JPS63309780A - Shape storage alloy actuator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野J
本発明は、形状記憶合金を利用したアクチュエータに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application J] The present invention relates to an actuator using a shape memory alloy.
[従来の技術]
特開昭58−214737号公報においては、形状配憶
含金の熱変形特性を利用したアクチュエータとして、コ
イル状の形状記憶合金と塑性変形用スプリングとの組み
合わせ構造が記載されている。このアクチュエータには
、この構造の他に、2つのコイル状の形状記憶合金をピ
ストン棒に巻回した構成も可能である。この場合には、
形状記憶合金に直接通電して画形状記憶合金を交互に加
熱することによりピストン棒が往復移動することができ
る。[Prior Art] Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-214737 describes a combination structure of a coiled shape memory alloy and a plastic deformation spring as an actuator that utilizes the thermal deformation characteristics of a shape memory alloy. There is. In addition to this structure, this actuator may also have a structure in which two coiled shape memory alloys are wound around a piston rod. In this case,
The piston rod can be moved back and forth by alternately heating the shape memory alloy by directly applying electricity to the shape memory alloy.
しかし、第1の形状記憶合金に通電して熱変形を起させ
、ピストン棒が第1の変位状態を実現した後通電を停止
すると、冷却に伴って熱変形応力が失われるので、この
応力を受けて圧迫され変形されていた第2の形状記憶合
金は蓄えられていた変形応力により原形への復帰を開始
覆る。したがって第1の形状記憶合金の働きによって一
ロピストン棒が第1の変位状態から第2の変位状態に切
替えられた機器は、一方の形状記憶合金の加熱を停止す
ると、意に反して他方の形状記憶合金の働きにより再び
ピストン棒が第1の変位状態に戻されようとする現象が
生ずる。However, if the first shape memory alloy is energized to cause thermal deformation and the energization is stopped after the piston rod has achieved the first displacement state, the thermal deformation stress is lost as it cools. The second shape memory alloy, which had been compressed and deformed, begins to return to its original shape due to the stored deformation stress. Therefore, in a device in which the piston rod is switched from the first displacement state to the second displacement state by the action of the first shape memory alloy, when heating of one shape memory alloy is stopped, the other shape is changed against the user's will. Due to the action of the memory alloy, a phenomenon occurs in which the piston rod attempts to return to the first displacement state again.
[発明が解決しようとする問題点]
このため本出願人は、特願昭61−141150号にお
いて、第4図に示すごとく、第1の形状記憶合金110
の伸長に伴ってピストン棒を兼ねた鉄心130が通電回
路140内のリミットスイッチ141に接触することに
より、第1の形状記憶合金110への通電が停止された
後、鉄心130の第1の変位状態を保持するために、ロ
ックスプリング150を用いたアクチュエータ100を
提案した。[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, in Japanese Patent Application No. 61-141150, the present applicant proposed a first shape memory alloy 110 as shown in FIG.
As the iron core 130, which also serves as a piston rod, contacts the limit switch 141 in the energizing circuit 140 as the iron core 130 expands, the energization to the first shape memory alloy 110 is stopped, and then the first displacement of the iron core 130 occurs. In order to maintain the state, an actuator 100 using a lock spring 150 was proposed.
しかるに、上記のアクチュエータ100は、ロックスプ
リング150を設けているので、逆方向(図示右方向)
に鉄心130を変位させるには、ロックスプリング15
0の付勢力に打ち勝つ力を余分に第1の形状記憶合金1
10または第2の形状記憶合金120に発1さゼる必要
があった。However, since the above-mentioned actuator 100 is provided with the lock spring 150, the actuator 100 is
In order to displace the iron core 130, the lock spring 15 is
The first shape memory alloy 1 has an extra force to overcome the biasing force of 0.
10 or the second shape memory alloy 120.
また、第1の形状記憶合金110および第2の形状記憶
合金120の電気抵抗値は、非常に小さいが、これを利
用したものはなかった。Further, although the electrical resistance values of the first shape memory alloy 110 and the second shape memory alloy 120 are very small, there has been no one that utilizes this.
本発明は、コイル状の形状記憶合金の発生する力が小さ
くても容易に鉄心が往復移動可能な形状記憶合金アクチ
ュエータの提供を目的とげる。An object of the present invention is to provide a shape memory alloy actuator whose core can be easily reciprocated even if the force generated by the coiled shape memory alloy is small.
