(57)【要約】【課題】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のできる変位機構を提供する。【解決手段】第１固定部及び第１連結部を有する第１の管と、第２固定部及び第２連結部を有する第２の管と、第１固定部及び第２固定部に固着された形状記憶部材と、第１連結部と第２連結部を機械的につなぐ連結部材と、を備え、第１連結部及び第２連結部を中心に第１の管及び第２の管がそれぞれ回動する。第１連結部と第２連結部の距離をＬＤ１とし、第１固定部の中心と第２固定部の中心の距離の最大値をＬＤ０としたときに所定の式を満足する。【選択図】図１
2013085867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１固定部及び第１連結部を有する第１の管と、
第２固定部及び第２連結部を有する第２の管と、
前記第１固定部及び前記第２固定部に固着された形状記憶部材と、
前記第１連結部と前記第２連結部を機械的につなぐ連結部材と、
を備え、
前記第１連結部及び前記第２連結部を中心に前記第１の管及び前記第２の管がそれぞれ回動することを特徴とする変位機構。
【請求項２】
前記第１連結部と前記第２連結部の距離をＬＤ１とし、前記第１固定部の中心と前記第２固定部の中心の距離の最大値をＬＤ０としたときに次式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の変位機構。
ＬＤ１＞ＬＤ２      （１）
ただし、ＬＤ２＝（ＬＤ０−ＬＤ１）／２である。
【請求項３】
前記第１の管と前記第２の管が複数連結されていることを特徴とする請求項１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及び特許文献２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。
また、特許文献３には、複数の関節駒からなる管状体において、関節駒を互いに回動自在に連結する回動軸が管状体の中心軸上から径方向に交互にずらして配置されている湾曲構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−６２２１３号公報
【特許文献２】特公平６−７５５６５号公報
【特許文献３】特開平５−１８４５２５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、２記載の湾曲装置では、形状記憶合金の収縮変位量が少なく湾曲角度が十分にとれないという問題点がある。
また、特許文献３記載の湾曲構造では、連結部としての回動軸を径方向にずらしてはいるものの、形状記憶合金ワイヤとの位置関係が具体的に記載されておらず、関節駒の湾曲角度が十分にと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少ない変位を活用して大きな湾曲角度を得ることのできる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、第１固定部及び第１連結部を有する第１の管と、第２固定部及び第２連結部を有する第２の管と、第１固定部及び第２固定部に固着された形状記憶部材と、第１連結部と第２連結部を機械的につなぐ連結部材と、を備え、第１連結部及び第２連結部を中心に第１の管及び第２の管がそれぞれ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、第１連結部と第２連結部の距離をＬＤ１とし、第１固定部の中心と第２固定部の中心の距離の最大値をＬＤ０としたときに次式（１）を満足することが好ましい。
ＬＤ１＞ＬＤ２      （１）
ただし、ＬＤ２＝（ＬＤ０−ＬＤ１）／２である。
【０００８】
本発明に係る変位機構は、第１の管と第２の管が複数連結された形態も可能である。
【発明の効果】
【０００９】
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】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の基本構成における変位機構の構成を示す側面図である。
【図２】図１の変位機構において、連結部を中心にして第１の管と第２の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
【図３】第１実施形態に係る変位機構の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る変位機構の構成を示す分解斜視図である。
【図５】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６】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７】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８】第１実施形態に係る変位機構において、連結部を中心にして第１の管と第２の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
