WO2025239307A1 - 位置調整装置 - Google Patents
位置調整装置Info
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- WO2025239307A1 WO2025239307A1 PCT/JP2025/017131 JP2025017131W WO2025239307A1 WO 2025239307 A1 WO2025239307 A1 WO 2025239307A1 JP 2025017131 W JP2025017131 W JP 2025017131W WO 2025239307 A1 WO2025239307 A1 WO 2025239307A1
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- adjustment device
- movable
- position adjustment
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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- G—PHYSICS
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
Definitions
- the present invention relates to a position adjustment device.
- a lens drive device that uses a coil and a magnet to adjust the position of a lens support (see, for example, Patent Document 1).
- Patent Document 1 has the problem of using a coil and a magnet, which makes the device larger.
- the present invention aims to provide a position adjustment device that can be made compact.
- the present invention provides: A position adjustment device that holds a held object and adjusts the position of the held object in one axial direction, A fixed portion; a movable part that holds the object to be held and is attached to the fixed part so as to be movable in the uniaxial direction; a first shape memory wire for moving the object to be held in one axial direction when energized; a gear for amplifying the distance of movement of the object to be held by the first shape memory wire; a first biasing member for returning the held body to a position before the movement, The first shape memory wire is attached to the fixed part and the movable part.
- the present invention enables the position adjustment device to be made smaller.
- FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a position adjustment device according to a first embodiment of the present invention
- 2A to 2C are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 1
- 2A to 2C are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 1
- 2A to 2C are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 1
- 2A to 2C are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 1
- FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a second embodiment of a position adjustment device of the present invention.
- FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a third embodiment of a position adjustment device of the present invention.
- 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 6.
- 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 6.
- 7A and 7B are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 6 .
- 7A and 7B are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 6 .
- 7A and 7B are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 6 .
- FIG. 6 are diagrams for explaining the configuration and operation of the locking mechanism shown in FIG. 6 .
- FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a fourth embodiment of a position adjustment device of the present invention.
- 10A and 10B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 9 .
- 10A and 10B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator shown in FIG. 9 .
- FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of a position adjustment device of the present invention.
- 10A and 10B are diagrams showing another embodiment of a locking mechanism used in an SMA actuator.
- 10A and 10B are diagrams showing another embodiment of a locking mechanism used in an SMA actuator.
- FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a position adjustment device according to a first embodiment of the present invention.
- this embodiment is an SMA actuator 1 in which movable parts 20a and 20b are attached to a fixed part 10, and the movable parts 20a and 20b are movable by SMAs 60a and 60b.
- the fixed part 10 is a long, plate-like member, with the movable parts 20a and 20b attached to one side of the plate in the longitudinal direction of the fixed part 10.
- another plate-like fixed part is provided on the front side of the figure, and the movable parts 20a and 20b are sandwiched between these two fixed parts; however, to make the explanation easier to understand, the fixed part on the front side of the figure has been omitted from the illustration.
- the movable part 20a is configured with two movable members 21a and 22a lined up in the short direction of the fixed part 10, and each of the movable members 21a and 22a is movable in the long direction of the fixed part 10, which is uniaxial relative to the fixed part 10.
- a long hole extending in the long direction may be formed in the fixed part 10, and protrusions on the movable members 21a and 22a may be fitted into this long hole, allowing the movable members 21a and 22a to move in the long direction of the fixed part 10.
- the movable member 21a is an example of a first movable member in the present invention, and has an uneven portion 25a formed on a portion of its upper surface.
- the uneven portion 25a is an example of a first uneven portion in the present invention, and engages with the teeth of the gear 30a, which will be described later.
- the movable member 22a is an example of a second movable member in the present invention, and has an uneven portion 24a formed on a portion of its upper surface.
- the uneven portion 24a is an example of a second uneven portion in the present invention and engages with the teeth of a gear 30a, which will be described later.
- a spring 40a is attached to the movable member 22a.
- the spring 40a is an example of a first biasing member in the present invention.
- the spring 40a is attached to the movable member 22a in a direction that expands and contracts in the longitudinal direction of the fixed portion 10, and the end of the spring 40a opposite the movable member 22b, i.e., the end closest to the end of the fixed portion 10 in the longitudinal direction, is fixed to the fixed portion 10, and the opposite end is fixed to the movable member 22a.
- the movable part 20b is configured with two movable members 21b, 22b lined up in the short direction of the fixed part 10, and each of the movable members 21b, 22b is movable in the long direction of the fixed part 10, which is uniaxial relative to the fixed part 10.
- a long hole extending in the long direction may be formed in the fixed part 10, and protrusions on the movable members 21b, 22b may be fitted into this long hole, allowing the movable members 21b, 22b to move in the long direction of the fixed part 10.
- the movable member 21b is an example of a first movable member in the present invention, and has an uneven portion 25b formed on a portion of its upper surface.
- the uneven portion 25b is an example of a first uneven portion in the present invention, and engages with the teeth of the gear 30b described below.
- the movable member 22b is an example of a second movable member in the present invention, and has an uneven portion 24b formed on a portion of its upper surface.
- the uneven portion 24b is an example of a second uneven portion in the present invention and engages with the teeth of a gear 30b, which will be described later.
- a spring 40b is attached to the movable member 22b.
- the spring 40b is an example of a first biasing member in the present invention.
- Two gears 30a and 30b are attached to the surface of the fixed part 10 where the movable parts 20a and 20b are attached.
- Gear 30a is composed of two gear portions 31a and 32a.
- Gear portion 31a is an example of the first gear portion in the present invention and has a first diameter.
- Gear portion 32a is an example of the second gear portion in the present invention and has a second diameter that is larger than the first diameter.
- gear portion 31a, 32a are integrated so that gear portion 31a is thicker and rotates around the same rotation axis provided in fixed portion 10.
- Gear portion 32a forms part of a circle and has second teeth 34a (see Figures 2A and 2B) protruding from the outer periphery of the circle.
- Gear portion 31a has first teeth 33a protruding from the outer periphery of the circle at the part of its outer periphery that overlaps with gear portion 32a.
- the gear 30a configured in this manner is rotatably attached to the surface of the fixed part 10 to which the movable part 20a is attached, near the area where the movable part 20a is movably attached.
- the teeth 33a of the gear part 31a engage with the uneven part 25a of the movable member 21a
- the teeth 34a of the gear part 32a engage with the uneven part 24a of the movable member 22a.
- Gear 30b is composed of two gear portions 31b and 32b.
- Gear portion 31b is an example of the first gear portion of the present invention and has a first diameter.
- Gear portion 32b is an example of the second gear portion of the present invention and has a second diameter that is larger than the first diameter.
- gear 31b, 32b are integrated so that gear 31b is thicker and has the same rotation axis provided on fixed part 10.
- Gear 32b forms part of a circle and has second teeth protruding from the outer periphery of the circle.
- Gear 31b has first teeth 33b protruding from the outer periphery of the circle at the part of its outer periphery that overlaps with gear 32b.
- the SMA actuator 1 has two SMA (shape memory wires) 60a and 60b.
- the SMAs 60a and 60b are an example of the first shape memory wires of the present invention.
- One end of the SMA 60a is attached to a first mounting portion 11a provided at the end of the fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to a second mounting portion 23a provided at the end of the movable member 21a.
- the SMA 60b has one end attached to a first mounting portion 11b provided at the end of the fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end attached to a second mounting portion 23b provided at the end of the movable member 21b.
- the SMA actuator 1 configured in this manner is viewed from the side of the fixed part 10 on which the movable parts 20a and 20b are attached, the SMAs 60a and 60b, gears 30a and 30b, fixed part 10, and movable parts 20a and 20b are arranged so that they at least partially overlap in a plan view. This allows the SMA actuator 1 to be made smaller in the vertical direction.
- Figures 2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator 1 shown in Figure 1, showing the state near the movable part 20a and gear 30a.
- the SMA actuator 1 shown in Figure 1 can be used to adjust the position of a lens or the like.
- a held object such as a lens is attached to the movable members 22a and 22b.
- the movable members 22a and 22b then hold the held object such as a lens.
- any method can be used to attach the held object such as a lens to the movable members 22a and 22b, depending on the shape of the held object, etc.
- the movable parts 20a and 20b are positioned at both ends of the SMA actuator 1.
- SMAs 60a and 60b When current is passed through SMAs 60a and 60b from this state, the temperatures of SMAs 60a and 60b rise, causing each of SMAs 60a and 60b to contract.
- one end of SMA 60a is attached to attachment portion 11a provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23a provided at the end of movable member 21a.
- one end of SMA 60b is attached to attachment portion 11b provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23b provided at the end of movable member 21b.
- gear 33a of gear portion 31a of gear 30a then engage with the uneven portion 25a of movable member 21a, causing gear 30a to rotate. Furthermore, as gear 30a rotates, teeth 34a of gear portion 32a of gear 30a engage with the uneven portion 24a of movable member 22a, causing movable member 22a to also move in the direction of the arrow shown in Figure 2B, i.e., in the direction approaching movable member 22b.
- teeth 33b of gear portion 31b of gear 30b engage with concave-convex portion 25b of movable member 21b, causing gear 30b to rotate.
- teeth 34b of gear portion 32b of gear 30b engage with concave-convex portion 24b of movable member 22b, causing movable member 22b to move in a direction approaching movable member 22a.
- movable member 21a and movable member 22a can be linked in the longitudinal direction of fixed part 10 via gear 30a
- movable member 21b and movable member 22b can be linked in the longitudinal direction of fixed part 10 via gear 30b.
- the movement amount of movable members 22a and 22b can be three times the movement amount of movable members 21a and 21b. In other words, the movement amount of movable members 22a and 22b can be three times the contraction amount of SMA 60a and 60b.
