JPH0718357A - 複合機能材料素子 - Google Patents
複合機能材料素子Info
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- JPH0718357A JPH0718357A JP3323621A JP32362191A JPH0718357A JP H0718357 A JPH0718357 A JP H0718357A JP 3323621 A JP3323621 A JP 3323621A JP 32362191 A JP32362191 A JP 32362191A JP H0718357 A JPH0718357 A JP H0718357A
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- ferrite
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
(57)【要約】
【目的】形状記憶材料単体と強磁性体とを組み合わせる
ことにより、外部付与電磁場に反応して、移動可能でか
つ電磁誘導うず電流効果により自己発熱し、その際の温
度変化により形状記憶素子自体が、以前の記憶形状状態
まで自己変形できる複合機能材料素子を形成する。 【構成】強磁性体フェライト鉄細線（１）をＴｉ−Ｎｉ
形状記憶合金（２）表面に巻き付け・接合して、外部電
磁場内で発生する電磁誘導うず電流効果による自己発熱
と自己変形が可能な複合機能材料素子となる。
ことにより、外部付与電磁場に反応して、移動可能でか
つ電磁誘導うず電流効果により自己発熱し、その際の温
度変化により形状記憶素子自体が、以前の記憶形状状態
まで自己変形できる複合機能材料素子を形成する。 【構成】強磁性体フェライト鉄細線（１）をＴｉ−Ｎｉ
形状記憶合金（２）表面に巻き付け・接合して、外部電
磁場内で発生する電磁誘導うず電流効果による自己発熱
と自己変形が可能な複合機能材料素子となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶材料単体と強
磁性体とを組み合わせることにより、付加磁場方向に依
存して移動可能でかつ電磁誘導現象いわゆるうず電流効
果により自己発熱し、その際の温度変化により形状記憶
素子自体が、以前の記憶形状状態まで自己変形できる複
合的機能素子を作成し、生体治療・医療用材科として、
癌局所温熱療法（ハイパーサーミア）に用いるたり、従
来提案されてきた形状記憶単体からなる生体治療用器
具、例えば血管クリップ、尿管拡張具、生体内結石把持
器具などに用いる。
磁性体とを組み合わせることにより、付加磁場方向に依
存して移動可能でかつ電磁誘導現象いわゆるうず電流効
果により自己発熱し、その際の温度変化により形状記憶
素子自体が、以前の記憶形状状態まで自己変形できる複
合的機能素子を作成し、生体治療・医療用材科として、
癌局所温熱療法（ハイパーサーミア）に用いるたり、従
来提案されてきた形状記憶単体からなる生体治療用器
具、例えば血管クリップ、尿管拡張具、生体内結石把持
器具などに用いる。
【０００２】また、電磁誘導加熱方式がさらに著しく改
善されるので、形状記憶感温素子やロボットなどの駆動
用熱機械的エネルギー変換素子に応用がひらかれる。
善されるので、形状記憶感温素子やロボットなどの駆動
用熱機械的エネルギー変換素子に応用がひらかれる。
【０００３】さらに、強磁性を有するこの素子が付加電
磁場に反応でき、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効
果を有するこの素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴
う発熱制御により自在に調整できる特長を鑑みて、ポリ
マー、金属基、さらにはコンクリートなどを含む複合材
料を作製・成型する際に用いる電磁材料プロセス過程で
の複合材料製造時の添加用材料素子として複合材料の複
合強化作用、機能性を向上せしめるために有益な複合材
料素子技術となる。
磁場に反応でき、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効
果を有するこの素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴
う発熱制御により自在に調整できる特長を鑑みて、ポリ
