材に係る形状記憶合金の線材で、前記
形状記憶の線材1aと同様のものであり、一端をベース
3Aに、他端を端板5bに接続し間隔をおいて2本配置
されている。
1b is a shape memory alloy wire rod related to the second member, which is similar to the shape memory wire rod 1a, and one end is connected to the base 3A and the other end is connected to the end plate 5b, and two wires are connected at an interval. It is located.

端板5a、5bは、滑車19に取付けた駆動ワイヤ6に
接続されている。20は、滑車19の回転軸、21は、
滑車19の支持部材、7Aは駆動対称物で、滑車19の
一部に固定されている。
The end plates 5a, 5b are connected to a drive wire 6 attached to a pulley 19. 20 is the rotating shaft of the pulley 19, 21 is
The support member 7A of the pulley 19 is a driving object and is fixed to a part of the pulley 19.

10′は、駆動対象物7Aの反復回転の変位量を示す。10' indicates the amount of displacement of the driven object 7A due to repeated rotations.

11a、llbは、先に第1図に示したと同様のヒート
シンクで、それぞれ冷却フィン12a。
11a and llb are heat sinks similar to those shown in FIG. 1 earlier, and cooling fins 12a, respectively.

12bを具備している。12b.

ヒートシンクlla、llbは、形状記憶合金の線材1
a、lbの近傍にそれぞれ1個ずつ設けられている。ヒ
ートシンクlla、llbの反復運動は、詳細な図示は
省略しているが、第3の部材に係る形状記憶合金の線材
13a、13bと第4の部材に係る引張コイルばねによ
り行われるもので、その、溝底は第2図に準じている。
The heat sinks lla and llb are shape memory alloy wire rods 1
One each is provided near a and lb. Although detailed illustrations are omitted, the repetitive motion of the heat sinks lla and llb is performed by the shape memory alloy wire rods 13a and 13b of the third member and the tension coil spring of the fourth member. , the groove bottom is as shown in Fig. 2.

第9図に示す状態は、第1の部材の綴材1aが冷却時、
第2の部材の線材1bが加熱時であシ、第2の部材の線
材1bと第3の部材の線材13aが制御装置9、加熱用
リード線8により通電加熱されており、ヒートシンクl
laの冷却フィン12aが第1の部材の線材1aに接触
している状態である。
The state shown in FIG. 9 is when the binding material 1a of the first member is cooled;
The wire rod 1b of the second member is heated, the wire rod 1b of the second member and the wire rod 13a of the third member are electrically heated by the control device 9 and the heating lead wire 8, and the heat sink l
The cooling fins 12a of la are in contact with the wire rod 1a of the first member.

このとき、第2の部材の線材1bの回復力F2′は第1
の部材の線材1aの回復力F1′よシ犬きくなシ、滑車
19は時計回シの方向に回転させられ、駆動対象物7A
も時計回塾の方向に回転する。
At this time, the recovery force F2' of the wire rod 1b of the second member is
Due to the recovery force F1' of the wire rod 1a of the member, the pulley 19 is rotated in the clockwise direction, and the driven object 7A
The clock also rotates in the direction of the clock.

次いで各部材の冷却と加熱を逆にすると、第1の部材の
線材1aと回復力F1′が、第2の部材の線材1bの回
復力F2′よシ大きくなシ、滑車19および駆動対象物
7人は反時計回りに回転する。
Next, when the cooling and heating of each member are reversed, the wire rod 1a of the first member and the restoring force F1' are larger than the restoring force F2' of the wire rod 1b of the second member. Seven people rotate counterclockwise.

このようにして、第9図に示す駆動装置は、駆動対象物
7Aを変位量40′だけ反復回転運動させることができ
る。
In this way, the drive device shown in FIG. 9 can repeatedly rotate the driven object 7A by a displacement amount of 40'.

次に、第10図は、本発明のさらに他の実施例に係る。Next, FIG. 10 relates to still another embodiment of the present invention.

