JPS5997857A - 形状記憶金属から成る工具類 - Google Patents
形状記憶金属から成る工具類Info
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- JPS5997857A JPS5997857A JP57203570A JP20357082A JPS5997857A JP S5997857 A JPS5997857 A JP S5997857A JP 57203570 A JP57203570 A JP 57203570A JP 20357082 A JP20357082 A JP 20357082A JP S5997857 A JPS5997857 A JP S5997857A
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- memory
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Landscapes
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (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】
本発明は、いわゆる形状記憶金属から成る工具類に関す
る。
る。
形状記憶金属は、高温度における内部同相が冷却によっ
て変態域を通過し、例えば高温でγ相を形成していたも
のが常温でα相を安定維持するものである金属を冷却の
際にマルテンサイト組織に変化させ完全な同相変態を行
わないで、その高温でその特定形状を記憶させ、その後
に適当な熱処理をし変形成形体を形成して冷却し室温に
維持する。室温で、一定温度範囲で適当な形状に加工変
形をし、後に一定温度に加熱し維持すると、当初に記憶
させた高温での形状に戻る。このほかに、さらに詳説す
れば金属の形状記憶と復元の事象は多いが、このような
形状を適当な条件下で復炭する事象を利用する組成のも
のが提案されている。
て変態域を通過し、例えば高温でγ相を形成していたも
のが常温でα相を安定維持するものである金属を冷却の
際にマルテンサイト組織に変化させ完全な同相変態を行
わないで、その高温でその特定形状を記憶させ、その後
に適当な熱処理をし変形成形体を形成して冷却し室温に
維持する。室温で、一定温度範囲で適当な形状に加工変
形をし、後に一定温度に加熱し維持すると、当初に記憶
させた高温での形状に戻る。このほかに、さらに詳説す
れば金属の形状記憶と復元の事象は多いが、このような
形状を適当な条件下で復炭する事象を利用する組成のも
のが提案されている。
また、この記憶形状の復元特性を、実用上、例えばスプ
リング、バイメタル、スイッチ接点、鉤、フックなどに
用いられる開発が進められている。
リング、バイメタル、スイッチ接点、鉤、フックなどに
用いられる開発が進められている。
このような金属としては、金−カドミウム、銅−亜鉛、
ニッケルーアルミニウム、ニッケルーチタンなどが公知
である。これらの中から、その用途目的に応じて少々く
とも一種を任意に選択して利用する。
ニッケルーアルミニウム、ニッケルーチタンなどが公知
である。これらの中から、その用途目的に応じて少々く
とも一種を任意に選択して利用する。
本発明は、これらの、いわゆる形状記憶金属として、そ
の材料組成が、ＴｉｘＮｉｌ−ｘ、Ｔｉ）（Ｎｉｏ、ｏ
ｘＯｕｏ、ｘ＋Ｏｕ Ｚｎ ＡＪ７のようなものについ
て、それらの属性を有効に活用し精確な実用品として、
工具類として実用するものの提供を目的とする。本発明
のこの目的を達成するために、形状を記憶させた金属を
室温で変形をして所望の形体を付し、次に加熱して温度
を記憶形状を復炭するのに適当なものに維持し、この場
合、「常温変形加工と記憶形状に復炭するための加熱に
よる復元と次の冷却のとき（この場合を一方向的復元と
呼ぶ。）」、および常温変形加工と記憶形状に復元する
ための加熱復元と次の冷却と引つづいて行う加熱復元形
