(57)【要約】【課題】被架設物にＳＭＡを固定した状態でＳＭＡの張力を検査することができる検査装置、検査方法を提供する。【解決手段】被架設物に架設し固定された形状記憶合金の張力を検査する検査装置であって、架設した形状記憶合金の抵抗値を測定する抵抗値測定手段を有することを特徴とする検査装置。【選択図】図７
2010054211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被架設物に架設され両端を固定された形状記憶合金の張力を検査する検査装置であって、
架設された前記形状記憶合金の抵抗値を測定する抵抗値測定手段を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出する張力算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記形状記憶合金の抵抗値と張力との関係を予め記憶する変換テーブルを有し、
前記張力算出手段は、
前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値から前記変換テーブルに基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記被架設物の合否を判定する合否判定手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
被架設物に架設され両端を固定された形状記憶合金の張力を検査する検査方法であって、
架設された前記形状記憶合金の抵抗値を測定する工程を有することを特徴とする検査方法。
【請求項６】
前記抵抗値を測定する工程で測定した抵抗値から前記形状記憶合金の張力の値を算出する張力算出工程を有することを特徴とする請求項５に記載の検査方法。
【請求項７】
前記張力算出工程では、
前記形状記憶合金の抵抗値と張力との関係を予め記憶した変換テーブルに基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出することを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
【請求項８】
前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記被架設物の合否を判定する合否判定工程を有することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙ、以下ＳＭＡと記す。）からなるワイヤや箔等の伸縮を利用して駆動対象物を駆動させる駆動装置が知られている。
【０００３】
例えば、バネ付勢された補正レンズ保持枠を、補正レンズ保持枠と固定枠との間に架設された線状のＳＭＡで駆動する駆動装置を用いてレンズの手ぶれ補正を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような駆動装置では、ＳＭＡに印加する電流量によってＳＭＡの収縮量を制御し、補正レンズ枠を移動させている。
【０００４】
電流を印加しない初期状態での補正レンズ保持枠の位置やＳＭＡの張力は、補正レンズ保持枠をバネ付勢するバイアスバネの引っ張り力とＳＭＡの張力とのバランスで決定される。初期状態のＳＭＡの張力がばらつくとＳＭＡの変態温度（反応）も変わるため、アクチュエータとしての応答性と使用温度範囲にも影響する。
【０００５】
このように、駆動装置のＳＭＡの張力のばらつきを少なくすることは、駆動対象物の初期位置精度やアクチュエータとしての応答性、使用温度範囲などの駆動装置の仕様を満たすために非常に重要である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１には架設時の張力調整のばらつきや、ＳＭＡの取り付け状態に起因する張力変動等を補正する製造方法は開示されていない。
【０００７】
このような問題の一つに、ＳＭＡの特性により初回の加熱、冷却による伸縮駆動時にＳＭＡの応力が変動し、駆動対象物の初期位置がずれるという問題がある。
【０００８】
一般に、ＳＭＡからなるワイヤ（以下、ＳＭＡワイヤと記す）を用いる駆動装置では、金属製の２つの端子にＳＭＡワイヤを固定する方法がとられる。この端子間に架設する際のＳＭＡワイヤに加える応力が一定であっても、残留歪みの有無により、結果的に応力差が生じる。
【０００９】
