JPS60186779A - クランク揺動装置 - Google Patents
クランク揺動装置Info
- Publication number
- JPS60186779A JPS60186779A JP4179284A JP4179284A JPS60186779A JP S60186779 A JPS60186779 A JP S60186779A JP 4179284 A JP4179284 A JP 4179284A JP 4179284 A JP4179284 A JP 4179284A JP S60186779 A JPS60186779 A JP S60186779A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- crank
- memory alloy
- shape memory
- point
- 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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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (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１対の形状記憶合金製コイルばねを用いたクラ
ンク揺動装置に関するもので、特にクランクの揺動スト
ローク又は／及びクランク軸の回動角度を増大したもの
である。
ンク揺動装置に関するもので、特にクランクの揺動スト
ローク又は／及びクランク軸の回動角度を増大したもの
である。
形状記憶合金とはマルデンサイト変態点以上の温度で一
定の形状を記憶させ、これを変態点以下の温度で変形し
た後、加熱すると変態点を境に記憶させた形状に回復す
る形状記憶効果と呼ばれるユニークな特性を示すもので
、Ｎ１−Ｔｉ系、Ｃｕ −Ｚｎ−ＡＪＩ！系、Ａｕ−Ｑ
ｄ系などの合金が知られている。形状記憶効果と呼ばれ
る現象は通常非可逆的な現象で、合金を低温で変形した
後加熱すると記憶させた形状に戻るが、これを再び低温
に冷却しても低温で変形した形状には戻らない。
定の形状を記憶させ、これを変態点以下の温度で変形し
た後、加熱すると変態点を境に記憶させた形状に回復す
る形状記憶効果と呼ばれるユニークな特性を示すもので
、Ｎ１−Ｔｉ系、Ｃｕ −Ｚｎ−ＡＪＩ！系、Ａｕ−Ｑ
ｄ系などの合金が知られている。形状記憶効果と呼ばれ
る現象は通常非可逆的な現象で、合金を低温で変形した
後加熱すると記憶させた形状に戻るが、これを再び低温
に冷却しても低温で変形した形状には戻らない。
これを工業的に利用するためには繰返し動作の可能な可
逆的動作をさせる必要があり、種々の方法が提案されて
いる。これ等の方法の内差動による方法が発生力が大き
く、発生力又は動作位置の制御が容易などの利点があり
広く用いられている。
逆的動作をさせる必要があり、種々の方法が提案されて
いる。これ等の方法の内差動による方法が発生力が大き
く、発生力又は動作位置の制御が容易などの利点があり
広く用いられている。
差動による方法は形状記憶合金が低温、即ち加熱により
形状を回復する温度（Ａｆ点と呼ばれている）より低い
温度では軟かく、降伏応力も低く、Ａ１点以上の高温側
では硬く、降伏応力も高い特性を利用したもので、例え
ば第１図に示すように形状記憶合金製コイルばね（１）
（以下Ａばねと略記）と形状記憶合金製コイルはね（２
）（以下Ｂばねと略記）を適当に引張り変形状態でロッ
ド（３）を引張り合うようにした装置が知られている。
形状を回復する温度（Ａｆ点と呼ばれている）より低い
温度では軟かく、降伏応力も低く、Ａ１点以上の高温側
では硬く、降伏応力も高い特性を利用したもので、例え
ば第１図に示すように形状記憶合金製コイルばね（１）
（以下Ａばねと略記）と形状記憶合金製コイルはね（２
）（以下Ｂばねと略記）を適当に引張り変形状態でロッ
ド（３）を引張り合うようにした装置が知られている。
この装置は周囲温度がＡｆ点以下の状態でＢばね（２）
を赤外線照射や通電等によって加熱することによりＡｆ
点以上の温度にすると、Ｂばね（２）は形状回復すると
共に硬く強くなり、一方△ばね（１）はＡｆ点以下の温
度にあって軟かいので、Ａばね（１）はＢばね（２）に
より引張られて伸び、ロッド（３）はＢばね（２）側に
移動する。Ｂばね（２）の加熱を止めてＡばね（１）を
加熱すると今度はＡばね（１）が形状回復すると共に硬
く強くなるので、Ｂばね（２）を引張り、Ｂばね（２）
は加熱してないのでＡｆ点以下の温度になって軟かくな
るので、Ａばね（１）に引張られてロッド（３）は△ば
ね（１）側に移動する。
を赤外線照射や通電等によって加熱することによりＡｆ
