(57)【要約】【課題】接点機構における電気的不安定さが形状記憶合金アクチュエータの実用化において障害となっていた。【解決手段】制御装置１００において、アクチュエータ機構１０の線材１１を電源４０によって通電すると、その形状回復力により可動部１２が回転軸１４を中心に回動する。ここで、予定していた以上の引っ張り方向の力が加わると開閉機構２０の可動接点２１が変位して開閉機構２０は閉状態から開状態に変化する。それまで可動接点２１と固定接点２２を直接流れていた電流は負荷抵抗３０側の経路へバイパスされる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、
少なくとも一方の接点が可動であり、その可動である接点が前記力学的エネルギーによる前記形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに、前記形状記憶合金の動作に反応して開方向へ切り替わる常時閉型の開閉機構と、
前記開閉機構と並列に接続された負荷抵抗と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、
少なくとも一方の接点が可動であり、その可動である接点が前記力学的エネルギーによる前記形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに、前記形状記憶合金の動作に反応して閉方向へ切り替わる常時開型の開閉機構と、
前記アクチュエータ機構と並列に設けられたバイパス回路と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、
少なくとも一方の接点が可動であり、その可動である接点が前記力学的エネルギーによる前記形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに、前記形状記憶合金の動作に別の形状記憶合金が反応して開方向へ切り替わる常時閉型の開閉機構と、
前記開閉機構と並列に接続された負荷抵抗と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のアクチュエータ機構における前記形状記憶合金を通電駆動する機構に代えて、電気ヒータにより前記形状記憶合金を加熱駆動する機構を採用したことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ機構における前記形状記憶合金に代えてバイメタルを採用したことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載のアクチュエータ機構における前記形状記憶合金を電気ヒータにより加熱駆動する機構に代えてバイメタルを電気ヒータにより加熱駆動する機構を採用したことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載のアクチュエータ機構における前記形状記憶合金に代えて電磁石を採用したことを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの開閉機構における機械式接点に代えて感圧ゴムからなる無接点スイッチを採用したことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかの開閉機構における機械式接点および負荷抵抗に代えて感圧ゴムからなる無接点スイッチを採用したことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御装置に関する。本発明は特に、形状記憶合金アクチュエータの駆動回路に用いられる接点機構を保護する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通電により駆動される形状記憶合金アクチュエータをオンオフ制御する場合、高価なセンサや電子回路によるフィードバック制御を施すのでない限り、通常は機械的なスイッチによる精密でない動きや力の操作がなされていた。アクチュエータ動作後もスイッチの位置を保持するためには、通電を続ける方法が一般的である。しかし形状記憶合金は加熱状態が連続すると素材劣化による動作寿命の著しい短縮化や過熱による動作不良といった不都合が生じやすい。こうした事実は、一般的なソレノイド（電磁石）のような使用の仕方を難しくしている要因となっている。
【０００３】
一方、これらの問題を解決するため、アクチュエータの固定端にスプリングや磁力、重力などで予圧した常時閉接点を設け、所定以上の負荷加重が加わったり変位が生じた場合に、その接点が開放される機構（例えば特許文献１参照。）は、原理的には有効である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３９４８号公報  （全文）
【特許文献２】
特開昭６３−２８５３３９号公報  （全文）
【０００５】