[問題点を解決するための手段]
本発明の形状記憶合金アクチユエータは、コイル状の第
1の形状記憶合金と、該第1の形状記憶合金と直列的に
配されたコイル状の第2の形状記憶合金と、前記第1の
形状記憶合金と第2の形状記憶合金とを間欠的、且つ選
択的に通電する通電手段と、前記第1の形状記憶合金お
よび第2の形状記憶合金内に変位自在に配された鉄心と
、該鉄心の一端から所定の間隙を隔てて配された一方の
磁石と、前記鉄心の他端から所定の間隙を隔てて配され
た他方の磁石とを備え、前記第1の形状記憶合金または
第2の形状記憶合金への通電により、前記鉄心を磁化さ
せると共に、前記第1の形状記憶合金または第2の形状
記憶合金の変態により前記鉄心を変位させると共に、前
記鉄心の一端または他端を前記一方の磁石または他方の
磁石に吸着される極性にさせた構成を採用した。[Means for Solving the Problems] The shape memory alloy actuator of the present invention includes a coiled first shape memory alloy and a coiled second shape memory alloy arranged in series with the first shape memory alloy. a shape memory alloy; an energizing means for intermittently and selectively energizing the first shape memory alloy and the second shape memory alloy; comprising a displaceably arranged iron core, one magnet arranged at a predetermined gap from one end of the iron core, and another magnet arranged at a predetermined gap from the other end of the iron core, Magnetizing the iron core by energizing the first shape memory alloy or the second shape memory alloy, and displacing the iron core by transforming the first shape memory alloy or the second shape memory alloy, A configuration is adopted in which one end or the other end of the iron core is polarized so that it is attracted to the one magnet or the other magnet.
[作用]
本発明の形状記憶合金アクチユエータは、上記構成によ
りつぎの作用を有する。[Function] The shape memory alloy actuator of the present invention has the following function due to the above structure.
コイル状の第1の形状記憶合金への通電により、電気抵
抗値の小さい形状記憶合金に大電流が流れることにより
鉄心が磁化する。この鉄心の磁化される極性が他方の磁
石(または一方の磁石)の極性に反発する極性になるよ
うに第1の形状記憶合金が巻装されている。したがって
、鉄心は、他方の磁石(または−・方の磁石)から容易
に離れる。By energizing the coiled first shape memory alloy, a large current flows through the shape memory alloy having a small electrical resistance value, thereby magnetizing the iron core. The first shape memory alloy is wound so that the magnetized polarity of this iron core is a polarity that repels the polarity of the other magnet (or one magnet). Therefore, the iron core easily separates from the other magnet (or the negative magnet).
そして第1の形状記憶合金が加熱され、予め記憶された
形状に変態(例えば伸長、収縮)することにより、鉄心
を第1の方向に変位させて一方の磁石(または他方の磁
石)に吸着させる。第1の形状記憶合金への通電を停止
しても、鉄心は、一方の磁石(または他方の磁石)の磁
力により、磁石に吸着された状態を保持する。Then, the first shape memory alloy is heated and transformed into a pre-memorized shape (e.g., elongated or contracted), thereby displacing the iron core in the first direction and attracting it to one magnet (or the other magnet). . Even if the power supply to the first shape memory alloy is stopped, the iron core remains attracted to the magnet due to the magnetic force of one magnet (or the other magnet).
つぎに、コイル状の第2の形状記憶合金への通電により
、電気抵抗値の小さい形状記憶合金に大電流が流れるこ
とにより鉄心が磁化する。そして第2の形状記憶合金が
加熱され、予め記憶された形状に変態(例えば伸長、収
縮)することにより、鉄心を第2の方向(第1の方向と
は逆方向)に変位させて他方の磁石(または一方の磁石
)に吸着させる。第2の形状記憶合金への通電を停止し
ても、鉄心は、他方の磁石(または一方の磁石)の磁力
により、磁石に吸着された状態を保持する。Next, by energizing the coiled second shape memory alloy, a large current flows through the shape memory alloy having a small electrical resistance value, thereby magnetizing the iron core. Then, the second shape memory alloy is heated and transformed into a pre-memorized shape (for example, elongated or contracted), thereby displacing the iron core in a second direction (opposite to the first direction) and displacing the other core. Attach it to a magnet (or one magnet). Even if the power supply to the second shape memory alloy is stopped, the iron core remains attracted to the magnet due to the magnetic force of the other magnet (or one magnet).
[発明の効果]
本発明の形状記憶合金アクチユエータは上記構成および
作用によりつぎの効果を奏する。[Effects of the Invention] The shape memory alloy actuator of the present invention has the following effects due to the above configuration and operation.
したがって、第1の形状記憶合金または第2の形状記憶
合金を通電することにより、例え形状記憶合金の発生す
る力が小さくても鉄心を容易に変位させることができる
。Therefore, by energizing the first shape memory alloy or the second shape memory alloy, the core can be easily displaced even if the force generated by the shape memory alloy is small.
[実施例]
本発明の形状記憶合金アクチュエータの実施例を第1図
ないし第3図に基づき説明する。[Example] An example of the shape memory alloy actuator of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.
第1図は本発明の第1実施例を適用した形状記憶合金ア
クチュエータを示す。FIG. 1 shows a shape memory alloy actuator to which a first embodiment of the present invention is applied.
