(57)【要約】温度制御アクチュエータは、近位端と可動の遠位部分とを備えたハウジング（１２）を具備している。心線（１６）がハウジングに沿って延伸し、その遠位区間がハウジングの遠位部分に固定されている。心線の遠位区間は、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えている。遠位区間は、心線の温度測定区間（２２、２４）における温度変化に応答してオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間を転移することで、遠位部分を動かす。心線の遠位区間と機械的に連通した近位区間は、引張要素（２０）がもたらす張力を遠位区間に伝達する。心線の近位区間に結合された引張要素は、引張力を心線に常に掛ける。
2005523399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御アクチュエータであって、
近位端及び可動の遠位部分を備えたハウジング（１２）と、
前記ハウジングに沿って延伸した心線（１６）で、
前記ハウジングの前記遠位部分に固定され、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えた遠位区間（２２）であり、前記心線の温度測定区間（２２、２４）における温度変化に応答して前記オーステナイト状態と前記マルテンサイト状態との間を転移することで、前記ハウジングの前記遠位部分を動かすように構成された遠位区間と、
前記遠位区間と機械的に連通し、張力を前記遠位区間に伝達する近位区間（２４）と、を備えた心線と、
前記心線の前記近位区間に結合され、引張力を前記心線に常に掛けるよう構成された引張要素（２０）とを含む、温度制御アクチュエータ。
【請求項２】
前記遠位区間がニッケル・チタン合金を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項３】
前記ハウジングが可撓管を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項４】
前記ハウジングが、可撓性の遠位部分を備えた管を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項５】
前記可撓性の遠位部分が、平衡状態にある際に、所定の形状をとるように構成されている、請求項４に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項６】
前記ハウジングが、ヒンジ式遠位部分を備えた管を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項７】
圧縮状態にある時は、前記ハウジングが経路を画定するように構成されている、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項８】
前記可撓管の近位部分を囲む剛体のスリーブ（１４）を更に含む、請求項３に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項９】
前記遠位区間のオーステナイト転移温度が、前記近位区間のオーステナイト転移温度を上回る、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１０】
前記温度測定区間が、前記心線の前記遠位区間を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１１】
前記近位区間と前記遠位区間との間に中間区間を更に含む、請求項１０に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１２】
前記中間区間が、オーステナイト状態及びマルテンサイト状態を備えた合金を含み、前記近位区間が前記中間区間の延長部分を含み、前記延長部分の直径が前記中間区間の直径よりも小さい、請求項１１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１３】
前記遠位区間が温度誘起マルテンサイト状態である時は、前記近位区間がオーステナイト状態であり、
前記遠位区間が温度誘起オーステナイト状態である時は、引張力によって、前記近位区間が応力誘起マルテンサイト状態となるように、前記近位区間の直径が選択されている、請求項１２に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１４】
前記温度測定区間が、前記心線の前記近位区間を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１５】
前記心線の前記近位区間における温度変化に応答して、前記近位区間が、オーステナイト状態とマルテンサイト状態との間で転移するよう構成されている、請求項１１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１６】
前記遠位区間が前記中間区間の延長部分を含み、当該延長部分の直径が前記中間区間の直径より小さい、請求項１２に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１７】
