JPH0741340B2 - 形状記憶処理された多数の輪郭形状体の製造方法 - Google Patents
形状記憶処理された多数の輪郭形状体の製造方法Info
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- JPH0741340B2 JPH0741340B2 JP60207168A JP20716885A JPH0741340B2 JP H0741340 B2 JPH0741340 B2 JP H0741340B2 JP 60207168 A JP60207168 A JP 60207168A JP 20716885 A JP20716885 A JP 20716885A JP H0741340 B2 JPH0741340 B2 JP H0741340B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば玩具として使用される形状記憶合金
からなる輪郭形状体を効率的に多数製造し得る方法に関
するものである。
からなる輪郭形状体を効率的に多数製造し得る方法に関
するものである。
従来の技術 比較的最近に開始された新たな機能性素材の1つとし
て、形状記憶合金が知られている。この形状記憶合金
は、例えばニッケルとチタンとの合金からなり、該合金
に所要の形状を付与した後にオーステナイト変態終了温
度(Af温度)以上に加熱する形状記憶処理を施すことに
より、その熱処理前に与えられた形状を金属組織的に記
憶する特異な性質を有する金属材料である。この特性を
有する形状記憶合金では、所定の応力範囲内で変形が与
えられても、その変形時の温度より僅かに高い温度に加
熱するだけで、元の形状に瞬時に回復する。
て、形状記憶合金が知られている。この形状記憶合金
は、例えばニッケルとチタンとの合金からなり、該合金
に所要の形状を付与した後にオーステナイト変態終了温
度(Af温度)以上に加熱する形状記憶処理を施すことに
より、その熱処理前に与えられた形状を金属組織的に記
憶する特異な性質を有する金属材料である。この特性を
有する形状記憶合金では、所定の応力範囲内で変形が与
えられても、その変形時の温度より僅かに高い温度に加
熱するだけで、元の形状に瞬時に回復する。
この合金における元の形状を記憶する特異な性質に鑑
み、産業上の各分野に関して諸種の応用が提案されてい
る。例えば航空機の油圧パイプに使用されるシール継手
がこれであって、室温でパイプ径より僅かに小さい形状
記憶合金の継手を製作し、この継手の直径を零度以下で
拡開した後、結合すべきパイプに嵌挿し、次いで室温に
放置して元の形状を回復させることにより、極めて緊密
なパイプ接続がなされる。また温度変化に応答して形状
が変わることから、クーラー等の冷気吹出し口のダンパ
の開閉付勢用の駆動源として使用する等の応用例もあ
る。
み、産業上の各分野に関して諸種の応用が提案されてい
る。例えば航空機の油圧パイプに使用されるシール継手
がこれであって、室温でパイプ径より僅かに小さい形状
記憶合金の継手を製作し、この継手の直径を零度以下で
拡開した後、結合すべきパイプに嵌挿し、次いで室温に
放置して元の形状を回復させることにより、極めて緊密
なパイプ接続がなされる。また温度変化に応答して形状
が変わることから、クーラー等の冷気吹出し口のダンパ
の開閉付勢用の駆動源として使用する等の応用例もあ
る。
また前述した実用的な用途以外に、その特異な性質を応
用した種々の科学玩具も提案されている。その一例とし
て、第1図(a)および(b)に示す如く、形状記憶合
金を材質とする線材10を、一筆書きと同様の手法で、エ
ンドレスに湾曲および折曲形成して、例えば「鼠」や
「兎」の如き特定の形状体(以下「輪郭形状体」とい
う)を形成し、これを400〜700℃のオーステナイト変態
終了温度(Af温度)以上に加熱して形状記憶処理を施し
た玩具12がある。この輪郭形状体に係る玩具12は、所定
の応力変形を許容する範囲内であれば、外部から力を加
えて変形させても、所要温度域まで加熱することによっ
て、既に記憶させておいた「鼠」や「兎」等の各種形状
を蘇えらせることができる。このため科学的な興味を惹
くと共に、創造力を育むのに好適な材料となるものであ
る。
用した種々の科学玩具も提案されている。その一例とし
て、第1図(a)および(b)に示す如く、形状記憶合
金を材質とする線材10を、一筆書きと同様の手法で、エ
ンドレスに湾曲および折曲形成して、例えば「鼠」や
「兎」の如き特定の形状体(以下「輪郭形状体」とい
う)を形成し、これを400〜700℃のオーステナイト変態
終了温度(Af温度)以上に加熱して形状記憶処理を施し
た玩具12がある。この輪郭形状体に係る玩具12は、所定
の応力変形を許容する範囲内であれば、外部から力を加
えて変形させても、所要温度域まで加熱することによっ
て、既に記憶させておいた「鼠」や「兎」等の各種形状
を蘇えらせることができる。このため科学的な興味を惹
くと共に、創造力を育むのに好適な材料となるものであ
る。