マー、金属基、さらにはコンクリートなどを含む複合材
料を作製・成型する際に用いる電磁材料プロセス過程で
の複合材料製造時の添加用材料素子として複合材料の複
合強化作用、機能性を向上せしめるために有益な複合材
料素子技術となる。
【０００４】
【従来の技術】形状記憶合金を単体として、生体・医療
用材料として、血管クリップ、骨折部接合クリップ、尿
管拡張具、癌部への温熱療法用針などとして使用するた
めには、形状記憶合金の代表的なＴｉ−Ｎｉ系、Ｃｕ−
Ａｌ系、Ｎｉ−Ａｌ系などは何れも磁気的特性として
は、常磁性体もしくは非磁性体なので、形状記憶材料自
体を加熱して熱弾性的相変態を生じせしめるためには、
直接通電抵抗加熱や温水加温方式もしくは非常に強力な
電磁場を生体外部より付与して、形状記憶自体に電磁誘
導効果（いわゆる渦電流現象）を起こさせて渦電流抵抗
加熱方式を採用することが必要になる。しかし、治療患
者への生体内部で上記の方法で形状記憶材料を加熱する
のは、直接通電方式では生体感電、温水方式では温水送
水方式のための生体内での空間的余裕が取れないこと、
強力な電磁場付与方式では患者本人への危険性、付近の
電子機器装置への高周波電磁気漏れ防止遮蔽策など重大
で、経費も大きくかかることになり、これらが前記
用材料として、血管クリップ、骨折部接合クリップ、尿
管拡張具、癌部への温熱療法用針などとして使用するた
めには、形状記憶合金の代表的なＴｉ−Ｎｉ系、Ｃｕ−
Ａｌ系、Ｎｉ−Ａｌ系などは何れも磁気的特性として
は、常磁性体もしくは非磁性体なので、形状記憶材料自
体を加熱して熱弾性的相変態を生じせしめるためには、
直接通電抵抗加熱や温水加温方式もしくは非常に強力な
電磁場を生体外部より付与して、形状記憶自体に電磁誘
導効果（いわゆる渦電流現象）を起こさせて渦電流抵抗
加熱方式を採用することが必要になる。しかし、治療患
者への生体内部で上記の方法で形状記憶材料を加熱する
のは、直接通電方式では生体感電、温水方式では温水送
水方式のための生体内での空間的余裕が取れないこと、
強力な電磁場付与方式では患者本人への危険性、付近の
電子機器装置への高周波電磁気漏れ防止遮蔽策など重大
で、経費も大きくかかることになり、これらが前記
【産業上の利用分野】で示した形状記憶合金の医療・生
体方面への応用を著しく妨げている原因となっている。
体方面への応用を著しく妨げている原因となっている。
【０００５】また、生体・医療方面以外の応用分野であ
る前記
る前記
【産業上の利用分野】で示した形状記憶材料の各種温度
差駆動方式アクチュエーター、ロボット駆動用材料への
適用に対しても、生体への適用と同様な実用状の技術的
問題が生じてくる。さらに、最近、形状記憶材料の繊
維、短繊維、フィルム、微粉末粒子などを、ポリマー、
金属、コンクリートなどに混合させて複合材料を作製
し、複合組織と形状記憶効果により材料強度を高め、さ
らに形状記憶合金の有する防振・内耗効果を取り込んだ
複合機能を有する構造複合材料の開発が進められてい
る。しかし、この様な形状記憶素子を組み込んだ複合材
料の諸機能性を効果的に発現させるめには、複合材料内
部の形状記憶素子を複合材料の使用目的に沿った形で配
列させる必要がでてくるが、現状では、微弱もしくは非
磁性体の各種形状記憶素子を複合材料製造プロセス中に
目的方向に配列させる技術手段はないのが現状である。
以上、
差駆動方式アクチュエーター、ロボット駆動用材料への
適用に対しても、生体への適用と同様な実用状の技術的
問題が生じてくる。さらに、最近、形状記憶材料の繊
維、短繊維、フィルム、微粉末粒子などを、ポリマー、
金属、コンクリートなどに混合させて複合材料を作製
し、複合組織と形状記憶効果により材料強度を高め、さ
らに形状記憶合金の有する防振・内耗効果を取り込んだ
複合機能を有する構造複合材料の開発が進められてい
る。しかし、この様な形状記憶素子を組み込んだ複合材
料の諸機能性を効果的に発現させるめには、複合材料内
部の形状記憶素子を複合材料の使用目的に沿った形で配
列させる必要がでてくるが、現状では、微弱もしくは非
磁性体の各種形状記憶素子を複合材料製造プロセス中に
目的方向に配列させる技術手段はないのが現状である。
以上、
【産業上の利用分野】に示される各種応用用途に用いる
ための形状記憶材料を効果的に使用するための有効な技
術的手段はほとんどないのが現状である
ための形状記憶材料を効果的に使用するための有効な技
術的手段はほとんどないのが現状である
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、形状記憶材
料単体と強磁性体とを組み合わせることにより、付加磁
場方向に依存して移動可能でかつ電磁誘導現象いわゆる
うず電流効果により自己発熱し、その際の温度変化によ
り形状記憶素子自体が、以前の記憶形状状態まで自己変
形できる複合的機能素子を作成し、以下の用途に使用せ
しめることを試みたものである。
料単体と強磁性体とを組み合わせることにより、付加磁
場方向に依存して移動可能でかつ電磁誘導現象いわゆる
うず電流効果により自己発熱し、その際の温度変化によ
り形状記憶素子自体が、以前の記憶形状状態まで自己変
形できる複合的機能素子を作成し、以下の用途に使用せ
しめることを試みたものである。
【０００７】（１）この素子を生体治療・医療用材料と
して生体癌部分に配設し、局所温熱療法（ハイパーサー
ミア）に用いる。 （２）強磁性を有するこの素子が付加電磁場に反応で
き、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効果を有するこ
の素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴う発熱制御に
より自在に調整できる特長を鑑みて、ポリマー、金属
基、さらにはコンクリートなどを含む複合材料を作製・
成型する際に用いる電磁材料プロセス過程での複合材料
製造時の添加用材料素子として複合材料の複合強化作
用、機能性を向上せしめるために有益な複合材料素子技
術となる。 （３）外部より付与・制御した電磁界に反応し、強磁性
体の発熱にともなって形状記憶材料素子の伸縮挙動を制
御できるロボット、各種アクチュエーター用形状記憶駆
動素子として利用できる。 （４）生体材料として、患者外部から強磁場を付与する
ことでこの素子に確実な温度変化を与えられ、形状記憶
効果を確かなものにでき、従来提案されてきた形状記憶
合金単体からなる生体方面への用途、例えば、血栓トラ
ップ用フィルター、歯科矯正ワイヤー、血管クリップ、
骨折部骨継ぎクリップ、形状記憶素子による生体内結石
把持器具、尿管拡張器具などへの用途開発を促進させる
ことができる。
して生体癌部分に配設し、局所温熱療法（ハイパーサー
ミア）に用いる。 （２）強磁性を有するこの素子が付加電磁場に反応で
き、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効果を有するこ
の素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴う発熱制御に
より自在に調整できる特長を鑑みて、ポリマー、金属
基、さらにはコンクリートなどを含む複合材料を作製・
成型する際に用いる電磁材料プロセス過程での複合材料
製造時の添加用材料素子として複合材料の複合強化作
用、機能性を向上せしめるために有益な複合材料素子技
術となる。 （３）外部より付与・制御した電磁界に反応し、強磁性
体の発熱にともなって形状記憶材料素子の伸縮挙動を制
御できるロボット、各種アクチュエーター用形状記憶駆
動素子として利用できる。 （４）生体材料として、患者外部から強磁場を付与する
ことでこの素子に確実な温度変化を与えられ、形状記憶
効果を確かなものにでき、従来提案されてきた形状記憶
合金単体からなる生体方面への用途、例えば、血栓トラ
ップ用フィルター、歯科矯正ワイヤー、血管クリップ、
骨折部骨継ぎクリップ、形状記憶素子による生体内結石
把持器具、尿管拡張器具などへの用途開発を促進させる
ことができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】熱弾性的相変態を起こさ
せるための形状記憶材料の加熱手段として、形状記憶材
料素子自体に強磁性体（フェライトなど）を内包・接着
・メッキ接合せしめ外部から付与する電磁場に反応して
発熱と移動可能な二つの機能を具備した複合的機能素子
を作製するところに特徴がある。この処置により、従来
から用いられてきた外部からの直接的で強制的加熱手
段、例えば、直接通電、温水送付などの手法をとらず
に、ここで提案する磁性体と一体化された形状記憶素子
を電磁場発生装置の内部またはその至近距離に配置し
て、形状記憶素子の一部を形成する強磁性体部分からの
渦電流効果による抵抗発熱により、素子の形状記憶現象
を積極的に誘発することが可能になる。さらに、この形
状記憶素子を含む複合材料作製時プロセスにおいて、外
部から付与する電磁場の方向を制御することで、複合材
料内部の形状記憶素子の配列を目的方向に配列させ、使
用目的にもっとも適した組織形態を形成させることがで
きるようにせしめるための形状記憶素子とするところに
も特徴がある。
せるための形状記憶材料の加熱手段として、形状記憶材
料素子自体に強磁性体（フェライトなど）を内包・接着
・メッキ接合せしめ外部から付与する電磁場に反応して
発熱と移動可能な二つの機能を具備した複合的機能素子
を作製するところに特徴がある。この処置により、従来
から用いられてきた外部からの直接的で強制的加熱手
段、例えば、直接通電、温水送付などの手法をとらず
に、ここで提案する磁性体と一体化された形状記憶素子
を電磁場発生装置の内部またはその至近距離に配置し
て、形状記憶素子の一部を形成する強磁性体部分からの
渦電流効果による抵抗発熱により、素子の形状記憶現象
を積極的に誘発することが可能になる。さらに、この形
状記憶素子を含む複合材料作製時プロセスにおいて、外
部から付与する電磁場の方向を制御することで、複合材
料内部の形状記憶素子の配列を目的方向に配列させ、使
用目的にもっとも適した組織形態を形成させることがで
きるようにせしめるための形状記憶素子とするところに
も特徴がある。
【０００９】
【作用】前記の強磁性体と一体化させた形状記憶複合機
能性材料素子を加熱させることは、外部から低周波から
高周波電磁場発生装置を素子に接近させることで可能と
なる。また、形状記憶材料素子の加熱手段として、電磁
場発生装置を採用し、その内部もしくは近傍に素子を配
設することにより、遠隔的電磁場操作により複数個の３
次元的に位置した形状記憶材料素子を同時に加熱させる
ことが可能となり、生体内部の癌温熱療法、尿路拡張、
血栓フィルター、結石把持内視鏡かん子などの形状記憶
効果を利用した生体治療・医療器具への応用が可能にな
る。さらに、上記の複合機能性素子をポリマー、金属、
コンクリートと混合させて複合材料を作成させるプロセ
ス過程で電磁場を素材溶解凝固または成型時に有効に作
用させることにより複合材料内部の組織の制御が可能と
なり、一層効果的な複合材料を生産できる作用・効果が
期待できる。
能性材料素子を加熱させることは、外部から低周波から
高周波電磁場発生装置を素子に接近させることで可能と
なる。また、形状記憶材料素子の加熱手段として、電磁
場発生装置を採用し、その内部もしくは近傍に素子を配
設することにより、遠隔的電磁場操作により複数個の３
次元的に位置した形状記憶材料素子を同時に加熱させる
ことが可能となり、生体内部の癌温熱療法、尿路拡張、
血栓フィルター、結石把持内視鏡かん子などの形状記憶
効果を利用した生体治療・医療器具への応用が可能にな
る。さらに、上記の複合機能性素子をポリマー、金属、
コンクリートと混合させて複合材料を作成させるプロセ
ス過程で電磁場を素材溶解凝固または成型時に有効に作
用させることにより複合材料内部の組織の制御が可能と
なり、一層効果的な複合材料を生産できる作用・効果が
期待できる。
【００１０】
【実施例】実施例は図面を用いて説明する。図１は癌温
熱療法（ハイパーサーミア）用効果を検討するための基
礎実験に用いた強磁性体鉄フェライト細線を巻き付け接
合したＴｉ−Ｎｉ合金針の４種のサンプル例を模式的に
示す。これら４種のフェライト各巻き付け方式、すなわ
ち、（１）直線接合：Ｓｔｒａｉｇｈｔ、（２）交差巻
き付け接合：Ｃｒｏｓｓ、（３）らせん巻き付け接合：
Ｈｅｌｉｃｏｉｄ、（４）密着巻き付け接合：Ｔｉｇｈ
ｔ ｓｃｒｅｗのＴｉ−Ｎｉ針を図２に示す円筒形ソレ
ノイド高周波磁気コイル（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｉ
ｌ）内に配設し、生体模擬材科として用いた寒天（Ｇｅ
ｌａｔｉｎ）の加温特性を調べた。当然、ソレノイドコ
イル内部の磁束流れ（Ｆｌｕｘ ｆｌｏｗ）は、コイル
長手方向に走っているので、フェライト接合Ｔｉ−Ｎｉ
直線針（Ｆｅｒｒｉｔｅ−ｃｏａｔｅｄ）と磁束（Ｆｌ
ｕｘ）とのなす角度（θ）に依存して針の加熱状態が変
化する。本実験では、θ＝０°の時がいずれの巻き付け
方式でも加温効果が大きくなった。図３には、上記各方
式でのＴｉ−Ｎｉ針の高周波磁場付与に伴う加温効果を
鉄細線の単位長さ当りに換算して示す。直線（Ｓｔｒａ
ｉｇｈｔ）および交差（Ｃｒｏｓｓ）巻き付け方式が加
温効果が大きく、低い電磁場付与で提案した復合機能素
子の形状記憶効果と加温効果が得られ、実用的に有利な
ことがわかる。図４には、フェライト鉄細線直線巻き付
け（θ＝０°の場合）方式のＴｉ−Ｎｉ針（Ｆｅｒｒｉ
ｔｅ−ｃｏａｔｅｄ Ｔｉ−Ｎｉ Ｐｉｎ）による生体
模擬寒天（Ｇｅｌａｔｉｎ）試料での高周波誘導加温効
果を時間の経過と共に示す。１５分程度の電磁場付与で
約５０℃まで寒天試料は加熱され、この結果から癌温熱
療法での目標温度４３℃は本提案のフェライト被覆Ｔｉ
−Ｎｉ置針により達成できるめどがついた。また、図５
に示される様に、高周波誘導加熱後の寒天内部のＴｉ−
Ｎｉ針は予め形状記憶処理を施した曲がった形態に自己
変形を起こしているのが確認でき、これにより一方向の
磁束内部に置かれた直線置針による磁気異方性（θ依存
性）に伴う癌病変部分での加温分布の不均一性を食い止
めることができ、生体内部への温熱療法を実施する上で
治療効果が大きい。さらに、
熱療法（ハイパーサーミア）用効果を検討するための基
礎実験に用いた強磁性体鉄フェライト細線を巻き付け接
合したＴｉ−Ｎｉ合金針の４種のサンプル例を模式的に
示す。これら４種のフェライト各巻き付け方式、すなわ
ち、（１）直線接合：Ｓｔｒａｉｇｈｔ、（２）交差巻
き付け接合：Ｃｒｏｓｓ、（３）らせん巻き付け接合：
Ｈｅｌｉｃｏｉｄ、（４）密着巻き付け接合：Ｔｉｇｈ
ｔ ｓｃｒｅｗのＴｉ−Ｎｉ針を図２に示す円筒形ソレ
ノイド高周波磁気コイル（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｉ
ｌ）内に配設し、生体模擬材科として用いた寒天（Ｇｅ
ｌａｔｉｎ）の加温特性を調べた。当然、ソレノイドコ
イル内部の磁束流れ（Ｆｌｕｘ ｆｌｏｗ）は、コイル
長手方向に走っているので、フェライト接合Ｔｉ−Ｎｉ
直線針（Ｆｅｒｒｉｔｅ−ｃｏａｔｅｄ）と磁束（Ｆｌ
ｕｘ）とのなす角度（θ）に依存して針の加熱状態が変
化する。本実験では、θ＝０°の時がいずれの巻き付け
方式でも加温効果が大きくなった。図３には、上記各方
式でのＴｉ−Ｎｉ針の高周波磁場付与に伴う加温効果を
鉄細線の単位長さ当りに換算して示す。直線（Ｓｔｒａ
ｉｇｈｔ）および交差（Ｃｒｏｓｓ）巻き付け方式が加
温効果が大きく、低い電磁場付与で提案した復合機能素
子の形状記憶効果と加温効果が得られ、実用的に有利な
ことがわかる。図４には、フェライト鉄細線直線巻き付
け（θ＝０°の場合）方式のＴｉ−Ｎｉ針（Ｆｅｒｒｉ
ｔｅ−ｃｏａｔｅｄ Ｔｉ−Ｎｉ Ｐｉｎ）による生体
模擬寒天（Ｇｅｌａｔｉｎ）試料での高周波誘導加温効
果を時間の経過と共に示す。１５分程度の電磁場付与で
約５０℃まで寒天試料は加熱され、この結果から癌温熱
療法での目標温度４３℃は本提案のフェライト被覆Ｔｉ
−Ｎｉ置針により達成できるめどがついた。また、図５
に示される様に、高周波誘導加熱後の寒天内部のＴｉ−
Ｎｉ針は予め形状記憶処理を施した曲がった形態に自己
変形を起こしているのが確認でき、これにより一方向の
磁束内部に置かれた直線置針による磁気異方性（θ依存
性）に伴う癌病変部分での加温分布の不均一性を食い止
めることができ、生体内部への温熱療法を実施する上で
治療効果が大きい。さらに、
【００１１】図６に示される様な電磁場発生コイルを、
本提案の複合機能材料素子を混合させたポリマー、金属
およびコンクリートなどを基地母材とする複合材料作製
プロセス中に配設することにより、材料強度や材料機能
性を向上させるために必須な複合・混合材料素子の方向
性も調整でき、複合材料製作技術として利用できる。
本提案の複合機能材料素子を混合させたポリマー、金属
およびコンクリートなどを基地母材とする複合材料作製
プロセス中に配設することにより、材料強度や材料機能
性を向上させるために必須な複合・混合材料素子の方向
性も調整でき、複合材料製作技術として利用できる。
【００１２】
【発明の効果】前記の強磁性体と形状記憶材料素子を組
み合わせた複合機能材料素子は、外部付与電磁場に反応
して、発熱し形状記憶効果を積極的に促進させ、かつ電
磁場磁束方向にも移動可能ゆえに、以下に記載されるよ
うな効果を奏する。 （１）この素子を生体治療・医療用材料として生体癌部
分に配設し、外部からの高周波電磁場付与により局所温
熱療法（ハイパーサーミア）に用いることができる。強
磁性体が接合されているために、低い電磁場付与により
腫瘍部加温効果と形状記憶効果促進により、外部磁場異
方性を低減できる効果を奏する。 （２）強磁性を有するこの素子が付加電磁場に反応で
き、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効果を有するこ
の素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴う発熱制御に
より自在に調整できる特長を鑑みて、ポリマー、金属
基、さらにはコンクリートなどを含む複合材料を作製・
成型する際に用いる電磁材科プロセス過程での複合材料
製造時の添加用材料素子として複合材料の複合強化作
用、機能性を向上せしめるために有益な複合材料素子技
術となる。 （３）外部より付与・制御した電磁界に反応し、強磁性
体の発熱にともなって形状記憶材料素子の伸縮挙動を制
御できるので、外部から制御可能で、かつ三次元的な形
状記憶材料からなるロボット用各種アクチュエーター、
熱機械エネルギー変換可能な感温駆動素子、生体内部で
使用するための形状記憶合金単体からなる用途、例え
ば、血栓トラップ用フィルター、歯科矯正ワイヤー、血
管クリップ、骨折部骨継ぎクリップ、形状記憶素子によ
る生体内結石把持器具、尿管拡張器具などへの用途開発
を促進させることができる。
み合わせた複合機能材料素子は、外部付与電磁場に反応
して、発熱し形状記憶効果を積極的に促進させ、かつ電
磁場磁束方向にも移動可能ゆえに、以下に記載されるよ
うな効果を奏する。 （１）この素子を生体治療・医療用材料として生体癌部
分に配設し、外部からの高周波電磁場付与により局所温
熱療法（ハイパーサーミア）に用いることができる。強
磁性体が接合されているために、低い電磁場付与により
腫瘍部加温効果と形状記憶効果促進により、外部磁場異
方性を低減できる効果を奏する。 （２）強磁性を有するこの素子が付加電磁場に反応で
き、移動、配向が自在で、かつ形状記憶効果を有するこ
の素子自体の伸縮なども付加磁場強さに伴う発熱制御に
より自在に調整できる特長を鑑みて、ポリマー、金属
基、さらにはコンクリートなどを含む複合材料を作製・
成型する際に用いる電磁材科プロセス過程での複合材料
製造時の添加用材料素子として複合材料の複合強化作
用、機能性を向上せしめるために有益な複合材料素子技
術となる。 （３）外部より付与・制御した電磁界に反応し、強磁性
体の発熱にともなって形状記憶材料素子の伸縮挙動を制
御できるので、外部から制御可能で、かつ三次元的な形
状記憶材料からなるロボット用各種アクチュエーター、
熱機械エネルギー変換可能な感温駆動素子、生体内部で
使用するための形状記憶合金単体からなる用途、例え
ば、血栓トラップ用フィルター、歯科矯正ワイヤー、血
管クリップ、骨折部骨継ぎクリップ、形状記憶素子によ
る生体内結石把持器具、尿管拡張器具などへの用途開発
を促進させることができる。
【００１３】
【図１】実験に用いた強磁性体フェライト鉄細線巻き付
けＴｉ−Ｎｉ合金針の巻き付け様式の模式図である。
けＴｉ−Ｎｉ合金針の巻き付け様式の模式図である。
【図２】円筒形高周波磁気コイル内部に直線金属針を置
いた場合、磁束の流れとの相関により現われる磁化異方
性の説明図である。
いた場合、磁束の流れとの相関により現われる磁化異方
性の説明図である。
【図３】強磁性体フェライト鉄細線巻き付けＴｉ−Ｎｉ
合金針での各巻き付け方式での鉄細線の単位長さ当りの
高周波加温特性（磁束と針のなす角度θ＝０°の場合）
を示す図である。
合金針での各巻き付け方式での鉄細線の単位長さ当りの
高周波加温特性（磁束と針のなす角度θ＝０°の場合）
を示す図である。
【図４】鉄細線直線巻き付け（θ＝０°の場合）のＴｉ
−Ｎｉ針４本を刺した生体模擬寒天試料での高周波誘導
加温特性を示す図である。
−Ｎｉ針４本を刺した生体模擬寒天試料での高周波誘導
加温特性を示す図である。
【図５】高周波誘導加熱後に寒天内部で自己変形が確認
された自己発熱型Ｔｉ−Ｎｉワイヤーの実例写真であ
る。
された自己発熱型Ｔｉ−Ｎｉワイヤーの実例写真であ
る。
【図６】ポリマー、金属、コンクリートなどを基地相と
する複合材作製プロセス中に外部電磁場を付与して本発
明の複合機能材料素子を目的方向に配列させる手法を示
す説明図である。
する複合材作製プロセス中に外部電磁場を付与して本発
明の複合機能材料素子を目的方向に配列させる手法を示
す説明図である。
１ Ｔｉ−Ｎｉ形状記憶置針（直径＝１．０ｍｍ） ２ フェライト鉄細線 ３ 鉄細線直線巻き付け ４ 鉄細線交差巻き付け ５ 鉄細線ヘリカル巻き付け ６ 鉄細線密着巻き付け ７ 円筒形磁化コイル ８ 磁束流れ ９ 磁束と針のなす回転角度 １０ 鉄細線単位長さ当りの加温速度 １１ 経過時間 １２ 加熱温度 １３ 生体模擬寒天（ゼラチン） １４ 磁極 １５ 複合機能材料素子（強磁性体と形状記憶材科単
体との組み合わせ体）
体との組み合わせ体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 19/03 Ａ Ｈ０５Ｂ 6/10 8915−3Ｋ // Ｈ０１Ｆ 1/00
Claims (4)
- 【請求項１】形状記憶現象を有する合金系の単体材料素
子に強磁性体（フェライト等）を、その内部に内包・内
在させ、または／もしくはその外周部表面に接合、被
覆、メッキ処理を施し、外部からの付加電磁界に反応・
応答して移動できるようにせしめた複合機能性形状記憶
材料素子 - 【請求項２】形状記憶現象を有するポリマー系材料の単
体材料素子に強磁性体（フェライト等）を、その内部に
内包・内在させ、または／もしくはその外周部表面に接
合、被覆、メッキ処理を施し、外部からの付加電磁界に
反応・応答して移動できるようにせしめた複合機能性形
状記憶材料素子 - 【請求項３】形状記憶現象を有するセラミックスス系材
料等の単体材料素子に強磁性体（フェライト等）を、そ
の内部に内包・内在させ、または／もしくはその外周部
表面に接合、被覆、メッキ処理を施し、外部からの付加
電磁界に反応・応答して移動できるようにせしめた複合
機能性形状記憶材料素子 - 【請求項４】外部電磁界からの高周波電磁誘導効果作用
により、接合、被覆もしくは内在させた磁性体内にうず
電流が発生し、それにより付随して起こる電気抵抗性自
己発熱効果による温度変化により、本体の形状記憶材料
が熱弾性的相変態などを誘発し、複合機能材料素子自体
が加熱以前の形状に復することができる請求項目１、
２、３に記載した複合機能材料素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323621A JPH0718357A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 複合機能材料素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323621A JPH0718357A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 複合機能材料素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718357A true JPH0718357A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=18156783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3323621A Pending JPH0718357A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 複合機能材料素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718357A (ja) |
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| US11431114B2 (en) | 2020-02-14 | 2022-08-30 | Te Connectivity Solutions Gmbh | Enclosed connection systems for forming an enclosed connection between conductors, and methods including same |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3323621A patent/JPH0718357A/ja active Pending
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