状と次の冷却のとき（この場合を両方向的復元と呼ぶ。
の材料組成が、ＴｉｘＮｉｌ−ｘ、Ｔｉ）（Ｎｉｏ、ｏ
ｘＯｕｏ、ｘ＋Ｏｕ Ｚｎ ＡＪ７のようなものについ
て、それらの属性を有効に活用し精確な実用品として、
工具類として実用するものの提供を目的とする。本発明
のこの目的を達成するために、形状を記憶させた金属を
室温で変形をして所望の形体を付し、次に加熱して温度
を記憶形状を復炭するのに適当なものに維持し、この場
合、「常温変形加工と記憶形状に復炭するための加熱に
よる復元と次の冷却のとき（この場合を一方向的復元と
呼ぶ。）」、および常温変形加工と記憶形状に復元する
ための加熱復元と次の冷却と引つづいて行う加熱復元形
状と次の冷却のとき（この場合を両方向的復元と呼ぶ。
）」とが存在するものを利用する。例えば第３図の例は
前者の一方向性のものに属し、例えば第４図の例は後者
のニガ向性のものを含むものに属する。
前者の一方向性のものに属し、例えば第４図の例は後者
のニガ向性のものを含むものに属する。
本発明の実施に際してはこれらの場合の実施条件のうち
、最も重要なものを決定し、本発明の目的を達成する技
術的課題の具体化を明瞭にする。
、最も重要なものを決定し、本発明の目的を達成する技
術的課題の具体化を明瞭にする。
次に、本発明を一実施例について図面に基づｂて説明す
る。第１Ａ図、第１Ｂ図および第１０図はビンセットに
ついての側面断面図。第２Ａ図、第２Ｂ図および第２０
図は他の実施例の掻取り工具の側面断面図。第３図およ
び第４図は伸び（変形量）と温度との関係図。
る。第１Ａ図、第１Ｂ図および第１０図はビンセットに
ついての側面断面図。第２Ａ図、第２Ｂ図および第２０
図は他の実施例の掻取り工具の側面断面図。第３図およ
び第４図は伸び（変形量）と温度との関係図。
第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｃ図に示すビンセットは
、Ｔ１Ｎｉ系形状記憶金属線の直径０．０５ｍのものを
供試した。ビンセットの先端１に左右の両端部ＩＮとＩ
Ｂとを超硬等の而づ摩耗性材を固着し、伸び部４に形状
記憶合金を用いる。形状記憶合金の接合部２人と２Ｂで
加熱により記憶形状に変形し曲って先端ＩＡ、１Ｂが合
致するようになる。
、Ｔ１Ｎｉ系形状記憶金属線の直径０．０５ｍのものを
供試した。ビンセットの先端１に左右の両端部ＩＮとＩ
Ｂとを超硬等の而づ摩耗性材を固着し、伸び部４に形状
記憶合金を用いる。形状記憶合金の接合部２人と２Ｂで
加熱により記憶形状に変形し曲って先端ＩＡ、１Ｂが合
致するようになる。
ビンセットの固定した他端３には固定部材３人と３Ｂと
を固着した。第１Ｂ図に示す形状を合金４の部分２人と
２Ｂとに記憶させる加工処理をし、冷却して第１Ｎ図、
第１Ｃ図に示す形状に変形して用いる。第１Ｂ図に示す
形体は、第１Ｃ図の固定端３１３Ａおよび３Ｂを加熱し
、形状記憶金属４を加熱して接合部２人と２Ｂとを記憶
形状に曲げる復元をさせることができる。
を固着した。第１Ｂ図に示す形状を合金４の部分２人と
２Ｂとに記憶させる加工処理をし、冷却して第１Ｎ図、
第１Ｃ図に示す形状に変形して用いる。第１Ｂ図に示す
形体は、第１Ｃ図の固定端３１３Ａおよび３Ｂを加熱し
、形状記憶金属４を加熱して接合部２人と２Ｂとを記憶
形状に曲げる復元をさせることができる。
例えばＩＣ図のような先端１が直線状に伸び状態に成形
したビンセットを細孔の奥深くに挿入し、取り出そうと
する品物を挾んだ状態にセットしておき、その状態で固
定端３を加熱し第１Ｂ図のような記憶形状の復元変形を
させて接合部２Ａ、２Ｂ（３） で折曲がり先端ＩＡ、ＩＢで品物を固く掴ませて引出す
ように利用することができる。先端の爪部材は超硬で出
来ているから摩耗したり滑ったりすることがない。
したビンセットを細孔の奥深くに挿入し、取り出そうと
する品物を挾んだ状態にセットしておき、その状態で固
定端３を加熱し第１Ｂ図のような記憶形状の復元変形を