発明が解決しようとする課題 ところで前述した輪郭形状体に係る玩具を製作するに際
し従来は、前記線材をペンチにより強力に挟み、手作業
によって該線材を所要形状に曲げた後、加熱による形状
記憶処理を施す必要がある。しかしこの種の玩具を大量
に製造するには、前記形状記憶合金はその形状記憶処理
前にあっても、充分の硬度と剛性とを有するので、前記
の手作業は大きな労力を必要とし、また製造効率が著し
く劣る欠点があった。
し従来は、前記線材をペンチにより強力に挟み、手作業
によって該線材を所要形状に曲げた後、加熱による形状
記憶処理を施す必要がある。しかしこの種の玩具を大量
に製造するには、前記形状記憶合金はその形状記憶処理
前にあっても、充分の硬度と剛性とを有するので、前記
の手作業は大きな労力を必要とし、また製造効率が著し
く劣る欠点があった。
発明の目的 この発明は、形状記憶合金からなる線材に所望の輪郭形
状を付与した輪郭形状体を製造する際に、これに内在し
ている前述の欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、大きな労力を要することなく、
しかも輪郭形状体を一挙に大量に製造し得る方法を提供
することを目的とする。
状を付与した輪郭形状体を製造する際に、これに内在し
ている前述の欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、大きな労力を要することなく、
しかも輪郭形状体を一挙に大量に製造し得る方法を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明
は、形状記憶合金を材質とする線状材料を、所望の輪郭
形状を呈するよう所要間隔で植設してなる多数のピンに
より拘束して輪郭形状体を形成し、この所望形状に拘束
された輪郭形状体を所要温度に加熱して当該形状での記
憶処理を施すようにした輪郭形状体の製造方法におい
て、 前記所要間隔で植設した多数のピンに沿って、前記線状
材料を順次積層的に拘束して多数の輪郭形状体を形成
し、 これら多数の輪郭形状体を前記共通のピンに積層状に拘
束した状態で、所要温度に加熱して当該形状での記憶処
理を施すようにしたことを特徴とする。
は、形状記憶合金を材質とする線状材料を、所望の輪郭
形状を呈するよう所要間隔で植設してなる多数のピンに
より拘束して輪郭形状体を形成し、この所望形状に拘束
された輪郭形状体を所要温度に加熱して当該形状での記
憶処理を施すようにした輪郭形状体の製造方法におい
て、 前記所要間隔で植設した多数のピンに沿って、前記線状
材料を順次積層的に拘束して多数の輪郭形状体を形成
し、 これら多数の輪郭形状体を前記共通のピンに積層状に拘
束した状態で、所要温度に加熱して当該形状での記憶処
理を施すようにしたことを特徴とする。
実施例 次に、本発明に係る形状記憶処理された多数の輪郭形状
体の製造方法を、この方法の実施に好適に使用される治
具との関係において説明する。第2図はこの治具14の概
略構成を斜視状態で示すものであって、この治具14は、
例えば耐熱鋼を材質とする平板状の矩形基板16上に、同
じく耐熱鋼からなるピン18を後述する所要のパターンと
なるよう所要間隔で多数植設することにより構成され
る。この基板16やピン18の構成材質に耐熱性を要件とし
た理由は、後述の如く形状記憶処理のために高温の炉中
に装入したりして、加熱処理する必要があるからであ
る。従ってその耐熱性は、例えば炉中で高温に晒される
際に、この温度に対して充分耐え得る特性を有していれ
ばよく、この要件と強靱性とを備えていれば、耐熱鋼以
外の材質であっても採用し得る。基板16に対する多数の
ピン18の植設パターンは、これらピン18の集合が、全体
として例えば第1図(a)に示す「鼠」の輪郭形状を呈
するよう、所定間隔で直立配置されるが、このパターン
は形成すべき対象に応じて任意に変化させられる。従っ
てこの輪郭形状体は、前述した玩具としての用途以外に
も、産業上の用途に向けられる輪郭形状体、例えば前記
ダンパの開閉付勢用の捩りばねであってもよく、このと
きは当該捩りばねの形状のパターンが、基板16上にピン
18により植設される。
体の製造方法を、この方法の実施に好適に使用される治
具との関係において説明する。第2図はこの治具14の概
略構成を斜視状態で示すものであって、この治具14は、
例えば耐熱鋼を材質とする平板状の矩形基板16上に、同
じく耐熱鋼からなるピン18を後述する所要のパターンと
なるよう所要間隔で多数植設することにより構成され
る。この基板16やピン18の構成材質に耐熱性を要件とし
た理由は、後述の如く形状記憶処理のために高温の炉中
に装入したりして、加熱処理する必要があるからであ
る。従ってその耐熱性は、例えば炉中で高温に晒される
際に、この温度に対して充分耐え得る特性を有していれ
ばよく、この要件と強靱性とを備えていれば、耐熱鋼以
外の材質であっても採用し得る。基板16に対する多数の
ピン18の植設パターンは、これらピン18の集合が、全体
として例えば第1図(a)に示す「鼠」の輪郭形状を呈
