(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を中心に回動可能で、前記軸を中にして一方側と他方側とに設けられた第１の端部と第２の端部及び前記第１の端部と第２の端部との間に設けられ、前記第１の端部と前記第２の端部とともに回動する第３の端部を有する作動アームと、
前記第１の端部と第１の固定部材との間に直列に繋がれて架渡された、通電されることで記憶している形状に収縮動作し、通電が断たれることで変形復元回復限界以内で延伸可能な第１のアクチュエータ素子及び第１の弾性体と、
前記第２の端部と第２の固定部材との間に直列に繋がれて架渡された、通電されることで記憶している形状に収縮動作し、通電が断たれることで変形復元回復限界以内で延伸可能な第２のアクチュエータ素子及び第２の弾性体と、
前記第１のアクチュエータ素子に通電して前記作動アームを軸を中心に第１のアクチュエータ素子側である第１の位置に回動させた第１の動作状態と、前記第２のアクチュエータ素子に通電して前記作動アームを軸を中心に第２のアクチュエータ素子側である第２の位置に回動させた第２の動作状態と、前記第１のアクチュエータ素子と前記第２のアクチュエータ素子のいずれにも通電しないで前記作動アームを軸を中心に前記第１の位置と前記第２の位置との中間の第３の位置に回動させた第３の動作状態とに制御する制御手段と、
前記第３の端部と第３の固定部材との間に架渡され、前記作動アームが前記第１の位置及び前記第２の位置にある場合に前記作動アームを前記第３の位置に向けて付勢する第３の弾性体と、
を有することを特徴とするアクチュエータデバイス。
【請求項２】
前記作動アームと前記第１の弾性体と前記第１の固定部材と前記第２の弾性体と前記第２の固定部材と前記第３の弾性体と前記第３の固定部材が導電性であり、前記第１のアクチュエータ素子と前記第２のアクチュエータ素子とに電流を流すための電路の役割を兼用していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の動作状態から前記第３の動作状態へ切り換えるときに、前記第１のアクチュエータ素子に対する通電を断つとともに、前記第２のアクチュエータ素子に対して一時的に所定時間通電した後に通電を断つ制御モードと、前記第２の動作状態から前記第３の動作状態へ切り換えるときに、前記第２のアクチュエータ素子に対する通電を断つとともに前記第１のアクチュエータ素子に対して一時的に所定時間通電した後に通電を断つ制御モードと、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、オフィス、家庭などで使用される複写機、プリンター、ＦＡＸなどのＯＡ機器の動作を制御するアクチュエータデバイス（actuator device：駆動器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター、ＦＡＸなどのシート上に画像を作成する画像形成装置には、シートの搬送制御、各画像形成プロセスユニットの駆動、制御に数多くのアクチュエータを用いている。
【０００３】
ソレノイドは、簡単な電気回路で動きを作り出し、制御するアクチュエータ素子であり、数多く使われている。ソレノイドはプランジャ型やフラッパ型などさまざまな形があるが、コイルに通電して発生する電磁力により鉄心（プランジャやフラッパ）を引きつけることにより運動を起こさせるものである。ソレノイドは、動作時間が短い利点があるが、鉄心が引きつけられることにより、動作時、突発音が発生し、装置全体の騒音レベルが上がってしまう原因になっている。また、コイルは銅線でできており、吸引力はそれに流す電流とコイルの巻数で決まる。
【０００４】
そのため、ソレノイドの大きさ、重量等が必然的に決まってしまうものである。よって、吸引力を高くしたまま小型化するのは困難であり、電力も消費し、値段も高くなっていた。そして、ソレノイドはストローク開始時の吸引力が弱く、引きつけると強くなるので、必然的に大きなソレノイドを使う必要があった。また、ソレノイドは、通電による鉄心の吸引時の位置と、開放時の位置との２つの位置しか取れず、２つの被駆動部へ切り換えて駆動を伝達させようとする時など２つのソレノイドが必要となる。
【０００５】
さて、近年、動作音のしない形状記憶合金などを用いたアクチュエータ素子が提案されている。形状記憶合金アクチュエータは通電して熱を発生させることにより形状回復力を発生させ、それによりレバー等を動かし、また通電を切って元の位置に戻すものである。しかも省電力である。
【０００６】
しかし、通電を切って元に戻すには、このアクチュエータ素子が冷却されるまで時間がかかる。そのため動作速度を速くするための方策など種々の提案がなされている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３８５０号公報
【特許文献２】特開２００４−１００５３７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これらのアクチュエータはレバー等を２つの安定位置の間で動かすものであり、装置が複雑になり、コンパクトにならない。
