JPS616486A - 形状記憶合金を用いた管の接続方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は形状記憶合金を用いた管の接続方法に関するも
のである。

〔従来技術〕

形状記憶合金を管の継手として用いることは。

例えば特公昭５２−５４５８号、特公昭５４−４８９８
号特公昭５５−４６８１０号等に示されている。このよ
うな先行技術によると管の接続をより完全にし。

信頼性を高めるためには形状記憶合金パイプ等の継手の
内径側に鋸歯状の突起を設は局部的に管に食い込捷せし
めることにより耐リーク性、耐引抜力等を向上させてい
た。

形状記憶合金にはＮｉ−’ｐｉ合金＋　Ｃｕ−Ｚｎ−Ａ
Ｚ金合金Ｃｕ−Ａｔ−Ｎｉ合金、Ｎ１−Ｔｉ−Ｘ合金（
Ｘ−ＦｅＣｕ）合金などがある。ところで、・高信頼が
求められるパイプ継手用合金としては、　Ｎｉ−Ｔｉ合
金＋　Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金に限定されているのが現状
でちる。

パイプ継手用部材は、溶解法、粉末法等によって得られ
た素材を切削若しくは研削により所望の・ｐ　□ｒグに
加工するのが一般的であるが、該合金の切削性は極めて
悪く、超硬工作治具により初めて加工てきる程度である
。このため、加工に要する費用は極めて大きく、製造費
用の大半を占めているのが現状である。従って鋸歯状の
内径加工は更に困ゲイ１どなり、ますます製造費用が増
加するという問題点がある。

また、接続きるべき管に挿入するために、談合る。その
ために接続されるべき管への挿入［）１ｊに合金継手は
マンドレルによって押し拡げられる（拡９ユ後マンドレ
ルを該継手よ゛り按いた時該継手白身か弾性により径収
縮を起こす川を見込み挿入時の径よりも１５〜２チ程大
きめに拡管するのが一般とさねでいる。）ところが内径
側に鋸歯をイＪさないストレートな継手Ｃｊ容易に拡管
可能であるが。

−、Ｊ−記鋸歯を存する継手については、継手とマンド
レル間に鋸歯が拡管工程の障害とならないように侃諏板
（若しくは鋸歯矯正板）を介する必要があり、極めて頻
雑な１：程を経る必要がある。このために継手の拡管に
要する費用はストレートパイフ０継手の２倍以上を要す
る結果となっていた。

このように高信頼を得るべき鋸歯を有する該合金・ぐイ
ノ０継手の製造費用および拡管加工費用（、ｔ。

ス■・レートな・やイノ０継手のそれらと比較するとは
るかに犬き１．（ものとなってしまうため２、これＡ：
でに実用に供さねた例としては航空機油性、・ξイブ継
手等の数例に限定されていたのが現状である。

〔発明の１」的〕 本発明の目的は加工が容易であるとともう、二信頼性の
高い形状記憶合金を用いた管の接続方法を提供すること
である。

〔発明の構成〕

本発明によれば、一対の接続されるへき管、非可逆性の
形状記憶合金よりなる第１の継手部材及び可逆性の形状
記憶合金よりなる第２の継手部梠を準備し、前記管の各
々の一端部夕）側面上に予じめ径方向に拡げられた第１
の継手部（２を配置７ｔ　した後、屈第１の継手部材の
合金の逆変態点温度以上（Ｊ−７１１１１ｉｔｕ　ｌ−
て該第１の継手部利を前記管に固〃ｉさせ。

該郭・の前１妃−・端間１−をｆＩいに対向さ七るとと
もに。

ｉ’＋ｉＪ記第１の継手を内包するようにして前記第２
の継手を該ｔｔ・の周りに配置６シて、該第２の継手部
拐の逆変態温度以上 を収縮させて＋　ｆＪ’ｌ記管同土管同士するようにし
たことを特徴とする）［ｆ状記憶合金を用いた佃・の接
続力法かイ（Ｉられる。

