JPS645090Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアクチユエータに係り、特に、アクチ
ユエータを構成する形状記憶合金とこれを復帰せ
しめる弾性部材との組み付け構造に改良が加えら
れたアクチユエータに関するものである。

従来より、アクチユエータとして使用される形
状記憶合金は、通常、コイルスプリングの形状と
されており、該コイルは、その温度変化によつ
て、前もつて記憶させられた形状に形状変化し、
復帰スプリングの弾力に抗して伸張し、或いは収
縮するのであるが、温度が元に戻れば、該復帰ス
プリングによつて、元の形状に復帰せしめられる
のが通例である。それ故に、形状記憶合金と復帰
スプリング等の弾性部材は、少なくとも両端部が
所定の状態に取り付けられることが必要である。

しかしながら、形状記憶合金は、一般にろう付
けや半田づけが困難であつて、他部材とのこの種
の簡単な接合は不可能であるため、前記弾性部材
等に対する取付けに際しても、何等かの特別な取
付け手段が必要で、例えば、ボルト・ナツトによ
る締付けなどの取付け手間が増大して、その取付
け作業性に問題があつたのである。更にまた、形
状記憶合金には、それをコイルスプリングの形状
に加工することが必要であつて、これがコスト高
となる一因でもあつたのである。

本考案は、このような事情を背景として為され
たものであつて、板状の弾性部材の両端部をそれ
ぞれ対向するように折り曲げて収容部を形成し、
この収容部を用いて前記弾性部材と形状記憶合金
手段とを容易に組み付け得るようにしたアクチユ
エータを提供することを、その目的とするもので
ある。

そして、かかる目的を達成するために、本考案
に係るアクチユエータは、温度変化により記憶さ
せられた形状に形状変化する長手形状の形状記憶
合金手段と、該形状記憶合金手段に沿つて設けら
れ、形状変化した該形状記憶合金手段を所定の復
帰形状に復帰せしめる板状の弾性部材とを含み、
該記憶形状と復帰形状との間の交互の形状変化に
従つて所定の仕事を行なわしめるようにしたアク
チユエータにおいて、該弾性部材の両端部をそれ
ぞれ対向するように折り曲げて収容部を形成し、
該収容部に前記形状記憶合金手段の両端部を収
容、保持せしめることにより、該形状記憶合金手
段と前記弾性部材とを組み付けるようにしたこと
を特徴とするものである。

かくして、かくの如き本考案に従えば、弾性部
材の両端部を折り曲げるのみで収容部を形成し得
るので、この弾性部材は部品点数の増加もなく、
その構成が極めて簡潔で、軽量にして要点をつく
したものとなるのである。

また、該弾性部材は、その両端部の収容部に、
形状記憶合金手段の両端部を挿入するのみで、形
状記憶合金手段を取り付けることが可能となり、
しかも、形状記憶合金に対して元来施工困難であ
つたろう付け、半田付け等を一切使用する必要も
なく、極めて容易に、確実に、且つ短時間に、上
記組付けが実施できるのである。

更にまた、形状記憶合金手段は、従来のように
コイルスプリングの形状に加工される必要がない
ことから、その加工費の低減が可能となる等の優
れた効果を奏することとなつたのである。

以下、本考案に係るアクチユエータをより明ら
かにするために、その一実施例を図面に基づいて
詳細に説明することとする。

先ず、第１図において、アクチユエータ２には
ばね鋼材等からなる帯状の板ばね（弾性部材）４
がアーチ状に湾曲して設けられており、この板ば
ね４には、半円形断面の外側に凸な溝部６が長手
方向全長にわたつて形成されている。しかも、そ
の板ばね４の両端部には、第２図に示されるよう
に、それぞれ対向するように所定長さ折り曲げら
れて、その両側部分が閉じた孔状の、即ち有底円
筒状のポケツト部（収容部）８が形成されてい
る。

一方、丸棒状の形状記憶合金（形状記憶合金手
段）１０は、常温では湾曲させられて、前記板ば
ね４の溝部６に嵌入させられ得るようになつてお
り、その両端部には、第３図に示されるように、
銅板等の導電性材料で形成されたキヤツプ部材１
２がそれぞれ被覆させられている。そして、この
キヤツプ部材１２に設けられている接続端子１４
（第４図）には、通電用の導線１６が接続されて
いるのである。

