JPH04340110A - 位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、形状記憶合金体を用いたアクチェータの位置
制御に好適な位置制御装置に係り、特に例えば内視鏡の
湾曲部の湾曲量制御に応用して好適な位置制御装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、形状記憶合金体を用いたアクチェータの位置制御
装置として、形状記憶合金体の抵抗値がアクチェータの
変位に比例して変動する性質に基づいて位置制御するも
のが知られている。

ここでは、特に外部に位置検出装置などが付加できない
ほどの超小形アクチェータを実現するために有効な位置
制御装置について説明する。

このような位置制御装置として、たとえば特開昭６０−
３３６１２号公報などに示されるものがある。これは、
アクチェータを構成する形状記憶合金体の抵抗値とアク
チェータに加わる力の各情報により、アクチェータの変
位に関する情報を検出することを特徴としている。

また、日本ロボット学会誌４巻２号（１９８６年４月）
「形状記憶合金アクチエータの開発」では、相変態率の
測度としての抵抗値変化を取扱い易くするため、正規化
抵抗値λを導入している。

正規化抵抗値λは、形状記憶合金体の抵抗値Ｒの最大値
をＲｍａｘ、最小値をＲｍｉｎとしたとき次式のように
定義される。

ただし、Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘ すなわち、正規化抵抗値λは、全相中に占める母相の割
合を示す指標であり、形状記憶合金体を拮抗的に配置し
、それぞれの正規化抵抗値をλ１、λ２としたとき、λ
１＋λ２＝１の関係を満足させながら変化させ、協調的
に制御し、ヒステリシスの低減をして良好な制御を行な
っている。

［発明が解決しようとする課題］ 　しかしながら、従来例においては、形状記憶合金体の
抵抗値を求めて、その抵抗値によりアクチエータの変位
を求めているために以下の問題が生じる。すなわち、形
状記憶合金体の抵抗値は再現性が悪く、環境や疲労など
によって微妙に抵抗値が変化する。そのため、抵抗値と
変位とを対応させた場合にも誤差が生じ、良好な制御が
得られないことがある。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、
その目的とするところは、環境や疲労などによって形状
記憶合金体の抵抗値が変動した場合においても、自動的
にその抵抗値変動を補償し、常に高精度で良好な位置制
御が可能となる位置制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 　本発明は、形状記憶合金体の変位に基づいて動作する
アクチエータと、前記形状記憶合金体を加熱冷却する駆
動手段と、前記アクチエータの変位と変位の目標値との
偏差に基づき前記駆動手段を作動させる比較手段とから
構成された位置制御装置において、前記形状記憶合金体
の抵抗値を検出する抵抗検出手段と、位置制御開始前に
前記形状記憶合金体の最大抵抗値および最小抵抗値を求
め記憶する記憶手段と、前記抵抗検出手段の出力と前記
記憶手段に記憶された情報とにより前記アクチエータの
変位を算出する変位算出手段とを具備している。

［作用］ 　位置制御開始前に形状記憶合金体の最大抵抗値と最小
抵抗値、つまりＲ相のときの抵抗値と母相のときの抵抗
値を検出して記憶しておき、アクチエータの駆動時に抵
抗検出手段の出力と上記記憶してある情報とによりアク
チエータの変位（位置）を算出して制御するものである
。

これにより、環境や疲労によって形状記憶合金体の抵抗
値が変動しても、常に抵抗値の変化幅を正確に測定でき
る。したがって、抵抗検出手段で検出した抵抗値によっ
て全相に占める母相の割合が検出できるため、アクチエ
ータの変位を正確に検出でき、常に高精度で良好な位置
制御が可能となる。

［実施例］ 　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例を示すものである。

すなわち、アクチエータ１は、たとえばＮｉ−Ｔｉなど
の形状記憶合金体２１、２２と、これらを結合する結合
部３とで構成されている。第１図では、形状記憶合金体
２１は高温の状態で、形状記憶合金体２２は低温の状態
を示す。逆に、形状記憶合金体２１が低温で、形状記憶
合金体２２が高温の場合には破線で示す状態となる。

