(57)【要約】【課題】熱変形を利用して振り子運動又は転がる運動をする新規なアクチュエータを提供することにある。【解決手段】アクチュエータ１は、湾曲板２と、湾曲板２の外面２ａに接して湾曲板２との間で熱交換を行う熱交換体３と、熱交換体３に内蔵されたヒータ４とを備える。湾曲板２は、復元可能に熱変形する帯状のバイメタルより略Ｃ形状に湾曲して形成される。アクチュエータ１は熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２が熱変形して熱交換体３上にて振り子運動するようになっている。一方、帯状バイメタルを丸曲げして端部を接合してなる円筒板については、熱交換体上にて加熱することで、転がり運動をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記湾曲板をその外面が接するように置くことにより、前記湾曲板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記設置対象物上にて振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記湾曲板をその外面が接するように置くことにより、前記湾曲板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記設置対象物上にて振り子運動しながら旋回することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
復元可能に熱変形する材料より多重螺旋状に曲げ形成された螺旋板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記螺旋板をその外周面が接するように置くことにより、前記螺旋板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記螺旋板が熱変形して前記設置対象物上にて振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記円筒板をその外周面が接するように置くことにより、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記設置対象物上にて転がることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
前記円筒板はテーパをなし、前記外周面が前記設置対象物の上に接するように前記円筒板を置くことにより、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記設置対象物上にて転がりながら円を描いて旋回することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
前記湾曲板の内面に接して設けられる振り子と
を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記湾曲板をその外面が接するように置くと共に前記湾曲板の内面の上に前記振り子を置くことにより、前記湾曲板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記設置対象物上にて前記振り子と共に振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の外周面が前記湾曲板の内面に接するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の端縁が前記湾曲板の内面に点接触するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記振り子は四角柱をなし、前記振り子の相対向する二辺が前記湾曲板の内面に線接触するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記振り子は四角柱をなし、前記振り子の下面の相対向する二辺が前記湾曲板の内面に接するように前記振り子が置かれ、前記振り子の上部にて前記二辺に連続する二面に一対をなす羽が設けられ、前記一対の羽が前記振り子運動の方向と交わる方向に相互にずれて配置されたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記振り子は円柱をなし、その重心が中心から偏って設けられており、前記振り子の外周を覆うように前記湾曲板が設けられることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、
前記円柱体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと
を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記転動子をその円筒板の外周面が接するように置くことにより、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記設置対象物上にて前記転動子が転がることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１３】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有する円錐台体と、
前記円錐台体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと
を備え、ある温度を有する設置対象物の上に前記転動子をその円筒板の外周面が接するように置くことにより、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記設置対象物上にて前記転動子が転がりながら円を描いて旋回することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１４】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
前記湾曲板の外面に接して前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記熱交換体上にて振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１５】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板と、
前記湾曲板の外面に接して前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記熱交換体上にて振り子運動しながら旋回することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１６】
復元可能に熱変形する材料より多重螺旋状に曲げ形成された螺旋板と、
前記螺旋板の外周面に接して前記螺旋板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記螺旋板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記螺旋板が熱変形して前記熱交換体上にて振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１７】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、
前記円筒板の外周面に接して前記円筒板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記円筒板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記熱交換体上にて転がることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１８】
前記円筒板はテーパをなし、前記円筒板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回することを特徴とする請求項１７に記載のアクチュエータ。
【請求項１９】
前記熱交換体の上に前記円筒板の転がりを反転させるための反転手段を設けたことを特徴とする請求項１７に記載のアクチュエータ。
【請求項２０】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
前記湾曲板の内面に接して設けられる振り子と、
前記湾曲板の外面に接して前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記熱交換体上にて前記振り子と共に振り子運動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２１】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の外周面が前記湾曲板の内面に接するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータ。
【請求項２２】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の端縁が前記湾曲板の内面に点接触するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータ。
【請求項２３】
前記振り子は四角柱をなし、前記振り子の相対向する二辺が前記湾曲板の内面に線接触するように前記振り子が置かれたことを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータ。
【請求項２４】
前記振り子は四角柱をなし、前記振り子の下面の相対向する二辺が前記湾曲板の内面に接するように前記振り子が置かれ、前記振り子の上部にて前記二辺に連続する二面に一対をなす羽が設けられ、前記一対の羽が前記振り子運動の方向と交わる方向に相互にずれて配置されたことを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータ。
【請求項２５】
前記振り子は円柱をなし、その重心が中心から偏って設けられており、前記振り子の外周を覆うように前記湾曲板が設けられることを特徴とする請求項２０に記載のアクチュエータ。
【請求項２６】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、
前記円柱体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと、
前記転動子を載せて前記転動子の前記円筒板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記円筒板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記熱交換体上にて前記転動子が転がることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２７】
前記熱交換体の上に前記転動子の転がりを反転させるための反転手段を設けたことを特徴とする請求項２６に記載のアクチュエータ。
【請求項２８】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有する円錐台体と、
前記円錐台体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと、
前記転動子を載せて前記転動子の前記円筒板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記円筒板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板が熱変形して前記熱交換体上にて前記転動子が転がりながら円を描いて旋回することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２９】
前記熱交換体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを特徴とする請求項１４乃至２８の何れかに記載のアクチュエータ。
【請求項３０】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
円柱をなし、重心が中心から偏って設けられた振り子と、
前記振り子の外周を覆うように前記湾曲板が設けられて振動子が構成されることと、
熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、前記土台の上に前記振動子が載せられる移動体と、
前記移動体を載せ、前記土台を介して前記振動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記振動子が前記土台上にて振り子運動し、その振り子運動により前記振動子が前記壁に衝突してその衝撃力により前記移動体が前記熱交換体上にて自走することを特徴とする自走機構。
【請求項３１】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
円柱をなし、その円柱の外周面が前記湾曲板の内面に接するように置かれた振り子と、
前記湾曲板と前記振り子とにより振動子が構成されることと、
熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、前記土台の上に前記振動子が載せられる移動体と、
前記移動体を載せ、前記土台を介して前記振動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記振動子が前記土台上にて振り子運動し、その振り子運動により前記振動子が前記壁に衝突してその衝撃力により前記移動体が前記熱交換体上にて自走することを特徴とする自走機構。
【請求項３２】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
四角柱をなし、その四角柱の相対向する二辺が前記湾曲板の内面に線接触するように置かれた振り子と、
前記湾曲板と前記振り子とにより振動子が構成されることと、
熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、前記土台の上に前記振動子が載せられる移動体と、
前記移動体を載せ、前記土台を介して前記振動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記振動子が前記土台上にて振り子運動し、その振り子運動により前記振動子が前記壁に衝突してその衝撃力により前記移動体が前記熱交換体上にて自走することを特徴とする自走機構。
【請求項３３】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、
前記円柱体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと、
熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、前記土台の上に前記転動子が載せられる移動体と、
前記移動体を載せ、前記土台を介して前記転動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記転動子が前記土台上にて転がり、その転がりにより前記転動子が前記壁に衝突してその衝撃力により前記移動体が前記熱交換体上にて自走することを特徴とする自走機構。
【請求項３４】
前記熱交換体又は前記移動体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを特徴とする請求項３０乃至３３の何れかに記載の自走機構。
【請求項３５】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、
円柱をなし、重心が中心から偏って設けられた振り子と、
前記振り子の外周を覆うように前記湾曲板が設けられて振動子が構成されることと、
前記振動子の軸心に設けられた連結軸と、
クランク軸を含み、前記連結軸を介して前記振動子に連結されたクランク機構と、
前記振動子を載せて前記振動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記振動子が前記熱交換体上にて振り子運動し、その振り子運動を前記クランク機構により前記クランク軸の回転に変換することを特徴とする回転機構。
【請求項３６】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、
前記円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、
前記円柱体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることと、
前記転動子の軸心に設けられた連結軸と、
クランク軸を含み、前記連結軸を介して前記転動子に連結されたクランク機構と、
前記転動子を載せて前記転動子の前記湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体と
を備え、前記湾曲板と前記熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板が熱変形して前記転動子が前記熱交換体上にて転がり、その転がりを前記クランク機構により前記クランク軸の回転に変換することを特徴とする回転機構。
【請求項３７】
前記熱交換体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを特徴とする請求項３５又は３６に記載の回転機構。
【請求項３８】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板の外面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、前記湾曲板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板を熱変形させて前記設置対象物上にて振り子運動させることを特徴とする振動方法。
【請求項３９】
復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板の外面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、前記湾曲板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記湾曲板を熱変形させて前記設置対象物上にて振り子運動させながら旋回させることを特徴とする振動方法。
【請求項４０】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板の外周面をある温度を有する設置対象物の上に接触させて置き、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板を熱変形させて前記設置対象物上にて転がすことを特徴とする転動方法。
【請求項４１】
復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板の外周面をある温度を有する設置対象物の上に接触させて置き、前記円筒板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記円筒板を熱変形させて前記設置対象物上にて転がしながら円を描いて旋回させることを特徴とする特徴とする転動方法。
【請求項４２】
復元可能に熱変形する材料よりなる平板の一面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、前記設置対象物を加熱又は冷却することにより、前記平板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記平板を熱変形により湾曲させて前記設置対象物上にて振り子運動させることを特徴とする振動方法。
【請求項４３】
復元可能に熱変形する材料よりなると共に捻りが付与された平板の下面側をある温度を有する設置対象物に接触させて置き、前記設置対象物を加熱又は冷却することにより、前記平板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記平板を熱変形により湾曲させて前記設置対象物上にて振り子運動しながら旋回させることを特徴とする振動方法。
【請求項４４】
