WO2018173744A1 - 可動装置 - Google Patents

可動装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018173744A1
WO2018173744A1 PCT/JP2018/008674 JP2018008674W WO2018173744A1 WO 2018173744 A1 WO2018173744 A1 WO 2018173744A1 JP 2018008674 W JP2018008674 W JP 2018008674W WO 2018173744 A1 WO2018173744 A1 WO 2018173744A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
actuator element
wire
material wire
heating wire
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/008674
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠一郎 鷲野
拓磨 山内
栄太郎 田中
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to CN201880019584.3A priority Critical patent/CN110462210A/zh
Publication of WO2018173744A1 publication Critical patent/WO2018173744A1/ja

Links

Images

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to a movable device that utilizes deformation of an actuator element.
  • Patent Document 1 discloses a movable device that utilizes deformation of an actuator element.
  • the deformation of the member is directly or indirectly used to mechanically move the driven body.
  • an actuator element is an elongated synthetic fiber.
  • the prior art does not fully disclose parts or devices for increasing or decreasing the energy of the actuator element. It is desirable that the energy transmission component for increasing or decreasing the energy of the actuator element does not hinder the deformation of the actuator element itself.
  • One disclosed object is to provide a movable device with energy transfer components.
  • Another object disclosed is to provide a movable device capable of changing a contact state between an energy transmission component and an actuator element.
  • Another object of the disclosure is to provide a movable device in which the inhibition of torsional deformation of an actuator element is suppressed.
  • Another object disclosed is to provide a movable device in which the tightening force of an actuator element by an energy transmission component is suppressed.
  • the movable device disclosed herein includes an actuator element that is deformed by an increase or decrease in energy, and a driven body connected to the actuator element.
  • the actuator element includes a material wire that causes deformation, and an energy transmission component that increases or decreases the energy of the material wire, and is disposed in contact with the material wire.
  • energy is transmitted between the energy transmission component and the material wire.
  • the energy transmission component is disposed in contact with the material wire. For this reason, the energy of the material wire can be directly increased or decreased.
  • the movable device disclosed herein includes an actuator element that deforms around the actuator axis by increasing or decreasing energy, and a driven body connected to the actuator element.
  • the actuator element includes a material wire that causes deformation around the actuator axis, and an energy transmission component that increases and decreases the energy of the material wire, and is arranged in a spiral shape around the material wire.
  • the energy transmission component is transmitted between the energy transmission component and the material wire.
  • the energy transfer component is arranged in a spiral around the material line. For this reason, the energy of the material wire can be increased or decreased directly or indirectly from a wide range of the outer surface of the material wire.
  • the movable device 1 includes a fixed base 2 and a movable portion 3 that can move mechanically with respect to the base 2.
  • the movable part 3 can rotate around a rotation axis AXR extending along the height direction HD.
  • the movable part 3 reciprocates a predetermined angular range RG around the rotation axis AXR.
  • the movable part 3 has a driven body 31.
  • the movement of the movable part 3 is also called rocking.
  • the moving direction of the movable part 3 is not restricted to rotation.
  • the moving direction of the movable part 3 can be adapted to various movements such as a parallel movement along the height direction HD, a parallel movement along the width direction WD, and a rotational movement around the depth direction DD.
  • the movable device 1 has an element 32 mounted on the driven body 31.
  • the element 32 provides an electrically active action or an electrically passive action.
  • the element 32 is, for example, an electrical light source, an electrical blower, an electrical heat source, an electrical radio wave source, or an electrical magnetic source.
  • the element 32 is, for example, an electrical sensor element.
  • the movable device 1 may include a connection member that electrically connects the base 2 and the element 32 for electrical connection.
  • the element 32 has an axis VR32 for the main function. For example, when the element 32 is a light source, the axis VR32 corresponds to the optical axis. For example, when the element 32 is a sensor, the axis VR32 corresponds to a detection axis.
  • the shaft VR32 is swung by the rotation of the driven body 31.
  • the axis VR32 is swung within the range of the rotation angle VRS.
  • the movable device 1 is also a sensor device.
  • the element 32 is a sensor element.
  • the element 32 has an axis VR32 indicating a detection direction and a detection range.
  • the element 32 detects a physical quantity in the direction of the axis VR32.
  • the element 32 is provided by various elements such as an image sensor, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a radar antenna, an electromagnetic wave sensor, and a radiation sensor.
  • the element 32 is an infrared sensor installed indoors.
  • the detection signal of the element 32 is supplied to a device using infrared information by wire or wireless. Infrared information is supplied and used, for example, to an air conditioner.
  • the movable device 1 is installed in a room such as a residence, an office, a vehicle, a ship, and an aircraft, and is used to collect information related to people in the room.
  • the base 2 is placed in these rooms.
  • the movable device 1 is moved so as to swing the axis VR32.
  • the movable device 1 provides a sensor device that moves the axis VR32.
  • the movement of the axis VR32 makes it possible to provide various sensor devices such as a directivity direction variable type, a tracking type, or a scanning type.
  • a scanning sensor device is provided.
  • the axis VR32 rotates about the rotation axis AXR.
  • the axis VR32 is movable within a range of a predetermined rotation angle VRS along a plane extending in the width direction WD and the depth direction DD.
  • the rotation angle VRS is the scanning range.
  • the movable device 1 includes an actuator mechanism 4.
  • the actuator mechanism 4 provides a rotational force for rotating the movable part 3.
  • the actuator mechanism 4 is also a power source.
  • the actuator mechanism 4 provides a rotational force so as to reciprocate.
  • the actuator mechanism 4 has two actuator elements 41 and 42.
  • the two actuator elements 41 and 42 are arranged on an extension line of the rotation axis AXR.
  • the two actuator elements 41 and 42 are arranged on both sides of the driven body 31.
  • the driven body 31 and the two actuator elements 41 and 42 are arranged in series. In the figure, the actuator elements 41 and 42 are illustrated with a little emphasis.
  • the first actuator element 41 is connected to the driven body 31 and the fixed portion 21.
  • the first actuator element 41 extends along the actuator axis AX41.
  • the actuator axis AX41 is also the central axis of the first actuator element 41.
  • the actuator shaft AX41 is located on the extension of the rotation shaft AXR.
  • the actuator shaft AX41 and the rotation shaft AXR are coaxial.
  • the second actuator element 42 is connected to the driven body 31 and the fixed portion 22.
  • the second actuator element 42 extends along the actuator axis AX42.
  • the actuator axis AX42 is also the central axis of the second actuator element 42.
  • the actuator shaft AX42 is located on the extension of the rotation shaft AXR.
  • the actuator shaft AX42 and the rotation shaft AXR are coaxial.
  • the driven body 31 is disposed at the center of the base 2.
  • the fixing portion 21 is provided at one end of the base 2.
  • the fixing part 21 is fixed to the base 2.
  • the fixing part 22 is provided at the other end of the base 2.
  • the fixing part 22 is fixed to the base 2.
  • the base 2 is made of a material that can maintain the shape of the movable device 1 against the force generated by the actuator mechanism 4.
  • the base 2 is made of metal or resin. Part or the whole of the base 2 may be provided by a printed wiring board.
  • the first actuator element 41 and the second actuator element 42 are arranged symmetrically with respect to the driven body 31.
  • the first actuator element 41 and the second actuator element 42 have a symmetrical structure.
  • the first actuator element 41 will be described. This description can be referred to as a description of the second actuator element 42.
  • the first actuator element 41 has a fixed end 41 b that can be connected to the fixed portion 21.
  • the fixed end 41b is connected to the fixed portion 21 when at least the first actuator element 41 outputs rotational power.
  • the first actuator element 41 has an output end 41 c that can be connected to the driven body 31.
  • the output end 41c is connected to the driven body 31 when at least the first actuator element 41 outputs rotational power.
  • the driven body 31 is connected to the actuator element 41 on the actuator shaft AX41.
  • the names of the fixed end 41b and the output end 41c are for convenience. In the following description, the fixed end 41b and the output end 41c may be simply referred to as ends.
  • the first actuator element 41 has a rod shape.
  • the first actuator element 41 has a shape that can be called an elongated rod shape or a fiber shape.
  • the first actuator element 41 can be formed in a columnar shape or a cylindrical shape.
  • the movable device 1 has a guide mechanism 5 for guiding the movement of the movable part 3.
  • the guide mechanism 5 is provided between the support portion 23 provided on the base 2 and the driven body 31.
  • the support part 23 is fixed to the base 2.
  • the guide mechanism 5 allows the rotational movement of the driven body 31 around the height direction HD.
  • the guide mechanism 5 suppresses the rotational motion around the depth direction DD and the rotational motion around the width direction WD.
  • the guide mechanism 5 suppresses the vertical movement in the depth direction DD and the horizontal movement in the width direction WD of the movement of the driven body 31.
  • the guide mechanism 5 may suppress the back-and-forth movement in the height direction HD.
  • the guide mechanism 5 may allow back-and-forth movement in the height direction HD.
  • the height direction HD can be defined as the roll axis, the width direction WD as the pitching axis, and the depth direction DD as the yaw axis.
  • the guide mechanism 5 allows the driven body 31 to roll.
  • the guide mechanism 5 may suppress excessive roll movement exceeding the available range. For example, a direct collision between the driven body 31 and the support portion 23 or an indirect collision via an elastic member limits the roll motion range.
  • the guide mechanism 5 suppresses yawing motion and pitching motion of the driven body 31. Further, the guide mechanism 5 suppresses the vertical and horizontal movements of the driven body 31.
  • the guide mechanism 5 may suppress the back-and-forth movement of the driven body 31.
  • the guide mechanism 5 may allow the back-and-forth movement of the driven body 31 in some cases.
  • the movable device 1 includes a control system 7.
  • the control system 7 includes a control device (CNT) 70 and energy increase / decrease devices (EX1, EX2) 71, 72.
  • the energy increasing / decreasing devices 71, 72 are devices that increase / decrease the energy of the two actuator elements 41, 42 in order to extract mechanical motion from the two actuator elements 41, 42.
  • the energy increasing / decreasing devices 71 and 72 increase or decrease the energy of the two actuator elements 41 and 42 so as to rotate the two actuator elements 41 and 42.
  • the control device has at least one arithmetic processing unit (CPU) and at least one memory device as a storage medium for storing programs and data.
  • the control device is provided by a microcomputer including a computer-readable storage medium.
  • the storage medium is a non-transitional tangible storage medium that stores a computer-readable program in a non-temporary manner.
  • the storage medium can be provided by a semiconductor memory or a magnetic disk.
  • the controller can be provided by a computer or a set of computer resources linked by a data communication device.
  • the program is executed by the control device to cause the control device to function as the device described in this specification and to cause the control device to perform the method described in this specification.
  • the control system has a plurality of signal sources that supply signals indicating information input to the control device as input devices.
  • the control system acquires information by the control device storing the information in the memory device.
  • the control system has a plurality of control objects whose behavior is controlled by the control device as output devices.
  • the control system controls the behavior of the control object by converting information stored in the memory device into a signal and supplying the signal to the control object. For example, the control device acquires an operation signal and a stop signal from the outside, and intermittently activates the energy increasing / decreasing devices 71 and 72 to cause the movable device 1 to swing.
  • control device, signal source, and control object included in the control system provide various elements. At least some of these elements can be referred to as blocks for performing functions. In another aspect, at least some of these elements can be referred to as modules or sections that are interpreted as configurations. Furthermore, the elements included in the control system can also be referred to as means for realizing the functions only when intentional.
  • the means and / or function provided by the control system can be provided by software recorded in a substantial memory device and a computer that executes the software, software only, hardware only, or a combination thereof.
  • the controller can be provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including a number of logic circuits, or an analog circuit.
  • the two actuator elements 41 and 42 are actively deformed in one direction.
  • the deformation directions of the two actuator elements 41 and 42 are opposite directions, that is, symmetrical directions.
  • an active deformation is obtained in both directions, i.e. in a reciprocating direction.
  • Actuator elements 41 and 42 are deformed around actuator axes AX41 and AX42 by increasing or decreasing thermal energy.
  • the first actuator element 41 is deformed so as to be twisted when the temperature of the first actuator element 41 rises. Since the fixed end 41b is fixed by the fixing portion 21, the driven body 31 rotates in the direction of the arrow M41 that is the first direction.
  • the second actuator element 42 is deformed so as to be twisted when the temperature of the second actuator element 42 rises. Since the fixed end 42b is fixed by the fixing portion 22, the driven body 31 rotates in the direction of the arrow M42 that is the second direction.
  • the direction of the arrow M41 and the direction of the arrow M42 are symmetric with respect to the driven body 31. As a result, the driven body 31 rotates over the angular range indicated by the arrow M31.
  • the arrow M31 corresponds to the rotation angle VRS of the axis VR32.
  • the actuator elements 41 and 42 and the energy increasing / decreasing devices 71 and 72 that can be used in this embodiment include those described in JP-A-2016-42783.
  • the content described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-42783 is incorporated by reference as an explanation of technical elements in this specification.
  • the actuator elements 41 and 42 can be provided by various materials called artificial muscles. For example, materials such as synthetic resins, metals, shape memory alloys, and organic materials can be used.
  • One example of the actuator elements 41 and 42 is a synthetic fiber.
  • the synthetic fiber extends along an extension line of the rotation axis AXR.
  • Synthetic fibers are elongated.
  • Synthetic fibers are called polymer fibers.
  • One typical example of a polymer fiber is a monofilament resin.
  • the monofilament resin includes a polyamide resin and a polyethylene resin.
  • a polymer fiber called nylon or polyethylene may have a torsional deformation amount with respect to a temperature change, and can be used as the actuator elements 41 and 42.
  • the polymer forming the polymer fiber is oriented so as to extend along the actuator axes AX41 and AX42.
