JPS6321368A - 形状記憶合金装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の用途のために、形状記憶合金を利用し
て熱エネルギを力学的エネルギに変換する形状記憶合金
装置に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

上述のような形状記憶合金装置は、従来より種々提案さ
れているが、その多くは比較的に複雑な構造を有してお
り、製造コストが比較的に高くなるという問題点があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、構造が極めて簡単で、製造コストを極めて安価に
することができる形状記憶合金装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による形状記憶合金装置は、ゴム、軟質合成樹脂
等の柔軟で弾性を有する材料からなる細長い弾性部材と
、それぞれ前記弾性部材に、該弾性部材の長さ方向に沿
って挿通されたワイヤ状の第一の形状記憶合金および第
二の形状記憶合金とを有してなり、前記第一および第二
の形状記憶合金は、それらの一端側において互いに電気
的に接続されており、かつ前記一端側および他端側にお
いてそれらと反対側の端部側への移動をそれぞれ前記弾
性部材により拘束されており、かつ前記弾性部材の弾性
により引張り力を作用されているものである。

（作用〕 本発明においては、常温の状態では、弾性部材はその弾
性により、外力を受けない自由な状態時の形状に近い形
状となっている一方、形状記憶合金は弾性部材の弾性に
より伸び変形を受けている。

しかし、直接電流を流す等の適当な方法により第一およ
び第二の形状記憶合金を適当な温度にまで加熱すると、
これらの合金はマルテンサイト相から母相への逆変態を
行い、記憶形状の仝艮に戻ろうとする形状回復力を発生
し、弾性部材の弾性に抗して収縮しようとする。このた
め、弾性部材はその湾曲の度合を変化させる。

次に、第一および第二の形状記憶合金の加熱を停止する
と、これらの合金は冷却し、形状回復力を失うので、弾
性部材はその弾性により再び自由な状態時の形状に近い
形状に戻り、形状記憶合金は再び弾性部材の弾性により
伸び変形を受（プる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図から４図までは、本発明の一実施例を示す。この
実施例において、弾性部材１はゴムあるいは軟質合成樹
脂等の、柔軟で弾性を有する材料からなり、横断面円形
の細長い形状をなしている。なお、本発明においては、
弾性部材は必ずしも横断面円形でなくてもよい。

前記弾性部材１は、外力を受けていない自由な状態では
、真直ぐな状態となるようになっている。

また、前記弾性部材１には、その横断面の中心から外れ
た位置において、２個の合金挿通穴２，３が該弾性部材
１の長さ方向に閂通されている。

４はＴｉ−Ｎｉ合金からなるワイヤ状の形状記憶合金で
あり、この形状記憶合金４は弾性部材１の一端部１ａ側
から他端部１ｂ側に向かって合金挿通穴２に挿通され、
さらに折り返されて逆に端部１ｂ側から端部１ａ側に向
かって合金挿通穴３に挿通されている。ここで、本実施
例においては、この１本の形状記憶合金４が第一の形状
記憶合金４８および第二の形状記憶合金４ｂを構成して
いる。すなわち、形状記憶合金４のうちの、合金挿通穴
２に挿入されている部分が第一の形状記憶合金４８を構
成し、合金挿通穴３に挿通されている部分が第二の形状
記憶合金４ｂを構成している。

弾性部材１の端部１ａ側における、前記形状記憶合金４
の合金挿通穴２，３からの引き出し部分は、金属製の管
状の止具５，６によってそれぞれかしめられており、こ
れらの止具５，６は合金挿通穴２，３内には侵入できな
い太さないしは幅を有している。したがってこれらの引
き出し部分は、弾性部材１の端部１ａによって反対側の
端部１ｂ側への移動を拘束されている。また、前記引き
出し部分および止具５，６は、電気絶縁性の樹脂７によ
ってモールドされている。

他方、弾性部材１の端部１ｂ側における前記形状記憶合
金４の折り返し部分は、弾性部材１の端部１ｂの合金挿
通穴２，３間の部分により、反対側の端部１ａ側への移
動を拘束されている。

前記形状記憶合金４は、該合金４が構成する第一および
第二の形状記憶合金４ａ、４ｂの全長が弾性部材１の仝
艮より短くなるような形状を記憶している。したがって
、形状記憶合金４がその記憶形状の長さに復帰すると、
弾性部材１は第４図のように湾曲した形状となる。また
、形状記憶合金４は弾性部材１の真直ぐな状態に戻ろう
とする弾性により引張り力を作用されている。

なお、本発明においては、ワイヤ状の形状記憶合金４の
伸び変形からの形状回復力をもっばら利用するため、形
状記憶合金４の曲げ変形および捩り変形からの形状回復
力は無視できるので、形状記憶合金４は前記所定の長さ
となる形状を記憶していさえすれば、真直ぐな形状を記
憶していてもよいし、湾曲した形状を記憶していてもよ
い、次に、本実施例の作動を説明する。

常温の状態では、弾性部材１はその弾性により第１図お
よび第３図のようにほぼ真直ぐな状態となっており、こ
のとき形状記憶合金４は弾性部材１の弾性により伸び変
形を受【プている。

