JPS59179767A - 可逆形状記憶素子の製造方法 - Google Patents
可逆形状記憶素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS59179767A JPS59179767A JP5482283A JP5482283A JPS59179767A JP S59179767 A JPS59179767 A JP S59179767A JP 5482283 A JP5482283 A JP 5482283A JP 5482283 A JP5482283 A JP 5482283A JP S59179767 A JPS59179767 A JP S59179767A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- shape
- point
- spring
- reversible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2224/00—Materials; Material properties
- F16F2224/02—Materials; Material properties solids
- F16F2224/0258—Shape-memory metals, e.g. Ni-Ti alloys
Landscapes
- Springs (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
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】
本発明ばCu基合金、Ti、Ni合金等の形状記憶合金
からなる可逆形状記憶素子の製造方法に関する。
からなる可逆形状記憶素子の製造方法に関する。
形状記憶合金は、従来から知られるバイメタルと同様な
機能を有し、熱応動素子として広範囲の用途が考えられ
ている。特にCu−zn−AA系、Cu−Be−At系
等のCu基形状記憶合金においてに、β相における第1
の形状とマルテンサイト相における第2の形状とが記憶
され、β相にある合金をマルテンサイト相まで冷却する
ことにより第1の形状から第2の形状へ、またマルテン
サイト相にろる合金をβ相に加熱することにより第2の
形状から第1の形状へ、各々形状父化が可逆的にかつ外
部からの応力なしに起こるいわゆる可逆形状記憶効果を
有し、通常可逆形状記憶素子(熱応動素子)としては円
筒形コイルバネ等の弾性体形状を形成している。
機能を有し、熱応動素子として広範囲の用途が考えられ
ている。特にCu−zn−AA系、Cu−Be−At系
等のCu基形状記憶合金においてに、β相における第1
の形状とマルテンサイト相における第2の形状とが記憶
され、β相にある合金をマルテンサイト相まで冷却する
ことにより第1の形状から第2の形状へ、またマルテン
サイト相にろる合金をβ相に加熱することにより第2の
形状から第1の形状へ、各々形状父化が可逆的にかつ外
部からの応力なしに起こるいわゆる可逆形状記憶効果を
有し、通常可逆形状記憶素子(熱応動素子)としては円
筒形コイルバネ等の弾性体形状を形成している。
従来の可逆形状記憶効果を有する円筒形コイルバネ状形
状記憶集子(以下、可逆形状記憶バネ)にβ単相化して
焼入れすることにより不可逆形状効果を与え、δらにM
f点(マルテンサイト変態が外部からの応力なしで完結
するいわゆる冷却時笈態終了温度)以下の温度で変形し
、そのままの形状でAf点(β相への変態が外部からの
応力なしで完結するいわゆる加熱時変態終了温度)以上
に保つ拘束加熱法によシ製造きれていたが、得られる可
逆的形状記憶量か0.8〜0.6%程度と小ざく、かつ
所望の可逆的形状記憶量(以下、形状記憶量)を安定し
て得ることが難しい等の欠点があった。
状記憶集子(以下、可逆形状記憶バネ)にβ単相化して
焼入れすることにより不可逆形状効果を与え、δらにM
f点(マルテンサイト変態が外部からの応力なしで完結
するいわゆる冷却時笈態終了温度)以下の温度で変形し
、そのままの形状でAf点(β相への変態が外部からの
応力なしで完結するいわゆる加熱時変態終了温度)以上
に保つ拘束加熱法によシ製造きれていたが、得られる可
逆的形状記憶量か0.8〜0.6%程度と小ざく、かつ
所望の可逆的形状記憶量(以下、形状記憶量)を安定し
て得ることが難しい等の欠点があった。
上記形状記憶量とに形状記憶効果にもとづく変位量に関
するもので、可逆形状記憶バネにおいてに、形状変化に
対して起こる該可逆形状記憶バネの線材表面の剪断歪量
の変化のことであり、次式7式% L/=可逆形状記憶バネの第1の形状における自由長り
、2= 第2の形状における自由長
d : 線径 n :゛ 有効巻数 ■): 平均コイル径π :円周率 本発明に前記欠点を解消し、大きな形状記憶量を有する
可逆形状記憶素子を安定して得ることを可能とする製造
方法に関するもので、不可逆形状記憶効果を有する形状
記憶素子に、その形状記憶素子に所望する高温側の第1
の形状から低温側の第2の形状に推移させるごときバイ
アス荷重を加えながらAf点以上及びMf点以下の加熱
冷却を数回繰返すことを要旨とし、特に可逆形状記憶バ
ネにおいてに1.0〜2.0%程度の大きな形状記憶量
を安定して提供するものである。
するもので、可逆形状記憶バネにおいてに、形状変化に
対して起こる該可逆形状記憶バネの線材表面の剪断歪量
の変化のことであり、次式7式% L/=可逆形状記憶バネの第1の形状における自由長り
、2= 第2の形状における自由長
d : 線径 n :゛ 有効巻数 ■): 平均コイル径π :円周率 本発明に前記欠点を解消し、大きな形状記憶量を有する
可逆形状記憶素子を安定して得ることを可能とする製造
方法に関するもので、不可逆形状記憶効果を有する形状
記憶素子に、その形状記憶素子に所望する高温側の第1
の形状から低温側の第2の形状に推移させるごときバイ
アス荷重を加えながらAf点以上及びMf点以下の加熱
冷却を数回繰返すことを要旨とし、特に可逆形状記憶バ
ネにおいてに1.0〜2.0%程度の大きな形状記憶量
を安定して提供するものである。
前記バイアス荷重に形状記憶素子を所望する低温側の第
2の形状にて取介1けたとき加わる取付は荷重(FC)
と加熱冷却による形状記・は素子の変化に対応して増減
する荷重からなり、形状記憶素子を一定の形状にて拘束
するものでになく、該形状記憶素子が加熱中にに高温の
形状、すなわち伸びた第1の形状に向って多少なりとも
変形でき、しかも冷却中には所望する低温の形状すなわ
ち縮んだ第2の形状になる程度の強さで加えることが望
ましい。
2の形状にて取介1けたとき加わる取付は荷重(FC)
と加熱冷却による形状記・は素子の変化に対応して増減
する荷重からなり、形状記憶素子を一定の形状にて拘束
するものでになく、該形状記憶素子が加熱中にに高温の
形状、すなわち伸びた第1の形状に向って多少なりとも
変形でき、しかも冷却中には所望する低温の形状すなわ
ち縮んだ第2の形状になる程度の強さで加えることが望
ましい。
一!た加熱冷却温度にMf点を超え、Af点未満の温度
範囲では十分な効果が得られず、Af点以上及びMf点
以下であれば任意の温度で工く、作業性等を考慮して決
定する。ただし、形状記・は効果が失われる温度(通常
200℃程度)以上に加熱してに本発明の効果が得られ
ないことに明らかである。
範囲では十分な効果が得られず、Af点以上及びMf点
以下であれば任意の温度で工く、作業性等を考慮して決
定する。ただし、形状記・は効果が失われる温度(通常
200℃程度)以上に加熱してに本発明の効果が得られ
ないことに明らかである。
芒らに加熱冷却の繰返し数に10ザイク/lz〜20サ
イクル程度が好ましく加熱あるいに冷却のいずれから初
めても同等の効果が得られる。以上に示すバイアス荷重
、加熱冷却温度及び繰返し数に形状記憶素子の成分組成
、形状、作業性等を考慮して適宜選定することにより本
発明の効果により−J−向上する。
イクル程度が好ましく加熱あるいに冷却のいずれから初
めても同等の効果が得られる。以上に示すバイアス荷重
、加熱冷却温度及び繰返し数に形状記憶素子の成分組成
、形状、作業性等を考慮して適宜選定することにより本
発明の効果により−J−向上する。
以下、本発明を可逆形状記憶バネに関する一突施例によ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
第1図に本発明を実施するための治具例を示す・(1)
H,Thらかしめ溶体化熱処理等によって不可逆形状効
果、いわゆる伸びた形状のみを記憶している形状記憶バ
ネで治具装着時には図示のごとく、できる限り密着式せ
ることか望ましい。(2)にバイアススプリングでヌリ
ープ(3)を介して前記形状記憶バネ(llf:圧縮す
るもので、後記のごとき特性を有する。(4)に両端に
着脱可能なヌトツバー(5)、(6)を有するガイドバ
イフ゛であり、n1]記形状記・阻バネ(1)、バイア
ススフ”リング(2)の形状変化をそこなうことなく、
ヌリーブ(3)が滑動する。第1図に示すごとく、形状
記憶バネ(1)を装着した状態にてAf点以上及びMf
点以下の加熱冷却を数回繰返すことにより本発明を実施
する。加熱冷却に一対のシリコンオイルとアルコ−/I
/糟等に交互に浸漬することにより容易に可能である。
H,Thらかしめ溶体化熱処理等によって不可逆形状効
果、いわゆる伸びた形状のみを記憶している形状記憶バ
ネで治具装着時には図示のごとく、できる限り密着式せ
ることか望ましい。(2)にバイアススプリングでヌリ
ープ(3)を介して前記形状記憶バネ(llf:圧縮す
るもので、後記のごとき特性を有する。(4)に両端に
着脱可能なヌトツバー(5)、(6)を有するガイドバ
イフ゛であり、n1]記形状記・阻バネ(1)、バイア
ススフ”リング(2)の形状変化をそこなうことなく、
ヌリーブ(3)が滑動する。第1図に示すごとく、形状
記憶バネ(1)を装着した状態にてAf点以上及びMf
点以下の加熱冷却を数回繰返すことにより本発明を実施
する。加熱冷却に一対のシリコンオイルとアルコ−/I
/糟等に交互に浸漬することにより容易に可能である。
バイアススプリング(2)に、形状記憶バネ(1)に軸
方向のバイアス荷重を加えるもので、該形状記憶バネ(
1)が加熱中にげ高温の形状、すなわち伸びた第1の形
状に向って多少なりとも変形でき、しかも冷却中にげ所
望する低温の第2の形状すなわち密着状態になる程度の
強でで圧縮することが望ましい。
方向のバイアス荷重を加えるもので、該形状記憶バネ(
1)が加熱中にげ高温の形状、すなわち伸びた第1の形
状に向って多少なりとも変形でき、しかも冷却中にげ所
望する低温の第2の形状すなわち密着状態になる程度の
強でで圧縮することが望ましい。
このため、バイアススフ”リング(2)の特性は形状記
憶バネの組成、形状等により、バネ定数(k)及び取付
は荷重(Fc) (形状記憶バネ(1)が前記治具に
装着されたときに密着あるいげ略密着するように加えら
れる荷重)等を適宜選定することを推奨する。
憶バネの組成、形状等により、バネ定数(k)及び取付
は荷重(Fc) (形状記憶バネ(1)が前記治具に
装着されたときに密着あるいげ略密着するように加えら
れる荷重)等を適宜選定することを推奨する。
本発明者gcu−Zn−AA系で、Af点−45′C1
Mf点=30℃の不可逆形状記憶効果を有する形状記憶
合金を用い、第1図の治具により線径3.3罪、平均コ
イル径14.8 IRE、有効巻数8、密着時の長さ2
9.7 間の第2図、第3図に示す可逆形状記憶効果を
有する可逆形状記憶バネを得た。第2図、第3図におい
て横軸ぼ加熱冷却温度■)で、縦軸に可逆形状記憶バネ
の自由長の変位量e#l)であり低温(Mf点以下)で
の自由長を基点(OTNM )として示す。第2図にバ
ネ定数(k) = 0.7 kgAmのパイアヌヌブリ
ング(2)(第1図)を用い、0′C及び100℃の加
熱冷却を20サイクル繰返した結果を示すもので、曲線
(ロ)は取付荷重(FC)が1 kqの場合、(ハ)に
2 kqの場合、に)に4 ktjの場合である。曲線
((イ)は比較例として従来から知られる拘束加熱法(
不可逆形状記憶効果を有する形状記憶バネを密着した状
態の!!ま100℃にて10分間保持)によυ得られた
可逆形状記憶バネの特性を示すものである。図より明ら
かなように、本発明によるものに何れも変位量が大きく
、すなわち形状記憶量が従来例(イ)は04%であるの
に対し、本発明による(口)は1゜72X、(ハ)に1
.80高、に)げ171先と従来の4倍以上の形状記憶
量を有する。第3図にノくネ定数(&) = 0.7
kg/Amのバイアスヌブリング(幻(第1図)を用い
、取付は荷重(FC)を2 kgとし0℃及び100℃
の加熱冷却を5サイク/I/繰返した場合を曲線0→、
10サイクルの場合を(へ)、20サイクルの場合を(
ト)で示すもので曲線(イ)に第2図の場合と同様であ
る。図より明らかなように本発明によるものげ何れも変
位量が大きく、すなわち形状記憶量が従来例(イ)に0
.4%であるのに対し本発明による(ホ)は1,13%
、(へ)に1.69%、(ト)は1.80%と従来の2
〜4倍以上の形状記憶量を有する。
Mf点=30℃の不可逆形状記憶効果を有する形状記憶
合金を用い、第1図の治具により線径3.3罪、平均コ
イル径14.8 IRE、有効巻数8、密着時の長さ2
9.7 間の第2図、第3図に示す可逆形状記憶効果を
有する可逆形状記憶バネを得た。第2図、第3図におい
て横軸ぼ加熱冷却温度■)で、縦軸に可逆形状記憶バネ
の自由長の変位量e#l)であり低温(Mf点以下)で
の自由長を基点(OTNM )として示す。第2図にバ
ネ定数(k) = 0.7 kgAmのパイアヌヌブリ
ング(2)(第1図)を用い、0′C及び100℃の加
熱冷却を20サイクル繰返した結果を示すもので、曲線
(ロ)は取付荷重(FC)が1 kqの場合、(ハ)に
2 kqの場合、に)に4 ktjの場合である。曲線
((イ)は比較例として従来から知られる拘束加熱法(
不可逆形状記憶効果を有する形状記憶バネを密着した状
態の!!ま100℃にて10分間保持)によυ得られた
可逆形状記憶バネの特性を示すものである。図より明ら
かなように、本発明によるものに何れも変位量が大きく
、すなわち形状記憶量が従来例(イ)は04%であるの
に対し、本発明による(口)は1゜72X、(ハ)に1
.80高、に)げ171先と従来の4倍以上の形状記憶
量を有する。第3図にノくネ定数(&) = 0.7
kg/Amのバイアスヌブリング(幻(第1図)を用い
、取付は荷重(FC)を2 kgとし0℃及び100℃
の加熱冷却を5サイク/I/繰返した場合を曲線0→、
10サイクルの場合を(へ)、20サイクルの場合を(
ト)で示すもので曲線(イ)に第2図の場合と同様であ
る。図より明らかなように本発明によるものげ何れも変
位量が大きく、すなわち形状記憶量が従来例(イ)に0
.4%であるのに対し本発明による(ホ)は1,13%
、(へ)に1.69%、(ト)は1.80%と従来の2
〜4倍以上の形状記憶量を有する。
上記突施例において取付は荷重(Fc) * 1 kg
〜4 kgであつ又も形状記憶量の大きな変化になく、
寸た、加熱冷却も10サイクル〜20サイクルでに同様
に大きな変化げみられないが、立上り特性、形状変化の
起こる温度範囲等に差異があるため、それぞれの特性に
合せた用途に用いることを推奨する。
〜4 kgであつ又も形状記憶量の大きな変化になく、
寸た、加熱冷却も10サイクル〜20サイクルでに同様
に大きな変化げみられないが、立上り特性、形状変化の
起こる温度範囲等に差異があるため、それぞれの特性に
合せた用途に用いることを推奨する。
8らに本発明者に上記と同様の条件にて複数回の実験を
繰返した結果、本発明によれば安定した形状記憶量が得
られることを確認した。
繰返した結果、本発明によれば安定した形状記憶量が得
られることを確認した。
i;rvcu−A2−Be系でAf点=43℃、M、f
点=−14,t:の不可逆形状記憶効果を有する形状
記憶合金を用い、バネ定数(k) −0,7hy、肩の
バイアスヌブリング(2)(第1図)を用い、取付は荷
重(FCりを2 kqとし、−20℃及び100℃の加
熱冷却を20サイクル繰返して前記と同形状の可逆形状
記憶バネを製造した結果、形状記憶量が1.44%の特
性を得た。
点=−14,t:の不可逆形状記憶効果を有する形状
記憶合金を用い、バネ定数(k) −0,7hy、肩の
バイアスヌブリング(2)(第1図)を用い、取付は荷
重(FCりを2 kqとし、−20℃及び100℃の加
熱冷却を20サイクル繰返して前記と同形状の可逆形状
記憶バネを製造した結果、形状記憶量が1.44%の特
性を得た。
本発明の製造方法に上記円筒形コイルバネ状の形状記憶
素子に限らず、ねじ9コイルバネ状、板バネ状の形状記
憶素子の製造においても有効であυ第4図、第5図に治
具例を示す。
素子に限らず、ねじ9コイルバネ状、板バネ状の形状記
憶素子の製造においても有効であυ第4図、第5図に治
具例を示す。
図において、(1)に形状記憶素子、(2+[バイアス
ヌブリング、(3)にスリーブ、(4)にガイドバイブ
、(5)、(6)は71−ツバ−で、各々第1図に示す
治具と同様な作動を行なう。この治具を用いて前記と同
様な方法にて製造した結果、従来の形状記憶素子と比較
して形状記憶効果に基づく変位(−1fが2倍以上にな
ることを確認した。
ヌブリング、(3)にスリーブ、(4)にガイドバイブ
、(5)、(6)は71−ツバ−で、各々第1図に示す
治具と同様な作動を行なう。この治具を用いて前記と同
様な方法にて製造した結果、従来の形状記憶素子と比較
して形状記憶効果に基づく変位(−1fが2倍以上にな
ることを確認した。
以上に示すごとく、本発明の製造方法によれば、大@な
形状記憶量を安定して得ることが可能であり、可逆形状
記憶素子の用途をより一層拡大する3ことができ工業的
意義の高い発明である。
形状記憶量を安定して得ることが可能であり、可逆形状
記憶素子の用途をより一層拡大する3ことができ工業的
意義の高い発明である。
第1図、第4図、第5図に本発明を実施するための治具
例を示す模式図。第2図、第3図に従来法と比較し本発
明により得られた可逆形状記憶素子の特性図である。 1 : 形状記憶素子(バネ)、2:バイアヌヌブリン
グ、4:ガイドバイブ。 第 1 図 5 第 4 図 第 5 図15 1
b 第2図 □1崖(0C) 第 3 図 一漬崖(°C)
例を示す模式図。第2図、第3図に従来法と比較し本発
明により得られた可逆形状記憶素子の特性図である。 1 : 形状記憶素子(バネ)、2:バイアヌヌブリン
グ、4:ガイドバイブ。 第 1 図 5 第 4 図 第 5 図15 1
b 第2図 □1崖(0C) 第 3 図 一漬崖(°C)
Claims (1)
- (1)形状記憶合金からなる可逆形状記憶素子の製造に
おいて不可逆形状記憶効果を有する形状記憶素子に、そ
の形状記憶素子に所望する高温側の第1の形状から低温
側の第2の形状に推移させるごときバイアス荷重を加え
ながら、Af点点上上及びMf点以下の加熱冷却を数回
繰返すことを特徴とする可逆形状記憶効果を有する可逆
形状記憶素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5482283A JPS59179767A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 可逆形状記憶素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5482283A JPS59179767A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 可逆形状記憶素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59179767A true JPS59179767A (ja) | 1984-10-12 |
Family
ID=12981372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5482283A Pending JPS59179767A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 可逆形状記憶素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59179767A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6070167A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Waseda Daigaku | 形状記憶合金の慣し運転方法 |
JPS61270359A (ja) * | 1984-04-12 | 1986-11-29 | スウリオウ・エ・シ− | 2つの形状記憶状態の可逆記憶のための形状記憶合金の物体を調節する方法およびその方法により得られる物体 |
JPH0374644A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-29 | Izumi Denki Toyama Seisakusho:Kk | 形状記憶合金ばね |
FR2718634A1 (fr) * | 1994-04-13 | 1995-10-20 | Dynamique Sante Sarl | Implant à mémoire de forme en W. |
FR2722975A1 (fr) * | 1994-07-28 | 1996-02-02 | Dynamique Sante Sarl | Systeme implantable de fixation d'endoprothese notamment d'un implant ligamentaire |
JP2010501801A (ja) * | 2006-08-24 | 2010-01-21 | コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | コイルスプリングに初張力を付与する方法及びその応用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58144461A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-27 | ベ−・ベ−・ツエ−・アクチエンゲゼルシヤフト・ブラウン・ボヴエリ・ウント・コンパニイ | 一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法 |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5482283A patent/JPS59179767A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58144461A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-27 | ベ−・ベ−・ツエ−・アクチエンゲゼルシヤフト・ブラウン・ボヴエリ・ウント・コンパニイ | 一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法 |
Cited By (9)
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JPH045747B2 (ja) * | 1983-09-26 | 1992-02-03 | Toki Corp | |
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JP4908589B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2012-04-04 | コリア・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー | コイルスプリングに初張力を付与する方法及びその応用 |
US8186060B2 (en) | 2006-08-24 | 2012-05-29 | Korea Institute Of Science And Technology | Method to provide initial tension for coil spring and its application |
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