前記遠位区間がオーステナイト状態であるときは、前記近位区間が温度誘起マルテンサイト状態であり、
前記近位区間が温度誘起オーステナイト状態である時は、引張力によって、前記遠位区間が応力誘起マルテンサイト状態となるように、前記遠位区間の直径が選択されている、請求項１６に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１８】
前記近位区間のオーステナイト転移温度が、前記中間区間のオーステナイト転移温度を上回る、請求項１１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項１９】
前記引張要素が、前記心線に一定の力を掛けるように常に付勢されている、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項２０】
前記引張要素が、前記心線に可変力を掛けるように常に付勢されている、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項２１】
前記引張要素が、前記心線から吊り下げられた質量を含む、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項２２】
前記引張要素が、前記心線に係合した軸方向に可動な部材を含み、当該部材の軸方向位置が、前記心線の張力を調節する、請求項１に記載の温度制御アクチュエータ。
【請求項２３】
監視対象の環境における温度変化に対して機械的に応答するための方法であって、
心線の遠位区間であり、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えた遠位区間を、ハウジングの遠位部分に固定する段階と、
前記心線を引張力により付勢する段階と、
前記心線の温度測定部分を前記監視対象の環境に曝す段階とを含む、監視対象の環境における温度変化に対して機械的に応答するための方法。
【請求項２４】
前記心線の温度測定部分を曝す前記段階が、前記心線の前記遠位区間を前記監視対象の環境に曝す段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記遠位区間における温度変化に応答して、前記遠位区間においてオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こす段階を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記心線の温度測定部分を曝す前記段階が、前記心線の近位区間を前記監視対象の環境に曝す段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記近位区間における温度変化に応答して、前記近位区間においてオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こす段階を更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記近位区間におけるオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移に応答して、前記遠位区間におけるオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こす段階を更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記心線を付勢する前記段階が、前記心線に一定の力を掛ける段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記心線を付勢する前記段階が、前記心線に可変力を掛ける段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御システムに関し、特に、温度制御アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動制御システムにおいて、温度感知コントローラは、温度変化に基づいてシステムを制御するのに有用である。多くのコントローラでは、温度変化が何らかの電気量の変化の原因となる。こうした装置の例には、抵抗が温度と共に変化するサーミスタ及び抵抗温度検知器（「ＲＴＤ」）、並びに抵抗により電圧が発生される熱電対が含まれる。こうした装置では、温度センサが、温度が測定される部位の内部に配置されている。センサは、その部位の外部に位置したスイッチに送信可能な信号を発生するものである。
【０００３】
上述のタイプのコントローラは、別個の２つの要素を備えている。すなわち、温度依存信号を発生させる温度測定デバイスと、その信号を受信し且つその信号に基づいて何らかの動作を実行する別の電気/機械複合式アクチュエータ又は電子アクチュエータとである。電気的連結さえ確保されていれば、温度センサをアクチュエータから離間することも可能である。これは、温度センサが過酷な環境に曝される場合などに特に有用である。
【０００４】
他の温度感知コントローラは、感温体としてバイメタル板を用いる。こうしたコントローラは純粋に機械的なものである。バイメタル板は、実質的に温度センサでもありアクチュエータでもあるので、アクチュエータを駆動するのに電気信号は不要である。バイメタル板が温度変化を受けると、ほとんど感知できないほど僅かに動く。この温度に誘発された運動を、例えばスイッチ操作に利用できる。