するよう、所定間隔で直立配置されるが、このパターン
は形成すべき対象に応じて任意に変化させられる。従っ
てこの輪郭形状体は、前述した玩具としての用途以外に
も、産業上の用途に向けられる輪郭形状体、例えば前記
ダンパの開閉付勢用の捩りばねであってもよく、このと
きは当該捩りばねの形状のパターンが、基板16上にピン
18により植設される。
なお、第2図に示すように、耐熱基板16とは別に、耐熱
性材料からなる押え板20を設け、この押え板20に穿設し
た通孔22を介して、前記耐熱ピン18が挿通されるよう構
成してもよい。この場合における前記通孔22の穿設パタ
ーンは、対応の耐熱基板16上での耐熱ピン18の植設パタ
ーンに一致させることは勿論である。またピン18が前記
通孔22中に容易に挿入されるよう、当該押え板20の裏面
における通孔22の開口周辺にはテーパ22aを形成し、ま
た耐熱ピン18の先端も尖鋭に形成しておくのが好まし
い。
性材料からなる押え板20を設け、この押え板20に穿設し
た通孔22を介して、前記耐熱ピン18が挿通されるよう構
成してもよい。この場合における前記通孔22の穿設パタ
ーンは、対応の耐熱基板16上での耐熱ピン18の植設パタ
ーンに一致させることは勿論である。またピン18が前記
通孔22中に容易に挿入されるよう、当該押え板20の裏面
における通孔22の開口周辺にはテーパ22aを形成し、ま
た耐熱ピン18の先端も尖鋭に形成しておくのが好まし
い。
前述した治具14の多数のピン18の間には、後述するよう
に前記形状記憶合金を材質とする線材10が所要形状に拘
束されて、この状態で高温の炉中に挿入されて形状記憶
処理を施されるが、それ以外の加熱手段として本発明で
は、線材10からなる輪郭形状体に直接通電する加熱方法
が提案される。そこでこの通電加熱に対処するために、
基板16およびピン18には、第3図に示す如き絶縁処理が
施されて短絡事故を防止するようになっている。すなわ
ち耐熱鋼からなる基板16の表面には、電気絶縁特性に優
れしかも耐熱性を備えた材料24(例えばニューセラミッ
クス等の陶磁器)により被覆を施して、当該基板表面の
絶縁処理を行ない、また夫々の耐熱鋼からなるピン18の
外部に露出する部位にも、同様の耐熱電機絶縁材料24に
よる電気絶縁処理を行なう。
に前記形状記憶合金を材質とする線材10が所要形状に拘
束されて、この状態で高温の炉中に挿入されて形状記憶
処理を施されるが、それ以外の加熱手段として本発明で
は、線材10からなる輪郭形状体に直接通電する加熱方法
が提案される。そこでこの通電加熱に対処するために、
基板16およびピン18には、第3図に示す如き絶縁処理が
施されて短絡事故を防止するようになっている。すなわ
ち耐熱鋼からなる基板16の表面には、電気絶縁特性に優
れしかも耐熱性を備えた材料24(例えばニューセラミッ
クス等の陶磁器)により被覆を施して、当該基板表面の
絶縁処理を行ない、また夫々の耐熱鋼からなるピン18の
外部に露出する部位にも、同様の耐熱電機絶縁材料24に
よる電気絶縁処理を行なう。
本発明方法の実施手順 次に、このように構成した治具を使用して、形状記憶合
金からなる輪郭形状体を構成する手順を説明する。先ず
前述した形状記憶合金を材質とし、かつ未だ形状記憶処
理が施されていない所定直径の線材10を用意する。そし
てこの線材10を、第4図に示す如く、「鼠」等の所望の
輪郭パターンを呈するよう所要間隔で多数植設した耐熱
ピン18に交互にからめて、該線材10を各ピン18の間で移
動不能に拘束する。従ってこの耐熱ピン18の基板16上で
の植設パターンが、例えば図示の「鼠」の形状を呈する
よう形成してあれば、これらのピン18により拘束される
線材10からなる輪郭形状体12の全体形状も、「鼠」の輪
郭を呈するよう構成される。このように本発明では、硬
度と剛性とを有する線材10であっても、基板16上に直立
しているピン18に順次所要のパターンに従って拘束して
行くだけであるので、人手によっても大きな労力を要し
ない利点がある。この場合において、ピン18の長さと強
度とが充分に得られるよう設定しておき、第5図に示す
ように、個々に形成された輪郭形状体12の上方に、絶縁
線材10を使用して同一パターンの輪郭形状体12を更に順
次積層的に形成して行けば、複数の輪郭形状体12が、共
通のピン18に拘束された形態で多数得られることにな
る。なおこの拘束時における線材10の曲げ角度や湾曲さ
せた半径の調整は、基板16に植設されるピン18の太さを
変更することにより行なうのが好ましい。
金からなる輪郭形状体を構成する手順を説明する。先ず
前述した形状記憶合金を材質とし、かつ未だ形状記憶処
理が施されていない所定直径の線材10を用意する。そし
てこの線材10を、第4図に示す如く、「鼠」等の所望の
輪郭パターンを呈するよう所要間隔で多数植設した耐熱
ピン18に交互にからめて、該線材10を各ピン18の間で移
動不能に拘束する。従ってこの耐熱ピン18の基板16上で
の植設パターンが、例えば図示の「鼠」の形状を呈する
よう形成してあれば、これらのピン18により拘束される