【０００９】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものである。その目的は、ソレノイドの代替となり、動作時の音が無く、しかも小型・軽量で動作が速く、３つの停止位置を有するアクチュエータデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明に係るアクチュエータデバイスの代表的な構成は、軸を中心に回動可能で、前記軸を中にして一方側と他方側とに設けられた第１の端部と第２の端部及び前記第１の端部と第２の端部との間に設けられ、前記第１の端部と前記第２の端部とともに回動する第３の端部を有する作動アームと、前記第１の端部と第１の固定部材との間に直列に繋がれて架渡された、通電されることで記憶している形状に収縮動作し、通電が断たれることで変形復元回復限界以内で延伸可能な第１のアクチュエータ素子及び第１の弾性体と、前記第２の端部と第２の固定部材との間に直列に繋がれて架渡された、通電されることで記憶している形状に収縮動作し、通電が断たれることで変形復元回復限界以内で延伸可能な第２のアクチュエータ素子及び第２の弾性体と、前記第１のアクチュエータ素子に通電して前記作動アームを軸を中心に第１のアクチュエータ素子側である第１の位置に回動させた第１の動作状態と、前記第２のアクチュエータ素子に通電して前記作動アームを軸を中心に第２のアクチュエータ素子側である第２の位置に回動させた第２の動作状態と、前記第１のアクチュエータ素子と前記第２のアクチュエータ素子のいずれにも通電しないで前記作動アームを軸を中心に前記第１の位置と前記第２の位置との中間の第３の位置に回動させた第３の動作状態とに制御する制御手段と、前記第３の端部と第３の固定部材との間に架渡され、前記作動アームが前記第１の位置及び前記第２の位置にある場合に前記作動アームを前記第３の位置に向けて付勢する第３の弾性体と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作時の音が無く、しかも小型・軽量で動作が速く、３つの動作位置を有するアクチュエータデバイスを提供することができる。従って、このアクチュエータデバイスを搭載する装置本体の静音化、小型化、低消費電力化に貢献する。
【００１２】
本発明は、２つの停止位置乃至３つの停止位置制御が必要なアクチュエータを用いる装置、例えば画像形成装置の給紙手段、搬送分岐手段、駆動切換手段における作動装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１におけるアクチュエータデバイスの外観斜視図である。
【図２】図１のＦ矢視図である。
【図３】蓋を取り外してケーシングの内部を見せたアクチュエータデバイスの斜視図である。
【図４】ケーシング内部のアクチュエータ機構の分解斜視図である。
【図５】初期状態時のアクチュエータ機構と制御系統のブロック図である。
【図６】作動アームが第１の位置に回動された状態時の図である。
【図７】作動アームが第２の位置に回動された状態時の図である。
【図８】作動アームが第２の位置に回動された状態時の斜視図である。
【図９】実施の形態２における初期状態時のアクチュエータ機構と制御系統のブロック図である。
【図１０】作動アームが第１の位置に回動された状態時の図である。
【図１１】作動アームが第２の位置に回動された状態時の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は本実施の形態１におけるアクチュエータデバイス１の外観斜視図である。図２は図１のＦ矢視図である。図３は蓋２を取り外してケーシング１７の内部を見せたアクチュエータデバイス１の斜視図である。図４はケーシング内部のアクチュエータ機構の分解斜視図である。
【００１６】
アクチュエータデバイス（以下、デバイスと略記する）１は、内部にアクチュエータ機構を組み込んだケーシング１７と、このケーシング１７の上面開口部１７ａに対する蓋２を有している。蓋２はケーシング１７の上面開口部１７ａに対してスナップフィット２ａ・１７ｂにより着脱可能に装着されている。ケーシング１７には、位置決め用の穴１７ｃとビス穴など取り付け用の穴１７ｄを具備させたフランジ１７ｅが一体に形成されている。デバイス１はこのフランジ１７ｅを介して画像形成装置等の主装置（不図示）の所定の配置個所に対して取り付けられる。
【００１７】
ケーシング１７は、上面側と長手方向一端側とがそれぞれ上面開口部１７ａと端面開口部１７ｆとして開放された底浅の長方形状体である。端面開口部１７ｆは、ケーシング１７の上面開口部１７ａに対して蓋２が装着されていても開放されている。
【００１８】
ケーシング１７の底板１７ｇの内面には、端面開口部１７ｆ寄りで、かつ底板短手方向（底板幅方向）の略中央部の位置に軸１２が立設されている。この軸１２に対して、金属製で導電性がある略十字形状の作動アーム９が回動可能に装着されている。すなわち、作動アーム９の十字の略中心部には穴部９ａが設けられている。その穴部９ａが軸１２に対して遊嵌されて、作動アーム９が軸１２を中心に回動可能に装着されている。また、作動アーム９はケーシング１７に装着された蓋２との間で位置決め保持されている。
【００１９】
略十字形状の作動アーム９の４つの腕部の内の１つの腕部９ｂは、画像形成装置等の主装置の被駆動部（不図示）に対して連結されて被駆動部を動かすための作用腕部として端面開口部１７ｆからケーシング１７の外方に突出している。９ｃはこの作用腕部９ｂに形成された、被駆動部と連結するための穴部である。