【０００５】
バイメタル板は作製が容易で、電力も必要としない。更に、制御システムの設定点はバイメタル板を適切に付勢することで容易に調整可能である。しかしながら、バイメタル板では、温度センサをアクチュエータから分離することが困難なため、過酷な環境には不向きである。更に、バイメタル板では設定点を正確に制御するのは困難である。
【０００６】
更に別のタイプの熱制御アクチュエータでは、温度に依存した相変化又は化学反応に依存する。こうしたアクチュエータの一例としては、金属によって定位置に保持されるバネ荷重式要素があり、この金属の融点は、バネの融点より低く設定されている。温度がこの融点を超えると、金属が融解して、バネ荷重式要素を解放する。ただし、このタイプのアクチュエータを再利用するのは容易でない。
発明の概要
【０００７】
本発明は、マルテンサイト状態とオーステナイト状態との間の合金の温度依存転移を利用して、温度変化によって機械的運動を引き起こすことができる、という認識に部分的に基づいている。
【０００８】
一局面では、本発明は、近位端と可動の遠位部分とを備えたハウジングを具備する温度制御アクチュエータを含む。心線がハウジングに沿って延伸しており、その遠位区間がハウジングの遠位部分に固定されている。心線の遠位区間は、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えている。遠位区間は、心線の温度測定（原語：thermometric）区間における温度変化に応答してオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間を転移することで、ハウジングの遠位部分を動かすように構成されている。心線の遠位区間と機械的に連通した近位区間が、引張要素がもたらす張力を遠位区間に伝達する。心線の近位区間に結合された引張要素は、引張力を常に心線に掛けるよう構成されている。
【０００９】
一実施形態では、この温度制御アクチュエータは、ニッケル・チタン合金を含んだ遠位区間を備えている。他の実施形態では、ハウジングが、可撓性の遠位部分を備えた管或いはヒンジ式遠位部分を備えた管の何れかである可撓管を含むものがある。ハウジングは、圧縮状態にある際に経路を画定するよう構成できる。可撓性の遠位部分は、弛緩状態にある際に、所定の形状をとるように構成できる。管の近位部分は、剛性のスリーブで囲んでもよい。
【００１０】
別の実施形態では、遠位区間のオーステナイト転移温度が、近位区間のオーステナイト転移温度を上回る。心線の温度測定区間は、心線の遠位区間か、心線の近位区間か、或いは心線の中間区間かでよい。
【００１１】
このアクチュエータの一実施例は、近位区間と遠位区間との間に中間区間を含む。この中間区間は、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えた合金を含むことができる。この場合は、近位区間は中間区間の延長部分でよい。この延長部分の直径は、中間区間の直径より小さい。
【００１２】
他の実施形態では、遠位区間が温度誘起マルテンサイト状態となる際に、近位区間がオーステナイト状態になる。これらの実施形態では、遠位区間が温度誘起オーステナイト状態となる際に、引張力によって、近位区間が応力誘起マルテンサイト状態となるように、近位区間の直径を選択する。
【００１３】
反対に、他の実施形態には、遠位区間がオーステナイト状態となる際に、近位区間が温度誘起マルテンサイト状態になるものも含まれる。これらの実施形態では、近位区間が温度誘起オーステナイト状態となる際に、引張力によって、遠位区間が応力誘起マルテンサイト状態となるように、遠位区間の直径を選択する。
【００１４】
引張要素は、一定の力を掛けても、可変力を掛けてもよい。引張要素の例には、心線から吊り下げた質量、心線に係合する軸方向に可動な部材であって、その軸方向位置が心線の張力を調節する部材、心線に押しつけられるばね荷重式のプレート、又は心線に張力を掛けるネジが含まれる。
【００１５】
本発明の別の局面は、監視対象の環境における温度変化に対して機械的に応答するための方法である。この方法は、心線の遠位区間をハウジングの遠位部分に固定する段階を含む。この遠位区間は、オーステナイト状態とマルテンサイト状態とを備えている。更に、心線は引張力により付勢されている。心線の温度測定部分は、監視対象の環境に曝されている。
【００１６】
一実施例では、心線の温度測定部分を曝す段階は、心線の遠位区間を監視対象の環境に曝す段階を含む。本発明のこの実施例は、遠位区間における温度変化に応答して、遠位区間においてオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こすことを含むことができる。
【００１７】
或いは、心線の温度測定部分を曝す段階は、心線の近位区間を監視対象の環境に曝す段階を含む。本発明のこの代替的実施例は、近位区間における温度変化に応答して、近位区間においてオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こすことを含むことができる。この転移に応答して、この方法は、近位区間におけるオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移に応答して、遠位区間におけるオーステナイト状態とマルテンサイト状態との間の転移を引き起こす段階を随意選択で含む。