線材10からなる輪郭形状体12の全体形状も、「鼠」の輪
郭を呈するよう構成される。このように本発明では、硬
度と剛性とを有する線材10であっても、基板16上に直立
しているピン18に順次所要のパターンに従って拘束して
行くだけであるので、人手によっても大きな労力を要し
ない利点がある。この場合において、ピン18の長さと強
度とが充分に得られるよう設定しておき、第5図に示す
ように、個々に形成された輪郭形状体12の上方に、絶縁
線材10を使用して同一パターンの輪郭形状体12を更に順
次積層的に形成して行けば、複数の輪郭形状体12が、共
通のピン18に拘束された形態で多数得られることにな
る。なおこの拘束時における線材10の曲げ角度や湾曲さ
せた半径の調整は、基板16に植設されるピン18の太さを
変更することにより行なうのが好ましい。
次いで、この所望形状に拘束された輪郭形状体12は、所
要温度にまで加熱されることにより当該形状でも記憶が
付与される。この加熱による形状記憶処理の1つの手段
として例えば電気加熱炉中に、当該輪郭形状体12を基板
16上でピン拘束された状態のまま収納し、400〜700℃の
温度範囲で30分〜1時間加熱することが推奨される。ま
た別の手段として、第3図に説明したように電気絶縁処
理の施された基板16および耐熱ピン18に線材10を拘束
し、この線材10により形状された輪郭形状体の両端部
に、所要電流での通電を行なうことが提案される。この
通電加熱によれば、形状記憶合金からなる線材10自体の
内部抵抗によって自己発熱するので、この発熱温度を形
状記憶処理に要する温度まで制御することにより当該形
状が記憶される。この通電加熱によれば、前述した加熱
炉が不要となり、また線材のみを自己発熱させればよい
ために、迅速にしかも経済的に形状記憶処理を施すこと
ができる。
要温度にまで加熱されることにより当該形状でも記憶が
付与される。この加熱による形状記憶処理の1つの手段
として例えば電気加熱炉中に、当該輪郭形状体12を基板
16上でピン拘束された状態のまま収納し、400〜700℃の
温度範囲で30分〜1時間加熱することが推奨される。ま
た別の手段として、第3図に説明したように電気絶縁処
理の施された基板16および耐熱ピン18に線材10を拘束
し、この線材10により形状された輪郭形状体の両端部
に、所要電流での通電を行なうことが提案される。この
通電加熱によれば、形状記憶合金からなる線材10自体の
内部抵抗によって自己発熱するので、この発熱温度を形
状記憶処理に要する温度まで制御することにより当該形
状が記憶される。この通電加熱によれば、前述した加熱
炉が不要となり、また線材のみを自己発熱させればよい
ために、迅速にしかも経済的に形状記憶処理を施すこと
ができる。
以上説明した如く、本発明に係る形状記憶処理された多
数の輪郭形状体の製造方法によれば、形状記憶合金の線
材から所望の輪郭形状の輪郭形状体を製造するに際し
て、大きな労力を要することなく、しかも多数の輪郭形
状体を一挙に大量に製造し得るものである。また共通の
ピンに多数の輪郭形状体を積層的に拘束した状態のま
ま、所要温度にまで加熱して形状記憶処理を施すことが
できるので、これら輪郭形状体の製造効率が著しく向上
するという有益な効果が奏される。
数の輪郭形状体の製造方法によれば、形状記憶合金の線
材から所望の輪郭形状の輪郭形状体を製造するに際し
て、大きな労力を要することなく、しかも多数の輪郭形
状体を一挙に大量に製造し得るものである。また共通の
ピンに多数の輪郭形状体を積層的に拘束した状態のま
ま、所要温度にまで加熱して形状記憶処理を施すことが
できるので、これら輪郭形状体の製造効率が著しく向上
するという有益な効果が奏される。
第1図(a)および第1図(b)は形状記憶合金を材質
として構成した輪郭形状体の実施例を夫々示す説明図、
第2図は本発明に係る形状記憶処理された輪郭形状体の
製造方法の実施に使用される治具の概略構成を示す斜視
図、第3図は別の実施例に係る治具の縦断面図、第4図
は治具により形状記憶合金からなる線材を拘束している
状態を示す説明斜視図、第5図は基板に植設したピンに
複数の輪郭形状体を、順次積層的に拘束している状態を
示す縦断面図である。 10……線材、12……輪郭形状体 14……治具、16……基板 18……ピン
として構成した輪郭形状体の実施例を夫々示す説明図、
第2図は本発明に係る形状記憶処理された輪郭形状体の
製造方法の実施に使用される治具の概略構成を示す斜視
図、第3図は別の実施例に係る治具の縦断面図、第4図
は治具により形状記憶合金からなる線材を拘束している
状態を示す説明斜視図、第5図は基板に植設したピンに
複数の輪郭形状体を、順次積層的に拘束している状態を
示す縦断面図である。 10……線材、12……輪郭形状体 14……治具、16……基板 18……ピン
Claims (3)
- 【請求項1】形状記憶合金を材質とする線状材料(10)
を、所望の輪郭形状を呈するよう所要間隔で植設してな
る多数のピン(18)により拘束して輪郭形状体(12)を