  • the polymer may have a “twist” around the actuator axes AX41, AX42.
  • the term “twist” may refer to a twist in a single fiber and may refer to a twist between multiple fibers.
  • the twist deformation amount with respect to the temperature change of the polymer fiber may appear strongly along the direction of “twist” in the single fiber.
  • the actuator elements 41 and 42 are single fibers.
  • the amount of torsional deformation with respect to temperature change of the polymer fiber may appear along the direction of “twist” between the plurality of fibers.
  • the actuator elements 41 and 42 may be a bundle of a plurality of polymer fibers twisted together.
  • One example of the actuator elements 41 and 42 is a shape memory alloy.
  • Shape memory alloys extending along the actuator axes AX41, AX42 can be used.
  • the shape memory alloy can be used in various shapes such as a single rod shape and a coiled shape.
  • the shape of the shape memory alloy is selected so as to obtain a torsional deformation amount with respect to a temperature change.
  • the energy increase / decrease devices 71 and 72 change the energy state of the actuator elements 41 and 42 bidirectionally between the high energy state and the low energy state.
  • the energy increasing / decreasing devices 71 and 72 can apply and remove energy electrically, optically, magnetically, electromagnetically, or radiationally.
  • the application and removal of electrical energy includes an increase or decrease in electrical heat, an increase or decrease in current, an increase or decrease in electric field, or an increase or decrease in charge.
  • the temperature can be increased by applying light, and the temperature can be decreased by blocking light.
  • Energy application and removal can be performed directly or indirectly.
  • energy may be applied by an energy transmission component that directly contacts the actuator elements 41 and 42, or energy may be indirectly applied by an energy transmission component installed away from the actuator elements 41 and 42.
  • the energy transmission component can be provided by, for example, an electrical heating member.
  • the energy increasing / decreasing devices 71, 72 increase the thermal energy of the actuator elements 41, 42.
  • the increase in thermal energy is realized, for example, by supplying current to the heat generating members provided in the actuator elements 41 and 42.
  • the energy increasing / decreasing devices 71 and 72 decrease the thermal energy of the actuator elements 41 and 42 in order to return the actuator elements 41 and 42 from active rotation.
  • the reduction of the thermal energy is realized, for example, by interrupting the current supply to the heat generating members provided in the actuator elements 41 and 42 to dissipate heat.
  • the fixing portion 21 and the fixing portion 22 are arranged symmetrically with respect to the driven body 31.
  • the fixed part 21 and the fixed part 22 have a symmetrical structure.
  • the driven body 31 has a symmetrical structure with respect to the guide mechanism 5.
  • portions related to the first actuator element 41 will be described. This description can be referred to as a description of portions related to the second actuator element 42.
  • parts related to the first actuator element 41 there are a fixed portion 21 and a third coupling mechanism 31 c provided on the driven body 31.
  • the fixing portion 21 has an end sleeve 21a and an anchor block 21c.
  • the end sleeve 21 a is connected to the end of the actuator element 41.
  • the end sleeve 21a is fixed to the anchor block 21c.
  • the anchor block 21 c is fixed to the base 2.
  • the end sleeve 21 a is a cylindrical member coaxial with the actuator element 41.
  • the end sleeve 21a may be a polygonal rectangular tube.
  • the end sleeve 21 a has an inner hole that receives the fixed end 41 b of the actuator element 41.
  • the end sleeve 21a includes a first connecting mechanism 21b that connects the fixed end 41b and the end sleeve 21a.
  • the first coupling mechanism 21b couples the fixed end 41b and the end sleeve 21a with respect to the circumferential direction of the actuator shaft AX41 when at least the actuator element 41 outputs turning force.
  • the first connecting mechanism 21b is provided by an inner hole and a set screw.
  • the set screw is provided in the radial direction toward the inner hole of the end sleeve 21a.
  • the set screw connects the fixed end 41b and the end sleeve 21a in the axial direction and the circumferential direction by tightening the fixed end 41b in the radial direction.
  • the first coupling mechanism 21b can be provided by various mechanisms.
  • the first connecting mechanism 21b can be provided by a plurality of set screws arranged radially, a chuck mechanism for fastening the fixed end 41b in the radial direction, a caulking sleeve for fastening the fixed end 41b in the radial direction, and the like.
  • the first connecting mechanism 21b may allow the axial movement of the fixed end 41b relative to the end sleeve 21a along the actuator axis AX41.
  • the fixed end 41b and the end sleeve 21a may be coupled so that the fixed end 41b can move in the axial direction within a limited range.
  • an elastic member such as a spring or rubber can be used.
  • the first connection mechanism 21b may be provided by a mechanism that can be opened and closed.
  • the first coupling mechanism 21b can be provided by an electromagnetic mechanism that can switch between a state in which the fixed end 41b is fixed in the circumferential direction and a state in which the fixed end 41b is rotatable in the circumferential direction. .
  • the anchor block 21c has an inner hole for receiving the end sleeve 21a.
  • the anchor block 21c has a second coupling mechanism 21d that couples the end sleeve 21a and the anchor block 21c.
  • the second coupling mechanism 21d couples the end sleeve 21a and the anchor block 21c with respect to the circumferential direction of the actuator shaft AX41 when at least the actuator element 41 outputs turning force.
  • the second connecting mechanism 21d is provided by an inner hole and a set screw.
  • the set screw is provided in the radial direction toward the inner hole of the anchor block 21c.
  • the set screw couples the end sleeve 21a and the anchor block 21c in the axial direction and the circumferential direction by tightening the end sleeve 21a in the radial direction.
  • the second connecting mechanism 21d can be provided by various mechanisms.
  • the second connecting mechanism 21d can be provided by a plurality of set screws arranged radially, a chuck mechanism that tightens the end sleeve 21a in the radial direction, a caulking sleeve that tightens the end sleeve 21a in the radial direction, and the like.
  • the second connecting mechanism 21d may allow the end sleeve 21a to move in the axial direction along the actuator axis AX41.
  • the anchor block 21c and the end sleeve 21a may be coupled so that the end sleeve 21a can move in the axial direction within a limited range.
  • the second connecting mechanism 21d may be provided by a mechanism that can be opened and closed.
  • the second coupling mechanism 21d is an electromagnetic mechanism capable of switching between a state in which the end of the actuator element 41 is fixed in the circumferential direction and a state in which the end of the actuator element 41 is rotatable in the circumferential direction. Can be provided.
  • the driven body 31 has an inner hole that receives the output end 41 c of the actuator element 41.
  • the driven body 31 includes a third connecting mechanism 31a that connects the driven body 31 and the output end 41c.
  • the third connecting mechanism 31a connects the output end 41c and the driven body 31 with respect to the circumferential direction of the actuator shaft AX41 when at least the actuator element 41 outputs rotational power.
  • the third coupling mechanism 31a is provided by an inner hole and a set screw.
  • the set screw is provided in the radial direction toward the inner hole of the driven body 31.
  • the set screw connects the driven body 31 and the output end 41c with respect to the axial direction and the circumferential direction by tightening the output end 41c in the radial direction.
  • the third coupling mechanism 31a can be provided by various mechanisms.
  • the third coupling mechanism 31a can be provided by a plurality of set screws arranged radially, a chuck mechanism that tightens the output end 41c in the radial direction, a caulking sleeve that tightens the output end 41c in the radial direction, and the like.
  • the third coupling mechanism 31a may allow the output end 41c to move in the axial direction with respect to the driven body 31 along the actuator axis AX41.
  • the output end 41c and the driven body 31 may be coupled so that the output end 41c can move in the axial direction within a limited range.
  • an elastic member such as a spring or rubber can be used.
  • the third connection mechanism 31a may be provided by a mechanism that can be opened and closed.
  • the third coupling mechanism 31a can be provided by an electromagnetic mechanism capable of switching between a state in which the output end 41c is fixed in the circumferential direction and a state in which the output end 41c is rotatable in the circumferential direction. .
  • the driven body 31 is rotatably supported by the guide mechanism 5.
  • the guide mechanism 5 has a shaft 51 and a guide bore 52.
  • the shaft 51 is provided by a coaxial cylindrical member having a rotation axis AXR.
  • the shaft 51 is fixed to the driven body 31. Both ends of the shaft 51 are fixed to the driven body 31.
  • the driven body 31 has a shaft 51.
  • the guide bore 52 is provided in the support portion 23.
  • the support portion 23 has a guide bore 52.
  • the support portion 23 is a member for supporting the driven body 31.
  • the support part 23 is fixed to the base 2.
  • the support part 23 is a block.
  • the guide bore 52 is provided by a through hole that penetrates the support portion 23.
  • the guide bore 52 receives the shaft 51.
  • the guide bore 52 allows the shaft 51 to rotate.
  • the support unit 23 supports the driven body 31 in a rotatable manner.
  • the outer surface of the shaft 51 and the inner surface of the guide bore 52 are in partial contact.
  • the outer surface of the shaft 51 and the inner surface of the guide bore 52 slide with each other when the driven body 31 rotates.
  • the driven body 31 is guided around the shaft 51.
  • the members that provide the shaft 51 and guide bore 52 are made of a low friction material.
  • the member that provides the shaft 51 or the guide bore 52 may be made of a low friction material. Friction between the shaft 51 and the guide bore 52 is suppressed.
  • the support part 23 is opposed to the driven body 31 at both end faces thereof.
  • the support part 23 is in partial contact with the driven body 31 at both end faces thereof.
  • the support portion 23 and the driven body 31 slide with each other when the driven body 31 rotates.
  • the heat of the actuator element 41 is radiated from the entire actuator element 41 to the external environment.
  • the heat of the actuator element 41 is radiated from the fixed end 41 b via the fixed portion 21.
  • the first connecting mechanism 21b and the second connecting mechanism 21d contribute to lowering the thermal resistance of the heat dissipation path.
  • the heat of the actuator element 41 is radiated from the output end 41 c via the driven body 31.
  • the heat of the actuator element 41 may be radiated from the output end 41 c via the driven body 31, the support portion 23, and the base 2.
  • the third coupling mechanism 31a contributes to lower the thermal resistance of the heat dissipation path.
  • the contact between the driven body 31 and the support portion 23 and / or the contact between the shaft 51 and the guide bore 52 also contributes to lowering the thermal resistance of the heat dissipation path.
  • the heat of the actuator element 41 is radiated from the output end 41 c via the driven body 31, the contact between the driven body 31 and the support portion 23, and the support portion 23.
  • the heat of the actuator element 41 is radiated from the output end 41 c through the driven body 31 through the shaft 51, the contact between the shaft 51 and the guide bore 52, and the support portion 23.
  • the actuator element 41 radiates heat via the driven body 31 and the guide mechanism 5.
  • the actuator element 41 has a material wire 41a, a fixed end 41b, an output end 41c, and a heating wire 41d.
  • the material wire 41a is the above-described polymer fiber.
  • the heating wire 41 d is also a part of the energy increasing / decreasing device 71.
  • the heating wire 41d is also an energy transmission component for increasing or decreasing the energy of the material wire 41a.
  • the heating wire 41d is disposed directly or indirectly on the surface of the material wire 41a.
  • the heating wire 41d has a spiral shape or a coil shape.
  • the heating wire 41d is a metal wire that generates heat when energized.
  • the heating wire 41d can be provided by a platinum wire, a copper wire, or the like.
  • the heating wire 41d is provided by a nichrome wire.
  • the heating wire 41d can be provided by a round wire, a square wire, or a metal foil.
  • the heating wire 41d is affixed to the surface of the material wire 41a.
  • the heating wire 41d generates heat when energized.
  • the heat supplied by the heating wire 41d is transmitted to the material wire 41a, and raises the temperature of the material wire 41a.
  • the heating wire 41d stops generating heat when energization is interrupted.
  • the heat of the material wire 41a is radiated to the external environment.
  • the third coupling mechanism 31a and the guide mechanism 5 at the output end 41c contribute to heat dissipation. For this reason, a large temperature difference can be realized in the actuator element 41.
  • control process 180 for swinging the driven body 31 is illustrated.
  • the control process 180 is a part of the control process in the control device 70.
  • step 181 it is determined whether the swing of the movable device 1 is required (ON) or not (OFF). For example, when it is required to operate a scanning infrared sensor, the swing is turned on. When it is not required to operate the scanning infrared sensor, the swing is turned off. If the swing is OFF, the control is terminated. If the swing is ON, the process proceeds to a loop process in steps 182 and 183.
  • Step 182 is a process for heating the first actuator element 41.
  • Step 183 is a process for heating the second actuator element 42. By alternately repeating Step 182 and Step 183, the driven body 31 operates in a swinging manner.
  • step 184 it is determined whether the swing of the movable device 1 is required (ON) or not (OFF).
  • Step 182 is a process of rotating the driven body 31 in the forward rotation direction.
  • the forward rotation direction is a direction in which the driven body 31 is rotated in the clockwise direction when viewed from the first actuator element 41.
  • Step 182 includes step 185 and step 186.
  • step 185 first, the first actuator element 41 is activated.
  • step 185 the heating wire 41d of the first actuator element 41 is energized.
  • the control device 70 energizes the heating wire 41d from the energy increasing / decreasing device 71.
  • the process of step 185 is executed so that the first actuator element 41 outputs a twist of a predetermined angle in the forward rotation direction.
  • the rotation angle of the driven body 31 is detected by the rotation angle sensor, and step 185 is continued until a predetermined angle of rotation is obtained.
  • the process of step 185 may be continued for a predetermined time by a timer process.
  • step 186 the first actuator element 41 is inactivated.
  • step 186 energization to the heating wire 41d of the first actuator element 41 is cut off.
  • the control device 70 cuts off the power supply from the energy increasing / decreasing device 71 to the heating wire 41d.