このような問題を解決するため、被架設物にＳＭＡワイヤを架設した後、架設されたＳＭＡワイヤに通電してオーステナイト温度域まで加熱した後、所定の引張応力を与えながら駆動装置に固定することにより、ＳＭＡワイヤに対して生じる架設時の応力変動を解消する製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１８９０３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２００６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
量産時に所定の品質の駆動装置を提供するためには、被架設物にＳＭＡを固定した完成状態でＳＭＡの張力を検査し、不良品の選別や再調整を行う必要がある。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示されている製造方法でも、架設時に設定した張力のばらつきや、ＳＭＡの固定時や切断時の部材の変形のため張力がばらつくおそれがあるが、被架設物にＳＭＡを固定した状態でのＳＭＡの張力の検査方法は開示されていない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、被架設物にＳＭＡを固定した状態でＳＭＡの張力を簡単に検査することができる検査装置、検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１４】
１．被架設物に架設され両端を固定された形状記憶合金の張力を検査する検査装置であって、架設された前記形状記憶合金の抵抗値を測定する抵抗値測定手段を有することを特徴とする検査装置。
【００１５】
２．前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出する張力算出手段を有することを特徴とする前記１に記載の検査装置。
【００１６】
３．前記形状記憶合金の抵抗値と張力との関係を予め記憶する変換テーブルを有し、
前記張力算出手段は、
前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値から前記変換テーブルに基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出することを特徴とする前記２に記載の検査装置。
【００１７】
４．前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記被架設物の合否を判定する合否判定手段を有することを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の検査装置。
【００１８】
５．被架設物に架設され両端を固定された形状記憶合金の張力を検査する検査方法であって、
架設された前記形状記憶合金の抵抗値を測定する工程を有することを特徴とする検査方法。
【００１９】
６．前記抵抗値を測定する工程で測定した抵抗値から前記形状記憶合金の張力の値を算出する張力算出工程を有することを特徴とする前記５に記載の検査方法。
【００２０】
７．前記張力算出工程では、
前記形状記憶合金の抵抗値と張力との関係を予め記憶した変換テーブルに基づいて前記形状記憶合金の張力の値を算出することを特徴とする前記６に記載の検査方法。
【００２１】
８．前記抵抗値測定手段の測定した抵抗値に基づいて前記被架設物の合否を判定する合否判定工程を有することを特徴とする前記５乃至７の何れか１項に記載の検査方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被架設物に架設され固定されたＳＭＡの抵抗値を測定し、抵抗値からＳＭＡの張力の情報を得るので、被架設物にＳＭＡを固定した状態でＳＭＡの張力を簡単に検査することが可能な検査装置、検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
図１はＳＭＡユニット７０の一例を示す説明図、図２はＳＭＡユニット７０を駆動装置として用いたレンズユニット９０の一例である。
【００２５】
図１（ａ）はＳＭＡユニット７０の側面図、図１（ｂ）はＳＭＡユニット７０の平面図である。図１に示すＳＭＡユニット７０は、被架設物の一例でありＳＭＡワイヤ２、ユニット台７３、端子７４、端子７５からなる。ＳＭＡワイヤ２は端子７４と端子７５との間に架設され、両端が端子７４と端子７５にカシメられて固定されている。ＳＭＡワイヤ２には例えばＮｉＴｉ系の材料が用いられる。
【００２６】
図２（ａ）はレンズユニット９０の側面図、図２（ｂ）はレンズユニット９０の平面図、図２（ｃ）はレンズユニット９０のＢ−Ｂ’面の断面図、図２（ｄ）はレンズユニット９０のＡ−Ａ’面の断面図である。
