(57)【要約】【課題】  双安定タイプの形状記憶アクチュエータを提供する。【解決手段】  形状記憶の双安定アクチュエータは、固定された支持構造体2に移動可能に取り付けられて、死点という中間位置と二つの端部位置を有している要素3を含んでいる。死点位置に関していずれかの部分にあることに応じて、ばね手段7は、いずれかの端部位置に向けて可動要素3を戻そうとする。形状記憶手段5は、少なくとも死点位置を越えるまで、ばね手段7の作用に抗していずれかの端部位置から可動要素3を移動させるために設けられている。新しい所望の作動位置に可動要素を進めるとともに、形状記憶手段が非作動であっても、かかる位置にそれを保持するためにばね手段が設けられているので、死点を超えると、形状記憶手段5の作動が止められる。【選択図】図１
2005320960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造体の上に移動可能に取り付けられて、死点という中間位置及び二つの端部位置を有する要素と、
死点位置に関していずれの側にあるかに応じて、可動要素をいずれかの端部位置に戻そうとする弾性手段と、
少なくとも死点位置を超えるまで、弾性手段の作用に抗していずれかの端部位置から可動要素を移動させるための形状記憶手段と、
を含み、
前記弾性手段は、前記可動要素と前記固定された支持構造体との間に配置されたばね手段であり、
前記可動要素は、支持構造体上に回転軸を中心にして回転可能に取り付けられており、ばね手段は、可動要素の回転軸から離間されたポイントで支持構造体に接続された一方の端部と、回転軸から離間されたポイントで可動要素に接続された他方の端部と、を有するコイルスプリングからなり、
前記形状記憶手段は、形状記憶ワイヤと、それに電流を供給するための手段と、を少なくとも含み、
前記可動要素は、プーリの形態をしており、形状記憶ワイヤは、固定された支持構造体に接続された二つの端部を有し、プーリを中心にして偏位しており、形状記憶ワイヤは、可動要素に強固に接続されており、
前記給電手段は、スプリングと形状記憶ワイヤの第一区域とを含む第一回路、及び、当該スプリングと形状記憶ワイヤの第二区域とを含む第二回路を通じて電流を選択的に供給するのに適していることを特徴とする双安定アクチュエータ。
【請求項２】
前記形状記憶手段は、並行に配置された複数の形状記憶ワイヤを含むことを特徴とする、請求項１記載の双安定アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、形状記憶のアクチュエータ分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
形状記憶の合金は、様々な分野で昔から開発され且つ利用されている。かかる材料は、それらの温度が遷移値を超えて変化するときに変形を受けるという特性を示す。この特性を利用することによって、遷移温度を越えて暖められたならば収縮する形状記憶ワイヤから例えば構成される形状記憶アクチュエータが用いられる。ワイヤを通して電流を流すことによる加熱は、ジュール効果によってそれを暖めるように、いくつかの用途で引き起こされる。
【０００３】
出願人は、形状記憶アクチュエータの異なった出願に関する、様々な特許および特許出願の所有者である。
【０００４】
本発明は、特に、双安定タイプ、つまり、それがすべての作動で移動する二つの作動位置を有するタイプの形状記憶アクチュエータに関する。すべての時間で到達する位置は、アクチュエータ非活性化（deactivation）の後でさえも安定して保持されている。言いかえれば、このタイプのアクチュエータでは、アクチュエータの次の各作動は、動作状態から他の動作状態までそのスイッチングをもたらす、そして作動が終了したとき、アクチュエータは、それが到着した位置のままである。したがって、かかるアクチュエータは、単安定タイプのアクチュエータとは異なっている。アクチュエータ作動は、二つの作動位置のうちの一つの作動位置にアクチュエータの移動を常にもたらす。しかしながら、作動が終了したとき、アクチュエータは、常に他の作動位置に戻る。
【０００５】
明らかに、双安定アクチュエータの利点は、アクチュエータが保持されることになっているどのような動作状態であっても、かかる位置にそれを保持するためにエネルギー(例えば形状記憶ワイヤを通して電流を供給するためのエネルギー)を消費することが不要であるということである。
【０００６】
双安定タイプの形状記憶アクチュエータは、ヨーロッパ特許EP 1 241 351 B1の出願人によって既に提案された。請求項１の前段特徴部分の中で示されたタイプの形状記憶の双安定アクチュエータは、WO-02/057627から分かる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、非常に単純な構造を有しており、安価であり、同時にその動作（working）が信頼の高い形状記憶の双安定アクチュエータを達成することである。
【０００８】
この目的を得ることに照らして、本発明の目的は、請求項１の特徴を有していることを特徴とする形状記憶の双安定アクチュエータである。
【０００９】
本発明に係るアクチュエータでは、形状記憶手段の唯一の目的は、可動要素がその死点（dead center）位置を越えるようにすることである。
【００１０】
一旦、本目的が達成されたならば、新しい作動位置までの可動要素の移動は、ばねによって決定される。それは、形状記憶手段の非活性化の後に得られて、新しい作動位置を維持する機能を有している。並びに、電気的な供給回路の一部であるという機能を有している。
【００１１】
したがって、本発明に係るアクチュエータは、優れた単純さおよび動作信頼性、および低減されたエネルギー消費を特徴としている。
【００１２】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付された図面(それらは限定的なものではなく例として提供される)参照しながら、次の説明からもたらされるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面において、数字1は、一般に、形状記憶の双安定アクチュエータを示す。
【００１４】
アクチュエータは、図面に単に模式的に示されているが、いかなる構造や形状を有していてもよい固定された支持構造体2を含んでいる。アクチュエータは、可動要素3を含んでいる。可動要素3は、固定された支持構造体2上で軸4を中心にして回転可能に取り付けた滑車（pulley）の形をしている。滑車3を中心にして、単一の形状記憶ワイヤ5が返される。形状記憶ワイヤ5は、固定された支持構造体2に固定されたその両方の端部5a，5bを有しており、ポイント6で関係した滑車3に堅固に固定される。コイルばね7は、回転軸4を通る垂直線に(図面の中で)配置されたポイントで固定された支持構造体2に強固に接続された一つの端部8と、形状記憶ワイヤ5が固定されるのと同じポイント6に対応する、滑車3に固定された反対端部とを有している。
【００１５】
数字9は、一般に、形状記憶ワイヤ5に電気的な供給を行う電気供給手段を示す。これらの手段は、ばね7、および、端部5aから滑車の定着位置（fixing point）6まで延在するワイヤ5の一部分を含んでいる第一の回路9aを含んでいる。第二の回路9bも、ばね7、および定着位置6からワイヤの他端5bまで延在するワイヤ5の一部分を含んでいる。
【００１６】
数字10は、電源を模式的に示している。また、数字11は、第一の回路9a、または第二の回路9bの通過する電流を作動させる（activated）ことができるスイッチを示す。
【００１７】
図１は、それが機能する中間段階における本発明に係るアクチュエータを示す。その中間段階では回路9bが作動している（activated）。かかる相では、定着位置6と端部5bとの間にある形状記憶ワイヤ5の一部分は、電流の通路によって決定された加熱のために収縮状態になる。その代りに、この相では、端部5aとポイント6との間にあるワイヤ5の一部分は緩くなる。したがって、上記相において、形状記憶ワイヤは、それを右回りに(図面に関して)回転させようとする滑車3に力Fを加える。回路9bの作動は、図３に示されるように、死点位置が到達する直後まで進む。この位置では、ばね7の端部6，8および回転軸4は、その間に整列している。したがって、図１に示した相では、ワイヤ5の区域（tract）6〜5bの収縮が、ばね7の働きに抗して滑車3が右回りに回転することを決定するが、図３の状態を超える（exceeding）と、滑車3が右回りに回転することを促進するばね7であるので、回路9bの作動が止められる。そして、滑車3の端部の作動位置(それは図２に示される)が得られるまで、この回転は継続する。かかる位置は、ばね7の変形しない状態に、または、対応する固定端表面(不図示)に対する滑車3の表面の係合に相当している。それは、ばね7がさらに短くなることを回避する。図２に示した作動位置が一旦得られたならば、ユーザが反対の作動条件にアクチュエータを切り替えようとするまで、この位置はエネルギー消費なしで保持される。この場合、スイッチ11は、回路9aを通じて電流を供給するように駆動されるだろう。これによって、ワイヤ5a〜6の区域（tract）が短縮することが決定されて、ばね7の作用に抗して滑車3が必然的に右回りに回転する。図３に示される死点位置が得られる直後まで、回路9aの作動が継続される。その後に、ばね7それ自体によって、図２のそれに関して鏡のような（specularly）対称な位置が得られるまで、滑車3が左回りに回転するであろう。この場合もやはり、この位置は、どんなエネルギー消費を必要としないで、同じばね7によって保持されるだろう。
【００１８】
本発明に係るアクチュエータの可能な適用（application）は異なる。確かに、可動要素の移動が、二つの端部の作動位置の間に必要とされるところ(示された場合では、回転軸を中心に振れる要素)ならどこでも、かかるアクチュエータが用いられるであろう。これは、例えば、二つの端部の作動位置の間に振れる、自動車の調整（conditioning）システムのための空気バッフル（air baffle）の場合である。
【００１９】
しかしながら、明らかに、本発明の原理を侵害することなく、構造の細部および実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなく、単なる例示として記載され且つ示されたものに関して幅広く変更することができる。
【００２０】
例えば、可動要素3は、二つの端部の作動位置の間で振れるように弾力的に変形可能な要素であってもよい。また、ばね手段(それは、死点位置のいずれかの部分上にあるということに依存して、いずれかの端部位置に向けて可動要素を戻そうとする)は、変形可能な要素の同じ弾力のものを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るアクチュエータの好ましい実施形態の概略図である。
【図２】異なった動作状態（working condition）における図１のアクチュエータを示す。
【図３】異なった動作状態における図１のアクチュエータを示す。
【符号の説明】
【００２２】
１  形状記憶の双安定アクチュエータ
２  支持構造体
３  滑車
４  回転軸
５  形状記憶ワイヤ
５ａ  端部
５ｂ  端部
６  ポイント
７  ばね
８  端部
９  電気供給手段
１０  電源
１１  スイッチ
【図１】
2005320960.tif 000003
【図２】
2005320960.tif 000004
【図３】
2005320960.tif 000005