【図９】第２実施形態に係る変位機構の構成を示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係る変位機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】第２実施形態に係る変位機構の構成を示す側面図である。
【図１２】第２実施形態に係る変位機構の構成を示す正面図である。
【図１３】第２実施形態に係る変位機構の構成を示す背面図である。
【図１４】第２実施形態に係る変位機構において、連結部を中心にして第１の管と第２の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
以下の実施形態に係る変位機構は、連結部を中心に回動することによって、第１の管と第２の管がそれぞれ変位する。別言すると、変位機構における変位は、少なくとも第１の管と第２の管が連結部の周りを回動する動きを含む。
【００１２】
（基本構成）
まず、図１及び図２を参照しつつ、以下の実施形態の基本構成について説明する。図１は、本発明の実施形態の基本構成における変位機構の構成を示す側面図である。図２は、図１の変位機構において、連結部を中心にして第１の管と第２の管がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。図１は、常温における変位機構の状態を示し、図２は、ＳＭＡワイヤ１３を所定温度以上に加熱した状態を示す。図２では、第１の管１１と第２の管１２を１つずつ連結しているが、複数連結してもよい。
【００１３】
図１及び図２に示す変位機構は、第１固定部１５及び連結ピン１４ａ（第１連結部）を有する円筒状の第１の管１１（中心軸ＡＸ１）と、第２固定部１８及び連結ピン１４ｂ（第２連結部）を有する円筒状の第２の管１２（中心軸ＡＸ２）と、両端が２つの固定部１５、１８にそれぞれ固着されたＳＭＡワイヤ１３（形状記憶部材）と、第１の管１１と第２の管１２を互いに連結する長板状の連結部材１４と、を備える。
ここで、第１の管１１と第２の管１２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。
【００１４】
連結ピン１４ａ、１４ｂは、連結部材１４を貫通させることにより機械的に結合され、これにより、第１の管１１と第２の管１２は、連結部材１４によって互いに機械的に連結される。
また、図１、図２においては、第１の管１１及び第２の管１２の片側の側面を示しているが、第１の管１１及び第２の管１２の反対側の側面には、連結部材１４に対向するように連結部材１４と同形状の連結部材が設けられており、この連結部材にも連結ピン１４ａ、１４ｂと同様に２つの連結ピンが結合されている。
これにより、第１の管１１と第２の管１２は連結ピン１４ａ、１４ｂ及び反対側の面の２つの連結ピンを中心にしてそれぞれ回動可能となる。ここで、第１の管１１と第２の管１２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、連結部材１４の長さ、連結部材１４上及び第１の管１１、第２の管１２上における連結ピン１４ａ、１４ｂの位置によって任意に定めることができる。
【００１５】
ＳＭＡワイヤ１３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、ＳＭＡワイヤ１３を所定温度以上に加熱するとＳＭＡワイヤ１３が収縮し、これに伴って第１の管１１と第２の管１２が連結ピン１４ａ、１４ｂを中心としてそれぞれ回動するため、変位機構は全体として湾曲する。
【００１６】
図１及び図２に示す変位機構においては、第１連結部としての連結ピン１４ａと第２連結部としての連結ピン１４ｂとの距離をＬＤ１とし、第１固定部１５の中心１５ａと第２固定部１８の中心１８ａとの距離の最大値をＬＤ０としたときに次式（１）を満足する。ＬＤ０は、ＳＭＡワイヤ１３に通電していない常温状態のときの距離となる。なお、図１は、第１固定部１５の中心１５ａから連結ピン１４ａまでの距離と第２固定部１８の中心１８ａから連結ピン１４ｂまでの距離がＬＤ２で同一となる例を示している。
ＬＤ１＞ＬＤ２      （１）
ただし、ＬＤ２＝（ＬＤ０−ＬＤ１）／２である。
【００１７】
この変位機構においては、第１の管１１と第２の管１２の連結に連結部材１４を使用したことにより、変位の前後で変位機構の中心軸のずれが小さくなる。
また、図１において、第１固定部１５と第２固定部１８との間のＳＭＡワイヤ１３は、通電していない常温状態では長さＬＤ０であるのに対し、通電によって収縮する。通電加熱による収縮は、長さＬＤ１に対応する範囲には作用しない一方、連結ピン１４ａ、１４ｂの両外側の長さＬＤ２に対応する範囲には作用する。このような作用により、湾曲角度を増幅することができ、第１の管１１及び第２の管１２の径方向に変形を拡大できる。したがって、ＳＭＡワイヤ１３の少ない変位量でも大きな湾曲角度が得られる。