  • Step 183 is a process of rotating the driven body 31 in the reverse direction.
  • Step 183 includes step 187 and step 188.
  • step 187 first, the second actuator element 42 is activated.
  • step 187 the heating wire of the second actuator element 42 is energized.
  • the control device 70 energizes the heating wire from the energy increasing / decreasing device 72.
  • step 188 the second actuator element 42 is deactivated.
  • step 188 energization to the heat generating wire of the second actuator element 42 is cut off.
  • the control device 70 cuts off the power supply from the energy increasing / decreasing device 72 to the heating wire.
  • activation corresponds to energization to the heating wire 41d.
  • Inactivation corresponds to the interruption of energization to the heating wire 41d.
  • Activation and deactivation word pairs can be associated with heating and heat dissipation word pairs, energization and deactivation word pairs, and active and standby word pairs.
  • the control device 70 controls the energy increasing / decreasing device 71 so as to alternately repeat a period in which the energy of the actuator element 41 increases and a period in which the energy of the actuator element 41 decreases.
  • the two actuator elements 41 and 42 are actively driven alternately.
  • the first actuator element 41 actively outputs a torsional deformation in the forward rotation direction
  • the second actuator element 42 is passively driven in the forward rotation direction.
  • the second actuator element 42 is actively outputting torsional deformation in the reverse rotation direction
  • the first actuator element 41 is passively driven in the reverse rotation direction. Since two actuator elements 41, 42 are used and are driven alternately, a stable rotational output is obtained in both directions.
  • the quiet movable device 1 can be provided. This is particularly advantageous when the movable device 1 is used in a device installed indoors. For example, a quiet scanning infrared sensor can be obtained. Since the movable device 1 includes the guide mechanism 5, vibration of the driven body 31 is suppressed. In particular, vibrations in the direction intersecting the rotation axis AXR, that is, the vertical direction and the horizontal direction with respect to the rotation axis AXR are suppressed. Since the guide mechanism 5 defines a rotation axis AXR that is coaxial with the actuator axis AX41, the torsional deformation of the actuator element 41 can be directly taken out. Further, the guide mechanism 5 contributes to heat dissipation of the actuator element 41.
  • FIG. 5 one of the twisting direction or the winding direction of the heating wire 41d is shown.
  • the twist or winding shown is referred to as S twist or S winding.
  • the twist or winding shown in the figure can also be called left-handed or left-handed.
  • FIG. 6 shows one of the twisting direction and the winding direction of the heating wire 41d.
  • the twist or winding shown is called Z twisting or Z winding.
  • the twist or winding shown in the figure can also be called right-handed winding or right-handed thread.
  • the actuator element 41 has a material wire 41a.
  • the material wire 41a is made of a material having a negative coefficient of thermal expansion.
  • the coefficient of thermal expansion is negative, and thus the material wire 41a undergoes torsional deformation while being slightly contracted.
  • the direction of the polymer orientation 41e in the material wire 41a is the S twist direction.
  • the torsional deformation in the direction of the arrow M41 is generated when the polymer chain contracts in the S twist direction.
  • a heating wire 41d is wound around the material wire 41a.
  • the heating wire 41d is fixed to the material wire 41a at least at both ends thereof.
  • the heating wire 41d is in contact with the material wire 41a over the entire circumference and the entire length of the material wire 41a.
  • the heating wire 41d is bonded to the surface of the material wire 41a on the entire surface or at a plurality of locations.
  • the actuator element 41 can include an adhesive 41f applied to the surface of the material wire 41a along the actuator axis AX41.
  • the heating wire 41d is bonded at a portion that intersects the adhesive 41f, that is, at a plurality of locations.
  • the material wire 41a When the heating wire 41d is energized and generates heat, the material wire 41a becomes a high temperature state. When the energization of the heating wire 41d is cut off and the temperature decreases toward normal temperature (or room temperature) due to heat dissipation, the material wire 41a becomes a low temperature state. When the heating wire 41d is energized and the heating wire 41d generates heat, the material wire 41a is twisted and deformed. The material line 41a generates a torque that twists the material line 41a itself around the actuator axis AX41. The material wire 41a is twisted and deformed in the direction of the arrow M41 around the actuator axis AX41.
  • the heating wire 41d When the material wire 41a is twisted and deformed in the direction of the arrow M41, the heating wire 41d is deformed so as to loosen its winding. For this reason, the heating wire 41d follows the deformation of the material wire 41a. Inhibition of deformation of the material wire 41a by the heating wire 41d is suppressed.
  • the material wire 41a can be deformed according to its own temperature characteristics.
  • Table 1 is a table describing the characteristics of the material wire 41a and the heating wire 41d.
  • the active torsional deformation of the material wire 41a and the winding of the heating wire 41d are in a relationship in which the heating wire 41d does not excessively fasten the material wire 41a.
  • torsional deformation and winding are in the same direction.
  • the material wire 41a is switched between an activated state and an inactivated state according to the energy state.
  • the activated state and the inactivated state correspond to a high temperature state and a low temperature state.
  • the material wire 41a is actively deformed in a high temperature state.
  • the active deformation direction of the material wire 41a is the direction of the arrow M41.
  • the material wire 41a is passively deformed in a low temperature state. This passive deformation corresponds to a return movement.
  • the winding of the heating wire 41d is S winding.
  • the material wire 41a When the material wire 41a is activated, that is, when the material wire 41a changes from a low temperature to a high temperature, the winding of the heating wire 41d changes in the loosening direction. After the material wire 41a is activated, that is, after the material wire 41a becomes high temperature, the winding of the heating wire 41d is maintained in a loose state.
  • the material wire 41a is inactivated, that is, when the material wire 41a changes from a high temperature to a low temperature, the winding of the heating wire 41d changes in the tightening direction. After the material wire 41a is deactivated, that is, after the material wire 41a is cooled, the winding of the heating wire 41d is maintained in the tightened state.
  • the heating wire 41d is wound around the material wire 41a in a room temperature state, that is, a room temperature state. In other words, when the material wire 41a is in an inactive state, the heating wire 41d is wound around the material wire 41a. In this embodiment, the heating wire 41d is wound around the material wire 41a in an environment of about 20 ° C.
  • the heating wire 41d wound around the inactive state material wire 41a is maintained in the initial state after manufacture while the inactive state of the material wire 41a is maintained. Therefore, there is no change in winding after manufacture.
  • the material wire 41a is activated, the torsional deformation of the material wire 41a loosens the winding of the heating wire 41d wound in the inactive state. Adhesion at a plurality of locations or across the entire surface is effective for preventing the heating wire 41d from moving on the material wire 41a.
  • the energy state of the material wire 41a can be reliably increased or decreased by winding the heating wire 41d around the material wire 41a.
  • the heating wire 41d can apply energy to the material wire 41a or remove it from a wide range of the surface of the material wire 41a. From another viewpoint, the contact state between the heating wire 41d and the material wire 41a can be changed.
  • the direction of active torsional deformation (M41) of the material wire 41a and the winding direction of the heating wire 41d are the same direction. Even if the material wire 41a generates active torsional deformation, the direction is a direction in which the winding of the heating wire 41d is loosened. Therefore, inhibition of torsional deformation of the material wire 41a due to the heating wire 41d is suppressed. It can be said that the energy transmission component is disposed so as to suppress interference between the material wire 41a and the energy transmission component due to the deformation of the material wire 41a.
  • the polymer orientation 41e constituting the material wire 41a and the winding direction of the heating wire 41d are the same. This configuration makes it possible to loosen the winding of the heating wire 41d by active torsional deformation when the thermal expansion coefficient of the material wire 41a is negative. From another viewpoint, the tightening force of the material wire 41a by the heating wire 41d is suppressed.
  • Embodiment which is a modification which makes previous embodiment a basic form is described.
  • the actuator element 41 causes torsional deformation of the arrow M41.
  • the actuator element 241 provides a torsional deformation M241 in the reverse direction.
  • the actuator element 241 has a material line 41a.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a is the direction of the arrow M241.
  • the material of the material wire 41a has a negative coefficient of thermal expansion.
  • the polymer forming the material wire 41a is oriented in the Z twist direction in order to generate the torsional deformation of the arrow M241.
  • the winding direction of the heating wire 41d is Z winding.
  • Table 2 is a table corresponding to Table 1. Also in this embodiment, the direction of active torsional deformation (M241) of the material wire 41a and the winding direction of the heating wire 41d are the same direction. The polymer orientation 41e (Z twist) and the heating wire 41d winding direction (Z winding) are the same. The active torsional deformation of the material wire 41a is a deformation in the direction of loosening the winding of the heating wire 41d.
  • the material of the material wire 41a has a negative coefficient of thermal expansion. In this case, when the material wire 41a is heated, the material wire 41a is thermally contracted to cause torsional deformation. Instead, in this embodiment, the material of the material wire 41a has a positive coefficient of thermal expansion. In this case, when the material wire 41a is heated, it is thermally expanded to cause torsional deformation.
  • the actuator element 341 has a material line 41a.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a is the direction of the arrow M41.
  • the material of the material wire 41a has a positive coefficient of thermal expansion.
  • the polymer forming the material wire 41a is oriented in the Z twist direction in order to generate the torsional deformation of the arrow M41.
  • the winding direction of the heating wire 41d is S winding.
  • the polymer orientation 41e (Z twist) and the winding direction of the heating wire 41d (S winding) are opposite directions.
  • Table 3 is a table corresponding to Table 1. Also in this embodiment, the direction of active torsional deformation (M41) of the material wire 41a and the winding direction of the heating wire 41d are the same direction.
  • the active torsional deformation of the material wire 41a is a deformation in the direction of loosening the winding of the heating wire 41d.
  • a material having a positive coefficient of thermal expansion can also be used when generating the torsional deformation of the arrow M241.
  • the polymer orientation 41e can be S-twisted.
  • the heating wire 41d is wound by Z winding.
  • the heating wire 41d is wound when the material wire 41a is in an inactive state. Instead, in this embodiment, the heating wire 41d is wound when the material wire 41a is in the active state.
  • the actuator element 441 has a material line 41a.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a is the direction of the arrow M41.
  • the material of the material wire 41a has a negative coefficient of thermal expansion.
  • the polymer forming the material wire 41a is oriented in the S twist direction in order to generate the torsional deformation of the arrow M41.
  • the winding direction of the heating wire 41d is Z winding. In this embodiment, the polymer orientation 41e (S twist) and the winding direction (Z winding) of the heating wire 41d are opposite to each other.
  • Table 4 is a table corresponding to Table 1.
  • the heating wire 41d is wound in a state where the material wire 41a is heated to a high temperature. That is, the heating wire 41d is wound around the material wire 41a in the active state. Therefore, the material wire 41a is torsionally deformed when the heating wire 41d is wound.
  • the direction of torsional deformation (M41) and the winding direction of the heating wire 41d (Z winding) are opposite.
  • the actuator element 441 is cooled to room temperature after manufacturing. At this time, the material wire 41a is deformed in the direction of loosening the winding of the heating wire 41d. For this reason, in the inactive state, the heating wire 41d is maintained in a loose state.
  • the actuator element 441 is in a loose state in an inactive state where the winding of the heating wire 41d does not cause deformation around the actuator axis.
  • the heat generating wire 41d is deformed in the direction of tightening the winding due to active torsional deformation. At this time, the winding of the heating wire 41d returns to the winding state in the manufacturing process, that is, the initial state.
  • the actuator element 441 is tightened from the loosened state in the active state where the winding of the heating wire 41d causes deformation around the actuator axis. For this reason, the heating wire 41d does not excessively tighten the material wire 41a. Thereby, the durable heat generating wire 41d can be provided.
  • inhibition of torsional deformation of the material wire 41a caused by the heating wire 41d is suppressed.
  • the tightening force of the material wire 41a by the heating wire 41d is suppressed.
  • the contact state between the heating wire 41d and the material wire 41a can be changed. For example, when the heating wire 41d generates heat and the material wire 41a is torsionally deformed, the winding of the heating wire 41d is tightened. For this reason, the heating wire 41d is in contact with the material wire 41a. It becomes easy to transfer the heat of the heating wire 41d to the material wire 41a. As a result, the material wire 41a is further torsionally deformed.
  • the material wire 41a passively twists and deforms. As a result, since the winding of the heating wire 41d is loosened, heat radiation from the heating wire 41d and the material wire 41a is promoted.
  • Embodiment which is a modification which makes previous embodiment a basic form is described.
  • the winding of the heating wire 41d is loosened after manufacture.
  • the winding of the heating wire 41d is tightened after manufacturing.
  • the actuator element 541 has a material line 41a.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a is the direction of the arrow M41.
  • the material of the material wire 41a has a negative coefficient of thermal expansion.
  • the polymer forming the material wire 41a is oriented in the S twist direction in order to generate the torsional deformation of the arrow M41.
  • the winding direction of the heating wire 41d is S winding.
  • the polymer orientation 41e (S twist) and the heating wire 41d winding direction (S winding) are the same.
  • Table 5 is a table corresponding to Table 1.
  • the heating wire 41d is wound in a state where the material wire 41a is heated to a high temperature. That is, the heating wire 41d is wound around the material wire 41a in the active state. Therefore, the material wire 41a is torsionally deformed when the heating wire 41d is wound.
  • the direction of torsional deformation (M41) and the direction of winding of the heating wire 41d (S winding) are the same.
  • the actuator element 541 is cooled to room temperature after manufacturing. At this time, the material wire 41a is deformed in a direction in which the winding of the heating wire 41d is tightened. For this reason, in the inactive state, the heating wire 41d is maintained in the tightened state.
  • the actuator element 541 is in a tightened state in an inactive state in which the winding of the heating wire 41d does not cause deformation around the actuator axis.
