(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物に平面的な変態挙動を与えて、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を得るため、形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物に偶力を印加することを含む方法。
【請求項２】
前記偶力を印加することは、
エッジ方向のラッキング荷重が前記ＳＭＡ加工対象物に印加されること；
波様変形が前記ＳＭＡ加工対象物で生成されること；又は
非波状―波状変態挙動が前記ＳＭＡ加工対象物に与えられること
のうちの少なくとも１つが起こるように対向する力を印加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＳＭＡ加工対象物に熱サイクルを印加すること；及び
前記ＳＭＡ加工対象物が平面的な変態挙動を有するようにするため、循環的な方法で前記偶力を印加することによって、平面的な歪みサイクルを前記ＳＭＡ加工対象物に与えること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記熱サイクルを印加することは、前記ＳＭＡ加工対象物の形状を矩形の形状から平行四辺形の形状に変化させるラッキング運動を生成するため、前記ＳＭＡ加工対象物に熱を印加することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
平面的な変態挙動を有する少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物を備える構造体の製造方法であって、前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を使用してトレーニング処理され、前記構造体が前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物の温度変化に応答して適合可能となるように前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物を前記構造体に結合させることを含む、製造方法。
【請求項６】
前記構造体は、航空ビークル内に構造桁を備える、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記構造桁は閉じられた断面を有し、互いに対向するように配置された少なくとも２つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
加工を実施することができるシステムであって、
平面的な変態挙動を示す形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ；及び
前記ＳＭＡアクチュエータを元の形状からトレーニング処理された形状に変態させることによって加工を実施するための一又は複数の加熱素子
を含むシステム。
【請求項９】
前記形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータは、前記平面的な変態挙動を示すトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータは、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をさらに備え、前記トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は、ＳＭＡ加工対象物に偶力を印加することによってトレーニング処理され、前記ＳＭＡ加工対象物に前記平面的な変態挙動を与える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムは運動を与え、これによって加工を実施することができる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
荷重印加デバイス及び温度制御システムを有するトレーニング処理装置アセンブリをさらに備え、前記荷重印加デバイスは前記ＳＭＡアクチュエータにエッジ方向のラッキング荷重を印加し、前記温度制御システムは前記一又は複数の加熱素子を制御して前記ＳＭＡアクチュエータに温度変動を印加し、前記ＳＭＡアクチュエータの形状を、矩形の形状を含む前記元の形状から、平行四辺形の形状を含む前記トレーニング処理された形状に変化させるラッキング運動を生成する、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、形状記憶合金（ＳＭＡ）がサイクル処理されるとき、すなわち変態するとき、ＳＭＡがラッキング運動を行うように、ＳＭＡ材料を処理するための方法及びシステムに関する。本開示はさらに、ラッキング運動を与えられた形状記憶合金を有する機械的アクチュエータ、及び翼などの構造体の形状に作用する、又は形状を撓ませる機械的アクチュエータを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な飛行段階において、航空機の翼、回転翼航空機のローターブレード、又は他の空気力学的表面など、航空ビークルの空気力学的表面を制御可能にねじる、曲げる、又は変形させる能力は、航空ビークルの性能を大幅に高めることができる。航空機の翼、回転翼航空機のローターブレード、又は他の空気力学的表面をねじる、曲げる、又は変形させるように設計されている、既知の機械式及び／又は電磁式アクチュエータの実装の限界は、この目的に使用されるアクチュエータ又は他のデバイスが、翼、ローターブレード、又は他の空気力学的表面を形成するためには、材料固有の構造強度に打ち勝たなければならないことである。
【０００３】
形状記憶合金（ＳＭＡ）から成り、航空ビークルで使用するように設計されたアクチュエータ及びアクチュエータシステムコンポーネントはよく知られている。形状記憶合金（ＳＭＡ）は、興味深い熱的特性及び機械的特性を有する金属群である。形状記憶合金は、いくつかの注目すべき温度依存性の相の１つに存在しうる。最も一般的に使用されるこれらの相は、いわゆるマルテンサイト相及びオーステナイト相である。変態温度を通過して形状記憶合金を加熱すると、形状記憶合金は、マルテンサイト相からオーステナイト相へと変化する。たとえば、形状記憶合金材料ニチノールから成るコンポーネントは、マルテンサイト状態（低降伏強度条件）の間に変形され、次いで、形状記憶合金材料のコンポーネントがその元の（非変形）形状を取り戻すオーステナイト状態に到達するその転移温度まで加熱される。元の形状に戻る速度は、コンポーネントに印加される熱エネルギーの量及び速度に依存する。コンポーネントから熱が取り除かれると、コンポーネントが再度変形可能となるマルテンサイト状態に戻る。
【０００４】
ＳＭＡアクチュエータ及び構造体の熱−機械的処理の既知の限界は、軸方向歪み、曲げ歪み、ねじり歪みを含みうる。さらに、既知のアクチュエータに関する既知のＳＭＡアクチュエータシステムコンポーネントは、引張によってトレーニング処理されるＳＭＡワイヤ、及び曲げによってトレーニング処理されるＳＭＡプレートを含みうる。しかしながら、既知のＳＭＡアクチュエータシステムによる表面のアクチュエーションすなわち形状制御は、制御が困難になることがある。しかも、このような既知のＳＭＡアクチュエータシステムコンポーネントの形状及びサイズは、既知のアクチュエータ又は他の種類のＳＭＡアクチュエータに一体化することが困難になることがある。
【０００５】
加えて、既知のＳＭＡアクチュエータは、空気力学的表面に沿って一又は複数の離れた位置に力とトルクを印加し、ねじりによってトレーニング処理されるＳＭＡツイストチューブアクチュエータを含みうる。このような既知のＳＭＡツイストチューブアクチュエータのＳＭＡ材料は、ツイストチューブアクチュエータが元の形状からトレーニング処理された形状にねじれ、トレーニング処理された形状のねじれを元に戻すことができる、双方向形状記憶効果を有することができる。しかしながら、このような既知のＳＭＡツイストチューブアクチュエータは、荷重時の固有の回転位置を維持するため各ＳＭＡ部材の加熱素子に連続的に印加される電力を要する２つＳＭＡツイストチューブコンポーネントを必要とすることがある。これにより、過大な電力が必要となるだけでなく、システムは重く複雑になる。
【０００６】
したがって、当技術分野において既知の方法及びシステムを上回る利点をもたらす形状記憶合金（ＳＭＡ）のための改善された方法及びシステムが必要となっている。
【発明の概要】
【０００７】
形状記憶合金（ＳＭＡ）構造体のための改善された方法及びシステムに対する必要性が満たされる。以下の詳細な記載で説明されるように、航空ビークルで使用される形状記憶合金（ＳＭＡ）構造体のための改善された方法及びシステムの実施形態は、既知のデバイス、方法、及びシステムを上回る大幅な利点をもたらすことができる。
【０００８】
本開示の一実施形態では、形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をトレーニング処理する方法が提供される。この方法は、ＳＭＡ加工対象物に概して平面的な変態挙動を与えて、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を得るため、ＳＭＡ加工対象物に偶力を印加することを含む。
【０００９】
本開示の別の実施形態では、加工を実施することができるトレーニング処理システムが提供される。トレーニング処理システムは、概して平面的な変態挙動を示す形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータを備える。トレーニング処理システムは、元の形状からトレーニング処理された形状にＳＭＡアクチュエータを変態させることによって加工を実施するための、一又は複数の加熱素子をさらに備える。
【００１０】
本開示の別の実施形態では、構造体が提供されている。構造体は、概して平面的な変態挙動を有する少なくとも１つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を備える。少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物が構造体に結合される。構造体は少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物の温度変化に応じて適応可能である。
【００１１】
既に説明した特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１２】
本開示は、好適且つ例示的な実施形態を示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明を参照することでよりよく理解されるが、これらの図面は必ずしも正確な縮尺で描かれているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の方法の実施形態の１つによってトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータの実施形態を組み込みうる既知の航空機の斜視図の図解である。
【図２】本開示の方法の実施形態の１つによってトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータの実施形態を組み込みうる既知の回転翼航空機の斜視図の図解である。
【図３Ａ】本開示のＳＭＡ加工対象物の一実施形態の拡大平面透視図の図解である。
【図３Ｂ】本開示のトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物の一実施形態の拡大平面透視図の図解である。
【図４】本開示の方法の実施形態の１つで使用されうるトレーニング処理装置アセンブリの斜視図の図解である。
【図５】本開示のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ及び温度制御システムの一実施形態の拡大平面透視図の図解である。
【図６】本開示のトレーニング処理装置アセンブリの設置に先立って複合材構造体に結合されたＳＭＡアクチュエータの一実施形態の拡大平面図の図解である。
【図７Ａ】本開示のトレーニング処理変形例の一実施形態の平面図の図解である。
【図７Ｂ】本開示のトレーニング処理変形例の別の実施形態の平面図の図解である。
【図７Ｃ】本開示のトレーニング処理変形例のさらに別の実施形態の平面図の図解である。
【図７Ｄ】本開示のトレーニング処理変形例のさらに別の実施形態の平面図の図解である。
【図７Ｅ】本開示のトレーニング処理変形例のさらに別の実施形態の平面図の図解である。
【図７Ｆ】本開示のトレーニング処理変形例のさらに別の実施形態の分解側面図の図解である。
【図７Ｇ】本開示の図７Ｆのトレーニング処理変形例の組立側面図の図解である。
【図８Ａ】本開示の方法の実施形態の１つによってトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータの実施形態を有する形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリの拡大斜視図の図解である。
【図８Ｂ】構造桁に一体化された図８ＡのＳＭＡアクチュエータアセンブリの拡大斜視側面図の図解である。
【図８Ｃ】熱電モジュール（ＴＥＭ）を示す図８Ａの点線円８Ｃの拡大斜視図の図解である。
【図８Ｄ】熱コネクタを示す図８Ａの点線円８Ｄの拡大部分斜視図の図解である。
【図９Ａ】複合材構造体の実施形態の１つの拡大部分図、並びに本開示の方法の実施形態の１つによってトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータの図解で、構造桁に機械的に取り付けられ一体化される前の状態が示されている。
【図９Ｂ】構造桁への機械的な取り付け及び一体化時に示された、図９Ａの複合材構造体及びトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータの拡大部分図の図解である。
【図９Ｃ】構造桁への機械的な取り付け及び一体化後に示された、図９Ａの複合材構造体及びトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータの側面図の図解である。
【図１０】本開示の波状ＳＭＡアクチュエータの実施形態の拡大平面図の図解である。
【図１１】本開示の方法の実施形態の１つで使用されうるトレーニング処理システムのブロック図である。
【図１２】ＳＭＡ加工対象物のトレーニング処理方法について本明細書で開示されている実施形態の１つのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以降、添付図面を参照して本開示の実施形態についてさらに詳細に説明するが、添付図面には開示されるすべての実施形態が示されているわけではない。実際には、複数の異なる実施形態が提供可能であり、これらの実施形態は、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示内容が徹底的且つ完全であり、当業者に本開示の範囲が十分に伝わるように、提示される。