【００１８】
他に特に定義していない限り、本明細書で用いる科学技術用語は、本発明が属する分野の通常の技能を備えた当業者が一般に理解する意味と同一である。本明細書に記載したものと類似又は同等の方法及び材料を、本発明の実施又は試験に用いることができるが、適切な方法及び材料は後述する。本明細書で言及するすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の引用文献は、その全体を引用して援用する。矛盾が生じた場合は、定義も含めて本明細書が優先する。更に、これら材料、方法、及び例は、例示的なものであって限定する意図はない。
【００１９】
本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。本発明のその他の特徴、目的、及び利点は、詳細な説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本明細書に記載する温度制御アクチュエータは、引張り力を掛けた際に、異なる位置で異なる量だけ伸びる不均質心線を用いる。こうした異なる量は、心線の様々な区間における温度に部分的に依存する。心線の少なくとも一部は、オーステナイト状態にある時には所定の形状をとるように予熱済みの形状記憶合金を含む。心線のこの部分は、アクチュエータの可撓性部分に接続され、可撓性部分の形状を決定する。心線の近位部分に結合された錘又は力を付与する他の装置が、心線に沿って張力を掛ける。
【００２１】
図１を参照すると、本発明の原理を組み入れたアクチュエータ１０の第１実施形態は、近位部分と遠位部分とを備えたハウジング１２を含む。図示した実施形態において、ハウジング１２は関節式区分からなる可撓管である。しかし、ハウジング１２は、可撓性の遠位部分と剛体の近位部分とを備えた管としてもよい。ハウジング１２は、予め選択した経路を画定する平衡圧縮状態を備えている。更に、ハウジング１２は、剛性の近位部分に結合された剛性の遠位部分を備えた管としてもよく、この結合には、近位部分に対する遠位部分の運動を許容する１つ又は複数のヒンジを用いることができる。他の実施形態では、ハウジング１２は管状である必要は全くなく、その代わり周囲に対して開放されていてもよい。
【００２２】
ハウジング１２の近位部分を囲んでいるスリーブ１４は、近位部分を強固に支持している。しかし、ハウジング１２の遠位部分は、その形状を自由に変化可能である。具体的には、遠位部分は、図１に示した弛緩形状と図２に示した緊張形状との間を自由に変化できる。図１及び２では、弛緩形状はコイルであり、緊張形状は直線である。しかしながら、本発明はこれら２つの形態に限定されない。
【００２３】
図１に示したように、ハウジング１２は、それを構成する区分の間における関節結合を可能とした区分構造でよい。しかし、ハウジング１２は、図２の湾曲状態から図１の伸張状態への必要な転移を自由に実行できる可撓性の任意の区間材でよい。ハウジング１２は、予荷重を掛けた或いは掛けていない状態の、密に巻いたコイルでもよいし、或いは開放巻コイルでもよい。ハウジング１２は、バッフル、ベローズ、又はこうした柔軟且つ圧縮可能な任意の部材を含むことができる。
【００２４】
図３及び４に示したアクチュエータ１０の断面図には、温度変化によって、ハウジング１２を弛緩状態と緊張状態との間で切り替えできる構成体の部分が示されている。
【００２５】
図３を参照すると、ハウジング１２の遠位端で端部キャップ１９に固定された心線１６は、内腔の遠位端と近位端との間を通って延伸している。端部キャップ１９は、心線１６とハウジング１２との間を機械的に結合しているので、心線が辿る経路に変化があると、ハウジング１２が辿る経路もそれに対応して変化する。
【００２６】
ハウジング１２と心線１６との結合は、ハウジング１２と心線１６との直接結合によるものとしてもよい。更に、結合地点は、図３に示したようなハウジング１２の先端である必要はない。結合地点を近位方向に移動させて、例えば、先端を柔らかく（原語：floppy）してもよい。
【００２７】
心線１６の近位端は、力のベクトル
【００２８】
2005523399.tif 000003
【００２９】
で示した一定の力を心線１６の近位端に加える引張要素２０に作用的に連結されている。心線１６が端部キャップ１９に固定されているので、この一定の力は心線１６を動かすことはない。その代わり、これが心線１６に張力をかけた状態にする。この張力は、心線１６全体にわたって応力場として現れる。この応力場に応答して、心線１６が伸びる。心線１６は、特定温度において、それら異なる部分が異なる量で伸びるように設計されている。
【００３０】
引張要素２０は、図３では錘として示した。しかし、力を加えるための任意の機構を引張要素２０として使用できる。例えば、プーリを用いて、この力を力のベクトルに対して角度を付けることもできる。力の大きさは一定でなくてもよい。他の実施形態では、錘はバネ機構と取り換えてもよい。
【００３１】
