JPS6277882A - 形状記憶合金応用アクチユエ−タ - Google Patents
形状記憶合金応用アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS6277882A JPS6277882A JP21831685A JP21831685A JPS6277882A JP S6277882 A JPS6277882 A JP S6277882A JP 21831685 A JP21831685 A JP 21831685A JP 21831685 A JP21831685 A JP 21831685A JP S6277882 A JPS6277882 A JP S6277882A
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- JP
- Japan
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- coil
- actuator
- memory alloy
- plunger
- shape memory
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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。
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、形状記憶合金を応用したアクチュエータ、特
に高速作動サイクルの利用に適し之この種のアクチュエ
ータに関するものである。
に高速作動サイクルの利用に適し之この種のアクチュエ
ータに関するものである。
近年、形状記憶合金が種々の分野に用いられ、例えばＮ
＋ ’１’ ｉ系合金をコイルばね形状に成形し、
電気抵抗加熱等により加熱してその一方向形状記憶効果
をリニヤアクチュエータとして利用しかつ、変形状態の
復帰用として、普通ばね鋼等のバイアスコイルばねを用
いる構造等が提案されている。
＋ ’１’ ｉ系合金をコイルばね形状に成形し、
電気抵抗加熱等により加熱してその一方向形状記憶効果
をリニヤアクチュエータとして利用しかつ、変形状態の
復帰用として、普通ばね鋼等のバイアスコイルばねを用
いる構造等が提案されている。
この種の構成において、アクチュエータを作動させるた
めの前記抵抗加熱等は、例えばパルス変調等の制御によ
り昼度のリニヤ位置（ストローク）精度を得ることがで
き、かつその応答速度を大にすることが可能である。
めの前記抵抗加熱等は、例えばパルス変調等の制御によ
り昼度のリニヤ位置（ストローク）精度を得ることがで
き、かつその応答速度を大にすることが可能である。
しかしながら、この種の従来提案のりニヤアクチュエー
タにあっては、変形復帰は前記バイアスコイルばねを備
えてはいるが、本来、一方向性形状記憶合金の冷却に依
存するものであるため、従来の自然冷却もしくａ外部通
風冷却のレベルにおいてはその応答速度が極めて遅く、
この改善のためのコイル自体の表面積増大も構造上の制
約により極めて困難であった。この之め、この種のアク
チュエータの塵用分野としては、加熱と冷却すなわち作
動と復帰の応答速度差の少い例でも１秒程度のレベルの
ものが多く、例えば火災報仰器の切換え、室内空気調整
装置の吹出方向制御、電子“レンジの温度表示等、わず
かの特殊用途に限定され、例えば高速切換を要する高速
切換弁等、往復の応答速度差少いことを要求される応用
は不可能であった。
タにあっては、変形復帰は前記バイアスコイルばねを備
えてはいるが、本来、一方向性形状記憶合金の冷却に依
存するものであるため、従来の自然冷却もしくａ外部通
風冷却のレベルにおいてはその応答速度が極めて遅く、
この改善のためのコイル自体の表面積増大も構造上の制
約により極めて困難であった。この之め、この種のアク
チュエータの塵用分野としては、加熱と冷却すなわち作
動と復帰の応答速度差の少い例でも１秒程度のレベルの
ものが多く、例えば火災報仰器の切換え、室内空気調整
装置の吹出方向制御、電子“レンジの温度表示等、わず
かの特殊用途に限定され、例えば高速切換を要する高速
切換弁等、往復の応答速度差少いことを要求される応用
は不可能であった。
本発明は、以上のような従来例のアクチュエータの冷却
（復帰〕応答の低速性にかんがみてなされたもので、加
熱／冷却応答速度が速くかつその速度差の少いアクチュ
エータを提供することを目的としている。
（復帰〕応答の低速性にかんがみてなされたもので、加
熱／冷却応答速度が速くかつその速度差の少いアクチュ
エータを提供することを目的としている。
このため、本発明においては、アクチュエータの作動用
コイルばねを形成する一方向形状記憶合金製の素線を折
曲して、その内径に冷却用媒体を循環させるよう構成し
