JPS61234280A - 駆動装置 - Google Patents
駆動装置Info
- Publication number
- JPS61234280A JPS61234280A JP7425685A JP7425685A JPS61234280A JP S61234280 A JPS61234280 A JP S61234280A JP 7425685 A JP7425685 A JP 7425685A JP 7425685 A JP7425685 A JP 7425685A JP S61234280 A JPS61234280 A JP S61234280A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- memory alloy
- lever
- restoration force
- force
- 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)
- Transmission Devices (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は形状記憶合金を用いた駆動装置に係り、特に大
きな変形量が必要な駆動装置の構成に関する。
きな変形量が必要な駆動装置の構成に関する。
形状記憶合金を用いた駆動装置において、大きい変形量
を得ようとすると形状記憶合金の長さを長くする必要が
あり、装置が大きくなる。この解決策として第１回日本
ロボット学会学術講演会前刷集ｐ２１３の第２図に記載
の如く、いくつかのプーリに形状記憶合金をたすき掛け
にして長さをかせいでいる方法があるが、この方法では
プーリと形状記憶合金間の摩擦が大きく、充分な応答性
が得られない欠点がある。
を得ようとすると形状記憶合金の長さを長くする必要が
あり、装置が大きくなる。この解決策として第１回日本
ロボット学会学術講演会前刷集ｐ２１３の第２図に記載
の如く、いくつかのプーリに形状記憶合金をたすき掛け
にして長さをかせいでいる方法があるが、この方法では
プーリと形状記憶合金間の摩擦が大きく、充分な応答性
が得られない欠点がある。
本発明の目的は、形状記憶合金の長さを長くすることな
く充分大きい変形量が得られ、コンパクト化が計れる駆
動装置を提供することにある。
く充分大きい変形量が得られ、コンパクト化が計れる駆
動装置を提供することにある。
〔発明の概要〕一
本発明は、回復力が大きい（全断面積が大きい）形状記
憶合金製の部材を用い、てこの原理により大きい変形量
に変換して対象物を駆動させ、コンパクト化を計ったこ
とに特徴がある。
憶合金製の部材を用い、てこの原理により大きい変形量
に変換して対象物を駆動させ、コンパクト化を計ったこ
とに特徴がある。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。１は
回復力が大きい形状記憶合金製の部材で、断面積の大き
い一本のワイヤである。また２はパイアスカを付与する
弾性体である引張りコイルばねであり、支点３を中心に
回転するてこ４の両端に取り付けられている。５は駆動
対象物で、伝達ワイヤ６を介しててこ４の一端（形状記
憶合金の反対側）につながられている、７は支柱、８は
ベース、９は加熱用電源、１０はリード線である。
回復力が大きい形状記憶合金製の部材で、断面積の大き
い一本のワイヤである。また２はパイアスカを付与する
弾性体である引張りコイルばねであり、支点３を中心に
回転するてこ４の両端に取り付けられている。５は駆動
対象物で、伝達ワイヤ６を介しててこ４の一端（形状記
憶合金の反対側）につながられている、７は支柱、８は
ベース、９は加熱用電源、１０はリード線である。
次に動作原理を説明する。ワイヤ状の形状記憶合金１は
ニッケルとチタンの合金等であり、その組成割合を変え
ることにより変形する変態温度を変えることができるが
、今その温度をＴＡ （加熱１ 時の変態温
度）及びＴヨ （冷却時の変態温度）とする、そして、
形状記憶合金１は高温で収縮するように記憶処理が行っ
である一方向性記憶効果を持ったものであるとする。第
１図において、ワイヤ状の形状記憶合金１ａを電源９に
より通電加熱すると、形状記憶合金１ａの温度が上昇す
る。そして加熱時の変態温度ＴＡに達すると収縮しよう
として大きい回復力ｆを発生する。この回復力ｆは形状
記憶合金１の断面積に比例すると考えてよい。そして、
形状記憶合金１８は１ｂに収縮する。
ニッケルとチタンの合金等であり、その組成割合を変え
ることにより変形する変態温度を変えることができるが
、今その温度をＴＡ （加熱１ 時の変態温
度）及びＴヨ （冷却時の変態温度）とする、そして、
形状記憶合金１は高温で収縮するように記憶処理が行っ
である一方向性記憶効果を持ったものであるとする。第
１図において、ワイヤ状の形状記憶合金１ａを電源９に
より通電加熱すると、形状記憶合金１ａの温度が上昇す
る。そして加熱時の変態温度ＴＡに達すると収縮しよう
として大きい回復力ｆを発生する。この回復力ｆは形状
記憶合金１の断面積に比例すると考えてよい。そして、
形状記憶合金１８は１ｂに収縮する。
そして、この時発生した大きい回復力ｆはてこ４により
大きい変形量■、に変換され、駆動対象物５ａを５ｂま
で大きく移動させることができる。
大きい変形量■、に変換され、駆動対象物５ａを５ｂま
で大きく移動させることができる。