  • the heat generating wire 41d is deformed in a direction of loosening its winding due to active torsional deformation. At this time, the winding of the heating wire 41d returns to the winding state in the manufacturing process, that is, the initial state.
  • the actuator element 541 is loosened from the tightened state in the active state in which the winding of the heating wire 41d causes deformation around the actuator axis.
  • the heating wire 41d is in strong contact with the material wire 41a in the inactive state, and heat is easily transferred to the material wire 41a when the energization of the heating wire 41d is started.
  • the material wire 41a is torsionally deformed with high responsiveness.
  • the state of the material wire 41a and the heating wire 41d is maintained in the initial state given in the manufacturing stage.
  • Embodiment which is a modification which makes previous embodiment a basic form is described.
  • two actuator elements 41 and 42 are used.
  • only one actuator element 41 may be provided.
  • a passive rotation mechanism can be used instead of the second actuator element 42.
  • the passive rotation mechanism can be provided by various mechanisms such as rubber, resin spring, metal spring, and air spring.
  • a passive rotation mechanism is called a return mechanism.
  • the movable device 1 includes a return mechanism 622 instead of the second actuator element 42.
  • the return mechanism 622 includes a passive elastic member 661, a fixing portion 662, and a fixing portion 663.
  • the fixed portion 662 is a block fixed to the base 2.
  • the fixing portion 663 is fixed to the driven body 31.
  • the elastic member 661 is a metal coil spring.
  • the elastic member 661 applies a counterclockwise force to the driven body 31 by being pulled from the free state.
  • the elastic member 661 uses one end of the rotation range M631 of the driven body 31 as a reference position.
  • the elastic member 661 is arranged to be pulled by the torsional motion of the actuator element 41.
  • the elastic member 661 applies a return force against the rotational force in the direction of the arrow M41.
  • the reciprocating motion of the driven body 31 can be obtained by one actuator element 41.
  • the guide mechanism 5 since the guide mechanism 5 is provided, the driven body 31 is stabilized.
  • the configuration of this embodiment can also be used in other preceding embodiments.
  • Embodiment which is a modification which makes previous embodiment a basic form is described.
  • the polymer orientation 41e in the material wire 41a and the winding direction of the heating wire 41d are the same.
  • the polymer orientation 41e and the heating wire 41d may be arranged in parallel.
  • the actuator element 741 has a material wire 41a.
  • the polymer in the material wire 41a is oriented along the S twist.
  • the heating wire 41d is arranged in parallel with the polymer orientation 41e.
  • the disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments.
  • the disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon.
  • the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments.
  • the disclosure can be implemented in various combinations.
  • the disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments.
  • the disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted.
  • the disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another.
  • the technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments.
  • the guide mechanism 5 is provided by the shaft 51 and the guide bore 52.
  • the shaft 51 and the guide bore 52 provide a so-called bearing mechanism.
  • the bearing mechanism that provides the guide mechanism 5 can be provided by many mechanisms such as a ball bearing, a fluid bearing, and a magnetic bearing in addition to the sliding bearing as in the embodiment.
  • a relatively simple and lightweight sliding bearing is employed.
  • the separate shaft 51 is fixed to the driven body 31.
  • the shaft may be formed integrally with the driven body 31 or the support portion 23.
  • a cylindrical portion in place of the shaft 51 can be formed on the driven body 31 or the support portion 23 by machining.
  • a cylindrical portion instead of the shaft 51 may be insert-molded on the driven body 31 or the support portion 23.
  • the movable device 1 includes a guide mechanism 5.
  • the driven body 31 may be supported by the actuator elements 41 and 42 and the connection member without providing the guide mechanism 5.
  • the winding-shaped connecting member enables the driven body 31 to be stably rotated.
  • the guide mechanism 5 includes a shaft 51 and a guide bore 52. Instead, a guide mechanism that suspends the driven body like a pendulum, or a guide mechanism that supports the driven body at a fulcrum like an inverted pendulum may be adopted.
  • the fixing unit may be provided with a mechanism that mechanically limits the rotation direction.
  • a ratchet mechanism can be provided in the fixing portion.
  • the ratchet mechanism fixes the fixed end 41b.
  • the fixed end 41b rotates in the direction of the arrow M41
  • the fixed end 41b is opened.
  • the ratchet mechanism is in a fixed state to allow active deformation, and is in an open state to negate passive deformation.
  • the fixing force at the fixed end 41b or the output end 41c may be variable.
  • the fixing force by the fixing portions 21 and 22 may be changed between an open state and a fixed state, or strength.
  • the coupling mechanism 21d may be switched between a state in which it is strongly tightened on the outer peripheral surface of the end sleeve 21a and a state in which it is weakly pressed against the outer peripheral surface of the end sleeve 21a. In this case, the end sleeve 21a rotates while rubbing against the set screw.
  • the heating wire 41d is directly wound around the material wire 41a.
  • a member may be disposed between the material wire 41a and the heating wire 41d.
  • a support member that is electrically insulating and has excellent thermal conductivity can be disposed.
  • the support member can be provided by insulating paper wound around the material wire 41a or a glass tube that accommodates the material wire 41a therein.
  • the heating wire 41d is in direct contact with the material wire 41a, but in another embodiment, the heating wire 41d is wound without being in direct contact with the material wire 41a.
  • a heat generating member may be disposed on the inner surface of the support member.
  • the actuator element 41 includes a bobbin 741s.
  • the energy transmission component can be supported in a reciprocating manner without the bobbin 741s.
  • the heating wire 741d itself may be fixed to the fixing portion 21. Further, the heating wire 741d may be disposed on the inner surface of the bobbin 741s.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a M41 / M241
  • the polymer orientation 41e the coefficient of thermal expansion
  • the winding direction of the heating wire 41d and the manufacturing method are combined.
  • the combination is not limited to an example.
  • the direction of active torsional deformation of the material wire 41a may be the reverse direction (M241), and a manufacturing method in which the heating wire 41d is wound around the material wire 41a in the activated state may be employed.
  • the energy of the material wire 41a is increased or decreased by heating with the heating wire 41d and heat radiation.