心線１６の遠位区間２２は形状記憶（原語：shaped-memory）合金から作製されている。心線１６の製造材料となりうる適切な合金は、ニチノール（商標）（原語：NITINOL）という商品名で販売されているニッケル・チタン合金である。こうした合金は、変形させて、臨界温度を超えて加熱すると（ニチノールでは華氏約７００度）、その変形した形状を「記憶する」という性質を備えている。
【００３２】
遠位区間２２を作製するには、心線１６の遠位部分を変形し、臨界温度を超えて加熱し、その後に冷却すればよい。従って、遠位区間２２を変形してできる形状が、記憶される形状となる。このように処理すると、遠位区間２２は、温度に依存した機械的性質を獲得する。具体的には、遠位区間２２は、それが２つの状態（すなわち記憶形状に復帰するオーステナイト状態及び超弾性となるマルテンサイト状態）の何れか一方をとりうるという性質を備える。
【００３３】
心線１６の遠位部分２２がとる状態はその温度に依存する。オーステナイト変態温度を上回る温度まで加熱すると、遠位区間２２はそのオーステナイト状態に復帰する。この状態では、遠位区間２２は、その記憶形状に戻ろうとする傾向を示す。又、遠位区間２２に応力を加えると、抵抗しつつ降伏する。オーステナイト状態にある遠位区間２２に応力を掛けても、その区間の伸長は比較的小さいものとなる。対照的に、マルテンサイト変態温度未満の温度に冷却すると、遠位区間２２は超弾性的となる。マルテンサイト状態では、遠位区間２２は容易に降伏する。従って、加えられた応力はかなりの歪みを生み、従って遠位区間２２がかなり伸長する。
【００３４】
心線１６の近位区間２４は、その歪み応答が温度にほとんど依存しない、例えばステンレス鋼などの硬質材料製である。或いは、近位区間２４を、遠位区間２２のオーステナイト変態温度より低いオーステナイト変態温度を備えた超弾性的合金から作製してもよい。
【００３５】
実際に使用する場合は、引張要素２０により掛けられる力が、心線１６が伸びるように付勢する。心線１６の遠位部分２２が、そのマルテンサイト変態温度より低い時は、この区間は記憶形状をとる傾向を失う。更に、遠位区間２２は超弾性的になる。結果として、この伸びはほとんど遠位区間２２で起こる。近位区間２４は、超弾性的な遠位区間２２より剛性があり、ほとんど伸びない。心線１６の遠位端は端部キャップ１９に固定されているので、図４に示したように、心線１６は、ハウジング１２の遠位区間を直線状にする傾向がある。
【００３６】
対照的に、心線１６の遠位区間２２がオーステナイト変態温度を上回る時は、超弾性的性質を失い、その記憶形状をとる。結果的に、遠位区間はほとんど伸びない。この際に、僅かでも伸びが発生する場合は、近位区間２４で起こる。更に、遠位区間２２は記憶形状に復帰する。心線１６は、端部キャップ１９によりハウジング１２に機械的に結合されているので、ハウジング１２の遠位区間もこの記憶形状をとる。
【００３７】
上述のように、ニチノールのような材料は、オーステナイト形態（原語：form）からマルテンサイト形態に転移する際に超弾性的となる。これが起こるのは、オーステナイト形態にあるニチノールが、マルテンサイト変態温度を下回る温度まで冷却される時である。ただし、オーステナイト状態からマルテンサイト状態への転移を引き起こす別の方法としては、オーステナイトのワイヤを強く引っ張ってマルテンサイト状態に変化させることも可能である。こうして形成したマルテンサイトは、「応力誘起マルテンサイト」と呼ぶ。後述する本発明の他の実施形態は、応力誘起マルテンサイトを利用したものである。
【００３８】
第２実施形態では、図５及び６に示したように、心線１６は、遠位区間２２、近位区間２４、及び遠位区間２２と近位区間２４との間にある中間区間２６を備える。遠位区間２２及び中間区間２６は、第１実施形態に関連して上述した遠位区間２２及び近位区間２４に類似している。
【００３９】
第１実施形態と同様に、近位端に結合された引張要素２０は、心線１６に張力をかける一定の力を及ぼす。こうして生成された張力が、近位区間２４内部も含む心線１６全体にわたる応力場を生じさせる。この応力に応答して近位区間２４に生じる歪みは、遠位区間２２がオーステナイト状態にあるか、マルテンサイト状態にあるかに部分的に左右される。
【００４０】
図５を参照すると、遠位区間２２がマルテンサイト転移温度を下回る場合は、この区間は超弾性的となる。結果的に、引張要素２０が引き起こす応力のほとんどは、遠位区間２２の伸びによって除去（原語：relieve）される。応力の除去は主として遠位区間２２の伸びによるので、近位区間２４が受ける歪みは比較的小さい。結果として、近位区間２４はオーステナイト形態を維持する。
【００４１】
図６を参照すると、遠位区間２２がオーステナイト転移温度を上回る場合は、この区間は超弾性的性質を失い、その記憶形状に復帰する。結果的に、遠位区間２２は、心線１６全体に存在する応力除去にそれほど大きく貢献しなくなる。この場合は、応力は近位区間２４に掛かり、従って近位区間がマルテンサイト形態に転移する。一旦マルテンサイト形態となると、近位区間２４は超弾性的となる。超弾性的形態では、近位区間２４は十分に伸びて心線１６の応力を除去する。
【００４２】