【００１５】
ここで図面を参照すると、本明細書に開示されている実施形態では、複合材構造体１６５（図６、８Ｂ、９Ｃ参照）などの構造体１６４（図６、８Ｂ、９Ｃ参照）への結合に関して、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などの形態にあるトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を得るため、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ６２（図３Ｂ参照）などの形態にある「形状記憶合金」（「ＳＭＡ」）加工対象物６０（図３Ａ参照）をトレーニング処理する方法３００（図１２参照）が提示されている。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、機械的、構造的、熱−機械的、熱−構造的、電気−熱−機械的、及び電気−熱−構造的なシステムの様々な構造体１６４に結合又は一体化されることがある。
【００１６】
図１は、本開示のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）の実施形態を包含しうる、航空機１１などの航空ビークル１０の斜視図を示したものである。図１に示すように、航空機１１は、胴体１２、胴体１２に取り付けられた翼１４、１６、一又は複数の推進ユニット１８、及び尾部２０を含む。各翼１４及び１６は、上方翼外板２２、下方翼外板２４、翼付け根２６、翼端２８、並びに上方翼外板２２と下方翼外板２４との間の少なくとも１つの構造桁３０を有する。本明細書で使用されているように、「構造桁」は一又は複数の荷重を支える能力を有する細長い構造部材を意味する。
【００１７】
図２は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）の実施形態を包含しうる、ヘリコプターの形態にある回転翼航空機３４などの航空ビークル１０の斜視図を示したものである。図２に示すように、回転翼航空機３４は、胴体３６、尾部支材３８、及びハブ４２に結合された複数のローターブレード４０を含む。各ローターブレード４０は、ブレード付け根４６からブレード先端４８に延在する少なくとも一つの構造桁４４を含む。
【００１８】
航空機１１（図１参照）及び回転翼航空機３４（図２参照）は一般的にトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）の一又は複数の実施形態を包含しうる航空ビークル１０の典型例であるが、本開示の実施形態の教示は他の航空ビークル及び他の種類のビークルに適用可能であることに加えて、本開示のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）の実施形態への結び付け又は包含に適した他の構造体にも適用可能である。
【００１９】
本開示の一実施形態では、形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０（図３Ａ参照）をトレーニング処理する方法３００（図１２参照）が提供される。図１２は、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）のトレーニング処理方法３００について本明細書で開示されている実施形態の１つのフロー図である。図１２に示すように、方法３００は、ＳＭＡ加工対象物６０に概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を与えて、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を得るため、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加するステップ３０２を含む。
【００２０】
本明細書で使用されているように、「偶力」は、例えば第１の対向する力７６ａ（図３Ａ参照）と第２の対向する力７６ｂ（図３Ａ参照）、或いは印加力２４４（図１０参照）と反作用力２４６（図１０参照）のように、一対の対向する力であって、大きさがほぼ等しく、方向がほぼ向かい合っており。概して同一平面内にあり、ほぼ垂直な距離によって隔てられている対向する力を意味する。本明細書で使用されているように、「概して平面的な変態挙動」は、偶力がＳＭＡ加工対象物６０などのＳＭＡ構造体に印加されたとき、ＳＭＡ加工対象物６０などの形状記憶合金（ＳＭＡ）構造体を変態させる、すなわちその形状を変える面内運動を意味する。
【００２１】
図３Ａは、本開示のＳＭＡ加工対象物６０の一実施形態の拡大平面透視図の図解である。図３Ｂは、本開示のトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの一実施形態の拡大平面透視図の図解である。本開示の一実施形態では、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）が提供される。トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）を備える。ＳＭＡ加工対象物６０は、形状記憶合金原材料６１（図３Ａ参照）から作られている。好ましくは、ＳＭＡ加工対象物６０は、シート又は細片の構成又は形状を有する形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ６２の形態にあり、より好ましくは、矩形７５ａ（図３Ａ参照）のような平面的形状を有する形状記憶合金の形態にある。図３Ａに示すように、ＳＭＡ加工対象物６０の形状は、矩形７５ａ（図３Ｂ参照）などの形態にある、元の形状７５（図３Ｂ参照）である。図３Ａに示すように、ＳＭＡ加工対象物６０は、第１の端部６４、第２の端部６６、第１のエッジ６８、第２のエッジ７０、上面などの第１の面７２、及び底面などの第２の面７４を備える。図３Ａと３Ｂにさらに示すように、ＳＭＡ加工対象物６０に概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を与えるため、第１の対向する力７６ａ（図３Ａ参照）はＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８（図３Ａ参照）に印加され、第２の対向する力７６ｂ（図３Ａ参照）はＳＭＡ加工対象物６０の第２のエッジ７０（図３Ａ参照）に印加される。概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）は、ＳＭＡ加工対象物６０の形状を変えてトレーニング処理された加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を得るため、図３Ａと３Ｂとの間の矢印によって示されるラッキング運動７９を生成することによって、ＳＭＡ加工対象物６０に与えることができる。トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状は、平行四辺形７７ａ（図３Ｂ参照）などの形態にある、トレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）である。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、第１の端部６４、第２の端部６６、第１のエッジ６８、第２のエッジ７０、上面などの第１の面７２、及び底面などの第２の面７４を備える。
【００２２】
ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加する方法３００（図１２参照）のステップ３０２（図１２参照）は、エッジ方向のラッキング荷重８０（図１１参照）がＳＭＡ加工対象物６０に印加されるように、第１のエッジ６８（図３Ａ参照）に第１の対向する力７６ａ（図３Ａ）を印加すること及び第２のエッジ７０（図３Ａ参照）に第２の対向する力７６ｂ（図３Ａ参照）を印加することなど、対向する力を印加することを含みうる。本明細書で使用されているように、「エッジ方向のラッキング荷重」は、ほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）の対象物又は構造体をほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ）の対象物又は構造体に変態する、或いはほぼ正方形の形状（図示せず）の対象物又は構造体をほぼ菱形の形状（図示せず）の対象物又は構造体に変態する傾向にある性質の荷重を意味する。
【００２３】
加えて、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加するステップ３０２は、図１０に関して以下でさらに詳細に説明されるＳＭＡ加工対象物６０内に波様変形２４２（図１０参照）が生成されるように、印加力２４４（図１０参照）と反作用力２４６（図１０参照）のように対向する力を印加することを含みうる。加えて、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加するステップ３０２は、ＳＭＡ加工対象物２４７（図１１参照）に概して非波状―波状の変態挙動２４７（図１１参照）を与えるため、すなわち、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の形状を、元の形状７５（図３Ａ参照）又は非波状の形状から波状形状２４３（図１０参照）に変化させるため、印加力２４４（図１０参照）と反作用力２４６（図１０参照）のように対向する力を印加することを含みうる。
【００２４】
図１２にさらに示すように、方法３００は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態で、ＳＭＡ加工対象物６０に熱サイクル８２（図１１参照）を印加するステップ３０４を含みうる。熱サイクル８２を印加するステップ３０４は、ＳＭＡ加工対象物６０が概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を有するように、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態で、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）にほぼ平面的な歪みサイクル８４（図１１参照）を与えることによって、循環的な方法で偶力７６を印加することを含みうる。熱サイクル８２を印加するステップ３０４は、ＳＭＡ加工対象物６０の形状を、ほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）を含む元の形状７５（図３Ａ参照）から、ほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ参照）を含むトレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）に変化させるラッキング運動７９（図３Ａ及び３Ｂ参照）を生成するため、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態で、ＳＭＡ加工対象物６０に熱を印加することを含みうる。ＳＭＡ加工対象物６０の形状を、ほぼ矩形の形状７５ａからほぼ平行四辺形の形状７７ａに変化させるラッキング運動７９は、好ましくはＳＭＡ加工対象物６０の基線及び対応する高さを保存する。
【００２５】
熱サイクル８２を印加するステップ３０４は、ＳＭＡ加工対象物６０に概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を与えて、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態で、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を得るため、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態でＳＭＡ加工対象物６０の熱−機械的な処理を含みうる。熱−機械的な処理は、以下でさらなる詳細が説明されるように、温度制御システム１２３（図５参照）を使用して、温度変動１２５（図１１参照）を印加することを含みうる。
【００２６】
形状記憶合金（ＳＭＡ）原材料６１（図３Ａ、３Ｂ参照）は、たとえば、限定されないが、ニッケル−チタン（ニチノール）ベースの合金、ニッケル−チタン−プラチナベースの合金、インジウム−チタンベースの合金、ニッケル−アルミニウムベースの合金、ニッケル−アルミニウム−プラチナベースの合金、ニッケル−ガリウムベースの合金、銅ベースの合金、金−カドミウムベースの合金、鉄−プラチナベースの合金、鉄−パラジウムベースの合金、銀−カドミウムベースの合金、インジウム−カドミウムベースの合金、マンガン−銅ベースの合金、ルテニウム−ニオブベースの合金、ルテニウム−タンタルベースの合金、チタンベースの合金、鉄ベースの合金などの好適な形状記憶合金を含みうる。より好ましくは、形状記憶合金はニチノールである。
【００２７】
好ましくは、本明細書で開示されている、ＳＭＡアクチュエータ６２（図３Ｂ参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）の実施形態で使用される形状記憶合金は、双方向形状記憶効果を有することがある。形状記憶合金が受ける双方向形状記憶効果は、マルテンサイト相８６（図１１参照）とオーステナイト相８８（図１１参照）を含む、２つの相又は状態を有する。マルテンサイト相８６は、形状記憶合金の比較的柔軟で変形しやすい相のことで、低温で存在する。形状記憶合金は加熱されると、マルテンサイト相８６（元の形状７５）からオーステナイト相８８（トレーニング処理された形状７７）への変態を起こす。オーステナイト相８８では、形状記憶合金は変形される前に有していた形状を「記憶」している。低応力及び低温下ではマルテンサイト相８６が存在し、高温及び高応力下ではオーステナイト相８８が存在する。形状記憶合金は多大な歪みを受けた後、温度が上昇又は荷重が取り除かれると、元の形状７５に戻ることができる。
