JPS5874878A - 固相ヒ−トエンジン - Google Patents
固相ヒ−トエンジンInfo
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- JPS5874878A JPS5874878A JP56172886A JP17288681A JPS5874878A JP S5874878 A JPS5874878 A JP S5874878A JP 56172886 A JP56172886 A JP 56172886A JP 17288681 A JP17288681 A JP 17288681A JP S5874878 A JPS5874878 A JP S5874878A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- form memory
- shape memory
- members
- heat engine
- eccentric
- Prior art date
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
- F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/063—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the mechanic interaction
- F03G7/0633—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the mechanic interaction performing a rotary movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/064—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by its use
- F03G7/0641—Motors; Energy harvesting or waste energy recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、形状記憶材料を利用した固相ヒートエンジン
に関する。
に関する。
従来の一般的なヒートエンジンにおいては、熱エネルギ
から力学的なエネルギへの変換に、気体または液体の作
動物質を利用しているため、構造が複雑になり、ある程
度以上の小型化および軽量化は不可能であるという欠点
があった。
から力学的なエネルギへの変換に、気体または液体の作
動物質を利用しているため、構造が複雑になり、ある程
度以上の小型化および軽量化は不可能であるという欠点
があった。
また、従来、形状記憶材料を利用した固相ヒートエンジ
ンも幾つか提案されているが、形状記憶材料の使用量が
多くてコストが高くなったシ、構造が複雑であったり、
形状記憶材料を加熱する方法の中で最も制御の容易な直
接通電加熱が不可能であったりするという欠点があった
。
ンも幾つか提案されているが、形状記憶材料の使用量が
多くてコストが高くなったシ、構造が複雑であったり、
形状記憶材料を加熱する方法の中で最も制御の容易な直
接通電加熱が不可能であったりするという欠点があった
。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、構造が極めて簡単で、小型化および軽量化が容易で
あシ、形状記憶材料の使用量が少なく、かつ通電加熱が
可能な形状記憶材料を利用した固相ヒートエンジンを提
供することを目的とする。
で、構造が極めて簡単で、小型化および軽量化が容易で
あシ、形状記憶材料の使用量が少なく、かつ通電加熱が
可能な形状記憶材料を利用した固相ヒートエンジンを提
供することを目的とする。
以下本発明を図面に示す実施１例に基づいて説明する。
第１ないし４図において、図示しないエンジン本体には
、軸受け１（第４図にのみ図示）を介して回転軸２が回
転自在に支持され、この回転軸２にはアーム３の一端が
固定されている。前記アーム３の他端には、傷心軸４が
取り付けられている。
、軸受け１（第４図にのみ図示）を介して回転軸２が回
転自在に支持され、この回転軸２にはアーム３の一端が
固定されている。前記アーム３の他端には、傷心軸４が
取り付けられている。
前記本体には、前記回転軸２から等距離、かつ回転軸２
を中心として１２０度間隔に、周囲側軸５ａ、５ｂ、５
ｃが取シ付けられている。前記偏心軸４には、線状の形
状記憶部材５ａ、５ｂ、５ｃの一端がそれぞれ軸受け７
ａ ＋ ７ ｂ ｔ ７ ｃを介して回転自在に支持
されている。これらの形状記憶部材６ ａ ＋ ６ ｂ
＋ ５ ｃの他端は、それぞれ軸受け８ａ、８ｂ、８
ｃを介して前記周囲側軸５ａ ｌ ５ｂ５ｃに回転自在
に支持されている。
を中心として１２０度間隔に、周囲側軸５ａ、５ｂ、５
ｃが取シ付けられている。前記偏心軸４には、線状の形
状記憶部材５ａ、５ｂ、５ｃの一端がそれぞれ軸受け７
ａ ＋ ７ ｂ ｔ ７ ｃを介して回転自在に支持
されている。これらの形状記憶部材６ ａ ＋ ６ ｂ
＋ ５ ｃの他端は、それぞれ軸受け８ａ、８ｂ、８
ｃを介して前記周囲側軸５ａ ｌ ５ｂ５ｃに回転自在
に支持されている。
前記形状記憶部材ｓａ＋ｓｂ＋６ｃは、形状記憶材料の
一つであるＴ ｉ −Ｎ ｉ合金から構成されており、
所定の記憶処理によって真直な状態を記憶させられた後
、上述のように偏心軸４と周囲側軸５ａ、５ｂ、５ｃと
の間にそれぞれ支持されることにより、円弧上に変形さ
れている。
一つであるＴ ｉ −Ｎ ｉ合金から構成されており、
所定の記憶処理によって真直な状態を記憶させられた後