て前記目的を達成しようとするものである。
コイルばねを形成する一方向形状記憶合金製の素線を折
曲して、その内径に冷却用媒体を循環させるよう構成し
て前記目的を達成しようとするものである。
〔実施例〕
（構成）
以下に本発明を実施例図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明に係るリニヤアクチュエータの一実施
例の長手方向断面図と冷却系のブロック図である。ｌは
、非電導性材料より成る外筒シリンダ、２はその内径中
を軸方向に摺動する非電導性材料より成る作動部材とし
てのプランジャであり、その一端２ａ部は、シリンダ１
の一端より突出していて、不図示の７オロワを直線的に
駆動することができる。シリンダ１の他端は、非電導性
のエンドプラグ３により、ねじ嵌合によりパツキンを介
して閉鎖されている。プランジャ２の軸方向内側に穿設
された内径中には、Ｎｉ−Ｔｉ系の一方向形状記憶合金
より成る細い中空パイプ状素線により折曲形成され之２
重のアクチュエータコイルｄが収容され、その外コイル
４ａと内コイル４ｂとは、プランジャ内径低端部で連続
しており、それぞれ両コイル４ａ、４ｂの他端は、エン
ドプラグ３を貫通し、エンドプラグ３の外側端部に埋設
固定さｔ″した非電導性材料より成るコイル保持体５に
より固定されて各コイル端部はシリンダ１から外部へ導
かれている。これら各コイル端部のコイル保持体５の出
口端部には、それぞれ導電性材料より成る端子部材６が
各コイルに取付けられ、それぞれリード線７を介して外
部電源よりコイル４に通電して加熱し得るよう構成をれ
ている（ Ｖ＋ 、 Ｖ−）。
例の長手方向断面図と冷却系のブロック図である。ｌは
、非電導性材料より成る外筒シリンダ、２はその内径中
を軸方向に摺動する非電導性材料より成る作動部材とし
てのプランジャであり、その一端２ａ部は、シリンダ１
の一端より突出していて、不図示の７オロワを直線的に
駆動することができる。シリンダ１の他端は、非電導性
のエンドプラグ３により、ねじ嵌合によりパツキンを介
して閉鎖されている。プランジャ２の軸方向内側に穿設
された内径中には、Ｎｉ−Ｔｉ系の一方向形状記憶合金
より成る細い中空パイプ状素線により折曲形成され之２
重のアクチュエータコイルｄが収容され、その外コイル
４ａと内コイル４ｂとは、プランジャ内径低端部で連続
しており、それぞれ両コイル４ａ、４ｂの他端は、エン
ドプラグ３を貫通し、エンドプラグ３の外側端部に埋設
固定さｔ″した非電導性材料より成るコイル保持体５に
より固定されて各コイル端部はシリンダ１から外部へ導
かれている。これら各コイル端部のコイル保持体５の出
口端部には、それぞれ導電性材料より成る端子部材６が
各コイルに取付けられ、それぞれリード線７を介して外
部電源よりコイル４に通電して加熱し得るよう構成をれ
ている（ Ｖ＋ 、 Ｖ−）。
−万、グランジャ２の作動端部２ａ側に設けられた段肩
部と、シリンダ１端部内向きフランジ部間には、ばね鋼
製の圧縮コイルばねが介装され、プランジャ２０ストロ
ーク復元用バイアスコイルばね８を形成している。
部と、シリンダ１端部内向きフランジ部間には、ばね鋼
製の圧縮コイルばねが介装され、プランジャ２０ストロ
ーク復元用バイアスコイルばね８を形成している。
アクチュエータコイル４を形成する中空パイプの前記各
端部ば、冷却装置１２に接続きれていて、冷却用媒体、
例えばフレオンガス、低温空気等を高速でパイプ内部を
循環させることができるように構成しである。シリンダ
１外筒外側には配管継手９，１０が螺設され、配管１１
を介して、冷却装置１２の高速ポンプ１３に接続されて
いる。プランジャ２上には内側端部に近く外側円周みぞ
２ｂが刻設され、アクチュエータコイル９が通電加熱さ
れて伸長したときのスロークＳ端に相当する位置で前記
各配管継手９，１００穴部と連通して、冷却媒体の循環
を許すようにしてあり、この位置以外ではプランジャ外
周面により導通が遮断てれるように構成されている。高
速ポンプ１３ば、制御装置１２により駆動制御されて、
冷却器１５からの低温の冷却用媒体をプランジャ２の復
元ストローク時に、アクチュエータコイル４のパイプ内
径中を高速で循環させるように意図されている。
端部ば、冷却装置１２に接続きれていて、冷却用媒体、
例えばフレオンガス、低温空気等を高速でパイプ内部を
循環させることができるように構成しである。シリンダ
１外筒外側には配管継手９，１０が螺設され、配管１１
を介して、冷却装置１２の高速ポンプ１３に接続されて
いる。プランジャ２上には内側端部に近く外側円周みぞ
２ｂが刻設され、アクチュエータコイル９が通電加熱さ
れて伸長したときのスロークＳ端に相当する位置で前記
各配管継手９，１００穴部と連通して、冷却媒体の循環
を許すようにしてあり、この位置以外ではプランジャ外
周面により導通が遮断てれるように構成されている。高