I!伝動装置の構成図で、第11図は、第12図のY−
Y断面図であり、図中、第9図および第6図と同一符号
のものは同等の部分であるから、その説明を省略する。
I! FIG. 11 is a configuration diagram of the transmission device, and FIG.
This is a Y cross-sectional view, and the parts in the figure with the same reference numerals as in FIGS. 9 and 6 are the same parts, so the explanation thereof will be omitted.

第10図の例は、第9図の例と異なシヒートシンクが1
つである。
The example in Fig. 10 differs from the example in Fig. 9 in that the heat sink is 1
It is one.

第10図において 1 /、 /aは、第1の部材に係
る形状記憶合金の線材 1/b/は第2の部材に係る形
状記憶合金の線材で、いずれも変態温度以上の高温で収
縮するように記憶処理を行ったものであシ、一端をベー
ス3Bに、他端を滑車19に取付けた駆動ワイヤ6に接
続している。
In FIG. 10, 1/, /a are shape memory alloy wire rods related to the first member, and 1/b/ are shape memory alloy wire rods related to the second member, both of which contract at high temperatures above the transformation temperature. One end is connected to the base 3B, and the other end is connected to the drive wire 6 attached to the pulley 19.

11Bはヒートシンクで、12Bはその冷却フィンであ
る。冷却フィン12Bは、Mlの部材の線材1/ aと
第2の部材の線材1′bとにそれぞれ単独に接触できる
ように、ヒートシンクIIBの中心に対し非対称に設け
られている。
11B is a heat sink, and 12B is its cooling fin. The cooling fins 12B are provided asymmetrically with respect to the center of the heat sink IIB so that they can individually contact the wire 1/a of the Ml member and the wire 1'b of the second member.

ヒートシンクを反復回転させる駆動源は、先に第6図で
示したものと同様、第3の部材に係る形状記憶合金の線
材13Bと第4の部材に係る形状記憶合金の線材16B
とを、それぞれ一端をベース3Bに固定し、他端をヒー
トシンクIIBに取付けた駆動ワイヤ14に接続したも
のである。
The drive source for repeatedly rotating the heat sink is the same as that shown in FIG. 6 above, and includes a shape memory alloy wire rod 13B relating to the third member and a shape memory alloy wire rod 16B relating to the fourth member.
and one end of each is fixed to the base 3B, and the other end is connected to the drive wire 14 attached to the heat sink IIB.

第10.11図に示す状態は、第1の部材の線材1 /
aが冷却時、第2の部材の線材1’bが加熱時であり、
そのため、第3の部材の線材13Bが加熱、第4の部材
の線材16Bが冷却されておシ、ヒートシンクIIBの
冷却フィン12Bは第1の部材工/ aに接触している
The state shown in Figure 10.11 is the state in which the first member wire 1/
a is during cooling, the wire rod 1'b of the second member is during heating,
Therefore, the wire 13B of the third member is heated, the wire 16B of the fourth member is cooled, and the cooling fins 12B of the heat sink IIB are in contact with the first member /a.

第2の部材の部材1’bの回復力が第1の部材の部材1
/ aの回復力より犬きくなシ、滑車19および駆動対
象物7Aは時計回りの方向に回転する。
The restoring force of member 1'b of the second member is the same as that of member 1'b of the first member.
The restoring force of /a causes the dog, the pulley 19, and the driven object 7A to rotate in the clockwise direction.

各部材の冷却、加熱を逆にすると、駆動対象物7Aは反
時計回りの方向に回転する。
If the cooling and heating of each member are reversed, the driven object 7A rotates in the counterclockwise direction.

本実施例において、ヒートシンク11 B ノ冷却フィ
ン12Bと形状記憶合金の線材1’a、l’bとの接触
をさらに良くするには、9線材1/ a 、 1/ b
の断面形状を円形から矩形にすることが望ましい。
In this embodiment, in order to further improve the contact between the cooling fins 12B of the heat sink 11B and the shape memory alloy wires 1'a, l'b, 9 wires 1/a, 1/b are used.
It is desirable to change the cross-sectional shape from circular to rectangular.

また、フィルム状でもよい。Alternatively, it may be in a film form.