- the amount of contraction of the SMA 60a, 60b, which expands and contracts in the direction of movement of the movable parts 20a, 20b that hold the object to be held is amplified by the gears 30a, 30b, causing the movable members 22a, 22b that hold the object to move. This makes it possible to achieve miniaturization.
- spring 40a is attached to movable member 22a in a direction that expands and contracts in the longitudinal direction of fixed part 10, and the end opposite to movable member 22b, i.e., the end closest to the end of fixed part 10 in the longitudinal direction, is fixed to fixed part 10, and the opposite end is fixed to movable member 22a.
- spring 40b is attached to movable member 22b in a direction that expands and contracts in the longitudinal direction of fixed part 10, and the end opposite to movable member 22a, i.e., the end closest to the end of fixed part 10 in the longitudinal direction, is fixed to fixed part 10, and the opposite end is fixed to movable member 22b.
- the springs 40a and 40b are stretched when the movable members 22a and 22b move toward each other as described above.
- springs 40a and 40b are attached to movable members 22a and 22b, they may also be attached to movable members 21a and 21b. However, attaching springs 40a and 40b to movable members 22a and 22b reduces the influence of backlash from gears 30a and 30b.
- the SMA actuator 1 in this embodiment has a locking mechanism 50 that prevents the movable members 22a and 22b from moving after they have been moved, thereby fixing the movable members 22a and 22b in that position.
- Figures 3A to 3C are diagrams illustrating the configuration and operation of the locking mechanism 50 shown in Figure 1.
- the locking mechanism 50 shown in Figure 1 has support members 51a and 51b, SMAs 55a and 55b, and springs 56a and 56b.
- Support members 51a and 51b are attached so as to rotate around a rotation axis 52 provided on fixed portion 10, and have downwardly projecting protrusions 57a and 57b on their parts.
- Protrusions 57a and 57b are an example of an engagement portion in the present invention, and are biased downward by springs 56a and 56b.
- Springs 56a and 56b are an example of a second biasing member in the present invention.
- Support members 51a and 51b are arranged so that a portion of them overlaps in the front-to-rear direction. As a result, SMA 55a is attached to support member 51a at fixed portion 53a, and SMA 55b is attached to support member 51b at fixed portion 53b.
- SMAs 55a and 55b are an example of the second shape memory wire of the present invention. One end of each of SMAs 55a and 55b is connected to terminals 54a and 54b provided on fixed portion 10, and the other end is connected to fixed portions 53a and 53b provided on support members 51a and 51b. As a result, SMAs 55a and 55b are arranged to extend in a direction approximately parallel to SMAs 60a and 60b.
- the biasing force of the springs 56a and 56b causes the protrusions 57a and 57b to protrude downward, causing the protrusions 57a and 57b to engage with the uneven portions 24a and 24b of the movable members 22a and 22b, preventing the movable members 22a and 22b from moving.
- the uneven portions 24a, 24b may be different between the portions that engage with the teeth 33a, 33b of the gear wheels 32a, 32b of the gears 30a, 30b and the portions that engage with the protrusions 57a, 57b.
- the portions of the uneven portions 24a, 24b that engage with the protrusions 57a, 57b are an example of the third uneven portion in the present invention.
- FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a second embodiment of the position adjustment device of the present invention.
- this embodiment is an SMA actuator 101 that differs from the one shown in Figure 1 mainly in the configuration of gears 130a and 130b.
- the gears 130a and 130b have rotation axes rotatably attached to the movable members 21a and 21b, and are movable together with the movable members 21a and 21b in the longitudinal direction of the fixed part 10 via elongated holes 112 (see Figure 5A) provided in the fixed part 10. Furthermore, the teeth 133a and 133b of the first gear parts 131a and 131b of the gears 130a and 130b engage with the uneven parts 125a and 125b provided in the fixed part 10. Therefore, in this embodiment, the upper surfaces of the movable members 21a and 21b do not have uneven parts for engagement with the teeth 133a and 133b of the first gear parts 131a and 131b.
- Figures 5A and 5B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator 101 shown in Figure 4, showing the state near the movable part 20a and gear 130a.
- the movable parts 20a and 20b are positioned at both ends of the SMA actuator 101.
- SMAs 60a and 60b When current is passed through SMAs 60a and 60b from this state, the temperatures of SMAs 60a and 60b rise, causing each of SMAs 60a and 60b to contract.
- one end of SMA 60a is attached to attachment portion 11a provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23a provided at the end of movable member 21a.
- one end of SMA 60b is attached to attachment portion 11b provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23b provided at the end of movable member 21b.
- gears 130a and 130b are rotatably attached to movable members 21a and 21b, gears 130a and 130b also move along with movable members 21a and 21b.
- elongated holes 112 are provided in fixed part 10, and the rotation axes of gears 130a and 130b engage with elongated holes 112.
- Teeth 133a of gear portion 131a of gear 130a engage with uneven portion 125a provided on fixed part 10, causing gear 130a to rotate.
- teeth 34a of gear portion 32a of gear 130a engage with uneven portion 24a of movable member 22a, causing movable member 22a to also move in the direction of the arrow shown in FIG. 5B, i.e., toward movable member 22b.
- the teeth 133b of the gear portion 131b of the gear 130b also engage with the uneven portion 125b provided on the fixed portion 10, causing the gear 130b to rotate. Furthermore, when the gear 130b rotates, the teeth 34b of the gear portion 32b of the gear 130b engage with the uneven portion 24b of the movable member 22b, causing the movable member 22b to move in a direction approaching the movable member 22a.
- the gear ratio between the diameter of gear portion 131a and the diameter of gear portion 131b is, for example, 1:2
- the rotation caused by engagement with uneven portion 125a as gear 130a moves can make the movement of movable members 22a and 22b three times greater than the movement of movable members 21a and 21b.
- the movement of movable members 22a and 22b can be three times the contraction of SMA 60a and 60b. This makes it possible to increase the movement of movable members 22a and 22b beyond that determined solely by the gear ratio between gear portion 131a and gear portion 132a.
- the amount of contraction of the SMA 60a, 60b, which expands and contracts in the direction of movement of the movable parts 20a, 20b that hold the object to be held is amplified by the gears 30a, 30b, causing the movable members 22a, 22b that hold the object to move. This makes it possible to achieve miniaturization.
- FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a third embodiment of a position adjustment device of the present invention.
- this embodiment is an SMA actuator 201 that differs from the one shown in Figure 1 mainly in the configuration of the locking mechanism 250.
- the locking mechanism 250 prevents the movable members 22a and 22b from moving in the longitudinal direction of the fixed part by pressing against the outer peripheral surfaces of the gear portions 31a and 31b of the gears 30a and 30b.
- springs 40a and 40b are attached to the movable members 21a and 21b to return the movable members 20a and 20b to their positions before movement. Specifically, one end of the springs 40a and 40b is attached to the movable members 21a and 21b, respectively, and the other end of the springs 40a and 40b is attached to the locking mechanism 250.
- Figures 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator 201 shown in Figure 6, showing the state near the movable part 20a and gear 30a.
- SMAs 60a and 60b When current is passed through SMAs 60a and 60b while movable parts 20a and 20b are positioned at both ends of SMA actuator 201, the temperature of SMAs 60a and 60b rises, causing each of SMAs 60a and 60b to contract.
- one end of SMA 60a is attached to attachment part 11a at the end of fixed part 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment part 23a at the end of movable member 21a.
- one end of SMA 60b is attached to attachment part 11b at the end of fixed part 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment part 23b at the end of movable member 21b.
- gear 33a of gear portion 31a of gear 30a then engage with the uneven portion 25a of movable member 21a, causing gear 30a to rotate. Furthermore, as gear 30a rotates, teeth 34a of gear portion 32a of gear 30a engage with the uneven portion 24a of movable member 22a, causing movable member 22a to also move in the direction of the arrow shown in Figure 7B, i.e., in the direction approaching movable member 22b.
- teeth 33b of gear portion 31b of gear 30b engage with concave-convex portion 25b of movable member 21b, causing gear 30b to rotate.
- teeth 34b of gear portion 32b of gear 30b engage with concave-convex portion 24b of movable member 22b, causing movable member 22b to move in a direction approaching movable member 22a.
- the movement amount of movable members 22a and 22b can be three times the movement amount of movable members 21a and 21b. In other words, the movement amount of movable members 22a and 22b can be three times the contraction amount of SMA 60a and 60b.
- the amount of contraction of the SMA 60a, 60b, which expands and contracts in the direction of movement of the movable parts 20a, 20b that hold the object to be held is amplified by the gears 30a, 30b, causing the movable members 22a, 22b that hold the object to move. This makes it possible to achieve miniaturization.
- spring 40a is attached to movable member 21a in a direction that expands and contracts in the longitudinal direction of fixed part 10, and the end opposite to movable member 21b, i.e., the end closest to the center in the longitudinal direction of fixed part 10, is fixed to locking mechanism 250, and the opposite end is fixed to movable member 21a.
- spring 40b is attached to movable member 21b in a direction that expands and contracts in the longitudinal direction of fixed part 10, and the end opposite to movable member 21a, i.e., the end closest to the center in the longitudinal direction of fixed part 10, is fixed to locking mechanism 250, and the opposite end is fixed to movable member 21b.
- the springs 40a and 40b are compressed when the movable members 22a and 22b move toward each other as described above.
- the SMA actuator 201 has a locking mechanism 250 that fixes the movable members 22a and 22b in position by preventing the gears 30a and 30b from rotating after the movable members 22a and 22b have been moved.
