(57)【要約】【課  題】パワー・アシストに適したコイル状形状記憶合金とすることを可能とする。【解決手段】形状記憶合金線を熱処理により所定径のコイルに形状記憶させたコイル状形状記憶合金３であって、熱処理によるコイルの形状記憶を複数段階行って所定径を徐々に小さく形成した。コイル状形状記憶合金３の両端を中空状の一対の接続端具５，７の各内周に嵌合させ、コイル状形状記憶合金３の各端部３ｂに径方向へ貫通する止めピン１０を接続端具５，７に固定し、接続端具５，７の各端部５ｂ，７ｂ外周にコイル状記憶合金３に外装させた伸縮耐熱性のチューブ９の各端部を密接嵌合させ、接続端具５，７から冷水、温水を供給してチューブ９内に流通させコイル状記憶合金３を伸張又は収縮可能とするアクチュエータ１としたため、温水、冷水の選択的な供給により作動させることができ、バッテリィを必ずしも必要とせず、軽量で小型のアクチュエータ１を得ることができる。【選択図】図１
2010150657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金線を熱処理により所定径のコイルに形状記憶させたコイル状形状記憶合金
であって、
前記熱処理によるコイルの形状記憶を複数段階行って前記所定径を徐々に小さく形成し
た、
ことを特徴とするコイル状形状記憶合金の成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のコイル状形状記憶合金の成形方法であって、
前記コイルのピッチを前記形状記憶合金線の線径と同等とした、
ことを特徴とするコイル状形状記憶合金の成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコイル状形状記憶合金の成形方法によりコイル形状に成形した、
ことを特徴とするコイル状形状記憶合金。
【請求項４】
請求項３記載のコイル状形状記憶合金を用いたアクチュエータであって、
前記コイル状形状記憶合金の両端部に結合した中空状の一対の接続端具と、
前記コイル状記憶合金に外装させ各端部を前記接続端具に密接嵌合させた伸縮耐熱性のチューブとを備え、
前記接続端具から熱源流体を供給して前記チューブ内に流通させ前記コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能とした、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項４記載のアクチュエータを用いたパワー・アシスト装置であって、
前記各接続端具に接続され前記熱源流体を選択的に供給可能とする流体回路を備え、
前記アクチュエータの一側を静止側に固定し他側を可動出力部に結合した、
ことを特徴とするパワー・アシスト装置。
【請求項６】
請求項５記載のパワー・アシスト装置であって、
前記アクチュエータを一対備え、
前記流体回路は、前記各アクチュエータに切換弁を介して接続される加熱流体回路及び
冷却流体回路を備え、
前記切換弁の切り換えにより前記各アクチュエータに加熱流体と冷却流体とを交互に供
給する、
ことを特徴とするパワー・アシスト装置。
【請求項７】
請求項３記載のコイル状形状記憶合金を用いたアクチュエータであって、
前記コイル状形状記憶合金の両端部に結合した一対の接続端具と、
前記コイル状記憶合金に外装させ各端部を前記接続端具に嵌合させた伸縮耐熱性のチューブとを備え、
前記コイル状記憶合金に通電して該コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能とした、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項４又は７記載のアクチュエータを用いた肘のパワー・アシスト装置であって、
下部に回転支持部を介して肘置き台を支持し上部にアクチュエータ結合部を有したフレームを備え、
前記肘置き台とアクチュエータ結合部との間に前記アクチュエータを設けた、
ことを特徴とする肘のパワー・アシスト装置。
【請求項９】
請求項４又は７記載のアクチュエータを用いたリンク・アクチュエータであって、
第１，第２，第３の節により回転可能に結合した先端から順に第１，第２，第３，第４のリンクを備え、