次に、ヒートシンク部の応用例を第12図および第13
図に示す。
Next, an application example of the heat sink section is shown in Fig. 12 and 13.
As shown in the figure.

まず、第12図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆
動装置の縦断面図である。図中、第1図と同一符号のも
のは同等部分であるから、その説明を省略する。
First, FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a drive device according to still another embodiment of the present invention. In the figure, parts with the same reference numerals as in FIG. 1 are equivalent parts, so their explanation will be omitted.

第12図の実施例は、ヒートシンクIICの一部をヒー
トパイプ23に密接させたものである。
In the embodiment shown in FIG. 12, a part of the heat sink IIC is brought into close contact with the heat pipe 23. In the embodiment shown in FIG.

図において、2Cは、第2の部材に係る圧縮コイルばね
で、ヒートパイプ23と端板5Cとの間に装着されてい
る。
In the figure, 2C is a compression coil spring related to the second member, and is installed between the heat pipe 23 and the end plate 5C.

3Cは固定体に係るベースで、第1の部材に係る形状記
憶合金の線材の一端を固定するとともに、ヒートパイプ
23を摺動部26を介して支持している。
3C is a base related to a fixed body, which fixes one end of the shape memory alloy wire related to the first member and supports the heat pipe 23 via a sliding portion 26.

22は、ヒートパイプ23の吸熱部でヒートシンク11
Cに内接している。24は、ヒートパイプ23の放熱部
で、多数の放熱フィン25を有している。また、26は
、ヒートパイプ23が回転反復運動するときのベース3
Cとの摺動部であり、軸受などにより構成される。
22 is the heat absorption part of the heat pipe 23 and the heat sink 11
It is inscribed in C. Reference numeral 24 denotes a heat dissipation section of the heat pipe 23, which has a large number of heat dissipation fins 25. Further, 26 is a base 3 when the heat pipe 23 rotates repeatedly.
This is the sliding part between C and C, and is made up of bearings and the like.

ヒートパイプ23の吸熱部22は、ヒートシンク11C
に密接するように取付けられ、冷却フィン12Cで形状
記憶合金の線材1の冷却時に奪った熱を効率よくヒート
パイプ23の吸熱部22に導き、放熱部24から放熱す
る。このため、吸熱部22がヒート7ンク11Cに密接
する面積は広い方が望ましい。
The heat absorption part 22 of the heat pipe 23 is a heat sink 11C.
The cooling fins 12C efficiently guide the heat removed during cooling of the shape memory alloy wire 1 to the heat absorbing part 22 of the heat pipe 23, and radiate the heat from the heat radiating part 24. For this reason, it is desirable that the area in which the heat absorbing portion 22 is in close contact with the heat 7 tank 11C is wide.

第12図では、ヒートパイプ23の放熱部24からの放
熱はフィン25により自然望冷で行われているが、空気
などの流体を流して強制冷却してもよい。
In FIG. 12, heat is radiated from the heat radiating portion 24 of the heat pipe 23 by natural cooling using the fins 25, but forced cooling may be performed by flowing a fluid such as air.

このような構成の、駆動装置では、第1図にくらベヒー
トシンク11Cの冷却フィン12Cが効率よく冷却され
るため、冷却の効果が大きい。
In the drive device having such a configuration, the cooling fins 12C of the heat sink 11C shown in FIG. 1 are efficiently cooled, so that the cooling effect is large.

また、ヒートシンク11Cの冷却フィン12Cは、自然
空冷でなくヒートパイプ23により冷却されるため、自
然空冷が不可能な環境である真空中でも利用できる。
Furthermore, since the cooling fins 12C of the heat sink 11C are cooled by the heat pipe 23 rather than by natural air cooling, they can be used even in a vacuum, which is an environment where natural air cooling is impossible.

この場合、真空中では空冷による冷却はできないため、
ヒートシンク11Cを反復運動させる駆動源(第3の部
材、第4の部材、駆動ワイヤ14など)や制御装置9は
、ベース3Cの外側(第12図においてベース3Cの左
側)に出す必要がある。
In this case, air cooling is not possible in a vacuum, so
The drive sources (third member, fourth member, drive wire 14, etc.) that repeatedly move the heat sink 11C and the control device 9 need to be exposed outside the base 3C (on the left side of the base 3C in FIG. 12).