なお、図１、図２においては、ＳＭＡワイヤ１３を第１固定部１５と第２固定部１８に固着しただけだが、以下の実施形態に示すように、第１固定部１５と第２固定部１８の間にＳＭＡワイヤ１３を保持するガイド部を設けるとＳＭＡワイヤ１３のたるみを少なくできるため好ましい。
【００１８】
（第１実施形態）
次に、図３〜図８を参照しつつ、第１実施形態に係る変位機構１００の構成について説明する。第１実施形態に係る変位機構においては、連結部材１４０、１４５を第１の管１１０及び第２の管１２０の高さ方向（図５の上下方向）の略中央に配置している。
ここで、図３〜図７は、第１実施形態に係る変位機構１００の構成を示す図であって、図３は斜視図、図４は分解斜視図、図５は側面図、図６は正面図、図７は背面図である。図８は、変位機構１００において、連結ピン１４３、１４４、１４８、１４９を中心にして第１の管１１０と第２の管１２０がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
なお、図８においては、バネ１９１の図示を省略している。
【００１９】
変位機構１００は、第１の管１１０と、第２の管１２０と、形状記憶部材としてのＳＭＡワイヤ１３０と、長板状の連結部材１４０、１４５と、を備える。
【００２０】
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第１固定部１５１、及び、第１連結部としての連結ピン１４３、１４８を備える。この第１固定部１５１は、第１固定部１５１を貫通したネジ１５２、１５３を第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた孔１１６、１１７にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００２１】
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第２固定部１８１、及び、第２連結部としての連結ピン１４４、１４９を備える。この第２固定部１８１は、第２固定部１８１を貫通したネジ１８２、１８３を第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた孔１２８、１２９にそれぞれ螺合することによって固定される。
なお、第１の管１１０及び第２の管１２０は、中心軸ＡＸ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。
【００２２】
第１固定部１５１と第２固定部１８１との間には、ガイド部１６１及びガイド部１７１が着脱可能に配置されている。
ガイド部１６１は第１の管１１０の外周面１１０ａ上に配置され、ガイド部１６１を貫通したネジ１６２、１６３を第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた孔１１８、１１９にそれぞれ螺合することによって固定される。ガイド部１６１は、下面に溝１６１ａを備える。この溝１６１ａは、ガイド部１６１を第１の管１１０に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように形勢されている。
ガイド部１７１は第２の管１２０の外周面１２０ａ上に配置され、ガイド部１７１を貫通したネジ１７２、１７３を第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた孔１２６、１２７にそれぞれ螺合することによって固定される。ガイド部１７１は、下面に溝１７１ａを備える。この溝１７１ａは、ガイド部１７１を第２の管１２０に固定した状態において、溝１６１ａに対応する位置に、中心軸ＡＸに沿うように形勢されている。
【００２３】
連結ピン１４３、１４４は、連結部材１４０を貫通させることにより機械的に結合され、連結ピン１４８、１４９は、連結部材１４５を貫通させることにより機械的に結合されている。これにより、第１の管１１０と第２の管１２０は、連結部材１４０、１４５によって互いに機械的に連結される。連結部材１４０と連結部材１４５は、同一形状を備え、第１の管１１０及び第２の管１２０の中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
具体的には、連結部材１４０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部１４１、１４２を備える。第１連結部としての連結ピン１４３は孔部１４１を介して第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔１１１に結合され、第２連結部としての連結ピン１４４は孔部１４２を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔１２１に結合される。
