JP2003210588A

JP2003210588A - 形状記憶合金パイプ型アクチュエータ及びその作製方法

Info

Publication number: JP2003210588A
Application number: JP2002011794A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mineta; 貴峯田; Masaki Esashi; 正喜江刺; Yoichi Haga; 洋一芳賀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: JP4003164B2

Abstract

(57)【要約】【課題】能動細管一本毎に複数のアクチュエータを位
置あわせして組み立てる工程を必要としない形状記憶合
金パイプ型アクチュエータ及びその作製方法を提供す
る。【解決手段】形状記憶合金パイプ型アクチュエータ１
は、アクチュエータ部２と、アクチュエータ部２の両端
２ａ，２ｂを固定し且つアクチュエータ部２を細管３に
固定する固定部４がパイプ状の一体物で構成される。形
状記憶した形状記憶合金パイプ上にレジストを塗布し、
非平面露光によりレジストパターンを形成し、レジスト
パターンをマスクとして電解エッチングし、形状記憶合
金パイプ内壁に設けたダミー金属層に貫通させて作製す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、形状記憶合金か
らなるパイプ型のアクチュエータ、及びその作製方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】医療分野においては、カテーテルを血管
に挿入し、カテーテル先端を病巣部に導き、カテーテル
を介して病巣部へ薬剤を注入したり血管内へ治療器具を
挿入したりして治療を行っている。近年、カテーテルの
先端にアクチュエータを設け、外部からの操作によって
アクチュエータを駆動し、所望の方向にカテーテルの先
端を曲げ、複雑・微細な血管網の目的の部位にカテーテ
ルを導き得るようにする工夫が種々試みられている（例
えば特開平１１−０４８１７１号公報参照）。また、工
業分野においても、生産設備等の複雑・微細な配管の目
的の個所に細線、あるいは細管を導くようにし得る技術
が求められている。例えば、光ファイバ内視鏡を複雑・
微細な配管の所望の個所に導くことができれば、光ファ
イバによる影像により、容易に故障診断を行うことがで
きる。

【０００３】アクチュエータを取り付けた細管（または
細線）は能動細管（または能動細線）と呼ばれている。
例えば、カテーテルあるいは光ファイバのような細管、
細線の先端部位の表面に沿って、形状記憶合金（ＳＭ
Ａ：ＳｈａｐｅＭｅｍｏｒｙＡｌｌｏｙ) からなるコ
イル、あるいは平板状のジグザグばねを３本ないし４本
取り付け、これらを独立に電流で加熱して所望の方向に
曲げるものがある。ＳＭＡコイル型のアクチュエータ(
例えば上記文献参照）を用いた能動細管は、変位量が大
きいという特徴がある。また、ＳＭＡワイヤを曲げて形
成したワイヤ型ジグザグばね、あるいは、ＳＭＡ平板を
加工して形成した平板状ジグザグばね型の伸縮アクチュ
エータ（上記文献参照）を用いた能動細管は、変位量は
あまり大きくないが、上記のコイルを使用した能動細管
に比べ、径の小さい能動細管が実現できるという特徴が
ある。

【０００４】上記のように、実用化できる能動細管が種
々生産されるようになったが、コストが高いという問題
がある。医療用の能動細管、すなわち能動カテーテル
は、感染症防止などの観点から、使い捨てが基本的な使
用法であり、能動カテーテル普及のためには、量産性お
よび低コスト化の実現が求められている。このため、コ
スト低減のための種々の技術開発がなされてきた。例え
ば、コイル型やワイヤ型ジグザグばねの場合には、アク
チュエータの加工および加工後の形状記憶熱処理を１本
ごとに行う必要があるために、生産性が低くコストの低
減には限界があったが、本発明者らによって、ＳＭＡシ
ートを前もって形状記憶させ、ＳＭＡの変形温度より低
い温度で引き延ばし、フォトリソグラフィー工程と電解
エッチングにより、平板状ジグザグばね型のアクチュエ
ータを、一括して大量に作製できる技術が開発された
（特開２００１−２７９５００号公報参照）。この方法
は、ＳＭＡシート上にフォトリソグラフィー工程で、ア
クチュエータ・パターンを有するレジストパターンを一
括して大量に形成し、ＳＭＡシートの加工面の裏側に予
めダミーの金属層を設けておき、ＳＭＡシートを貫通し
てダミー金属層途中まで電解エッチングすることによっ
て、高精度に、かつ、一括して大量にアクチュエータを
生産できるようにしたものであり、この方法によれば、
アクチュエータの加工および加工後の形状記憶熱処理を
１本ごとに行う必要がなく、コストが下がる。また、曲
面形状を記憶させてから引き延ばしたＳＭＡシートを上
記の方法で加工し、需要の大きい超微細径の能動カテー
テルを低コストで生産する方法（特願２００１−３５８
４５３号参照) も提案されている。

