可動装置
【課題】
組立が容易で安価に製造することができる可動装置を提供する。
【解決手段】
可動装置１１は、装置本体１２に開閉可能に設けられた開閉板２２，２３と、装置本体１２に摺動可能に設けられ、前記開閉板２２，２３と係合して開閉板２２，２３を開く方向に作動させるスライド部材３２と、前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３から離間する方向に付勢する弾性部材３６と、通電により加熱され、前記弾性部材３６の弾性に抗して前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータ３９とを有する。
組立が容易で安価に製造することができる可動装置を提供する。
【解決手段】
可動装置１１は、装置本体１２に開閉可能に設けられた開閉板２２，２３と、装置本体１２に摺動可能に設けられ、前記開閉板２２，２３と係合して開閉板２２，２３を開く方向に作動させるスライド部材３２と、前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３から離間する方向に付勢する弾性部材３６と、通電により加熱され、前記弾性部材３６の弾性に抗して前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータ３９とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、形状記憶合金製のアクチュエータにより各部分を作動させる可動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可動装置、例えばロボット玩具の腕装置は、各部分を作動させるため、駆動モータ、歯車、リンク等を備えた複雑な駆動機構が内部に組み込まれていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平２００３−１８１１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の可動装置は、一つの部分を作動させるのに、複雑な駆動機構を組み込まなければならず、さらに複数の部分を作動させるのには複雑な駆動機構を複数組み込む必要がある。しかし、腕装置等の収納スペースの狭い可動装置は、内部に複数の複雑な駆動機構を組み込むことは困難であり、結局一つの部分しか動かすことができないという問題点があった。また、複雑な駆動機構を組み込むことは容易ではなく、可動装置を安価に製造することはできないという問題点があった。
【０００４】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、複雑な駆動機構を組み込む必要がなく、複数の部分を可動することができ、組立が容易で安価に製造することができる可動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、装置本体に摺動可能に設けられ、前記開閉板と係合して開閉板を開く方向に作動させるスライド部材と、前記スライド部材を前記開閉板から離間する方向に付勢する弾性部材と、前記スライド部材と装置本体との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材の弾性に抗して前記スライド部材を前記開閉板に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００６】
本願請求項２に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた一対の開閉板と、装置本体に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材と、前記一対のリンク部材間又は一対の開閉板間に取り付けられ、前記一対の開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、装置本体に両端が固定され、前記一対のリンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記一対の開閉板の開く方向に前記一対のリンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００７】
本願請求項３に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、装置本体に回動可能に設けられ、前記開閉板を回動自在に取り付けたリンク部材と、前記リンク部材又は開閉板に取り付けられ、前記開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、装置本体に両端が固定され、前記リンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記開閉板の開く方向に前記リンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００８】
本願請求項４に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に取
り付けられた屈曲可能な屈曲部材と、前記屈曲部材に設けられ、屈曲部材を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材を屈曲させる弾性部材と、装置本体に設けられ、前記弾性部材の一端が連結された摺動部材と、装置本体に両端が固定され、前記摺動部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して摺動部材を摺動させて前記弾性部材の一端を引っ張り、前記屈曲部材を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータを有する。
【０００９】
本願請求項５に係る可動装置は、上記目的を達成するため、前記アクチュエータを通電して加熱させる通電手段を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明に係る可動装置は、形状記憶合金製のアクチュエータを通電するだけで、開閉板を開閉させたり、屈曲部材を屈曲させることができるので、これらを動かすための複雑な駆動機構を組み込む必要がなく、組立が容易で安価に製造することができるという効果がある。また、本願発明に係る可動装置は、形状記憶合金製のアクチュエータの両端が装置本体に固定され、当該アクチュエータが開閉板を開閉するリンク部材又は屈曲部材を屈曲させる摺動部材に引っ掛けられるので、アクチュエータの伸縮する力が向上し、しかもアクチュエータの両端に接続される電極が移動しないので、電極に接続される電線が移動して絡まったり、電線が作動する開閉板又は屈曲部材等に挟まって、動作不良を起こすことがないという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明の実施の形態を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る可動装置をロボット玩具の腕部に組み込んだ状態の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。図２は、ロボット玩具の肩部に設けられた可動装置の説明図である。図３は、図２の開閉板が閉じている状態の時の可動装置の説明図であり、（ａ）は装置本体の下面側から視た図であり、（ｂ）は装置本体の下面側から視た断面図である。図４は、図２の開閉板が開いている状態の時の可動装置の説明図であり、（ａ）は装置本体の下面側から視た図であり、（ｂ）は装置本体の下面側から視た断面図である。図５は、図２の装置本体の右方から視た説明図であり、（ａ）は開閉板が閉じてい状態の時の装置本体の断面図であり、（ｂ）は開閉板が開いている状態の時の装置本体の断面図である。図６は、ロボット玩具の上腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。図７は、ロボット玩具の下腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。図８は、ロボット玩具の手部に設けられた可動装置の説明図である。
【００１２】
図３，４に示すように、可動装置１１は、装置本体１２と、装置本体１２に開閉可能に設けられた開閉板２２，２３と、装置本体１２に摺動可能に設けられ、前記開閉板２２，２３と係合して開閉板２２，２３を開く方向に作動させるスライド部材３２と、前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３から離間する方向に付勢する弾性部材３６と、前記スライド部材３２と装置本体１２との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材３６の弾性に抗して前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータ３９とを有する。
【００１３】
図６に示すように、可動装置５１は、装置本体５２と、装置本体５２に開閉可能に設けられた一対の開閉板６０，６１と、装置本体５２に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板６０，６１をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材６５，６６と、前記一対のリンク部材６５，６６間又は一対の開閉板６０，６１間に取り付けられ、前記一対の開閉板６０，６１を閉じる方向に付勢する弾性部材７０と、装置本体５２に両端が固定され、前記一対のリンク部材６５，６６に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材７０の弾性に抗して前記一対の開閉板６０，６１の開く方向に前記一対のリンク部材６
５，６６を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータ７５とを有する。
【００１４】
図７に示すように、可動装置９１は、装置本体９２と、装置本体９２に開閉可能に設けられた開閉板１００と、装置本体９２に回動可能に設けられ、前記開閉板１００を回動自在に取り付けたリンク部材１０５と、前記リンク部材１０５又は開閉板１００に取り付けられ、前記開閉板１００を閉じる方向に付勢する弾性部材１１０と、装置本体９２に両端が固定され、前記リンク部材１０５に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材１１０の弾性に抗して前記開閉板１００の開く方向に前記リンク部材１０５を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータ１２０とを有する。
【００１５】
図８に示すように、可動装置１４１は、装置本体１４２と、装置本体１４２に取り付けられた屈曲可能な屈曲部材１４５と、前記屈曲部材１４５に設けられ、屈曲部材１４５を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材１４５を屈曲させる弾性部材１５０と、装置本体１４２に設けられ、前記弾性部材１５０の一端１５２が連結された摺動部材１４３と、装置本体１４２に両端が固定され、前記摺動部材１４３に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材１５０の弾性に抗して摺動部材１４３を摺動させて前記弾性部材１５０の一端１５２を引っ張り、前記屈曲部材１４５を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータ１６０を有する。可動装置１１，５１，９１，１４１は、前記アクチュエータ３９，７５，１２０，１６０を通電して加熱させる通電手段を有する。
【００１６】
さらにロボット玩具の腕装置に組み込んだ可動装置について詳細に説明する。図１に示すように、腕装置１は、肩部１０と、上腕部５０と、下腕部９０と、手部１４０とからなる。肩部１０は、肩部本体１０ａと、肩部本体１０ａにヒンジ部１０ｂを介して回動可能に連結された第１の可動装置１１によって構成されている。第１の可動装置１１は、基板（装置本体）１２を有する。基板（装置本体）１２は、矩形体状に形成され、上面１３及び下面１４と、上面１３の左側に形成された左面１５と、上面１３の右側に形成された右面１６と、上面１３の前側に形成された前面１７と、上面１３の後側に形成された後面１８とからなる。
【００１７】
図３に示すように、基板（装置本体）１２の左面１５には、前記した肩部本体１０ａのヒンジ部１０ｂを嵌合する嵌合凹部１９が形成されている。基板（装置本体）１２は、嵌合凹部１９に肩部本体１０ａのヒンジ部１０ｂを嵌合し、連結軸１０ｃによって肩部本体１０ａに回動可能に連結されている。基板（装置本体）１２の下面１４略中央には、前面１７から後面１８に向かって軸受溝２０が形成されている。また、基板（装置本体）１２の下面１４略中央には、右面１６から左面１５に向かってガイド溝２１が軸受溝２０と略直交するようにして形成されている。
【００１８】
図３に示すように、基板（装置本体）１２の前面１７には、前面板（開閉板）２２が回動（開閉）可能に設けられ、基板（装置本体）１２の後面１８には、後面板（開閉板）２３が回動（開閉）可能に設けられている。前面板（開閉板）２２は、軸受溝２０に嵌合する係合突起２５が形成され、後面板（開閉板）２３は、軸受溝２０に嵌合する係合突起２６が形成されている。前面板（開閉板）２２は、係合突起２５が軸受溝２０に嵌合され、連結軸２８によって基板（装置本体）１２に回動（開閉）可能に連結されている。後面板（開閉板）２３は、係合突起２６が軸受溝２０に嵌合され、連結軸２９によって基板（装置本体）１２に回動（開閉）可能に連結されている。図４に示すように、係合突起２５、２６には、右面１６から左面１５側に向かって上昇傾斜する傾斜面２５ａ、２６ａが形成されている。
【００１９】
前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、連結軸２８，２９に巻装されたバ
ネ状の弾性部材３０，３１によって、閉じる方向に付勢されている。なお、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、弾性部材によって閉じる方向に付勢されていれば良く、弾性部材の種類、弾性部材の取付位置が特に限定されるものではない。
【００２０】
図３、４に示すように、基板（装置本体）１２のガイド溝２１には、スライド部材３２が左右方向に摺動自在に設けられている。スライド部材３２は、矩形状に形成され、左端に形成された開口３３と、開口３３と連通する収納穴３５が設けられている。収納穴３５は、スライド部材３２の摺動方向（長手方向）に向かって形成されている。収納穴３５には、コイルスプリング状の弾性部材３６と、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ３９が設けられている。
【００２１】
スライド部材３２は、ガイド溝２１内に摺動自在に案内される。スライド部材３２は、前後方向両側に、前記前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６に係合可能な係合片４２，４３が設けられている。図５に示すように、係合片４２，４３には、前記係合突起２５，２６の傾斜面２５ａ，２６ａと係合する傾斜面４２ａ，４３ａが形成されている。傾斜面４２ａ，４３ａは、右面１６から左面１５側に向かって上昇傾斜するように形成されている。
【００２２】
図３に示すように、スライド部材３２は、収納穴３５に収納された弾性部材３６の一端３６ａが開口３３から突出してガイド溝２１の左端２１ａと当接し、係合片４２，４３が係合突起２５，２６から離間する方向に向かって付勢され、ガイド溝２１の右端２１ｂに圧接させられている。アクチュエータ３９は、弾性部材３６内に設けられ、一端３９ａがガイド溝２１の左端２１ａに固定され、他端３９ｂが収納穴３５の奥壁３５ａに固定されている。アクチュエータ３９の両端３９ａ，３９ｂは、電極に接続され、バッテリー（図示せず）によって通電されるようになっている。バッテリーは、ロボット玩具の胴部（図示せず）に内蔵されることが望ましいが、内蔵されていなくても良い。
【００２３】
第１の可動装置１１は、上記構成を有し、肩部本体１０ａに対して回動させることができる。第１の可動装置１１は、スライド部材３２が弾性部材３６の弾性により、ガイド溝２１の右端２１ｂ方向に付勢されており、スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６から離間している。前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、バネ状の弾性部材３０，３１によって、基板（装置本体）１２の前後を閉じている。
【００２４】
図示しないバッテリーによって、アクチュエータ３９に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ３９が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、図４に示すように、スライド部材３２は、弾性部材３６の弾性に抗してガイド溝２１の左端２１ａ側にゆっくりスライドしていく。スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６に係合する。係合片４２，４３の傾斜面４２ａ，４３ａが、係合突起２５，２６の傾斜面２５ａ，２６ａに摺接し、係合突起２５，２６をゆっくり押し下げる形となる。係合突起２５，２６がゆっくり押し下げられると、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、弾性部材３０，３１の弾性に抗して、ゆっくり開く方向に回動する。
