(57)【要約】【課題】農業機械等におけるアクチュエータとして制御モータやソレノイドに代替して小型で安価なアクチュエータを提供しようとする。【解決手段】作動軸を正逆回転可能に支持し、該作動軸と一体的に設けられる作動アームに、一端を固定枠部に固定した形状記憶合金製線材の他端を連結し、該線材に電流を印加するための電気回路を付設し、かつ上記作動軸には電流印加によって所定範囲に回動した作動軸を電流印加による作動状態を維持する保持手段を設け、該手段による作動状態維持を解除する解除手段を構成してなる。【選択図】        図４
2006043514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動軸を正逆回転可能に支持し、該作動軸と一体的に設けられる作動アームに、一端を固定枠部に固定した形状記憶合金製線材の他端を連結し、該線材に電流を印加するための電気回路を付設し、かつ上記作動軸には電流印加によって所定範囲に回動した作動軸を電流印加による作動状態を維持する保持手段を設け、該手段による作動状態維持を解除する解除手段を構成してなる農業機械等におけるアクチュエータ
【請求項２】
作動軸を揺動し又は振動する部材に装置し、該揺動又は振動部材に形状記憶合金製線材、電気回路、付勢手段及び解除手段を設けてなる請求項１に記載の農業機械等のアクチュエータ。
【請求項３】
上記解除手段は、形状記憶合金製線材に電流印加する構成とした請求項１又は請求項２に記載の農業機械等におけるアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、形状記憶合金製線材（ワイヤ）を用いたアクチュエータに関し、農業機械や各種の穀粒処理機械に用いるものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、農業機械、穀粒処理機械のアクチュエータとしてソレノイドや制御用モータがある。例えば、石抜装置において、異物排出口にシャッタを設け、該シャッタを異物排出位置と非排出位置とに切り替えるアクチュエータとして制御用モータが用いられている（特許文献１）。
【特許文献１】特公平６−１６８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、制御モータやソレノイドはシャッタの開閉や案内シュートの切替えなどに用いるが農業機械や穀粒処理機械に用いるときは構造が複雑で嵩張り小スペース空間部への設置が困難であったり、高価となっている。また、塵埃等にさらされ易く制御モータやソレノイドへの塵埃付着によって寿命を短くし、あるいは錆びによる作動不良を免れない。農業機械や穀粒処理機械のように塵埃や濡粒を伴う環境下でのアクチュエータとしては改善が要望されている。
【０００４】
そこで、この発明は、上記制御モータやソレノイドに代替して小型で安価なアクチュエータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、作動軸を正逆回転可能に支持し、該作動軸と一体的に設けられる作動アームに、一端を固定枠部に固定した形状記憶合金製線材の他端を連結し、該線材に電流を印加するための電気回路を付設し、かつ上記作動軸には電流印加によって所定範囲に回動した作動軸を電流印加による作動状態を維持する保持手段Ｘを設け、該手段による作動状態維持を解除する解除手段Ｙを構成してなる農業機械等におけるアクチュエータの構成とする。
【０００６】
これによって、形状記憶合金製線材に電流を印加するとジュール熱が発生してローラに巻き掛けられた線材は変態し所定長さに短縮し作動アームを連動させる。所定回動した作動アームはこの作動状態を維持する。したがって電流をオフして作動アームに接続された形状記憶合金製線材が元の状態に復帰しても該アームは所定回動状態を維持する。これの解除は解除手段Ｙにより行なわれる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、作動軸を揺動し又は振動する部材に装置し、該揺動又は振動部材に形状記憶合金製線材、電気回路、付勢手段及び解除手段Ｙを設けてなる。揺動運動する部材に作動アームや形状記憶合金製線材を組み付ける構成であるから、線材部分で揺動運動等に基づくずれ等を吸収する必要がなく寿命低下を来たさない。