復元可能に熱変形する材料よりなる平板の下面をある温度を有する設置対象物に接触させて置くと共に前記平板の上面に振り子を載せ、前記設置対象物を加熱又は冷却することにより、前記平板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記平板を熱変形により湾曲させて前記設置対象物上にて前記振り子と共に振り子運動させることを特徴とする振動方法。
【請求項４５】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の外周面が前記平板の上面に接触するように前記振り子が載せられることを特徴とする請求項４４に記載の振動方法。
【請求項４６】
前記振り子は円柱をなし、前記振り子の下面が前記平板の上面に接触するように前記振り子が載せられることを特徴とする請求項４４に記載の振動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特定材料の熱変形を利用して動作するアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今後の科学技術及び産業の発展において、特殊環境下での対象物の操作が不可欠であると考えられる。これを実現するために、特殊環境下で利用可能なアクチュエータの開発が望まれる。ここで、アクチュエータとして、例えば、下記の特許文献１及び２に記載されるように、磁性材料を利用した電磁モータや圧電材料を利用した圧電アクチュエータが挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４６５４８号公報
【特許文献２】特開平７−１０６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、例えば、キュリー点以上の温度では、磁性材料や圧電材料の有効な特性がなくなり、それらの材料を利用した電磁モータや圧電アクチュエータがそれらの機能を失うという致命的な問題がある。ここで、固体の熱膨張係数の温度依存性は小さいことから、特定材料の熱変形を利用したアクチュエータは、広範な温度範囲において機能すると考えられる。発明者等は、熱源上で特定形状のバイメタルが特定運動（振り子運動（自励振動）又は転がり等）を生じるという興味深い現象を考案した。この特定運動は、熱源があれば発生し、外部から特別なエネルギーを供給する必要がないので、応用範囲も広いと考えられる。また、復元可能に熱変形する材料であれば、バイメタルに限らず他の材料を適用することもできると考えられる。なお、以下の説明において、「振り子運動」は「自励振動」と同じ意味を有するものとする。
【０００５】
そこで、この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、熱変形を利用して振り子運動又は転がりをする新規なアクチュエータを提供することにある。この発明の第２の目的は、熱変形を利用して振り子運動又は転がりをする新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な自走機構又は回転機構を提供することにある。この発明の第３の目的は、復元可能に熱変形する材料の熱変形を利用して振り子運動することを可能とした振動方法を提供することにある。この発明の第４の目的は、復元可能に熱変形する材料の熱変形を利用して転がりをすることを可能とした転動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記第１の目的を達成するために、請求項１に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に湾曲板をその外面が接するように置くことにより、湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して設置対象物上にて振り子運動することを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が設置対象物に接する部位にて湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲板が設置対象物上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【０００８】
上記第１の目的を達成するために、請求項２に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に湾曲板をその外面が接するように置くことにより、湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して設置対象物上にて振り子運動しながら旋回することを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が設置対象物に接する部位にて湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、その傾きが湾曲板の捻り方向に作用することで湾曲板が設置対象物との接点を中心に旋回する。やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して湾曲板が反対方向へ傾き、接点を中心に旋回する。このように傾きとその反転が繰り返されることで、湾曲板が設置対象物上にて振り子運動しながら旋回する。この振り子運動と旋回は、湾曲板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００１０】
上記第１の目的を達成するために、請求項３に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より多重螺旋状に曲げ形成された螺旋板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に螺旋板をその外周面が接するように置くことにより、螺旋板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により螺旋板が熱変形して設置対象物上にて振り子運動することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、螺旋板の外周面が設置対象物に接する部位にて螺旋板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで螺旋板がその外周面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び螺旋板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで螺旋板が設置対象物上にて振り子運動する。この振り子運動は、螺旋板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００１２】
上記第１の目的を達成するために、請求項４に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板を備え、ある温度を有する設置対象物の上に円筒板をその外周面が接するように置くことにより、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して設置対象物上にて転がることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が設置対象物に接する部位にて円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで円筒板が転がり続ける。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００１４】
上記第１の目的を達成するために、請求項５に記載の発明のアクチュエータは、請求項４に記載の発明において、円筒板はテーパをなし、外周面が設置対象物の上に接するように円筒板を置くことにより、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して設置対象物上にて転がりながら円を描いて旋回することを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、円筒板がテーパをなすことから、設置対象物上に円筒板が転がることにより円筒板が円を描いて旋回することとなる。
【００１６】
上記第１の目的を達成するために、請求項６に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、湾曲板の内面に接して設けられる振り子とを備え、ある温度を有する設置対象物の上に湾曲板をその外面が接するように置くと共に湾曲板の内面の上に振り子を置くことにより、湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して設置対象物上にて振り子と共に振り子運動することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が設置対象物に接する部位にて湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲板が設置対象物上にて振り子と共に振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００１８】
上記第１の目的を達成するために、請求項７に記載の発明のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の外周面が湾曲板の内面に接するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、湾曲板が振り子運動すると共に振り子が湾曲板の内面上を転がる。
【００２０】
上記第１の目的を達成するために、請求項８に記載の発明のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の端縁が湾曲板の内面に点接触するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、湾曲板が振り子運動すると共に振り子が湾曲板の内面上にて接触点を支点に揺動する。
【００２２】
上記第１の目的を達成するために、請求項９に記載の発明のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、振り子は四角柱をなし、振り子の相対向する二辺が湾曲板の内面に線接触するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明と同様、湾曲板が振り子と一体に振り子運動する。
【００２４】
上記第１の目的を達成するために、請求項１０に記載の発明のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、振り子は四角柱をなし、振り子の下面の相対向する二辺が湾曲板の内面に接するように振り子が置かれ、振り子の上部にて二辺に連続する二面に一対をなす羽が設けられ、一対の羽が振り子運動の方向と交わる方向に相互にずれて配置されたことを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、一対の羽は振り子運動の方向を左右とすると、振り子に対して一方が手前に他方が奥に配置されることとなる。ここで、振り子が左右に傾いたとき、二つの羽に作用する空気抵抗の大きさに差が生じ、その差が振り子にトルクとして働き、振り子が湾曲板と共に旋回する。従って、湾曲板が振り子と共に振り子運動することにより、それと共に湾曲板と振り子が一体に旋回する。
【００２６】
上記第１の目的を達成するために、請求項１１に記載の発明のアクチュエータは、請求項６に記載の発明において、振り子は円柱をなし、その重心が中心から偏って設けられており、振り子の外周を覆うように湾曲板が設けられることを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、円柱をなす振り子の重心が中心から偏っているので、振り子自体はその重心の移動によりダルマのように振り子運動する性質を有する。従って、この性質とあいまって振り子と湾曲板とが一体となって設置対象物上を転がりながら振り子運動する。
【００２８】
上記第１の目的を達成するために、請求項１２に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられて転動子が構成されることとを備え、ある温度を有する設置対象物の上に転動子をその円筒板の外周面が接するように置くことにより、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して設置対象物上にて転動子が転がることを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が設置対象物に接する部位にて円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００３０】
上記第１の目的を達成するために、請求項１３に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有する円錐台体と、円錐台体の外周面を覆うように前記円筒板が設けられて転動子が構成されることとを備え、ある温度を有する設置対象物の上に転動子をその円筒板の外周面が接するように置くことにより、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して設置対象物上にて転動子が転がりながら円を描いて旋回することを趣旨とする。
【００３１】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が設置対象物に接する部位にて円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。ここで、転動子はテーパをなすことから、転動子は設置対象物上にて転がりながら円を描いて旋回することとなる。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００３２】
上記第１の目的を達成するために、請求項１４に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して熱交換体上にて振り子運動することを趣旨とする。
【００３３】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が熱交換体に接する部位にて湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲板が熱交換体上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００３４】
上記第１の目的を達成するために、請求項１５に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板と、湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して熱交換体上にて振り子運動しながら旋回することを趣旨とする。
【００３５】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が熱交換体に接する部位にて湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、その傾きが湾曲板の捻り方向に作用することで湾曲板が熱交換体との接点を中心に旋回する。やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して湾曲板が反対方向へ傾き、接触点を中心に旋回する。このように傾きとその反転が繰り返されることで、湾曲板が熱交換体上にて振り子運動しながら旋回する。この振り子運動と旋回は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００３６】
上記第１の目的を達成するために、請求項１６に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より多重螺旋状に曲げ形成された螺旋板と、螺旋板の外周面に接して螺旋板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、螺旋板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により螺旋板が熱変形して熱交換体上にて振り子運動することを趣旨とする。
【００３７】
上記発明の構成によれば、螺旋板の外周面が熱交換体に接する部位にて螺旋板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで螺旋板がその外周面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して螺旋板が反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで、螺旋板が熱交換体上にて振り子運動する。この振り子運動は、螺旋板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００３８】
上記第１の目的を達成するために、請求項１７に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、円筒板の外周面に接して円筒板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して熱交換体上にて転がることを趣旨とする。
【００３９】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が熱交換体に接する部位にて円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで円筒板が転がり続ける。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００４０】
上記第１の目的を達成するために請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の発明において、円筒板はテーパをなし、円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回することを趣旨とする。
【００４１】
上記発明の構成によれば、請求項１７に記載の発明の作用に加え、円筒板の外周面が熱交換体に接する部位にて円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで円筒板が転がり続ける。ここで、円筒板はテーパをなすことから、円筒板は熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回することとなる。この転がりは、円筒板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００４２】
上記第１の目的を達成するために、請求項１９に記載の発明のアクチュエータは、請求項１７に記載の発明において、熱交換体の上に円筒板の転がりを反転させるための反転手段を設けたことを趣旨とする。
【００４３】
上記発明の構成によれば、請求項１７に記載の発明の作用に加え、熱交換体上における円筒板の転がりが反転手段により反転され、転がりの向きが変わる。
【００４４】
上記第１の目的を達成するために、請求項２０に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、湾曲板の内面に接して設けられる振り子と、湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して熱交換体上にて振り子と共に振り子運動することを趣旨とする。
【００４５】
上記発明の構成によれば、湾曲板の外面が熱交換体に接する部位にて湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って振り子と共に傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して振り子と共に反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲板が振り子と共に熱交換体上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００４６】
