JPS61237786A - 温度作動牽引装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は安価に１１造できかつ作動の（８頼性が高い細
長い形状をした牽引装置に関する。本装置は特に、限定
的ではないが、ドアを開けた後で少し遅れて自動的に追
従してドアを閉めるのに好適である０例えば本装置は、
自動閉鎖機構を備えた冷凍ボックスのドアとして使用す
れば、必要以上にドアが開いたままになるのを防止する
ことができて便利である。

また本発明の牽引装置は他の適用例として、短い距離の
間に強力な牽引力を作用させることが要求されるドア開
放機構に使用することもできる。

従来の技術 短い距離の間に強い力を提供する牽引装置は、電気式・
油圧式・機械式のいずれかで作動する。

電気モータを用いて牽引力を及ぼす装置は比較的高価な
ものとなる。同じことは油圧で作動する装置にもあては
まり、油圧式の場合は緊密に係合する摺動部材や圧力シ
ールが必要となる。ばねや重力を利用する機械的装置は
安価な取り付けが可能であるが、追加の荷重が加えられ
るため牽引力を必要としない時には追加の荷重に１丁ら
勝たねばならないという欠点がある。

発明の目的 本発明の目的は、温度によって作動し、かつ牽引装置が
作動しない時には負荷を移動させるための抵抗がほとん
ど無視できるほど小さくなる牽引装置を提供することに
ある。

発明の概要 本発明によれば、熱応答形状記憶材料で作られた細長い
エレメントと、前記エレメントを加熱してそのオリジナ
ル形状に復帰させる加熱手段と、前記エレメントの各端
部に取付けられた２つの相対運動可能な部材であって第
１の部材はエレメントが加熱された時に牽引される方向
へと移動させられる負荷に連結されるようになっている
部材と、エレメントが熱ければ牽引力が働く方向と反対
の方向へと前記負荷を移動させるように弾性的に働くば
ねとを備えて成る温度作動牽引装置が提供される。

金属合金の分野での最近の発展により、低温時には著し
く延性に富み、小さな索引力を加えるだけでその形状が
オリジナル形状から容易に変化してしまう材料が作られ
た。しかしながら、かかる材料はある温度以上に加熱さ
れるとそのオリジナル形状を取り戻し、この過程で低温
時に形状を変化させるのに要したよりもはるかに大きな
力を発揮することができる９本明細書ではかかる材料の
ことを「熱応答形状記憶材料」と呼ぶ、かかる材料の例
は、米国特許第４４１２８７２号と第４４０５３８７号
に見出すことができ、米国内で商業的に入手可能な製品
として商品名ニドノール（ＮＩＴＯＮＯＬ）がある。

本発明の好適な実施例において、エレメントはワイヤ又
はリボン状の細長い形状にされ、エレメントが冷たい時
にはその延性が比較的高いのでエレメントに作用した荷
重はエレメントをそのオリジナル長さから引き伸ばす作
用をする。エレメントを加熱すると延性が低下し、ニレ
メン；・は縮んでそのオリジナル形状に戻ろうとする。

本発明の第２の実施例では、エレメントはＬ字形に作ら
れ、エレメントが冷たく延性が高い時に負荷によって加
えられた力は、Ｌ字の交差角が増大する方向にエレメン
トを折り曲げようとする。

エレメントは加熱されるとその延性を失い、従前の形状
に戻ろうとする。Ｌ字の交差角が減少する際には負荷に
牽引力を及ぼすことになる。

好適には、エレメントは牽引力が必要とされる時にエレ
メント内を流れる電流によって加熱される。この方法で
エレメントを加熱することの利点は、必要な量だけ加熱
するように電流を正確に制御することができ、装置が何
らかの牽引力を発揮する前に必要な時間的遅延を生じさ
せるようにタイミング回路を設けることが容易なことで
ある。

また、ある種の負荷は非線形の特性を有するので、負荷
を動かすための初期の牽引力は負荷の移動を中間で支え
る際よりも多（の牽引力を必要とする。

有能な電気技術者であれば、所望の牽引力特性をエレメ
ントに保有させるように電流値の特性を定めることは容
易に工夫できることである。

好適には、ワイヤ又はストリップ（帯状体）形状のエレ
メントを、その両端に連結された２つの部材の間の距離
に関係なくぴんと張られた状態に保つための第２のばね
が設けられる。