- FIGS. 8A to 8C are diagrams illustrating the configuration and operation of the locking mechanism 250 shown in FIG. 6. Note that FIGS. 8A to 8C only show the portion of the locking mechanism 250 shown in FIG. 6 that prevents the rotation of gear 30a. Below, we will explain the configuration and operation for preventing the rotation of gear 30a using the locking mechanism 250, but the configuration and operation for preventing the rotation of gear 30b using the locking mechanism 250 are similar.
- the locking mechanism 250 shown in Figure 6 has two support members 251, an SMA 241, and a spring 253, as shown in Figure 8A.
- Support member 251 has spring 253 attached to end 252, and a pressure contact portion 255 on the side opposite end 252 that abuts against the outer circumferential surface of gear portion 31a of gear 30a.
- Spring 253 is an example of the second biasing member of the present invention.
- One end is attached to fixed portion 10, thereby biasing support member 251 downward.
- SMA 241 is connected between the two support members 251.
- SMA 241 is an example of the second shape memory wire of the present invention, with one end connected to end 252 of one support member 251 and looped around fixed shaft 254 provided on fixed portion 10, and the other end connected to end 252 of the other support member 251.
- SMA 241 is arranged to extend in a direction approximately perpendicular to SMAs 60a and 60b.
- the support member 251 when no current is flowing through the SMA 241, as shown in Figures 8A and 8B, the support member 251 is pressed downward by the biasing force of the spring 253, causing the pressure contact portion 255 of the support member 251 to abut against the outer peripheral surface of the gear portion 31a. At this time, by adjusting the biasing force of the spring 253, the pressure contact portion 255 of the support member 251 can be brought into pressure contact with the outer peripheral surface of the gear portion 31a, thereby preventing the gear 30a from rotating.
- the surface of the pressure contact portion 255 that abuts against the outer peripheral surface of the gear portion 31a may be coated with rosin or layered with rubber to prevent the pressure contact portion 255 of the support member 251 from sliding against the outer peripheral surface of the gear portion 31a.
- the pressure contact portion 255 of the support member 251 is pressed against the outer peripheral surfaces of the gear portions 31a and 31b, thereby preventing the movable members 22a and 22b from moving in the longitudinal direction of the fixed portion 10. This allows for more precise adjustment of the fixed positions of the movable members 22a and 22b than in a locking mechanism where the movable members 22a and 22b are prevented from moving by engaging the protrusions 57a and 57b with the uneven portions 24a and 24b of the movable members 22a and 22b as shown in Figures 3A to 3C.
- the SMA 241 is arranged to extend in a direction approximately perpendicular to the SMAs 60a and 60b. This allows the locking mechanism to be configured with a single SMA, preventing the movable members 22a and 22b from moving.
- FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of a fourth embodiment of the position adjustment device of the present invention.
- this embodiment is an SMA actuator 301 that differs from the one shown in Figure 6 mainly in the configuration of gears 130a and 130b.
- the gears 130a and 130b have rotation axes rotatably attached to the movable members 21a and 21b, similar to those shown in Figure 4, and are movable together with the movable members 21a and 21b in the longitudinal direction of the fixed part 10 via elongated holes 112 (see Figure 10A) provided in the fixed part 10. Furthermore, the teeth 133a and 133b of the first gear portions 131a and 131b of the gears 130a and 130b engage with uneven portions provided on the fixed part 10. Therefore, in this embodiment, the upper surfaces of the movable members 21a and 21b do not have uneven portions for engagement with the teeth 133a and 133b of the first gear portions 131a and 131b.
- Figures 10A and 10B are diagrams for explaining the operation of the SMA actuator 201 shown in Figure 9, showing the state near the movable part 20a and gear 130a.
- the movable parts 20a and 20b are positioned at both ends of the SMA actuator 201.
- SMAs 60a and 60b When current is passed through SMAs 60a and 60b from this state, the temperatures of SMAs 60a and 60b rise, causing each of SMAs 60a and 60b to contract.
- one end of SMA 60a is attached to attachment portion 11a provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23a provided at the end of movable member 21a.
- one end of SMA 60b is attached to attachment portion 11b provided at the end of fixed portion 10 in the longitudinal direction, and the other end is attached to attachment portion 23b provided at the end of movable member 21b.
- gears 130a and 130b are rotatably attached to movable members 21a and 21b, gears 130a and 130b also move along with movable members 21a and 21b.
- elongated holes 112 are provided in fixed part 10, and the rotation axes of gears 130a and 130b engage with elongated holes 112.
- Teeth 133a of gear portion 131a of gear 130a engage with uneven portion 125a provided on fixed part 10, causing gear 130a to rotate.
- teeth 34a of gear portion 32a of gear 130a engage with uneven portion 24a of movable member 22a, causing movable member 22a to also move in the direction of the arrow shown in FIG. 10B, i.e., toward movable member 22b.
- the teeth 133b of the gear portion 131b of the gear 130b also engage with the uneven portion provided on the fixed portion 10, causing the gear 130b to rotate. Furthermore, when the gear 130b rotates, the teeth 34b of the gear portion 32b of the gear 130b engage with the uneven portion 24b of the movable member 22b, causing the movable member 22b to move in a direction approaching the movable member 22a.
- the gear ratio between the diameter of gear portion 131a and the diameter of gear portion 131b is, for example, 1:2
- the rotation caused by engagement with uneven portion 125a as gear 130a moves can make the movement of movable members 22a and 22b three times greater than the movement of movable members 21a and 21b.
- the movement of movable members 22a and 22b can be three times the contraction amount of SMA 60a and 60b.
- the amount of contraction of the SMAs 60a and 60b, which expand and contract in the direction of movement of the movable parts 20a and 20b that hold the object to be held is amplified by the gears 130a and 130b, causing the movable members 22a and 22b that hold the object to move. This makes it possible to achieve miniaturization.
- FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of the position adjustment device of the present invention.
- An embodiment of the position adjustment device of the present invention may be an SMA actuator 401 as shown in Figure 11.
- the SMA actuator 401 shown in Figure 11 has two movable members 421a and 421b arranged parallel to a long fixed section 410.
- the two movable members 421a and 421b are arranged parallel to each other with a gap between them.
- Two gears 430a and 430b are arranged between the two movable members 421a and 421b, side by side in the long direction of the fixed section 410.
- Movable members 422a and 422b are arranged below the gears 430a and 430b, respectively.
- movable member 421a and movable member 422a form movable section 420a
- movable member 421b and movable member 422b form movable section 420b.
- gears 430a and 430b are also configured by integrating gear portions 431a and 431b with gear portions 432a and 432b, respectively.
- the teeth of gear portions 431a and 431b (only tooth 433b of gear portion 431b is shown) engage with uneven portions provided on the upper surfaces of movable members 421a and 421b (only uneven portion 424b of movable member 421b is shown), and the teeth of gear portions 432a and 432b (not shown) engage with uneven portions (not shown) provided on the upper surfaces of movable members 422a and 422b.
- a locking mechanism 450 having the same function as that shown in Figures 8A to 8C is also disposed between the two gears 430a and 430b.
- the SMA actuator 401 configured as described above also operates in the same manner as shown in Figure 6.
- the springs 40a and 40b shown in Figure 6 are not provided. Therefore, SMAs may also be attached to return the movable members 422a and 422b to their pre-movement positions.
- the SMA for moving the movable member 422a to the desired position (hereinafter referred to as the moving SMA) has one end attached to the movable member 422a and the other end attached to one elongated end of the fixed part 410.
- the SMA for returning the movable member 422a to its pre-movement position (hereinafter referred to as the return SMA) has one end attached to the movable member 422a and the other end attached to the other elongated end of the fixed part 410.
- the movable member 422a can be moved to the desired position by passing a current through the moving SMA, and the movable member 422a can be returned to its pre-movement position by passing a current through the return SMA.
- the moving SMA for moving movable member 422b to a desired position has one end attached to movable member 422b and the other end attached to one long end of fixed section 410.
- the returning SMA for returning movable member 422b to the position before movement has one end attached to movable member 422b and the other end attached to the other long end of fixed section 410. This allows movable member 422b to be moved to a desired position by passing a current through the moving SMA, and movable member 422b to be returned to the position before movement by passing a current through the returning SMA.
- FIGS. 12A and 12B are diagrams showing another embodiment of a locking mechanism used in an SMA actuator.
- the locking mechanism used in the SMA actuator may be one in which two support members 551a, 551b are connected in a straight line.
- the two support members 551a, 551b are movable in the connection direction, with the end of support member 551a opposite the connection end with support member 551b facing the outer circumferential surface of gear 530a, and the end of support member 551b opposite the connection end with support member 551a facing the outer circumferential surface of gear 530b.
- one end of SMA 560 is attached to support member 551a, and the other end of SMA 560 is attached to support member 551b.
- the movable member can be made movable or non-movable.
- a locking mechanism used in an SMA actuator may be one in which two support members 651a, 651b are connected in a bendable manner.
- the two support members 651a, 651b are bendable around a fulcrum 652, and have downwardly projecting protrusions 657a, 657b at the end opposite the fulcrum 652.
- one end of the SMA 660 is attached to the upper surface of the support member 651a, and the other end of the SMA 660 is attached to the upper surface of the support member 651b.
- the support members 651a, 651b will bend in the direction of the arrow in the figure around the fulcrum 652, thereby releasing the engagement between the protrusions 657a, 657b and the uneven portions of the movable member, allowing the movable member to move.
- the movable part can be made movable or immovable.
- the SMA for moving the movable member extends parallel to the direction of movement of the movable member, but the SMA may also extend obliquely to the direction of movement of the movable member.
- the length of the SMA can be increased. The longer the SMA is, the greater the amount of contraction when current is passed through it, and the greater the amount of movement of the movable member.
- the main component of the force vector generated by the SMA when current is passed through it is the component in the direction of movement of the object held by the movable member.