このとき、ヒートパイプ23の放熱部24も、ベース3
Cの外側に出して、空気等により冷却する。
At this time, the heat dissipation part 24 of the heat pipe 23 is also connected to the base 3.
Take it out to the outside of C and cool it with air, etc.

次に、第13図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆
動装置の縦断面図であり、図中、第1図または第12図
と同一符号のものは先の実施例と同等部分であるから、
その説明を省略する。
Next, FIG. 13 is a longitudinal cross-sectional view of a drive device according to still another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 or FIG. 12 refer to parts equivalent to those in the previous embodiment. Because it is,
The explanation will be omitted.

第13図の実施例は、ヒートン/り11Cの一部を流体
の流路27に密接させたものでちる。
In the embodiment shown in FIG. 13, a part of the heaton/liquid 11C is brought into close contact with the fluid flow path 27.

図において、28.29は、それぞれ上側流路、下側流
路であシ、可撓管30から流入する流体(たとえば水)
31を矢印のように、上側流路28を流し、流路27の
端部で折シ返し、下側流路29を流し、可撓管30から
流出させるようにしている。
In the figure, 28 and 29 are the upper flow path, the lower flow path, and the fluid (for example, water) flowing in from the flexible tube 30, respectively.
31 is made to flow through the upper channel 28 as shown by the arrow, turn back at the end of the channel 27, flow through the lower channel 29, and flow out from the flexible tube 30.

流体の回路は、途中に冷却器など(図示せず)を備えた
閉回路でもよく、また使い捨ての開回路でもよい。
The fluid circuit may be a closed circuit with a cooler or the like (not shown) in the middle, or may be a disposable open circuit.

流路27は、第12図に示したヒートパイプ23と同様
に、ヒートシンク11Cの一部に密接するように取シ付
けられ、その密接面積は広い方が望ましい。
Like the heat pipe 23 shown in FIG. 12, the flow path 27 is attached in close contact with a part of the heat sink 11C, and it is desirable that the contact area is large.

そして、第13図に示す駆動装置も、第12図の駆動装
置と同様の効果が得られるため、真空中などの特殊環境
下でも利用できる。この場合も、やはりヒートシンク1
1Cの駆動源や制御装置9は真空領域の外側へ出す必要
がある。
The drive device shown in FIG. 13 can also be used under special environments such as in a vacuum because the same effects as the drive device shown in FIG. 12 can be obtained. In this case, the heat sink 1
The drive source of 1C and the control device 9 need to be taken outside the vacuum area.

次に、前述の各実施例の駆動装置を複数個組み合わせた
実用例としてロボット用マニュピレータの一例を第14
図および第15図を参照して説明する。
Next, as a practical example in which a plurality of drive devices of the above-mentioned embodiments are combined, an example of a robot manipulator will be described in the 14th example.
This will be explained with reference to the figures and FIG.

ここに、第14図は、本発明の一実施例を適用したロボ
ット用マニュピレータの斜視図、第15図は、第14図
のz−2断面図である。
Here, FIG. 14 is a perspective view of a robot manipulator to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 15 is a z-2 sectional view of FIG. 14.

第14図において、32は、先に第1図ないし第4図で
示した本発明の実施例に係る駆動装置に相当するもので
、33がペースを兼ねた円筒、34が、円筒33の中心
部空間、35が手首、36がベース3から他のアーム等
への接続継手、7a、7bは、第1図の枢動対象物7に
相当する指を示し、37a、37bが指の関節である。
In FIG. 14, 32 corresponds to the drive device according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 35 is a wrist, 36 is a connection joint from the base 3 to another arm, etc., 7a and 7b are fingers corresponding to the pivoting object 7 in FIG. 1, and 37a and 37b are finger joints. be.

制御装置9は、円筒33の中心部空間34に挿入し、省
スペース化を図っている。
The control device 9 is inserted into the central space 34 of the cylinder 33 to save space.

