JPH0115724B2

JPH0115724B2 -

Info

Publication number: JPH0115724B2
Application number: JP58124055A
Authority: JP
Inventors: Riito Maachin Chaaruzu
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1989-03-20
Also published as: JPH0135211B2; JPS5993242A; JPS5993241A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はメモリー金属を利用する管閉塞用器具
に関する。熱回復可能物品、すなわち最初の熱安定性の形
態から第２の熱不安定性形態へ変形されておりか
つ熱だけを適用することによつて上記の最初の形
態に向つてもどるかまたは回復しうる物品は種々
の分野で数多くの用途を有している。このような
物品は典型的には重合体物質、特に架橋ポリマー
から造られかつ、たとえば米国特許第2027962号
（Currie）および3086242号（Cook他）の各明細
書に記載されている。最近、このような物品が「メモリー金属」また
は「メモリー合金」としばしば呼ばれる或る種の
金属からつくりうることが発見された。これらの
金属は或る転移温度、多くの場合マルテンサイト
状態とオーステナイト状態との間にある転移温度
を通過させた場合に強度および形態特性の変化を
示す。またこれらの金属から作られた物品は、低
温形のマルテンサイト状態にある間に変形させる
ことによつて熱回復可能な物品の製造に使用でき
る。その物品の変形された形態は、転移温度より
も上に温められてオーステナイト状態になつて元
来の形態へ回復するまで維持される。この材料を
熱不安定性形態に置くために使用される変形は通
常熱回復性可塑性変形と呼ばれ、或る場合には転
移温度よりも上でその物品に歪みを導入すること
によつて与えることができ、その場合その物品は
転移温度を通して冷却する際に変形された形態を
とるものである。その転移温度は一つの温度範囲
であつてもよく、かつ通常はヒステリシスが起き
るのでその転移が生じる正確な温度は温度が上昇
しつつあるか下降しつつあるかに依ると理解され
る。さらに、その転移温度はその材料に加えられ
た歪力、歪力の増加にしたがつて上昇する温度
等々の変数の函数である。このようなメモリー金属の中で特筆すべきもの
としては、たとえば米国特許第3174851号、
3351463号、3753700号、3759552号各明細書、英
国特許第1327441号および1327442号各明細書なら
びにNASA発行SP5110、「55−Nitinol−メモリ
ー合金、等」（米国政府印刷局、ワシントンD.
C.1972年）に記載されているチタニウムおよびニ
ツケルの種種の合金があるが、それらの記載内容
は本明細書において参照するものとする。しかし
ながら、熱回復可能の性質はこのようなチタニウ
ム−ニツケル合金にのみ限定されるものではな
い。したがつて、たとえば種々のベーター真鍮合
金がこの性質を示す。たとえばN.Nakanski達の
Scripta Metallurgica5、433〜440ページ
（Pergamon Press1971）に示されている。この
ような物質はそれらの転移温度を低温系へ低める
ために公知技術によつてドープを行うことができ
る。同様に、E.Enami達によつて同上文献の663
〜68ページに、このような性質を有するものとし
て304ステンレススチールが示されている。これ
らの記載内容も同様に本明細書において参照す
る。英国特許明細書1327441号および1327442号は、
この熱回復可能の性質を、宇宙飛行用水圧系統お
よびその他の導管系といつたような円筒状の基体
を結合するために有用な単一構造の収縮性部材
（すなわち、熱回復の力がそのなかで放射状に内
部へ向けられている管状物品）を製作するために
どのように利用するかを記載している。このよう
な熱回復可能な継手の製作において、その継手は
たとえば液体窒素中へ浸漬することによつてそれ
らの転移温度よりも低く冷却し、かつ継手の元来
の内径よりも大きな寸法となるように外側へテー
パーの付いたマンドレルを継手に押しつけること
によつて継手が直径方向に拡大される。この種の単一構造の熱回復可能金属継手におい
ては、その継手の内表面は直径方向の拡大に先立
つて機械加工され継手が後で基体の回りで熱回復
して基体の表面に「食込む」かさもなければその
表面を変形させる歯が与えられる。これによつて
得られた物品の引張り応力に対する抵抗性が向上
されかつ特別の場合には継手と基体との間の境界
面の気密が達成される（本明細書で用いられる
「気密」という用語は、管継目で見られるように
継手と基体との境界面で、窒素で211Kg／cm²
（3000psig）に加圧された物品が水中に浸漬され
たときに５分間にわたつて１分間当り１個よりも
多くの気泡を通さないという能力を意味してい
る）。単一構造の熱回復可能金属継手の内表面にこの
ような歯を用意することから多くの問題点が生じ
る。先ず第一に、この歯はマンドレルでの拡大中
に強大な局部的圧力にもたらされ、その結果歯は
次の状態を惹き起す欠点がしばしば生じる。すな
わち(イ)その継手に気密継目を形成させる能力を損
なうこと。(ロ)その継目の引張り強度を減少するこ
と。(ハ)その継目が対抗しうる圧力量を低くするこ
と。第二に、熱回復性を持ちやすい多くの金属材
料は機械加工が困難なことである。従来使用されている継手が単一構造であるとこ
ろから他の問題点も生じる。その一つとして、こ
のような継手は温かい基体上に置かれた場合には
回復が早過ぎ、その場合には継手を基体上の正当
な位置に置く前に回復が生じることを防ぐために
特別な冷却具を使用することが必要である。さら
に、その使用に先立つてマンドレルによる拡大を
助けるために用いられた継手内表面上に附着した
すべての潤滑剤が除去されていることを確認する
ために厳しい品質管理が必要である。最後に、熱
回復性を持ちやすい材料の範囲をいくらか限定す
ることによつて、或る場合には、機械的、化学的
および電気的な観点から継手と基体材料との間の
最適な組合せが防げられることがある。たとえ
ば、腐食性との兼合い、熱膨張性、クリープ抵
抗、密封性、弾性モジユラスの適合性および高温
強度等の観点から防げられることがある。本発明はメモリー金属でつくられた熱膨張性の
部材、および上記の熱膨張性部材の外側に位置す
るスリーブ部材から構成され、スリーブ部材がそ
の材料がその器具と基体との間のしつかりした閉
塞の形成のみを助長するような形態を有しおよ
び／またはそのような材料でできている管閉塞用
器具を提供する。摩耗し易い金属は相互に摩損してもよく、また
硬度、表面特性および化学的性質という点で類似
の他の金属を摩損してもよい。特定の摩損し易い
金属にはチタン、アルミニウム、マグネシウムお
よびジルコニウムが含まれ、かつ本発明のスリー
ブ部材はこのような金属からつくることができ
る。好ましいスリーブ部材は商業的に純粋なチタ
ン、たとえばチタニウム50Aからつくられる。好
適なチタン合金の一つはTi−3Al−2.5Vと名付け
られるものであつてチタン−アルミニウム−バナ
ジウム合金である。好ましいアルミニウムスリー
ブ部材は6061アルミニウムシリーズ、好ましくは
6061T6アルミニウムから作られる。それらの合
金は約１％マグネシウム、0.6％珪素、0.25％銅
および0.25％クロム、ならびに残余のアルミニウ
ムから成つている。スリーブ部材に対するその他
の好適な材料には商業的に純粋なジルコニウム、
ジルカロイ２（約1.5％すず、0.12％鉄、0.1％クロ
ム、0.005％ニツケル、および残余のジルコニウ
ムを含有する）がありこれはオレゴン州Albany
のZirconium Tech.Corp.から入手される合金で
ある。またたとえばDow Chemical Corp.から入
手されるマグネシウム合金もあげられ、それらは
AZ31B−Ｆ（約2.5−3.5％アルミニウム、0.7−1.3
％亜鉛、最低0.2％マンガン、および残余のマグ
ネシウムを含む）およびZK60A−T5（約4.8−6.2
％亜鉛、0.45％ジルコニウム、および残余のマグ
ネシウムを含む）と名付けられている。本発明のその器具は、内部からまたは外部から
の孔の閉塞のために、かつ一つの閉じた端と一つ
の開いた端を有するキヤツプタイプ構造の手段に
よるかまたは外へ向かつて拡がつている固体の栓
の手段によつて管状導管の端を閉塞するために、
およびリベツトとして使用されうる。本発明にし
たがつてリベツトを造る好適な方法の一つは普通
のリベツトの柄を中空にくり抜きかつその中に加
熱に当つて膨張しうる駆動体を入れる手段であ
る。このような応用面においては、少なくともそ
のリベツトの柄は摩損し易い金属から造られるこ
とが望ましいであろう。次に、本発明を添付の図面により詳述する。熱回復性駆動体即ち熱膨張性部材を他の部材の
内部に位置させて、駆動体の膨張回復により他の
部材を内方向より外方向に押しやることが出来
る。膨張回復の可能な駆動体は所望の熱安定直径の
非中空棒を当業者に周知の方法によりマルテンサ
イト状態を保持しながら所望の熱回復性直径に引
抜くことにより便宜的に得られる。オーステナイ
ト状態で存在する温度に加熱すると、棒は直径が
膨張してながさが収縮する。本発明はこのような応用の１例は断面が第１ａ
図に示されるようなリベツトである。リベツト８
６は熱回復性駆動体部材８９のための管状部分８
８を形成する中空ステム８７を有する。好ましく
は、ステムの中空部分は開口部の直径よりキヤツ
プ端の直径が大きく、開口部の直径は駆動体が容
易に挿入されるような大きさである。第１ｂ図は
熱回復後の第１ａ図のリベツトの断面図である。
この種のリベツトは盲リベツトを用いる用途で特
に有用である。本発明の実施の態様を示すと、次の通りであ
る。 (1) スリーブ部材の少なくとも一つの主表面に、
装置と管内壁との間に確実な密封を行わせるた
めの手段が与えられている特許請求の範囲に記
載の器具。 (2) スリーブ部材に、二つの相対する主表面上に
確実な密封を行わせるための手段が与えられて
いる前記第１項に記載の器具。 (3) 手段が主表面上の少なくとも一つの歯からな
る前記第１項に記載の器具。 (4) 歯が、スリーブの長手方向の軸の周りにまわ
るように形成されている前記第３項に記載の器
具。 (5) スリーブ部材に、その中間点の各側に複数の
歯がつけられている前記第４項に記載の器具。 (6) スリーブ部材が摩損し易い材料から形成され
ている前記第１項に記載の器具。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明によるリベツト形の熱膨張性
装置の断面図、第１ｂ図は回復後の第１ａ図リベ
ツトの断面図、８６……リベツト、８７……ステム、８９……
熱回復性駆動体部材即ち熱膨張性部材。

Claims

【特許請求の範囲】

１メモリー金属からつくられた熱膨張性部材
と、この熱膨張性部材の外側に位置するスリーブ
部材とからなる管閉塞用器具であつて、しかもス
リーブ部材は上記熱膨張性部材と接触している
か、又は熱膨張性部材が膨張した時熱膨張性部材
と接触するように配置されており、熱膨張性部材
とスリーブ部材の少なくとも一方が閉じた端を有
し、上記熱膨張性部材が膨張したとき、上記スリ
ーブ部材が管の内壁に接合して管を閉塞するよう
になつており、しかも一本の管の端部を閉じるた
めだけの形状を有することを特徴とする管閉塞用
器具。