点以上の温度にすると、Ｂばね（２）は形状回復すると
共に硬く強くなり、一方△ばね（１）はＡｆ点以下の温
度にあって軟かいので、Ａばね（１）はＢばね（２）に
より引張られて伸び、ロッド（３）はＢばね（２）側に
移動する。Ｂばね（２）の加熱を止めてＡばね（１）を
加熱すると今度はＡばね（１）が形状回復すると共に硬
く強くなるので、Ｂばね（２）を引張り、Ｂばね（２）
は加熱してないのでＡｆ点以下の温度になって軟かくな
るので、Ａばね（１）に引張られてロッド（３）は△ば
ね（１）側に移動する。
従ってロッド（３）はＡ、Ｂ両ばね（１）、（２）の温
度変化にＪ：る形状変形により定量往復移動することに
なり、各種アクチュエーターに利用されている。
度変化にＪ：る形状変形により定量往復移動することに
なり、各種アクチュエーターに利用されている。
しかしながらこのような構造ではＡばねが伸張状態から
形状回復によって収縮するとき、Ａばねの収縮が進むに
つれて形状回復力が漸減し、−万Ｂばねは引張られて伸
張するにしたがい、ばね力が漸増する。そのためＡ、Ｂ
両ばねの力の差である発生力は作動量（ストローク）の
増加と共に急激に低下することになる。作動量と発生力
を大ぎくするにはＡばねの形状回復力とＢばね力のスト
ローク依存性を小さくする必要があり、このためには両
ばねが長大となって装置の寸法、コスト等の点で問題が
あった。
形状回復によって収縮するとき、Ａばねの収縮が進むに
つれて形状回復力が漸減し、−万Ｂばねは引張られて伸
張するにしたがい、ばね力が漸増する。そのためＡ、Ｂ
両ばねの力の差である発生力は作動量（ストローク）の
増加と共に急激に低下することになる。作動量と発生力
を大ぎくするにはＡばねの形状回復力とＢばね力のスト
ローク依存性を小さくする必要があり、このためには両
ばねが長大となって装置の寸法、コスト等の点で問題が
あった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、クランク機構を改
良することにより、Ａばねのもたらすモーメントが位置
に対して正の依存性を持つ位置範囲において、Ｂばねの
もたらすモーメントの位置依存性を負とし、Ａばねのモ
ーメントが負の位置依存性を持つ位置範囲においてＢば
ねのモーメントの位置依存性を正とすることにより、広
い位置範囲において大きな発生力を得ることが可能なり
ランク揺動装置を開発したものである。
良することにより、Ａばねのもたらすモーメントが位置
に対して正の依存性を持つ位置範囲において、Ｂばねの
もたらすモーメントの位置依存性を負とし、Ａばねのモ
ーメントが負の位置依存性を持つ位置範囲においてＢば
ねのモーメントの位置依存性を正とすることにより、広
い位置範囲において大きな発生力を得ることが可能なり
ランク揺動装置を開発したものである。
即ち本発明揺動装置は一端を基材に揺動自在に枢着した
クランクの揺動側を、揺動方向の一方に形状記憶合金製
コイルばね（Ａばね）を取付けて基材と連結し、揺動方
向の他方に形状記憶合金製コイルばね（Ｂばね）を取付
けて基材と連結し、ＡばねとＢばねの温度変化による形
状変形によりクランクを揺動させる装置において、クラ
ンク枢着点とＡばねの連結点を結ぶ直線と、クランク枢
着点とＢばねの連結点を結ぶ直線の形成するクランクと
反対側の角度が１０５〜１７０度となる位置に両連結点
を設けたことを特徴とするものである。
クランクの揺動側を、揺動方向の一方に形状記憶合金製
コイルばね（Ａばね）を取付けて基材と連結し、揺動方
向の他方に形状記憶合金製コイルばね（Ｂばね）を取付
けて基材と連結し、ＡばねとＢばねの温度変化による形
状変形によりクランクを揺動させる装置において、クラ
ンク枢着点とＡばねの連結点を結ぶ直線と、クランク枢
着点とＢばねの連結点を結ぶ直線の形成するクランクと
反対側の角度が１０５〜１７０度となる位置に両連結点
を設けたことを特徴とするものである。
これを図面を用いて詳細に説明する。
第２図は本発明装置の一例を示す原理図で、図において
（１）はＡばね、（２）はＢばね、（４）はクランク、
（５ａ ） （５ｂ ） （５ｃ ） ハ基材を示し、
クランク（４）はその−喘（４ａ）を基材（５ａ）に揺
動自在に枢着し、その揺動側先端（４ｂ）の揺動方向の
一方にＡばね（１）を取付けて基材（５ｂ）に連結し、
揺動方向の他方にＢばね（２）を取付けて基材（５０）
に連結し、クランクく４）の揺動側先端（４ｂ）をＡば
ね（１）とＢばね（２）により引張り合った状態に保持
する。このような状態においてＡばね（１）の温度がＡ
ｆ点以下でＢばね（２）がＡ１点以上のどきには、Ａば
ね（１）は力が弱いのｒＢばね（２）の力に負けてクラ
ンク（４）の揺動側先端（４ｂ）は図に示すようにＢば
ね（２）側に引張られてＣの位置に移動する。反対にＢ
