バイオメタル・ファイバー(BMFシリーズ)

バイオメタル・ファイバー(BMF)は、筋肉のように自分で緊張収縮-弛緩伸張する人工筋肉型の繊維状アクチュエータ(駆動装置)で、生物のような柔らかで静かな動作が特長です。通常はナイロンの糸のようにフレキシブルでしなやかですが、電流を流すとピアノ線のように硬く、剛くなって収縮します。

バイオメタル・ファイバーは、温度変化によって動かすこともできます。約70℃前後に加熱すると収縮し、冷却すると伸張します。バイオメタル・ファイバーは、組織的に安定なため優れた耐久性と動作特性を示します。
細くても大きな力を出せるため、ミリ・マイクロサイズのアクチュエータに最適です。

●バイオメタル・ファイバー BMFの特長

■通電で緊張収縮、非通電で弛緩伸張する自己伸縮性
■繊維状のソリッドステート・アクチュエータ
■振動や動作音がない
■ダンピングの効いた柔らかな動作
■高い分解能の微小運動も可能
■強い収縮力と起動力
■伸縮する長さは全長の4%以上
■寸法や伸縮動作範囲の安定している
■動作寿命が長い
■感温型アクチュエータとしても利用可能
■温度ヒステリシスが狭く、比較的応答性がよい
■低電圧でも駆動可能
■化学的、組織的に安定で煮沸可能
■低コスト

●BMFの用途

バイオメタルファイバーは、発生力が面積に比例するアクチュエータのため、小型化によって体積や重量に対する発生力が強くなる特性があります。
したがってマイクロ・アクチュエータでその特長と真価を発揮します。

●ソレノイド的なアクチュエータとしての応用:
  リレー、ラッチングリレー、電気駆動弁、電動ロック、シャッター、電動ブレーキ、クラッチなど
●アナログアクチュエータとしての応用:
  サーボアクチュエータ、サーボバルブ、マイクロ・ロボツト、マイクロ・ステージなど
●バイメタル的な応用:
  サーキットブレーカ、間欠スイッチ(機械的自励発振)、温度センサー&アクチュエータなど
●電子部品としての応用:
  電動スイッチ、電動ボリウムなど
●汎用小型アクチュエータとしての用途:
  動くポスター用超薄型アクチュエータ、玩具用小型アクチュエ ータ、サイレントアラームなど
●その他の特殊な用途:
  簡易放電加工機、簡易溶接機など

●BMFシリーズの特性

製 品 名 BMF50 BMF75 BMF100 BMF150
標準直径 (φmm)
Standard diameter (mm)
0.05 0.075 0.1 0.15
実用発生力 (gf)
Practical force produced (load)(gf)
18 35 70 150
実用運動ひずみ (%)
Practical kinetic strain (%)
4.0 4.0 4.0 4.0
実用動作寿命 (回)
Service life (times)
1,000,000 --- 1,000,000 1,000,000
標準駆動電流 (mA)
Standard drive current (mA)
80 140 200 340
標準駆動電圧 (V/m)
Standard drive voltage (V/m)
42.2 35.4 27.0 20.7
電力 (W/m)
Standard power (W/m)
3.37 4.63 5.40 7.05
抵抗値 (Ω/m)
Standard resistance (Ω/m)
528 236 135 61
引張り強度 (Kgf)
Tensile strength (Kgf)
0.2 0.45 0.8 1.8
重量 (mg/m)
Weight (mg/m)
12.5 28 50 112
●BMFは、同質均一の材料素材ではありません。素材内に組織化された構造性を持っています。また太いバイオメタルは、冷却時に表層部と芯部で温度差が生じ、同じ素材内でも協調した動きがしにくくなります。このような理由からバイオメタルは、細い製品ほど耐久性や自己伸縮性等の諸性能が向上する傾向があります。
●BMFの運動は、収縮と伸張の非線形、非対称動作からなります。大電流を流して断熱的に加熱すると高速で収縮可能ですが、伸張速度は冷却速度に依存するため、強制冷却を行わないと早くできません。自然放冷の場合は、周囲温度や風の影響を受けます。本表の値は、空気中、20℃室温、無風状態を基準にしたものです。
●動作可能な上限温度は約55~60℃で、負荷状態によって異なります。バイアス力を大きくすると、使用可能温度の上限は、ある程度上昇させることができますが、動作寿命に影響することがあります。動作環境の下限温度は特にありませんが、周囲温度が低い場合は、加熱駆動に要する電流が大きくなります。
●製品名のBMFに続く数字は、直径をマイクロメートルで表した値です。例えばBMF100の直径はφ0.1mmです。
●BMFは長さ方向に均一なため、本表中のほとんどの数値は長さ1m毎のBMFを基準にしています。
●運動ひずみはBMFの伸張時の全長に対する長さ変化を%で表したものです。
●表中の数字は、デバイス設計の目安となる標準値です。使用条件によっては表中の性能と異なることもあります。
●本表は参考値であり、保証値ではありません。BMFの改良にともない数値は変更されることがあります。また製造ロットにより多少のばらつきもあります。