【０００５】しかしながら、上記の方法を用いても、ア
クチュエータ作製後に、細管一本毎にアクチュエータを
位置あわせして固定する組立工程が必要である。アクチ
ュエータの位置あわせには、精密さが要求され、低コス
ト化、ひいては信頼性向上のためには、この組立工程の
簡素化が望まれる。

【０００６】図１０は従来法（特願２００１−３５８４
５３号）による、能動細管作製工程の例を示す図であ
る。曲面形状を記憶させてから引き延ばしたＳＭＡシー
ト１０１を形成し、シート１０１の裏面にダミー金属層
１０２を形成し、ＳＭＡシート１０１の表面に平板状ジ
グザグばね型のアクチュエータの形状を有するレジスト
パターン１０３を形成し、レジストパターン１０３をマ
スクとして電解エッチングして平板状ジグザグばね型の
アクチュエータ１０４を形成し、細管１０５の先端部分
に複数のアクチュエータ１０４の両端１０４ａ，１０４
ｂを固定して装着する。図に示した例では３本のアクチ
ュエータ１０４を装着する場合を示しており、３本のア
クチュエータ１０４を等間隔に配列しなければならな
い。なお、図において、１０６，１０７，１０８はアク
チュエータに電流を流すための電流端子である。細管径
が０．５ｍｍφといった微細能動細管の場合には、組立
工程に特殊な装置、治具を必要とし、これらの装置、治
具を使用しても組立てに時間がかかり、コストが下がら
ないと共に、信頼性上の問題が発生しやすい。

【０００７】このように、従来の能動細管においては、
能動細管一本毎に複数のアクチュエータを精密な位置あ
わせをして組み立てる工程を必要とし、このためコスト
が高くなると共に、信頼性が十分でないという課題があ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記課題に鑑み本発明
は、能動細管一本毎にアクチュエータを位置あわせして
組み立てる工程を必要としないアクチュエータを提供
し、またその作製方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータは、
アクチュエータ部と、アクチュエータ部の両端を固定し
且つアクチュエータ部を細管に固定する固定部がパイプ
状の一体物で構成されることを特徴とする。また、本発
明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータは、上記の形
状記憶合金パイプ型アクチュエータを複数連結したこと
を特徴とする。上記構成によれば、アクチュエータ部
と、アクチュエータ部を細管に固定する固定部がパイプ
状の一体物であるので、アクチュエータを細管に位置あ
わせして固定する組立工程を必要とせず、パイプの内径
を細管の外径に応じて設計すれば、細管に挿入し固定す
るだけで能動細管を作製でき、従って低コストで提供で
きる。また、アクチュエータ部と、アクチュエータ部を
細管に固定する固定部が一体物であるので信頼性が高
い。また、アクチュエータの表面形状が細管の外形に沿
った円筒形状をなしているために、カテーテルに使用し
た場合には、血管壁を傷つけることが無く、安全性が高
い。そして、上記の形状記憶合金パイプ型アクチュエー
タを複数連結した形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
は、多関節型能動細管のアクチュエータとして使用でき
る。

【００１０】また、本発明の形状記憶合金パイプ型アク
チュエータの作製方法は、形状記憶合金パイプに形状記
憶する工程と、形状記憶された形状記憶合金パイプの内
面にダミー金属層を形成する工程と、ダミー金属層を形
成した形状記憶合金パイプの表面にレジストパターンを
形成する工程と、レジストパターンを形成した形状記憶
合金パイプを電解エッチングする工程と、電解エッチン
グした形状記憶合金パイプからダミー金属層を除去する
工程とからなることを特徴とする。ここで、形状記憶合
金パイプに形状記憶する工程は、形状記憶合金パイプを
形状記憶合金の変態点温度以上に加熱して形状を記憶さ
せ、形状記憶合金の変形温度より低温で引き延ばす。ま
た、形状記憶合金パイプの内面にダミー金属層を形成す
る工程は、形状記憶合金パイプ内に無電解メッキ液を圧
送して行う無電解メッキによることを特徴とする。ま
た、形状記憶合金パイプの表面にレジストパターンを形
成する工程は、アクチュエータ部のパターンを有するマ
スクを用い、アクチュエータ部毎に形状記憶合金パイプ
を回転して露光する非平面露光によることを特徴とす
る。さらに、形状記憶合金パイプを電解エッチングする
工程は、形状記憶合金の電解エッチング速度がダミー金
属の電解エッチング速度よりも大きい電解エッチング液
を用いることを特徴とする。