しかし、形状記憶合金４の両端を通じて該合金４に電流
を流す等の適当な方法により形状記憶合金４を適当な温
度にまで加熱すると、該合金４はマルテンサイト相から
母相への逆変態を行い、記憶形状の長さに戻ろうとする
形状回復力を発生し、弾性部材１の弾性に抗して収縮し
ようとする。このため、弾性部材１は第４図のように合
金挿通穴２．３が設けられている側に湾曲した状態とな
る。

なお、形状記憶合金４が弾性部材１の断面の中心に挿通
されているとすると、形状記憶合金４に形状回復力が発
生しても弾性部材１が湾曲しにくいが、本実施例では、
形状記憶合金４が弾性部材１の断面の中心から外れた位
置に挿通されているため、弾性部材１はより容易に湾曲
する。

次に、形状記憶合金４の加熱を停止すると、該合金４は
冷却し、形状回復力を失うので、弾性部材１はその弾性
により再び第３図のような真直ぐな状態に戻り、形状記
憶合金４は再び伸び変形を受ける。

このように本装置では、形状記憶合金４を加熱・冷却す
ることにより、弾性部材１を湾曲させたり、真直ぐな状
態に戻したりすることができる。

そして、このような弾性部材１の運動は種々の用途に利
用することができる。

また、本装置では、第一および第二の形状記憶合金４ａ
、４ｂの一端（形状記憶合金４の両端）が共に弾性部材
１の一端側に引き出されているので、形状記憶合金に直
接電流を流して加熱を行う際に便利であるし、弾性部材
１から引き出された形状記憶合金の端部が弾性部材１の
湾曲運動の邪魔になるようなことがない。

第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施例におい
ては、合金挿通穴２に挿通される第一の形状記憶合金４
ａと合金挿通穴３に挿通される第二の形状記憶合金４ｂ
とは連続しておらず、これらの合金４８，４ｂは、弾性
部材１の端部１ｂから引き出される部分において共通の
金属製の結合具８によってかしめられることにより互い
に機械的および電気的に結合されている。他の構成は前
記実施例と同様である。

本実施例においても、前記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

なお、前記各実施例では、形状記憶合金として１ｉ−Ｎ
ｉ合金を使用しているが、本発明においては、他の種の
形状記憶合金を使用することも可能なことは言うまでも
ない。

また、本発明において第一および第二の形状記憶合金の
一端側および他端側をそれぞれ弾性部材によって拘束す
る構造は、前記各実施例におけるような構造に限られず
、同等の機能を果たす他の構造を用いてもよい。

また、前記各実施例では、弾性部材は外力を作用されて
いない自由な状態では真直ぐな状態となるようになって
いるが、外力を作用されていない自由な状態において弾
性部材が湾曲した形状となるように構成してもよい（こ
の場合、形状記憶合金が加熱されていないときは弾性部
材は自由状態時に近い状態で湾曲しており、形状記憶合
金が加熱されて形状回復力を発生すると、弾性部材は他
の湾曲形状または真直ぐな状態となる）。

また、前記各実施例では、弾性部材番ご合金挿通穴を設
け、この挿通穴に形状記憶合金を挿通するようにしてい
るが、弾性部材の成形工程において形状記憶合金を該弾
性部材内に埋め込むようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による形状記憶合金装置は、（イ）
構造が極めて簡単で、製造］ストを極めて安価にするこ
とができる。

（ロ）第一のおよび第二の形状記憶合金の一端が共に弾
性部材の一端側に引き出されるので、形状記憶合金に直
接電流を流して加熱を行う際に便利であるし、弾性部材
から引き出された形状記憶合金の端部が弾性部材の湾曲
運動の邪魔になるようなこともない。

等の優れた効果を）ｑられるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による形状記憶合金装置の一実施例を示
す断面図（断面の位置は第２図のＩ−Ｉ線で示される）
、第２図は第１図の■−■線における拡大断面図、第３
図は形状記憶合金が加熱されていない状態にお番プる前
記実施例を示す側面図、第４図は形状記憶合金が加熱さ
れた状態における前記実施例を示す側面図、第５図は本
発明の他の実施例を示す断面図である。 １・・・弾性部材、４ａ・・・第一の形状記憶合金、４
ｂ・・・第二の形状記憶合金。 特許出願人　　　　時　枝　直　満 代理人　　弁理士　大　森　　泉 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　柔軟で弾性を有する材料からなる細長い弾性部材と、
   それぞれ前記弾性部材に、該弾性部材の長さ方向に沿つ
   て挿通されたワイヤ状の第一の形状記憶合金および第二
   の形状記憶合金とを有してなり、 前記第一および第二の形状記憶合金は、それらの一端側
   において互いに電気的に接続されており、かつ前記一端
   側および他端側においてそれらと反対側の端部側への移
   動をそれぞれ前記弾性部材により拘束されており、かつ
   前記弾性部材の弾性により引張り力を作用されているこ
   とを特徴とする形状記憶合金装置。