JPH0849645A - サーマルアクチュエータ - Google Patents
サーマルアクチュエータInfo
- Publication number
- JPH0849645A JPH0849645A JP6181684A JP18168494A JPH0849645A JP H0849645 A JPH0849645 A JP H0849645A JP 6181684 A JP6181684 A JP 6181684A JP 18168494 A JP18168494 A JP 18168494A JP H0849645 A JPH0849645 A JP H0849645A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- shape memory
- memory alloy
- disc
- disk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 伸縮量を増大させ、作動範囲を広げて動作機
能を向上させた、形状記憶合金を利用したサーマルアク
チュエータを提供する。 【構成】 回転可能な円板（１）と、この円板（１）を
一方向に回転させるようにその一端が円板（１）に巻き
付け固定されたワイヤ（２）と、このワイヤ（２）の他
端が接続された形状記憶合金バネ（３）と、一端がこの
円板（１）を逆方向に回転させるように円板（１）に巻
き付け固定され、他端が作動負荷（４）に接続された別
のワイヤ（６）とを有するサーマルアクチュエータであ
って、円板（１）には、ワイヤ（６）の巻き付け半径の
変更を自在する異なった半径のワイヤ溝（７）が設けら
れ、かつ、円板（１）には、高温時には形状記憶合金バ
ネ（３）が縮んで作動負荷を軽くするように働き、低温
時には形状記憶合金バネ（３）が伸びて作動負荷を重く
するように働く重錘（８）が配設されている。
能を向上させた、形状記憶合金を利用したサーマルアク
チュエータを提供する。 【構成】 回転可能な円板（１）と、この円板（１）を
一方向に回転させるようにその一端が円板（１）に巻き
付け固定されたワイヤ（２）と、このワイヤ（２）の他
端が接続された形状記憶合金バネ（３）と、一端がこの
円板（１）を逆方向に回転させるように円板（１）に巻
き付け固定され、他端が作動負荷（４）に接続された別
のワイヤ（６）とを有するサーマルアクチュエータであ
って、円板（１）には、ワイヤ（６）の巻き付け半径の
変更を自在する異なった半径のワイヤ溝（７）が設けら
れ、かつ、円板（１）には、高温時には形状記憶合金バ
ネ（３）が縮んで作動負荷を軽くするように働き、低温
時には形状記憶合金バネ（３）が伸びて作動負荷を重く
するように働く重錘（８）が配設されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、サーマルアクチュエ
ータに関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、温度変化による形状記憶合金の伸縮により得られる
動力を利用し、その伸縮量を増大させ、かつ、作動範囲
を広げて動作機能を向上させた新しいサーマルアクチュ
エータに関するものである。
ータに関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、温度変化による形状記憶合金の伸縮により得られる
動力を利用し、その伸縮量を増大させ、かつ、作動範囲
を広げて動作機能を向上させた新しいサーマルアクチュ
エータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】変形した時の温度よりも高い
温度に加熱するだけで元の形に戻るという極めて特徴的
な性質を有する形状記憶合金は、その性質を利用して、
扉、ガラス、家、換気ダンパ等の開閉動作用のアクチュ
エータや、通電加熱により作動されるロボットアーム、
あるいはコイルバネ利用の回転体等において実用的にも
その応用が始まっている。たとえばその素材としての形
状記憶合金にも様々なものが知られているが、代表的な
ものとしては、５４〜５６％Ｎｉ−残部Ｔｉの合金があ
り、そのマルテンサイト変態開始温度が−５０〜１００
℃で、オーステナイト変態終了温度が−１０〜１１０℃
の特性を持つものとして知られている。
温度に加熱するだけで元の形に戻るという極めて特徴的
な性質を有する形状記憶合金は、その性質を利用して、
扉、ガラス、家、換気ダンパ等の開閉動作用のアクチュ
エータや、通電加熱により作動されるロボットアーム、
あるいはコイルバネ利用の回転体等において実用的にも
その応用が始まっている。たとえばその素材としての形
状記憶合金にも様々なものが知られているが、代表的な
ものとしては、５４〜５６％Ｎｉ−残部Ｔｉの合金があ