駆動装置32が、第1図ないし第4図で駅、明したよう
に動作することにより、駆動ワイヤ6の他端に接続され
た関節37a、37bが、加熱時、冷却時ともに敏速に
動き、応答性の良好なマニュピレータとなる。
When the drive device 32 operates as described in FIGS. 1 to 4, the joints 37a and 37b connected to the other end of the drive wire 6 move rapidly during both heating and cooling. Becomes a manipulator with good responsiveness.

駆動装置32は、第15図に示すように、円筒33の外
側に8個等間隔に配置された構成となっている。
As shown in FIG. 15, eight drive devices 32 are arranged at equal intervals on the outside of the cylinder 33.

これら駆動装置32の1個1個の形状は第1図ないし第
3図に示したものと同様で、第3の部材に係る形状記憶
合金の線材13および第4の部材に係る引張コイルばね
16のそれぞれの一端は円筒33に固定され、それぞれ
の他端はヒートシンク11に取付けた駆動ワイヤ14に
接続されている。
The shapes of each of these drive devices 32 are similar to those shown in FIGS. 1 to 3, and include a shape memory alloy wire rod 13 related to the third member and a tension coil spring 16 related to the fourth member. One end of each is fixed to the cylinder 33, and the other end of each is connected to a drive wire 14 attached to the heat sink 11.

8個のヒートシンクは、11−1〜11−8をもって示
されているが、第15図では、ヒートシンク11−5お
よび11−6の冷却フィン12に、第1の部材に係る形
状記憶合金の線材1が接触して冷却されており、他の線
材1は加熱されている状態を示している。
Eight heat sinks are shown as 11-1 to 11-8, but in FIG. 1 is in contact and cooled, and the other wires 1 are heated.

マニュピレータを第14.15図のように構成すると、
制御装置9など熱くなるものがあれば、円筒33の中心
部空間34にそれらを設け、空気などを当該空間34に
送風して空冷するようにしてもよい。
When the manipulator is configured as shown in Figure 14.15,
If there is something that gets hot, such as the control device 9, it may be provided in the center space 34 of the cylinder 33 and cooled by blowing air into the space 34.

また、駆動装置32自身を円筒33の中心部空間34に
配置するように構成すれば、外観上も安全上も良好でお
る。
Moreover, if the drive device 32 itself is arranged in the center space 34 of the cylinder 33, it will be good in terms of appearance and safety.

上記の各実施例の駆動装置は、形状記憶合金の加熱、冷
却の繰り返し時間が短い(例えば1秒以下)場合には適
用し難いが、繰り返し時間の長い大形のロボット用マニ
ュピレータや、強制空冷が使用し雅い真空中などにおい
て有効である。
The drive devices of each of the above embodiments are difficult to apply when the repetition time of heating and cooling the shape memory alloy is short (for example, 1 second or less), but it is difficult to apply it to manipulators for large robots with long repetition times or forced air cooling. It is effective when used in a vacuum.

産業機械のアクチュエータ部で、自由度が1つの駆動装
置であれば、第1.9,10,12゜13図に示した実
施例の装置をそのまま適用することが可能である。
If the actuator section of an industrial machine is a drive device with one degree of freedom, the devices of the embodiments shown in FIGS. 1.9, 10, 12 and 13 can be applied as is.

なお、上記の各実施例において、ヒートシンクの反復運
動は、回転運動により行わせる例を示したが、本発明は
これに限るものでなく、往復運動により行わせてもよい
In each of the above embodiments, the repetitive motion of the heat sink is performed by rotational motion, but the present invention is not limited to this, and may be performed by reciprocating motion.