近位区間２４及び中間区間２６は異なる材料とすることもできる。しかし、近位区間と中間区間とを接合する必要性を無くすため、両者を一体的に作製するのが好都合である。図示した第２実施形態では、近位区間２４は心線１６の一部分を研磨して形成されている。この場合は、近位区間２４は、研磨によりその直径が縮小された心線１６の部分であり、中間区間２６は、元々の直径を維持した心線１６の部分である。近位区間２４は中間区間２６よりも小径なので、中間区間２６よりも応力に降伏しやすい。これによって、近位区間２４がマルテンサイト形態に転移した場合でも、中間区間２６は、確実にそのオーステナイト形態を維持できるようになる。
【００４３】
図７及び８に示した第３実施形態では、心線１６の近位部分及び遠位区間の役割は、第２実施形態における役割とは反対となっている。この場合、ニチノール心線１６は、小径の遠位区間２２を備えている。結果的に、遠位端は、十分な応力を受けると応力誘起マルテンサイトに転移することでその応力に応答する。この過程で、遠位端は図７に示したように、超弾力的性質を獲得し、従って伸びる。心線１６は端部キャップ１９によってハウジング１２に結合されているので、ハウジング１２は直線状になる。こうした応力が存在しない場合、遠位端はオーステナイト状態に復帰し、記憶形状に戻る。上述のように、心線１６は端部キャップ１９によってハウジング１２に結合されているので、ハウジング１２はその記憶形状をとる。
【００４４】
心線１６の近位区間２４のオーステナイト転移温度は、心線１６の中間区間２６のオーステナイト転移温度より高い。第２実施形態と同様に、引張要素２０は近位端に引張力をかける。
【００４５】
図８を参照すると、心線１６の近位端がマルテンサイト転移温度を下回る場合は、この区間はマルテンサイトとなる。結果的に、この区間は大きな伸びを示し、それにより心線１６全体に掛かる応力のほとんどを除去できる。従って、近位区間２４は遠位区間２２を応力から分離して、遠位区間を応力誘起マルテンサイト状態に移行させない。遠位区間２２はオーステナイト状態を維持するので、この区間はその記憶形状をとる。心線１６とハウジング１２とが結合されているので、ハウジング１２も同様に記憶形状をとる。
【００４６】
図７を参照すると、近位区間２４がオーステナイト転移温度を上回る場合は、この区間はオーステナイト状態となり、従って、掛けられた応力に応答して顕著に伸びることはない。結果として、この応力は心線１６の残り部分に掛かることになる。心線１６の遠位区間２２は小径となっているため、応力誘起マルテンサイト状態に転移するほどの大きな応力が掛かることになる。その過程で、この区間は記憶形状を失い、直線状になる。心線１６とハウジング１２とが結合されているので、ハウジング１２も同様に直線状になる。
【００４７】
図６乃至８に示した引張要素２０は、スリーブ１４を収容するためのスロットと、心線１６に取り付けるための中央開口部とを備えたカラーである。このスロットにより、引張要素２０がスリーブ１４に沿って軸方向に移動可能となり、心線１６に掛かる張力を変更できる。スロットの軸方向位置は、例えばラック・ピニオン装置により調節可能である。しかし、特定の形式の引張要素２０が必要なわけではない。重要な点は、心線１６に常に十分な張力を掛け、温度が心線の一部分の伸びを可能とする際には、その部分の伸びを許容することである。
【００４８】
引張要素２０の別の実施形態としては、ハウジングの直径に沿ってネジを設ける。このネジの軸部分には、心線１６に係合する孔が形成されている。ネジを回転させると、ギター又は他の弦楽器の弦が調律されるように、心線１６が引き締められたり緩められたりする。
【００４９】
オーステナイト変態温度及びマルテンサイト変態温度は、合金の熱処理又は合金のドーピングなど公知の方法で調節できる。
他の実施形態
【００５０】
本発明をその詳細な説明に関連して記載してきたが、上述の説明は例示を意図したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。又、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲によって定義される。他の局面、利点、及び変更も次の特許請求の範囲に入る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
これら様々な図面中の類似参照記号は、類似の構成要素を示す。
【図１】図１は、弛緩状態にあるアクチュエータの概略図である。
【図２】緊張状態にある図１のアクチュエータの概略図である。
【図３】弛緩状態にある図１のアクチュエータの断面図である。
【図４】緊張状態にある図１のアクチュエータの断面図である。
【図５】弛緩状態にある第２アクチュエータの概略図である。
【図６】緊張状態にある図５のアクチュエータの断面図である。
【図７】弛緩状態にある第３アクチュエータの断面図である。
【図８】緊張状態にある図５のアクチュエータの断面図である。
【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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【国際調査報告】
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