形状記憶合金アクチュエータ1は、固定部材11に固着
されたケーシング2と、該ケーシング2の両端より所定
の間隙を隔てて配された永久磁石12.13と、ケーシ
ング2に支持された棒状鉄心3とを備える。また形状記
憶合金アクヂュ■−夕1は、棒状鉄心3に巻回されるコ
イル状の第1の形状記憶合金4およびコイル状の第2の
形状記憶合金5と、第1の形状記憶合金4と第2の形状
記憶合金5とを間欠的、且つ選択的に通電ザる通電手段
である電気回路6とを備える。The shape memory alloy actuator 1 includes a casing 2 fixed to a fixed member 11, permanent magnets 12 and 13 arranged at a predetermined gap from both ends of the casing 2, and a rod-shaped iron core 3 supported by the casing 2. Equipped with. The shape memory alloy actuator 1 also includes a first shape memory alloy 4 in a coil shape, a second shape memory alloy 5 in a coil shape, and a first shape memory alloy 4 wound around a rod-shaped iron core 3. The second shape memory alloy 5 is provided with an electric circuit 6 which is an energizing means for intermittently and selectively energizing the second shape memory alloy 5.
永久磁石12.13は、両者が対向した内側(棒状鉄心
3側)端部がS極、外側端部がN極となるように固定部
材11の棒状鉄心3の往復移動距離(ストローク)範囲
内に固定されている。The permanent magnets 12 and 13 are arranged within the range of the reciprocating movement distance (stroke) of the rod-shaped core 3 of the fixed member 11 so that the inner end (on the rod-shaped core 3 side) where both of them face each other is the S pole and the outer end is the N pole. is fixed.
ケーシング2は、固定部材11に固定された底壁21、
棒状鉄心3の一方の支持手段である一方の支持壁22、
および棒状鉄心3の他方の支持手段である他方の支持壁
23が一体的に成形されている。一方の支持壁22は、
底壁21の一端部より底壁21に直交する方向に突設さ
れ、棒状鉄心3が貫通する貫通穴24が形成されている
。他方の支持壁23は、一方の支持壁22と所定の間隙
を隔てて対向して配されるように底壁21の他端部より
底壁21に直交する方向に突設され、棒状鉄心3が貫通
する貫通穴25が形成されている。The casing 2 includes a bottom wall 21 fixed to the fixed member 11,
one support wall 22 which is one support means for the rod-shaped iron core 3;
The other support wall 23, which is the other support means for the rod-shaped iron core 3, is integrally formed. One supporting wall 22 is
A through hole 24 is formed which protrudes from one end of the bottom wall 21 in a direction perpendicular to the bottom wall 21 and through which the rod-shaped iron core 3 passes. The other supporting wall 23 protrudes from the other end of the bottom wall 21 in a direction perpendicular to the bottom wall 21 so as to face the one supporting wall 22 with a predetermined gap therebetween. A through hole 25 is formed through which the through hole 25 passes.
棒状鉄心3は、強磁性体で、どちらかの形状記憶合金4
.5が通電されると磁化される。棒状鉄心3は、第1の
形状記憶合金4が通電されると一端31が永久磁石12
に反発され、他@32が永久磁石13に吸着される第1
の変位状態に位置する。また、棒状鉄心3は、第2の形
状記憶合金5が通電されると一端31が永久磁石12に
吸着され、他端32が永久磁石13に反発される第2の
変位状態に位置する。The rod-shaped iron core 3 is a ferromagnetic material, and is made of either shape memory alloy 4.
.. 5 becomes magnetized when energized. When the first shape memory alloy 4 is energized, one end 31 of the rod-shaped iron core 3 becomes a permanent magnet 12.
The first magnet is repelled by the magnet, and the other @32 is attracted to the permanent magnet 13.
is located in a state of displacement. Moreover, when the second shape memory alloy 5 is energized, the rod-shaped iron core 3 is located in a second displacement state in which one end 31 is attracted to the permanent magnet 12 and the other end 32 is repelled by the permanent magnet 13.
さらに、棒状鉄心3の一方の貫通部33は、ケーシング
2の一方の支持壁22の貫通穴24に常時貫通して摺動
自在に支持されている。棒状鉄心3の他方の貫通部34
は、ケーシング2の他方の支持壁23の貫通穴25に常
時貫通して摺動自在に支持されCいる。さらに棒状鉄心
3の中央部35の外周には、鉄心3と第1の形状記憶合
金4、第2の形状記憶合金5とを電気的に絶縁する絶縁
部材である筒状部材36が固着されている。Further, one of the penetrating portions 33 of the rod-shaped iron core 3 always penetrates the through hole 24 of one of the support walls 22 of the casing 2 and is slidably supported. The other penetrating portion 34 of the rod-shaped core 3
is always inserted through the through hole 25 of the other support wall 23 of the casing 2 and is slidably supported. Furthermore, a cylindrical member 36 that is an insulating member that electrically insulates the iron core 3, the first shape memory alloy 4, and the second shape memory alloy 5 is fixed to the outer periphery of the central portion 35 of the rod-shaped iron core 3. There is.
