JPS6347132A - 形状記憶合金装置 - 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、種々の用途のために、形状記憶合金を利用し
て熱エネルギを力学的エネルギに変換する形状記憶合金
装置に関する。

（従来の技術および発明か解決しようとする問題点） 従来よりこのような形状記憶装置は種々提案されている
が、その多くは比較的に構造が複雑で、製造コストが比
較的に高くなるとともに、装置仝休をシート状とするこ
とは困難であった。

（発明の目的〕 本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
もので、装置全体がシート状をなし、加熱冷却すること
により湾曲させたり、平らな状態としたりすることがで
き、かつ構造が簡単で、製造コストを安価にすることか
できる形状記憶合金装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 本発明による形状記憶合金装置は、弾性を有するシート
状材料と、このシート状材料に、該月利に沿うようにし
て、かつ引張り力を作用されるようにして、取り付けら
れたワイヤ状の形状記憶合金とを有してなるものである
。

（作用〕 本発明においては、形状記憶合金が所定温度領域より低
温になっている状態では、シー１〜状材料はその弾性に
より、外力を受けない自由状態時の形状とほぼ同じかま
たはそれに近い形状となっており、かつ形状記憶合金は
伸び変形を受けている。

しかし、直接電流を流す等の適当な方法により、形状記
憶合金を所定温度領域にまで加熱すると、形状記憶合金
は変態を開始し、元の全長に戻ろうとする形状記憶回復
力を発生し、シート状材料の弾性に抗して収縮するので
、シート状材料は湾曲の度合を変化する。

また次に形状記憶合金の加熱を停止すると、形状記憶合
金は冷却し、形状回復力を失うので、シート状材料はそ
の弾性により再び自由状態時の形状とほぼ同じかまたは
それに近い形状に戻り、形状記憶合金は伸び変形を受け
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図から４図までは本発明の一実施例を示す。

この実施例において、１は弾性を有する電気絶縁性の材
料からなる、幅の狭い長方形をなす薄いシート状材料で
あり、このシート状材料１の一方の面には粘着剤が塗布
されている。前記シート状材料１は、外力を作用されな
い状態では、その弾性により平らな状態となるようにな
っている。

なお、このシート状材料１を構成する材料としては、例
えば、ボリアリレート樹脂、ポリカーボネート、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の種々の合成
樹脂、あるいはその他の適当な弾性を有する材料を用い
ることができる。また、本発明においては、シート状材
料の形状は本実施例のような形状に限られることはなく
、必要に応じて任意の形状とすることができる。

前記シート状材料１の一端部付近には端子２および３が
取り付けられており、細端部付近にはハトメ４が取り付
けられている。前記シート状材料１の前記粘着剤を塗布
されている側の面には、Ｔｉ−Ｎｉ合金からなるワイヤ
状の形状記憶合金５が前記粘着剤により粘着されている
。ここにおいて、前記形状記憶合金５はその一端部を端
子２に接続されており、この端子２からシート状材料１
の長さ方向に沿ってハトメ４に向って延び、ざらにハト
メ４に巻き掛られて折り返され、シート状材料１の長さ
方向に沿って端子３に向って延び、他端部を端子３に接
続されている。

前記形状記憶合金５の折り返し部分はハトメ４とシート
状材料１との間に挟持されている。前記ハトメ４は、形
状記憶合金５を特に前記折り返し部分において他の部分
より強固にシート材料１に固定するために設けられてい
るものである。なお、本発明においては、ハトメ以外の
固定手段により形状記憶合金の端部を特に強固にシート
状材料に固定してもよいし、その必要がない場合はハト
メ等の固定手段を全く設けなくてもよい。

前記形状記憶合金５は、その全長がある寸法りとなる形
状を記憶しているが、この元の仝長りより伸び変形を受
けた状態で上述のようにシート材料１に取り付けられて
いる。言い換えれば、形状記憶合金５はシート状材料１
により引張り力を作用される状態でシート状材料１に取
り付けられている。なお、本発明においては、ワイヤ状
の形状記憶合金５の伸び変形からの形状回復力をもっば
ら利用するため、形状記憶合金５の曲げ変形およびねじ
り変形からの形状回復力は無視できるので、形状記憶合
金５は前記所定の全長しとなる形状を記憶していさえす
れば、真直ぐな形状を記憶していてもよいし、湾曲した
形状を記憶していてもよい。

前記シート状材料１の前記粘着剤を塗布されている側の
面には、電気絶縁性でシート状材料１よりさらに薄いシ
ート状の被覆材６が貼り合わされており、これにより形
状記憶合金５はシート状材料１と被覆材６との間に挟ま
れた状態となっている。なお、前記被覆材６のシート状
材料１に接する面にも粘着剤が塗布されている。前記被
覆材６は、例えばポリアミドイミド樹脂等の種々の合成
樹脂で構成することができる。前記端子２，３には、そ
れぞれ導線７，８が接続されている。

次に、本実施例の作動を説明する。

常温の状態では、シート状材料１はその弾性により第２
図のように平らな状態となっており、形状記憶合金５は
伸び変形を受けている。

しかし、導線７，８および端子２，３を通じて形状記憶
合金５に電流を流す等の方法により、形状記憶合金５を
適当な温度にまで加熱すると、形状記憶合金５は変態を
開始し、元の全長りに戻るうとする形状記憶回復力を発
生し、シー］・状材料１の弾性に抗して収縮する。これ
により、シート状材料１は第３図のように形状記憶合金
５が取り付けられている面側に湾曲する。