【００１１】上記構成によれば、形状記憶合金パイプを
形状記憶合金の変態点温度以上に加熱して形状を記憶さ
せ、形状記憶合金の変形温度より低温で引き延ばし、以
後の工程を変形温度より低い温度で行うから、工程中に
形状記憶合金パイプが変形することが無く、以後の工程
を容易に、かつ、精度良く行うことができる。無電解メ
ッキは、メッキ液を形状記憶合金パイプ内に圧送して行
うから、形状記憶合金パイプ内に均一にダミー金属層を
形成することができる。レジストパターンの形成は、ア
クチュエータ部のパターンを有するマスクを用い、アク
チュエータ部毎に形状記憶合金パイプを回転して露光す
る非平面露光であるから、形状記憶合金パイプの周囲に
沿って複数のアクチュエータ部のレジストパターンを精
度良く形成できる。電解エッチングの電解エッチング液
には、形状記憶合金の電解エッチング速度がダミー金属
の電解エッチング速度よりも大きい電解エッチング液を
用いるので、細管の内径が細い場合でも形状記憶合金層
の貫通後にダミー金属層が残留し、パターン精度良くエ
ッチングすることができる。上記工程によって、アクチ
ュエータ部とアクチュエータ部を細管に固定する固定部
がパイプ状の一体物で構成された形状記憶合金パイプ型
アクチュエータが完成する。形状記憶合金パイプ型アク
チュエータを細管に挿入し、接着剤等で固定するだけな
ので、個々のアクチュエータを細管の周囲に等間隔で精
密に位置あわせして固定する工程が無くなり、従って、
低コストで作製できる。また、アクチュエータ部とアク
チュエータ部を細管に固定する固定部がパイプ状の一体
物であるので信頼性が高い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の形状記憶合
金パイプ型アクチュエータの構成を示す図である。図１
（ａ）において、形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
１は、アクチュエータ部２と、アクチュエータ部２の両
端２ａ，２ｂを固定し且つアクチュエータ部２を細管３
に固定する固定部４がパイプ状の一体物で構成されてい
る。すなわち、アクチュエータ部２と固定部４の表面及
び裏面は、同一のパイプの表面及び裏面を形成するよう
に構成されている。アクチュエータ部２は単数であって
も良く、また、複数であっても良い。また、アクチュエ
ータ部２の形状記憶は、長手方向の伸縮であっても、面
に沿った湾曲であっても良い。形状記憶合金（以後、Ｓ
ＭＡと称する）は好ましくは、ＮｉＴｉ系合金である。
図１の例は、３本のアクチュエータ部２を有し、固定部
４をグランド端子５とし、各々のアクチュエータ部２の
中点に電流供給端子６，７，８を設け、電流供給端子
６，７，８を選択することによって特定のアクチュエー
タ部２を加熱して伸縮させ、その方向に細管３の先端を
曲げる例を示している。図１（ｂ）に等価回路を示す。
なお、本発明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータを
複数連結した形状記憶合金パイプ型アクチュエータの構
成は、図１に示した構成を直列に連結したものであり、
図１と同等な構成であるので説明を省く。

【００１３】この構成によれば、形状記憶合金パイプ型
アクチュエータ１を細管３に取り付けて能動細管を作製
する際に、細管３を挿入して固定するだけでよく、従来
法のようにアクチュエータの取り付け位置の精密な位置
あわせを必要としないから、低コストで能動細管を作製
できる。また、アクチュエータ部２と固定部４が一体物
なので、アクチュエータ部２と固定部４の位置あわせ不
良や接着不良といった不良が生じることが無く、極めて
信頼性が高い。また、アクチュエータの表面形状が細管
の外形に沿った円筒形状をなしているために、カテーテ
ルに使用した場合には、血管壁を傷つけることが無く、
安全性が高い。