第1の形状記憶合金4および第2の形状記憶合金5は、
反復耐久性や耐食性に優れた−「1−Ni合金(マルテ
ンザイト変態開始温度ニー50℃〜100℃)、Cu−
A1−Zn合金(マルテンリーイ1〜変態開始温度ニー
180℃〜100℃)製で、前記マルテンザイト変態開
始温度近辺にある逆変態開始温度に加熱されると伸長す
るように形状記憶されている。また、第1の形状記憶合
金4および第2の形状記憶合金5は、電気抵抗値が小さ
く、大電流が流れるので、巻回数が例え少なくとも棒状
鉄心3を容易に磁化させることができる。The first shape memory alloy 4 and the second shape memory alloy 5 are
- 1-Ni alloy (martenzite transformation starting temperature 50°C to 100°C) with excellent repeated durability and corrosion resistance, Cu-
It is made of an A1-Zn alloy (Martenley 1 to transformation start temperature Knee 180°C to 100°C), and has a shape memory that causes it to elongate when heated to a reverse transformation start temperature near the martenzite transformation start temperature. Further, since the first shape memory alloy 4 and the second shape memory alloy 5 have a small electrical resistance value and a large current flows through them, the rod-shaped iron core 3 can be easily magnetized even if the number of turns is at least.
第1の形状記憶合金4は、一端41がケーシング2の一
方の支持壁22に固着され、他端42が筒状部材36に
固着されている。また第1の形状記憶合金4は、その通
電時に電流が他#a42より一端41へ流れ、棒状鉄心
3の一端31がS極、他端32がN極となるように巻回
されている。The first shape memory alloy 4 has one end 41 fixed to one support wall 22 of the casing 2, and the other end 42 fixed to the cylindrical member 36. The first shape memory alloy 4 is wound so that when energized, current flows from the other #a 42 to one end 41, and one end 31 of the rod-shaped iron core 3 becomes an S pole and the other end 32 becomes an N pole.
第2の形状記憶合金5は、第1の形状記憶合金4と同一
軸心上で、直列的に配され、一端51が筒状部材36に
固着され、他端52がケーシング2の他方の支持壁23
に固着されている。また第2の形状記憶合金5は、その
通電時に電流が一端51より他端52へ流れ、棒状鉄心
3の一端31がN極、他端32がS極となるように巻回
されている。よって、第1の形状記憶合金4および第2
の形状記憶合金5の巻回方向は、同一方向となっている
。The second shape memory alloy 5 is arranged in series on the same axis as the first shape memory alloy 4, and has one end 51 fixed to the cylindrical member 36 and the other end 52 supporting the other side of the casing 2. wall 23
is fixed to. The second shape memory alloy 5 is wound so that when energized, a current flows from one end 51 to the other end 52, and one end 31 of the rod-shaped iron core 3 becomes a north pole and the other end 32 becomes a south pole. Therefore, the first shape memory alloy 4 and the second shape memory alloy
The winding directions of the shape memory alloy 5 are the same direction.
電気回路6は、バッテリ61、選択スイッチ62、リミ
ットスイッチ63.64、第1の形状記憶合金4の電源
側端子65、第2の形状記憶合金5の電源側端子66、
第1の形状記憶合金4のスイッチ側端子67、第2の形
状記憶合金5のスイッチ側端子68、およびこれらを接
続する電気配線69からdる。The electric circuit 6 includes a battery 61, a selection switch 62, a limit switch 63, 64, a power supply side terminal 65 of the first shape memory alloy 4, a power supply side terminal 66 of the second shape memory alloy 5,
d from the switch side terminal 67 of the first shape memory alloy 4, the switch side terminal 68 of the second shape memory alloy 5, and the electrical wiring 69 connecting these.
選択スイッチ62は、第1の形状記憶合金4に電気を供
給するA接点、および第2の形状記憶合金5に電気を供
給するB接点を有する。リミットスイッチ63は、棒状
鉄心3が磁化されて永久磁石13に吸引された時、棒状
鉄心3が接触することにより自動的に第1の形状記憶合
金4への通電を停止する。リミットスイッチ64は、棒
状鉄心3が磁化されて永久磁石12に吸引された時、棒
状鉄心3が接触することにより自動的に第2の形状記憶
合金5への通電を停止する。第1の形状記憶合金4の電
源側端子65および第2の形状記憶合金5の電源側端子
66は、筒状部材36内に棒状鉄心3と第1の形状記憶
合金4および第2の形状記憶合金5とが短絡しないよう
に埋設されている。The selection switch 62 has an A contact that supplies electricity to the first shape memory alloy 4 and a B contact that supplies electricity to the second shape memory alloy 5. When the rod-shaped iron core 3 is magnetized and attracted to the permanent magnet 13, the limit switch 63 automatically stops energizing the first shape memory alloy 4 when the rod-shaped iron core 3 comes into contact with it. When the rod-shaped iron core 3 is magnetized and attracted to the permanent magnet 12, the limit switch 64 automatically stops energizing the second shape memory alloy 5 when the rod-shaped iron core 3 comes into contact with it. The power supply side terminal 65 of the first shape memory alloy 4 and the power supply side terminal 66 of the second shape memory alloy 5 are connected to the rod-shaped iron core 3, the first shape memory alloy 4, and the second shape memory alloy in the cylindrical member 36. It is buried to prevent short circuit with alloy 5.
本実施例のアクチュエータ1の作用を図に基づき説明す
る。The operation of the actuator 1 of this embodiment will be explained based on the drawings.