- SMA actuator 10 Fixed part 11a, 11b, 23a, 23b Mounting part 20a, 20b Movable part 21a, 21b, 22a, 22b Movable member 24a, 24b, 25a, 25b, 125a, 125b Concave and recessed part 30a, 30b, 130a, 130b Gear 31a, 31b, 32a, 32b, 131a, 131b Gear part 33a, 33b, 34a, 34b, 133a, 133b Teeth 40a, 40b Spring 50, 250 Locking mechanism 60a, 60b SMA
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Abstract
被保持体を保持し、該被保持体の一軸方向の位置を調整する位置調整装置であって、固定部と、前記被保持体を保持し、前記固定部に対して前記一軸方向に移動可能に取り付けられた可動部と、通電されることで前記被保持体を一軸方向に移動させるための第1の形状記憶ワイヤーと、前記第1の形状記憶ワイヤーによる前記被保持体の移動距離を増幅させるためのギアと、前記被保持体を移動前の位置に復帰させるための第1の付勢部材とを有し、前記第1の形状記憶ワイヤーが、前記固定部と前記可動部とに取り付けられている。
Description
本発明は、位置調整装置に関する。
従来、レンズを支持するレンズ支持体の位置を、コイルとマグネットとを用いて調整するレンズ駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に開示されたものにおいては、コイルとマグネットとを用いているため、装置が大型化してしまうという問題点がある。
本発明は、小型化を実現可能な位置調整装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
被保持体を保持し、該被保持体の一軸方向の位置を調整する位置調整装置であって、
固定部と、
前記被保持体を保持し、前記固定部に対して前記一軸方向に移動可能に取り付けられた可動部と、
通電されることで前記被保持体を一軸方向に移動させるための第1の形状記憶ワイヤーと、
前記第1の形状記憶ワイヤーによる前記被保持体の移動距離を増幅させるためのギアと、
前記被保持体を移動前の位置に復帰させるための第1の付勢部材と、を有し、
前記第1の形状記憶ワイヤーは、前記固定部と前記可動部とに取り付けられている。
被保持体を保持し、該被保持体の一軸方向の位置を調整する位置調整装置であって、
固定部と、
前記被保持体を保持し、前記固定部に対して前記一軸方向に移動可能に取り付けられた可動部と、
通電されることで前記被保持体を一軸方向に移動させるための第1の形状記憶ワイヤーと、
前記第1の形状記憶ワイヤーによる前記被保持体の移動距離を増幅させるためのギアと、
前記被保持体を移動前の位置に復帰させるための第1の付勢部材と、を有し、
前記第1の形状記憶ワイヤーは、前記固定部と前記可動部とに取り付けられている。
本発明によれば、位置調整装置の小型化が実現される。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の位置調整装置の第1の実施形態の構成を示す斜視図である。
図1は、本発明の位置調整装置の第1の実施形態の構成を示す斜視図である。
本実施形態は図1に示すように、固定部10に可動部20a,20bが取り付けられ、可動部20a,20bがSMA60a,60bによって移動可能となったSMAアクチュエータ1である。
固定部10は、長尺状の板状であり、板状の一方の面に可動部20a,20bが固定部10の長尺方向に並んで取り付けられている。なお、実際には、図中手前側にもう一枚の板状の固定部が設けられ、可動部20a,20bがこれら2枚の固定部に挟まれた状態となっているが、説明をわかりやすくするために、図中手前側の固定部の図示を省略している。
可動部20aは、2つの可動部材21a,22aが、固定部10の短尺方向に並んで構成されており、可動部材21a,22aのそれぞれは、固定部10に対して、一軸方向となる固定部10の長尺方向に移動可能となっている。これは例えば、固定部10に長尺方向に延びた長孔を形成し、この長孔に可動部材21a,22aに設けられた突起を嵌合させることで、可動部材21a,22aを固定部10の長尺方向に移動できるようにしてもよい。可動部材21aは、本願発明における第1の可動部材の一例となるものであって、その上面には、その一部に凹凸部25aが設けられている。凹凸部25aは、本願発明における第1の凹凸部の一例となるものであって、後述するギア30aの歯と係合する。可動部材22aは、本願発明における第2の可動部材の一例となるものであって、その上面には、その一部に凹凸部24aが設けられている。凹凸部24aは、本願発明における第2の凹凸部の一例となるものであって、後述するギア30aの歯と係合する。可動部材22aには、ばね40aが取り付けられている。ばね40aは、本願発明における第1の付勢部材の一例となるものである。ばね40aは、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で可動部材22aに取り付けられており、可動部材22bとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における端部側の端部が固定部10に固定されており、反対側の端部が可動部材22aに固定されている。
可動部20bは、2つの可動部材21b,22bが、固定部10の短尺方向に並んで構成されており、可動部材21b,22bのそれぞれは、固定部10に対して、一軸方向となる固定部10の長尺方向に移動可能となっている。これは例えば、固定部10に長尺方向に延びた長孔を形成し、この長孔に可動部材21b,22bに設けられた突起を嵌合させることで、可動部材21b,22bを固定部10の長尺方向に移動できるようにしてもよい。可動部材21bは、本願発明における第1の可動部材の一例となるものであって、その上面には、その一部に凹凸部25bが設けられている。凹凸部25bは、本願発明における第1の凹凸部の一例となるものであって、後述するギア30bの歯と係合する。可動部材22bは、本願発明における第2の可動部材の一例となるものであって、その上面には、その一部に凹凸部24bが設けられている。凹凸部24bは、本願発明における第2の凹凸部の一例となるものであって、後述するギア30bの歯と係合する。可動部材22bには、ばね40bが取り付けられている。ばね40bは、本願発明における第1の付勢部材の一例となるものである。ばね40bは、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で可動部材22bに取り付けられており、可動部材22aとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における端部側の端部が固定部10に固定されており、反対側の端部が可動部材22bに固定されている。
固定部10には、可動部20a,20bが取り付けられた面に2つのギア30a,30bが取り付けられている。
ギア30aは、2つの歯車部31a,32aから構成されている。歯車部31aは、本願発明における第1の歯車部の一例となるものであって、第1の径を有する。歯車部32aは、本願発明における第2の歯車部の一例となるものであって、第1の径よりも大きな第2の径を有する。
2つの歯車部31a,32aは、その厚さが歯車部31aの方が厚くなっており、固定部10に設けられた同一の回転軸を中心として回転するように一体化されている。歯車部32aは、円の一部を構成しており、円の外周から突出した第2の歯34a(図2A及び図2B参照)を有している。歯車部31aは、外周部分のうち歯車部32aと重なる部分に、円の外周から突出した第1の歯33aを有している。
このように構成されたギア30aは、固定部10の可動部20aが取り付けられた面のうち、可動部20aが移動可能に取り付けられた領域の近傍に回転可能に取り付けられている。そして、歯車部31aの歯33aが可動部材21aの凹凸部25aと係合し、歯車部32aの歯34aが可動部材22aの凹凸部24aと係合している。
ギア30bは、2つの歯車部31b,32bから構成されている。歯車部31bは、本願発明における第1の歯車部の一例となるものであって、第1の径を有する。歯車部32bは、本願発明における第2の歯車部の一例となるものであって、第1の径よりも大きな第2の径を有する。
2つの歯車部31b,32bは、その厚さが歯車部31bの方が厚くなっており、固定部10に設けられた同一の回転軸を有するように一体化されている。歯車部32bは、円の一部を構成しており、円の外周から突出した第2の歯を有している。歯車部31bは、外周部分のうち歯車部32bと重なる部分に、円の外周から突出した第1の歯33bを有している。
このように構成されたギア30bは、固定部10の可動部20bが取り付けられた面のうち、可動部20bが移動可能に取り付けられた領域の近傍に回転可能に取り付けられている。そして、歯車部31bの歯33bが可動部材21bの凹凸部25bと係合し、歯車部32bの歯34bが可動部材22bの凹凸部24bと係合している。
SMAアクチュエータ1は、2本のSMA(形状記憶ワイヤー)60a,60bを有している。SMA60a,60bは、本願発明における第1の形状記憶ワイヤーの一例となるものである。SMA60aは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた第1の取り付け部11aに取り付けられ、他端が可動部材21aの端部に設けられた第2の取り付け部23aに取り付けられている。SMA60bは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた第1の取り付け部11bに取り付けられ、他端が可動部材21bの端部に設けられた第2の取り付け部23bに取り付けられている。これにより、第2の取り付け部23a,23bは、SMAアクチュエータ1の一軸方向における中心からの距離が、第1の取り付け部11a,11bのSMAアクチュエータ1の一軸方向における中心からの距離よりも短くなっている。なお、第1の取り付け部11a,11bと第2の取り付け部23a,23bとが、固定部10の長尺方向に沿って略同一線上に配置されていてもよい。
このように構成されたSMAアクチュエータ1は、固定部10の可動部20a,20bが取り付けられた面側から見た場合にその平面視において、SMA60a,60bとギア30a,30bと固定部10と可動部20a,20bとが、少なくとも一部が重なるように配置されている。これにより、SMAアクチュエータ1の上下方向を小型化することができる。
以下に、上記のように構成されたSMAアクチュエータ1の動作について説明する。
図2A及び図2Bは、図1に示したSMAアクチュエータ1の動作を説明するための図であり、可動部20a及びギア30aの近傍の状態を示す。
図1に示したSMAアクチュエータ1は、レンズ等の位置調整に用いることができる。その場合、レンズ等の被保持体を可動部材22a,22bに取り付ける。これにより、可動部材22a,22bは、レンズ等の被保持体を保持する。なお、レンズ等の被保持体の可動部材22a,22bへの取り付け方法は、被保持体の形状等に応じて任意の方法を用いることができる。