〔発明の実施例〕

以ＦＡ・発明に−）いて実施例に基づいて説明する。

Ｔ１Ｎｉ　＋　ＴｉＮ１Ｘ　（Ｘ　＝　Ｆｃ　Ｃｕ　’
４　）の形状記憶合金は熱弁″に１マルテン→ノイド変
態の逆変態にイ（１随し、て顕Ｍ　乙’ｃ　１［５４Ｊ
い１（−１・［ａ　ｌ’ＪＪ　’、４！：を示ずことか
知られている。

±だ、これらの合金はりシダあるいは尽イフ０とした」
）も合、マルテンナイト変態７′品度以ドて内径を変化
率で８係まで拡げると６〜６５％ひずみは残留し、拡げ
られた形状は保持される。これを逆変態温度以上に加熱
すると残留するひずみは完全に解消され、リングあるい
は・ξイブは原径に復する。

また、　Ｔ１Ｎｉ合金を用いて可逆形状記憶Ｊイフ０等
明細書初）。

まず第１図（ａ）及び（ｂ）を浴照して第１の実施例に
ついて説明すると、外径］５．８８＋ｎｙ＋のステンレ
ス管（肉厚０８〜”］、Ｏｍｍ）］の端部近傍に図示の
ように円環状に深さ０２〜０；う馴の凹部１１を設ける
。

即ち四部１１が形成された部分てはステンレス管１の外
径８１小さくなることになる。次にこの夕）径よりも若
干小さい内径を有するＮ１過剰Ｔ１Ｎｉ合金製のノやイ
ブリング２を用意し、このパイシリングを７５０℃にお
いて均一化熱処理を行った後、内径を径を広げるように
２　％　０＝すませる。さらにこの状態で５５０℃の温
度下で１時間熱処理をイースい複相化する。このように
して非可逆性の形状記憶合さねた・ぐイブリング２は液
体窒素浸キー↑でステンレス管（四部を除く）の外径よ
りも若干人きめにマンドレルを用いて押し拡げられ、こ
の状態を保持して、上述した四部１１にパイプリング２
を配置して、室温（約２０℃）に加熱して、・ぐイゾリ
ング２をステンレス管１に密着接合さける。なお。

この時・やイノ０リング２はステンレス管１よりもわず
かに−１一方へもりあがった状態となる。

次にステンレス管の外径よりも若干小さい内径を有する
ととムに、後述するように・ξイノ０リンク゛２か挿入
される一対の円環状の四部が設けられたＮ１過刺Ｔ１Ｎ
ｉ合金・Ｐイノ４３を７５０℃で均一・化の熱処理を角
った後５５０℃の湿度下で１時間熱処理をイ）い桟用化
を行い、　ＩＪＴ逆型の形状記憶合金製・ぐイー７Ｌ”
　：、ｌとなる。このパイプ０３は液体窒素浸漬トて十
嘘した」、うにステンレス管１に密着接合された・Ｐイ
−ノ°リング２のダを径よりもやや大きめの内径となる
ようにマンドレルを用いてパイプ３を押し拡げ、この状
態を保持してパイプリング２が接合さねたステンレス管
１をパイプ０３に挿入する。この時・ぐイノ０；３に設
けられた凹部はｉＰイイノリング２に対１ｉ’（ｊ：　
している。さらに、この状態で室温まで加熱して即ぢオ
ーステナイト状態まで加熱して・ぐイノ０３を収縮させ
てステンレス管１同士を接合する。

上述の方法によって接合されたステンレス管の接続部（
継手部）をＨｅリークテストした結果、継手部からのリ
ーク漏れは認められず、また耐引抜に対しては接続管が
破損するまで継手部から管が抜けることはなかった。な
お上述の接続方法においては非可逆性のパイプリング、
　ｉＴＪ逆性の・ぐイノを用いているから、マルテンサ
イト変態点温度以下では・Ｐイノ０は膨張傾向を示し、
・パイプリングは収縮傾向を示すので、上述の継手部を
液体窒素に漬 浸慢するとリングと・ξイノ０が離れることが確認され
た。即ち容易にステンレス管同士を分離することができ
る。ちなみに、５５０℃の温度Ｆにおいて、１時間の熱
処理を行った場合のＴｉＮ１ｃ、、合金のマルテンサイ
ト変態点温度は一４０℃であった。