【００２４】
連結部材１４５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部１４６、１４７を備える。第１連結部としての連結ピン１４８は孔部１４６を介して第１の管１１０の周壁１１０ｂに設けた連結孔１１２に結合され、第２連結部としての連結ピン１４９は孔部１４７を介して、第２の管１２０の周壁１２０ｂに設けた連結孔１２２に結合される。連結ピン１４８、１４９は、ＡＸに関して、連結ピン１４３、１４４と対称に配置されている。
また、第１の管１１０及び第２の管１２０において、連結孔１１１、１１２、１２１、１２２が設けられた部分の周壁は平面となっており、連結部材１４０及び連結部材１４５は平面を第１の管１１０及び第２の管１２０に向けた板状部材である。
このような構成により、第１の管１１０は連結ピン１４３、１４８を中心にして回動可能であり、第２の管１２０は、連結ピン１４４、１４９を中心にして回動可能となる。
【００２５】
ここで、第１の管１１０と第２の管１２０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、連結部材１４０、１４５の長さ、第１の管１１０上の連結孔１１１、１１２の位置、第２の管１２０上の連結孔１２１、１２２の位置、連結部材１４０上の連結ピン１４３、１４４の位置、連結部材１４５上の連結ピン１４８、１４９の位置によって任意に定めることができる。
【００２６】
ＳＭＡワイヤ１３０は、中心軸ＡＸに沿うように配置され、一方の端部が第１固定部１５１と第１の管１１０の上部の平面１１０ｃの間に挟持され、他方の端部が第２固定部１８１と第２の管１２０の上部の平面１２０ｃの間に挟持されるように、第１固定部１５１及び第２固定部１８１に固着される（図４）。
さらに、ＳＭＡワイヤ１３０は、第１固定部１５１と第２固定部１８１との間において、ガイド部１６１の溝１６１ａと平面１１０ｃとの間及びガイド部１７１の溝１７１ａと平面１２０ｃとの間に保持される。これにより、ＳＭＡワイヤ１３０は、ガイド部１６１、１７１によって動きを妨げられずに中心軸ＡＸに沿った方向に伸縮可能となる。
【００２７】
第１の管１１０及び第２の管１２０の下部において、周壁１１０ｂ、１２０ｂには貫通孔１１４、１２４がそれぞれ設けられている。これらの貫通孔１１４、１２４に対して、バネ１９１の両端に挿通された固定ネジ１９２、１９３を螺合することにより、第１の管１１０と第２の管１２０をバネ１９１で連結している。
【００２８】
変位機構１００においては、第１連結部としての連結ピン１４３、１４８と第２連結部としての連結ピン１４４、１４９との距離をＬＤ１とし、第１固定部１５１の中心１５１ａと第２固定部１８１の中心１８１ａとの距離の最大値をＬＤ０としたときに次式（１）を満足する。ＬＤ０は、ＳＭＡワイヤ１３０に通電していない常温状態のときの距離となる。
なお、図５は、第１固定部１５１の中心１５１ａから連結ピン１４３、１４８までの距離と第２固定部１８１の中心１８１ａから連結ピン１４４、１４９までの距離がＬＤ２で同一となる例を示している。
ＬＤ１＞ＬＤ２      （１）
ただし、ＬＤ２＝（ＬＤ０−ＬＤ１）／２である。
【００２９】
ＳＭＡワイヤ１３０に通電するとＳＭＡワイヤ１３０は加熱されて収縮する。これにより、第１の管１１０と第２の管１２０は、連結ピン１４３、１４４、１４８、１４９を中心としてそれぞれ回動するため、全体として湾曲する。
これに対して、ＳＭＡワイヤ１３０への通電を止めると、ＳＭＡワイヤ１３０は元の長さに戻ろうとする。さらに、バネ１９１の弾性力によって第１の管１１０と第２の管１２０が引っ張られるため、より速く元の状態に戻ろうとする。
【００３０】
変位機構１００においては、第１の管１１０と第２の管１２０の連結に連結部材１４０、１４５を使用したことにより、変位の前後で変位機構の中心軸のずれが小さくなる。
また、図５において、第１固定部１５１と第２固定部１８１との間のＳＭＡワイヤ１３０は、通電していない常温状態では長さＬＤ０であるのに対し、通電によって収縮する。通電加熱による収縮は、長さＬＤ１に対応する範囲には作用しない一方、連結部材１４０、１４５の両外側の長さＬＤ２に対応する範囲には作用する。このような作用により、湾曲角度を増幅することができ、第１の管１１０及び第２の管１２０の長手方向を中心に変位を拡大できる。したがって、ＳＭＡワイヤ１３０の少ない変位量でも大きな湾曲角度が得られる。
さらに、ガイド部１６１、１７１によってＳＭＡワイヤ１３０のたるみを少なくしているため、ＳＭＡワイヤ１３０の少ない変形量を無駄なく湾曲に作用させることができる。
【００３１】
（第２実施形態）
図９から図１４を参照して、第２実施形態に係る変位機構について説明する。
第１実施形態に係る変位機構１００は第１の管１１０及び第２の管１２０の長手方向の変位拡大が中心であったが、第２実施形態に係る変位機構２００は、長手方向の変位拡大にさらに径方向の変位拡大を合わせた変位拡大が得られる。
