[發(fā)明專利]使用散熱器加速活性材料致動(dòng)器中的冷卻

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110147334.8
• 申請(qǐng)日: 2011-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102269142A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N.D.曼凱姆;P.B.烏索羅;A.L.布朗;R.J.斯庫(kù)爾基斯;N.L.約翰森;X.高
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F03G7/06
• 分類號(hào): F03G7/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

相關(guān)申請(qǐng)?

本專利申請(qǐng)要求2009年5月8日提交的題目為“CONTROLLING?HEAT?TRANSFER?IN?ACTIVE?MATERIAL?ACTUATORS?USING?HEAT?SINKS”的第12/437,768號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)和2008年10月13日提交的題目為“ACTIVE?MATERIAL?ELEMENTS?HAVING?REINFORCED?STRUCTURAL?CONNECTORS”的第12/250,148號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)并且是上述美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，上述美國(guó)專利申請(qǐng)所披露的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合到這里。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及加速熱激活的活性材料致動(dòng)器中的冷卻的組件和方法，并且更具體地涉及利用永久地和選擇性地接合的散熱器加速這種致動(dòng)器中的冷卻的組件和方法。?

背景技術(shù)

熱激活的活性材料致動(dòng)器，諸如處于馬氏體狀態(tài)的形狀記憶合金（SMA）線，通過(guò)將材料加熱到高于激活溫度來(lái)激活。關(guān)于SMA線，這通常使材料經(jīng)歷到奧氏體的相變，并且以能用來(lái)做功的方式收縮。一旦被激活了，致動(dòng)器必須經(jīng)歷相對(duì)長(zhǎng)的冷卻周期，其中在被重新激活之前，溫度被降低到低于其轉(zhuǎn)變溫度。在這個(gè)周期期間，致動(dòng)器不能用來(lái)做功，以致于冷卻周期的持續(xù)時(shí)間基本上占據(jù)了致動(dòng)器的整個(gè)帶寬（bandwidth）。由此可見(jiàn)，減少占支配地位的冷卻周期顯著地減少帶寬。?

然而，包括將材料簡(jiǎn)單地暴露到環(huán)境條件的常規(guī)冷卻方法，通常是不足以滿足這些目的的，和/或包括復(fù)雜的外圍系統(tǒng)，諸如強(qiáng)制空氣對(duì)流等。這些問(wèn)題尤其出現(xiàn)在需要經(jīng)歷快速的連續(xù)激活和/或?qū)崿F(xiàn)快速返回（例如，<1s）致動(dòng)的活性材料致動(dòng)器的執(zhí)行中。因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)于通過(guò)減少冷卻周期改進(jìn)帶寬的有效組件和方法的長(zhǎng)期需求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)提供一種利用散熱器加速熱激活循環(huán)上的冷卻的新型活性材料致動(dòng)器來(lái)解決前述問(wèn)題。因此，本發(fā)明尤其有用于減少帶寬、并且因此增強(qiáng)致動(dòng)器的功輸出，而不需要更多的冷卻氣體或液體源。本發(fā)明還有用于減少熱激活循環(huán)期間的過(guò)熱的可能性，其提供更有效的操作，并且保護(hù)SMA致動(dòng)器和/或由其驅(qū)動(dòng)的裝置的完整性。?

在本發(fā)明的第一方面中，一種熱激活的活性材料致動(dòng)器適于增加帶寬，并且包括活性材料致動(dòng)器元件和散熱器。所述元件是可操作的以在被暴露到熱激活信號(hào)或者與熱激活信號(hào)遮蔽以分別加熱和激活所述元件或者使得能夠冷卻和去激活所述元件時(shí)經(jīng)歷基礎(chǔ)性質(zhì)的可逆變化。在被激活后與所述信號(hào)遮蔽時(shí)所述元件呈現(xiàn)冷卻的環(huán)境速率，和基于所述環(huán)境速率的第一冷卻周期。散熱器呈現(xiàn)大于所述環(huán)境速率的熱傳導(dǎo)性速率，并且當(dāng)所述元件被激活時(shí)自主地接合所述元件，以呈現(xiàn)比否則由所述第一周期將會(huì)提供的更短的第二冷卻周期。?

通過(guò)參考下面對(duì)本公開(kāi)的各種特征和其中所包含的例子的詳細(xì)描述更易于理解本公開(kāi)，其包括輔助活性材料元件的使用，還包括樞轉(zhuǎn)臂、齒條和小齒輪傳動(dòng)裝置、和/或柔性弓形結(jié)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)散熱器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，和限定有凹槽、冷卻劑開(kāi)口、和/或溝槽、或者包括散熱片以進(jìn)一步加速冷卻的散熱器。?

本發(fā)明還提供如下方案：?

1.?一種適于增加帶寬的熱激活的活性材料致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括：

活性材料致動(dòng)器元件，所述活性材料致動(dòng)器元件能夠操作以在被暴露到熱激活信號(hào)或者與熱激活信號(hào)遮蔽以分別加熱和激活所述元件或者使得能夠冷卻和去激活所述元件時(shí)經(jīng)歷基礎(chǔ)性質(zhì)的可逆變化，

其中在被激活后與所述信號(hào)遮蔽時(shí)所述元件呈現(xiàn)環(huán)境冷卻速率，和基于環(huán)境速率的第一冷卻周期；和

散熱器，所述散熱器呈現(xiàn)比所述環(huán)境速率更大的熱傳導(dǎo)速率，并且當(dāng)所述元件被激活時(shí)自主地接合所述元件以呈現(xiàn)比所述第一周期更短的第二冷卻周期。

2.如方案1所述的致動(dòng)器，其特征在于，所述致動(dòng)器元件包括至少一個(gè)形狀記憶合金線。?

3.如方案1所述的致動(dòng)器，其特征在于，所述變化使得散熱器自主地接合所述致動(dòng)器元件或者增加與所述致動(dòng)器元件的接合。?

4.如方案3所述的致動(dòng)器，其特征在于，所述散熱器包括至少一個(gè)柔性弓形結(jié)構(gòu)，所述變化使得所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步朝著所述致動(dòng)器元件弓形彎曲并接合所述致動(dòng)器元件，并且所述散熱器限定一暴露的表面面積。?

5.如方案4所述的致動(dòng)器，其特征在于，所述散熱器包括附接到所述結(jié)構(gòu)并且被構(gòu)造成由于所述變化而接合所述元件的冷卻墊，并且所述墊增加所述暴露的表面面積。?

6.如方案1所述的致動(dòng)器，其特征在于，其還包括：?