しかし、上記技術の実用化を考えると、接点部における放電や火花の頻発により劣化摩耗や接触不良が生じやすく、電磁ノイズ発生などの電気的トラブルの大きな原因になり、信頼性に欠ける。このような接点を保護するために、一般的には、銀や金合金などの高価な接点専用素材を使う方法や、接点部と並列にハイパスフィルタとしてコンデンサを入れて火花を防ぐ方法が用いられる。しかし、形状記憶合金アクチュエータの場合、直流でごく僅かな距離間の接触と非接触が頻繁に繰り返されるためか、接点保護には効果が少なく、電磁ノイズの軽減も難しい。このような理由で、形状記憶合金アクチュエータ自体は簡単な構造で安価に利用できる可能性を持ちながら、より複雑高価なソレノイド以上に制約が多く、信頼性も乏しいため、結果的に高コストにつながり普及を難しくしている。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は電気的に安定性の高い開閉機構を実現する点にある。本発明の別の目的は、形状記憶合金アクチュエータの駆動回路に用いる開閉機構を電気的に安定させる点にある。本発明のさらに別の目的は、形状記憶合金などのアクチュエータを実用化する上で生じていた障害を取り除く点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある実施の態様は制御装置である。この装置は、通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、少なくとも一方の接点が可動でありその可動である接点が力学的エネルギーによる形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに形状記憶合金の動作に反応して開方向へ切り替わる常時閉型の開閉機構と、開閉機構と並列に接続された負荷抵抗と、を有する。
【０００８】
アクチュエータ機構は、通電に対応して力や動きを発生する直接通電加熱型の形状記憶合金アクチュエータであってもよい。形状記憶合金は二方向性の形状記憶効果をもつものであってもよい。開閉機構は、形状記憶合金の可動端部または固定端部に対する荷重および変位を規制する目的で、バネや磁力により予圧されながら負荷や変位に反応して切断方向に作動する一方の接点を持つ常時閉型のスイッチであってもよい。「常時閉型」は、例えば通常状態においてはスイッチがオンとなっており、ある特定の状態に遷移しているときだけスイッチがオフとなるような機構である。このスイッチに含まれる可動接点と固定接点の間に並列に抵抗を配置してもよい。
【０００９】
本態様によれば、通電で力や動きを発生する形状記憶合金の力および変位を管理する目的で設けられた開閉機構において、少なくとも以下のいずれかの効果を奏することができる。
（１）開閉機構の接点の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
（２）開閉機構作動時のハンチングを防止または調整できる。
（３）開閉機構に有害な火花やノイズの発生を防止または軽減できる。
これらの効果により、特にソレノイドのようなアクチュエータと同じような手法で形状記憶合金を使用する場合に生じる開閉機構の短寿命化や形状記憶合金の過熱化といった事態を防止できる。したがって、形状記憶合金のアクチュエータを実用化する上での大きな障害を低いコストで取り除くことができる。
【００１０】
例えば、表面無処理のリン青銅板にポンチ加工で突起を設けただけの常時閉型の接点装置を特開２００３−３９４８号公報に記載の実施形態にしたがって設ける。これにトランスで降圧整流した３Ｖ電源を使って、過負荷状態で０．１秒間の接点装置作動状態が生じるようなアクチュエータの間欠的運動を数万回繰り返す。この場合、接触不良が発生したり、摩耗した接点によって不均一な接触が起こるなどの不具合が生じた。また、作動部の慣性や形状記憶合金の反力として可動接点に加わる弾性の影響でハンチングを起こし、破断して動作不能となった。しかし、これと同様な装置に本発明を適用すると、接点部の損傷はわずかな機械的変形にとどまり、１０００万回近い正常動作が可能となった。
【００１１】
本発明の別の実施の態様もまた制御装置である。この装置は、通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、少なくとも一方の接点が可動でありその可動である接点が力学的エネルギーによる形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに形状記憶合金の動作に反応して閉方向へ切り替わる常時開型の開閉機構と、アクチュエータ機構と並列に設けられたバイパス回路と、を有する。
【００１２】