  • the energy of the material wire 41a can be increased or decreased by cooling with the cooling device and cooling.
  • the Peltier effect element can be disposed along the material line 41a. The Peltier effect element provides an energy transfer component. In this case, when the material wire 41a is cooled, the material wire 41a is thermally expanded or contracted to cause torsion deformation.
  • a nichrome wire is used as the heating wire 41d.
  • the energy transmission component can be provided by various electric heating members.
  • the heat generating member may be provided by a conductive thin film called a conductive polymer or a conductive metal film.
  • the film is formed on the surface of the material wire 41a.
  • the conductive polymer or the conductive metal film is formed on the surface of the material wire 41a by various methods such as plating, synthesis, and sputtering.
  • the shape is a spiral wound around the material wire 41a.
  • a spiral heat-generating member may be formed by winding a ribbon-like conductive polymer or conductive metal film formed separately from the material wire 41a and disposed outside the material wire 41a.

Abstract

可動装置は、エネルギの増減によって変形を生じるアクチュエータ素子（４１、２４１、３４１、４４１、５４１、７４１、４２）と、アクチュエータ素子と連結された被駆動体（３１）と、を備える。アクチュエータ素子は、変形を生じる素材線（４１ａ）と、素材線のエネルギを増減させるエネルギ伝達部品であって、素材線と接触して配置されたエネルギ伝達部品（４１ｄ）と、を備える。これにより、素材線のエネルギを増減させることができる。

Description

可動装置 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１７年３月２３日に出願された日本特許出願２０１７－０５７９４３号を基にしている。
　この明細書における開示は、アクチュエータ素子の変形を利用する可動装置に関する。
　特許文献１は、アクチュエータ素子の変形を利用する可動装置を開示する。この技術では、被駆動体を機械的に移動させるために、部材の変形を直接または間接に利用している。アクチュエータ素子のひとつの例は、細長い合成繊維である。
特開２０１６－４２７８３号公報
　従来技術には、アクチュエータ素子のエネルギを増減させるための部品、または機器について十分に開示されていない。アクチュエータ素子のエネルギを増減させるためのエネルギ伝達部品は、アクチュエータ素子それ自身の変形を阻害しないことが望ましい。
　別の観点では、アクチュエータ素子それ自身が変形しても、その変形前と変形後との両方に適合したエネルギ伝達が実現されることが望ましい。
　上述の観点において、または言及されていない他の観点において、可動装置にはさらなる改良が求められている。
　開示されるひとつの目的は、エネルギ伝達部品を備える可動装置を提供することである。
　開示される他のひとつの目的は、エネルギ伝達部品とアクチュエータ素子との接触状態を変化させることができる可動装置を提供することである。
　開示される他のひとつの目的は、アクチュエータ素子のねじり変形の阻害が抑制された可動装置を提供することである。
　開示される他のひとつの目的は、エネルギ伝達部品によるアクチュエータ素子の締め付け力が抑制された可動装置を提供することである。
　ここに開示された可動装置は、エネルギの増減によって変形を生じるアクチュエータ素子と、アクチュエータ素子と連結された被駆動体と、を備える。アクチュエータ素子は、変形を生じる素材線と、素材線のエネルギを増減させるエネルギ伝達部品であって、素材線と接触して配置されたエネルギ伝達部品と、を備える。
　開示される可動装置によると、エネルギ伝達部品と素材線との間で、エネルギが伝達される。エネルギ伝達部品は、素材線に接触して配置されている。このため、素材線のエネルギを直接的に増減させることができる。
　ここに開示された可動装置は、エネルギの増減によってアクチュエータ軸周りの変形を生じるアクチュエータ素子と、アクチュエータ素子と連結された被駆動体と、を備える。アクチュエータ素子は、アクチュエータ軸周りの変形を生じる素材線と、素材線のエネルギを増減させるエネルギ伝達部品であって、素材線の周りにおいて螺旋状に配置されたエネルギ伝達部品と、を備える。
　開示される可動装置によると、エネルギ伝達部品と素材線との間で、エネルギが伝達される。エネルギ伝達部品は、素材線の周りに螺旋状に配置されている。このため、素材線の外表面の広い範囲から、素材線のエネルギを直接的または間接的に増減させることができる。
少なくとも１つの実施形態に係る可動装置の斜視図である。 可動装置の部分断面図である。 アクチュエータ素子の斜視図である。 可動装置を揺動させるためのフローチャートである。 撚りまたは巻きの方向を示す平面図である。 撚りまたは巻きの方向を示す平面図である。 アクチュエータ素子の出力端を示す斜視図である。 少なくとも１つの実施形態の出力端を示す斜視図である。 少なくとも１つの実施形態の出力端を示す斜視図である。 少なくとも１つの実施形態の出力端を示す斜視図である。 少なくとも１つの実施形態の出力端を示す斜視図である。 少なくとも１つの実施形態に係る可動装置の斜視図である。 少なくとも１つの実施形態のアクチュエータ素子を示す平面図である。
　図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
　図１において、可動装置１は、固定の基台２と、基台２に対して機械的に動くことができる可動部３とを有する。可動部３は、高さ方向ＨＤに沿って延びる回動軸ＡＸＲの周りを回転移動することができる。可動部３は、回動軸ＡＸＲの周りの所定の角度範囲ＲＧを往復移動する。可動部３は、被駆動体３１を有する。可動部３の動きは、揺動とも呼ばれる。なお、可動部３の移動方向は、回動に限られない。可動部３の移動方向は、例えば、高さ方向ＨＤに沿う平行移動、幅方向ＷＤに沿う平行移動、奥行き方向ＤＤの周りにおける回転移動など多様な動きに適合可能である。
　可動装置１は、被駆動体３１に搭載された素子３２を有する。素子３２は、電気的な能動的作用、または電気的な受動的作用を提供する。素子３２は、例えば、電気的な光源、電気的な送風機、電気的な熱源、電気的な電波源、電気的な磁力源である。素子３２は、例えば、電気的なセンサ素子である。可動装置１は、電気的な接続のために、基台２と素子３２とを電気的に接続する接続部材を備える場合がある。素子３２は、主要な機能のための軸ＶＲ３２を有する。軸ＶＲ３２は、例えば、素子３２が光源である場合には、光軸に相当する。軸ＶＲ３２は、例えば、素子３２がセンサである場合には、検出軸に相当する。軸ＶＲ３２は、被駆動体３１の回動によって振られる。軸ＶＲ３２は、回動角ＶＲＳの範囲で振られる。
　可動装置１は、センサ装置でもある。素子３２は、センサ素子である。素子３２は、検出方向と検出範囲を示す軸ＶＲ３２を有する。素子３２は、軸ＶＲ３２の方向における物理量を検出する。素子３２は、例えば、画像センサ、赤外線センサ、超音波センサ、レーダアンテナ、電磁波センサ、放射線センサなど多様な素子によって提供される。この実施形態では、素子３２は、室内に設置される赤外線センサである。素子３２の検出信号は、有線または無線によって赤外線情報を利用する機器に供給される。赤外線情報は、例えば、空調装置に供給され、利用される。可動装置１は、住居、事務所、車両、船舶、航空機などの室内に設置され、室内の人に関連する情報を収集するために利用される。基台２は、これらの室内に定置されている。
　可動装置１は、軸ＶＲ３２を振るように移動させる。可動装置１は、軸ＶＲ３２を移動させるセンサ装置を提供する。軸ＶＲ３２の移動は、指向方向可変型、追尾型、あるいは走査型といった多様なセンサ装置の提供を可能とする。この実施形態では、被駆動体３１は、周期的に揺動するから、走査型のセンサ装置が提供されている。軸ＶＲ３２は、回動軸ＡＸＲを中心に回動する。軸ＶＲ３２は、幅方向ＷＤと奥行き方向ＤＤとに広がる平面に沿って、所定の回動角ＶＲＳの範囲内を移動可能である。この実施形態では、回動角ＶＲＳが走査範囲である。
　可動装置１は、アクチュエータ機構４を備える。アクチュエータ機構４は、可動部３を回動させるための回転力を提供する。アクチュエータ機構４は、動力源でもある。アクチュエータ機構４は、往復するように回転力を提供する。
　アクチュエータ機構４は、２つのアクチュエータ素子４１、４２を有する。２つのアクチュエータ素子４１、４２は、回動軸ＡＸＲの延長線上に配置されている。２つのアクチュエータ素子４１、４２は、被駆動体３１の両側に配置されている。被駆動体３１と、２つのアクチュエータ素子４１、４２とは、直列的に配置されている。図中では、アクチュエータ素子４１、４２は、やや太く強調されて図示されている。
　第１のアクチュエータ素子４１は、被駆動体３１と、固定部２１とに連結されている。第１のアクチュエータ素子４１は、アクチュエータ軸ＡＸ４１に沿って延びている。アクチュエータ軸ＡＸ４１は、第１のアクチュエータ素子４１の中心軸でもある。アクチュエータ軸ＡＸ４１は、回動軸ＡＸＲの延長上に位置している。アクチュエータ軸ＡＸ４１と回動軸ＡＸＲとは同軸である。
　第２のアクチュエータ素子４２は、被駆動体３１と、固定部２２とに連結されている。第２のアクチュエータ素子４２は、アクチュエータ軸ＡＸ４２に沿って延びている。アクチュエータ軸ＡＸ４２は、第２のアクチュエータ素子４２の中心軸でもある。アクチュエータ軸ＡＸ４２は、回動軸ＡＸＲの延長上に位置している。アクチュエータ軸ＡＸ４２と回動軸ＡＸＲとは同軸である。
　被駆動体３１は、基台２の中央部に配置されている。固定部２１は、基台２の一端部に設けられている。固定部２１は、基台２に固定されている。固定部２２は、基台２の他端部に設けられている。固定部２２は、基台２に固定されている。基台２は、アクチュエータ機構４が発生する力に対抗して、可動装置１の形状を維持できる材料で作られている。例えば、基台２は、金属製または樹脂製である。基台２の一部または全体は、プリント配線板によって提供されていてもよい。
　第１のアクチュエータ素子４１と、第２のアクチュエータ素子４２とは、被駆動体３１に対して対称的に配置されている。第１のアクチュエータ素子４１と、第２のアクチュエータ素子４２とは、対称的な構造を有する。以下の説明では、第１のアクチュエータ素子４１について説明する。この説明は、第２のアクチュエータ素子４２の説明として参照することができる。
　第１のアクチュエータ素子４１は、固定部２１に連結されうる固定端４１ｂを有する。固定端４１ｂは、少なくとも第１のアクチュエータ素子４１が回動力を出力するときに固定部２１に連結されている。第１のアクチュエータ素子４１は、被駆動体３１に連結されうる出力端４１ｃを有する。出力端４１ｃは、少なくとも第１のアクチュエータ素子４１が回動力を出力するときに被駆動体３１に連結されている。被駆動体３１は、アクチュエータ軸ＡＸ４１上においてアクチュエータ素子４１と連結されている。なお、固定端４１ｂおよび出力端４１ｃの名称は、便宜的なものである。以下の説明では、固定端４１ｂおよび出力端４１ｃは、単に端部と呼ばれることがある。
　第１のアクチュエータ素子４１は、棒状である。第１のアクチュエータ素子４１は、細長い棒状または繊維状と呼べる形状である。第１のアクチュエータ素子４１は、円柱状または円筒状に形成することができる。
　可動装置１は、可動部３の動きを案内するための案内機構５を有する。案内機構５は、基台２に設けられた支持部２３と、被駆動体３１との間に設けられている。支持部２３は、基台２に固定されている。案内機構５は、高さ方向ＨＤの周りにおける被駆動体３１の回転運動を許容する。案内機構５は、奥行き方向ＤＤの周りにおける回転運動、および幅方向ＷＤの周りにおける回転運動を抑制する。案内機構５は、被駆動体３１の移動のうち、奥行き方向ＤＤへの上下運動、および幅方向ＷＤへの左右運動を抑制する。案内機構５は、高さ方向ＨＤへの前後運動を抑制してもよい。案内機構５は、高さ方向ＨＤへの前後運動を許容する場合がある。
　高さ方向ＨＤをロール軸、幅方向ＷＤをピッチング軸、および奥行き方向ＤＤをヨー軸と定義することができる。この場合、案内機構５は、被駆動体３１のロール運動を許容する。案内機構５は、利用可能な範囲を超えるような過剰なロール運動を抑制してもよい。例えば、被駆動体３１と支持部２３との直接的な衝突、または弾性部材を介した間接的な衝突は、ロール運動範囲を制限する。案内機構５は、被駆動体３１のヨーイング運動、およびピッチング運動を抑制する。また、案内機構５は、被駆動体３１の上下運動、および左右運動を抑制する。案内機構５は、被駆動体３１の前後運動を抑制してもよい。案内機構５は、被駆動体３１の前後運動を許容する場合がある。
　可動装置１は、制御システム７を備える。制御システム７は、制御装置（ＣＮＴ）７０と、エネルギ増減装置（ＥＸ１、ＥＸ２）７１、７２を有する。エネルギ増減装置７１、７２は、２つのアクチュエータ素子４１、４２から機械的な運動を取り出すために、２つのアクチュエータ素子４１、４２のエネルギを増減させる装置である。２つのアクチュエータ素子４１、４２を回転させるように、エネルギ増減装置７１、７２は２つのアクチュエータ素子４１、４２のエネルギを増減させる。
　制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。
　制御システムは、制御装置に入力される情報を示す信号を供給する複数の信号源を入力装置として有する。制御システムは、制御装置が情報をメモリ装置に格納することにより、情報を取得する。制御システムは、制御装置によって挙動が制御される複数の制御対象物を出力装置として有する。制御システムは、メモリ装置に格納された情報を信号に変換して制御対象物に供給することにより制御対象物の挙動を制御する。例えば、制御装置は、外部から作動信号と、停止信号とを取得し、エネルギ増減装置７１、７２を間欠的に活性化することにより、可動装置１に揺動的に運動させる。
　制御システムに含まれる制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段ともよぶことができる。
　制御システムが提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
　２つのアクチュエータ素子４１、４２は、ひとつの方向へ向けて能動的な変形を生じる。２つのアクチュエータ素子４１、４２の変形方向は、逆方向、すなわち対称的な方向である。２つのアクチュエータ素子４１、４２の利用により、両方向、すなわち往復的な方向に向けて能動的な変形が得られる。
　アクチュエータ素子４１、４２は、熱エネルギの増減によってアクチュエータ軸ＡＸ４１、ＡＸ４２周りの変形を生じる。第１のアクチュエータ素子４１は、第１のアクチュエータ素子４１の温度が上昇すると、ねじれるように変形する。固定端４１ｂが固定部２１によって固定されているから、被駆動体３１は、第１の方向である矢印Ｍ４１の方向へ回動する。第２のアクチュエータ素子４２は、第２のアクチュエータ素子４２の温度が上昇すると、ねじれるように変形する。固定端４２ｂが固定部２２によって固定されているから、被駆動体３１は、第２の方向である矢印Ｍ４２の方向へ回動する。矢印Ｍ４１の方向と矢印Ｍ４２の方向とは、被駆動体３１に対して対称的である。この結果、被駆動体３１は、矢印Ｍ３１で図示される角度範囲にわたって回動する。矢印Ｍ３１は、軸ＶＲ３２の回動角ＶＲＳに対応している。
