JPS61190177A - 形状記憶素子 - Google Patents
形状記憶素子Info
- Publication number
- JPS61190177A JPS61190177A JP60028237A JP2823785A JPS61190177A JP S61190177 A JPS61190177 A JP S61190177A JP 60028237 A JP60028237 A JP 60028237A JP 2823785 A JP2823785 A JP 2823785A JP S61190177 A JPS61190177 A JP S61190177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- shape
- memory alloy
- layer
- semiconductor
- 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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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、力１熱により形状回復する形状記憶素子に係
り、特に、形状回復と任意に制御できる形状記憶素子に
関する。 。
り、特に、形状回復と任意に制御できる形状記憶素子に
関する。 。
形状記憶合金は、形状記憶処理、変形、記憶回復のため
の加熱または冷却の組みあわせにより、母相状態で記憶
した形状に戻るという特異な性質を有することから、各
種アクチェエータやスイッチなどに利用されている。
の加熱または冷却の組みあわせにより、母相状態で記憶
した形状に戻るという特異な性質を有することから、各
種アクチェエータやスイッチなどに利用されている。
ところで、通電加熱あるいは外部加熱によね形状回復す
る形状記憶合金では、形状記憶合金中りほぼ均一に加熱
されるため、形状回復も形状記憶合金全体に均−起きる
。しかしながら、アクチュエータやスイッチなどの応用
が拡大するにつれ、形状記憶合金の形状回復にも複雑な
動きが要求δれるようになってきた。たとえば、形状記
憶合金線や薄膜を利用して物体を運んだり、つかんだシ
するようなアクチェエータにおいて該線や、薄膜の動き
を遅くしてアクチクエータの動きを複雑にさせる場合、
従来のように均一に加熱される形状記憶素子では部分的
に形状回復させることは困難ある。芹らに、部分的に形
状回復を制御する場全制御は任意に行なえることが望ま
しいが、従来の技術では困難であった。
る形状記憶合金では、形状記憶合金中りほぼ均一に加熱
されるため、形状回復も形状記憶合金全体に均−起きる
。しかしながら、アクチュエータやスイッチなどの応用
が拡大するにつれ、形状記憶合金の形状回復にも複雑な
動きが要求δれるようになってきた。たとえば、形状記
憶合金線や薄膜を利用して物体を運んだり、つかんだシ
するようなアクチェエータにおいて該線や、薄膜の動き
を遅くしてアクチクエータの動きを複雑にさせる場合、
従来のように均一に加熱される形状記憶素子では部分的
に形状回復させることは困難ある。芹らに、部分的に形
状回復を制御する場全制御は任意に行なえることが望ま
しいが、従来の技術では困難であった。
本発明は、上述したような欠点を改良したもので、形状
記憶合金を用いた形状記憶素子の形状回復の変位量を任
意に制御できる形状記憶素子を提供することを目的とす
る。
記憶合金を用いた形状記憶素子の形状回復の変位量を任
意に制御できる形状記憶素子を提供することを目的とす
る。
本発明は、外部加熱あるいは通電加熱により形状回復す
る形状記憶素子において、形状記憶合金から成る基体に
、半導体あるいは絶縁体から成る層を部分的に形成し、
該素子の形状回復の量る制御することを特徴とする形状
記憶素子である。
る形状記憶素子において、形状記憶合金から成る基体に
、半導体あるいは絶縁体から成る層を部分的に形成し、
該素子の形状回復の量る制御することを特徴とする形状
記憶素子である。
一般に、形状記憶合金は、熱弾性型マルテンサイト変態
により、形状記憶効果を示す。つまり、その合金特有の
マルテンサイト変態温度以上で。
により、形状記憶効果を示す。つまり、その合金特有の
マルテンサイト変態温度以上で。
ある形状を記憶させた後、室温で塑性変形し、さらにマ
ルテンサイト変態温度以上に加熱すると、塑性変形前の
形状を回復する。したがって、形状記憶合金の基体に、
なんらかの方法により部分的に温度変化を与えてやるこ
とにより、未回復領域と回復領域を作製することが可能
である。
ルテンサイト変態温度以上に加熱すると、塑性変形前の
形状を回復する。したがって、形状記憶合金の基体に、
なんらかの方法により部分的に温度変化を与えてやるこ
とにより、未回復領域と回復領域を作製することが可能
である。
たとえば、第１図に示すように、形状記憶合金基体１に
部分的に半導体あるいは絶縁体から成る層２を形成する
ことにより、形状記憶合金基体の温度を部分的に変える
ことができる。絶縁体から成る層として、Ａ／Ｎ、Ｓｉ
Ｃなとの熱伝導性の良好な層を部分的に形成し、その形
状記憶合金に通電加熱すると、 ＡｌＮあるいはＳｉＣ
が形成きれた部分だけ放熱し易いため、温度が上昇せず
、局部的な未回復領域となる。また、形状記憶合金表面
に、耐熱性の黒色の皮膜を形成し、外部から加熱すると
その部分で、熱吸収が激しいため温度上昇し、局部的な
形状回復領域となる。さらに、このような半導体あるい
は絶縁体から成る層による未回復領域、回復領域を種々
に組み合わせることにより、形状回復の量が多様に変化
する形状記憶素子を作製することができる。さらに、通
電時の電流値、外部加熱温度の制御を適当に組み合わせ
ることにより、より多様な回復量の変化が可能な形状記
憶素子を作ることが期待できる。
部分的に半導体あるいは絶縁体から成る層２を形成する
ことにより、形状記憶合金基体の温度を部分的に変える
ことができる。絶縁体から成る層として、Ａ／Ｎ、Ｓｉ
Ｃなとの熱伝導性の良好な層を部分的に形成し、その形
状記憶合金に通電加熱すると、 ＡｌＮあるいはＳｉＣ
が形成きれた部分だけ放熱し易いため、温度が上昇せず
、局部的な未回復領域となる。また、形状記憶合金表面
に、耐熱性の黒色の皮膜を形成し、外部から加熱すると
その部分で、熱吸収が激しいため温度上昇し、局部的な
形状回復領域となる。さらに、このような半導体あるい
は絶縁体から成る層による未回復領域、回復領域を種々
に組み合わせることにより、形状回復の量が多様に変化
する形状記憶素子を作製することができる。さらに、通
電時の電流値、外部加熱温度の制御を適当に組み合わせ
ることにより、より多様な回復量の変化が可能な形状記
憶素子を作ることが期待できる。
また、半導体は、一般に温度上昇により、電気抵抗が低
下することが知られているが、特に、Ｍｎ 、Ｃｏ 、
Ｎｉ 、Ｆｅ 、Ｃｕ等の遷移金属酸化物は、その傾向
が著しい。それらの半導体より成る層を形状配憶合金基
体表面に形成し、通電加熱すると、半導体層の温度が上
昇することによって、電気抵抗が急激に低下し、半導体
層中を流れる電流の割合が増加する。したがって、ある
値以上の電流を流すと、半導体層を形成した部分だけ形
状回復を起こさず、形状回復量を制御できる。特に■酸
化物系の半導体は、数℃の狭い温度範囲で温度上昇とと
もに抵抗が２〜４桁下がることが知られている。この半
導体により上述のような形状記憶素子を作製すると、形
状記憶合金基体が、ある特定の温度に達した時に急に形
状回復を停止する素子を作製でき、温度制御用スイッチ
など種々の応用が期待できる。
下することが知られているが、特に、Ｍｎ 、Ｃｏ 、
Ｎｉ 、Ｆｅ 、Ｃｕ等の遷移金属酸化物は、その傾向
が著しい。それらの半導体より成る層を形状配憶合金基
体表面に形成し、通電加熱すると、半導体層の温度が上
昇することによって、電気抵抗が急激に低下し、半導体
層中を流れる電流の割合が増加する。したがって、ある
値以上の電流を流すと、半導体層を形成した部分だけ形
状回復を起こさず、形状回復量を制御できる。特に■酸
化物系の半導体は、数℃の狭い温度範囲で温度上昇とと
もに抵抗が２〜４桁下がることが知られている。この半
導体により上述のような形状記憶素子を作製すると、形
状記憶合金基体が、ある特定の温度に達した時に急に形
状回復を停止する素子を作製でき、温度制御用スイッチ
など種々の応用が期待できる。
本発明に使用する半導体、絶縁体は、形状記憶合金基体
上に層を形成できればいずれのものでもよい。また使用
できる形状記憶合金は、 ＮｉＴｉ合金、Ｃｕ系合金な
どいずれでもよい。半導体、絶縁体層の形成方法は、形
成層と形状記憶合金基体間の電気伝導性、ある−いは熱
伝導性が良好であればいずれの方法でもよい。たとえば
、拡散接合、溶射。
上に層を形成できればいずれのものでもよい。また使用
できる形状記憶合金は、 ＮｉＴｉ合金、Ｃｕ系合金な
どいずれでもよい。半導体、絶縁体層の形成方法は、形
成層と形状記憶合金基体間の電気伝導性、ある−いは熱
伝導性が良好であればいずれの方法でもよい。たとえば
、拡散接合、溶射。
溶融めっき、真空蒸着、化学蒸着、電気めっき。
化学めっきなどが考えられる。また、それらの層は表面
ばかりではなく、形状記憶合金基体中に埋め込んでもよ
い。
ばかりではなく、形状記憶合金基体中に埋め込んでもよ
い。
本発明の形状記憶素子によれば、従来できなかった形状
記憶合金の形状回復を部分的にかつ形状回復による変位
量を任意に制御することが可能である。即ち、本発明素
子では形状回復を制御することにより該素子の動きを多
様化できる。例えばロボットの指に本発明の形状記憶素
子を用いれば、複雑な形状をした物と接触させることが
でき、さらに、移動する物体の大きざに合わせて、指の
開く幅を調節することも可能である。
記憶合金の形状回復を部分的にかつ形状回復による変位
量を任意に制御することが可能である。即ち、本発明素
子では形状回復を制御することにより該素子の動きを多
様化できる。例えばロボットの指に本発明の形状記憶素
子を用いれば、複雑な形状をした物と接触させることが
でき、さらに、移動する物体の大きざに合わせて、指の
開く幅を調節することも可能である。
直径ｏ、５ ｉｔｓ 、長さ１００ ｍｍのＮｉＴｉ形
状記憶合金から成る棒状試料の中央部に長さ３０龍にわ
たり、厚さ０．０５１１のＡｌＮ層及び酸化バナジウム
層を（至）法により均一に形成した。この形状記憶合金
を高温にて、曲率半径５ＱＩＩｇの円弧の形状を記憶さ
せ室温に冷却後、加工によハ直線形状にし、試験片の両
端に直径１龍の銅線を接続して通電加熱を行なった。試
験片の両端に２．Ｏｖの電圧を負荷したところ、Ａｌｒ
ｕ＝を形成しなかった両端部分で形状を回復したが、Ａ
ｌＮ層を形成した中央部分では形状回復が起こらなかっ
た。きらに、電圧を上げて試験片の両端に５ｖの電圧を
負荷したところ試験片の全長にわたり形状回復した。
状記憶合金から成る棒状試料の中央部に長さ３０龍にわ
たり、厚さ０．０５１１のＡｌＮ層及び酸化バナジウム
層を（至）法により均一に形成した。この形状記憶合金
を高温にて、曲率半径５ＱＩＩｇの円弧の形状を記憶さ
せ室温に冷却後、加工によハ直線形状にし、試験片の両
端に直径１龍の銅線を接続して通電加熱を行なった。試
験片の両端に２．Ｏｖの電圧を負荷したところ、Ａｌｒ
ｕ＝を形成しなかった両端部分で形状を回復したが、Ａ
ｌＮ層を形成した中央部分では形状回復が起こらなかっ
た。きらに、電圧を上げて試験片の両端に５ｖの電圧を
負荷したところ試験片の全長にわたり形状回復した。
第１図は、表面に部分的に、半導体あるいは絶縁体から
成る層を形成した形状記憶素子の断面を示す模式図。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 １＠七４氾・図、信ｔＡ４）
成る層を形成した形状記憶素子の断面を示す模式図。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 １＠七４氾・図、信ｔＡ４）
Claims (1)
- １、形状記憶合金基体からなる形状記憶素子において、
形状記憶合金基体に部分的に半導体又は絶縁体から成る
層を形成することにより該素子の形状回復量を制御する
ことを特徴とする形状記憶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028237A JPS61190177A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 形状記憶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028237A JPS61190177A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 形状記憶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190177A true JPS61190177A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12242982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028237A Pending JPS61190177A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 形状記憶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190177A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941249A (en) * | 1996-09-05 | 1999-08-24 | Maynard; Ronald S. | Distributed activator for a two-dimensional shape memory alloy |
| US6072154A (en) * | 1996-09-05 | 2000-06-06 | Medtronic, Inc. | Selectively activated shape memory device |
| US6133547A (en) * | 1996-09-05 | 2000-10-17 | Medtronic, Inc. | Distributed activator for a two-dimensional shape memory alloy |
| US6333583B1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-12-25 | Jds Uniphase Corporation | Microelectromechanical systems including thermally actuated beams on heaters that move with the thermally actuated beams |
| US10375816B2 (en) | 2015-05-08 | 2019-08-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Printed-circuit board, printed-wiring board, and electronic apparatus |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028237A patent/JPS61190177A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941249A (en) * | 1996-09-05 | 1999-08-24 | Maynard; Ronald S. | Distributed activator for a two-dimensional shape memory alloy |
| US6072154A (en) * | 1996-09-05 | 2000-06-06 | Medtronic, Inc. | Selectively activated shape memory device |
| US6133547A (en) * | 1996-09-05 | 2000-10-17 | Medtronic, Inc. | Distributed activator for a two-dimensional shape memory alloy |
| US6169269B1 (en) | 1996-09-05 | 2001-01-02 | Medtronic Inc. | Selectively activated shape memory device |
| US6323459B1 (en) | 1996-09-05 | 2001-11-27 | Medtronic, Inc. | Selectively activated shape memory device |
| US6333583B1 (en) * | 2000-03-28 | 2001-12-25 | Jds Uniphase Corporation | Microelectromechanical systems including thermally actuated beams on heaters that move with the thermally actuated beams |
| US10375816B2 (en) | 2015-05-08 | 2019-08-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Printed-circuit board, printed-wiring board, and electronic apparatus |
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