JPH0537021Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、形状記憶合金を利用した回転機構に
関する。

［技術的課題］ 形状記憶合金が種々開発されている昨今、回転
機構にこの種の金属が利用できないかという技術
的課題があつた。

［技術的課題の解決手段］ 本考案に係る回転機構は、上記の技術的課題を
解決するために、形状記憶合金の持つ電気抵抗を
利用して通常により発熱させて伸ばし、冷却によ
つて常温に近付く際に縮ませるようにして回転子
を回転させるようにしたもので、具体的には本考
案に係る回転機構は、一以上の回転子を軸受にて
回転可能に軸承してなり、通電による発熱等の加
熱時に伸び、常温時に縮むように形状記憶させた
形状記憶合金製のバネを、連結棒に軸装状で一体
的に装着してなり、上記連結棒を上記回転子の回
転軸心から偏心させて突出するクランク部に連結
すると共に、伸縮動作可能に支承してなり、かつ
上記バネを含む電路を形成して上記バネが通電に
より発熱可能とし、上記電路に上記回転子の回転
に伴つて通電を接・断するスイツチを設けてな
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図、第２図ａ〜ｄ及び第３図は第一の実施
例を示す。この実施例は、形状記憶合金製のバネ
を一本だけ用いたものである。

まず構成を説明すると、図中１がクランクシヤ
フトで、ベース２に立設した二本の軸受３，３に
両端を挿通させ、軸受３，３に沿う回転軸心のま
わりで自由に回転できるよう支承してある。この
クランクシヤフト１から偏心して突出するクラン
ク部４には、形状記憶合金製のバネ５を嵌装した
連結棒６の一端がゆるく嵌まつている。この連結
棒６は他端をベース２に立設した支持体７を貫通
させて支承してある。即ち、この連結棒６はクラ
ンクシヤフト１の回転に伴つて支持体７に支承ガ
イドされつつ進退動する。

バネ５は既述のように形状記憶合金製で、加熱
によつて本実施例の場合は、自己の電気抵抗によ
つて発熱していわば自分自身による加熱によつて
伸び且つ常温へ冷却されることによつて縮むよう
に形状を記憶させたものである。このバネ５はク
ランクシヤフト１側の端部を連結棒６に固定し、
他の端部を支持体７に固定してある。このため、
バネ５が伸びると連結棒６を第１図中の手前側か
ら向う側へ押しやつてクランクシヤフト１を回転
させ、縮めば連結棒６を引き込んで更にクランク
シヤフト１を回転させるようになつている。

クランクシヤフト１の第１図中右端には、スイ
ツチ装置８が配してある。このスイツチ装置８
は、円板状のスイツチプレート９と二個の接点１
０ａ，１０ｂからなる。スイツチプレート９は半
周部分のみに接点部材を設けたもので（その部分
を以下Ａ部という。）、他の半周部分（以下Ｂ部と
いう。）には接点部材を設けておらず、両接点１
０ａ，１０ｂがＡ部に接しているときのみ、両接
点１０ａ，１０ｂ間が導通するようにしたもので
ある。なお、図中１１はバツテリボツクスでバツ
テリＥを内蔵している。また、１２は電源投入用
のスイツチである。

本実施例における電路は、第３図に示すよう
に、バツテリＥからスイツチプレート９、バネ
５、スイツチ１２、そして両接点１０ａ，１０ｂ
を経てバツテリＥに至るものとしてある。もつと
も、この電路構成は、単なる一例であつて、その
他の構成とすることも自由である。

次に第２図を参照して、本実施例の動作を説明
する。

非通電状態でバネ５が伸びていない状態からス
イツチ１２をONさせると、バツテリＥからバネ
５に電流が流れ、バネ５は自己の電気抵抗によつ
て発熱する。バネ５は、この自身の発熱によつて
加熱された状態となり、伸び始める（第２図ａ）。
接点１０ａ，１０ｂはもちろんスイツチプレート
９のＡ部と接触している。このためクランクシヤ
フト１はクランク部４が連結棒６に押されて図中
矢示方向へと回転する。