図９から図１３は、第２実施形態に係る変位機構２００の構成を示す図であって、図９は斜視図、図１０は分解斜視図、図１１は側面図、図１２は正面図、図１３は背面図である。図１４は、変位機構２００において、連結ピン２４３、２４４を中心にして第１の管２１０と第２の管２２０がそれぞれ回動した状態を示す側面図である。
なお、図１４においては、バネ１９１の図示を省略している。
【００３２】
第２実施形態に係る変位機構２００は、２つの連結部材２４０、２４５を第１の管２１０及び第２の管２２０の高さ方向（図１１の上下方向）の上部に配置している点、第１連結部としての連結ピン２４３が第１の管２１０を貫通している点、及び、第２連結部としての連結ピン２４４が第２の管２２０を貫通している点が、第１実施形態に係る変位機構１００と異なる。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、共通する部材には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
変位機構２００は、第１の管２１０と、第２の管２２０と、形状記憶部材としてのＳＭＡワイヤ１３０と、長板状の連結部材２４０、２４５と、を備える。
【００３４】
第１の管２１０は、略円筒形状を有し、その外周面２１０ａの上部に着脱可能な第１固定部１５１を備える。この第１固定部１５１は、第１固定部１５１を貫通したネジ１５２、１５３を第１の管２１０の周壁２１０ｂに設けた孔２１６、２１７にそれぞれ螺合することによって固定される。
【００３５】
第２の管２２０は、略円筒形状を有し、その外周面２２０ａの上部に着脱可能な第２固定部１８１を備える。この第２固定部１８１は、第２固定部１８１を貫通したネジ１８２、１８３を第２の管２２０の周壁２２０ｂに設けた孔２２８、２２９にそれぞれ螺合することによって固定される。
なお、第１の管２１０及び第２の管２２０は、中心軸ＡＸ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】
第１固定部１５１と第２固定部１８１との間には、ガイド部１６１及びガイド部１７１が着脱可能に配置されている。
ガイド部１６１は第１の管２１０の外周面２１０ａ上に配置され、ガイド部１６１を貫通したネジ１６２、１６３を第１の管２１０の周壁２１０ｂに設けた孔２１８、２１９にそれぞれ螺合することによって固定される。ガイド部１６１は、下面に溝１６１ａを備える。この溝１６１ａは、ガイド部１６１を第１の管２１０に固定した状態において中心軸ＡＸに沿うように形勢されている。
ガイド部１７１は第２の管２２０の外周面２２０ａ上に配置され、ガイド部１７１を貫通したネジ１７２、１７３を第２の管２２０の周壁２２０ｂに設けた孔２２６、２２７にそれぞれ螺合することによって固定される。ガイド部１７１は、下面に溝１７１ａを備える。この溝１７１ａは、ガイド部１７１を第２の管２２０に固定した状態において、溝１６１ａに対応する位置に、中心軸ＡＸに沿うように形勢されている。
【００３７】
連結ピン２４３、２４４は、連結部材２４０、２４５を貫通させることによりそれぞれ機械的に結合され、これにより、第１の管２１０と第２の管２２０は、２つの連結部材２４０、２４５によって互いに機械的に連結される。連結部材２４０と連結部材２４５は、同一形状を備え、第１の管２１０及び第２の管２２０の中心軸ＡＸに関して略対称に配置される。
連結部材２４０は、その厚み方向に貫通する２つの孔部２４１、２４２を備える。連結部材２４５は、その厚み方向に貫通する２つの孔部２４６、２４７を備える。
第１連結部としての連結ピン２４３は、孔部２４１を介して第１の管２１０の周壁２１０ｂに設けた連結孔２１１に挿入され、周壁２１０ｂにおいて中心軸ＡＸに関して連結孔２１１と対称な位置に設けた連結孔２１２から延出し、孔部２４６に結合される。第２連結部としての連結ピン２４４は、孔部２４２を介して第２の管２２０の周壁２２０ｂに設けた連結孔２２１に挿入され、周壁２２０ｂにおいて中心軸ＡＸに関して連結孔２２１と対称な位置に設けた連結孔２２２から延出し、孔部２４７に結合される。
【００３８】
また、第１の管２１０及び第２の管２２０において、連結孔２１１、２１２、２２１、２２２が設けられた部分の周壁は平面となっており、連結部材２４０及び連結部材２４５は平面を第１の管２１０及び第２の管２２０に向けた板状部材である。
このような構成により、第１の管２１０は連結ピン２４３を中心にして回動可能であり、第２の管２２０は、連結ピン２４４を中心にして回動可能となる。
【００３９】
ここで、第１の管２１０と第２の管２２０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、連結部材２４０、２４５の長さ、第１の管２１０上の連結孔２１１、２１２の位置、第２の管２２０上の連結孔２２１、２２２の位置、連結部材２４０及び２４５上の連結ピン２４３、２４４の位置によって任意に定めることができる。
