(57)【要約】【課題】アクチュエータ部材の耐久性を向上させるアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ装置１１は、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２、センサ装置９０、制御部８８、第１保持部３１、第２保持部３２および第１弾性部材５１を備える。第１弾性部材５１は、第１アクチュエータ部材２１が変形したとき、第１アクチュエータ部材２１の変形を妨げる方向の力を第１アクチュエータ２１に付与し、第２アクチュエータ部材２２が変形したとき、第２アクチュエータ部材２２の変形を妨げる方向の力を前記第２アクチュエータ部材２２に付与する。【選択図】図１
2020188578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部のエネルギーの変化に応じて変形する第１アクチュエータ部材（２１）と、
内部のエネルギーの変化に応じて変形する第２アクチュエータ部材（２２）と、
前記第１アクチュエータ部材の一端（２１１）および前記第２アクチュエータ部材の一端（２２１）に接続されている被作動部（９０）と、
前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材のエネルギーを制御して、前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材を変形させることによって、前記被作動部の変位を制御する制御部（８８）と、
前記第１アクチュエータ部材が変形したとき、前記第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第１アクチュエータ部材に付与し、前記第２アクチュエータ部材が変形したとき、前記第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第２アクチュエータ部材に付与する弾性部材（５１、５５）と、
を備えるアクチュエータ装置。
【請求項２】
前記第１アクチュエータ部材の他端（２１２）に接続されている第１保持部（３１）と、
前記第２アクチュエータ部材の他端（２２２）に接続されている第２保持部（３２）と、
をさらに備え、
前記弾性部材は、前記第１アクチュエータ部材が変形したとき、前記第１保持部を介して、前記第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第１アクチュエータ部材に付与し、前記第２アクチュエータ部材が変形したとき、前記第２保持部を介して、前記第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第２アクチュエータ部材に付与する請求項１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、第１弾性部材（５１）であり、
アクチュエータ装置は、一端（５２１）が前記第１保持部に接続され、他端（５２２）が前記第２保持部に接続されており、前記第１アクチュエータ部材が変形したとき、前記第１保持部を介して、前記第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第１アクチュエータ部材に付与し、前記第２アクチュエータ部材が変形したとき、前記第２保持部を介して、前記第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を前記第２アクチュエータ部材に付与する第２弾性部材（５２）をさらに備え、
前記第１アクチュエータ部材、前記第２アクチュエータ部材および前記被作動部は、前記第１弾性部材と前記第２弾性部材との間に配置されている請求項２に記載のアクチュエータ装置。
【請求項４】
前記弾性部材（５５）の一端（５５１）は、前記第１アクチュエータ部材の他端（２１２）に接続されており、
前記弾性部材（５５）の他端（５５２）は、前記第２アクチュエータ部材の他端（２２２）に接続されている請求項１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被作動部を回転変位させるとき、前記第１アクチュエータ部材を収縮させ、前記第２アクチュエータ部材を前記第１アクチュエータ部材が収縮する方向に伸長させる請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材の両方にエネルギーを与えた後に、前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材を変形させる請求項１ないし５のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置。
【請求項７】
前記第１アクチュエータ部材および前記第２アクチュエータ部材は、ポリマ繊維であり、
前記弾性部材は、前記第１アクチュエータ部材に張力を付与する方向の力を前記第１アクチュエータ部材に付与し、前記第２アクチュエータ部材に張力を付与する方向の力を前記第１アクチュエータ部材に付与する請求項１ないし６のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、ポリマ繊維等のアクチュエータ部材を加熱して、伸縮変形およびねじり変形をさせることによって、被作動部を回転させるアクチュエータ装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−５０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている構成では、アクチュエータ部材の張力を維持するためのコイルばねが配置されている。このコイルばねは、ハウジングに収容されており、固定部を介して、弾性力を１つのアクチュエータ部材に付与する。この構成において、アクチュエータ部材の数に応じて、コイルばねの数が増加することがある。このコイルばね等の部品点数が増加すると、コイルばねをハウジングに組み付ける工数が増大し、アクチュエータ装置の製造がしにくくなる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みて、部品点数を削減できるアクチュエータ装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載される発明は、内部のエネルギーの変化に応じて変形する第１アクチュエータ部材（２１）と、内部のエネルギーの変化に応じて変形する第２アクチュエータ部材（２２）と、第１アクチュエータ部材の一端（２１１）および第２アクチュエータ部材の一端（２２１）に接続されている被作動部（９０）と、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材のエネルギーを制御して、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材を変形させることによって、被作動部の変位を制御する制御部（８８）と、第１アクチュエータ部材が変形したとき、第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第１アクチュエータ部材に付与し、第２アクチュエータ部材が変形したとき、第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第２アクチュエータ部材に付与する弾性部材（５１、５５）と、を備えるアクチュエータ装置である。
【０００７】
上記構成では、弾性部材は、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材の両方に弾性力を与える。このため、弾性部材を第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材にそれぞれ配置する必要がなくなり、１つのアクチュエータ部材あたりの弾性部材の数を減少させることができ、弾性部材の総数を減少させることができる。したがって、このアクチュエータ装置では、部品点数が削減できる。
【０００８】
なお、各構成要素等に付される括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のアクチュエータ装置の断面図。
【図２】第１実施形態のアクチュエータ装置の第１温度、第１ねじりモーメント、第２温度および第２ねじりモーメントの関係図。
【図３】第１実施形態のアクチュエータ装置の制御部の処理を説明するためのフローチャート。
【図４】第１実施形態のアクチュエータ装置の第１温度変化量、第１加熱電流、第１冷却電流、第２温度変化量、第２加熱電流および第２冷却電流の関係図。
【図５】第１実施形態のアクチュエータ装置の角度偏差、第１温度変化量および第２温度変化量の関係図。
【図６】第１実施形態のアクチュエータ装置の第１温度変化量、第１収縮量、第１伸長量、第２温度変化量、第２収縮量および第２伸長量の関係図。
【図７】第１実施形態のアクチュエータ装置が第１方向に回転するときの断面図。
【図８】第２実施形態のアクチュエータ装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
本実施形態のアクチュエータ装置１１は、車両に搭載されるセンサ装置９０を備えている。このアクチュエータ装置１１は、センサ装置９０を回転させるために用いられる。まず、このセンサ装置９０について、説明する。
【００１２】
図１に示すように、センサ装置９０は、被作動部に対応しており、例えば、車両の室内および乗員の温度分布を検出する赤外線センサである。このセンサ装置９０の赤外線センサは、温度分布を検出する範囲が限られている。このため、本実施形態のアクチュエータ装置１１によりセンサ装置９０が回転することで、センサ装置９０の検出範囲を広げることができる。
【００１３】
そして、このセンサ装置９０を回転させるため、第１実施形態のアクチュエータ装置１１は、支持部材９１、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２、第１保持部３１および第２保持部３２を備えている。また、アクチュエータ装置１１は、第１弾性部材５１、第２弾性部材５２、第１加熱部６１、第１冷却部７１、第２加熱部６２、第２冷却部７２、状態検出部８０、電源８５および制御部８８を備えている。
【００１４】
支持部材９１は、車載に取り付け可能になっており、後述の第１保持部３１および第２保持部３２を支持する。具体的には、支持部材９１は、支持凹部９１１を含む。支持凹部９１１が第１保持部３１および第２保持部３２に接触することによって、第１保持部３１および第２保持部３２は、移動可能に支持されている。
【００１５】
第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、内部のエネルギーの変化に応じて変形する。第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、例えば、繊維状のポリマ、すなわち、複数本のポリマ繊維で形成されている。この各ポリマ繊維は、例えば、ポリアミド等を含む。
【００１６】
さらに、この第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維は、加熱されつつ、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維に、張力とポリマ繊維の長手方向に延びる繊維軸を中心とするねじりモーメントとが与えられる。これにより、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子は、繊維軸を中心に螺旋状となるように、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の内部で配列されている。なお、以下、便宜上、このポリマ繊維における構成分子の螺旋の回転方向を分子回転方向とする。
【００１７】
この第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維に熱エネルギーが与えられるとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維のエントロピーが増加する。このとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子の螺旋状の配列を変化させるため、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向とは逆回転方向のねじりモーメントが発生する。このため、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子は、螺旋状の規則正しい配列から不規則な配列に変化する。
【００１８】
また、この第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維が熱エネルギーを放出するとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維のエントロピーが減少する。このとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維における構成分子の螺旋状の配列を維持するため、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。このため、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子の螺旋状の配列は、規則正しい配列に維持される。
【００１９】
そして、この第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維は、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向とは逆回転方向に螺旋したコイル状に形成されている。ここで、コイル状の第１アクチュエータ部材２１の中心軸を第１軸ＣＬ１とする。そして、このコイル状の第１アクチュエータ部材２１の回転方向は、第１軸ＣＬ１を中心とする第１方向Ｒ１になっている。なお、以下、便宜上、このコイル状のポリマ繊維自体の螺旋の回転方向をコイル方向とする。
【００２０】
また、上記したように、第１アクチュエータ部材２１が加熱されるとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向とは逆回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第１アクチュエータ部材２１が加熱されるときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１アクチュエータ部材２１のコイル方向と同じ方向になる。すなわち、このときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１方向Ｒ１になる。よって、第１アクチュエータ部材２１は、加熱されるとき、第１方向Ｒ１のねじりモーメントを発生させる。これにより、第１アクチュエータ部材２１は、加熱されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に収縮する。
【００２１】
さらに、上記したように、第１アクチュエータ部材２１が冷却されるとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第１アクチュエータ部材２１が冷却されるときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１アクチュエータ部材２１のコイル方向とは逆回転方向になる。すなわち、このときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１方向Ｒ１とは逆回転方向である第２方向Ｒ２になる。よって、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されるとき、第２方向Ｒ２のねじりモーメントを発生させる。これにより、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に伸長する。
【００２２】
そして、第１アクチュエータ部材２１の一端２１１は、センサ装置９０に接続されている。第１アクチュエータ部材２１の一端２１１は、例えば、接着剤等によりセンサ装置９０と固定されている。このため、第１アクチュエータ部材２１が第１方向Ｒ１にねじり変形するとき、センサ装置９０は、第１アクチュエータ部材２１のねじり変形とともに第１方向Ｒ１に回転する。また、第１アクチュエータ部材２１が第２方向Ｒ２にねじり変形するとき、センサ装置９０は、第１アクチュエータ部材２１のねじり変形とともに第２方向Ｒ２に回転する。
【００２３】
また、この第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維は、加熱されつつ、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維に、張力とポリマ繊維の長手方向に延びる繊維軸を中心とするねじりモーメントとが与えられる。これにより、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子は、繊維軸を中心に螺旋状となるように、ポリマ繊維の内部で配列されている。なお、ここでは、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子は、繊維軸を中心に、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向とは逆回転方向の螺旋状となるように、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の内部で配列されている。
【００２４】
この第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維に熱エネルギーが与えられるとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維のエントロピーが増加する。このとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子の螺旋状の配列を変化させるため、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向とは逆回転方向のねじりモーメントが発生する。このため、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子は、螺旋状の規則正しい配列から不規則な配列に変化する。
【００２５】
また、この第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維が熱エネルギーを放出するとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維のエントロピーが減少する。このとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維における構成分子の螺旋状の配列を維持するため、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。このため、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子の螺旋状の配列は、規則正しい配列に維持される。
【００２６】
そして、この第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維は、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向とは逆回転方向に螺旋したコイル状に形成されている。ここで、コイル状の第２アクチュエータ部材２２の中心軸を第２軸ＣＬ２とする。第２軸ＣＬ２は、第１軸ＣＬ１と同一軸上になっている。そして、このコイル状の第２アクチュエータ部材２２の回転方向は、第２軸ＣＬ２を中心とする第２方向Ｒ２になっている。
【００２７】
また、上記したように、第２アクチュエータ部材２２が加熱されるとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向とは逆回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第２アクチュエータ部材２２が加熱されるときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第２アクチュエータ部材２２のコイル方向と同じ方向になる。すなわち、このときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第２方向Ｒ２になる。よって、第２アクチュエータ部材２２は、加熱されるとき、第２方向Ｒ２のねじりモーメントを発生させる。これにより、第２アクチュエータ部材２２は、加熱されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に収縮する。
【００２８】
さらに、上記したように、第２アクチュエータ部材２２が冷却されるとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第２アクチュエータ部材２２が冷却されるときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第２アクチュエータ部材２２のコイル方向とは逆回転方向になる。すなわち、このときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１方向Ｒ１方向になる。よって、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されるとき、第１方向Ｒ１のねじりモーメントを発生させる。これにより、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に伸長する。
【００２９】
そして、第２アクチュエータ部材２２の一端２２１は、センサ装置９０に接続されている。例えば、第２アクチュエータ部材２２の一端２２１は、接着剤等によりセンサ装置９０と固定されている。このため、第２アクチュエータ部材２２が第１方向Ｒ１にねじり変形するとき、センサ装置９０は、第２アクチュエータ部材２２のねじり変形とともに第１方向Ｒ１に回転する。また、第２アクチュエータ部材２２が第２方向Ｒ２にねじり変形するとき、センサ装置９０は、第２アクチュエータ部材２２のねじり変形とともに第２方向Ｒ２に回転する。
【００３０】
第１保持部３１は、第１アクチュエータ部材２１の他端２１２に接続されており、第１アクチュエータ部材２１を保持する。例えば、第１アクチュエータ部材２１の他端２１２が第１保持部３１に形成される穴に挿入されており、第１保持部３１は、接着剤等により第１アクチュエータ部材２１の他端２１２と固定されている。
【００３１】
第２保持部３２は、第２アクチュエータ部材２２の他端２２２に接続されており、第２アクチュエータ部材２２を保持する。例えば、第２アクチュエータ部材２２の他端２２２が第２保持部３２に形成される穴に挿入されており、第２保持部３２は、接着剤等により第２アクチュエータ部材２２の他端２２２と固定されている。
【００３２】
したがって、第１軸ＣＬ１方向および第２軸ＣＬ２上であって、第１保持部３１と第２保持部３２の間には、第１アクチュエータ部材２１、センサ装置９０および第２アクチュエータ部材２２が配置されている。また、第１アクチュエータ部材２１は、第１保持部３１とセンサ装置９０との間に配置されている。さらに、第２アクチュエータ部材２２は、第２保持部３２とセンサ装置９０との間に配置されている。そして、センサ装置９０は、第１アクチュエータ部材２１と第２アクチュエータ部材２２との間に配置されている。
【００３３】
第１弾性部材５１は、第２弾性部材５２とで、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０を第１軸ＣＬ１および第２軸ＣＬ２と交差する方向に挟むように、配置されている。すなわち、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０は、第１弾性部材５１と第２弾性部材５２との間に配置されている。
【００３４】
また、第１弾性部材５１は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の変形に応じて、弾性変形する。具体的には、第１弾性部材５１は、第１アクチュエータ部材２１が変形したとき、第１アクチュエータ部材２１の変形を妨げる方向に対して、第１アクチュエータ部材２１に弾性力を付与する。これにより、第１弾性部材５１は、第１アクチュエータ部材２１が自然変形するときのセンサ装置９０の変位に及ぼす影響を緩和する。また、第１弾性部材５１は、第２アクチュエータ部材２２が変形したとき、第２アクチュエータ部材２２の変形を妨げる方向に対して、第２アクチュエータ部材２２に弾性力を付与する。これにより、第１弾性部材５１は、第２アクチュエータ部材２２が自然変形するときのセンサ装置９０の変位に及ぼす影響を緩和する。
【００３５】
例えば、第１弾性部材５１の一端５１１は、第１保持部３１に接続されている。例えば、第１弾性部材５１の一端５１１は、接着剤等により第１保持部３１と固定されている。第１弾性部材５１の他端５１２は、第２保持部３２に接続されている。例えば、第１弾性部材５１の他端５１２は、接着剤等により第２保持部３２と固定されている。さらに、第１弾性部材５１は、第１軸ＣＬ１方向または第２軸ＣＬ２方向に圧縮されながら、配置されている。これにより、第１弾性部材５１は、第１保持部３１を介して、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２に弾性力を付与する。
【００３６】
そして、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第１弾性部材５１は、このたわみを妨げる方向、すなわち、第１アクチュエータ部材２１に張力を付与する方向の弾性力を第１アクチュエータ部材２１に付与する。ここでは、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維がたわむとき、第１弾性部材５１は、第１保持部３１を押すことによって、第１アクチュエータ部材２１を引っ張る方向の弾性力を、第１保持部３１を介して付与する。また、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第１弾性部材５１は、このたわみを妨げる方向、すなわち、第２アクチュエータ部材２２に張力を付与する方向の弾性力を第２アクチュエータ部材２２に付与する。ここでは、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第１弾性部材は、第２保持部３２を押すことによって、第２アクチュエータ部材２２を引っ張る方向の弾性力を、第２保持部３２を介して付与する。このようにして、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の張力が矯正される。したがって、第１弾性部材５１により、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が自然変形するときのセンサ装置９０の変位に及ぼす影響が緩和される。
【００３７】
第２弾性部材５２は、第１弾性部材５１と同様に、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の変形に応じて、弾性変形する。具体的には、第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１が変形したとき、第１アクチュエータ部材２１の変形を妨げる方向に対して、第１アクチュエータ部材２１に弾性力を付与する。これにより、第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１が自然変形するときのセンサ装置９０の変位に及ぼす影響を緩和する。また、第２弾性部材５２は、第２アクチュエータ部材２２が変形したとき、第２アクチュエータ部材２２の変形を妨げる方向に対して、第２アクチュエータ部材２２に弾性力を付与する。これにより、第２弾性部材５２は、第２アクチュエータ部材２２が自然変形するときに伴うセンサ装置９０の変位に及ぼす影響を緩和する。
【００３８】
例えば、第２弾性部材５２の一端５２１は、第１保持部３１に接続されている。例えば、第２弾性部材５２の一端５２１は、接着剤等により第１保持部３１と固定されている。また、第２弾性部材５２の他端５２２は、第２保持部３２に接続されている。例えば、第２弾性部材５２の他端５２２は、接着剤等により第２保持部３２と固定されている。さらに、第２弾性部材５２は、第１軸ＣＬ１方向または第２軸ＣＬ２方向に圧縮されながら、配置されている。これにより、第２弾性部材５２は、第１保持部３１を介して、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２に弾性力を付与する。
【００３９】
そして、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第２弾性部材５２は、このたわみを妨げる方向、すなわち、第１アクチュエータ部材２１に張力を付与する方向の弾性力を第１アクチュエータ部材２１に付与する。ここでは、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維がたわむとき、第２弾性部材５２は、第１保持部３１を押すことによって、第１アクチュエータ部材２１を引っ張る方向の弾性力を、第１保持部３１を介して付与する。また、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第２弾性部材５２は、このたわみを妨げる方向、すなわち、第２アクチュエータ部材２２に張力を付与する方向の弾性力を第２アクチュエータ部材２２に付与する。ここでは、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維がクリープによりたわむとき、第１弾性部材は、第２保持部３２を押すことによって、第２アクチュエータ部材２２を引っ張る方向の弾性力を、第２保持部３２を介して付与する。このようにして、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の張力が矯正される。したがって、第２弾性部材５２により、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が自然変形するときのセンサ装置９０の変位に及ぼす影響が緩和される。
【００４０】
第１加熱部６１は、第１アクチュエータ部材２１を加熱して、第１アクチュエータ部材２１に熱エネルギーを与える。例えば、第１加熱部６１は、電熱線であって、第１アクチュエータに巻き付けられている。そして、第１加熱部６１に電流が流れるとき、第１加熱部６１は、発熱する。この発熱によって、第１アクチュエータ部材２１が加熱されて、熱エネルギーが第１アクチュエータ部材２１に与えられる。
【００４１】
第１冷却部７１は、第１アクチュエータ部材２１を冷却して、第１アクチュエータ部材２１に熱エネルギーを放出させる。例えば、第１冷却部７１は、ペルチェ素子であって、このペルチェ素子は、円筒状の筐体に配置されている。また、この円筒状の筐体は、第１保持部３１に固定されており、第１アクチュエータ部材２１を収容している。そして、第１冷却部７１に電流が流れるとき、第１冷却部７１は、第１アクチュエータ部材２１から吸熱する。これにより、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されて、熱エネルギーを放出する。
【００４２】
第２加熱部６２は、第２アクチュエータ部材２２を加熱して、第２アクチュエータ部材２２に熱エネルギーを与える。第２加熱部６２は、第１加熱部６１と同様に、電熱線であって、第２アクチュエータ部材２２に巻き付けられている。そして、第２加熱部６２に電流が流れるとき、第２加熱部６２は、発熱する。この発熱により、第２アクチュエータ部材２２が加熱されて、熱エネルギーが第２アクチュエータ部材２２に与えられる。
【００４３】
第２冷却部７２は、第２アクチュエータ部材２２を冷却して、第２アクチュエータ部材２２に熱エネルギーを放出させる。例えば、第２冷却部７２は、第１冷却部７１と同様に、ペルチェ素子であって、このペルチェ素子は、円筒状の筐体に配置されている。また、この円筒状の筐体は、第２保持部３２に固定されており、第２アクチュエータ部材２２を収容している。そして、第２冷却部７２に電流が流れるとき、第２冷却部７２は、第２アクチュエータ部材２２から吸熱する。これにより、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されて、熱エネルギーを放出する。
【００４４】
状態検出部８０は、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０の状態を検出する。ここでは、第１アクチュエータ部材２１の状態は、第１アクチュエータ部材２１の温度である。第２アクチュエータ部材２２の状態は、第２アクチュエータ部材２２の温度である。センサ装置９０の状態は、センサ装置９０の基準位置に対するセンサ装置９０の回転角度θである。以下、便宜上、第１アクチュエータ部材２１の温度を第１温度Ｔ１とする。第２アクチュエータ部材２２の温度を第２温度Ｔ２とする。また、ここでは、回転角度θの正方向を第１方向Ｒ１とし、回転角度θの負方向を第２方向Ｒ２とする。
【００４５】
具体的には、状態検出部８０は、第１温度センサ８１、第２温度センサ８２および回転センサ８３を有する。第１温度センサ８１は、第１温度Ｔ１に応じた信号を後述の制御部８８に出力する。第２温度センサ８２は、第２温度Ｔ２に応じた信号を制御部８８に出力する。回転センサ８３は、回転角度θに応じた信号を制御部８８に出力する。
【００４６】
電源８５は、第１加熱部６１、第１冷却部７１、第２加熱部６２、第２冷却部７２および制御部８８に接続されており、制御部８８からの信号に基づいて、第１加熱部６１、第１冷却部７１、第２加熱部６２および第２冷却部７２に電流を流す。
【００４７】
制御部８８は、マイコン等を主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。具体的には、制御部８８は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２および回転角度θに基づいて、電源８５から第１加熱部６１、第１冷却部７１、第２加熱部６２、第２冷却部７２に流れる電流を制御する。そして、制御部８８は、この電源８５から第１加熱部６１、第１冷却部７１、第２加熱部６２、第２冷却部７２に流れる電流を制御することによって、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の内部のエネルギーを制御する。これにより、制御部８８は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２のねじり変形を制御して、センサ装置９０の回転変位を制御する。
【００４８】
以上のように、アクチュエータ装置１１は、構成されている。このように構成されるアクチュエータ装置１１は、センサ装置９０を回転させつつ、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の耐久性を向上させる。
【００４９】
具体的に、まず、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の特性について説明する。
【００５０】
第１アクチュエータ部材２１では、第１温度Ｔ１が高くなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１の第１軸ＣＬ１方向の収縮量が大きくなる。このため、第１アクチュエータ部材２１の収縮に伴って発生する第１アクチュエータ部材２１のねじりモーメントである第１ねじりモーメントＭｔ１が大きくなる。したがって、図２に示すように、第１ねじりモーメントＭｔ１の絶対値は、第１温度Ｔ１が高くなるにつれて、大きくなっている。また、第１温度Ｔ１に対する第１ねじりモーメントＭｔ１の変化量は、第１温度Ｔ１が高くなるにつれて、大きくなっている。よって、第１アクチュエータ部材２１は、第１温度Ｔ１が比較的高いときに、比較的大きなねじりモーメントを発生させる。
【００５１】
また、第２アクチュエータ部材２２では、第２温度Ｔ２が高くなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２の第２軸ＣＬ２方向の収縮量が大きくなる。このため、第２アクチュエータ部材２２の収縮に伴って発生する第２アクチュエータ部材２２のねじりモーメントである第２ねじりモーメントＭｔ２が大きくなる。したがって、図２に示すように、第２ねじりモーメントＭｔ２の絶対値は、第２温度Ｔ２が高くなるにつれて、大きくなっている。さらに、第２温度Ｔ２に対する第２ねじりモーメントＭｔ２の変化量は、第２温度Ｔ２が高くなるにつれて、大きくなっている。よって、第２アクチュエータ部材２２は、第２温度Ｔ２が比較的高いときに、比較的大きなねじりモーメントを発生させる。なお、ここでは、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の特性は、互いに同様となっている。また、ここでは、第１ねじりモーメントＭｔ１および第２ねじりモーメントＭｔ２の正方向を第１方向Ｒ１とし、第１ねじりモーメントＭｔ１および第２ねじりモーメントＭｔ２の負方向を第２方向Ｒ２とする。
【００５２】
次に、図３のフローチャートを参照して、プログラムを実行しているときの制御部８８の処理について説明する。ここでは、便宜上、制御部８８のステップＳ１０１の処理が開始されてからステップＳ１０１の処理に戻るまでの一連の動作の期間を制御部８８の制御周期とする。
【００５３】
ステップＳ１０１において、制御部８８は、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０の状態を状態検出部８０から取得する。ここでは、制御部８８は、第１温度センサ８１から第１温度Ｔ１を取得する。また、制御部８８は、第２温度センサ８２から第２温度Ｔ２を取得する。さらに、制御部８８は、回転センサ８３から回転角度θを取得する。その後、処理は、ステップＳ１０２に移行する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、制御部８８は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が準備状態であるか否かを判定する。具体的には、上記したように、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、温度が比較的高いときに、比較的大きなねじりモーメントを発生させる。このため、制御部８８は、第１温度Ｔ１が第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅ以上、かつ、第２温度Ｔ２が第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅ以上であるか否かを判定する。
【００５５】
第１温度Ｔ１が第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅ以上、かつ、第２温度Ｔ２が第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅ以上であるとき、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が準備状態であり、処理は、ステップＳ１０６に移行する。また、第１温度Ｔ１が第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅ未満、または、第２温度Ｔ２が第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅ未満であるとき、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が準備状態ではなく、処理は、ステップＳ１０３に移行する。なお、第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅおよび第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅは、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の特性および第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる応力に基づいて、設定される。また、ここでは、第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅおよび第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅは、互いに同じ値とする。
【００５６】
ステップＳ１０３において、制御部８８は、第１温度Ｔ１を第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅにし、第２温度Ｔ２を第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅにするため、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を推定する。ここでは、第１温度変化量ΔＴ１は、第１温度Ｔ１を変化させる量である。また、第２温度変化量ΔＴ２は、第２温度Ｔ２を変化させる量である。
【００５７】
具体的には、制御部８８は、第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅから第１温度Ｔ１を減算することによって、第１温度変化量ΔＴ１を推定する。また、制御部８８は、第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅから第２温度Ｔ２を減算することによって、第２温度変化量ΔＴ２を推定する。
【００５８】
また、制御部８８は、センサ装置９０を回転させないために、第１ねじりモーメントＭｔ１と第２ねじりモーメントＭｔ２とが同等になるように、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。例えば、制御部８８は、上記のように推定した第１温度変化量ΔＴ１に基づいて、発生する第１ねじりモーメントＭｔ１を推定する。また、制御部８８は、上記のように推定した第２温度変化量ΔＴ２に基づいて、発生する第２ねじりモーメントＭｔ２を推定する。そして、制御部８８は、第１ねじりモーメントＭｔ１および第２ねじりモーメントＭｔ２のうちの大きいほうのねじりモーメントに対応する温度変化量に、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。
【００５９】
続いて、ステップＳ１０４において、制御部８８は、ステップＳ１０３にて推定した第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２に基づいて、第１加熱電流Ｉｈ１および第２加熱電流Ｉｈ２を算出する。なお、第１加熱電流Ｉｈ１は、電源８５から第１加熱部６１に流れる電流である。また、第２加熱電流Ｉｈ２は、電源８５から第２加熱部６２に流れる電流である。
【００６０】
具体的には、制御部８８は、図４に示すような第１温度変化量ΔＴ１と第１加熱電流Ｉｈ１との関係図を用いて、第１加熱電流Ｉｈ１を算出する。なお、図４に記載されている第１冷却電流Ｉｃ１および第２冷却電流Ｉｃ２については、後述する。
【００６１】
第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１を加熱するために必要な熱量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第１温度Ｔ１を上昇させるためには、第１加熱部６１の発熱量を大きくして、第１加熱電流Ｉｈ１を大きくする必要がある。したがって、図４では、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１加熱電流Ｉｈ１が大きくなっている。なお、第１温度変化量ΔＴ１がゼロ以下であるとき、第１アクチュエータ部材２１を加熱する必要がないため、第１加熱電流Ｉｈ１は、ゼロである。
【００６２】
また、制御部８８は、図４に示すような第２温度変化量ΔＴ２と第２加熱電流Ｉｈ２との関係図を用いて、第２加熱電流Ｉｈ２を算出する。
【００６３】
第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２を加熱するために必要な熱量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第２温度Ｔ２を上昇させるためには、第２加熱部６２の発熱量を大きくして、第２加熱電流Ｉｈ２を大きくする必要がある。したがって、図４では、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２加熱電流Ｉｈ２が大きくなっている。なお、第２温度変化量ΔＴ２がゼロ以下であるとき、第２アクチュエータ部材２２を加熱する必要がないため、第２加熱電流Ｉｈ２は、ゼロである。
【００６４】
よって、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１加熱電流Ｉｈ１を大きくする。制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１がゼロ以下であるとき、第１加熱電流Ｉｈ１をゼロとみなす。また、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２加熱電流Ｉｈ２を大きくする。制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２がゼロ以下であるとき、第２加熱電流Ｉｈ２をゼロとみなす。なお、第１温度変化量ΔＴ１と第１加熱電流Ｉｈ１との関係および第２温度変化量ΔＴ２と第２加熱電流Ｉｈ２との関係は、例えば、実験やシミュレーションによって設定される。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０５において、制御部８８により、ステップＳ１０４にて算出された第１加熱電流Ｉｈ１が流れる。これにより、第１加熱部６１が発熱し、第１アクチュエータ部材２１は、予熱される。このとき、第１アクチュエータ部材２１が収縮して、第１ねじりモーメントＭｔ１が第１方向Ｒ１に発生する。また、制御部８８により、ステップＳ１０４にて算出された第２加熱電流Ｉｈ２が流れる。これにより、第２加熱部６２が発熱し、第２アクチュエータ部材２２は、予熱される。このとき、第２アクチュエータ部材２２が収縮して、第２ねじりモーメントＭｔ２が、第１方向Ｒ１とは逆方向の第２方向Ｒ２に発生する。なお、このとき、ステップＳ１０３にて、センサ装置９０を回転させないために、第１ねじりモーメントＭｔ１と第２ねじりモーメントＭｔ２とが同等にされている。このため、第１方向Ｒ１に発生する第１ねじりモーメントＭｔ１と第２方向Ｒ２に発生する第２ねじりモーメントＭｔ２との和がゼロになるため、センサ装置９０は、回転しない。その後、処理は、ステップＳ１０１に戻る。
【００６６】
続いて、ステップＳ１０６において、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が準備状態であるため、制御部８８は、ステップＳ１０１にて取得した回転角度θおよび目標角度θｔに基づいて、角度偏差Δθを算出する。ここでは、制御部８８は、目標角度θｔから回転角度θを減算することによって、角度偏差Δθを算出する。
【００６７】
続いて、ステップＳ１０７において、制御部８８は、ステップＳ１０６にて算出した角度偏差Δθをゼロにするための第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を算出する。
【００６８】
具体的には、制御部８８は、図５に示すような角度偏差Δθと第１温度変化量ΔＴ１との関係図を用いて、第１温度変化量ΔＴ１を算出する。なお、図５において、角度偏差Δθと第１温度変化量ΔＴ１との関係が実線で記載されている。
【００６９】
角度偏差Δθが正の値であるとき、角度偏差Δθが大きくなるにつれて、センサ装置９０が目標角度θｔに変位するまでの第１方向Ｒ１の角度が大きくなる。このため、センサ装置９０を目標角度θｔに変位させるために、センサ装置９０が第１方向Ｒ１に回転するためのトルクを大きくする必要がある。センサ装置９０にかかる第１方向Ｒ１のトルクを大きくするには、第１方向Ｒ１の第１ねじりモーメントＭｔ１を大きくする必要がある。第１方向Ｒ１の第１ねじりモーメントＭｔ１を大きくするには、第１アクチュエータ部材２１を加熱して、第１温度変化量ΔＴ１を大きくする必要がある。したがって、図５では、第２温度変化量ΔＴ２が固定値である場合において、角度偏差Δθが正の値であるとき、角度偏差Δθが大きくなるにつれて、第１温度変化量ΔＴ１が正の値で、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなっている。
【００７０】
また、角度偏差Δθが負の値であるとき、角度偏差Δθの絶対値が大きくなるにつれて、センサ装置９０が目標角度θｔに変位するまでの第２方向Ｒ２の角度が大きくなる。このため、センサ装置９０を目標角度θｔに変位させるために、センサ装置９０が第２方向Ｒ２に回転するためのトルクを大きくする必要がある。センサ装置９０にかかる第２方向Ｒ２のトルクを大きくするには、第２方向Ｒ２の第１ねじりモーメントＭｔ１を大きくする必要がある。第２方向Ｒ２の第１ねじりモーメントＭｔ１を大きくするには、第１アクチュエータ部材２１を冷却して、第１温度変化量ΔＴ１を負の値にし、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値を大きくする必要がある。したがって、図５では、第２温度変化量ΔＴ２が固定値である場合に、角度偏差Δθが負の値であるとき、角度偏差Δθの絶対値が大きくなるにつれて、第１温度変化量ΔＴ１が負の値で、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなっている。なお、角度偏差Δθがゼロであるとき、センサ装置９０を変位させる必要がないので、第１温度変化量ΔＴ１は、ゼロになっている。また、角度偏差Δθと第１温度変化量ΔＴ１との関係は、例えば、実験やシミュレーションによって設定される。
【００７１】
また、制御部８８は、図５に示すような角度偏差Δθと第２温度変化量ΔＴ２との関係図を用いて、第２温度変化量ΔＴ２を算出する。なお、図５において、角度偏差Δθと第２温度変化量ΔＴ２との関係が一点鎖線で記載されている。
【００７２】
角度偏差Δθが正の値であるとき、上記したように、角度偏差Δθが大きくなるにつれて、センサ装置９０が第１方向Ｒ１に回転するためのトルクを大きくする必要がある。センサ装置９０にかかる第１方向Ｒ１のトルクを大きくするには、第１方向Ｒ１の第２ねじりモーメントＭｔ２を大きくする必要がある。第１方向Ｒ１の第２ねじりモーメントＭｔ２を大きくするには、第２アクチュエータ部材２２を冷却して、第２温度変化量ΔＴ２を負の値にして、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値を大きくする必要がある。したがって、図５では、第１温度変化量ΔＴ１が固定値である場合に、角度偏差Δθが正の値であるとき、角度偏差Δθが大きくなるにつれて、第２温度変化量ΔＴ２が負の値で、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなっている。
【００７３】
また、角度偏差Δθが負の値であるとき、上記したように、角度偏差Δθの絶対値が大きくなるにつれて、センサ装置９０が第２方向Ｒ２に回転するためのトルクを大きくする必要がある。センサ装置９０にかかる第２方向Ｒ２のトルクを大きくするには、第２方向Ｒ２の第２ねじりモーメントＭｔ２を大きくする必要がある。第２方向Ｒ２の第２ねじりモーメントＭｔ２を大きくするには、第２アクチュエータ部材２２を加熱し、第２温度変化量ΔＴ２を正の値にして、第２温度変化量ΔＴ２を大きくする必要がある。したがって、図５では、第１温度変化量ΔＴ１が固定値である場合において、角度偏差Δθが負の値であるとき、角度偏差Δθの絶対値が大きくなるにつれて、第２温度変化量ΔＴ２が負の値で、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなっている。なお、角度偏差Δθがゼロであるとき、センサ装置９０を変位させる必要がないので、第２温度変化量ΔＴ２は、ゼロになっている。また、角度偏差Δθと第２温度変化量ΔＴ２との関係は、例えば、実験やシミュレーションによって設定される。
【００７４】
よって、制御部８８は、角度偏差Δθが正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１を正の値にし、第２温度変化量ΔＴ２を負の値にする。そして、このとき、制御部８８は、角度偏差Δθが大きくなるにつれて、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２の絶対値を大きくする。また、制御部８８は、角度偏差Δθが負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１を負の値にし、第２温度変化量ΔＴ２を正の値にする。そして、このとき、制御部８８は、角度偏差Δθの絶対値が大きくなるにつれて、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２の絶対値を大きくする。
【００７５】
そして、制御部８８は、この算出した第１温度変化量ΔＴ１に基づいて、第１アクチュエータ部材２１の変位量を推定する。ここでは、第１アクチュエータ部材２１の変位量は、第１軸ＣＬ１方向の第１アクチュエータ部材２１の収縮量および第１軸ＣＬ１方向の第１アクチュエータ部材２１の伸長量である。以下、便宜上、第１アクチュエータ部材２１の第１軸ＣＬ１方向の収縮量を第１収縮量ΔＬｃ１とする。また、第１アクチュエータ部材２１の第１軸ＣＬ１方向の伸長量を第１伸長量ΔＬｅ１とする。
【００７６】
例えば、制御部８８は、図６に示すような第１温度変化量ΔＴ１と第１収縮量ΔＬｃ１および第１伸長量ΔＬｅ１との関係図を用いて、第１収縮量ΔＬｃ１および第１伸長量ΔＬｅ１を推定する。なお、図６において、矢印方向が正方向であり、第１収縮量ΔＬｃ１が負の値で示されており、第１伸長量ΔＬｅ１が正の値で示されている。
【００７７】
第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１に与えられる熱量が大きくなる。したがって、図６では、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１収縮量ΔＬｃ１が大きくなる。
【００７８】
また、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１が吸熱される量が大きくなる。したがって、図６では、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１伸長量ΔＬｅ１が大きくなっている。なお、第１温度変化量ΔＴ１がゼロであるとき、第１アクチュエータ部材２１が変形しないので、第１収縮量ΔＬｃ１および第１伸長量ΔＬｅ１は、ゼロである。また、第１温度変化量ΔＴ１と第１収縮量ΔＬｃ１および第１伸長量ΔＬｅ１との関係は、例えば、実験やシミュレーションによって設定される。
【００７９】
よって、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１収縮量ΔＬｃ１の推定値を大きくする。また、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１伸長量ΔＬｅ１の推定値を大きくする。
【００８０】
また、制御部８８は、この算出した第２温度変化量ΔＴ２に基づいて、第２アクチュエータ部材２２の変位量を推定する。ここでは、第２アクチュエータ部材２２の変位量は、第２軸ＣＬ２方向の第２アクチュエータ部材２２の収縮量および第２軸ＣＬ２方向の第２アクチュエータ部材２２の伸長量である。以下、便宜上、第２アクチュエータ部材２２の第２軸ＣＬ２方向の収縮量を第２収縮量ΔＬｃ２とする。また、第２アクチュエータ部材２２の第２軸ＣＬ２方向の伸長量を第２伸長量ΔＬｅ２とする。
【００８１】
例えば、制御部８８は、図６に示すような第２温度変化量ΔＴ２と第２収縮量ΔＬｃ２および第２伸長量ΔＬｅ２との関係図を用いて、第２収縮量ΔＬｃ２および第２伸長量ΔＬｅ２を推定する。なお、図６において、第２収縮量ΔＬｃ２が負の値で示されており、第２伸長量ΔＬｅ２が正の値で示されている。
【００８２】
第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２に与えられる熱量が大きくなる。したがって、図６では、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２収縮量ΔＬｃ２が大きくなる。
【００８３】
また、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２が吸熱される量が大きくなる。したがって、図６では、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２伸長量ΔＬｅ２が大きくなっている。なお、第２温度変化量ΔＴ２がゼロであるとき、第２アクチュエータ部材２２が変形しないので、第２収縮量ΔＬｃ２および第２伸長量ΔＬｅ２は、ゼロである。また、第２温度変化量ΔＴ２と第２収縮量ΔＬｃ２および第２伸長量ΔＬｅ２との関係は、例えば、実験やシミュレーションによって設定される。
【００８４】
よって、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２収縮量ΔＬｃ２の推定値を大きくする。また、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２伸長量ΔＬｅ２の推定値を大きくする。
【００８５】
そして、上記したように、制御部８８は、角度偏差Δθが正の値であるとき、センサ装置９０を第１方向Ｒ１に回転させる必要があるので、第１温度変化量ΔＴ１を正の値にし、第２温度変化量ΔＴ２を負の値にする。このとき、第１アクチュエータ部材２１は、収縮し、第２アクチュエータ部材２２は、伸長する。このため、制御部８８は、この推定した第１収縮量ΔＬｃ１と第２伸長量ΔＬｅ２とが同等となるように、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。例えば、制御部８８は、この推定した第１収縮量ΔＬｃ１および第２伸長量ΔＬｅ２のうちの小さいほうの変位量に対応する温度変化量に、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。なお、この補正により、制御部８８の現在の制御周期では、角度偏差Δθがゼロに近づくのみであるため、ここでは、この制御部８８のプログラムを繰り返すことによって、角度偏差Δθがゼロにされる。
【００８６】
また、上記したように、制御部８８は、角度偏差Δθが負の値であるとき、センサ装置９０を第２方向Ｒ２に回転させる必要があるので、第１温度変化量ΔＴ１を負の値にし、第２温度変化量ΔＴ２を正の値にする。このとき、第１アクチュエータ部材２１は、伸長し、第２アクチュエータ部材２２は、収縮する。このため、制御部８８は、この推定した第１伸長量ΔＬｅ１と第２収縮量ΔＬｃ２とが同等となるように、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。例えば、制御部８８は、第１伸長量ΔＬｅ１および第２収縮量ΔＬｃ２のうちの小さいほうの変位量に対応する温度変化量に、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２を補正する。なお、この補正により、制御部８８の現在の制御周期では、角度偏差Δθがゼロに近づくのみであるため、ここでは、この制御部８８のプログラムを繰り返すことによって、角度偏差Δθがゼロにされる。
【００８７】
続いて、ステップＳ１０８において、制御部８８は、ステップＳ１０７にて推定した第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２に基づいて、第１加熱電流Ｉｈ１、第２加熱電流Ｉｈ２、第１冷却電流Ｉｃ１および第２冷却電流Ｉｃ２を算出する。なお、第１冷却電流Ｉｃ１は、電源８５から第１冷却部７１に流れる電流である。第２冷却電流Ｉｃ２は、電源８５から第２冷却部７２に流れる電流である。
【００８８】
具体的には、制御部８８は、図４に示すような第１温度変化量ΔＴ１と第１加熱電流Ｉｈ１および第１冷却電流Ｉｃ１との関係図を用いて、第１加熱電流Ｉｈ１および第１冷却電流Ｉｃ１を算出する。なお、図４において、第１温度変化量ΔＴ１と第１加熱電流Ｉｈ１との関係が実線で記載されている。また、第１温度変化量ΔＴ１と第１冷却電流Ｉｃ１との関係が一点鎖線で記載されている。
【００８９】
第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１アクチュエータ部材２１を加熱させるために、第１加熱電流Ｉｈ１は、正の値になり、第１冷却電流Ｉｃ１は、ゼロになる。また、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、上記したように、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１を加熱するために必要な熱量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第１温度Ｔ１を上昇させるためには、第１加熱部６１の発熱量を大きくして、第１加熱電流Ｉｈ１を大きくする必要がある。したがって、図４では、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１加熱電流Ｉｈ１が大きくなっている。したがって、図４では、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１加熱電流Ｉｈ１が大きくなっている。
【００９０】
また、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１アクチュエータ部材２１を冷却させるために、第１加熱電流Ｉｈ１は、ゼロになり、第１冷却電流Ｉｃ１は、正の値になる。さらに、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１アクチュエータ部材２１を冷却させるために、第１冷却部７１が第１アクチュエータ部材２１から吸熱する量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第１温度Ｔ１を下降させるためには、第１冷却電流Ｉｃ１を大きくする必要がある。したがって、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１冷却電流Ｉｃ１が大きくなっている。なお、第１温度変化量ΔＴ１がゼロ以上であるとき、第１アクチュエータ部材２１を冷却する必要がないため、第１冷却電流Ｉｃ１は、ゼロである。
【００９１】
よって、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が正の値であるとき、第１冷却電流Ｉｃ１をゼロとみなす。このとき、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が大きくなるにつれて、第１加熱電流Ｉｈ１を大きくする。また、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１が負の値であるとき、第１加熱電流Ｉｈ１をゼロとみなす。このとき、制御部８８は、第１温度変化量ΔＴ１の絶対値が大きくなるにつれて、第１冷却電流Ｉｃ１を大きくする。
【００９２】
また、制御部８８は、図４に示すような第２温度変化量ΔＴ２と第２加熱電流Ｉｈ２および第２冷却電流Ｉｃ２との関係図を用いて、第２加熱電流Ｉｈ２および第２冷却電流Ｉｃ２を算出する。なお、図４において、第２温度変化量ΔＴ２と第２加熱電流Ｉｈ２との関係が実線で記載されている。また、第２温度変化量ΔＴ２と第２冷却電流Ｉｃ２との関係が一点鎖線で記載されている。
【００９３】
第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２アクチュエータ部材２２を加熱させるために、第２加熱電流Ｉｈ２は、正の値になり、第２冷却電流Ｉｃ２は、ゼロになる。また、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２を加熱するために必要な熱量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第２温度Ｔ２を上昇させるためには、第２加熱部６２の発熱量を大きくして、第２加熱電流Ｉｈ２を大きくする必要がある。したがって、図４では、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２加熱電流Ｉｈ２が大きくなっている。
【００９４】
また、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２アクチュエータ部材２２を冷却させるために、第２加熱電流Ｉｈ２は、ゼロになり、第２冷却電流Ｉｃ２は、正の値になる。さらに、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２アクチュエータ部材２２を冷却させるために、第２冷却部７２が第２アクチュエータ部材２２から吸熱する量が大きくなる。このため、時間に対して応答よく、第２温度Ｔ２を下降させるためには、第２冷却電流Ｉｃ２を大きくする必要がある。したがって、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２冷却電流Ｉｃ２が大きくなっている。
【００９５】
よって、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が正の値であるとき、第２冷却電流Ｉｃ２をゼロとみなす。このとき、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が大きくなるにつれて、第２加熱電流Ｉｈ２を大きくする。また、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２が負の値であるとき、第２加熱電流Ｉｈ２をゼロとみなす。このとき、制御部８８は、第２温度変化量ΔＴ２の絶対値が大きくなるにつれて、第２冷却電流Ｉｃ２を大きくする。
【００９６】
続いて、ステップＳ１０９において、制御部８８により、ステップＳ１０８にて算出された第１加熱電流Ｉｈ１、第２加熱電流Ｉｈ２、第１冷却電流Ｉｃ１および第２冷却電流Ｉｃ２が流れる。そして、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２がねじり変形することによって、センサ装置９０が回転し、角度偏差Δθがゼロに近づく。
【００９７】
例えば、角度偏差Δθが正の値である場合、第１温度変化量ΔＴ１は、正の値であり、第２温度変化量ΔＴ２は、負の値である。この場合、第１加熱電流Ｉｈ１は、正の値であり、第２加熱電流Ｉｈ２は、ゼロであり、第１冷却電流Ｉｃ１は、ゼロであり、第２冷却電流Ｉｃ２は、正の値である。
【００９８】
したがって、この場合、図７に示すように、第１加熱部６１に第１加熱電流Ｉｈ１が流れて、第１アクチュエータ部材２１が加熱される。これにより、第１アクチュエータ部材２１は、収縮し、第１方向Ｒ１にねじり変形する。また、第２冷却部７２に第２冷却電流Ｉｃ２が流れて、第２アクチュエータ部材２２が冷却される。これにより、第２アクチュエータ部材２２は、伸長し、第１方向Ｒ１にねじり変形する。
【００９９】
よって、センサ装置９０は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２のねじり変形とともに、第１方向Ｒ１に回転する。また、ステップＳ１０７にて、第１収縮量ΔＬｃ１が第２伸長量ΔＬｅ２と同等になるように、第１温度変化量ΔＴ１および第２温度変化量ΔＴ２が補正されている。このため、第１保持部３１から第２保持部３２までの距離が変化しないので、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、変位しない。なお、図７において、第１方向Ｒ１に回転する前のセンサ装置９０の位置が２点鎖線で記載されている。
【０１００】
制御部８８により、ステップＳ１０８にて算出された第１加熱電流Ｉｈ１、第２加熱電流Ｉｈ２、第１冷却電流Ｉｃ１および第２冷却電流Ｉｃ２が流れた後、処理は、ステップＳ１０１に戻る。
【０１０１】
以上のように、制御部８８の処理が行われて、センサ装置９０が回転する。このアクチュエータ装置１１では、電動モータ等を用いるアクチュエータと比較して、センサ装置９０が変位するときに、作動音が小さい。したがって、このアクチュエータ装置１１は、静粛性が比較的高くなっている。そして、以下では、本実施形態のアクチュエータ装置１１によって、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる応力が緩和されることについて説明する。
【０１０２】
本実施形態では、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１が変形したとき、第１アクチュエータ部材２１の変形を妨げる方向に対して、第１アクチュエータ部材２１に弾性力を付与する。また、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第２アクチュエータ部材２２が変形したとき、第２アクチュエータ部材２２の変形を妨げる方向に対して、第２アクチュエータ部材２２に弾性力を付与する。具体的には、第１弾性部材５１の一端５１１および第２弾性部材５２の一端５２１は、第１保持部３１に接続されている。また、第１弾性部材５１の他端５１２および第２弾性部材５２の他端５２２は、第２保持部３２に接続されている。
【０１０３】
これにより、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の両方に弾性力を与える。このため、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２を第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にそれぞれ配置する必要がなくなる。したがって、１つの部材あたりの第１弾性部材５１および第２弾性部材５２を減少させることができ、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の総数を減少させることができる。よって、このアクチュエータ装置１１では、部品点数が削減される。また、コイルばねを第１保持部３１および第２保持部３２等に組み付ける工数を削減することができ、アクチュエータ装置１１の製造がしやすくなる。
【０１０４】
さらに、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の総数を減少させることができるため、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる応力を緩和することができる場合がある。
【０１０５】
ここで、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる初期応力をσ０とする。第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の数をＮ、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の弾性定数をｋとする。第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の線膨張係数をαとする。第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２のヤング率をＥとする。第１軸ＣＬ１に対して垂直な方向における第１アクチュエータ部材２１の断面積および第２軸ＣＬ２に対して垂直な方向における第２アクチュエータ部材２２の断面積をＳとする。螺旋状に編み込まれる第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の第１軸ＣＬ１に対する所定角度および螺旋状に編み込まれる第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の第２軸ＣＬ２に対する所定角度をφとする。第１アクチュエータ部材２１の第１軸ＣＬ１方向の長さおよび第２アクチュエータ部材２２の第２軸ＣＬ２方向の長さをＬとする。第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の最大温度変化をΔＴｍａｘとする。そして、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる最大応力をσｍａｘとすると、σｍａｘは、以下関係式（１）のように、表される。
【０１０６】
【数１】
2020188578.tif 000003
【０１０７】
上記関係式（１）により、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる最大応力は、それぞれの弾性係数が同じである場合、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の数が多くなるにつれて、大きくなる。したがって、本実施形態のアクチュエータ装置１１では、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の総数を減少させることができるため、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる最大応力を低減させることができる場合がある。
【０１０８】
また、アクチュエータ装置１１では、以下［１］−［３］に説明するような効果も奏する。
【０１０９】
［１］第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０は、第１弾性部材５１と第２弾性部材５２との間に配置されている。これにより、第１弾性部材５１の弾性力により、第１保持部３１および第２保持部３２にかかる曲げモーメントの方向が、第２弾性部材５２の弾性力により、第１保持部３１および第２保持部３２にかかる曲げモーメントの方向と逆方向になる。このため、第１弾性部材５１の弾性力による曲げモーメントと第２弾性部材５２の弾性力による曲げモーメントとが互いに打ち消し合う。したがって、第１保持部３１および第２保持部３２にかかる曲げモーメントが低減するため、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる曲げモーメントを低減させることができる。このため、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる曲げ応力を低減させることができる。よって、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の耐久性が向上する。
【０１１０】
［２］制御部８８は、センサ装置９０を第１方向Ｒ１に回転させるとき、第１アクチュエータ部材２１に熱エネルギーを与えて、第１アクチュエータ部材２１を収縮させる。また、制御部８８は、センサ装置９０を第１方向Ｒ１に回転させるとき、第２アクチュエータ部材２２に熱エネルギーを放出させて、第１アクチュエータ部材２１が収縮する方向に第２アクチュエータ部材２２を伸長させる。
【０１１１】
これにより、センサ装置９０を回転させるときに、第１保持部３１から第２保持部３２までの距離が変化しないため、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の長さが変化しない。このため、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２の弾性力が増大しないので、これらの弾性力による第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にかかる応力の増大が抑制される。よって、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の耐久性が向上する。
【０１１２】
［３］上記したように、第１アクチュエータ部材２１では、第１温度Ｔ１が比較的高いときに、比較的大きなねじりモーメントが発生する。また、第２アクチュエータ部材２２では、第２温度Ｔ２が比較的高いときに、比較的大きなねじりモーメントが発生する。このため、制御部８８は、センサ装置９０を第１方向Ｒ１に回転させるとき、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の両方に熱エネルギーを与える。その後、制御部８８は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２を変形させる。例えば、ここでは、制御部８８は、第１温度Ｔ１が第１準備温度Ｔ１＿ｐｒｅ以上、かつ、第２温度Ｔ２が第２準備温度Ｔ２＿ｐｒｅ以上であるときに、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２を変形させる。
【０１１３】
これにより、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２のねじりモーメントが比較的高い状態で、センサ装置９０を回転させることができる。このため、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が変形するときに、センサ装置９０が回転しやすくなるため、制御部８８によるセンサ装置９０の制御の応答性を向上させることができる。
【０１１４】
［４］第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第１保持部３１と第２保持部３２との間で、第１アクチュエータ部材２１、第２アクチュエータ部材２２およびセンサ装置９０の並列に配置されている。これにより、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２を第１軸ＣＬ１および第２軸ＣＬ２方向に配置する場合と比較して、第１保持部３１と第２保持部３２との間の空間が有効に利用される。このため、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２を第１軸ＣＬ１および第２軸ＣＬ２方向に配置する場合と比較して、アクチュエータ装置１１の第１軸ＣＬ１および第２軸ＣＬ２方向の体格を小型化することができる。
【０１１５】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１保持部および第２保持部が配置されないで、弾性部材が１つ配置されていることを除いて、第１実施形態と同様である。
【０１１６】
図８に示すように、第２実施形態のアクチュエータ装置１２の弾性部材５５の一端５５１は、第１アクチュエータ部材２１の他端２１２に接続されている。例えば、弾性部材５５の一端５５１に、第１アクチュエータ部材２１の他端２１２が巻き付けられることによって、弾性部材５５の一端５５１と第１アクチュエータ部材２１の他端２１２とが固定されている。
【０１１７】
また、弾性部材５５の他端５５２は、第２アクチュエータ部材２２の他端２２２に接続されている。例えば、弾性部材５５の他端５５２に、第２アクチュエータ部材２２の他端２２２が巻き付けられることによって、弾性部材５５の他端５５２と第２アクチュエータ部材２２とが固定されている。
【０１１８】
なお、第２実施形態のアクチュエータ装置１２では、第１冷却部７１および第２冷却部７２は、図示しない冶具に取り付けられている。また、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、図示しない滑車等により支持されている。
【０１１９】
このような構成に対しても、弾性部材５５を第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２にそれぞれ配置する必要がなくなるため、弾性部材５５の総数を減少させることができる。よって、第２実施形態のアクチュエータ装置１２は、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２０】
さらに、第２実施形態では、第１保持部３１および第２保持部３２を配置する必要がなくなる。このため、アクチュエータ装置１２の質量が減少し、アクチュエータ装置１２の固有振動数を大きくすることができる。これにより、アクチュエータ装置１２は、車両等に搭載されるとき、共振が抑制される。よって、アクチュエータ装置１２は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の耐久性を向上させることができる。
【０１２１】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【０１２２】
本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【０１２３】
（１）上記実施形態では、センサ装置９０は、赤外線センサである。これに対して、センサ装置９０は、赤外線センサに限定されず、車室内を撮像するカメラ等であってもよい。
【０１２４】
（２）上記実施形態では、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、外部から与えられる熱エネルギーに応じて変形するポリマ繊維で形成されている。これに対して、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、ポリマ繊維に限定されず、電気的、光学的、化学的、熱的、吸収、もしくは他の手段による外部から与えられるエネルギーに応じて変形する素材で形成されてもよい。このような素材としては、例えば、形状記憶合金、誘電エラストマ、磁性ゲル、導電性高分子等が挙げられる。
【０１２５】
（３）上記実施形態では、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２は、ポリアミド等のポリマ繊維で形成されている。これに対して、ポリマ繊維は、ポリアミドに限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、または、これらの複合材料等で形成されてもよい。
【０１２６】
（４）上記実施形態では、第１アクチュエータ部材２１は、アクチュエータ装置１１に、１つ配置されている。これに対して、第１アクチュエータ部材２１は、アクチュエータ装置１１に、１つ配置されることに限定されない。例えば、第１アクチュエータ部材２１は、第１軸ＣＬ１に対して交差する方向に並列するように、アクチュエータ装置１１に複数配置されてもよい。また、第２アクチュエータ部材２２は、アクチュエータ装置１１に、１つ配置されている。これに対して、第２アクチュエータ部材２２は、アクチュエータ装置１１に、１つ配置されることに限定されない。例えば、第２アクチュエータ部材２２は、第２軸ＣＬ２に対して交差する方向に並列するように、アクチュエータ装置１１に複数配置されてもよい。
【０１２７】
（５）上記実施形態では、第１保持部３１は、接着剤等により第１アクチュエータ部材２１の他端２１２と固定されている。第２保持部３２は、接着剤等により第２アクチュエータ部材２２の他端２２２と固定されている。これに対して、第１保持部３１と第１アクチュエータ部材２１との固定および第２保持部３２と第２アクチュエータ部材２２との固定方法は、接着剤を用いることに限定されない。例えば、第１保持部３１に、第１アクチュエータ部材２１が巻き付けられてもよい。また、第２保持部３２に、第２アクチュエータ部材２２が巻き付けられてもよい。
【０１２８】
（６）上記実施形態では、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第１保持部３１および第２保持部３２にそれぞれ接続されている。これに対して、第２弾性部材５２が第１保持部３１および第２保持部３２に接続されないで、第１弾性部材５１のみが第１保持部３１および第２保持部３２にそれぞれ接続されてもよい。または、第１弾性部材５１が第１保持部３１および第２保持部３２に接続されないで、第２弾性部材５２のみが第１保持部３１および第２保持部３２にそれぞれ接続されてもよい。
【０１２９】
（７）上記実施形態では、第１加熱部６１および第２加熱部６２は、電熱線である。これに対して、第１加熱部６１および第２加熱部６２は、電熱線に限定されず、例えば、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の表面に形成される金属メッキ等であってもよい。この金属メッキに電流が流れることによって、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２が加熱されてもよい。
【０１３０】
（８）上記実施形態では、第１弾性部材５１は、第１アクチュエータ部材２１に張力を付与する方向の弾性力を第１アクチュエータ部材２１に付与し、第２アクチュエータ部材２２に張力を付与する方向の弾性力を第２アクチュエータ部材２２に付与する。また、第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１に張力を付与する方向の弾性力を第１アクチュエータ部材２１に付与し、第２アクチュエータ部材２２に張力を付与する方向の弾性力を第２アクチュエータ部材２２に付与する。これに対して、第１弾性部材５１および第２弾性部材５２は、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２の自然膨張を抑制する方向に、第１アクチュエータ部材２１および第２アクチュエータ部材２２に付与してもよい。
【０１３１】
（９）上記実施形態では、第１アクチュエータ部材２１は、加熱されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に収縮する。これに対して、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に収縮してもよい。
【０１３２】
例えば、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維は、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向とは同じ回転方向に螺旋したコイル状に形成されている。また、この螺旋したコイル状の第１アクチュエータ部材２１の回転方向は、コイル状の第１アクチュエータ部材２１の中心軸である第１軸ＣＬ１に対して、第１方向Ｒ１になっている。
【０１３３】
さらに、上記したように、第１アクチュエータ部材２１が冷却されるとき、第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により、第１アクチュエータ部材２１の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第１アクチュエータ部材２１が冷却されるときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１アクチュエータ部材２１のコイル方向と同じ回転方向になる。すなわち、このときの第１アクチュエータ部材２１のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第１方向Ｒ１になる。よって、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されるとき、第１方向Ｒ１のねじりモーメントを発生させる。これにより、第１アクチュエータ部材２１は、冷却されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に収縮する。なお、この場合、第１アクチュエータ部材２１は、加熱されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第１軸ＣＬ１方向に伸長する。また、制御部８８により、センサ装置９０が第１方向Ｒ１に回転するとき、第１アクチュエータ部材２１は、冷却される。
【０１３４】
また、上記実施形態では、第２アクチュエータ部材２２は、加熱されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に収縮する。これに対して、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に収縮してもよい。
【０１３５】
例えば、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維は、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向とは同じ回転方向に螺旋したコイル状に形成されている。また、この螺旋したコイル状の第２アクチュエータ部材２２の回転方向は、コイル状の第２アクチュエータ部材２２の中心軸である第２軸ＣＬ２に対して、第２方向Ｒ２になっている。
【０１３６】
さらに、上記したように、第２アクチュエータ部材２２が冷却されるとき、第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により、第２アクチュエータ部材２２の分子回転方向と同じ回転方向のねじりモーメントが発生する。したがって、第２アクチュエータ部材２２が冷却されるときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第２アクチュエータ部材２２のコイル方向と同じ回転方向になる。すなわち、このときの第２アクチュエータ部材２２のポリマ繊維の構成分子により発生するねじりモーメントの向きは、第２方向Ｒ２になる。よって、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されるとき、第２方向Ｒ２のねじりモーメントを発生させる。これにより、第２アクチュエータ部材２２は、冷却されるとき、第２方向Ｒ２にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に収縮する。なお、この場合、第２アクチュエータ部材２２は、加熱されるとき、第１方向Ｒ１にねじり変形しつつ、第２軸ＣＬ２方向に伸長する。また、制御部８８により、センサ装置９０が第１方向Ｒ１に回転するとき、第２アクチュエータ部材２２は、加熱される。
【０１３７】
（まとめ）
第１の観点によれば、アクチュエータ装置は、内部のエネルギーの変化に応じて変形する第１アクチュエータ部材と、内部のエネルギーの変化に応じて変形する第２アクチュエータ部材と、第１アクチュエータ部材の一端および第２アクチュエータ部材の一端に接続されている被作動部と、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材のエネルギーを制御して、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材を変形させることによって、被作動部の変位を制御する制御部と、第１アクチュエータ部材が変形したとき、第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第１アクチュエータ部材に付与し、第２アクチュエータ部材が変形したとき、第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第２アクチュエータ部材に付与する弾性部材と、を備える。これにより、部品点数を削減することができる。
【０１３８】
第２の観点によれば、アクチュエータ装置は、第１アクチュエータ部材の他端に接続されている第１保持部と、第２アクチュエータ部材の他端に接続されている第２保持部と、をさらに備え、弾性部材は、第１アクチュエータ部材が変形したとき、第１保持部を介して、第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第１アクチュエータ部材に付与し、第２アクチュエータ部材が変形したとき、第２保持部を介して、第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第２アクチュエータ部材に付与する。
【０１３９】
第３の観点によれば、弾性部材は、第１弾性部材であり、アクチュエータ装置は、一端が第１保持部に接続され、他端が第２保持部に接続されており、第１アクチュエータ部材が変形したとき、第１保持部を介して、第１アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第１アクチュエータ部材に付与し、第２アクチュエータ部材が変形したとき、第２保持部を介して、第２アクチュエータ部材の変形を妨げる方向の力を第２アクチュエータ部材に付与する第２弾性部材をさらに備え、第１アクチュエータ部材、第２アクチュエータ部材および被作動部は、第１弾性部材と第２弾性部材との間に配置されている。
【０１４０】
第４の観点によれば、弾性部材の一端は、第１アクチュエータ部材の他端に接続されており、弾性部材の他端は、第２アクチュエータ部材の他端に接続されている。
【０１４１】
第５の観点によれば、制御部は、被作動部を回転変位させるとき、第１アクチュエータ部材を収縮させ、第２アクチュエータ部材を第１アクチュエータ部材が収縮する方向に伸長させる。これにより、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材の耐久性が向上する。
【０１４２】
第６の観点によれば、制御部は、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材の両方にエネルギーを与えた後に、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材を変形させる。これにより、被作動部が回転しやすくなるため、制御部による被作動部の制御の応答性を向上させることができる。
【０１４３】
第７の観点によれば、第１アクチュエータ部材および第２アクチュエータ部材は、ポリマ繊維であり、弾性部材は、第１アクチュエータ部材に張力を付与する方向の力を第１アクチュエータ部材に付与し、第２アクチュエータ部材に張力を付与する方向の力を第１アクチュエータ部材に付与する。
【符号の説明】
【０１４４】
２１  第１アクチュエータ部材
２２  第２アクチュエータ部材
５１  第１弾性部材
５５  弾性部材
８８  制御部
９０  被作動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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