まず、初期状態として、可動部20a,20bがSMAアクチュエータ1の両端部側にそれぞれ位置しているものとする。
その状態から、SMA60a,60bに電流を流すと、SMA60a,60bの温度が上昇し、それにより、SMA60a,60bのそれぞれが縮む。SMA60aは、上述したように、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11aに取り付けられ、他端が可動部材21aの端部に設けられた取り付け部23aに取り付けられている。また、SMA60bは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11bに取り付けられ、他端が可動部材21bの端部に設けられた取り付け部23bに取り付けられている。
そのため、SMA60aが縮むと、可動部材21aが、図2Aに示した状態から、図2Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材21bに近づく方向に移動する。また、SMA60bが縮むと、可動部材21bが可動部材21aに近づく方向に移動する。なお、SMA60a,60bへの電流の供給は、取り付け部11a,11b,23a,23bを介して行うことができる。
すると、ギア30aの歯車部31aの歯33aが可動部材21aの凹凸部25aと係合していることでギア30aが回転する。また、ギア30aが回転すると、ギア30aの歯車部32aの歯34aが可動部材22aの凹凸部24aと係合していることで可動部材22aも、図2Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材22bに近づく方向に移動する。
また、ギア30bの歯車部31bの歯33bが可動部材21bの凹凸部25bと係合していることでギア30bも回転する。また、ギア30bが回転すると、ギア30bの歯車部32bの歯34bが可動部材22bの凹凸部24bと係合していることで可動部材22bも、可動部材22aに近づく方向に移動する。
このように、可動部材21aと可動部材22aとがギア30aを介して固定部10の長尺方向に連動可能となっており、可動部材21bと可動部材22bとがギア30bを介して固定部10の長尺方向に連動可能となっている。
この際、歯車部31aの径と歯車部31bの径とからなるギア比を、例えば、1:3とすれば、可動部材21a,21bの移動量に対して可動部材22a,22bの移動量を3倍にすることができる。すなわち、可動部材22a,22bの移動量をSMA60a,60bの縮み量の3倍とすることができる。
このようにして本実施形態においては、被保持体を保持する可動部20a,20bの移動方向に伸縮するSMA60a,60bの縮み量をギア30a,30bで増幅し、被保持体を保持する可動部材22a,22bを移動させている。これにより、小型化が実現可能となる。
その後、SMA60a,60bに対する電流の供給を停止すると、SMA60a,60bの温度が徐々に低下し、それに伴い、SMA60a,60bが元の状態に戻っていく。
この際、可動部材22aには、ばね40aが、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で取り付けられており、可動部材22bとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における端部側の端部が固定部10に固定されており、反対側の端部が可動部材22aに固定されている。また、可動部材22bには、ばね40bが、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で取り付けられており、可動部材22aとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における端部側の端部が固定部10に固定されており、反対側の端部が可動部材22bに固定されている。
そして、ばね40a,40bは、可動部材22a,22bが上述したように互いに近づく方向に移動すると、伸ばされた状態となる。
そのため、SMA60a,60bが元の状態に戻っていくと、ばね40a,40bの付勢力によって、可動部材22a,22bが移動前の位置に戻っていく。またそれに伴い、ギア30a,30bが回転することで、可動部材21a,21bも移動前の位置に戻っていく。これにより、可動部材22a,22bに保持された被保持体を移動前の位置に復帰させることができる。なお、本実施形態においては、ばね40a,40bが可動部材22a,22bに取り付けられているが、可動部材21a,21bに取り付けられていてもよい。ただし、ばね40a,40bが可動部材22a,22bに取り付けられている方が、ギア30a,30bによるバックラッシュの影響を受けにくくなる。
ここで、本実施形態におけるSMAアクチュエータ1においては、可動部材22a,22bを移動させた後、可動部材22a,22bを移動できなくすることで、可動部材22a,22bをその位置で固定するロック機構50を有する。
図3A~図3Cは、図1に示したロック機構50の構成及び動作を説明するための図である。
図1に示したロック機構50は図3Aに示すように、支持部材51a,51bと、SMA55a,55bと、ばね56a,56bとを有する。
支持部材51a,51bは、固定部10に設けられた回転軸52を中心に回転するように取り付けられており、その一部に下方に突出した突起57a,57bを有している。突起57a,57bは、本願発明における係合部の一例となるものであって、ばね56a,56bによって下方に付勢されている。ばね56a,56bは、本願発明における第2の付勢部材の一例となるものである。なお、支持部材51a,51bは、その一部が前後方向にて重なるように配置されている。それにより、支持部材51aには固定部53aにてSMA55aが取り付けられ、支持部材51bには固定部53bにてSMA55bが取り付けられた構成となっている。
SMA55a,55bは、本願発明における第2の形状記憶ワイヤーの一例となるものである。SMA55a,55bのそれぞれは、一端が固定部10に設けられた端子54a,54bに接続されており、他端が、支持部材51a,51bに設けられた固定部53a,53bに接続されている。それにより、SMA55a,55bは、SMA60a,60bに対して略平行な方向に延びるように配置されている。
このように構成されたロック機構50においては、SMA55a,55bに電流が流れていない状態では、図3A及び図3Bに示すように、ばね56a,56bの付勢力によって突起57a,57bが下方に突出した状態となり、それにより、突起57a,57bが可動部材22a,22bの凹凸部24a,24bと係合し、可動部材22a,22bが移動できなくなる。
一方、SMA55a,55bに電流を流すと、SMA55a,55bの温度が上昇し、それにより、SMA55a,55bのそれぞれが縮む。すると、支持部材51aは、SMA55aが縮むことで回転軸52を中心として図3A中時計回りに回転し、それにより、図3Cに示すように、突起57aと凹凸部24aとの係合が外れる。また、支持部材51bにおいても同様に、SMA55bに電流が流れると、SMA55bが縮むことで回転軸52を中心として図3A中反時計回りに回転し、それにより、突起57bと凹凸部24bとの係合が外れる。
このような動作を用いて、可動部材22a,22bに保持された被保持体を移動させる場合は、まず、SMA55a,55bに電流を流して突起57a,57bと凹凸部24a,24bとの係合を外し、可動部材22a,22bが移動できる状態とし、上述したようにして被保持体を所望の位置に移動させる。その後、SMA55a,55bへの電流の供給を停止することで、突起57a,57bと凹凸部24a,24bとを係合させ、可動部材22a,22bが移動できない状態とする。これにより、可動部材22a,22bの位置が固定され、被保持体を所望の位置にて固定することができる。このように、ばね56a,56bは、SMA55a,55bの非通電時に、ロック機構50の支持部材51a,51bを付勢力によって所定位置に戻す。
なお、凹凸部24a,24bの形状を図3A~図3Cに示すような鋸歯状の突起を有する構成とすることで、SMA55a,55bに電流が流れていない状態において、突起57a,57bと凹凸部24a,24bとの係合を外れにくくすることができる。その場合、凹凸部24a,24bの形状を、ギア30a,30bの歯車部32a,32bの歯33a,33bと係合する部分と、突起57a,57bと係合する部分とで異ならせてもよい。すなわち、凹凸部24a,24bのうち、突起57a,57bと係合する部分が、本願発明における第3の凹凸部の一例となる。
このように、SMAアクチュエータ1にロック機構を設けることで、可動部材22a,22bを移動させた後、可動部材22a,22bを固定部10の長尺方向に移動できなくすることができる。その際、可動部材22a,22bに設けられた凹凸部24a,24bにロック機構の突起57a,57bを係合させることで可動部材22a,22bが移動できなくすることにより、例えば、ばね40a,40bの付勢力が若干強い場合であっても、可動部材22a,22bを移動しにくくすることができる。
また、SMA55a,55bを用いてロック機構を動作させるため、可動部材22a,22bを移動させるためのSMA60a,60bに電流を流す構成を用いて、可動部材22a,22bが移動できなくなるようにロックすることができる。
(第2の実施形態)
図4は、本発明の位置調整装置の第2の実施形態の構成を示す斜視図である。
図4は、本発明の位置調整装置の第2の実施形態の構成を示す斜視図である。
本実施形態は図4に示すように、図1に示したものに対して、主に、ギア130a,130bの構成が異なるSMAアクチュエータ101である。
本実施形態におけるギア130a,130bは、回転軸が可動部材21a,21bに回転可能に取り付けられており、固定部10に設けられた長孔112(図5A参照)によって固定部10の長尺方向に可動部材21a,21bとともに移動可能となっている。また、ギア130a,130bは、第1の歯車部131a,131bの歯133a,133bが、固定部10に設けられた凹凸部125a,125bに係合している。そのため、本実施形態における可動部材21a,21bの上面には、第1の歯車部131a,131bの歯133a,133bが係合するための凹凸部が設けられていない。
以下に、本実施形態におけるSMAアクチュエータ101の動作について説明する。
図5A及び図5Bは、図4に示したSMAアクチュエータ101の動作を説明するための図であり、可動部20a及びギア130aの近傍の状態を示す。
まず、初期状態として、可動部20a,20bがSMAアクチュエータ101の両端部側にそれぞれ位置しているものとする。
その状態から、SMA60a,60bに電流を流すと、SMA60a,60bの温度が上昇し、それにより、SMA60a,60bのそれぞれが縮む。SMA60aは、上述したように、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11aに取り付けられ、他端が可動部材21aの端部に設けられた取り付け部23aに取り付けられている。また、SMA60bは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11bに取り付けられ、他端が可動部材21bの端部に設けられた取り付け部23bに取り付けられている。