、上述のように偏心軸４と周囲側軸５ａ、５ｂ、５ｃと
の間にそれぞれ支持されることにより、円弧上に変形さ
れている。
また、前記形状記憶部材６ａ、６ｂ、６ｃには、図示し
ない通電手段により、それぞれ軸受け７ａと８ａｘ７ｂ
と８ｂ、７ｃと８ｃを介して順番に通電されるようにな
っている。
ない通電手段により、それぞれ軸受け７ａと８ａｘ７ｂ
と８ｂ、７ｃと８ｃを介して順番に通電されるようにな
っている。
次に、本実施例の動作を説明する。
まず最゛初に、偏心軸４が第１図の位置にあるとき、す
なわち形状記憶部材６ｃが真直に近い状態にあり、他の
形状記憶部材６ａ ＋ ５ｂは大きく湾曲している状態
において、前記通電手段により形状記憶部材６ａに通電
が行われ、ジーール熱により同部材６ａが所定温度以上
に加熱される。すると、同部材６ａは、前記記憶させら
れた真直な形状に復帰しようとするので、第２図のよう
に延びて偏心軸４を図上Ｐ方向に回転させる。また、こ
れにより、それまで延びていた形状記憶部材６ｃは、大
きく湾曲される。
なわち形状記憶部材６ｃが真直に近い状態にあり、他の
形状記憶部材６ａ ＋ ５ｂは大きく湾曲している状態
において、前記通電手段により形状記憶部材６ａに通電
が行われ、ジーール熱により同部材６ａが所定温度以上
に加熱される。すると、同部材６ａは、前記記憶させら
れた真直な形状に復帰しようとするので、第２図のよう
に延びて偏心軸４を図上Ｐ方向に回転させる。また、こ
れにより、それまで延びていた形状記憶部材６ｃは、大
きく湾曲される。
次に、前記通電手段により、今度は形状記憶部材６ｂに
通電が行われ、同部材６ｂが所定温度以上に加熱される
。これにより、今度は、同部材６ｂが真直な形状に復帰
しようとして第３図のように延び、偏心軸４をさらに図
上Ｐ方向に回転させる。また、これとともに、それまで
延びていた形状記憶部材６ａは大きく湾曲される。
通電が行われ、同部材６ｂが所定温度以上に加熱される
。これにより、今度は、同部材６ｂが真直な形状に復帰
しようとして第３図のように延び、偏心軸４をさらに図
上Ｐ方向に回転させる。また、これとともに、それまで
延びていた形状記憶部材６ａは大きく湾曲される。
続いて前記通電手段により、今度は形状記憶部材６ｃに
通電が行われ、同部材６０が所定温度以上に加熱される
。これにより、今度は形状記憶部材６ｃが前記第１図の
ように延び、偏心軸４をさらに図上Ｐ方向に回転させる
。また、これとともに、それまで延びていた形状記憶部
材６ｂは再び大きく湾曲される。
通電が行われ、同部材６０が所定温度以上に加熱される
。これにより、今度は形状記憶部材６ｃが前記第１図の
ように延び、偏心軸４をさらに図上Ｐ方向に回転させる
。また、これとともに、それまで延びていた形状記憶部
材６ｂは再び大きく湾曲される。
以下同様にして前記通電手段により、形状記憶部材６
ａ ｔ −ｓ ｂ ｔ ６ ｃに順番に通電がなされる
ことにより、前記サイクルが繰シ返し行われ、偏心軸４
、ひいてはこの偏心軸４にアーム３を介して結合されて
いる回転軸２が矢印Ｐ方向に連続して回転される。
ａ ｔ −ｓ ｂ ｔ ６ ｃに順番に通電がなされる
ことにより、前記サイクルが繰シ返し行われ、偏心軸４
、ひいてはこの偏心軸４にアーム３を介して結合されて
いる回転軸２が矢印Ｐ方向に連続して回転される。
なお、前記実施例では、直接通電加熱により形状記憶部
材６ ａ 、６ ｂ ｔ ６ ｃを加熱しているが、レ
ーザー光線や通常光線を照射する等の他の方法によシ形
状記憶部材を加熱するようにしてもよいことは言うまで
もない。
材６ ａ 、６ ｂ ｔ ６ ｃを加熱しているが、レ
ーザー光線や通常光線を照射する等の他の方法によシ形
状記憶部材を加熱するようにしてもよいことは言うまで
もない。
また、前記実施例では、形状記憶部材に真直な形状を記
憶させているが、形状記憶部材に曲った形状を記憶させ
ることにより、回転軸を回転させることもできる。
憶させているが、形状記憶部材に曲った形状を記憶させ
ることにより、回転軸を回転させることもできる。
また、本発明にお杆る形状記憶部材の形は必ずしも前記
実施例のような単純な線状のものに限られず、例えば、
収縮した状態または伸張した状態を記憶させられたコイ
ル状の形状記憶部材の両端を偏心支点と周囲側支点とに
回転自在に支持させても、前記実施例と同様の効果を得
ることができる。
実施例のような単純な線状のものに限られず、例えば、
収縮した状態または伸張した状態を記憶させられたコイ
ル状の形状記憶部材の両端を偏心支点と周囲側支点とに
回転自在に支持させても、前記実施例と同様の効果を得
ることができる。
さらに、前記実施例では形状記憶材料にＴｉ −Ｎ１合
金を使用しているが、本発明における形状記憶材料とし
ては、その他Ｃｕ −Ｚ ｎ、 Ｃｕ−Ｚｎ−ＡＺｔＣ
ｕ−Ｚｎ−Ｇａ 、’Ｃｕ−Ｚｎ−５ｎ、ｃｕ−Ｚｎ−
８ｉ 、Ｃｕ−Ａｔ−Ｎ１．Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ。
金を使用しているが、本発明における形状記憶材料とし
ては、その他Ｃｕ −Ｚ ｎ、 Ｃｕ−Ｚｎ−ＡＺｔＣ
ｕ−Ｚｎ−Ｇａ 、’Ｃｕ−Ｚｎ−５ｎ、ｃｕ−Ｚｎ−
８ｉ 、Ｃｕ−Ａｔ−Ｎ１．Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ。
Ｃｕ−８ｎ、Ａｕ−Ｃａ、Ａｇ−Ｃａ、Ｎ１−Ｔｉ−Ｘ
（Ｘは第三元素） 、 Ｎ ｉ −Ａ ｔ 、 Ｆ ｅ
−Ｐ を等の合金やプラスチック等のあらゆる形状記
憶材料が使用可能なことも言うまでもない。
（Ｘは第三元素） 、 Ｎ ｉ −Ａ ｔ 、 Ｆ ｅ
−Ｐ を等の合金やプラスチック等のあらゆる形状記
憶材料が使用可能なことも言うまでもない。
以上のように本発明による固相ヒートエンジンは、回転
