JPS6070153A - 形状記憶バネ - Google Patents
形状記憶バネInfo
- Publication number
- JPS6070153A JPS6070153A JP17740283A JP17740283A JPS6070153A JP S6070153 A JPS6070153 A JP S6070153A JP 17740283 A JP17740283 A JP 17740283A JP 17740283 A JP17740283 A JP 17740283A JP S6070153 A JPS6070153 A JP S6070153A
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- JP
- Japan
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- spring
- shape memory
- hollow
- shape
- alloy
- 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.)
- Granted
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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】
本発明は、形状記憶合金を利用した形状記憶バネの改良
に関する。
に関する。
Ti−Ni系合金に代表される形状記憶合金を利用して
、種々の温度感応部品が開発されつつある。 実用化の
テンポはめざましく、すでに窓の自動開閉装置とかヒー
トエンジンがつくられ、さらには歯や骨の矯正に用いる
医療治具にも及んでいる。
、種々の温度感応部品が開発されつつある。 実用化の
テンポはめざましく、すでに窓の自動開閉装置とかヒー
トエンジンがつくられ、さらには歯や骨の矯正に用いる
医療治具にも及んでいる。
現在のところ、応用面の主役は、一方向または二方向の
形状記憶効果を利用するバネである。
形状記憶効果を利用するバネである。
しかし、この目的には既存の手段としてバイメタルがあ
り、それに代って形状記憶バネが使用されるためには、
r+−N+金合金高価であるという問題を別にしても、
バネ特性をさらに向上させることが望ましい。
り、それに代って形状記憶バネが使用されるためには、
r+−N+金合金高価であるという問題を別にしても、
バネ特性をさらに向上させることが望ましい。
本発明者らは、バネの形状がコイルであっても板バネで
あっても、その特性は基本的には素材が中実であるか中
空であるかには左右されず、主として外郭寸法に依存す
ることに着目して本発明に−2− 至った。
あっても、その特性は基本的には素材が中実であるか中
空であるかには左右されず、主として外郭寸法に依存す
ることに着目して本発明に−2− 至った。
本発明の形状記憶バネは、薄肉で中空の管状または板状
の形状記憶合金材料をバネ形状に成形し、記憶処理を施
してなる。
の形状記憶合金材料をバネ形状に成形し、記憶処理を施
してなる。
ここで、「薄肉」とは、そのバネに要求される機械的な
強度やバネとしての力をみたす範囲内の厚さを意味する
。 従来バネを形成していた中実の線または板の断面積
のうち、たとえば外郭から50%の範囲を残して内部を
中空にした場合、その中空体の機械的強度の減少は、わ
ずかである。
強度やバネとしての力をみたす範囲内の厚さを意味する
。 従来バネを形成していた中実の線または板の断面積
のうち、たとえば外郭から50%の範囲を残して内部を
中空にした場合、その中空体の機械的強度の減少は、わ
ずかである。
従来と同じ機械的強度を得ようとする場合は、条件が許
すならば、薄肉で外郭寸法の大きい中空の管または板を
材料とすればよい。 従って、どの程度の肉厚を与えれ
ばよいかは、バネの寸法や要求されるバネ力に応じて、
それぞれ決定すべきである。
すならば、薄肉で外郭寸法の大きい中空の管または板を
材料とすればよい。 従って、どの程度の肉厚を与えれ
ばよいかは、バネの寸法や要求されるバネ力に応じて、
それぞれ決定すべきである。
形状記憶合金は任意にえらべるが、45%Ti−55%
Ni系合金(Af変態点は62℃)が一般的な材料であ
る。
Ni系合金(Af変態点は62℃)が一般的な材料であ
る。
薄肉で中空の管状または板状の形状記憶合金の−3−
材料からバネを成形するには、既知の技術に従えばよい
。 成形したバネは、これも常法に従って形状記憶処理
を施す。 上記したTi−Jli系の形状記憶合金を用
いた場合は、たとえば400〜b 本発明の形状記憶バネは、従来この分野で知られている
技術を利用することができる。 たとえば、後記の実施
例に示すように、形状記憶処理により与えられた形状を
バイアスバネにより変形しておくこiがその例である。
。 成形したバネは、これも常法に従って形状記憶処理
を施す。 上記したTi−Jli系の形状記憶合金を用
いた場合は、たとえば400〜b 本発明の形状記憶バネは、従来この分野で知られている
技術を利用することができる。 たとえば、後記の実施
例に示すように、形状記憶処理により与えられた形状を
バイアスバネにより変形しておくこiがその例である。
また、バネ自体に電流を流して、発生するジュール熱