形成し、この所望形状に拘束された輪郭形状体(12)を
所要温度に加熱して当該形状での記憶処理を施すように
した輪郭形状体の製造方法において、 前記所要間隔で植設した多数のピン(18に沿って、前記
線状材料(10)を順次積層的に拘束して多数の輪郭形状
体(12)を形成し、 これら多数の輪郭形状体(12)を前記共通のピン(18)
に積層状に拘束した状態で、所要温度に加熱して当該形
状での記憶処理を施すようにした ことを特徴とする形状記憶処理された多数の輪郭形状体
の製造方法。 - 【請求項2】前記共通のピン(18)に積層状で所望形状
に拘束された多数の輪郭形状体(12)は、炉中に装入さ
れて400℃〜700℃の温度範囲で、30分〜1時間の範囲で
加熱される請求項1記載の形状記憶処理された多数の輪
郭形状体の製造方法。 - 【請求項3】前記共通のピン(18)に積層状で所望形状
に拘束された多数の輪郭形状体(12)は、その両端部に
おいて通電されて、400℃〜700℃の温度範囲で内部発熱
により加熱される請求項1記載の形状記憶処理された多
数の輪郭形状体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207168A JPH0741340B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 形状記憶処理された多数の輪郭形状体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207168A JPH0741340B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 形状記憶処理された多数の輪郭形状体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6268640A JPS6268640A (ja) | 1987-03-28 |
| JPH0741340B2 true JPH0741340B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=16535353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207168A Expired - Lifetime JPH0741340B2 (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 形状記憶処理された多数の輪郭形状体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741340B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001839A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 苏州金牛精密机械有限公司 | 任意形状缠绕治具 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4111996B1 (ja) * | 2008-02-14 | 2008-07-02 | 玉美 皆川 | 装飾品製作用の筒状治具、デザインボード治具、及び治具セット |
| JP2012050796A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Tamami Minagawa | 装飾品製作用テンプレートボード治具、及び装飾品製作用の冶具セット |
| CN111774499A (zh) * | 2019-04-04 | 2020-10-16 | 应急管理部化学品登记中心 | 用于辅助固体氧化性试验电阻丝弯折的工具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55177926U (ja) * | 1979-06-01 | 1980-12-20 | ||
| JPS57171653A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | Production of spring made of shape memory alloy |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP60207168A patent/JPH0741340B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001839A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 苏州金牛精密机械有限公司 | 任意形状缠绕治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6268640A (ja) | 1987-03-28 |
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