速ポンプ１３ば、制御装置１２により駆動制御されて、
冷却器１５からの低温の冷却用媒体をプランジャ２の復
元ストローク時に、アクチュエータコイル４のパイプ内
径中を高速で循環させるように意図されている。
１ａは、プランジャ２の移動時に、シリンダ１内部に真
空や圧力の発生を防止するための通気穴である。
空や圧力の発生を防止するための通気穴である。
（作用〕
：、つぎに以上の構成による動作を説明する。第２図に
前記実施例の構成ブロック図を示す。２０は電源、２１
は加熱装置であり、抵抗加熱装置２３は、パルス変調装
置２２により精密に制御される。
前記実施例の構成ブロック図を示す。２０は電源、２１
は加熱装置であり、抵抗加熱装置２３は、パルス変調装
置２２により精密に制御される。
また前記冷却器１５は、コンプレッサ２４、コンデンサ
２５および切換弁２６より成る。
２５および切換弁２６より成る。
第１図および第２図を参照して、まず切換弁２６（この
高速切換弁も前記実施例のアクチュエータ形式を適用す
ることができる）を閉じて冷却媒体の循環を遮し、電源
２０から加熱装置２１によりアクチュエータコイル４を
抵抗加熱すると、コイル４は伸長し、プランジャ２ば、
バイアスコイルばね８の偏倚力に抗して第１図左方（実
線矢印方向）へ伸長し、不図示のフォロワを駆動する。
高速切換弁も前記実施例のアクチュエータ形式を適用す
ることができる）を閉じて冷却媒体の循環を遮し、電源
２０から加熱装置２１によりアクチュエータコイル４を
抵抗加熱すると、コイル４は伸長し、プランジャ２ば、
バイアスコイルばね８の偏倚力に抗して第１図左方（実
線矢印方向）へ伸長し、不図示のフォロワを駆動する。
このとき、シリンダ１上の配管継手９，１００穴は、プ
ランジャ２上の円周みぞ水母２ｂ部に合致する。この状
態でアクチュエータコイル４への加熱を停止し、切換弁
２６を開放して冷却媒体を高速でアクチュエータコイル
４のパイプ内部を循環させると、コイルは短時間で急速
に元の温度まで冷却され、バイアスコイルばね８の偏倚
力により、プランジャ２は元位置に収縮復元する（第１
図点線矢印方向）。
ランジャ２上の円周みぞ水母２ｂ部に合致する。この状
態でアクチュエータコイル４への加熱を停止し、切換弁
２６を開放して冷却媒体を高速でアクチュエータコイル
４のパイプ内部を循環させると、コイルは短時間で急速
に元の温度まで冷却され、バイアスコイルばね８の偏倚
力により、プランジャ２は元位置に収縮復元する（第１
図点線矢印方向）。
また、別の動作方法として、冷却媒体を継手９゜１０を
介さずに連続的に循環させることにより第１図の状態を
保持し、この状態のまま“抵抗加熱の付勢と遮断を繰返
すことによって高速作動サイクルを行わせることもでき
る。このときは、切換弁２６は不要である。
介さずに連続的に循環させることにより第１図の状態を
保持し、この状態のまま“抵抗加熱の付勢と遮断を繰返
すことによって高速作動サイクルを行わせることもでき
る。このときは、切換弁２６は不要である。
以上、いずれの場合にも、プランジャの復元サイクル時
の応答は極めて高速となり、アクチュエータを高速作動
の用途に応用することができる。
の応答は極めて高速となり、アクチュエータを高速作動
の用途に応用することができる。
以上の実施例においては、シリンダ／プランジャ形成の
りニヤアクチュエータの場合について説明し之が、コイ
ル状の形状記憶合金を使用したロータリアクチュエータ
にも本発明原理を適用することができる。
りニヤアクチュエータの場合について説明し之が、コイ
ル状の形状記憶合金を使用したロータリアクチュエータ
にも本発明原理を適用することができる。
また、前記実施例のアクチュエータコイルは、２重コイ
ル形としたが、応用例によっては、内側コイルを直線状
としてコイル保持体を貫通して摺動させるよう構成する
ことも可能である。
ル形としたが、応用例によっては、内側コイルを直線状
としてコイル保持体を貫通して摺動させるよう構成する
ことも可能である。
以上説明してきたように、本発明によれば、形状記憶合
金製のアクチュエータコイルの素線ヲ中空バイグ状とし
てその内径中を高速で冷却媒体を循環させるように構成
したため、アクチュエータの冷却復元動作の応答が著し
く高速化されて加熱作動との差が少くなり、この種のア
クチュエータの高速サイクル応用が可能と７【つた。
金製のアクチュエータコイルの素線ヲ中空バイグ状とし
てその内径中を高速で冷却媒体を循環させるように構成
したため、アクチュエータの冷却復元動作の応答が著し
く高速化されて加熱作動との差が少くなり、この種のア
クチュエータの高速サイクル応用が可能と７【つた。
第１図は、本発明に係るリニヤアクチュエータの一実施
例の長手方向断面図と冷却系のブロック図、第２図はそ