そのため、SMA60aが縮むと、可動部材21aが、図5Aに示した状態から、図5Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材21bに近づく方向に移動する。また、SMA60bが縮むと、可動部材21bが可動部材21aに近づく方向に移動する。なお、SMA60a,60bへの電流の供給は、取り付け部11a,11b,23a,23bを介して行うことができる。
すると、ギア130a,130bが、可動部材21a,21bに回転可能に取り付けられていることで、ギア130a,130bも可動部材21a,21bとともに移動する。その際、固定部10には、長孔112が設けられており、ギア130a,130bの回転軸は長孔112に係合している。すると、ギア130aの歯車部131aの歯133aが固定部10に設けられた凹凸部125aに係合していることでギア130aが回転する。また、ギア130aが回転すると、ギア130aの歯車部32aの歯34aが可動部材22aの凹凸部24aと係合していることで可動部材22aも、図5Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材22bに近づく方向に移動する。
また、ギア130bの歯車部131bの歯133bも、固定部10に設けられた凹凸部125bに係合していることでギア130bが回転する。また、ギア130bが回転すると、ギア130bの歯車部32bの歯34bが可動部材22bの凹凸部24bと係合していることで可動部材22bも、可動部材22aに近づく方向に移動する。
この際、歯車部131aの径と歯車部31bの径とからなるギア比を、例えば、1:2とすると、このギア比に加えて、ギア130aの移動に伴う凹凸部125aとの係合による回転によって、可動部材21a,21bの移動量に対して可動部材22a,22bの移動量を3倍にすることができる。すなわち、可動部材22a,22bの移動量をSMA60a,60bの縮み量の3倍とすることができる。これにより、可動部材22a,22bの移動量を、歯車部131aと歯車部132aとのギア比のみに応じたものよりも大きくすることができる。
このようにして本実施形態においては、被保持体を保持する可動部20a,20bの移動方向に伸縮するSMA60a,60bの縮み量をギア30a,30bで増幅し、被保持体を保持する可動部材22a,22bを移動させている。これにより、小型化が実現可能となる。
その後、SMA60a,60bに対する電流の供給を停止した後の動作については、図1に示したものと同様である。
(第3の実施形態)
図6は、本発明の位置調整装置の第3の実施形態の構成を示す斜視図である。
図6は、本発明の位置調整装置の第3の実施形態の構成を示す斜視図である。
本実施形態は図6に示すように、図1に示したものに対して、主に、ロック機構250の構成が異なるSMAアクチュエータ201である。
本実施形態におけるロック機構250は、ギア30a,30bの歯車部31a,31bの外周面に圧接することで可動部材22a,22bを固定部の長尺方向に移動できなくする。また、本実施形態におけるSMAアクチュエータ201においては、可動部20a,20bを移動前の位置に戻すためのばね40a,40bが、可動部材21a,21bに取り付けられている。具体的には、ばね40a,40bの一端が可動部材21a,21bにそれぞれ取り付けられ、ばね40a,40bの他端がロック機構250に取り付けられている。
以下に、本実施形態におけるSMAアクチュエータ201の動作について説明する。
図7A及び図7Bは、図6に示したSMAアクチュエータ201の動作を説明するための図であり、可動部20a及びギア30aの近傍の状態を示す。
可動部20a,20bがSMAアクチュエータ201の両端部側にそれぞれ位置している状態から、SMA60a,60bに電流を流すと、SMA60a,60bの温度が上昇し、それにより、SMA60a,60bのそれぞれが縮む。SMA60aは、上述したように、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11aに取り付けられ、他端が可動部材21aの端部に設けられた取り付け部23aに取り付けられている。また、SMA60bは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11bに取り付けられ、他端が可動部材21bの端部に設けられた取り付け部23bに取り付けられている。
そのため、SMA60aが縮むと、可動部材21aが、図7Aに示した状態から、図7Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材21bに近づく方向に移動する。また、SMA60bが縮むと、可動部材21bが可動部材21aに近づく方向に移動する。
すると、ギア30aの歯車部31aの歯33aが可動部材21aの凹凸部25aと係合していることでギア30aが回転する。また、ギア30aが回転すると、ギア30aの歯車部32aの歯34aが可動部材22aの凹凸部24aと係合していることで可動部材22aも、図7Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材22bに近づく方向に移動する。
また、ギア30bの歯車部31bの歯33bが可動部材21bの凹凸部25bと係合していることでギア30bも回転する。また、ギア30bが回転すると、ギア30bの歯車部32bの歯34bが可動部材22bの凹凸部24bと係合していることで可動部材22bも、可動部材22aに近づく方向に移動する。
この際、歯車部31aの径と歯車部31bの径とからなるギア比を、例えば、1:3とすれば、可動部材21a,21bの移動量に対して可動部材22a,22bの移動量を3倍にすることができる。すなわち、可動部材22a,22bの移動量をSMA60a,60bの縮み量の3倍とすることができる。
このようにして本実施形態においては、被保持体を保持する可動部20a,20bの移動方向に伸縮するSMA60a,60bの縮み量をギア30a,30bで増幅し、被保持体を保持する可動部材22a,22bを移動させている。これにより、小型化が実現可能となる。
その後、SMA60a,60bに対する電流の供給を停止すると、SMA60a,60bの温度が徐々に低下し、それに伴い、SMA60a,60bが元の状態に戻っていく。
この際、可動部材21aには、ばね40aが、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で取り付けられており、可動部材21bとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における中央側の端部がロック機構250に固定されており、反対側の端部が可動部材21aに固定されている。また、可動部材21bには、ばね40bが、固定部10の長尺方向に伸縮する方向で取り付けられており、可動部材21aとは反対側、すなわち、固定部10の長尺方向における中央側の端部がロック機構250に固定されており、反対側の端部が可動部材21bに固定されている。
そして、ばね40a,40bは、可動部材22a,22bが上述したように互いに近づく方向に移動すると、縮んだ状態となる。
そのため、SMA60a,60bが元の状態に戻っていくと、ばね40a,40bの付勢力によって、可動部材21a,21bが移動前の位置に戻っていく。またそれに伴い、ギア30a,30bが回転することで、可動部材22a,22bも移動前の位置に戻っていく。これにより、可動部材22a,22bに保持された被保持体を移動前の位置に復帰させることができる。
ここで、本実施形態におけるSMAアクチュエータ201においては、可動部材22a,22bを移動させた後、ギア30a,30bを回転できなくすることで可動部材22a,22bをその位置で固定するロック機構250を有する。
図8A~図8Cは、図6に示したロック機構250の構成及び動作を説明するための図である。なお、図8A~図8Cにおいては、図6に示したロック機構250のうち、ギア30aを回転できなくする部分のみを示しており、以下では、ロック機構250によってギア30aを回転できなくするための構成及び動作について説明するが、ロック機構250によってギア30bを回転できなくするための構成及び動作も同様である。
図6に示したロック機構250は図8Aに示すように、2つの支持部材251と、SMA241と、ばね253とを有する。
支持部材251は、端部252側にばね253が取り付けられているとともに、端部252とは反対側がギア30aの歯車部31aの外周面に当接する圧接部255を有している。ばね253は、本願発明における第2の付勢部材の一例となるものである。一端が固定部10に取り付けられていることで、支持部材251を下方に付勢している。2つの支持部材251間には、SMA241が接続されている。SMA241は、本願発明における第2の形状記憶ワイヤーの一例となるものであって、一端が一方の支持部材251の端部252に接続され、固定部10に設けられた固定軸254に掛け回されて他端が他方の支持部材251の端部252に接続されている。それにより、SMA241は、SMA60a,60bに対して略垂直な方向に延びるように配置されている。
このように構成されたロック機構250においては、SMA241に電流が流れていない状態では、図8A及び図8Bに示すように、ばね253の付勢力によって支持部材251が下方に押された状態となっており、それにより、支持部材251の圧接部255が歯車部31aの外周面に当接している。この際、ばね253の付勢力を調整することで支持部材251の圧接部255を歯車部31aの外周面に圧接させることができ、それにより、ギア30aが回転できない状態となる。なお、圧接部255の歯車部31aの外周面に当接する面に、松脂を塗布したり、ラバーを積層したりすることで、支持部材251の圧接部255が歯車部31aの外周面を滑りにくいようにしてもよい。
このようにしてギア30a,30bが回転できなくなることにより、可動部20a,20bが固定部10の長尺方向に移動できない状態となる。
一方、SMA241に電流を流すと、SMA241の温度が上昇し、それにより、SMA241が縮む。すると、SMA241の一端が一方の支持部材251の端部252に接続され、固定部10に設けられた固定軸254に掛け回されて他端が他方の支持部材251の端部252に接続されているため、SMA241が縮むことにより、支持部材251が端部252から上方に持ち上げられる。
すると、図8Cに示すように、支持部材251の圧接部255が歯車部31aの外周面から離隔し、ギア30aが回転可能な状態となる。
このようにしてギア30a,30bが回転可能となることにより、可動部20a,20bが固定部10の長尺方向に移動可能な状態となる。
上述した動作を用いて、可動部材22a,22bに保持された被保持体を移動させる場合は、まず、SMA241に電流を流して支持部材251の圧接部255が歯車部31a,31bの外周面から離隔した状態とする。これにより、可動部材22a,22bが移動できる状態となるため、被保持体を所望の位置に移動させる。その後、SMA241への電流を停止することで、支持部材251の圧接部255を歯車部31a,31bの外周面に圧接させ、ギア30a,30bを回転できない状態とする。これにより、可動部材22a,22bが固定部10の長尺方向に移動できない状態となり、可動部材22a,22bの位置が固定され、被保持体を所望の位置にて固定することができる。このように、ばね253は、SMA241の非通電時に、ロック機構250の支持部材251を付勢力によって所定位置に戻す。