させて接合部２Ａ、２Ｂ（３） で折曲がり先端ＩＡ、ＩＢで品物を固く掴ませて引出す
ように利用することができる。先端の爪部材は超硬で出
来ているから摩耗したり滑ったりすることがない。
第２Ａ〜２０図は他の実施例で、１１が形状記憶合金で
構成した掻取シ用工具で、先端が加熱によ９１２人から
１２Ｂ、或は１２０に、または１２０から１２人に変形
する。この先端部分に硬質材の被覆１１人。
構成した掻取シ用工具で、先端が加熱によ９１２人から
１２Ｂ、或は１２０に、または１２０から１２人に変形
する。この先端部分に硬質材の被覆１１人。
１１Ｂ、１１０を施しである。１３Ａ 、 １３Ｂ 、
１３０は各々柄である。この工具によるときは、先端
が真直１２Ａな第２Ａ図の状態の工具を内部に挿入し、
柄部分１３Ａを加熱して先端を記憶形状に曲げ１２０、
第２Ｃ図の状態で引き出せば内容物を曲った先端部分１
２０に引掛けて取シ出すことができる。この場合工具の
挿入時には先端が真直な状態１２Ａで挿入させるから容
易に挿入でき、曲げた状態１２０にして引き出すから容
易に内容物の掻取シができることになる。品物を引掛け
る部分には超硬材の被覆１１人、 ＩＩＢ 、 １１０
が施しであるから耐摩耗性である。
１３０は各々柄である。この工具によるときは、先端
が真直１２Ａな第２Ａ図の状態の工具を内部に挿入し、
柄部分１３Ａを加熱して先端を記憶形状に曲げ１２０、
第２Ｃ図の状態で引き出せば内容物を曲った先端部分１
２０に引掛けて取シ出すことができる。この場合工具の
挿入時には先端が真直な状態１２Ａで挿入させるから容
易に挿入でき、曲げた状態１２０にして引き出すから容
易に内容物の掻取シができることになる。品物を引掛け
る部分には超硬材の被覆１１人、 ＩＩＢ 、 １１０
が施しであるから耐摩耗性である。
（４）
勿論被覆材は耐蝕性を要求されるときは耐蝕性材を用い
ることができる。
ることができる。
第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図、第２Ａ図、第２Ｂ図、
第２Ｃ図などに示した一実施例では、適用する物品の用
途に応じ、使用条件に応じ、また利用する形状記憶金属
の種類と処理過程における条件に応じ、また常温などで
形状変形を与えた条件に応じ、予め適合する経験則にて
らして重要な要素を決定しておき、利用時に適正な効果
が達成できるようにする。
第２Ｃ図などに示した一実施例では、適用する物品の用
途に応じ、使用条件に応じ、また利用する形状記憶金属
の種類と処理過程における条件に応じ、また常温などで
形状変形を与えた条件に応じ、予め適合する経験則にて
らして重要な要素を決定しておき、利用時に適正な効果
が達成できるようにする。
このうち、特に留意しなければならないのは、モデル的
に示すと、第３図と第４図とに示すものがある。
に示すと、第３図と第４図とに示すものがある。
第３図は一方向的なものの例示である。記憶形体が図中
に示すモデルＭ２であるとき、低温Ｔ１で図中に示す変
形Ｄ、このときは伸び係で８％まで変形したものＭｌを
、Ｔ２ ） ＴＩの形状復元温度Ｔ２に加熱すると、図
示Ａ２とＡ３の温度変化がおったとしても、モデルＭ２
で示す形状になる。Ｔ２では変形がＤ変形ではなく記憶
形状になる。これを、さらに冷却すると、例えばＣ１曲
線に沿う冷却でＤ変形前の形状に近く変化するが、完全
に復元しないで、図示ｄのような一定のひずみを生ずる
。このひずみを確認する必要がある。
に示すモデルＭ２であるとき、低温Ｔ１で図中に示す変
形Ｄ、このときは伸び係で８％まで変形したものＭｌを
、Ｔ２ ） ＴＩの形状復元温度Ｔ２に加熱すると、図
示Ａ２とＡ３の温度変化がおったとしても、モデルＭ２
で示す形状になる。Ｔ２では変形がＤ変形ではなく記憶
形状になる。これを、さらに冷却すると、例えばＣ１曲
線に沿う冷却でＤ変形前の形状に近く変化するが、完全
に復元しないで、図示ｄのような一定のひずみを生ずる
。このひずみを確認する必要がある。
第４図は両方向的なものの例示である。記憶形体が図中