【００２５】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ３９への通電を解除すると、アクチュエータ３９が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。スライド部材３２が弾性部材３６の弾性により、ガイド溝２１の右端２１ｂ側にゆっくりスライドし、スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６からゆっくり離間する。前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、バネ状の弾性部材３０，３１によって、最初の閉じた状態に復帰する。この
ように、第１の可動装置１１は、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３がアクチュエータ３９によって、滑らかに開閉（回動）する。
【００２６】
図１，６に示すように、上腕部５０は、第２の可動装置５１によって構成されている。第２の可動装置５１は、上腕部本体（装置本体）５２を有する。上腕部本体（装置本体）５２は、前壁５３及び後壁５７と、前壁５３の左側に設けられた左壁５４と、前壁５３の右側に設けられた右壁５６とを有する。上腕部本体（装置本体）５２の前壁５３には、開口５３ａが形成され、当該開口５３ａに開閉板６０が開閉可能に設けられている。また、上腕部本体（装置本体）５２の後壁５７には、開口５７ａが形成され、当該開口５７ａに開閉板６１が開閉可能に設けられている。一対の開閉板６０，６１は、上部にガイド突起６２，６３が形成され、リンク部材６５，６６の上端部６５ａ，６６ａに回動自在に取り付けられている。
【００２７】
一対のリンク部材６５，６６は、略く字状に屈曲して形成され、屈曲部６５ｂ，６６ｂが中心軸６８，６９によって左壁５４と右壁５６に回動自在に取り付けられている。一対のリンク部材６５，６６は、中心軸６８，６９より上部がバネ状の弾性部材７０によって連結されている。この弾性部材７０により、一方のリンク部材６５が中心軸６８を中心として時計回転方向に付勢され、他方のリンク部材６６が中心軸６９を中心として反時計回転方向に付勢される。即ち、リンク部材６５，６６は、弾性部材７０により、内側方向（開閉板６０，６１の開口５３ａ，５７ａを閉じる方向）に付勢されている。なお、開閉板６０が開口５３ａを閉じている時、ガイド突起６２は、前壁５３の上縁５３ｂの内側に係合している。同様に、開閉板６１が開口５７ａを閉じている時、ガイド突起６３は、後壁５７の上縁５７ｂの内側に係合している。
【００２８】
一対のリンク部材６５，６６は、下部６５ｃ、６６ｃに掛合軸７１，７２が設けられている。左壁５４又は／及び右壁５６であって、中心軸６８，６９の近傍の位置には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ７５の両端７６，７７が固定されている。このアクチュエータ７５は、一対のリンク部材６５，６６の掛合軸７１，７２に引っ掛けられている。アクチュエータ７５の両端７６，７７は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００２９】
第２の可動装置５１は、上記構成を有し、一対のリンク部材６５，６６が弾性部材７０の弾性により、内側に向かって付勢されており、一対の開閉板６０，６１が上腕部本体（装置本体）５２の開口５３ａ，５７ａを閉じている。
【００３０】
図示しないバッテリーによって、アクチュエータ７５に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ７５が加熱されて変化し、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、一対のリンク部材６５，６６の中心軸６８，６９より下部が内側に引き寄せられる。一方のリンク部材６５は、弾性部材７０の弾性に抗して、中心軸６８を中心として反時計回転方向にゆっくり回動する。他方のリンク部材６６は、弾性部材７０の弾性に抗して、中心軸６９を中心として時計回転方向にゆっくり回動する。即ち、リンク部材６５，６６は、弾性部材７０の弾性に抗して、外側方向に回動し、開閉板６０，６１がゆっくり外側に移動する。開閉板６０，６１は、ガイド突起６２，６３が、前壁５３の上縁５３ｂと後壁５７の上縁５７ｂの内側に案内され、下部７８，７９が外側にゆっくり回動して開くことになる。
【００３１】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ７５への通電を解除すると、アクチュエータ７５が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。一対のリンク部材６５，６６が弾性部材７０の弾性により、内側に向かってゆっくり回動し、一対の開閉板６０，６１が上腕部本体（装置本体）５２の開口５３ａ，５７ａを閉じた状態に復帰
する。このように、上腕部５０は、一対の開閉板６０，６１がアクチュエータ７５によって、滑らかに開閉する。
【００３２】
図１，７に示すように、下腕部９０は、第３の可動装置９１によって構成されている。第３の可動装置９１は、下腕部本体（装置本体）９２を有する。下腕部本体（装置本体）９２は、前壁９３及び後壁９７と、前壁９３の左側に設けられた左壁９４と、前壁９３の右側に設けられた右壁９６とを有する。下腕部本体（装置本体）９２の前壁９３には、開口９３ａが形成され、開口９３ａには、開閉板１００が開閉可能に設けられている。開閉板１００は、上部にガイド突起１０１が形成され、リンク部材１０５の上端部１０６に回動自在に取り付けられている。
【００３３】
リンク部材１０５は、略く字状に屈曲して形成され、屈曲部１０７が中心軸１０９によって左壁９４と右壁９６に回動自在に取り付けられている。リンク部材１０５は、中心軸１０９より上部がバネ状の弾性部材１１０の一端１１１に連結されている。弾性部材１１０の他端１１２は、後壁９７に連結されている。この弾性部材１１０により、リンク部材１０５が中心軸１０９を中心として時計回転方向に付勢される。即ち、リンク部材１０５は、弾性部材１１０により、内側方向（開閉板１００の開口９３ａを閉じる方向）に付勢されている。なお、開閉板１００が開口９３ａを閉じている時、ガイド突起１０１は、前壁９３の上縁９３ｂの内側に係合している。
【００３４】
リンク部材１０５は、下部１０８に掛合軸１１３が設けられている。後壁９７には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ１２０の両端１２１，１２２が固定されている。このアクチュエータ１２０は、リンク部材１０５の掛合軸１１３に引っ掛けられている。アクチュエータ１２０の両端１２１，１２２は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００３５】
第３の可動装置９１は、上記構成を有し、リンク部材１０５が弾性部材１１０の弾性により、内側に向かって付勢されており、開閉板１００が下腕部本体（装置本体）９２の開口９３ａを閉じている。図示しないバッテリーによって、アクチュエータ１２０に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ１２０が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、リンク部材１０５の中心軸１０９より下部が内側に引き寄せられる。リンク部材１０５は、弾性部材１１０の弾性に抗して、中心軸１０９を中心として反時計回転方向にゆっくり回動する。即ち、リンク部材１０５は、弾性部材１１０の弾性に抗して、外側方向に回動し、開閉板１００がゆっくり外側に移動する。開閉板１００は、ガイド突起１０１が、前壁９３の上縁９３ｂの内側に案内され、下部１０２が外側にゆっくり回動して開くことになる。
【００３６】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ１２０への通電を解除すると、アクチュエータ１２０が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。リンク部材１０５が弾性部材１１０の弾性により、内側に向かってゆっくり回動し、開閉板１００が下腕部本体（装置本体）９２の開口９３ａを閉じた状態に復帰する。このように、下腕部９０は、開閉板１００がアクチュエータ１２０によって、滑らかに開閉する。
【００３７】