●BMFの原理と使用上の注意

バイオメタル(登録商標)は、Ti-Ni系の形状記憶合金を原料にし、当社独自の製法で特定の方向に優れた特性を引き出せるように異方性組織化された繊維状のアクチュエータです。素材は金属(メタル)ですが、動きが滑らかで生物的(バイオ)に見えるため、バイオメタルと名付けられました。

BMFは、繊維方向に組織化されているため巨大で安定した自己伸縮性を示し、所定の動作範囲では材料内部の変化などは起きにくく極めて安定な状態になっています。

BMFは形状記憶合金の材料素材ではありません、特性も使用法も異なりますのでご注意ください。
BMFを無理な力で引き延ばすと伸びずに破断します、BMFの動作方向は伸縮のみです。
性能や特性を維持したまま、一般の形状記憶合金のように、いろいろな形状を覚えさせて使用することはできません。
また通常の記憶処理(加工・熱処理)などを施すと本来の性能を損ないますのでご注意ください。

■セット内容
■Contents

基本的なBMF販売形態は大きく分けて、1種類のBMFを1パッケージにした「BMF 単品セット」、長さが1mのBMF50、BMF75、BMF10、BMF150の単品セットを一つのパッケージにした「BMF 基本セット」と2種類あります。
さらに「BMF 単品セット」には、長さが1mのセットと10mのセットを準備しております。

○BMF 単品セット内容


写真はBMF150-1ms
Photo: BMF150-1ms(Typical)
(1) BMF
(2) アクセサリー
Accessory
(3) パッケージ&取扱説明書
Package and Instruction Manual

品名 内容
BMF50-1ms 長さ1mのBMF50が1本、付属品、取扱説明書
BMF50 1 meter length : 1 Qty, Accessories and Instruction Manual
BMF75-1ms 長さ1mのBMF75が1本、付属品、取扱説明書
BMF75 1 meter length : 1 Qty, Accessories and Instruction Manual
BMF100-1ms 長さ1mのBMF100が1本、付属品、取扱説明書
BMF100 1 meter length : 1 Qty, Accessories and Instruction Manual
BMF150-1ms 長さ1mのBMF150が1本、付属品、取扱説明書
BMF150 1 meter length : 1 Qty, Accessories and Instruction Manual
BMF50-10m 長さ10mのBMF50が1本
BMF50 10 meter length : 1 Qty
BMF75-10m 長さ10mのBMF75が1本
BMF75 10 meter length : 1 Qty
BMF100-10m 長さ10mのBMF100が1本
BMF100 10 meter length : 1 Qty
BMF150-10m 長さ10mのBMF150が1本
BMF150 10 meter length : 1 Qty

パッケージ寸法 (幅×高×厚み)
Dimensions of the Package (W*H*D)
125×190×10 (mm)
パッケージ重量
Weghit of the Package
約12g
 About 12g

付属品について
Accessories
(A1) ハトメ端子
Eyelet Terminal
10個
10 Qty
(A2) メガネ端子
Ring Terminal
10個
10 Qty
(A3) 耐熱プーリー
Pulley
3個
3 Qty
(A4) 引っ張スプリング
Spring
1個
1 Qty

○BMF 基本セット内容

(1) BMF50-1ms 1個
1 Qty
(2) BMF75-1ms
1個
1 Qty
(3) BMF100-1ms 1個
1 Qty
(4) BMF150-1ms 1個
1 Qty
(5) パッケージ寸法 (幅×高×厚み)
Dimensions of the Package (W*H*D)
125×190×10 (mm)
パッケージ重量
Weghit of the Package
約30g
About 30g