に示すモデルＮ２であるとき、低温Ｔ１で図中に示す変
形Ｄ１伸びで８％、を施したとき、Ｔ２）ＴＩである温
度Ｔ２に復元のために加熱すると、図示Ａ２とＡ３の温
度変化を伴ったとしても、冷却して温度Ｔ３ （ＴＩ≦
Ｔ３＜Ｔ２）にすると、変形は曲線Ｃ１に沿って表われ
、次に温度Ｔ３から加熱して温度Ｔ４（Ｔ４中Ｔ２ｔた
はＴ４（Ｔ２）にすると変形してモデルＮ２に近い記憶
形状になるが、第４図に示すヒステリシス曲線人で示す
変形をする。このよう々変形と温度と、それら要素のヒ
ステリシス特性を確認し々ければならない。第３図に示
す一方向性の場合に比較し、ひずみの発生は犬で、記憶
形状への復元も完全ではない。これらを、予め経験則と
して決定しなければならない。
に示すモデルＮ２であるとき、低温Ｔ１で図中に示す変
形Ｄ１伸びで８％、を施したとき、Ｔ２）ＴＩである温
度Ｔ２に復元のために加熱すると、図示Ａ２とＡ３の温
度変化を伴ったとしても、冷却して温度Ｔ３ （ＴＩ≦
Ｔ３＜Ｔ２）にすると、変形は曲線Ｃ１に沿って表われ
、次に温度Ｔ３から加熱して温度Ｔ４（Ｔ４中Ｔ２ｔた
はＴ４（Ｔ２）にすると変形してモデルＮ２に近い記憶
形状になるが、第４図に示すヒステリシス曲線人で示す
変形をする。このよう々変形と温度と、それら要素のヒ
ステリシス特性を確認し々ければならない。第３図に示
す一方向性の場合に比較し、ひずみの発生は犬で、記憶
形状への復元も完全ではない。これらを、予め経験則と
して決定しなければならない。
第３図と第４図のいずれの場合にも、低温変形をし記憶
形状を変形したＤ変形を、あらためて加えて変形量を一
定にし、反復して同一変形を加えるとしても、再現する
復元量は同一ではガく、ひずみを生じ元の記憶形状と同
一には復元しない場合があυ、この事象の有無とひずみ
量とを確実に定める必要がある。
形状を変形したＤ変形を、あらためて加えて変形量を一
定にし、反復して同一変形を加えるとしても、再現する
復元量は同一ではガく、ひずみを生じ元の記憶形状と同
一には復元しない場合があυ、この事象の有無とひずみ
量とを確実に定める必要がある。
例えば、ＮｉＴｉ金属の場合、一方向性の復元回復量は
、８チ変形をしたとき、５〜６係程度の形状回復をし、
Ｄ変形のものが記憶形状のものに変形するときの温度勾
配は０．３〜Ｑ、５ｍｘ／℃であった。二方向性復元は
、きわめて複雑であるから、ケースごとに再現性確認を
する必要が生ずる。
、８チ変形をしたとき、５〜６係程度の形状回復をし、
Ｄ変形のものが記憶形状のものに変形するときの温度勾
配は０．３〜Ｑ、５ｍｘ／℃であった。二方向性復元は
、きわめて複雑であるから、ケースごとに再現性確認を
する必要が生ずる。
すでに説明したように、本発明は、形状記憶金属の特性
を利用し、その記憶形状を反復し再現するときの、温度
と変形量と記憶形状回復量との関係図を、例えば、一方
向性と両方向性とを区別して、ヒステリシス曲線を確認
し、ひずみ度を実測し、温度勾配を定めるために、正確
に求めることが必要である。
を利用し、その記憶形状を反復し再現するときの、温度
と変形量と記憶形状回復量との関係図を、例えば、一方
向性と両方向性とを区別して、ヒステリシス曲線を確認
し、ひずみ度を実測し、温度勾配を定めるために、正確
に求めることが必要である。
要するに、一つの記憶形状について、形状記憶（７）
金属を定め、変形量と回復量と加熱温度と温度勾配とを
定め、一つの確定した条件下で、一定の記憶形状の回復
量をもって実施することができ、ピンセットのような工
具類にも、きわめて有効に利用することができる。所要
部分には耐摩耗性材または耐蝕性材を被覆または部分的
取付をして利用するから任意の工具に応用できる。
定め、一つの確定した条件下で、一定の記憶形状の回復
量をもって実施することができ、ピンセットのような工
具類にも、きわめて有効に利用することができる。所要
部分には耐摩耗性材または耐蝕性材を被覆または部分的
取付をして利用するから任意の工具に応用できる。
