JPS61197770A - 形状変形部材 - Google Patents
形状変形部材Info
- Publication number
- JPS61197770A JPS61197770A JP4036785A JP4036785A JPS61197770A JP S61197770 A JPS61197770 A JP S61197770A JP 4036785 A JP4036785 A JP 4036785A JP 4036785 A JP4036785 A JP 4036785A JP S61197770 A JPS61197770 A JP S61197770A
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- JP
- Japan
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- shape
- temperature
- sma
- deforming
- deformable member
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は変形温度の異なる形状記憶合金を組合せた形
状変形部材に関するものである。
状変形部材に関するものである。
最近、形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒ’！ Ａ
１１ｏ７以下ＳＭＡと云う）は、温度センサーとそのセ
ンサーによって自からアクチェーターとして動作する二
つの機能を合せ持つ合金であり、その利用範囲も拡がっ
ている。例えば、Ｓ５９．１１．９朝日新聞（朝刊）「
くらしの科学」に種々の応用が紹介され、またＫＫアグ
ネ「金属Ｊ １９８４年５月号ｖｏ１５４．．［５ｐ２
〜８にばエアコンの風向調節機構への実用化について記
載されている。
１１ｏ７以下ＳＭＡと云う）は、温度センサーとそのセ
ンサーによって自からアクチェーターとして動作する二
つの機能を合せ持つ合金であり、その利用範囲も拡がっ
ている。例えば、Ｓ５９．１１．９朝日新聞（朝刊）「
くらしの科学」に種々の応用が紹介され、またＫＫアグ
ネ「金属Ｊ １９８４年５月号ｖｏ１５４．．［５ｐ２
〜８にばエアコンの風向調節機構への実用化について記
載されている。
一般の金属では弾性限界を越えて変形すると、塑性変形
となり永久に形状は元にもどらないｏし □かし、ＳＭ
Ａは塑性ひずみを加えても形状が回復する。これに、変
形の可逆的なマルテンサイト変態によって行なわれ、高
温で記憶した形状をマルチ・、・・ンサイト変態を起す
温度以下の低温にして変形する。これを逆に高温にし°
Ｃ行くとマルテンサイト相から元の母相への逆変態がお
こり、高温時記憶した元の形状６て変形する。
となり永久に形状は元にもどらないｏし □かし、ＳＭ
Ａは塑性ひずみを加えても形状が回復する。これに、変
形の可逆的なマルテンサイト変態によって行なわれ、高
温で記憶した形状をマルチ・、・・ンサイト変態を起す
温度以下の低温にして変形する。これを逆に高温にし°
Ｃ行くとマルテンサイト相から元の母相への逆変態がお
こり、高温時記憶した元の形状６て変形する。
この合金はＴｉ−Ｎｉ系とＣｕ系があり、Ｃｕ系にｒｔ
Ｃｕ −Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ３合金、Ｃｕ −Ｚｎ
−ＡＡ金合金が用いられている。
Ｃｕ −Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ３合金、Ｃｕ −Ｚｎ
−ＡＡ金合金が用いられている。
変形を生じる温度は合金の種類や加工、熱処理等によっ
て異なり、所定の温度で変形を生じるようにし、種々の
応用がなされている。
て異なり、所定の温度で変形を生じるようにし、種々の
応用がなされている。
従来これらＳＭＡｄ高温から低温（または低温から高温
）に変化したとき、記憶づせた形状に基づいて二つの形
状のいずれかの形状に変形するものであった。即ち温度
変化に応じて三つ以上の形状に変形することはできない
という問題点があった。
）に変化したとき、記憶づせた形状に基づいて二つの形
状のいずれかの形状に変形するものであった。即ち温度
変化に応じて三つ以上の形状に変形することはできない
という問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、三つ以上の形状変化をする形状変化部材を
得ることを目的とする。
れたもので、三つ以上の形状変化をする形状変化部材を
得ることを目的とする。
この発明に係る形状部材、ｒｉ変形温度の異なる少なく
とも二つの形状記憶合金を互に沿わせて組合せたもので
ある。
とも二つの形状記憶合金を互に沿わせて組合せたもので
ある。
□ この発明における形状変形部材は、温度が上昇す
ると、まず変形温度の低い形状記憶合金の変形に、より
変形し、次に変形温度の高い形状記憶合金の変形により
変形する。
ると、まず変形温度の低い形状記憶合金の変形に、より
変形し、次に変形温度の高い形状記憶合金の変形により
変形する。
以下、この発明の実施例ｔ”第１図について説明する。
図において、（１）は他方よルも低い変形温度のＳＭＡ
