(57)【要約】【課題】小型で軽量、安価なシーソー式作動装置を実現する。【解決手段】形状記憶合金線の両端に電流を流し自身の発熱で収縮する性質を利用し、シーソーレバーの左右に形状記憶合金線を配置し、これに一方向にロックされるストップ機構を設けた。このため形状記憶合金線の収縮効果を有効に取り出せるようにした。左右の形状記憶合金線に、電流を一定時間交互に流す電気回路で動作させる簡単な機構で小型化、軽量化、低価格化を実現し、さらに形状記憶合金線をプーリーにより折り返した構造にしより小型化を計った。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金線を使用した、シーソー式作動機構
【請求項２】
形状記憶合金線を使用した、シーソー式作動機構で可動側にバネの伸びを防ぐためにストッパーを用いた方式
【請求項３】
形状記憶合金線を使用した、シーソー式作動機構で装置を小型化するために形状記憶合金線をプーリーで往復させる機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は小型の機械を作動させる機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は作動装置として、電磁式やモーターを使用したものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電磁式やモーター式はある程度の力を必要とする場合、大きくなり、高価である。本発明は作動装置を小型化、軽量化、安価にするためのものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、課題を解決するため、作動発生源に形状記憶合金線を使用することにより実現する。形状記憶合金線は熱を加えると線が縮む材料を使用し、２本の線を交互に熱することにより、シーソーの動作を行わせる。この時熱した方の線の変位を有効に利用するためと、熱しない方の線が元の長さに戻る時のたるみを防ぐためにバネとストッパーを設けた機構を用いる。
【０００５】
【発明実施の形態】
形状記憶合金線を熱する手段として、線に電流を流しで自身の発熱で行うのが簡単な方法である。次にその実施例を説明する。
【０００６】
【実施例１】
最も簡単な実施例の動作を図１から図４で説明する。この実施例では、動作をさせる対象物として通常、照明の入り切りなどに使われるシーソー式電源スイッチを想定している。図で右側、左側にそれぞれ形状記憶合金線１Ａ、１Ｂを２本使用し、各図で上端に左右可動ストッパー８Ｂ、８Ａを取り付け更に左右同じ長さの左右引っ張りバネ２Ｂ，２Ａを取り付ける。左右引っ張りバネ２Ｂ，２Ａの他端は左右バネ留め部６Ｂ，６Ａで固定する。左右形状記憶合金線１Ｂ、１Ａの各図下方の端はそれぞれシーソーレバー４の両端に左右形状記憶合金線取り付け部３Ｂ、３Ａに取り付ける。シーソーレバー４はシーソーレバー回転軸５の周りに回転可能とする。シーソーレバー４の下方は作動対象物のシーソースイッチキー１１に接触している。そして装置全体はスイッチボックスなどに固定されている。
図１では、シーソースイッチキー１１が初期の状態で、左側が上がった状態になっている。左右形状記憶合金線１Ａ、１Ｂは常温で同じ長さになっている。シーソーレバー４の右が下がった状態では左右の長さのバランスを取るため、右引っ張りバネ２Ａが左引っ張りバネ２Ｂより伸びるが、右バネ引っ張り方向１２Ａに力は働くのはもちろん、左形状記憶合金線１Ｂを弛ませないように、左バネ引っ張り方向１２Ｂもやや引っ張ている状態にする。この時右可動ストッパー８Ａと接触する位置に右固定ストッパー７Ａを固定する。同様の位置に固定左ストッパー７Ｂも固定する。この時左可動ストッパー８Ｂは左形状記憶合金線取り付け部３Ｂが上がっているので、その分左引っ張りバネ２Ｂに引っ張られ、上に上がっていて固定左ストッパー７Ｂと離れている。両端に電流を流すため、右電流供給線ストッパー側９Ａ、右電流供給線レバー側１０Ａ、左電流供給線ストッパー側９Ｂ、、左電流供給線レバー側１０Ｂを配線する。