JPH01247768A - Shape memorizing actuator - Google Patents
Shape memorizing actuatorInfo
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- JPH01247768A JPH01247768A JP7382788A JP7382788A JPH01247768A JP H01247768 A JPH01247768 A JP H01247768A JP 7382788 A JP7382788 A JP 7382788A JP 7382788 A JP7382788 A JP 7382788A JP H01247768 A JPH01247768 A JP H01247768A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、形状記憶合金を用いた形状記憶アクチュエ
ータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a shape memory actuator using a shape memory alloy.
形状記憶合金の熱力学的エネルギー変換機能を利用して
負荷の駆動する形状記憶アクチュエータは、たとえば特
開昭６０−１７５７７７号公報に示すように公知である
。この形状記憶アクチュエータは、たとえば固定部に対
して形状記憶合金ばねを介して可動部が支持されている
とともに、この形状記憶合金ばねが電源に接続されてい
る。そして、形状記憶合金ばねに通電すると、形状記憶
合金ばねがジュール熱によって収縮する記憶形状に復帰
して可動部を上昇させ、形状記憶合金ばねを冷却すると
伸長して可動部を下降させる動作を行なうようになって
いる。A shape memory actuator that drives a load by utilizing the thermodynamic energy conversion function of a shape memory alloy is known, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 175777/1983. In this shape memory actuator, for example, a movable part is supported by a fixed part via a shape memory alloy spring, and the shape memory alloy spring is connected to a power source. Then, when the shape memory alloy spring is energized, the shape memory alloy spring returns to its memorized shape contracted by Joule heat and raises the movable part, and when the shape memory alloy spring is cooled, it expands and lowers the movable part. It looks like this.
ところで、前記固定部および可動部には形状記憶合金ば
ねを挿通する挿通穴が設けられ、この挿通穴に形状記憶
合金ばねを挿通した構造であって、形状記憶合金ばねと
固定部および可動部とが固定されていない。すなわち、
固定部および可動部に設けた挿通穴に形状記憶合金ばね
の端部や連結部を屈曲して挿通した構造である。By the way, the fixed part and the movable part are provided with an insertion hole through which the shape memory alloy spring is inserted, and the structure is such that the shape memory alloy spring is inserted into the insertion hole, and the shape memory alloy spring, the fixed part, and the movable part are connected to each other. is not fixed. That is,
It has a structure in which the ends and connecting parts of the shape memory alloy spring are bent and inserted into the insertion holes provided in the fixed part and the movable part.
ところが、形状記憶アクチュエータは、形状記憶合金ば
ねの変態動作を可動部に伝達させて作動するものであり
、前述のように固定部および可動部に設けた挿通穴に形
状記憶合金ばねを挿通しただけでは可動部に形状記憶合
金ばねの力が十分に伝達されないという問題がある。However, shape memory actuators operate by transmitting the transformation motion of a shape memory alloy spring to a movable part, and as mentioned above, the shape memory alloy spring is simply inserted into the insertion holes provided in the fixed part and the movable part. However, there is a problem in that the force of the shape memory alloy spring is not sufficiently transmitted to the movable part.
この発明は前記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、形状記憶合金が変態動作することに
よって発生する力をフレームに効率よく伝達させること
ができる形状記憶アクチュエータを提供することにある
。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a shape memory actuator that can efficiently transmit the force generated by the transformation operation of a shape memory alloy to a frame. It is in.
〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は、前
記課題を解決するために、形状記憶合金と、この形状記
憶合金の端部を端部フレームに固定するとともに、形状
記憶合金の中間部を中間フレームに固定し、形状記憶合
金の変態動作、つまり伸縮力が端部フレームと中間フレ
ームに直接伝達するようにしたことにある。[Means and effects for solving the problems] In order to solve the above problems, the present invention includes a shape memory alloy, an end portion of the shape memory alloy is fixed to an end frame, and an intermediate portion of the shape memory alloy is fixed to an end frame. is fixed to the intermediate frame, so that the transformation action of the shape memory alloy, that is, the expansion and contraction force, is directly transmitted to the end frames and the intermediate frame.
以ド、この発明の各実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第１図は形状記憶アクチュエータの全体を示すもので、
１はフレーム、２は形状記憶合金である。Figure 1 shows the entire shape memory actuator.
1 is a frame, and 2 is a shape memory alloy.