【００１４】次に、本発明の形状記憶合金パイプ型アク
チュエータの製造方法を図２〜５に基づいて説明する。
以下に説明する工程においては、形状記憶処理工程以外
は、ＳＭＡの変形温度より低い温度で行う。図２は本発
明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータ１の製造方法
を示す図である。はじめに、形状記憶処理したＳＭＡパ
イプ２１の内壁に無電解メッキを行う。図２（ａ）は、
形状記憶処理したＳＭＡパイプ２１の内壁に無電解メッ
キによって、ダミー金属層２２を形成した状態を示して
いる。図３は、ＳＭＡパイプ２１の内壁に無電解メッキ
する方法の一例を示す図である。ＳＭＡパイプ２１の両
端２１ａ，２１ｂをシリコンチューブ等の不活性且つ絶
縁性のチューブ３１に挿入し、これらのシリコンチュー
ブ３１を介してチューブポンプ３２で無電解メッキ液３
３を循環、圧送する。電解メッキでは、ＳＭＡパイプ２
１の両端２１ａ，２１ｂ付近のメッキ速度が速く、ＳＭ
Ａパイプの両端２１ａ，２１ｂの入り口が塞がれてしま
い、ＳＭＡパイプ２１の内壁に均一にダミー金属層２２
を形成することができない。しかし、無電解メッキでは
ＳＭＡパイプ２１の内壁に均一にダミー金属層２２を形
成することができ、また、無電解メッキ液３３を循環、
圧送することによって、ダミー金属層２２の厚みの均一
度が向上する。

【００１５】次に、ＳＭＡパイプ２１の表面にレジスト
２３を塗布し、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグ
ラフィー工程によりアクチュエータ部２のレジストパタ
ーン２５を形成する。レジストの塗布は、例えば、ディ
ップコート法を使用する。図２（ｂ）は、ＳＭＡパイプ
２１の内壁に均一にダミー金属層２２を形成したＳＭＡ
パイプ２１にレジスト２３を塗布し、アクチュエータ部
２と固定部４のパターンを有するマスク２４を介して紫
外線投影露光を行う工程を示している。図の例は、アク
チュエータ部２を３個有する場合の露光方法を示してお
り、ＳＭＡパイプ２１を回転して１２０度毎に３回の露
光を行い、３個のアクチュエータ部２と円筒状の固定部
４を有するレジストパターン２５を形成する。この後、
レジスト硬化処理を行う。

【００１６】次に、レジストパターン２５をマスクとし
てＳＭＡパイプ２１を電解エッチングする。図２（ｃ）
は、レジストパターン２５を形成したＳＭＡパイプ２１
を電解エッチングした後の、ダミー金属層２２上にＳＭ
Ａからなるアクチュエータ部２が形成された状態を示し
ている。ここで、図４は図２（ｃ）によりＳＭＡパイプ
２１を電解エッチングする際の電解エッチング方法の一
例を示す図である。レジストパターン２５を形成したＳ
ＭＡパイプ２１の先端、及び電解液に接触する不要部分
を絶縁物４１で覆い、対向電極４２はステンレス網等の
多孔質の円筒でＳＭＡパイプ２１を対称性良く覆うこと
でエッチング速度のばらつきを押さえることができる。
電解液４３は、ＳＭＡのエッチング速度がダミー金属２
２のエッチング速度よりも大きいことが望ましい。細管
３の外径が細いためにＳＭＡパイプ２１の内径が細く、
金属ダミー層２２を厚く形成できない場合にも、ＳＭＡ
のエッチング速度がダミー金属２２のエッチング速度よ
りも大きいので、電解エッチングがＳＭＡを貫通した後
も金属ダミー層２２が残留し、ＳＭＡのエッチングを精
度良く行うことができる。

【００１７】図５は電解エッチング後のエッチング状態
を模式的に示したものであり、ＳＭＡパイプ２１の断面
形状を示している。図に示すように、電解エッチングは
化学エッチングに比べサイドエッチング量が少なく、ま
た、ダミー金属層２２に十分貫通するまでエッチングを
行うことによって、場所によるエッチング深さのばらつ
きを吸収できる。