の構成ブロック図である。 １・・・シリンダ ２・・・プランジャ（作動部材） ４・・・アクチュエータコイル ４ａ ／ ４ｂ・・・外／内コイル ８・・・バイアスコイルばね １２・・・冷却装置 ２１・・・加熱装置
例の長手方向断面図と冷却系のブロック図、第２図はそ
の構成ブロック図である。 １・・・シリンダ ２・・・プランジャ（作動部材） ４・・・アクチュエータコイル ４ａ ／ ４ｂ・・・外／内コイル ８・・・バイアスコイルばね １２・・・冷却装置 ２１・・・加熱装置
Claims (1)
- 形状記憶合金製の中空パイプ状素線を折曲して形成した
アクチュエータコイルと、該アクチュエータコイルを加
熱して伸長させるための加熱装置と、前記アクチュエー
タコイルの伸長により作動する作動部材と、該作動部材
を復元位置へ偏倚するばねと、前記アクチュエータコイ
ルのパイプ内径中に冷却媒体を循環させるための冷却装
置とを備えて成ることを特徴とする形状記憶合金応用ア
クチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21831685A JPS6277882A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 形状記憶合金応用アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21831685A JPS6277882A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 形状記憶合金応用アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6277882A true JPS6277882A (ja) | 1987-04-10 |
| JPH0150198B2 JPH0150198B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=16717939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21831685A Granted JPS6277882A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 形状記憶合金応用アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6277882A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035530A (en) * | 1988-10-17 | 1991-07-30 | Nippon Oil Co., Ltd. | Actuator utilizing shape memory alloy and articulated arm comprising this actuator |
| JP2006212257A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Toshiba Tec Corp | マッサージ機 |
| CN108181004A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-19 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种红外热成像仪 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21831685A patent/JPS6277882A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035530A (en) * | 1988-10-17 | 1991-07-30 | Nippon Oil Co., Ltd. | Actuator utilizing shape memory alloy and articulated arm comprising this actuator |
| JP2006212257A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Toshiba Tec Corp | マッサージ機 |
| CN108181004A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-19 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种红外热成像仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0150198B2 (ja) | 1989-10-27 |
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