次に、添付図面の実施例を参照しながら本発明をさらに
詳細に説明する。第１図はドアによって閉鎖される開口
部を有する冷凍ボックスの斜視図で、ドアは所定の時間
だけ開放した後、牽引装置によって自動的にその閉鎖位
置へと復帰する。第２図は第１図の牽引装置の一部破断
平面図、第３図は第２図の牽引装置の一部破断側面図、
第４図は装置を作動させるための電気回路のブロック線
図、第５図は牽引装置の第２実施例の主要な作動部分を
表わす概略断面図で実線は熱応答記憶エレメントがオリ
ジナル形状をしている状態、破線はエレメントが変化し
た形状をしている状態を表わしている。

実施例 第１図は、ヒンジ４の回りを回転しかつハンドル５が設
けられているドア３によって閉鎖される開口部２を有す
る冷凍ボックス１を表わしている。

ドア３は外側に向かって開き、牽引装置６はドア３のす
ぐ上でボックスｌに取付けられている。・可撓性のひも
７が装置６の一端からドア閉鎖機構８内へと延びており
、閉鎖機構８に設けられたアーム９はその端部がドア３
上に接触し、牽引装Ｔ１６が作動した時にドアを閉める
ようになっている。

閉鎖機構８は各種の構造とすることができる。１つの配
置（ＶＡ示せず）によれば、閉鎖機構は直立した軸線を
有するプーリーを備え、このプーリーのまわりにひも７
の自由端が巻回されている。プーリーは車軸及びアーム
９と一体で、牽引装置６が作動した時にひも７内の引張
力がプーリーを回転させ、アームの端をドアに接触させ
てドアを閉じる方向へと動かすようになっている。アー
ムの端をドアに接触させてお（ためにばね（図示−ヒず
）が設けられる。

第２図及び第３図は牽引装置６の詳細を表わしている。

この装置はボックス！にボルト締めされた細長くて浅い
長方形の箱１０を有し、この箱には２つの軸線方向に合
致したスライド面１１．１２が設けられている。スライ
ド面１１にはスライダ１３が含まれ、スライダ１３には
孔のあいたアングルブラケット１４が溶接されかつひも
７を固定するためのアンカー１５が設けられている。

スライド面１２にはスライダ１６が含まれ、スライダ１
６には先の曲った孔付きのラグ１７が設けられ、ラグ１
７の片側にはコイル状圧縮ばね２０の一端を収容するカ
ラー１８が備えられている。ばね２０の他端は第２の類
似したカラー２１に収容され、カラー２１はスライド面
１２の床面に溶接された孔付きのアングル片２３に取付
けられている。

ばね２０はスライダ１６を押圧して端部ストッパー２４
に当接させている。ストッパー２４の付近ではスライダ
１６に第２のアングルブラケット２５が溶接されており
、ブラゲノｌ　２５に設けられた孔はラグ１７、アング
ル片２３及びアングルブラケット１４に設けられた孔と
同−線上に整列している。

前述の熱応答形状記憶材料で作られたワイヤ３０がスラ
イド面１１，１２に平行に延伸し、前記孔を通過してい
る。ワイヤ３０はその一端でアフグルブラケント２５内
の絶縁フェルール（はめ輸）３１を貫通し、他端でアン
グルブラケット１４内の第２の絶縁フェルール３２を貫
通して延びている。フェルール３１，３２の離れた端部
から突出しているワイヤ３０の部分には電気コネクタ３
４．３５が設けられ、索引装置が作動すべき時にはワイ
ヤを通じて加熱電流か流れるように接続されている。

箱１０には、２つのスライド面１１と１２の間にブロッ
ク３８が配置され、ブロック３８は比較的弱い圧縮ばね
３９の一端に位置している。ばね３９の他端はスライダ
１３に当接されて、スライダ１３を常にスライダ１６か
ら離れる方向に押圧し、ワイヤ３０をぴんと張った状態
に保つようになっている。ばね３９は絶対に必要という
ものではないが、ワイヤがもしもゆるむことがあっても
箱１０の絶縁されていない部品と接触させない働きをす
る。