上記第１の目的を達成するために、請求項２１に記載の発明のアクチュエータは、請求項２０に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の外周面が湾曲板の内面に接するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００４７】
上記発明の構成によれば、請求項２０に記載の発明の作用において、湾曲板の振り子運動に起因して、振り子が湾曲板上にて独自に転がりながら振り子運動する。
【００４８】
上記第１の目的を達成するために、請求項２２に記載の発明のアクチュエータは、請求項２０に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の端縁が湾曲板の内面に点接触するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００４９】
上記発明の構成によれば、請求項２０に記載の発明の作用において、湾曲板の振り子運動に起因して、振り子が湾曲板上にて接触点を支点に独自に揺動しながら振り子運動する。
【００５０】
上記第１の目的を達成するために、請求項２３に記載の発明のアクチュエータは、請求項２０に記載の発明において、振り子は四角柱をなし、振り子の相対向する二辺が湾曲板の内面に線接触するように振り子が置かれたことを趣旨とする。
【００５１】
上記発明の構成によれば、請求項２０に記載の発明と同様、湾曲板が振り子と一体に振り子運動する。
【００５２】
上記第１の目的を達成するために、請求項２４に記載の発明のアクチュエータは、請求項２０に記載の発明において、振り子は四角柱をなし、振り子の下面の相対向する二辺が湾曲板の内面に接するように振り子が置かれ、振り子の上部にて二辺に連続する二面に一対をなす羽が設けられ、一対の羽が振り子運動の方向と交わる方向に相互にずれて配置されたことを趣旨とする。
【００５３】
上記発明の構成によれば、請求項２０に記載の発明の作用に加え、一対の羽は振り子運動の方向を左右とすると、振り子に対して一方が手前に他方が奥に配置されることとなる。ここで、振り子が左右に傾いたとき、二つの羽に作用する空気抵抗の大きさに差が生じ、その差が振り子にトルクとして働き、振り子が湾曲板と共に旋回する。従って、湾曲板が振り子と共に振り子運動することにより、それと共に湾曲板と振り子が一体に旋回する。
【００５４】
上記第１の目的を達成するために、請求項２５に記載の発明のアクチュエータは、請求項２０に記載の発明において、振り子は円柱をなし、その重心が中心から偏って設けられており、振り子の外周を覆うように湾曲板が設けられたことを趣旨とする。
【００５５】
上記発明の構成によれば、請求項２０に記載の発明の作用において、熱交換体上にて湾曲板と振り子が一体となって傾き、その傾きが反転することで振り子運動することに代わり、熱交換体上にて円柱をなす振り子とその外周の湾曲板が一体となって転がり、その転がりが途中で反転することで振り子運動する。ここで、円柱をなす振り子の重心が中心から偏っているので、振り子自体はその重心の移動によりダルマのように振り子運動する性質を有する。従って、この性質とあいまって振り子と湾曲板とが一体となって熱交換体上を転がりながら振り子運動する。
【００５６】
上記第１の目的を達成するために、請求項２６に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられて転動子が構成されることと、転動子を載せてその転動子の円筒板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して熱交換体上にて転動子が転がることを趣旨とする。
【００５７】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が熱交換体に接する部位にて円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。この転がりは、円筒板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００５８】
上記第１の目的を達成するために、請求項２７に記載の発明のアクチュエータは、請求項２６に記載の発明において、熱交換体の上に転動子の転がりを反転させるための反転手段を設けたことを趣旨とする。
【００５９】
上記発明の構成によれば、請求項２６に記載の発明の作用に加え、熱交換体上における転動子の転がりが反転手段により反転され、転がりの向きが変わる。
【００６０】
上記第１の目的を達成するために、請求項２８に記載の発明のアクチュエータは、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有する円錐台体と、円錐台体の外周面を覆うように円筒板が設けられて転動子が構成されることと、転動子を載せて転動子の円筒板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により円筒板が熱変形して熱交換体上にて転動子が転がりながら円を描いて旋回することを趣旨とするアクチュエータ。
【００６１】
上記発明の構成によれば、円筒板の外周面が熱交換体に接する部位にて円筒板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。ここで、転動子はテーパをなすことから、転動子は熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回することとなる。この転がりは、円筒板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００６２】
上記第１の目的を達成するために、請求項２９に記載の発明のアクチュエータは、請求項１４乃至２８の何れかに記載の発明において、熱交換体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを趣旨とする。
【００６３】
上記発明の構成によれば、請求項１４乃至２８の何れかに記載の発明の作用に加え、加熱手段又は冷却手段を必要に応じて使用することにより、熱交換体が適宜に加熱又は冷却される。
【００６４】
上記第２の目的を達成するために、請求項３０に記載の発明の自走機構は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、円柱をなし、重心が中心から偏って設けられた振り子と、振り子の外周を覆うように湾曲板が設けられて振動子が構成されることと、熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、土台の上に前記振動子が載せられる移動体と、移動体を載せ、土台を介して振動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して振動子が土台上にて振り子運動し、その振り子運動により振動子が壁に衝突してその衝撃力により移動体が熱交換体上にて自走することを趣旨とする。
【００６５】
上記発明の構成によれば、移動体の土台を介して熱交換体と振動子の湾曲板との間の温度差に起因した熱交換により、湾曲板が土台に接する部位で熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで振動子が土台上を転がり始め、やがて熱変形によるトルクの変化及び振動子の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から転がりが反転して反対方向へ転がり始める。このように転がりとその反転が繰り返されることで振動子が土台上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。ここで、円柱をなす振り子の重心が中心から偏っているので、振り子自体はその重心の移動によりダルマのように振り子運動する性質を有する。従って、この性質とあいまって振動子が熱交換体上を転がりながら振り子運動することとなる。ここで、振り子運動の途中で振動子が土台上の壁に衝突することで、移動体に衝撃力が作用する。この衝撃力が移動体の静止摩擦力よりも大きい場合に、移動体が熱交換体に対して変位する。この変位を繰り返すことで、移動体が熱交換体上にて自走することとなる。
【００６６】
上記第２の目的を達成するために、請求項３１に記載の発明の自走機構は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、円柱をなし、その円柱の外周面が湾曲板の内面に接するように置かれた振り子と、湾曲板と振り子とにより振動子が構成されることと、熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、土台の上に振動子が載せられる移動体と、移動体を載せ、土台を介して振動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して振動子が土台上にて振り子運動し、その振り子運動により振動子が壁に衝突してその衝撃力により移動体が熱交換体上にて自走することを趣旨とする。
【００６７】
上記発明の構成によれば、移動体の土台を介して熱交換体と振動子の湾曲板との間の温度差に起因した熱交換により、湾曲板が土台に接する部位で熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで振動子が土台上にて傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び振動子の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾き始める。このように傾きとその反転が繰り返されることで振動子が土台上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、振動子が熱交換体上にて振り子運動することとなる。ここで、振り子運動の途中で振動子が土台上の壁に衝突することで、移動体に衝撃力が作用する。この衝撃力が移動体の静止摩擦力よりも大きい場合に、移動体が熱交換体に対して変位する。この変位を繰り返すことで、移動体が熱交換体上にて自走することとなる。
【００６８】
上記第２の目的を達成するために、請求項３２に記載の発明の自走機構は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、四角柱をなし、その四角柱の相対向する二辺が湾曲板の内面に線接触するように置かれた振り子と、湾曲板と振り子とにより振動子が構成されることと、熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、土台の上に振動子が載せられる移動体と、移動体を載せ、土台を介して振動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して振動子が土台上にて振り子運動し、その振り子運動により振動子が壁に衝突してその衝撃力により移動体が熱交換体上にて自走することを趣旨とする。
【００６９】
上記発明の構成によれば、移動体の土台を介して熱交換体と振動子の湾曲板との間の温度差に起因した熱交換により、湾曲板が土台に接する部位で熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで振動子が土台上にて傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び振動子の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾き始める。このように傾きとその反転が繰り返されることで振動子が土台上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、振動子が熱交換体上にて振り子運動することとなる。ここで、振り子運動の途中で振動子が土台上の壁に衝突することで、移動体に衝撃力が作用する。この衝撃力が移動体の静止摩擦力よりも大きい場合に、移動体が熱交換体に対して変位する。この変位を繰り返すことで、移動体が熱交換体上にて自走することとなる。
【００７０】
上記第２の目的を達成するために、請求項３３に記載の発明の自走機構は、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられて転動子が構成されることと、熱伝導可能な土台と、その土台の上に設けられた壁とを含み、土台の上に転動子が載せられる移動体と、移動体を載せ、土台を介して転動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して転動子が土台上にて転がり、その転がりにより転動子が壁に衝突してその衝撃力により移動体が熱交換体上にて自走することを趣旨とする。
【００７１】
上記発明の構成によれば、移動体の土台を介して熱交換体と転動子の湾曲板との間の温度差に起因した熱交換により、湾曲板が土台に接する部位で熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、転がりの途中で転動子が土台の上の壁に衝突することで、移動体に衝撃力が作用する。この衝撃力が移動体の静止摩擦力よりも大きい場合に、移動体が熱交換体に対して変位する。この変位を繰り返すことで、移動体が熱交換体上にて自走することとなる。
【００７２】
上記第２の目的を達成するために、請求項３４に記載の発明の自走機構は、請求項３０乃至３３の何れかに記載の発明において、熱交換体又は移動体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを趣旨とする。
【００７３】
上記発明の構成によれば、請求項３０乃至３３の何れかに記載の発明の作用に加え、加熱手段又は冷却手段を必要に応じて使用することにより、熱交換体又は移動体が適宜に加熱又は冷却される。
【００７４】
上記第２の目的を達成するために、請求項３５に記載の発明の回転機構は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板と、円柱をなし、重心が中心から偏って設けられた振り子と、振り子の外周を覆うように湾曲板が設けられて振動子が構成されることと、振動子の軸心に設けられた連結軸と、クランク軸を含み、連結軸を介して振動子に連結されたクランク機構と、振動子を載せて振動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して振動子が熱交換体上にて振り子運動し、その振り子運動をクランク機構によりクランク軸の回転に変換することを趣旨とする。
【００７５】
上記発明の構成によれば、振動子の湾曲板の外面が熱交換体に接する部位にて湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで振動子が熱交換体上を転がり始め、やがて熱変形によるトルクの変化及び振動子の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から転がりが反転して反対方向へ転がり始める。このように転がりとその反転が繰り返されることで振動子が熱交換体上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。ここで、円柱をなす振り子の重心が中心から偏っているので、振り子自体はその重心の移動によりダルマのように振り子運動する性質を有する。従って、この性質とあいまって振動子が熱交換体上を転がりながら振り子運動することとなる。また、振動子の転がりに伴い連結軸が並進運動を行い、その並進運動がクランク機構によりクランク軸の回転運動に変換される。
【００７６】
上記第２の目的を達成するために、請求項３６に記載の発明の回転機構は、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板と、円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体と、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられて転動子が構成されることと、転動子の軸心に設けられた連結軸と、クランク軸を含み、連結軸を介して転動子に連結されたクランク機構と、転動子を載せて転動子の湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とを備え、湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板が熱変形して転動子が熱交換体上にて転がり、その転がりをクランク機構によりクランク軸の回転に変換することを趣旨とする。
【００７７】
上記発明の構成によれば、転動子の湾曲板の外面が熱交換体に接する部位にて湾曲板と熱交換体との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで転動子がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで転動子が転がり続ける。この転がりは、円筒板と熱交換体との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、転動子の転がりに伴い連結軸が並進運動を行い、その並進運動がクランク機構によりクランク軸の回転運動に変換される。
【００７８】
上記第２の目的を達成するために、請求項３７に記載の発明の回転機構は、請求項３５又は３６に記載の発明において、熱交換体に加熱手段又は冷却手段が設けられたことを趣旨とする。
【００７９】
上記発明の構成によれば、請求項３５又は３６に記載の発明の作用に加え、加熱手段又は冷却手段を必要に応じて使用することにより、熱交換体が適宜に加熱又は冷却される。
【００８０】
上記第３の目的を達成するために、請求項３８に記載の発明の振動方法は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成された湾曲板の外面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて設置対象物上にて振り子運動させることを趣旨とする。
【００８１】
上記発明の構成によれば、湾曲板が設置対象物に接する部位にて湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして湾曲板に作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲板が設置対象物上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００８２】
上記第３の目的を達成するために、請求項３９に記載の発明の振動方法は、復元可能に熱変形する材料より湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板の外面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて設置対象物上にて振り子運動させながら旋回させることを趣旨とする。
【００８３】
上記発明の構成によれば、湾曲板が設置対象物に接する部位にて湾曲板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板がその外面に沿って傾き、その傾きが湾曲板の捻り方向に作用することで湾曲板が設置対象物との接点を中心に旋回する。やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して湾曲板が反対方向へ傾き、接触点を中心に旋回する。このように傾きとその反転が繰り返されることで、湾曲板が設置対象物上にて振り子運動しながら旋回する。この振り子運動と旋回は、湾曲板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００８４】
上記第３の目的を達成するために、請求項４０に記載の発明の転動方法は、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉の円筒板の外周面をある温度を有する設置対象物の上に接触させて置き、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板を熱変形させて設置対象物上にて転がすことを趣旨とする。
【００８５】
