JP3270292B2 - 形状記憶合金管継手を用いた結合方法及び結合装置 - Google Patents
形状記憶合金管継手を用いた結合方法及び結合装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金管継手を
用いた一般的なパイプ又は棒の結合方法及び結合装置に
係り、特に高い信頼性が要求される配管設備で使用する
のに好適な結合方法及び結合装置に関する。
用いた一般的なパイプ又は棒の結合方法及び結合装置に
係り、特に高い信頼性が要求される配管設備で使用する
のに好適な結合方法及び結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属製のパイプや棒の接合方法の一種に
管継手を用いた接合方法(継手接合法)があるが、このと
き、使用される管継手には数多くの種類があり、適用部
位に応じて使い分けられている。例えば、気密性を保持
しながらパイプを結合させる場合には、パイプよりも軟
らかい材質からなる管継手を使用し、強い締付力を加え
て管継手を塑性変形させることにより収縮応力を発生さ
せ、パイプ外面に密着させて気密性を保持する方法が適
用される。
管継手を用いた接合方法(継手接合法)があるが、このと
き、使用される管継手には数多くの種類があり、適用部
位に応じて使い分けられている。例えば、気密性を保持
しながらパイプを結合させる場合には、パイプよりも軟
らかい材質からなる管継手を使用し、強い締付力を加え
て管継手を塑性変形させることにより収縮応力を発生さ
せ、パイプ外面に密着させて気密性を保持する方法が適
用される。
【０００３】また、高い接合強度を得たい場合には、高
強度材料製の管継手を用い、高い締付力を加えて接合す
るのである。このように、一般的には、接合すべきパイ
プに管継手を設置後、強い力を加えて締付けることが必
要である。
強度材料製の管継手を用い、高い締付力を加えて接合す
るのである。このように、一般的には、接合すべきパイ
プに管継手を設置後、強い力を加えて締付けることが必
要である。
【０００４】そこで、近年、このような場合、形状記憶
合金を用いた管継手が広く使用されるようになってき
た。この形状記憶合金管継手は、形状記憶合金の形状記
憶作用を利用して管継手に収縮応力を発生させ、必要な
結合力を得るようにしたものであるが、このときの形状
記憶作用は、形状記憶合金を加熱することにより発現さ
れるため、管継手に直接機械的に力を加えて締付ける方
法に比して、施工が容易になる場合がある。
合金を用いた管継手が広く使用されるようになってき
た。この形状記憶合金管継手は、形状記憶合金の形状記
憶作用を利用して管継手に収縮応力を発生させ、必要な
結合力を得るようにしたものであるが、このときの形状
記憶作用は、形状記憶合金を加熱することにより発現さ
れるため、管継手に直接機械的に力を加えて締付ける方
法に比して、施工が容易になる場合がある。
【０００５】従って、狭隘部や、環境が厳しくて作業員
が近づけないような場所でのパイプ接合作業など、遠隔
操作が必要な場所では、有効な接合方法であるといえ
る。
が近づけないような場所でのパイプ接合作業など、遠隔
操作が必要な場所では、有効な接合方法であるといえ
る。
【０００６】そして近年、さらに多くの新しい形状記憶
合金が開発され、例えば、形状回復量が多くなるなど、
形状記憶合金の性能が向上し、この結果、良好な再現性
を備え、形状回復に対する信頼性が増してきている。そ
のため、形状記憶合金を用いた管継手に対する信頼性も
向上し、この結果、上記したように、形状記憶合金管継
手が広く適用されるようになってきたのである。
合金が開発され、例えば、形状回復量が多くなるなど、
形状記憶合金の性能が向上し、この結果、良好な再現性
を備え、形状回復に対する信頼性が増してきている。そ
のため、形状記憶合金を用いた管継手に対する信頼性も
向上し、この結果、上記したように、形状記憶合金管継
手が広く適用されるようになってきたのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この形
状記憶合金については、その形状記憶特性以外の材料特
性について、まだ、かなり検討の余地が残されている。
その理由は、形状記憶特性を損なわないで、材料として
の諸特性を向上させることが難しいためであり、特に耐
食性について問題がある。すなわち、形状記憶合金管継
手は、パイプを締結している状態で、それに使用されて
いる形状記憶合金の材料表面に引っ張り応力が作用する
ため、耐ＳＣＣが低下し、耐食性について問題が生じて
しまうのである。
状記憶合金については、その形状記憶特性以外の材料特
性について、まだ、かなり検討の余地が残されている。
その理由は、形状記憶特性を損なわないで、材料として
の諸特性を向上させることが難しいためであり、特に耐
食性について問題がある。すなわち、形状記憶合金管継
手は、パイプを締結している状態で、それに使用されて
いる形状記憶合金の材料表面に引っ張り応力が作用する
ため、耐ＳＣＣが低下し、耐食性について問題が生じて
しまうのである。
【０００８】なお、このＳＣＣとは、ストレス・コロー
ジョン・クラッキング(Stress Corrosion Cracking)の
ことで、物体に応力が加えられている状態で、その物体
の表面に、腐食されたような状態でひび割れが生じてし
まう現象を言う。
ジョン・クラッキング(Stress Corrosion Cracking)の
ことで、物体に応力が加えられている状態で、その物体
の表面に、腐食されたような状態でひび割れが生じてし
まう現象を言う。
【０００９】これに対して一般的には、耐食性向上に有
効な元素を添加して耐食性の向上を図ればよいが、それ
による組成変化で形状記憶特性が損なわれる可能性があ
るため、形状記憶合金については、材料自身の耐食性向
上を図ることは困難である。
効な元素を添加して耐食性の向上を図ればよいが、それ
による組成変化で形状記憶特性が損なわれる可能性があ
るため、形状記憶合金については、材料自身の耐食性向
上を図ることは困難である。
【００１０】以上のことから、従来は、形状記憶合金管
継手の使用環境を制限したり、腐食環境で管継手を使用
する場合には、例えば「ＮＫＫ技報、No.139(1992)」に
提案されているように、形状記憶特性をある程度犠牲に
して腐食特性を向上させた形状記憶合金の管継手を使用
するか、形状記憶合金を使用しない管継手を使用して対
応していた。
継手の使用環境を制限したり、腐食環境で管継手を使用
する場合には、例えば「ＮＫＫ技報、No.139(1992)」に
提案されているように、形状記憶特性をある程度犠牲に
して腐食特性を向上させた形状記憶合金の管継手を使用
するか、形状記憶合金を使用しない管継手を使用して対
応していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、形状
記憶合金管継手の特性を活用する点についての配慮がさ
れておらず、有効利用を充分に図ることができないとい
う問題があった。すなわち、形状記憶合金管継手を使用
してパイプなどを結合させた場合、管継手には、収縮力
に比例した大きさの引張応力が作用する。
記憶合金管継手の特性を活用する点についての配慮がさ
れておらず、有効利用を充分に図ることができないとい
う問題があった。すなわち、形状記憶合金管継手を使用
してパイプなどを結合させた場合、管継手には、収縮力
に比例した大きさの引張応力が作用する。
【００１２】この引張応力は、形状記憶合金材料の劣化
(特にＳＣＣによる劣化)を加速させてしまうため、低減
させたほうが良いが、それをすると収縮応力が低下し、
必要とする接合力が得られなくなってしまう。従って、
従来技術では、適用範囲が限定され、有効利用が図れな
いのである。
(特にＳＣＣによる劣化)を加速させてしまうため、低減
させたほうが良いが、それをすると収縮応力が低下し、
必要とする接合力が得られなくなってしまう。従って、
従来技術では、適用範囲が限定され、有効利用が図れな
いのである。
【００１３】本発明の目的は、形状記憶合金の性能を充
分に活かし、結合力を低下させることなく、充分に耐腐
食性が得られるようにした形状記憶合金管継手による結
合方法及び結合装置を提供することにある。
分に活かし、結合力を低下させることなく、充分に耐腐
食性が得られるようにした形状記憶合金管継手による結
合方法及び結合装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、形状記憶合
金管継手による結合処理完了後、該形状記憶合金管継手
の表面に塑性変形が現われるようにするのに必要な物理
的処理が実行されるようにことにより達成され、より具
体的には、上記物理的処理として、ショットピーニング