閉位置にある接点４７を有するマイクロスイッチ４０が
スライド面１２の側方に設けられ、片持ちばりのばね４
１を支持している。ばね４１は、ラグ１７が図示の位置
からアングル片２３に向かって動くと、マイクロスイッ
チ４０の接点を開位置にして回路を遮断する。

第２のマイクロスイッチ５６が片持ちばりのばね５１に
設けられ、スライダ１３が図示の位置から左側に動くと
、接点５０を回路を閉じる方向に動かす、ワイヤ３０が
完全に縮んだ状態にある限り、片持ちばりのばねは接触
位置にあってマイクロスイッチの接点５０が回路を開放
状態にするようになっている。

第４図は本発明の装置に用いられる制御回路のブロック
線図である。を源が４３の位置から直列に接続された接
点５０と４７に供給される。接点５０が閉じていれば、
接点４７の閉鎖により電流は接点４８を有する時間遅延
回路４４へと流れる。

接点４Ｂは所定の時間経過後に電流を電流波形発生器４
５へと供給する０発生器４５は所要の特性を存する電流
を供給してワイヤ３０が所定の割合で所定の温度まで加
熱させられ、ワイヤ３０が縮んでひも７上に牽引力を及
ぼすようになるのに十分な温度まで加熱する働きをする
。

実施例の作用 最初に、開いているドア３を閉じるための牽引装置の作
用について説明する。ドア３が開くにつれてワイヤ３０
はその伸長状態に入り、スライダ１３がマイクロスイン
チ５６から離れて接点５０が閉じられる。これにより加
熱電流が閉接点４７、時間遅延接点４８、電流波形発生
器４５を介してワイヤ３０へと流れ、ワイヤをその収縮
温度にまで加熱する。ドアが自由に閉じられる場合は、
スライダ１６に取付けられたワイヤ３０の端部は固定さ
れているとみなすことができる。ワイヤを加熱すること
によりワイヤはそのオリジナル長さに向かって収縮し、
可撓性のひも７上に索引力が（ｊＪＩくようにスライダ
１３をスライダ１６に向かって引張る。これにより閉鎖
機構８はドア３を閉じるように作動する。ドアが閉じる
とスライダ１３は片持ちばりのばね５１に接触し、マイ
クロスイッチ５６の接点５０を動かして電源供給回路を
消勢する。

もしもドア３が完全に閉じた後でワイ（−３０がさらに
小さい量だけ収縮を続ける場合には、この最終収縮量は
スライダ１６がアングルブラケット２３に向かって移動
する量及びばね２０の圧縮度によって吸収される。しか
しながら、電源はすでに遮断されているので、ワイヤ３
０は冷えて延性を有するようになっている。そこでばね
２０はワイヤ３０をわずかに伸長させることができ、ス
ライダ１６を端部ストッパ２４に当接させて片持ちばり
のばね４１を動かし、マイクロスイッチ４０の接点４７
を再び閉じさせる。

もしもワイヤ３０が冷えた後でドアをこれから開ける場
合には、ひも７上に加えられる引張力が冷えて延性を有
するようになっているワイヤ３０を容易に引き伸ばし、
かくしてドアを開けるのにほとんど抵抗は無視できる。

ドアを開けるにつれてスライダ１３は第２図、第３図で
左側へと移動し、マイクロスイッチ５６を備えた片持ら
ばりのばね５１はｉ源回路を閉じて時間遅延回路４４に
接続させる。これにより所定の時間経過後に接点４８が
閉じてワイヤが再び加熱され、上述した１′ア閉鎖運動
が再び行われる。

時おり、ドアの閉鎖が妨害されることが起こる。

かかる場合には、スライダ１３は動くことができず、ワ
イヤ３０の収縮がスライダ１６を動かしてばね２０を圧
縮するようになる。そこでラグ１７がマイクロスインチ
４０を動かして接点４７を開き、牽引装置の部品やドア
の閉鎖を邪魔している物体が破壊されるような力が加わ
る前に、ワイヤ３０への電源回路を遮断する。