図８に示すように、手部１４０は、第４の可動装置１４１によって構成されている。第４の可動装置１４１は、手の平を構成する中空状の装置本体１４２と、装置本体１４２に取り付けられた屈曲可能な複数の指部材（屈曲部材）１４５とを有する。装置本体１４２内には、上下方向に摺動可能な摺動部材１４３が設けられている。指部材（屈曲部材）１４５は、合成樹脂素材によって構成され、少なくとも二つのＶ字状の溝１４６・・によって、屈曲可能に形成されている。
【００３８】
また、指部材（屈曲部材）１４５は、内部に板バネ状の弾性部材１５０が摺動自在に設けられている。弾性部材１５０の先端１５１は、指部材（屈曲部材）１４５の先部に固定されている。弾性部材１５０の後端１５２は、指部材（屈曲部材）１４５の後部から突出し、装置本体１４２に形成された開口１５３を挿通して、前記摺動部材１４３に連結されている。弾性部材１５０は、指部材（屈曲部材）１４５を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して後端１５２が引っ張られると指部材（屈曲部材）１４５を屈曲させる。
【００３９】
摺動部材１４３は、後部中央に掛合軸１４９が設けられている。装置本体１４２の後壁１４４には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ１６０の両端１６１，１６２が固定されている。このアクチュエータ１６０は、摺動部材１４３の掛合軸１４９に引っ掛けられている。アクチュエータ１６０の両端１６１，１６２は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００４０】
第４の可動装置１４１は、上記構成を有し、図８（ａ）に示すように、複数の指部材（屈曲部材）１４５が弾性部材１５０の弾性により、直線状に伸びている。図示しないバッテリーによって、アクチュエータ１６０に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ１６０が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、図８（ｂ）に示すように、摺動部材１４３が後方に引き寄せられ、弾性部材１５０が弾性に抗して引っ張られることになる。弾性部材１５０が引っ張られると、指部材（屈曲部材）１４５の先部が引き寄せられ、各溝部１４６・・によって、指部材（屈曲部材）１４５が屈曲する。指部材（屈曲部材）１４５は、指部を構成しているので、屈曲することにより、握り拳となる
【００４１】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ１６０への通電を解除すると、アクチュエータ１６０が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。指部材（屈曲部材）１４５が弾性部材１５０の弾性により、外側に向かってゆっくり開くように、真っ直ぐに伸びていき、最初の開いた状態に復帰する。このように、手部１４０は、指部がアクチュエータ１６０によって、滑らかに開閉する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本願発明に係る可動装置をロボット玩具の腕部に組み込んだ状態の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。
【図２】ロボット玩具の肩部に設けられた可動装置の説明図である。
【図３】図２の開閉板が閉じている状態の時の可動装置の説明図である。
【図４】図２の開閉板が開いている状態の時の可動装置の説明図である。
【図５】図２の装置本体の右方から視た説明図である。
【図６】ロボット玩具の上腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。
【図７】ロボット玩具の下腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。
【図８】ロボット玩具の手部に設けられた可動装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 腕装置
１０ 肩部
１０ａ 肩部本体
１０ｂ ヒンジ部
１０ｃ 連結軸
１１ 第１の可動装置
１２ 基板（装置本体）
１３ 上面
１４ 下面
１５ 左面
１６ 右面
１７ 前面
１８ 後面
１９ 嵌合凹部
２０ 軸受溝
２１ ガイド溝
２１ａ 左端
２１ｂ 右端
２２ 前面板（開閉板）
２３ 後面板（開閉板）
２５ 係合突起
２５ａ 傾斜面
２６ 係合突起
２６ａ 傾斜面
２８ 連結軸
２９ 連結軸
３０ 弾性部材
３１ 弾性部材
３２ スライド部材
３３ 開口
３５ 収納穴
３５ａ 奥壁
３６ 弾性部材
３６ａ 一端
３９ アクチュエータ
３９ａ 一端
３９ｂ 他端
４２ 係合片
４２ａ 傾斜面
４３ 係合片
４３ａ 傾斜面
５０ 上腕部
５１ 第２の可動装置
５２ 上腕部本体（装置本体）
５３ 前壁
５３ａ 開口
５３ｂ 上縁
５４ 左壁
５６ 右壁
５７ 後壁
５７ａ 開口
５７ｂ 上縁
６０ 開閉板
６１ 開閉板
６２ ガイド突起
６３ ガイド突起
６５ リンク部材
６５ａ 上端部
６５ｂ 屈曲部
６５ｃ 下端部
６６ リンク部材
６６ａ 上端部
６６ｂ 屈曲部
６６ｃ 下端部
６８ 中心軸
６９ 中心軸
７０ 弾性部材
７１ 掛合軸
７２ 掛合軸
７５ アクチュエータ
７６ 一端
７７ 他端
７８ 下部
７９ 下部
９０ 下腕部
９１ 第３の可動装置
９２ 下腕部本体（装置本体）
９３ 前壁
９３ａ 開口
９３ｂ 上縁
９４ 左壁
９７ 後壁
９６ 右壁
１００ 開閉板
１０１ ガイド突起
１０２ 下部
１０５ リンク部材
１０６ 上端部
１０７ 屈曲部
１０８ 下端部
１０９ 中心軸
１１０ 弾性部材
１１１ 一端
１１２ 他端
１１３ 掛合軸
１２０ アクチュエータ
１２１ 一端
１２２ 他端
１４０ 手部
１４１ 第４の可動装置
１４２ 装置本体
１４３ 摺動部材
１４４ 後壁
１４５ 指部材（屈曲部材）
１４６ 溝
１４９ 掛合軸
１５０ 弾性部材
１５１ 先端
１５２ 後端
１５３ 開口
１６０ アクチュエータ
１６１ 一端
１６２ 他端
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、形状記憶合金製のアクチュエータにより各部分を作動させる可動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可動装置、例えばロボット玩具の腕装置は、各部分を作動させるため、駆動モータ、歯車、リンク等を備えた複雑な駆動機構が内部に組み込まれていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平２００３−１８１１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の可動装置は、一つの部分を作動させるのに、複雑な駆動機構を組み込まなければならず、さらに複数の部分を作動させるのには複雑な駆動機構を複数組み込む必要がある。しかし、腕装置等の収納スペースの狭い可動装置は、内部に複数の複雑な駆動機構を組み込むことは困難であり、結局一つの部分しか動かすことができないという問題点があった。また、複雑な駆動機構を組み込むことは容易ではなく、可動装置を安価に製造することはできないという問題点があった。
【０００４】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、複雑な駆動機構を組み込む必要がなく、複数の部分を可動することができ、組立が容易で安価に製造することができる可動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、装置本体に摺動可能に設けられ、前記開閉板と係合して開閉板を開く方向に作動させるスライド部材と、前記スライド部材を前記開閉板から離間する方向に付勢する弾性部材と、前記スライド部材と装置本体との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材の弾性に抗して前記スライド部材を前記開閉板に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００６】
本願請求項２に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた一対の開閉板と、装置本体に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材と、前記一対のリンク部材間又は一対の開閉板間に取り付けられ、前記一対の開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、装置本体に両端が固定され、前記一対のリンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記一対の開閉板の開く方向に前記一対のリンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００７】
