JP3395043B2 - 接合可能な形状記憶部材 - Google Patents
接合可能な形状記憶部材Info
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- JP3395043B2 JP3395043B2 JP32790693A JP32790693A JP3395043B2 JP 3395043 B2 JP3395043 B2 JP 3395043B2 JP 32790693 A JP32790693 A JP 32790693A JP 32790693 A JP32790693 A JP 32790693A JP 3395043 B2 JP3395043 B2 JP 3395043B2
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- alloy
- wire
- memory alloy
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，形状記憶合金に関し，
特に，メガネのフレーム等に用いられるＴｉＰｄ系形状
記憶合金及びＴｉＮｉ系形状記憶合金製部材と異種金属
との接合に関する。
特に，メガネのフレーム等に用いられるＴｉＰｄ系形状
記憶合金及びＴｉＮｉ系形状記憶合金製部材と異種金属
との接合に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，ＴｉＮｉ合金，ＣｕＺｎＡｌ合金
等の形状記憶合金は，マルテンサイト変態の逆変態に付
随して顕著な形状記憶効果を示すことがよく知られてい
る。また，この形状記憶合金は，逆変態の母相状態で
は，良好な超弾性を示すこともよく知られている。特
に，形状記憶合金の超弾性バネは，伸びひずみで７％程
度の可逆性があるため，ステンレス線，ピアノ線等と異
なり，コイル状とせずに，ワイヤーバネとして使用でき
る利点を持っている。この，ワイヤーバネ材は，カテー
テルガイドワイヤー・ブラジャーの芯金・コルセットの
芯金等に変形防止，保型性を改善することをメリットに
実用化されている。
等の形状記憶合金は，マルテンサイト変態の逆変態に付
随して顕著な形状記憶効果を示すことがよく知られてい
る。また，この形状記憶合金は，逆変態の母相状態で
は，良好な超弾性を示すこともよく知られている。特
に，形状記憶合金の超弾性バネは，伸びひずみで７％程
度の可逆性があるため，ステンレス線，ピアノ線等と異
なり，コイル状とせずに，ワイヤーバネとして使用でき
る利点を持っている。この，ワイヤーバネ材は，カテー
テルガイドワイヤー・ブラジャーの芯金・コルセットの
芯金等に変形防止，保型性を改善することをメリットに
実用化されている。
【０００３】ところで，形状記憶合金部材と他金属部材
を接合した応用の代表例として，メガネフレームがあ
る。これには装着時の変形をお湯に入れて元に戻す形状
記憶効果や，変形の起き難い超弾性効果を用いた部材，
特にＴｉＮｉ系合金部材が使われている。また，メガネ
フレームの構成部分のうちで，テンブル，ブリッジ，渡
りの各部位に，主にこのＴｉＮｉ系合金が使用されるて
いる。
を接合した応用の代表例として，メガネフレームがあ
る。これには装着時の変形をお湯に入れて元に戻す形状
記憶効果や，変形の起き難い超弾性効果を用いた部材，
特にＴｉＮｉ系合金部材が使われている。また，メガネ
フレームの構成部分のうちで，テンブル，ブリッジ，渡
りの各部位に，主にこのＴｉＮｉ系合金が使用されるて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，このＴ
ｉＮｉ系合金は接合性に欠ける難点がある。そのため，
例えば，ＴｉＮｉ合金製テンブルとステンレス製ヒンジ
を接合する場合，直接ロー付けが困難なため，合金表面
メッキ，端部へのステンレスパイプのキャップなどによ
って間接的にロー付けされていた。しかし，メッキによ
る方法はその密着性を十分確保できないため繰り返し使
用に耐えられないという問題を残していた。また，パイ
プのキャップ方法はキャップの肉厚分が他部よりも突出
するため，優れた外観を与えないという欠点を有してい
る。
ｉＮｉ系合金は接合性に欠ける難点がある。そのため，
例えば，ＴｉＮｉ合金製テンブルとステンレス製ヒンジ
を接合する場合，直接ロー付けが困難なため，合金表面
メッキ，端部へのステンレスパイプのキャップなどによ
って間接的にロー付けされていた。しかし，メッキによ
る方法はその密着性を十分確保できないため繰り返し使
用に耐えられないという問題を残していた。また，パイ
プのキャップ方法はキャップの肉厚分が他部よりも突出
するため，優れた外観を与えないという欠点を有してい
る。
【０００５】ところで，メガネフレーム以外に形状記憶
合金を駆動素子として使う場合，駆動部位と他部位との
連結は前記したものと同様な理由から，機械的かしめに
よって行われている。
合金を駆動素子として使う場合，駆動部位と他部位との
連結は前記したものと同様な理由から，機械的かしめに
よって行われている。
【０００６】そこで，本発明の技術的課題は，上記欠点
に鑑み，形状記憶合金の基本特性を維持し，外観上の突
出部のない他部材との接合可能な形状記憶部材を提供す
ることにある。
に鑑み，形状記憶合金の基本特性を維持し，外観上の突
出部のない他部材との接合可能な形状記憶部材を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，両端部
を有する棒状のＴｉＮｉ系形状記憶合金及びＴｉＰｄ系
形状記憶合金の少なくとも一方を備え，前記両端部の少
なくとも一方に他部材との接合が可能な異種金属が挿入
されていることを特徴とする接合可能な形状記憶部材が
得られる。
を有する棒状のＴｉＮｉ系形状記憶合金及びＴｉＰｄ系
形状記憶合金の少なくとも一方を備え，前記両端部の少
なくとも一方に他部材との接合が可能な異種金属が挿入
されていることを特徴とする接合可能な形状記憶部材が
得られる。
【０００８】本発明によれば，前記形状記憶合金部材に
おいて，前記形状記憶合金はチューブ形状を有すること
を特徴とする接合可能な形状記憶部材が得られる。
おいて，前記形状記憶合金はチューブ形状を有すること
を特徴とする接合可能な形状記憶部材が得られる。
【０００９】本発明によれば，前記いずれかの接合可能
な形状記憶合金部材において，前記形状記憶合金が常用
温度で超弾性を有することを特徴とする形状記憶部材が
得られる。
な形状記憶合金部材において，前記形状記憶合金が常用
温度で超弾性を有することを特徴とする形状記憶部材が
得られる。
【００１０】本発明によれば，前記いずれかの形状記憶
合金部材において，前記形状記憶合金は，前記異種金属
と前記他部材が直接接触できるように，前記異種金属を
露出する孔部が少なくとも一つ以上設けられていること
を特徴とする接合可能な形状記憶部材が得られる。
合金部材において，前記形状記憶合金は，前記異種金属
と前記他部材が直接接触できるように，前記異種金属を
露出する孔部が少なくとも一つ以上設けられていること
を特徴とする接合可能な形状記憶部材が得られる。
【００１１】
【実施例】以下，本発明の実施例について，図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１２】（実施例１）図１（ａ），（ｂ），及び
（ｃ）は本発明の実施例１に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図１を参照して，
実施例１に係る形状記憶部材の製造工程を説明する。高
周波真空溶解法によって得たＴｉ49Ｎｉ51合金を熱間加
工及び冷間加工によって径３．０ｍｍの線材とした。得
られた線材の端部に，図１（ａ）に示す如く端面孔２を
レーザー加工によって設け，その端面孔２にステンレス
線３を挿入した。その後，スエージングもしくは伸線加
工によって，図１（ｂ）に示すように直径１．２ｍｍの
複合線材とした。加工後のステンレス線３とＴｉＮｉ合
金線材１の肉比を測定した結果，挿入時の関係がほぼ保
たれていた。線材の端部を切断し，図１（ｃ）に示す形
状記憶部材４を得た。この形状記憶部材４と直径１．２
ｍｍステンレス線５とのＡｇろう６による接合性を調べ
るために，形状記憶部材４とステンレス線５とをＡｇろ
う６を介してろう付けのテストを行った。テストは，突
合せ界面にろう材６を挟めＡｒでシールしながら８００
℃の加熱した後，得られた線材を長さ方向に引っ張る引
っ張り試験により行われた。その試験結果を下表１に示
した。比較のために，ＴｉＮｉ合金線および非加工Ｔｉ
Ｎｉ合金線とステンレス線の接合材も引っ張り試験を行
いその結果も併せて下表１に示した。下表１から明らか
なように，本発明の実施例１に係る形状記憶部材（試料
２）は，比較例に係るＴｉＮｉ合金線（試料３）の２／
５以上の接合強度が得られた。
（ｃ）は本発明の実施例１に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図１を参照して，
実施例１に係る形状記憶部材の製造工程を説明する。高
周波真空溶解法によって得たＴｉ49Ｎｉ51合金を熱間加
工及び冷間加工によって径３．０ｍｍの線材とした。得
られた線材の端部に，図１（ａ）に示す如く端面孔２を
レーザー加工によって設け，その端面孔２にステンレス
線３を挿入した。その後，スエージングもしくは伸線加
工によって，図１（ｂ）に示すように直径１．２ｍｍの
複合線材とした。加工後のステンレス線３とＴｉＮｉ合
金線材１の肉比を測定した結果，挿入時の関係がほぼ保
たれていた。線材の端部を切断し，図１（ｃ）に示す形
状記憶部材４を得た。この形状記憶部材４と直径１．２
ｍｍステンレス線５とのＡｇろう６による接合性を調べ
るために，形状記憶部材４とステンレス線５とをＡｇろ
う６を介してろう付けのテストを行った。テストは，突
合せ界面にろう材６を挟めＡｒでシールしながら８００
℃の加熱した後，得られた線材を長さ方向に引っ張る引
っ張り試験により行われた。その試験結果を下表１に示
した。比較のために，ＴｉＮｉ合金線および非加工Ｔｉ
Ｎｉ合金線とステンレス線の接合材も引っ張り試験を行
いその結果も併せて下表１に示した。下表１から明らか
なように，本発明の実施例１に係る形状記憶部材（試料
２）は，比較例に係るＴｉＮｉ合金線（試料３）の２／
５以上の接合強度が得られた。
【００１３】（実施例２）図２（ａ），（ｂ），及び
（ｃ）は本発明の実施例２に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図２（ａ）を参照
して，実施例１で用いたものと同様の直径３．０ｍｍＴ
ｉＮｉ合金線材１の端部に側面孔７をレーザー加工で設
け，ステンレス線３をその側面孔７に挿入した。その
後，直径２．５ｍｍまでスエージングを行い，図２
（ｂ）で示すように，ステンレス線３が側面孔７を完全
に埋めた。図２（ｃ）で示すように，形状記憶部材８と
同線径のステンレス線９との接合を行った。方法は実施
例１と同様な条件で，Ａｇろう１０を介して，加熱し接
合した。得られた試料４の長さ方向の引っ張り試験結果
を下記表１に示した。また，比較のために，非加工Ｔｉ
Ｎｉ合金線とステンレス線との実施例２で示すような接
合試料（試料５）の試験の結果も併せて示した。下記表
１から明らかなように，比較例の接合試料５に比べ本発
明の実施例２に係る形状記憶部材（試料４）は，５倍以
上の接合強度を示した。
（ｃ）は本発明の実施例２に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図２（ａ）を参照
して，実施例１で用いたものと同様の直径３．０ｍｍＴ
ｉＮｉ合金線材１の端部に側面孔７をレーザー加工で設
け，ステンレス線３をその側面孔７に挿入した。その
後，直径２．５ｍｍまでスエージングを行い，図２
（ｂ）で示すように，ステンレス線３が側面孔７を完全
に埋めた。図２（ｃ）で示すように，形状記憶部材８と
同線径のステンレス線９との接合を行った。方法は実施
例１と同様な条件で，Ａｇろう１０を介して，加熱し接
合した。得られた試料４の長さ方向の引っ張り試験結果
を下記表１に示した。また，比較のために，非加工Ｔｉ
Ｎｉ合金線とステンレス線との実施例２で示すような接
合試料（試料５）の試験の結果も併せて示した。下記表
１から明らかなように，比較例の接合試料５に比べ本発
明の実施例２に係る形状記憶部材（試料４）は，５倍以
上の接合強度を示した。
【００１４】（実施例３）図３（ａ），（ｂ），及び
（ｃ）は本発明の実施例３に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図３（ａ）を参照
して，高周波真空溶解法によって得た，ＴｉＮｉ合金を
熱間加工及び冷間加工によって直径３．０ｍｍ，肉厚
０．２ｍｍのチューブ１１を得た。得られたチューブ１
１の端部の側面に側面孔１２を設け，モネル線（ＮｉＣ
ｕ主体合金）１３を挿入し，図３（ｂ）で示すようにス
エージングおよびプレスによって，縦１．５，横２．５
ｍｍの形状の形状記憶部材１４を得た。次に，図３
（ｃ）で示すように，実施例２と同様に洋白線（ＣｕＮ
ｉＺｎ系合金）１６とのＡｇろう１５を介しての接合を
行った試料６を得，長さ方向での接合強度を求めた。比
較のために，非加工ＴｉＮｉ合金線と洋白線との接合試
料７の試験も同様な条件で行なった。その結果，本発明
の実施例３に係る形状記憶部材（試料６），比較例の接
合試料（試料７）に比べ５倍以上の接合強度を示した。
（ｃ）は本発明の実施例３に係る形状記憶部材の製造工
程と試験方法とを順に示す図である。図３（ａ）を参照
して，高周波真空溶解法によって得た，ＴｉＮｉ合金を
熱間加工及び冷間加工によって直径３．０ｍｍ，肉厚
０．２ｍｍのチューブ１１を得た。得られたチューブ１
１の端部の側面に側面孔１２を設け，モネル線（ＮｉＣ
ｕ主体合金）１３を挿入し，図３（ｂ）で示すようにス
エージングおよびプレスによって，縦１．５，横２．５
ｍｍの形状の形状記憶部材１４を得た。次に，図３
（ｃ）で示すように，実施例２と同様に洋白線（ＣｕＮ
ｉＺｎ系合金）１６とのＡｇろう１５を介しての接合を
行った試料６を得，長さ方向での接合強度を求めた。比
較のために，非加工ＴｉＮｉ合金線と洋白線との接合試
料７の試験も同様な条件で行なった。その結果，本発明
の実施例３に係る形状記憶部材（試料６），比較例の接
合試料（試料７）に比べ５倍以上の接合強度を示した。
【００１５】また，端部に孔を設けないチューブの接合
試料（試料８）の実施例１と同様な条件での接合結果を
下記表１に示したが，本発明の実施例に係る形状記憶部
材は，比較例（試料９）に比べ６倍の接合強度を得た。
試料（試料８）の実施例１と同様な条件での接合結果を
下記表１に示したが，本発明の実施例に係る形状記憶部
材は，比較例（試料９）に比べ６倍の接合強度を得た。
【００１６】
【表１】
【００１７】（実施例４）実施例１，２，及び３の各接
合試料を４００℃１５分の熱処理を行い各々の超弾性特
性を引っ張り試験によって調べた。得られた結果は何れ
も少なくとも２０〜４０℃の範囲で超弾性を示した。
合試料を４００℃１５分の熱処理を行い各々の超弾性特
性を引っ張り試験によって調べた。得られた結果は何れ
も少なくとも２０〜４０℃の範囲で超弾性を示した。
【００１８】（実施例５）アルゴンアーク溶解法によっ
て得た，ＴｉＰｄ合金を熱間・冷間加工によって直径
３．０ｍｍ，肉厚０．２ｍｍのチューブとした。得られ
たチューブの端部に図３（ａ）に示す如くその側面に側
面孔１２を設け，ステンレス線を挿入し，スエージング
によって直径２．５ｍｍとした。ステンレス線との接合
は，図２（ｃ）で示す如くに行い，これまでの例同様に
その接合強度を求めたが，ＴｉＮｉ合金の場合と同様で
あった。
て得た，ＴｉＰｄ合金を熱間・冷間加工によって直径
３．０ｍｍ，肉厚０．２ｍｍのチューブとした。得られ
たチューブの端部に図３（ａ）に示す如くその側面に側
面孔１２を設け，ステンレス線を挿入し，スエージング
によって直径２．５ｍｍとした。ステンレス線との接合
は，図２（ｃ）で示す如くに行い，これまでの例同様に
その接合強度を求めたが，ＴｉＮｉ合金の場合と同様で
あった。
【００１９】以上述べた本発明の実施例では，ＴｉＮｉ
合金およびＴｉＰｄ合金の一例を示したが，本発明はＴ
ｉＮｉ合金の実用組成Ｎｉ：４８−５２ａｔ％（残Ｔ
ｉ）が全て適用され，更に，Ｆｅ・Ｃｒ・Ｖ等第３元素
を添加したＴｉＮｉＸ合金，およびＴｉＰｄ合金のＰ
ｄ：４０−６０ａｔ％（残Ｔｉ）が全て適用され，更
に，Ｆｅ・Ｃｒ・Ｖ・Ｎｉ等第３元素を添加したＴｉＰ
ｄＸ合金に適用可能である。また，接合方法は実施例の
ろう付けのみならず半田付け，レーザー，及び電子ビー
ムなどの方法によってもよいことは明らかである。
合金およびＴｉＰｄ合金の一例を示したが，本発明はＴ
ｉＮｉ合金の実用組成Ｎｉ：４８−５２ａｔ％（残Ｔ
ｉ）が全て適用され，更に，Ｆｅ・Ｃｒ・Ｖ等第３元素
を添加したＴｉＮｉＸ合金，およびＴｉＰｄ合金のＰ
ｄ：４０−６０ａｔ％（残Ｔｉ）が全て適用され，更
に，Ｆｅ・Ｃｒ・Ｖ・Ｎｉ等第３元素を添加したＴｉＰ
ｄＸ合金に適用可能である。また，接合方法は実施例の
ろう付けのみならず半田付け，レーザー，及び電子ビー
ムなどの方法によってもよいことは明らかである。
【００２０】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明の形状記
憶部材は，形状記憶合金の基本特性を維持し，外観上の
突出部のない他部材との接合ができ，メガネフレーム，
ガイドワイヤー，アクチュエータバネなど形状記憶合金
と他金属の接合を用する商品に適用可能である。
憶部材は，形状記憶合金の基本特性を維持し，外観上の
突出部のない他部材との接合ができ，メガネフレーム，
ガイドワイヤー，アクチュエータバネなど形状記憶合金
と他金属の接合を用する商品に適用可能である。
【図１】（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は，本発明の実施
例１に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
例１に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は，本発明の実施
例２に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
例２に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は，本発明の実施
例３に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
例３に係る形状記憶部材の製造工程と接合方法とを順に
示す図である。
１ ＴｉＮｉ形状記憶合金線
２ 端面孔
３，５ ステンレス線
４，８，１４ 形状記憶部材
６，１０，１５ 銀ろう
７ 側面孔
１１ ＴｉＮｉ形状記憶合金チューブ
１３ モネル線
１６ 洋白線
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 1/00 - 1/19
Claims (4)
- 【請求項１】 両端部を有する棒状のＴｉＮｉ系形状記
憶合金及びＴｉＰｄ系形状記憶合金の少なくとも一方を
備え，前記両端部の少なくとも一方に他部材との接合が
可能な異種金属が挿入されていることを特徴とする接合
可能な形状記憶部材。 - 【請求項２】 請求項１記載の形状記憶合金部材におい
て，前記形状記憶合金はチューブ形状を有することを特
徴とする接合可能な形状記憶部材。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の接合可能な形状記
憶合金部材において，前記形状記憶合金が常用温度で超
弾性を有することを特徴とする形状記憶部材。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のうちのいずれか記載の
形状記憶合金部材において，前記形状記憶合金は，前記
異種金属と前記他部材が直接接触できるように，前記異
種金属を露出する孔部が少なくとも一つ以上設けられて
いることを特徴とする接合可能な形状記憶部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32790693A JP3395043B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 接合可能な形状記憶部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32790693A JP3395043B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 接合可能な形状記憶部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178539A JPH07178539A (ja) | 1995-07-18 |
| JP3395043B2 true JP3395043B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=18204317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32790693A Expired - Lifetime JP3395043B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 接合可能な形状記憶部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395043B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7706891B2 (en) * | 2007-03-21 | 2010-04-27 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Catheter employing shape memory alloy shaping wire or pull wire and method of its manufacture |
| CN109465532B (zh) * | 2018-11-22 | 2020-09-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种NiTi形状记忆合金与不锈钢电子束焊接方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32790693A patent/JP3395043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07178539A (ja) | 1995-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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