この関係（てこの原理）を図示したのが第２図であり、
ｆＸｒ＝ＦＸＲ。
の関係よりてこ４の長さｒとＲを適当に選ぶ（ｒはＲよ
り小さい）ことにより、大きい回復力ｆを大きい変形量
りに変換することができる。もちろん回復力ｆに対して
駆動力Ｆは−だけ小さくなる。
り小さい）ことにより、大きい回復力ｆを大きい変形量
りに変換することができる。もちろん回復力ｆに対して
駆動力Ｆは−だけ小さくなる。
次に第１図において、通電を停止する（冷却する）と、
形状記憶金貨１ｂは周囲の空気へ熱を放出して、温度が
下がる。そして、冷却時の変態温度Ｔ、に達すると回復
力が弱くなり、引張りコイルばね２ｂのパイアスカより
も弱くなり、引張りコイルばね２に引っ張られて、形状
記憶合金１ｂは元の状態１ａに戻る。このため、他の部
材も点線すの状態から実線ａの状態にもどる。このよう
に形状記憶合金１を加熱、冷却することにより対象物５
を変形量りだけ駆動させることができ、駆動装置となる
。
形状記憶金貨１ｂは周囲の空気へ熱を放出して、温度が
下がる。そして、冷却時の変態温度Ｔ、に達すると回復
力が弱くなり、引張りコイルばね２ｂのパイアスカより
も弱くなり、引張りコイルばね２に引っ張られて、形状
記憶合金１ｂは元の状態１ａに戻る。このため、他の部
材も点線すの状態から実線ａの状態にもどる。このよう
に形状記憶合金１を加熱、冷却することにより対象物５
を変形量りだけ駆動させることができ、駆動装置となる
。
パイアスカを付与する弾性体としては引張りコイルばね
２の他に、ゴムやベローズ及び圧縮コイルばね等を用い
てもよい。又、形状記憶合金の部材としては、ワイヤ状
の他にコイルばね状や板状のものであってもよい。
２の他に、ゴムやベローズ及び圧縮コイルばね等を用い
てもよい。又、形状記憶合金の部材としては、ワイヤ状
の他にコイルばね状や板状のものであってもよい。
第３図は他の実施例であり、大きい回復力を発生する形
状記憶合金の部材として断面積の小さい（細い）ワイヤ
状の形状記憶合金１を複数個並列にして用いた場合であ
る。複数個の細い形状記憶合金１の端部は端子板１１に
接続されており、端子板１１はリード線１０により電源
に接続されている。又、弾性体としてゴム１２を用いて
いる。
状記憶合金の部材として断面積の小さい（細い）ワイヤ
状の形状記憶合金１を複数個並列にして用いた場合であ
る。複数個の細い形状記憶合金１の端部は端子板１１に
接続されており、端子板１１はリード線１０により電源
に接続されている。又、弾性体としてゴム１２を用いて
いる。
動作原理については第１図と同じなので省略する。
第４図は他の実施例であり、形状記憶合金１０にパイア
スカを付与する弾性体の代わりに別種類の形状記憶合金
１ｄを用いた場合である。２種類の形状記憶合金１ｃ、
ｌｄを交互に加熱、冷却することにより、Ｎ動対象物５
を変形量りだけ駆動させることができる。１３は電源９
を含む制御装置で、加熱、冷却の制御を行う。
スカを付与する弾性体の代わりに別種類の形状記憶合金
１ｄを用いた場合である。２種類の形状記憶合金１ｃ、
ｌｄを交互に加熱、冷却することにより、Ｎ動対象物５
を変形量りだけ駆動させることができる。１３は電源９
を含む制御装置で、加熱、冷却の制御を行う。
第５図も他の実施例であり、形状記憶合金１とパイアス
カを付与する引張りコイルばね２を組み合わせた駆動装
置である。第１図のてこ４の代わりに大プーリ４（半径
Ｒ）と小プーリ１５（半径ｒ）を用いた場合で、原理は
同じである。形状記憶合金１を加熱したときの回復力ｆ
と駆動対象物５の駆動力Ｆの間には ｆＸｒ＝ＦＸＲ の関係があり、大きい変形量りを得ることができる。
カを付与する引張りコイルばね２を組み合わせた駆動装
置である。第１図のてこ４の代わりに大プーリ４（半径
Ｒ）と小プーリ１５（半径ｒ）を用いた場合で、原理は
同じである。形状記憶合金１を加熱したときの回復力ｆ
と駆動対象物５の駆動力Ｆの間には ｆＸｒ＝ＦＸＲ の関係があり、大きい変形量りを得ることができる。
また同図には冷却時の応答性を良くするための空気流通
系の一例を示す。第１．３．４図では形状記憶合金１の
冷却は自然空冷で行おれるため、放熱特性が悪く、加熱
時に比べて応答性が極端に悪くなる。特に形状記憶合金
１の断面積が大きい程放熱は悪い、１６は形状記憶合金
１を囲う管状の流路で、配管１７を介して流体供給源（
圧縮機や送風機など）１８に接続されている。１９は流
体の流れを制御（たとえばＯＮと０ＦＦ）する制御弁で
あり、リード線１０ａにより制御装置１３につながれて
いる。そして、形状記憶合金１を加熱するときは制御弁
１９を閉じて、通電により加熱をする。逆に冷却すると
きは制御弁１９を開いて流体を流すと同時に、通電を停
止する。このように構成すると、冷却は流体により強制
的に行われるため、応答性のすぐれた駆動装置となる。
系の一例を示す。第１．３．４図では形状記憶合金１の
冷却は自然空冷で行おれるため、放熱特性が悪く、加熱
時に比べて応答性が極端に悪くなる。特に形状記憶合金
１の断面積が大きい程放熱は悪い、１６は形状記憶合金
１を囲う管状の流路で、配管１７を介して流体供給源（
圧縮機や送風機など）１８に接続されている。１９は流
体の流れを制御（たとえばＯＮと０ＦＦ）する制御弁で
あり、リード線１０ａにより制御装置１３につながれて
いる。そして、形状記憶合金１を加熱するときは制御弁
１９を閉じて、通電により加熱をする。逆に冷却すると
きは制御弁１９を開いて流体を流すと同時に、通電を停