前記先端の第１のリンクは、前記第１の節を挟んで指先形状部及び結合基部を備え、
第２，第３の節を挟む両側に前記第１，第２，第３のリンクに沿って前記アクチュエータを一対配置し、
前記アクチュエータの両端部を、前記第１のリンクの結合基部と前記第４のリンクとに回転自在に結合し、
前記第３のリンクに前記アクチュエータの一方を拘束しながら通すガイドを設けた、
ことを特徴とするリンク・アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金線をコイルに形状記憶させたコイル状形状記憶合金の成形方法、コイル状形状記憶合金、アクチュエータ、パワー・アシスト装置、肘のパワー・アシスト装置、及びリンク・アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル状形状記憶合金を用いたアクチュエータが、例えば３次元形状ディスプレ
イに適用されたものが知られている。
【０００３】
このアクチュエータは、コイル状形状記憶合金を直列に結合されたコイル・スプリング
と共にプラスティック・パイプ内に収容保持させている。
【０００４】
このコイル状形状記憶合金を、通電により加熱して収縮させ、空冷又は水冷により冷却
すると共にコイル・スプリングの力で伸長させ、アクチュエータとして機能させるように
したものである。
【０００５】
このようなコイル状形状記憶合金は、一般に形状記憶合金線を所定の変形量の範囲での
熱処理を一回行うことでコイルに形状記憶させるものであった。
【０００６】
このため、線径に対するコイル径を破壊しないひずみの範囲とする必要から、コイル径
を一定以上に小さくすることができず、単独での発生荷重には限界があった。
【０００７】
したがって、従来のコイル状形状記憶合金は、軽荷重の駆動には適しても、より大きな
荷重が要求されるパワー・アシストには多くのコイル状形状記憶合金本数を要し、装置が
大型化するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３８３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、従来のコイル状形状記憶合金は、軽荷重の駆動には適して
も、より大きな荷重が要求されるパワー・アシストには多くのコイル状形状記憶合金本数
を要し、装置が大型化する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、パワー・アシストに適したコイル状形状記憶合金とするため、形状記憶合金
線を熱処理により所定径のコイルに形状記憶させたコイル状形状記憶合金であって、前記
熱処理によるコイルの形状記憶を複数段階行って前記所定径を徐々に小さく形成したこと
をコイル状形状記憶合金の成形方法の主要な特徴とする。
【００１１】
前記コイル状形状記憶合金の成形方法に成形されたことをコイル状形状記憶合金の主要な特徴とする。
【００１２】
前記コイル状形状記憶合金の両端部に結合した中空状の一対の接続端具と、前記コイル状記憶合金に外装させ各端部を前記接続端具に密接嵌合させた伸縮耐熱性のチューブとを備え、前記接続端具から熱源流体を供給して前記チューブ内に流通させ前記コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能としたことをアクチュエータの主要な特徴とする。
【００１３】
前記各接続端具に接続され前記熱源流体を選択的に供給可能とする流体回路を備え、前記アクチュエータの一端側を静止側に固定し他端側を可動出力部に結合したことをパワー・アシスト装置の主要な特徴とする。
【００１４】
前記コイル状形状記憶合金の両端部に結合した一対の接続端具と、前記コイル状記憶合金に外装させ各端部を前記接続端具に嵌合させた伸縮耐熱性のチューブとを備え、前記コイル状記憶合金に通電して該コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能としたことをアクチュエータの主要な特徴とする。
【００１５】
前記アクチュエータを用いた肘のパワー・アシスト装置であって、下部に回転支持部を介して肘置き台を支持し上部にアクチュエータ結合部を有したフレームを備え、前記肘置き台とアクチュエータ結合部との間に前記アクチュエータを設けたことを肘のパワー・アシスト装置の主要な特徴とする。