【００２０】
また、上記の作用腕部９ｂに対して直交方向の２つの腕部のうちの、軸１２を中にして一方側の腕部９ｄを第１の端部、他方側の腕部９ｅを第２の端部とする。また第１と第２の端部との間に向けられていて、作用腕部９ｂとは反対向きの腕部９ｆを第３の端部とする。そして、上記の第１の端部９ｄ、第２の端部９ｅ、第３の端部９ｆには、それぞれ、係止部としてのフック形状部９ｄ１・９ｅ１・９ｆ１が形成されている。
【００２１】
また、ケーシング１７の長手方向他端側の側板１７ｈには、側板長手に沿って所定の間隔を開けて３つの溝部１７ｉ・１７ｊ・１７ｋが設けられている。そして、その各溝部に対して、それぞれ、第１の端子（第１の固定部材）３、第３の端子（第３の固定部材）４、第２の端子（第２の固定部材）５の３つの端子が嵌め込まれて位置決め固定されている。各端子３・４・５の位置決め固定は、各端子に設けた凹部と、各溝部及び蓋側とに設けた凸部との係合によりなされる。第１の端子３と第２の端子５は第３の端子４を中にしてその両側に位置している。
【００２２】
第１の端子３は作動アーム９の第１の端部９ｄに対応する。第２の端子５は作動アーム９の第２の端部９ｅに対応する。第３の端子４は作動アーム９の第３の端部９ｆに対応する。第１乃至第３の各端子３・４・５は導電性金属製であり、ケーシング１７から外方に突出させている外端部分３ａ・４ａ・５ａはタブ端子形状を形成して、ファストン端子５０（図５）などがコネクトできるようにしてある。金属は、例えば、銅、リン青銅、鉄、ステンレスなどである。
【００２３】
また、各端子３・４・５のケーシング内側の内端部分３ｂ・４ｂ・５ｂには、それぞれ、係止部としてのフック形状部３ｃ・４ｃ・５ｃが形成されている。第３の端子４の内端部分４ｂの長さは、第１と第２の端子３・５の内端部分３ｂ・５ｂの長さよりも長くしてある。そして、その第３の端子４の内端部分４ｂの途中部分は、ケーシング１７の底板１７ｇの内面に設けられた突起部１７ｎに形成されている溝部１７ｍに嵌め込まれて位置決め固定されている。
【００２４】
そして、作動アーム９の第１の端部９ｄに形成されているフック形状部９ｄ１と、第１の端子３のフック形状部３ｃとの間には、第１のアクチュエータ素子１０と第１のバッファーバネ（第１の弾性体）６とが直列に繋がれて架渡（張設）されている。すなわち、第１のアクチュエータ素子１０はその一端側の丸型端子１８の穴部が作動アーム９のフック形状部９ｄ１に引っ掛けられている。
【００２５】
第１のアクチュエータ素子１０と第１のバッファーバネ６は、アクチュエータ素子１０の他端側の丸型端子１９の穴部にバッファーバネ６の一端側フック部６ａが引っ掛けられて連結されている。そして、第１のバッファーバネ６の他端側フック部６ｂが第１の端子３のフック形状部３ｃに引っ掛けられている。
【００２６】
また、作動アーム９の第２の端部９ｅに形成されているフック形状部９ｅ１と、第２の端子５のフック形状部５ｃとの間には、第２のアクチュエータ素子１１と第２のバッファーバネ（第２の弾性体）７とが直列に繋がれて架渡されている。すなわち、第２のアクチュエータ素子１１はその一端側の丸型端子２０の穴部が作動アーム９のフック形状部９ｅ１に引っ掛けられている。
【００２７】
第２のアクチュエータ素子１１と第２のバッファーバネ７は、アクチュエータ素子１１の他端側の丸型端子２１の穴部にバッファーバネ７の一端側フック部７ａが引っ掛けられて連結されている。そして、第２のバッファーバネ７の他端側フック部７ｂが第２の端子５のフック形状部５ｃに引っ掛けられている。
【００２８】
また、作動アーム９の第３の端部９ｆに形成されているフック形状部９ｆ１と、第３の端子４のフック形状部４ｃとの間には、引張バネ（第３の弾性体）８が架渡されている。すなわち、引張バネ８はその一端側フック部８ａが作動アーム９のフック形状部９ｆ１に引っ掛けられており、他端側フック部８ｂが第３の端子４のフック形状部４ｃに引っ掛けられている。
【００２９】
本実施の形態１で用いている第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１はそれぞれ同じ特性を有する形状記憶素子である。詳しくはトキ・コーポレーションのバイオメタル（登録商標）を採用しており、針金状の形状記憶合金をスパイラルに捲回したスプリング形状になっている。その両端部に金属製で導電性がある丸型端子１８・１９、２０・２１を圧着してあり、形状記憶素子は変形復元回復限界以内で常温状態において延伸（延伸可能）している。
【００３０】
そして、両端部の端子間は電気的に導通し、通電することで形状記憶素子が自身の抵抗で発熱する。７０℃程度の温度上昇で材料が収縮動作をするので、形状記憶素子は伸ばされていた形状が密着捲き状態になるまで縮まっていく。この際の収縮力を利用して作動アーム９を動かすようにしたものである。
【００３１】
第１のバッファーバネ６、第２のバッファーバネ７、引張バネ８は、何れも導電性のコイルスプリングである。第１のバッファーバネ６と第２のバッファーバネ７は同じバネ特性を有するものである。
【００３２】
第１のアクチュエータ素子１０と第１のバッファーバネ６は逆配置であってもよい。また、第２のアクチュエータ素子１１と第２のバッファーバネ７も逆配置であってもよい。