アクチュエータ機構は、電流制限された電源または定電流源で駆動される直接通電加熱型の形状記憶合金アクチュエータであってもよい。開閉機構は、通電に対応して発生する形状記憶合金の力や動きを規制する目的で、形状記憶合金の可動端部または固定端部における荷重および変位がバネや磁力により予圧されながら負荷や変位に反応して閉方向、すなわち接続方向に変位する一方の接点を持つ常時開型のスイッチであってもよい。「常時開型」は、例えば通常状態においてはスイッチがオフとなっており、ある特定の状態に遷移しているときだけスイッチがオンとなるような機構である。バイパス回路は、開閉機構の固定接点と形状記憶合金アクチュエータにおける接点のない固定端の間を短絡してもよいし、その経路上に負荷抵抗を接続してもよい。
【００１３】
本発明のさらに別の実施の態様もまた制御装置である。この装置は、通電したときに力学的エネルギーを生じる形状記憶合金を含んだアクチュエータ機構と、少なくとも一方の接点が可動であり、その可動である接点が力学的エネルギーによる形状記憶合金の動作を規制する方向へその形状記憶合金の端部を付勢するとともに、形状記憶合金の動作に別の形状記憶合金が反応して開方向へ切り替わる常時閉型の開閉機構と、開閉機構と並列に接続された負荷抵抗と、を有する。
【００１４】
アクチュエータ機構は、通電に対応して力や動きを発生する直接通電加熱型の形状記憶合金アクチュエータであってもよい。開閉機構は、上記の形状記憶合金アクチュエータを駆動する回路中に入れられた荷重、変位および過電流を規制する目的で、形状記憶合金アクチュエータと独立して同様な形状記憶合金と可動接点を利用した装置においてバネや磁力により予圧されながら負荷や変位に反応して切断方向に変位する一方の接点を持つ常時閉型のスイッチであってもよい。可動接点と固定されたもう一方の接点部との間に並列に抵抗を配置してもよい。
【００１５】
アクチュエータ機構における形状記憶合金を通電駆動する機構に代えて、電気ヒータにより形状記憶合金を加熱駆動する機構を採用してもよい。例えば、直接通電駆動式の形状記憶合金アクチュエータを電気ヒータを使った間接加熱駆動型の形状記憶合金アクチュエータの加熱装置に置き換えて適用してもよい。
【００１６】
アクチュエータ機構における形状記憶合金に代えてバイメタルを採用してもよい。例えば、直接通電駆動式の形状記憶合金アクチュエータを直接通電駆動型のバイメタル式アクチュエータに置き換えて適用してもよい。
【００１７】
アクチュエータ機構における形状記憶合金を電気ヒータにより加熱駆動する機構に代えてバイメタルを電気ヒータにより加熱駆動する機構を採用してもよい。例えば、間接加熱駆動型の形状記憶合金アクチュエータを同様な間接加熱駆動型バイメタル式アクチュエータに置き換えて適用してもよい。
【００１８】
アクチュエータ機構における形状記憶合金に代えて電磁石を採用してもよい。例えば、直接通電駆動式の形状記憶合金アクチュエータをソレノイドなどの電磁アクチュエータに置き換えて適用してもよい。
【００１９】
開閉機構における機械式接点に代えて感圧ゴムからなる無接点スイッチを採用してもよい。例えば、機械接点と抵抗あるいは接点のみに代え、感圧ゴムなどの固体接点を用いてもよい。
【００２０】
開閉機構における機械式接点および負荷抵抗に代えて感圧ゴムからなる無接点スイッチを採用したことを特徴とする制御装置。例えば、機械的接点を感圧ゴムなどの固体接点に置き換えた機構であってもよい。
【００２１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態の制御装置は、通電で駆動される形状記憶合金アクチュエータにおける過剰な負荷や動きを制限し、接点部分と並列に固定または可変抵抗を配置することにより接点の損傷、摩耗、劣化を防ぐとともに、アクチュエータのハンチングを抑えることができる。
【００２３】
接点接触部における空気中の放電開始電圧（火花電圧）は、数百から数万ボルト必要である。しかし実際は、駆動回路や電源が寄生インダクタンスをもつため、電源電圧が低くとも電流が流れている接点を急激に開放すると、瞬間的ではあるが火花が飛びやすい状態になる。これが接点を傷める一番の原因である。一方、形状記憶合金アクチュエータが通電で動いているとき、その動きや力を止めるには、必ずしも接点を開放して通電を停止する必要はなく、電流をゆるめだけで良い。接点の完全な断状態は必要なく、ゆるめる方がなめらかに制御できる。
【００２４】
図１は、第１実施形態における制御装置１００の構成を模式的に示す。制御装置１００は、通電で駆動される形状記憶合金を用いたアクチュエータ機構１０と、アクチュエータ機構１０における負荷や変位に反応して切断開放する方向に作動する常時閉型の開閉機構２０と、開閉機構２０の接点と並列に接続された負荷抵抗３０と、電源４０と、主スイッチ４２と、を有する。制御装置１００は、主スイッチ４２をオンしたときに動作する。
【００２５】
アクチュエータ機構１０は、形状記憶合金で形成された線材１１と、可動部１２と、拘束部１３と、バネ１７と、を含む。開閉機構２０は、可動接点２１と固定接点２２からなり、可動接点２１は閉方向に予圧されている。線材１１の可動端１６は、可動接点２１によって形状回復力を規制する方向に付勢される。線材１１の固定端１５は、バネ１７によって形状回復力を規制する方向に付勢される。ここでいう線材１１の形状回復力は収縮方向に働く。
