JP2016539488A - 塑性変形に抵抗する形状記憶合金導体 - Google Patents
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Abstract
Description
導体および導体からなるケーブルは、しばしば、外部の機械的負荷および振動に付される。これらの振動および他の機械的または環境的に適用される荷重は、しばしば、導体またはケーブルアセンブリの長さにわたって全体的にまたは特定の領域で局所的に生じる歪み、変形、曲げまたは他の変位をもたらし得る。これらの大きな弾性または塑性変形は、導体または導体から構成されるケーブルアセンブリの機械的完全性を次々に損ない得る。導体およびケーブルにおける大きな弾性または塑性変形の具体例、ならびに、それらが起こし得る問題は、ねじれ、もつれ、極端な鋭い半径の永久曲げ(severe sharp radius permanent bend)をもたらす歪みの局所化、加工硬化をもたらす繰り返しの歪み作用、導体またはケーブルの疲労寿命あるいは破壊および破損を介するケーブルまたは導体の最終的な連続性の損失を含む。
本発明において、1以上のSMA要素(オーステナイト系またはマルテンサイト系のいずれか)は、データ信号、電磁波または電力の導電体として使用される。SMAワイヤは良好な導電体であり、それはまた、従来の導線およびケーブルと比較して秀でた機械的特性をも有するため、以前の伝導構造物の限界を克服する。
ケーブル破損は、導体、絶縁体、(もしあれば)絶縁シールド、(もしあれば)金属外側シールド、および、(絶縁体と区別できれば)最外部のケーブルジャケットを含むケーブルを作り上げる様々な要素のいずれか1以上の破損を含む、多様な方法で生じる。いくつかのケーブルでは、導体(単数または複数)が、単純に、外側保護シース(sheath)としてもまた果たす絶縁体によって直接囲まれている。他のケーブルでは、前に列挙された様々な層が存在し得る。ケーブルの各部分は、環境条件および負荷条件の組み合わせによって引き起こされる、それ自体の特定の破損のメカニズムを有することができるが、本発明の焦点は、伝導要素の永久的な塑性変形を防ぐことに合わせられるであろう。
Claims (60)
- 形状記憶合金材料を含む超弾性導体であって、前記形状記憶合金材料が、500ナノ・オーム・メートル未満の電気抵抗率を有し、および、データ信号を運ぶかもしくは電力を供給するようにまたは両方であるように構成されている、前記導体。
- 約0Vから約10Vまでの範囲の電圧および0から約20ミリアンペア(milliamps)までの範囲の電流を有する直流電流または交流電流の波形を運ぶ、請求項1に記載の導体。
- DCから約10GHzまでの範囲の周波数を有する信号を送信することができる、請求項2に記載の導体。
- デジタル的にエンコード化された信号を運ぶことができる、請求項1に記載の導体。
- 100V以上の電圧を運ぶことができる、請求項1に記載の導体。
- 約10マイクロメートルから約10,000マイクロメートルまでの範囲の断面寸法を有する、請求項1に記載の導体。
- 材料が、応力のないとき、実質的にオーステナイト相にある、請求項1に記載の導体。
- 材料が、応力のないとき、実質的にオーステナイト相にあるが、全体的なもしくは局所的な曲げ、歪みまたは外部から適用される他の変形に付されるとき、実質的にマルテンサイト相へ変態し、および、該相変態を介してかかる外部から適用された変形に適応する、請求項1に記載の導体。
- 形状記憶合金が、導体の意図された操作温度であるか、またはそれを下回る変態温度を有する、請求項1に記載の導体。
- 単一導体としての使用のために構成されている、請求項1に記載の導体。
- 裸のワイヤとして構成されている、請求項1に記載の導体。
- 実質的にまたは完全にワイヤの長さをカバーする電気絶縁コーティングが施された前記ワイヤとして構成されている、請求項1に記載の導体。
- オーディオ適用における使用のための1対の導体として構成されている、請求項1に記載の導体。
- 遮蔽物の有無にかかわらず多重導体ケーブルの一部として構成されており、ここで各個々の導体が固体導体である、請求項1に記載の導体。
- 撚線ケーブルの一部として構成されている、請求項1に記載の導体。
- 同軸ケーブルの一部として構成されている、請求項1に記載の導体。
- フラットリボンとして構成されている、請求項1に記載の導体。
- 形状記憶合金が、以下の合金:
からなる群から選択される、請求項1に記載の導体。 - 形状記憶合金が、多結晶性である、請求項18に記載の導体。
- 形状記憶合金が、単結晶性である、請求項18に記載の導体。
- 材料が、オリゴ結晶性である、請求項18に記載の導体。
- 形状記憶合金を含む形状記憶合金導体であって、前記形状記憶合金が、応力のない条件下で実質的にマルテンサイト相にあり、ならびに、500ナノ・オーム・メートル未満の電気抵抗率を有し、および、データ信号を運ぶかもしくは電力を供給するようにまたは両方であるように構成されている、前記形状記憶合金導体。
- 約0Vから約10Vまでの範囲の電圧および0から約20ミリアンペアまでの範囲の電流を有する直流電流または交流電流の波形を運ぶ、請求項22に記載の導体。
- DCから約10GHzまでの範囲の周波数を有する信号を送信することができる、請求項23に記載の導体。
- デジタル的にエンコード化された信号を運ぶことができる、請求項22に記載の導体。
- 100V以上の電圧を運ぶことができる、請求項22に記載の導体。
- 約10マイクロメートルから約10,000マイクロメートルまでの範囲の断面寸法を有する、請求項22に記載の導体。