【００３３】
次に、上記デバイス１の動作について説明する。デバイス１の第１の端子３、第３の端子４、第２の端子５の外端部分３ａ・４ａ・５ａには、図５のように、デバイス１と動作回路１００とを電気的に連絡するためのファストン端子５０がコネクトされる。動作回路１００は、電源１３と、制御回路（ＣＰＵ）２００で制御されるスイッチ１６を有する。スイッチ１６は、制御回路２００により、可動接点２０が、第１の切り換え状態と、第２の切り換え状態と、第３の切り換え状態とに制御される。
【００３４】
第１の切り換え状態は、可動接点２０が第１の固定接点２１に対して電気的に接続する位置に移動された状態である。第２の切り換え状態は、可動接点２０が第２の固定接点２２に対して電気的に接続する位置に移動された状態である。第３の切り換え状態は、可動接点２０が第３の固定接点２３の位置に移動された状態である。第３の固定接点２３は第１と第２の固定接点２１と２２との間のニュートラル接点（非通電用接点）である。
【００３５】
電源１３の一方の電極部は可動接点２０に対して電気的に接続されている。電源１３の他方の電極部はリード線２４とファストン端子５０を介して第３の端子４に対して電気的に接続されている。第１の固定接点２１はリード線２５とファストン端子５０を介して第１の端子３に対して電気的に接続されている。第２の固定接点２２はリード線２６とファストン端子５０を介して第２の端子５に対して電気的に接続されている。
【００３６】
（１）図５は、スイッチ１６が制御回路２００により第３の切り換え状態にされていてデバイス１に対する通電がオフであり、かつ第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の温度は常温状態にあるときを示している。
【００３７】
この状態時においては、第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の形状記憶素子はそれぞれ第１と第２のバッファーバネ６・７の引っ張り力にて変形復元回復限界以内で略同じ長さに延伸している。そして、第１のアクチュエータ素子１０と第１のバッファーバネ６の長手軸線と、第２のアクチュエータ素子１１と第２のバッファーバネ７の長手軸線と、引張バネ８の長手軸線はほぼ並行である。そのため、作動アーム９は引張バネ８によって作用腕部９ｂの長手方向がデバイス１の長手方向に略並行となっている回動角姿勢、すなわち図５において作用腕部９ｂが右方を向いている回動角姿勢に保持されている。
【００３８】
この作動アーム９の回動角姿勢を第３の位置III或いは中立の位置とする。また、この図５のデバイス１の状態を初期状態（第３の動作状態）とする。従って、作用腕部９ｂに連結された主装置の被駆動部は、作動アーム９の第３の位置IIIに対応した作動状態に保持されている。
【００３９】
（２）図５の初期状態において、スイッチ１６が制御回路２００により第１の切り換え状態された場合は、図６のように、可動接点２０が第１の固定接点２１に対して電気的に接続される。これにより、電源１３→可動接点２０→第１の固定接点２１→リード線２５→第１の端子３→第１のバッファーバネ６→第１のアクチュエータ素子１０→作動アーム９→引張バネ８→第３の端子４→リード線２４→電源１３の回路が閉成される。すなわち、第１のアクチュエータ素子１０に対する通電がなされる。第２のアクチュエータ素子１１には通電されない。
【００４０】
そして、通電状態にされた第１のアクチュエータ素子１０の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇する。この温度上昇により、形状記憶素子は伸ばされていた形状が記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。そのため、作動アーム９が図６のように第２のアクチュエータ素子１１と引張バネ８を引き伸ばしながら軸１２を中心に第１のアクチュエータ素子側である反時計方向に回動して、図６において、作用腕部９ｂが右斜め上方を向いた回動角姿勢に保持さる。
【００４１】
この作動アーム９の回動角姿勢を第１の位置Ｉとする。また、この図６のデバイス１の状態を第１の動作状態とする。従って、作用腕部９ｂに連結された主装置の被駆動部は、作動アーム９の第１の位置Ｉに対応した作動状態に保持される。
【００４２】
（３）そして、図６において、第１の切り換え状態にあるスイッチ１６が制御回路２００により第３の切り換え状態に戻されると、第１のアクチュエータ素子１０は非通電状態となる。そのため、形状記憶素子が温度の低下（自然冷却）とともに引張バネ８の引っ張り力により変形復元回復限界以内で伸びていく。
【００４３】
これにより、作動アーム９は引張バネ８の引っ張り力により軸１２を中心に時計方向に戻り回動して第１の位置Ｉから第３の位置IIIに戻る。すなわち、デバイス１は図５の初期状態に戻る。従って、作用腕部９ｂに連結された主装置の被駆動部は、作動アーム９の第１の位置Ｉに対応した作動状態から、第３の位置IIIに対応した作動状態に戻される。
【００４４】