【００２７】
図２に示すレンズユニット９０は、固定台７７にＳＭＡユニット７０とガイド軸７８が取り付けられている。レンズ８０を保持するレンズ保持枠７２は、ガイド軸７８に沿って紙面上下方向に移動可能である。レンズ保持枠７２は、ガイド軸７８に取り付けられたコイルバネ７９により紙面上方向にバネ付勢されている。また、図２に示すように、溝が設けられたレンズ保持枠７２の係合部７６にはＳＭＡワイヤ２が係合している。
【００２８】
レンズ駆動枠７２を駆動する手順を説明する。
【００２９】
端子７４、端子７５の間に電圧を印加し、ＳＭＡワイヤ２に電流を流して加熱すると、ＳＭＡワイヤ２はオーステナイト変態して収縮し、係合部７６を押し下げるのでレンズ保持枠７２はガイド軸７８に沿って紙面下方向に移動する。
【００３０】
ＳＭＡワイヤ２に電流を流すのを止めると、ＳＭＡワイヤ２は自然冷却されマルテンサイト相に変態して伸長し、レンズ駆動枠７２は初期位置に戻る。
【００３１】
図３はＳＭＡユニット７０の製造方法の一例を示す説明図、図４は端子７４、端子７５をカシメる手順を説明する説明図である。
【００３２】
図３、図４を用いて製造方法の一例を説明する。
【００３３】
ＳＭＡ架設装置１は、ＳＭＡ繰り出し部１１、張力付与部１６、加熱装置２０、クランプ３１と図示せぬ制御部などから構成される。張力付与部１６はガイドローラ１４ａ、１３、１４ｂ、バネ１２から構成される。加熱装置２０は、ＳＭＡワイヤ２が通過するように構成され、通過するＳＭＡワイヤ２の一部をオーステナイト変態終了温度以上に加熱し、残留歪みを除去する。
【００３４】
ＳＭＡ繰り出し部１１に巻き回されたＳＭＡワイヤ２は、ガイドローラ１４ａ、１３、１４ｂに沿って方向を変えて加熱装置２０に入り、加熱装置２０を出てから直線状に図３（ａ）に示す位置にクランプ３１によって固定されている。ＳＭＡワイヤ２は、張力付与部１６によって所定の張力を付与された状態である。
【００３５】
ガイドローラ１４ａ、１３、１４ｂに沿ってＳＭＡ繰り出し部１１から繰り出されたＳＭＡワイヤ２は、張力付与部１６によって所定の張力を付与された状態でクランプ３１によって図３（ａ）に示す位置に直線状に配置される。ユニット台７３は図示せぬユニット台移送手段により、図３（ａ）の矢印方向に移動する。
【００３６】
図３（ｂ）は、ユニット台７３が所定の位置に停止した状態である。ユニット台７３の端子７４と端子７５は先端部に溝部を有し、図４（ａ）に示すようにＳＭＡワイヤが溝部に入り込む位置で停止している。
【００３７】
次に、図４（ｂ）のようにカシメポンチ４５が矢印の方向に移動し、端子７４と端子７５をカシメる。すると、図４（ｂ）のように溝部にＳＭＡワイヤ２が挟みこまれて固定される。図３（ｃ）ではこの状態を端子７４と端子７５を黒く塗って表現している。
【００３８】
この後、端子７４と端子７５の両側でＳＭＡワイヤ２を切断すると、図１に示すＳＭＡユニット７０が得られる。
【００３９】
このようにして作製したＳＭＡユニット７０のＳＭＡワイヤ２の張力を検査する本発明の検査方法を説明する。
【００４０】
図５は、ＳＭＡワイヤ２の比抵抗と張力との関係を示すグラフ、図６は比抵抗と張力との関係を測定するときの測定方法を説明する説明図である。
【００４１】
図６のようにＳＭＡユニット７０に用いる所定の長さＬのＳＭＡワイヤ２の一端を固定台４１に固定し、他端に錘４０を取り付ける。なお、線材はＳＭＡユニット７０に架設するＳＭＡワイヤ２と同じ線材を用いるものとする。ＳＭＡワイヤ２の両端にはＳＭＡワイヤ２の抵抗値を測定する抵抗測定部３０を接続している。抵抗測定部３０にはＬＣＲメータ、テスタ、マルチメータなどを用いることができる。
【００４２】
このようにして、錘４０の重さを段階的に増やし、そのときのＳＭＡワイヤ２の抵抗値を測定した。次に、測定した抵抗値を長さＬで除し、長さあたりの抵抗値（比抵抗ρ）を求めた。ＳＭＡの張力Ｔは錘４０の重さである。
【００４３】
このようにして測定した測定結果の例が図５に示すグラフである。図５からわかるように、比抵抗ρに対するＳＭＡの張力Ｔの変化率は大きく、比抵抗ρから張力Ｔを精度良く求めることができる。
【００４４】
本発明はこの点に着目し、ＳＭＡワイヤ２の抵抗値を測定することにより、被架設物にＳＭＡワイヤ２を固定した状態でＳＭＡワイヤ２の張力を検査することを可能にしている。
【００４５】
図７は、本発明の第１実施形態における検査装置１００の回路ブロック図である。図８は、ＳＭＡユニット７０に抵抗測定部３０を接続した状態を説明する説明図、図９は、抵抗測定部３０の内部回路の一例を説明するための説明図である。