【００１６】
前記アクチュエータを用いたリンク・アクチュエータであって、第１，第２，第３の節により回転可能に結合した第１，第２，第３，第４のリンクを先端から順に備え、前記先端の第１のリンクは、前記第１の節を挟んで指先形状部及び結合基部を備え、第２，第３の節を挟む両側に前記第１，第２，第３のリンクに沿って前記アクチュエータを一対配置し、  前記アクチュエータの両端部を、前記第１のリンクの結合基部と前記第４のリンクとに回転自在に結合し、前記第３のリンクに前記アクチュエータの一方を拘束しながら通すガイドを設けたことをリンク・アクチュエータの主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、形状記憶合金線を熱処理により所定径のコイルに形状記憶させたコイル状形
状記憶合金であって、前記熱処理によるコイルの形状記憶を複数段階行って前記所定径を
徐々に小さく形成した。
【００１８】
このため、線径に対するコイル径をより小さくすることができ、単独での発生荷重をよ
り大きくすることが可能となる。
【００１９】
また、前記コイル状形状記憶合金の成形方法により成形されたコイル状形状記憶合金で
あるため、線径に対するコイル径がより小さく、単独での発生荷重がより大きくなる。
【００２０】
さらに、前記コイル状形状記憶合金の両端部に中空状の一対の接続端具を結合し、前記コイル状記憶合金に外装させた伸縮耐熱性のチューブの各端部を前記接続端具に密接嵌合させ、前記接続端具から熱源流体を供給して前記チューブ内に流通させ前記コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能とした。
【００２１】
このため、熱源流体の選択的な供給により作動させることができ、バッテリィを必ずしも必要とせず、軽量で小型のアクチュエータを得ることができる。
【００２２】
しかも、単独での発生荷重を大きくすることができるため、コイル状形状記憶合金の本
数を少なくすることも可能となり、かかる点からも装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
また、前記各接続端具を、前記熱源流体を選択的に供給可能とする流体回路に接続し、
前記アクチュエータの一端側を静止側に固定し他端側を可動出力部に結合した。
【００２４】
このため、小型で軽量のパワー・アシスト装置を得ることができる。
【００２５】
前記コイル状形状記憶合金の両端部に一対の接続端具を結合し、前記コイル状記憶合金に外装させた伸縮耐熱性のチューブの各端部を前記接続端具に嵌合させ、前記コイル状記憶合金に通電して該コイル状記憶合金を伸張又は収縮可能とした。
【００２６】
このため、熱源流体を必ずしも必要としない軽量で小型のアクチュエータを得ることができる。
【００２７】
前記アクチュエータを用いた肘のパワー・アシスト装置であって、下部に回転支持部を介して肘置き台を支持し上部にアクチュエータ結合部を有したフレームを備え、前記肘置き台とアクチュエータ結合部との間に前記アクチュエータを設けた。
【００２８】
このため、人の肘のパワー・アシストを行わせることができる。
【００２９】
前記アクチュエータを用いたリンク・アクチュエータであって、第１，第２，第３の節により回転可能に結合した第１，第２，第３，第４のリンクを先端から順に備え、前記先端の第１のリンクは、前記第１の節を挟んで指先形状部及び結合基部を備え、第１，第２の節を挟む両側に前記第１，第２，第３のリンクに沿って前記アクチュエータを一対配置し、  前記アクチュエータの両端部を、前記第１のリンクの結合基部と前記第４のリンクとに回転自在に結合し、前記第３のリンクに前記アクチュエータの一方を拘束しながら通すガイドを設けた。
【００３０】
このため、小型で軽量なリンク・アクチュエータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】アクチュエータを示す断面図である。（実施例１）
【図２】接続端具の拡大半断面図である。（実施例１）
【図３】Ｎｉの含有量を示す図表である。（実施例１）