- 形状記憶合金が、導体の意図された操作温度であるか、またはそれを超える変態温度を有する、請求項22に記載の導体。
- 単一導体としての使用のために構成されている、請求項22に記載の導体。
- 裸のワイヤとして構成されている、請求項22に記載の導体。
- 実質的にまたは完全にワイヤの長さをカバーする電気絶縁コーティングが施された前記ワイヤとして構成されている、請求項22に記載の導体。
- オーディオ適用における使用のための1対の導体として構成されている、請求項22に記載の導体。
- 遮蔽物の有無にかかわらず多重導体ケーブルの一部として構成されており、ここで各個々の導体が固体導体である、請求項22に記載の導体。
- 撚線ケーブルの一部として構成されている、請求項22に記載の導体。
- 同軸ケーブルの一部として構成されている、請求項22に記載の導体。
- フラットリボンとして構成されている、請求項22に記載の導体。
- 形状記憶合金が、以下の合金:
- 形状記憶合金が、多結晶性である、請求項37に記載の導体。
- 形状記憶合金が、単結晶性である、請求項37に記載の導体。
- 材料が、オリゴ結晶性である、請求項37に記載の導体。
- 塑性変形に抵抗する導体を含む、信号を運ぶかまたは配電のケーブルアセンブリであって、導体が、超弾性状態にある、前記ケーブルアセンブリ。
- 約0Vから約10Vまでの範囲の電圧および0から約20ミリアンペアまでの範囲の電流を有する直流電流または交流電流の波形を運ぶ、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- DCから約10GHzまでの範囲の周波数を有する信号を送信することができる、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- デジタル的にエンコード化された信号を運ぶことができる、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 100V以上の電圧を運ぶことができる、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 導体が、超弾性を介して塑性変形(オーステナイト相とマルテンサイト相との間の変態)に抵抗する、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 導体が、マルテンサイト板の動きを介して塑性変形に抵抗する、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- オーディオヘッドホン、イヤホン、または電気的にエンコード化されたオーディオ情報をヒトの耳へ運ぶ他の電磁気装置での使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 電気的にエンコード化されたオーディオ情報を、該エンコード化されたオーディオ情報を音へ逆変換する電磁気システムへ送信するスピーカーワイヤまたは有線ケーブルとしての使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 高振動の負荷がかかる環境における使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- データ信号送信または配電を含む航空宇宙への適用としての使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- データ信号の送信または配電のいずれかのための、弾道の反動または他の断続的な高振幅の衝撃負荷に付される兵器システムにおける使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- データ信号の送信または配電のいずれかのための、自動車配線ハーネスアセンブリにおける使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- データ信号の送信または配電のいずれかのための、油およびガスのアセンブリに使用される、ダウンホール計測のためのワイヤまたはケーブルアセンブリにおける使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- データ信号の送信または配電のいずれかのための、コンピュータに対して内部のまたはコンピュータへ電力もしくはデータを提供する外部のケーブルのいずれかとして、コンピュータまたはコンピュータボードにおいて使用されるワイヤおよびケーブルアセンブリにおける使用のために構成されている、請求項41のケーブルアセンブリ。
- データ信号の送信または配電のいずれかのための、鉄道、通勤電車または他のレール適用のための配線または配電における使用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- ケーブルアセンブリが使用されていないか、または応力のない状態にあるとき、形状記憶合金が、熱加工を使用して特定の形状または構成に戻るようにトレーニングされる適用のために構成されている、請求項41に記載のケーブルアセンブリ。
- 意図された使用温度とは異なる温度における変化に付されるとき、形状記憶合金が、形状を回復させるかまたは形状に復帰することが可能である適用のために構成されている、請求項41のケーブルアセンブリ。
- 温度における変化が、超弾性導体の抵抗加熱を介して電気的に作動される、請求項58に記載のケーブルアセンブリ。
- 温度における変化が、環境温度における変化によってもたらされる、請求項58に記載のケーブルアセンブリ。
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