【０００８】
さらに請求項３に記載の発明は、上記において、上記解除手段Ｙは、形状記憶合金製線材に電流印加する構成とした。解除手段Ｙとしては、保持手段Ｘによる弾性保持をこの弾性に抗して離脱する構成とすればよいが、形状記憶合金製線材に電流印加する構成とすることによって、作動アーム連動用の形状記憶アクチュエータへの電流印加回路を兼用できて構成のコンパクト化に寄与する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、形状記憶合金製線材２９に電流を印加するとジュール熱が発生してローラに巻き掛けられた線材は変態し所定長さに短縮し作動アームを連動させる構成であるから、構成が簡単で小型コンパクトに構成でき、廉価に提供できる。また、ケース内への塵埃や湿気の浸入があっても線材はローラに巻き掛ける構成であり、又この線材自体が例えばチタン合金を選択できるなど錆びない性質に構成するため動作が安定する。然も、作動アームには作動状態を保持する保持手段Ｘを構成するから、電流印加によって形状記憶合金製線材が延び出した後は直ちに非通風をすることができ、線材への負荷を軽減し高寿命を促す。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、揺動運動する部材に作動アームや形状記憶合金製線材を組み付ける構成であるから、線材部分で揺動運動等に基づくずれ等を吸収することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、上記解除手段Ｙは、形状記憶合金製線材に電流印加する構成とした。従って、形状記憶合金製線材に電流印加する構成とすることによって、作動アーム連動用の形状記憶アクチュエータへの電流印加回路を兼用できて構成のコンパクト化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。先ず、図１により石抜装置の全体構成について説明する。
１は無人精米装置を設置する建屋で、内部は仕切壁２により操作室３と機械室４とに仕切られる。このうち操作室３側には、玄米投入部５、操作盤６、白米取出部７等を有し、機械室３側には投入ホッパ８、石抜昇降機９、石抜機１０、精米昇降機１１、精米機１２、糖処理部１３等を有する。
【００１３】
上記玄米投入部５は該仕切壁２の開口部１４の前後において上記操作室３側には玄米置き台１５を上記機械室４側には投入ホッパ８を夫々のぞませる構成とし、このホッパ８下部には供給螺旋１６を内装する供給樋１７を設け、該螺旋１６軸は一端側駆動モータ１８により回転連動可能に設けられる。１９は篩綱である。
【００１４】
上記供給樋１７の移送終端側は石抜 昇降機９のホッパ部にのぞませ、該石抜昇降機９上部側ホッパの下部には石抜機１０を位置せしめてある。
この石抜機１０は、傾斜選別盤２０，ファン２１，揺動機構２２等からなり、駆動モータ２３の回転により選別盤２０傾斜方向が揺動しつつ起風して玄米中に混在する異物（石、金属片等）を傾斜上位側に揺寄せ、玄米を下方に流下させて出口２４から排出できる構成である。尚、選別盤２０上位側に設ける異物排出シャッタ２５は、略水平の軸２６周りに前後に回動可能に設けられている。すなわち、該軸２６と一体のボス部２６ａにＵ型に折曲部を固着し下半部で排出経路の先端部に形成された異物排出口２７を開閉できる構成である。常時は上記Ｕ型の折曲部と選別盤２０部との間にばね２８を設けて該異物排出口２７を「閉」状態に保持し、作業終了信号（例えば、前記供給螺旋１６停止信号）を受けて作動するアクチュエータ２９によりこれを「開」となす。
【００１５】