【００４６】
ＳＭＡワイヤ２の張力を検査するＳＭＡユニット７０には、図８（ａ）のように端子７４、端子７５にワイヤ３３ａ、３３ｂがそれぞれ接続されている。検査時には、図８（ｂ）のようにワイヤ３３ａ、３３ｂを検査装置１００の抵抗測定部３０の端子Ｃ１、Ｃ２にそれぞれ接続する。抵抗測定部３０は本発明の抵抗値測定手段である。
【００４７】
抵抗測定部３０はＣＰＵ９８の指令により端子Ｃ１とＣ２の間の抵抗値を測定し、測定した値をＣＰＵ９８に出力する。抵抗測定部３０にはＬＣＲメータなど汎用の測定器を用いることができるが、例えば図９に示すような定電流源３２と電圧計３４を並列に接続した回路によって測定する方法でもよい。定電流源３２によりＳＭＡワイヤ２に一定の電流を流し、電圧計３４でＳＭＡワイヤ２の両端の電圧を測定する。測定した電圧値を定電流源３２の電流値で割ることによりＳＭＡワイヤ２の抵抗値を算出できる。この方式は接続部の接触抵抗の影響を減らすことができるため、より測定精度を高くすることができる。
【００４８】
図７の制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）とＲＡＭ９７（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ９６（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭ９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ９７に読み出し、当該プログラムに従って検査装置１００の各部を集中制御する。
【００４９】
テーブル１１０は、予め測定したＳＭＡワイヤ２の比抵抗と張力との関係を記憶する本発明の変換テーブルである。例えば、図５で説明したグラフの比抵抗と張力のデータがそれぞれ対応するように配列して記憶されている。なお、テーブル１１０はＲＡＭ９７に記憶するようにしても良い。
【００５０】
ＣＰＵ９８は張力算出部４１１、合否判定部４１２を有する。張力算出部４１１は本発明の張力算出手段、合否判定部４１２は本発明の合否判定手段である。
【００５１】
抵抗測定部３０の出力する信号は制御部９９に内蔵されている図示せぬＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換されてＣＰＵ９８に入力される。
【００５２】
張力算出部４１１は、抵抗測定部３０が出力する信号に基づいて張力を算出する。
【００５３】
合否判定部４１２は、予めＲＡＭ９７またはＲＯＭ９６に記憶されている判定基準に基づいてＳＭＡユニット７０の合否を判定する。判定基準は、抵抗測定部３０が測定した抵抗値でも張力算出部４１１が算出した張力の値でも良い。
【００５４】
表示部８４は、検査装置１００の状態や検査結果を表示する液晶モニタなどの表示装置である。操作部８７は、検査装置１００を操作するスイッチやキーボードなどである。検査装置１００にメモリカード５０１やプリンタ５０３を接続し、検査結果を記憶させたり、印刷したりすることができる。外部入出力８８は、ネットワークに接続するインターフェイスである。
【００５５】
次に、図１０のフローチャートを用いて検査の手順を説明する。図１０は、第１実施形態の検査装置１００がＳＭＡユニット７０を検査する手順を説明するフローチャートである。なお、予め図８のように、ＳＭＡユニット７０と抵抗測定部３０とが接続されているものとする。
【００５６】
Ｓ１０：抵抗値を測定するステップである。
【００５７】
ＣＰＵ９８は、抵抗測定部３０に抵抗値を測定するように指令し、ＳＭＡワイヤ２の抵抗値の情報を得る。
【００５８】
Ｓ１１：張力値を算出するステップである。
【００５９】
張力算出部４１１は、ステップＳ１０で得られた抵抗値をＳＭＡワイヤ２の長さＬで除して比抵抗ρを求め、テーブル１１０を参照して比抵抗ρの値に対応する張力Ｔを算出する。
【００６０】
なお、張力の算出はテーブル１１０を参照する方法に限定されるものではなく、実験データから比抵抗ρとＳＭＡワイヤ２の張力Ｔとの関係を近似した近似式を予め求めておき、近似式に基づいて張力を算出しても良い。例えば、図５に示す比抵抗ρとＳＭＡワイヤ２の張力Ｔとの関係は（１）式のように近似される。
【００６１】
Ｔ＝６６２６．４ρ２＋１３１１０ρ＋６４８７ ・・・・・・（１）
Ｔ：張力［ｍＮ］、ρ：比抵抗［Ω／ｍｍ］