　この実施形態に利用可能なアクチュエータ素子４１、４２と、エネルギ増減装置７１、７２とは、特開２０１６－４２７８３号公報に記載のものを含む。特開２０１６－４２７８３号公報の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。アクチュエータ素子４１、４２は、人工筋肉と呼ばれる多様な材料によって提供することができる。例えば、合成樹脂、金属、形状記憶合金、および有機物といった材料を利用可能である。
　アクチュエータ素子４１、４２のひとつの例は、合成繊維である。合成繊維は、回動軸ＡＸＲの延長線上に沿って延びている。合成繊維は、細長い。合成繊維は、ポリマ繊維と呼ばれる。ポリマ繊維の典型的なひとつの例は、モノフィラメント樹脂である。モノフィラメント樹脂は、ポリアミド系樹脂、およびポリエチレン系樹脂を含む。例えば、ナイロン、またはポリチレンと呼ばれるポリマ繊維は、温度変化に対するねじり変形量を有する場合があり、アクチュエータ素子４１、４２として利用可能である。
　ポリマ繊維を形成する高分子は、アクチュエータ軸ＡＸ４１、ＡＸ４２に沿って延びるように配向されている。高分子は、アクチュエータ軸ＡＸ４１、ＡＸ４２の周りに「撚り」を有する場合がある。「撚り」の語は、単繊維の中における撚りを指す場合と、複数繊維の間における撚りを指す場合とがある。ポリマ繊維の温度変化に対するねじり変形量は、単繊維の中における「撚り」の方向に沿って強く表れる場合がある。この実施形態では、アクチュエータ素子４１、４２は、単繊維である。別の形態では、ポリマ繊維の温度変化に対するねじり変形量は、複数繊維の間における「撚り」の方向に沿って表れる場合がある。アクチュエータ素子４１、４２は、互いに撚られた複数のポリマ繊維の束でもよい。
　アクチュエータ素子４１、４２のひとつの例は、形状記憶合金である。アクチュエータ軸ＡＸ４１、ＡＸ４２に沿って延びる形状記憶合金を利用可能である。形状記憶合金は、単一の棒状、およびコイル状に巻かれた形状など多様な形状によって利用可能である。形状記憶合金の形状は、温度変化に対するねじり変形量を得られるように選択される。
　エネルギ増減装置７１、７２は、アクチュエータ素子４１、４２のエネルギ状態を高エネルギ状態と低エネルギ状態との間で双方向に変化させる。エネルギ増減装置７１、７２は、電気的に、光学的に、磁気的に、電磁波的に、あるいは放射線的にエネルギを付与し、除去することができる。電気的なエネルギの付与と除去とは、電気的な熱の増減、電流の増減、電界の増減、あるいは電荷の増減などを含む。例えば、アクチュエータ素子４１、４２のエネルギ状態が温度で示される場合、光の付与によって温度を増加させ、光の遮断によって温度を低下させることができる。
　エネルギの付与と、除去とは、直接的に、または間接的に行うことができる。例えば、アクチュエータ素子４１、４２に直接的に接触するエネルギ伝達部品によってエネルギを付与してもよいし、またはアクチュエータ素子４１、４２から離れて設置されたエネルギ伝達部品によって間接的にエネルギを付与してもよい。エネルギ伝達部品は、例えば、電気的な発熱部材によって提供できる。
　例えば、アクチュエータ素子４１、４２を能動的に回転させるために、エネルギ増減装置７１、７２は、アクチュエータ素子４１、４２の熱エネルギを増加させる。熱エネルギの増加は、例えば、アクチュエータ素子４１、４２が備える発熱部材への電流供給を行うことによって実現される。例えば、アクチュエータ素子４１、４２を能動的な回転から復帰させるために、エネルギ増減装置７１、７２は、アクチュエータ素子４１、４２の熱エネルギを減少させる。熱エネルギの減少は、例えば、アクチュエータ素子４１、４２が備える発熱部材への電流供給を遮断し、放熱させることによって実現される。
　図２において、固定部２１と、固定部２２とは、被駆動体３１に対して対称的に配置されている。固定部２１と、固定部２２とは、対称的な構造を有する。被駆動体３１は、案内機構５に対して対称的な構造を有する。以下の説明では、第１のアクチュエータ素子４１に関連する部分について説明する。この説明は、第２のアクチュエータ素子４２に関連する部分の説明として参照することができる。第１のアクチュエータ素子４１に関連する部分として、固定部２１と、被駆動体３１に設けられた第３連結機構３１ｃとがある。
　固定部２１は、エンドスリーブ２１ａと、アンカブロック２１ｃとを有する。エンドスリーブ２１ａは、アクチュエータ素子４１の端部に連結されている。エンドスリーブ２１ａは、アンカブロック２１ｃに固定されている。アンカブロック２１ｃは、基台２に固定されている。
　エンドスリーブ２１ａは、アクチュエータ素子４１と同軸の円筒状部材である。エンドスリーブ２１ａは、多角形の角筒状でもよい。エンドスリーブ２１ａは、アクチュエータ素子４１の固定端４１ｂを受け入れる内穴を有する。エンドスリーブ２１ａは、固定端４１ｂとエンドスリーブ２１ａとを連結する第１連結機構２１ｂを有する。第１連結機構２１ｂは、固定端４１ｂと、エンドスリーブ２１ａとを、少なくともアクチュエータ素子４１が回動力を出力するときにアクチュエータ軸ＡＸ４１の周方向に関して連結する。
　第１連結機構２１ｂは、内穴とセットスクリュとによって提供されている。セットスクリュは、エンドスリーブ２１ａの内穴に向けて径方向に設けられている。セットスクリュは、固定端４１ｂを径方向に締め付けることにより、固定端４１ｂと、エンドスリーブ２１ａとを、軸方向および周方向に関して連結している。
　第１連結機構２１ｂは、多様な機構によって提供することができる。例えば、第１連結機構２１ｂは、放射状に配置された複数のセットスクリュ、固定端４１ｂを径方向に締め付けるチャック機構、固定端４１ｂを径方向に締め付けるかしめスリーブなどによって提供することができる。第１連結機構２１ｂは、アクチュエータ軸ＡＸ４１に沿って、エンドスリーブ２１ａに対する固定端４１ｂの軸方向移動を許容してもよい。例えば、固定端４１ｂが制限された範囲内において、軸方向に移動できるように、固定端４１ｂと、エンドスリーブ２１ａとを連結してもよい。例えば、スプリングまたはゴムのような弾性部材を用いることができる。第１連結機構２１ｂは、開閉可能な機構によって提供されてもよい。例えば、第１連結機構２１ｂは、固定端４１ｂを周方向に固定している状態と、固定端４１ｂを周方向に回動可能としている状態とを切替可能な電磁的機構により提供することができる。
　アンカブロック２１ｃは、エンドスリーブ２１ａを受け入れる内穴を有する。アンカブロック２１ｃは、エンドスリーブ２１ａとアンカブロック２１ｃとを連結する第２連結機構２１ｄを有する。第２連結機構２１ｄは、エンドスリーブ２１ａとアンカブロック２１ｃとを、少なくともアクチュエータ素子４１が回動力を出力するときにアクチュエータ軸ＡＸ４１の周方向に関して連結する。
　第２連結機構２１ｄは、内穴とセットスクリュとによって提供されている。セットスクリュは、アンカブロック２１ｃの内穴に向けて径方向に設けられている。セットスクリュは、エンドスリーブ２１ａを径方向に締め付けることにより、エンドスリーブ２１ａとアンカブロック２１ｃとを、軸方向および周方向に関して連結している。
　第２連結機構２１ｄは、多様な機構によって提供することができる。例えば、第２連結機構２１ｄは、放射状に配置された複数のセットスクリュ、エンドスリーブ２１ａを径方向に締め付けるチャック機構、エンドスリーブ２１ａを径方向に締め付けるかしめスリーブなどによって提供することができる。第２連結機構２１ｄは、アクチュエータ軸ＡＸ４１に沿って、エンドスリーブ２１ａの軸方向移動を許容してもよい。例えば、エンドスリーブ２１ａが制限された範囲内において、軸方向に移動できるように、アンカブロック２１ｃと、エンドスリーブ２１ａとを連結してもよい。例えば、スプリングまたはゴムのような弾性部材を用いることができる。第２連結機構２１ｄは、開閉可能な機構によって提供されてもよい。例えば、第２連結機構２１ｄは、アクチュエータ素子４１の端部を周方向に固定している状態と、アクチュエータ素子４１の端部を周方向に回動可能としている状態とを切替可能な電磁的機構により提供することができる。
　被駆動体３１は、アクチュエータ素子４１の出力端４１ｃを受け入れる内穴を有する。被駆動体３１は、被駆動体３１と出力端４１ｃとを連結する第３連結機構３１ａを有する。第３連結機構３１ａは、出力端４１ｃと被駆動体３１とを、少なくともアクチュエータ素子４１が回動力を出力するときにアクチュエータ軸ＡＸ４１の周方向に関して連結する。
　第３連結機構３１ａは、内穴とセットスクリュとによって提供されている。セットスクリュは、被駆動体３１の内穴に向けて径方向に設けられている。セットスクリュは、出力端４１ｃを径方向に締め付けることにより、被駆動体３１と出力端４１ｃとを、軸方向および周方向に関して連結している。
　第３連結機構３１ａは、多様な機構によって提供することができる。例えば、第３連結機構３１ａは、放射状に配置された複数のセットスクリュ、出力端４１ｃを径方向に締め付けるチャック機構、出力端４１ｃを径方向に締め付けるかしめスリーブなどによって提供することができる。第３連結機構３１ａは、アクチュエータ軸ＡＸ４１に沿って、被駆動体３１に対する出力端４１ｃの軸方向移動を許容してもよい。例えば、出力端４１ｃが制限された範囲内において、軸方向に移動できるように、出力端４１ｃと、被駆動体３１とを連結してもよい。例えば、スプリングまたはゴムのような弾性部材を用いることができる。第３連結機構３１ａは、開閉可能な機構によって提供されてもよい。例えば、第３連結機構３１ａは、出力端４１ｃを周方向に固定している状態と、出力端４１ｃを周方向に回動可能としている状態とを切替可能な電磁的機構により提供することができる。
　被駆動体３１は、案内機構５によって回動可能に支持されている。案内機構５は、シャフト５１とガイドボア５２とを有する。シャフト５１は、回動軸ＡＸＲの同軸の円筒状部材によって提供されている。シャフト５１は、被駆動体３１に固定されている。シャフト５１の両端が、被駆動体３１に固定されている。被駆動体３１は、シャフト５１を有する。ガイドボア５２は、支持部２３に設けられている。支持部２３は、ガイドボア５２を有する。支持部２３は、被駆動体３１を支持するための部材である。支持部２３は、基台２に固定されている。支持部２３は、ブロックである。ガイドボア５２は、支持部２３を貫通する貫通穴によって提供されている。ガイドボア５２は、シャフト５１を受け入れている。ガイドボア５２は、シャフト５１の回転を許容する。この結果、支持部２３は、被駆動体３１を回転可能に支持している。
　シャフト５１の外面と、ガイドボア５２の内面とは、部分的に接触している。シャフト５１の外面と、ガイドボア５２の内面とは、被駆動体３１が回動すると、互いに摺動する。被駆動体３１は、シャフト５１の周りにおいて案内されている。シャフト５１およびガイドボア５２を提供する部材は、低摩擦材料製である。シャフト５１、またはガイドボア５２を提供する部材を、低摩擦材料製としてもよい。シャフト５１とガイドボア５２との間の摩擦が抑制される。
　支持部２３は、その両端面において、被駆動体３１と対向している。支持部２３は、その両端面において、部分的に被駆動体３１と接触している。支持部２３と被駆動体３１とは、被駆動体３１が回動すると、互いに摺動する。
　アクチュエータ素子４１の熱は、アクチュエータ素子４１の全体から、外部環境へ放熱される。アクチュエータ素子４１の熱は、固定端４１ｂから、固定部２１を経由して放熱される。このとき、第１連結機構２１ｂ、および第２連結機構２１ｄは、放熱経路の熱的な抵抗を下げるために貢献する。さらに、アクチュエータ素子４１の熱は、出力端４１ｃから、被駆動体３１を経由して放熱される。アクチュエータ素子４１の熱は、出力端４１ｃから、被駆動体３１、支持部２３、および基台２を経由して放熱される場合がある。このとき、第３連結機構３１ａは、放熱経路の熱的な抵抗を下げるために貢献する。
　さらに、被駆動体３１と支持部２３との間の接触、および／またはシャフト５１とガイドボア５２との間の接触も、放熱経路の熱的な抵抗を下げるために貢献する。アクチュエータ素子４１の熱は、出力端４１ｃから、被駆動体３１、被駆動体３１と支持部２３との間の接触、および支持部２３を経由して放熱される。また、アクチュエータ素子４１の熱は、出力端４１ｃから、被駆動体３１を通り、シャフト５１、シャフト５１とガイドボア５２との間の接触、および支持部２３を経由して放熱される。このように、アクチュエータ素子４１は、被駆動体３１および案内機構５を経由して放熱する。
　図３において、アクチュエータ素子４１は、素材線４１ａ、固定端４１ｂ、出力端４１ｃ、および発熱線４１ｄを有する。素材線４１ａは、上述のポリマ繊維である。発熱線４１ｄは、エネルギ増減装置７１の一部でもある。発熱線４１ｄは、素材線４１ａのエネルギを増減させるためのエネルギ伝達部品でもある。発熱線４１ｄは、素材線４１ａの表面上において、直接的に、または間接的に配置されている。発熱線４１ｄは、螺旋状、またはコイル状である。発熱線４１ｄは、通電によって発熱する金属線である。発熱線４１ｄは、白金線、銅線などによって提供できる。発熱線４１ｄは、ニクロム線によって提供されている。発熱線４１ｄは、丸線、角線、または金属箔によって提供することができる。発熱線４１ｄは、素材線４１ａの表面に貼り付けられている。
　発熱線４１ｄは、通電されると、発熱する。発熱線４１ｄにより供給される熱は、素材線４１ａに伝わり、素材線４１ａの温度を上昇させる。一方で、発熱線４１ｄは、通電が遮断されると、発熱を停止する。素材線４１ａの熱は、外部環境へ放熱される。このとき、出力端４１ｃにおける第３連結機構３１ａと、案内機構５とが放熱に貢献する。このため、アクチュエータ素子４１において大きい温度差を実現することができる。
　図４において、被駆動体３１を揺動運動させるための制御処理１８０が図示されている。制御処理１８０は、制御装置７０における制御処理の一部である。
　ステップ１８１では、可動装置１の揺動が求められている（ＯＮ）か、否（ＯＦＦ）かを判定する。例えば、走査型の赤外線センサを作動させることが求められている場合、揺動ＯＮとなる。走査型の赤外線センサを作動させることが求められていない場合、揺動ＯＦＦとなる。揺動ＯＦＦの場合、制御を終了する。揺動ＯＮの場合、ステップ１８２とステップ１８３とによるループ処理へ進む。ステップ１８２は、第１のアクチュエータ素子４１を加熱するための処理である。ステップ１８３は、第２のアクチュエータ素子４２を加熱するための処理である。ステップ１８２とステップ１８３とを交互に繰り返すことにより、被駆動体３１は揺動的に動作する。ステップ１８４では、可動装置１の揺動が求められている（ＯＮ）か、否（ＯＦＦ）かを判定する。
　ステップ１８２は、被駆動体３１を正転方向へ回転させる処理である。正転方向は、第１のアクチュエータ素子４１から見て、被駆動体３１を時計回り方向に回転させる方向である。ステップ１８２は、ステップ１８５と、ステップ１８６とを有する。
　ステップ１８５では、まず、第１のアクチュエータ素子４１を活性化させる。ステップ１８５では、第１のアクチュエータ素子４１の発熱線４１ｄに通電する。具体的には、制御装置７０は、エネルギ増減装置７１から発熱線４１ｄに通電する。ステップ１８５の処理は、第１のアクチュエータ素子４１が正転方向へ所定角度のねじりを出力するように実行される。例えば、回転角センサによって被駆動体３１の回転角度を検出し、所定角度の回動が得られるまで、ステップ１８５が継続される。これに代えて、タイマ処理によって、ステップ１８５の処理を一定時間継続してもよい。
　ステップ１８６では、第１のアクチュエータ素子４１を不活性化させる。ステップ１８６では、第１のアクチュエータ素子４１の発熱線４１ｄへの通電を遮断する。具体的には、制御装置７０は、エネルギ増減装置７１から発熱線４１ｄへの通電を遮断する。
　ステップ１８３は、被駆動体３１を逆転方向へ回転させる処理である。ステップ１８３は、ステップ１８７と、ステップ１８８とを有する。
　ステップ１８７では、まず、第２のアクチュエータ素子４２を活性化させる。ステップ１８７では、第２のアクチュエータ素子４２の発熱線に通電する。具体的には、制御装置７０は、エネルギ増減装置７２から発熱線に通電する。
　ステップ１８８では、第２のアクチュエータ素子４２を不活性化させる。ステップ１８８では、第２のアクチュエータ素子４２の発熱線への通電を遮断する。具体的には、制御装置７０は、エネルギ増減装置７２から発熱線への通電を遮断する。
　この実施形態では、活性化は、発熱線４１ｄへの通電に対応する。不活性化は、発熱線４１ｄへの通電の遮断に対応する。活性化と不活性化との語の対は、加熱と放熱との語の対に、付勢と消勢との語の対に、アクティブとスタンバイとの語の対に対応付けることができる。