本願請求項３に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、装置本体に回動可能に設けられ、前記開閉板を回動自在に取り付けたリンク部材と、前記リンク部材又は開閉板に取り付けられ、前記開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、装置本体に両端が固定され、前記リンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記開閉板の開く方向に前記リンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有する。
【０００８】
本願請求項４に係る可動装置は、上記目的を達成するため、装置本体と、装置本体に取
り付けられた屈曲可能な屈曲部材と、前記屈曲部材に設けられ、屈曲部材を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材を屈曲させる弾性部材と、装置本体に設けられ、前記弾性部材の一端が連結された摺動部材と、装置本体に両端が固定され、前記摺動部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して摺動部材を摺動させて前記弾性部材の一端を引っ張り、前記屈曲部材を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータを有する。
【０００９】
本願請求項５に係る可動装置は、上記目的を達成するため、前記アクチュエータを通電して加熱させる通電手段を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明に係る可動装置は、形状記憶合金製のアクチュエータを通電するだけで、開閉板を開閉させたり、屈曲部材を屈曲させることができるので、これらを動かすための複雑な駆動機構を組み込む必要がなく、組立が容易で安価に製造することができるという効果がある。また、本願発明に係る可動装置は、形状記憶合金製のアクチュエータの両端が装置本体に固定され、当該アクチュエータが開閉板を開閉するリンク部材又は屈曲部材を屈曲させる摺動部材に引っ掛けられるので、アクチュエータの伸縮する力が向上し、しかもアクチュエータの両端に接続される電極が移動しないので、電極に接続される電線が移動して絡まったり、電線が作動する開閉板又は屈曲部材等に挟まって、動作不良を起こすことがないという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明の実施の形態を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る可動装置をロボット玩具の腕部に組み込んだ状態の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。図２は、ロボット玩具の肩部に設けられた可動装置の説明図である。図３は、図２の開閉板が閉じている状態の時の可動装置の説明図であり、（ａ）は装置本体の下面側から視た図であり、（ｂ）は装置本体の下面側から視た断面図である。図４は、図２の開閉板が開いている状態の時の可動装置の説明図であり、（ａ）は装置本体の下面側から視た図であり、（ｂ）は装置本体の下面側から視た断面図である。図５は、図２の装置本体の右方から視た説明図であり、（ａ）は開閉板が閉じてい状態の時の装置本体の断面図であり、（ｂ）は開閉板が開いている状態の時の装置本体の断面図である。図６は、ロボット玩具の上腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。図７は、ロボット玩具の下腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。図８は、ロボット玩具の手部に設けられた可動装置の説明図である。
【００１２】
図３，４に示すように、可動装置１１は、装置本体１２と、装置本体１２に開閉可能に設けられた開閉板２２，２３と、装置本体１２に摺動可能に設けられ、前記開閉板２２，２３と係合して開閉板２２，２３を開く方向に作動させるスライド部材３２と、前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３から離間する方向に付勢する弾性部材３６と、前記スライド部材３２と装置本体１２との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材３６の弾性に抗して前記スライド部材３２を前記開閉板２２，２３に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータ３９とを有する。
【００１３】
図６に示すように、可動装置５１は、装置本体５２と、装置本体５２に開閉可能に設けられた一対の開閉板６０，６１と、装置本体５２に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板６０，６１をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材６５，６６と、前記一対のリンク部材６５，６６間又は一対の開閉板６０，６１間に取り付けられ、前記一対の開閉板６０，６１を閉じる方向に付勢する弾性部材７０と、装置本体５２に両端が固定され、前記一対のリンク部材６５，６６に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材７０の弾性に抗して前記一対の開閉板６０，６１の開く方向に前記一対のリンク部材６
５，６６を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータ７５とを有する。
【００１４】
図７に示すように、可動装置９１は、装置本体９２と、装置本体９２に開閉可能に設けられた開閉板１００と、装置本体９２に回動可能に設けられ、前記開閉板１００を回動自在に取り付けたリンク部材１０５と、前記リンク部材１０５又は開閉板１００に取り付けられ、前記開閉板１００を閉じる方向に付勢する弾性部材１１０と、装置本体９２に両端が固定され、前記リンク部材１０５に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材１１０の弾性に抗して前記開閉板１００の開く方向に前記リンク部材１０５を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータ１２０とを有する。
【００１５】
図８に示すように、可動装置１４１は、装置本体１４２と、装置本体１４２に取り付けられた屈曲可能な屈曲部材１４５と、前記屈曲部材１４５に設けられ、屈曲部材１４５を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材１４５を屈曲させる弾性部材１５０と、装置本体１４２に設けられ、前記弾性部材１５０の一端１５２が連結された摺動部材１４３と、装置本体１４２に両端が固定され、前記摺動部材１４３に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材１５０の弾性に抗して摺動部材１４３を摺動させて前記弾性部材１５０の一端１５２を引っ張り、前記屈曲部材１４５を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータ１６０を有する。可動装置１１，５１，９１，１４１は、前記アクチュエータ３９，７５，１２０，１６０を通電して加熱させる通電手段を有する。
【００１６】
さらにロボット玩具の腕装置に組み込んだ可動装置について詳細に説明する。図１に示すように、腕装置１は、肩部１０と、上腕部５０と、下腕部９０と、手部１４０とからなる。肩部１０は、肩部本体１０ａと、肩部本体１０ａにヒンジ部１０ｂを介して回動可能に連結された第１の可動装置１１によって構成されている。第１の可動装置１１は、基板（装置本体）１２を有する。基板（装置本体）１２は、矩形体状に形成され、上面１３及び下面１４と、上面１３の左側に形成された左面１５と、上面１３の右側に形成された右面１６と、上面１３の前側に形成された前面１７と、上面１３の後側に形成された後面１８とからなる。
【００１７】