【００１８】次に、残留しているダミー金属層２２を化
学エッチングによって剥離する。図２（ｄ）は、ダミー
金属層２２をエッチングによって剥離した状態を示して
おり、形状記憶合金パイプ型アクチュエータの完成状態
を示している。

【００１９】次に、本発明の実施例を示す。試作した形
状記憶合金パイプ型アクチュエータの構造は、図１と同
等である。外径約６００μm 、内径約５００μm のＳＭ
Ａパイプ内に、ジグザグバネ型のアクチュエータ部が３
本形成されており、これらのアクチュエータ部は両端の
固定部で連結されている。このアクチュエータをカテー
テルに装着し、図１（ｂ）に示すように３本のアクチュ
エータに独立に通電加熱することによって、多方向への
曲げが可能となる。本アクチュエータを長手方向に複数
連結したような構造にすれば、多関節の曲げ機構も実現
可能である。

【００２０】次に、本発明の実施例による具体的な作製
工程の一例を示す。作製工程は図２に示した工程と同等
である。ＳＭＡパイプは、ＮｉＴｉ形状記憶合金からな
るパイプを使用した。ダミー金属層の無電解メッキは、
銅メッキで行った。ＳＭＡパイプの形状記憶工程で生成
した表面の酸化被膜のうち、ＳＭＡパイプ内面の被膜に
ついては超音波洗浄器中でフッ硝酸液に浸漬して除去
し、ＳＭＡパイプ外側の被膜は機械的に研磨して除去し
た。ＳＭＡパイプ内壁に触媒処理を行った後に無電解銅
めっき膜を数μｍ形成した。パイプ内壁への処理は、図
３に示したようにＳＭＡパイプをシリコーンチューブに
挿入し、溶液をパイプ内にフローさせて行った。

【００２１】次に、ポジレジスト（東京応化工業, ＯＦ
ＰＲ８００）をディップコートし、パイプを１２０°回
転させながら、アクチュエータ部１本分のパターンの投
影露光を３回行うことにより、ＳＭＡパイプ外周に３本
分のレジストパターンを形成し、エッチング耐性を得る
ために、２００℃、６０分のハードベークを行った。次
に、ＳＭＡパイプ層を貫通し、内側の無電解銅めっき層
の途中まで電解エッチングを行った。ＳＭＡと銅のエッ
チング速度差を得やすいＬｉＣｌ・エタノールを電解液
に用いた。

【００２２】続いて、レジストを除去し、濃硝酸に浸漬
して銅めっき層を選択除去し、形状記憶合金パイプ型ア
クチュエータを完成した。

【００２３】次に、作製工程をさらに詳しく説明する。（１）ＳＭＡパイプ内面へのダミー金属層の形成につい
て。ＳＭＡ層を電解エッチングで均一に貫通加工するために
は、貫通加工する裏側に銅やニッケルのダミー金属層を
設けておく必要がある。パイプ形状のＳＭＡ材料を外側
から貫通加工する場合には、図５に示したように、パイ
プ内壁へのダミー金属の形成が必要となる。細いパイプ
の内壁に均一な金属層を形成するために、図３に示した
ように、ＳＭＡパイプをシリコーンチューブに挿入し、
無電解メッキ溶液を圧送することにより無電解メッキを
行った。電気めっきの場合には、ＳＭＡパイプの端部分
の成長速度が高く、パイプ内全体に十分な膜厚が成長す
る前に、成長した銅めっき膜によってパイプの端が閉じ
てしまった。なお、この現象は、溶液の圧送方向を逆転
させても同様であり、電流密度等のメッキ条件を変えて
実験を行った範囲内では、この現象を回避することは出
来なかった。無電解メッキ法を用いた場合には、パイプ
内壁の全体に比較的均一に成長しやすく、５０℃、１２
時間で約３〜７μｍの膜厚を得ることが出来た。

【００２４】（２）ＳＭＡパイプ表面へのフォトレジス
トパターンの形成について。投影露光によるパイプ表面へのパターン形成の寸法精度
などの評価を行った。図６は、投影露光によるパイプ表
面へのパターン形成の寸法精度評価方法を示す図であ
る。図６（ａ）に示すようにパイプの長手方向に平行
（パターンＡ）および垂直( パターンＢ) なストライプ
のパターニングを行った。粘度を調整したポジレジスト
（東京応化工業、ＯＦＰＲ８００）をディップコーティ
ングし、ベーク後で約５μｍのレジスト膜厚が得られる
ようにした。フォトマスクとＳＭＡパイプを密着させ、
露光を行い、現像およびベーク後に、パターンＡおよび
Ｂの場合のライン幅およびスペース幅を調べた。図６
（ｂ）に示した入射角（θ）を関数としてパターン幅を
測定した。