【図４】各ＳＭＡの温度上昇時の温度と発生力との関係を示すグラフである。（実施例１）
【図５】コイル径に応じた温度−発生力特性を示し、コイル径８ｍｍのグラフである。（実施例１）
【図６】コイル径に応じた温度−発生力特性を示し、コイル径１ｍｍのグラである。（実施例１）
【図７】パワー・アシスト装置の中立状態を示す概略構成図である。（実施例１）
【図８】パワー・アシスト装置の右回転を示す概略構成図である。（実施例１）
【図９】パワー・アシスト装置の左回転を示す概略構成図である。（実施例１）
【図１０】肘のパワー・アシスト装置を示す概略斜視図である。（実施例２）
【図１１】リンク・アクチュエータの展開状態を示す正面図である。（実施例３）
【図１２】リンク・アクチュエータの屈曲状態を示す正面図である。（実施例３）
【図１３】アクチュエータを示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線矢視断面図である。（実施例３）
【図１４】他のアクチュエータを示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線矢視断面図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
パワー・アシストに適したコイル状形状記憶合金、このコイル状形状記憶合金を用いた
アクチュエータ、パワー・アシスト装置、肘のパワー・アシスト装置、リンク・アクチュエータを得るという目的を、複数段階の熱処理によるコイルの形状記憶により実現した。
【実施例１】
【００３３】
［アクチュエータ］
図１は、本発明の実施例１に係るアクチュエータを示す断面図である。
【００３４】
図１のように、アクチュエータ１は、コイル状形状記憶合金３と接続端具５，７とチュ
ーブ９とからなっている。
【００３５】
コイル状形状記憶合金３は、後述する成形方法により所定径を徐々に小さく形成したも
のであり、本実施例では、線径０．８ｍｍの形状記憶合金線を内径１ｍｍのコイル径とし
たものである。
【００３６】
コイル状形状記憶合金３のコイルのピッチは、形状記憶合金線の線径と同等とし、コイ
ル間が密接状態となるように形状記憶させている。但し、コイルのピッチは任意である。
なお、図１では、中間部３ａが荷重がかけられて引き伸ばされ、両端部３ｂが形状記憶された密接状態となっている。
【００３７】
図２は、接続端具の拡大半断面図である。
【００３８】
図１、図２のように、接続端具５，７は、ステンレスで中空状に形成されている。但し、接続端具５，７を、アルミ合金、プラスチックなどにより形成することもできる。接続
端具５，７の内周径は、コイル状形状記憶合金３の外周径と同等に形成され、コイル状形
状記憶合金３が嵌合可能となっている。接続端具５，７の中央外周には、突条部５ａ，７
ａが形成され、一側５ｂ、７ｂに固定用の孔５ｃ，７ｃが形成されている。
【００３９】
コイル状形状記憶合金３の両端部３ｂは、接続端具５，７の各内周に嵌合し、前記コイ
ル状形状記憶合金３の各端部３ｂ側で径方向へ止めピン１０が貫通している。この止めピ
ン１０は、前記接続端具５，７の孔５ｃ，７ｃに嵌合固定されている。
【００４０】
コイル状形状記憶合金３の両端部３ｂが密接状態となっていることにより両端部３ｂの
コイルをコイル軸方向に直行させるような角度で止めピン１０に対向させることができ、
止めピン１０により両端部３ｂを確実に固定させることができる。
【００４１】
チューブ９は、シリコンゴムなどにより形成され、伸縮耐熱性を備えている。このチューブ９は、前記接続端具５，７の一側５ｂ、７ｂにおいて各端部外周に密接嵌合され、前
記コイル状形状記憶合金３に外装されている。チューブ９が接続端具５，７の一側５ｂ、
７ｂにおいて各端部に密接嵌合されることでチューブ９及び接続端具５，７間のシールが
行われている。
【００４２】
したがって、前記接続端具５，７から熱源流体を供給して前記チューブ９内に流通させ
前記コイル状記憶合金３を伸張又は収縮可能とする。本実施例では、温水を供給してコイ
ル状記憶合金３を図１の伸張状態からコイルが密接する収縮状態となる。
［成形方法］
（ＳＭＡ材の検討）
アクチュエータを試作するに当たり、用いる形状記憶合金（ＳＭＡ）の検討を行った。
【００４３】