図３に示すように、基板（装置本体）１２の左面１５には、前記した肩部本体１０ａのヒンジ部１０ｂを嵌合する嵌合凹部１９が形成されている。基板（装置本体）１２は、嵌合凹部１９に肩部本体１０ａのヒンジ部１０ｂを嵌合し、連結軸１０ｃによって肩部本体１０ａに回動可能に連結されている。基板（装置本体）１２の下面１４略中央には、前面１７から後面１８に向かって軸受溝２０が形成されている。また、基板（装置本体）１２の下面１４略中央には、右面１６から左面１５に向かってガイド溝２１が軸受溝２０と略直交するようにして形成されている。
【００１８】
図３に示すように、基板（装置本体）１２の前面１７には、前面板（開閉板）２２が回動（開閉）可能に設けられ、基板（装置本体）１２の後面１８には、後面板（開閉板）２３が回動（開閉）可能に設けられている。前面板（開閉板）２２は、軸受溝２０に嵌合する係合突起２５が形成され、後面板（開閉板）２３は、軸受溝２０に嵌合する係合突起２６が形成されている。前面板（開閉板）２２は、係合突起２５が軸受溝２０に嵌合され、連結軸２８によって基板（装置本体）１２に回動（開閉）可能に連結されている。後面板（開閉板）２３は、係合突起２６が軸受溝２０に嵌合され、連結軸２９によって基板（装置本体）１２に回動（開閉）可能に連結されている。図４に示すように、係合突起２５、２６には、右面１６から左面１５側に向かって上昇傾斜する傾斜面２５ａ、２６ａが形成されている。
【００１９】
前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、連結軸２８，２９に巻装されたバ
ネ状の弾性部材３０，３１によって、閉じる方向に付勢されている。なお、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、弾性部材によって閉じる方向に付勢されていれば良く、弾性部材の種類、弾性部材の取付位置が特に限定されるものではない。
【００２０】
図３、４に示すように、基板（装置本体）１２のガイド溝２１には、スライド部材３２が左右方向に摺動自在に設けられている。スライド部材３２は、矩形状に形成され、左端に形成された開口３３と、開口３３と連通する収納穴３５が設けられている。収納穴３５は、スライド部材３２の摺動方向（長手方向）に向かって形成されている。収納穴３５には、コイルスプリング状の弾性部材３６と、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ３９が設けられている。
【００２１】
スライド部材３２は、ガイド溝２１内に摺動自在に案内される。スライド部材３２は、前後方向両側に、前記前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６に係合可能な係合片４２，４３が設けられている。図５に示すように、係合片４２，４３には、前記係合突起２５，２６の傾斜面２５ａ，２６ａと係合する傾斜面４２ａ，４３ａが形成されている。傾斜面４２ａ，４３ａは、右面１６から左面１５側に向かって上昇傾斜するように形成されている。
【００２２】
図３に示すように、スライド部材３２は、収納穴３５に収納された弾性部材３６の一端３６ａが開口３３から突出してガイド溝２１の左端２１ａと当接し、係合片４２，４３が係合突起２５，２６から離間する方向に向かって付勢され、ガイド溝２１の右端２１ｂに圧接させられている。アクチュエータ３９は、弾性部材３６内に設けられ、一端３９ａがガイド溝２１の左端２１ａに固定され、他端３９ｂが収納穴３５の奥壁３５ａに固定されている。アクチュエータ３９の両端３９ａ，３９ｂは、電極に接続され、バッテリー（図示せず）によって通電されるようになっている。バッテリーは、ロボット玩具の胴部（図示せず）に内蔵されることが望ましいが、内蔵されていなくても良い。
【００２３】
第１の可動装置１１は、上記構成を有し、肩部本体１０ａに対して回動させることができる。第１の可動装置１１は、スライド部材３２が弾性部材３６の弾性により、ガイド溝２１の右端２１ｂ方向に付勢されており、スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６から離間している。前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、バネ状の弾性部材３０，３１によって、基板（装置本体）１２の前後を閉じている。
【００２４】
図示しないバッテリーによって、アクチュエータ３９に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ３９が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、図４に示すように、スライド部材３２は、弾性部材３６の弾性に抗してガイド溝２１の左端２１ａ側にゆっくりスライドしていく。スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６に係合する。係合片４２，４３の傾斜面４２ａ，４３ａが、係合突起２５，２６の傾斜面２５ａ，２６ａに摺接し、係合突起２５，２６をゆっくり押し下げる形となる。係合突起２５，２６がゆっくり押し下げられると、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、弾性部材３０，３１の弾性に抗して、ゆっくり開く方向に回動する。
【００２５】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ３９への通電を解除すると、アクチュエータ３９が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。スライド部材３２が弾性部材３６の弾性により、ガイド溝２１の右端２１ｂ側にゆっくりスライドし、スライド部材３２の係合片４２，４３が、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３の係合突起２５，２６からゆっくり離間する。前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３は、バネ状の弾性部材３０，３１によって、最初の閉じた状態に復帰する。この
ように、第１の可動装置１１は、前面板（開閉板）２２及び後面板（開閉板）２３がアクチュエータ３９によって、滑らかに開閉（回動）する。
【００２６】
図１，６に示すように、上腕部５０は、第２の可動装置５１によって構成されている。第２の可動装置５１は、上腕部本体（装置本体）５２を有する。上腕部本体（装置本体）５２は、前壁５３及び後壁５７と、前壁５３の左側に設けられた左壁５４と、前壁５３の右側に設けられた右壁５６とを有する。上腕部本体（装置本体）５２の前壁５３には、開口５３ａが形成され、当該開口５３ａに開閉板６０が開閉可能に設けられている。また、上腕部本体（装置本体）５２の後壁５７には、開口５７ａが形成され、当該開口５７ａに開閉板６１が開閉可能に設けられている。一対の開閉板６０，６１は、上部にガイド突起６２，６３が形成され、リンク部材６５，６６の上端部６５ａ，６６ａに回動自在に取り付けられている。
【００２７】
一対のリンク部材６５，６６は、略く字状に屈曲して形成され、屈曲部６５ｂ，６６ｂが中心軸６８，６９によって左壁５４と右壁５６に回動自在に取り付けられている。一対のリンク部材６５，６６は、中心軸６８，６９より上部がバネ状の弾性部材７０によって連結されている。この弾性部材７０により、一方のリンク部材６５が中心軸６８を中心として時計回転方向に付勢され、他方のリンク部材６６が中心軸６９を中心として反時計回転方向に付勢される。即ち、リンク部材６５，６６は、弾性部材７０により、内側方向（開閉板６０，６１の開口５３ａ，５７ａを閉じる方向）に付勢されている。なお、開閉板６０が開口５３ａを閉じている時、ガイド突起６２は、前壁５３の上縁５３ｂの内側に係合している。同様に、開閉板６１が開口５７ａを閉じている時、ガイド突起６３は、後壁５７の上縁５７ｂの内側に係合している。
【００２８】
一対のリンク部材６５，６６は、下部６５ｃ、６６ｃに掛合軸７１，７２が設けられている。左壁５４又は／及び右壁５６であって、中心軸６８，６９の近傍の位置には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ７５の両端７６，７７が固定されている。このアクチュエータ７５は、一対のリンク部材６５，６６の掛合軸７１，７２に引っ掛けられている。アクチュエータ７５の両端７６，７７は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００２９】
第２の可動装置５１は、上記構成を有し、一対のリンク部材６５，６６が弾性部材７０の弾性により、内側に向かって付勢されており、一対の開閉板６０，６１が上腕部本体（装置本体）５２の開口５３ａ，５７ａを閉じている。
【００３０】
