JPH01315675A - 形状記憶アクチュエータ - Google Patents
形状記憶アクチュエータInfo
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- JPH01315675A JPH01315675A JP29680388A JP29680388A JPH01315675A JP H01315675 A JPH01315675 A JP H01315675A JP 29680388 A JP29680388 A JP 29680388A JP 29680388 A JP29680388 A JP 29680388A JP H01315675 A JPH01315675 A JP H01315675A
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- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 71
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 23
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 23
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］ 。
この発明は形状記憶合金等の形状記憶素子を用いた形状
記憶アクチュエータに関する。
記憶アクチュエータに関する。
［従来の技術］
形状記憶合金の熱力学的エネルギ変換機能を利用して負
荷を駆動する形状記憶アクチュエータの一例が特開昭６
０−１７５７７７号公報に記載されている。この形状記
憶アクチュエータにおいては、固定部の下側に形状記憶
合金ばねを介して可動部が支持され、形状記憶合金ばね
が電源に接続されている。そして、形状記憶合金ばねに
通電すると、形状記憶合金ばねが通電加熱により発生さ
れるジュール熱によって伸縮し記憶形状に復帰して可動
部を上昇させ、形状記憶合金ばねを冷却すると伸長して
可動部を下降させる動作を行なうようになっている。
荷を駆動する形状記憶アクチュエータの一例が特開昭６
０−１７５７７７号公報に記載されている。この形状記
憶アクチュエータにおいては、固定部の下側に形状記憶
合金ばねを介して可動部が支持され、形状記憶合金ばね
が電源に接続されている。そして、形状記憶合金ばねに
通電すると、形状記憶合金ばねが通電加熱により発生さ
れるジュール熱によって伸縮し記憶形状に復帰して可動
部を上昇させ、形状記憶合金ばねを冷却すると伸長して
可動部を下降させる動作を行なうようになっている。
ところで、固定部、可動部には形状記憶合金ばねを挿通
する挿通穴が設けられ、この挿通穴に形状記憶合金ばね
が挿通されているが、形状記憶合金ばねと固定部および
可動部とは固定されていない。すなわち、固定部および
可動部に設けた挿通穴に形状記憶合金ばねの端部や連結
部を屈曲して挿通した構造である。
する挿通穴が設けられ、この挿通穴に形状記憶合金ばね
が挿通されているが、形状記憶合金ばねと固定部および
可動部とは固定されていない。すなわち、固定部および
可動部に設けた挿通穴に形状記憶合金ばねの端部や連結
部を屈曲して挿通した構造である。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、形状記憶アクチュエータは、形状記憶合金ば
ねの変態動作を可動部に伝達させて作動するものであり
、前述のように固定部および可動部に設けた挿通穴に形
状記憶合金ばねを挿通しただけでは可動部に形状記憶合
金ばねの力が十分に伝達されないという問題がある。
ねの変態動作を可動部に伝達させて作動するものであり
、前述のように固定部および可動部に設けた挿通穴に形
状記憶合金ばねを挿通しただけでは可動部に形状記憶合
金ばねの力が十分に伝達されないという問題がある。
この発明は前記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、形状記憶合金が変態動作することに
よって発生する力を可動部に効率よく伝達させることが
できる形状記憶アクチュエータを提供することにある。
的とするところは、形状記憶合金が変態動作することに
よって発生する力を可動部に効率よく伝達させることが
できる形状記憶アクチュエータを提供することにある。
［課題を解決するための手段および作用］この発明によ
れば、コイル状の形状記憶素子がアクチュエータ本体を
構成するフレーム部材に係止部材を介して固定されてい
る。これにより、形状記憶合金が変態動作することによ
って発生する力を効率よく使うことができる。
れば、コイル状の形状記憶素子がアクチュエータ本体を
構成するフレーム部材に係止部材を介して固定されてい