線、（２）は（１）のＳＭＡ線よりも高い変形温度のＳ
ＭＡ線で両者をより合せて撚シ線（３）としたものであ
る。この撚り線（３）を用いて第２図（ａ） （ｂ）
（ｃ）の（ｃ）図のようなコイルの形に形状記憶をさせ
ておき、常温でｔ！（ａ）図の直線状にしておく。温度
を上昇し、ＳＭＡ線（１）の変形温度に達すると、ＳＭ
Ａ線（１）は第２図（ｃ）の形にならうとするが、ＳＭ
Ａ線（２最まだその鍵形温度に達し°Ｃないので、第２
図（ｂ）のような中間のコイル形状になる。次に温度が
ＳＭＡ線（２）の変形温度に達すると第２図（ｃ）の形
状となる。このように変形温度の異なる形状記憶合一を
組合せると三つ以上の形状を取り得ること嬢でき、ロボ
ット等の動作、ある物体のつり上げや移動等に利用でき
る。また、これをインダクタンス素子として用いると、
第２図（ａ） （ｂ）（ｃ）のそれぞれで猪ンダクタン
スの値が異なるので、温度に応したインダクタンスの変
□化をするので、回路中に用いズ種々の利用が考えられ
る。例えば、共振回路に用いて第２図（ｂ）で２００Ｋ
Ｈ２で共振し・Ｃある温度を検出し「警告信号□」を”
□送出し、次に更に高い温鹸でｔａｚ図（ｃ）の形状で
１００ＫＨ２で共振し「緊急信号」を送出し、２種の信
号を発生することができる。またこの２００ＫＩ（Ｚ、
１００ＫＨｚＯ信号ｔ−７７ｆ ｆ”Ｔ：送信Ｌ テ
遠隔地で受信し、その周波数を検出して信号を識別する
こともできる。
線、（２）は（１）のＳＭＡ線よりも高い変形温度のＳ
ＭＡ線で両者をより合せて撚シ線（３）としたものであ
る。この撚り線（３）を用いて第２図（ａ） （ｂ）
（ｃ）の（ｃ）図のようなコイルの形に形状記憶をさせ
ておき、常温でｔ！（ａ）図の直線状にしておく。温度
を上昇し、ＳＭＡ線（１）の変形温度に達すると、ＳＭ
Ａ線（１）は第２図（ｃ）の形にならうとするが、ＳＭ
Ａ線（２最まだその鍵形温度に達し°Ｃないので、第２
図（ｂ）のような中間のコイル形状になる。次に温度が
ＳＭＡ線（２）の変形温度に達すると第２図（ｃ）の形
状となる。このように変形温度の異なる形状記憶合一を
組合せると三つ以上の形状を取り得ること嬢でき、ロボ
ット等の動作、ある物体のつり上げや移動等に利用でき
る。また、これをインダクタンス素子として用いると、
第２図（ａ） （ｂ）（ｃ）のそれぞれで猪ンダクタン
スの値が異なるので、温度に応したインダクタンスの変
□化をするので、回路中に用いズ種々の利用が考えられ
る。例えば、共振回路に用いて第２図（ｂ）で２００Ｋ
Ｈ２で共振し・Ｃある温度を検出し「警告信号□」を”
□送出し、次に更に高い温鹸でｔａｚ図（ｃ）の形状で
１００ＫＨ２で共振し「緊急信号」を送出し、２種の信
号を発生することができる。またこの２００ＫＩ（Ｚ、
１００ＫＨｚＯ信号ｔ−７７ｆ ｆ”Ｔ：送信Ｌ テ
遠隔地で受信し、その周波数を検出して信号を識別する
こともできる。
第３図から第５図はこの□発明の他の実施例を示し、第
３図ｒｉｓｍ線（１） （２）を耐熱ゴム（４）で被覆
したもので、耐熱ゴム（４）はＳＭＡ ４！（１） ＋
２）の結束の役目をし、また、ＳＭＡ線（１） （２）
に電流を流して強性的に鍵形させる場合、外部への放熱
の防止にもなり、また電気の絶縁物として感電等の防止
にも寄与する。
３図ｒｉｓｍ線（１） （２）を耐熱ゴム（４）で被覆
したもので、耐熱ゴム（４）はＳＭＡ ４！（１） ＋
２）の結束の役目をし、また、ＳＭＡ線（１） （２）
に電流を流して強性的に鍵形させる場合、外部への放熱
の防止にもなり、また電気の絶縁物として感電等の防止
にも寄与する。
８４図に、ＳＭＡ線（１） ＋２）をピアノ線のような
金属線（６１でコイル状に巻いて結束したものである。
金属線（６１でコイル状に巻いて結束したものである。
金属線の他に合成樹脂等の線を用いてもよい。第５図は
、ＳＭＡ帯（６）とこのＳＭＡ帯（６）より変形温度の
高いＳＭＡ帯（７）とをリベット（８）で係止したもの
であり、この応用例を第６図（ａ）（ｂ） （ａ）に示
す。（ｃ）図のようにＳＭＡ帯（６）（７）の形状に記
憶しておき、常温で（ａ）図めように直線状にしておく
と、温度が上昇して、まずＳＭＡ帯（６）の変形温度に
なると、ＳＭＡ帯（６）は、第６図（ｃ）の形状に変形
しようとするが、ＳＭＡ帯（７）ニまだ変形しようとし
ないで、ＩＩ６図（ｂ）のような中間の形状にとどまる
０次にＳＭＡ帯（７）の変形温度に達すると、第６図（
ｅ）のように変形する。ここでリベット（８）の代りに
スポット溶接やネジ止めにしたリ、又ＳＭＡ側に長円形
の孔を明けてネジ等で摺動自在に係止するようにしても
よい。
、ＳＭＡ帯（６）とこのＳＭＡ帯（６）より変形温度の
高いＳＭＡ帯（７）とをリベット（８）で係止したもの
であり、この応用例を第６図（ａ）（ｂ） （ａ）に示
す。（ｃ）図のようにＳＭＡ帯（６）（７）の形状に記
憶しておき、常温で（ａ）図めように直線状にしておく
と、温度が上昇して、まずＳＭＡ帯（６）の変形温度に
なると、ＳＭＡ帯（６）は、第６図（ｃ）の形状に変形
しようとするが、ＳＭＡ帯（７）ニまだ変形しようとし
ないで、ＩＩ６図（ｂ）のような中間の形状にとどまる
０次にＳＭＡ帯（７）の変形温度に達すると、第６図（
ｅ）のように変形する。ここでリベット（８）の代りに
スポット溶接やネジ止めにしたリ、又ＳＭＡ側に長円形