第２図ｂはクランクシヤフト１が1/4回転だけ
回された状態を示しており、バネ５は通電中のま
まで、伸びつつある状態となつている。そして更
にバネ５が伸びてクランクシヤフト１が1/2回転
すると、バネ５は最大伸長期となり、ついで接点
１０ａ，１０ｂがスイツチプレート９のＡ部から
外れてＢ部に至り電路が遮断されて通電停止とな
る（第２図ｃ）。

するとバネ５は加熱源を失なうことになり、急
速に放冷して縮み出す（第３図ｄ）。そしてクラ
ンクシヤフト１はこのバネ５の縮長に伴なう連結
棒６の移動によつて更に回転させられ、１回転す
る。そしてクランクシヤフト１が１回転すると、
第２図ａの状態に戻つて次の回転動作が自動的に
開始される。

次に第２の実施例を第４図から第７図に基づい
て説明する。但し、先の例と共通の部分には共通
の符号を付すに止める。この実施例は形状記憶合
金製のバネを二本用いたものである。

構成を説明すると、図中２０がクランクシヤフ
トで、90度だけ角度を異ならせた二つのクランク
部２１ａ，２１ｂを有しており、そのクランク部
２１ａ，２１ｂ夫々に形状記憶合金製のバネ２２
ａ，２２ｂを嵌装した連結棒２３の一端をゆるく
嵌めて取付けてある。バネ２２ａ，２２ｂと連結
棒２３ａ，２３ｂの取付け方、連結棒２３ａ，２
３ｂの支承等は先の実施例と同様である。またバ
ネ２２ａ，２２ｂの記憶内容も先の例と同様であ
る。

図中２４はスイツチ装置で、円筒状の部材２７
を三つの区域に分割し、各区域ごとに接点部材を
設けてある。第４図中の最も右端側の部分（以下
Ｒ部という。）と中央部分（以下Ｃ部という。）と
はクランクシヤフト２０のクランク部２１ａ，２
１ｂに対応させて90度ずらして接点部材が設けて
あり、それぞれＲ部、Ｃ部を180度に亘つて配し
てある。図中最も左端側の部分（以下Ｌ部とい
う。）は共通部分で全周に亘つて接点部材が設け
てある。そして、Ｒ部、Ｌ部、Ｃ部には夫々接点
２５ａ，２５ｂ，２５ｃが接触させてある。な
お、図中２６は電源投入用のスイツチである。

本実施例における電路は、第６図に示すよう
に、バツテリＥからスイツチ装置２４のＬ部、Ｒ
部、バネ２２ａ、スイツチ２６内の接点２６ａを
経てバツテリＥに戻るものと、バツテリＥからス
イツチ装置２４のＬ部、Ｃ部、バネ２２ｂ、スイ
ツチ２７内の接点２７ｂを経てバツテリＥに戻る
ものと二系統形成される。

次に第５図ないし第７図を参照して本実施例の
動作を説明する。

非導通状態で一方のバネ２２ａが縮んでおり、
他方のバネ２２ｂが若干伸びた状態からスイツチ
２６をONさせると、第６図に示すように、スイ
ツチ装置２４のＲ部と接点２５ａとが接触、Ｃ部
と接点２５ｂとが非接触となつているため、バツ
テリＥからまず一方のバネ２２ａに電流が流れ、
バネ２２ａは自己の電気抵抗によつて発熱し、加
熱状態となつて伸び始める。また他方のバネ２２
ｂは第６図に示したように非導通状態下にあるの
で、常温時に縮むように記憶させられた状態に戻
ろうとして更に縮み始め、クランクシヤフト２０
が回転する（第５図ａ）。