り、そのマルテンサイト変態開始温度が−５０〜１００
℃で、オーステナイト変態終了温度が−１０〜１１０℃
の特性を持つものとして知られている。
【０００３】しかしながら、これまでに知られている以
上のような温度変化による形状記憶合金の伸縮により得
られる動力を利用したサーマルアクチュエータの場合に
は、いずれもその伸縮量はあまり大きくなく、作動範囲
も限定されていることから、その動作機能の向上には限
界があった。実際、多くのものは極めて簡便な形状記憶
合金の温度変化による伸縮を利用した構造に限られてい
るため、動作範囲は変更することも難しかった。
上のような温度変化による形状記憶合金の伸縮により得
られる動力を利用したサーマルアクチュエータの場合に
は、いずれもその伸縮量はあまり大きくなく、作動範囲
も限定されていることから、その動作機能の向上には限
界があった。実際、多くのものは極めて簡便な形状記憶
合金の温度変化による伸縮を利用した構造に限られてい
るため、動作範囲は変更することも難しかった。
【０００４】そこでこの発明は、以上のような従来のサ
ーマルアクチュエータの限界を克服し、形状記憶合金の
伸縮量を大きくし、作動範囲を広げ、その動作機能をよ
り向上することのできる新しいサーマルアクチュエータ
を提供することを目的としている。
ーマルアクチュエータの限界を克服し、形状記憶合金の
伸縮量を大きくし、作動範囲を広げ、その動作機能をよ
り向上することのできる新しいサーマルアクチュエータ
を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、回転可能な円板と、この円板を
一方向に回転させるようにその一端が円板に巻き付け固
定されたワイヤと、このワイヤの他端が接続された形状
記憶合金バネと、一端がこの円板を逆方向に回転させる
ように円板に巻き付け固定され、他端が作動負荷に接続
された別のワイヤとを有するサーマルアクチュエータで
あって、円板には、ワイヤの巻き付け半径の変更を自在
する異なった半径のワイヤ溝が設けられ、かつ、円板に
は、高温時には形状記憶合金バネが縮んで作動負荷を軽
くするように働き、低温時には形状記憶合金バネが伸び
て作動負荷を重くするように働く重錘が配設されている
ことを特徴とするサーマルアクチュエータを提供する。
を解決するものとして、回転可能な円板と、この円板を
一方向に回転させるようにその一端が円板に巻き付け固
定されたワイヤと、このワイヤの他端が接続された形状
記憶合金バネと、一端がこの円板を逆方向に回転させる
ように円板に巻き付け固定され、他端が作動負荷に接続
された別のワイヤとを有するサーマルアクチュエータで
あって、円板には、ワイヤの巻き付け半径の変更を自在
する異なった半径のワイヤ溝が設けられ、かつ、円板に
は、高温時には形状記憶合金バネが縮んで作動負荷を軽
くするように働き、低温時には形状記憶合金バネが伸び
て作動負荷を重くするように働く重錘が配設されている
ことを特徴とするサーマルアクチュエータを提供する。
【０００６】
【作用】この発明においては、上記の通りの回転可能な
円板の回転動作と形状記憶合金バネの伸縮とを関連づけ
た回転型サーマルアクチュエータにおいて、重錘の利用
で形状記憶合金の伸縮量を増大させるとともに、複数の
回転半径を持った円板の利用でその作動範囲を広げ、作
動ストロークと作動引力の選択幅を広げている。
円板の回転動作と形状記憶合金バネの伸縮とを関連づけ
た回転型サーマルアクチュエータにおいて、重錘の利用
で形状記憶合金の伸縮量を増大させるとともに、複数の
回転半径を持った円板の利用でその作動範囲を広げ、作
動ストロークと作動引力の選択幅を広げている。
【０００７】このため、アクチュエータとしての応用は
より利便性に富むものとなり、動作機能は大きく向上す
る。
より利便性に富むものとなり、動作機能は大きく向上す
る。
【０００８】
【実施例】以下、実施例を図面に沿って説明する。もち
ろん、この発明は、以下の例に限定されるものではな
い。図１および図２は、この発明の円板回転型のサーマ
ルアクチュエータを例示した正面図と平面図である。た
とえば、この図１および図２に例示したように、この発
明のサーマルアクチュエータは、回転可能な円板（１）
と、この円板（１）を一方向（Ａ）に回転させるように
その一端が円板（１）に巻き付け固定されたワイヤ
（２）と、このワイヤ（２）の他端が接続された形状記
憶合金バネ（３）を有し、さらに、一端がこの円板
（１）を逆方向（Ｂ）に回転させるように円板（１）に
巻き付け固定され、他端が作動負荷（４）にガイド手段
としての滑車（５）を介して接続された別のワイヤ
（６）とを備えている。
ろん、この発明は、以下の例に限定されるものではな
い。図１および図２は、この発明の円板回転型のサーマ
ルアクチュエータを例示した正面図と平面図である。た