さらにドア３が一時的に少しだけ開けられ続いて手動で
再び閉じるようなことも起こる。この場合は冷たいワイ
ヤが引き伸ばされ、それからゆるんだままにされる、し
かしながら、ばね３９の動きによりスライダ１３はワイ
ヤ３０をぴんと張った状態に保つ方向へと動かし、これ
によりマイクロスイッチ５６の接点５０が閉じられる。

そして時間遅延回路４４の作動が開始し、一定時間後に
接点４８が閉じて、ワイヤはドアが閉じているにもかか
わらず加熱されてその標準的な長さに縮んで戻る。それ
から接点５０がスライダ１３によって第４図の回路開位
置へと動かされる。

第３の状態として、ドア３が閉じられた直後に開けられ
たり、牽引装置が実際はドアを閉めようとしているのに
ドアを完全に開けようと試みるような事態が考えられる
。この場合はワイヤ３０は高温でもはや延性を失ってい
るから伸長することができず、代りにひも７を引張る力
が高温のワイヤを介してスライダ１６に伝えられ、スラ
イダ１６が摺動してばね２０を圧縮する。それからマイ
クロスイッチ４０が作動して接点４７がワイヤ３０への
電流回路を遮断し、ワイヤ３０は冷やされて再び延性を
有するようになる。かくしてばね２０はワイヤ３０を引
き伸ばすことができ、その後マイクロスイッチ４０の接
点が再び閉じられるとワイヤは加熱されて収縮し、ドア
をその閉鎖位置へと復帰させる。

実施例の応用 ワイヤ３０の代りに平坦なストリップ状の材料を使うこ
ともできる。この場合はさらに浅い箱１０を使用するこ
とが可能になる。また、ばね２０及び３９は図示の位置
以外の場所に配置することもできる。最後に、本発明は
ドアを閉じるための装置として説明してきたが、ドアを
開くための装置、あるいは他の形態の蓋として利用する
ことも可能であり、比較的短いストロークにわたって高
い牽引力を安全に作用させなければならないあらゆる作
業に対して適用することが可能である。

第２実施例 第５図は上述した実施例と類似の機能を有する構成要素
を備え、符号を百番台にした類似の参照符号を付した装
置を表わしている０図をわかり易くするために電気回路
は上述した例と同じなので省略しである。同様に上述し
た例におけるスイッチ４１と５６に対応する電気スイッ
チの詳細は省略し、その位置だけを符号１４１と１５６
で示している。

第５図の牽引装置はチューブ上のソケット片６０を備え
、ソケット片６０の口部の付近には１対の反対方向に延
びる翼片１３８が設けられている。ソケット片６０は堅
固な引張ばね１２０を有し、ばね１２０の一端はソケフ
トの底部に取付けられ、他端は丁字形のエレメント１３
０のステム（茎部）６１に取付けられている。ニレメン
［１３０の頭部には２つのアーム６２が形成され、各ア
ームは翼片１３８の一方と平行に延びている。

２つの引張コイルばね１３９はそれぞれ各アーム６２及
び各翼片１３８の間の側方を伸長している。

アーム６２の自由端には孔かあ・けられ、上述し・た例
のように負荷に連結される７字形をした可巴性のひも１
０７を止める固定具６３が取付けられる。各アーム６２
はステム６１と共にＬ字形部材を構成していると考えて
も良い。

エレメント１３０は前述したような熱応答形状記憶材料
で作られている。従ってエレメント１３０は冷たい時に
は延性があって容易に曲げることができる。しかしなが
ら、熱せられるとエレメントは延性を失い、冷たい時に
破線の形状に折り曲げられていたとすると、実線で示さ
れる形状に戻るうとしでかなりの力を発揮するようにな
る。

第２実施例の作用 ひも１０７に負荷がかかって引張力が作用することによ
り、エレメント１３０のアーｌ、６２は破線の位置すな
わちエレメント１３０が７字形になる位置へと折り曲げ
られる。エレメント１３０を丁字形の形状に戻すために
は加熱すれば良い、加熱されることによりエレメントの
延性が減少し、アーム６２が実線の位置に戻るにつれて
アームは負荷に対し牽引力を及ぼすことができる。