ばね（２）の湿度がＡｆ点以下で、Ａばね（１）が加熱
されてＡｆ点以上の温度になると、Ａばね（１）は強く
なり、Ｂばね（２）を引張ってクランク（４）の揺動側
先端（４ｂ）を図に示すＤの位置に移動する。尚Ａばね
（１）の加熱については図示してないが、通電、赤外線
照射、通風、通水、ヒーター等公知の手段によって加熱
すればよい。このような装置においてクランク（４）の
枢着点（Ｅ）とＡばね（１）の連結点（Ｆ）を結ぶ直線
ＥＦと、枢着点（［）とＢばね（２）の連結点（Ｇ）を
結ぶ直線［Ｇとのクランク（４）と反対側に形成する角
度ψが１０５〜１７０度、望ましくは１２０〜１６０度
となる位置に枢着点（Ｅ）と両ばね（１）、（２）の連
結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定したものである。このような
位置に枢着点（Ｅ）と両連結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定す
ることにより、Ａばね（１）がＡ１点以上に加熱されて
形状回復する際に、発生するモーメントがクランク（４
）の揺動角度の変化に対して増大するとき、即ち正の依
存性を有する範囲においては、Ｂばね（２）によるモー
メントは逆に揺動角度に対し負の依存性を有し、揺動角
度が大［Ａばね（１）が収縮］きくなってＡばね（１）
のモーメントが揺動角度に対して負の変化を示す範囲に
おいては、Ｂばね（２）にＪ：るモーメントが正の依存
性を有するようにしたもので本発明装置は以−トの構成
とＪることにＪ、す、ばねのモーメントがクランクの揺
ｆｉＪｍ度に対して負の依存性を有する範囲だけでなく
、正の依存性を有する範囲においても有効な動作範囲と
することを可能にし、クランクの揺動スト［−１−り又
は／及びクランク軸の回転角度を従来の約倍以上に増大
したものである。 以下本発明の効果を実施例について
具体的に説明する。
（１）はＡばね、（２）はＢばね、（４）はクランク、
（５ａ ） （５ｂ ） （５ｃ ） ハ基材を示し、
クランク（４）はその−喘（４ａ）を基材（５ａ）に揺
動自在に枢着し、その揺動側先端（４ｂ）の揺動方向の
一方にＡばね（１）を取付けて基材（５ｂ）に連結し、
揺動方向の他方にＢばね（２）を取付けて基材（５０）
に連結し、クランクく４）の揺動側先端（４ｂ）をＡば
ね（１）とＢばね（２）により引張り合った状態に保持
する。このような状態においてＡばね（１）の温度がＡ
ｆ点以下でＢばね（２）がＡ１点以上のどきには、Ａば
ね（１）は力が弱いのｒＢばね（２）の力に負けてクラ
ンク（４）の揺動側先端（４ｂ）は図に示すようにＢば
ね（２）側に引張られてＣの位置に移動する。反対にＢ
ばね（２）の湿度がＡｆ点以下で、Ａばね（１）が加熱
されてＡｆ点以上の温度になると、Ａばね（１）は強く
なり、Ｂばね（２）を引張ってクランク（４）の揺動側
先端（４ｂ）を図に示すＤの位置に移動する。尚Ａばね
（１）の加熱については図示してないが、通電、赤外線
照射、通風、通水、ヒーター等公知の手段によって加熱
すればよい。このような装置においてクランク（４）の
枢着点（Ｅ）とＡばね（１）の連結点（Ｆ）を結ぶ直線
ＥＦと、枢着点（［）とＢばね（２）の連結点（Ｇ）を
結ぶ直線［Ｇとのクランク（４）と反対側に形成する角
度ψが１０５〜１７０度、望ましくは１２０〜１６０度
となる位置に枢着点（Ｅ）と両ばね（１）、（２）の連
結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定したものである。このような
位置に枢着点（Ｅ）と両連結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定す
ることにより、Ａばね（１）がＡ１点以上に加熱されて
形状回復する際に、発生するモーメントがクランク（４
）の揺動角度の変化に対して増大するとき、即ち正の依
存性を有する範囲においては、Ｂばね（２）によるモー
メントは逆に揺動角度に対し負の依存性を有し、揺動角
度が大［Ａばね（１）が収縮］きくなってＡばね（１）
のモーメントが揺動角度に対して負の変化を示す範囲に
おいては、Ｂばね（２）にＪ：るモーメントが正の依存
性を有するようにしたもので本発明装置は以−トの構成
とＪることにＪ、す、ばねのモーメントがクランクの揺
ｆｉＪｍ度に対して負の依存性を有する範囲だけでなく
、正の依存性を有する範囲においても有効な動作範囲と
することを可能にし、クランクの揺動スト［−１−り又
は／及びクランク軸の回転角度を従来の約倍以上に増大
したものである。 以下本発明の効果を実施例について
具体的に説明する。
直径０．７５ｍｍのＮｉ−７ｉ系形状記憶合金線を中心
径５．Ｏｍｍ、有効巻数２０回の密着巻］イルばねに成
形し、これを固定して４！ｉｏ℃の温度に３０分間加熱