処理、或いはウオータージェットピーニング処理を適用
することにより達成される。
金管継手による結合処理完了後、該形状記憶合金管継手
の表面に塑性変形が現われるようにするのに必要な物理
的処理が実行されるようにことにより達成され、より具
体的には、上記物理的処理として、ショットピーニング
処理、或いはウオータージェットピーニング処理を適用
することにより達成される。
【００１５】
【作用】ショットピーニングやウオータージェットピー
ニングによる物理的処理は、形状記憶合金管継手の表面
に塑性変形が現われるようにし、これにより該管継手の
表面でだけ、そこに残っていた引張が緩和されるように
働く。
ニングによる物理的処理は、形状記憶合金管継手の表面
に塑性変形が現われるようにし、これにより該管継手の
表面でだけ、そこに残っていた引張が緩和されるように
働く。
【００１６】形状記憶合金材料の劣化(特にＳＣＣ)速度
は、材料に作用する引張応力の大きさに依存する。従っ
て、表面での引張応力が低減されたことにより、形状記
憶合金管継手の劣化が防止される。
は、材料に作用する引張応力の大きさに依存する。従っ
て、表面での引張応力が低減されたことにより、形状記
憶合金管継手の劣化が防止される。
【００１７】一方、この物理的処理では、形状記憶合金
管継手の表面での応力が緩和されるだけなので、管継手
全体としての収縮力の低下は極く僅かであり、従って、
必要とする結合力が不足する虞れは無く、充分な接合が
得られることになる。
管継手の表面での応力が緩和されるだけなので、管継手
全体としての収縮力の低下は極く僅かであり、従って、
必要とする結合力が不足する虞れは無く、充分な接合が
得られることになる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明による形状記憶合金管継手を用
いた結合方法及び結合装置につして、図示の実施例によ
り詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例における
処理手順を示した図で、図２は、このときの形状記憶合
金管継手１の内径変化を、結合すべきパイプ２(又は棒)
の外形と共に、形状記憶合金管の温度との関係で示した
図である。
いた結合方法及び結合装置につして、図示の実施例によ
り詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例における
処理手順を示した図で、図２は、このときの形状記憶合
金管継手１の内径変化を、結合すべきパイプ２(又は棒)
の外形と共に、形状記憶合金管の温度との関係で示した
図である。
【００１９】一般に、形状記憶合金は、低温相と高温相
の各状態を有しており、形状記憶効果とは、低温相で加
えておいた変形が、加熱により低温相から高温相に相変
態させることにより失われ、低温相で変形が加えられる
前の元の形状に回復する性質のことであるが、形状記憶
合金管継手は、この性質を利用して締付応力を発生さ
せ、パイプなどを継ぎ合わせるのであり、このため、図
１に示す手順で結合作業が実行されるようにしているの
である。
の各状態を有しており、形状記憶効果とは、低温相で加
えておいた変形が、加熱により低温相から高温相に相変
態させることにより失われ、低温相で変形が加えられる
前の元の形状に回復する性質のことであるが、形状記憶
合金管継手は、この性質を利用して締付応力を発生さ
せ、パイプなどを継ぎ合わせるのであり、このため、図
１に示す手順で結合作業が実行されるようにしているの
である。
【００２０】図１において、まず使用すべき管継手１の
形状記憶合金を常温にし低温相に変態させる(Ｓ１)。な
お、Ｓはステップの略であり、従って、Ｓ１はステップ
１の意味である。なお、このとき使用する管継手の形状
記憶合金が、当初から低温相にされていたとすれば、こ
のＳ１での低温相変態処理は不要であるが、この場合で
も低温相であることを確認する必要がある。
形状記憶合金を常温にし低温相に変態させる(Ｓ１)。な
お、Ｓはステップの略であり、従って、Ｓ１はステップ
１の意味である。なお、このとき使用する管継手の形状
記憶合金が、当初から低温相にされていたとすれば、こ
のＳ１での低温相変態処理は不要であるが、この場合で
も低温相であることを確認する必要がある。
【００２１】次に、管継手１に力を加えて変形させ、元
の内径寸法Ｒ0から所定の内径寸法Ｒ1になるまで拡管さ