抵抗検出部（抵抗検出手段）４１、４２は、形状記憶合
金体２１、２２に接続され、形状記憶合金体２１、２２
の抵抗値Ｒ１、Ｒ２を検出し、抵抗値信号を出力する。

変位算出部（変位算出手段）５は、抵抗検出部４１、４
２から出力される抵抗値信号を受入れ、その各抵抗値信
号に基づきアクチエータ１の変位ｘを算出して、その変
位信号λＰ１、λＰ２を出力する。

比較器（比較手段）６１、６２は、変位算出部５から出
力される変位信号λＰ１、λＰ２と参照信号λ１、λ２
とをそれぞれ比較することにより、それらの偏差信号Δ
λ１、Δλ２をそれぞれ算出する。

駆動部（駆動手段）７１、７２は、比較器６１、６２か
ら出力される偏差信号Δλ１、Δλ２を受入れ、その偏
差信号Δλ１、Δλ２に比例した電流Ｉ１、Ｉ２によっ
て形状記憶合金体２１、２２をそれぞれ通電加熱するこ
とにより、アクチエータ１を駆動する。

アクチエータ１が駆動されると、変位算出部５から出力
される変位信号λＰ１、λＰ２は、それぞれ参照信号λ
１、λ２に近い値に移行し、比較器６１、６２から出力
される偏差信号Δλ１、Δλ２は充分に小さくなる。そ
の結果、アクチエータ１の変位ｘは参照信号λ１、λ２
の値に比例して保持される。

この正規化抵抗値λは、全相中に占める母相の割合を示
しており、また、正規化抵抗値λと発生力あるいは変位
との間には、ほぼ線形な関係にあることが報告されてい
る。したがって、正規化抵抗値λを目標値とすることに
より、アクチエータ１の変位（位置）を制御することが
できる。

ところが、前述したように、形状記憶合金体の抵抗値は
、環境や疲労などによって変化するものであるため、従
来、行なっていたような、あらかじめ形状記憶合金体の
抵抗値の最大値Ｒｍａｘおよび最小値Ｒｍｉｎを求めて
おき、この最大値Ｒｍａｘおよび最小値Ｒｍｉｎを基に
、正規化抵抗値λに換算することは、正確に母相の割合
を示しているとは言えず、更に変位（位置）を精度よく
制御できるものではなかった。

そこで、本実施例においては、アクチエータ１を駆動す
る直前に、形状記憶合金体２１、２２の各抵抗値Ｒ１、
Ｒ２の最大値Ｒｍａｘおよび最小値Ｒｍｉｎをそれぞれ
検出して、それを記憶部（記憶手段）８に記憶できるよ
うにしている。

すなわち、たとえば駆動部７１、７２で通電加熱する前
に、形状記憶合金体２１、２２を充分に冷却しておき、
そのときの形状記憶合金体２１、２２の各抵抗値を抵抗
検出部４１、４２で検出し、この検出した値を最大値Ｒ
ｍａｘとする。次に、形状記憶合金体２１、２２が変形
動作するのに充分な電流Ｉ１、Ｉ２を駆動部７１、７２
から供給し、変形動作を終了するのに充分な時間経過の
後に、形状記憶合金体２１、２２の各抵抗値を上記同様
に検出し、この検出した値を最小値Ｒｍｉｎとする。

こうして求めた最大値Ｒｍａｘおよび最小値Ｒｍｉｎを
、変位算出部５を介して記憶部８に記憶しておき、これ
らの各値を基に変位算出部５で正規化抵抗値λを求める
ことにより、正確な母相の割合を示し、アクチエータ１
の変位（位置）を精度よく制御できる。

なお、上記実施例において、形状記憶合金体２１、２２
はコイルばね状、線状あるいは板状であってもよいこと
は明白である。

また、変位算出部５および記憶部８は、たとえばマイク
ロコンピュータによるソフトウェアで構成されていても
よいことは明白である。

次に、前記抵抗検出部４１、４２および駆動部７１、７
２の構成を第２図ないし第４図を参照して詳細に説明す
る。なお、ここでは、形状記憶合金体２１、２２は符号
２、抵抗検出部４１、４２は符号４、比較器６１、６２
は符号６、駆動部７１、７２は符号７として説明する。

第２図は、抵抗検出部４および駆動部７の一例を示した
ものである。すなわち、駆動部７は定電流回路１１から
なり、定電流Ｉｃを形状記憶合金体２に供給する。そし
て、抵抗検出部４では、形状記憶合金体２の抵抗値Ｒに
よる電圧降下Ｅを検出し、これを図示しない増幅器にて
増幅することにより、抵抗値信号として出力するように
構成されている。なお、上記電圧降下Ｅは下記式に示す
ように抵抗値Ｒに比例している。

Ｅ＝Ｉｃ・Ｒ 第３図は、抵抗検出部４および駆動部７の他の例を示し
たものである。すなわち、駆動部７に定電圧回路１２を
設け、定電圧Ｅｒを形状記憶合金体２に印加する。一方
、抵抗検出部４では、形状記憶合金体２と直列に接続さ
れた抵抗値の低い抵抗器１３が設けられており、その抵
抗器１３の抵抗値Ｒｃによる電圧降下Ｅｃ、および形状
記憶合金体２の抵抗値Ｒによる電圧降下Ｅをそれぞれ求
めることにより、次式から形状記憶合金体２の抵抗値Ｒ
を求める。そして、求めた抵抗値Ｒに対応した抵抗値信
号を出力するように構成されている。

Ｒ＝（Ｅ／Ｅｃ）・Ｒｃ 第４図は、抵抗検出部４および駆動部７の更に他の例を
示したもので、これはＰＷＭ（パルス幅変調）通電加熱
を用いた場合の例である。すなわち、形状記憶合金体２
は、駆動部７のスイッチング回路１４から出力される駆
動パルスＡ（第５図参照）によってパルス駆動され、変
形動作する。

形状記憶合金体２は、抵抗検出部４の抵抗ブリッジ回路
１５に接続されていて、このブリッジ回路１５から形状
記憶合金体２の抵抗値に応じた信号が出力される。ブリ
ッジ回路１５の出力信号は、増幅器１６で増幅された後
、サンプリング・ホールド回路（Ｓ／Ｈ）１７に送られ
る。サンプリング・ホールド回路１７は、後述するＰＷ
Ｍ回路１９から駆動パルスＡのオフの期間に出力される
サンプリングパルスＢ（第５図参照）によって、増幅器
１６の出力信号をサンプルホールドする。

サンプルホールドされた信号は変位算出部５に入力され
、さらに比較器６で偏差信号Δλが算出され、駆動部７
のコントローラ１８にフィードバックされる。そして、
コントローラ１８からの信号はＰＷＭ回路１９へ入力さ
れ、このＰＷＭ回路１９によってスイッチング回路１４
を制御することにより、偏差信号Δλを小さくする方向
へ駆動パルスＡのパルス幅が可変制御され、スイッチン
グ回路１４によって形状記憶合金体２が駆動される。

なお、上記実施例において、駆動パルスＡの印加電圧は
一定としたが、形状記憶合金体２の種類あるいは負荷な
どに応じて可変できるようにしておいてもよい。

また、駆動部７は通電加熱のみを示したが、たとえば誘
導加熱あるいは化学反応による加熱などであってもよい
。

第６図は本発明の第２実施例を示すものである。

この実施例は第１実施例とほぼ同等な構成で、異なる点
は、アクチエータ１に位置センサ２１あるいは力センサ
２２を設けたことである。これらのセンサ２１、２２は
、アクチエータ１を駆動する直前に、形状記憶合金体２
１、２２の各抵抗値Ｒ１、Ｒ２の最大値Ｒｍａｘおよび
最小値Ｒｍｉｎを求める際に使用するものであり、実使
用時に取付けできない用途においても用いることができ
る。

上記センサ２１、２２からの各情報は、形状記憶合金体
２１、２２の各抵抗値Ｒ１、Ｒ２の最大値Ｒｍａｘおよ
び最小値Ｒｍｉｎを検出する際に、この抵抗値変化幅内
おいて一定間隔の抵抗値に応じて同時に位置あるいは力
あるいはその両方（位置、力）の情報を記憶部８に記憶
するものである。

こうすることにより、第１実施例では、形状記憶合金体
２１、２２の抵抗値のばらつき（変動）のみを補償して
いたが、この第２実施例においては、アクチエータ１の
位置あるいは力についても同時に補償できるため、さら
に精度のよい位置制御が可能となる。

第７図は本発明の第３実施例を示すもので、これは例え
ば内視鏡に応用した場合を示している。

すなわち、内視鏡３１の挿入部３２の先端には湾曲部３
３があり、この湾曲部３３内には一対の形状記憶合金体
３４、３４が設けられている。形状記憶合金体３４、３
４にはリード線３５が接続されており、このリード線３
５は操作部３６およびユニバーサルコード３７内を挿通
され、コネクタ３８を介して光源装置３９に導かれてい
る。光源装置３９内には、駆動部４０および抵抗検出部
４１など、図示しないが第１図に示す各部と同等のもの
が設けられている。

湾曲部３３内の構造は、たとえば第８図に示すように、
複数のフランジ４２、…に一対の形状記憶合金体３４、
３４が固定されているとともに、複数のフランジ４２、
…の中心部にはバイアスばね４３が軸方向に沿って設け
られている。また、冷却用チューブ４４が中心軸上に設
けられており、この冷却用チューブ４４から空気を送り
込むことにより、形状記憶合金体３４、３４の冷却を行
なうようになっている。

このように構成された内視鏡３１の動作などは、前述し
た第１および第２実施例と同じであるため説明を省略す
る。

従来の内視鏡では、所望の湾曲を正確かつ容易に得るこ
とは非常に困難であったが、本実施例においては、形状
記憶合金体３４、３４の抵抗値を検出し、それをフィー
ドバックすることにより、所望の湾曲を正確かつ容易に
得ることができる。

内視鏡に応用した場合には小形化が必要で、位置センサ
などを用いることが困難であり、形状記憶合金体の抵抗
値を用いた位置制御が適している。

なお、形状記憶合金体３４、３４は、端部のフランジ４
２で折返して一往復させてあるが、特に一往復である必
要はなく、発生力や寸法などに応じて決定すればよい。

また、形状記憶合金体３４、３４は、コイル状のものを
用いているが、線状あるいは板状のものであってもよい
。

また、形状記憶合金体は一対だけ設け、２方向湾曲タイ
プの内視鏡３１としたが、たとえば形状記憶合金体を２
対設けることにより、４方向湾曲タイプの内視鏡３１と
してもよい。

また、第７図に示した湾曲部３３を直列に複数設けるこ
とにより、多関節の内視鏡３１も実現可能である。

また、内視鏡３１は医療用および工業用の両方に利用が
できる。

さらに、前記第１ないし第３実施例において、駆動部７
内のコントローラとして、いわゆるＰＩＤコントローラ
を用いることにより、形状記憶合金体の抵抗値の最大値
および最小値を求める際の応答から、パラメータ（比例
利得、積分時間、微分時間）をオートチューニングして
もよい。

第９図は本発明の第４実施例を示すものである。

この実施例は、第７図に示した第３実施例を更に具体化
した場合を示している。すなわち、内視鏡５１の先端の
湾曲部５２内には、一対のコイルばね状の形状記憶合金
体５３１、５３２が内視鏡５１の中心軸に対して１８０
゜ずらしてそれぞれ配置してある。形状記憶合金体５３
１、５３２は、それぞれ駆動回路５４１、５４２に接続
されていて、この駆動回路５４１、５４２によって通電
加熱され、内視鏡５１の軸方向に縮むことにより湾曲動
作を行なう。

形状記憶合金体５３１、５３２は、上記したように通電
加熱されるとその抵抗値が変化し、その抵抗値は形状記
憶合金体５３１、５３２に接続された抵抗検出部５５１
、５５２によって検出される。検出された抵抗値、すな
わち抵抗検出部５５１、５５２から出力される抵抗値信
号は、それぞれ切換スイッチ５６１、５６２のａ側を介
して変位算出部５７１、５７２に送られ、ここで変位信
号λＰ１、λＰ２に換算された後、それぞれ比較器５８
１、５８２に入力される。

比較器５８１、５８２には、操作入力λに応じて操作信
号λ１、λ２が入力される。そして、比較器５８１、５
８２は、操作信号λ１、λ２と変位信号λＰ１、λＰ２
とを比較することにより、それらの偏差信号Δλ１、Δ
λ２をＰＩＤコントローラ５９１、５９２に出力する。

ＰＩＤコントローラ５９１、５９２は、上記偏差信号Δ
λ１、Δλ２に応じて形状記憶合金体５３１、５３２に
通電するよう、駆動回路５４１、５４２にそれぞれ制御
信号を送る。

このように、湾曲部５２の変位を制御するときは、切換
スイッチ５６１、５６２はａ側に接続されている。

また、抵抗検出部５５１、５５２から出力される抵抗値
信号は、それぞれ切換スイッチ５６１、５６２のｂ側を
介して抵抗変化幅検出部６０１、６０２内のピークホー
ルド回路６１１、６１２およびボトムホールド回路６２
１、６２２にそれぞれ送られる。

さて、内視鏡５１の使用直前に制御部６３は、切換スイ
ッチ５６１、５６２をそれぞれｂ側に設定し、またＰＩ
Ｄコントローラ５９１、５９２に形状記憶合金体５３１
、５３２を徐々に加熱するような制御信号を送り、形状
記憶合金体５３１、５３２が充分に湾曲する（抵抗値が
最小になる点Ａｆ）まで通電加熱を行なう。このとき、
抵抗変化幅検出部６０１、６０２のピークホールド回路
６１１、６１２およびボトムホールド回路６２１、６２
２により、形状記憶合金体５３１、５３２の抵抗値の最
大値および最小値をそれぞれ検出し、記憶部６４に記憶
できるようになっている。

次に、第９図の動作について説明する。まず、図示しな
い操作部から入力された操作信号λ（０≦λ≦１）は、
形状記憶合金体５３１、５３２の湾曲方向および湾曲量
に応じて、操作信号λ１、λ２として入力される。この
とき、一方の形状記憶合金体５３１にはλ１＝λ、他方
の形状記憶合金体５３２にはλ２＝１−λが操作信号と
して入力される。以下、各形状記憶合金体５３１、５３
２は同様な動作を行なうため、一方の形状記憶合金体５
３１について説明する。

操作信号λ１はＰＩＤコントローラ５９１に入力され、
操作信号λ１に応じた湾曲量が得られるように、かつ迅
速に湾曲量に到達するように制御信号が出力され、駆動
回路５４１に入力される。

このとき、操作信号λ１は正規化抵抗を表している。こ
の正規化抵抗は、形状記憶合金体５３１の抵抗値変化幅
により規定されているため、正確な抵抗値変化幅を得る
ことが必要である。

そこで、制御部６３では、内視鏡５１の使用の直前に形
状記憶合金体５３１の抵抗値変化幅ΔＲを測定するため
に、ＰＩＤコントローラ５９１に制御信号を送る。ＰＩ
Ｄコントローラ５９１は、形状記憶合金体５３１が第１
０図のＡｓ点からＡｆ点になるに充分な通電加熱が行な
われるよう、駆動回路５４１を動作させる。

このとき、通電加熱された形状記憶合金体５３１は、室
温からＡｓ点までは僅かに抵抗値が増加する。そして、
Ａｓ点で最大値を示した後に急激に抵抗値は減少を始め
、Ａｆ点で最小値を示す。Ａｆ点を越えると、再び僅か
ながら抵抗値は増加を始める。

この最大抵抗値と最小抵抗値を求めるために、制御部６
３は切換スイッチ５６１をｂ側に設定し、抵抗検出部５
５１と抵抗変化幅検出部６０１とを接続する。そして、
抵抗変化幅検出部６０１内のピークホールド回路６１１
およびボトムホールド回路６２１において、それぞれ最
大抵抗値Ｒｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎを検出し、
記憶部６４にそれぞれ記憶する。

最大抵抗値Ｒｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎの検出が
終了すると、制御部６３は切換スイッチ５６１をａ側に
切換え設定し、さらに記憶部６４に記憶された最大抵抗
値Ｒｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎを変位算出部５７
１に出力する。そして、内視鏡５１の操作が実際に行な
われると、形状記憶合金体５３１の抵抗値は抵抗検出部
５５１によって検出され、変位算出部５７１に入力され
る。

変位算出部５７１は、抵抗検出部５５１から入力される
抵抗値信号を、あらかじめ入力されていた最大抵抗値Ｒ
ｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎによって正規化し、正
規化抵抗信号λＰ１として比較器５８１に送る。比較器
５８１では、操作信号λ１と正規化抵抗信号λＰ１との
差をとり、その偏差信号Δλ１をＰＩＤコントローラ５
９１に入力することにより、所望の湾曲量を得るように
制御する。

次に、前記抵抗変化幅検出部６０１、６０２の構成を第
１１図ないし第１３図を参照して詳細に説明する。なお
、ここでは、形状記憶合金体５３１、５３２は符号５３
、抵抗検出部５５１、５５２は符号５５、切換スイッチ
５６１、５６２は符号５６、ＰＩＤコントローラ５９１
、５９２は符号５９、抵抗変化幅検出部６０１、６０２
は符号６０、ピークホールド回路６１１、６１２は符号
６１、ボトムホールド回路６２１、６２２は符号６２と
して説明する。

第１１図は抵抗変化幅検出部６０の一例を示している。

すなわち、制御部６３が最大抵抗値Ｒｍａｘおよび最小
抵抗値Ｒｍｉｎを求めるために、ＰＩＤコントローラ５
９に充分に大きな通電加熱をさせて、ピークホールド回
路６１およびボトムホールド回路６２によって最大抵抗
値Ｒｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎを求めた後は、早
急に形状記憶合金体５３の通電加熱を停止する必要があ
る。

形状記憶合金体５３をＡｆ点を越えて更に通電加熱を続
けると、形状記憶合金体５３は記憶された形状を忘れて
しまう可能性があり、また、疲労特性が悪化して寿命が
短くなってしまう。

そこで、ボトムホールド回路６２の出力と抵抗検出部５
５の出力をオペアンプ７１によって増幅し、その出力を
コンパレータ７２に入力する。コンパレータ７２には、
あらかじめスレッショルド電圧ＶＳが設定されており、
形状記憶合金体５３の最小抵抗値Ｒｍｉｎよりも、ある
値だけ大きくなった場合（さらに加熱されて形状記憶合
金体５３の抵抗値が大きくなった場合）に、コンパレー
タ７２はその出力を制御部６３に出力し、制御部６３は
通電加熱を停止するようにＰＩＤコントローラ５９に制
御信号を出力する。

以上説明した第１１図の抵抗変化幅検出部６０によれば
、正確に抵抗値変化幅を検出でき、精度よく湾曲量を制
御できる。また、最小抵抗値の検出後、形状記憶合金体
５３の通電加熱を停止するため、抵抗値変化幅を検出す
る時間を著しく短縮できる。

第１２図は抵抗変化幅検出部６０の他の例を示している
。すなわち、切換スイッチ５６のｂ側には、サンプルホ
ールド回路７３および第１微分器７４の各入力がそれぞ
れ接続されている。第１微分器７４の出力は第２微分器
７５の入力に接続され、第２微分器７５の出力はコンパ
レータ７６を介して制御部６３に送られ、制御部６３で
は、コンパレータ７６の出力に基づきサンプルホールド
回路７３および記憶部６４にトリガ信号を送り、サンプ
ルホールド回路７３の出力を記憶部６４に記憶させるよ
うになっている。

このような構成において、第１２図の動作を第１３図を
参照して説明する。第１３図（ａ）は抵抗検出部５５の
出力電圧波形であり、形状記憶合金体５３の抵抗値変化
に比例した出力が得られる。

今、形状記憶合金体５３が時間とともに通電加熱される
と、最初はわずかながら出力電圧は上昇し、形状記憶合
金体５３がＡＳ点に達すると急激に減少を始め、Ａｆ点
で、また、わずかながら上昇を始める。

この出力電圧を第１微分器７４に入力することにより、
その出力電圧は第１３図（ｂ）のような微分波形となる
。第１微分器７４の出力電圧を更に第２微分器７５に入
力することにより、その出力電圧は第１３図（ｃ）のよ
うな微分波形となる。

この出力電圧のパルス波形は第１３図（ａ）の波形の変
曲点を示しており、この変曲点において最大抵抗値およ
び最小抵抗値を表している。したがって、第２微分器７
５の出力電圧をコンパレータ７６を通して制御部６３に
入力することにより、制御部６３では、これを基にトリ
ガ信号をサンプルホールド回路７３および記憶部６４に
送り、記憶部６４に最大抵抗値および最小抵抗値を記憶
する。

また、制御部６３では、第２微分器７５の出力電圧の正
のパルス波形を検出した後、形状記憶合金体５３の通電
加熱を停止すべく、ＰＩＤコントローラ５９に制御信号
を送るとともに、切換スイッチ５６をａ側に切換え設定
する。

以上の動作により、形状記憶合金体５３の最大抵抗値Ｒ
ｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎを正確に測定できる。

なお、上記説明において、形状記憶合金体５３の最大抵
抗値Ｒｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎを検出し、正規
化抵抗λを求めたが、精度が要求される場合、あるいは
、大きな変位が要求される場合、それに応じて正規化抵
抗λを変えることができる。

たとえば高精度が要求される場合には、リニアリティの
良い範囲（Ａｓ点とＡｆ点との中間付近）のみを用いれ
ばよい。たとえばΔＲの両端の１０％を除くと、 ということになる。

また、大きな変位が必要な場合は、求めた最大抵抗値Ｒ
ｍａｘおよび最小抵抗値Ｒｍｉｎの範囲を全て用いれば
よいことは明白である。

［発明の効果］ 　以上詳述したように本発明の位置制御装置によれば、
形状記憶合金体を用いたアクチエータの位置制御におい
て、環境や疲労などによって形状記憶合金体の抵抗値が
変動した場合においても、自動的にその抵抗値変動を補
償し、常に高精度で良好な位置制御が可能となる。また
、特に変位センサなどを必要としないので、小形化が極
めて容易となる。したがって、たとえば小形化が強く要
求される医療用および工業用の内視鏡に応用して顕著な
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

　図は本発明の実施例を説明するためのもので、第１図
は第１実施例を示す構成図、第２図ないし第４図は第１
実施例における抵抗検出部および駆動部を詳細に説明す
る構成図、第５図は第４図の動作を説明するパルス波形
図、第６図は第２実施例を示す構成図、第７図は第３実
施例を示す構成図、第８図は第３実施例における湾曲部
内の構造を説明する斜視図、第９図は第４実施例を示す
構成図、第１０図は第９図の動作を説明するための形状
記憶合金体の温度と抵抗値との関係を示す図、第１１図
および第１２図は第４実施例における抵抗変化幅検出部
を詳細に説明する構成図、第１３図は第１２図の動作を
説明するための要部信号波形図である。 １…アクチエータ、２１、２２…形状記憶合金体、３…
結合部、４１、４２…抵抗検出部（抵抗検出手段）、５
…変位算出部（変位算出手段）、６１、６２…比較器（
比較手段）、７１、７２…駆動部（駆動手段）、８…記
憶部（記憶手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 形状記憶合金体の変位に基づいて動作するアクチェータ
   と、 前記形状記憶合金体を加熱冷却する駆動手段と、前記ア
   クチェータの変位と変位の目標値との偏差に基づき前記
   駆動手段を作動させる比較手段とから構成された位置制
   御装置において、前記形状記憶合金体の抵抗値を検出す
   る抵抗検出手段と、 位置制御開始前に前記形状記憶合金体の最大抵抗値およ
   び最小抵抗値を求め記憶する記憶手段と、前記抵抗検出
   手段の出力と前記記憶手段に記憶された情報とにより前
   記アクチェータの変位を算出する変位算出手段と を具備したことを特徴とする位置制御装置。