また、上記の各実施例では、ヒートシンクの反復運動の
駆動源に形状記憶合金の線材を用いて、その特性を利用
したが、当該駆動源はこれに限るものでなく、モータな
どの他の駆動源を用いても差支えない。
Furthermore, in each of the above embodiments, a shape memory alloy wire is used as the drive source for the repetitive motion of the heat sink, and its characteristics are utilized. However, the drive source is not limited to this, and other drives such as a motor can There is no problem in using the source.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、形状記憶合金の加
熱、冷却による形状変化を利用した装置において、従来
の自然空冷にくらべて冷却時の応答性が良く、真空中な
ど特殊な環境下でも利用可能な駆動装置を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a device that utilizes shape change due to heating and cooling of a shape memory alloy has better response during cooling than conventional natural air cooling, and can be used in special environments such as vacuum. However, we can also provide a drive system that can be used in any country.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例に係る駆動装置の縦断面図
、第2.3図は、第1図のX−X断面図で、第2図は、
ヒートシンクの冷却フィン部が第1の部材と離反した状
態、第3図は、これらが接触した状態を示し、第4図は
、第1図の実施例の冷却効果を従来の自然空冷と比較し
た線図、第5図は、本発明の他の実施例に係る駆動装置
のヒートシンクとその駆動源部の断面図、第6図は、本
発明のさらに他の実施例に係る駆動装置のヒートシンク
とその駆動源部の断面図、第7図は、本発明のさらに他
の実施例に係る駆動装置の第1.第2の部材およびヒー
トシンク部の断面図、第8図は、本発明のさらに他の実
施例に係るS動装置の第2の部材を示す断面図、第9図
は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装置の構成図
、第10図は、本発明のさらに他の実施例に係る駆動装
置の構成図、第11図は、第10図のY−Y断面図、第
12図、第13図は、いずれも本発明のさらに他の実施
例に係る駆動装置の縦断面図、第14図は、本発明の一
実施例を適用したロボット用マニュピレータの斜視図、
第15図は、第14図のZ−Z断面図である。 1.1−1.1−2.1−3.1−4.la、11b・
・・形状記憶合金の線材、2,2C・・・圧縮コイルば
ね、3,3A、3B、3C・・・ペース、5゜5C・・
・端板、6・・・駆動ワイヤ、7,7A・・・駆動対象
物、7a、7b−・−指、8,8a、8b・・・加熱用
リード線、9・・・制御装置、10.10’・・・変位
量、11.11−1.11−2.11−3.11−4゜
11−5.11−6.11−7.11−8゜112、l
lb、lIC−・・ヒート7/り、12゜12−1.1
2−2.12−3.12−4゜128.12b、12B
、12C・・・冷却フィン、13.13A、13B、1
6B、13a、13b・・・形状記憶合金の線材、14
・・・、駆動ワイヤ、16・・・引張コイルばね、16
A・・・圧縮コイルばね、17・・・変位量、18・・
・ベローズ、19・・・滑車、22・・・吸熱部、23
・・・ヒートパイプ、24・・・放熱部、26・・・摺
動部、27・・・流路、28・・・上側流路、29・・
・下側流路、30・・・可撓管、31・・・流体、32
・・・、駆動装置、33・・・円筒、35・・・手首、
37a、37b−−・関節。 VJt図 %Z図     第3[D 第 4  図 玲軒晴間  t(杓 不 5 図 ゝ−−−、−シー 第 7 図 篤 14  図 31L
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a drive device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2.3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG.
Figure 3 shows a state in which the cooling fins of the heat sink are separated from the first member, and a state in which they are in contact, and Figure 4 compares the cooling effect of the embodiment shown in Figure 1 with conventional natural air cooling. 5 is a sectional view of a heat sink of a drive device according to another embodiment of the present invention and its drive source, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat sink of a drive device according to yet another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of the drive source section of the drive source section 1. A cross-sectional view of the second member and the heat sink portion, FIG. 8 is a cross-sectional view showing the second member of the S motion device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of a drive device according to another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a YY cross-sectional view of FIG. 10, FIG. FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a drive device according to yet another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a perspective view of a robot manipulator to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 15 is a sectional view taken along the Z-Z line in FIG. 14. 1.1-1.1-2.1-3.1-4. la, 11b・
...Shape memory alloy wire, 2,2C...Compression coil spring, 3,3A, 3B, 3C...Pace, 5°5C...
- End plate, 6... Drive wire, 7, 7A... Drive target, 7a, 7b--Finger, 8, 8a, 8b... Heating lead wire, 9... Control device, 10 .10'...Displacement amount, 11.11-1.11-2.11-3.11-4゜11-5.11-6.11-7.11-8゜112, l
lb, lIC-・Heat 7/ri, 12°12-1.1
2-2.12-3.12-4゜128.12b, 12B
, 12C...Cooling fin, 13.13A, 13B, 1
6B, 13a, 13b...Shape memory alloy wire rod, 14
..., drive wire, 16... tension coil spring, 16
A...Compression coil spring, 17...Displacement amount, 18...
・Bellows, 19... Pulley, 22... Heat absorption part, 23
... heat pipe, 24 ... heat dissipation section, 26 ... sliding section, 27 ... flow path, 28 ... upper flow path, 29 ...
・Lower flow path, 30...Flexible pipe, 31...Fluid, 32
..., drive device, 33... cylinder, 35... wrist,
37a, 37b--Joints. VJt diagram %Z diagram 3 [D Figure 4 Reiken Haruma t (杓ふ 5 Figure ゝ---, -C Figure 7 Atsushi 14 Figure 31L