【００２５】図７はパターン幅の測定結果を示す図であ
る。図において、記号●（黒丸）、■（黒四角）はそれ
ぞれ、Ｌｉｎｅ幅及びＳｐａｃｅ幅の測定値であり、実
線及び破線はそれぞれ、入射角（θ）からｃｏｓ則に基
づいて計算される理論パターン幅である。図７（ａ）及
び図７（ｂ）はそれぞれ、パターンＡ及びパターンＢに
対応する。図から明らかなように、パターンＡでは、図
７（ａ）に示したように、４５°近い入射角まではライ
ンおよびスペースともｃｏｓ則通りの幅でパターニング
することが可能であった。さらに大きい入射角度では、
次第にレジストの抜けが悪くなり、スペース幅がｃｏｓ
則よりも狭くなった。入射角度が大きい領域ではパター
ンの解像度が低下したが、少なくとも６０°近くまで
は、実用的な解像度でパターンを形成することができ
た。パターンＢでは、図７（ｂ）に示したように、５０
°を超える入射角までラインおよびスペース幅とも一定
であり、さらに大きな角度になると急激にスペースが狭
くなった。

【００２６】この実験に用いたのは汎用の露光光源であ
り、特に投影露光用に光の平行度などを調整したもので
はないが、上記のパターニングが可能であった。３本の
アクチュエータ部をパイプ内に形成するためには、最大
でも入射角度６０°以内でパターン形成できれば良いの
で、今回用いた投影露光法でも十分なパターニングが可
能であることがわかった。ＳＭＡパイプの回転とフォト
マスクの平行移動を同期させ、ＳＭＡパイプを回転させ
ながら露光する転動露光法などの手法を用いれば、大き
な入射角度域でのパターン精度低下の問題もなく、さら
に精度良くパターニングが可能になるものと考えられ
る。

【００２７】図８は、試作した形状記憶合金パイプ型ア
クチュエータのレジストパターン形成後の状態を示す図
である。ジグザグばね状のアクチュエータ部のＬｉｎｅ
／Ｓｐａｃｅは１３０μｍ／３０μｍである。後の電解
エッチングの際の電解液中のエタノールに対する耐性を
向上させるために、現像後に２００℃、６０分のポスト
ベークを行っているので、レジストパターンのエッジ部
がだれたプロファイルになっているが、レジストパター
ン底面部のパターン寸法はポストベーク前後で変化はな
い。

【００２８】（３）ＳＭＡパイプの電解エッチングにつ
いて。ＳＭＡパイプの電解エッチングの装置構成は図４に示し
た構成と同等である。ＳＭＡパイプの先端部および根元
部のパターニングしない箇所をレジストで絶縁カバー
し、円筒型の対向電極４２（ＳＵＳ３０４）の中心軸に
位置させて電解液中に浸漬した。ＬｉＣｌ・エタノール
電解液中で、両極間にＤＣ８Ｖを印加して、ＳＭＡを電
解エッチングした。ＬｉＣｌ・エタノール電解液を用い
たエッチングでは、ＳＭＡパイプ貫通後の銅ダミー層の
エッチング速度が低い特徴があり、比較的薄い銅層でも
ダミー層として使用可能であり、パイプ内面へのダミー
層の厚膜形成が困難である場合には、有効なエッチング
用電解液である。液はスターラーで攪拌した。

【００２９】図９は試作した形状記憶合金パイプ型アク
チュエータの、電解エッチング後（図９（ａ）、ただし
レジスト剥離後）、ダミー銅層の除去後（図９（ｂ），
図９（ｃ））のＳＥＭ写真である。銅のダミー層は、濃
硝酸に浸漬することにより、容易に選択的に除去するこ
とができる。電解エッチング後のアクチュエータ部のＬ
ｉｎｅ幅は、Ｔｏｐ部で約５０μｍ、Ｂｏｔｔｏｍ部で
約７５μｍであり、良好なアクチュエータを作製するこ
とができた。