処理した２個の形状記憶合金製＝１イルはね（△ばねと
Ｂばね）と、艮ざ１５ｍｍのクランクとを用い、第３図
（イ）に示すようにクランク（４）の一端を基材（５ａ
）に揺動自在に（ゼ肴し、クランク（４）の揺動側に揺
動方向の一方にＡばね（１）を取付けて基材（５ｂ）に
連続し、揺動方向の他方にＢばね（２）を取付けて基＋
Ｊ−＜５ｃ）に連続してクランク揺動装置を構成した。
径５．Ｏｍｍ、有効巻数２０回の密着巻］イルばねに成
形し、これを固定して４！ｉｏ℃の温度に３０分間加熱
処理した２個の形状記憶合金製＝１イルはね（△ばねと
Ｂばね）と、艮ざ１５ｍｍのクランクとを用い、第３図
（イ）に示すようにクランク（４）の一端を基材（５ａ
）に揺動自在に（ゼ肴し、クランク（４）の揺動側に揺
動方向の一方にＡばね（１）を取付けて基材（５ｂ）に
連続し、揺動方向の他方にＢばね（２）を取付けて基＋
Ｊ−＜５ｃ）に連続してクランク揺動装置を構成した。
これについてクランクの枢着点（Ｆ）とＡばね（１）の
連結点（Ｆ）を結ぶ直線ＦＦと、枢着点（Ｅ）とＢばね
（２）の連結点（Ｇ）を結ぶ直線ＥＧとのクランク（４
）と反対側に形成する角度ψを変えて枢着点（Ｅ）と両
連結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定し、Ａばね（１）とＢはね
（２）を交互に通電加熱して、可逆的に動作可能なりラ
ンクの（Ｃ）、（Ｄ）間の可変角度θを測定した。その
結果を第３図（ロ）に示す。
連結点（Ｆ）を結ぶ直線ＦＦと、枢着点（Ｅ）とＢばね
（２）の連結点（Ｇ）を結ぶ直線ＥＧとのクランク（４
）と反対側に形成する角度ψを変えて枢着点（Ｅ）と両
連結点（Ｆ）、（Ｇ）を設定し、Ａばね（１）とＢはね
（２）を交互に通電加熱して、可逆的に動作可能なりラ
ンクの（Ｃ）、（Ｄ）間の可変角度θを測定した。その
結果を第３図（ロ）に示す。
第３図（ロ）から判るように枢着点と内連結点間の角度
φが１０５〜１７０度におい゛Ｃ従来の約倍以上の可変
角度θが得られ、特に １２０〜１６０度の範囲内にお
いて良好な結果が得られることが判る。
φが１０５〜１７０度におい゛Ｃ従来の約倍以上の可変
角度θが得られ、特に １２０〜１６０度の範囲内にお
いて良好な結果が得られることが判る。
このように本発明によれば特別の部品を必要とせず、中
にクランクの枢着点と両ばねの連結点の位置を特定の関
係に設定するだけで、可変角度θ即ちクランクの揺動ス
トローク又は／及びクランク軸の回転角度を飛躍的に増
大し得るもので、各種アクチュエーター、温度センサー
、安全装置等のセンサー兼アクチコエーター素子等に応
用し、顕著な効果を奏するものである。
にクランクの枢着点と両ばねの連結点の位置を特定の関
係に設定するだけで、可変角度θ即ちクランクの揺動ス
トローク又は／及びクランク軸の回転角度を飛躍的に増
大し得るもので、各種アクチュエーター、温度センサー
、安全装置等のセンサー兼アクチコエーター素子等に応
用し、顕著な効果を奏するものである。
第１図は従来のロッド揺動装訪の一例を示？Ｉ原理図、
第２図は本発明装置の一例を示す原理図、第３図（イ）
、（ロ）は本発明装置θの一実施例を示すもので、（イ
）は装置の概略図、（ロ）は装置（イ）の特性説明図で
ある。 １ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ａばね２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｂばね３
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ［１ツド４
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ クランク５ａ
、５ｂ、ｓｂ Ｍ 材 第１図 ３ 第２図 第３図 （イ） ｂ （Ｄ） Ａ度ψ
第２図は本発明装置の一例を示す原理図、第３図（イ）
、（ロ）は本発明装置θの一実施例を示すもので、（イ
）は装置の概略図、（ロ）は装置（イ）の特性説明図で
ある。 １ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ａばね２
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｂばね３
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ［１ツド４
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ クランク５ａ
、５ｂ、ｓｂ Ｍ 材 第１図 ３ 第２図 第３図 （イ） ｂ （Ｄ） Ａ度ψ
Claims (2)
- （１）一端を基材に揺動自在に枢着したクランクの揺動