本実施例では、熱源流体として温水を使用するため、形状回復し始める温度（変態温度
）が熱処理温度により４０℃前後に調整できる二次元系３種類、三次元系（Ｃｕ入り）１
種類の４種類から選んだ。なお、それぞれのＮｉの含有量は図３の図表に示す。
【００４４】
これらの線径０．８ｍｍのＳＭＡを直径０．８ｍｍの丸棒に巻きつけてコイルばね形に
形成し、４２０℃で４０分間熱処理の後空冷し、温度と発生力の関係を調べた。各ＳＭＡ
の温度上昇時の温度と発生力との関係を図４に示す。但し、ＳＭＡ：Ａは、変態温度が低
く、超弾性になったので除いた。
【００４５】
（アクチュエータの試作）
図４より三次元のＳＭＡ：Ｄが、低温時と高温時とで発生力の差が大きくアクチュエー
タとして適当と判断し、このＳＭＡを用いてアクチュエータを試作した。
【００４６】
使用するＳＭＡは、内径１ｍｍのコイルばね形状に熱処理を行う。
【００４７】
細く巻くことによって発生力が増し、加熱・冷却用のチューブに収容した場合もチュー
ブ径を細くすることが可能でチューブ内容積を減らせるので、流体の使用量を最小限にす
ることが可能となる。
【００４８】
しかし、最初から内径１ｍｍのコイルばね形状に記憶させるのは材料に負荷を与えすぎ
るため、熱処理によるコイルの形状記憶を複数段階、例えば５回行って前記所定径を徐々
に小さく形成した。
【００４９】
すなわち、５回の熱処理により内径８ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍの順に徐
々にコイル径を細くしてコイル状形状記憶合金３を形成した。なお、５回とも４２０℃で
１時間の熱処理の後空冷を行った。
【００５０】
なお、例えば３回行って前記所定径を徐々に小さく形成することもできる。すなわち、
３回の熱処理により内径８ｍｍ、３ｍｍ、１ｍｍの順に徐々にコイル径を細くしてコイル
状形状記憶合金３を形成する。なお、３回とも４２０℃で１時間の熱処理の後空冷を行な
う。
【００５１】
図５，図６は、コイル径に応じた温度−発生力特性を示し、図５は、コイル径８ｍｍの
グラフ、図６は、コイル径１ｍｍのグラフである。
【００５２】
図５，図６より、コイル径８ｍｍで発生力１０［Ｎ］のものが１ｍｍに巻くと発生力３
５［Ｎ］位増加した。
［パワー・アシスト装置］
図７〜図９は、本発明の実施例１に係るパワー・アシスト装置に係り、図７は、中立状
態を示す概略構成図、図８は、右回転を示す概略構成図、図９は、左回転を示す概略構成
図である。
【００５３】
図７〜図９のように、パワー・アシスト装置１１は、コイル状形状記憶合金を用いたア
クチュエータ１Ａ，１Ｂを一対備え、前記各接続端具５,７は、前記熱源流体を選択的に
供給可能とする流体回路１３に接続されている。
【００５４】
流体回路１３は、前記各アクチュエータ１Ａ，１Ｂに切換弁１５を介して接続される加
熱流体回路１７及び冷却流体回路１９を備えている。本実施例において、加熱流体回路１
７は、温水回路であり、冷却流体回路１９は、冷水回路である。
【００５５】
流体回路１３は、水タンク２１及びポンプ２３を備え、加熱流体回路１７は、水タンク
２１及びポンプ２３とヒータ２５とを備え回路としている。冷却流体回路１９は、水タン
ク２１及びポンプ２３を備えた回路としている。
【００５６】
切換弁１５は、ソレノイド２７への通電により切り替えられ、加熱流体回路１７及び冷
却流体回路１９から一対のアクチュエータ１Ａ，１Ｂに温水と冷水とを交互に供給できる
ようになっている。
【００５７】
各アクチュエータ１Ａ，１Ｂの一端側は、各接続端具５が突状部５ａにおいて静止側の
ベース２８に固定され、他端側は、各接続端具７が突状部７ａにおいて可動出力部２９に
結合されている。
【００５８】
可動出力部２９は、平行リンク３１で構成され、平行リンク３１は、二本のリンク・ロ
ッド３３,３５と左右の結合部３７,３９とにより構成されている。リンク・ロッド３３，
３５は、支持支柱４１に中央部が回転自在に支持されている。支持支柱４１は、ベース２
７に取り付けられている。結合部３７,３９は、各接続端具７の突状部７ａに固定されて
いる。また、一方のリンク・ロッド３３の中央部に、出力用の揺動ロッド４３が結合され
ている。
【００５９】
したがって、ポンプ２３を駆動し、図８のように切換弁１５を切り換えると、水タンク
２１から一方では加熱流体回路１７へ、他方では冷却流体回路１９へ水が流れる。加熱流
体回路１７では、ヒータ２５により４０℃前後に加温され、切換弁１５から右側のアクチ
ュエータ１Ａに温水が供給される。冷却流体回路１９では、切換弁１５から左側のアクチ
ュエータ１Ｂに冷水が供給される。
【００６０】
アクチュエータ１Ａ，１Ｂに供給された温水及び冷水は、各チューブ９内を通り水タン
ク２１に戻る。この水タンクでは、自然冷却あるいは、ヒートポンプなどを用いた冷却が
行われる。
【００６１】
温水が供給された右側のアクチュエータ１Ａは、コイル状形状記憶合金３の形状回復に
よりコイルが密接するように収縮する。この動作により結合部３７が引かれてリンク・ロ
ッド３３，３５が支持支柱４１に対して回転し、この回転により冷水が供給された左側の
アクチュエータ１Ｂは、コイル状形状記憶合金３が引き伸ばされようにして伸長する。
【００６２】
チューブ９は、コイル状形状記憶合金３が収縮した状態で自由状態としてあり、アクチ
ュエータ１Ａ，１Ｂ伸長、収縮に際し、チューブ９は、自由状態から伸び、自由状態へ収
縮する。
【００６３】
このようなアクチュエータ１Ａ，１Ｂの収縮、伸長により平行リンク３１が動作し、揺
動ロッド４３が図において右方向へ揺動回転する。
【００６４】
図９のように、切換弁１５の切り換えにより右側のアクチュエータ１Ａへ冷水が供給さ
れ、左側のアクチュエータ１Ｂへ温水が供給されると、左側のアクチュエータ１Ｂがコイ
ル状形状記憶合金３の形状回復によりコイルが密接するように収縮し、右側のアクチュエータ１Ａは、コイル状形状記憶合金３が引き伸ばされようにして伸長する。
【００６５】
このようなアクチュエータ１Ａ，１Ｂの伸長、収縮により平行リンク３１が逆方向へ動
作し、揺動ロッド４３が図において左方向へ揺動回転する。
【００６６】
こうして、アクチュエータ１Ａ，１Ｂに対する温水、冷水の選択的な供給切り換えにより揺動ロッド４３を左右に揺動回転させ、パワー・アシスト用などの出力とすることがで
きる。
［実施例の効果］
本発明実施例のコイル状形状記憶合金の成形方法は、形状記憶合金線を熱処理により所
定径のコイルに形状記憶させたコイル状形状記憶合金３であって、前記熱処理によるコイ
ルの形状記憶を複数段階行って前記所定径を徐々に小さく形成した。
【００６７】
このため、線径に対するコイル径をより小さくすることができ、単独での発生荷重を５
００ｇｆとするなど、より大きくすることが可能となる。
【００６８】
前記コイルのピッチを前記形状記憶合金線の線径と同等とした。
【００６９】
このため、コイルをコイル軸方向に直行させるような角度で止めピン１０に対向させる
ことができ、止めピン１０により両端部３ｂを確実に固定させることができる。
【００７０】
両端部３ｂを止めピン１０で固定するため、流路が確保し易い。
【００７１】
前記コイル状形状記憶合金の成形方法により成形されたコイル状形状記憶合金３である
ため、線径に対するコイル径がより小さく、単独での発生荷重が５００ｇｆなどとより大
きくなる。
【００７２】
コイル状形状記憶合金３の両端を中空状の一対の接続端具５，７の各内周に嵌合させ、
該コイル状形状記憶合金３の各端部３ｂに径方向へ貫通する止めピン１０を前記接続端具
５，７に固定し、前記接続端具５，７の各端部５ｂ，７ｂ外周に前記コイル状記憶合金３
に外装させた伸縮耐熱性のチューブ９の各端部を密接嵌合させ、前記接続端具５，７から
冷水、温水を供給して前記チューブ９内に流通させ前記コイル状記憶合金３を伸張又は収
縮可能とするアクチュエータ１としたため、温水、冷水の選択的な供給により作動させる
ことができ、バッテリィを必ずしも必要とせず、軽量で小型のアクチュエータ１を得ることができる。
【００７３】
しかも、単独での発生力３５［Ｎ］などと大きくすることができるため、コイル状形状
記憶合金３の本数を少なくすることも可能となり、かかる点からも装置の小型化を図ることができる。
【００７４】
前記各接続端具５，７を、前記温水、冷水を選択的に供給可能とする流体回路１３に接
続し、前記アクチュエータ１Ａ，１Ｂの一端側をベース２７に固定し他端側を可動出力部
２９に結合した。前記流体回路１３は、前記各アクチュエータ１Ａ，１Ｂに切換弁１５を
介して接続される加熱流体回路１７及び冷却流体回路１９を備え、前記切換弁１５の切り
換えにより前記各アクチュエータ１Ａ，１Ｂに温水と冷水とを交互に供給する。
【００７５】
このため、可動出力部２９の揺動ロッド４３を左右へ揺動回転させパワー・アシストを
行わせることができる。
【００７６】
また、アクチュエータ１Ｃに温水を供給することで肘置き台４９を回転させ、肘置き台
４９に乗せた肘の上げ動作のパワー・アシストを行わせることができる。
【実施例２】
【００７７】
図１０は、実施例２に係り、肘のパワー・アシスト装置を示めす概略斜視図である。
【００７８】
この肘のパワー・アシスト装置４５は、人体の肘のパワー・アシストを行わせるものである。
【００７９】
肘のパワー・アシスト装置４５は、フレーム４７と可動出力部としての肘置き台４９とアク
チュエータ１Ｃとからなっている。フレーム４７は、下部に回転支持部４７ａ、上部にア
クチュエータ結合部４７ｂを備えている。肘置き台４９は、基部がフレーム４７の回転支
持部４７ａに回転自在に支持されている。アクチュエータ１Ｃは、一側である両端がアク
チュエータ結合部４７ｂに結合され、他側である中間部が肘置き台４９の下側に回される
ように結合されている。アクチュエータ１Ｃには、切換弁を介して流体回路が接続されて
いる。
【００８０】
したがって、アクチュエータ１Ｃに切換弁の切り換えにより温水を供給するとアクチュ
エータ１Ｃは、コイル状形状記憶合金３の形状回復により収縮し、肘置き台４９を引き上げるように回転させる。アクチュエータ１Ｃに切換弁の切り換えにより冷水を供給すると
アクチュエータ１Ｃは、肘置き台４９にかかる荷重により引き伸ばされる。
【００８１】
したがって、肘置き台４９に乗せた肘の上げ動作のパワー・アシストを行わせることが
できる。
【実施例３】
【００８２】
図１１〜図１３は、本発明の実施例３に係り、図１１は、リンク・アクチュエータの展開状態を示す正面図、図１２は、同屈曲状態を示す正面図、図１３は、アクチュエータを示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線矢視断面図である。
【００８３】
図１１，図１２のリンク・アクチュエータ５１は、リンクを用いて自由に屈曲できるようにし、ハンド機構などの指部分のアクチュエータ等として用いることを可能とした。
【００８４】
図１１，１２のように、このリンク・アクチュエータ５１は、第１，第２，第３の節５３，５５，５７により回転可能に結合された第１，第２，第３，第４のリンク５９，６１,６３，６５を先端から順に備えている。
【００８５】
第１，第２，第３の節５３，５５，５７は、指の第１、第２、第３関節に相当する。第４のリンク６５は、手のひら側に相当するベース・リンクとなる。第３のリンク６３は、第４のリンク６５よりも細く若干短く形成され、一側縁の中間部に沿ってガイド６７が形成されている。第２のリンク６１は、若干先細に形成され、第３のリンク６３に対し若干傾斜配置されている。第１のリンク５９は、指先に相当し、第１の節５３を挟んで指先形状部５９ａと結合基部５９ｂとを備えている。指先形状部５９ａは、結合基部５９ｂ及び第２のリンク６１に対して屈曲形成され、結合基部５９ｂは、第２のリンク６１先端に重ね合わされている。
【００８６】
前記第２，第３の節５５，５７を挟む両側には、前記第４，第３，第２のリンク６５，６３，６１に沿ってアクチュエータ１Ｄａ，１Ｄｂが一対配置されている。一方のアクチュエータ１Ｄａは、前記ガイド６７に拘束されながら前記第３のリンク６３に通されている。
【００８７】
アクチュエータ１Ｄａ，１Ｄｂは、同一構造であり、基本的には、実施例１と同様に構成されている。
【００８８】
アクチュエータ１Ｄａについて説明すると、図１３のように、一端側の接続端具５Ｄは、中空段付き状に形成され、コイル嵌合部５Ｄａ、チューブ嵌合部５Ｄｂ、回転結合部５Ｄｃの順に大径に形成されている。コイル嵌合部５Ｄａには、コイル状形状記憶合金３の端部３ｂが嵌合し、止めピン１０で嵌合固定されている。チューブ嵌合部５Ｄｂには、チューブ９の端部が嵌合している。回転結合部５Ｄｃには、回転軸５Ｄｃａが突設されている。接続端具５Ｄの外端部には、止栓５Ｄｄが螺合により取り付けられている。