本発明に基づく２つの実施例の間の基本的な相違点は第
１の実施例ではエレメント３０が収縮することにより牽
引力を発揮するのに対し、第２の実施例ではエレメント
１３０が屈曲することにより牽引力を発揮する点である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の牽引装置を備えた冷凍ボックスの斜視
図、第２図は第１図の牽引装置の一部破断平面図、第３
図は第２図の牽引装置の一部破断側面図、第４図は装置
を作動させるための電気回路のブロック線図、第５図は
牽引装置の第２実施例を表わす概略断面図である。 ３、。、ドア　　　６゜、。牽引装置 ７８．。ひも　　　８゜。、閉鎖機構 ９００．アーム　　１３，１６゜０．スライダ２０８．
。ばね　　３０゜、。エレメント４５、、、電流発生器 特許出願人　　ロナルド、　サンプソン代　理　人　　
弁理士　清水　徹男 手続ネ甫正書（方式） 昭和６１年　５月１２日 特許庁長官　宇　賀　　道　部　殿 ：、事件の表示　　　昭和６１年特許願第３４０４０号
２、発明の名称　　　温度作動牽引装置３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 一住　　所　　　オーストラリア国　二ニー　サウス　
ウェールス　２２２１゜サウス　バーストビル、カイラ
ワ　ストリート、？／２６−２８番氏　　名　　　ロナ
ルド、　サンプソン４、代理人 ６、補正の内容　　　別紙のとおり ７、添付書類の目録 （１）具申書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱応答形状記憶材料で作られた細長いエレメントと
   、前記エレメントを加熱してそのオリジナル形状に復帰
   させる加熱手段と、前記エレメントの各端部に取付けら
   れた二つの相対運動可能な部材であって第１の部材はエ
   レメントが加熱された時に牽引される方向へと移動させ
   られる負荷に連結されるようになっている部材と、エレ
   メントが熱ければ牽引力が働く方向と反対の方向へと前
   記負荷を移動させるように弾性的に働くばねとを備えて
   成る温度作動牽引装置。 ２）前記加熱手段は前記二つの部材が動いて離れた後で
   エレメント内に加熱電流を流すように配置された電気回
   路を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）前記二つの部材が動いて離れるのに応答して所定の
   時間が経過するまで前記加熱手段の作動を遅延させる時
   間遅延手段を含む特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４）前記二つの部材はエレメントに平行に延びる各進路
   に沿って移動可能な摺動部材を有する特許請求の範囲第
   １項乃至第３項のいずれかに記載の装置。 ５）前記第１の部材上で働く第２のばねを有し、このば
   ねは前記二つの部材の全ての位置においてエレメントを
   ぴんと張った状態に保つように作動する特許請求の範囲
   第１項乃至第４項のいずれかに記載の装置。 ６）前記二つの部材のうち第２の部材がエレメントが冷
   たい時に着座する位置になければ前記加熱手段の作動を
   阻止する第１の電気接点を含む特許請求の範囲第１項乃
   至第５項のいずれかに記載の装置。 ７）前記二つの部材がエレメントが完全に縮んだ状態に
   対応する相対位置にある時は前記加熱手段の作動を阻止
   する第２の電気接点を含む特許請求の範囲第６項記載の
   装置。 ８）エレメントは延長された長さを有しかつ負荷に対し
   牽引力を及ぼすように加熱された時は長さが縮むように
   なっている特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   に記載の装置。 ９）エレメントはワイヤから成る特許請求の範囲第８項
   記載の装置。 １０）エレメントは角度の付いた形状を有し、負荷によ
   る力がくわえられるとエレメントはその角度が変化して
   折れ曲がり、エレメントに熱が加えられるとオリジナル
   形状になるようにその角度を取り戻しこれにより負荷に
   対して牽引力を及ぼすようになっている特許請求の範囲
   第１項乃至第７項のいずれかに記載の装置。 １１）該装置はドアを閉じるように連結されている特許
   請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載の装置
   。