本実施形態におけるロック機構250においては、支持部材251の圧接部255を歯車部31a,31bの外周面に圧接することで可動部材22a,22bが固定部10の長尺方向に移動できない状態としている。そのため、図3A~図3Cに示したように可動部材22a,22bの凹凸部24a,24bに突起57a,57bを係合させることで可動部材22a,22bが移動できない状態とするものよりも、可動部材22a,22bの固定位置を細かく調整することができる。
また、本実施形態におけるロック機構250においては、SMA241が、SMA60a,60bに対して略垂直な方向に延びるように配置されている。それにより、可動部材22a,22bが移動できない状態とするためにロック機構を動作させるSMAを1本で構成することができる。
(第4の実施形態)
図9は、本発明の位置調整装置の第4の実施形態の構成を示す斜視図である。
図9は、本発明の位置調整装置の第4の実施形態の構成を示す斜視図である。
本実施形態は図9に示すように、図6に示したものに対して、主に、ギア130a,130bの構成が異なるSMAアクチュエータ301である。
本実施形態におけるギア130a,130bは、図4に示したものとほぼ同様に、回転軸が可動部材21a,21bに回転可能に取り付けられており、固定部10に設けられた長孔112(図10A参照)によって固定部10の長尺方向に可動部材21a,21bとともに移動可能となっている。また、ギア130a,130bは、第1の歯車部131a,131bの歯133a,133bが、固定部10に設けられた凹凸部に係合している。そのため、本実施形態における可動部材21a,21bの上面には、第1の歯車部131a,131bの歯133a,133bが係合するための凹凸部が設けられていない。
以下に、本実施形態におけるSMAアクチュエータ201の動作について説明する。
図10A及び図10Bは、図9に示したSMAアクチュエータ201の動作を説明するための図であり、可動部20a及びギア130aの近傍の状態を示す。
まず、初期状態として、可動部20a,20bがSMAアクチュエータ201の両端部側にそれぞれ位置しているものとする。
その状態から、SMA60a,60bに電流を流すと、SMA60a,60bの温度が上昇し、それにより、SMA60a,60bのそれぞれが縮む。SMA60aは、上述したように、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11aに取り付けられ、他端が可動部材21aの端部に設けられた取り付け部23aに取り付けられている。また、SMA60bは、一端が固定部10の長軸方向における端部に設けられた取り付け部11bに取り付けられ、他端が可動部材21bの端部に設けられた取り付け部23bに取り付けられている。
そのため、SMA60aが縮むと、可動部材21aが、図10Aに示した状態から、図10Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材21bに近づく方向に移動する。また、SMA60bが縮むと、可動部材21bが可動部材21aに近づく方向に移動する。
すると、ギア130a,130bが、可動部材21a,21bに回転可能に取り付けられていることで、ギア130a,130bも可動部材21a,21bとともに移動する。その際、固定部10には、長孔112が設けられており、ギア130a,130bの回転軸は長孔112に係合している。すると、ギア130aの歯車部131aの歯133aが固定部10に設けられた凹凸部125aに係合していることでギア130aが回転する。また、ギア130aが回転すると、ギア130aの歯車部32aの歯34aが可動部材22aの凹凸部24aと係合していることで可動部材22aも、図10Bに示す矢印方向、すなわち、可動部材22bに近づく方向に移動する。
また、ギア130bの歯車部131bの歯133bも、固定部10に設けられた凹凸部に係合していることでギア130bが回転する。また、ギア130bが回転すると、ギア130bの歯車部32bの歯34bが可動部材22bの凹凸部24bと係合していることで可動部材22bも、可動部材22aに近づく方向に移動する。
この際、歯車部131aの径と歯車部31bの径とからなるギア比を、例えば、1:2とすると、このギア比に加えて、ギア130aの移動に伴う凹凸部125aとの係合による回転によって、可動部材21a,21bの移動量に対して可動部材22a,22bの移動量を3倍にすることができる。すなわち、可動部材22a,22bの移動量をSMA60a,60bの縮み量の3倍とすることができる。
このようにして本実施形態においては、被保持体を保持する可動部20a,20bの移動方向に伸縮するSMA60a,60bの縮み量をギア130a,130bで増幅し、被保持体を保持する可動部材22a,22bを移動させている。これにより、小型化が実現可能となる。
(他の実施形態)
図11は、本発明の位置調整装置の他の実施形態の構成を示す斜視図である。
図11は、本発明の位置調整装置の他の実施形態の構成を示す斜視図である。
本発明の位置調整装置の実施形態としては、図11に示すようなSMAアクチュエータ401でもよい。
図11に示すSMAアクチュエータ401は、長尺状の固定部410に並行して2つの可動部材421a,421bが配置されている。2つの可動部材421a,421bは、互いに空隙を介して並行している。そして、2つの可動部材421a,421b間に、2つのギア430a,430bが、固定部410の長尺方向に並んで配置されている。また、ギア430a,430bのそれぞれの下部に可動部材422a,422bが配置されている。なお、本実施形態においても、可動部材421aと可動部材422aとから可動部420aが構成され、可動部材421bと可動部材422bとから可動部420bが構成される。
本実施形態におけるギア430a,430bも、それぞれ、歯車部431a,431bと、歯車部432a,432bとが一体化されて構成されており、歯車部431a,431bの歯(歯車部431bの歯433bのみ図示)が、可動部材421a,421bの上面に設けられた凹凸部(可動部材421bの凹凸部424bのみ図示)に係合し、歯車部432a,432bの歯(不図示)が、可動部材422a,422bの上面に設けられた凹凸部(不図示)に係合している。また、図8A~図8Cに示したものと同等の機能を有するロック機構450も2つのギア430a,430b間に配置されている。
上記のように構成されたSMAアクチュエータ401においても、図6に示したものと同様の動作を行う。
一端が固定部410に取り付けられ、他端が可動部材421aに取り付けられたSMAに電流を流すと、SMAが縮むことで可動部材421aが移動し、それに伴ってギア430aが回転する。そして、ギア430aが回転することに伴って可動部材422aが移動することになる。
また、一端が固定部410に取り付けられ、他端が可動部材421bに取り付けられたSMAに電流を流すと、SMAが縮むことで可動部材421bが移動し、それに伴ってギア430bが回転する。そして、ギア430bが回転することに伴って可動部材422bが移動することになる。
さらに、本実施形態においては、図6に示したばね40a,40bが設けられていない。そのため、可動部材422a,422bを移動前の位置に戻すためにもSMAが取り付けられていてもよい。具体的には、可動部材422aを所望の位置に移動させるためのSMA(以下、移動用SMAと称する)は、一端が可動部材422aに取り付けられるとともに他端が固定部410の長尺状の一方の端部側に取り付けられている。また、可動部材422aを移動前の位置に戻すためのSMA(以下、戻し用SMAと称する)は、一端が可動部材422aに取り付けられるとともに他端が固定部410の長尺状の他方の端部側に取り付けられている。これにより、移動用SMAに電流を流すことで可動部材422aを所望の位置に移動させることができ、戻し用SMAに電流を流すことで可動部材422aを移動前の位置に戻すことができる。同様に、可動部材422bを所望の位置に移動させるための移動用SMAは、一端が可動部材422bに取り付けられるとともに他端が固定部410の長尺状の一方の端部側に取り付けられている。また、可動部材422bを移動前の位置に戻すための戻し用SMAは、一端が可動部材422bに取り付けられるとともに他端が固定部410の長尺状の他方の端部側に取り付けられている。これにより、移動用SMAに電流を流すことで可動部材422bを所望の位置に移動させることができ、戻し用SMAに電流を流すことで可動部材422bを移動前の位置に戻すことができる。
(ロック機構の他の実施形態)
図12A及び図12Bは、SMAアクチュエータに用いられるロック機構の他の実施形態を示す図である。
図12A及び図12Bは、SMAアクチュエータに用いられるロック機構の他の実施形態を示す図である。
SMAアクチュエータに用いられるロック機構としては、図12Aに示すように、2本の支持部材551a,551bが直線状に接続されたものであってもよい。2本の支持部材551a,551bは接続方向に移動可能となっており、支持部材551aの支持部材551bとの接続端とは反対側の端部がギア530aの外周面に対向し、支持部材551bの支持部材551aとの接続端とは反対側の端部がギア530bの外周面に対向している。また、SMA560の一端が支持部材551aに取り付けられ、SMA560の他端が支持部材551bに取り付けられている。
上記のように構成されたロック機構においては、SMA560に電流を流すと、SMA560が縮み、それにより、支持部材551a,551bが、図中矢印方向において互いに近づく方向に移動することで、支持部材551a,551bの両端がギア530a,530bの外周面から離隔する。それにより、ギア530a,530bが回転可能な状態となる。
一方、SMA560への電流の供給を停止すると、SMA560が縮もうとする力が生じなくなる。その際、例えば、支持部材551aと支持部材551bとの接続部分に、支持部材551aと支持部材551bとが互いに離れる方向に付勢するばね等を設けることで、支持部材551aの支持部材551bとの接続端とは反対側の端部がギア530aの外周面に圧接されるとともに、支持部材551bの支持部材551aとの接続端とは反対側の端部がギア530bの外周面に圧接された状態となる。これにより、ギア530a,530bが回転できない状態となる。
このようにして、ギア530a,530bを回転可能にしたり回転できなくしたりすることで、可動部材を移動できるようにしたり移動できないようにしたりすることができる。
また、SMAアクチュエータに用いられるロック機構としては、図12Bに示すように、2つの支持部材651a,651bが折れ曲がり可能に接続されたものであってもよい。2つの支持部材651a,651bは、支点652を中心として折れ曲がり可能となっており、支点652とは反対側の端部に下方に突出した突起657a,657bを有している。また、また、SMA660の一端が支持部材651aの上面に取り付けられ、SMA660の他端が支持部材651bの上面に取り付けられている。
上記のように構成されたロック機構においては、SMA660に電流を流すと、SMA660が縮み、それにより、支持部材651a,651bが、支点652を中心として図中矢印方向に折れ曲がる。
ここで、支持部材651a,651bの突起657a,657bが、図6に示したロック機構と同様に、可動部材に設けられた凹凸部に係合していれば、支持部材651a,651bが支点652を中心として図中矢印方向に折れ曲がることで、突起657a,657bと可動部材の凹凸部との係合が解除され、可動部材が移動可能な状態となる。