せる(Ｓ２)。このときの元の内径寸法Ｒ0は、管継手１
が作成加工されたときで低温相にあるときの最初の寸法
で、結合させるべきパイプ２の外径寸法Ｒaに対応し
て、それよりも所定寸法だけ小さくなっているようにし
てあり、他方、拡管後の内径寸法Ｒ1は、パイプ２の外
径寸法Ｒaに対応して、それよりも所定寸法だけ大きく
なるようにする。
の内径寸法Ｒ0から所定の内径寸法Ｒ1になるまで拡管さ
せる(Ｓ２)。このときの元の内径寸法Ｒ0は、管継手１
が作成加工されたときで低温相にあるときの最初の寸法
で、結合させるべきパイプ２の外径寸法Ｒaに対応し
て、それよりも所定寸法だけ小さくなっているようにし
てあり、他方、拡管後の内径寸法Ｒ1は、パイプ２の外
径寸法Ｒaに対応して、それよりも所定寸法だけ大きく
なるようにする。
【００２２】次に、この拡管した管継手１にはパイプ２
が挿入され、管継手１をパイプ２の結合部に設置し、位
置決めされる(Ｓ３)。その後、この管継手１を構成して
いる形状記憶合金が加熱されることにより、パイプ２が
結合される(Ｓ４)。すなわち、形状記憶合金は、加熱さ
れ、常温以上の所定の温度にされると、低温相から高温
相に状態が遷移して形状が回復する。このため、管継手
１は収縮して、拡管後の内径寸法Ｒ1から、パイプ２の
外径寸法Ｒaよりも小さく選んである元の内径寸法Ｒ0に
戻ろうとし、この結果、パイプ２の外径寸法Ｒaと管継
手１の内径寸法Ｒ0との差による締付力が発生し、パイ
プ２が結合されるのである。
が挿入され、管継手１をパイプ２の結合部に設置し、位
置決めされる(Ｓ３)。その後、この管継手１を構成して
いる形状記憶合金が加熱されることにより、パイプ２が
結合される(Ｓ４)。すなわち、形状記憶合金は、加熱さ
れ、常温以上の所定の温度にされると、低温相から高温
相に状態が遷移して形状が回復する。このため、管継手
１は収縮して、拡管後の内径寸法Ｒ1から、パイプ２の
外径寸法Ｒaよりも小さく選んである元の内径寸法Ｒ0に
戻ろうとし、この結果、パイプ２の外径寸法Ｒaと管継
手１の内径寸法Ｒ0との差による締付力が発生し、パイ
プ２が結合されるのである。
【００２３】これを図２により説明すると、ここで、ま
ず温度ｔ0を常温とし、温度ｔ1は低温相から高温相への
遷移開始温度、そして温度ｔ2は、低温相から高温相へ
の遷移終了温度とする。
ず温度ｔ0を常温とし、温度ｔ1は低温相から高温相への
遷移開始温度、そして温度ｔ2は、低温相から高温相へ
の遷移終了温度とする。
【００２４】そこで、ステップ４の処理で加熱が進み、
温度が遷移開始温度ｔ1になると、形状記憶合金の形状
回復作用が始まり、遷移終了温度ｔ2に達するまで実線
Ａで示す特性から破線Ｂで示す特性に沿って管継手１の
内径寸法が収縮して行こうとする。
温度が遷移開始温度ｔ1になると、形状記憶合金の形状
回復作用が始まり、遷移終了温度ｔ2に達するまで実線
Ａで示す特性から破線Ｂで示す特性に沿って管継手１の
内径寸法が収縮して行こうとする。
【００２５】しかしながら、このとき、パイプの外径寸
法Ｒaが、管継手１の初期の内径寸法(拡管前の継手内径
寸法)Ｒ0よりも大きく設定されているため、この過程の
途中で管継手１の収縮方向への変形が抑えられ、この結
果、形状記憶合金の管継手１にはその周方向に引張応力
が発生し、これによる反作用として、パイプ２には半径
方向の応力が作用することになり、パイプ２が結合され
るのである。
法Ｒaが、管継手１の初期の内径寸法(拡管前の継手内径
寸法)Ｒ0よりも大きく設定されているため、この過程の
途中で管継手１の収縮方向への変形が抑えられ、この結
果、形状記憶合金の管継手１にはその周方向に引張応力
が発生し、これによる反作用として、パイプ２には半径
方向の応力が作用することになり、パイプ２が結合され
るのである。
【００２６】ここで、上記したように、管継手１の内径
寸法をＲ0、パイプ２の外径寸法をＲaとすれば、パイプ
(又は棒)２に作用する応力σr(これが結合力に相当)
は、次の(1)式で表わせる。
寸法をＲ0、パイプ２の外径寸法をＲaとすれば、パイプ
(又は棒)２に作用する応力σr(これが結合力に相当)
は、次の(1)式で表わせる。
【００２７】 σr＝Ｋ・(Ｒa−Ｒ0)／Ｒ0…… ……(1) ここで、kは形状記憶合金のヤング率である。
【００２８】図１に戻り、ステップ４の処理により、管
継手１によるパイプ２の結合が終わったら、次に、この
管継手１を構成している形状記憶合金の外周表面に物理
的処理を施すことにより、この外周表面部分だけに塑性
変形が現われるようにし、これにより、図１に示した形
状記憶合金管継手によるパイプ(又は棒)の結合処理を終
わらせるのである。
継手１によるパイプ２の結合が終わったら、次に、この
管継手１を構成している形状記憶合金の外周表面に物理
的処理を施すことにより、この外周表面部分だけに塑性
変形が現われるようにし、これにより、図１に示した形
状記憶合金管継手によるパイプ(又は棒)の結合処理を終
わらせるのである。
【００２９】このときの物理的処理としては、外周表面
部分にだけ塑性変形が引き起こせるのならどのような処
理でも良いが、ショットピーニング加工処理やウォータ
ージェットピーニング加工処理を用いるのが一般的であ
る。
部分にだけ塑性変形が引き起こせるのならどのような処
理でも良いが、ショットピーニング加工処理やウォータ
ージェットピーニング加工処理を用いるのが一般的であ
る。
【００３０】ところで、従来技術による形状記憶合金管
継手によるパイプ(又は棒)の結合処理ならば、ステップ
４までの処理で終わりであるが、この図１の実施例で
は、ステップ５の処理が付加されており、これが本発明
の特徴である。そこで、この図１の実施例において、ス
テップ５の処理が設けてある理由について説明する。
継手によるパイプ(又は棒)の結合処理ならば、ステップ
４までの処理で終わりであるが、この図１の実施例で
は、ステップ５の処理が付加されており、これが本発明
の特徴である。そこで、この図１の実施例において、ス
テップ５の処理が設けてある理由について説明する。
【００３１】上記したように、管継手を用いたときの結
合力σrは、(1)式で示すようになっている。一方、この
とき、管継手の形状記憶合金に作用する引張応力をσt
とすれば、これも同様に、次の(2)式で表わせる。
合力σrは、(1)式で示すようになっている。一方、この
とき、管継手の形状記憶合金に作用する引張応力をσt
とすれば、これも同様に、次の(2)式で表わせる。
【００３２】 σt＝Ｋ・(Ｒa−Ｒ0)／Ｒ0…… ……(2) 従って、結合力、つまり応力σrを増加させると、管継
手の形状記憶合金に作用する引張応力σtも大きくな
る。
手の形状記憶合金に作用する引張応力σtも大きくな
る。
【００３３】一方、上記したように、金属材料に引張力
が作用すると劣化が加速され、特にＳＣＣに関しては、
劣化の発生頻度が高くなり、劣化の進展も速くなる。例
えば、ステンレス鋼のＳＣＣ進展速度(da／dt)は、次の
(3)式で表わされる。
が作用すると劣化が加速され、特にＳＣＣに関しては、
劣化の発生頻度が高くなり、劣化の進展も速くなる。例
えば、ステンレス鋼のＳＣＣ進展速度(da／dt)は、次の
(3)式で表わされる。
【００３４】 (da／dt)＝(ｎの3.6乗)・Ｋ4…… ……(3) ここで、ｎは材料に依存する数値、Ｋは応力拡大係数
で、引張応力に比例する量である。
で、引張応力に比例する量である。
【００３５】この(3)式から、ＳＣＣ進展速度が応力に
極めて敏感であることが判り、従って、引張応力を低減
させることができれば、材料の劣化の防止が可能にな
る。
極めて敏感であることが判り、従って、引張応力を低減
させることができれば、材料の劣化の防止が可能にな
る。
【００３６】しかしながら、引張応力を低減させること
は、(1)式、及び(2)式の関係からも明らかな通り、管継
手による結合力を低下させることになるから、不用意に
応力を低減することには問題がある。
は、(1)式、及び(2)式の関係からも明らかな通り、管継
手による結合力を低下させることになるから、不用意に
応力を低減することには問題がある。
【００３７】ここで応力が問題になる部分は、管継手を
構成している形状記憶合金の、特に環境雰囲気に接触し
ている表面部分だけであり、このことから、環境雰囲気
に接触する部分の応力のみ低減させることができれば、
形状記憶合金による応力の大部分を保持したままで管継
手としての機能を失うことなく、材料の劣化を防止する
ことができる。
構成している形状記憶合金の、特に環境雰囲気に接触し
ている表面部分だけであり、このことから、環境雰囲気
に接触する部分の応力のみ低減させることができれば、
形状記憶合金による応力の大部分を保持したままで管継
手としての機能を失うことなく、材料の劣化を防止する