とえば、この図１および図２に例示したように、この発
明のサーマルアクチュエータは、回転可能な円板（１）
と、この円板（１）を一方向（Ａ）に回転させるように
その一端が円板（１）に巻き付け固定されたワイヤ
（２）と、このワイヤ（２）の他端が接続された形状記
憶合金バネ（３）を有し、さらに、一端がこの円板
（１）を逆方向（Ｂ）に回転させるように円板（１）に
巻き付け固定され、他端が作動負荷（４）にガイド手段
としての滑車（５）を介して接続された別のワイヤ
（６）とを備えている。
【０００９】この構成において、形状記憶合金バネ
（３）は図中に示したように、高温時には位置＜ａ＞に
あり、また低温時には位置＜ｂ＞にある。この位置＜ａ
＞＜ｂ＞への変化は、形状記憶合金の温度変化にともな
う伸縮によって生じるものである。そしてこの発明で
は、上記の円板（１）には、ワイヤ（６）の巻き付け半
径の変更を可能とする異った半径の複数のワイヤ溝（７
ａ）（７ｂ）（７ｃ）（７ｄ）（７ｅ）が設けられてい
る。また、回転可能な円板（１）には、形状記憶合金バ
ネ（３）が位置＜ａ＞にある高温時には形状記憶合金バ
ネ（３）が縮んで作動負荷を軽くするように働き、位置
＜ｂ＞にある低温時には形状記憶合金バネ（３）が伸び
て作動負荷を重くするように働く重錘（８）が取付けら
れている。
（３）は図中に示したように、高温時には位置＜ａ＞に
あり、また低温時には位置＜ｂ＞にある。この位置＜ａ
＞＜ｂ＞への変化は、形状記憶合金の温度変化にともな
う伸縮によって生じるものである。そしてこの発明で
は、上記の円板（１）には、ワイヤ（６）の巻き付け半
径の変更を可能とする異った半径の複数のワイヤ溝（７
ａ）（７ｂ）（７ｃ）（７ｄ）（７ｅ）が設けられてい
る。また、回転可能な円板（１）には、形状記憶合金バ
ネ（３）が位置＜ａ＞にある高温時には形状記憶合金バ
ネ（３）が縮んで作動負荷を軽くするように働き、位置
＜ｂ＞にある低温時には形状記憶合金バネ（３）が伸び
て作動負荷を重くするように働く重錘（８）が取付けら
れている。
【００１０】円板（１）に設けた複数のワイヤ溝（７
ａ）…（７ｅ）によって、どの溝に作動負荷（４）に接
続するワイヤ（６）を巻き付けるかによって、作動スト
ロークおよび作動引力の選択幅が広がることになる。ま
た重錘（８）については、高温時には、形状記憶合金バ
ネ（３）の負荷を軽くする方向に働くように図中の位置
（Ｐ1 ）にあるように、そして低温時には、負荷を重く
する方向に働くように図中の位置（Ｐ2 ）にあるよう
に、つまりこの例では位置（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）とは１８０
°変化するようにしている。この重錘（８）の配設によ
って、形状記憶合金バネ（３）による伸縮量をより大き
く増大させている。
ａ）…（７ｅ）によって、どの溝に作動負荷（４）に接
続するワイヤ（６）を巻き付けるかによって、作動スト
ロークおよび作動引力の選択幅が広がることになる。ま
た重錘（８）については、高温時には、形状記憶合金バ
ネ（３）の負荷を軽くする方向に働くように図中の位置
（Ｐ1 ）にあるように、そして低温時には、負荷を重く
する方向に働くように図中の位置（Ｐ2 ）にあるよう
に、つまりこの例では位置（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）とは１８０
°変化するようにしている。この重錘（８）の配設によ
って、形状記憶合金バネ（３）による伸縮量をより大き
く増大させている。
【００１１】作動負荷（４）に接続するワイヤ（６）に
ついては選択するワイヤ溝（７ａ）…（７ｅ）に合わせ
てその円板（１）上の係止点（９）が選ばれ、また、図
１中に２の作動負荷（４）が示されているように、滑車
（５）等のガイド手段の適宜な組合わせによって、作動
に都合のよい方向での作動負荷との接続が選択されるこ
とになる。
ついては選択するワイヤ溝（７ａ）…（７ｅ）に合わせ
てその円板（１）上の係止点（９）が選ばれ、また、図
１中に２の作動負荷（４）が示されているように、滑車
（５）等のガイド手段の適宜な組合わせによって、作動
に都合のよい方向での作動負荷との接続が選択されるこ
とになる。
【００１２】以上のこの発明のサーマルアクチュエータ
では、半径の異る複数のワイヤ溝（７ａ）…（７ｅ）と
重錘（８）による効果によって、アクチュエータとして
の動作機能は大きく向上する。たとえばその重錘（８）
の効果についてさらに説明すると、図３に例示したよう
に、形状記憶合金バネ（３）としてのコイルバネの長さ
は、重錘（８）を円板（１）に設けない場合には負荷重
（Ｗ）に対応してｌ1 の長さしか得られない。一方、重
錘（８）を上記の通り設けることによってｌ2 の長さの
伸縮量まで増大することが可能となる。