電気回路6の選択スイッチ62がA接点に接続されるこ
とにより電源側端子65を介して第1の形状記憶合金4
がバラTす61に接続される。この時に第1の形状記憶
合金4は、通電加熱されることにより、棒状鉄心3の一
端31が88iとされ他端32がN極とされて棒状鉄心
3が磁化される。そして前記逆変態開始温度に加熱され
ると、第1の形状記憶合金4は、ケーシング2の一方の
支持壁22と筒状部材36との間を開く方向へ伸長する
。この第1の形状記憶合金4の伸長に伴って、磁化され
た棒状鉄心3が図示矢印方向に移動する。When the selection switch 62 of the electric circuit 6 is connected to the A contact, the first shape memory alloy 4 is connected to the power supply side terminal 65.
is connected to the rose tee 61. At this time, the first shape memory alloy 4 is heated by electricity, so that one end 31 of the rod-shaped iron core 3 is set to 88i and the other end 32 is set to the north pole, so that the rod-shaped iron core 3 is magnetized. When heated to the reverse transformation start temperature, the first shape memory alloy 4 expands in a direction that opens the space between the one support wall 22 of the casing 2 and the cylindrical member 36. As the first shape memory alloy 4 expands, the magnetized rod-shaped iron core 3 moves in the direction of the arrow shown in the figure.
さらにN極とされた棒状鉄心3の他端32が、S極とさ
れた永久磁石13の内側部の吸引力により永久磁石13
に容易に吸着され、棒状鉄心3が第1の変位状態にイ装
置する。そして棒状鉄心3が永久磁石13に吸引された
時、電気回路6のリミットスイッチ63が棒状鉄心3の
接触により自動的に第1の形状記憶合金4への通電を停
止する。このため、棒状鉄心3の磁極はなくなるが、永
久磁石13の吸引力により棒状鉄心3は永久磁石13に
吸着された状態を保持する。Further, the other end 32 of the rod-shaped iron core 3, which is set as the north pole, is attracted to the permanent magnet 13 by the attractive force of the inner part of the permanent magnet 13, which is set as the south pole.
The rod-shaped iron core 3 is easily attracted to the first displacement state. When the rod-shaped iron core 3 is attracted to the permanent magnet 13, the limit switch 63 of the electric circuit 6 automatically stops energizing the first shape memory alloy 4 due to the contact of the rod-shaped iron core 3. Therefore, although the magnetic pole of the rod-shaped iron core 3 disappears, the rod-shaped iron core 3 remains attracted to the permanent magnet 13 due to the attractive force of the permanent magnet 13.
この状態の詩に、電気回路6の選択スイッチ62を8接
点に接続すると、電源側端子66を介して第2の形状記
憶合金5がバッテリ61に接続される。In this state, when the selection switch 62 of the electric circuit 6 is connected to the 8 contacts, the second shape memory alloy 5 is connected to the battery 61 via the power supply side terminal 66.
この時に第2の形状記憶合金5は、通電加熱されること
により、棒状鉄心3の一端31がN極とされ他端32が
S極とされて棒状鉄心3が磁化される。At this time, the second shape memory alloy 5 is heated with electricity, so that one end 31 of the rod-shaped iron core 3 becomes a north pole and the other end 32 becomes a south pole, so that the rod-shaped iron core 3 is magnetized.
このため、棒状鉄心3は、永久磁石13の反発力により
永久磁石13から容易に離れる。Therefore, the rod-shaped iron core 3 is easily separated from the permanent magnet 13 due to the repulsive force of the permanent magnet 13.
そして第2の形状記憶合金5は、前記逆変態開始温度に
加熱されると、ケーシング2の他方の支持壁23と筒状
部材36との間を開く方向へ伸長する。When the second shape memory alloy 5 is heated to the reverse transformation start temperature, it expands in a direction that opens the gap between the other support wall 23 of the casing 2 and the cylindrical member 36.
この第2の形状記憶合金5の伸長に伴って、磁化された
棒状鉄心3が図示破線矢印方向に移動−する。As the second shape memory alloy 5 expands, the magnetized rod-shaped iron core 3 moves in the direction of the broken line arrow shown in the figure.
さらにN極とされた棒状鉄心3の一端31が、S極とさ
れた永久磁石12の内側部の吸引力により永久磁石12
に容易に吸着され、棒状鉄心3が第2の変位状態に位置
する。そして棒状鉄心3が永久磁石12に吸引された時
、電気回路6のリミットスイッチ64が棒状鉄心3の接
触により自動的に第2の形状記憶合金5への通電を停止
する。このため、棒状鉄心3の磁極はなくなるが、永久
磁石13の吸引力により棒状鉄心3は永久磁石121C
吸着された状態を保持する。Furthermore, one end 31 of the rod-shaped iron core 3, which is set as the north pole, is attracted to the permanent magnet 12 by the attractive force of the inner part of the permanent magnet 12, which is set as the south pole.
is easily attracted to the bar-shaped iron core 3, and the rod-shaped iron core 3 is located in the second displacement state. When the rod-shaped iron core 3 is attracted to the permanent magnet 12, the limit switch 64 of the electric circuit 6 automatically stops energizing the second shape memory alloy 5 due to the contact of the rod-shaped iron core 3. Therefore, the magnetic pole of the rod-shaped iron core 3 disappears, but due to the attractive force of the permanent magnet 13, the rod-shaped iron core 3 is attached to the permanent magnet 121C.
Retains the adsorbed state.
このように選択スイッチ62を選択的に切換えることに
より、棒状鉄心3が往復移動する。By selectively switching the selection switch 62 in this way, the rod-shaped iron core 3 moves back and forth.
したがって、磁化された棒状鉄心3が永久磁石12.1
3に容易に吸着または反発されるので、例え第1の形状
記憶合金4および第2の形状記憶合金5の発生覆る力が
小さくても棒状鉄心3の往復移動が容易に行え、また棒
状鉄心3が永久磁石12.13に吸着後、第1の形状記
憶合金4および第2の形状記憶合金5への通電を停止し
ているので、第1の形状記憶合金4.5の温度異常上昇
を防止できるなど機能部品に往復運動を作用させる装置
として最適なアクチュエータ1となる。Therefore, the magnetized bar-shaped iron core 3 becomes the permanent magnet 12.1.
3, the rod-shaped core 3 can be easily moved back and forth even if the covering force generated by the first shape-memory alloy 4 and the second shape-memory alloy 5 is small. After being attracted to the permanent magnet 12.13, the power supply to the first shape memory alloy 4 and the second shape memory alloy 5 is stopped, thereby preventing abnormal temperature rise of the first shape memory alloy 4.5. The actuator 1 is ideal as a device for applying reciprocating motion to functional parts.
第2図は本発明の第1実施例を適用したダンパ駆動用ア
クチュエータ1を示す。FIG. 2 shows a damper driving actuator 1 to which the first embodiment of the present invention is applied.
7は内気導入ロア1および外気導入ロア2を形成した空
気調和装置の内外気切替箱を示し、73は内外気切替箱
7に一端が枢着された内外気切替ダンパを示す。また7
4は送風用ファン75を駆動する駆動用モータを示す。Reference numeral 7 indicates an inside/outside air switching box of an air conditioner that forms the inside air introduction lower 1 and the outside air introduction lower 2, and 73 shows an inside/outside air switching damper whose one end is pivotally connected to the inside/outside air switching box 7. Also 7
Reference numeral 4 indicates a drive motor that drives the ventilation fan 75.
8は内外気切替ダンパの一端に固着された連結具81と
共に、棒状鉄心3の往復運動を内外気切替ダンパ13の
開閉運動に変換する伝達部材を示す。この場合、選択ス
イッチ62は、空気調和装置の操作パネル内に設りられ
、接点△が内気導入とされ接点Bが外気導入とされた内
外気切替スイッチとなる。Reference numeral 8 denotes a transmission member that converts the reciprocating motion of the rod-shaped iron core 3 into an opening/closing motion of the inside/outside air switching damper 13, together with a coupling member 81 fixed to one end of the inside/outside air switching damper. In this case, the selection switch 62 is provided in the operation panel of the air conditioner and serves as an inside/outside air changeover switch in which the contact Δ is used to introduce inside air and the contact B is used to introduce outside air.
第3図は本発明の第2実施例を適用したアクチュエータ
1を示す。FIG. 3 shows an actuator 1 to which a second embodiment of the present invention is applied.
(第1実施例と同−機能物は同番号を付す)本実施例の
コイル状の第1の形状記憶合金9とコイル状の第2の形
状記憶合金10とは、前記逆変態開始温度に加熱される
と一方の支持壁22または他方の支持壁23に近づく方
向に収縮するように形状を記憶している。(The same functional objects as in the first embodiment are given the same numbers.) The coiled first shape memory alloy 9 and the coiled second shape memory alloy 10 of this embodiment are arranged at the reverse transformation start temperature. The shape is memorized so that when heated, it contracts in the direction toward one support wall 22 or the other support wall 23.
本実施例のアクチュエータ1の作用を説明する。The operation of the actuator 1 of this embodiment will be explained.
(第1実施例と同一の作用の説明は省略する)電気回路
6の選択スイッチ62がA接点に接続されることにより
電源側端子65を介して第1の形状記憶合金9がバッテ
リ61に接続される。この時に第1の形状記憶合金9は
、通電加熱されることにより、棒状鉄心3の一端31が
N極とされ(l!!端32がS極とされて棒状鉄心3が
磁化される。そして前記逆変態開始温度に加熱されると
、第1の形状記憶合金9は、ケーシング2の他方の支持
壁23と筒状部材36との間を短くする方向へ収縮する
。この第1の形状記憶合金9の収縮に伴って、磁化され
た棒状鉄心3が図示矢印方向に移動して、永久磁石13
に吸着され、棒状鉄心3が第1の変位状態に位置する。(Description of the same function as in the first embodiment is omitted) When the selection switch 62 of the electric circuit 6 is connected to the A contact, the first shape memory alloy 9 is connected to the battery 61 via the power supply side terminal 65. be done. At this time, the first shape memory alloy 9 is heated with electricity, so that one end 31 of the rod-shaped iron core 3 is made a north pole (l!! The end 32 is made a south pole, and the rod-shaped iron core 3 is magnetized. When heated to the reverse transformation start temperature, the first shape memory alloy 9 contracts in a direction that shortens the distance between the other support wall 23 of the casing 2 and the cylindrical member 36. As the alloy 9 contracts, the magnetized bar-shaped iron core 3 moves in the direction of the arrow shown in the figure, and the permanent magnet 13
, and the rod-shaped iron core 3 is located in the first displacement state.