ことができる。
【００３８】そこで、図１の本発明の実施例では、ステ
ップ５の処理を付加し、これにより形状記憶合金管継手
の表面部分でだけ塑性変形を生じさせ、この部分でだけ
応力が緩和されるようにしたのであり、この結果、本発
明の実施例によれば、形状記憶合金を用いて管継手を構
成したことによる利点を損なうことなく、充分に耐劣化
性、特に耐ＳＣＣ特性を持たせることができ、信頼性の
高い結合を得ることができる。
ップ５の処理を付加し、これにより形状記憶合金管継手
の表面部分でだけ塑性変形を生じさせ、この部分でだけ
応力が緩和されるようにしたのであり、この結果、本発
明の実施例によれば、形状記憶合金を用いて管継手を構
成したことによる利点を損なうことなく、充分に耐劣化
性、特に耐ＳＣＣ特性を持たせることができ、信頼性の
高い結合を得ることができる。
【００３９】ここで、図１の実施例のステップ５で、物
理的処理の例として用いられるピーニング加工について
説明すると、これには微小金属球を衝突させるショット
ピーニング法と、図３に示すように、所定のノズル３を
用い、これから高圧の水を噴射させて、形状記憶合金管
継手１の外周表面１ａに衝突させるようにしたウォータ
ージェットピーニング法とがある。なお、この図３で、
２ａはパイプ２の表面を表わす。
理的処理の例として用いられるピーニング加工について
説明すると、これには微小金属球を衝突させるショット
ピーニング法と、図３に示すように、所定のノズル３を
用い、これから高圧の水を噴射させて、形状記憶合金管
継手１の外周表面１ａに衝突させるようにしたウォータ
ージェットピーニング法とがある。なお、この図３で、
２ａはパイプ２の表面を表わす。
【００４０】このときの形状記憶合金管継手１における
応力の状態を示すと、図４のようになっており、ここ
で、横軸は、形状記憶合金管継手１の円筒部の表面(外
面)から半径方向に内面に向かう距離で、縦軸は、形状
記憶合金管継手１に発生している応力の大きさを表わし
ている。
応力の状態を示すと、図４のようになっており、ここ
で、横軸は、形状記憶合金管継手１の円筒部の表面(外
面)から半径方向に内面に向かう距離で、縦軸は、形状
記憶合金管継手１に発生している応力の大きさを表わし
ている。
【００４１】そして、図４(a)は、図１の処理におい
て、ステップ４の処理を終了した段階で形状記憶合金管
継手１に発生している応力を表わし、図４(b)は、ステ
ップ５の処理を終了した後での状態を表わしている。
て、ステップ４の処理を終了した段階で形状記憶合金管
継手１に発生している応力を表わし、図４(b)は、ステ
ップ５の処理を終了した後での状態を表わしている。
【００４２】この図４から明らかなように、本発明の実
施例によれば、管継手を構成している形状記憶合金の外
周表面から数μｍ以内の範囲にしか塑性変形をもたらさ
ないので、応力が緩和される範囲もこの領域に限られる
ことになり、従って、この実施例によれば、形状記憶合
金による収縮応力のほとんどはそのまま残されることに
なり、管継手に必要な結合力も含めて、形状記憶合金が
有する有利な機能を損なうことなく、充分に劣化を防止
することができる。
施例によれば、管継手を構成している形状記憶合金の外
周表面から数μｍ以内の範囲にしか塑性変形をもたらさ
ないので、応力が緩和される範囲もこの領域に限られる
ことになり、従って、この実施例によれば、形状記憶合
金による収縮応力のほとんどはそのまま残されることに
なり、管継手に必要な結合力も含めて、形状記憶合金が
有する有利な機能を損なうことなく、充分に劣化を防止
することができる。
【００４３】次に、本発明による形状記憶合金管継手を
用いた結合装置の実施例について説明する。この実施例
は、図示はしてないが、図１に示した本発明による結合
方法を実行するのに必要な幾つかの装置、すなわち、形
状記憶効果を発現させるための加熱装置と、形状記憶合
金の表面に作用する応力だけを緩和するためのピーニン
グ加工装置とを、管継手用いてパイプなどの結合を行な
う装置としてまとめたものであり、パイプなどに形状記
憶合金の管継手を配置したあと、この配置した部分に対
して順次、加熱処理とピーニング加工処理とを実行し、
管継手によるパイプなどの結合が得られるようにしたも
のである。
用いた結合装置の実施例について説明する。この実施例
は、図示はしてないが、図１に示した本発明による結合
方法を実行するのに必要な幾つかの装置、すなわち、形
状記憶効果を発現させるための加熱装置と、形状記憶合
金の表面に作用する応力だけを緩和するためのピーニン
グ加工装置とを、管継手用いてパイプなどの結合を行な
う装置としてまとめたものであり、パイプなどに形状記
憶合金の管継手を配置したあと、この配置した部分に対
して順次、加熱処理とピーニング加工処理とを実行し、
管継手によるパイプなどの結合が得られるようにしたも
のである。
【００４４】従って、この実施例の装置によれば、作業
員による結合操作がほとんど自動化できるので、作業員
にとってかなり厳しい環境のもとでの、或いは狭隘な場
所での結合作業を、より一層効率的に行なうことができ
る。
員による結合操作がほとんど自動化できるので、作業員
にとってかなり厳しい環境のもとでの、或いは狭隘な場
所での結合作業を、より一層効率的に行なうことができ
る。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、形状記憶合金に作用
し、その劣化を促進してしまう引張応力を、管継手特性
を損なうことなく緩和させることができるので、形状記
憶合金製造の管継手を、形状記憶合金の劣化を引き起こ
すような環境のもとでも充分に使用できるようになり、
この結果、形状記憶合金管継手の適用範囲を大幅に広げ
ることができる。
し、その劣化を促進してしまう引張応力を、管継手特性
を損なうことなく緩和させることができるので、形状記
憶合金製造の管継手を、形状記憶合金の劣化を引き起こ
すような環境のもとでも充分に使用できるようになり、
この結果、形状記憶合金管継手の適用範囲を大幅に広げ
ることができる。
【００４６】また、本発明によれば、形状回復量が大き
く、形状回復に対する信頼性に優れた形状記憶合金を用
いた管継手の使用が可能になるので、高い信頼性が要求
される配管設備でも容易に対応できるようになり、この
点でも、形状記憶合金管継手の適用範囲を大幅に広げる
ことができる。
く、形状回復に対する信頼性に優れた形状記憶合金を用
いた管継手の使用が可能になるので、高い信頼性が要求
される配管設備でも容易に対応できるようになり、この
点でも、形状記憶合金管継手の適用範囲を大幅に広げる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例による処理手順を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例による形状記憶合金管継手の
内径と形状記憶合金の温度との関係を示す説明図であ
る。
内径と形状記憶合金の温度との関係を示す説明図であ
る。
【図３】本発明における物理的処理の一実施例であるウ
ォータージェットピーニング加工の説明図である。
ォータージェットピーニング加工の説明図である。
【図４】本発明の一実施例における形状記憶合金の応力
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
１ 形状記憶合金管継手 ２ パイプ又は棒 ３ ウォータージェット装置 Ｒa 結合すべきパイプ又は棒の外径寸法 Ｒ0 形状記憶合金管継手１の元の内径寸法 Ｒ1 形状記憶合金管継手１の拡管後の内径寸法
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 豊 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (56)参考文献 特開 平６−246340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 39/04 F16B 7/04 F16L 13/14
Claims (6)
- 【請求項１】 形状記憶合金管継手を用いてパイプ又は
棒を結合する方法において、 形状記憶合金管継手による結合処理完了後、該形状記憶
合金管継手の表面に塑性変形が現われるようにするのに
必要な物理的処理が実行されるように構成したことを特
徴とする形状記憶合金管継手を用いた結合方法。 - 【請求項２】 請求項１の発明におて、上記物理的処理
が、ショットピーニング処理であることを特徴とする形
状記憶合金管継手を用いた結合方法。 - 【請求項３】 請求項１の発明におて、上記物理的処理
が、ウォータージェットピーニング処理であることを特
徴とする形状記憶合金管継手を用いた結合方法。 - 【請求項４】 形状記憶合金管継手を用いてパイプ又は
