JP3198387B2 - 形状記憶継手 - Google Patents
形状記憶継手Info
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- JP3198387B2 JP3198387B2 JP24714790A JP24714790A JP3198387B2 JP 3198387 B2 JP3198387 B2 JP 3198387B2 JP 24714790 A JP24714790 A JP 24714790A JP 24714790 A JP24714790 A JP 24714790A JP 3198387 B2 JP3198387 B2 JP 3198387B2
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- JP
- Japan
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- joint
- joint member
- shape memory
- taper portion
- tapered portion
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は形状記憶継手に関するものであり，さらに
詳しくは２本のパイプを接合するために用いる形状記憶
合金製の継手の改良に関するものである。
詳しくは２本のパイプを接合するために用いる形状記憶
合金製の継手の改良に関するものである。
（従来の技術） 形状記憶合金をパイプの接続用継手に用いることは従
来から行われており，例えば特公昭52−5458号，特公昭
54−4898号などにも提案されている。
来から行われており，例えば特公昭52−5458号，特公昭
54−4898号などにも提案されている。
これらの従来技術によると，接合されるべきパイプの
外径よりも小さな内径の形状記憶合金製継手部材を液体
チッソなどで冷却してその内径をパイプの外径とし一時
的に拡大し，この状態の継手部材をパイプの接合部分に
嵌合した後，その熱収縮機能を利用して加熱により内径
を縮小させて，パイプを接合している。接合をより完全
なものとするために継手に内歯を設けることまたは内歯
を具えたスリーブを用いることなども提案されている。
外径よりも小さな内径の形状記憶合金製継手部材を液体
チッソなどで冷却してその内径をパイプの外径とし一時
的に拡大し，この状態の継手部材をパイプの接合部分に
嵌合した後，その熱収縮機能を利用して加熱により内径
を縮小させて，パイプを接合している。接合をより完全
なものとするために継手に内歯を設けることまたは内歯
を具えたスリーブを用いることなども提案されている。
（発明が解決しようとする課題） 形状記憶合金としてはTi−Ni合金,Cu基合金,Ti−NiX
（Ｘ＝Cu,Fe,Cr,V,Nb）合金などが知られているが，こ
のうち継手としては汎用されているのはTi−Ni合金や一
部のTi−NiX合金である。なぜならこれらの合金は冷却
下で変形された内径の熱回復（熱収縮）機能が秀れてい
るからである。
（Ｘ＝Cu,Fe,Cr,V,Nb）合金などが知られているが，こ
のうち継手としては汎用されているのはTi−Ni合金や一
部のTi−NiX合金である。なぜならこれらの合金は冷却
下で変形された内径の熱回復（熱収縮）機能が秀れてい
るからである。
このような熱回復機能は合金のマルテンサイト変態の
逆変態に伴って起きる現象であり，パイプの継手に使用
される合金のマルテンサイト変態を示す温度は多くの場
合０℃以下に設定されている。
逆変態に伴って起きる現象であり，パイプの継手に使用
される合金のマルテンサイト変態を示す温度は多くの場
合０℃以下に設定されている。
この際の形状記憶合金の熱回復機能（拡径率）は最大
で８％の伸び歪を解消させるものである。ところがこれ
を継手内径の変化量（拡径量）の点からでみると極めて
小さいものである。例えば内径100mmの管体の拡径率を
８％ととした場合の拡管後の内径は10.8mmとなり，拡径
量にすると0.8mmに過ぎないことになる。しかも金属に
は必ず弾性域が存在しTi−Ni合金の場合には約２％程度
の弾性域を持っている。したがって内径変化の拡径率は
実際には６％位で上記の拡径量は0.6mm位となる。
で８％の伸び歪を解消させるものである。ところがこれ
を継手内径の変化量（拡径量）の点からでみると極めて
小さいものである。例えば内径100mmの管体の拡径率を
８％ととした場合の拡管後の内径は10.8mmとなり，拡径
量にすると0.8mmに過ぎないことになる。しかも金属に
は必ず弾性域が存在しTi−Ni合金の場合には約２％程度
の弾性域を持っている。したがって内径変化の拡径率は
実際には６％位で上記の拡径量は0.6mm位となる。
パイプの接合においてパイプに継手を挿入することは
手作業により行われる。この挿入を容易にするためには
上記の拡径率のうち一部を遊びに用いる必要がある。す
なわち上記の例でいえば拡径率６％のうち実際接合に利
用できるのは３〜４％に過ぎない。さらにパイプ寸法の