を利用して変態温度を超える温度に至らせることもでき
る。
を利用して変態温度を超える温度に至らせることもでき
る。
本発明に従って形状記憶バネを薄肉で中空管状または板
状の形状記憶合金の材料で形成すれば、つぎに挙げるよ
うな多くの利益が得られる。
状の形状記憶合金の材料で形成すれば、つぎに挙げるよ
うな多くの利益が得られる。
O使用材料が少なくなるから、コストが低下する。
0 熱容量が小さいため、環境温度の変化にバネの作動
が迅速に追従でき、温度感受性がすぐれている。 この
効果は、薄肉化による材料の絶−4一 対量の減少と、中空化による表面積の増大とがあいまっ
て、顕著にあられれる。
が迅速に追従でき、温度感受性がすぐれている。 この
効果は、薄肉化による材料の絶−4一 対量の減少と、中空化による表面積の増大とがあいまっ
て、顕著にあられれる。
O中実のバネより軽量である。 これは、体内埋込みな
ど医療の分野での利用にとって有意義であるし、一般に
バネ作動の迅速化にも寄与する。
ど医療の分野での利用にとって有意義であるし、一般に
バネ作動の迅速化にも寄与する。
0 バネに直接通電してジュール熱で温度を高める場合
、抵抗値が高くなるから、所要電流を減らすことができ
るか、または同じ電流でより速く昇温させることができ
る。
、抵抗値が高くなるから、所要電流を減らすことができ
るか、または同じ電流でより速く昇温させることができ
る。
え糺1上
55%Ti−45%N+合金を材料として、外径2,0
11111.内径1.41ffl(従って肉厚0.3w
+m)の細管と、同じ外径の中実細線とを製造した。
11111.内径1.41ffl(従って肉厚0.3w
+m)の細管と、同じ外径の中実細線とを製造した。
この材料のAf変態点は62℃である。 細管と細線を
ともに、巻径251RI11のコイルバネに成形し、4
00℃、2時間の記憶処理を施した。
ともに、巻径251RI11のコイルバネに成形し、4
00℃、2時間の記憶処理を施した。
これらの形状記憶バネは、常温ではコイルの各ターンが
密着した形をしており、その内側にバイアスバネを組み
込むことにより、ピッチを3mmに−5− 拡げた。
密着した形をしており、その内側にバイアスバネを組み
込むことにより、ピッチを3mmに−5− 拡げた。
温度80℃に保った熱湯と大気(約22℃であった)と
に、上記のバネを交互に出し入れして、温度感受性を測
定した。 すなわち、バネを熱湯につけて完全に記憶形
状である密着に戻ったことを確認してから引き上げるヒ
ートサイクルを10回くりかえし、所要時間をくりかえ
し数10で割って、感応速痕とした。
に、上記のバネを交互に出し入れして、温度感受性を測
定した。 すなわち、バネを熱湯につけて完全に記憶形
状である密着に戻ったことを確認してから引き上げるヒ
ートサイクルを10回くりかえし、所要時間をくりかえ
し数10で割って、感応速痕とした。
結果はつぎのとおりであって、中空バネの温度感受性の
高さが証明された。
高さが証明された。
、 Sec 7回
中空バネ 0.5
中実バネ 1.に
の効果は、中空バネの方が熱容量が小さく、バネ全体の
昇温が速いことに加えて、相対的に軽量であることがも
たらしたものと考えられる。
昇温が速いことに加えて、相対的に軽量であることがも
たらしたものと考えられる。
1m
実施例1で製作した、記憶処理し、バイアスバネをそな
えた形状記憶バネの両端にターミナルをつけ、20℃の
環境下で通電した。 コイルバネ−6− 自体に発生するジュール熱を利用して記憶形状(密着)
に戻し、これを一定時間内に実現するために必要な電流
値を測定した。
えた形状記憶バネの両端にターミナルをつけ、20℃の
環境下で通電した。 コイルバネ−6− 自体に発生するジュール熱を利用して記憶形状(密着)
に戻し、これを一定時間内に実現するために必要な電流
値を測定した。
また、完全に密着後、電流を切って自然冷却させ、バイ
アスバネの反発力で再びピッチ3mmに回復するのに要
する平均の時間を測定した。
アスバネの反発力で再びピッチ3mmに回復するのに要
する平均の時間を測定した。
1」 (Am±飢と
中空バネ 1.5 7
中実バネ 3.0 10
上記の結果は、同じバネ動作を行なわせるために必要な
電流量(中空:中実−1:2)がバネの電気抵抗の比(
中空:中実−100:51)に従って決定されることと
、放熱効果の差が回復時間の差となってあられれている
ことを示している。
電流量(中空:中実−1:2)がバネの電気抵抗の比(
中空:中実−100:51)に従って決定されることと
、放熱効果の差が回復時間の差となってあられれている
ことを示している。
中空バネが記憶形状に戻る時間は、電流値を増大すれば
、中実バネのそれより多くならない範囲でも短縮される
から、回復時間の差とあわせると、中空バネのバネ動作
の速さはめざましいものになる。
、中実バネのそれより多くならない範囲でも短縮される
から、回復時間の差とあわせると、中空バネのバネ動作
の速さはめざましいものになる。
−7−
’J17一
Claims (4)
- (1) 薄肉で中空の管状または板状の形状記憶合金材
料をバネ形状に成形し、記憶処理を施してなる形状記憶
バネ。 - (2) 形状記憶合金が45%Ti −55%Ni系合
金であり、材料の変態温度が110℃以下である特許請
求の範囲第1項の形状記憶バネ。 - (3) バネに直接通電しジュール熱を作動源とするた
めの通電手段をそなえた特許請求の範囲第1項または第
2項の形状記憶バネ。 - (4) バイアスバネを付加した特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれかの形状記憶バネ。 −1−
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17740283A JPS6070153A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 形状記憶バネ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17740283A JPS6070153A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 形状記憶バネ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6070153A true JPS6070153A (ja) | 1985-04-20 |
JPH0443975B2 JPH0443975B2 (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=16030300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17740283A Granted JPS6070153A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 形状記憶バネ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6070153A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6392641U (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-15 | ||
US5226979A (en) * | 1992-04-06 | 1993-07-13 | Johnson Service Company | Apparatus including a shape memory actuating element made from tubing and a means of heating |
US6371463B1 (en) | 2000-04-21 | 2002-04-16 | Dpd, Inc. | Constant-force pseudoelastic springs and applications thereof |
US6664702B2 (en) | 2000-12-11 | 2003-12-16 | Dpd, Inc. | Pseudoelastic springs with concentrated deformations and applications thereof |
ITRE20080096A1 (it) * | 2008-10-03 | 2010-04-04 | Eugenio Dragoni | Molle elicoidali a memoria di forma a sezione cava |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17740283A patent/JPS6070153A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6392641U (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-15 | ||
US5226979A (en) * | 1992-04-06 | 1993-07-13 | Johnson Service Company | Apparatus including a shape memory actuating element made from tubing and a means of heating |
US6371463B1 (en) | 2000-04-21 | 2002-04-16 | Dpd, Inc. | Constant-force pseudoelastic springs and applications thereof |
US6664702B2 (en) | 2000-12-11 | 2003-12-16 | Dpd, Inc. | Pseudoelastic springs with concentrated deformations and applications thereof |
ITRE20080096A1 (it) * | 2008-10-03 | 2010-04-04 | Eugenio Dragoni | Molle elicoidali a memoria di forma a sezione cava |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0443975B2 (ja) | 1992-07-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |