JPH0529791B2 - - Google Patents

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板を利用した回転アクチ
ユエータに関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

従来形状記憶合金を利用した往復回転アクチユ
エータとしては形状記憶合金の線材でつる巻きば
ねを形成し、加熱により巻き締める方式があり、
往復回転動作を得るためにはバイアスばねを必要
とする。しかしバイアスばねを利用するので動作
力が半減し、動作のバランスが取り難い。また定
位置に固定する場合は固定する時間だけ形状記憶
合金ばねを加熱して置く必要があるなどの難点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題について種々検討の結果、
形状記憶合金を利用し、バイアスばねを必要とせ
ず、所望の定位置で加熱することなく固定するこ
とができ、しかも小型で簡単な構造で、出力トル
クの大きい往復回転アクチユエータを開発したも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は複数の形状記憶合金を弓状もしくは円
錐形状に記憶させ、この内の単数または複数の形
状記憶合金板を組とし、また記憶形状と対称形に
反転させた単数または複数の形状記憶合金板を組
とし、それらの組とした形状記憶合金板の各々を
シヤフトで連結し、それら２本のシヤフトが回転
支点で支えられたリンクに連節された構造とな
し、形状記憶合金板を交互に加熱して回転支点に
往復回転を付与することを特徴とする往復回転ア
クチユエータである。

〔作用〕

本発明の往復回転アクチユエータは形状記憶合
金板を弓状もしくは円錐形状に記憶させ、この内
の単数または複数の形状記憶合金板を記憶形状と
対称形に機械的に反転させて逆弓形状としたもの
を加熱により発生する内部応力により形状記憶合
金板は飛び移り座屈し、弓形の形状に復帰するの
である。この加熱により形状記憶合金板内に発生
する内部応力は、変態点以下で弓形状から逆弓形
状に変形させるに要する内部応力の数倍に達する
ものであり、その大きな反転力をリンク、ベル
ト、チエーン等を介して、もう一方の弓形形状を
維持している形状記憶合金板の形状を逆弓形状へ
と反転させる。また両者の反転後、加熱を停止さ
せ形状記憶合金板の温度が変態点以下に低下して
も、全ての形状記憶合金板の形状が、弓形もしく
は逆弓形となり、本発明による固定方式では複数
のアーチを形成するためにその全体の形状は機械
的に安定したものとなり、外力に対して強い反撥
力を有している。また形状記憶合金板の最大移動
個所をリンクに連結した機構としたので出力回転
角を大きくすることができ、かつ形状記憶合金板
を交互に加熱することにより回転支点に連続また
は断続の往復回転運動を付与することができるも
のである。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例について説明する。

第１図および第２図に示すように固定枠１の左
側空間に形状記憶合金板を図示の下方が弦となる
弓形状に記憶させた板ばね２，２′を両端を固定
して取付ける。一方固定枠の右側空間には上記の
板ばね２，２′と同じ形状に記憶させた板ばね３，
３′を常温で機械的に反転させ上方が弦となる形
状として取付ける。次に板ばね２，２′、および
３，３′の中央部に明けられた穴（図示せず）を
利用して連結治具４，５により板ばね２，２′お
よび３，３′が各々１体となつて動作するように
連結させる。さらに連結治具４，５の中央部に設
けられた軸６，７を介してリンク８を結合する。
リンク８の中央部には回転支点シヤフト９を固定
し、かつ回転支点シヤフト９は固定枠内に設けら
れた軸受け１０，１０′により支承する。また板
ばね２，２′および３，３′には電源１１，１１′
より、スイツチ１２，１２′を介して通電加熱す
ることができる構造としたアクチユエータであ
る。

次にこのアクチユエータの動作について説明す
る。

第１図において、右側の板ばね３，３′にスイ
ツチ１２′を介して通電すると板ばね３，３′は自
己発熱し温度が上昇し変態点以上の温度になると
記憶した形状に回復し、第３図の３，３′に示す
ように下方が弦となる弓形状となる。この時リン
ク８は上方に移動し、リンクの働きにより低温状
態の板ばね２，２′を機械的に第３図に示す上方
が弦となる弓形状に反転させると共にリンクの中
央の回転支点シヤフト９を反時計方向に回転す
る。この状態でスイツチ１２′を開として板ばね
３，３′を空冷しても、板ばね２，２′および３，
３′はアーチを形成しているので機械的に安定し
た形状となつているのでリンク８は不動であり、
従つて回転シヤフト９も不動で、このままの定位
置に固定される。第３図に示す状態においてスイ
ツチ１２を閉とすると前記と同様に板ばね２，
２′が記憶形状を回復し、第１図に示すような下
方が弦となる弓形状となる。この結果回転支点シ
ヤフト９は時計方向に回転する。そしてこの状態
において固定される。このように形状記憶合金板
ばねを交互に加熱することにより回転支点シヤフ
トに連続または断続して往復回転運動を付与する
ことができる。

本実施例においては記憶形状を弓状として説明
したがさらに動作の安定を計るため円錐形状とし
て記憶させても同様の効果が得られる。また上記
において形状記憶合金板ばねを２枚−２組とした
が、同様の効果は１枚−２組、複数枚−２組であ
つてもよい。また形状記憶合金板ばねの加熱方法
としては通電加熱以外に面発熱体を添付して加熱
する方法、熱流体による加熱などが適用できる。

さらに加熱後の冷却速度を早めるため、水冷、
空冷、その他の強制冷却の手段を講じることもで
きる。

本発明のアクチユエータは種々の環境に適応可
能であり特にクリーンルーム内、真空中などの特
殊環境において効果的に使用できる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明は、アクチユエー
タとしての動作が確実であり、小型で高トルクが
得られるもので工業上顕著な効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２
図は第１図の平面図、第３図は本発明の一実施例
を示す側面図である。 １……固定枠、２，２′……形状記憶合金板ば
ね、３，３′……形状記憶合金板ばね、４，５…
…連結治具、６，７……軸、８……リンク、９…
…回転支点シヤフト、１０，１０′……軸受、１
１，１１′……電源、１２，１２′……スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の形状記憶合金板を弓状もしくは円錐形
   状に記憶させ、この内の単数または複数の形状記
   憶合金板を組とし、また記憶形状と対称形に反転
   させた単数または複数の形状記憶合金板を組と
   し、それらの組とした形状記憶合金板の各々をシ
   ヤフトで連結し、それら２本のシヤフトが回転支
   点で支えられたリンクに連節された構造となし、
   形状記憶合金板を交互に加熱して回転支点に往復
   回転を付与することを特徴とする往復回転アクチ
   ユエータ。