シーソースイッチキー１１を切り換えるため、右形状記憶合金線１Ａに、右電流供給線ストッパー側９Ａ、右電流供給線レバー側１０Ａの間に電流を流すと右形状記憶合金線１Ａは発熱により収縮を始める。図２は、収縮を始めた途中を説明する図である。右形状記憶合金線１Ａは形状記憶合金線収縮方向１４のように収縮するが、上端は右可動ストッパー８Ａと右固定ストッパー７Ａとが接触していて動けない状態なので、右形状記憶合金線取り付け部３Ａが引っ張られシーソーレバー４がシーソーレバー回転軸５を中心にレバー回転方向１５のように回る。このとき左形状記憶合金線１Ｂは常温なので長さは変わらず、また左可動ストッパー８Ｂは固定左ストッパー７Ｂとは接触していないので、左引っ張りバネ２Ｂは伸び、これに伴ってシーソーレバー４の左端は下がりシーソースイッチキー１１の左側レバー押し方向１６の方向に押すことなる。図３でシーソースイッチキー１１の左側が最下端まできた瞬間の状態を示す。図３では右形状記憶合金線１Ａはまだ収縮状態にあるので、右可動ストッパー８Ａと右固定ストッパー７Ａは接触状態にある。右形状記憶合金線１Ａに流している電流を切断すると再び右形状記憶合金線１Ａは冷えて常温時の長さに戻り伸びる。通常の電源スイッチはある程度押されると自身でその状態を維持するのでシーソーレバー４は戻されることはない。右形状記憶合金線１Ａは右引っ張りバネ２Ａに引っ張られ上部には移動可能なので右形状記憶合金線１Ａが延びると右可動ストッパー８Ａは上部に移動する。このように図４は電流切断後の定常状態になった状態を示している。シーソースイッチキー１１を初期状態にもどすには、同様にして左形状記憶合金線１Ｂに電流を流せばよい。したがって本実施例では左右同じ構造であり、初期状態に戻す説明も省く。図５はストッパーの機構を詳細に示した図である。固定ストッパー７は動作装置に固定して取り付けられている。固定ストッパー７の中心にはストッパー穴１８が開いている。この穴の大きさは可動ストッパー８が通過出来ず、形状記憶合金線１は通る大きさにする。このため形状記憶合金線１が収縮したり下方に移動すると、引っ張りバネ２は伸びるが可動ストッパー８が固定ストッパー７に接触するとそれ以上移動できない。このストッパー機構の目的は、形状記憶合金線１が収縮時に片側を固定し、収縮効果をすべて他方側の引っ張り力に集中させるためであり、形状記憶合金線１が常温状態に戻り伸びたときには、バネ方向に引っ張られて線のたるみを防ぐ働きをする。線が弛むと繰り返し動作で形状記憶合金線の寿命を縮める。また縮めたままにするため電流を流し続けると余分な電力を消費し、やはり形状記憶合金線の寿命もを縮める。通常の電源スイッチは、押す力が２００ｇｆ位で、押す変位も４ｍｍ位である。通常の形状記憶合金線は太さ０．２５ｍｍ位で電流５００ｍＡ程度流せばよく、その収縮率は４％程度である。したがって本実施例では、左右形状記憶合金線１Ａ、１Ｂの長さはそれぞれ常温で１００ｍｍ程度で充分であり、かける電圧も５Ｖ程度である。また収縮する速度も数秒程度なので、電源スイッチの入り切りには実用的である。
【０００７】
【実施例２】
実施例１では、形状記憶合金線が１００ｍｍ程度なので、装置の長さもこれ以上長くなる。装置の大きさを小さくするために、プーリーを使用して形状記憶合金線を往復させ装置の長さを短くした例を図６に示す。シーソーレバー４のシーソーレバー回転軸５と同軸上に下部プーリー保持軸２０Ｂを配置し、右側第２プーリー１９Ｂ、左側第２プーリー１９Ｅを取り付ける。さらに上部に上部プーリー保持軸２０Ａを設け、右側第１プーリー１９Ａ、右側第３プーリー１９Ｃ、左側第１プーリー１９Ｄ、左側第３プーリー１９Ｆを取り付ける。図６では下部プーリー保持軸２０Ｂに左右１つづつ計２個、上部プーリー保持軸２０Ａに左右２つづつ計４個のプーリーが取り付けられていることになる。形状記憶合金線１Ａは形状記憶合金線取り付け部３Ａから上の右側第１プーリー１９Ａで折り返し、さらに下の右側第２プーリー１９Ｂで折り返してさらに上の右側第３プーリー１９Ｃで折り返して、ストッパー機構に接続される。図６では、ストッパー機構の上下は、実施例１とは逆になっているが、構造、機能は同じである。また左側も同じ機構である。このようにして、実施例２では形状記憶合金線１Ａは約３．５回折り返しているので、形状記憶合金線１Ａの全長が１００ｍｍ必要な場合、装置の高さを約３０ｍｍ程度に小さく出来る。さらに小型にしたい場合はプーリーの数を多くしても良い。実施例２のように、プーリーの保持軸をシーソーレバー４の軸と共用したり、左右のプーリーの保持軸も共有する事により構造を簡単化し、より装置を小型にできる。