バネ２２ａ，２２ｂの伸・縮によつて第５図ａ
の状態からほぼ90度クランクシヤフト２０が回転
すると、スイツチ装置２４のＣ部も接点２５ｂと
接触し、両方のバネ２２ａ，２２ｂに対する電路
が形成されて電流が流れ、バネ２２ａは伸び続
け、他方のバネ２２ｂは伸び始める（第５図ｂ）。
そしてクランクシヤフト２０が更に90度回転する
とスイツチ装置２４のＲ部と接点２５ａとが離
れ、一方のバネ２２ａは最大伸長状態から一転し
て縮み始める。このとき他方のスイツチ装置２４
のＣ部と接点２５ｂとは未だ接触状態にあり、バ
ネ２２ｂは電流が通じ続けるため伸び続けている
（第５図ｃ）。

ここから更にバネ２２ｂの伸びとバネ２２ａの
縮み動作によりクランクシヤフト２０が90度回転
すると、スイツチ装置２４のＲ部、Ｃ部ともに接
点２５ａ，２５ｂと非接触となる。するとバネ２
２ａ，２２ｂの双方ともに非通電状態となつて放
熱し、常温へと温度降下を始め、これに伴つて縮
み始める（第５図ｄ）。Ｃの縮長状態がクランク
シヤフト２０を更に90度回転させ、第５図ａの状
態に戻し、次の回転動作が自動的に開始される。

図示の例ではバネを一本の場合と二本の場合と
のみ示したが、各バネに対する通電のタイミング
を変えれば更に多数本のバネを並列的に並べてク
ランクシヤフトを回転させることができる。また
回転子にはクランクの他円板等何でも採用でき、
図示の例には限定されない。更にバネに対する通
電調整を行なうスイツチは、図示の例のものに限
定されず種々公知のものを採用でき、シーケンシ
ヤルタイマースイツチ等も採用できる。

更に以上の説明においては、本考案に係る回転
機構を適用する対象を明示しなかつたが、従来回
転機構が必要とされ、採用されている装置等にお
いて本考案に係る回転機構を採用できることは明
らかである。特に玩具等においては、エンジン、
モータ等を採用した場合よりも軽量に且つ場合に
よつてはコンパクトに動力部分を構成できる。ま
た、図示の例の状態のままでも知育玩具として子
供達、ひいては大人に対しても興味深いものとな
ることは明らかである。

［効果］ 本考案に係る回転機構は、以上説明してきたよ
うに、回転子を回転させるために取付けるバネ
に、通常による発熱等の加熱で伸び、常温で縮む
ように形状を記憶させた形状記憶合金製のものを
用い、回転子の回転に伴つてバネに対する通電を
接・断させるスイツチをも設けてなるものとした
ので、形状記憶合金を用いた簡易な構造で、玩具
等の回転機構として採用すれば深い興趣を遊戯者
に与え得る回転機構が提供できる。

しかも上記回転機構は、回転子にクランク部を
備えると共に、これにバネを軸装状で一体的に装
着した連結棒を連結して構成してあるので、形状
記憶合金製のバネの伸縮動作が、上記連結棒にガ
イドされて、バネの支承が安定的になされると共
に、上記クランク機構を極めて円滑に連結回転さ
せることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例の斜視図、第２図
ａ〜ｄはその動作説明図、第３図はその電気的回
路図、第４図は、本考案の他の実施例の斜視図、
第５図ａ〜ｄはその動作説明図、第６図はその電
気的回路図、そして第７図は、バネへの通電状態
を示すグラフ図である。 １，２０……クランクシヤフト（回転子）、３
……軸受、５，２２ａ，２２ｂ……バネ、８，２
４……スイツチ装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 下記要件を備えてなる回転機構。 (イ) 一以上の回転子を軸受にて回転可能に軸承し
   てなる。 (ロ) 通電による発熱等の加熱時に伸び、常温時に
   縮むように形状記憶させた形状記憶合金製のバ
   ネを、連結棒に軸装状で一体的に装着してな
   る。 (ハ) 上記連結棒を上記回転子の回転軸心から偏心
   させて突出するクランク部に連結すると共に、
   伸縮動作可能に支承してなる。 (ニ) 上記バネを含む電路を形成して上記バネが通
   電により発熱可能とし、且つ上記電路に上記回
   転子の回転に伴なつて通電を接・断するスイツ
   チを設けてなる。