止する。このように構成すると、冷却は流体により強制
的に行われるため、応答性のすぐれた駆動装置となる。
必要に応じては、第５図の流体供給源１８と制御弁１９
の間に流体を溜めるタンクを設けてもよい。
の間に流体を溜めるタンクを設けてもよい。
使用する流体としては無害な空気等が望ましいが、その
他の水等の液体や液体ちつ素等でもよい冷却については
第５図に示す方法に制御されるものではなく、他の方法
でもよい。
他の水等の液体や液体ちつ素等でもよい冷却については
第５図に示す方法に制御されるものではなく、他の方法
でもよい。
本発明によれば、形状記憶合金の長さを長くすることな
く充分に大きい変形量が得られる駆動装置を提供でき、
装置のコンパクト化が計れる。
く充分に大きい変形量が得られる駆動装置を提供でき、
装置のコンパクト化が計れる。
第１．３，４．５図は各々本発明の駆動装置の一例の側
面図、第２図は動作の原理図である。 １・・・形状記憶合金、２・・・引張りコイルばね、３
・・・支点、４・・・てこ、５・・・駆動対象物、６・
・・伝達ワイヤ、７・・・支柱、８・・・ベース、９・
・・電源、１０・・・リード、１１・・・端子板、１２
・・・ゴム、１３・・・制御装置、１４・・・大プーリ
、１５・・・小プーリ、１６・・・流路、１７・・・配
管、１８・・・流体供給源、１９・・・制御弁。
面図、第２図は動作の原理図である。 １・・・形状記憶合金、２・・・引張りコイルばね、３
・・・支点、４・・・てこ、５・・・駆動対象物、６・
・・伝達ワイヤ、７・・・支柱、８・・・ベース、９・
・・電源、１０・・・リード、１１・・・端子板、１２
・・・ゴム、１３・・・制御装置、１４・・・大プーリ
、１５・・・小プーリ、１６・・・流路、１７・・・配
管、１８・・・流体供給源、１９・・・制御弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、形状記憶合金製の部材を加熱、冷却することにより
該部材を変形させて、駆動対象物を反復運動させる駆動
装置において、得られる回復力が大きい形状記憶合金製
の部材を用い、該大きな回復力を、てこの原理により大
きい変形量に変換し、駆動対象物を駆動させるように構
成したことを特徴とする駆動装置。 ２、回復力が大きい形状記憶合金製の部材として断面積
の大きい一つの部材を用いたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の駆動装置。 ３、回復力が大きい形状記憶合金製の部材として断面積
の小さい部材を複数個並列にして用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7425685A JPS61234280A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7425685A JPS61234280A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234280A true JPS61234280A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13541886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7425685A Pending JPS61234280A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234280A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03168367A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-22 | Toki Corp Kk | 直線運動型アクチュエータ |
| KR100863428B1 (ko) | 2006-11-24 | 2008-10-16 | 현대자동차주식회사 | 차량용 시프트케이블의 와인소음 제어시스템 및 그 형성방법 |
| CN103352787A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 江苏大学 | 基于链传动且由形状记忆效应驱动的旋转装置 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP7425685A patent/JPS61234280A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03168367A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-22 | Toki Corp Kk | 直線運動型アクチュエータ |
| KR100863428B1 (ko) | 2006-11-24 | 2008-10-16 | 현대자동차주식회사 | 차량용 시프트케이블의 와인소음 제어시스템 및 그 형성방법 |
| CN103352787A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-16 | 江苏大学 | 基于链传动且由形状记忆效应驱动的旋转装置 |
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