上記シャッタ軸２６に一体の作動板３０に上記アクチュエータ２９を接続して短縮作動させることによって作動板３０を軸２６周りに回動させることによってシャッタ開作動させる構成であり、該アクチュエータ２９は、以下の形状記憶アクチュエータにて構成されている。前記シャッタ軸２６を支架した箱体本体３１内に上記作動板３０を位置させ、これに対応すべくローラ３２を設け、このローラ３２に形状記憶合金製線材（ワイヤ）３３を巻き掛け、該記憶形状記憶合金製線材３３の一端は上記作動板３０に連結された接続具３４に、他端を箱体本体３１内部に締付具３５で固着され、この箱体本体３１内部の一隅部に電気回路３６を設け、接続具３４と締付具３５との間に電圧を印加できる構成としている。電気回路３６内には電源、定電流回路を内蔵し、箱体本体３１外部の前記アクチュエータ制御回路、電源供給部に電気的接続される。
【００１６】
上記箱体本体３１内に位置する上記作動板３０の下部には保持手段Ｘとしての板ばね材３７を係脱する凹部３０ｂを形成し、基部を固定した板ばね材３７の先端鉤型部を係止状態から脱すべく作用するアクチュエータ３８により行わせる。すなわち、前記箱体本体３１内において上記ローラ３２と対角位置に同径状のローラ３９を配設し、このローラ３９に形状記憶合金製線材４０を巻き掛け、該形状記憶合金製線材４０の一端は、板ばね材３７の先端鉤型部に係止し、他端は前記締付具３５と同様の締付具４１を該締付具３５近傍において配置している。そしてこの形状記憶合金製線材４０の両端に電圧を印加すべく前記電気回路３６とは電気接続するものとし、保持手段Ｘの作動状態維持を解除する解除手段Ｙを構成している。
【００１７】
上記のように電気回路３６から形状記憶合金製線材２９，４０の一端に向けて延出して電流を流すべく配線を備えている。電気回路３６の直流電源に直列接続された配線を通じて電流が流されるとジュール熱が発生して線材は変態し所定長さに短縮する。
【００１８】
なお、前記シャッタ軸２６及び箱体本体３１は以下の構成によって傾斜選別盤２０の傾斜上位の側壁に構成される。すなわち該側壁の左右側壁２０ａ，２０ｂに箱状のベース部材４２ａ，４２ｂを締付具４３，４３で着脱自在に固定する。そして、左右ベース部材４２ａ，４２ｂ間に渡ってシャッタ軸２６を装着してなる。また、ベース部材の一方４２ａには、一乃至複数の柱部材４４を立設し、該ベース部材４２ａには上記電気回路３６を装着し、更にローラ３２，３９を支持するための支軸３２ａ，３９ａを立設してなる。箱体本体３１は実質的に蓋体として、ローラ３２，３９、電気回路３６、シャッタ軸２６及び作動板３０を覆う構成であり上記柱部材４４の頂部に締付具４５をもって固定される構成である。
【００１９】
前記精米昇降機１１のホッパは前記玄米出口２４下方にのぞませ、上部のタンク下部には精米機１２の玄米タンク５１をのぞませる。この精米機１２は、精白室５２内に精白ロール５３を内装する公知の形態であり、除糖スクリーン５４からの分離糠は、糠搬送ファン５５により糠処理部１３に搬送される。５６は精米機モータで上記精白ロール５３や糠搬送ファン５５等を回転運動する。上記精白室５２の出口側には圧迫板５７を有し、図外白度調節モータの正転・中立・逆転各動作にてばね圧を調節可能とし、上白・標準・８分搗きの３段階に設定できる構成としている。この出口側は白米取出部７としての白米タンク５９に通じる。６０は精白室５２に送風すべき送風ファンである。
【００２０】
糠処理部１３は、サイクロン６１と、このサイクロン６１下部にのぞみ落下した糠を水平移送する糠移送螺旋６２樋６３、及び該螺旋樋６３の途中部と終端側とに開口せる排出部からの落下糠を受ける糠袋６４，６４からなる。
【００２１】
上記形状記憶合金製線材２９は、例えばチタン合金をもって構成され、上記ローラ２７，２８の外周部に形成した係合溝２７ａ，２８ａに係合状態に周回させてあり、その両端は適宜電圧を印加することによってシフタ３１を短縮摺動させ、該印加を遮断すると復帰する性質を備えている。２７ｂ及び２８ｂは形状記憶合金製線材２９が上記係合溝２７ａ，２８ａからの脱落を防止すべく設ける外れ止めである。