（４）また、図５の初期状態において、スイッチ１６が制御回路２００により第２の切り換え状態された場合は、図７のように、可動接点２０が第２の固定接点２２に対して電気的に接続される。これにより、電源１３→可動接点２０→第２の固定接点２２→リード線２６→第２の端子５→第２のバッファーバネ７→第２のアクチュエータ素子１１→作動アーム９→引張バネ８→第３の端子４→リード線２４→電源１３の回路が閉成される。すなわち、第２のアクチュエータ素子１１に対する通電がなされる。第１のアクチュエータ素子１２には通電されない。
【００４５】
そして、通電状態にされた第２のアクチュエータ素子１１の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇する。この温度上昇により、形状記憶素子は伸ばされていた形状が記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。そのため、作動アーム９が図７・図８のように第１のアクチュエータ素子１０の形状記憶素子と引張バネ８を引き伸ばしながら軸１２を中心に第２のアクチュエータ素子側である時計方向に回動する。そして、作動アーム９は、作用腕部９ｂが図７において右斜め下方を向いた回動角姿勢に転換されて保持さる。
【００４６】
この作動アーム９の回動角姿勢を第２の位置IIとする。また、この図７・図８の機構の状態を第２の動作状態とする。従って、作用腕部９ｂに連結された主装置の被駆動部は、作動アーム９の第２の位置IIに対応した作動状態に保持される。
【００４７】
（５）そして、図７において、第２の切り換え状態にあるスイッチ１６が制御回路２００により第３の切り換え状態に戻されると、第２のアクチュエータ素子１１は非通電状態となり、形状記憶素子が温度の低下とともに引張バネ８の引っ張り力により伸びていく。そのため、作動アーム９は引張バネ８の引っ張り力により軸１２を中心に反時計方向に戻り回動して第２の位置ＩＩから第３の位置ＩＩＩに戻る。すなわち、デバイス１は図５の初期状態に戻る。
【００４８】
従って、作用腕部９ｂに連結された主装置の被駆動部は、作動アーム９の第２の位置ＩＩに対応した作動状態から、第３の位置ＩＩＩに対応した作動状態に戻される。
【００４９】
（６）また、図６において、第１の切り換え状態にあるスイッチ１６が制御回路２００により第２の切り換え状態に切り換えられた場合は、第１のアクチュエータ素子１０は非通電状態となり、第２のアクチュエータ素子１１は通電状態となる。通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇することで、伸ばされていた形状が、記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。
【００５０】
この場合、非通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の自然冷却を待たず、従って第１のアクチュエータ素子１０の伸びが充分もとにもどらないうちに第２のアクチュエータ素子１１が収縮する。これにより、作動アーム９の第１の位置Ｉ（図６）から第３の位置ＩＩＩ（図５）への戻し回動がより速くなされる。
【００５１】
この時、第２のアクチュエータ素子１１の収縮により強い力が第１のアクチュエータ素子１０側に働くが、その力は第１のバッファーバネ６が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第１のアクチュエータ素子１０のダメージをなくすことができる。すなわち第１のバッファーバネ６が第１のアクチュエータ素子１０の延伸の遅延距離変動を吸収して伸びることで第１のアクチュエータ素子１０のダメージをなくすことができる。
【００５２】
そして、第１の位置Ｉから第３の位置ＩＩＩへ戻り回動した作動アーム９は、非通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の伸びが自然冷却とともにの充分もとに戻ることにより更に第３の位置ＩＩＩから第２の位置ＩＩ（図７）に回動する。
【００５３】
（７）また、図７において、第２の切り換え状態にあるスイッチ１６が制御回路２００により第１の切り換え状態に切り換えられた場合は、第２のアクチュエータ素子１１は非通電状態となり、第１のアクチュエータ素子１０は通電状態となる。通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇することで、伸ばされていた形状が、記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。
【００５４】
この場合、非通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の自然冷却を待たず、従って第２のアクチュエータ素子１１の伸びが充分もとにもどらないうち第１のアクチュエータ素子１０が収縮する。これにより、作動アーム９の第２の位置ＩＩ（図７）から第３の位置ＩＩＩ（図５）への戻し回動がより速くなされる。
【００５５】
この時、第１のアクチュエータ素子１０の収縮により強い力が第２のアクチュエータ素子１１側に働くが、その力は第２のバッファーバネ７が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第２のアクチュエータ素子１１のダメージをなくすことができる。すなわち第２のバッファーバネ７が第２のアクチュエータ素子１１の延伸の遅延距離変動を吸収して伸びることで第１のアクチュエータ素子１０のダメージをなくすことができる。