上記発明の構成によれば、円筒板が設置対象物に接する部位にて円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向へ推進力として作用することで円筒板が転がり続ける。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００８６】
上記第３の目的を達成するために、請求項４１に記載の発明の転動方法は、復元可能に熱変形する材料よりなる薄肉のテーパをなす円筒板の外周面をある温度を有する設置対象物の上に接触させて置き、円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により円筒板を熱変形させて設置対象物上にて転がしながら円を描いて旋回させることを趣旨とする。
【００８７】
上記発明の構成によれば、円筒板が設置対象物に接する部位にて円筒板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向へ推進力として作用することで円筒板が転がり続ける。ここで、円筒板はテーパをなすことから、円筒板は設置対象物上にて転がりながら円を描いて旋回することとなる。この転がりは、円筒板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。
【００８８】
上記第３の目的を達成するために、請求項４２に記載の発明の振動方法は、復元可能に熱変形する材料よりなる平板の一面をある温度を有する設置対象物に接触させて設け、設置対象物を加熱又は冷却することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子運動させることを趣旨とする。
【００８９】
上記発明の構成によれば、設置対象物を加熱又は冷却することにより、最初に平板は設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲する。その後、湾曲した板の設置対象物に接する部位にて湾曲した板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして湾曲した板に作用することで湾曲した板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲した板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲した板が設置対象物上にて振り子運動する。この振り子運動は、湾曲した板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。また、この振り子運動に伴い、湾曲した板の湾曲度が更に強まる。
【００９０】
上記第３の目的を達成するために、請求項４３に記載の発明の振動方法は、復元可能に熱変形する材料よりなると共に捻りが付与された平板の下面側をある温度を有する設置対象物に接触させて置き、前記設置対象物を加熱又は冷却することにより、前記平板と前記設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により前記平板を熱変形により湾曲させて前記設置対象物上にて振り子運動しながら旋回させることを特徴とする振動方法。
【００９１】
上記発明の構成によれば、設置対象物を加熱又は冷却することにより、最初に平板は設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲する。その後、湾曲した板の設置対象物に接する部位にて湾曲した板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして湾曲した板に作用することで湾曲した板がその外面に沿って傾き、その傾きが湾曲板の捻り方向に作用することで湾曲板が設置対象物との接点を中心に旋回する。やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲した板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾き、接点を中心に旋回する。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲した板が設置対象物上にて振り子運動しながら旋回する。この振り子運動と旋回は、湾曲した板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。また、この振り子運動に伴い、湾曲した板の湾曲度が更に強まる。
【００９２】
上記第３の目的を達成するために、請求項４４に記載の発明の振動方法は、復元可能に熱変形する材料よりなる平板の下面をある温度を有する設置対象物に接触させて置くと共に平板の上面に振り子を載せ、設置対象物を加熱又は冷却することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子と共に振り子運動させることを趣旨とする。
【００９３】
上記発明の構成によれば、設置対象物を加熱又は冷却することにより、最初に平板は設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲する。その後、湾曲した板の設置対象物に接する部位にて湾曲した板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして湾曲した板に作用することで湾曲した板がその外面に沿って振り子と共に傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲した板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ振り子と共に傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲した板が設置対象物上にて振り子と共に振り子運動する。この振り子運動は、湾曲した板と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。また、この振り子運動に伴い、湾曲した板の湾曲度が更に強まる。
【００９４】
上記第３の目的を達成するために、請求項４５に記載の発明の振動方法は、請求項４４に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の外周面が平板の上面に接触するように振り子が載せられることを趣旨とする。
【００９５】
上記発明の構成によれば、請求項４４に記載の発明の作用に加え、湾曲板が振り子運動すると共に振り子が湾曲板の内面上を転がる。
【００９６】
上記第３の目的を達成するために、請求項４６に記載の発明の振動方法は、請求項４４に記載の発明において、振り子は円柱をなし、振り子の下面が平板の上面に接触するように振り子が載せられることを趣旨とする。
【００９７】
上記発明の構成によれば、請求項４４に記載の発明の作用に加え、湾曲板が振り子運動すると共に振り子が湾曲板の内面上にて接触点を支点に揺動する。
【発明の効果】
【００９８】
請求項１に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【００９９】
請求項２に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が振り子運動しながら旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１００】
請求項３に記載の発明によれば、熱変形を利用して螺旋板が振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１０１】
請求項４に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板が転がる新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１０２】
請求項５に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板が転がりながら円を描いて旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１０３】
請求項６に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が振り子と共に振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができ、振り子の質量分だけ振り子運動の運動エネルギーを増大させることができる。
【０１０４】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を回転させることができる。
【０１０５】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を揺動させることができる。
【０１０６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項６に記載の効果に加え、振り子運動と共に湾曲板と振り子を旋回させることができる。
【０１０８】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、湾曲板が振り子と共に転がりながら振り子運動することができる。
【０１０９】
請求項１２に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板と円柱体よりなる転動子が転がる新規なアクチュエータを得ることができ、円柱体の質量分だけ転がりの運動エ
ネルギーを増大させることができる。
【０１１０】
請求項１３に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板と円錐台体よりなる転動子が転がりながら円を描いて旋回する新規なアクチュエータを得ることができ、円錐台体の質量分だけ転がりの運動エネルギーを増大させることができる。
【０１１１】
請求項１４に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１１２】
請求項１５に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が熱交換体上にて振り子運動しながら旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１１３】
請求項１６に記載の発明によれば、熱変形を利用して螺旋板が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１１４】
請求項１７に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板が熱交換体上にて転がる新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１１５】
請求項１８に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板が熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１１６】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１７に記載の発明の効果に加え、円筒板の動きを躍動的なものにすることができる。
【０１１７】
請求項２０に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板が振り子と共に熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができ、振り子の質量分だけ振り子運動の運動エネルギーを増大させることができる。
【０１１８】
請求項２１に記載の発明によれば、請求項２０に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を回転させることができるアクチュエータを得ることができる。
【０１１９】
請求項２２に記載の発明によれば、請求項２０に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を揺動させることができるアクチュエータを得ることができる。
【０１２０】
請求項２３に記載の発明によれば、請求項２０に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
請求項２４に記載の発明によれば、請求項２０に記載の効果に加え、振り子運動と共に湾曲板と振り子を旋回させることができる。
【０１２２】
請求項２５に記載の発明によれば、請求項２０に記載の発明の効果に加え、湾曲板が振り子と共に熱交換体上にて転がりながら振り子運動することができる。
【０１２３】
請求項２６に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板と円柱体よりなる転動子が熱交換体上にて転がる新規なアクチュエータを得ることができ、円柱体の質量分だけ転がりの運動エネルギーを増大させることができる。
【０１２４】
請求項２７に記載の発明によれば、請求項２６に記載の発明の効果に加え、転動子の動きを躍動的なものにすることができる。
【０１２５】
請求項２８に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板と円錐台体よりなる転動子が熱交換体上にて転がりながら円を描いて旋回する新規なアクチュエータを得ることができ、円錐台体の質量分だけ転がりの運動エネルギーを増大させることができる。
【０１２６】
請求項２９に記載の発明によれば、請求項１４乃至２８の何れかに記載の発明の効果に加え、加熱手段又は冷却手段の使用によりアクチュエータを適宜に動作させることができる。
【０１２７】
請求項３０に記載の発明によれば、熱変形を利用して振動子が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な自走機構を得ることができる。
【０１２８】
請求項３１に記載の発明によれば、熱変形を利用して振動子が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な自走機構を得ることができる。
【０１２９】
請求項３２に記載の発明によれば、熱変形を利用して振動子が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な自走機構を得ることができる。
【０１３０】
請求項３３に記載の発明によれば、熱変形を利用して転動子が熱交換体上にて転がる新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な自走機構を得ることができる。
【０１３１】
請求項３４に記載の発明によれば、請求項３０乃至３３の何れかに記載の発明の効果に加え、加熱手段又は冷却手段の使用により自走機構を適宜に動作させることができる。
【０１３２】
請求項３５に記載の発明によれば、熱変形を利用して振動子が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な回転機構を得ることができる。
【０１３３】
請求項３６に記載の発明によれば、熱変形を利用して転動子が熱交換体上にて転がる新規なアクチュエータを用いて駆動する新規な回転機構を得ることができる。
【０１３４】
請求項３７に記載の発明によれば、請求項３５又は３６に記載の発明の効果に加え、加熱手段又は冷却手段の使用により回転機構を適宜に動作させることができる。
【０１３５】
請求項３８に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板を振り子運動させることができる。
【０１３６】
請求項３９に記載の発明によれば、熱変形を利用して湾曲板を振り子運動させながら回転させることができる。
【０１３７】
請求項４０に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板を転がすことができる。
【０１３８】
請求項４１に記載の発明によれば、熱変形を利用して円筒板を転がしながら円を描いて旋回させることができる。
【０１３９】
請求項４２に記載の発明によれば、熱変形を利用して平板を湾曲させることができ、振り子運動させることができる。
【０１４０】
請求項４３に記載の発明によれば、熱変形を利用して平板を湾曲させることができ、振り子運動させながら回転させることができる。
【０１４１】
請求項４４に記載の発明によれば、熱変形を利用して平板を湾曲させることができ、振り子と共に振り子運動させることができる。
【０１４２】
請求項４５に記載の発明によれば、請求項４４に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を回転させることができる。
【０１４３】
請求項４６に記載の発明によれば、請求項４４に記載の発明の効果に加え、振り子運動と共に振り子を揺動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１４４】
［第１実施形態］
以下、本発明のアクチュエータを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１４５】
図１に、この実施形態のアクチュエータ１を正面図により示す。図２，３に、湾曲板２を構成するバイメタルを説明図により示す。図４に、このアクチュエータ１の動きを正面図により示す。アクチュエータ１は、復元可能に熱変形する材料より略Ｃ形状に湾曲して形成された湾曲板２と、その湾曲板２の外面２ａに接して湾曲板２との間で熱交換を行う熱交換体３と、熱交換体３を加熱する加熱手段としてのヒータ４とを備える。この実施形態で、湾曲板２には、復元可能に熱変形する材料として帯状のバイメタルが使用される。図２，３に示すように、バイメタルは、熱膨張率の異なる二種類の金属５，６を貼り合わせた金属材料であり、温度上昇（下降）に伴い熱変形（湾曲変形）するようになっている。二種類の金属５，６は、外側の金属５の熱膨張率の方が内側の金属６のそれよりも大きくなっている。このバイメタルを、高温の雰囲気中に入れると、熱膨張率の高い金属５の方が金属６よりも大きく膨張するため、図２（ｂ）に示すように熱変形（湾曲変形）を起こすこととなる（低温の雰囲気中に入ると図２（ｂ）と逆に湾曲する。）。図３（ａ）に示す平板状のバイメタルを、図３（ｂ）に示すように、平坦な熱源７の上に、熱膨張率の大きい金属５が下になるように置くと、熱源７に接する最も温度が高い部分では熱変形（湾曲変形）が最大となり、熱源７から離れるにしたがい温度が下がることから、その部分での熱変形（湾曲変形）は徐々に小さくなる（平坦な冷却面の上に熱膨張率の小さい金属が下になるように置くと冷却面に接する最も温度の低い部分では熱変形が最大となり、冷却面から離れるにしたがい温度が上がることから、熱変形は徐々に小さくなる。）。この実施形態では、図３（ａ）に示す平板のバイメタルに対し、図２（ｂ）に示すように帯状のバイメタルが両端を離した略Ｃ形状に曲げ加工されている。このようにバイメタルを予め曲げ加工するのは、その方が平板のものに比べて最初から振り子運動が起こりやすいためであり、熱源７の温度が平板のものの場合より低くても振り子運動が起きるからである。この実施形態では、湾曲板２として、例えば、長さ「２００mm」、幅「２５mm」、厚み「０.１５mm」のバイメタルが使用される。熱交換体３は、金属ケースより構成され、その平らな上面３ａが湾曲板２の外面２ａと接する。ヒータ４は電熱器より構成され、熱交換体３の内部に設けられる。そして、このアクチュエータ１は、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２が熱変形して、図４に示すように、熱交換体３上にて左右に振り子運動するようになっている。
【０１４６】
上記の場合、バイメタルより湾曲形成された湾曲板２の外面２ａをある温度を有する熱交換体３（設置対象物）に接触させて設け、その湾曲板２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２を熱変形させて熱交換体３上にて振り子運動させるという振動方法を実施することとなる。
【０１４７】