一方、SMA660への電流の供給を停止すると、SMA660が縮もうとする力が生じなくなる。その際、例えば、支点652に、支持部材651a,651bに対して、支持部材651a,651bが折れ曲がっていない状態、すなわち直線状となる方向に付勢するばね等を設けることで、支持部材651a,651bが折れ曲がっていない状態、すなわち直線状となる。
そして、支持部材651a,651bの突起657a,657bが、図6に示したロック機構と同様に、可動部材に設けられた凹凸部に係合することで、可動部材が移動できない状態となる。
このようにして、可動部材を移動できるようにしたり移動できないようにしたりすることができる。
なお、上述した実施形態においては、可動部材を移動させるためのSMAが可動部材の移動方向と平行に延びているが、SMAが可動部材の移動方向に対して斜めに延びていてもよい。そのような構成においては、SMAの長さを長くすることができる。SMAの長さを長くすれば、それだけ電流を流した際の縮み量を大きくすることができ、可動部材の移動量を大きくすることができる。ただし、SMAが通電により発生させる力のベクトルを構成する成分のうちの主成分が、可動部材に保持された被保持体の移動方向における成分であることが好ましい。
また、上述した実施形態においては、2つの可動部を有し、これら2つの可動部が2本のSMA及び2つのギアによって移動可能な構成を例に挙げて説明したが、1つの可動部を有し、1つの可動部が1本のSMA及び1つのギアによって移動可能なものであってもよい。
本出願は、2024年5月17日に出願された日本国特許出願2024-081301号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。
1,101,201,301,401 SMAアクチュエータ
10 固定部
11a,11b,23a,23b 取り付け部
20a,20b 可動部
21a,21b,22a,22b 可動部材
24a,24b,25a,25b,125a,125b 凹凸部
30a,30b,130a,130b ギア
31a,31b,32a,32b,131a,131b 歯車部
33a,33b,34a,34b,133a,133b 歯
40a,40b ばね
50,250 ロック機構
60a,60b SMA
10 固定部
11a,11b,23a,23b 取り付け部
20a,20b 可動部
21a,21b,22a,22b 可動部材
24a,24b,25a,25b,125a,125b 凹凸部
30a,30b,130a,130b ギア
31a,31b,32a,32b,131a,131b 歯車部
33a,33b,34a,34b,133a,133b 歯
40a,40b ばね
50,250 ロック機構
60a,60b SMA
Claims (24)
- 被保持体を保持し、該被保持体の一軸方向の位置を調整する位置調整装置であって、
固定部と、
前記被保持体を保持し、前記固定部に対して前記一軸方向に移動可能に取り付けられた可動部と、
通電されることで前記被保持体を前記一軸方向に移動させるための第1の形状記憶ワイヤーと、
前記第1の形状記憶ワイヤーによる前記被保持体の移動距離を増幅させるためのギアと、
前記被保持体を移動前の位置に復帰させるための第1の付勢部材と、を有し、
前記第1の形状記憶ワイヤーは、前記固定部と前記可動部とに取り付けられている、位置調整装置。 - 前記第1の形状記憶ワイヤーの一端が前記固定部に取り付けられる第1の取り付け部と、前記第1の形状記憶ワイヤーの他端が前記可動部に取り付けられる第2の取り付け部とが、前記一軸方向に沿って略同一線上に配置されている、請求項1に記載の位置調整装置。
- 前記第2の取り付け部は、前記位置調整装置の前記一軸方向における中心からの距離が、前記第1の取り付け部の前記位置調整装置の前記一軸方向における中心からの距離よりも短い、請求項2に記載の位置調整装置。
- 前記可動部は、
前記第2の取り付け部が設けられた第1の可動部材と、
前記被保持体を保持する第2の可動部材と、を有し、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材とは、前記ギアを介して前記一軸方向に連動可能となっている、請求項2に記載の位置調整装置。 - 前記第1の形状記憶ワイヤーと前記可動部とが、平面視で少なくとも一部が重なるように配置されている、請求項1に記載の位置調整装置。
- 前記ギアは、
第1の径を具備し、前記第1の可動部材に設けられた第1の凹凸部に係合する第1の歯が外周から突出した第1の歯車部と、
前記第1の径よりも大きな第2の径を具備し、前記第2の可動部材に設けられた第2の凹凸部に係合する第2の歯が外周から突出した第2の歯車部と、を有し、
前記第1の歯車部と前記第2の歯車部とが、同一の回転軸を中心として回転する、請求項4に記載の位置調整装置。 - 前記ギアは、前記回転軸が前記固定部に回転可能に固定されている、請求項6に記載の位置調整装置。
- 前記ギアは、
第1の径を具備し、前記固定部に設けられた第1の凹凸部に係合する第1の歯が外周から突出した第1の歯車部と、
前記第1の径よりも大きな第2の径を具備し、前記第2の可動部材に設けられた第2の凹凸部に係合する第2の歯が外周から突出した第2の歯車部と、を有し、
前記第1の歯車部と前記第2の歯車部とが、同一の回転軸を中心として回転する、請求項4に記載の位置調整装置。 - 前記ギアは、前記回転軸が前記第1の可動部材に当該第1の可動部材ともに前記一軸方向に移動可能に取り付けられている、請求項8に記載の位置調整装置。
- 前記第1の形状記憶ワイヤーと前記ギアと前記固定部と前記可動部とが、平面視で少なくとも一部が重なるように配置されている、請求項6または請求項8に記載の位置調整装置。
- 前記第1の付勢部材は、ばねである、請求項4に記載の位置調整装置。
- 前記ばねは、一端が前記第2の可動部材に取り付けられ、他端が前記固定部に取り付けられている、請求項11に記載の位置調整装置。
- 前記可動部の前記一軸方向における位置を固定するロック機構を有する、請求項1に記載の位置調整装置。
- 通電されることで前記ロック機構を動作させるための第2の形状記憶ワイヤーと、
前記第2の形状記憶ワイヤーの非通電時に前記ロック機構を所定位置に戻す第2の付勢部材と、を有する、請求項13に記載の位置調整装置。 - 前記第1の形状記憶ワイヤーと前記第2の形状記憶ワイヤーとが、互いに略平行な方向に延びるように配置されている、請求項14に記載の位置調整装置。
- 前記第1の形状記憶ワイヤーと前記第2の形状記憶ワイヤーとが、互いに略垂直な方向に延びるように配置されている、請求項14に記載の位置調整装置。
- 前記ロック機構は、前記ギアを回転できなくすることで前記可動部の前記一軸方向における位置を固定する、請求項13に記載の位置調整装置。
- 前記ロック機構は、前記ギアの外周面に圧接することで当該ギアを回転できなくする圧接部を有する、請求項17に記載の位置調整装置。
- 前記ロック機構は、前記可動部に設けられた第3の凹凸部に係合することで前記可動部の前記一軸方向における位置を固定する係合部を有する、請求項13に記載の位置調整装置。
- 前記第3の凹凸部は、凸部が鋸歯状の突起から構成されている、請求項19に記載の位置調整装置。
- 前記第1の形状記憶ワイヤーが通電により発生させる力のベクトルを構成する成分のうちの主成分は、前記被保持体の移動方向における成分である、請求項1に記載の位置調整装置。
- 前記第1の形状記憶ワイヤー、前記ギア及び前記可動部は、前記位置調整装置の前記一軸方向における中心を介して線対称に2つずつ配置され、
前記2つの第1の形状記憶ワイヤーのそれぞれは、一端が前記固定部に取り付けられ、前記位置調整装置の前記一軸方向における中心を介して延びて他端が前記可動部に取り付けられている、請求項1に記載の位置調整装置。 - 前記2つの第1の形状記憶ワイヤーは、前記固定部に取り付けられる一端と、前記可動部に取り付けられる他端とが、前記2つの第1の形状記憶ワイヤーどうしで、前記位置調整装置の前記一軸方向における中心を介して互いに異なる側に配置されており、前記被保持体の両端に亘るように配置されている、請求項22に記載の位置調整装置。
- 前記2つの可動部の前記一軸方向における位置をそれぞれ固定する2つのロック機構と、
前記2つのロック機構を動作させるための1つの第2の形状記憶ワイヤーと、を有し、
前記第1の形状記憶ワイヤーと前記第2の形状記憶ワイヤーとが、互いに略垂直な方向に延びるように配置されている、請求項22に記載の位置調整装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024081301 | 2024-05-17 | ||
| JP2024-081301 | 2024-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025239307A1 true WO2025239307A1 (ja) | 2025-11-20 |
Family
ID=97720184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/017131 Pending WO2025239307A1 (ja) | 2024-05-17 | 2025-05-09 | 位置調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025239307A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000297566A (ja) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Sony Corp | 形状記憶合金を用いた駆動装置 |
| JP2007513294A (ja) * | 2003-09-09 | 2007-05-24 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | スマートマッスルワイヤを持つ電動アクチュエータ |
| WO2020094353A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | L&P Property Management Company | Actuator device using shape memory alloy element |
-
2025
- 2025-05-09 WO PCT/JP2025/017131 patent/WO2025239307A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000297566A (ja) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Sony Corp | 形状記憶合金を用いた駆動装置 |
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| WO2020094353A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | L&P Property Management Company | Actuator device using shape memory alloy element |
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