JPH0382728A - アクチュエータ用Ｔｉ―Ｎｉ形状記憶合金からなる物品とその製造方法 - Google Patents
アクチュエータ用Ｔｉ―Ｎｉ形状記憶合金からなる物品とその製造方法Info
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- JPH0382728A JPH0382728A JP21610089A JP21610089A JPH0382728A JP H0382728 A JPH0382728 A JP H0382728A JP 21610089 A JP21610089 A JP 21610089A JP 21610089 A JP21610089 A JP 21610089A JP H0382728 A JPH0382728 A JP H0382728A
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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。
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］
本発明はサーボ特性に優れた形状記憶合金に関するもの
であり、各種機械やロボットなどのアクチュエータに適
用した場合、位置制御の特性を向上させるものである。
であり、各種機械やロボットなどのアクチュエータに適
用した場合、位置制御の特性を向上させるものである。
［従来の技術］
従来、アクチュエータに用いられる形状記憶合金は、お
もにＴｉ−Ｎｉ合金や銅系合金が用いられているが、そ
の組成や性質はいずれも均一な材質がもちいられている
。
もにＴｉ−Ｎｉ合金や銅系合金が用いられているが、そ
の組成や性質はいずれも均一な材質がもちいられている
。
［発明が解決しようとする問題点］
形状記憶合金は、外力が加わり変形しても、加熱されマ
ルテンサイト逆変態開始温度〈以下Ａｓ点とする〉に達
すると、−斉に形状回復が始まり、マルテンサイト逆変
態終了温度（以下Ａｆ点とする）になるまでに完全に形
状を回復する。従来技術の形状記憶合金は材質が均一な
ため、このＡｓ〜＾ｆ点間が非常に狭くなる。同様に冷
却時は、マルテンサイト変態開始温度（以下Ｍｓ点とす
る）とマルテンサイト変態終了温度（以下Ｍｆ点とする
）の間隔が狭い。
ルテンサイト逆変態開始温度〈以下Ａｓ点とする〉に達
すると、−斉に形状回復が始まり、マルテンサイト逆変
態終了温度（以下Ａｆ点とする）になるまでに完全に形
状を回復する。従来技術の形状記憶合金は材質が均一な
ため、このＡｓ〜＾ｆ点間が非常に狭くなる。同様に冷
却時は、マルテンサイト変態開始温度（以下Ｍｓ点とす
る）とマルテンサイト変態終了温度（以下Ｍｆ点とする
）の間隔が狭い。
このため、均一な組成の形状記憶合金を一定の操作信号
量に応じた機械的変位をもたらすサーボアクチュエータ
として用いる場合、位置制御が難しくなる。特に、微細
な位置制御を行わなければならないロボットなどのアク
チュエータに応用する場合、形状記憶合金を加熱によっ
て操作する限り、Ａｓ−Ａｆ点点間Ｍｓ〜Ｍｆ点間が狭
いと、温度変化に対する機械的変位が急激に起こり、位
置制御が困難になる。
量に応じた機械的変位をもたらすサーボアクチュエータ
として用いる場合、位置制御が難しくなる。特に、微細
な位置制御を行わなければならないロボットなどのアク
チュエータに応用する場合、形状記憶合金を加熱によっ
て操作する限り、Ａｓ−Ａｆ点点間Ｍｓ〜Ｍｆ点間が狭
いと、温度変化に対する機械的変位が急激に起こり、位
置制御が困難になる。
［問題点を解決するための手段］
そこで、本発明は、前記問題点を解決するものとして、
合金各部の変態点温度を変化させ、合金全体のＡｓ〜Ａ
ｆ点間およびＭｓ〜Ｍｆ点間を広げる製造方法及びその
形状記憶合金を提供するものである。
合金各部の変態点温度を変化させ、合金全体のＡｓ〜Ａ
ｆ点間およびＭｓ〜Ｍｆ点間を広げる製造方法及びその
形状記憶合金を提供するものである。
Ｔｉ−ｆｆ１系形状記憶合金は、中温処理時の処理温度
によって変態点温度が変化することが知られている（米
国特許第４．２８３．２３３ ） 。
によって変態点温度が変化することが知られている（米
国特許第４．２８３．２３３ ） 。
本発明の製法は、Ｔｌ−Ｎｉからなる、組成の均一な二
元合金を出発材料にして、４００℃〜５００℃の温度勾
配を持った炉により、中温処理を施すことに主な特徴を
有している。
元合金を出発材料にして、４００℃〜５００℃の温度勾
配を持った炉により、中温処理を施すことに主な特徴を
有している。
この処理により、出発材料の各部は異なる処理温度で処
理されることになり、各部の変態点温度に違いが出る。
理されることになり、各部の変態点温度に違いが出る。
そして、出発材料全体を考えた場合、一つの形状記憶合
金で各部の変態点温度に勾配を生じた合金、つまり、形
状回復温度幅が広く、アクチュエータなどの制御に適し
た合金を得ることができる。
金で各部の変態点温度に勾配を生じた合金、つまり、形
状回復温度幅が広く、アクチュエータなどの制御に適し
た合金を得ることができる。
処理時間は１合金の大きさによって異なるが、３０〜９
０分位が適当である。処理時間が短すぎると処理効果が
得られず、長ずざると効果が損なわれることがある。
０分位が適当である。処理時間が短すぎると処理効果が
得られず、長ずざると効果が損なわれることがある。
［実施例］
次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
Ｔｉ４＋形状記憶合金ワイヤを出発材料として、次の処
理を行う。
理を行う。
第１図に示すような陶製の管２の中にＴｉ４ｉ形状記憶
合金ワイヤ１を固定し、これを炉４の内部に耐火煉瓦３
を介して設置した。炉４の周囲に電熱線５を巻き付は炉
４を加熱できるようにした。また、電熱線５の巻線間隔
を適宜変えることによって第２図に示すような炉４の内
部の温度分布を得てＴＩ−旧形状記憶合金ワイヤ１に３
０分間中温処理を施し、本発明の形状記憶合金を得た。
合金ワイヤ１を固定し、これを炉４の内部に耐火煉瓦３
を介して設置した。炉４の周囲に電熱線５を巻き付は炉
４を加熱できるようにした。また、電熱線５の巻線間隔
を適宜変えることによって第２図に示すような炉４の内
部の温度分布を得てＴＩ−旧形状記憶合金ワイヤ１に３
０分間中温処理を施し、本発明の形状記憶合金を得た。
下記の条件で、従来技術の形状記憶合金と本発明の形状
記憶合金のそれぞれの温度−ひすみ特性を測定した。
記憶合金のそれぞれの温度−ひすみ特性を測定した。
■ 往復運動を行うために、常にパイアスカがかかって
いるアクチュエータを想定する。このため、装置の形状
記憶合金には常に一定負荷をかけるようにする。
いるアクチュエータを想定する。このため、装置の形状
記憶合金には常に一定負荷をかけるようにする。
■ 形状記憶合金は、応答性があまり良くないので、加
熱・冷却は徐々に行う、また加熱速度や冷却速度によっ
て、発生力に違いが出ることがあることから、加熱・冷
却速度は一定に保つ。
熱・冷却は徐々に行う、また加熱速度や冷却速度によっ
て、発生力に違いが出ることがあることから、加熱・冷
却速度は一定に保つ。
■ 線状の形状記憶合金を加熱・冷却することから、形
状記憶合金の各部によって、温度が異なることがないよ
う、形状記憶合金の各部を均一に加熱・冷却する。
状記憶合金の各部によって、温度が異なることがないよ
う、形状記憶合金の各部を均一に加熱・冷却する。
測定結果を、第３図及び第４図に示す。
第３図は加熱時の温度−ひすみ特性である。従来技術の
合金はＡｓ〜Ａｆ点間の温度差が小さい、つまり形状回
復温度幅が小さくなっている０本発明の合金はＡ３〜Ａ
ｆ点間の温度差が大きい、つまり形状回復温度幅が大き
くなっている。
合金はＡｓ〜Ａｆ点間の温度差が小さい、つまり形状回
復温度幅が小さくなっている０本発明の合金はＡ３〜Ａ
ｆ点間の温度差が大きい、つまり形状回復温度幅が大き
くなっている。
第４図は冷却時の温度−ひすみ特性であり、従来技術の
合金はＭｓ〜Ｍｆ点間の温度差が小さい、つまり形状回
復温度幅が小さくなっている０本発明の合金はＭｓ−Ｍ
ｆ点点間温度差が大きい、つまり形状回復温度幅が大き
くなっている。
合金はＭｓ〜Ｍｆ点間の温度差が小さい、つまり形状回
復温度幅が小さくなっている０本発明の合金はＭｓ−Ｍ
ｆ点点間温度差が大きい、つまり形状回復温度幅が大き
くなっている。
［発明の効果コ
本発明は、変態温度＾Ｓ〜Ａｆ点間およびＭ９〜Ｍｆ点
間が広く、特に、Ｍｓ〜Ｍｆ点間は、従来のものよりも
大幅に広がった。このため、本発明をアクチュエータに
応用し、加熱・冷却によって、変位を調整する場合、変
位の開始・終了の温度幅が大きくなり、位置制御が容易
になる。
間が広く、特に、Ｍｓ〜Ｍｆ点間は、従来のものよりも
大幅に広がった。このため、本発明をアクチュエータに
応用し、加熱・冷却によって、変位を調整する場合、変
位の開始・終了の温度幅が大きくなり、位置制御が容易
になる。
第１図は炉の断面図、第２図は炉内の温度分布を示す図
、第３図は従来の形状記憶合金と本発明の加熱時に於け
るそれぞれの温度−ひすみ特性を示す図、第４図は従来
の形状記憶合金と本発明の冷却時に於けるそれぞれの温
度−ひすみ特性を示す図である。 １・・・形状記憶合金ワイ ２・・・陶製の管 ３・・・耐火煉瓦 ヤ ４・・・炉 ５・・・電熱線 第 上 図 ２・・・陶製の管 ３・・・耐火煉瓦 ５・・−電熱線 第 図 炉の中央 炉の中央からの距離（ｃｍ）
、第３図は従来の形状記憶合金と本発明の加熱時に於け
るそれぞれの温度−ひすみ特性を示す図、第４図は従来
の形状記憶合金と本発明の冷却時に於けるそれぞれの温
度−ひすみ特性を示す図である。 １・・・形状記憶合金ワイ ２・・・陶製の管 ３・・・耐火煉瓦 ヤ ４・・・炉 ５・・・電熱線 第 上 図 ２・・・陶製の管 ３・・・耐火煉瓦 ５・・−電熱線 第 図 炉の中央 炉の中央からの距離（ｃｍ）
Claims (2)
- （１）Ｔｉ−Ｎｉからなる２元合金に中温処理を施し、
形状回復温度幅（マルテンサイト変態及び逆変態の開始
から終了までの温度幅）を広くした形状記憶合金 - （２）Ｔｉ−Ｎｉ合金を、４００℃〜５００℃の温度勾
配を持った炉により、中温処理を施し、形状回復温度幅
を広くする特許請求の範囲第１項記載のＴｉ−Ｎｉ合金
の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610089A JPH07107184B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アクチュエータ用Ｔｉ―Ｎｉ形状記憶合金からなる物品とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610089A JPH07107184B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アクチュエータ用Ｔｉ―Ｎｉ形状記憶合金からなる物品とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382728A true JPH0382728A (ja) | 1991-04-08 |
| JPH07107184B2 JPH07107184B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=16683248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21610089A Expired - Lifetime JPH07107184B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アクチュエータ用Ｔｉ―Ｎｉ形状記憶合金からなる物品とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107184B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007142380A1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Industry-Academic Cooperation Foundation Gyeongsang National University | Process for making ti-ni based functionally graded alloys and ti-ni based functionally graded alloys produced thereby |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21610089A patent/JPH07107184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007142380A1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Industry-Academic Cooperation Foundation Gyeongsang National University | Process for making ti-ni based functionally graded alloys and ti-ni based functionally graded alloys produced thereby |
| KR100807393B1 (ko) * | 2006-06-05 | 2008-02-28 | 경상대학교산학협력단 | Ｔｉ－Ｎｉ계 경사기능 합금의 제조방법 및 그로부터제조된 Ｔｉ－Ｎｉ계 경사기능 합금 |
| JP2009536265A (ja) * | 2006-06-05 | 2009-10-08 | インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファンデーション キョンサン ナショナル ユニバーシティ | Ｔｉ−Ｎｉ系傾斜機能合金の製造方法およびそれから製造されたＴｉ−Ｎｉ系傾斜機能合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107184B2 (ja) | 1995-11-15 |
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