　制御装置７０は、アクチュエータ素子４１のエネルギが増加する期間と、アクチュエータ素子４１のエネルギが減少する期間とを交互に繰り返すようにエネルギ増減装置７１を制御する。この結果、２つのアクチュエータ素子４１、４２が交互に能動的に駆動される。第１のアクチュエータ素子４１が能動的に正転方向のねじり変形を出力しているときに、第２のアクチュエータ素子４２は受動的に正転方向へ駆動される。逆に、第２のアクチュエータ素子４２が能動的に逆転方向のねじり変形を出力しているときに、第１のアクチュエータ素子４１は受動的に逆転方向へ駆動される。２つのアクチュエータ素子４１、４２が使用され、それらが交互に駆動されるから、両方向に関して安定的な回動出力が得られる。
　以上に述べたこの実施形態によると、静かな可動装置１を提供することができる。特に、可動装置１が室内に設置される装置に利用される場合に有利である。例えば、静かな、走査型の赤外線センサが得られる。可動装置１は、案内機構５を備えるから、被駆動体３１の振動が抑制される。特に、回動軸ＡＸＲに交差する方向、すなわち回動軸ＡＸＲに対する上下方向、および左右方向の振動が抑制される。案内機構５は、アクチュエータ軸ＡＸ４１と同軸の回動軸ＡＸＲを規定するから、アクチュエータ素子４１のねじり変形を直接的に取り出すことができる。さらに、案内機構５は、アクチュエータ素子４１の放熱に貢献する。
　図５において、撚りの方向、または発熱線４１ｄの巻き方向のひとつが図示されている。図示される撚り、または巻きは、Ｓ撚り、またはＳ巻きと呼ばれる。図示される撚り、または巻きは、左手巻き、左ねじとも呼ぶことができる。
　図６において、撚りの方向、または発熱線４１ｄの巻き方向のひとつが図示されている。図示される撚り、または巻きは、Ｚ撚り、またはＺ巻きと呼ばれる。図示される撚り、または巻きは、右手巻き、右ねじとも呼ぶことができる。
　図７において、アクチュエータ素子４１の出力端４１ｃが拡大されている。アクチュエータ素子４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａは、熱膨張率が負の材料製である。素材線４１ａは、低温状態から高温状態になると、熱膨張率が負であるため、僅かに収縮しながらねじり変形を生じる。素材線４１ａにおける高分子配向４１ｅの方向は、Ｓ撚りの方向である。矢印Ｍ４１の方向へのねじり変形は、高分子鎖が、Ｓ撚り方向へ収縮することにより、生成される。
　素材線４１ａには、発熱線４１ｄが巻きつけられている。発熱線４１ｄは、少なくともその両端において素材線４１ａに固定されている。発熱線４１ｄは、素材線４１ａの全周および全長にわたって素材線４１ａに接触させられている。発熱線４１ｄは、全面で、または複数箇所で素材線４１ａの表面に接着されている。例えば、アクチュエータ素子４１は、アクチュエータ軸ＡＸ４１に沿って、素材線４１ａの表面に塗布された接着剤４１ｆを備えることができる。発熱線４１ｄは、接着剤４１ｆと交差する部分において、すなわち複数箇所で接着されている。
　発熱線４１ｄが通電されて発熱することにより、素材線４１ａは高温状態になる。発熱線４１ｄへの通電が遮断され、放熱によって、常温（または室温）に向けて温度が低下すると、素材線４１ａは低温状態になる。発熱線４１ｄに通電され、発熱線４１ｄが発熱すると、素材線４１ａはねじれ変形する。素材線４１ａは、アクチュエータ軸ＡＸ４１周りに素材線４１ａ自身をねじるトルクを生成する。素材線４１ａは、アクチュエータ軸ＡＸ４１の周りにおいて、矢印Ｍ４１の方向へねじれ変形する。
　素材線４１ａが矢印Ｍ４１の方向へねじれ変形するとき、発熱線４１ｄは、その巻きを緩めるように変形する。このため、発熱線４１ｄは、素材線４１ａの変形に追従する。発熱線４１ｄによる、素材線４１ａの変形の阻害は、抑制される。素材線４１ａは、自らの温度特性に応じて、変形することができる。
　表１は、素材線４１ａと、発熱線４１ｄとの特性を記載した表である。素材線４１ａの能動的なねじり変形と、発熱線４１ｄの巻きとは、発熱線４１ｄが素材線４１ａを過度に締め付けない関係である。この実施形態では、ねじれ変形と、巻きとは、同じ方向である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　まず、素材線４１ａは、エネルギ状態に応じて活性化状態と、不活性化状態とに切り換えられる。活性化状態と、不活性化状態とは、高温状態と、低温状態とに対応している。素材線４１ａは、高温状態において能動的に変形する。素材線４１ａの能動的な変形方向は、矢印Ｍ４１の方向である。素材線４１ａは、低温状態において受動的に変形する。この受動的な変形は、戻り運動に相当する。
　発熱線４１ｄの巻きは、Ｓ巻である。素材線４１ａが活性化されるとき、すなわち素材線４１ａが低温から高温になるとき、発熱線４１ｄの巻きは、緩み方向へ変化する。素材線４１ａが活性化された後、すなわち素材線４１ａが高温になった後は、発熱線４１ｄの巻きは、緩み状態に維持される。一方で、素材線４１ａが不活性化されるとき、すなわち素材線４１ａが高温から低温になるとき、発熱線４１ｄの巻きは、締り方向へ変化する。素材線４１ａが不活性化された後、すなわち素材線４１ａが低温になった後は、発熱線４１ｄの巻きは、締り状態に維持される。
　アクチュエータ素子４１の製造方法において、発熱線４１ｄは、常温状態、すなわち室温状態において、素材線４１ａに巻きつけられる。言い換えると、素材線４１ａが不活性状態にあるときに、発熱線４１ｄは、素材線４１ａに巻き付けられている。この実施形態では、約２０°Ｃの環境において、発熱線４１ｄが素材線４１ａに巻かれる。
　不活性状態の素材線４１ａに巻き付けられた発熱線４１ｄは、素材線４１ａの不活性状態が維持される期間は、製造後の初期状態に維持される。よって、製造後の巻きの変化はない。素材線４１ａが活性化されると、素材線４１ａのねじれ変形は、不活性状態で巻き付けられた発熱線４１ｄの巻きを緩める。複数箇所の接着または全面での接着は、発熱線４１ｄが素材線４１ａの上で移動してしまうことを阻止するために有効である。
　以上に述べたこの実施形態によると、素材線４１ａに発熱線４１ｄを巻き付けることで、素材線４１ａのエネルギ状態を確実に増減させることができる。発熱線４１ｄは、素材線４１ａの表面の広い範囲から、素材線４１ａにエネルギを付与、または除去することができる。別の観点では、発熱線４１ｄと素材線４１ａとの接触状態を変化させることができる。
　素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向（Ｍ４１）と、発熱線４１ｄの巻き方向とは、同じ方向である。素材線４１ａが能動的なねじり変形を生成しても、その方向は、発熱線４１ｄの巻きを緩める方向である。よって、発熱線４１ｄに起因する素材線４１ａのねじり変形の阻害が抑制される。エネルギ伝達部品は、素材線４１ａの変形に起因する素材線４１ａとエネルギ伝達部品との間の干渉を抑制するように配置されているといえる。
　別の観点では、素材線４１ａを構成する高分子配向４１ｅと、発熱線４１ｄの巻き方向とが同じである。この構成は、素材線４１ａの熱膨張率が負である場合に、能動的なねじり変形によって発熱線４１ｄの巻きを緩めることを可能とする。別の観点では、発熱線４１ｄによる素材線４１ａの締め付け力が抑制される。
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、アクチュエータ素子４１は、矢印Ｍ４１のねじり変形を生じる。これに代えて、この実施形態では、アクチュエータ素子２４１は、逆方向のねじり変形Ｍ２４１を提供する。
　図８に図示されるように、アクチュエータ素子２４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向は、矢印Ｍ２４１の方向である。素材線４１ａの材料は、熱膨張率が負である。素材線４１ａを形成する高分子は、矢印Ｍ２４１のねじり変形を生成するために、Ｚ撚り方向に配向されている。発熱線４１ｄの巻き方向は、Ｚ巻きである。
　表２は、表１に対応する表である。この実施形態でも、素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向（Ｍ２４１）と、発熱線４１ｄの巻き方向とは、同じ方向である。高分子配向４１ｅ（Ｚ撚り）と発熱線４１ｄの巻き方向（Ｚ巻き）とは同じである。素材線４１ａの能動的なねじり変形は、発熱線４１ｄの巻きを緩める方向への変形である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、素材線４１ａの材料は、熱膨張率が負である。この場合、素材線４１ａは、加熱されると、熱収縮してねじり変形を生じる。これに代えて、この実施形態では、素材線４１ａの材料は、熱膨張率が正である。この場合、素材線４１ａは、加熱されると、熱膨張してねじり変形を生じる。
　図９に図示されるように、アクチュエータ素子３４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向は、矢印Ｍ４１の方向である。素材線４１ａの材料は、熱膨張率が正である。素材線４１ａを形成する高分子は、矢印Ｍ４１のねじり変形を生成するために、Ｚ撚り方向に配向されている。発熱線４１ｄの巻き方向は、Ｓ巻きである。この実施形態では、高分子配向４１ｅ（Ｚ撚り）と発熱線４１ｄの巻き方向（Ｓ巻き）とは逆方向である。
　表３は、表１に対応する表である。この実施形態でも、素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向（Ｍ４１）と、発熱線４１ｄの巻き方向とは、同じ方向である。素材線４１ａの能動的なねじり変形は、発熱線４１ｄの巻きを緩める方向への変形である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　この開示から、熱膨張率が正である材料は、矢印Ｍ２４１のねじり変形を生成する場合にも利用可能であることが理解される。例えば、高分子配向４１ｅをＳ撚りとすることができる。ねじり変形の方向が矢印Ｍ２４１である場合、発熱線４１ｄはＺ巻きによって巻き付けられている。
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、素材線４１ａが不活性状態であるときに発熱線４１ｄが巻かれる。これに代えて、この実施形態では、素材線４１ａが活性状態であるときに発熱線４１ｄが巻かれる。
　図１０に図示されるように、アクチュエータ素子４４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向は、矢印Ｍ４１の方向である。素材線４１ａの材料は、熱膨張率が負である。素材線４１ａを形成する高分子は、矢印Ｍ４１のねじり変形を生成するために、Ｓ撚り方向に配向されている。発熱線４１ｄの巻き方向は、Ｚ巻きである。この実施形態では、高分子配向４１ｅ（Ｓ撚り）と発熱線４１ｄの巻き方向（Ｚ巻き）とは逆方向である。
　表４は、表１に対応する表である。アクチュエータ素子４４１の製造方法は、素材線４１ａを高温に加熱した状態で、発熱線４１ｄを巻き付ける。すなわち、発熱線４１ｄは、活性状態において、素材線４１ａに巻き付けられている。よって、素材線４１ａは、発熱線４１ｄが巻かれるときに、ねじり変形している。ねじり変形の方向（Ｍ４１）と、発熱線４１ｄの巻き方向（Ｚ巻き）とは逆向きである。アクチュエータ素子４４１は、製造後に常温に冷却される。このとき、素材線４１ａは、発熱線４１ｄの巻きを緩める方向に変形する。このため、不活性状態において、発熱線４１ｄは緩み状態に維持される。アクチュエータ素子４４１は、発熱線４１ｄの巻きが、アクチュエータ軸周りの変形を生じない不活性状態において緩み状態にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　素材線４１ａが不活性状態から活性状態になると、能動的なねじり変形によって、発熱線４１ｄは、その巻きを締める方向へ変形する。このとき、発熱線４１ｄの巻きは、製造工程における巻き状態、すなわち初期状態にまで戻る。アクチュエータ素子４４１は、発熱線４１ｄの巻きが、アクチュエータ軸周りの変形を生じさせる活性状態において緩み状態より締められる。このため、発熱線４１ｄは、素材線４１ａを過度に締め付けることがない。これにより、耐久性のある発熱線４１ｄを提供できる。
　この実施形態によると、発熱線４１ｄに起因する素材線４１ａのねじり変形の阻害が抑制される。別の観点では、発熱線４１ｄによる素材線４１ａの締め付け力が抑制される。別の観点では、発熱線４１ｄと素材線４１ａとの接触状態を変化させることができる。例えば、発熱線４１ｄが発熱して素材線４１ａがねじり変形すると、発熱線４１ｄの巻きが締まる。このため、発熱線４１ｄは、素材線４１ａに接触する。発熱線４１ｄの熱を素材線４１ａに伝えやすくなる。この結果、素材線４１ａはさらにねじり変形する。その一方で、発熱線４１ｄの発熱が停止されると、素材線４１ａは受動的にねじり変形する。この結果、発熱線４１ｄの巻きが緩むから、発熱線４１ｄおよび素材線４１ａからの放熱が促進される。
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、製造後に発熱線４１ｄの巻きが緩む。これに代えて、この実施形態では、製造後に発熱線４１ｄの巻きが締まる。
　図１１に図示されるように、アクチュエータ素子５４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向は、矢印Ｍ４１の方向である。素材線４１ａの材料は、熱膨張率が負である。素材線４１ａを形成する高分子は、矢印Ｍ４１のねじり変形を生成するために、Ｓ撚り方向に配向されている。発熱線４１ｄの巻き方向は、Ｓ巻きである。この実施形態では、高分子配向４１ｅ（Ｓ撚り）と発熱線４１ｄの巻き方向（Ｓ巻き）とは同じである。
　表５は、表１に対応する表である。アクチュエータ素子５４１の製造方法は、素材線４１ａを高温に加熱した状態で、発熱線４１ｄを巻き付ける。すなわち、発熱線４１ｄは、活性状態において、素材線４１ａに巻き付けられている。よって、素材線４１ａは、発熱線４１ｄが巻かれるときに、ねじり変形している。ねじり変形の方向（Ｍ４１）と、発熱線４１ｄの巻き方向（Ｓ巻き）とは同じである。アクチュエータ素子５４１は、製造後に常温に冷却される。このとき、素材線４１ａは、発熱線４１ｄの巻きを締める方向に変形する。このため、不活性状態において、発熱線４１ｄは締り状態に維持される。アクチュエータ素子５４１は、発熱線４１ｄの巻きが、アクチュエータ軸周りの変形を生じない不活性状態において締り状態にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　素材線４１ａが不活性状態から活性状態になると、能動的なねじり変形によって、発熱線４１ｄは、その巻きを緩める方向へ変形する。このとき、発熱線４１ｄの巻きは、製造工程における巻き状態、すなわち初期状態にまで戻る。アクチュエータ素子５４１は、発熱線４１ｄの巻きが、アクチュエータ軸周りの変形を生じさせる活性状態において締り状態より緩められる。
　この場合、発熱線４１ｄは、不活性状態において、素材線４１ａに強く接触しており、発熱線４１ｄへの通電開始時に熱を素材線４１ａに伝えやすい。この結果、発熱線４１ｄへの通電開始時に、素材線４１ａは、高い応答性をもってねじり変形する。その一方で、素材線４１ａが活性化状態となっても、素材線４１ａと発熱線４１ｄとの状態が製造段階において与えられた初期状態に維持される。
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、２つのアクチュエータ素子４１、４２が利用されている。これに代えて、ひとつのアクチュエータ素子４１だけを備えてもよい。この場合、第２のアクチュエータ素子４２に代えて、受動的な回動機構を用いることができる。受動的な回動機構は、ゴム、樹脂製バネ、金属製バネ、空気バネなど多様な機構により提供することができる。受動的な回動機構は、戻し機構と呼ばれる。
　図１２において、可動装置１は、第２のアクチュエータ素子４２に代えて、戻し機構６２２を有する。戻し機構６２２は、受動的な弾性部材６６１と、固定部６６２と、固定部６６３とを有する。固定部６６２は、基台２に固定されたブロックである。固定部６６３は、被駆動体３１に固定されている。
　弾性部材６６１は、金属製のコイルバネである。弾性部材６６１は、自由状態よりも引っ張られることにより、被駆動体３１に反時計周り方向の力を作用させる。弾性部材６６１は、被駆動体３１の回動範囲Ｍ６３１の一端を基準位置とする。弾性部材６６１は、アクチュエータ素子４１のねじり運動によって引っ張られるように配置されている。弾性部材６６１は、矢印Ｍ４１の方向への回動力に抗して、戻し力を作用させる。この結果、アクチュエータ素子４１が間欠的に駆動されることにより、言い換えると、周期的に活性化状態と不活性化状態とを繰り返すことにより、被駆動体３１は、回動範囲Ｍ６３１において、回動運動する。
　この実施形態によると、ひとつのアクチュエータ素子４１によって往復的な被駆動体３１の動きを得ることができる。しかも、案内機構５を備えるから、被駆動体３１が安定する。この実施形態の構成は、先行する他の実施形態においても利用可能である。