図示しないバッテリーによって、アクチュエータ７５に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ７５が加熱されて変化し、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、一対のリンク部材６５，６６の中心軸６８，６９より下部が内側に引き寄せられる。一方のリンク部材６５は、弾性部材７０の弾性に抗して、中心軸６８を中心として反時計回転方向にゆっくり回動する。他方のリンク部材６６は、弾性部材７０の弾性に抗して、中心軸６９を中心として時計回転方向にゆっくり回動する。即ち、リンク部材６５，６６は、弾性部材７０の弾性に抗して、外側方向に回動し、開閉板６０，６１がゆっくり外側に移動する。開閉板６０，６１は、ガイド突起６２，６３が、前壁５３の上縁５３ｂと後壁５７の上縁５７ｂの内側に案内され、下部７８，７９が外側にゆっくり回動して開くことになる。
【００３１】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ７５への通電を解除すると、アクチュエータ７５が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。一対のリンク部材６５，６６が弾性部材７０の弾性により、内側に向かってゆっくり回動し、一対の開閉板６０，６１が上腕部本体（装置本体）５２の開口５３ａ，５７ａを閉じた状態に復帰
する。このように、上腕部５０は、一対の開閉板６０，６１がアクチュエータ７５によって、滑らかに開閉する。
【００３２】
図１，７に示すように、下腕部９０は、第３の可動装置９１によって構成されている。第３の可動装置９１は、下腕部本体（装置本体）９２を有する。下腕部本体（装置本体）９２は、前壁９３及び後壁９７と、前壁９３の左側に設けられた左壁９４と、前壁９３の右側に設けられた右壁９６とを有する。下腕部本体（装置本体）９２の前壁９３には、開口９３ａが形成され、開口９３ａには、開閉板１００が開閉可能に設けられている。開閉板１００は、上部にガイド突起１０１が形成され、リンク部材１０５の上端部１０６に回動自在に取り付けられている。
【００３３】
リンク部材１０５は、略く字状に屈曲して形成され、屈曲部１０７が中心軸１０９によって左壁９４と右壁９６に回動自在に取り付けられている。リンク部材１０５は、中心軸１０９より上部がバネ状の弾性部材１１０の一端１１１に連結されている。弾性部材１１０の他端１１２は、後壁９７に連結されている。この弾性部材１１０により、リンク部材１０５が中心軸１０９を中心として時計回転方向に付勢される。即ち、リンク部材１０５は、弾性部材１１０により、内側方向（開閉板１００の開口９３ａを閉じる方向）に付勢されている。なお、開閉板１００が開口９３ａを閉じている時、ガイド突起１０１は、前壁９３の上縁９３ｂの内側に係合している。
【００３４】
リンク部材１０５は、下部１０８に掛合軸１１３が設けられている。後壁９７には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ１２０の両端１２１，１２２が固定されている。このアクチュエータ１２０は、リンク部材１０５の掛合軸１１３に引っ掛けられている。アクチュエータ１２０の両端１２１，１２２は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００３５】
第３の可動装置９１は、上記構成を有し、リンク部材１０５が弾性部材１１０の弾性により、内側に向かって付勢されており、開閉板１００が下腕部本体（装置本体）９２の開口９３ａを閉じている。図示しないバッテリーによって、アクチュエータ１２０に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ１２０が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、リンク部材１０５の中心軸１０９より下部が内側に引き寄せられる。リンク部材１０５は、弾性部材１１０の弾性に抗して、中心軸１０９を中心として反時計回転方向にゆっくり回動する。即ち、リンク部材１０５は、弾性部材１１０の弾性に抗して、外側方向に回動し、開閉板１００がゆっくり外側に移動する。開閉板１００は、ガイド突起１０１が、前壁９３の上縁９３ｂの内側に案内され、下部１０２が外側にゆっくり回動して開くことになる。
【００３６】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ１２０への通電を解除すると、アクチュエータ１２０が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。リンク部材１０５が弾性部材１１０の弾性により、内側に向かってゆっくり回動し、開閉板１００が下腕部本体（装置本体）９２の開口９３ａを閉じた状態に復帰する。このように、下腕部９０は、開閉板１００がアクチュエータ１２０によって、滑らかに開閉する。
【００３７】
図８に示すように、手部１４０は、第４の可動装置１４１によって構成されている。第４の可動装置１４１は、手の平を構成する中空状の装置本体１４２と、装置本体１４２に取り付けられた屈曲可能な複数の指部材（屈曲部材）１４５とを有する。装置本体１４２内には、上下方向に摺動可能な摺動部材１４３が設けられている。指部材（屈曲部材）１４５は、合成樹脂素材によって構成され、少なくとも二つのＶ字状の溝１４６・・によって、屈曲可能に形成されている。
【００３８】
また、指部材（屈曲部材）１４５は、内部に板バネ状の弾性部材１５０が摺動自在に設けられている。弾性部材１５０の先端１５１は、指部材（屈曲部材）１４５の先部に固定されている。弾性部材１５０の後端１５２は、指部材（屈曲部材）１４５の後部から突出し、装置本体１４２に形成された開口１５３を挿通して、前記摺動部材１４３に連結されている。弾性部材１５０は、指部材（屈曲部材）１４５を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して後端１５２が引っ張られると指部材（屈曲部材）１４５を屈曲させる。
【００３９】
摺動部材１４３は、後部中央に掛合軸１４９が設けられている。装置本体１４２の後壁１４４には、コイル状に巻回された形状記憶合金製のアクチュエータ１６０の両端１６１，１６２が固定されている。このアクチュエータ１６０は、摺動部材１４３の掛合軸１４９に引っ掛けられている。アクチュエータ１６０の両端１６１，１６２は、電極に接続され、図示しないバッテリーによって通電されるようになっている。
【００４０】
第４の可動装置１４１は、上記構成を有し、図８（ａ）に示すように、複数の指部材（屈曲部材）１４５が弾性部材１５０の弾性により、直線状に伸びている。図示しないバッテリーによって、アクチュエータ１６０に通電すると、ジュール熱によりアクチュエータ１６０が加熱され、形状記憶合金の記憶している形状に戻って短くなる。そのため、図８（ｂ）に示すように、摺動部材１４３が後方に引き寄せられ、弾性部材１５０が弾性に抗して引っ張られることになる。弾性部材１５０が引っ張られると、指部材（屈曲部材）１４５の先部が引き寄せられ、各溝部１４６・・によって、指部材（屈曲部材）１４５が屈曲する。指部材（屈曲部材）１４５は、指部を構成しているので、屈曲することにより、握り拳となる
【００４１】
図示しないバッテリーによるアクチュエータ１６０への通電を解除すると、アクチュエータ１６０が自然冷却し、形状記憶合金の記憶している形状を維持しなくなる。指部材（屈曲部材）１４５が弾性部材１５０の弾性により、外側に向かってゆっくり開くように、真っ直ぐに伸びていき、最初の開いた状態に復帰する。このように、手部１４０は、指部がアクチュエータ１６０によって、滑らかに開閉する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本願発明に係る可動装置をロボット玩具の腕部に組み込んだ状態の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。
【図２】ロボット玩具の肩部に設けられた可動装置の説明図である。
【図３】図２の開閉板が閉じている状態の時の可動装置の説明図である。
【図４】図２の開閉板が開いている状態の時の可動装置の説明図である。
【図５】図２の装置本体の右方から視た説明図である。
【図６】ロボット玩具の上腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。
【図７】ロボット玩具の下腕部に設けられた可動装置の要部断面図である。
【図８】ロボット玩具の手部に設けられた可動装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 腕装置
１０ 肩部
１０ａ 肩部本体
１０ｂ ヒンジ部
１０ｃ 連結軸
１１ 第１の可動装置
１２ 基板（装置本体）
１３ 上面
１４ 下面
１５ 左面
１６ 右面
１７ 前面
１８ 後面
１９ 嵌合凹部
２０ 軸受溝