前記フレーム１は２個の端部フレームとしての端部フラ
ンジ３．３とこれらの間に配置された２個の中間フレー
ムとしての中間フランジ４．４からなり、これら端部フ
ランジ３．３および中間フランジ４．４はコイルスプリ
ングからなる可撓性軸５に所定間隔を存して支持されて
いる。さらに、前記端部フランジ３．３および中間フラ
ンジ４．４には可撓性軸５を中心として上下部に対称的
に配置した挿通穴６・・・が穿設されている。そして、
これら挿通穴６・・・には前記形状記憶合金２を構成す
る形状記憶合金ばね７・・・が挿通されている。すなわ
ち、形状記憶合金ばね７・・・の両端部は前記端部フラ
ンジ３．３の挿通穴６．６に挿通され、中間部は前記中
間フランジ４．４の挿通穴６．６に挿通されている。さ
らに、前記各挿通穴６・・・には第２図に示すように接
着剤８が充填されており、この接着剤８によって形状記
憶合金ばね７・・・の端部および中間部を端部フランジ
３．３、中間フランジ４．４に固定している。The frame 1 consists of two end flanges 3.3 as end frames and an intermediate flange 4.4 as two intermediate frames arranged between these end flanges 3.3 and intermediate flanges 4.4. The flange 4.4 is supported at a predetermined distance by a flexible shaft 5 made of a coil spring. Further, the end flange 3.3 and the intermediate flange 4.4 are provided with insertion holes 6 arranged symmetrically in upper and lower portions with the flexible shaft 5 as the center. and,
Shape memory alloy springs 7 constituting the shape memory alloy 2 are inserted into these insertion holes 6. That is, both ends of the shape memory alloy spring 7... are inserted into the insertion hole 6.6 of the end flange 3.3, and the middle part is inserted into the insertion hole 6.6 of the intermediate flange 4.4. There is. Furthermore, each of the insertion holes 6 is filled with an adhesive 8 as shown in FIG. It is fixed to the flange 3.3 and the intermediate flange 4.4.
このように構成された形状記憶アクチュエータによれば
、形状記憶合金ばね７・・・に通電することによって形
状記憶合金ばね７・・・がジュール熱によって、たとえ
ば収縮する記憶形状に復帰し、また冷却すると形状記憶
合金ばね７・・・が伸長する。したがって、全ての形状
記憶合金ばね７・・・を同時に加熱したり、冷却するこ
とによって、端部フランジ３．３問および中間フランジ
４．４間が伸縮、つまり変態動作する。また、上半分の
形状記憶合金ばね７・・・と下半分の形状記憶合金ばね
７・・・とに選択的に通電することによって可撓性軸５
を湾曲させることもできる。このように形状記憶合金ば
ね７・・・が変態動作するとき、形状記憶合金ばね７・
・・に軸方向に引張り力が加わるが、形状記憶合金ばね
７・・・は端部フランジ３．３および中間フランジ４．
４に接着剤８によって固定されているために、形状記憶
合金ばね７・・・の変態動作を端部フランジ３．３およ
び中間フランジ４．４に確実に伝達させることができる
。According to the shape memory actuator configured in this way, when the shape memory alloy springs 7 are energized, the shape memory alloy springs 7 are restored to their contracted memorized shape by Joule heat, and are also cooled. Then, the shape memory alloy spring 7... expands. Therefore, by heating or cooling all the shape memory alloy springs 7 at the same time, the end flanges 3.3 and the intermediate flanges 4.4 expand and contract, that is, transform. In addition, by selectively energizing the upper half shape memory alloy spring 7... and the lower half shape memory alloy spring 7..., the flexible shaft 5
can also be curved. When the shape memory alloy spring 7... undergoes the transformation operation in this way, the shape memory alloy spring 7...
A tensile force is applied in the axial direction to the shape memory alloy springs 7... at the end flanges 3.3 and intermediate flanges 4.
4 by the adhesive 8, the transformation operation of the shape memory alloy springs 7... can be reliably transmitted to the end flanges 3.3 and the intermediate flange 4.4.
なお、前記一実施例においては、形状記憶合金２をフレ
ーム１に固定する手段として挿通穴６に接着剤８を充填
したが、これに限定されるものではなく、つぎに述べる
種々の手段でもよい。In the above embodiment, the adhesive 8 is filled into the insertion hole 6 as a means for fixing the shape memory alloy 2 to the frame 1, but the present invention is not limited to this, and various means described below may be used. .
すなわち、第３図はフレーム１に挿通穴６と直交するピ
ン穴９を穿設し、このピン穴９に形状記憶合金ばね７と
掛止する固定ピン１０を挿入して固定したものである。That is, in FIG. 3, a pin hole 9 is formed in the frame 1 and is perpendicular to the insertion hole 6, and a fixing pin 10 that engages the shape memory alloy spring 7 is inserted into the pin hole 9 and fixed.