　先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である実施形態を説明する。上記実施形態では、素材線４１ａにおける高分子配向４１ｅと、発熱線４１ｄの巻き方向とは、同じである。これに加えて、高分子配向４１ｅと、発熱線４１ｄとを平行に配置してもよい。
　図１３において、アクチュエータ素子７４１は、素材線４１ａを有する。素材線４１ａにおける高分子は、Ｓ撚りに沿って配向されている。発熱線４１ｄは、この高分子配向４１ｅと平行に配置されている。
　この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。
　先行する複数の実施形態では、シャフト５１と、ガイドボア５２とによって案内機構５を提供した。シャフト５１と、ガイドボア５２とは、いわゆる軸受機構を提供している。案内機構５を提供する軸受機構は、実施形態のような摺動軸受の他に、ボールベアリング、流体軸受、および磁力軸受など多くの機構によって提供可能である。この実施形態では、アクチュエータ素子４１、４２によって出力可能な回転トルクの上限に配慮して、比較的簡単で軽量な摺動軸受を採用している。
　先行する複数の実施形態では、別体のシャフト５１を、被駆動体３１に固定した。これに代えて、被駆動体３１または支持部２３にシャフトを一体的に形成してもよい。例えば、シャフト５１に代わる円柱部分を、被駆動体３１または支持部２３に機械加工によって形成することができる。また、シャフト５１に代わる円柱部分を、被駆動体３１または支持部２３にインサート成形してもよい。
　先行する複数の実施形態では、可動装置１は、案内機構５を備える。これに代えて、案内機構５を設けることなく、アクチュエータ素子４１、４２と接続部材とによって被駆動体３１を支持してもよい。巻き形状の接続部材は、被駆動体３１の安定的な回動を可能とする。先行する複数の実施形態では、案内機構５は、シャフト５１とガイドボア５２とを備える。これに代えて、振り子のように被駆動体を吊るす案内機構、または倒立振り子のように支点で被駆動体を支える案内機構を採用してもよい。
　先行する実施形態に加えて、固定部は、機械的に回転方向を制限する機構を備えることができる。例えば、固定部には、ラチェット機構を設けることができる。ラチェット機構は、例えば、固定端４１ｂが矢印Ｍ４２の方向へ回転する場合には、固定端４１ｂを固定する。逆に、固定端４１ｂに矢印Ｍ４１の方向へ回転する場合には、固定端４１ｂを開放する。ラチェット機構は、能動的な変形を許容するように固定状態となり、受動的な変形を無効化するように開放状態となる。
　先行する実施形態に加えて、固定端４１ｂまたは出力端４１ｃにおける固定力を可変としてもよい。この場合、電気的に固定力を可変に制御可能な固定部を設けてもよい。固定部２１、２２による固定力は、開放状態と固定状態とに、または強弱に変更されてもよい。例えば、連結機構２１ｄは、エンドスリーブ２１ａの外周面に強く締め付けられた状態と、エンドスリーブ２１ａの外周面に弱く押し当てられた状態とに切り換えられてもよい。この場合、エンドスリーブ２１ａは、セットスクリュと摩擦しながら回転する。
　先行する実施形態では、素材線４１ａに発熱線４１ｄを直接的に巻き付けている。これに代えて、素材線４１ａと発熱線４１ｄとの間に部材を配置してもよい。例えば、電気絶縁性であって、優れた熱伝導性をもつ支持部材を配置することができる。支持部材は、素材線４１ａに巻き付けられる絶縁紙、または素材線４１ａを内部に収容するガラス筒によって提供することができる。このように、ひとつの態様では、発熱線４１ｄは素材線４１ａに直接的に接触しているが、他の態様では、発熱線４１ｄは素材線４１ａに直接的に接触することなく、巻き付けられた形状を有する。支持部材の内面に発熱部材を配置してもよい。
　先行する実施形態では、アクチュエータ素子４１は、ボビン７４１ｓを備える。これに代えて、ボビン７４１ｓなしで、エネルギ伝達部品を往復状として支持することができる。例えば、発熱線７４１ｄ自身を固定部２１に固定してもよい。また、ボビン７４１ｓの内面に発熱線７４１ｄを配置してもよい。
　先行する実施形態では、素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向（Ｍ４１／Ｍ２４１）、高分子配向４１ｅ、熱膨張率、発熱線４１ｄの巻き方向、および製造方法といった要素に関するいくつかの組合せを例示した。ただし、組合せは例示に限られない。例えば、素材線４１ａの能動的なねじり変形の方向を、逆方向（Ｍ２４１）として、活性化状態で発熱線４１ｄを素材線４１ａに巻き付ける製造方法を採用してもよい。
　先行する実施形態では、発熱線４１ｄによる加熱と、放熱とによって、素材線４１ａのエネルギの増減を実現している。これに代えて、冷却装置による冷却と、放冷とによって、素材線４１ａのエネルギの増減を実現することができる。例えば、ペルチェ効果素子を素材線４１ａに沿って配置することができる。ペルチェ効果素子は、エネルギ伝達部品を提供する。この場合、素材線４１ａは、冷却されると、熱膨張または熱収縮してねじり変形を生じる。
　先行する実施形態では、発熱線４１ｄとしてニクロム線を用いている。これに代えて、エネルギ伝達部品は、多様な電気的な発熱部材によって提供できる。例えば、発熱部材は、導電性高分子または導電性金属皮膜と呼ばれる導電性薄膜によって提供されてもよい。この場合、膜は、素材線４１ａの表面に形成される。例えば、導電性高分子または導電性金属皮膜は、素材線４１ａの表面にメッキ、合成、スパッタなど多様な手法によって形成される。その形状は素材線４１ａの周囲に巻き付いている螺旋状である。また、素材線４１ａとは別に形成された、リボン状の導電性高分子または導電性金属皮膜を巻くことによって、螺旋状の発熱部材を形成し、素材線４１ａの外側に配置してもよい。
　本開示は実施例を参照して記載されているが、本開示は開示された上記実施例や構造に限定されるものではないと理解される。寧ろ、本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形を包含する。加えて、本開示の様々な要素が、様々な組み合わせや形態によって示されているが、それら要素よりも多くの要素、あるいは少ない要素、またはそのうちの１つだけの要素を含む他の組み合わせや形態も、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

  1. 　エネルギの増減によって変形を生じるアクチュエータ素子（４１、２４１、３４１、４４１、５４１、７４１、４２）と、
    　前記アクチュエータ素子と連結された被駆動体（３１）と、を備え、
    　前記アクチュエータ素子は、
    　前記変形を生じる素材線（４１ａ）と、
    　前記素材線のエネルギを増減させるエネルギ伝達部品であって、前記素材線と接触して配置されたエネルギ伝達部品（４１ｄ）と、を備える可動装置。
  2. 　前記エネルギ伝達部品は、前記素材線の前記変形に起因する前記素材線と前記エネルギ伝達部品との間の干渉を抑制するように配置されている請求項１に記載の可動装置。
  3. 　エネルギの増減によってアクチュエータ軸（ＡＸ４１、ＡＸ４２）周りの変形を生じるアクチュエータ素子（４１、２４１、３４１、４４１、５４１、７４１、４２）と、
    　前記アクチュエータ素子と連結された被駆動体（３１）と、を備え、
    　前記アクチュエータ素子は、
    　前記アクチュエータ軸周りの変形を生じる素材線（４１ａ）と、
    　前記素材線のエネルギを増減させるエネルギ伝達部品であって、前記素材線の周りにおいて螺旋状に配置されたエネルギ伝達部品（４１ｄ）と、を備える可動装置。
  4. 　前記アクチュエータ素子（４１、２４１、４４１、５４１）は、前記アクチュエータ軸周りの変形の方向と、前記エネルギ伝達部品の巻き付け方向（Ｓ、Ｚ）とが同一方向である請求項３に記載の可動装置。
  5. 　前記アクチュエータ素子（４１、２４１、３４１、５４１）は、前記アクチュエータ軸周りの変形の方向が、前記エネルギ伝達部品の巻きを緩める方向である請求項３または請求項４に記載の可動装置。
  6. 　前記アクチュエータ素子（４４１）は、前記アクチュエータ軸周りの変形の方向が、前記エネルギ伝達部品の巻きを締める方向である請求項３または請求項４に記載の可動装置。
  7. 　前記アクチュエータ素子（４４１）は、前記エネルギ伝達部品の巻きが、前記アクチュエータ軸周りの変形を生じない不活性状態において緩み状態にあり、前記アクチュエータ軸周りの変形を生じさせる活性状態において前記緩み状態より締められる請求項３に記載の可動装置。
  8. 　前記アクチュエータ素子（５４１）は、前記エネルギ伝達部品の巻きが、前記アクチュエータ軸周りの変形を生じない不活性状態において締り状態にあり、前記アクチュエータ軸周りの変形を生じさせる活性状態において前記締り状態より緩められる請求項３に記載の可動装置。
  9. 　前記アクチュエータ素子は、熱エネルギの増減によって前記変形を生じる請求項１から請求項８のいずれかに記載の可動装置。
  10. 　前記アクチュエータ素子は、合成繊維である請求項１から請求項９のいずれかに記載の可動装置。
PCT/JP2018/008674 2017-03-23 2018-03-07 可動装置 WO2018173744A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880019584.3A CN110462210A (zh) 2017-03-23 2018-03-07 可动装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017057943A JP2018159351A (ja) 2017-03-23 2017-03-23 可動装置
JP2017-057943 2017-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018173744A1 true WO2018173744A1 (ja) 2018-09-27

Family

ID=63586426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/008674 WO2018173744A1 (ja) 2017-03-23 2018-03-07 可動装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2018159351A (ja)
CN (1) CN110462210A (ja)
WO (1) WO2018173744A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11002256B2 (en) 2017-03-23 2021-05-11 Denso Corporation Movable device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077975A (ja) * 1992-06-12 1995-01-10 Sarcos Group 移動作動器および移動検知器
JPH09312984A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Casio Comput Co Ltd 機能性高分子素子およびその製造方法
US6065934A (en) * 1997-02-28 2000-05-23 The Boeing Company Shape memory rotary actuator
JP2011117452A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Ge Aviation Systems Ltd 作動装置
WO2017022146A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アクチュエータ
WO2018020795A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社デンソー アクチュエータ及びセンサ装置
WO2018020796A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社デンソー アクチュエータ、センサ装置、及び、制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8707694B2 (en) * 2011-12-23 2014-04-29 GM Global Technology Operations LLC Shape memory alloy actuator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077975A (ja) * 1992-06-12 1995-01-10 Sarcos Group 移動作動器および移動検知器
JPH09312984A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Casio Comput Co Ltd 機能性高分子素子およびその製造方法
US6065934A (en) * 1997-02-28 2000-05-23 The Boeing Company Shape memory rotary actuator
JP2011117452A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Ge Aviation Systems Ltd 作動装置
WO2017022146A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アクチュエータ
WO2018020795A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社デンソー アクチュエータ及びセンサ装置
WO2018020796A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 株式会社デンソー アクチュエータ、センサ装置、及び、制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11002256B2 (en) 2017-03-23 2021-05-11 Denso Corporation Movable device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018159351A (ja) 2018-10-11
CN110462210A (zh) 2019-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018173746A1 (ja) 可動装置
US11002256B2 (en) Movable device
WO2018173745A1 (ja) 可動装置
JP6714858B2 (ja) アクチュエータ装置
US11025178B2 (en) Actuator device
JP2022532931A (ja) 可変焦点アセンブリ
WO2018055972A1 (ja) アクチュエータ装置
WO2018173744A1 (ja) 可動装置
WO2018173743A1 (ja) 可動装置、その製造方法、および、その制御方法
JP2011117452A (ja) 作動装置
US20190313885A1 (en) Variable stiffness apparatus
CN104454414A (zh) 基于sma材料的驱动装置
WO2019159754A1 (ja) アクチュエータ装置
JP6387686B2 (ja) 圧電アクチュエーター
JP7091888B2 (ja) アクチュエータ装置
WO2019082420A1 (ja) 可動装置
JP6975340B2 (ja) ねじられていない人工筋肉
WO2022152375A1 (en) Shape memory alloy actuator architecture for driving adjustable aperture
JP2005143176A (ja) 回転駆動装置
JP2020072573A (ja) アクチュエータ装置
JPH11132062A (ja) スロットル装置
KR101648805B1 (ko) 압전형 스텝 모터
JPH10113887A (ja) マイクロマニピュレータとその駆動方法
JP2016031480A (ja) アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18771733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18771733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1