JPH0768940B2 - 形状記憶合金を利用した回転装置 - 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の特性を利用した回転装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来から、形状記憶合金の温度変化による変形力を利用
して駆動源を得る試みが種々なされてきたが、多くの場
合、駆動力として回転駆動力が必要となるのに対して、
形状記憶合金の運動方向が本質的に往復運動であるた
め、形状記憶合金を利用した駆動装置の用途が限られて
いた。クランク機構その他の公知の機構を用いることに
より往復運動を回転運動に変換することが可能ではある
が、構造が複雑となり、しかも確実な回転運動を得るこ
とができない不都合がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の欠点に鑑み、本発明の主な目的
は、形状記憶合金を用いることにより温度変化を利用し
て回転駆動力を発生し得る回転装置を提供することにあ
る。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、形状記憶合金部材
と通常のばね手段とにより異なる軸線方向に付勢された
ラックギヤと、前記ラックギヤと歯合するように回転自
在に枢支された一対の第一のギヤと、前記第一のギヤに
対してそれぞれ同軸的かつ回転自在に枢支された一対の
第二のギヤと、互いに同軸をなす前記第一のギヤと前記
第二のギヤとの間にそれぞれ介装されたクラッチスプリ
ングと、前記両第二のギヤに歯合する共通の第三のギヤ
とを有することを特徴とする形状記憶合金を利用した回
転装置を提供することにより達成される。

〈作用〉 ラックを、形状記憶合金部材とばねとの間の力の釣合い
により駆動するため、ラックギヤのストロークが安定化
し、またクラッチスプリングを用いることにより、２つ
の第二のギヤに於て歩進運動を発生させ、これら第二の
ギヤを共通の第三のギヤに歯合させることにより一方向
の回転運動を得ることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図及び第２図は本発明に基づく回転装置の一実施例
を示す。基板１には、２本の枢軸２、３がそれぞれ並列
に固設され、各枢軸２、３には直径の異なるギヤ４〜７
が各２枚ずつそれぞれ同軸的かつ回動自在に枢支されて
いる。各枢軸２又は３に枢支された１対のギヤ４、５又
は６、７は、その対向端面に形成された円筒状のボス4
a、5aをもって互いに衝当し、これら両ボス4a、5aの外
周面に亘って単一のクラッチスプリング13が巻装されて
いる。これらクラッチスプリング13は、或る程度の巻付
け力を伴ってボス4a、5aに巻装されており、また、両枢
軸２、３についてそれぞれ設けられたクラッチスプリン
グの巻方向が異なるものとしてある。

相対的に直径の小さなギヤ５、７は、両面にラック歯を
有するラックギヤ10の異なる歯にそれぞれ歯合してお
り、このラックギヤ10はその両軸線方向端に於て引張り
コイルばね11及び引張りコイルばね状の形状記憶合金部
材12とによりそれぞれ異なる軸線方向に付勢されてい
る。更に、相対的に大径のギヤ４、６は、基板１に出力
軸８をもって回転自在に枢支された共通の小径歯車９に
歯合している。

次に本実施例の作動の要領について説明する。

この回転装置によれば、形状記憶合金部材12の変態点を
越える温度変化があると、ラックギヤ10が、軸線方向
の、例えば実線の矢印により示される向き（第１図）に
変位する。これにより、ギヤ５、７がそれぞれ異なる向
きに回転駆動されるが、これらギヤに異なる巻付け方向
をもって巻装されているクラッチスプリング13のいずれ
か一方が巻締め方向に引きずられ、例えばギヤ４が、第
１図に於ける反時計回り方向に回転駆動される。これに
より、歯車９が第１図に於ける時計廻り方向に回転駆動
され、これが出力軸８から取出される。

この時、歯車６が歯車９により回転駆動され、歯車７が
ラックギヤ10により回転駆動されるが、両歯車６、７間
の相対回転がクラッチスプリングを緩める向きであるた
め、これら両ギヤは互いに自由に回転することができ
る。

次に、周囲の温度が逆方向に変化して再び形状記憶合金
部材12の変態点を越えると破線の矢印により示されるよ
うにラックギヤ10が変位し、枢軸３の側のクラッチスプ
リングを巻締めることにより、歯車６を破線矢印により
示される向きに回転駆動する。この回転力は歯車９に伝
達され、破線矢印により示される向き、即ち反時計廻り
方向に回転駆動し、歯車９及び出力軸８を時計廻り方向
に回転駆動する。

このようにして、ラックギヤ10が軸線方向のいずれの方
向に変位した場合でも、常に、歯車９及び出力軸８を同
じ向き、即ち時計廻り方向に回転駆動することができ
る。

この回転装置によれば、温度変化のある環境下に於て、
温度変化を直接駆動力に変換することができる。温度変
化がない環境にあっても、例えば、別途駆動される（こ
の回転装置により駆動されるようにしても良い）スリッ
トを用いて太陽光の照射を断続することにより、形状記
憶合金部材12に温度変化を引起すこともできる。

〈発明の効果〉 このように、本発明によれば、簡単な機械的構造のみを
もって温度変化を直接回転動力に変換することができ、
種々の用途に極めて好適に応用することができ、その効
果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく回転装置の模式的正面図であ
る。 第２図は第１図のII−II線について見た断面図である。 １……基板、２、３……枢軸 ４〜７……ギヤ、８……出力軸 ９……ギヤ、10……ラックギヤ 11……引張りコイルばね 12……形状記憶合金部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形状記憶合金部材と通常のばね手段とによ
   り異なる軸線方向に付勢されたラックギヤと、 前記ラックギヤと歯合するように回転自在に枢支された
   一対の第一のギヤと、 前記第一のギヤに対してそれぞれ同軸的かつ回転自在に
   枢支された一対の第二のギヤと、 互いに同軸をなす前記第一のギヤと前記第二のギヤとの
   間にそれぞれ介装されたクラッチスプリングと、 前記両第二のギアに歯合する共通の第三のギヤとを有す
   ることを特徴とする形状記憶合金を利用した回転装置。
2. 【請求項２】前記ラックギヤが異なる二つのギヤ面にギ
   ヤ歯を有し、これらギヤ歯のそれぞれに前記各第一のギ
   ヤが歯合していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の回転装置。