る。これにより、形状記憶合金が変態動作することによ
って発生する力を効率よく使うことができる。
［実施例］
以下、図面を参照してこの発明による形状記憶アクチュ
エータの実施例を説明する。第１図に全体の斜視図を示
すように、形状記憶アクチュエータは本体を構成する複
数の円盤状のフレーム１を有し、フレーム１は２個の端
部フランジ３，３とこれらの間に配置された２個の中間
フランジ４゜４からなる。端部フランジ３，３および中
間フランジ４．４はコイルスプリングからなる可撓性軸
５に所定間隔で支持されている。これにより、非作動時
のアクチュエータの形状は直線状となる。
エータの実施例を説明する。第１図に全体の斜視図を示
すように、形状記憶アクチュエータは本体を構成する複
数の円盤状のフレーム１を有し、フレーム１は２個の端
部フランジ３，３とこれらの間に配置された２個の中間
フランジ４゜４からなる。端部フランジ３，３および中
間フランジ４．４はコイルスプリングからなる可撓性軸
５に所定間隔で支持されている。これにより、非作動時
のアクチュエータの形状は直線状となる。
さらに、端部フランジ３．３および中間フランジ４．４
には可撓性軸５を中心として上下部に対称的に配置した
挿通穴６・・・が穿設されている。そして、これら挿通
穴６・・・にはコイル状の形状記憶合金２からなる形状
記憶合金ばね７・・・が挿通されるとともに固定されて
いる。形状記憶合金ばね７・・・の記憶形状は密巻き形
状であるが、フレーム３゜３間に配設される際は伸長さ
れた疎巻き形状にされる。そのため、形状記憶合金ばね
７・・・は通電加熱されると収縮し、冷却されると伸長
する。そして、形状記憶合金ばね７・・・の両端部は端
部フランジ３．３の挿通穴６．６に挿通され、中間部は
中間フランジ４．４の挿通穴６．６に挿通され、それぞ
れ固定されている。なお、図示してはいないが、アクチ
ュエータ全体は外皮により被覆されている。
には可撓性軸５を中心として上下部に対称的に配置した
挿通穴６・・・が穿設されている。そして、これら挿通
穴６・・・にはコイル状の形状記憶合金２からなる形状
記憶合金ばね７・・・が挿通されるとともに固定されて
いる。形状記憶合金ばね７・・・の記憶形状は密巻き形
状であるが、フレーム３゜３間に配設される際は伸長さ
れた疎巻き形状にされる。そのため、形状記憶合金ばね
７・・・は通電加熱されると収縮し、冷却されると伸長
する。そして、形状記憶合金ばね７・・・の両端部は端
部フランジ３．３の挿通穴６．６に挿通され、中間部は
中間フランジ４．４の挿通穴６．６に挿通され、それぞ
れ固定されている。なお、図示してはいないが、アクチ
ュエータ全体は外皮により被覆されている。
第２図にフレーム１の挿通穴６に形状記憶合金ばね７を
固定する具体的構造を示す。挿通穴６と直交するピン穴
９をフレーム１に穿設し、挿通穴６に形状記憶合金ばね
７を挿通した状態でピン穴９に係止ピン１０を挿入する
。これにより、形状記憶合金ばね７の巻線の１ピツチの
間に係止ピン１０が挿入され、形状記憶合金ばね７がフ
レーム１に固定される。
固定する具体的構造を示す。挿通穴６と直交するピン穴
９をフレーム１に穿設し、挿通穴６に形状記憶合金ばね
７を挿通した状態でピン穴９に係止ピン１０を挿入する
。これにより、形状記憶合金ばね７の巻線の１ピツチの
間に係止ピン１０が挿入され、形状記憶合金ばね７がフ
レーム１に固定される。
このように構成された形状記憶アクチュエータによれば
、形状記憶合金ばね７・・・に通電することによって形
状記憶合金ばね７・・・がジュール熱によって、たとえ
ば収縮する記憶形状に復帰し、逆に冷却すると形状記憶
合金ばね７・・・が伸長する。従って、全ての形状記憶
合金ばね７・・・を同時に加熱したり、冷却することに
よって、端部フランジ３．３問および中間フランジ４．
４間が伸縮、つまり変態動作する。また、上半分の形状
記憶合金ばね７・・・と下半分の形状記憶合金ばね７・
・・とに選択的に通電することによって可撓性軸５を湾
曲させることもできる。このように形状記憶合金ばね７
・・・が変態動作するとき、形状記憶合金ばね７・・・
に軸方向に引張り力が加わるが、形状記憶合金ばね７・
・・は端部フランジ３．３および中間フランジ４．４に
係止ピン１０によって固定されているために、形状記憶
合金ばね７・・・の変態動作を端部フランジ３．３およ
び中間フランジ４．４に確実に伝達させることができる
。
、形状記憶合金ばね７・・・に通電することによって形
状記憶合金ばね７・・・がジュール熱によって、たとえ
ば収縮する記憶形状に復帰し、逆に冷却すると形状記憶
合金ばね７・・・が伸長する。従って、全ての形状記憶
合金ばね７・・・を同時に加熱したり、冷却することに
よって、端部フランジ３．３問および中間フランジ４．
４間が伸縮、つまり変態動作する。また、上半分の形状
記憶合金ばね７・・・と下半分の形状記憶合金ばね７・
・・とに選択的に通電することによって可撓性軸５を湾
曲させることもできる。このように形状記憶合金ばね７
・・・が変態動作するとき、形状記憶合金ばね７・・・
に軸方向に引張り力が加わるが、形状記憶合金ばね７・
・・は端部フランジ３．３および中間フランジ４．４に
係止ピン１０によって固定されているために、形状記憶
合金ばね７・・・の変態動作を端部フランジ３．３およ
び中間フランジ４．４に確実に伝達させることができる
。
なお、形状記憶合金ばねの固定構造はこれに限定されず
に、種々変形可能である。以下、この変形例を示す。第
３図は挿通穴６と直交するねじ穴１１をフレーム１に穿
設し、このねじ穴１１に係止ねじ１２をねじ込み、固定
形状記憶合金ばね７の巻線の１ピツチの間に係止ねじ１
２を挿入し、固定するものである。
に、種々変形可能である。以下、この変形例を示す。第
３図は挿通穴６と直交するねじ穴１１をフレーム１に穿
設し、このねじ穴１１に係止ねじ１２をねじ込み、固定
形状記憶合金ばね７の巻線の１ピツチの間に係止ねじ１
２を挿入し、固定するものである。
第２図、第３図に示す固定方法においては、ピン１０、
ねじ１２等の係止部材が挿通穴６を完全にふさぐことが
ない為、挿通穴６を冷却空気が通過することができ、形
状記憶合金の部分的な温度上昇による温度分布の不拘−
及び部分的な疲労を防止することができ、変位の制御性
及び寿命が向上する。 ・ 第４図に示す変形例では、挿通穴６と直交する凹溝１３
をフレーム１に設け、この凹溝１３に形状記憶合金ばね
７の巻線１ピッチ間を係止するプレート１４を差込み、
形状記憶合金ばね７を固定している。
ねじ１２等の係止部材が挿通穴６を完全にふさぐことが
ない為、挿通穴６を冷却空気が通過することができ、形
状記憶合金の部分的な温度上昇による温度分布の不拘−
及び部分的な疲労を防止することができ、変位の制御性
及び寿命が向上する。 ・ 第４図に示す変形例では、挿通穴６と直交する凹溝１３
をフレーム１に設け、この凹溝１３に形状記憶合金ばね
７の巻線１ピッチ間を係止するプレート１４を差込み、
形状記憶合金ばね７を固定している。
第５図に示す変形例では、形状記憶合金ばね７のコイル
径よりやや大きい挿通穴１５をフレーム１に設け、この
挿通穴１５の内部に形状記憶合金ばね７を係止する半円
状のプレート１６を突設し、挿通穴１５に挿通した形状
記憶合金ばね７を矢印方向に押し付けてプレート１６に
係止し、さらに挿通穴１５の隙間にブツシュ１８を圧入
して形状記憶合金ばね７をフレーム１に固定したもので
ある。
径よりやや大きい挿通穴１５をフレーム１に設け、この
挿通穴１５の内部に形状記憶合金ばね７を係止する半円
状のプレート１６を突設し、挿通穴１５に挿通した形状
記憶合金ばね７を矢印方向に押し付けてプレート１６に
係止し、さらに挿通穴１５の隙間にブツシュ１８を圧入
して形状記憶合金ばね７をフレーム１に固定したもので
ある。
第６図に示す変形例では、挿通穴６の近傍に枢支ビン１
９を支点として回動可能なスライド板２０を設け、挿通
穴６に形状記憶合金ばね７を挿通した後、スライド板２
０を回動してフレーム１に設けたスライド板２０に形状
記憶合金ばね７の巻線１ピッチ間を係止することにより
、形状記憶合金ばね７をフレーム１に固定したものであ
る。
９を支点として回動可能なスライド板２０を設け、挿通
穴６に形状記憶合金ばね７を挿通した後、スライド板２
０を回動してフレーム１に設けたスライド板２０に形状
記憶合金ばね７の巻線１ピッチ間を係止することにより
、形状記憶合金ばね７をフレーム１に固定したものであ
る。
第７図に示す変形例では、フレーム１の外周縁に開口す
る切欠部２１を設け、この切欠部２１にその開口側から
形状記憶合金ばね７を挿入した後、切欠部２１の開口に
１字プレート２２を固定したものである。この１字プレ
ート２２は、蓋部２２ａと脚部２２ｂとからなり、蓋部
２２ａが前記切欠部２１の開口を閉塞し、脚部２２ｂが
形状記憶合金ばね７の巻線１ピッチ間を係止して形状記
憶合金ばね７をフレーム１に固定するようになっている
。
る切欠部２１を設け、この切欠部２１にその開口側から
形状記憶合金ばね７を挿入した後、切欠部２１の開口に
１字プレート２２を固定したものである。この１字プレ
ート２２は、蓋部２２ａと脚部２２ｂとからなり、蓋部
２２ａが前記切欠部２１の開口を閉塞し、脚部２２ｂが
形状記憶合金ばね７の巻線１ピッチ間を係止して形状記
憶合金ばね７をフレーム１に固定するようになっている
。
第８図に示した変形例では、フレーム１の外周縁に開口
する切欠部２３を設けるとともに、この切欠部２３の互
いに対向する内側面に係合溝２４２４を設け、この切欠
部２３にその開口側から形状記憶合金ばね７を挿入した
後、係合溝２４゜２４に係止プレート２５を固定したも
のである。
する切欠部２３を設けるとともに、この切欠部２３の互
いに対向する内側面に係合溝２４２４を設け、この切欠
部２３にその開口側から形状記憶合金ばね７を挿入した
後、係合溝２４゜２４に係止プレート２５を固定したも
のである。
この係止ブＬ／−ト２５はその下端縁が形状記憶合金ば
ね７の巻線１ピッチ間を係止してフレーム１に固定する
ようになっている。
ね７の巻線１ピッチ間を係止してフレーム１に固定する
ようになっている。
このように第７図、第８図に示した変形例では、組立時
にフレーム１、例えば中間フランジ４．４間の形状記憶
合金ばね７の巻線ピッチ数を揃えることにより形状記憶
合金ばね７の伸縮範囲を均一とする場合において、切欠
部２３の開口側を介して形状記憶合金ばね７の固定位置
を確認しながら１字プレート２２、係止プレート２５を
取付けることができ、アクチュエータの変位量の均一化
を図ることができる。
にフレーム１、例えば中間フランジ４．４間の形状記憶
合金ばね７の巻線ピッチ数を揃えることにより形状記憶
合金ばね７の伸縮範囲を均一とする場合において、切欠
部２３の開口側を介して形状記憶合金ばね７の固定位置
を確認しながら１字プレート２２、係止プレート２５を
取付けることができ、アクチュエータの変位量の均一化
を図ることができる。
第９図に示した変形例では、第２図に示した係止ピン１
０を導電部材によって形成し、この係止ピン１０の先端
部を形状記憶合金ばね７に接触させるとともに、係止ピ
ン１０の頭部に通電線２６を半田付けによって結線し、
形状記憶合金ばね７に通電できるようにしたものであ。
０を導電部材によって形成し、この係止ピン１０の先端
部を形状記憶合金ばね７に接触させるとともに、係止ピ
ン１０の頭部に通電線２６を半田付けによって結線し、
形状記憶合金ばね７に通電できるようにしたものであ。
また、前記係止ピン１０に形状記憶合金ばね７の温度を
検知する温度センサ機能を持たせることによって、形状
記憶合金ばね７のその部分における温度を７ｎ１定する
ことができ、加熱防止、伸縮制御が可能となる。
検知する温度センサ機能を持たせることによって、形状
記憶合金ばね７のその部分における温度を７ｎ１定する
ことができ、加熱防止、伸縮制御が可能となる。
なお、係止ピン１０の代わりに、第３図の係止ねじ１２
、第４図のプレート１４、第５図のブツシュ１８、第６
図のスライド板２０、第７図の１字プレート２２、第８
図の係止プレート２５を用いてもよい。
、第４図のプレート１４、第５図のブツシュ１８、第６
図のスライド板２０、第７図の１字プレート２２、第８
図の係止プレート２５を用いてもよい。
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明によれば、係止部材を用い
て形状記憶合金をフレームに固定することによって、形
状記憶合金の変態動作を確実にフレームに伝達させるこ
とができ、アクチュエータとしての動作を確実にするこ
とができるという効果がある。
て形状記憶合金をフレームに固定することによって、形
状記憶合金の変態動作を確実にフレームに伝達させるこ
とができ、アクチュエータとしての動作を確実にするこ
とができるという効果がある。
第１図はこの発明による形状記憶アクチュエータの一実
施例を示す斜視図、第２図は形状記憶合金ばねの固定構
造を示す斜視図、第３図乃至第９図は形状記憶合金ばね
の固定構造の変形例を示す斜視図である。 １・・・フレーム、２・・・形状記憶合金、５・・・可
撓性軸、６・・・挿通穴、９・・・ピン穴、１０・・・
係止ピン。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 １フレーム 第１図 ｊＩ２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図
施例を示す斜視図、第２図は形状記憶合金ばねの固定構
造を示す斜視図、第３図乃至第９図は形状記憶合金ばね
の固定構造の変形例を示す斜視図である。 １・・・フレーム、２・・・形状記憶合金、５・・・可
撓性軸、６・・・挿通穴、９・・・ピン穴、１０・・・
係止ピン。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 １フレーム 第１図 ｊＩ２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図
Claims (1)
- 加熱により伸縮するコイル状の形状記憶素子を有し、形
状記憶素子の伸縮により作動する形状記憶アクチュエー
タにおいて、前記形状記憶素子はアクチュエータの本体
を構成するフレーム部材に係止部材を介して固定されて
いることを特徴とする形状記憶アクチュエータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296803A JP2730935B2 (ja) | 1988-03-09 | 1988-11-24 | 形状記憶アクチュエータ |
| US07/291,242 US4930494A (en) | 1988-03-09 | 1988-12-28 | Apparatus for bending an insertion section of an endoscope using a shape memory alloy |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5375988 | 1988-03-09 | ||
| JP63-53759 | 1988-03-09 | ||
| JP63296803A JP2730935B2 (ja) | 1988-03-09 | 1988-11-24 | 形状記憶アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01315675A true JPH01315675A (ja) | 1989-12-20 |
| JP2730935B2 JP2730935B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=26394465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296803A Expired - Lifetime JP2730935B2 (ja) | 1988-03-09 | 1988-11-24 | 形状記憶アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730935B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5577992A (en) * | 1993-10-05 | 1996-11-26 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Bendable portion of endoscope |
| JP2020121403A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 学校法人谷岡学園 | リニアアクチュエータ及びリニアアクチュエータを用いたロボット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115876U (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 伸縮作動調整装置 |
| JPS6223577A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Riken Hatsujo Kogyo Kk | アクチユエ−タ |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63296803A patent/JP2730935B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115876U (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 伸縮作動調整装置 |
| JPS6223577A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Riken Hatsujo Kogyo Kk | アクチユエ−タ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5577992A (en) * | 1993-10-05 | 1996-11-26 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Bendable portion of endoscope |
| US5860914A (en) * | 1993-10-05 | 1999-01-19 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Bendable portion of endoscope |
| JP2020121403A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 学校法人谷岡学園 | リニアアクチュエータ及びリニアアクチュエータを用いたロボット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2730935B2 (ja) | 1998-03-25 |
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