【００５６】
そして、第２の位置Ｉから第３の位置ＩＩＩへ戻り回動した作動アーム９は、非通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１伸びが自然冷却とともにの充分もとに戻ることにより更に第３の位置ＩＩＩから第１の位置Ｉ（図６）に回動する。
【００５７】
本実施の形態においては、デバイス１の第３の動作状態は、第１と第２のアクチュエータ素子１０と１１のいずれにも通電しないで作動アーム９を軸１２を中心に第１の位置Ｉと第２の位置IIとの中間の第３の位置IIIに回動させた状態である。制御回路１００と動作回路１００が、アクチュエータデバイス１を、第１の動作状態（図６）と、第２の動作状態（図７・図８）と、第３の動作状態（図５）とに制御する制御手段である。
【００５８】
また、作動アーム９と第１の弾性体６と第１の固定部材３と第２の弾性体７と第２の固定部材５と第３の弾性体７と第３の固定部材５が導電性であり、第１のアクチュエータ素子１０と第２とアクチュエータ素子１１とに電流を流すための電路の役割を兼用している。
【００５９】
以上のように、作動アーム９が第１の位置Ｉ、第２の位置II、第３の位置IIIの３ポジションで動くアクチュエータデバイス１の提供が可能となった。
【００６０】
鉄心などの重い物が動作するのではなく、形状記憶素子の伸び縮みを利用しているので静かな動作が可能である。
【００６１】
ここで、本実施の形態１のデバイス構成と特許文献１の特に図６・図７のデバイス構成の違いを述べる。
【００６２】
本実施の形態１のデバイス構成は、アクチュエータ素子とバッファーバネが直列に繋がれていて、しかも導電性があり、バッファーバネにも電流が流れる回路を形成している。特許文献１はアクチュエータ素子とバネとの間に中間部材があり、バネには電流が流れず、中間部材や操作端部材にも電流が流れないようにしないと回路がショートしてしまう。図６・図７ではどちらの接点をつなげても図７の方向へしか操作端部材を回動できず、接点をはなして元に戻す時バネ力のバランスで図６の位置にもどすものである。
【００６３】
それに対して、本実施の形態１のデバイス構成は、接点２１と接点２２で、傾く方向が違い、通電をしない時は中間位置にバネ力でもどる構成である。
【００６４】
［実施の形態２］
図９乃至図１１は本実施の形態２を示す図である。上述した実施の形態１におけるデバイス１及び動作回路１００と同一の構成部材・部分には同一符号を付して再度の説明を省略する。
【００６５】
この実施の形態２においては、動作回路１００のスイッチ１６（第１のスイッチ）の可動接点２０と電源１３を接続する電路２７中に、制御回路２００でオン／オフ切り換え制御される第２のスイッチ２８が設けられている。その他のアクチュエータデバイス１の構成、及び動作回路１００の構成は実施の形態１におけるデバイス１及び動作回路１００の構成と同じである。
【００６６】
（１）図９はデバイス１の初期状態を示しており、制御回路２００により、第１のスイッチ１６は第３の切り換え状態にされており、第２のスイッチ２８はオフにされており、かつ第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の温度は常温状態にある。従って、作動アーム９は第３の位置（中立の位置）IIIに保持されている。
【００６７】
ここで、デバイス１の初期状態において、第１と第２のスイッチ１６・２８は、第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の何れにも通電しない状態に制御されていればよい。従って、第２のスイッチ２８はオンの状態に保持されていて、第１のスイッチ１６が第３の切り換え状態にされている制御状態であってもよい。また、第１のスイッチ１６は第１又は第２の切り換え状態に保持されていて、第２のスイッチ２８がオフされている制御状態であってもよい。
【００６８】
（２）図９の初期状態において、作動アーム９を第３の位置IIIから第１の位置Ｉに転換する場合には、制御回路２００は、第１のアクチュエータ素子１０に対して通電するように第１と第２のスイッチ１６・２８を制御する。すなわち、制御回路２００は、図１０のように、第１のスイッチ１６を第１の切り換え状態に制御し、第２のスイッチ２８をオンの状態に制御する。これにより第１のアクチュエータ素子１０が収縮することで、作動アーム９が図９の第３の位置IIIから図１０の第１の位置Ｉに転換されて保持さる。
【００６９】
（３）そして、作動アーム９を第１の位置Ｉから第３の位置IIIに戻す場合には、制御回路２００は、第１のアクチュエータ素子１０に対する通電を断つように、第１と第２のスイッチ１６・２８を制御する。すなわち、制御回路２００は、図１０において、第１のスイッチ１６を第３の切り換え状態に制御する。又は第２のスイッチ２８をオフの状態に制御する。或いは第１のスイッチ１６を第３の切り換え状態に制御し、第２のスイッチ２８をオフの状態に制御する。
【００７０】
これにより第１のアクチュエータ素子１１は非通電状態となり、形状記憶素子が自然冷却とともに引張バネ８の引っ張り力により伸びていく。そのため、作動アーム９は引張バネ８の引っ張り力により軸１２を中心に時計方向に戻り回動して第１の位置Ｉから第３の位置IIIに戻る。