【００２６】
開閉機構２０が閉状態の場合、電流は電源４０から線材１１、可動接点２１、および固定接点２２を流れる。線材１１が通電されてその形状回復力によって収縮を始めると、可動部１２は拘束部１３に当接するまで回転軸１４を中心に回動する。
【００２７】
ここで、予定していた荷重を越えるような引っ張り方向の力が線材１１から開閉機構２０の可動接点２１に伝わると、図２のように開閉機構２０が開放される。この場合、電流は可動接点２１および固定接点２２間を直接流れずに負荷抵抗３０の経路へバイパスされる。したがって開閉機構２０の電圧が上がらないため、放電は起こらず火花による劣化が低減される。予定荷重は、開閉機構２０の予圧で調整する。
【００２８】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態の制御装置１００は、通電ブラシ２３と導体２４の接触による開閉機構を用いる点以外は第１実施形態とほぼ同様の構成である。この構成もまた形状記憶合金の変位や動きを制限する構成として有効である。予定変位量は、開閉機構２０の接触区間の長さで決めることができる。線材１１の変位量が予定変位量を超えると通電ブラシ２３と導体２４が非接触状態になり開閉機構２０は開放状態となる。
【００２９】
形状記憶合金は、電圧または電流を高くすれば加熱速度が上がるため、加熱時の応答性がよくなる。しかし、電流を流し続けると材料が高温になって冷めるのに時間がかかり、冷却時の応答が悪くなる。さらに、高温で材料を劣化させて動作寿命を早めてしまう。本装置を用いれば、形状記憶合金を過熱することなく印加する電圧を上げることができるので、加熱時および冷却時ともに応答性を向上させることができる。またこのように形状記憶合金が高速で動く状況でも、接点開放後も負荷抵抗３０を介して電流が流れるため急に力が失われることもなく、ハンチングが起きにくい。
【００３０】
負荷抵抗３０の抵抗値は、接点の劣化を防ぐ目的であれば、形状記憶合金を加熱駆動するには不十分な電流に抑えられる値であって、開閉機構２０の接点で放電が開始するほどの高い電圧降下が生じないような値ならどのような値でもよい。この抵抗値は、使用する形状記憶合金や電源電圧、これらを含めた駆動回路の寄生インダクタンスや容量から決定される。寄生インダクタンスが大きく、電気的な慣性が強い場合は、小さめの抵抗値を選ぶ。しかし抵抗値が小さすぎると、接点開放後も形状記憶合金の加熱に十分な電流が流れ、本装置の作用を発揮できない。抵抗値を大きくすると接点開放時に流れる電流が小さくなるので、高い電圧を加えても位置や力を保持する際の平均電流を小さくできる。実際の例では、使用する形状記憶合金の数倍から数十倍の値の間で使用することが多い。なお、負荷抵抗３０に可変抵抗を使うと、接点解放後の形状記憶合金アクチュエータの力や動きを変化させることができるので、位置保持電流やハンチングを調整することもできる。
【００３１】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態は、アクチュエータ機構１０と機械的に独立した参照用の形状記憶合金を開閉機構２０に用いる点で第１、２実施形態と異なる。開閉機構２０以外の構成は第１、２実施形態とほぼ同様である。
【００３２】
本実施形態の開閉機構２０は、参照用形状記憶合金２５と、接点部２６と、バネ２７とにより、特開２００３−３９４８号公報に記載の応力管理素子として構成される。参照用形状記憶合金２５は、アクチュエータ機構１０の線材１１と直列に接続される。負荷抵抗３０は開閉機構２０と並列に接続される。接点部２６はバネ２７により閉方向に付勢されており、その付勢力は参照用形状記憶合金２５の予定変位量に対応して設定されている。したがって、参照用形状記憶合金２５が予定変位量を超えて変位したときに、接点部２６がバネ２７の付勢力を越えて開放される。接点部２６が開放されても、電流は負荷抵抗３０の経路を流れ続ける。第１、２実施形態と同様の原理にしたがって開閉機構２０と並列に負荷抵抗３０を入れることで、参照用形状記憶合金２５の寿命を延ばし、アクチュエータ機構１０の振動を抑えることができる。
【００３３】
（第４実施形態）
図５は、第４実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態は、応力管理素子に代えて特開２００３−３９４８号公報に記載のひずみ管理素子を開閉機構２０に用いる点で第３実施形態と異なる。開閉機構２０以外の構成は第１〜３実施形態とほぼ同様である。
【００３４】
本実施形態の開閉機構２０は、参照用形状記憶合金２５と、バネ２７と、接点部２８とにより、ひずみ管理素子として構成される。接点部２８は導体と通電ブラシからなる。負荷抵抗３０は開閉機構２０と並列に接続される。予定変位量は、第２実施形態の開閉機構２０と同様に接点部２８の接触区間の長さで決められる。本実施形態においても、第１〜３実施形態と同様の原理にしたがって開閉機構２０と並列に負荷抵抗３０を入れることで、参照用形状記憶合金２５の寿命を延ばし、アクチュエータ機構１０の振動を抑えることができる。