吹に第２図（ａ）及び（ｂ）を参照して、第２の実施例
について説明する。

図示のようにステンレス管１にラセン状の切り溝を設け
る。Ｎ１過剰’Ｊ”ｉＮｉ合金（ＴｉＮ１５１合金）製
のコイルバネ４（板バネでもよい。）を用意しこのコイ
ルバネの外径がイ呑≠ステンレス管の内径よりも小さく
なるように７５０℃の温度下で１時間の熱処理を行った
後、この二Ｊイルバネを１夜体窒素に漬 ＩＡ　ｈｔ　Ｌ−ｃ伸ばしてから、コイルバネをステン
レス管１に設けらねでいる切り溝に巻き付けて室温まて
加熱（オーステナイト変態点以上）してこのコイルバネ
を溝部に密着接合させた。

次に第１の実施例に記載した・Ｐイノ０３と同形状の・
Ｑイノ（（−Ｑ　Ｌ　、この場合・Ｐイノに四部は設け
ていない。）を用意し７．第１の実施例と同様の手＋１
１Ｓにより熱処理して、このパイプ０に図示のようにコ
イルバ不カ接合されたステンレス管を挿入して。

５；（稲まで力１１熱して・ξイノ０を収縮させて、・
やイソ０をステンレス管と接合させる。

上述の方法により接続されたステンレス管の接続部（継
手部）をＨｅ　’）−クテス；・シた結果、継手部から
のリーク漏れは認められず、また引き抜きに幻しては４
００　ｋｇ／ｃＪ以上の引抜応力を示した。

漬 またこの継手部を液体窒素に浸〆することによって、第
１の実施例と同様にステンレス・ぐイノ０同士を分離す
ることができる。

なお、第３図（ａ）及び（ｂ）には、ステンレス管に複
数の円環状の四部を設け、この四部に」−述した第２の
実施例に記載したように熱処理さねた短い］イルバネ（
板バネでもよい。古それぞれ挿入した場合が示されてい
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では形状記憶合金製の継手部
に鋸歯状の突起部を設ける必蒙が４「＜。

従って継手部の加工が極めて容易であり、また管の接続
が容易であるばかりでなく、脱ス１１も冷却するたけて
容易に行なわれる。さらに従来に比へて安価であるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

゛　第１図（ａ）は本発明の第１の実施例を接続１１［
ｊの状態で示す断面図、第１図（ｂ）は本発明の第学の
実施例を接続後の状態で示す断面図、第２図（ａ）は本
発明の第２の実施例を接続前の状態で示す断ＩＴＮＺ。 第２図（ｂ）は本発明の第２の実施例を接続後の状態で
示す断面図、第３図（ａ）は本発明の第：うの実施例を
接続前の状態で示す断面図、第３図（ｂ）は本発明の第
１３の実施例を接続後の状態で示す断面図である。 第１園 （α） 第２図 第３図 ′／／／／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　一対の接続されるべき管、非可逆性の形状記憶合金
   よりなる第１の継手部材及び可逆性の形状記憶合金より
   なる第２の継手部材を準備し、前記管の各々の一端部外
   側面上に予じめ径方向に拡げられた第１の継手部材を配
   置した後、該第１の継手部材の合金の逆変態点温度以上
   に加温して該第１の継手部材を前記管に固着させ、該管
   の上記一端同士を互いに対向させるとともに前記第１の
   継手を内包するようにして前記第２の継手を該管の周り
   に配置して、該第２の継手部材の逆変態点温度以上に加
   温して該第２の継手部材を収縮させて、前記管同士を接
   続するようにしたことを特徴とする形状記憶合金を用い
   た管の接続方法。