ところで、図３（ａ）に示すようにバイメタルが平板であっても、熱源７の温度を上げることにより、図３（ｂ）に示すように略Ｕ字形に変形して振り子運動するようになる。その後、略Ｕ字形に変形したバイメタルは、それまで熱源７に接していなかった両端部付近までが振り子運動に伴い熱源７に接近するようになる。このため、図３（ａ）に示す平板のバイメタルは、結果的に図１に示すような略Ｃ形状となって振り子運動を継続することとなる。
【０１４８】
すなわち、設置対象物である熱源７の温度を更に上げることで、最初に平板のバイメタルは、熱源７との間の温度差に起因した熱交換により略Ｕ字形に湾曲する。その後、湾曲した板の熱源７に接する部位にて湾曲した板と熱源７との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして湾曲した板に作用することで湾曲した板がその外面に沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲した板の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して反対方向へ傾く。このように傾きとその反転が繰り返されることで湾曲した板が熱源７上にて振り子運動することとなる。この振り子運動は、湾曲した板と熱源７との間に温度差があるだけ、すなわち熱源７の加熱を続ける限り持続することとなる。この振り子運動に伴い、湾曲した板の湾曲度が更に強まり、略Ｃ形状にまで湾曲する。従って、この場合は、熱変形を利用して平板のバイメタルを継続して振り子運動させることができる。
【０１４９】
上記の場合、復元可能に熱変形するバイメタルよりなる平板の一面をある温度を有する設置対象物（熱源７）に接触させて設け、その設置対象物を加熱することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子運動させるという振動方法を実施することとなる。
【０１５０】
ここで、図１に示すように、湾曲板２の内面２ｂにおける中央の位置Ｐ１と、中央の位置Ｐ１から４０mm離れた位置Ｐ２にひずみゲージをそれぞれ貼り付けてひずみの変化を測定した。測定は、熱交換体３の上に載せた湾曲板２をヒータ４により「１５５℃」に加熱し、その湾曲板２が振り子運動しているときに行った。図５にその測定結果をグラフにより示す。このグラフで、実線が中央の位置Ｐ１での測定結果を示し、破線が中央から４０mm離れた位置Ｐ２での測定結果を示す。それぞれ最小値は湾曲板２が最も熱変形（湾曲変形）したときを示す。このグラフで、位置Ｐ１のひずみが極小になるところが、位置Ｐ１の付近の外面２ａが熱交換体３に接するときである。また、位置Ｐ２のひずみが極小になるところが、位置Ｐ２の付近の外面２ａが熱交換体３に接するときである。このグラフから、湾曲板２が熱交換体３に接した時点で熱変形（湾曲変形）が最も発生し、湾曲板２が熱交換体３から離れたときに熱変形（湾曲変形）がある程度元に戻ることが分かる。また、周期的に同じような熱変形（湾曲変形）が発生していることから、振り子運動が継続して起こっていることが分かる。
【０１５１】
上記のようなひずみゲージによる測定結果から、バイメタルよりなる湾曲板２が振り子運動する原理を以下に考察する。図６（ａ）〜（ｄ）及び図７には、その原理説明図を示す。図６（ａ）〜（ｄ）及び図７において「Ｇ」は重心の位置を示す。この重心Ｇの位置が湾曲板２の円弧の中心位置より下側に位置するのは、湾曲板２が両端を離した略Ｃ形状であるためである。図６（ａ）〜（ｄ）及び図７において、実線は実際にヒータで加熱したときの湾曲板２の振り子運動の様子を示し（説明の便宜上、変形を極端に描いた。）、破線は加熱しないときの振り子運動を示す。最初に図６（ａ）に示すように、湾曲板２をヒータ４により加熱した熱交換体３の上に置くと、その熱交換体３に接したところが加熱により熱変形（湾曲変形）を起こす。湾曲板２には完全にバランスがとれている状態はほとんどないことから、図６（ｂ）に示すように、湾曲板２は左右どちらかに傾き、ある程度のところで運動エネルギーが減少し、位置エネルギーが増大する。このときに湾曲板２の熱変形（湾曲変形）により、その変形を起こさない単なる振り子運動に比べて、重心Ｇの位置がわずかに上側で傾き方向の位置に移動することから、運動エネルギーが結果的に位置エネルギーとして加わる。位置エネルギーが最大で運動エネルギーが最小となった時点で、重心Ｇの位置関係による復元力により回転が逆転する。そして、図６（ｃ）に示す状態では、位置エネルギーが最小で運動エネルギーが最大となる。その後、図６（ｄ）に示すように、湾曲板２は、図６（ｂ）とは向きが反対になるだけで同じように変形し、同じ運動を行うこととなる。このような図６（ａ）〜（ｄ）及び図７に示すサイクルを繰り返すことにより、本来の空気抵抗と摩擦力等の影響を受けて減衰するはずのものが、湾曲板２の熱変形（湾曲変形）による位置エネルギーの増加により振り子運動が持続すると考えられる。
【０１５２】
ここで、湾曲板２の挙動は、湾曲板２の曲率と重心の位置（曲率により揺れで変化する。）の関係で決まる振り子運動に対し、熱の伝導と曲率があることによるバイメタルの変形がトルクとして作用する強制力が加わったものであると考えられる。つまり、湾曲板２の曲率による重心位置の変化があれば、振り子運動を起こすことになる。そして、バイメタルの熱効果による振り子運動が発生するかしないか、振り子運動が継続するかしないかは、振り子運動の摩擦による減衰作用を打ち消すような加振力（バイメタルによるトルク）が作用できるか否かによると考えられる。これには時間的な要素も含まれており、振り子運動の周期、熱伝導の速度、それによるバイメタルの曲率の変化等が影響していると考えられる。
【０１５３】
以上説明したこの実施形態のアクチュエータ１によれば、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板２の外面２ａが熱交換体３に接する部位にて湾曲板２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板２がその外面２ａに沿って傾き、やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板２の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転し、湾曲板２がその外面２ａに沿って反対方向へ傾く。そして、反対方向の傾きにおいても、熱変形によるトルクの変化及び湾曲板２の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から、やがて傾きが反転する。このように傾きとその反転が繰り返されることで、湾曲板２が熱交換体３上にて振り子運動をすることとなる。この振り子運動は、湾曲板２と熱交換体３との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、この実施形態では、熱交換体３をヒータ４により加熱している間は、振り子運動が持続することとなる。このように、バイメタルの熱変形を利用してバイメタルよりなる湾曲板２が振り子運動する新規なアクチュエータ１を得ることができる。
【０１５４】
つまり、この実施形態では、帯状のバイメタルにより形成された湾曲板２の外面２ａに熱交換体３を接触させ、ヒータ４により熱交換体３を加熱することにより、湾曲板２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２を熱変形させて熱交換体３上にて振り子運動させている。これにより、バイメタルの熱変形を利用して湾曲板２を振り子運動させることができる。
【０１５５】
この実施形態では、熱交換体３にヒータ４を設けているので、このヒータ４を必要に応じて使用することにより、熱交換体３が適宜に加熱される。このため、ヒータ４の使用によりアクチュエータ１を適宜に動作させることができる。すなわち、ヒータ４を制御することにより、アクチュエータ１の動作を制御することができる。
【０１５６】
なお、この実施形態では、熱交換体３に加熱手段としてのヒータ４を設けて熱交換体３をヒータ４により積極的に加熱するようにしたが、このヒータ４（加熱手段）を省略したアクチュエータとすることもできる。このように加熱手段を省略した場合、熱交換体をある温度を有する設置対象物や温度場の上に置くことで、熱交換体を介した湾曲板と設置対象物等との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて熱交換体上にて振り子運動させることができる。これにより、熱変形を利用して湾曲板が熱交換体上にて振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１５７】
また、この実施形態では、熱交換体３に加熱手段としてのヒータ４を設けて熱交換体３をヒータ４により積極的に加熱するようにしたが、このヒータ４（加熱手段）と熱交換体３を省略したアクチュエータとすることもできる。このように加熱手段と熱交換体を省略した場合、湾曲板の外面をある温度を有する設置対象物等の上に直接置くことで、湾曲板と設置対象物等との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて設置対象物上にて振り子運動させることができる。これにより、熱変形を利用して湾曲板が振り子運動する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１５８】
［第２実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１５９】
図８に、この実施形態のアクチュエータ８を正面図により示す。図９に、アクチュエータ８を平面図により示す。図１０に、アクチュエータ８を右側面図により示す。図１１に、アクチュエータ８の動きを正面図により示す。図１２に、アクチュエータ８の動きを平面図により示す。図８〜１２に示すように、この実施形態で、アクチュエータ８は、帯状のバイメタルが略Ｃ形状に湾曲して形成された湾曲板２のみにより構成される。湾曲板２の構成及び寸法は、第１実施形態のそれと基本的に同じである。図８〜１２では、湾曲板２を構成する二種類の金属５，６の図示を省略する。この実施形態では、湾曲板２に幅方向の捻りが付与される点で第１実施形態の湾曲板２と構成が異なる。すなわち、図９に示すように、湾曲板２には、その左端が後方へ、その右端が前方へそれぞれ変位するように捻りが付与される。そして、ある温度を有する設置対象物９の上に湾曲板２をその外面２ａが接するように直接置くことにより、湾曲板２と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２が熱変形して設置対象物９上にて振り子運動しながら旋回するようになっている。
【０１６０】
すなわち、この実施形態のアクチュエータ８によれば、図８，１０，１１に示すように、湾曲板２の外面２ａが設置対象物９に接する部位にて湾曲板２と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで湾曲板２がその外面２ａに沿って傾き、その傾きが湾曲板２の捻り方向に作用することで湾曲板２が設置対象物９との接点を中心に旋回する。やがて熱変形によるトルクの変化及び湾曲板２の傾きに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から傾きが反転して湾曲板２が反対方向へ傾き、接触点を中心に旋回する。このように傾きとその反転が繰り返されることで、図１１，１２に矢印で示すように、湾曲板２が設置対象物９上にて左右に振り子運動しながら、接触点を中心に右回りに旋回することとなる。この振り子運動と旋回は、湾曲板２と設置対象物との間に温度差があるだけで持続することとなる。このように復元可能に熱変形するバイメタルの熱変形を利用して、そのバイメタルよりなる湾曲板２が振り子運動しながら旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。
【０１６１】
ここで、湾曲板２の回転角度は、湾曲板２の捻り角度により異なるが、ある捻り角度において湾曲板２の振り子運動一周期の間におよそ１０〜２０°程度であった。振り子運動一周期が約２秒であることから、湾曲板２はゆっくりと旋回の方向を変えながら旋回し続けることとなる。湾曲板２の捻り角度が大きくなるほど湾曲板２の旋回角度は大きくなる。
【０１６２】
この実施形態の場合、復元可能に熱変形するバイメタルより湾曲形成されると共に捻りが付与された湾曲板２の外面２ａをある温度を有する設置対象物９に接触させて設け、湾曲板２と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２を熱変形させて設置対象物９上にて振り子運動させながら旋回させるという振動方法を実施することとなる。
【０１６３】
なお、この実施形態では、湾曲板２の左端が後方へ、右端が前方へそれぞれ変位するように湾曲板２に捻りを付与したが、図１３〜１５に示すように、捻りの方向を、上記とは逆方向に設定してもよい。すなわち、湾曲板２の左端が前方へ、右端が後方へそれぞれ変位するように湾曲板２に捻りを付与してもよい。この場合は、振り子運動しながら旋回する湾曲板２の旋回方向を左回りにすることができる。
【０１６４】
また、この実施形態では、湾曲板２のみによりアクチュエータ８を構成したが、湾曲板と、その湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とによりアクチュエータを構成することもできる。これにより、熱変形を利用して湾曲板が熱交換体上にて振り子運動しながら旋回する新規なアクチュエータを得ることができる。あるいは、湾曲板及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータとすることもできる。この場合、加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した第１実施形態のそれと同様である。
【０１６５】
［第３実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１６６】
図１６に、この実施形態のアクチュエータ１８を正面図により示す。図１７に、アクチュエータ１８を斜視図により示す。図１６，１７に示すように、この実施形態で、アクチュエータ１８は、復元可能に熱変形する材料より多重螺旋状に形成された螺旋板１９を備える。この実施形態では、復元可能に熱変形する材料として長尺な帯状をなすバイメタルが使用される。螺旋板１９は、長尺帯状のバイメタルが、仮想円柱の外周に多重に巻かれたかたちでほぼ同一径をもって多重螺旋状に湾曲して形成される。この実施形態では、螺旋板１９が三重の螺旋状に形成される。そして、この実施形態でも、図１６に示すように、ある温度を有する設置対象物９の上に螺旋板１９をその外面１９ａが接するように置くことにより、螺旋板１９と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により、図１７に矢印で示すように、螺旋板１９が熱変形して設置対象物９上にて振り子運動するようになっている。なお、図１６，１７では、螺旋板１９を構成する二種類の金属５，６の図示を省略する。
【０１６７】
従って、この実施形態のアクチュエータ１８でも、図１７に矢印で示すように、螺旋板１９が設置対象物９上を転がるように左右に振り子運動することとなり、その作用効果は、基本的に第１実施形態のそれと同じである。一方、この実施形態では、湾曲板２が三重の螺旋状をなすことから、図１６に示すように、螺旋板１９はその長手方向における複数の部分にて設置対象物９上に接触することとなる。このため、螺旋板１９が転倒することはなく、安定感のある振り子運動を実現することができる。
【０１６８】
なお、この実施形態では、螺旋板１９を三重の螺旋状に形成したが、螺旋は「三重」に限らず何重にしてもよい。また、この実施形態では、螺旋板１９のみによりアクチュエータ１８を構成したが、湾曲板と、その湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体とによりアクチュエータを構成したり、湾曲板及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータを構成したりすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれと同様である。
【０１６９】
［第４実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１７０】
図１８に、この実施形態のアクチュエータ１０とその動きを正面図により示す。図１８に示すように、この実施形態で、アクチュエータ１０は、復元可能に熱変形する材料より丸曲げ形成されて両端が接合された薄肉の円筒板１４を備える。この実施形態では、復元可能に熱変形する材料として帯状をなすバイメタルが使用される。この帯状をなすバイメタルが円形に丸曲げ形成され、その両端が接合されることで、この円筒板１４が形成される。バイメタルは、上記したと同じく二種類の金属５，６により構成される。この円筒板１４では、その重心Ｇが中心軸上又はこれに非常に近い位置に存在することとなる。そして、この実施形態でも、図１８に示すように、ある温度を有する設置対象物９の上に円筒板１４をその外周面１４ａが接するように置くことにより、円筒板１４と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により、図１８に２点鎖線で示すように、円筒板１４が熱変形して設置対象物９上にて転がるようになっている。
【０１７１】
従って、この実施形態のアクチュエータ１０によれば、円筒板１４の外周面１４ａが設置対象物９に接する部位にて円筒板１４と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板１４がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで円筒板１４が転がり続けることとなる。図１８に示すように、円筒板１４の重心Ｇはほぼその真ん中にあることから、重心Ｇの位置により逆転する方向の復元力はほとんど働かず、円筒板１４の進行方向への推進力により、転がり始めた方向に転がり続けることとなる。この転がりは、円筒板１４と設置対象物９との間に温度差があるだけで持続することとなる。転がる円筒板１４は、壁等に衝突して跳ね返ることで進行方向を変えることとなる。このように、バイメタルの熱変形を利用してバイメタルよりなる円筒板１４が転がる新規なアクチュエータ１０を得ることができる。
【０１７２】
この実施形態の場合、復元可能に熱変形するバイメタルより丸曲げ形成されて両端が接合された円筒板１４の外周面１４ａをある温度を有する設置対象物９の上に接触させて置き、その円筒板１４と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により円筒板１４を熱変形させて設置対象物９上にて転がすという転動方法を実施することとなる。
【０１７３】
なお、この実施形態では、円筒板１４のみによりアクチュエータ１０を構成したが、円筒板と、その円筒板の外周面に接して円筒板との間で熱交換を行う熱交換体とによりアクチュエータを構成したり、円筒板及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータを構成したりすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれと同様である。
【０１７４】
［第５実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１７５】
図１９に、この実施形態のアクチュエータ１６とその動きを正面図により示す。この実施形態のアクチュエータ１６は、円筒板１４と、その円筒板１４の外周面１４ａに接して円筒板１４との間で熱交換を行う熱交換体３と、その熱交換体３を加熱する加熱手段としてのヒータ４とを備えたものの一例を示すものである。熱交換体３の両端には、円筒板１４の転がりを反転させるための本発明の反転手段としての壁状のストッパ４３ａ，４３ｂが設けられる。
【０１７６】
従って、この実施形態のアクチュエータ１６によれば、ヒータ４により熱交換体３を加熱することにより、円筒板１４の外周面１４ａが熱交換体３に接する部位にて円筒板１４と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板１４が左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への加振力として作用することで円筒板１４が転がり続ける。転がる円筒板１４は、一方のストッパ３９ａ，３９ｂに衝突して跳ね返ることで反転して反対方向へ転がり、他方のストッパ３９ｂ，３９ａに衝突して跳ね返ることで再び反転して反対方向へ転がる。このように円筒板１４は、熱交換体３上にて両端のストッパ３９ａ，３９ｂの間を転がりながら往復運動することとなる。従って、円筒板１４の転がりがストッパ４３ａ，４３ｂにて反転することとなり、これによって円筒板１４の動きを、転がりとその反転を含む躍動的なものにすることができる。このように、バイメタルの熱変形を利用してバイメタルよりなる円筒板１４が転がりながら往復運動する新規なアクチュエータ１６を得ることができる。
【０１７７】
なお、この実施形態では、熱交換体３の両端に壁状のストッパ３９ａ，３９ｂを設けたが、図２０に示すように、熱交換体３の上面３ａをその両端部がなだらかな斜面となるように凹面に形成してもよい。すなわち、熱交換体３の上面３ａの両端部に本発明の反転手段に相当するなだらかな傾斜部４０ａ，４０ｂを設けてもよい。あるいは、図２１に示すように、熱交換体３の上面３ａの両端にのみ反転手段に相当する傾斜部４０ａ，４０ｂを設けてもよい。これらの構成によれば、転がる円筒板１４が熱交換体３の両端にて傾斜部４０ａ，４０ｂにより反転して反対方向へ転がるようになる。この構成によっても、円筒板１４の動きを躍動的なものにすることができ、円筒板１４が転がりながら往復運動する新規なアクチュエータ１７を得ることができる。この場合、図２０に示す傾斜部４０ａ，４０ｂよりも、図２１に示す傾斜部４０ａ，４０ｂの方が、熱交換体３の上面３ａの中央部に平坦な部分をより長く簡単に確保することができる。
【０１７８】
また、図１９，２０に示すアクチュエータ１６，１７では、熱交換体３にヒータ４を設けたが、アクチュエータ１６，１７の熱交換体３からヒータ４を省略したアクチュエータとすることもできる。
【０１７９】
［第６実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１８０】
この実施形態は、上記した第４及び第５の実施形態を変形したものである。すなわち、第４及び第５の実施形態は、円筒体１４のみを転がすアクチュエータ１０，１６，１７に関するものであったが、この実施形態では、円筒板１４のみに代わって、図２２に示すように、円筒板１４と円柱体３３を組み合わせた転動子２０を転がすアクチュエータとなっている。すなわち、転動子２０は、円筒板１４と、円柱体３３とを備え、円柱体３３は、円筒板１４の内周面１４ｂに接する外周面３３ａを有し、重心Ｇが中心に設けられる。この円柱体３３の外周面３３ａを覆うように円筒板１４が設けられる。この実施形態では、円柱体３３の外周面３３ａに予め円筒状に形成した円筒板１４を被せることで転動子２０が構成される。円柱体３３の中心には、孔３３ｂが形成される。そして、第４及び第５の実施形態と同様、ある温度を有する設置対象物９又は熱交換体３の上に転動子２０をその円筒板１４の外周面１４ａが接するように置くことにより、円筒板１４と設置対象物９又は熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により円筒板１４が熱変形して設置対象物９又は熱交換体３の上にて転動子２０が転がるようになっている。
【０１８１】
従って、この実施形態のアクチュエータによれば、第４及び第５の実施形態とは異なり、円筒板１４と円柱体３３を組み合わせた転動子２０が転がり続けることとなる。従って、この実施形態でも、基本的に第４及び第５の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、このアクチュエータでは、第４及び第５の実施形態に比べ、円柱体３３の質量分だけ転動子２０の転がりの運動エネルギーを増大させることができる。
【０１８２】
なお、この実施形態では、転動子２０を構成する円柱体３３を中心に孔３３ｂがあるだけの形状としたが、円柱体３３の形状を、軽量で放熱性のよい形状としてもよい。例えば、図２３に示すように、ボス部５７ａとリング部５７ｂを複数のスポーク部５７ｃでつなげた形状をなすスポークホイール５７により構成としてもよい。このスポークホイール５７によれば、単なる円柱体３３よりも軽量化を図ることができ、放熱性を改善することができる。
【０１８３】
［第７実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１８４】
図２４に、この実施形態のアクチュエータ６１を正面図により示す。図２５に、同じくアクチュエータ６１を側面図により示す。図２６に、同じくアクチュエータ６１を背面図により示す。図２７に、同じくアクチュエータ６１の動きの様子を斜視図により示す。この実施形態で、アクチュエータ６１は、復元可能に熱変形する材料より丸曲げ形成されて両端が接合された円筒板６２を備える。この実施形態では、復元可能に熱変形する材料として帯状をなすバイメタルが使用される。この実施形態では、円筒板６２はテーパをなしている。図２６に示すように、円筒板６２の内周面６２ｂには、接合部６２ｃと反対の位置に重心調節用の錘６３が貼り付けられる。この錘６３は耐熱テープより構成される。この錘６３は、接合部６２ｃが多少重くなるため円筒板６２の重心を中心に調節するために設けられる。図２４〜２７では、円筒板６２を構成する二種類の金属５，６の図示を省略する。そして、この実施形態でも、図２５，２７に示すように、ある温度を有する設置対象物９の上に円筒板６２をその外周面６２ａが接するように置くことにより、円筒板６２と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により、図２７に矢印で示すように、円筒板６２が熱変形して設置対象物９上にて転がりながら円を描いて旋回するようになっている。図２７には、円筒板６２が右回りに旋回する様子を示すが、第６実施形態の円筒板１４と同様、このテーパの円筒板６２も、最初に転がり出した方向に転がり続けることで旋回方向が決まる。ここで、円筒板６２が描く円の半径は、円筒板６２のテーパ角度を任意に変えることで簡単に変更することができる。
【０１８５】
従って、この実施形態のアクチュエータ６１によれば、円筒板６２の外周面６２ａが設置対象物９に接する部位にて円筒板６２と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで円筒板６２がわずかなバランスの違いにより左右どちらかに転がり始め、熱変形によるトルク変化が進行方向への推進力として作用することで円筒板６２が転がり続けることとなる。このアクチュエータ６１でも、円筒板６２の重心はほぼその真ん中にあることから、重心の位置により逆転する方向の復元力はほとんど働かず、円筒板６２の進行方向への推進力により、転がり始めた方向に転がり続けることとなる。ここで、円筒板６２はテーパをなすことから、円筒板６２は設置対象物９上にて転がりながら円を描いて旋回することとなる。この旋回は、円筒板６２と設置対象物９との間に温度差があるだけで持続する。このように、バイメタルの熱変形を利用してバイメタルよりなるテーパの円筒板６２が転がりながら円を描いて旋回する新規なアクチュエータ６１を得ることができる。
【０１８６】
この実施形態の場合、復元可能に熱変形するバイメタルより丸曲げ形成されて両端が接合されテーパをなす円筒板６２の外周面６２ａをある温度を有する設置対象物９の上に接触させて置き、円筒板６２と設置対象物９との間の温度差に起因した熱交換により円筒板６２を熱変形させて設置対象物９上にて転がしながら円を描いて旋回させるという転動方法を実施することとなる。
【０１８７】
なお、この実施形態では、テーパをなす円筒板６２のみによりアクチュエータ６１を構成したが、テーパをなす円筒板と、その円筒板の外周面に接して円筒板との間で熱交換を行う熱交換体とによりアクチュエータを構成したり、テーパの円筒板及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータを構成したりすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれに準ずる。
【０１８８】
あるいは、テーパをなす円筒板と、その円筒板の内周面に接する外周面を有する円錐台体とを備え、円錐台体の外周面にテーパをなす円筒板を被せることで転動子が構成されるアクチュエータとしたり、その転動子の円筒板の外周面に接して円筒板との間で熱交換を行う熱交換体を更に備えたアクチュエータを構成したり、円筒板、円錐台体及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータを構成したりすることもできる。この場合、円錐台体、熱交換体又は加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれに準ずる。
【０１８９】
［第８実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを温度センサに具体化した第８実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１９０】
図２８に、この実施形態の温度センサ１１を正面図により示す。この実施形態は、前述した第４及び第５の実施形態のアクチュエータを温度センサ１１として具体化したものである。温度センサ１１は、設置対象物として、例えば、加熱器具１２の上に置いてその温度を検出するために使用される。温度センサ１１は、金属製ケーシング１３と、その中に収容された円筒板１４とを備える。円筒板１４は、帯状のバイメタルを丸曲げ形成し、その両端を接合することで形成され、上記と同様に二種類の金属５，６より構成される。ケーシング１３の前面は、中の円筒板１４を透視できるように透明の耐熱ガラス１５で覆われる。ケーシング１３の底壁１３ａは、円筒板１４の外面１４ａに接して円筒板１４との間で熱交換を行うようになっており、本発明の熱交換体に相当する。ケーシング１３の左右の側壁１３ｂ，１３ｃは、円筒板１４の転がりを反転させるための本発明の反転手段に相当する。そして、この温度センサ１１を加熱器具１２の検温対象の上に置くことでケーシング１３の底壁１３ａを加熱することにより、円筒板１４と底壁１３ａとの間の温度差に起因した熱交換により円筒板１４が熱変形して底壁１３ａ上にて転がる。転がる円筒板１４は、一方の側壁１３ｂ，１３ｃに衝突して跳ね返ることで反転して反対方向へ転がり、他方の側壁１３ｂ，１３ｃに衝突して跳ね返ることで再び反転して反対方向へ転がる。このように円筒板１４は、底壁１３ａ上にて両側壁１３ｂ，１３ｃの間を転がりながら往復運動することとなる。これにより、円筒板１４の動きを、転がりとその反転を含む躍動的なものとすることができる。ここで、円筒板１４（バイメタル）の熱膨張係数を任意に決定することにより、円筒板１４が往復運動を始める温度を設定することができる。すなわち、この温度センサ１１は、検温対象が所定温度に達したことを円筒板１４の往復運動により表示するようになっている。一般に視覚的には、静的な表示手段よりも動的な表示手段の方が視認性が高いと言われている。従って、この実施形態によれば、本発明の新規なアクチュエータを利用することにより、簡単な構造で、かつ動的表示による視認性の高い新規な温度センサ１１を得ることができる。
【０１９１】
［第９実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第９実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１９２】
図２９に、この実施形態のアクチュエータ２１を正面図により示す。このアクチュエータ２１は、帯状のバイメタルを弓形に湾曲して形成した湾曲板２２と、その湾曲板２２の内面２２ｂに接するように設けられた振り子２３と、湾曲板２２の外面２２ａに接して湾曲板２２との間で熱交換を行う熱交換体３と、その熱交換体３に内蔵されたヒータ４とを備える。この実施形態で、湾曲板２２は、上記と同様に二種類の金属５，６より構成される。振り子２３は円柱をなし、その振り子２３の下端縁２３ａが湾曲板２２の内面２２ａに点接触するように振り子２３が置かれる。図３０に、湾曲板２２と振り子２３を前側から見た斜視図を示す。図３１に、湾曲板２２と振り子２３を横側から見た斜視図を示す。図３０，３１において、湾曲板２２は、その形状のみを示す。熱交換体３及びヒータ４は、上記したと同じ構成である。そして、このアクチュエータ２１は、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板２２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２２が熱変形して熱交換体３上にて振り子２３と共に左右に振り子運動するようになっている。この振り子運動は、熱交換体３を所定温度で加熱している限り減衰することなく持続する。従って、この実施形態のアクチュエータ２１の作用効果は、湾曲板２２が振り子２３と共に振り子運動する以外は、第１乃至第３の実施形態のそれと基本的に同じである。また、このアクチュエータ２１では、第１乃至第３の実施形態のアクチュエータ１，８，１８と比べ、振り子２３の質量分だけ振り子運動の運動エネルギーを増大させることができる。
【０１９３】
ここで、振り子２３の下端縁２３ａが湾曲板２２の内面２２ａに点接触しているので、湾曲板２２と振り子２３が振り子運動すると共に、その振り子２３が湾曲板２２の内面２２ａ上にて接触点を支点に揺動することとなる。すなわち、図３１に示すように、円柱をなす振り子２３は、湾曲板２２と共に左右方向へ振り子運動すると共に、その湾曲板２２上を前後方向にも揺動することとなる。そして、湾曲板２２と振り子２３の動きが組み合わされることで、振り子２３は複雑な楕円のような軌跡を描くように動くこととなる。
【０１９４】
なお、この実施形態では、熱交換体３を加熱手段としてのヒータ４により積極的に加熱するようにしたが、上記したと同様に、ヒータ４（加熱手段）を省略したアクチュエータとすることもでき、あるいは、ヒータ４（加熱手段）と熱交換体３を省略したアクチュエータとすることもできる。
【０１９５】
［第１０実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを「ランプの熱を利用したディスプレイ」に具体化した第１０実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１９６】
図３２に、この実施形態のディスプレイ２５を正面図により示す。このディスプレイ２５は、振り子２３の配置を除いて、第８３実施形態におけるアクチュエータ２１の基本構成を利用することで構成される。すなわち、このディスプレイ２５は、上下二段のケース２６，２７に区画された金属製のフレーム２８と、下段ケース２７に設けられたランプ２９と、上段ケース２６に設けられた湾曲板２２及び振り子２３とを備える。下段ケース２７は、底壁２７ａと、その底壁２７ａの両側に立設された側壁２７ｂとを備え、ランプ２９は底壁２７ａに固定される。ランプ２９の光は下段フレーム２７の前後を照らし、ランプ２９の発熱が上段フレーム２６を加熱するようになっている。すなわち、この実施形態では、ランプ２９が底壁２６ａを加熱する加熱手段となっている。湾曲板２２は、帯状のバイメタルを弓形に湾曲して形成される。振り子２３は円柱をなし、その振り子２３の外周面が湾曲板２２の内面２２ｂに接するように振り子２３が湾曲板２２の上に置かれる。この湾曲板２２と振り子２３の関係を図３３に斜視図により示す。上段ケース２６の前面及び背面は、中の湾曲板２２と振り子２３を透視できるように透明の耐熱ガラス３０で覆われる。上段ケース２６の底壁２６ａは、湾曲板２２の外面２２ａに接して湾曲板２２との間で熱交換を行い、本発明の熱交換体に相当する。そして、このディスプレイ２５は、ランプ２９を点灯することでランプ２９が上段ケース２６の底壁２６ａを加熱することにより、湾曲板２２と底壁２６ａとの間の温度差に起因した熱交換により湾曲板２２が熱変形して底壁２６ａ上にて振り子２３と共に振り子運動するようになっている。
【０１９７】
ここで、湾曲板２２と振り子２３の動きを図３４（ａ）〜（ｃ）に正面図により示す。この実施形態では、湾曲板２２が振り子運動するときに、その湾曲板２２の内面２２ｂの上を振り子２３が転がることとなる。すなわち、図３４（ａ）に示すように、湾曲板２２が右側へ傾くときは、振り子２３が時計回りに転がる。また、図３４（ｂ）に示すように、右側へ傾いた湾曲板２２の傾きが反転するときには、振り子２３の転がり反時計方向へ反転し始める。一方、左側へ傾いた湾曲板２２の傾きが反転するときには、振り子２３の転がりが時計方向へ反転し始める。従って、湾曲板２２が振り子運動するのに伴い振り子２３が湾曲板２２上にて回転するように見える。
【０１９８】
すなわち、このディスプレイ２５によれば、ランプ２９による照明効果と、ランプ２９の点灯時に振り子２３を回転させながら湾曲板２２が左右に振り子運動するという動的表示効果とが得られる。従って、この実施形態では、本発明の新規なアクチュエータを利用することにより、簡単な構成により、照明効果と動的表示効果を兼ね備えた奇抜なディスプレイ２５を得ることができる。
【０１９９】
なお、この実施形態では、本発明のアクチュエータをディスプレイ２５に利用したが、図３３に示すように、湾曲板２２と振り子２３だけでアクチュエータを構成することもできる。あるいは、図３３に示す湾曲板２２と振り子２３に加え、湾曲板２２の外面に接する熱交換体を備えたアクチュエータとしたり、湾曲板、振り子及び熱交換体に加えて熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータとしたりすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれに準ずる。
【０２００】
［第１１実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第１１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０２０１】
図３５〜３７に、この実施形態のアクチュエータ６５を斜視図により示す。図３５に示すように、このアクチュエータ６５は、帯状のバイメタルを弓形に湾曲して形成した湾曲板６６と、振り子６７とを備える。振り子６７は、その長手方向の長さが湾曲板６６の左右方向の長さよりも若干大きくなっている。この実施形態で、湾曲板６６は、上記した湾曲板２２と同様に二種類の金属５，６より構成される。振り子６７は四角柱であり直方体形状をなし、図３５に示す状態では、その振り子６７の下端の相対向する二辺６７ａ（一方のみ図示）が湾曲板６６の内面６６ａに線接触するように振り子が置かれる。そして、図３５に示す様態で、このアクチュエータ６５を、ある温度を有する設置対象物（図示略）の上に置くことにより、湾曲板６６と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板６６が熱変形して設置対象物上にて振り子６７と共に左右に振り子運動するようになっている。この振り子運動は、湾曲板６６と設置対象物との間に温度差がある限り持続する。従って、この実施形態のアクチュエータ６５の作用効果は、湾曲板６６が振り子６７と共に振り子運動すること以外は、第１乃至第３の実施形態等のそれと基本的に同じである。また、このアクチュエータ６５では、第１乃至第３の実施形態等のアクチュエータ１，８，１８と比べ、振り子６７の質量分だけ振り子運動の運動エネルギーを増大させることができる。
【０２０２】
ここで、振り子６７は、直方体形状をなすので、湾曲板６６に対する置き方を、図３６又は図３７に示すように置き換えることができる。すなわち、図３６に示す状態では、振り子６７の長手方向を湾曲板６６の長さ方向に交差させるように、振り子６７の側面の相対向する二辺６７ｂ（一方のみ図示）の中央部が湾曲板６６の内面６６ａに線接触するように振り子６７が置かれる。この状態でも、湾曲板６６は振り子６７と共に左右に振り子運動することとなる。一方、図３７に示す状態では、振り子６７の一側面の両端部が湾曲板６６の両端に接するように振り子６７が置かれる。この状態でも、湾曲板６６は振り子６７と共に左右に振り子運動することとなる。この実施形態では、図３５〜３７に示すように、湾曲板６６に対する振り子６７の置き方を三通りに換えることにより、それぞれ異なる周波数で湾曲板６６及び振り子６７を振り子運動させることができる。この場合の周波数は、図３６に示す場合で相対的に高く、図３７に示す場合、図３５に示す場合の順に相対的に低くなる。
【０２０３】
なお、この実施形態では、湾曲板６６と振り子６７によりアクチュエータ６５を構成したが、湾曲板及び振り子に加えて、その湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体を備えたアクチュエータとすることもできる。あるいは、湾曲板、振り子及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータとすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれに準ずる。
【０２０４】
［第１２実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第１２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０２０５】
図３８に、この実施形態のアクチュエータ６８を手前から見た斜視図を示す。図３９に、この実施形態のアクチュエータ６８を斜視図により示す。図４０に、この実施形態のアクチュエータ６８を側方から見た斜視図を示す。図４１に、この実施形態のアクチュエータ６８の動きを正面図により示す。この実施形態のアクチュエータ６８は、前述した図３５に示した状態と同じ湾曲板６６と振り子６７を備える。また、振り子６７の上部には、その振り子６７の下端が湾曲板６６の内面６６ａに接する二辺６７ａに連続する二面６７ｃ，６７ｄには、一対をなす羽６９，７０が設けられる。これら一対の羽６９，７０は、振り子運動の方向（この場合、図３８の左右方向とする）と交わる方向に相互にずれて配置される。つまり、図３８において、左側の羽６９は手前側に配置され、右側の羽７０は奥側に配置される。そして、図３８〜４１に示す様態で、このアクチュエータ６８は、ある温度を有する設置対象物（図示略）の上に置かれることで、湾曲板６６と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板６６が熱変形して設置対象物上にて振り子６７と共に左右に振り子運動する。また、振り子６７が左右に傾いたとき、二つの羽６９，７０に作用する空気抵抗の大きさに差が生じ、その差が振り子６７にトルクとして働き、振り子６７が湾曲板６６と共に旋回する。すなわち、図３８，３９において、湾曲板６６及び振り子６７が左側に傾くときは、手前側（左側）の羽６９が奥側（右側）の羽７０より大きく空気抵抗を受けて左回りのトルクが発生し、右側に傾くときは、奥側（右側）の羽７０が手前側（左側）の羽６９より大きく空気抵抗を受けて上記と同様に左回りのトルクが発生する。このように空気抵抗の差による左回りのトルクに基づき、湾曲板６６と振り子６７は少しずつ左回りに旋回する。このように、この実施形態のアクチュエータ６８は、図４１に示すように、湾曲板６６が振り子６７と共に振り子運動しながら旋回することとなる。従って、この振り子運動と旋回は、湾曲板６６と設置対象物との間に温度差がある限り持続する。このように、バイメタルの熱変形を利用してバイメタルよりなる湾曲板６６と振り子６７が振り子運動しながら旋回する新規なアクチュエータ６８を得ることができる。
【０２０６】
なお、この実施形態では、湾曲板６６、振り子６７及び羽６９，７０によりアクチュエータ６８を構成したが、湾曲板、振り子及び羽に加えて、その湾曲板の外面に接して湾曲板との間で熱交換を行う熱交換体を備えたアクチュエータとすることもできる。あるいは、湾曲板、振り子、羽及び熱交換体に加えて、熱交換体を加熱するヒータ等の加熱手段を備えたアクチュエータとすることもできる。この場合、熱交換体や加熱手段を加えたことによる作用効果は、前述した他の実施形態のそれに準ずる。
【０２０７】
［第１３実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを具体化した第１３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０２０８】
図４２に、この実施形態のアクチュエータ３１を正面図により示す。このアクチュエータ３１は、略Ｃ形状に湾曲して形成された湾曲板３２と、その湾曲板３２の内面３２ｂに接して設けられた振り子としての円柱体３３と、その湾曲板３２の外面３２ａに接して湾曲板３２との間で熱交換を行う熱交換体３と、熱交換体３に内蔵されたヒータ４とを備える。この実施形態で、湾曲板３２は、上記と同様に二種類の金属５，６よりなる帯状のバイメタルより形成される。円柱体３３の内部には、錘３４が設けられる。この錘３４により、円柱体３３の重心Ｇが中心から外側へ偏って設けられる。この湾曲板３２は、予め湾曲して形成されて、円柱体３３の外周に被せられ、両端部がテープ３５により円柱対３３に固定される。この湾曲板３２と円柱体３３により振動子３６が構成される。この実施形態で、円柱体３３はアルミよりなり、中央に孔３３ｂが形成される。円柱帯３３は、直径が「75 mm」で、厚みが「２５mm」となっている。湾曲板３２は、幅が「２５mm」で、長さが「２００mm」で、厚さが「０．１５mm」となっている。円柱体３３は、運動エネルギーが十分大きく、振動子３６の変位（振り子３３の振れ角）と湾曲板３２の変形の対応が容易である等の理由により採用される。熱交換体３及びヒータ４は、上記した構成と同じである。そして、このアクチュエータ３１は、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板３２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板３２が熱変形して振動子３６が熱交換体３の上にて左右に転がって振り子運動するようになっている。この振り子運動は、熱交換体３をヒータ４により所定温度で加熱している限り減衰することなく持続する。
【０２０９】
以上説明したこの実施形態のアクチュエータ３１によれば、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、熱交換体３上にて円柱体３３とその外周の湾曲板３２が振動子３６として一体となって転がり、その転がりが途中で反転することで振り子運動をする。ここで、円柱体３３の重心Ｇが中心から偏っているので、円柱体３３自体はその重心Ｇの移動によりダルマのように振り子運動をする性質を有する。従って、この性質とあいまって円柱体３３と湾曲板３２とが一体となって熱交換体３上を転がりながら振り子運動することとなる。このように、この実施形態のアクチュエータ３１によれば、振動子３６を熱交換体３上にて転がしながら振り子運動させることができる。また、このアクチュエータ３１では、第１実施形態のアクチュエータ１と比べ、円柱体３３の質量分だけ振り子運動の運動エネルギーを増大させることができる。この実施形態のアクチュエータ３１のその他の作用効果は、基本的には第１実施形態のそれと同じである。
【０２１０】
ここで、振動子３６につき、その湾曲板３２の角度（変位）、温度及びひずみの時間変化の測定結果について説明する。この測定は、図４２に「１，２，３」で示す３つの位置に対応して、湾曲板３２と円柱体３３との間に熱電対とひずみゲージを設けておこなった。３つの測定位置は１０mm間隔（１５°の角度間隔）に設定される。静止時には「２」の位置が底となり、熱交換体３の温度上昇により、円柱体３３は「２」の位置を中心として左右対称に振れる。測定は、ヒータ４の加熱により熱交換体３の温度が「１２０°」となって振動子３６が振り子運動をするときに行った。振動子３６の角度（変位）は、図４２の左側から変位センサで測定した。
【０２１１】
測定結果を図４３〜４５に示す。図４３に、振動子３６の角度（変位）をグラフにより示す。このグラフで、角度がプラス側となるときは、位置「３」側（図４２側）へ転がるときを示し、角度がマイナス側となるときは、位置「１」側（図４２の左側）へ転がるときを示す。角度「０°」の位置は、位置「２」の部位が熱交換体３に接しているときを示す。図４４に、温度変化をグラフにより示す。位置「１，２，３」とも、時間により温度変化していることが分かる。位置「２」では、図４３の角度が「０°」になったとき、つまり位置「２」の部位が熱交換体３に接したときに温度上昇が見られる。図４５に、ひずみの変化をグラフにより示す。位置「２」では、熱交換体３に接したタイミングでマイナスのひずみ、すなわち曲げ変形を生じていることが分かる。また、図４３〜４５から明らかなように、湾曲板３２は、温度が上昇すると内側に熱変形（湾曲変形）し、マイナスのひずみが生じていることが分かった。
【０２１２】
ここで、振り子運動が起きる原因を、図４６（ａ）〜（ｃ）を参照して考察する。図４６（ａ）に示すように、振動子３６が静止した状態で、熱交換体３の温度が上昇すると、湾曲板３２が内側に熱変形する。振動子３６は完全に対称ではないので、振動子３６は左右何れか一方側（ここでは「右側」）へ振れる。振動子３６が振れの端で、図４６（ｂ）に示すように、位置「３」の部位が熱交換体３に接したとき、先のように温度上昇で位置「３」に熱変形が生じる。実際には、振動中に湾曲板３２は位置「１」と位置「３」との間で熱交換体３に接しており、各部でも温度上昇で熱変形が生じる。位置「３」が底となるときには、位置「３」よりも左の部分は、直前よりも温度が低下し、熱変形は減少する。図４６（ｃ）に示すように、位置「１」においても上記と同様のことが考えられる。よって、全体での湾曲板３２の変形は、非対称となり、これが円柱体３３に加振力方向へのモーメントとして作用する。また、温度履歴から、振れの端が底で、温度上昇が最も大きくモーメントの作用が大きくなる。また、この方向は、振れ角に対して対称で、振動の周期と一致する。このモーメントが加振力となり、振り子運動に重複することで振動が持続すると考えられる。
【０２１３】
なお、この実施形態では、熱交換体３を加熱手段としてのヒータ４により積極的に加熱するようにしたが、上記したと同様に、ヒータ４（加熱手段）を省略したアクチュエータとすることもでき、あるいは、ヒータ４（加熱手段）と熱交換体３を省略したアクチュエータとすることもできる。
【０２１４】
［第１４実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを「自走機構」に具体化した第１４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０２１５】
図４７に、この実施形態の自走機構４１を正面図により示す。図４８，４９に、自走機構４１の主要部の動作原理を説明図により示す。この自走機構４１は、前述した第１０実施形態のアクチュエータ３１を利用するかたちで構成される。すなわち、自走機構４１は、上記したと同様の構成を有する振動子３６と、その振動子３６を載せた移動体４２と、移動体４２を載せた熱交換体３と、熱交換体３に内蔵されたヒータ４とを備える。移動体４２は、熱伝導可能な土台４２ａと、その土台４２ａの上の進行方向両端に設けられた壁４２ｂ，４２ｃとを含み、土台４２ａの上に振動子３６が載せられる。移動体４２は、例えば、アルミより形成される。熱交換体３の両端には、移動体４２の移動を規制するストッパ４３ａ，４３ｂが設けられる。ここで、移動体４２の進行方向両端には、方向切替スイッチ４４ａ，４４ｂが設けられる。また、移動体４２には、各方向切替スイッチ４４ａ，４４ｂに対応して方向切替用バー４５ａ，４５ｂが出没可能に設けられる。これら方向切替用バー４５ａ，４５ｂは、各方向切替スイッチ４４ａ，４４ｂが各ストッパ４３ａ，４３ｂに当たることで、その当たった側の方向切替用バー４５ａ，４５ｂが土台４２ａの上に斜めに張り出し、その反対側の方向切替用バー４５ｂ，４５ａが土台４２ａの中に収容されるようになっている。このように方向切替スイッチ４４ａ，４４ｂ及び方向切替用バー４５ａ，４５ｂにより、移動体４２の方向切替機構が構成される。この状態で、熱交換体３は、土台４２ａを介して振動子３６との間で熱交換を行うようになっている。そして、この自走機構４１は、図４８に示すように、振動子３６を移動体４２の上に載せた状態で、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、移動体４２の土台４２ａを介して熱交換体３と振動子３６の湾曲板３２との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板３２が熱変形して、振動子３６が土台４２ａ上にて振り子運動する。そして、図４９に示すように、この振り子運動により振動子３６が移動体４２の壁４２ｂに衝突して、その衝撃力により移動体４２が熱交換体３上にて自走するようになっている。ここで、移動体４２の自走中に、方向切替スイッチ４４ａ，４４ｂがストッパ４３ａ，４３ｂに当たることで、方向切替用バー４５ａ，４５ｂが作動して振動子３６が反対側の壁４２ａ，４２ｂに衝突することとなり、移動体４２が逆方向へ進行することとなる。上記した方向切替機構により移動体４２が、熱交換体３上のストッパ４３ａ，４３ｂの間を往復移動するようになっている。
【０２１６】
以上説明したこの実施形態の自走機構４１によれば、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、移動体４２の土台４２ａを介して熱交換体３と振動子３６の湾曲板３２との間の温度差に起因した熱交換により、湾曲板３２が土台４２ａに接する部位で熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで振動子３６が土台４２ａ上を転がり始め、やがて熱変形によるトルクの変化及び振動子３６の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から転がりが反転して反対方向へ転がる。そして、反対方向の転がりにおいても、熱変形によるトルクの変化及び振動子３６の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から、やがて転がりが反転する。このように転がりとその反転が繰り返されることで振動子３６が土台４２ａ上にて振り子運動をする。この振り子運動は、湾曲板３２と熱交換体３との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、この実施形態では、熱交換体３をヒータ４により加熱している間は、振動子３６の振り子運動が持続することとなる。ここで、円柱体３３の重心Ｇが中心から偏っているので、円柱体３３自体はその重心Ｇの移動によりダルマのように振り子運動をする性質を有する。従って、この性質とあいまって振動子３６が熱交換体３上を転がりながら振り子運動をすることとなる。そして、振り子運動の途中で振動子３６が壁４２ｂに衝突することで、移動体４２に衝撃力が作用する。この衝撃力が移動体４２の静止摩擦力よりも大きい場合に、移動体４２は熱交換体３に対して変位する。そして、この変位を繰り返すことで、移動体４２が熱交換体３上にて自走することとなる。この実施形態では、熱交換体３をヒータ４により加熱している間は、振動子３６の振り子運動が持続することから、移動体４２が両ストッパ４３ａ，４３ｂの間を往復移動する自走も持続することとなる。このように、バイメタルよりなる湾曲板３２の熱変形を利用して振動子３６が振り子運動する新規なアクチュエータ３１を用いることで駆動する新規な自走機構４１を得ることができる。
【０２１７】
この実施形態では、熱交換体３にヒータ４を設けているので、このヒータ４を必要に応じて使用することにより、熱交換体３が適宜に加熱される。このため、ヒータ４の使用により移動体４２を適宜に動作させることができる。すなわち、ヒータ４を制御することにより、自走機構４１の動作を制御することができる。
【０２１８】
ここで、振動子３６と移動体４２の変位を測定した。この測定において、移動体４２の質量は振動子３６と併せて「４５０ｇ」であった。振動子３６の変位と、衝撃力による移動体４２の変位をそれぞれレーザ変位計により測定した。ヒータ４により加熱された熱交換体３の温度は「１４５℃」であった。
【０２１９】
図５０に、振動子３６と移動体４２の変位の時間変化をグラフにより示す。図５０から明らかなように、振動子３６は所定の振幅で振り子運動を行い、振動子３６が変位する（振れる）ことで、移動体４２がステップ状に変位することが分かる。振動子３６は、移動体４２の壁４２ｂに衝突した後、速度を反転し、湾曲板３２の発生するトルクで再び励振され、移動体４２に衝突することとなる。これを繰り返すことで、移動体４２が徐々に移動することが分かる。
【０２２０】
この自走機構４１では、振動子３６の運動エネルギーが衝突により移動体４２の変位に変換されることから、１ステップの変位は、振動子３６と壁４２ｂの静止時の距離に大きく依存することとなる。図５１，５２に、ヒータ４の温度を「１４５℃」とし、距離と衝突なし時の振幅の比率をパラメータとした場合の移動体４２の１ステップの変位と周期を測定した結果をグラフにより示す。図５１から分かるように、比率が「０」と「１」のときに変位は「０」となり、比率が「０．４８」のときに変位は最大値「１１μｍ」となった。図５２から分かるように、周期は、比率が「０．４」のときにほぼ最大の「２．４秒」となった。移動体４２の平均速度は、変位量／周期であることから、「０．４８」付近が最適値で、このときの平均速度は「２８０μｍ／min」であった。図５２につき、一般に比率に比例して周期が増加するように思われるが、「０．４」からは逆に減少した。これは湾曲板３２のトルクの振動への寄与が大きくなるためと推測される。
【０２２１】
図５３，５４に、比率を固定し、ヒータ４の温度をパラメータとして変位と周期をそれぞれ測定した結果をグラフにより示す。おおよそ「１００℃」以上から加振力が大きくなり、衝突時の速度は増加し、１ステップの変位量は大きく、更に周期は小さくなることが分かる。「１９０℃」において「２．９mm/min」の速度が得られた。
【０２２２】
なお、この実施形態では、熱交換体３に加熱手段としてのヒータ４を設けたが、このヒータ４（加熱手段）を省略した自走機構４１とすることもできる。このように加熱手段を省略した場合は、熱交換体をある温度を有する設置対象物や温度場の上に置くことで、熱交換体を介した湾曲板と設置対象物等との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて振動子を土台上にて振り子運動させ、これにより移動体を熱交換体上にて自走させることができる。
【０２２３】
また、前記実施形態では、熱交換体３に加熱手段としてのヒータ４を設けたが、移動体に加熱手段としてのヒータを設けたり、冷却手段としてのクーラを設けたりしてもよい。
【０２２４】
この実施形態では、図４７〜４９に示すように、振動子３６の振り子運動により移動体４２を自走させる自走機構４１とした。これに対し、図４７〜４９における振動子３６に代わり、図３３，３４（ａ）〜（ｃ）に示すような湾曲板２２と振り子２３とからなる振動子により移動体を自走させる自走機構としてもよい。すなわち、移動体の上に載せられる振動子を、復元可能に熱変形するバイメタル等の材料より湾曲形成された湾曲板と、円柱をなし、その円柱の外周面が湾曲板の内面に接するように置かれた振り子とにより構成してもよい。この場合も、上記自走機構４１と同様の作用効果を得ることができる。
【０２２５】
あるいは、図４７〜４９における振動子３６に代わり、図３６に示すような湾曲板６２と振り子６７とからなる振動子により移動体を自走させる自走機構としてもよい。すなわち、移動体の上に載せられる振動子を、復元可能に熱変形するバイメタル等の材料より湾曲形成された湾曲板と、四角柱をなし、その四角柱の相対向する二辺が湾曲板の内面に線接触するように置かれた振り子とにより構成してもよい。この場合も、上記自走機構４１と同様の作用効果を得ることができる。
【０２２６】
この実施形態では、図４７〜４９に示すように、振動子３６の振り子運動により移動体４２を自走させる自走機構４１とした。これに対し、図４７〜４９における振動子３６に代わり、図２２に示すような円筒板１４と円柱体３３とからなる転動子２０により移動体を自走させる自走機構としてもよい。すなわち、移動体の上に載せられる転動子を、復元可能に熱変形するバイメタル等の材料よりなる薄肉の円筒板と、その円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体とを含み、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられるように構成してもよい。この場合も、上記自走機構４１と同様の作用効果を得ることができる。