バラツキを考慮にいれると接合に利用できる拡径率は一
段と低くなり，条件いかんでは密封接合作用を呈しない
こともある。
手作業により行われる。この挿入を容易にするためには
上記の拡径率のうち一部を遊びに用いる必要がある。す
なわち上記の例でいえば拡径率６％のうち実際接合に利
用できるのは３〜４％に過ぎない。さらにパイプ寸法の
バラツキを考慮にいれると接合に利用できる拡径率は一
段と低くなり，条件いかんでは密封接合作用を呈しない
こともある。
このような不都合は全て従来の形状記憶合金パイプ用
継手の場合予め拡径することが前提となっていることに
よる。また低温に対する接合の維持を確実とするため
に，極低温域でマルテンサイト変態を示す形状記憶合金
が望ましく，拡径後の保存は液体チッソ中で行われるこ
とが多い。このため移送や保管の点で難点があった。
継手の場合予め拡径することが前提となっていることに
よる。また低温に対する接合の維持を確実とするため
に，極低温域でマルテンサイト変態を示す形状記憶合金
が望ましく，拡径後の保存は液体チッソ中で行われるこ
とが多い。このため移送や保管の点で難点があった。
この発明の目的は第１にマルテンサイト変態下で受け
た形状記憶合金の歪をパイプの密接合に充分寄与させる
ことにあり，第２に接合のための予備拡径を不溶とする
ことにある。
た形状記憶合金の歪をパイプの密接合に充分寄与させる
ことにあり，第２に接合のための予備拡径を不溶とする
ことにある。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、一対の管状の被接続部材を端面同士
を合わせて周囲を覆って連結して固定するために、形状
記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用した形状記
憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周囲に装着
される形状記憶合金からなる第１の継手部材と、前記第
１の継手部材の周囲に装着される第２の継手部材とを備
え、前記第１の継手部材には、外周にテーパー部が形成
され、前記第２の継手部材には、前記第１の継手部材が
前記テーパー部を介して圧入できるように、内周に前記
第１の継手部材のテーパー部と逆のテーパー部を備えて
いることを特徴とする形状記憶継手が得られる。
を合わせて周囲を覆って連結して固定するために、形状
記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用した形状記
憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周囲に装着
される形状記憶合金からなる第１の継手部材と、前記第
１の継手部材の周囲に装着される第２の継手部材とを備
え、前記第１の継手部材には、外周にテーパー部が形成
され、前記第２の継手部材には、前記第１の継手部材が
前記テーパー部を介して圧入できるように、内周に前記
第１の継手部材のテーパー部と逆のテーパー部を備えて
いることを特徴とする形状記憶継手が得られる。
また、本発明によれば、前記形状記憶継手において、
前記第２の継手部材は、更に、前記逆のテーパ部の一端
から連続し、前記一端を中心に対称的に形成されたさら
にもう一つのテーパー部を備えていることを特徴とする
形状記憶継手が得られる。
前記第２の継手部材は、更に、前記逆のテーパ部の一端
から連続し、前記一端を中心に対称的に形成されたさら
にもう一つのテーパー部を備えていることを特徴とする
形状記憶継手が得られる。
また、本発明によれば、一対の管状の被接続部材を端
面同士を合わせて周囲を覆って連結して固定するため
に、形状記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用し
た形状記憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周
囲に装着される形状記憶合金からなる第１の継手部材
と、前記第１の継手部材の周囲に装着される第２の継手
部材と、前記第２の継手部材の周囲に装着される第３の
継手部材とを備え、前記第１乃至第３の継手部材の内の
少なくとも一つは形状記憶合金からなり、前記第２の継
手部材の外周にはテーパー部がまた内周には前記第１の
継手部材を収受する環状溝が形成されており、前記第３
の継手部材は前記第２の継手部材が前記テーパー部を介
して圧入できるように、内周に前記第２の継手部材のテ
ーパー部とは逆のテーパー部を備えていることを特徴と
する形状記憶継手が得られる。
面同士を合わせて周囲を覆って連結して固定するため
に、形状記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用し
た形状記憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周
囲に装着される形状記憶合金からなる第１の継手部材
と、前記第１の継手部材の周囲に装着される第２の継手