そして、第５図に示されるように、前記キヤツ
プ部材１２が前記板ばね４のポケツト部８にそれ
ぞれ挿入させられ、且つ第１図に示されるように
形状記憶合金１０の胴部が前記溝部６に押し入れ
られた状態で、形状記憶合金１０は板ばね４に収
容されて、アクチユエータ２が形成されるのであ
る。なお、一方のキヤツプ部材１２、電源１８、
スイツチ２０及び他方のキヤツプ部材１２は導線
１６により直列に接続されており、更に溝部６、
ポケツト部８の内面には絶縁性の塗料にて被膜が
形成せしめられているのである。

ところで、この形状記憶合金１０は、常温にお
いては第１図に示されるようにアーチ形状とされ
ているが、通電加熱の後には、直線の形状に変化
するように記憶させられているのである。

それ故に、第１図の状態のアクチユエータ２に
おいて、スイツチ２０をONにすれば、形状記憶
合金１０は通電加熱されて、板ばね４の付勢力に
抗して、湾曲形状から直線形状に変化し、両側の
ポケツト部８，８の間隔が増大させられる。一方
スイツチ２０をOFFにすれば、形状記憶合金１
０は温度低下にともなつて、復帰スプリングであ
る板ばね４の付勢力によつて、元の湾曲形状に復
帰させられるので、ポケツト部８，８の間隔は挾
くなるのである。

このように、このアクチユエータ２は、記憶形
状と、復帰形状との間の交互の形状変化に従つ
て、所定の仕事を行なわしめ得る広い範囲の駆動
装置として利用されるのである。

このようなアクチユエータ２では、形状記憶合
金１０に対して通電のために導線をろう付け、或
いは半田付けすることが困難であるところから、
この欠点を効果的に解消せしめるために、導線１
６を付した導電性のキヤツプ１２を形状記憶合金
１０の両端部に被覆させるのみで、電気接続を可
能としたのであり、ろう付けや半田付けを一切使
用しないので、極めて容易に、確実に、且つ短時
間に、該アクチユエータ２の電気接続が実施可能
となつたのである。

また、板ばね４の全長にわたつて溝部６が形成
されていて、その両端部を所定長さ折り曲げるこ
とにより、相対向するポケツト部８が極めて容易
に形成され、しかも、その構造は極めて簡潔であ
つて、部品点数も増加せず、また、このポケツト
部８に前記キヤツプ１２を挿入し、前記溝部６内
に形状記憶合金１０の胴部を押し入れることによ
つて、組付けが完了するのであり、組付けに際し
て、ろう付け、半田付け、螺着、締付け等を用い
ることなく、極めて容易に、確実に、且つ短時間
に組付けが可能となつたのである。

更にまた、形状記憶合金１０は従来のように、
コイルスプリングの形状に加工される必要がない
ことから、その加工費の低減が可能となる等の優
れた効果を奏することとなつたのである。

以上詳述したアクチユエータ２を自動車の自動
風向調整装置に使用した例を第６図に基づいて説
明する。

図において、支軸２４まわりに回転自在の風向
板２６は、端部がピン２８により連結板３０に枢
支されており、連結板３０はまたピン３２にてア
クチユエータ２の一端を枢支している。そして、
該アクチユエータ２の他端３４は固定部材に枢支
されている。

このようなアクチユエータ２は、通電されない
ときは、第６図の実線のようにアーチ形を呈し、
連結板３０にピン３６にて枢支されたレバー３８
はリミツトスイツチ４０を押圧しているが、通電
加熱されると、形状記憶効果により二点鎖線で示
されるような直線の形状となるので、連結板３０
は右方へ移動させられ、従つて風向板２６は時計
方向に回動させられ、これと同時にレバー３８は
支軸４２まわりに回動して、リミツトスイツチ４
４を押圧することとなるのである。

このように、アクチユエータ２の形状記憶合金
１０に対して、電流を断続させて、その加熱を断
続せしめることにより、アクチユエータ２が伸び
縮みして、風向板２６が首振り運動をなすのであ
る。この駆動制御回路としては、例えば、双安定
マルチバイブレータ４６及びパワートランジスタ
４８を図示のように配線する構成などが採用され
る。かくして、第７図Ａに示されるリミツトスイ
ツチ４０からの立上り信号と、第７図Ｂに示され
るリミツトスイツチ４４からの立ち下り信号を受
けて、該双安定マルチバイブレータ４６は、第７
図Ｃに示される矩形波の信号をパワートランジス
タ４８に送り、アクチユエータ２を駆動制御する
ことができるのである。

本装置は、構造が簡単で、設置場所が狭くてす
み、コンパクトな装置にて、作動音の静粛な首振
り運動を可能とする特有の効果を奏する。

また、第８図に示される別の形状記憶合金手段
５０は、電気抵抗の極めて小さい銅系の形状記憶
合金５２をヒータ５４にて包んだものであり、こ
のヒータ５４は、ニクロム線等を含み、且つ内外
面が絶縁されたヒータである。即ち、銅系の形状
記憶合金５２は直接通電加熱ができないので、か
かるヒータ５４を介して加熱することによつて形
状変化が可能となる。なお、ヒータ５４に包まれ
た形状記憶合金５２の両端部を、板ばね４のポケ
ツト部８へそれぞれ挿入し、更にその胴部を溝部
６に押し入れた状態で、前述と同様のアクチユエ
ータの機能が発揮されるのである。このようにす
れば、直接通電加熱ができない銅系の形状記憶合
金５２であつても、本考案のアクチユエータに適
用可能となるのである。

なお、以上説明した実施例においては、組付け
とポケツト部１２の形成を容易にするために、板
ばね４の長手方向全長にわたり、溝部６が形成さ
れた例を示したのであるが、本考案は何等これに
限定されるものではなく、少なくとも板ばね４の
両端部に溝部が形成された板ばね、或いは全く溝
部のない板ばねであつても差支えないのである。

また、形状記憶合金１０がその両端部に電気接
続部を為すキヤツプ部材１２を被せられて通電加
熱される例を示したのであるが、キヤツプ部材を
用いずして通電加熱する場合においても、本考案
の適用は可能であり、更には、復帰スプリングと
しての帯状の板ばね４の代りに、棒状、其他の形
状の弾性部材を使用することも可能である。

そして、また、形状記憶合金１０は通電加熱に
よつて記憶させられた直線の形状に変化するとし
たが、例えば、曲線形状を記憶させて、直線形状
のものを加熱によつて曲線形状に変化させること
もでき、更には通電加熱ではなく、周囲の温度の
変化によつて形状記憶合金を形状変化せしめ、所
望の仕事をさせることも可能である。

また、その他、本考案には、その趣旨を逸脱し
ない範囲内において、当業者の知識に基づいて
種々なる変形・改良などを加え得ることは言うま
でもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアクチユエータの一実施
例を示す斜視図であり、第２図はその板ばね端部
のポケツト部を示す部分斜視図、第３図はその形
状記憶合金に被冠されたキヤツプ部材を示す部分
斜視図、第４図はキヤツプ部材の拡大斜視図、第
５図は板ばねの端部においてキヤツプ部材がポケ
ツト部に挿入された状態を示す一部切欠き部分斜
視図である。第６図は、本実施例のアクチユエー
タを自動車の自動風向調整装置に使用した場合の
系統図、第７図は、そのアクチユエータにおける
制御用信号の波形の一例を示す図であり、第８図
は、別の実施例としてのヒータを備えた銅系の形
状記憶合金手段を示す斜視図である。 ２：アクチユエータ、４：板ばね（弾性部材）、
６：溝部、８：ポケツト部（収容部）、１０，５
２：形状記憶合金、１２：キヤツプ部材、５０：
形状記憶合金手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 温度変化により記憶させられた形状に形状変
   化する長手形状の形状記憶合金手段と、該形状
   記憶合金手段に沿つて設けられ、形状変化した
   該形状記憶合金手段を所定の復帰形状に復帰せ
   しめる板状の弾性部材とを含み、該記憶形状と
   復帰形状との間の交互の形状変化に従つて所定
   の仕事を行なわしめるようにしたアクチユエー
   タにおいて、該弾性部材の両端部をそれぞれ対
   向するように折り曲げて収容部を形成し、該収
   容部に前記形状記憶合金手段の両端部を収容、
   保持せしめることにより、該形状記憶合金手段
   と前記弾性部材とを組み付けるようにしたこと
   を特徴とするアクチユエータ。 (2) 前記弾性部材が、少なくともその両端部を含
   む所定長さ部分において、長手方向に溝部を有
   し、該溝部が対向するように折り曲げられるこ
   とにより、両側部分が閉じた孔状の収容部が形
   成される実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   アクチユエータ。 (3) 前記形状記憶合金手段が通電加熱によつて形
   状変化せしめられるものであり、且つ該形状記
   憶合金手段がその両端部に電気接続部を為すキ
   ヤツプ部材を被冠されて前記弾性部材の収容部
   に挿入せしめられる実用新案登録請求の範囲第
   １項または第２項記載のアクチユエータ。