【００２２】
上例の作用について説明する。
予め原料玄米の量に見合う運転時間を確保できるだけの１００円硬貨をコインメック５３の投入口に投入すると共に、玄米を投入ホッパ８に供給する。続いてうるち米処理のときは直接白度設定スイッチ４９〜５１のいずれかを操作するが、これによって本機系駆動モータに駆動信号が出力されるもので、先ず投入ホッパ８からの玄米は供給螺旋１６によって水平移送され石抜昇降機９内に投入される。該昇降機９上部からの排出玄米は石抜機１０内に入り揺動乃至風選処理されて混入する異物が除去される。選別盤２０下方からの精玄米は、精米昇降機１１に供給されて揚上し、玄米タンク５１内に供給される。精米機１２の精白室５２内に流下する玄米は、精白ロール５３の回転により殻粒間乃至除糠スクリーン５４間で表面の糠層が剥がれ精白される。この際、出口の圧迫板５７は、精白選択スイッチにて所望の圧力に設定されてあり、希望の精白度に仕上がる。
【００２３】
上記の石抜処理において、石抜機１０の選別盤２０は前後に揺動して玄米中に混在する異物は傾斜上位に揺り上げ、玄米は傾斜下位側に流下する。予め設定した運転時間毎に、アクチュエータ制御回路３７は異物排出シャッタ２５を開くよう指令信号を出力する。この制御回路３７からの指令を受けた形状記憶アクチュエータ２６は、電気回路３６からの通電によって短縮し、作動板３０をシャッタ軸２６中心にこれを回動することとなり、異物排出シャッタ２５をばね２８に抗して回動させる。そして所定角度の回動がなされると作動板３０の下部側に形成した凹部３０ｂに付勢手段としての板ばね材３７が係合して作動板３０、シャッタ軸ひいてはシャッタ２５をロック状態とさせる（図６中仮想線）。この状態で形状記憶アクチュエータ２９への通電を遮断しても該ロック状態を維持させることができる。この形状記憶アクチュエータ２９は非通電状態に復帰して伸張し弛み状態を呈することとなる。
【００２４】
所定の異物排出シャッタ２５の開時間は予め設定記憶されていて、当該時間が経過すると電気回路３６には形状記憶アクチュエータ３８側に通電する。該形状記憶アクチュエータ３８は短縮し連携する板ばね材３７の作動板３０との係合状態から離脱させ、ばね２８によって形状記憶アクチュエータ２９の弛みを除去しつつ異物排出シャッタ２５は排出口を閉状態に復帰する。
【００２５】
このように、板ばね材３７と作動板３０の凹部３０ｂからなる保持手段Ｘを構成し、形状記憶アクチュエータ３８による解除手段Ｙを構成することによって、形状記憶アクチュエータ２９による異物排出シャッタ２５開作動力を常時付与する必要がなく、形状記憶アクチュエータ２９の負荷を軽減し寿命を向上する。
【００２６】
また、形状記憶アクチュエータ２９及び３８は傾斜選別盤２０の一側に装着され、すなわち揺動運動を伴う傾斜選別盤２０に一体的に構成されるため、該揺動運動を吸収するための構成を不用とし構成を簡単化できる。
【００２７】
上記のように、形状記憶アクチュエータ２９，３８の作動によって開動するものとなる。即ち、形状記憶合金製線材３３，４０で構成され、該線材３３，４０は箱体本体３１内において、ローラ３２,３９に巻き掛け状に設けられてその長さを所定長さに確保し、アクチュエータ制御回路３７の信号出力や電気回路３６の電流印加に伴って短縮又は復元に変態する形状記憶合金の性質を利用する構成であるから、構造が簡単であるため、低コスト化や小型化がはかれる。またチタン−ニッケル合金のため、錆びない構成となって動作の安定化が図れる。
【００２８】
形状記憶合金製線材３３，４０の動きは安定し、箱状本体３１内に塵埃が侵入し難く、また例え箱状本体３１内に侵入したとしても、線材３３，４０の伸縮に塵埃付着の影響は少ない。
【００２９】
なお上記の例では１本の形状記憶合金製線材について説明したが、複数本を束ねておくもよい。線材の径大化によって作動力を拡大しうるが、線材を沿わせるローラの径大化を伴うため小型化のためには得策でなく、上記のように、複数本の小径線材を束ねて使用する構成が小型化強度確保の点で有利である。