この状態の時に、電気回路6の選択スイッチ62をB接
点に接続すると、電源側端子66を介して第2の形状記
憶合金10がバッテリ61に接続される。In this state, when the selection switch 62 of the electric circuit 6 is connected to the B contact, the second shape memory alloy 10 is connected to the battery 61 via the power supply side terminal 66.
この時に第2の形状記憶合金10は、通電加熱されるこ
とにより、棒状鉄心3の一端31がS極とされ他端32
がN8iとされて棒状鉄心3が磁化される。At this time, the second shape memory alloy 10 is electrically heated so that one end 31 of the rod-shaped iron core 3 becomes the S pole and the other end 32
is set to N8i, and the rod-shaped iron core 3 is magnetized.
このため、棒状鉄心3は、永久磁石13の反発力により
永久磁石13から容易に離れる。そして第2の形状記憶
合金10は、前記逆変態開始温度に加熱されると、ケー
シング2の一方の支持壁22と筒状部材36との間を短
くする方向へ収縮する。この形状記憶合金10の収縮に
伴って、磁化された棒状鉄心3が図示破線矢印方向に移
動して、永久磁石12に吸着され、棒状鉄心3が第2の
変位状態に位置づ−る。Therefore, the rod-shaped iron core 3 is easily separated from the permanent magnet 13 due to the repulsive force of the permanent magnet 13. When the second shape memory alloy 10 is heated to the reverse transformation start temperature, it contracts in a direction that shortens the distance between the one support wall 22 of the casing 2 and the cylindrical member 36. As the shape memory alloy 10 contracts, the magnetized rod-shaped core 3 moves in the direction of the broken line arrow shown in the figure and is attracted to the permanent magnet 12, so that the rod-shaped core 3 is positioned in the second displacement state.
本実施例では、第1の形状記憶合金と第2の形状記憶合
金とを別途設けたが、中心が絶縁部材に固着されていれ
ば第1の形状記憶合金と第2の形状記憶合金とを一体的
に設置)でも良い。In this example, the first shape memory alloy and the second shape memory alloy were separately provided, but if the center is fixed to the insulating member, the first shape memory alloy and the second shape memory alloy can be used. (installed in one piece) is also acceptable.
本実施例では、磁石に永久磁石を採用したが、磁石に電
磁石を採用しても良く、まl、:その仙の磁石を採用し
ても良い。In this embodiment, a permanent magnet is used as the magnet, but an electromagnet may be used as the magnet, or another magnet may be used.
本実施例では、鉄心の外周に絶縁性の筒状部材を固着し
ているが、鉄心の外周に絶縁性の−」イルボビンを設け
ても良い。In this embodiment, an insulating cylindrical member is fixed to the outer periphery of the iron core, but an insulating round bobbin may be provided on the outer periphery of the iron core.
本実施例では、鉄心の一方の支持手段である−・方の支
持壁と他方の支持手段である他方の支持壁どが一体的に
成形されたケーシングを採用したが、一方の支持壁と他
方の支持壁とが別途成形されたものでも良い。In this embodiment, a casing in which one supporting wall, which is one supporting means of the iron core, and the other supporting wall, which is the other supporting means, are integrally molded is adopted. The supporting wall may be formed separately.
本実施例では、本発明の形状記憶合金アクチユエータを
内外気切替ダンパを駆動するアクチュエータに採用した
が、その他の装置のダンパ、弁体を駆動するアクチュエ
ータに採用しても良く、扉、窓の開閉を行うアクチュエ
ータに採用しても良く、種々の装置の機能部品の往復運
動を作用するアクチュエータに採用しても良く、連動部
材を介して往復運動以外の運動を機能部品に作用させて
も良い。In this embodiment, the shape memory alloy actuator of the present invention was employed as an actuator that drives an internal/external air switching damper, but it may also be employed as an actuator that drives dampers and valve bodies of other devices, and can be used to open and close doors and windows. The present invention may be employed in actuators that perform reciprocating motion on functional components of various devices, or may be employed in actuators that exert reciprocating motion on functional components of various devices, or motions other than reciprocating motion may be exerted on functional components via interlocking members.
第1図は本発明の第1実施例を適用した形状記憶合金ア
クチュエータの構成図、第2図は本発明の第1実施例を
適用した形状記憶合金アクチュエータを装着した内外気
切替箱の概略図、第3図は本発明の第2実施例を適用し
た形状記憶合金アクチュ■−夕の構成図、第4図は従来
の形状記憶合金アクチュエータの構成図である。
図中
1・・・形状記憶合金アクチュエータ 3・・・棒状鉄
心 4.9・・・第1の形状記憶合金 5.10・・・
第2の形状記憶合金 6・・・電気回路(通電手段)1
2.13・・・永久磁石 22・・・一方の支持壁(一
方の支持手段)23・・・他方の支持壁(他方の支持手
段)36・・・筒状部材(絶縁部材)63.64・・・
リミットスイッチFig. 1 is a configuration diagram of a shape memory alloy actuator to which the first embodiment of the present invention is applied, and Fig. 2 is a schematic diagram of an internal/external air switching box equipped with a shape memory alloy actuator to which the first embodiment of the present invention is applied. 3 is a block diagram of a shape memory alloy actuator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of a conventional shape memory alloy actuator. In the figure 1... Shape memory alloy actuator 3... Rod-shaped iron core 4.9... First shape memory alloy 5.10...