第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図は、本発明の一実施例の
側断面図。第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は本発明の他
の一実施例の一部拡大側断面説明図。第３図と第４図は
、変形量と温度と記憶形状回復量との関係とモデルとの
関係図。 １ 端 １人、ＩＢ 耐摩耗性部材３ 固
着端 ２Ａ、２Ｂ 接合変形部４ 形状記憶金
属 ÷Ａ７２−Ｂ−固−］ｆＢ−Ｔｌ、 Ｔ２． Ｔ３
． Ｔ４ 温度 Ｄ、ｄ 変形Ｍｌ、Ｍ２ モデ
ル Ｎｌ、 Ｎ２． Ｎ３ モデル特許出願人
株式会社井上ジャパックス研究所代 理 人 弁理士
中 西 − （９） −３２７− （８） 第３図 ラド未 θＣ 第２Ｂ図第２Ａ図 第４図 １激・シ
側断面図。第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は本発明の他
の一実施例の一部拡大側断面説明図。第３図と第４図は
、変形量と温度と記憶形状回復量との関係とモデルとの
関係図。 １ 端 １人、ＩＢ 耐摩耗性部材３ 固
着端 ２Ａ、２Ｂ 接合変形部４ 形状記憶金
属 ÷Ａ７２−Ｂ−固−］ｆＢ−Ｔｌ、 Ｔ２． Ｔ３
． Ｔ４ 温度 Ｄ、ｄ 変形Ｍｌ、Ｍ２ モデ
ル Ｎｌ、 Ｎ２． Ｎ３ モデル特許出願人
株式会社井上ジャパックス研究所代 理 人 弁理士
中 西 − （９） −３２７− （８） 第３図 ラド未 θＣ 第２Ｂ図第２Ａ図 第４図 １激・シ
Claims (1)
- １ 所定組成の形状記憶金属に所定形状を高温からの
処理で記憶させ低温で任意の形状に変形し使用時に加熱
または冷却をしまたはその反復をして用いる工具におい
て、耐摩耗性材または耐蝕性材の被覆または部分的取付
をして成ることを特徴とした形状記憶金属から成る工具
類。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203570A JPS5997857A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 形状記憶金属から成る工具類 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57203570A JPS5997857A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 形状記憶金属から成る工具類 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997857A true JPS5997857A (ja) | 1984-06-05 |
Family
ID=16476311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57203570A Pending JPS5997857A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 形状記憶金属から成る工具類 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997857A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5093847A (ja) * | 1973-10-09 | 1975-07-26 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57203570A patent/JPS5997857A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5093847A (ja) * | 1973-10-09 | 1975-07-26 |
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