近似式を用いる場合、張力算出部４１１は、抵抗測定部３０が出力する信号から比抵抗ρを求め、（１）式に代入して張力Ｔを算出する。
【００６２】
Ｓ１２：合否を判定するステップである。
【００６３】
合否判定部４１２は、ステップＳ１１で算出した張力値と判定基準の値とを比較し、ＳＭＡワイヤ２の張力が規格に合格しているか、否かを判定する。なお、本ステップを省略することもできる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施形態の検査装置１００を説明する。図１１は、本発明の第２実施形態における検査装置１００の回路ブロック図、図１２は、第２実施形態の検査装置１００がＳＭＡユニット７０を検査する手順を説明するフローチャートである。
【００６５】
第２実施形態の検査装置１００と第１実施形態の検査装置１００との違いは、第２実施形態の検査装置１００は張力算出部４１１を有さず、抵抗値に基づいてＳＭＡユニット７０の合否を判定する点である。図１１の機能要素は第１実施形態と同等であり同番号を付し説明を省略する。
【００６６】
次に、図１２のフローチャートを用いて閾値算出の手順を説明する。
【００６７】
Ｓ１０：抵抗値を測定するステップである。
【００６８】
ＣＰＵ９８は、抵抗測定部３０に抵抗値を測定するように指令し、ＳＭＡワイヤ２の抵抗値の情報を得る。
【００６９】
Ｓ１２：合否を判定するステップである。
【００７０】
合否判定部４１２は、ステップＳ１０で求めた抵抗値と判定基準の値とを比較し、ＳＭＡワイヤ２の張力が規格に合格しているか、否かを判定する。
【００７１】
第２実施形態では、より簡単な手順でＳＭＡワイヤ２の張力の合否を判定できるので検査時間の短縮を図れる。
【００７２】
以上このように本発明では、ＳＭＡユニット７０に架設され固定されたＳＭＡワイヤ２の抵抗値を測定することにより、ＳＭＡワイヤ２の張力の検査を行う。したがって、被架設物にＳＭＡを固定した状態でＳＭＡの張力を簡単に検査することができる検査装置、検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】ＳＭＡユニット７０の一例を示す説明図である。
【図２】ＳＭＡユニット７０を駆動装置として用いたレンズユニットの一例である。
【図３】ＳＭＡユニット７０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図４】端子７４、端子７５をカシメる手順を説明する説明図である。
【図５】ＳＭＡワイヤ２の比抵抗と張力との関係を示すグラフである。
【図６】比抵抗と張力との関係を測定したときの測定方法を説明する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態における検査装置１００の回路ブロック図である。
【図８】ＳＭＡユニット７０に抵抗測定部３０を接続した状態を説明する説明図である。
【図９】抵抗測定部３０の内部回路の一例を説明するための説明図である。
【図１０】第１実施形態の検査装置１００がＳＭＡユニット７０を検査する手順を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態における検査装置１００の回路ブロック図である。
【図１２】第２実施形態の検査装置１００がＳＭＡユニット７０を検査する手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
２  ＳＭＡワイヤ
１１  ＳＭＡ繰り出し部
１６  張力付与部
２０  加熱装置
３０  抵抗測定部
３１  クランプ
３２  定電流回路
３４  電圧計
４０  錘
４１  固定台
７０  ＳＭＡユニット
７２  レンズ駆動枠
７３  ユニット台
７４、７５  端子
７６  係合部
７７  固定台
７８  ガイド軸
８０  レンズ
９６  ＲＯＭ
９７  ＲＡＭ
９８  ＣＰＵ
１００  検査装置
１１０  テーブル
４１１  張力算出部
４１２  合否判定部
【図１】
2010054211.tif 000003
【図２】
2010054211.tif 000004
【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】
2010054211.tif 000009
【図８】
2010054211.tif 000010
【図９】
2010054211.tif 000011
【図１０】
2010054211.tif 000012
【図１１】
2010054211.tif 000013
【図１２】
2010054211.tif 000014