の孔を明けてネジ等で摺動自在に係止するようにしても
よい。
第７図（ａ） （ｂ） （ｃ） ｔｄ第５図のＳＭＡ帯
を用いた他の実施例でＳＭＡ帯（６）ｔｌ′１（ａ）図
の形状に、ＳＭＡ帯（７）ｔａ （ｂ）図の形状に記憶
させておき、常温で［（ｃ）図のように直線状にしてお
く、温度が上昇しＳＭＡ帯（６）の変形温度に達すると
、第７図（ａ）のように変形しようとするがＳＭＡ帯（
７）は変形温度に達していないので。
を用いた他の実施例でＳＭＡ帯（６）ｔｌ′１（ａ）図
の形状に、ＳＭＡ帯（７）ｔａ （ｂ）図の形状に記憶
させておき、常温で［（ｃ）図のように直線状にしてお
く、温度が上昇しＳＭＡ帯（６）の変形温度に達すると
、第７図（ａ）のように変形しようとするがＳＭＡ帯（
７）は変形温度に達していないので。
第７図（ｄ）のように少し左へ傾いた形状変化をする。
次にＳＭＡ帯（７）の変形温度に達すると、ＳＭＡ帯（
７）は第７図（ｂ）の形に変形しようとするが、ＳＭＡ
帯（ａ） ｒｔ第７図（ａ）のように変形しようとする
ので両者の中間の形、即ち第７図（ｅ）の形状になる。
７）は第７図（ｂ）の形に変形しようとするが、ＳＭＡ
帯（ａ） ｒｔ第７図（ａ）のように変形しようとする
ので両者の中間の形、即ち第７図（ｅ）の形状になる。
即ち、温度の上昇により第７図の（ｃ） （ｄ） （ｅ
）と形状を変化する。
）と形状を変化する。
このように互に反対方向に変形しようとするＳＭＡを組
合せるようにしてもよい。これｒｌｊ、！２図の実施例
においても適用できる。
合せるようにしてもよい。これｒｌｊ、！２図の実施例
においても適用できる。
この変形の度合ｄ ＳＭＡ帯（６）と（７）の帯の厚さ
やＳＭＡの材質等によって異なり、これは第６図や、第
２図においても厚さ、幅、径、ＳＭＡの材質等で種々の
変形を形成させることができる。
やＳＭＡの材質等によって異なり、これは第６図や、第
２図においても厚さ、幅、径、ＳＭＡの材質等で種々の
変形を形成させることができる。
上記の例でに、二つの変形温度の異なるＳＭＡを組合せ
たが三つの変形温度の異なるＳＭＡを組合せてもよいし
、それ以上のＳＭＡを組合せて形状変化を多くすること
もできる。
たが三つの変形温度の異なるＳＭＡを組合せてもよいし
、それ以上のＳＭＡを組合せて形状変化を多くすること
もできる。
また、Ｔｉ−Ｎｉ系とＣｕ系のＳＭＡを組合せてもよい
。この場合ＨＴｉ−Ｎｉ系のＳＭＡの方が剛性があるの
で変形に対する寄与率が大きく、Ｃｕ系にくらべて小さ
い断面形状のものを使用することができる。またＳＭＡ
に電流を流して熱を発生させ変形させる場合は、Ｃｕ系
ＳＭＡに多くの電流が流れ発熱しやすいのでＴｉ系の剛
性の強さと、Ｃｕ系の電導度の良ざを組合せ・て効率の
よい、しかも変形力の強い形状変形部材を形成すること
ができる。
。この場合ＨＴｉ−Ｎｉ系のＳＭＡの方が剛性があるの
で変形に対する寄与率が大きく、Ｃｕ系にくらべて小さ
い断面形状のものを使用することができる。またＳＭＡ
に電流を流して熱を発生させ変形させる場合は、Ｃｕ系
ＳＭＡに多くの電流が流れ発熱しやすいのでＴｉ系の剛
性の強さと、Ｃｕ系の電導度の良ざを組合せ・て効率の
よい、しかも変形力の強い形状変形部材を形成すること
ができる。
この発明によれは、少なくとも二つの形状変化温度の異
なる形状記憶合金を組合せ形状変形部材としたので温度
変化に対して三つまたはそれ以上の形状を形成するもの
が得られる効果がある。
なる形状記憶合金を組合せ形状変形部材としたので温度
変化に対して三つまたはそれ以上の形状を形成するもの
が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による形状変形部材の正面
図、第２図（ａ） （ｂ） （ｃ） ｕ第１図の応用例
でコイル状に変形する形状記憶合金の正面図、第３図、
第４図、第５図はこの発明の他の実施例を示す形状変形
部材の斜視図、ｔａａ図、第７図は第５図の応用例を示
す正面図である。 図において、（１） （２）は形状記憶合金線、（３）
ｒｉ撚線、（４）は耐熱ゴム、（５）はピアノ線、（６
） （７）は形状記憶合金帯、（８）けリベットである
。 なお、図中、同一符号に同−又に相当部分を示す。
図、第２図（ａ） （ｂ） （ｃ） ｕ第１図の応用例
でコイル状に変形する形状記憶合金の正面図、第３図、
第４図、第５図はこの発明の他の実施例を示す形状変形
部材の斜視図、ｔａａ図、第７図は第５図の応用例を示
す正面図である。 図において、（１） （２）は形状記憶合金線、（３）
ｒｉ撚線、（４）は耐熱ゴム、（５）はピアノ線、（６
） （７）は形状記憶合金帯、（８）けリベットである
。 なお、図中、同一符号に同−又に相当部分を示す。
Claims (7)
- （１）変形温度の異なる少なくとも二つの形状記憶合金
を互に沿わせて組合せたことを特徴とする形状変形部材
。 - （２）複数の変形温度の異なる形状記憶合金線をその長
手方向に束ねたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の形状変形部材。 - （３）複数の形状記憶合金線の周りを可撓部材で被覆し
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の形状変