【００４０】
ＳＭＡワイヤ１３０は、中心軸ＡＸに沿うように配置され、一方の端部が第１固定部１５１と第１の管２１０の上部の平面２１０ｃの間に挟持され、他方の端部が第２固定部１８１と第２の管２２０の上部の平面２２０ｃの間に挟持されるように、第１固定部１５１及び第２固定部１８１に固着される（図１０）。
さらに、ＳＭＡワイヤ１３０は、第１固定部１５１と第２固定部１８１との間において、ガイド部１６１の溝１６１ａと平面２１０ｃとの間及びガイド部１７１の溝１７１ａと平面２２０ｃとの間に保持される。これにより、ＳＭＡワイヤ１３０は、ガイド部１６１、１７１によって動きを妨げられずに中心軸ＡＸに沿った方向に伸縮可能となる。
【００４１】
第１の管２１０及び第２の管２２０の下部において、周壁２１０ｂ、２２０ｂには貫通孔２１４、２２４がそれぞれ設けられている。これらの貫通孔２１４、２２４に対して、バネ１９１の両端に挿通された固定ネジ１９２、１９３を螺合することにより、第１の管２１０と第２の管２２０をバネ１９１で連結している。
【００４２】
変位機構２００においては、第１連結部としての連結ピン２４３と第２連結部としての連結ピン２４４との距離をＬＤ１とし、第１固定部１５１の中心１５１ａと第２固定部１８１の中心１８１ａとの距離の最大値をＬＤ０としたときに次式（１）を満足する。ＬＤ０は、ＳＭＡワイヤ１３０に通電していない常温状態のときの距離となる。
なお、図１１は、第１固定部１５１の中心１５１ａから連結ピン２４３までの距離と第２固定部１８１の中心１８１ａから連結ピン２４４までの距離がＬＤ２で同一となる例を示している。
ＬＤ１＞ＬＤ２      （１）
ただし、ＬＤ２＝（ＬＤ０−ＬＤ１）／２である。
【００４３】
ＳＭＡワイヤ１３０に通電するとＳＭＡワイヤ１３０は加熱されて収縮する。これにより、第１の管２１０と第２の管２２０は、連結ピン２４３、２４４を中心としてそれぞれ回動するため、全体として湾曲する。
これに対して、ＳＭＡワイヤ１３０への通電を止めると、ＳＭＡワイヤ１３０は元の長さに戻ろうとする。さらに、バネ１９１の弾性力によって第１の管２１０と第２の管２２０が引っ張られるため、より速く元の状態に戻ろうとする。
【００４４】
変位機構２００においては、第１の管２１０と第２の管２２０の連結に連結部材２４０、２４５を使用したことにより、変位の前後で変位機構の中心軸のずれが小さくなる。
また、図１１において、第１固定部１５１と第２固定部１８１との間のＳＭＡワイヤ１３０は、通電していない常温状態では長さＬＤ０であるのに対し、通電によって収縮する。通電加熱による収縮は、長さＬＤ１に対応する範囲には作用しない一方、連結部材２４０、２４５の両外側の長さＬＤ２に対応する範囲には作用する。このような作用により、湾曲角度を増幅することができ、第１の管２１０及び第２の管２２０の長手方向及び径方向に変形を拡大できる。したがって、ＳＭＡワイヤ１３０の少ない変位量でも大きな湾曲角度が得られる。
さらに、ガイド部１６１、１７１によってＳＭＡワイヤ１３０のたるみを少なくしているため、ＳＭＡワイヤ１３０の少ない変形量を無駄なく湾曲に作用させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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】
【００４６】
１１      第１の管
１２      第２の管
１３      ＳＭＡワイヤ
１４      連結部材
１４ａ、１４ｂ  連結ピン
１５      第１固定部
１５ａ    中心
１８      第２固定部
１８ａ    中心
１００    変位機構
１１０    第１の管
１１０ａ  外周面
１１０ｂ  周壁
１１０ｃ  平面
１１１、１１２  連結孔
１２０    第２の管
１２０ａ  外周面
１２０ｂ  周壁
１２０ｃ  平面
１２１、１２２  連結孔
１３０    ＳＭＡワイヤ
１４０    連結部材
１４１、１４２  孔部
１４３、１４４  連結ピン
１４５    連結部材
１４６、１４７  孔部
１４８、１４９  連結ピン
１５１    第１固定部
１５１ａ  中心
１６１、１７１  ガイド部
１６１ａ、１７１ａ  溝
１８１    第２固定部
１８１ａ  中心
１９１    バネ
２００    変位機構
２１０    第１の管
２１０ａ  外周面
２１０ｂ  周壁
２１０ｃ  平面
２１１、２１２  連結孔
２２０    第２の管
２２０ａ  外周面
２２０ｂ  周壁
２２０ｃ  平面
２２１、２２２  連結孔
２４０    連結部材
２４１、２４２  孔部
２４３、２４４  連結ピン
２４５    連結部材
２４６、２４７  孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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