【００３０】
図８における実施例は上記の形状記憶アクチュエータ２９とは異なる例を示すものである。この実施例に係る作動アクチュエータは、回動軸７１、該軸７１と一体で上下するアーム部材７２、このアーム部材７２の先端側にのぞませて設ける異物排出シャッタ７３とを備え、上記回動軸７１と一体で形状記憶アクチュエータ７４の端部を連結した作動部７１ａが形状記憶合金製線材７５の伸縮によって作動し、アーム部材７２が上下して異物排出シャッタ７３と一体成型する被作動部７３ａを下方から押し上げすることによって、異物排出シャッタ７３をシャッタ軸７６中心に回動させて排出口を開く構成である。作動部７１ａの位置保持用としての保持手段Ｘは上記実施例と共通である。
【００３１】
上記の形状記憶アクチュエータ７４は複数のローラ（図例では４個）７７〜８０を上下位置に配して形状記憶アクチュエータ７４の有効長さを長くして電流印加による作動量を拡大できるように構成している。
【００３２】
上記の実施例では、構造が簡単であるため、低コスト化や小型化がはかれ、ひいては錆びない構成となって動作の安定化が図れるほか、異物排出シャッタ７３とこれを直接連動するアーム部材７２とは、切り離されて設けられているため、異物排出シャッタ７３側が往復揺動運動を行なっても、アーム部材７２部分で逃げ得て揺動運動が回動軸７１側に伝わらないため破損等のおそれもない。８１は電気回路、８２はケースであり、該ケースは振動部とは別の石抜機の固定機枠部に固定している。符号Ａは揺動上位側を示し、符号Ａなしは揺動下位側を示す。
【００３３】
図４における符号８３は、形状記憶合金製線材を支持して支える支持具であり、弾性を有して線材を張り状に支えるものであるから、電流印加を解除したとき、その線材が弛んだ状態とならず所定の張力を保って待機するものとなって、引き続いて弾性力を急に付与しても線材を断線する恐れがない。
【００３４】
上記の例では、ロック解除する付勢手段も形状記憶合金製線材に構成したが、解除についてはレバー等別構成でもよく、係合形態ではなく支軸部にブレーキ機構を設けてもよい。
【００３５】
上記の実施例では、石抜機の自動排出シャッタの制御モータに代替する構成としたが、コンバインや田植え機械等の農業機械、自動洗米炊飯機や精米機等の穀粒処理機械のソレノイドや制御モータに代替させて用いることができる。例えば、濡粒を扱う選別部のシーブ角度の調節モータや洗米炊飯機の蒸気発生箇所に設ける弁開閉ソレノイド等、湿度の高い環境下や粉塵・塵埃の多い環境下に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】無人精米施設の平面図。
【図２】無人精米装置のフロー図。
【図３】石抜機の側断面図。
【図４】要部の断面図。
【図５】要部の正面図（１）、及び異物排出シャッタの斜視図（２）。
【図６】保持手段Ｘ及びＹの作用説明図。
【図７】精米機の側断面図。
【図８】異なる例の形状記憶合金製アクチュエータを示す側面図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…石抜機
２０…傾斜選別盤
２５…異物排出シャッタ
２６…シャッタ軸
２６ａ…ボス部
２７…異物排出口
２９…アクチュエータ
３０…作動板
３１…箱体本体
３２…ローラ
３３…形状記憶合金製線材
３６…電気回路
３７…板ばね材
４０…形状記憶合金製線材
Ｘ…保持手段
Ｙ…解除手段
【図１】
2006043514.tif 000003
【図２】
2006043514.tif 000004
【図３】
2006043514.tif 000005
【図４】
2006043514.tif 000006
【図５】
2006043514.tif 000007
【図６】
2006043514.tif 000008
【図７】
2006043514.tif 000009
【図８】
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