部材と、前記第２の継手部材の周囲に装着される第３の
継手部材とを備え、前記第１乃至第３の継手部材の内の
少なくとも一つは形状記憶合金からなり、前記第２の継
手部材の外周にはテーパー部がまた内周には前記第１の
継手部材を収受する環状溝が形成されており、前記第３
の継手部材は前記第２の継手部材が前記テーパー部を介
して圧入できるように、内周に前記第２の継手部材のテ
ーパー部とは逆のテーパー部を備えていることを特徴と
する形状記憶継手が得られる。
さらに、本発明によれば、前記形状記憶継手におい
て、前記第３の継手部材は、一対であり、その一方は前
記逆のテーパ部を備え、他方は、前記テーパ部の一端を
中心に対称的に形成されたもう一つの逆のテーパー部を
備えていることを特徴とする形状記憶継手が得られる。
て、前記第３の継手部材は、一対であり、その一方は前
記逆のテーパ部を備え、他方は、前記テーパ部の一端を
中心に対称的に形成されたもう一つの逆のテーパー部を
備えていることを特徴とする形状記憶継手が得られる。
また、本発明によれば、前記形状記憶継手において、
前記第２の継手部材は、更に、前記逆のテーパ部の一端
から連続し、前記一端を中心に対照的に形成されたさら
にもう一つのテーパー部を備えていることを特徴とする
形状記憶継手が得られる。
前記第２の継手部材は、更に、前記逆のテーパ部の一端
から連続し、前記一端を中心に対照的に形成されたさら
にもう一つのテーパー部を備えていることを特徴とする
形状記憶継手が得られる。
また、本発明によれば、一対の管状の被接続部材を端
面同士を合わせて周囲を覆って連結して固定するため
に、形状記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用し
た形状記憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周
囲に装着される第１の継手部材と、前記第１の継手部材
の周囲に装着される第２の継手部材と、前記第２の継手
部材の周囲に装着される第３の継手部材とを備え、前記
第２の継手部材の外周にはテーパー部がまた内周には前
記第１の継手部材を収受する環状溝が形成されており、
前記第３の継手部材は前記第２の継手部材が前記テーパ
ー部を介して圧入できるように、内周に前記第２の継手
部材のテーパー部とは逆のテーパー部を備えていること
を特徴とする形状記憶継手が得られる。
面同士を合わせて周囲を覆って連結して固定するため
に、形状記憶合金の径方向の相変態に伴う変位を利用し
た形状記憶継手であって、前記被接続部材の接合部の周
囲に装着される第１の継手部材と、前記第１の継手部材
の周囲に装着される第２の継手部材と、前記第２の継手
部材の周囲に装着される第３の継手部材とを備え、前記
第２の継手部材の外周にはテーパー部がまた内周には前
記第１の継手部材を収受する環状溝が形成されており、
前記第３の継手部材は前記第２の継手部材が前記テーパ
ー部を介して圧入できるように、内周に前記第２の継手
部材のテーパー部とは逆のテーパー部を備えていること
を特徴とする形状記憶継手が得られる。
さらに、本発明によれば、前記形状記憶継手におい
て、前記第３の継手部材は、さらに、前記逆のテーパ部
の一端から連続して前記一端を中心に対称的に形成され
たさらにもう一つのテーパー部を備えていることを特徴
とする形状記憶継手が得られる。
て、前記第３の継手部材は、さらに、前記逆のテーパ部
の一端から連続して前記一端を中心に対称的に形成され
たさらにもう一つのテーパー部を備えていることを特徴
とする形状記憶継手が得られる。
（作用） 拡径してパイプに嵌合後加熱するといずれの発明にあ
っても第１の継手部材が縮径してパイプを密接合する。
っても第１の継手部材が縮径してパイプを密接合する。
（実施例） 第１〜３図に示すのはこの出願の第１の発明による継
手の一例であって，第１の継手部材１と第２の継手部材
２とから構成されている。第１の継手部材１は形状記憶
合金から形成されており，第１図に示すように接合させ
るべきパイプ３の外径より若干小さめな直径の軸孔を有
しており，またその外周には接合面に向けて収れんする
テーパー部1aを有している 第２の継手部材２は第２図に示すように，両端から中
央に向けて収れんするテーパー部2aをその軸孔に有して
いる。この第２の継手部材２は第１の継手部材１よりも
剛性の高い合金で形成し，またそのテーパー部2aの傾斜
は第１の継手部材１のテーパー部1aのそれよりも小さく
設定されている。
手の一例であって，第１の継手部材１と第２の継手部材
２とから構成されている。第１の継手部材１は形状記憶
合金から形成されており，第１図に示すように接合させ
るべきパイプ３の外径より若干小さめな直径の軸孔を有
しており，またその外周には接合面に向けて収れんする
テーパー部1aを有している 第２の継手部材２は第２図に示すように，両端から中
央に向けて収れんするテーパー部2aをその軸孔に有して
いる。この第２の継手部材２は第１の継手部材１よりも
剛性の高い合金で形成し，またそのテーパー部2aの傾斜
は第１の継手部材１のテーパー部1aのそれよりも小さく