側を、揺動方向の一方に形状記憶合金製コイルばね（Ａ
＞を取付けて基材と連結し、揺動方向の他方に形状記憶
合金製コイルばね（Ｂ）を取付けて基材と連結し、形状
記憶合金製コイルはね（Ａ）、（Ｂ）の温度変化による
形状変形によりクランクを揺動させる装置において、ク
ランク枢着点と形状記憶合金製コイルばね（Ａ＞の連結
点を結ぶ直線と、クランク枢着点と形状記憶合金製コイ
ルばね（Ｂ）の連結点を結ぶ直線の形成するクランクと
反対側の角度が１０５〜１７０度となる位置に両連結点
を設けたことを特徴どするクランク揺動装置 - （２）クランクと反対側の角度が１２０〜１６０度とな
る位置に両連結点を設ける特許請求の範囲第１項記載の
クランク揺動装置
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179284A JPS60186779A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | クランク揺動装置 |
| DE3432134A DE3432134A1 (de) | 1983-09-01 | 1984-08-31 | Vorrichtung zum schwenken eines stellhebels |
| GB08422120A GB2148444B (en) | 1983-09-01 | 1984-08-31 | Apparatus for rocking a crank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4179284A JPS60186779A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | クランク揺動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186779A true JPS60186779A (ja) | 1985-09-24 |
Family
ID=12618182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4179284A Pending JPS60186779A (ja) | 1983-09-01 | 1984-03-05 | クランク揺動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60186779A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222525A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-09-30 | アルストム | 遮断器駆動装置 |
| JPH0691699A (ja) * | 1991-11-14 | 1994-04-05 | Cheng Shin Rubber Ind Co Ltd | タイヤ製造用金型 |
| JP2007020683A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Heiwa Corp | 遊技機枠 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230189A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 熱感応装置 |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP4179284A patent/JPS60186779A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230189A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 熱感応装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222525A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-09-30 | アルストム | 遮断器駆動装置 |
| JPH0691699A (ja) * | 1991-11-14 | 1994-04-05 | Cheng Shin Rubber Ind Co Ltd | タイヤ製造用金型 |
| JP2007020683A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Heiwa Corp | 遊技機枠 |
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