JPH04131582A - 形状記憶継手 - Google Patents

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） この発明は形状記憶継手に関するものでありさらに詳し
くは２本のバイブを接合するために用いる形状記憶合金
製の継手の改良に関するものである。

（従来の技術） 形状記憶合金をバイブの接続用継手に用いることは従来
から行われており１例えば特公昭５２−５４５８号、特
公昭５４−４８９８号および特公昭５５−４６８１号な
どにも提案されている。

これらの従来技術によると、接合されるべきバイブの外
径より小さな内径の形状記憶合金製継手部材を液体チッ
ソなどで冷却してその内径をバイブの外径とし一時的に
拡大し、この状態の継手部材をバイブの接合部分に嵌合
した後、その熱収縮機能を利用して加熱により内径を縮
小させて、バイブを接合している。接合をより完全なも
のとするために継手に内歯を設けることまたは内歯を具
えたスリーブを用いることなども提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 形状記憶合金としてはＴｉ−Ｎｉ合金、Ｃｕ基合金、Ｔ
ｉ−Ｎ１Ｘ　（Ｘ−Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＶＮｂ）合金な
どが知られているが、このうち継手として汎用されてい
るのはＴｉ−Ｎｉ合金や一部のＴｉ−Ｎ１Ｘ合金である
。なぜならこれらの合金は冷却下で変形された内径の熱
回復（熱収縮）機能が秀れているからである。

このような熱回復機能は合金のマルテンサイト変態の逆
変態に伴って起きる現象であり、パイプの継手に使用さ
れる合金のマルテンサイト変態を示す温度は多くの場合
０℃以下に設定されている。

この際の形状記憶合金の熱回復機能（拡径率）は最大で
８％の伸び歪を解消させるものである。

ところがこれを継手内径の変化量（拡径量）の点からで
みると極めて小さいものである。例えば内径１０＋ｕの
管体の拡径率を８％ととした場合の拡管後の内径は１０
　、８１１ＩＩｓとなり、拡径量にすると０．８１に過
ぎないことになる。しかも金属には必ず弾性域が存在し
Ｔｉ−Ｎｉ合金の場合には約２％程の弾性域を持ってい
る。したがって内径変化の拡径率は実際には６％位で上
記の拡径量は０．６１位となる。

パイプの接合においてパイプに継手を挿入することは手
作業により行われる。この挿入を容易にするためには上
記の拡径率のうち一部を遊びに用いる必要がある。すな
わち上記の例でいえば拡径率６％のうち実際接合に利用
できるのは３〜４％に過ぎない。さらにパイプ寸法のバ
ラツキを考慮にいれると接合に利用できる拡径率は一段
と低くなり１条件いかんでは密封接合作用を呈しないこ
ともある。

このような不都合は全て従来の形状記憶合金パイプ用継
手の場合予め拡径することが前提となっていることによ
る。また低温に対する接合の維持を確実とするために、
極低温域でマルテンサイト変態を示す形状記憶合金が望
ましく７拡径後の保存は液体チッソ中で行われることが
多い。このため移送や保管の点で難点があった。

この発明の目的は第１にマルテンサイト変態下で受けた
形状記憶合金の歪をパイプの密接合に充分寄与させるこ
とにあり、第２に接合のための予備拡径を不要とするこ
とにある。

（課題を解決するための手段） このためこの出願の第１の発明においては、第１と第２
の継手部材とから継手を構成し、形状記憶合金からなる
第１の継手部材の外周にテーパー部を形成し、かつ第２
の継手部材の内周には第１の継手部材のテーパー部と逆
のテーパー部を形成したことを要旨するものである。

またこの出願の第２の発明においては１第１と第２と第
３の継手部材から継手を構成し、第１の継手部材を形状
記憶合金で形成し、第２の継手部材の外周にはテーパー
部をまた内周には第１の継手部材を収受する環状溝が形
成し、第３の継手部材の外周には第２の継手部材のテー
パー部と逆のテーパー部が形成したことを要旨とする（
作用） 拡径してパイプに嵌合後加熱するといずれの発明にあっ
ても第１の継手部材が縮径してパイプを密接合する。

（実施例） 第１〜３図に示すのはこの出願の第１の発明による継手
の一例であって、第１の継手部材１と第２の継手部材２
とから構成されている。第１の継手部材１は形状記憶合
金から形成されており、第１図に示すように接合させる
べきパイプ３の外径より若干小さめな直径の軸孔を有し
ており、またその外周には接合面に向けて収れんするテ
ーパー部１ａを有している 第２の継手部材２は第２図に示すように１両端から中央
に向けて収れんするテーパー部２ａをその軸孔に有して
いる。この第２の継手部材２は第１の継手部材１よりも
剛性の高い合金で形成しまたそのテーパー部２ａの傾斜
は第１の継手部材１のテーパー部１ａのそれよりも小さ
く設定されている。

パイプの接合に際しては、第１の継手部材１を液体チッ
ソ存在下で拡径してその内径をパイプ３の外径より若干
大とする。ついでこのように用意した２個の第１の継手
部材１を接合面を突合せた状態に組合せ、さらにその外
側に第２の継手部材２を嵌合する。この状態で両者を接
合すべき２本のペイプ３に嵌合して接合面を合致させ、
爾後加熱する。

第４〜７図に示すのはこの出願の第２の発明による継手
の一例であって、第１〜３の継手部材から構成されるも
のである。

第４図に示すように第１の継手部材４は形状記憶合金を
用いてリボンシート状に形成されてりおり、その内径は
接合されるパイプ３の外径より若干小さ（設定する。な
おこの第１の継手部材４には切込みが形成されており、
第２の継手部材５との組合せに際してその外径を若干機
械的に縮小できるようになっている。

第２の継手部材５は第５図に示すようにその軸孔内に第
１の継手部材４を収受する環状溝５ｂを有しており、ま
たその外周には両端から接合面に向けて発散するテーパ
ー部５ａを有している。

第３の継手部材６は第２の継手部材５よりも剛性の高い
合金から形成され、第６図に示すようにその軸孔内に第
２の継手部材５のそれと逆のテバ一部６ａを具えている パイプ３の接合に際１、では、まず第２の継手部材５に
第１の継手部材４を装着し、さらに第３の継手部材６を
嵌合してから１全体を第７図に示すようにパイプ３に嵌
合した後加熱する。

具体的実施例１ 第１の発明により、第１の継手部材をＴｉ−５１ａｔ％
Ｎｉ合金て形成し、第２の継手部材を５ＵＳ３０４て形
成した。また比較例として同様の形状記憶に合金を用い
て第１の継手部材と同内径であるが、外周にテーパー部
のないものを用意した。この場合第２の継手部材に相当
する部材は用いていない。

具体的実施例２ 実施例１と同じ第１の継手部材を用いてその内径をパイ
プがかろうじて入る程とした。パイプに第１の継手部材
を圧入した後、液体チッソで充分冷却しながら第２の継
手部材を嵌合し、その後加熱により接合した。

具体的実施例３ 第２の発明により、第１の継手部材をＴｉ−５１ａｔ％
Ｎｉ合金で、第２の継手部材を５ＵＳ３０４で、第３の
継手部材ＳＫＤで形成した。加熱に際しては室温まで昇
温した。

具体的実施例４ 実施例３において第１の継手部材を第２の継手部材の内
径と同じとした。

具体的実施例５ 第３実施例の第１の継手部材の断面形状に外向きの突起
を形成し、この突起が接合されるパイプに接するように
配置した。

具体的実施例６ 第５実施例と同じくしかもより小さな突起を形成した。

以上各具体的実施例で用意した継手の締結力を測定すべ
く、接合部について２０℃および一５０℃において引抜
きテストを行った。その結果を別表に示す。

別　　表 （発明の効果） 以上から明らかなようにこの発明によればパイプ接合時
に圧入工程を導入することが可能であるために、形状記
憶合金の熱回復機能を最大限パイプの締結に利用するこ
とができ、信頼性の高いパイプ接合が得られる。また形
状記憶合金の予備拡径を必要としないので、作業性も大
幅に改善される。

以下弦日

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は第１の発明による継手およびその接合作業
を示す断面側面図 第４〜７図は第２の発明による継手およびその接合作業
を示す斜視図および断面側面図である。 １．４・・・第１の継手部材、２，５・・・第２の継手
部材２６・・・第３の継手部材、３・・・バイブ。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１と第２の継手部材とからなり、 形状記憶合金からなる第１の継手部材の外周にテーパー
   部が形成されており、かつ 第２の継手部材の内周には第１の継手部材のテーパー部
   と逆のテーパー部が形成されていることを特徴とする形
   状記憶継手。
2. （２）第１と第２と第３の継手部材からなり、第１の継
   手部材が形状記憶合金からなり、 第２の継手部材の外周にはテーパー部がまた内周には第
   １の継手部材を収受する環状溝が形成されており、 第３の継手部材の外周には第２の継手部材のテーパー部
   と逆のテーパー部が形成されていることを特徴とする形
   状記憶継手。