【００７１】
（４）図９の初期状態において、作動アーム９を第３の位置IIIから第２の位置IIに転換する場合には、制御回路２００は、第２のアクチュエータ素子１１に対して通電するように第１と第２のスイッチ１６・２８を制御する。すなわち、制御回路２００は、図１１のように、第１のスイッチ１６を第２の切り換え状態に制御し、第２のスイッチ２８をオンの状態に制御する。これにより第２のアクチュエータ素子１１が収縮することで、作動アーム９が図９の第３の位置IIIから図１１の第２の位置IIに転換されて保持さる。
【００７２】
（５）そして、作動アーム９を第２の位置IIから第３の位置IIIに戻す場合には、制御回路２００は、第２のアクチュエータ素子１１に対する通電を断つように、第１と第２のスイッチ１６・２８を制御する。すなわち、制御回路２００は、図１１において、第１のスイッチ１６を第３の切り換え状態に制御する。又は第２のスイッチ２８をオフの状態に制御する。或いは第１のスイッチ１６を第３の切り換え状態に制御し、第２のスイッチ２８をオフの状態に制御する。
【００７３】
これにより第２のアクチュエータ素子１１は非通電状態となり、形状記憶素子が自然冷却とともに引張バネ８の引っ張り力により伸びていく。そのため、作動アーム９は引張バネ８の引っ張り力により軸１２を中心に時計方向に戻り回動して第２の位置IIから第３の位置IIIに戻る。
【００７４】
（６）また、図１０において、第１の切り換え状態にある第１のスイッチ１６が制御回路２００により第２の切り換え状態に切り換えられた場合は、第１のアクチュエータ素子１０は非通電状態となり、第２のアクチュエータ素子１１は通電状態となる。通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇することで、伸ばされていた形状が、記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。
【００７５】
この場合、非通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の自然冷却を待たず、従って第１のアクチュエータ素子１０の伸びが充分もとにもどらないうち第２のアクチュエータ素子１１が収縮する。これにより、作動アーム９の第１の位置Ｉ（図１０）から第３の位置III（図９）への戻し回動がより速くなされる。この時、第２のアクチュエータ素子１１の収縮により強い力が第１のアクチュエータ素子１０側に働くが、その力は第１のバッファーバネ６が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第１のアクチュエータ素子１０のダメージをなくすことができる。
【００７６】
そして、第１の位置Ｉから第３の位置IIIへ戻り回動した作動アーム９は、非通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の伸びが自然冷却とともに充分もとに戻ることにより更に第３の位置IIIから第２の位置II（図１１）に回動する。
【００７７】
（７）また、図１１において、第２の切り換え状態にある第１のスイッチ１６が制御回路２００により第１の切り換え状態に切り換えられた場合は、第２のアクチュエータ素子１１は非通電状態となり、第１のアクチュエータ素子１０は通電状態となる。通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の形状記憶素子は自身の抵抗で発熱して温度上昇することで、伸ばされていた形状が、記憶している密着捲き状態になるまで縮まって長さが短くなる。
【００７８】
この場合、非通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の自然冷却を待たず、従って第２のアクチュエータ素子１１の伸びが充分もとにもどらないうち第１のアクチュエータ素子１０が収縮する。これにより、作動アーム９の第２の位置II（図１１）から第３の位置III（図９）への戻し回動がより速くなされる。この時、第１のアクチュエータ素子１０の収縮により強い力が第２のアクチュエータ素子１１側に働くが、その力は第２のバッファーバネ７が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第２のアクチュエータ素子１１のダメージをなくすことができる。
【００７９】
そして、第２の位置Ｉから第３の位置IIIへ戻り回動した作動アーム９は、非通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の伸びが自然冷却とともに充分もとに戻ることにより更に第３の位置IIIから第１の位置Ｉ（図１０）に回動する。
【００８０】
［実施の形態３］
本実施の形態３は、実施の形態１又は実施の形態２において、作動アーム９の第１の位置Ｉから第３の位置IIIへの戻し、又は第２の位置IIから第３の位置IIIへの戻しをより速くするようにしたものである。
【００８１】
制御手段１００・２００は、デバイス１を第１から第３の動作状態へ切り換えるときに、第１のアクチュエータ素子１０に対する通電を断つとともに、第２のアクチュエータ素子１１に対して一時的に所定時間通電した後に通電を断つ制御モードを有する。また、制御手段１００・２００は、デバイス１を第２から第３の動作状態へ切り換えるときに、第２のアクチュエータ素子１１に対する通電を断つとともに第１のアクチュエータ素子１０に対して一時的に所定時間通電した後に通電を断つ制御モードを有する。
