JPH0313551A - 二方向形状記憶コイルばねの製造方法 - Google Patents

二方向形状記憶コイルばねの製造方法

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JPH0313551A
JPH0313551A JP14577089A JP14577089A JPH0313551A JP H0313551 A JPH0313551 A JP H0313551A JP 14577089 A JP14577089 A JP 14577089A JP 14577089 A JP14577089 A JP 14577089A JP H0313551 A JPH0313551 A JP H0313551A
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宏 堀川
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和男 松原
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、形状記憶合金からなり、自発形状変化量の大
きい二方向形状記憶コイルばねが得られる製造方法に関
するものである。
〔従来の技術とその課題〕
形状記憶合金は産業分野に広く用いられており、その材
料形状は多種にわたるが、形状回復の際の変化量を大き
くできる形状という観点から効果的なコイルばねとして
一般に利用されている。
このコイルばねは、第10図に示すように通常高温相で
ある母相の形状のみを記憶する一方向形状記憶のコイル
ばね(1)とバイアスばね(2)とを組合せて用いるも
のであるが、バイアスばねを必要とするため材料コスト
の点や、アクチュエーター等の設計において、その寸法
を小型化できないなどの難点がある。
そこで高温相に加え、低温相であるマルテンサイト相の
形状も記憶する二方向形状記憶を利用したコイルばねが
開発され、上記の問題を解決する試みがなされた。この
二方向形状記憶コイルばねは、温度の上下に対して可逆
的に繰り返し変形動作するものであり、第11図に示す
ように(a)の低温において伸びているものが■)の高
温において縮み、また(C)の低温において伸び、(→
の高温において縮む形状を可逆的に繰り返すものである
。また上記とは逆に低温で縮んでいるものが高温で伸び
、低温で縮み、さらに高温で伸びる形状を可逆的に操り
返すものもある。
これらの二方向形状記憶は、強度に変形したり拘束状態
で熱処理を行なうと現れることが知られている。
しかしながらこのような方法では、二方向形状記憶コイ
ルばねの高温側と低温側の両方の形状を正確に記憶させ
ることおよび発生力や温度ヒステリシスの制御が困難で
あり、またコイルばねの場合、強加工を施すことが難し
く、高温側と低温側の形状の差である自発形状変化量が
小さいために適用範囲が狭く、産業上用いられることが
少なかった。特に高温で伸び、低温で縮む二方向形状記
憶効果の自発形状変化量が小さく問題とされていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は上記の問題について検討の結果、比較的簡単な
方法により形状記憶コイルばねに自発形状変量が大きく
、かつ記憶特性の優れた二方向形状記憶コイルばねが得
られる製造方法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、形
状記憶合金線をコイルばねに成形し、形状記憶熱処理を
行なった後、該コイルばねを軸方向に逆転する方向に巻
替え、次いで該コイルばねにトレーニングを施して、高
温で縮み低温で伸びる二方向のばね性を付与することを
特徴とする二方向形状記憶コイルばねの製造方法であり
、また形状記憶合金線をコイルばねに成形し、形状記憶
熱処理を行なった後、該コイルばねを軸方向に逆転する
方向に巻替え、次いで該コイルばねにトレーニングを施
した後、さらに該コイルばねを軸方向に逆転する方向に
再巻替えを行ない、高温で伸び低温で縮む二方向のばね
性を付与することを特徴とする二方向形状記憶コイルば
ねの製造方法である。
すなわち本発明は、第1図に製造工程の概略を示すよう
に、先ずN1−T’i合金などの形状記憶合金線からな
るコイルばね(1)を図(a)に示すように例えば伸び
た状態にして所定の形状記憶熱処理を行なった後、この
コイルばねを図(b)に示すように軸方向に対して逆転
する方向に巻替えを行な・って歪を与えるものである。
この巻替えを詳しく説明すると、第2図に示すように伸
びた状態のコイルばね(1)をそのまま心棒(3)に通
し、その一端を固定端子(4)により固定し、別の一端
を心棒(3′)の固定端子(4′)に固定し、心棒(3
′)を矢印方向に回転して心棒(3)のコイルばね(1
)を心棒(3′)に密着状態のコイルばね(1′)に巻
替えを行なうものである。この際コイルばね(1)は、
第3図(a)に示すように最初のコイルばねが布巻であ
れば、巻替えにより(b)図のように左巻となり、コイ
ルの巻き畳み順序は(81図の■の左端に位置するもの
が巻替えにより(b)図の■のように右端に位置するよ
うにそれぞれ逆転する。上記の巻き畳み順序を逆転させ
る巻替えを行なうことにより、コイルばねに与えた剪断
歪量は、第4図に示すように巻替え前のコイルばね(1
)の自由長(ε、)と巻替え後のコイルばね(1′)の
自由長(εI)とをプラスした大きい剪断歪量をコイル
ばねに加えたことになる。この結果、高温で元の記憶形
状に戻ろうとするので密着力の強い密着ばねが得られる
ものである。
さて、上記のように密着状態に巻替えたコイルばねは、
この後第1図(C)に示すように引張り加工を行なって
一定の形状に固定したまま加熱、冷却を繰返すトレーニ
ングを施すものである。この様子を詳しく説明すると第
5図に示すように心棒(3)にコイルばね(1)を巻付
は一端を固定端子(4)により固定してコイルばねの別
の一端を矢印方向に引張って一定の形状に固定したコイ
ルばねに加熱、冷却を繰り返すトレーニングを施すもの
である。このトレーニングの条件は、後述する実施例よ
り明らかなように低温で形状記憶合金のMf点(マルテ
ンサイト変態終了温度)以下、高温でAn点(マルテン
サイト逆変態終了温度)以上の温度で加熱、冷却の繰返
しが5〜100サイクルの範囲で行なうことが望ましく
、この温度およびサイクル未満では自発形状変化歪量の
改善は望めず、またこの温度およびサイクルを越えても
自発形状変化歪量は飽和する。因みにNi50.3at
%、Ti49.7at%のA1点は51°C,Mf点は
24.5°Cである。
以上の工程を経て製造されたコイルばねは、第1図(ハ
)および(e)に示すように高温で縮み、低温で伸びる
二方向の可逆的な動作を自発形状変化歪量が1%程度と
極めて大きい範囲で繰返すことが可能である。
また上記のコイルばねは、低温と高温の繰返しサイクル
においても、低温と高温の形状を正確に記憶しているこ
とが確認されている。
なお上記のトレーニングを適宜付与することにより自発
形状変化歪量を種々の値に設定したコイルばねが得られ
る。
次に上記の高温で縮むように成形された第1図(f)の
ようなコイルばねを(6)に示すように密着するように
再度巻替えを行なうことにより、(ロ)、(i)に示す
ように高温で伸び低温で縮むコイルばねが得られる。す
なわち第6図に示すように伸びた状態のコイルばね(1
)を心棒(3)に通して一端を固定端子(4)により固
定し、別の一端を心棒(3′)の固定端子(4′)に固
定し心棒(3′)を矢印方向に回転して心棒(3)のコ
イルばね(1)を心棒(3′)に密着状態にしたコイル
ばね(1′)に巻替えを行なうものである。この際のコ
イルばねは巻き畳み順序が前記の第3図に示したような
逆転したコイルばねが得られる。
このようにして得られた高温で伸び、低温で縮む二方向
ばねも、高温および低温においてそれぞれ正確な形状を
記憶させることができる。
しかして本発明において用いられる形状記憶合金線は、
N1−TiおよびNi−Ti系合金、或いはCu−Zn
−Aj!、Cu−Zn−Au、Cu−An−Niなどの
Cu系合金、その他公知の形状記憶合金が適用できる。
このうち耐食性などの点からNi−TiおよびNi−T
i合金系の線が特に好ましい。
またコイルばねと同様な形状、機能を有する各種のばね
にも適用が可能であり、線の形状も丸線、角線、異形線
など種々のものが適用できる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例1 Niが50.3at%、Tiが49.7at%の組成の
Ni−Ti合金線をD/d−9、ピッチ間隔1■、n=
8として、第1図(a)に示す形状に成形した後、この
形状で450°Cに1時間保持して形状記憶熱処理を行
なった。これを第1図(ロ)および第2図に示すように
コイルばね(1)を心棒(3)に固定し、矢印方向に回
転させた同径の心棒(3′)にコイルばね(1′)を巻
替え、前記の第3図に示すように巻畳み順序が逆転する
ような密着コイルばねを作製した。
次いでこのコイルばねを第1図(C)および詳しくは第
5図に示すように、密着ばねのばね径を保ちながらコイ
ルばねを引張りこの形状に固定したままトレーニングを
施して第1図(ハ)および(8)に示す高温で縮み、低
温で伸びるコイルばねを作製した。
次にコイルばねに4.7%の剪断歪を与えたまま、95
℃、20℃の熱サイクルトレーニングを施したときの繰
返しサイクル数と自発形状変化歪量の関係を第7図に示
す、この図からサイクル数5付近より自発形状変化歪量
が増加し、40付近より飽和することが判る。したがっ
てサイクルとしては5〜100の範囲であれば、自発形
状変化歪量の大きいものが得られることが明らかである
次に上記の50サイクルのトレーニングを行なった後の
コイルばねの95℃と20°Cにおける自然長変化を測
定した。この結果を第8図に示す。
この図から本発明によるものは高温と低温のばね長さの
変化量すなわち自発形状変化歪量が極めて大きく、しか
も、高温と低温の繰返しサイクルにおいてもその形状を
正確に記憶していることが認められる。なお従来のもの
ばばね長さの変化量が小さい。
実施例2 実施例1において作製した第1図(f)に示すコイルば
ねを再度逆転巻替えを行なって(局のような密着ばねを
作製した。このコイルばねは(ハ)および(i)に示す
ような高温で伸び、低温で縮むものである。
すなわち第6図に示すように伸びた状態のコイルばね(
1)を心棒(3)を通して固定端子(4)によりその−
端を固定し、別の一端を心棒(3′)の固定端子(4′
)に固定し、心棒(3′)を矢印方向に回転して心棒(
3)のコイルばね(1)を心棒(3′)に密着状態にし
たコイルばね(1′)を作製した。このコイルばねの9
5°Cと20°Cの自然長変化を測定した結果を第9図
に示す。図から明らかなように本発明によるコイルばね
は、ばね長さの変化量が従来のものに比べ著しく大きい
ことが判る。また高温と低温の繰返しサイクルにおいて
も、その形状を正確に記憶していることが確認された。
〔効果〕
以上に説明したように本発明によれば比較的簡単な方法
により自然形状変化歪量が大きく、かつ高温と低温の繰
返しサイクルにおける形状を正確に記憶した二方向形状
記憶コイルばねが得られるもので工業上顕著な効果を奏
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る二方向形状記憶コイル
ばねの製造工程を示す概略図、第2図は本発明の製造工
程中のコイルばねの巻替え工程を示す側面図、第3図は
第2図の巻替え工程によるコイルばねの巻き畳み順序を
示す概略図、第4図はコイルばね巻替えによる剪断歪量
を表す説明図、第5図は本発明の製造工程中のコイルば
ね引張り加工方法を示す側面図、第6図は本発明の製造
工程中のコイルばね再巻替え方法を示す側面図、第7図
は本発明の製造方法によるコイルばねの加熱、冷却サイ
クル数と自発形状変化歪量の関係を示す線図、第8図お
よび第9図は本発明の製造方法によるコイルばねの温度
サイクルとばね長さとの関係を示す線図、第10図は従
来のバイアスばねを用いた一方向形状記憶コイルばねの
利用例を示す図、第11図は二方向形状記憶コイルばね
の動作を説明する図である。 ■、1′・・・コイルばね、  2・・・バイアスばね
、3.3′・・・心棒、 4,4′・・・固定端子。 形状記憶熱処理 逆転巻習え 1コイルばね

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)形状記憶合金線をコイルばねに成形し、形状記憶
    熱処理を行なった後、該コイルばねを軸方向に逆転する
    方向に巻替え、次いで該コイルばねにトレーニングを施
    して、高温で縮み低温で伸びる二方向のばね性を付与す
    ることを特徴とする二方向形状記憶コイルばねの製造方
    法。
  2. (2)形状記憶合金線をコイルばねに成形し、形状記憶
    熱処理を行なった後、該コイルばねを軸方向に逆転する
    方向に巻替え、次いで該コイルばねにトレーニングを施
    した後、さらに該コイルばねを軸方向に逆転する方向に
    再巻替えを行ない、高温で伸び低温で縮む二方向のばね
    性を付与することを特徴とする二方向形状記憶コイルば
    ねの製造方法。
  3. (3)トレーニングは低温でMf点(マルテンサイト変
    態終了温度)以下、高温でAf点(マルテンサイト逆変
    態終了温度以上の温度で、加熱、冷却の繰返しが5〜1
    00サイクルの範囲で行なうことを特徴とする請求項1
    または2記載の二方向形状記憶コイルばねの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106238631A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 永嘉县三和弹簧有限公司 一种螺旋式碟形弹簧及工艺
WO2020212963A1 (ja) * 2019-04-17 2020-10-22 安井湘三 太陽追尾機能付き架台及び太陽光発電機
JP2020176505A (ja) * 2019-08-01 2020-10-29 湘三 安井 太陽追尾装置
CN115821733A (zh) * 2022-11-17 2023-03-21 四川九州城轨环境科技有限公司 一种减隔震桥梁支座

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106238631A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 永嘉县三和弹簧有限公司 一种螺旋式碟形弹簧及工艺
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JP2020176505A (ja) * 2019-08-01 2020-10-29 湘三 安井 太陽追尾装置
CN115821733A (zh) * 2022-11-17 2023-03-21 四川九州城轨环境科技有限公司 一种减隔震桥梁支座
CN115821733B (zh) * 2022-11-17 2023-10-20 四川九州城轨环境科技有限公司 一种减隔震桥梁支座

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