【００３５】
（第５実施形態）
図６は、第５実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態は、常時開型の開閉機構２０を用いるとともに、負荷抵抗３０をアクチュエータ機構１０と並列に接続する点で第１〜４実施形態と異なる。負荷抵抗３０の配置および開閉機構２０以外の構成は第１〜４実施形態とほぼ同様である。
【００３６】
電源４０は、定電流源または電流制限された電源である。開閉機構２０は常時開型であり、過剰な負荷や変位が発生すると図７のように閉方向すなわち接続方向へ変位する可動接点２１と、他方の固定接点２２とからなる。アクチュエータ機構１０における線材１１の可動端１６は可動接点２１に接続される。開閉機構２０が開放状態のときの電流は、電源４０から線材１１と可動接点２１を流れる。負荷抵抗３０はアクチュエータ機構１０と並列に接続される。すなわち、負荷抵抗３０は開閉機構２０の固定接点２２と線材１１の固定端１５を短絡する経路上に設けられる。
【００３７】
通電動作させたアクチュエータ機構１０に既設定値を超える負荷や変位が発生すると開閉機構２０が閉状態となる。それまで形状記憶合金に流れていた電流の一部またはほぼ全部が負荷抵抗３０側の経路にバイパスされるため、線材１１へのさらなる通電加熱が抑えられる。開閉機構２０が開放されている状態では、線材１１自体が適当に電流を流す抵抗になるため、開閉機構２０における電圧降下が抑えられる。開閉機構２０が閉じた状態では、当然ながら開閉機構２０の電圧は上がらない。
【００３８】
回路中に寄生インダクタンスがあっても、開閉機構２０が再び開放される場合でも急激な電流の切断が起こらないので、高い電圧が発生せず接点は傷まない。負荷抵抗３０の抵抗値を変えれば、開閉機構２０の切断後に線材１１に流れる電流を調整できるため、急激に動作が変化せず、ハンチングを抑えることもできる。ただしこの制御装置１００は、電源４０が理想的な定電流源でないと、電源４０などアクチュエータ機構１０と違う箇所で発熱が起こり、実際の節電効果は少ない。なお、変形例においては、負荷抵抗３０を設けずに開閉機構２０の固定接点２２と線材１１の固定端１５を短絡させてもよい。
【００３９】
（第６実施形態）
図８は、第６実施形態における制御装置１００の等価回路を示す。商用電源のような電圧の高い交流電源を用いる場合であっても、その周波数が一定であればコンデンサの等価インピーダンス特性を用いて制御装置１００を構成することができる。本実施形態においては、発熱なしに形状記憶合金のような低抵抗のアクチュエータを駆動できる。本図の等価回路は、抵抗値は大きいが電流を流しても発熱しない抵抗成分（インピーダンス）を高電圧の電源に入れた状態を示す。
【００４０】
この等価インピーダンスは、アクチュエータ機構１０の抵抗値と比べて十分大きいので、電源は定電流源に近い働きをする。たとえば、５０Ｈｚの交流の場合、１０μＦのコンデンサのインピーダンスは３２０Ωになるが、それに対応した発熱はない。（等価インピーダンスＲ＝１／２πｆＣ、Ｃ＝静電容量、ｆ＝交流の周波数、π＝円周率。）しかしこのような交流回路に常時閉型の開閉機構２０を使うと、小刻みな接点の断続が擬似的な周波数の増加になるため、コンデンサによる等価インピーダンスが低下して瞬間的に大きな電流が回路に流れる。したがって異常な発熱が起こったり、火花や放電で開閉機構２０やアクチュエータ機構１０を破損するおそれがある。しかし図９のように常時開型の開閉機構２０を使うと、通電される電流が大きく変化しないため、開閉機構２０における開閉で生じる抵抗値の変化が少ない。したがって、このような交流商用電源で低圧用のアクチュエータ機構１０を駆動する回路に適している。特にバイパス回路に抵抗を使わず、短絡した場合は発熱がないため効果が高い。
【００４１】
（第７実施形態）
制御装置１００は、過剰な負荷がかからず、また外部から動きを拘束されない条件の下ではさらに構造を簡素化できる。
図１０は、線材１１が伸張した状態を示す。図１０（ａ）において、収縮した形状を記憶させたコイル状の線材１１において、収縮時に十分予圧が発生できるように初張力を調整し、収縮すると接触する側面を導電良好な状態に磨いておく。この状態における線材１１の等価インピーダンスは図１０（ｂ）のような直列接続の抵抗で示される。
【００４２】
図１１は、線材１１が収縮した状態を示す。線材１１が収縮した状態になると図１１（ａ）のように線材１１の側面同士が接触し、電流の通り道は図１１（ｂ）のようにパイプ形となる。伸張状態における線材１１を伝って流れてきた電流が、収縮状態における線材１１では広い断面積を流れ、抵抗値が急激に低下するので、定電流あるいは電流制限を持つ電源では直接通電でも加熱しにくくなる。これは、第５実施形態における常時開型の開閉機構２０を用いた制御装置１００と同様の作用である。この状態における線材１１の等価インピーダンスは図１１（ｃ）のような並列接続の抵抗で示される。