【００８２】
（１）第１の動作状態から第３の動作状態へ切り換え
実施の形態１又は２において、作動アーム９を第１の位置Ｉから第３の位置IIIへ戻すとき、制御回路２００は、第１の切り換え状態にあるスイッチ１６を一時的に所定時間第２の切り換え状態にしてから、第３の切り換え状態に戻すスイッチング制御をする。
【００８３】
すなわち、非通電状態となった第１のアクチュエータ素子１０の自然冷却を待たず、従って第１のアクチュエータ素子１０の伸びが充分もとにもどらないうち第２のアクチュエータ素子１１を収縮させるのである。これにより、作動アーム９の第１の位置Ｉから第３の位置IIIへの戻し回動がより速くなされる。
【００８４】
この時、第２のアクチュエータ素子１１の収縮により強い力が第１のアクチュエータ素子１０側に働くが、その力は第１のバッファーバネ６が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第１のアクチュエータ素子１０のダメージをなくすことができる。
【００８５】
そして、所定時間後にスイッチ１６が第２の切り換え状態から第３の切り換え状態に戻されることで第２のアクチュエータ素子１１への通電が切られる。これにより、第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の伸びが自然冷却とともに充分もとに戻り、作動アーム９の第３の位置IIIへの戻し回動状態が保持される。
【００８６】
（２））第２の動作状態から第３の動作状態へ切り換え
実施の形態１又は２において、作動アーム９を第２の位置IIから第３の位置IIIへ戻すとき、制御回路２００は、第２の切り換え状態にあるスイッチ１６を一時的に所定時間第１の切り換え状態にしてから、第３の切り換え状態に戻すスイッチング制御をする。
【００８７】
すなわち、非通電状態となった第２のアクチュエータ素子１１の自然冷却を待たず、従って第２のアクチュエータ素子１１の伸びが充分もとにもどらないうち第１のアクチュエータ素子１０を収縮させるのである。これにより、作動アーム９の第２の位置IIから第３の位置IIIへの戻し回動がより速くなされる。
【００８８】
この時、第１のアクチュエータ素子１０の収縮により強い力が第２のアクチュエータ素子１１側に働くが、その力は第２のバッファーバネ７が伸びによる緩衝作用で吸収されて、第２のアクチュエータ素子１１のダメージをなくすことができる。
【００８９】
そして、所定時間後にスイッチ１６が第１の切り換え状態から第３の切り換え状態に戻されることで第１のアクチュエータ素子１０への通電が切られる。これにより、第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１の伸びが自然冷却とともに充分もとに戻り、作動アーム９の第３の位置IIIへの戻し回動状態が保持される。
【００９０】
以上のようにアクチェータ素子の自然冷却と引っ張りバネ８の力による戻りではなく、もう一方のアクチュエータ素子を有効利用して動作させるので高速応答が可能となる。
【００９１】
ここで、実施形態２について、第２のスイッチ２８は傾いた作動アームを早く戻すため一時的に反対側に作動アームを回動させる目的でほんの少しの間だけ反対側のアクチュエータ素子に電流を流しすぐに接点を開ける動作をする。スイッチ１６だけだとスイッチの応答性にも関係するので、スイッチ２８を設けて、これで回路を切ることで応答性を早めることができる構成である。このときスイッチ１６は接点２３が必ずしも必要ない構成である。
【００９２】
また、実施の形態１乃至実施の形態３の電路構成に限られない。第１と第２のアクチュエータ素子１０・１１に対して電流を選択的に流し、あるいは両方に流さないように切り換えることができれば任意の電路構成にすることができる。また、第３の弾性体８は省略したアクチュエータ機構のデバイスにすることもできる。
【符号の説明】
【００９３】
１…アクチュエータデバイス、２…蓋、３…第１の端子（導電端子）、４…第３の端子、５…第２の端子、６…第１のバッファーバネ、７…第２のバッファーバネ、８…引張バネ、９…作動アーム、１０…第１のアクチュエータ素子、１１…第２のアクチュエータ素子、１２…回動軸、１３…電源、１６…スイッチ（第１のスイッチ）、２０…可動接点、２１…第１の固定接点、２２…第２の固定接点、１７…ケーシング、２８…スイッチ（第２のスイッチ）、５０…ファストン端子、１００…動作回路、２００…制御回路
【図１】
0005328950.tif 000002
【図２】
0005328950.tif 000003
【図３】
0005328950.tif 000004
【図４】
0005328950.tif 000005
【図５】
0005328950.tif 000006
【図６】
0005328950.tif 000007
【図７】
0005328950.tif 000008
【図８】
0005328950.tif 000009
【図９】
0005328950.tif 000010
【図１０】
0005328950.tif 000011
【図１１】
0005328950.tif 000012