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、線材の一端を固定体に他端を可動体に接続し、冷却
、加熱することによつて伸縮する複数の形状記憶合金の
線材からなる第1の部材と、この第1の部材にバイアス
力を付与する第2の部材とを備え、前記第1の部材を冷
却、加熱することにより第1の部材の回復力と第2の部
材のバイアス力との大小関係を逆転させて反復運動を行
わせ、前記第1の部材の伸縮を可動体を介して駆動対象
の変位に転換させる駆動装置であつて、複数個の冷却フ
ィンを具備する反復運動可能なヒートシンクを第1部材
の近傍に設け、第1の部材の加熱時に前記冷却フィンが
第1の部材から離反し、第1の部材の冷却時に前記冷却
フィンが第1の部材に接触するように前記ヒートシンク
を反復運動させるように構成したことを特徴とする駆動
装置。 2、特許請求の範囲第1項前記のものにおいて、ヒート
シンクを反復運動させる駆動源として、固定体に一端を
接続し他端をヒートシンク側の部材に接続した形状記憶
合金の線材からなる第3の部材と第3の部材にバイアス
力を付与する第4の部材とを備え、第3の部材を加熱、
冷却することにより第3の部材の回復力と第4の部材の
バイアス力との大小関係を逆転させて反復運動を行わせ
るように構成したものである駆動装置。 3、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、第1の
部材を、ヒートシンクの冷却フィン部と接触可能に間隔
を保持した複数の形状記憶合金の部材とし、第2の部材
を、同定体との間に装着した弾性部材とし、複数個の冷
却フィンを具備するヒートシンクを、第2の部材を包囲
するように設けた筒体とし、前記第1の部材の伸縮によ
り可動体を介して駆動対象に反復直線運動を与えるもの
である駆動装置。 4、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、可動体
を滑車とし、同定体に接続する第1および第2の部材に
係る2本の形状記憶合金の線材を前記滑車に取付ける駆
動ワイヤに接続して、これら第1、第2の部材の伸縮に
より滑車を介して駆動対象に反復回転運動を与えるもの
である駆動装置。 5、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、可動体
を滑車とし、同定体に接続する複数の第1の部材と第2
の部材を、それぞれ冷却、加熱することによつて伸縮す
る少なくとも2本の形状記憶合金の線材とし、これら第
1、第2の部材の近傍に、それぞれ第1、第2の部材に
接媒、離反する複数の冷却フィンを具備したヒートシン
クを設け、これら第1、第2の部材をそれぞれ前記滑車
に取付けた駆動ワイヤに接続して、前記第1、第2の部
材を交互に加熱、冷却することによる前記第1、第2の
部材の伸縮により滑車を介して駆動対象に反復回転運動
を与えるものである駆動装置。 6、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、ヒート
シンクに密接して当該密接部を吸熱部とするヒートパイ
プを固定体に回動自在に装着したものである駆動装置。 7、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、ヒート
シンクの一部を流体の流路に密接するように構成したも
のである駆動装置。 8、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、第3の
部材を、一端を固定体に接続した形状記憶合金からなる
線材とし、第4の線材を、一端を固定体に接続した引張
コイルばねとし、これら線材の他端と引張コイルばねの
他端とを、それぞれヒートシンクに取付けた駆動ワイヤ
に接続したものである駆動装置。 9、特許請求の範囲第2項または第8項記載のもののい
ずれかにおいて、第4の部材として形状記憶合金の線材
を用いたものである駆動装置。 10、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、第3
の部材を形状記憶合金からなる線材とし、第4の部材を
圧縮コイルばねとして、この圧縮コイルばねと前記線材
とを当該線材を内にして同心状に位置させ、両者をヒー
トシンクの冷却フィンの先端部に接続するようにしたも
のである駆動装置。
[Scope of Claims] 1. A first member made of a plurality of shape memory alloy wires, which expand and contract when cooled and heated, with one end of the wire connected to a fixed body and the other end connected to a movable body; and a second member that applies a bias force to the first member, and by cooling and heating the first member, the magnitude relationship between the recovery force of the first member and the bias force of the second member is determined. The drive device is configured to perform repetitive motion by reversing the movement and convert the expansion and contraction of the first member into displacement of a driven object via a movable body, the drive device including a heat sink capable of repetitive motion and equipped with a plurality of cooling fins. The heat sink is provided near one member, and the heat sink is repeated so that the cooling fins separate from the first member when the first member is heated, and the cooling fins contact the first member when the first member is cooled. A drive device configured to cause motion. 2.Claim 1: In the above-mentioned device, as a driving source for repeatedly moving the heat sink, a third wire made of a shape memory alloy wire is connected at one end to the fixed body and the other end is connected to a member on the heat sink side. a fourth member that applies a bias force to the member and the third member, heating the third member;