軸と、この回転軸に取り付けられた偏心支点と、前記回
転軸の周囲に配置された複数の周囲側支点と、前記偏心
支点および前記各周囲側支点に両端を回転自在に支持さ
れた複数の形状記憶部材と、これらの形状記憶部材を選
択的に加熱する手段とを有してなることによシ、構造が
極めて簡単で小型化および軽量化が容易であり、形状記
憶材料の使用量を少なくすることができ、かつ形状記憶
部材を直接通電加熱により加熱することが可能であると
いう優れた効果を得られるものである。
軸と、この回転軸に取り付けられた偏心支点と、前記回
転軸の周囲に配置された複数の周囲側支点と、前記偏心
支点および前記各周囲側支点に両端を回転自在に支持さ
れた複数の形状記憶部材と、これらの形状記憶部材を選
択的に加熱する手段とを有してなることによシ、構造が
極めて簡単で小型化および軽量化が容易であり、形状記
憶材料の使用量を少なくすることができ、かつ形状記憶
部材を直接通電加熱により加熱することが可能であると
いう優れた効果を得られるものである。
第１ないし３図は本発明による固相ヒートエンジンの一
実施例を、それぞれ異なる回転位置において示す正面図
、第４図は前記実施例を示す側面である。 ２・・・回転軸、４・・・偏心軸、５ ａ ＋ ５ ｂ
ｔ ５ ｃ・・・周囲側軸、６ａｔ６ｂｔ６ｃ・・・
形状記憶部材特許出願人 学校法人 早稲田大学 代理人 弁理士大森 泉 第１図 第２図 第３図
実施例を、それぞれ異なる回転位置において示す正面図
、第４図は前記実施例を示す側面である。 ２・・・回転軸、４・・・偏心軸、５ ａ ＋ ５ ｂ
ｔ ５ ｃ・・・周囲側軸、６ａｔ６ｂｔ６ｃ・・・
形状記憶部材特許出願人 学校法人 早稲田大学 代理人 弁理士大森 泉 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 回転軸と、この回転軸に、同回転軸に対して偏心した状
態で取り付けられた偏心支点と、前記回転軸の周囲に配
置された複数の周囲側支点と、形状記憶材料力・ら遅シ
、一端を前記偏心支点に回転自在に、他端を前記各周囲
側支点にそれぞれ回転自在に支持された複数の形状記憶
部材と、これらの形状記憶部材を選択的に加熱する手段
とを有してなる固相ヒートエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56172886A JPS5948313B2 (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 固相ヒ−トエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56172886A JPS5948313B2 (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 固相ヒ−トエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874878A true JPS5874878A (ja) | 1983-05-06 |
| JPS5948313B2 JPS5948313B2 (ja) | 1984-11-26 |
Family
ID=15950140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56172886A Expired JPS5948313B2 (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 固相ヒ−トエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948313B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181791U (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-30 | ||
| WO2022037767A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | A shape memory alloy based rotary actuator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204506U (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP56172886A patent/JPS5948313B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181791U (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-30 | ||
| WO2022037767A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | A shape memory alloy based rotary actuator |
| CN116113763A (zh) * | 2020-08-19 | 2023-05-12 | 华为技术有限公司 | 基于形状记忆合金的旋转执行器 |
| CN116113763B (zh) * | 2020-08-19 | 2025-10-28 | 华为技术有限公司 | 基于形状记忆合金的旋转执行器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5948313B2 (ja) | 1984-11-26 |
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