JPH0118272B2 - - Google Patents

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JPH0118272B2
JPH0118272B2 JP57036628A JP3662882A JPH0118272B2 JP H0118272 B2 JPH0118272 B2 JP H0118272B2 JP 57036628 A JP57036628 A JP 57036628A JP 3662882 A JP3662882 A JP 3662882A JP H0118272 B2 JPH0118272 B2 JP H0118272B2
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JP
Japan
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shape memory
memory alloy
shape
alloy
memorized
Prior art date
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JP57036628A
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English (en)
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JPS58155285A (ja
Inventor
Noryuki Miwa
Nobuhiro Iguchi
Masaru Pponma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKI KOOHOREESHON KK
Original Assignee
TOKI KOOHOREESHON KK
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Publication of JPH0118272B2 publication Critical patent/JPH0118272B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06Mechanical-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
    • F03G7/061Mechanical-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 characterised by the actuating element
    • F03G7/0614Mechanical-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 characterised by the actuating element using shape memory elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、形状記憶合金が示す形状記憶効果を
利用して種々の機能を果す形状記憶効果装置に関
する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
従来提案されている形状記憶効果装置の多く
は、線状の形状記憶合金を使用していた。したが
つて、 (イ) 形状記憶合金に“面”を記憶させることがで
きない。
(ロ) 形状記憶合金が形状記憶効果により記憶形状
に復帰しようとする際の力(形状回復力)が比
較的小さい。
(ハ) 形状記憶合金を圧縮方向および引つ張り方向
に大きく変形させることができない。
等の欠点があつた。
また、従来、一部には、板状の形状記憶合金を
使用した形状記憶効果装置も提案されているが、
単純な板状の形状記憶合金を使用していたため、 (ニ) 形状記憶合金の形状変化の態様の選択範囲が
狭い。
(ホ) 線状の形状記憶合金の場合と同様に、引つ張
り方向および圧縮方向に形状記憶合金を大きく
変形させることができない。
(ヘ) 形状記憶合金に直接電流を流してジユール熱
により該形状記憶合金を加熱しようとする場
合、電流分布が均一にならず、形状記憶合金が
不均一に加熱され、形状記憶合金の一部が過熱
されたり、逆に必要温度区間まで加熱されず、
形状回復力を生させることができなかつたりす
る。
等の欠点があつた。
本発明は、前記従来の種々の欠点を解消するこ
とができ、しかも必要な形状の形状記憶合金を極
めて容易に製作することができる形状記憶効果装
置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による形状記憶効果装置は、 複数の切り込みと、これらの切り込み間に形成
された大略帯状のつながり部とを有する板状の形
状記憶合金を具備し、 前記つながり部の両端は前記形状記憶合金の他
の部分に連続しており、 前記形状記憶合金が所定の態様で変形される
と、前記複数の切り込みが開かれて複数の開口が
形成されるようになつており、 かつ前記形状記憶合金は各前記切り込みの開閉
状態が所定の状態となる形状を記憶させられてい
ることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明においては、形状記憶合金は、記憶させ
られた形状以外の形状に変形されている状態(す
なわち各切り込みが前記所定の開閉状態以外の開
閉状態となるように変形された状態)において所
定温度区間にまで加熱されると、形状記憶効果に
より、前記記憶させられた形状(すなわち各切り
込みが前記所定の開閉状態になる形状)に復帰し
ようとする。そして、本発明の場合、形状記憶合
金の記憶形状からの変形および記憶形状への復帰
が、大略帯状のつながり部の変形および形状回復
によつてなされることにより、前記目的を達成で
きる。
〔実施例〕
以下本発明を図面に示す実施例に基づいてさら
に詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示し、形状記憶合
金1は同図aのように板状のTi−Ni形状記憶合
金に多数の切り込み2を図上縦方向に、互い違い
状に設けてなる。これらの切り込み2間には大略
帯状のつながり部21が形成されており、これら
のつながり部21の両端は形状記憶合金1の他の
部分に連続している。そして、この形状記憶合金
1は、所定の形状記憶処理を施されることによ
り、同図aのように各切り込み2が閉じられた形
状を記憶している。
図上横方向に関し、前記形状記憶合金1の一端
部は固定部材3に固定されており、他端部は被駆
動体4に連結されている。この被駆動体4と固定
部材5との間には、引つ張りばね6が介装されて
おり、このばね6は被駆動体4を介して形状記憶
合金1を、各切り込み2と垂直方向(図上右方
向)に引つ張つている。また、前記形状記憶合金
1は図示しない加熱手段により加熱可能とされて
いる。
次に、本実施例の作動を説明する。
一定温度より低い温度においては、ばね6の力
によつて引つ張られることにより、形状記憶合金
1のうちの、つながり部21の両端付近の部分が
特に大きく曲げおよびねじれ変形し、第1図bの
ように各切り込み2が開いて小さな開口を形成
し、形状記憶合金1は網状となる。そしてこの結
果、形状記憶合金1は、全体として図上横方向に
長さLだけ引き延ばされる。したがつて、被駆動
体4は同図bのように右方に位置される。
しかるに、形状記憶合金1が前記加熱手段によ
り、前記一定温度以上に加熱されると、形状記憶
効果により、形状記憶合金1はばね6に抗して収
縮し、前記第1図aの記憶形状に復帰する。した
がつて、被駆動体4は同図bの位置から距離Lだ
け左方に移動される。
次に、前記加熱手段による形状記憶合金1の加
熱が停止され、形状記憶合金1が冷却すると、ば
ね6の力により、形状記憶合金1は再び第1図b
の状態に変形され、被駆動体4は元の位置に戻
る。
そして、以後、上述のような形状記憶合金1の
加熱および冷却が繰り返されると、形状記憶合金
1は伸縮を繰り返し、被駆動体4も第1図a,b
の位置の間を往復動する。
なお、形状記憶合金1は適当な温度に保持する
ことにより、該合金1を第1図a,bの中間の伸
縮状態に保持することもできる。
本装置では、形状記憶合金1が板状なので、該
合金1に“面”を記憶させることができる。
また、本装置では、前記形状記憶合金1の伸
縮、すなわち記憶形状からの変形および記憶形状
への復帰は、主としてつながり部21の変形およ
び形状回復によつてなされ、しかも、この場合の
つながり部21の変形は、小さい歪で変形が大と
なる曲げ変形を主体となつている。したがつて、
形状記憶合金1の伸縮の距離L(すなわち、巨視
的に見た形状記憶合金1の圧縮方向および引つ張
り方向の変形)を大きくすることができ、ひいて
は被駆動体4のストロークを大きくすることがで
きる。
また、多数のつながり部21の形状回復力を合
計した力が形状記憶合金1全体としての形状回復
力となるので、従来通常使用されていた線状の形
状記憶合金に比べ、形状記憶合金1の形状回復力
を非常に大きくすることができる。
また、形状記憶合金に直接電流を流してジユー
ル熱により該形状記憶合金を加熱しようとする場
合、電流が大略帯状のつながり部21を通つて流
れるため、電流分布が均一になり、形状記憶合金
1が均一に加熱される。
さらに、形状記憶合金1は、板状の形状記憶合
金にプレス加工等により切り込みを設けるだけで
製作できるので、極めて容易に製作できる。
第2図ないし4図は、本発明の他の実施例を示
す。
一対の形状記憶合金7は、第3図のようにTi
−Ni形状記憶合金の円板に、該円板の中央部7
Aの周囲から周縁部7Bへ向う円弧状の切り込み
8を適当数設けてなる。これらの切り込み8間に
は大略帯状のつながり部22が形成されており、
これらのつながり部22の両端は形状記憶合金7
の他の部分に連続している。そして、これらの形
状記憶合金7は、所定の形状記憶処理を行われる
ことにより、第2図bおよび第4図のように中央
部7Aを周縁部7Bに対し垂直方向に持ち上げら
れた大略円錐台状の形状を記憶させられている。
なお、この記憶形状においては、第3図の平ら
な状態と比較して、形状記憶合金7のうちの、つ
ながり部22が曲げおよびねじれ変形し、各切り
込み8が開いて開口を形成し、該合金の中央部7
Aと周縁部7Bとの間の部分は網状となる。
前記一対の形状記憶合金7は、周縁部7B同士
を互いに固着されている。また、前記両形状記憶
合金7の中央部7A間には、これらの中央部7A
に対し垂直方向に引つ張りばね9が介装されてお
り、このばね9は、各形状記憶合金7を第3図の
平たい円板状の状態に近づくように付勢してい
る。
本実施例においては、一定温度より低い温度で
は、ばね9の力により、各形状記憶合金7は第2
図aのように円板状に近い状態に変形されてい
る。しかし、一定温度以上にまで加熱されると、
第2図bのようにばね9に抗して第4図の記憶形
状に復帰するので、本装置全体は第2図bのよう
に、大略、2つの円錐台を逆向きに重ねた形状と
なる。したがつて、本実施例では、巨視的に見て
第2図の上下方向に装置を伸縮できる。
このようにして本実施例においても、前記実施
例と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例においては、第2図aの状態と
同図bの状態との間を装置が遷移するときに、形
状記憶合金7の中央部7Aと周縁部7Bとが互い
に相対的に回転運動するので、この回転運動と前
記巨視的な伸縮運動との両方を利用することが可
能になる。
第5図および6図は、前記第2図ないし4図の
実施例における形状記憶合金7と置換することが
できる形状記憶合金の他の実施例を示す。
本実施例においては、形状記憶合金10は、第
5図のように、Ti−Ni形状記憶合金の円板に、
該円板と中心を共通にする同心円の一部をなす円
弧状の切り込み11を多数互い違い状に設けてな
る。これらの切り込み11間には大略帯状のつな
がり部23が形成されており、これらのつながり
部23の両端は形状記憶合金10の他の部分に連
続している。そして、この形状記憶合金10は、
所定の形状記憶処理を施されることにより、第6
図のように中央部10Aを周辺部10Bから持ち
上げられた大略円錐台をなす形状を記憶させられ
ている。
また、この記憶形状においては、第5図の平ら
な状態と比較して、形状記憶合金10のつながり
部23が曲げおよびねじれ変形し、各切り込み1
1が開いてそれぞれ開口を形成し、該合金10の
中央部10Aと周縁部10Bとの間の部分は網状
となる。
この形状記憶合金10を用いても、前記第2図
ないし4図の実施例と同様の動作を行わせること
ができる。ただし、本実施例においては、形状記
憶合金10の中央部10Aと周縁部10Bとの間
の相対的な回転運動は生じない。
第7図は本発明のさらに他の実施例を示す。
形状記憶合金12は、第7図aのようにTi−
Ni形状記憶合金の平板に多数の切り込み13を
同方向に、互い違い状に設け、さらにこの平板
を、各切り込み13が軸方向となるように円筒状
に巻くことにより構成されている。これらの切り
込み13間には大略帯状のつながり部24が形成
されており、これらのつながり部24の両端は形
状記憶合金12の他の部分に連続している。そし
て、前記形状記憶合金12は、所定の形状記憶処
理を施されることにより、第7図bのように、切
り込み13を開かれて網状とされ、その径を拡大
された形状を記憶させられている。
また、前記形状記憶合金12の外周の全周に
は、シリコンゴム等の柔軟で、弾性に富む材料か
らなる被覆材14が被覆されている。そして、こ
の被覆材14は、形状記憶合金12を、第7図a
のように各切り込み13が閉じられて、該合金1
2の径が縮小された状態となるように付勢してい
る。
本実施例においては、一定温度より低い温度で
は、形状記憶合金12は、被覆材14の付勢力に
より、前記第7図aのような小径の状態にある。
しかし、前記一定温度以上にまで加熱される
と、形状記憶効果により、形状記憶合金12は被
覆材14に抗して第7図bの記憶形状に復帰し、
大径となる。
また前記加熱が停止され、冷却すると、形状記
憶合金12は、再び被覆材14の付勢力により径
を縮小される。
なお、形状記憶合金12を適当な温度に保持す
ることにより、該合金12の径を第7図a,bの
中間の径とすることも可能である。
本実施例では、例えば、形状記憶合金12およ
び被覆材14内に流体を流した状態で、上述のよ
うに形状記憶合金12の径を変化させることによ
り、前記流体の流量を制御することもできるし、
形状記憶合金12を局部的に加熱し、しかもこの
局部的な加熱個所を該合金12の軸方向に移動す
ることにより、該合金12において、その径変化
が軸方向に伝播するようにして、前記流体を強制
的に軸方向に移動させること、すなわちポンプ機
能を果たさせることもできる。
なお、前記実施例では、形状記憶合金に切り込
みが閉じた形状を記憶させるようにしているが、
切り込みが所定程度開いた状態を形状記憶合金に
記憶させてもよい。
また、本発明において形状記憶合金を構成する
形状記憶合金としては、前記Ti−Ni合金の他に、
Cu−Zn、Cu−Zn−Al、Cu−Zn−Ga、Cu−Zn
−Sn、Cu−Zn−Si、Cu−Al−Ni、Cu−Au−
Zn、Cu−Sn、Au−Cd、Ag−Cd、Ni−Ti−X
(Xは第三元素)、Ni−Al、Fe−Ptその他のあら
ゆる形状記憶合金が使用可能なことは言うまでも
ない。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、 (イ) 形状記憶合金が面状なので、該形状記憶合金
に“面”を記憶させることができる。
(ロ) 各切り込み間のつながり部に曲げ変形を含ん
だ変形をさせることにより、形状記憶合金を、
巨視的に見て圧縮方向および引つ張り方向に変
形させることができる。そして、曲げ変形は小
さい歪みで全体として大きな変形が得られるの
で、形状記憶合金を、巨視的に見て圧縮方向お
よび引つ張り方向に大きく変形させることがで
きる。
(ハ) 切り込みの設置場所、大きさ、方向等を考慮
することにより、容易に、形状記憶合金に種々
の態様の形状変化を行わせることができるの
で、形状記憶合金の形状変化の態様を広範囲に
選択できる。
(ニ) 多数のつながり部の形状回復力を合計した力
が形状記憶合金全体としての形状回復力となる
ので、従来多く使用されていた線状の形状記憶
合金に比べ、形状回復力を大きくすることがで
きる。
(ホ) 形状記憶合金に直接電流を流してジユール熱
により該形状記憶合金を加熱しようとする場
合、電流が大略帯状のつながり部を通つて流れ
るため、電流分布が均一になり、形状記憶合金
が均一に加熱される。
(ヘ) 板状の形状記憶合金に、プレス加工等により
切り込みを設けるだけで製作できるので、極め
て容易に製作できる。
等の優れた効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による形状記憶効果装置の一実
施例を示す正面図、第2図は本発明の他の実施例
を示す断面図、第3図は同実施例における形状記
憶合金を円板状の状態にて示す平面図、第4図は
該実施例における形状記憶合金を記憶形状の状態
にて示す斜視図、第5図は形状記憶合金の他の実
施例を円板状の状態にて示す平面図、第6図は該
実施例を記憶形状の状態にて示す斜視図、第7図
は本発明のさらに他の実施例を示す斜視図であ
る。 1,7,10,12……形状記憶合金、2,
8,11,13……切り込み、21〜24……つ
ながり部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の切り込みと、これらの切り込み間に形
    成された大略帯状のつながり部とを有する板状の
    形状記憶合金を具備し、 前記つながり部の両端は前記形状記憶合金の他
    の部分に連続しており、 前記形状記憶合金が所定の態様で変形される
    と、前記複数の切り込みが開かれて複数の開口が
    形成されるようになつており、 かつ前記形状記憶合金は各前記切り込みの開閉
    状態が所定の状態となる形状を記憶させられてい
    ることを特徴とする形状記憶効果装置。
JP57036628A 1982-03-10 1982-03-10 形状記憶効果装置 Granted JPS58155285A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57036628A JPS58155285A (ja) 1982-03-10 1982-03-10 形状記憶効果装置

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JP57036628A JPS58155285A (ja) 1982-03-10 1982-03-10 形状記憶効果装置

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Publication Number Publication Date
JPS58155285A JPS58155285A (ja) 1983-09-14
JPH0118272B2 true JPH0118272B2 (ja) 1989-04-05

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ID=12475088

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DE102011112965A1 (de) * 2011-09-13 2013-03-14 Trw Automotive Gmbh Aktuator mit Stellglied aus Formgedächtnismaterial
DE102017217416A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Federeinrichtung zur federnden Lagerung einer Funktionseinheit eines Elektrogeräts und Verfahren zur Beeinflussung einer solchen Federeinrichtung
CN110215939B (zh) * 2019-04-30 2024-05-24 西南交通大学 一种基于形状记忆聚氨酯的感温自组装装置

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