JPH1017960A - 超弾性合金テープ - Google Patents
超弾性合金テープInfo
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- JPH1017960A JPH1017960A JP18996996A JP18996996A JPH1017960A JP H1017960 A JPH1017960 A JP H1017960A JP 18996996 A JP18996996 A JP 18996996A JP 18996996 A JP18996996 A JP 18996996A JP H1017960 A JPH1017960 A JP H1017960A
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- temp
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超弾性を示す温度範囲を拡大する。
【解決手段】 変態点の異なる複数の超弾性合金シート
２，３，…７を接合してテープ状に形成する。超弾性合
金シート２，３，…７のうちの使用時の温度条件、すな
わち超弾性を示す温度範囲に適合する超弾性合金シート
のみが変態して超弾性を示す。
２，３，…７を接合してテープ状に形成する。超弾性合
金シート２，３，…７のうちの使用時の温度条件、すな
わち超弾性を示す温度範囲に適合する超弾性合金シート
のみが変態して超弾性を示す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変態温度より高
い一定温度範囲内における荷重時に、降伏点を超える見
かけ上の塑性変形が生じ、除荷時には、荷重の減少にと
もなって、弾性変形分が回復するだけではなく、降伏点
を超える見かけ上の塑性変形が、ゴムのように戻って形
状復帰する超弾性合金からなる金属テープに関するもの
である。
い一定温度範囲内における荷重時に、降伏点を超える見
かけ上の塑性変形が生じ、除荷時には、荷重の減少にと
もなって、弾性変形分が回復するだけではなく、降伏点
を超える見かけ上の塑性変形が、ゴムのように戻って形
状復帰する超弾性合金からなる金属テープに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】変態温度より高い一定範囲の温度で超弾
性現象（以下、単に超弾性という。）を示す超弾性合金
としては、ある種のニッケル・チタン合金および銅・亜
鉛・アルミニウム合金が知られている。例えば、このニ
ッケル・チタン合金は、形状記憶合金の一種で、ニッケ
ルの含有率を増加させることによってその変態温度を低
下させることができ、逆にニッケルの含有率を減少させ
ることによって前記変態温度を上昇させることができる
ため、この変態温度を任意の温度に設定することができ
る。また、変態温度を調整する方法としては、合金の組
成を変える他に熱処理条件を変えるか、あるいは鉄等の
第３の元素を添加することによっても可能である。
性現象（以下、単に超弾性という。）を示す超弾性合金
としては、ある種のニッケル・チタン合金および銅・亜
鉛・アルミニウム合金が知られている。例えば、このニ
ッケル・チタン合金は、形状記憶合金の一種で、ニッケ
ルの含有率を増加させることによってその変態温度を低
下させることができ、逆にニッケルの含有率を減少させ
ることによって前記変態温度を上昇させることができる
ため、この変態温度を任意の温度に設定することができ
る。また、変態温度を調整する方法としては、合金の組
成を変える他に熱処理条件を変えるか、あるいは鉄等の
第３の元素を添加することによっても可能である。
【０００３】このように超弾性合金は、その超弾性を示
す温度範囲（変態温度以上）を任意に設定でき、また線
状、板状あるいはシート状等に塑性加工が可能なことか
ら医療分野を初め数多くの工業製品に利用されており、
その用途はさらに拡大されつつある。
す温度範囲（変態温度以上）を任意に設定でき、また線
状、板状あるいはシート状等に塑性加工が可能なことか
ら医療分野を初め数多くの工業製品に利用されており、
その用途はさらに拡大されつつある。
【０００４】また、超弾性合金の一次製品として例えば
超弾性合金テープがある。これは、特定の温度範囲内で
超弾性を示すように調製された超弾性合金をシート状あ
るいはフィルム状に加工して可撓性を持たせるとともに
一定の幅に裁断したものである。
超弾性合金テープがある。これは、特定の温度範囲内で
超弾性を示すように調製された超弾性合金をシート状あ
るいはフィルム状に加工して可撓性を持たせるとともに
一定の幅に裁断したものである。
【０００５】したがって、従来の超弾性合金テープは、
単一の組成の合金で形成されているため、加熱されて変
態温度に達するとテープ全体が略同時にマルテンサイト
相に変態する。そして、このマルテンサイト相の状態に
おいて引っ張る等によってテープに力を加えると、応力
誘起変態を起こしてこのテープがゴムのように伸び、降
伏点を超える見かけ上の塑性変形を生じる。そして、加
えた力を除去すると、荷重の減少に伴って、先ず弾性変
形分が回復した後、降伏点を超える見かけ上の塑性変形
分が、ゴムのように戻って元のテープに形状復帰する超
弾性を示す。
単一の組成の合金で形成されているため、加熱されて変
態温度に達するとテープ全体が略同時にマルテンサイト
相に変態する。そして、このマルテンサイト相の状態に
おいて引っ張る等によってテープに力を加えると、応力
誘起変態を起こしてこのテープがゴムのように伸び、降
伏点を超える見かけ上の塑性変形を生じる。そして、加
えた力を除去すると、荷重の減少に伴って、先ず弾性変
形分が回復した後、降伏点を超える見かけ上の塑性変形
分が、ゴムのように戻って元のテープに形状復帰する超
弾性を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の超弾性合金テープは、その超弾性合金テープの変態温
度より若干高い狭い温度範囲においてのみ超弾性を示す
もので、例えば加熱し過ぎてこの温度範囲を少しでもオ
ーバーすると、超弾性を示さなくなって残留ひずみが生
じるという問題があった。
の超弾性合金テープは、その超弾性合金テープの変態温
度より若干高い狭い温度範囲においてのみ超弾性を示す
もので、例えば加熱し過ぎてこの温度範囲を少しでもオ
ーバーすると、超弾性を示さなくなって残留ひずみが生
じるという問題があった。
【０００７】このように従来の超弾性合金テープは、変
態温度は任意に設定できるものの、超弾性を示すのは、
限られた狭い温度範囲であった。
態温度は任意に設定できるものの、超弾性を示すのは、
限られた狭い温度範囲であった。
【０００８】この発明は、上記の背景の下になされたも
のであり、広い温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テー
プを提供することを目的とするものである。
のであり、広い温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テー
プを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段としてこの発明は、変態温度の
異なる複数種類の超弾性合金のフィルムあるいはシート
が接合されて、一定幅の帯状に形成されていることを特
徴としている。
題を解決するための手段としてこの発明は、変態温度の
異なる複数種類の超弾性合金のフィルムあるいはシート
が接合されて、一定幅の帯状に形成されていることを特
徴としている。
【００１０】また、前記複数種類の超弾性合金のフィル
ムあるいはシートを、テープ長手方向に変態温度が低い
ものから高いものへ、あるいは高いものから低いものへ
の順に並べて接合することができる。
ムあるいはシートを、テープ長手方向に変態温度が低い
ものから高いものへ、あるいは高いものから低いものへ
の順に並べて接合することができる。
【００１１】したがって、上記のように構成することに
よってこの発明の超弾性合金テープは、変態温度の異な
る複数の超弾性合金のフィルムあるいはシートを接合し
て形成されているため、このテープを構成している各超
弾性合金が超弾性を示す温度範囲が連続するように形成
するか、あるいは超弾性を示す複数の温度帯を有するよ
うに形成すれば、超弾性を示す温度範囲が広い超弾性合
金テープとすることができる。したがって、引張り力が
加わった際に、超弾性合金テープのうちのその時点の温
度において超弾性を示す部分のみがゴム状に変形する。
よってこの発明の超弾性合金テープは、変態温度の異な
る複数の超弾性合金のフィルムあるいはシートを接合し
て形成されているため、このテープを構成している各超
弾性合金が超弾性を示す温度範囲が連続するように形成
するか、あるいは超弾性を示す複数の温度帯を有するよ
うに形成すれば、超弾性を示す温度範囲が広い超弾性合
金テープとすることができる。したがって、引張り力が
加わった際に、超弾性合金テープのうちのその時点の温
度において超弾性を示す部分のみがゴム状に変形する。
【００１２】また、前記複数種類の超弾性合金のフィル
ムあるいはシートを、テープ長手方向に変態温度が低い
ものから高いものへの順、あるいはその逆の順に並べて
接合すれば、温度上昇に伴って、一端側の変態温度の低
い方から順に変態温度に達して超弾性を示す超弾性合金
テープとすることができる。
ムあるいはシートを、テープ長手方向に変態温度が低い
ものから高いものへの順、あるいはその逆の順に並べて
接合すれば、温度上昇に伴って、一端側の変態温度の低
い方から順に変態温度に達して超弾性を示す超弾性合金
テープとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の超弾性合金テー
プの一実施例を図１および図２に基づいて説明する。
プの一実施例を図１および図２に基づいて説明する。
【００１４】超弾性合金テープ１は、それぞれ超弾性を
示す温度範囲が異なる６種類の超弾性合金シート２，
３，…７を、つなぎ合わせて構成されている。この各超
弾性合金のシート２，３，…７は、組成を段階的に変化
させたニッケル・チタン合金である。またニッケル・チ
タン合金の変態温度は、ニッケルの含有率を０．２％増
すと約１０℃低下し、逆にニッケルの含有率を０．２％
減ずると約１０℃上昇し、また、中温加熱処理（４００
〜５００℃）を所定時間施すと、超弾性を示す温度範囲
が、超弾性現出点から約２０℃高い温度までとなること
が確かめられている。
示す温度範囲が異なる６種類の超弾性合金シート２，
３，…７を、つなぎ合わせて構成されている。この各超
弾性合金のシート２，３，…７は、組成を段階的に変化
させたニッケル・チタン合金である。またニッケル・チ
タン合金の変態温度は、ニッケルの含有率を０．２％増
すと約１０℃低下し、逆にニッケルの含有率を０．２％
減ずると約１０℃上昇し、また、中温加熱処理（４００
〜５００℃）を所定時間施すと、超弾性を示す温度範囲
が、超弾性現出点から約２０℃高い温度までとなること
が確かめられている。
【００１５】したがって、超弾性合金シート２は、４
９．８重量％Ｎi −Ｔi 合金を、５００℃で約３０分間
加熱処理した後、一定幅のシート状に加工したもので、
変態点が３０℃、超弾性を示す温度範囲が３５〜５５℃
に設定されている。
９．８重量％Ｎi −Ｔi 合金を、５００℃で約３０分間
加熱処理した後、一定幅のシート状に加工したもので、
変態点が３０℃、超弾性を示す温度範囲が３５〜５５℃
に設定されている。
【００１６】また超弾性合金シート３は、４９．４重量
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
５０℃、超弾性を示す温度範囲が５５〜７５℃に設定さ
れている。
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
５０℃、超弾性を示す温度範囲が５５〜７５℃に設定さ
れている。
【００１７】また超弾性合金シート４は、４９．０重量
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
７０℃、超弾性を示す温度範囲が７５〜１００℃に設定
されている。
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
７０℃、超弾性を示す温度範囲が７５〜１００℃に設定
されている。
【００１８】また超弾性合金シート５は、４８．６重量
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
９０℃、超弾性を示す温度範囲が１００〜１２０℃に設
定されている。
％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理した
後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点が
９０℃、超弾性を示す温度範囲が１００〜１２０℃に設
定されている。
【００１９】さらに、超弾性合金シート６は、４８．２
重量％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理し
た後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点
が１１０℃、超弾性を示す温度範囲が１２０〜１４０℃
に設定されている。
重量％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱処理し
た後、一定幅のシート状に加工したもので、その変態点
が１１０℃、超弾性を示す温度範囲が１２０〜１４０℃
に設定されている。
【００２０】またさらに、超弾性合金シート７は、４
７．８重量％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱
処理した後、一定幅のシート状に加工したもので、その
変態点が１３０℃、超弾性を示す温度範囲が１４０〜１
６０℃に設定されている。
７．８重量％Ｎi −Ｔi 合金で、同様の条件で中温加熱
処理した後、一定幅のシート状に加工したもので、その
変態点が１３０℃、超弾性を示す温度範囲が１４０〜１
６０℃に設定されている。
【００２１】以上のようにして帯状に形成された６種類
の超弾性合金シート２，３，…７は、図１に示すよう
に、変態温度の低いものから高いものへの順に並べると
ともに、それぞれの幅方向両側部を、それぞれ隣りとな
る超弾性合金シートの側部と突合わせた状態で突合わせ
抵抗溶接によって、接合部８に段ができないように接合
して１枚の平板１１に形成し、この平板１１を、その超
弾性合金シート２，３，…７の長さ方向と直交する方向
（図２において水平方向）に所定のテープ幅ａで裁断し
てテープ状に形成することにより、３５℃から１６０℃
までの連続した温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テー
プが得られる。
の超弾性合金シート２，３，…７は、図１に示すよう
に、変態温度の低いものから高いものへの順に並べると
ともに、それぞれの幅方向両側部を、それぞれ隣りとな
る超弾性合金シートの側部と突合わせた状態で突合わせ
抵抗溶接によって、接合部８に段ができないように接合
して１枚の平板１１に形成し、この平板１１を、その超
弾性合金シート２，３，…７の長さ方向と直交する方向
（図２において水平方向）に所定のテープ幅ａで裁断し
てテープ状に形成することにより、３５℃から１６０℃
までの連続した温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テー
プが得られる。
【００２２】したがって、上記のようにこの実施例の超
弾性合金テープ１は、変態温度が異なる６種類の超弾性
合金シート２，３，…７から構成されているため、この
超弾性合金テープ１を使用する場所の温度が、１００〜
１４０℃の間で変動する場合には、例えば１００〜１２
０℃においては、変態温度が９０℃の超弾性合金シート
５が超弾性を示し、温度が上昇して１２０℃を超える
と、変態点が１１０℃の超弾性合金シート６が超弾性を
示すようになり、それぞれの温度条件下で超弾性の特性
を利用することができる。
弾性合金テープ１は、変態温度が異なる６種類の超弾性
合金シート２，３，…７から構成されているため、この
超弾性合金テープ１を使用する場所の温度が、１００〜
１４０℃の間で変動する場合には、例えば１００〜１２
０℃においては、変態温度が９０℃の超弾性合金シート
５が超弾性を示し、温度が上昇して１２０℃を超える
と、変態点が１１０℃の超弾性合金シート６が超弾性を
示すようになり、それぞれの温度条件下で超弾性の特性
を利用することができる。
【００２３】なお、この実施例においては、テープ長手
方向に、超弾性を示す温度範囲が連続するように調製し
た超弾性合金シート２，３，…７を接合して超弾性合金
テープ１を形成したが、超弾性を示す温度範囲が非連続
であってもよく、必要な温度範囲においてだけ超弾性を
示すように、変態温度が異なる複数の超弾性合金シート
を組合わせて使用することができる。また、変態温度の
高低の順に接合したが、変態温度の高低にかかわらずラ
ンダムに並べて接合することもできる。
方向に、超弾性を示す温度範囲が連続するように調製し
た超弾性合金シート２，３，…７を接合して超弾性合金
テープ１を形成したが、超弾性を示す温度範囲が非連続
であってもよく、必要な温度範囲においてだけ超弾性を
示すように、変態温度が異なる複数の超弾性合金シート
を組合わせて使用することができる。また、変態温度の
高低の順に接合したが、変態温度の高低にかかわらずラ
ンダムに並べて接合することもできる。
【００２４】また上記実施例においては、ニッケル・チ
タン合金の超弾性を示す温度範囲の調整、すなわち変態
温度を調整する方法として、ニッケルの含有率を変える
ことによって行ったが、鉄等の他の金属を添加すること
による調整方法や、焼入れ、焼鈍等の熱処理による方法
によって行うこともできる。
タン合金の超弾性を示す温度範囲の調整、すなわち変態
温度を調整する方法として、ニッケルの含有率を変える
ことによって行ったが、鉄等の他の金属を添加すること
による調整方法や、焼入れ、焼鈍等の熱処理による方法
によって行うこともできる。
【００２５】さらに、上記実施例においては、超弾性合
金シート２，３，…７を突合わせ抵抗溶接によって接合
した場合について説明したが、用途や要求される接合部
の強度等の条件に合わせて、電子ビーム溶接、レーザー
溶接、重ね抵抗溶接あるいはＴＩＧ溶接等によって接合
することができる。
金シート２，３，…７を突合わせ抵抗溶接によって接合
した場合について説明したが、用途や要求される接合部
の強度等の条件に合わせて、電子ビーム溶接、レーザー
溶接、重ね抵抗溶接あるいはＴＩＧ溶接等によって接合
することができる。
【００２６】また、この発明の超弾性合金テープは、変
態温度が使用温度範囲より高い超弾性合金のテープまた
は超弾性合金以外の一般の金属または合金のテープと組
合わせることもでき、例えば、一般の金属テープの一部
に、所定の温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テープを
接合すれば、温度上昇にともなって、一本のテープの特
定の部分のみが伸縮可能となるテープとすることができ
る。
態温度が使用温度範囲より高い超弾性合金のテープまた
は超弾性合金以外の一般の金属または合金のテープと組
合わせることもでき、例えば、一般の金属テープの一部
に、所定の温度範囲で超弾性を示す超弾性合金テープを
接合すれば、温度上昇にともなって、一本のテープの特
定の部分のみが伸縮可能となるテープとすることができ
る。
【００２７】したがって、この発明の超弾性合金テープ
は、設定された温度まで昇温した時に初めて弾性特性を
示して、引っ張り力に対してはゴムのように弾性力を伴
って伸長し、所定の収縮力が生じることから、その用途
の一つとして、例えば、昇温域に送り込まれると膨張し
て体積が大きく変化する物品の結束あるいは固定等を行
う部材が挙げられる。
は、設定された温度まで昇温した時に初めて弾性特性を
示して、引っ張り力に対してはゴムのように弾性力を伴
って伸長し、所定の収縮力が生じることから、その用途
の一つとして、例えば、昇温域に送り込まれると膨張し
て体積が大きく変化する物品の結束あるいは固定等を行
う部材が挙げられる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の超弾性合
金テープは、変態温度の異なる複数種類の超弾性合金の
フィルムあるいはシートを接合して一定幅の帯状に形成
したので、超弾性を示す温度範囲を広くでき、あるいは
複数域に設定することができる。
金テープは、変態温度の異なる複数種類の超弾性合金の
フィルムあるいはシートを接合して一定幅の帯状に形成
したので、超弾性を示す温度範囲を広くでき、あるいは
複数域に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の超弾性合金テープの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】この実施例における超弾性合金テープの製造過
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
１…超弾性合金テープ、 ２，３，〜７…超弾性合金シ
ート、 ８…突合わせ抵抗溶接による接合部、 ａ…テ
ープ幅。
ート、 ８…突合わせ抵抗溶接による接合部、 ａ…テ
ープ幅。
Claims (2)
- 【請求項１】 変態温度の異なる複数種類の超弾性合金
のフィルムあるいはシートが接合されて、一定幅の帯状
に形成されていることを特徴とする超弾性合金テープ。 - 【請求項２】 前記複数種類の超弾性合金のフィルムあ
るいはシートが、テープ長手方向に変態温度が低いもの
から高いものへ、あるいは高いものから低いものへの順
に並べて接合されていることを特徴とする請求項１記載
の超弾性合金テープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18996996A JPH1017960A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 超弾性合金テープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18996996A JPH1017960A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 超弾性合金テープ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017960A true JPH1017960A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16250221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18996996A Pending JPH1017960A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 超弾性合金テープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1017960A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016028175A (ja) * | 2009-08-07 | 2016-02-25 | スマーター アロイズ インコーポレーテッド | モノリス形状記憶材料、モノリス形状記憶材料の処理方法、材料の処理装置および材料の処理方法 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP18996996A patent/JPH1017960A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016028175A (ja) * | 2009-08-07 | 2016-02-25 | スマーター アロイズ インコーポレーテッド | モノリス形状記憶材料、モノリス形状記憶材料の処理方法、材料の処理装置および材料の処理方法 |
| US10047421B2 (en) | 2009-08-07 | 2018-08-14 | Smarter Alloys Inc. | Methods and systems for processing materials, including shape memory materials |
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