【００２８】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）を加熱すると、また第１の対向する力７６ａ及び第２の対向する力７６ｂなどの形態にある偶力７６（図１１参照）がＳＭＡ加工対象物６０に印加されると、双方向形状記憶効果によりＳＭＡ加工対象物６０はトレーニング処理され、元の形状７５（図３Ａ参照）すなわちマルテンサイト相８６（図１１参照）からトレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）すなわちオーステナイト相８８（図１１参照）に変化し、また、トレーニング処理された形状７７から元の形状７５に戻る。偶力７６は、所定の応力レベル（例えば、２５〜３５ｋｓｉ、好ましくは３０ｋｓｉ（ｋｓｉ＝１０００ポンド／平方インチ））を印加すること、及びＳＭＡ加工対象物６０を少なくとも５００〜１０００回加熱を繰り返すことによって循環的に印加されることがあり、これによって、ＳＭＡアクチュエータ６２（図３Ａ参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）にほぼ平面的な歪みサイクル８４（図１１参照）を与えることができる。ＳＭＡ加工対象物６０は、マルテンサイト相８６すなわち元の形状７５に対応する第１の温度から、オーステナイト相８８すなわちトレーニング処理された形状７７に対応する第２の温度まで加熱されると、形状変化を促す。ＳＭＡ加工対象物６０が第２の温度まで又は転移温度を超えて加熱されると、ＳＭＡ加工対象物６０はオーステナイト相８８（図１１参照）に達して、ＳＭＡ加工対象物６０の変化及び元の形状７５への回復を引き起こす。熱−機械的な処理又はサイクル処理を含むトレーニング処理は、第２のエッジ７０（図３Ａ参照）が移動する又はトレーニング処理荷重を受ける間に、ＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８（図３Ａ参照）が動かないように保持するように実施されてもよい。これにより、ＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理は、歪みを測定及び制御する間に、循環的に荷重を印加及び除去すること、並びにＳＭＡ加工対象物６０の温度を上昇及び降下させることをさらに含みうる。
【００２９】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０で何らかのトレーニング処理が実施される前に、ＳＭＡ加工対象物６０は矩形の初期形状６３（図１１参照）、すなわち変形前の形状を有してもよい。ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理時には、印加力１８６（図１１参照）は好ましくは、熱サイクル８２（図１１参照）によるＳＭＡ加工対象物６０の熱サイクル中に、ＳＭＡ加工対象物６０に印加される。マルテンサイト相８６（図１１参照）では、ＳＭＡ加工対象物６０は元の形状７５を有するが、これは好ましくはトレーニング処理時にＳＭＡ加工対象物６０に印加される印加力１８６によって変形された形状である。ＳＭＡ加工対象物６０にマルテンサイト相８６の低温下で荷重が印加されると、ＳＭＡ加工対象物は、ほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）からほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ参照）（変形された形状）に変形する。熱が印加されると、ほぼ平行四辺形の形状７７ａ（変形された形状）は、初期形状６３、例えば矩形、に近い形状、すなわち変形前の形状に戻る。有効な時間間隔で熱サイクルを行うことによって、ＳＭＡ加工対象物６０は、好ましくはトレーニング処理された加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）の形態にトレーニング処理される。ひとたびトレーニング処理されたら、例えばほぼ平行四辺形の形状７７ａを有するトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、第１のエッジ６８（図３Ｂ参照）、第２のエッジ７０（図３Ｂ参照）、第１の端部６４（図３Ｂ参照）及び／又は第２の端部６６（図３Ｂ参照）が切り取られて、例えば矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）などの元の形状７５（図３Ａ参照）になるように処理されてもよい。加熱されると、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）の元の形状７５は、好ましくはトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）のトレーニング処理された形状７７（オーステナイト相８８）に変態する。
【００３０】
本開示の別の実施形態では、加工を実施することができるトレーニング処理システム９０（図１１参照）が提供される。図１１は、本開示の方法３００（図１２参照）の実施形態の１つで使用されうるトレーニング処理システム９０のブロック図である。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、概して平面的な変態挙動７８を示す形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ６２などの、形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０を含む。トレーニング処理システム９０は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０を元の形状７５（図３Ａ参照）からトレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）に変態するための一又は複数の加熱素子１２４（図５、１１参照）さらに備え、これによって加工を実施する。
【００３１】
トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）は、概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を示すトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を備えうる。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）をさらに備え、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、ＳＭＡ加工対象物６０に概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を与えるため、ＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加することによってトレーニング処理される。トレーニング処理システム９０は好ましくは、運動を与えることが可能で、それによって加工を実施することができる。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、荷重印加デバイス１０２（図４も参照）及び温度制御システム１２３（図５も参照）を有するトレーニング処理装置アセンブリ１００（図４も参照）を備える。荷重印加デバイス１０２は、スライドデバイス１１２（図４、１１参照）など、動いて運動を受け取るように意図された機構又はリンケージを備える構造体に、運動を与える又は運動を伝達することができる。
【００３２】
荷重印加デバイス１０２（図４参照）は好ましくは、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０に、エッジ方向のラッキング荷重８０（図１１参照）を印加する。熱制御システム１２３（図５参照）は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の形状を、ほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）を含む元の形状７５（図３Ａ参照）から、ほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ参照）を含むトレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）に変化させるラッキング運動７９（図３Ａ及び３Ｂ参照）を生成するため、好ましくは、一又は複数の加熱素子１２４（図５参照）を制御し、また好ましくはＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０に温度変動１２５（図１１参照）を印加する。
【００３３】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理及び熱−機械的処理は、好ましくはトレーニング処理装置アセンブリ１００（図４、１１参照）を有するトレーニング処理システム９０を使用することを含み、且つ好ましくは、トレーニング処理装置アセンブリ１００によって印加されて生成された歪み９４（図１１参照）又はＳＭＡ加工対象物６０によって生成された荷重９６（図１１参照）を直接的又は間接的に決定するための性能測定システム９２（図１１参照）をさらに含む。ＳＭＡ加工対象物６０がトレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）に設置されることになっている場合には、ＳＭＡ加工対象物６０（図５参照）にインターフェース開口部１５８（図５参照）が切り込まれてもよい。このようなインターフェース開口部１５８は、クランプ１１８（図４参照）など、トレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）の保持素子１１６（図４参照）を受け止めるように、所望の形状及びサイズに切り込まれてもよい。
【００３４】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０は、構造体１６４（図６参照）、好ましくは複合材構造体１６５（図６参照）への接着、機械的取り付け、又は他の好適な結合処理などによって、切断、化学処理、及び結合されてもよい。構造体１６４は、トレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）に挟着するため、必要に応じて機械加工されてもよい。
【００３５】
図４は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理に使用されうるトレーニング処理装置アセンブリ１００の斜視図の図解である。ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理は、ＳＭＡアクチュエータ６２（図４参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０をトレーニング処理装置アセンブリ１００に装着すること、及びＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の加熱及び冷却の間にエッジ方向のラッキング荷重８０を印加することを含みうる。ＳＭＡアクチュエータ６２（図４参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図４参照）は、好ましくは第１のエッジ６８（図４参照）に沿って、及び第２のエッジ７０（図４参照）に沿って挟着される。第２のエッジ７０（図３Ａ参照）は好ましくは固定され、第１のエッジ６８（図３Ａ参照）は好ましくはリニアスライドデバイス１１４（図４参照）に沿って直線的に自由に動くことができる。エッジ方向のラッキング荷重８０（図１１参照）は一様に分散されても、離散的に分散されても、或いは様々な方法で分散されてもよい。
【００３６】
図４に示すように、トレーニング処理装置アセンブリ１００は、基板結合構造体１５０を介して、ほぼ平坦な表面１５２上に配置及び結合されてもよい。トレーニング処理装置アセンブリ１００は、荷重印加デバイス１０２（図４参照）を備える。荷重印加デバイス１０２は、ＲＡＭデバイス１０４（図４参照）又はリニアアクチュエータ（図１１参照）を含んでもよい。荷重印加デバイス１０２は、荷重印加デバイス１０２を調整するためのレギュレータデバイス１０６に結合されてもよい。レギュレータデバイス１０６は、圧力レギュレータ、流圧レギュレータ、電動レギュレータ、又は他の好適なレギュレータデバイスの形態にあってもよい。
【００３７】
図４に示すように、トレーニング処理装置アセンブリ１００は、リニアスライドデバイス１１４などの形態にあるスライドデバイス１１２をさらに備えてもよい。リニアスライドデバイス１１４は好ましくは、荷重印加デバイス１０２に結合されている。一又は複数の印加荷重１８６（図１１参照）は、荷重印加デバイス１０２（図１１参照）によってリニアスライドデバイス１１４に印加されてもよい。
【００３８】
トレーニング処理の間、ＳＭＡアクチュエータ６２（図４参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図４参照）は、荷重印加デバイス１０２から最も遠い第２の端部６６（図４参照）によってトレーニング処理装置アセンブリ１００に装着される。図４に示すように、トレーニング処理装置アセンブリ１００は、クランプ１１８などの形態にある一又は複数の保持素子１１６をさらに備えてもよい。クランプ１１８などの形態にある２つ以上の保持素子１１６は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０をトレーニング処理装置アセンブリ１００に保持するため、ボルト（図示せず）などの取付締結具用の孔１２０（図４参照）を含んでもよい。保持素子１１６は、支持構造体１２２を介してトレーニング処理装置アセンブリ１００に固定可能である。ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０は、好ましくはクランプ１１８（図４参照）などの形態にある保持素子１１６（図４参照）によって、第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０に保持されている。図４に示すように、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０は第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０の上に挟着されてもよく、第２のエッジ７０は挟着され、また第１のエッジ６８は固定されておらずスライドデバイス１１２に沿って直線的に動くことができる。保持素子１１６は、荷重印加デバイス１０２からリニアスライドデバイス１１４に印加された一又は複数の印加荷重１８６の結果として、リニアスライドデバイス１１４からの一又は複数の反作用荷重１８８（図１１参照）に反応することがある。つまり、保持素子１１６は反応すること、すなわちエッジ方向のラッキング荷重８０（図１１参照）を与えることがある。
【００３９】
トレーニング処理装置アセンブリ１００は、温度制御システム１２３（図５、１１参照）をさらに備えてもよい。図５は、例えば、本開示の方法３００（図１２参照）の実施形態の１つによってトレーニング処理されうるＳＭＡアクチュエータ６２ａなど、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの実施形態の拡大平面透視図の図解で、温度制御システム１２３を示している。図５に示すように、温度制御システム１２３は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物の第２の面７４の上に配置される一又は複数の加熱素子１２４を含みうる。一又は複数の加熱素子１２４は、一又は複数の可撓性のある加熱テープ１２６（図５、１１参照）、ＴＥＭ（熱電モジュール）２１４（図８Ｃ参照）、加熱ランプ（図示せず）、加熱ガン（図示せず）、電気抵抗を有する形状記憶合金材料を通る電流（図示せず）、或いは熱の生成又は制御のための他の好適な加熱素子を含みうる。
【００４０】
図５に示すように、一又は複数の加熱素子１２４は、形状記憶合金がマルテンサイト相８６（図１１参照）から、ＳＭＡアクチュエータ６２がせん断方向に動くオーステナイト相８８（図１１参照）まで移動する加熱を促進するため、好ましくは、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａに隣接して配置される。トレーニング処理中及び加熱されると、ＳＭＡアクチュエータ６２（図３Ｂ参照）などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）は、元の形状７５（図３Ａ参照）（トレーニング処理荷重により変形された形状、マルテンサイト相８６（図１１参照））から、トレーニング処理された形状７７（図３Ｂ参照）（初期形状６３（図１１参照）に近い、変形されていない形状、オーステナイト相８８（図１１参照））まで変態し、トレーニング処理された形状７７から元の形状７５に戻ろうとする。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの温度が低下すると、形状記憶合金は元の形状７５、マルテンサイト相８６（図１１参照）に戻る。ＳＭＡ加工対象物６０がトレーニング処理されると、トレーニング処理中に印加された力は常に存在し、ほぼ一定の大きさとなることがある。
【００４１】
図５にさらに示すように、温度制御システム１２３は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの第２の面７４上の加熱素子１２４に対向する、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの第１の面７２上に配置される一又は複数の温度センサ１２８を含んでもよい。温度センサ１２８は、熱電対デバイス１２９（図５参照）、又は別の好適な温度センサ１２８を含んでもよい。図５は、加熱素子ワイヤ１３０に接続された一又は複数の加熱素子１２４を示し、別々のセンサワイヤ１３３に各々接続された温度センサ１２８をさらに示す。図５に示すように、加熱素子１２４は好ましくは、機能しているアクチュエータ領域１５４内のトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの第２の表面７４上に配置される。図５にさらに示すように、締結具開口部１５８及びインターフェース開口部１６０は、好ましくはトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの外表面領域１５６上に配置される。
【００４２】
図４及び図５に示すように、温度制御システム１２３は、コネクタ１３１を介してトレーニング処理装置アセンブリ１００の加熱素子１２４の加熱素子ワイヤ１３０に結合され、さらに温度センサ１２８のセンサワイヤ１２３に結合されたコントローラデバイス１３２をさらに含むことがある。図４及び図５にさらに示すように、コントローラデバイス１３２は、ソフトウェア１３８を実行及び処理するためのプロセシングユニット１３６を含むことがあるコンピュータデバイス１３４を含むことがある。
【００４３】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の温度は、好ましくは加熱素子１２４、温度センサ１２８、及びコントローラデバイス１３２を使用して制御される。トレーニング処理装置アセンブリ１００は、性能測定素子１４０（図４、１１参照）を備える性能測定システム９２をさらに含んでもよい。性能測定素子１４０は、レーザー位置センサ１４４（図４参照）などの形態にある一又は複数のセンサ１４２（図４参照）を含むことがある。図４は、ぞれぞれの筐体素子１４６に取り付けられた２組のレーザー位置センサ１４４を示す。レーザー位置センサ１４４などの形態にある性能測定素子１４０は、好ましくはＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８の運動及び第２のエッジ７０の運動を測定する。運動によって生成される歪み９４（図１１参照）は、性能測定素子１４０（図４参照）によって測定可能である。トレーニング処理が完了すると、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）は、加熱及び冷却によって機能するようなり、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの性能１０８（図１１参照）は性能測定素子１４０を使用して測定可能である。トレーニング処理によって永久変形が引き起こされ、ＳＭＡ加工対象物６０の初期形状６３（図１１参照）と比較して、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの概してわずかな形状変化を生じることがある。トレーニング処理装置アセンブリ１００は、好ましくはＳＭＡ加工対象物６０の加熱及び冷却の間に、印加荷重１８６（図１１参照）をＳＭＡ加工対象物６０に印加する。
【００４４】
トレーニング処理及び加熱の後、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、さらなる処理を受けることがある。例えば、トレーニング処理直後のトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状が、トレーニング処理中に起こりうる変形又は永久変形によって所望の形状にない場合には、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、一又は複数のさらなる処理技術を受けることがある。このような処理技術には、一又は複数の機械加工、化学処理、切断、表面処理、表面仕上げ、接着、被覆、めっき、研磨、又は他の好適な処理技術を含みうる。
【００４５】
処理後、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６０ａ（図３Ｂ参照）は、一又は複数の構造体１６４（図６、８Ａ、９Ｂ参照）に結合されてもよい。図１２に示すように、方法３００は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を、任意選択により一又は複数の構造体１６４に結合するステップ３０６を含むことがある。好ましくは、一又は複数の構造体１６４は、トレーニング処理されたアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの温度変化に反応して形状を変えることができる。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを結合するステップ３０６は、構造桁３０又は構造桁４４に作用するため、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを、航空ビークル１０（図１、図２参照）の構造桁３０（図１参照）又は構造桁４４（図２参照）に一体化すること又は埋め込むことを含みうる。本明細書で使用されているように、「作用する」とは、限定されるものではないが、例えば、構造桁３０（図１参照）又は構造桁３０の一部、或いは構造桁４４（図２参照）又は構造桁４４の一部、或いは構造桁２２４（図８Ｂ参照）又は構造桁２２４の一部などの、構造体の形状を撓ませる、屈曲させる、ねじる、曲げる、歪ませる、又は適合させることを意味し、含む。埋め込まれたトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａはまた、構造桁２２４（図８Ｂ、９Ｃ参照）に一体化されて示されている。
【００４６】
本開示の別の実施形態では、適応可能な構造体などの構造体１６４（図８Ｂ、９Ｃ参照）が提供される。適応可能な構造体などの構造体１６４（図８Ｂ、９Ｃ参照）は、概して平面的な変態挙動７８（図１１参照）を有する、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などの形態にある少なくとも１つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａを備える。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などの形態にある少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、構造体１６４（図８Ｂ、９Ｃ参照）に、好ましくは複合材構造体１６５（図８Ｂ、９Ｃ参照）又は金属構造体又は他の好適な構造体に結合される。構造体１６４は、好ましくは、トレーニング処理されたアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの温度変化に反応して適応可能である。
【００４７】
適応可能な構造体などの構造体１６４は、好ましくは、航空ビークル１０（図１、２参照）に、構造桁３０（図１参照）、構造桁４４（図２参照）、又は構造桁２２４（図８Ｂ参照）を備える。構造桁３０（図１参照）、構造桁４４（図２参照）、又は構造桁２２４（図８Ｂ参照）は、好ましくは閉じられた断面を有し、図８Ｂに示すように、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの少なくとも２つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａを含み、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは互いにほぼ対向するように配置される。少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、好ましくは、構造体１６４（図８Ｂ参照）に埋め込まれるトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａを備え、好ましくは、構造体１６４の航空力学的表面に作用するように構成される。少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、好ましくは、構造体１６４に接着される（図８Ｂ参照）、機械的に取り付けられる（図９Ｃ参照）、溶接される、融合される、又は他の好適な方法で結合されることがあり、構造体１６４の形状に作用する、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ６２ａ（図８Ｂ、９Ｃ参照）に一体化される。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなど、少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、好ましくは、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのＳＭＡ加工対象物６０にほぼ平面的な変態挙動７８（図１１参照）を与えるために、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）に偶力７６（図１１参照）を印加すること、及びＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の形状をほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）からほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ参照）に変えるラッキング運動７９（図３Ａ、３Ｂ参照）を生成するために、ＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのＳＭＡ加工対象物６０に熱サイクル８２（図１１参照）を印加することによって、トレーニング処理される。
【００４８】
好ましくは、適応可能な構造体などの構造体１６４は、航空力学的表面を有する。構造体１６４は、地上構造体及び地上ビークル、水上構造体、及び他のビークルを含む、航空機１１（図１参照）などの航空ビークル１０（図１参照）の翼１４、１６（図１参照）の構造桁３０（図１参照）又は構造桁３０の一部、航空機１１（図１参照）などの航空ビークル１０（図１参照）の翼１６（図１参照）の表面、回転翼航空機３４（図２参照）などの航空ビークル１０（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）の構造桁４４（図２参照）又は構造桁４４の一部、回転翼航空機３４などの航空ビークル１０（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）の表面、航空機１１（図１参照）の尾部２０（図１参照）、航空機１１（図１参照）の尾部２０（図１参照）の表面、翼、又は他の空気力学的及び非空気力学的構造体、コンポーネント、及び素子、のうちの１つを備えてもよい。埋め込まれているトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、構造体１６４上に力を及ぼし、翼１４、１６の構造桁３０又はローターブレード４０の構造桁４４など、構造体１６４の作動時形状などの形状に影響を及ぼし、形状の駆動又は制御を行い、次に翼１４、１６又はローターブレード４０の作動時形状を制御する。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは構造体１６４（図６参照）に接着されてもよく、或いはトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは構造体１６４に機械的に取り付けられてもよい（図９Ａ〜９Ｃ参照）。
【００４９】
図５は、ローターブレード４０（図２参照）の構造桁４４（図２参照）などの構造体１６４に一体化するためにトレーニング処理され且つトリミングされたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にある、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを示している。アクチュエータフレームピース１６２は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａからトリミングされてもよく、また、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａが、機械的な取り付けなどによって構造桁４４（図２参照）などの構造体１６４に結合されるように取り除かれてもよい。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、構造体１６４（図６参照）に、好ましくは複合材構造体１６５、金属構造体、又は他の好適な構造体に接着するために、トリミングされ処理されてもよい。
【００５０】
図６は、トレーニング処理に先立って、またトレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）の設置に先立って、接着された複合材構造体１６５ａを形成するため、複合材構造体１６４に接着されたＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の実施形態の拡大平面図の図解である。トレーニング処理に先立って、ＳＭＡ加工対象物６０が構造体１６４に既に接着されている場合には、構造体１６４はコンポーネント部品にレイアップするため切断されてもよい。図６は、第１の端部６４、第２の端部６６、第１のエッジ６８、及び第２のエッジ７０を有するＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０を示し、また、取付エッジ１６８ａ及び非取付エッジ１７０ａを有する第１の構造体１６６ａを備え、取付エッジ１６８ｂ及び非取付エッジ１７０ｂを有する第２の構造体１６６ｂを備える構造体１６４を示している。図６に示すように、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８は第１の構造体１６６ａの取付エッジ１６８ａに接着されてもよく、また、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の第２のエッジ７０は第２の構造体１６６ｂの取付エッジ１６８ｂに接着されてもよい。第１の構造体１６６ａ及び第２の構造体１６６ｂの各々は、構造体インターフェース開口部１７２を含んでもよい。図６はさらに、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の第１の端部６８及び第２の端部７０が構造体１６４を横断してさらに延在する、拡張された接着領域１７４を示している。
【００５１】
図７Ａ〜７Ｇは、トレーニング処理変形例１８０ａ〜１８０ｆなどの形態にある種々のトレーニング処理変形例１８０の実施形態を示す。図７Ａは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ａなどの形態にあるトレーニング処理変形例１８０の実施形態の平面図の図解である。図７Ａは、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０が、クランプ１１８などの形態にある保持素子１１６によって保持又は挟着される、基本的な方法を示している。第１の非固定領域１８２及び第２の非固定領域１８４は保持又は挟着されておらず、固定されていない。ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０全体は、トレーニング処理中に加熱されてもよい。図７Ｅはさらに、挟着される第２のエッジ７０に沿った印加力１８６ａを示し、また、挟着される第１のエッジ６８に沿った反作用力１８８ａを示す。印加力１８６ａはトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさとなることがある。図７Ａに示すように、ＳＭＡ加工対象物６０の第２の表面７４は、第１の非固定領域１８２及び第２の非固定領域１８４を含む、加熱素子１２４に覆われている。基本的な方法では、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０はトレーニング処理され、また、構造体１６４（図６参照）に、好ましくは複合材構造体１６５（図６参照）に一体化されている場合には、構造体１６４は、好ましくは、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物が構造体１６４の形状に作用する又は形状を制御する方法に従って動く。印加力１８６ａはリニアスライドデバイス１１４（図４参照）に印加される力を示す。
【００５２】
図７Ｂは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ｂの形態にある、トレーニング処理変形例１８０の別の実施形態の平面図の図解である。図７Ｂは、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０が、クランプ１１８などの形態にある保持素子１１６によって保持又は挟着される、トレーニング処理変形例１８０ｂを示している。このトレーニング処理変形例１８０ｂでは、図７Ｂに示すように、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０は、加熱されない第１の非固定領域１８２及び第２の非固定領域１８４を除いて、加熱素子１２４に覆われている。第１の非固定領域１８２と第２の非固定領域１８４はトレーニング処理中に加熱されないため、第１の非固定領域１８２と第２の非固定領域１８４及び第１の端部６４と第２の端部６６は、加熱素子１２４に覆われている中間部分ほど作動しないことがある。図７Ｂはさらに、挟着される第２のエッジ７０に沿った印加力１８６ｂを示し、挟着される第１のエッジ６８に沿った反作用力１８８ｂを示す。印加力１８６ｂはトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさとなることがある。このトレーニング処理変形例１８０ｂでは、これらの非固定領域内及び近傍の応力を低減するため、第１の非固定領域１８２及び第２の非固定領域１８４には熱は印加されない。
【００５３】
図７Ｃは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ｃの形態にある、トレーニング処理変形例１８０のさらに別の実施形態の平面図の図解である。図７Ｃは、適合性材料１９６などの形態にあるフレーム素子１９４を有するトレーニング処理変形例１８０ｃを示し、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１の端部６４、第２の端部６６、第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０は、フレーム素子１９４の周囲に適合性のある挟着を形成するクランプ１１８などの形態にある剛性を有する保持素子１１６によって保持又は挟着される。このトレーニング処理変形例１８０ｃでは、図７Ｃに示すように、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０全体は、加熱素子１２４に覆われているが、適合性材料１９６から成るフレーム素子１９４は加熱されない。フレーム素子１９４は、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０を取り囲み、剛性クランプ１１８などの一又は複数の剛性のある保持素子１１６は、フレーム素子１９４の周囲に適合性のある挟着を形成する。ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０全体は加熱されるが、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０上の荷重は適合性のある挟着によって制御される。適合性は所望の歪みプロファイル９８（図１１参照）を生み出すか、又は埋め込まれた構造体の適合性に一致する。適合性材料１９６は、図７Ａ〜７Ｇに示すように、トレーニング処理変形例１８０ａ〜１８０ｆなどの形態にあるトレーニング処理変形例１８０の任意の実施形態と共に使用されることがある。幾つかの実施形態では、一様でない方法でエッジ方向のラッキング荷重８０を印加することが望ましい。これは、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の一様でない挟着によって実現可能である。例えば、第１のエッジ６８（図３Ａ参照）、第２のエッジ７０（図３Ａ参照）、第１の端部６４（図３Ａ参照）、及び／又は第２の端部６６（図３Ａ参照）の不連続な部分は挟着されること又は挟着が解除されることがあり、及び／又は一様でない方法又は目的に合わせた方法でＳＭＡ加工対象物６０をトレーニング処理する間に、印加力１８６ａ〜１８６ｅ（図７Ａ〜７Ｅ参照）又は荷重などの形態にある印加力１８６又は荷重を伝達する材料又は構造体が使用されることがある。
【００５４】
図７Ｃは、挟着される第２のエッジ７０に沿った印加力１８６ｃを示し、挟着される第１のエッジ６８に沿った反作用力１８８ｃを示す。印加力１８６ｃはトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさとなることがある。図７Ｃはさらに、第１の端部６４に沿った反作用力１９０及び第２の端部６６に沿った反作用力１９２を示す。図７Ｃに示すトレーニング処理変形例１８０ｃでは、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０全体が加熱されるが、力は剛性クランプ１１８などの形態にある剛性のある保持素子１１６を介して印加されない。
【００５５】
図７Ｄは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ｄの形態にある、トレーニング処理変形例１８０のさらに別の実施形態の平面図の図解である。この代替的なトレーニング処理変形例１８０ｄでは、図７Ｄは、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８及び第２のエッジ７０が、クランプ１１８などの形態にある保持素子１１６によって保持又は挟着される基本的な方法を示している。第１の非固定領域１８２及び第２の非固定領域１８４は保持又は挟着されておらず、固定されていない。ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０全体は第１の非固定領域１８２を除いて加熱されることがあり、第２の非固定領域１８４は、トレーニング処理によって発生した歪み駆動を取り除くため、トレーニング処理後に過加熱されることがある。図７Ｄはさらに、挟着される第２のエッジ７０に沿った印加力１８６ｄを示し、挟着される第１のエッジ６８に沿った反作用力１８８ｄを示す。印加力１８６ｄはトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさであってもよい。このトレーニング処理変形例１８０ｄでは、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０はトレーニング処理され、また、構造体１６４（図６参照）に、好ましくは複合材構造体１６５（図６参照）に一体化されている場合には、構造体１６４は、好ましくは、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａが構造体１６４の形状に作用する又は形状を制御する方法に従って動く。印加力１８６ｄはリニアスライドデバイス１１４（図４参照）に印加される力を示す。
【００５６】
図７Ｅは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ｅの形態にある、トレーニング処理変形例１８０のさらに別の実施形態の平面図の図解である。図７Ｅは、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１の端部６４、第２の端部６６、第１のエッジ６８、第２のエッジ７０が、クランプ１１８などの形態にある保持素子１１６によって保持又は挟着されている、代替的なトレーニング処理変形例１８０ｅを示している。しかしながら、隅部２０４は、実質的に４本のバーリンクを形成するヒンジ部分１９８を含む。この実施形態では、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の短い端部、長いエッジ、又は短い端部と長いエッジの両方に沿って荷重が印加されることがある。短い端部の荷重印加は、第１の端部６４（図７Ｅ参照）及び第２の端部６６（図７Ｅ参照）などの短い端部への荷重印加を含む。長いエッジの荷重印加は、第１のエッジ６８（図７Ｅ参照）及び第２のエッジ７０（図７Ｅ参照）などの長いエッジへの荷重印加を含む。図７Ｅは、挟着される第１の端部６４に沿った印加力１８６ｅを示し、挟着される第２の端部６６に沿った反作用力１８８ｅを示す。さらに、第２のエッジ７０に沿った反作用力２００及び第１のエッジ６８に沿った反作用力２０２が図７Ｅに示されている。印加力１８６ｅはトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさであってもよい。印加力１８６ｅ又は荷重はこの代替的なトレーニング処理変形例１８０ｅではさらに小さくてもよく、代替的なトレーニング処理変形例１８０ｅは、ＳＭＡアクチュエータ６２などの非常に長いＳＭＡ加工対象物６０の構築を単純化することができる。これは、非常に大きなトレーニング処理荷重を必要とする非常に長いアクチュエータのトレーニング処理に好ましいことがある。長いアクチュエータのトレーニング処理の方法を図７Ｅに示す。ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の短い側面に印加されるため、小さな荷重が使用されてもよい。ヒンジ部分１９８及びクランプ１１８は、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０を抑制するために使用されてもよい。
【００５７】
図７Ｆは、本開示のトレーニング処理変形例１８０ｆの形態にある、トレーニング処理変形例１８０のさらに別の実施形態の分解側面図の図解である。図７Ｇは、本開示の図７Ｅのトレーニング処理変形例１８０ｆの組立側面図の図解である。図７Ｆは、例えば、ＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０が、金属プレート、プラテン、又は他の好適な挟み込みデバイスなどの形態にある撓み抑制器２０６ａ、２０６ｂの間に挟み込まれる、代替的なトレーニング処理変形例１８０ｆを示している。撓み抑制器２０６ａ、２０６ｂは、例えばＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理中に、波形又は波状形状２４３（図１０参照）の高さ又は範囲を制限するため、好ましくは波形撓み又は面外撓みをもたらす。撓み抑制器２０６ａ、２０６ｂは、例えばＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の動きを調整し、任意の波形の形成に先立って、例えばＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０を圧迫する。図７Ｅ、７Ｇに示すように、撓み抑制器２０６ａは、トレーニング処理変形例１８０ｆがアセンブルされた位置２０８（図７Ｇ参照）にあるとき、例えばＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第１の表面７２に印加力が印加されるように構成されており、撓み抑制器２０６ｂは、トレーニング処理変形例１８０ｆがアセンブルされた位置２０８（図７Ｇ参照）にあるとき、例えばＳＭＡアクチュエータ６２などのＳＭＡ加工対象物６０の第２の表面７４に印加力が印加されるように構成されている。印加力はトレーニング処理中に常に存在し、ほぼ一定の大きさであってもよい。加えて、既に説明し、図７Ａ〜７Ｅに示したトレーニング処理変形例１８０ａ〜１８０ｅの実施形態はいずれも、図７Ｅ、７Ｇに示す撓み抑制器２０６ａ、２０６ｂと共に使用しうる。
【００５８】
本開示の別の実施形態では、構造体１６４（図６参照）に対して、好ましくは複合材構造体１６５（図６参照）に対して、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ６２（図３Ａ参照）が提供される。ＳＭＡアクチュエータ６２は、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を含みうる。トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａ（図３Ｂ）は、ＳＭＡ加工対象物６０の形状をほぼ矩形の形状７５ａ（図３Ａ参照）からほぼ平行四辺形の形状７７ａ（図３Ｂ参照）に変えるラッキング運動７９（図３Ａ〜３Ｂ参照）を発生させることによって、ＳＭＡ加工対象物６０に変態挙動を与えるため、好ましくは、前処理され、ＳＭＡ加工対象物６０に熱サイクル８２（図１１参照）及び歪みサイクル８４（図１１参照）を印加することによってトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０（図３Ａ参照）を含む。トレーニング処理された加工対象物６０ａはＳＭＡアクチュエータ６２に一体化されてもよい。ＳＭＡアクチュエータ６２は、構造体１６４の形状に作用するため、構造体１６４に埋め込まれてもよい。好ましくは、前処理されたＳＭＡ加工対象物６０（図３Ａ参照）は熱−機械的処理によってトレーニング処理され、歪みサイクル８４（図１１参照）はＳＭＡ加工対象物６０に歪みを与えるエッジ方向のラッキング荷重８０（図１１参照）を含み、この歪みは概してせん断歪みとして特徴づけられることがある。好ましくは、少なくとも１つの加熱素子１２４（図５参照）は、ＳＭＡ加工対象物６０の温度を変えるため、ＳＭＡ加工対象物６０の少なくとも１つの部分に熱的に接続される。ＳＭＡ加工対象物６０に印加される熱は、ＳＭＡ加工対象物６０にラッキング運動７９による動きを引き起こす。
【００５９】
ＳＭＡ加工対象物６０は、ＳＭＡ加工対象物６０の熱処理及び成形、ＳＭＡ加工対象物６０の所望の形状及びサイズへの切断、及びＳＭＡ加工対象物６０を一又は複数の前処理である機械加工、化学処理、切断、表面処理、表面仕上げ、接着、被覆、めっき、研磨、インターフェース開口部及び締結具開口部の追加、又は他の好適な前処理をＳＭＡ加工対象物６０に施すことによって、前処理されてもよい。好ましくは、構造体１６４は、航空機１１（図１参照）の翼１４、１６（図１参照）の構造桁３０（図１参照）又は構造桁３０の一部、航空機１１（図１参照）の翼１６（図１参照）の表面、回転翼航空機３４（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）の構造桁４４（図２参照）又は構造桁４４の一部、回転翼航空機３４のローターブレード４０（図２参照）の表面、航空機１１（図１参照）の尾部２０（図１参照）、航空機１１（図１参照）の尾部２０（図１参照）の表面、翼、又は他の空気力学的及び非空気力学的構造体、コンポーネント、及び素子のうちの１つを備え、地上構造体及び地上ビークル、水上構造体、及び他のビークルを含む。好ましくは、構造体１６４は空気力学的表面を有する。トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを有する埋め込まれたＳＭＡアクチュエータ６２は、翼１４、１６の構造桁３０又はローターブレード４０の構造桁４４などの構造体１６４の、作動時形状などの形状に影響を及ぼし、形状の駆動又は制御を行い、次に翼１４、１６又はローターブレード４０の作動時形状を制御する。ＳＭＡアクチュエータ６２は構造体１６４（図６参照）に接着されてもよく、ＳＭＡアクチュエータ６２は構造体１６４（図９Ａ〜９Ｃ参照）に機械的に取り付けられてもよく、或いはＳＭＡアクチュエータ６２は構造体１６４に溶接、融合、又は他の好適な方法で結合されてもよい。
【００６０】
本開示の別の実施形態では、航空機１１（図１参照）の翼１４、１６（図１参照）、或いは回転翼航空機３４（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）、或いは他の好適な翼又は航空ビークル１０の航空力学的表面の形状に作用するシステム２２２（図８Ｂ参照）が存在する。システム２２２は、航空機１１（図１参照）の翼１４、１６（図１参照）、或いは回転翼航空機３４（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）、或いは別の航空ビークル１０（図１、２参照）又は構造体の中で使用されうる、図８Ｂに示した構造桁２２４を含む。構造桁２２４は、好ましくは、構造桁２２４に一体化されうる一又は複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリ２１０を有する。各ＳＭＡアクチュエータアセンブリ２１０は、少なくとも１つの構造体１６４（図８Ａ、８Ｂ参照）に、好ましくは複合材構造体１６５（図８Ａ、８Ｂ参照）に埋め込まれた、少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図８Ａ、８Ｂ参照）を備える。システム２２２は、少なくとも１つのトレーニング処理されたアクチュエータ６２ａの温度を制御するため、構造桁２２４に取り付けられた熱電モジュール（ＴＥＭ）２１４（図８Ａ〜８Ｃ参照）などの形態にある温度制御システム１２３（図５、１１参照）をさらに備える。システム２２２は、構造桁２２４が航空機１１（図１参照）の翼１４、１６（図１参照）又は回転翼航空機３４（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）の形状に作用するようにするため、少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａに熱を印加するための少なくとも１つの加熱素子１２４（図５、１１参照）をさらに備える。少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、好ましくは、低い対気速度で揚力を高めるため翼１４、１６（図１参照）又はローターブレード４０（図２参照）をねじり、前方飛行時には燃費性能を向上させるため翼１４、１６（図１参照）又はローターブレード４０（図２参照）のねじれを元に戻す。以下で詳細に説明されるシステム２２２の各ＳＭＡアクチュエータアセンブリ２１０は、熱電モジュール（ＴＥＭ）２１４（図８Ｃ参照）、ＴＥＭ２１４をトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａに接続する熱コネクタ２１６（図８Ｄ参照）、ＴＥＭ２１４に結合された一又は複数のエラストマー部分２１８、及びＴＥＭ２１４に結合された放熱板２２０を備えてもよい。
【００６１】
図８Ａは、本開示の方法３００（図１２参照）の実施形態の１つによってトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなど、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの実施形態を有する形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリ２１０の拡大斜視図の図解である。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなど、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、構造体１６４のスロット２１２に埋め込まれて表示されている。複合材構造体１６５などの形態にある構造体１６４は、ローターブレード４０（図２参照）の有効な構造桁など、構造桁２２４（図８Ｂ参照）との接着を可能にする形状に機械加工されてもよい。
【００６２】
図８Ａ、８Ｃに示すように、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリ２１０は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの、例えばニチノールなどの形状記憶合金を加熱及び冷却するために使用される一又は複数の熱電モジュール（ＴＥＭ）２１４をさらに備えうる。図８Ｃは、熱電モジュール（ＴＥＭ）２１４を示す図８Ａの点線円８Ｃの拡大斜視図の図解である。図８Ｃに示すように、ＴＥＭ２１４は電流出力部分２３０に取り付けられたヒートポンプ熱電対部分２２８を備えうる。図８Ａに示すように、ＴＥＭ２１４は一方の面上で放熱板２２０に取り付けられてもよく、他方の面上でトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａに熱的に結合されてもよい。
【００６３】
図８Ａ、８Ｄに示すように、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリ２１０は熱コネクタ２１６をさらに備えうる。熱コネクタ２１６は、ＴＥＭ２１４とトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａとの間に、熱的結合及び熱伝導を提供するために使用されてもよい。図８Ｄは、熱コネクタ２１６を示す図８Ａの点線円８Ｄの拡大部分斜視図の図解である。図８Ｄに示すように、熱コネクタ２１６は基板２３６に取り付けられた繊維部分２３２を備えうる。繊維部分２３２は、例えば、炭素繊維材料、炭素ベルベット材料などの可撓性繊維材料２３４、又は他の好適な可撓性繊維材料を備えうる。基板２３６は、ビニール、エポキシ、複合材、金属又は別の好適な基板材料から成ってもよい。熱コネクタ２１６は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状記憶合金とＴＥＭ２１４との間に配置されてもよく、両者間の運動を可能にする。
【００６４】
図８Ａに示すように、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータアセンブリ２１０は、一又は複数のエラストマー部分２１８、又はＳＭＡアクチュエータアセンブリ２１０の上部を閉め切るように使用可能である他の可撓性のある構造体又は材料をさらに備えうる。代替的に、ＴＥＭ２１４を動かすことが有益なこともある。例えば、ＴＥＭ２１４は、トレーニング処理されたアクチュエータ６２ａなど、トレーニング処理された加工対象物６０ａの形状記憶合金材料の内面まで動かすことが可能であり、或いはトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状記憶合金材料の非可動埋め込み部分に取り付けられてもよい。
【００６５】
図８Ｂは、回転翼航空機３４（図２参照）のローターブレード４０（図２参照）に使用される、又は航空機１１（図１参照）の翼１４、１６に使用される構造桁２２４に一体化される図８ＡのＳＭＡアクチュエータアセンブリ２１０の拡大斜視図の図解である。トレーニング処理されたアクチュエータ６２ａは、低い対気速度で揚力を高めるためローターブレード４０をねじり、前方飛行時には燃費性能を向上させるためローターブレード４０（図２参照）の湾曲をねじれに戻すことができる。図８Ｂに示すように、ＴＥＭ２１４が摩耗ストリップ２２６に向かって動かされると、摩耗ストリップ２２６は放熱板２２０として使用されるか、放熱板２２０に付加されてもよい。温度センサ１２８（図５参照）は、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状記憶合金材料上に、或いはトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状記憶合金材料に近接する領域の構造体１６４（図６参照）に、接着されてもよい。歪みを測定することが必要な場合には、歪みゲージ及び熱電対に加えて、温度と歪みの両方を感知することができる埋め込み型の光ファイバーセンサ（図示せず）が使用可能である。
【００６６】
機械的に取り付けられた複合材構造体１６５ｂの実施例を図９Ａ〜９Ｃに示す。図９Ａは、構造体１６４、好ましくは第１の構造体１６６ａ及び第２の構造体１６６ｂなどを備える複合材構造体１６５（図９Ａ参照）、並びに機械的な取り付け及び一体化に先立って、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの実施形態の１つの拡大部分図の図解である。図９Ｂは、実装オペレータ２３８による機械的な取り付け及び一体化操作中に示される、第１の構造体１６６ａ及び第２の構造体１６６ｂなどを備える構造体１６４、並びにトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの拡大部分図の図解である。
【００６７】
図９Ａ〜９Ｂに示すように、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの第１の面７２（図９Ｂ参照）を上に向けた状態で、構造体１６４のスロット２１２に滑り込ませることができる。図９Ａは、締結具開口部１５８及びインターフェース開口部１６０に加えて、加熱素子１２４、温度センサ１２８及び加熱素子ワイヤ１３０を有するトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの第２の面７４を示す。図９Ａ〜９Ｂにさらに示すように、第１の構造体１６６ａ及び第２の構造体１６６ｂなどの形態にある構造体１６４は、スロット２１２及び構造体インターフェース開口部１７２を有する。図９Ｂに示すように、機械的に取り付けられた機械的複合材構造体１６５ｂを形成するため、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａが構造体１６４に機械的に取り付けられる場合には、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは、好ましくは構造体１６４のスロット２１２に挿入され、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの外表面領域１５６（図９Ａ参照）上のインターフェース開口部１６０は、好ましくは構造体１６４の構造体インターフェース開口部１７２に位置合わせされる。既知の機械式締結具（図示せず）は、位置合わせされたインターフェース開口部１６０（図９Ａ参照）及び構造体インターフェース開口部１７２（図９Ａ参照）を通って挿入されてもよく、また、機械的に取り付けられた機械的複合材構造体１６５ｂ（図９Ａ参照）を形成するため、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを構造体１６４に機械的に取り付けるように使用されてもよい。このような既知の機械式締結具はさらに、機械的に取り付けられた機械的複合材構造体１６５ｂを構造桁２２４（図９Ｃ参照）に機械的に取り付けるため使用されてもよい。
【００６８】
図９Ｃは、機械的な取り付け及び一体化の後に、有効な複合材構造桁などの構造桁２２４に一体化されて示される、図９Ａ〜９Ｂの機械的に取り付けられた機械的複合材構造体１６５ｂを形成する、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にある構造体１６４及びトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの側面図の図解である。
【００６９】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０、又はトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの実施形態に関して、ＳＭＡ加工対象物６０又はトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの形状は、アクチュエータとして機能するため、好ましくは放電加工（ＥＤＭ）デバイスによって任意の形状又は大きさ（例えば、矩形、楕円形、又は他の好適な形状）に切断されてもよい。これは、トレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）を有する適切なトレーニング処理システム９０（図１１参照）が設計されている場合には、熱−機械的処理の後又は熱−機械的処理の前に行われてもよい。ＥＤＭ切断デバイス及び工程は、大きな切断力が関係する既知の切断デバイス又は工程と比較して、ＳＭＡ加工対象物６０又はトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの残留応力を最小化するように使用することが望ましい。大きな作動力は、より大きなＳＭＡ加工対象物６０を要することがある。より大きなＳＭＡ加工対象物６０は、作動するためにはより大きな電力又はより長い時間を要することがある。ＳＭＡ加工対象物６０の断面形状は、隙間なく適合する、すなわち空間を圧縮するために、さらに好ましい作動力及び歪みを生成するために、必要となる形状記憶合金材料の総量を最小化するように設計されてもよい。ＳＭＡ加工対象物６０は構造体１６４（図９Ｃ参照）に平坦に配置されてよく、或いは構造体１６４の形状に一致するように成形されてもよい。
【００７０】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形状にあるＳＭＡ加工対象物６０の別の実施形態を図１０に示す。図１０は、波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０及び取り付けられた構造体１６４、好ましくは複合材構造体１６５の実施形態の拡大平面図の図解である。図１０は、波状形状２４３などの形態にある、波様変形２４２を有するＳＭＡ加工対象物６０を伴う波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０を示す。本明細書で使用されているように、「波状形状」とは波打ち効果又はしわ寄せ効果を意味している。ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０に荷重が印加されると、ＳＭＡ加工対象物６０は波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０の波状形状２４３を生成する。図１０に示すように、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０は、接着又は機械的取り付け又は他の好適な取り付け手段によって、構造体１６４に取り付けられてもよい。図１０にさらに示すように、ＳＭＡ加工対象物６０の第１のエッジ６８は第１の複合材構造体１６６ａに取り付けられてもよく、ＳＭＡ加工対象物６０の第２のエッジ７０は第２の複合材構造体１６６ｂに取り付けられてもよい。さらに、印加力２４４は第２のエッジ７０及び第２の複合材構造体１６６ｂに沿って印加され、反作用力２４６は第１のエッジ６８及び第１の複合材構造体１６６ａに沿って逆向きに反応する。
【００７１】
図１０に示すように、波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０の歪みは、印加力２４４などの荷重に対して作用している間に実現される作動歪みの百分率として測定されてもよい。荷重９６（図１１参照）は、ＳＭＡ加工対象物６０の厚み又は長さを増すことによって増やしてもよい。図１０に示すように、変位出力（Δχ）２４８はＳＭＡ加工対象物６０の幅（ｗ）２５０を増すことによって増やしてもよい。変位又は歪みの百分率は、図１０に示す波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０の断面など、一様でない断面を使用することによって、高められうる。波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０が加熱されると、波状形状２４３の波は部分的に平坦になり、より大きな運動を引き起こす。この種類の波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０は、座屈を引き起こすのに十分な高荷重下にＳＭＡ加工対象物６０を配置することによって形成されてもよく、或いはＳＭＡ加工対象物６０の熱処理及び成形時に形成されてもよい。座屈する前に高荷重を維持することができるＳＭＡ加工対象物６０を構築するため、矩形でない断面を使用してもよい。締結具開口部１５８（図５参照）及びインターフェース開口部１６０（図５参照）は、トレーニング処理装置アセンブリ１００（図４参照）内に、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０を固定するように、或いは構造桁３０（図１参照）、構造桁４４（図２参照）、構造桁２２４（図８Ｂ参照）などの構造体、または別の好適な構造体内に、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを固定するように、波状形状ＳＭＡアクチュエータ２４０に追加されてもよい。
【００７２】
ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の作動応答時間は、印加される熱及び形状記憶合金の熱を伝導する能力に依存することがある。典型的な形状記憶合金はごくわずかに熱を伝導する。例えば、ニチノールの熱伝導率はアルミニウムのおよそ２５分の１である。ＳＭＡ加工対象物６０の質量は薄板に分布するため、ＳＭＡ加工対象物６０の応答時間は、単位面積あたりの印加熱エネルギーの所定の入力に対して速くなることがある。熱を印加する面積がより広いと、ＳＭＡ加工対象物６０は薄いため、熱がＳＭＡ加工対象物６０を伝導する時間は短くなる。ＳＭＡ加工対象物６０は、力−重量比を改善するため、好ましくは多孔質であってもよく、これにより加熱／冷却時間を短くすることができる。
【００７３】
応答時間を加速するため、狭い加熱帯が使用されてもよい。本明細書で使用されているように、「加熱範囲」とは、温度領域内でマルテンサイト相８６（図１１参照）からオーステナイト相８８（図１１参照）まで完全に変態するのに要する温度変化を意味する。熱の大部分は相変態に使用されうるため、ニチノールの最も急速な変態は、小さな温度上昇のみを要する２０％から８０％までの作動範囲に見られることがある。したがって、完全な変態が実行されるまでＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０が１０％〜２０％の部分的な変態の近傍に保持される場合には、次にＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０が８０％〜９０％の変態に達して、適切な作動が観察されるまで急速に熱が印加される。
【００７４】
トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの形状制御は、複数のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａを使用することによって、又は形状記憶合金材料の一部のみを加熱／冷却することによって実現されることがある。例えば、構造体１６４に配置された複数のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、互いに独立に作動されることがある。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの各々は、構造体１６４又は一体化される他の構造体の局所的な曲げ又はねじれを生成することがある。種々の変形された形状は、トレーニング処理されたアクチュエータ６２ａの種々の組み合わせを作動させることによって生成されてもよい。代替的に、単一のトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａは、例えば温度勾配などの温度変動１２５（図１１参照）がトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａに生成されるように、加熱されてもよい。トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ内に生成される歪み９４（図１１参照）の程度は、局所温度に依存することがある。温度勾配などの形態にある温度変動１２５を制御することにより、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａの全域で歪みプロファイル９８（図１１参照）を制御することができる。これにより、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａが埋め込まれる構造体１６４（図１１参照）又は他の構造体の形状の制御を考慮することができる。
【００７５】
既に述べたように、図１１は、荷重９６及び歪みプロファイル９８を有するＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０のトレーニング処理に使用されるトレーニング処理システム９０を示す。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０はトレーニング処理変形例１８０（図７Ａ〜７Ｇも参照）をさらに含む。図１１に示すように、トレーニングシステム９０は、接着された複合材構造体１６５ａ（図６参照）及び機械的複合材構造体１６５ｂ（図９Ｂ参照）を含みうる複合材構造体１６５などの構造体１６４（図６参照）をさらに備える。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、ＲＡＭデバイス１０４又はリニアアクチュエータ１０５などの荷重印加デバイス１０２（図４も参照）を有するトレーニング処理装置アセンブリ１００（図４も参照）をさらに備える。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、リニアスライドデバイス１１４（図４参照）などの形態にあるスライドデバイス１１２（図４も参照）をさらに備える。一又は複数の印加荷重１８６（図１１参照）は、荷重印加デバイス１０２（図４、１１参照）によってリニアスライドデバイス１１４（図４参照）に印加されてもよい。
【００７６】
図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、トレーニング処理装置アセンブリ１００内のＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０を保持するため、クランプ１１８（図４参照）などの形態にある位置又は複数の保持素子１１６をさらに備える。保持素子１１６は、荷重印加デバイス１０２からリニアスライドデバイス１１４（図４参照）に印加された一又は複数の印加荷重１８６の結果として、リニアスライドデバイス１１４（図４参照）からの一又は複数の反作用荷重１８８（図１１参照）に反応することがある。
【００７７】
図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、一又は複数の加熱素子１２４を備え、且つ温度変動１２５（図１１）及び熱サイクル８２（図１１参照）を制御するための温度制御システム１２３（図５も参照）をさらに備える。図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、ソフトウェア１３８を実行及び処理するためのプロセシングユニット１３６を含みうるコンピュータデバイス１３４を含むコントローラデバイス１３２（図５も参照）をさらに備える。
【００７８】
図１１に示すように、トレーニング処理システム９０は、好ましくは、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０の運動及び性能を測定する性能測定素子１４０（図４も参照）を含む性能測定システム９２をさらに備える。運動によって生成される歪み９４（図１１参照）は、性能測定素子１４０によって測定可能である。トレーニング処理が完了すると、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａは加熱及び冷却によって有効になり、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａの性能１０８（図１１参照）は、性能測定素子１４０（図１１参照）を使用して測定され、性能測定値１１０（図１１参照）は記録され分析される。
【００７９】
任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用しうる。
【００８０】
既存の方法及びシステムと比較して、方法３００（図１２参照）及びトレーニング処理システム９０（図１１参照）の開示されている実施形態は、以下の有利な特徴を包含する。すなわち、これらの実施形態は、構造体１６４（図９Ｃ参照）に、好ましくは複合材構造体１６５（図９Ｃ参照）に結合されうる、或いは構造体１６４に一体化又は埋め込みされうる、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａ（図３Ｂ参照）などのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物６０ａ（図３Ｂ参照）を提供し、構造体１６４は、翼１４、１６（図１参照）、ローターブレード４０（図２参照）の構造桁３０（図１参照）又は構造桁３０の一部、構造桁４４（図２参照）又は構造桁４４の一部、或いは構造桁２２４（図９Ｃ参照）又は構造桁２２４の一部、或いは構造体の大きさ及び重量に最小限の影響を与える又は全く影響を与えない他の空気力学的表面を備えうる。これらの実施形態は、翼１４、１６（図１参照）、ローターブレード４０（図２参照）、及び構造体の大きさ及び重量に最小限の影響を与える又は全く影響を与えない他の空気力学的制御表面を制御することを提供する。これらの実施形態は、構造体に作用しうるトレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを製造することを提供する。これらの実施形態は、構造体の作動された形状を一体化する、分散する、及び制御する方法を提供する。これらの実施形態は、トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ６２ａなどの形態にあるトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物６０ａを空気力学的表面に埋め込むことを提供する。これらの実施形態は、空気力学的構造体を取得すること、及びその形状を非線形的な方法で変更すること、及び空気力学的構造体の変形を可能にすることを提供する。これらの実施形態は、ＳＭＡアクチュエータ６２などの形態にあるＳＭＡ加工対象物６０をトレーニング処理するためのトレーニング処理システム９０を提供し、これによって、ＳＭＡツイストチューブアクチュエータ及び／又はＳＭＡアクチュエータなどの既知の電磁アクチュエータ及び既知の形状記憶合金アクチュエータ、又はトレーニング処理されたワイヤ、チューブ及びプレートを使用するアクチュエータ用のコンポーネントの使用は、回避すること又は最小限に抑えることが可能で、さらには構造体及び航空ビークルの重量を低減することができ、さらには運航時の航空ビークルによって発生する燃料コストを低減することができる。
【００８１】
さらに、本開示は、下記の条項による実施形態を含む。
【００８２】
第１条項  形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をトレーニング処理する方法であって、
前記ＳＭＡ加工対象物に概して平面的な変態挙動を与えて、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を得るため、形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物に偶力を印加することを含む方法。
【００８３】
第２条項  前記偶力を印加することは、エッジ方向のラッキング荷重が前記ＳＭＡ加工対象物に印加されるように対向する力を印加することを含む、第１条項に記載の方法。
【００８４】
第３条項  前記偶力を印加することは、波様変形が前記ＳＭＡ加工対象物で生成されるように対向する力を印加することを含む、第１条項に記載の方法。
【００８５】
第４条項  前記偶力を印加することは、概して非波状―波状変態挙動を前記ＳＭＡ加工対象物に与える対向する力を印加することを含む、第１条項に記載の方法。
【００８６】
第５条項  前記ＳＭＡ加工対象物に熱サイクルを印加すること；及び
前記ＳＭＡ加工対象物が前記概して平面的な変態挙動を有するようにするため、循環的な方法で前記偶力を印加することによって、ほぼ平面的な歪みサイクルを前記ＳＭＡ加工対象物に与えること
をさらに含む、第１条項に記載の方法。
【００８７】
第６条項  前記熱サイクルを印加することは、前記ＳＭＡ加工対象物の形状をほぼ矩形の形状からほぼ平行四辺形の形状に変化させるラッキング運動を生成するため、前記ＳＭＡ加工対象物に熱を印加することを含む、第５条項に記載の方法。
【００８８】
第７条項  一又は複数の構造体に前記トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物を結合することをさらに含む、第１条項に記載の方法。
【００８９】
第８条項  前記一又は複数の構造体は、前記トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物の温度変化に応答して形状を変えることができる、第７条項に記載の方法。
【００９０】
第９条項  前記トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物をＳＭＡアクチュエータに一体化すること、及び前記構造桁の形状に作用するように航空ビークルの構造桁に前記ＳＭＡアクチュエータを埋め込むことをさらに含む、第１条項に記載の方法。
【００９１】
第１０条項  加工を実施することができるトレーニング処理システムであって、
概して平面的な変態挙動を示す形状記憶合金（ＳＭＡ）；及び
前記ＳＭＡアクチュエータを元の形状からトレーニング処理された形状に変態させることによって加工を実施するための一又は複数の加熱素子
を含むシステム。
【００９２】
第１１条項  前記形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータは、前記概して平面的な変態挙動を示すトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をさらに備える、第１０条項に記載のシステム。
【００９３】
第１２条項  前記形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータは、トレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物をさらに備え、前記トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は、ＳＭＡ加工対象物に偶力を印加することによってトレーニング処理され、前記ＳＭＡ加工対象物に前記概して平面的な変態挙動を与える、第１０条項に記載のシステム。
【００９４】
第１３条項  前記システムは運動を与え、これによって加工を実施することができる、第１０条項に記載のシステム。
【００９５】
第１４条項  荷重印加デバイス及び温度制御システムを有するトレーニング処理装置アセンブリをさらに備え、前記荷重印加デバイスは前記ＳＭＡアクチュエータにエッジ方向のラッキング荷重を印加し、前記温度制御システムは一又は複数の加熱素子を制御して前記ＳＭＡアクチュエータに温度変動を印加し、前記ＳＭＡアクチュエータの形状を、ほぼ矩形の形状を含む前記元の形状から、ほぼ平行四辺形の形状を含む前記トレーニング処理された形状に変化させるラッキング運動を生成する、第１０条項に記載のシステム。
【００９６】
第１５条項  概して平面的な変態挙動を有する少なくとも１つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を備える構造体であって、前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は構造体に結合されており、前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物の温度変化に応答して適合可能である構造体。
【００９７】
第１６条項  前記構造体は、航空ビークル内に構造桁を備える、第１５条項に記載の構造体。
【００９８】
第１７条項  前記構造桁は閉じられた断面を有し、互いにほぼ対向するように配置された少なくとも２つのトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）加工対象物を含む、第１６条項に記載の構造体。
【００９９】
第１８条項  前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は、前記構造体に埋め込まれて航空力学的表面に作用するように構成されているトレーニング処理された形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータを備える、第１５条項に記載の構造体。
【０１００】
第１９条項  前記少なくとも１つのトレーニング処理された加工対象物は形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータに一体化され、前記ＳＭＡアクチュエータは前記構造体に接着され又は機械的に取り付けられ、前記構造体の形状に作用するように構成されている、第１５条項に記載の構造体。
【０１０１】
第２０条項  前記少なくとも１つのトレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物は、ＳＭＡ加工対象物に偶力を印加することによってトレーニング処理され、前記ＳＭＡ加工対象物に前記概して平面的な変態挙動を与え、且つ前記ＳＭＡ加工対象物に熱サイクルを印加することによって、前記ＳＭＡ加工対象物の形状をほぼ矩形の形状からほぼ平行四辺形の形状に変化させるラッキング運動を生成する、第１５条項に記載の構造体。
【０１０２】
上述の説明及び関連する図面に示した教示の利点を有する本開示に関連する当業者であれば、本開示の多数の変形例および他の実施形態が想起されよう。本明細書に記載した実施形態は、例示することを意図したものであって、限定的又は網羅的であることを意図していない。本明細書では特定の用語を使用しているが、単に一般的且つ説明のために使用したものであり、限定を目的とするものではない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    航空ビークル
１１    航空機
１２    胴体
１４、１６    翼
１８    推進ユニット
２０    尾部
２２    上方翼外板
２４    下方翼外板
２６    翼付け根
２８    翼端
３０    構造桁
３４    回転翼航空機
３６    胴体
３８    尾部支材
４０    ローターブレード
４２    ハブ
４４    構造桁
４６    ブレード付け根
４８    ブレード先端
６０    ＳＭＡ加工対象物
６０ａ    トレーニング処理されたＳＭＡ加工対象物
６１    形状記憶合金原材料
６２    ＳＭＡアクチュエータ
６２ａ    トレーニング処理されたＳＭＡアクチュエータ
６３    初期形状
６４    第１の端部
６６    第２の端部
６８    第１のエッジ
７０    第２のエッジ
７２    第１の面
７４    第２の面
７５    元の形状
７５ａ    矩形
７６    偶力
７６ａ    第１の対向する力
７６ｂ    第２の対向する力
７７    トレーニング処理された形状
７７ａ    平行四辺形
７８    概して平面的な変態挙動
７９    ラッキング運動
８０    エッジ方向のラッキング荷重
８１    非波状―波状変態挙動
８２    熱サイクル
８４    歪みサイクル
８６    マルテンサイト相
８８    オーステナイト相
９０    トレーニング処理システム
９２    性能測定システム
９４    生成された歪み
９６    荷重
９８    歪みプロファイル
１００    トレーニング処理装置アセンブリ
１０２    荷重印加デバイス
１０４    ＲＡＭデバイス
１０５    リニアアクチュエータ
１０６    レギュレータデバイス
１０８    性能
１１０    性能測定値
１１２    スライドデバイス
１１４    リニアスライドデバイス
１１６    保持素子
１１８    クランプ
１２０    孔
１２２    支持構造体
１２３    温度制御システム
１２４    加熱素子
１２５    温度変動
１２６    加熱テープ
１２８    温度センサ
１２９    熱電対デバイス
１３０    加熱素子ワイヤ
１３１    コネクタ
１３２    コントローラデバイス
１３２    制御デバイス
１３３    センサワイヤ
１３４    コンピュータデバイス
１３６    プロセシングユニット
１３８    ソフトウェア
１４０    性能測定素子
１４２    センサ
１４４    レーザー位置センサ
１４６    筐体素子
１５０    基板結合構造体
１５２    ほぼ平坦な表面
１５４    アクチュエータ領域
１５６    外表面領域
１５８    締結具開口部
１６０    インターフェース開口部
１６２    アクチュエータフレームピース
１６４    構造体
１６５    複合材構造体
１６５ａ    接着された複合材構造体
１６５ｂ    機械的複合材構造体
１６６ａ    第１の構造体
１６６ｂ    第２の構造体
１６８ａ、１６８ｂ    取付エッジ
１７０ａ、１７０ｂ    非取付エッジ
１７２    構造体インターフェース開口部
１７４    拡張された接着領域
１８０    トレーニング処理変形例
１８０ａ〜１８０ｆ    トレーニング処理変形例
１８２    第１の非固定領域
１８４    第２の非固定領域
１８６    印加された荷重
１８６    印加荷重
１８６ａ〜１８６ｅ    印加力
１８８    反作用荷重
１８８ａ〜１８８ｅ    反作用力
１９０、１９２    反作用力
１９４    フレーム素子
１９６    適合性材料
１９８    ヒンジ部分
２００、２０２    反作用力
２０４    隅部
２０６ａ、２０６ｂ    撓み抑制器
２０８    アセンブルされた位置
２１０    形状記憶合金アクチュエータアセンブリ
２１２    スロット
２１４    熱電モジュール
２１６    熱コネクタ
２１８    エラストマー部分
２２０    放熱板
２２２    システム
２２４    構造桁
２２６    摩耗ストリップ
２２８    ヒートポンプ熱電対部分
２３０    電流出力部分
２３２    繊維部分
２３４    可撓性繊維材料
２３６    基板
２３８    実装オペレータ
２４０    波状形状ＳＭＡアクチュエータ
２４２    波様変形
２４３    波状形状
２４４    印加力
２４６    反作用力
２４８    変位出力
２５０    幅
ω    幅
Δχ    変位出力
【図１】
0006363848.tif 000002
【図２】
0006363848.tif 000003
【図３Ａ】
0006363848.tif 000004
【図３Ｂ】
0006363848.tif 000005
【図４】
0006363848.tif 000006
【図５】
0006363848.tif 000007
【図６】
0006363848.tif 000008
【図７Ａ】
0006363848.tif 000009
【図７Ｂ】
0006363848.tif 000010
【図７Ｃ】
0006363848.tif 000011
【図７Ｄ】
0006363848.tif 000012
【図７Ｅ】
0006363848.tif 000013
【図７Ｆ】
0006363848.tif 000014
【図７Ｇ】
0006363848.tif 000015
【図８Ａ】
0006363848.tif 000016
【図８Ｂ】
0006363848.tif 000017
【図８Ｃ】
0006363848.tif 000018
【図８Ｄ】
0006363848.tif 000019
【図９Ａ】
0006363848.tif 000020
【図９Ｂ】
0006363848.tif 000021
【図９Ｃ】
0006363848.tif 000022
【図１０】
0006363848.tif 000023
【図１１】
0006363848.tif 000024
【図１２】
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