【０２２７】
［第１５実施形態］
次に、本発明のアクチュエータを「回転機構」に具体化した第１５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０２２８】
図５５に、この実施形態の回転機構５１を側面図により示す。図５６に、回転機構５１を平面図により示す。この回転機構５１は、基本的には上記同様の構成を有する一対の振動子３６と、両振動子３６の軸心に固定された連結軸５２と、クランク軸５３を含み、連結軸５２を介して両振動子３６に連結されたクランク機構５４と、両振動子３６を載せて両振動子３６との間で熱交換を行う熱交換体３と、熱交換体３に内蔵されたヒータ４とを備える。クランク軸５３は、熱交換体３と一体に設けられたベース５５から立設された一対の軸受５５ａに支持される。クランク軸５３の両端部にはアーム５３ａが一体に設けられ、これらアーム５３ａの先端には、振動防止のためのカウンタウェイト５６が設けられる。そして、この回転機構５１は、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、湾曲板３２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板３２が熱変形して振動子３６が熱交換体３上にて転がりにより振り子運動し、その振り子運動がクランク機構５４によりクランク軸５３の回転運動に変換するようになっている。
【０２２９】
以上説明したこの実施形態の回転機構５１によれば、熱交換体３をヒータ４により加熱することにより、振動子３６の湾曲板３２の外面３２ａが熱交換体３に接する部位にて湾曲板３２と熱交換体３との間の温度差に起因した熱交換により熱変形が起きる。この熱変形がトルクとして作用することで一対の振動子３６が熱交換体３上を転がり始め、やがて熱変形によるトルクの変化及び両振動子３６の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から転がりが反転して反対方向へ転がり始める。そして、反対方向の転がりにおいても、熱変形によるトルクの変化及び両振動子３６の転がりに伴う運動エネルギーと位置エネルギーの変化から、やがて転がりが反転する。このように転がりとその反転が繰り返されることで両振動子３６が熱交換体３上にて振り子運動をする。この振り子運動は、湾曲板３２と熱交換体３との間に温度差があるだけで持続することとなる。従って、この実施形態では、熱交換体３をヒータ４により加熱している間は、振動子３６の振り子運動が持続することとなる。ここで、円柱体３３の重心Ｇが中心から偏っているので、両振動子３６はその重心Ｇの移動によりダルマのように振り子運動をする性質を有する。従って、この性質とあいまって両振動子３６が転がりながら振り子運動することとなる。ここで、両振動子３６の振り子運動に伴い連結軸５２が並進運動を行い、その並進運動がクランク機構５４によりクランク軸５３の回転運動に変換される。このため、バイメタルよりなる湾曲板３２の熱変形を利用して振り子運動する新規なアクチュエータを用いることで駆動する新規な回転機構５１を得ることができる。
【０２３０】
上記したように、この回転機構５１は、転がる振動子３６の中心の連結軸５２で往復の並進運動を行い、その並進運動をクランク軸５３の回転運動に変換するものである。この実施形態の回転機構５１では、ヒータ４の温度を「１２０℃」に設定することにより、クランク軸５３を「約１６rpm」程度の回転数で回転させることができた。この回転数は円柱の固有振動数と回転部の構造で決定されることとなる。振り子運動の基本特性を調べた実験では、バイメタルよりなる湾曲板３２を巻き付けた円柱体３３の温度によって振幅が変化することが分かった。この回転機構５１では、クランク機構５４を用いることで並進運動を回転運動に変換することができたが、湾曲板３２を用いたアクチュエータで何らかの仕事をさせる場合は、より効率的に仕事のできる構成にすることが望ましい。バイメタルよりなる湾曲板３２は温度差が大きいほど変形が大きいことから、湾曲板３２を用いたアクチュエータではヒータ４から離れた時点で湾曲板３２が速やかに冷やされた方がより変形が起きる。湾曲板３２が変形することで加振力が働いて振り子運動が起きると考えられるので、冷却を改善することで更に加振力を高めることができる。そこで、湾曲板３２を巻き付ける円柱体３３の形状を、放熱性のよい形状とすることで冷却速度を上げ、より力の出る構成とすることができる。例えば、円柱体３３を、前述した図２３に示すスポークホイール５７に置き換えることもできる。このスポークホイール５７によれば、単なる円柱体３３よりも放熱性を改善することができる。
【０２３１】
この実施形態では、熱交換体３にヒータ４を設けているので、このヒータ４を必要に応じて使用することにより、熱交換体３が適宜に加熱される。このため、ヒータ４の使用により両振動子３６及びクランク機構５４を適宜に動作させることができる。すなわち、ヒータ４を制御することにより、回転機構５１の動作を制御することができる。
【０２３２】
ところで、この実施形態では、熱交換体３に加熱手段としてのヒータ４を設けたが、このヒータ４（加熱手段）を省略した回転機構５１とすることもできる。このように加熱手段を省略した場合は、熱交換体をある温度を有する設置対象物や温度場の上に置くことで、熱交換体を介した湾曲板と設置対象物等との間の温度差に起因した熱交換により湾曲板を熱変形させて振動子を熱交換体上にて振り子運動させ、その振り子運動をクランク機構５４によりクランク軸５３の回転に変換することができる。
【０２３３】
この実施形態では、図５５，５６に示すように、振動子３６の振り子運動をクランク機構５４によりクランク軸５３の回転に変換する回転機構５１とした。これに対し、図５５，５６における振動子３６に代わり、図２２に示すような円筒板１４と円柱体３３とからなる転動子２０の転がりをクランク機構によりクランク軸の回転に変換する回転機構としてもよい。すなわち、熱交換体上に載せられる転動子を、復元可能に熱変形するバイメタル等の材料よりなる薄肉の円筒板と、その円筒板の内周面に接する外周面を有し、重心が中心に設けられた円柱体とを含み、円柱体の外周面を覆うように円筒板が設けられるように構成してもよい。この場合も、上記の回転機構５１と同様の作用効果を得ることができる。
【０２３４】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更することにより以下のように実施することもできる。
【０２３５】
（１）前記各実施形態では、湾曲板２，２２，３２、螺旋板１９及び円筒板１４に比べて熱交換体３、底壁２６ａ又は設置対象物９の方が温度が高くなるように構成したが、湾曲板に比べて熱交換体の方が温度が低くなるように構成してもよい。また、熱交換体を積極的に冷却するための冷却手段としてクーラ等を設けてもよい。これらの場合も湾曲板をバイメタルにより形成することができる。この場合のバイメタルは、図２，３に示すものとは逆で、二種類の金属のうち、外側の金属の熱膨張率を内側の金属のそれよりも小さくすることとなる。このように構成することで、上記各実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０２３６】
（２）前記各実施形態では、復元可能に熱変形する材料としてバイメタルを使用したが、この材料として、いわゆる形状記憶合金を使用することもできる。この場合、熱交換体に熱を供給する熱源の温度が変態点以上又は以下であり、合金の変形が温度により湾曲する又は直線に戻るように合金に形状記憶させる等の条件を設定する必要がある。
【０２３７】
（３）前記各実施形態のうち、各アクチュエータ１０，１６，１７，６１等を構成する円筒板１４及びテーパをなす円筒板６２については、それぞれ帯状をなすバイメタルを円形に丸曲げ形成し、その両端を接合することで形成したが、熱膨張率の異なる二つのリングを接合することにより円筒板及びテーパをなす円筒板を形成することもできる。
【０２３８】
（４）前記各実施形態のうち、各アクチュエータ３１等を構成する転動子２０及び振動子３６等は、予め円筒状に形成した円筒板１４を円柱体３３の外周面３３ａに被せたり、予め湾曲して形成した湾曲板３２を円柱体３３に被せたりすることで構成したが、平板を円柱体の外周面に巻き付けてその外周面に覆うように設けることで転動子又は振動子を構成してもよい。
【０２３９】
（５）前記第１実施形態では、復元可能に熱変形するバイメタルよりなる平板の一面をある温度を有する設置対象物（熱源７）に接触させて設け、その設置対象物を加熱することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子運動させるという振動方法について説明したが、以下のような振動方法を実施するようにしてもよい。
すなわち、復元可能に熱変形する材料よりなると共に捻りが付与された平板の下面側をある温度を有する設置対象物に接触させて置き、その設置対象物を加熱又は冷却することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子運動しながら旋回させるという振動方法を実施すること。この場合、熱変形を利用して平板を湾曲させることができ、振り子運動させながら回転させることができる。
【０２４０】
（６）前記第１実施形態では、復元可能に熱変形するバイメタルよりなる平板の一面をある温度を有する設置対象物（熱源７）に接触させて設け、その設置対象物を加熱することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子運動させるという振動方法について説明したが、以下のような振動方法を実施するようにしてもよい。
すなわち、復元可能に熱変形する材料よりなる平板の下面をある温度を有する設置対象物に接触させて置くと共に平板の上面に振り子を載せ、設置対象物を加熱又は冷却することにより、平板と設置対象物との間の温度差に起因した熱交換により平板を熱変形により湾曲させて設置対象物上にて振り子と共に振り子運動させるこという振動方法を実施すること。この場合は、熱変形を利用して平板を湾曲させることができ、振り子と共に振り子運動させることができる。
上記方法において、振り子を円柱とし、その振り子の外周面が平板の上面に接触するように振り子を載せるようにしてもよい。この場合は、振り子運動と共に振り子を回転させることができる。
あるいは、上記方法において、振り子を円柱とし、振り子の下面が平板の上面に接触するように振り子を載せるようにしてもよい。この場合は、振り子運動と共に振り子を揺動させることができる。
【０２４１】
（７）前記第８実施形態では、温度センサ１１を、検温対象が所定温度に達したことを円筒板１４の往復運動（振り子運動）により表示するように構成した。これに対し、図５７に示すように、温度センサ７１を、金属製ケーシング１３と、その中に収容される振動子７２と、ケーシング１３の前面を覆う透明な耐熱ガラス１５とから構成してもよい。ここで、振動子７２を、円筒板１４と、円柱体３３とから構成し、円柱体３３の重心Ｇを、円柱体３３の中心から偏って設ける。すなわち、振動子７２を、重心Ｇを中心から偏らせた円柱体３３の外周面に円筒板１４を巻き付けて構成する。この振動子７２の振り子運動の振幅（図５７における左右への振れ幅）は、検温対象物の温度によって異なる。この温度によって異なる振幅を利用したのがこの温度センサ７２である。耐熱ガラス１５には、温度目盛７３が付してある。従って、図５７に２点鎖線で示すように、振動子７２が左右に振れたときの振幅を温度目盛７３により読み取ることで、検温対象物の温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】アクチュエータを示す正面図。
【図２】（ａ），（ｂ）は、湾曲板を構成するバイメタルの説明図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、湾曲板を構成するバイメタルの説明図。
【図４】アクチュエータの動きを示す正面図。
【図５】湾曲板のひずみの変化を示すグラフ。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、振り子運動原理を示す説明図。
【図７】振り子運動原理を示す説明図。
【図８】アクチュエータを示す正面図。
【図９】図８のアクチュエータを示す平面図。
【図１０】図８のアクチュエータを示す右側面図。
【図１１】アクチュエータの動きを示す正面図。
【図１２】アクチュエータの動きを示す平面図。
【図１３】アクチュエータを示す正面図。
【図１４】図１３のアクチュエータを示す平面図。
【図１５】図１３のアクチュエータを示す右側面図。
【図１６】アクチュエータを示す正面図。
【図１７】アクチュエータを示す斜視図。
【図１８】アクチュエータとその動きを示す正面図。
【図１９】アクチュエータとその動きを示す正面図。
【図２０】アクチュエータとその動きを示す正面図。
【図２１】アクチュエータとその動きを示す正面図。
【図２２】アクチュエータとその動きを示す正面図。
【図２３】スポークホイールを示す正面図。
【図２４】アクチュエータを示す正面図。
【図２５】アクチュエータを示す側面図。
【図２６】アクチュエータを示す背面図。
【図２７】アクチュエータとその動きを示す斜視図。
【図２８】温度センサを示す正面図。
【図２９】アクチュエータを示す正面図。
【図３０】図２９の湾曲板と振り子を前側から見た斜視図。
【図３１】図２９の湾曲板と振り子を横側から見た斜視図。
【図３２】ランプの熱を利用したディスプレイを示す正面図。
【図３３】図３２の湾曲板と振り子の関係を示す斜視図。
【図３４】（ａ）〜（ｃ）は、図３２の湾曲板と振り子の動きを示す正面図。
【図３５】アクチュエータを示す斜視図。
【図３６】アクチュエータを示す斜視図。
【図３７】アクチュエータを示す斜視図。
【図３８】アクチュエータを手前から見た斜視図。
【図３９】アクチュエータを示す斜視図。
【図４０】アクチュエータを側方から見た斜視図。
【図４１】アクチュエータの動きを示す斜視図。
【図４２】アクチュエータを示す正面図。
【図４３】アクチュエータの振り子運動（角度）の変化を示すグラフ。
【図４４】湾曲板の温度の変化を示すグラフ。
【図４５】湾曲板のひずみの変化を示すグラフ。
【図４６】（ａ）〜（ｃ）は、アクチュエータの動きを示す説明図。
【図４７】自走機構を示す正面図。
【図４８】移動体の動作原理を示す説明図。
【図４９】移動体の動作原理を示す説明図。
【図５０】移動体及び振動子の変位を示すグラフ。
【図５１】移動体の１ステップの変位の測定結果を示すグラフ。
【図５２】移動体の１ステップの周期の測定結果を示すグラフ。
【図５３】移動体の温度に対する変位の違いを示すグラフ。
【図５４】移動体の温度に対する周期の測定結果を示すグラフ。
【図５５】回転機構を示す正面図。
【図５６】回転機構を示す平面図。
【図５７】温度センサを示す正面図。
【符号の説明】
【０２４３】
１    アクチュエータ
２    湾曲板
２ａ    外面
２ｂ    内面
３    熱交換体
３ａ    上面
４    ヒータ（加熱手段）
８    アクチュエータ
９    設置対象物
１０    アクチュエータ
１１    温度センサ
１２    加熱器具（設置対象物）
１３    ケーシング
１３ａ    底壁（熱交換体）
１３ｂ    側壁（反転手段）
１３ｃ    側壁（反転手段）
１４    円筒板
１４ａ    外周面
１４ｂ    内周面
１６    アクチュエータ
１７    アクチュエータ
１８    アクチュエータ
１９    螺旋板
１９ａ    外面
２０    転動子
２１    アクチュエータ
２２    湾曲板
２２ａ    外面
２２ｂ    内面
２３    振り子
２３ａ    下端縁
２５    ディスプレイ
２６    上段ケース
２６ａ    底壁（熱交換体）
２９    ランプ（加熱手段）
３１    アクチュエータ
３２    湾曲板
３２ａ    外面
３２ｂ    内面
３３    円柱体（振り子）
３３ａ    外周面
３６    振動子
３９ａ    ストッパ（反転手段）
３９ｂ    ストッパ（反転手段）
４０ａ    傾斜部（反転手段）
４０ｂ    傾斜部（反転手段）
４１    自走機構
４２    移動体
４２ａ    土台
４２ｂ    壁
４２ｃ    壁
５１    回転機構
５２    連結軸
５３    クランク軸
５４    クランク機構
５７    スポークホイール（振り子、円柱体）
６１    アクチュエータ
６２    円筒板
６２ａ    外周面
６２ｂ    内周面
６５    アクチュエータ
６６    湾曲板
６６ａ    内面
６７    振り子
６７ａ    辺
６７ｂ    辺
６７ｃ    面
６７ｄ    面
６８    アクチュエータ
６９    羽
７０    羽
７１    温度センサ
７２    振動子
Ｇ    重心
【図１】
2007236078.tif 000003
【図２】
2007236078.tif 000004
【図３】
2007236078.tif 000005
【図４】
2007236078.tif 000006
【図５】
2007236078.tif 000007
【図６】
2007236078.tif 000008
【図７】
2007236078.tif 000009
【図８】
2007236078.tif 000010
【図９】
2007236078.tif 000011
【図１０】
2007236078.tif 000012
【図１１】
2007236078.tif 000013
【図１２】
2007236078.tif 000014
【図１３】
2007236078.tif 000015
【図１４】
2007236078.tif 000016
【図１５】
2007236078.tif 000017
【図１６】
2007236078.tif 000018
【図１７】
2007236078.tif 000019
【図１８】
2007236078.tif 000020
【図１９】
2007236078.tif 000021
【図２０】
2007236078.tif 000022
【図２１】
2007236078.tif 000023
【図２２】
2007236078.tif 000024
【図２３】
2007236078.tif 000025
【図２４】
2007236078.tif 000026
【図２５】
2007236078.tif 000027
【図２６】
2007236078.tif 000028
【図２７】
2007236078.tif 000029
【図２８】
2007236078.tif 000030
【図２９】
2007236078.tif 000031
【図３０】
2007236078.tif 000032
【図３１】
2007236078.tif 000033
【図３２】
2007236078.tif 000034
【図３３】
2007236078.tif 000035
【図３４】
2007236078.tif 000036
【図３５】
2007236078.tif 000037
【図３６】
2007236078.tif 000038
【図３７】
2007236078.tif 000039
【図３８】
2007236078.tif 000040
【図３９】
2007236078.tif 000041
【図４０】
2007236078.tif 000042
【図４１】
2007236078.tif 000043
【図４２】
2007236078.tif 000044
【図４３】
2007236078.tif 000045
【図４４】
2007236078.tif 000046
【図４５】
2007236078.tif 000047
【図４６】
2007236078.tif 000048
【図４７】
2007236078.tif 000049
【図４８】
2007236078.tif 000050
【図４９】
2007236078.tif 000051
【図５０】
2007236078.tif 000052
【図５１】
2007236078.tif 000053
【図５２】
2007236078.tif 000054
【図５３】
2007236078.tif 000055
【図５４】
2007236078.tif 000056
【図５５】
2007236078.tif 000057
【図５６】
2007236078.tif 000058
【図５７】
2007236078.tif 000059