形部材。 - （４）複数の形状記憶合金線の周りを金属線でコイル状
に巻いて束ねたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の形状変形部材。 - （５）変形温度の異なる帯状の形状記憶合金を複数枚重
ねたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の形状
変形部材。 - （６）複数の変形温度の異なる形状記憶合金線を撚線と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の形状
変形部材。 - （７）銅系とチタン系の形状記憶合金とを組合せたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第 項に記載
の形状変形部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036785A JPS61197770A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 形状変形部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036785A JPS61197770A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 形状変形部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197770A true JPS61197770A (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=12578667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4036785A Pending JPS61197770A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 形状変形部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197770A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5531664A (en) * | 1990-12-26 | 1996-07-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Bending actuator having a coil sheath with a fixed distal end and a free proximal end |
| WO2012074150A1 (ko) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 주식회사 쥴 | 온도센서 및 이를 구비한 히터 |
| JP2017143655A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 国立大学法人東北大学 | アクチュエータ、アクチュエータの製造方法 |
| US11498307B2 (en) | 2016-03-19 | 2022-11-15 | International Business Machines Corporation | Shape memory materials with reversible transitions |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP4036785A patent/JPS61197770A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5531664A (en) * | 1990-12-26 | 1996-07-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Bending actuator having a coil sheath with a fixed distal end and a free proximal end |
| WO2012074150A1 (ko) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 주식회사 쥴 | 온도센서 및 이를 구비한 히터 |
| JP2017143655A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 国立大学法人東北大学 | アクチュエータ、アクチュエータの製造方法 |
| US11498307B2 (en) | 2016-03-19 | 2022-11-15 | International Business Machines Corporation | Shape memory materials with reversible transitions |
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