第４図はフレーム１に挿通穴６と直交するねじ穴１１を
穿設し、このねじ穴１１に形状記憶合金ばね７と掛止す
る固定ねじ１２をねじ込み固定したものである。In FIG. 4, a screw hole 11 is bored in the frame 1 and is perpendicular to the insertion hole 6, and a fixing screw 12 for engaging the shape memory alloy spring 7 is screwed into the screw hole 11 to fix it.
第５図はフレーム１に挿通穴６と直交する凹溝１３を設
け、この凹溝１３に形状記憶合金ばね７と掛止するプレ
ート１４を差込み、形状記憶合金ばね７を固定したもの
である。In FIG. 5, a groove 13 is provided in the frame 1 and is perpendicular to the insertion hole 6, and a plate 14 that engages the shape memory alloy spring 7 is inserted into the groove 13, thereby fixing the shape memory alloy spring 7.
第６図はフレーム１に形状記憶合金ばね７の径よりやや
大きい挿通穴１５を設け、この挿通穴１５の内部に形状
記憶合金ばね７と掛止する半円状のプレート１６を突設
し、挿通穴１５に挿通した形状記憶合金ばね７を矢印方
向に押し付けてプレート１６に掛止し、さらに挿通穴１
６の隙間にブツシュ１８を圧入して形状記憶合金ばね７
をフレーム１に固定したものである。In FIG. 6, an insertion hole 15 that is slightly larger than the diameter of the shape memory alloy spring 7 is provided in the frame 1, and a semicircular plate 16 that engages with the shape memory alloy spring 7 is provided protruding inside the insertion hole 15. The shape memory alloy spring 7 inserted into the insertion hole 15 is pressed in the direction of the arrow to be hooked to the plate 16, and then the shape memory alloy spring 7 is inserted into the insertion hole 1.
Press fit the bushing 18 into the gap between the shape memory alloy springs 7 and 6.
is fixed to frame 1.
第７図はフレーム１に設けた挿通穴６の近傍に枢支ピン
１９を支点として回動可能なスライド板２０を設け、挿
通穴６に形状記憶合金ばね７を挿通したのち、スライド
板２０を回動してスライド板２０を形状記憶合金ばね７
に掛止することにより、形状記憶合金ばね７をフレーム
１に固定したものである。FIG. 7 shows a slide plate 20 that is rotatable around a pivot pin 19 provided near an insertion hole 6 provided in the frame 1, and after a shape memory alloy spring 7 is inserted into the insertion hole 6, the slide plate 20 is Rotate the slide plate 20 to release the shape memory alloy spring 7
The shape memory alloy spring 7 is fixed to the frame 1 by being hooked to the frame 1.
第８図はフレーム１の外周縁に開口する切欠部２１を設
け、この切欠部２１にその開口側から形状記憶合金ばね
７を挿入したのち、切欠部２１の開口に１字プレート２
２を固定したものである。In FIG. 8, a notch 21 that opens on the outer peripheral edge of the frame 1 is provided, and a shape memory alloy spring 7 is inserted into this notch 21 from the opening side, and then a one-character plate 2 is inserted into the opening of the notch 21.
2 is fixed.
この１字プレート２２は、蓋部２２ａと脚部２２ｂとか
らなり、蓋部２２ａが前記切欠部２１の開口を閉塞し、
脚部２２ｂが形状記憶合金ばね７に掛止して形状記憶合
金ばね７をフレーム１に固定するようになっている。This one-character plate 22 consists of a lid part 22a and a leg part 22b, and the lid part 22a closes the opening of the notch part 21,
The leg portions 22b are hooked onto the shape memory alloy spring 7 to fix the shape memory alloy spring 7 to the frame 1.
第９図はフレーム１の外周縁に開口する切欠部２３を設
けるとともに、この切欠部２３の互いに対向する内側面
に係合溝２４．２４を設け、この切欠部２３にその開口
側から形状記憶合金ばね７を挿入したのち、係合溝２４
．２４に固定プレート２５を固定したものである。この
固定プレート２５は、その下端縁が形状記憶合金ばね７
に掛止して形状記憶合金ばね７をフレーム１に固定する
ようになっている。したがって、組立時にフレーム１を
構成する、たとえば中間フランジ４．４間の形状記憶合
金ばね７の巻数を揃えることにより、形状記憶合金ばね
７の伸縮範囲を均一とする場合において、形状記憶合金
ばね７の固定位置を確認しながら固定プレート２５を取
付けることができ、アクチュエータの湾曲量の均一化を
図ることができる。In FIG. 9, a notch 23 that opens on the outer peripheral edge of the frame 1 is provided, and engagement grooves 24 and 24 are provided on the mutually opposing inner surfaces of this notch 23, and shape memory is formed in the notch 23 from the opening side. After inserting the alloy spring 7, the engagement groove 24
．． A fixing plate 25 is fixed to 24. This fixed plate 25 has a shape memory alloy spring 7 at its lower edge.
The shape memory alloy spring 7 is fixed to the frame 1 by being hooked to the frame 1. Therefore, in the case where the expansion and contraction range of the shape memory alloy spring 7 is made uniform by equalizing the number of turns of the shape memory alloy spring 7 between the intermediate flanges 4 and 4 that constitute the frame 1 during assembly, the shape memory alloy spring 7 The fixing plate 25 can be attached while checking the fixing position of the actuator, and the amount of curvature of the actuator can be made uniform.
なお、前記各実施例においては、形状記憶合金としての
コイル状の形状記憶合金ばねを用いたが、たとえば第１
０図に示すように、線状の形状記憶合金２６を用い、こ
の中間部を中間フランジ４．４の外周面に接合するとと
もに、線状の形状記憶合金２６の中間部を取付けねじ２
７．２７によって中間フランジ４．４に固定するプレー
ト２８．２８によって押え固定してもよく、また板状の
形状記憶合金でもよい。In addition, in each of the above examples, a coiled shape memory alloy spring was used as the shape memory alloy, but for example, the first
As shown in Fig. 0, a linear shape memory alloy 26 is used, and its intermediate portion is joined to the outer circumferential surface of the intermediate flange 4.4, and the intermediate portion of the linear shape memory alloy 26 is attached to the mounting screw 2.
It may be fixed by a plate 28.28 fixed to the intermediate flange 4.4 by 7.27, or it may be a plate-shaped shape memory alloy.
以上説明したように、この発明によれば、形状記憶合金
の端部および中間部をフレームに固定することによって
、形状記憶合金の変態動作を確実にフレームに伝達させ
ることができ、アクチュエータとしての動作を確実にす
ることができるという効果がある。As explained above, according to the present invention, by fixing the end portions and the intermediate portion of the shape memory alloy to the frame, the transformation operation of the shape memory alloy can be reliably transmitted to the frame, and the shape memory alloy can act as an actuator. This has the effect of ensuring that
第１図はこの発明の一実施例を示す形状記憶アクチュエ
ータの斜視図、第２図は同じく形状記憶合金ばねの固定
構造を示す斜視図、第３図乃至第１０図はこの発明の形
状記憶合金ばねの固定構造の異なる実施例を示す斜視図
である。
２・・・形状記憶合金、３・・・端部フランジ（端部フ
レーム）、４・・・中間フランジ（中間フレーム）。
出願人代理人 弁理士 坪井 淳
１フレーム
第１図
第２図 第３図FIG. 1 is a perspective view of a shape memory actuator showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a shape memory alloy spring fixing structure, and FIGS. 3 to 10 are shape memory alloy actuators of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing a different embodiment of a spring fixing structure. 2... Shape memory alloy, 3... End flange (end frame), 4... Intermediate flange (intermediate frame). Applicant's agent Patent attorney Jun Tsuboi 1 frame Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
端部フレームと、前記形状記憶合金の中間部を支持する
中間フレームとで構成し、前記形状記憶合金の端部を端
部フレームに、中間部を中間フレームに固定したことを
特徴とする形状記憶アクチュエータ。A shape memory alloy, an end frame that supports an end of the shape memory alloy, and an intermediate frame that supports an intermediate part of the shape memory alloy, the end of the shape memory alloy being the end frame; A shape memory actuator characterized by having an intermediate portion fixed to an intermediate frame.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382788A JPH01247768A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Shape memorizing actuator |
| US07/291,242 US4930494A (en) | 1988-03-09 | 1988-12-28 | Apparatus for bending an insertion section of an endoscope using a shape memory alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382788A JPH01247768A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Shape memorizing actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01247768A true JPH01247768A (en) | 1989-10-03 |
Family
ID=13529369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7382788A Pending JPH01247768A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-28 | Shape memorizing actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01247768A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018083763A1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | オリンパス株式会社 | Variable stiffness actuator |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP7382788A patent/JPH01247768A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018083763A1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | オリンパス株式会社 | Variable stiffness actuator |
| JPWO2018083763A1 (en) * | 2016-11-02 | 2019-09-19 | オリンパス株式会社 | Variable stiffness actuator |
| US11117272B2 (en) | 2016-11-02 | 2021-09-14 | Olympus Corporation | Variable-stiffness actuator |
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