【００８９】
図１１、図１２で示すアクチュエータ１Ｄａの他端側の接続端具７Ｄについても同様に構成されている。
【００９０】
アクチュエータ１Ｄａは、回転軸５Ｄｃａにおいて、前記第１のリンク５９の結合基部５９ｂに回転自在に結合され、回転軸７Ｄｃａにおいて、前記第４のリンク６５に回転自在に結合されている。
【００９１】
アクチュエータ１Ｄａ，１Ｄｂには、各コイル状形状記憶合金３に選択的に通電可能に電気回路が接続されている。
【００９２】
そして、一方のアクチュエータ１Ｄａに通電するとジュール熱が発生し、コイル状形状記憶合金３の形状回復によりコイルが密接するように収縮し、他方のアクチュエータ１Ｄｂは、コイル状形状記憶合金３が引き伸ばされようにして伸長する。
【００９３】
このため、第１、第２、第３の節５３，５５，５７により第１，第２，第３，第４のリンク５９，６１,６３，６５が相対回転し、図１２のように指を曲げる動作をする。
【００９４】
逆に、一方のアクチュエータ１Ｄａの通電を停止し、他方のアクチュエータ１Ｄｂに通電すると同様にアクチュエータ１Ｄｂのコイル状形状記憶合金３の形状回復によりコイルが密接するように収縮し、この収縮力により他方のアクチュエータ１Ｄａは、コイル状形状記憶合金３が引き伸ばされようにして伸長する。
【００９５】
このため、第１、第２、第３の節５３，５５，５７により第１，第２，第３，第４のリンク５９，６１,６３，６５が逆方向へ相対回転し、図１１のように指を展開させる動作をする。
【００９６】
図１４は、他のアクチュエータを示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線矢視断面図である。なお、基本的な構造は図１３のアクチュエータと同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号又は同符号にＥを付し、或いは符号のＤをＥに代えて付し、重複した説明は省略する。
【００９７】
アクチュエータ１Ｅは、実施例１の流体回路１３に接続し、温水、冷水等を選択的に切り替えて供給する場合の構造を示している。
【００９８】
このアクチュエータ１Ｅは、図１３の接続端具５Ｄの止栓５Ｄｄに代え、接続端具５Ｅでは、接続用の中空の口具５Ｅｄとした。接続端具７Ｅについても同様である。
【００９９】
したがって、接続端具５Ｄの口具５Ｅｄ及び同構造の接続端具７Ｅの口具に前記図７等に示す流体回路１３を同様に接続し、温水、冷水を選択的に切り替えて供給し、図１１、図１２のように動作させることができる。
［その他］
加熱流体、冷却流体は、温水、冷水以外のものを使用することもできる。加熱流体としては、蒸気、冷却流体としては、油、ミスト、冷気、外気などを使用することもできる。冷却流体は、空気による自然冷却とすることもできる。
【０１００】
加熱冷却は、通電による発熱と冷却流体の供給とを切り替えることで行わせ、ペルチェ素子を用いた通電による冷却と加熱流体の供給とを切り替えることで行わせることもできる。
【０１０１】
温水等によるアクチュエータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの伸長、収縮の方向は、任意に設定する
ことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄａ，１Ｄｂ，１Ｅ  アクチュエータ
３  コイル状形状記憶合金
５，５Ｄ，５Ｅ，７，７Ｄ，７Ｅ  接続端具
９  チューブ
１１  パワー・アシスト装置
１５  切換弁
１７  加熱流体回路
１９  冷却流体回路
４５  肘のパワー・アシスト装置
４７  フレーム
４７ａ  回転支持部
４７ｂ  アクチュエータ結合部
５１  リンク・アクチュエータ
５３  第１の節
５５  第２の節
５７  第３の節
５９  第１のリンク
６１  第２のリンク
６３  第３のリンク
６５  第４のリンク
６７  ガイド
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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