【００４３】
（第８実施形態）
図１２は、第８実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態のアクチュエータ機構１０は、形状記憶合金を電気ヒータで加熱して駆動する点で第１〜７実施形態と異なる。
【００４４】
線状やコイル状などに形成された断面積の比較的小さなＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金は、直接通電することで容易に発熱駆動できる。しかし、厚い板状や太い棒状の形状記憶合金や電気抵抗の少ない銅系素材の形状記憶合金は、直接通電加熱が難しい。そこで、線材１１の表面を耐熱性の絶縁材１８でくるみ、ニクロム線などの熱線ヒータ１９を巻いて間接的に加熱を行う。加熱により線材１１は形状回復力を生じる。このような方法でも線材１１の端部に常時開型または常時閉型の開閉機構２０を取り付けることで力や動き（変位）の安全な制限が可能である。
【００４５】
（第９実施形態）
図１３は、第９実施形態の制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態の制御装置１００は、アクチュエータ機構１０として形状記憶合金の代わりにソレノイド（電磁石）３１とバネ３２を利用する点で第１〜８実施形態と異なる。
【００４６】
本実施形態においては、アクチュエータ機構１０の質量が大きいので、開閉機構２０だけではハンチングが起きやすいが、負荷抵抗３０を設けることによってある程度ハンチングを抑えることができる。開閉機構２０の抵抗値は、開閉機構２０の臨界に達しない範囲で電流を流すことができる値であって、開閉機構２０を劣化させる火花や放電を起こさないような値に設定する。なお、開閉機構２０を常時閉型にすると、ソレノイド３１自体がインダクタンスとなるため開閉機構２０の可動接点２１と固定接点２２の間に高圧が生じ易く、形状記憶合金やバイメタルの場合より設定できる範囲が狭い。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。そうした変形例を以下挙げる。
【００４８】
上記の実施形態においては、線材１１として直線状の形状記憶合金を引っ張り方向の作動に用いた。変形例としては、コイル状、板バネ状、ねじり棒型など他の形式の形状記憶合金を用いてもよい。また、負荷抵抗３０として可変抵抗を用いてもよい。
【００４９】
上記の実施形態においては、形状記憶合金を直接通電加熱または間接加熱する構成を説明した。変形例としては、形状記憶合金に換えて、動作や作用の類似した直接通電加熱型および間接加熱型のバイメタル式のアクチュエータを採用してもよい。
【００５０】
他の変形例においては、機械的接点を感圧ゴムなどの固体接点に置き換えてもよい。特に最初の抵抗を並列につないだ予圧された常時開型接点の代わりに、予圧した感圧ゴムを使うと同様な効果が期待できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、電気的に安定性の高いアクチュエータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態における制御装置において開閉機構が開放された状態を示す図である。
【図３】第２実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】第３実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】第４実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】第５実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】第５実施形態における制御装置において開閉機構が閉じられた状態を示す図である。
【図８】第６実施形態における制御装置の等価回路を示す図である。
【図９】第６実施形態における制御装置の開閉機構を常時開型にした構成を示す図である。
【図１０】第７実施形態における線材が伸張した状態を示す図である。
【図１１】第７実施形態における線材が収縮した状態を示す図である。
【図１２】第８実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図１３】第９実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である
【符号の説明】
１０  アクチュエータ機構、  １１  線材、  ２０  開閉機構、  ２１  可動接点、  ２２  固定接点、  ３０  負荷抵抗、  ４０  電源、  １００  制御装置。
【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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