A drive device configured to perform repetitive motion by reversing the magnitude relationship between the recovery force of the third member and the bias force of the fourth member by cooling. 3. In the item described in claim 1, the first member is a plurality of shape memory alloy members maintained at intervals so as to be able to contact the cooling fin portion of the heat sink, and the second member is an identification member. and a heat sink provided with a plurality of cooling fins is a cylindrical body provided to surround a second member, and is driven via a movable body by expansion and contraction of the first member. A drive device that gives repetitive linear motion to an object. 4. In the item described in claim 1, the movable body is a pulley, and two shape memory alloy wire rods relating to the first and second members connected to the identification body are attached to the drive wire to the pulley. A drive device that is connected to each other and applies repetitive rotational motion to a driven object via a pulley by expanding and contracting these first and second members. 5. In the item described in claim 1, the movable body is a pulley, and a plurality of first members connected to the identification body and a second
The members are at least two shape memory alloy wire rods that expand and contract when cooled and heated, respectively, and in the vicinity of these first and second members, a movable material is attached to the first and second members, respectively. A heat sink equipped with a plurality of cooling fins separated from each other is provided, and the first and second members are connected to drive wires attached to the pulley, respectively, to alternately heat and cool the first and second members. A drive device that applies repetitive rotational motion to a driven object via a pulley, possibly by expanding and contracting the first and second members. 6. A drive device according to claim 1, wherein a heat pipe is rotatably mounted on a fixed body in close contact with a heat sink, with the close contact portion serving as a heat absorption portion. 7. The drive device according to claim 1, wherein a part of the heat sink is configured to be in close contact with the fluid flow path. 8. In the item described in claim 2, the third member is a wire made of a shape memory alloy whose one end is connected to a fixed body, and the fourth wire is a tension coil whose one end is connected to the fixed body. A drive device in which the other end of these wire rods and the other end of a tension coil spring are each connected to drive wires attached to a heat sink. 9. A drive device according to claim 2 or 8, which uses a shape memory alloy wire as the fourth member. 10. In the thing described in claim 2, the third
The member is a wire made of a shape memory alloy, the fourth member is a compression coil spring, and the compression coil spring and the wire are positioned concentrically with the wire inside, and both are placed at the tip of the cooling fin of the heat sink. A drive device that is connected to the
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