棒を結合する装置において、 パイプ又は棒の結合部分に嵌合させた形状記憶合金管継
手に形状記憶作用を発生させるための加熱手段と、 該加熱手段による結合処理完了後、該形状記憶合金管継
手の表面に塑性変形が現われるようにするのに必要な物
理的処理を施す表面加工手段とを備えていることを特徴
とする形状記憶合金管継手を用いた結合装置。 - 【請求項５】 請求項４の発明におて、上記表面加工手
段が、ショットピーニング加工手段であることを特徴と
する形状記憶合金管継手を用いた結合装置。 - 【請求項６】 請求項４の発明におて、上記表面加工手
段が、ウォータージェットピーニング加工手段であるこ
とを特徴とする形状記憶合金管継手を用いた結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11866695A JP3270292B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 形状記憶合金管継手を用いた結合方法及び結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11866695A JP3270292B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 形状記憶合金管継手を用いた結合方法及び結合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312845A JPH08312845A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3270292B2 true JP3270292B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=14742215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11866695A Expired - Fee Related JP3270292B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 形状記憶合金管継手を用いた結合方法及び結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270292B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6524889B2 (en) | 2000-08-23 | 2003-02-25 | Nec Corporation | Method of transcribing a wiring pattern from an original substrate to a substrate with closely matched thermal expansion coefficients between both substrates for dimensional control of the transcribed pattern |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP11866695A patent/JP3270292B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6524889B2 (en) | 2000-08-23 | 2003-02-25 | Nec Corporation | Method of transcribing a wiring pattern from an original substrate to a substrate with closely matched thermal expansion coefficients between both substrates for dimensional control of the transcribed pattern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08312845A (ja) | 1996-11-26 |
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