では、半径の異る複数のワイヤ溝（７ａ）…（７ｅ）と
重錘（８）による効果によって、アクチュエータとして
の動作機能は大きく向上する。たとえばその重錘（８）
の効果についてさらに説明すると、図３に例示したよう
に、形状記憶合金バネ（３）としてのコイルバネの長さ
は、重錘（８）を円板（１）に設けない場合には負荷重
（Ｗ）に対応してｌ1 の長さしか得られない。一方、重
錘（８）を上記の通り設けることによってｌ2 の長さの
伸縮量まで増大することが可能となる。
【００１３】もちろん、この発明の以上のサーマルアク
チュエータについては、その細部の構造や部材について
様々な態様が可能であることは言うまでもない。たとえ
ば形状記憶合金バネ（３）の素材やその大きさ、配置個
数、配置位置等についても制限はなく、アクチュエータ
の所定の機能とその目的に応じて、滑車等のガイド手段
の構成とともに適宜に選択される。さらに、付加的にセ
ンサ等を配置し、円板の回転にともなうアクチュエータ
の動作をモニタし、制御することも可能である。
チュエータについては、その細部の構造や部材について
様々な態様が可能であることは言うまでもない。たとえ
ば形状記憶合金バネ（３）の素材やその大きさ、配置個
数、配置位置等についても制限はなく、アクチュエータ
の所定の機能とその目的に応じて、滑車等のガイド手段
の構成とともに適宜に選択される。さらに、付加的にセ
ンサ等を配置し、円板の回転にともなうアクチュエータ
の動作をモニタし、制御することも可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、形状記憶合金の温度変化による伸縮から得られる動
力について、伸縮量を増大させるとともに、作動範囲を
広げ、動作機能を向上させることが可能となる。
り、形状記憶合金の温度変化による伸縮から得られる動
力について、伸縮量を増大させるとともに、作動範囲を
広げ、動作機能を向上させることが可能となる。
【図１】この発明のアクチュエータを例示した正面図で
ある。
ある。
【図２】図１に対応する平面図である。
【図３】重錘の効果を示した図である。
１ 円板 ２ ワイヤ ３ 形状記憶合金 ４ 作動負荷 ５ 滑車 ６ ワイヤ ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ ワイヤ溝 ８ 重錘 ９ ワイヤ係止点
Claims (2)
- 【請求項１】 回転可能な円板と、この円板を一方向に
回転させるようにその一端が円板に巻き付け固定された
ワイヤと、このワイヤの他端が接続された形状記憶合金
バネと、一端がこの円板を逆方向に回転させるように円
板に巻き付け固定され、他端が作動負荷に接続された別
のワイヤとを有するサーマルアクチュエータであって、
円板には、ワイヤの巻き付け半径の変更を自在する異な
った半径のワイヤ溝が設けられ、かつ、円板には、高温
時には形状記憶合金バネが縮んで作動負荷を軽くするよ
うに働き、低温時には形状記憶合金バネが伸びて作動負
荷を重くするように働く重錘が配設されていることを特
徴とするサーマルアクチュエータ。 - 【請求項２】 ガイド手段を介してワイヤを作動負荷に
接続している請求項１のサーマルアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6181684A JPH0849645A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | サーマルアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6181684A JPH0849645A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | サーマルアクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849645A true JPH0849645A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16105070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6181684A Pending JPH0849645A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | サーマルアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0849645A (ja) |
-
1994
- 1994-08-02 JP JP6181684A patent/JPH0849645A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |