(57)【要約】【課題】形状記憶合金ワイヤの変位を有効に活用した変位機構を提供する。【解決手段】固定部を有する第１の管と、ガイド部を有する第２の管と、第１の管と第２の管を連結する連結部と、固定部に固着されるとともにガイド部によって保持された湾曲用形状記憶部材と、湾曲用形状記憶部材の収縮前に湾曲用形状記憶部材の所定の部位を所定の位置に固定する制止部と、を有し、第１の管及び第２の管は、湾曲用形状記憶部材の収縮により連結部を中心に回動する。【選択図】図１
2013249785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部を有する第１の管と、
ガイド部を有する第２の管と、
前記第１の管と前記第２の管を連結する連結部と、
前記固定部に固着されるとともに前記ガイド部によって保持された湾曲用形状記憶部材と、
前記湾曲用形状記憶部材の収縮前に前記湾用曲形状記憶部材の所定の部位を所定の位置に固定する制止部と、を有し、
前記第１の管及び前記第２の管は、前記湾曲用形状記憶部材の収縮により前記連結部を中心に回動することを特徴とする変位機構。
【請求項２】
前記連結部は、前記回動の範囲が拡大するように前記第１の管及び前記第２の管に対して所定位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の変位機構。
【請求項３】
前記所定位置は、
前記第１の管及び前記第２の管のそれぞれについて、前記連結部と前記ガイド部の中心との間の径方向の距離Ｄ１と、前記ガイド部の中心から、管の外周面のうち前記ガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足する位置であることを特徴とする請求項２に記載の変位機構。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１      （１）
【請求項４】
前記制止部は、
前記湾曲用形状記憶部材に設けられたストッパと、
前記ストッパを所定の制止位置に制止させるストッパ制止部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変位機構。
【請求項５】
前記ストッパ制止部には、制止用形状記憶部材が固着され、
前記ストッパ制止部は、前記制止用形状記憶部材の収縮により、前記ストッパを制止させることを特徴とする請求項４に記載の変位機構。
【請求項６】
前記制止用形状記憶部材は、前記湾曲用形状記憶部材よりも収縮強度が強いことを特徴とする請求項５に記載の変位機構。
【請求項７】
前記制止用形状記憶部材は、前記ストッパ制止部を、前記湾曲用形状記憶部材の収縮方向と逆方向に引っ張るように配設されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の変位機構。
【請求項８】
前記ストッパ制止部は、前記第２の管の外側に配設され、内部に前記湾曲用形状記憶部材が挿通されるとともに、外周に制止用形状記憶部材が巻き付けられたリング部材であり、
前記制止用形状記憶部材の収縮により前記リング部材の径を小さくすることによって、前記ストッパを前記制止位置に制止させることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の変位機構。
【請求項９】
前記ストッパ制止部は、前記第２の管の外側に配設され、前記第２の管の中心軸を中心に回転する回転部材であり、
前記回転部材が回転することによって前記ストッパを前記制止位置に制止させることを特徴とする請求項４に記載の変位機構。
【請求項１０】
前記第２の管の外側に配設され、回転中心が偏心した回転部材を備え、
前記回転部材が回転することによって前記湾曲用形状記憶部材を挟持することを特徴とする請求項１に記載の変位機構。
【請求項１１】
前記ストッパ制止部は、前記第２の管の外側に配設され、回動の中心が偏心した回動部材であり、
前記回動部材が回動することによって、前記ストッパを前記制止位置に制止させることを特徴とする請求項４に記載の変位機構。
【請求項１２】
前記湾曲用形状記憶部材は、前記回動部材内に挿通され、
前記ストッパは、回動部材から外部へ延出した前記湾曲用形状記憶部材の端部に固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の変位機構。
【請求項１３】
前記第１の管と複数の前記第２の管が連結されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の変位機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の変位機構として、特許文献１には、複数の管状体を回動自在に連結し、形状記憶合金に通電加熱することにより、連結された管状体を湾曲させる湾曲装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−７５５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の湾曲装置では、形状記憶合金の収縮後に形状記憶合金を固定し、さらに形状記憶合金を収縮させることによって管状体を湾曲させるため、形状記憶合金が固定されるまでの間の収縮分が湾曲に利用されておらず、湾曲角度が十分に取れないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、形状記憶合金ワイヤの変位を有効に活用した変位機構を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る変位機構は、固定部を有する第１の管と、ガイド部を有する第２の管と、第１の管と第２の管を連結する連結部と、固定部に固着されるとともにガイド部によって保持された湾曲用形状記憶部材と、湾曲用形状記憶部材の収縮前に湾曲用形状記憶部材の所定の部位を所定の位置に固定する制止部と、を有し、第１の管及び第２の管は、湾曲用形状記憶部材の収縮により連結部を中心に回動することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る変位機構において、連結部は、回動の範囲が拡大するように第１の管及び第２の管に対して所定位置に配置されることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る変位機構において、上述の所定位置は、第１の管及び第２の管のそれぞれについて、連結部とガイド部の中心との間の径方向の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足する位置であることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１      （１）
【０００９】
本発明に係る変位機構において、制止部は、湾曲用形状記憶部材に設けられたストッパと、ストッパを所定の制止位置に制止させるストッパ制止部と、を有することが好ましい。
【００１０】
本発明に係る変位機構において、ストッパ制止部には、制止用形状記憶部材が固着され、ストッパ制止部は、制止用形状記憶部材の収縮により、ストッパを制止させることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る変位機構において、制止用形状記憶部材は、湾曲用形状記憶部材よりも収縮強度が強いことが好ましい。
【００１２】
本発明に係る変位機構において、制止用形状記憶部材は、ストッパ制止部を、湾曲用形状記憶部材の収縮方向と逆方向に引っ張るように配設されたことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る変位機構において、ストッパ制止部は、第２の管の外側に配設され、内部に湾曲用形状記憶部材が挿通されるとともに、外周に制止用形状記憶部材が巻き付けられたリング部材であり、制止用形状記憶部材の収縮によりリング部材の径を小さくすることによって、ストッパを制止位置に制止させることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る変位機構において、ストッパ制止部は、第２の管の外側に配設され、第２の管の中心軸を中心に回転する回転部材であり、回転部材が回転することによってストッパを制止位置に制止させることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る変位機構において、第２の管の外側に配設され、回転中心が偏心した回転部材を備え、回転部材が回転することによって湾曲用形状記憶部材を挟持することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る変位機構において、ストッパ制止部は、第２の管の外側に配設され、回動の中心が偏心した回動部材であり、回動部材が回動することによって、ストッパを制止位置に制止させることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る変位機構において、湾曲用形状記憶部材は、回動部材内に挿通され、
ストッパは、回動部材から外部へ延出した湾曲用形状記憶部材の端部に固定されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る変位機構において、第１の管と複数の第２の管が連結されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る変位機構は、形状記憶合金ワイヤの少ない変位を活用して大きな湾曲角度を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の基本概念に係る変位機構の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る変位機構の基本構成を示す側面図である。
【図３】図２の変位機構において、湾曲用ＳＭＡワイヤ及び制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す側面図である。
【図４】図３の変位機構において、制止用ＳＭＡワイヤへの通電を維持したまま、湾曲用ＳＭＡワイヤに通電して収縮させたことによって、連結部を中心にして第１の管、第２の管、及び第３の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る変位機構の具体的構成を示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ部分の内部拡大斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る変位機構の一部の構成を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る変位機構の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る変位機構の構成を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る変位機構の構成を示す背面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る変位機構の構成を示す下面図である。
【図１２】第１実施形態の変形例１におけるストッパ及びストッパ制止部の具体的構成を示す斜視図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【図１３】第１実施形態の変形例２におけるストッパ及びストッパ制止部の構成例を示す正面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【図１４】（ａ）は第１実施形態の変形例２における回動部材の構成を示す平面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していないときのストッパと孔部の関係を示す、図１３のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線における断面図、（ｃ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電したときのストッパとスリット部の関係を示す、図１３のＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線における断面図である。
【図１５】第１実施形態の変形例３におけるストッパ及びストッパ制止部の構成を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【図１６】第１実施形態の変形例４におけるストッパ及びストッパ制止部の構成を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る変位機構の基本構成を示す側面図である。
【図１８】第２実施形態の基本構成における湾曲用ＳＭＡワイヤと偏心カムの関係を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る変位機構の具体的構成を示す斜視図である。
【図２０】第２実施形態の具体的構成における湾曲用ＳＭＡワイヤとワイヤ偏心カムの関係を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る変位機構の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
（本発明の基本概念）
図１は、本発明の基本概念に係る変位機構の構成を示す側面図である。
図１に示す変位機構は、第１の管１０と、第２の管２０と、第３の管３０と、湾曲用形状記憶部材としての２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１と、制止部７０、８０と、を備える。
第１の管１０は、２つの固定部１１、１３とガイド部１２、１４を有する。第２の管２０は、ガイド部２１、２２、２３、２４を有する。第３の管３０は、第２の管と同様の構成であって、ガイド部３１、３２、３３、３４を有し、第２の管として機能する。
【００２３】
第１の管１０と第２の管２０は、第１の管１０の腕部１５及び第２の管２０の第２腕部２６に、連結部としての連結ピン４１を貫通させることにより、連結ピン４１を介して互いに連結される。第２の管２０と第３の管３０は、第２の管２０の第１腕部２５及び第３の管３０の腕部３６に、連結部としての連結ピン４２を貫通させることにより、連結ピン４２を介して互いに連結される。
【００２４】
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１に固着されるとともに、ガイド部１２、２１、２２、３１、３２によって順に保持され、他端には球状のストッパ５３が設けられている。
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と同様に、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１は、一端が固定部１３に固着されるとともに、ガイド部１４、２３、２４、３３、３４によって順に保持され、他端には球状のストッパ６３が設けられている。
【００２５】
制止部７０、８０（ストッパ制止部）は、第３の管３０のガイド部３２とストッパ５３の間において、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１の収縮範囲をそれぞれ規制する位置（制止位置）に配設されている。制止部７０、８０は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１の所定の部位を所定の位置に固定する。
【００２６】
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１として、通電により所定温度以上に加熱することにより収縮する形状記憶合金を用いた場合、所定温度以上に加熱されたＳＭＡワイヤは収縮し、これにともなって第１の管１０と第２の管２０が連結ピン４１を中心として回動し、第２の管２０と第３の管３０が連結ピン４２を中心として回動するため、変位機構は全体として湾曲する。
【００２７】
図１に示す変位機構においては、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０のいずれについても、径方向Ｒにおける、連結ピンとガイド部の中心との間の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、それぞれの管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足していることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１      （１）
この式（１）を満足することにより、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１のわずかな収縮によって、第１の管１０を連結ピン４１の周りに大きく湾曲させ、第２の管２０を連結ピン４２の周りに大きく湾曲させることが可能となる。別言すると、連結部としての連結ピンは、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０に対して所定位置に配置されており、これにより形状記憶部材としての湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１の変位を拡大することができる。
【００２８】
ここで、図１において、Ｄ２は、Ｄ０からＤ１を減じた距離であり、連結ピンから、第１の管１０、第２の管２０、第３の管３０の対応する外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離である。
【００２９】
なお、上式（１）を満足しない構成も可能である。例えば、Ｄ０−Ｄ１＝Ｄ１となるように連結ピンを配置することも可能であり、ＳＭＡワイヤの収縮によって第１の管１０及び第２の管２０を湾曲させることができる。ただし、ＳＭＡワイヤの収縮を大きな湾曲に拡大させる効果の面からは、上式（１）を満足することが好ましい。
【００３０】
さらに、制止部７０、８０は、以下に説明するようにさまざまな形態をとることができる。このような制止部７０、８０を用いることによって、湾曲用形状記憶部材の収縮量を任意に制御することができるようになるため、形状記憶部材の小さな変位を有効に利用して、より大きな湾曲角度を得ることができる。
【００３１】
（第１実施形態の基本構成）
図２〜図４を参照しつつ、第１実施形態の基本構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る変位機構の基本構成を示す側面図である。図３は、図２の変位機構において、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１及び制止用ＳＭＡワイヤ５７、６７に通電していない状態を示す側面図である。図３の変位機構においては、通電された制止用ＳＭＡワイヤ５７の収縮によって、止め板５４が移動してストッパ５３に当接した状態を示している。図４は、図３の変位機構において、制止用ＳＭＡワイヤ５７への通電を維持したまま、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に通電して収縮させたことによって、連結部としての連結ピン４１、４２を中心にして第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
以下の説明では、図１に示す構成と同様の構成には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
図２〜図４では、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０を１つずつ連結しているが、これらを複数連結してもよい。また、第３の管３０を用いずに、第１の管１０と第２の管２０を１つずつ、又は複数連結しても良い。
【００３３】
図２に示す変位機構は、略円筒状の第１の管１０と、略円筒状の第２の管２０と、略円筒状の第３の管３０と、湾曲用形状記憶部材としての２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１と、制止部としてのストッパ５３、６３及び止め板５４、６４（ストッパ制止部）と、を備える。
【００３４】
第１の管１０は、第２の管２０側へ延びる腕部１５を備える。第２の管２０は、第３の管３０側へ延びる第１腕部２５と、第１の管１０側へ延びる第２腕部２６と、を備える。第３の管３０は、第２の管２０側へ延びる腕部３６と、を備える。
【００３５】
第１の管１０、第２の管２０、第３の管３０は、この順序で配置される。
なお、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０は、ある直線に沿って延びる中空形状であれば、円筒以外の形状であってもよい。
【００３６】
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１に固着されるとともに、ガイド部１２、２１、２２、３１、３２によって順に保持されている。ガイド部１２、２１、２２、３１、３２は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の伸縮の動きを妨げずに保持している。
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、他端に湾曲バネ５９が設けられ、固定壁Ｗに固定されている。さらに、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１においては、第３の管３０のガイド部３２と湾曲バネ５９の間に球状のストッパ５３が設けられている。
【００３７】
ストッパ制止部としての止め板５４は、厚み方向に貫通した孔（不図示）を備え、この穴に挿通された湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に対して相対移動可能である。ここで、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１を挿通させる孔は、ストッパ５３の外径よりも小さい。
止め板５４の一方の面には、一端が第３の管３０に固定された止め板バネ５５の他端が固定され、他方の面には一端が固定壁Ｗに固定された制止用ＳＭＡワイヤ５７（制止用形状記憶部材）の他端が固定されている。制止用ＳＭＡワイヤ５７は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１よりも収縮強度が強いＳＭＡワイヤを使用している。
【００３８】
止め板５４は、制止用ＳＭＡワイヤ５７に通電していない状態では、止め板バネ５５の弾性力によって第３の管３０のガイド部３２に当接する。これに対し、制止用ＳＭＡワイヤ５７に通電して制止用ＳＭＡワイヤ５７を収縮させると、止め板バネ５５の弾性力に抗して、止め板５４は固定壁Ｗ側に移動する。制止用ＳＭＡワイヤ５７への通電を継続して制止用ＳＭＡワイヤ５７の収縮状態を維持すると、止め板５４はその位置を維持する。このとき、ストッパ５３は、止め板５４にそれぞれ当接し、止め板５４の位置（制止位置）に固定されている。すなわち、制止部としてのストッパ５３と止め板５４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の所定の部位を所定の位置に固定している。
【００３９】
湾曲用ＳＭＡワイヤ６１は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と同様に、一端が固定部１３に固着されるとともに、ガイド部１４、２３、２４、３３、３４によって順に保持されている。湾曲用ＳＭＡワイヤ６１は、他端に湾曲バネ６９が設けられ、固定壁Ｗに固定されている。さらに、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１においては、第３の管３０のガイド部３４と湾曲バネ６９の間に球状のストッパ６３が設けられている。
【００４０】
ストッパ制止部としての止め板６４は、厚み方向に貫通した孔（不図示）を備え、この穴に挿通された湾曲用ＳＭＡワイヤ６１に対して相対移動可能である。ここで、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１を挿通させる孔は、ストッパ６３の外径よりも小さい。
止め板６４の一方の面には、一端が第３の管３０に固定された止め板バネ６５の他端が固定され、他方の面には一端が固定壁Ｗに固定された制止用ＳＭＡワイヤ６７（制止用形状記憶部材）の他端が固定されている。制止用ＳＭＡワイヤ６７は、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１よりも収縮強度が強いＳＭＡワイヤを使用している。
【００４１】
制止部としてのストッパ６３と止め板６４が、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ６１の所定の部位を所定の位置に固定している点は、上述のようにストッパ５３と止め板５４が湾曲用ＳＭＡワイヤ５１を固定しているのと同様であるため、詳細な説明は省略する。
ここで、ガイド部１４、２３、２４、３３、３４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ６１の伸縮の動きを妨げずに保持している。
【００４２】
湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１は、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０が連結された状態で、中心軸ＡＸに沿うように配置される。
ストッパ５３、６３及び止め板５４、６４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１の収縮時にストッパ５３、６３が止め板５４、６４にそれぞれ当接して制止されれば、上述以外の形状であってもよい。
【００４３】
第１の管１０と第２の管２０は、連結ピン４１を介して互いに連結され、これにより、連結ピン４１を中心にしてそれぞれ回動可能となる。ここで、第１の管１０と第２の管２０は、所望の角度、例えば９０度、まで互いに接触しないで回動可能な間隔で連結される。この間隔は、第１の管１０の腕部１５と第２の管２０の第２腕部２６の長さ、及び、腕部１５、第２腕部２６において連結ピン４１を貫通させる連結孔の位置によって任意に定めることができる。
【００４４】
第２の管２０と第３の管３０は、連結ピン４２を介して互いに連結され、これにより、第２の管２０と第３の管３０は連結ピン４２を中心にしてそれぞれ回動可能となる。ここで、第２の管２０と第３の管３０は、所望の角度、例えば９０度、まで互いに接触しないで回動可能な間隔で連結される。この間隔は、第２の管２０の第１腕部２５と第３の管３０の腕部３６の長さ、並びに、第１腕部２５及び腕部３６において連結ピン４２を貫通させる連結孔の位置によって任意に定めることができる。
【００４５】
次に、変位機構の動作例について図３〜図４を参照しつつ説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ５１、６１及び２本の制止用ＳＭＡワイヤ５７、６７のいずれにも通電していない状態（図３）から、制止用ＳＭＡワイヤ５７のみに通電して所定温度以上に加熱すると制止用ＳＭＡワイヤ５７は収縮を始める。制止用ＳＭＡワイヤ５７は、一端が固定壁Ｗに固定されているため、収縮によって止め板５４が固定壁Ｗ側へ移動し、止め板５４とストッパ５３が互いに当接した状態に至る（図３）。
【００４６】
図３の状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１のみに通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１に固定されているとともに、ストッパ５３が止め板５４に当接して制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、上方向（湾曲用ＳＭＡワイヤ６１から遠ざかる方向（図４の上方向））に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１３に固定された湾曲用ＳＭＡワイヤ６１は、ストッパ６３が止め板６４に当接するまで移動し、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と同じ方向に湾曲する。このように、制止用ＳＭＡワイヤ５７及び湾曲用ＳＭＡワイヤ５１を順に通電加熱することにより、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０に対して連結ピン４１、４２を上述のように配置しているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【００４７】
ここでは、上側に配置した湾曲用ＳＭＡワイヤ５１及び制止用ＳＭＡワイヤ５７に通電して変位機構を上方向に湾曲させる例を示したが、例えば、下側に配置した湾曲用ＳＭＡワイヤ６１及び制止用ＳＭＡワイヤ６７に通電する場合には、制止用ＳＭＡワイヤ６７へ通電してストッパ６３と止め板６４が互いに当接した後に湾曲用ＳＭＡワイヤ６１を通電収縮させることにより、変位機構を下側に湾曲させることができる。
【００４８】
上述の第１実施形態の基本構成においては、制止用ＳＭＡワイヤ５７、６７の収縮によって止め板５４、６４を移動させることによって、ストッパ５３、６３を所望の位置に制止させることができる。これにより、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤの少ない収縮量を有効に活用して、第１の管１０、第２の管２０、及び第３の管３０を大きく湾曲させることができる。
【００４９】
（第１実施形態の具体的構成）
次に、図５〜図１１を参照しつつ、第１実施形態に係る変位機構１００の具体的な構成について説明する。
ここで、図５は、第１実施形態に係る変位機構１００の具体的構成を示す斜視図である。図６は図５のＶＩ部分の内部拡大斜視図である。図７は、変位機構１００の一部の構成を示す分解斜視図である。図８〜図１１は、変位機構１００の構成を示す図であって、図８は側面図、図９は正面図、図１０は背面図、図１１は下面図である。
【００５０】
変位機構１００は、第１の管１１０と、第２の管１２０と、第３の管１３０と、第４の管１４０と、形状記憶部材としての２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１と、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０を順に連結する長板状の複数の連結部材と、チューブ１５２、１６２と、制止部としてのストッパ１５３、１６３及び止め板１５４、１６４（ストッパ制止部）と、を備える。
【００５１】
第１実施形態の変位機構１００においては、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０を１つずつ連結しているが、これらを複数連結してもよい。また、第３の管１３０を用いずに、第１の管１１０と第２の管１２０を１つずつ、又は複数連結しても良い。さらにまた、第４の管１４０を設けずに、第３の管にチューブ１５２、１６２を固定しても良い。
【００５２】
第１の管１１０は、略円筒形状を有し、その外周面１１０ａの上部に着脱可能な固定部１１１及びガイド部１１２を備え、外周面１１０ａの下部に着脱可能な固定部１１３及びガイド部１１４を備える。
【００５３】
固定部１１１は、固定部１１１を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
固定部１１３は、固定部１１３を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔（図１１）にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００５４】
ガイド部１１２は、固定部１１１よりも第２の管１２０側に配置され、ガイド部１１２を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１１４は、固定部１１３よりも第２の管１２０側に配置され、ガイド部１１４を貫通した２本のネジを第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた２つの孔（図１１）にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００５５】
第２の管１２０は、略円筒形状を有し、その外周面１２０ａの上部に着脱可能なガイド部１２１、１２２を備え、外周面１２０ａの下部に着脱可能なガイド部１２３、１２４を備える。
【００５６】
ガイド部１２１は、ガイド部１２１を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１２２は、ガイド部１２１よりも第３の管１３０側に配置され、ガイド部１２２を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００５７】
ガイド部１２３は、ガイド部１２３を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔（図１１）にそれぞれ螺合することによって固定される。
ガイド部１２４は、ガイド部１２３よりも第３の管１３０側に配置され、ガイド部１２４を貫通した２本のネジを第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた２つの孔（図１１）にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００５８】
第３の管１３０は、略円筒形状を有し、その外周面１３０ａの上部に着脱可能なガイド部１３１、１３２を備え、外周面１３０ａの下部に着脱可能なガイド部１３３、１３４を備える。第３の管１３０に対する、ガイド部１３１、１３２、１３３、１３４の固定方法及び固定位置については、上述した、第２の管１２０に対する、ガイド部１２１、１２２、１２３、１２４の固定と同様である。
なお、第３の管１３０は、第２の管１２０と同様の構成であって、第２の管として機能する。
【００５９】
第１の管１１０のガイド部１１２、第２の管１２０のガイド部１２１、１２２、及び、第３の管１３０のガイド部１３１、１３２は、下面の中央部に溝をそれぞれ備える。これらの溝は、それぞれのガイド部を対象の管に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように、それぞれ形成されている。
【００６０】
また、第１の管１１０のガイド部１１４、第２の管１２０のガイド部１２３、１２４、並びに、第３の管１３０のガイド部１３３、１３４は、上面の中央部に溝をそれぞれ備える。これらの溝は、それぞれのガイド部を対象の管に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように、それぞれ形成されている。
【００６１】
第４の管１４０は、第３の管１３０と連結される第１板部１４１と、チューブ１５２及びチューブ１６２の端部が固定された第２板部１４２と、を備える。第１板部１４１には、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１をそれぞれ挿通可能な２つのガイド孔が設けられている。第２板部１４２には、第１板部１４１の２つのガイド孔に対応する位置に設けられ、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１及び湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１をそれぞれ挿通可能な２つのガイド孔が設けられている。
【００６２】
さらに、第２板部１４２には、上記２つのガイド孔に対応する位置に、厚み方向に貫通する２つのガイド孔が設けられている。上側のガイド孔には止め板バネ１５５の一端から延びる接続ワイヤ１５６が挿通され、下側のガイド孔には止め板バネ１６５の一端から延びる接続ワイヤ１６６が挿通される。ここで、止め板バネ１５５、１６５の他端は第１板部１４１に固定される。
【００６３】
第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０は、この順序で配置される。
また、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０は、中心軸ＡＸ（図７）に沿って延びる中空形状であれば、円筒以外の形状であってもよい。
【００６４】
チューブ１５２は、その内部に２つのガイド孔が連なるように第２板部１４２に固定され、チューブ１６２は、その内部に２つのガイド孔が連なるように第２板部１４２に固定されている。
チューブ１５２、１６２は、第４の管１４０から離れる方向に延びるように配置され、第４の管１４０から遠い側の端部は円板状部材１４５にそれぞれ固定される。
ここで、第２板部１４２及び円板状部材１４５には、中心軸ＡＸと同心の貫通孔１４３、１４６がそれぞれ形成されている。
【００６５】
湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、一端が固定部１１１と第１の管１１０の間で固着されるとともに、ガイド部１１２、１２１、１２２、１３１、１３２によって順に保持されている。ガイド部１１２、１２１、１２２、１３１、１３２、及びチューブ１５２は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の伸縮の動きを妨げずに保持する。
湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、他端に湾曲バネ１５９が設けられ、円板状部材１４５に固定されている。さらに、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１においては、第２板部１４２と湾曲バネ１５９の間に球状のストッパ１５３が設けられている。
【００６６】
ストッパ制止部としての止め板１５４は、厚み方向に貫通した孔（不図示）を備え、この穴に挿通された湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１に対して相対移動可能である。ここで、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を挿通させる孔は、ストッパ１５３の外径よりも小さい。
止め板１５４の一方の面には、接続ワイヤ１５６の端部が固定され、他方の面には一端が円板状部材１４５に固定された制止用ＳＭＡワイヤ１５７（制止用形状記憶部材）の他端が固定されている。制止用ＳＭＡワイヤ１５７は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１よりも収縮強度が強いＳＭＡワイヤを使用している。
【００６７】
止め板１５４は、制止用ＳＭＡワイヤ１５７に通電していない状態では、止め板バネ１５５の弾性力によって第２板部１４２に当接する。これに対し、制止用ＳＭＡワイヤ１５７に通電して制止用ＳＭＡワイヤ１５７を収縮させると、止め板バネ１５５の弾性力に抗して、止め板１５４は円板状部材１４５側に移動する。制止用ＳＭＡワイヤ１５７への通電を継続して制止用ＳＭＡワイヤ１５７の収縮状態を維持すると、止め板１５４はその位置を維持する。このとき、ストッパ１５３は、止め板１５４に当接し、止め板１５４の位置（制止位置）に固定される。すなわち、制止部としてのストッパ１５３と止め板１５４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の所定の部位を所定の位置に固定している。
【００６８】
湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１は、一端が固定部１１３と第１の管１１０の間で固着されるとともに、ガイド部１１４、１２３、１２４、１３３、１３４によって順に保持されている。ガイド部１１４、１２３、１２４、１３３、１３４、及びチューブ１６２は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１の伸縮の動きを妨げずに保持する。
湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１は、他端に湾曲バネ１６９が設けられ、円板状部材１４５に固定されている。さらに、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１においては、第２板部１４２と湾曲バネ１６９の間に球状のストッパ１６３が設けられている。
【００６９】
ストッパ制止部としての止め板１６４は、厚み方向に貫通した孔（不図示）を備え、この穴に挿通された湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１に対して相対移動可能である。ここで、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１を挿通させる孔は、ストッパ１６３の外径よりも小さい。
【００７０】
止め板１６４の一方の面には、接続ワイヤ１６６の端部が固定され、他方の面には一端が円板状部材１４５に固定された制止用ＳＭＡワイヤ１６７（制止用形状記憶部材）の他端が固定されている。制止用ＳＭＡワイヤ１６７は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１よりも収縮強度が強いＳＭＡワイヤを使用している。
【００７１】
制止部としてのストッパ１６３と止め板１６４が、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１の所定の部位を所定の位置に固定している点は、上述のようにストッパ１５３と止め板１５４が湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を固定しているのと同様であるため、詳細な説明は省略する。 
【００７２】
湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１は、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０が連結された状態で、これらに共通の中心軸ＡＸに沿うように配置される。止め板バネ１５５、接続ワイヤ１５６、及び制止用ＳＭＡワイヤ１５７は、中心軸ＡＸに沿うように、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１と平行に配置される。止め板バネ１６５、接続ワイヤ１６６、及び制止用ＳＭＡワイヤ１６７は、中心軸ＡＸに沿うように、湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１と平行に配置される。
【００７３】
第１の管１１０と第２の管１２０は、連結部材１７０とこれに対向配置される連結部材１７５によって連結され、第２の管１２０と第３の管１３０は、連結部材１８０とこれに対向配置される連結部材１８５によって連結されている。これらと同様に、第３の管１３０と第４の管１４０は、連結部材１９０とこれに対向配置される連結部材１９５によって連結されている。
【００７４】
連結部材１７０と連結部材１７５は、同一の長板状の形状を備え、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０の中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
【００７５】
連結部材１７０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１７３、１７４は、これらの孔部を介して、第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔、及び、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
【００７６】
連結部材１７５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１７８、１７９は、これらの孔部を介して、第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔、及び、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
【００７７】
連結部材１８０と連結部材１８５は、同一の長板状の形状を備え、中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
連結部材１８０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１８３、１８４は、これらの孔部を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔、及び、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
連結部材１８５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１８８、１８９は、これらの孔部を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔、及び、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔にそれぞれ結合される。
【００７８】
連結部材１９０と連結部材１９５は、同一の長板状の形状を備え、中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
【００７９】
連結部材１９０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１９３、１９４は、これらの孔部を介して、第３の管１３０の周壁に設けた連結孔、及び、第４の管１４０の第１板部１４１の周壁に設けた連結孔にそれぞれ結合される。
【００８０】
連結部材１９５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部を備える。連結部としての連結ピン１９８、１９９は、これらの孔部を介して、第３の管１３０の周壁１３０ｂに設けた連結孔、及び、第４の管１４０の第２板部１４２の周壁に設けた連結孔にそれぞれ結合される。
【００８１】
このような構成により、第１の管１１０は連結ピン１７３、１７８を中心にして回動可能であり、第２の管１２０は、連結ピン１７４、１７９、及び連結ピン１８３、１８８を中心にして回動可能となる。第３の管１３０は、連結ピン１８４、１８９、及び連結ピン１９３、１９８を中心にして回動可能となる。
【００８２】
図５〜図１１に示す変位機構においては、図８に示すように、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０のいずれについても、径方向Ｒにおける、連結ピンとガイド部の中心との間の距離Ｄ１と、ガイド部の中心から、それぞれの管の外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離Ｄ０と、が次式（１）を満足していることが好ましい。
Ｄ０−Ｄ１＞Ｄ１      （１）
この式（１）を満足することにより、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１のわずかな収縮によって、第１の管１１０を連結ピン１７３、１７８の周りに大きく湾曲させ、第２の管１２０を連結ピン１７４、１７９、１８３、１８８の周りに大きく湾曲させ、第３の管１３０を連結ピン１８４、１８９、１９３、１９８の周りに大きく湾曲させることが可能となる。別言すると、連結部としての連結ピンは、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０に対して所定位置に配置されており、これにより形状記憶部材としての湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１の変位を拡大することができる。
【００８３】
ここで、図８において、Ｄ２は、Ｄ０からＤ１を減じた距離であり、連結ピンから、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０の対応する外周面のうちガイド部から最も遠い位置までの距離である。
【００８４】
なお、上式（１）を満足しない構成も可能である。例えば、Ｄ０−Ｄ１＝Ｄ１となるように連結ピンを配置することも可能であり、ＳＭＡワイヤの収縮によって第１の管１１０及び第２の管１２０を湾曲させることができる。ただし、ＳＭＡワイヤの収縮を大きな湾曲に拡大させる効果の面からは、上式（１）を満足することが好ましい。
【００８５】
次に、変位機構の動作例について説明する。動作原理は、図３〜図４に示す基本構成の動作例と同様であるため図示は省略する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１、１６１及び制止用ＳＭＡワイヤ１５７、１６７のいずれにも通電していない状態から、制止用ＳＭＡワイヤ１５７のみに通電して所定温度以上に加熱すると制止用ＳＭＡワイヤ１５７は収縮を始める。制止用ＳＭＡワイヤ１５７は、一端が円板状部材１４５に固定されているため、収縮によって止め板１５４が円板状部材１４５側へ移動し、止め板１５４とストッパ１５３が互いに当接した状態に至る。
【００８６】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１のみに通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、一端が固定部１１１に固定されているとともに、ストッパ１５３が止め板１５４に当接して制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、上方向（湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１から遠ざかる方向（図８の上方向））に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１は、ストッパ１６３が止め板１６４に当接するまで移動し、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１と同じ方向に湾曲する。
このように、制止用ＳＭＡワイヤ１５７及び湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を順に通電加熱することにより、第１の管１１０、第２の管１２０、第３の管１３０、及び第４の管１４０に対してそれぞれの連結部材及び連結ピンを上述のように配置しているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【００８７】
ここでは、上側に配置した湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１及び制止用ＳＭＡワイヤ１５７に通電して変位機構を上方向に湾曲させる例を説明したが、例えば、下側に配置した湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１及び制止用ＳＭＡワイヤ１６７に通電する場合には、制止用ＳＭＡワイヤ１６７へ通電してストッパ１６３と止め板１６４が互いに当接した後に湾曲用ＳＭＡワイヤ１６１を通電収縮させることにより、変位機構を下側に湾曲させることができる。