２１ ガイド溝
２１ａ 左端
２１ｂ 右端
２２ 前面板（開閉板）
２３ 後面板（開閉板）
２５ 係合突起
２５ａ 傾斜面
２６ 係合突起
２６ａ 傾斜面
２８ 連結軸
２９ 連結軸
３０ 弾性部材
３１ 弾性部材
３２ スライド部材
３３ 開口
３５ 収納穴
３５ａ 奥壁
３６ 弾性部材
３６ａ 一端
３９ アクチュエータ
３９ａ 一端
３９ｂ 他端
４２ 係合片
４２ａ 傾斜面
４３ 係合片
４３ａ 傾斜面
５０ 上腕部
５１ 第２の可動装置
５２ 上腕部本体（装置本体）
５３ 前壁
５３ａ 開口
５３ｂ 上縁
５４ 左壁
５６ 右壁
５７ 後壁
５７ａ 開口
５７ｂ 上縁
６０ 開閉板
６１ 開閉板
６２ ガイド突起
６３ ガイド突起
６５ リンク部材
６５ａ 上端部
６５ｂ 屈曲部
６５ｃ 下端部
６６ リンク部材
６６ａ 上端部
６６ｂ 屈曲部
６６ｃ 下端部
６８ 中心軸
６９ 中心軸
７０ 弾性部材
７１ 掛合軸
７２ 掛合軸
７５ アクチュエータ
７６ 一端
７７ 他端
７８ 下部
７９ 下部
９０ 下腕部
９１ 第３の可動装置
９２ 下腕部本体（装置本体）
９３ 前壁
９３ａ 開口
９３ｂ 上縁
９４ 左壁
９７ 後壁
９６ 右壁
１００ 開閉板
１０１ ガイド突起
１０２ 下部
１０５ リンク部材
１０６ 上端部
１０７ 屈曲部
１０８ 下端部
１０９ 中心軸
１１０ 弾性部材
１１１ 一端
１１２ 他端
１１３ 掛合軸
１２０ アクチュエータ
１２１ 一端
１２２ 他端
１４０ 手部
１４１ 第４の可動装置
１４２ 装置本体
１４３ 摺動部材
１４４ 後壁
１４５ 指部材（屈曲部材）
１４６ 溝
１４９ 掛合軸
１５０ 弾性部材
１５１ 先端
１５２ 後端
１５３ 開口
１６０ アクチュエータ
１６１ 一端
１６２ 他端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、
装置本体に摺動可能に設けられ、前記開閉板と係合して開閉板を開く方向に作動させるスライド部材と、
前記スライド部材を前記開閉板から離間する方向に付勢する弾性部材と、
前記スライド部材と装置本体との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材の弾性に抗して前記スライド部材を前記開閉板に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有すること特徴とする可動装置。
【請求項２】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた一対の開閉板と、
装置本体に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材と、
前記一対のリンク部材間又は一対の開閉板間に取り付けられ、前記一対の開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、
装置本体に両端が固定され、前記一対のリンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記一対の開閉板の開く方向に前記一対のリンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有することを特徴とする可動装置。
【請求項３】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、
装置本体に回動可能に設けられ、前記開閉板を回動自在に取り付けたリンク部材と、
前記リンク部材又は開閉板に取り付けられ、前記開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、
装置本体に両端が固定され、前記リンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記開閉板の開く方向に前記リンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有することを特徴とする可動装置。
【請求項４】
装置本体と、
装置本体に取り付けられた屈曲可能な屈曲部材と、
前記屈曲部材に設けられ、屈曲部材を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材を屈曲させる弾性部材と、
装置本体に設けられ、前記弾性部材の一端が連結された摺動部材と、
装置本体に両端が固定され、前記摺動部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して摺動部材を摺動させて前記弾性部材の一端を引っ張り、前記屈曲部材を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータを有することを特徴とする可動装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを通電して加熱させる通電手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の可動装置。
【請求項１】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、
装置本体に摺動可能に設けられ、前記開閉板と係合して開閉板を開く方向に作動させるスライド部材と、
前記スライド部材を前記開閉板から離間する方向に付勢する弾性部材と、
前記スライド部材と装置本体との間に設けられ、通電により加熱され、前記弾性部材の弾性に抗して前記スライド部材を前記開閉板に係合する方向に摺動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有すること特徴とする可動装置。
【請求項２】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた一対の開閉板と、
装置本体に回動可能に設けられ、前記一対の開閉板をそれぞれ回動自在に取り付けた一対のリンク部材と、
前記一対のリンク部材間又は一対の開閉板間に取り付けられ、前記一対の開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、
装置本体に両端が固定され、前記一対のリンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記一対の開閉板の開く方向に前記一対のリンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有することを特徴とする可動装置。
【請求項３】
装置本体と、
装置本体に開閉可能に設けられた開閉板と、
装置本体に回動可能に設けられ、前記開閉板を回動自在に取り付けたリンク部材と、
前記リンク部材又は開閉板に取り付けられ、前記開閉板を閉じる方向に付勢する弾性部材と、
装置本体に両端が固定され、前記リンク部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して前記開閉板の開く方向に前記リンク部材を回動させる形状記憶合金製のアクチュエータとを有することを特徴とする可動装置。
【請求項４】
装置本体と、
装置本体に取り付けられた屈曲可能な屈曲部材と、
前記屈曲部材に設けられ、屈曲部材を伸ばす方向に付勢すると共に弾性に抗して一端が引っ張られると屈曲部材を屈曲させる弾性部材と、
装置本体に設けられ、前記弾性部材の一端が連結された摺動部材と、
装置本体に両端が固定され、前記摺動部材に引っ掛けられ、通電により加熱されて、前記弾性部材の弾性に抗して摺動部材を摺動させて前記弾性部材の一端を引っ張り、前記屈曲部材を屈曲させる形状記憶合金製のアクチュエータを有することを特徴とする可動装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを通電して加熱させる通電手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の可動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２０８０７（Ｐ２００６−２０８０７Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０１０９７（Ｐ２００４−２０１０９７）
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（０００１３５７４８）株式会社バンダイ (246)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（０００１３５７４８）株式会社バンダイ (246)
【Ｆターム（参考）】
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