【０００８】
以上の実施例は、電源スイッチの入り切りの応用の例であるが、シーソーレバーの保持機構を本装置自身で持つか、対象装置に持たせれば小型換気扇の蓋の開閉などの例も考えられる。
【０００９】
【発明の効果】
この発明により、電源スイッチのようなシーソー式キーを自動で作動させる装置を小型で安価に製作できる。このため検出器やその他の遠隔信号で、通常の電源スイッチを電源回路の改造することなく、後付けで電源の入り切りの自動化、遠隔操作が行える。このためすでに設備されている建築物などの自動的電源入り切りなどに有効であり、人の有無を判断する検出器と組合わせてエネルギーの節約等に寄与する。また、わずかの電流を短時間だけ流して作動でき、装置も軽量なので、電源スイッチだけでなく、自動車などの小型の換気システムのふたの自動開閉などにも応用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】最も簡単な実施例で、初期の電流を流さないときの状態を説明した図である。
【図２】最も簡単な実施例で、電流を流した作動途中の中間の状態を説明した図である。
【図３】最も簡単な実施例で、電流を切る寸前の作動最終の状態を説明した図である。
【図４】最も簡単な実施例で、電流を切って常温に戻ったときの状態を説明した図である
【図５】ストッパー機構の詳細な図である。
【図６】小型化するためにプーリーを使用した実施例を説明した図である。
【符号の説明】
１      形状記憶合金線
１Ａ    右形状記憶合金線
１Ｂ    左形状記憶合金線
２      引っ張りバネ
２Ａ    右引っ張りバネ
２Ｂ    左引っ張りバネ
３Ａ    右形状記憶合金線シーソーレバー側取り付け部
３Ｂ    左形状記憶合金線シーソーレバー側取り付け部
４      シーソーレバー
５      シーソーレバー回転軸
６      バネ留め部
６Ａ      右バネ留め部
６Ｂ      左バネ留め部
７        固定ストッパー
７Ａ      右固定ストッパー
７Ｂ      固定左ストッパー
８        可動ストッパー
８Ａ      右可動ストッパー
８Ｂ      左可動ストッパー
９Ａ      右電流供給線ストッパー側
９Ｂ      左電流供給線ストッパー側
１０Ａ    右電流供給線レバー側
１０Ｂ    左電流供給線レバー側
１１      シーソースイッチキー
１２      バネ引っ張り方向
１２Ａ    右バネ引っ張り方向
１２Ｂ    左バネ引っ張り方向
１３      バネ伸び移動方向
１４      形状記憶合金線収縮方向
１５      レバー回転方向
１６      レバー押し方向
１７      形状記憶合金線戻り方向
１８      ストッパー穴
１９Ａ    右側第１プーリー
１９Ｂ    右側第２プーリー
１９Ｃ    右側第３プーリー
１９Ｄ    左側第１プーリー
１９Ｅ    左側第２プーリー
１９Ｆ    左側第３プーリー
２０Ａ    上部プーリー保持軸
２０Ｂ    下部プーリー保持軸
【図１】
2004156550.tif 000002
【図２】
2004156550.tif 000003
【図３】
2004156550.tif 000004
【図４】
2004156550.tif 000005
【図５】
2004156550.tif 000006
【図６】
2004156550.tif 000007