【００３０】なお、上記説明では、単一の形状記憶合金
パイプ型アクチュエータの作製方法について説明した
が、複数の形状記憶合金パイプ型アクチュエータが連結
した多関節型の形状記憶合金パイプ型アクチュエータを
作製する場合は、レジストパターンを形成するマスクに
連結型のアクチュエータ・パターンを有するマスクを使
用すればよく、他の工程は同一でよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、能動細管一本毎にアクチュエータを位置あ
わせして組み立てる工程を必要としないので、低コスト
で能動細管を提供することができる。また、アクチュエ
ータ部と取付部が一体物であるので信頼性及び安全性が
高い能動細管が提供される。従って、本発明を医療用の
使い捨て能動カテーテルに適用すれば極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
の構成を示す図である。

【図２】本発明の形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
の製造方法を示す図である。

【図３】ＳＭＡパイプの内壁に無電解メッキする方法の
一例を示す図である。

【図４】電解エッチング方法の一例を示す図である。

【図５】電解エッチング後のエッチング状態を模式的に
示したものであり、ＳＭＡパイプの断面形状を示してい
る。

【図６】投影露光によるパイプ表面へのパターン形成の
寸法精度評価方法を示す図である。

【図７】パターン幅の測定結果を示すグラフである。

【図８】試作した形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
のレジストパターン形成後の状態を示す図である。

【図９】試作した形状記憶合金パイプ型アクチュエータ
の、（ａ）は電解エッチング後の状態（ただしレジスト
剥離後）の、また、（ｂ）及び（ｃ）はダミー銅層の除
去後のＳＥＭ写真である。

【図１０】従来法による能動細管作製工程の例を示す図
である。

【符号の説明】

１形状記憶合金パイプ型アクチュエータ２アクチュエータ部２ａ，２ｂアクチュエータ部の両端３細管４固定部５ＧＮＤ端子６，７，８電流供給端子２１ＳＭＡパイプ２１ａ，２１ｂＳＭＡパイプの両端２２ダミー金属層２３レジスト２４マスク２５レジストパターン３１シリコンチューブ３２循環ポンプ３３無電解メッキ液４１絶縁被膜４２対抗電極４３電解エッチング液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江刺正喜宮城県仙台市太白区八木山南一丁目11−９ (72)発明者芳賀洋一宮城県仙台市青葉区国分町一丁目２番５号一番町シティハウス903号Ｆターム(参考） 4C167 AA02 AA05 AA32 BB02 BB05 BB07 BB37 BB40 BB52 CC08 EE03 FF10 GG24 GG32 HH08 HH30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータ部とアクチュエータ部の
両端を固定し且つアクチュエータ部を細管に固定する固
定部が、パイプ状の一体物で構成されることを特徴とす
る、形状記憶合金パイプ型アクチュエータ。
【請求項２】請求項１に記載の形状記憶合金パイプ型
アクチュエータを複数連結したことを特徴とする、形状
記憶合金パイプ型アクチュエータ。
【請求項３】形状記憶合金パイプに形状記憶する工程
と、形状記憶された形状記憶合金パイプの内面にダミー金属
層を形成する工程と、ダミー金属層を形成した形状記憶合金パイプの表面にレ
ジストパターンを形成する工程と、上記レジストパターンを形成した形状記憶合金パイプを
電解エッチングする工程と、電解エッチングした形状記憶合金パイプからダミー金属
層を除去する工程と、からなることを特徴とする、形状
記憶合金パイプ型アクチュエータの作製方法。
【請求項４】前記形状記憶合金パイプの内面にダミー
金属層を形成する工程は、形状記憶合金パイプ内に無電
解メッキ液を圧送して行う無電解メッキによることを特
徴とする、請求項３に記載の形状記憶合金パイプ型アク
チュエータの作製方法。
【請求項５】前記形状記憶合金パイプの表面にレジス
トパターンを形成する工程は、アクチュエータ部のパタ
ーンを有するマスクを用い、アクチュエータ部毎に形状
記憶合金パイプを回転して露光する非平面露光によるこ
とを特徴とする、請求項３に記載の形状記憶合金パイプ
型アクチュエータの作製方法。
【請求項６】前記形状記憶合金パイプを電解エッチン
グする工程は、形状記憶合金の電解エッチング速度がダ
ミー金属の電解エッチング速度よりも大きい電解エッチ
ング液を用いることを特徴とする、請求項３に記載の形
状記憶合金パイプ型アクチュエータの作製方法。