また次に形状記憶合金５の加熱を停止すると、形状記憶
合金５は冷却し、形状回復力を失うので、シート状材料
１【Ｊｌその弾性により再び第２図のように平らな状態
に戻り、形状記憶合金５は伸び変形を受（プる。

このように本装置では、形状記憶合金５を加熱冷却する
ことにより、シート状（オ利１を湾曲させたり、平らな
状態に戻したりすることができる。

そして、このような形状記憶合金５の加熱冷却に伴うシ
ート状材料１の動作ば種々の用途に利用することができ
る。

第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施例におい
ては、シー１〜状材利１の両面に、前記実施例と同様に
してそれぞれ形状記憶合金５が取り付けられている。ま
た、被覆材６もシート状材料１の両面に設（プられてい
る。

前記実施例では、形状記憶合金５が設（プられている一
方の面側にのみシート状材料１を湾曲できたが、本実施
例においては、２本の形状記憶合金５のうちのいずれを
加熱するかを選択することにより、シート状材料１をそ
の両面のいずれの側にも湾曲することができる。

第６図および７図は本発明のさらに他の実施例を示す。

前記各実施例においては、形状記憶合金５をＵターンさ
せて該合金５の両端がともにシート状材料１の一方の端
部側に来るようにしているが、本実施例では、二本の形
状記憶合金５をそれぞれＵターンさせないでシート状材
料１に取り付け、各形状記憶合金５の両端がシート状材
料１の両端部に来るようにしている。本実施例に４３い
ても、前記第１図ないし４図の最初の実施例と同様の効
果を得ることかできる。

ただし、最初の実施例においてはシート状ｖＪ利１の一
端部側において形状記憶合金５を電源に接続できるが、
この実施例においては、シート状材料１の両端部におい
て形状記憶合金５を電源を接続しなければならない。

第８図および９図は本発明のさらに別の実施例を示ず。

この実施例において、１１は前記各実施例のシート状材
料１と同様のシート状材料であるか、広い幅を有してい
る。このシート状材料１１には、該材１’３＋　１１に
沿って、１−ｉ−Ｎｉ合金からなる２本のワイヤ状の形
状記憶合金１５８，１５ｂが取り付けられている。そし
て、一方の形状記憶合金１５８は、図のＸ方向に延びる
部分が等間隔で生ずるように複数箇所で折り返されてお
り、他方の形状記憶合金１５ｂは前記Ｘ方向と垂直なＹ
方向に延びる部分が等間隔で生ずるように複数箇所で折
り返されている。また、前記各形状記憶合金１５８．１
５ｂはシート状材料１に貼り合わされた被覆材１ＧにＪ
：り覆われている。

本実施例においては、形状記憶合金１５ａに通電すれば
、シート状材料１１がＸ方向に対して湾曲する一方、形
状記憶合金１５ｂに通電すれば、シート状材料１１がＹ
方向に対して湾曲する。

なお、前記各実施例においては、シー１へ状材料−〇　
− は外力を作用されていない自由な状態では平らな状態と
なるようになっているが、外力を作用されていない自由
な状態においてシー１へ状材料が湾曲した形状となるよ
うに構成してもよい（この場合、形状記憶合金が加熱さ
れていないとさは、シー１へ状材料は自由状態時の形状
とほぼ同じかそれに近い形状で湾曲しているか、形状記
憶合金が加熱されて形状回復力を発生すると、湾曲形状
を変化させるかまたは平らな状態となる）。

また、前記各実施例においては、形状記・隠合金を被覆
材により被覆しているが、本発明においては、必らずし
も形状記憶合金を被覆材“Ｃ被覆する必要はない。また
、形状記憶合金を弾性を有する２枚のシート状材料の間
に挟んでもよいし、形状記憶合金をシート状材料中に埋
め込むような構成としてもよい。

また、前記各実施例では、形状記憶合金としてＴｉ−Ｎ
ｉ合金を使用しているが、本発明においては、他の種の
形状合金を使用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による合金装置は、装置全体がシー
ト状をなし、加熱冷却することにより湾曲させたり、平
らな状態にしたりすることができ、かつ構造が簡単で、
製造コストを安価にすることができるという優れた効果
を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による形状記憶合金装置の一実施例を示
す正面図、第２図はシート状材料が平らな状態における
該実施例を示す側面図、第３図はシート状材料が湾曲し
た状態における該実施例を示す側面図、第４図は第１図
のＩＶ−ＩＶ線における拡大断面図、第５図は本発明の
他の実施例を示す拡大断面図、第６図は本発明のさらに
伯の実施例を示す正面図、第７図は第６図のＶＩ　−Ｗ
線における拡大断面図、第８図は本発明のざらに別の実
施例を示す正面図、第９図は第８図のＩＸ　−ＩＸ線に
おける拡大断面図である。 １・・・シート材材料、５・・・形状記憶合金、１１・
・・シート状材料、１５ａ、１５ｂ・・・形状記憶合金
。 第１図　　　第２図　第３図 第４図　　　　　第６図 第８図 Ｙ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弾性を有するシート状材料と、このシート状材料に、該
   材料に沿うようにして、かつ引張り力を作用されるよう
   にして、取り付けられたワイヤ状の形状記憶合金とを有
   してなる形状記憶合金装置。