Second shape memory alloy 6... Electric circuit (current supply means) 1
2.13... Permanent magnet 22... One support wall (one support means) 23... Other support wall (other support means) 36... Cylindrical member (insulating member) 63.64 ...
Limit switch
Claims (1)
2の形状記憶合金と、 前記第1の形状記憶合金と第2の形状記憶合金とを間欠
的、且つ選択的に通電する通電手段と、前記第1の形状
記憶合金および第2の形状記憶合金内に変位自在に配さ
れた鉄心と、 該鉄心の一端から所定の間隙を隔てて配された一方の磁
石と、 前記鉄心の他端から所定の間隙を隔てて配された他方の
磁石とを備え、 前記第1の形状記憶合金または第2の形状記憶合金への
通電により、前記鉄心を磁化させると共に、前記第1の
形状記憶合金または第2の形状記憶合金の変態により前
記鉄心を変位させると共に、前記鉄心の一端または他端
を前記一方の磁石または他方の磁石に吸着される極性に
させた形状記憶合金アクチユエータ。 2)前記磁石は、永久磁石であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の形状記憶合金アクチユエータ
。 3)前記鉄心は、一方の部分が一方の支持手段に摺動自
在に支持され、他方の部分が他方の支持手段に摺動自在
に支持され、中央部の外周に前記形状記憶合金とを電気
的に絶縁する絶縁部材が配されたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項のうちいずれかに記載の
形状記憶合金アクチユエータ。 4)前記第1の形状記憶合金は、一端が前記一方の支持
手段に固着され他端が前記絶縁手段に固着され、前記第
2の形状記憶合金は、一端が前記絶縁部材に固着され他
端が前記他方の支持手段に固着されたことを特徴とする
特許請求の範囲第3項に記載の形状記憶合金アクチュエ
ータ。 5)前記通電手段には、前記鉄心が磁化されて前記磁石
に吸引された時、自動的に前記形状記憶合金への通電を
停止するスイツチが設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第4項のうちいずれかに記載
の形状記憶合金アクチュエータ。[Scope of Claims] 1) A first shape memory alloy in a coil shape, a second shape memory alloy in a coil shape arranged in series with the first shape memory alloy, and the first shape memory alloy. energizing means for intermittently and selectively energizing the alloy and the second shape memory alloy; an iron core disposed displaceably within the first shape memory alloy and the second shape memory alloy; the iron core; one magnet disposed at a predetermined gap from one end of the iron core, and the other magnet disposed at a predetermined gap from the other end of the iron core, the first shape memory alloy or the second By energizing the shape memory alloy, the iron core is magnetized, the iron core is displaced by transformation of the first shape memory alloy or the second shape memory alloy, and one end or the other end of the iron core is A polarized shape memory alloy actuator that is attracted to one magnet or another. 2) The shape memory alloy actuator according to claim 1, wherein the magnet is a permanent magnet. 3) One part of the iron core is slidably supported by one support means, the other part is slidably supported by the other support means, and the shape memory alloy is electrically connected to the outer periphery of the central part. 3. The shape memory alloy actuator according to claim 1, further comprising an insulating member for electrically insulating the shape memory alloy actuator. 4) The first shape memory alloy has one end fixed to the one supporting means and the other end fixed to the insulating means, and the second shape memory alloy has one end fixed to the insulating member and the other end. 4. The shape memory alloy actuator according to claim 3, wherein the shape memory alloy actuator is fixed to the other supporting means. 5) The energizing means is provided with a switch that automatically stops energizing the shape memory alloy when the iron core is magnetized and attracted to the magnet. The shape memory alloy actuator according to any one of Items 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14437487A JPS63309780A (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape storage alloy actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14437487A JPS63309780A (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape storage alloy actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63309780A true JPS63309780A (en) | 1988-12-16 |
Family
ID=15360637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14437487A Pending JPS63309780A (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Shape storage alloy actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63309780A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002073033A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Toki Corporation Kabushiki Kaisha | Shape memory alloy actuator |
US8065877B2 (en) * | 2008-12-10 | 2011-11-29 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Solar energy converting device and power supply system including the same |
WO2023227213A1 (en) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | mateligent GmbH | Thermoelastic controller with a compact design |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP14437487A patent/JPS63309780A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002073033A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Toki Corporation Kabushiki Kaisha | Shape memory alloy actuator |
US8065877B2 (en) * | 2008-12-10 | 2011-11-29 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Solar energy converting device and power supply system including the same |
WO2023227213A1 (en) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | mateligent GmbH | Thermoelastic controller with a compact design |
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