【００８８】
上述の第１実施形態の具体的構成においては、制止用ＳＭＡワイヤ１５７、１６７の収縮によって止め板１５４、１６４を移動させることによって、ストッパ１５３、１６３を所望の位置に制止させることができる。これにより、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤの少ない収縮量を有効に活用して、第１の管１１０、第２の管１２０、及び第３の管１３０を大きく湾曲させることができる。
【００８９】
（第１実施形態の変形例１）
つづいて、第１実施形態の変形例１について説明する。
図１２は、第１実施形態の変形例１におけるストッパ３５３及びストッパ制止部としてのリング部材３５４の具体的構成を示す斜視図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ３５５に通電していない状態を示す図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ３５５に通電した状態を示す図である。
【００９０】
変形例１においては、図２〜５に示す第１実施形態の基本構成における湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に代えて湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１を用い、ストッパ５３に代えてストッパ３５３を用いている。また、止め板５４、止め板バネ５５、及び制止用ＳＭＡワイヤ５７に代えて、リング部材３５４及び制止用ＳＭＡワイヤ３５５を用いている。ストッパ３５３はガイド部３２から延出した湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１の端部に固定されている。したがって、ストッパ３５３は、第１実施形態の基本構成のように、湾曲バネ５９を介して固定壁Ｗに固定する構成をとっていない。
【００９１】
湾曲用ＳＭＡワイヤ６１、ストッパ６３、止め板６４、止め板バネ６５、及び制止用ＳＭＡワイヤ６７についても、同様に、湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１、ストッパ３５３、リング部材３５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ３５５と同じ構成の部材を用いている。
これ以外の構成は、第１実施形態の基本構成に係る変位機構と同様であるため、その説明は省略する。
【００９２】
リング部材３５４は、軸方向に沿ってスリット３５４Ｓが形成された円筒状をなし、内部に湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１が挿通される。リング部材３５４の外周には制止用ＳＭＡワイヤ３５５が巻き回されている。図１２（ａ）に示すように、リング部材３５４は、制止用ＳＭＡワイヤ３５５に通電していない状態ではスリット３５４Ｓが開いており、この状態では、内部をストッパ３５３が通過可能である。これに対して、制止用ＳＭＡワイヤ３５５に通電すると制止用ＳＭＡワイヤ３５５は収縮し、図１２（ｂ）に示すようにスリット３５４Ｓが閉じてリング部材３５４の内径が小さくなる。この状態では、リング部材３５４の内径は、ストッパ３５３の外径より小さくなるため、ストッパ３５３はリング部材３５４内に入ることができない。
ここで、ストッパ３５３は、制止用ＳＭＡワイヤ３５５への非通電時においてもリング部材３５４に当接している。
【００９３】
変形例１に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、１本の制止用ＳＭＡワイヤ３５５のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ３５５は収縮を始める。これにより、リング部材３５４のスリット３５４Ｓが閉じる。
【００９４】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１に通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１は、一端が固定部１１１に固定されており、他端ではストッパ３５３がリング部材３５４に当接しているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤも、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ３５１と同じ方向に湾曲する。
このように、ストッパ制止部としてリング部材３５４を用いた構成をとると、小型の構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【００９５】
（第１実施形態の変形例２）
図１３は、第１実施形態の変形例２におけるストッパ４５３及びストッパ制止部としての回動部材４５４の構成例を示す正面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ４５７に通電していない状態を示す図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ４５７に通電した状態を示す図である。図１４（ａ）は変形例２における回動部材４５４の構成を示す平面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ４５７に通電していないときのストッパ４５３と孔部４５４ａの関係を示す、図１３のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線における断面図、（ｃ）は制止用ＳＭＡワイヤに通電したときのストッパ４５３とスリット部４５４ｂの関係を示す、図１３のＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線における断面図である。
図１３においては、抑え部材４４６の図示を省略している。
【００９６】
図１３では、説明の簡略化のために、ストッパ４５３、回動部材４５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ４５７を１組のみの例を示しているが、例えば、輪板４４５の中心に関して対称にもう１組配置することによって、２本の湾曲用ＳＭＡワイヤの動きを制御することができる。
【００９７】
変形例２においては、図２〜５に示す第１実施形態の基本構成におけるストッパ５３に代えてストッパ４５３を用いている。また、止め板５４、止め板バネ５５、及び制止用ＳＭＡワイヤ５７に代えて、回動部材４５４、バネ４５６、及び制止用ＳＭＡワイヤ４５７を用いている。ストッパ４５３はガイド部３２から延出した湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の端部に固定されている。したがって、ストッパ４５３は、第１実施形態の基本構成のように、湾曲バネ５９を介して固定壁Ｗに固定する構成をとっていない。
【００９８】
ストッパ６３、止め板６４、止め板バネ６５、及び制止用ＳＭＡワイヤ６７についても、同様に、ストッパ４５３、回動部材４５４、バネ４５６、及び制止用ＳＭＡワイヤ４５７と同じ構成の部材を用いている。
これ以外の構成は、第１実施形態の基本構成に係る変位機構と同様であるため、その説明は省略する。
【００９９】
回動部材４５４は、輪板４４５に対して、周方向に移動可能、すなわち輪板４４５の中心軸の周りを回動可能に取り付けられている。回動部材４５４は、輪板４４５の内部空間に配置され、輪板４４５の周に沿って配置された抑え部材４４６（図１４）によって輪板４４５からの脱落が防止されている。
回動部材４５４には、輪板４４５の周方向の両端に、バネ４５６と制止用ＳＭＡワイヤ４５７がそれぞれ固定されている。バネ４５６は、一端が回動部材４５４に固定され、他端が輪板４４５に固定されている。制止用ＳＭＡワイヤ４５７は、一端が回動部材４５４に固定され、他端が輪板４４５に固定されている。
【０１００】
ストッパ４５３は、湾曲用ＳＭＡワイヤの端部に固定されており、この湾曲用ＳＭＡワイヤは回動部材４５４及び輪板４４５に挿通されている。
回動部材４５４は、ストッパ４５３を挿通可能な孔部４５４ａと、この孔部４５４ａに連通して輪板４４５の周方向に延びるスリット部４５４ｂと、を備える。スリット部４５４ｂのスリット幅は、ストッパ４５３の外径より小さく、湾曲用ＳＭＡワイヤの外径より大きい。
【０１０１】
変形例２に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、制止用ＳＭＡワイヤ４５７のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ４５７は収縮を始める。これにより、回動部材４５４はバネ４５６の弾性力に抗して輪板４４５の周方向に沿って移動する。この移動により、制止用ＳＭＡワイヤ４５７への通電前にはストッパ４５３の位置には孔部４５４ａがあったが、通電後にはストッパ４５３の位置にはスリット部４５４ｂが配置される。
このとき、ストッパ４５３は、回動部材４５４のスリット部４５４ｂに当接し、回動部材４５４の位置（制止位置）に固定される。すなわち、制止部としてのストッパ４５３と回動部材１５４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ５１の所定の部位を所定の位置に固定している。
【０１０２】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に通電して所定温度以上に加熱すると、一端が固定部１１１に固定され、ストッパ４５３がスリット部４５４ｂにおいて回動部材４５４に当接して制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤは、ストッパが対応するリング部材に当接するまで移動し、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と同じ方向に湾曲する。
このように、ストッパ制止部として回動部材４５４を用いた構成をとると、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【０１０３】
（第１実施形態の変形例３）
図１５は、第１実施形態の変形例３におけるストッパ５５３及びストッパ制止部としての偏心カム５５４の構成を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ５５７に通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ５５７に通電した状態を示す図である。
【０１０４】
変形例３においては、図２〜５に示す第１実施形態の基本構成における湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に代えて湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１を用い、ストッパ５３に代えてストッパ５５３を用いている。また、止め板５４、止め板バネ５５、及び制止用ＳＭＡワイヤ５７に代えて、偏心カム５５４（回動部材）及び制止用ＳＭＡワイヤ５５７を用いている。ストッパ５５３はガイド部３２から延出した湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１の端部に固定されている。したがって、ストッパ５５３は、第１実施形態の基本構成のように、湾曲バネ５９を介して固定壁Ｗに固定する構成をとっていない。
湾曲用ＳＭＡワイヤ６１、ストッパ６３、止め板６４、止め板バネ６５、及び制止用ＳＭＡワイヤ６７についても、同様に、湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１、ストッパ５５３、偏心カム５５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ５５７と同じ構成の部材を用いている。
これ以外の構成は、第１実施形態の基本構成に係る変位機構と同様であるため、その説明は省略する。
【０１０５】
偏心カム５５４は、両端が不図示の部材に固定された回転軸５５４Ｃを中心に偏心回転可能であり、制止用ＳＭＡワイヤ５５７の一端が固定されている。図１５（ａ）に示すように、偏心カム５５４は、制止用ＳＭＡワイヤ５５７に通電していない状態ではストッパ５５３の移動を妨げない位置にある。これに対して、制止用ＳＭＡワイヤ５５７に通電すると制止用ＳＭＡワイヤ５５７は収縮し、これにともなって偏心カム５５４は回転軸５５４Ｃを中心に偏心回転する。このとき、偏心カム５５４は、ストッパ５５３の移動を妨げる位置に移動する（図１５（ｂ））。
【０１０６】
変形例３に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、１本の制止用ＳＭＡワイヤ５５７のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ５５７は収縮を始める。これにより、偏心カム５５４は回転軸５５４Ｃを中心に偏心回転し、湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１側へ移動する。
このとき、ストッパ５５３は、偏心カム５５４に当接し、偏心カム５５４の位置（制止位置）に固定されている。すなわち、制止部としてのストッパ５５３と偏心カム５５４は、湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１の収縮前に湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１の所定の部位を所定の位置に固定している。
【０１０７】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１に通電して所定温度以上に加熱すると、一端が固定部１１１に固定され、ストッパ５５３が偏心カム５５４の外面に当接して制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤは、ストッパが対応するリング部材に当接するまで移動し、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ５５１と同じ方向に湾曲する。
このように、ストッパ制止部として偏心カム５５４を用いた構成をとると、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【０１０８】
（第１実施形態の変形例４）
図１６は、第１実施形態の変形例４におけるストッパ６５３及びストッパ制止部としての回動部材６５４の構成を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ６５７に通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ６５７に通電した状態を示す図である。
【０１０９】
変形例４においては、図２〜５に示す第１実施形態の基本構成における湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に代えて湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１を用い、ストッパ５３に代えてストッパ６５３を用いている。また、止め板５４、止め板バネ５５、及び制止用ＳＭＡワイヤ５７に代えて、回動部材６５４、板バネ６５６、及び制止用ＳＭＡワイヤ６５７を用いている。ストッパ６５３はガイド部３２から延出した湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１の端部に固定されている。したがって、ストッパ６５３は、第１実施形態の基本構成のように、湾曲バネ５９を介して固定壁Ｗに固定する構成をとっていない。
ここで、湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１は回動部材６５４内に挿通されており、回動部材６５４から外部へ延出した湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１の端部にストッパ６５３が固定されている。
【０１１０】
湾曲用ＳＭＡワイヤ６１、ストッパ６３、止め板６４、止め板バネ６５、及び制止用ＳＭＡワイヤ６７についても、同様に、湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１、ストッパ６５３、回動部材６５４、板バネ６５６、及び制止用ＳＭＡワイヤ６５７と同じ構成の部材を用いている。
これ以外の構成は、第１実施形態の基本構成に係る変位機構と同様であるため、その説明は省略する。
【０１１１】
回動部材６５４は、両端が不図示の部材に固定された回転軸６５４Ｃを中心に回転可能であり、制止用ＳＭＡワイヤ６５７の一端が固定されている。図１６（ａ）に示すように、回動部材６５４は、制止用ＳＭＡワイヤ６５７に通電していない状態では、板バネ６５６の弾性力により、ストッパ６５３の移動を妨げない姿勢になっている。
【０１１２】
変形例４に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、１本の制止用ＳＭＡワイヤ６５７のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ６５７は収縮を始める。これにより、回動部材６５４は回転軸６５４Ｃを中心に回転し、下側の側面６５４Ｓがストッパ６５３の移動を妨げる位置に上昇する。
【０１１３】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１に通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１は、一端が固定部１１１に固定されているため、回動部材６５４の側面６５４Ｓに当接する。湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１がさらに収縮すると、ストッパ６５３が回動部材６５４に当接して制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤは、ストッパが対応するリング部材に当接するまで移動し、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ６５１と同じ方向に湾曲する。
このように、ストッパ制止部として回動部材６５４を用いた構成をとると、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【０１１４】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る変位機構においては、ストッパ及びストッパ制止部に代えて、湾曲用ＳＭＡワイヤの動きを規制する回転部材を設けている点が第１実施形態に係る変位機構と異なる。別言すると、第２実施形態に係る変位機構は、図１に示す制止部７０、８０として、第１実施形態におけるストッパ及びストッパ制止部に代えて、湾曲用ＳＭＡワイヤの動きを規制する回転部材を用いている。
その他の構成は第１実施形態に係る変位機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して、その詳細な説明は省略する。
【０１１５】
（第２実施形態の基本構成）
図１７は、本発明の第２実施形態に係る変位機構の基本構成を示す側面図である。図１８は、第２実施形態の基本構成における湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と偏心カム７５４の関係を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ７５７に通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ７５７に通電した状態を示す図である。
【０１１６】
第２実施形態の基本構成においては、図１に示す制止部７０、８０として、制止部７５を備える。制止部７５は、不図示の部材に設けられた溝部７５３、偏心カム７５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ７５７から構成される。
【０１１７】
偏心カム７５４は、両端が不図示の部材に固定された回転軸７５４Ｃを中心に偏心回転可能であり、制止用ＳＭＡワイヤ７５７の一端が固定されている。図１８（ａ）に示すように、偏心カム７５４は、制止用ＳＭＡワイヤ５５７に通電していない状態では湾曲用ＳＭＡワイヤ５１から離間した位置にある。
【０１１８】
第２実施形態の基本構成に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、１本の制止用ＳＭＡワイヤ７５７のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ７５７は収縮を始める。これにより、偏心カム７５４は回転軸７５４Ｃを中心に偏心回転し、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１を押圧しつつ溝部７５３の内部へ入り込む。
【０１１９】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１に通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、一端が固定部１１１に固定されるとともに、偏心カム７５４によって溝部７５３の内壁に押しつけられて移動が規制されている。湾曲用ＳＭＡワイヤ５１がさらに収縮すると、偏心カム７５４によって制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤは、ストッパが対応するリング部材に当接するまで移動し、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ５１と同じ方向に湾曲する。
このように、制止部７５を用いた構成をとると、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【０１２０】
（第２実施形態の具体的構成）
図１９は、本発明の第２実施形態に係る変位機構の具体的構成を示す斜視図である。図２０は、第２実施形態の具体的構成における湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１と偏心カム８５４の関係を示す側面図であって、（ａ）は制止用ＳＭＡワイヤ８５７に通電していない状態を示す断面図、（ｂ）は制止用ＳＭＡワイヤ８５７に通電した状態を示す図である。
【０１２１】
第２実施形態の具体的構成においては、図１に示す制止部７０、８０として、溝部８５３、偏心カム８５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ８５７を備える。溝部８５３は、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１が挿通される円筒管８４２の内壁に形成されている。
【０１２２】
偏心カム８５４は、両端が円筒管８４２に固定された回転軸８５４Ｃを中心に偏心回転可能であり、制止用ＳＭＡワイヤ８５７の一端が固定されている。図２０（ａ）に示すように、偏心カム８５４は、制止用ＳＭＡワイヤ８５７に通電していない状態では湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１から離間した位置にある。これに対して、制止用ＳＭＡワイヤ８５７に通電すると制止用ＳＭＡワイヤ８５７は収縮し、これにともなって偏心カム８５４は回転軸８５４Ｃを中心に偏心回転する。このとき、偏心カム８５４は、一部が溝部８５３内に入り込み、溝部８５３の内壁に湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を押しつけ、これにより湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を制止させる（図２０（ｂ））。
【０１２３】
第２実施形態の具体的構成に係る変位機構の動作例について説明する。
２本の湾曲用ＳＭＡワイヤ及び２本の制止用ＳＭＡワイヤのいずれにも通電していない状態から、１本の制止用ＳＭＡワイヤ８５７のみに通電して所定温度以上に加熱するとその制止用ＳＭＡワイヤ８５７は収縮を始める。これにより、偏心カム８５４は回転軸８５４Ｃを中心に偏心回転し、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１を押圧しつつ溝部８５３の内部へ入り込む。
【０１２４】
この状態から、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１に通電して所定温度以上に加熱すると湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は収縮し始める。湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、一端が固定部１１１に固定されるとともに、偏心カム８５４によって溝部８５３の内壁に押しつけられて移動が規制されている。湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１がさらに収縮すると、偏心カム８５４によって制止されているため、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１は、第１実施形態の基本構成と同様に、上方向に湾曲する。この湾曲にともなって、一端が固定部１１３に固定された、もう１本の湾曲用ＳＭＡワイヤは、ストッパが対応するリング部材に当接するまで移動し、すでに湾曲している湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１と同じ方向に湾曲する。
【０１２５】
このように、制止部として、溝部８５３、偏心カム８５４、及び制止用ＳＭＡワイヤ８５７を用いた構成をとると、簡単な構成でありながら、湾曲用ＳＭＡワイヤ１５１の収縮から大きな湾曲変位を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上のように、本発明に係る変位機構は、小型の管状体を複数連結した構造の湾曲に有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０      第１の管
１１      固定部
１２      ガイド部
１３      固定部
１４      ガイド部
１５      腕部
２０      第２の管
２１、２２、２３、２４  ガイド部
２５      第１腕部
２６      第２腕部
３０      第３の管
３１、３２、３３、３４  ガイド部
３６      腕部
４１、４２  連結ピン
５１      湾曲用ＳＭＡワイヤ
５２      チューブ
５３      ストッパ
５４      止め板
５５      止め板バネ
５７      制止用ＳＭＡワイヤ
５９      湾曲バネ
６１      湾曲用ＳＭＡワイヤ
６２      チューブ
６３      ストッパ
６４      止め板
６５      止め板バネ
６７      制止用ＳＭＡワイヤ
６９      湾曲バネ
７０、７５、８０  制止部
１００    変位機構
１１０    第１の管
１１１    固定部
１１２    ガイド部
１１３    固定部
１１４    ガイド部
１２０    第２の管
１２１    ガイド部
１２２    ガイド部
１２３    ガイド部
１２４    ガイド部
１３０    第３の管
１３１    ガイド部
１３２    ガイド部
１３３    ガイド部
１３４    ガイド部
１４０    第４の管
１４１    第１板部
１４２    第２板部
１４５    円板状部材
１５１    湾曲用ＳＭＡワイヤ
１５２    チューブ
１５３    ストッパ
１５４    止め板
１５５    止め板バネ
１５７    制止用ＳＭＡワイヤ
１５９    湾曲バネ
１６１    湾曲用ＳＭＡワイヤ
１６２    チューブ
１６３    ストッパ
１６４    止め板
１６５    止め板バネ
１６７    制止用ＳＭＡワイヤ
１６９    湾曲バネ
１７０    連結部材
１７３、１７４  連結ピン
１７５    連結部材
１７８、１７９  連結ピン
１８０    連結部材
１８３、１８４  連結ピン
１８５    連結部材
１８８、１８９  連結ピン
１９０    連結部材
１９３、１９４  連結ピン
１９５    連結部材
１９８、１９９  連結ピン
３５１    湾曲用ＳＭＡワイヤ
３５３    ストッパ
３５４    リング部材
３５４Ｓ  スリット
３５５    制止用ＳＭＡワイヤ
４４５    輪板
４５３    ストッパ
４５４    回動部材
４５４ａ  孔部
４５４ｂ  スリット
４５６    バネ
４５７    制止用ＳＭＡワイヤ
５５１    湾曲用ＳＭＡワイヤ
５５３    ストッパ
５５４    偏心カム
５５４Ｃ  回転軸
５５７    制止用ＳＭＡワイヤ
６５１    湾曲用ＳＭＡワイヤ
６５３    ストッパ
６５４    回動部材
６５４Ｃ  回転軸
６５４Ｓ  側面
６５６    板バネ
６５７    制止用ＳＭＡワイヤ
７５３    溝部
７５４    偏心カム
７５４Ｃ  回転軸
７５７    制止用ＳＭＡワイヤ
８４２    円筒缶
８５３    溝部
８５４    偏心カム
８５４Ｃ  回転軸
８５７    制止用ＳＭＡワイヤ
ＡＸ      中心軸
Ｗ        固定壁
【図１】
2013249785.tif 000003
【図２】
2013249785.tif 000004
【図３】
2013249785.tif 000005
【図４】
2013249785.tif 000006
【図５】
2013249785.tif 000007
【図６】
2013249785.tif 000008
【図７】
2013249785.tif 000009
【図８】
2013249785.tif 000010
【図９】
2013249785.tif 000011
【図１０】
2013249785.tif 000012
【図１１】
2013249785.tif 000013
【図１２】
2013249785.tif 000014
【図１３】
2013249785.tif 000015
【図１４】
2013249785.tif 000016
【図１５】
2013249785.tif 000017
【図１６】
2013249785.tif 000018
【図１７】
2013249785.tif 000019
【図１８】
2013249785.tif 000020
【図１９】
2013249785.tif 000021
【図２０】
2013249785.tif 000022