設定されている。
パイプの接合に際しては，第１の継手部材１を液体チ
ット存在下で拡径してその内径をパイプ３の外径より若
干大とする。ついでこのように用意した２個の第１の継
手部材１を接合面を突合せた状態に組合せ，さらにその
外側に第２の継手部材２を嵌合する。この状態で両者を
接合すべき２本のパイプ３に勘合して接合面を合致さ
せ，爾後加熱する。
ット存在下で拡径してその内径をパイプ３の外径より若
干大とする。ついでこのように用意した２個の第１の継
手部材１を接合面を突合せた状態に組合せ，さらにその
外側に第２の継手部材２を嵌合する。この状態で両者を
接合すべき２本のパイプ３に勘合して接合面を合致さ
せ，爾後加熱する。
第４〜７図に示すのはこの出願の第２の発明による継
手の一例であって，第１〜３の継手部材から構成される
ものである。
手の一例であって，第１〜３の継手部材から構成される
ものである。
第４図に示すように第１の継手部材４は形状記憶合金
を用いてリボンシート上に形成されてりおり，その内径
は接合されるパイプ３の外径より若干小さく設定する。
なおこの第１の継手部材４には切込みが形成されてお
り、第２の継手部材５との組合せに際してその外径を若
干機械的に縮小できるようになっている。
を用いてリボンシート上に形成されてりおり，その内径
は接合されるパイプ３の外径より若干小さく設定する。
なおこの第１の継手部材４には切込みが形成されてお
り、第２の継手部材５との組合せに際してその外径を若
干機械的に縮小できるようになっている。
第２の継手部材５は第５図に示すようにその軸孔内に
第１の継手部材４を収受する環状溝5bを有しており，ま
たその外周には両端から接合面に向けて発散するテーパ
ー部5aを有している。
第１の継手部材４を収受する環状溝5bを有しており，ま
たその外周には両端から接合面に向けて発散するテーパ
ー部5aを有している。
第３の継手部材６は第２の継手部材５よりも剛性の高
い合金から形成され，第６図に示すようにその軸孔内に
第２の継手部材５のそれと逆のテーパー部6aを備えてい
る パイプ３の接合に際しては，まず第２の継手部材５に
第１の継手部材４を装着し，さらに第３の継手部材６を
嵌合してから，全体を第７図に示すようにパイプ３に嵌
合した後加熱する。
い合金から形成され，第６図に示すようにその軸孔内に
第２の継手部材５のそれと逆のテーパー部6aを備えてい
る パイプ３の接合に際しては，まず第２の継手部材５に
第１の継手部材４を装着し，さらに第３の継手部材６を
嵌合してから，全体を第７図に示すようにパイプ３に嵌
合した後加熱する。
具体的実施例１ 第１の発明により，第１の継手部材をTi−51at％Ni合
金で形成し，第２の継手部材をSUS304で形成した。また
比較例として同様の形状記憶Ｋ合金を用いて第１の継手
部材と同内径であるが，外周にテーパー部のないものを
用意した。この場合第２の継手部材に相当する部材は用
いていない。
金で形成し，第２の継手部材をSUS304で形成した。また
比較例として同様の形状記憶Ｋ合金を用いて第１の継手
部材と同内径であるが，外周にテーパー部のないものを
用意した。この場合第２の継手部材に相当する部材は用
いていない。
具体的実施例２ 実施例１と同じ第１の継手部材を用いてその内径をパ
イプがかろうじて入る程とした。パイプに第１の継手部
材を圧入した後，液体チッソで充分冷却しながら第２の
継手部材を嵌合し，その後加熱により接合した。
イプがかろうじて入る程とした。パイプに第１の継手部
材を圧入した後，液体チッソで充分冷却しながら第２の
継手部材を嵌合し，その後加熱により接合した。
具体的実施例３ 第２の発明により，第１の継手部材をTi−51at％Ni合
金で，第２の継手部材をSUS304で，第３の継手部材SKD
で形成した。加熱に際しては室温まで昇温した。
金で，第２の継手部材をSUS304で，第３の継手部材SKD
で形成した。加熱に際しては室温まで昇温した。
具体的実施例４ 実施例３において第１の継手部材を第２の継手部材の
内径と同じとした。
内径と同じとした。
具体的実施例５ 第３実施例の第１の継手部材の断面形状に外向きの突
起を形成し，この突起が接合されるパイプに接するよう
に配置した。
起を形成し，この突起が接合されるパイプに接するよう
に配置した。
具体的実施例６ 第５実施例と同じくしかもより小さな突起を形成し
た。
た。
以上各具体的実施例で用意した継手の締結力を測定す
べく，接合部について20℃および−50℃において引抜き
テストを行った。その結果を別表に示す。
べく，接合部について20℃および−50℃において引抜き
テストを行った。その結果を別表に示す。
（発明の効果） 以上から明らかなようにこの発明によればパイプ接合
時に圧入工程を導入することが可能であるために，形状
記憶合金の熱回復機能を最大限パイプの締結に利用する
ことができ，信頼性の高いパイプ接合が得られる。また
形状記憶合金の予備拡径を必要としないので，作業性も
大幅に改善される。
時に圧入工程を導入することが可能であるために，形状
記憶合金の熱回復機能を最大限パイプの締結に利用する
ことができ，信頼性の高いパイプ接合が得られる。また
形状記憶合金の予備拡径を必要としないので，作業性も
大幅に改善される。
第１〜３図は第１の発明による継手およびその接合作業
を示す断面側面図， 第４〜７図は第２の発明による継手およびその接合作業
を示す斜視図および断面側面図である。 1,4……第１の継手部材,2,5……第２の継手部材,6……
第３の継手部材,3……パイプ。
を示す断面側面図， 第４〜７図は第２の発明による継手およびその接合作業
を示す斜視図および断面側面図である。 1,4……第１の継手部材,2,5……第２の継手部材,6……
第３の継手部材,3……パイプ。
Claims (4)
- 【請求項１】一対の管状の被接続部材を端面同士を合わ
せて周囲を覆って連結して固定するために、形状記憶合
金の径方向の相変態に伴う変位を利用した形状記憶継手
であって、前記被接続部材の接合部の周囲に装着される
形状記憶合金からなる第１の継手部材と、前記第１の継
手部材の周囲に装着される第２の継手部材とを備え、前
記第１の継手部材には、外周にテーパー部が形成され、
前記第２の継手部材には、前記第１の継手部材が前記テ
ーパー部を介して圧入できるように、内周に前記第１の
継手部材のテーパー部と逆のテーパー部を備えているこ
とを特徴とする形状記憶継手。 - 【請求項２】請求項１記載の形状記憶継手において、前
記第２の継手部材は、更に、前記逆のテーパ部の一端か
ら連続し、前記一端を中心に対称的に形成されたさらに
もう一つのテーパー部を備えていることを特徴とする形
状記憶継手。 - 【請求項３】一対の管状の被接続部材を端面同士を合わ
せて周囲を覆って連結して固定するために、形状記憶合
金の径方向の相変態に伴う変位を利用した形状記憶継手
であって、前記被接続部材の接合部の周囲に装着される
形状記憶合金からなる第１の継手部材と、前記第１の継
手部材の周囲に装着される第２の継手部材と、前記第２
の継手部材の周囲に装着される第３の継手部材とを備
え、前記第２の継手部材の外周にはテーパー部がまた内
周には前記第１の継手部材を収受する環状溝が形成され
ており、前記第３の継手部材は前記第２の継手部材が前
記テーパー部を介して圧入できるように、内周に前記第
２の継手部材のテーパー部とは逆のテーパー部を備えて
いることを特徴とする形状記憶継手。 - 【請求項４】請求項３記載の形状記憶継手において、前
記第３の継手部材は、一対あり、その一方は前記逆のテ
ーパ部を備え、他方は、前記テーパ部の一端を中心に対
称的に形成されたもう一つの逆のテーパー部を備えてい
ることを特徴とする形状記憶継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24714790A JP3198387B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 形状記憶継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24714790A JP3198387B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 形状記憶継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131582A JPH04131582A (ja) | 1992-05-06 |
| JP3198387B2 true JP3198387B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17159135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24714790A Expired - Lifetime JP3198387B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 形状記憶継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198387B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19649621B4 (de) * | 1996-11-29 | 2007-08-02 | EWIKON Heißkanalsysteme GmbH & Co KG | Verbindungsanordnung für Schmelzekanalabschnitte in Heißkanälen |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24714790A patent/JP3198387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131582A (ja) | 1992-05-06 |
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