JPH08199080A - 形状記憶複合体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 耐食性、絶縁性、生体適合性に優れた形状記
憶合金と形状記憶合金との複合体を提供する。 【構成】 ある形状回復動作を記憶した形状記憶合金と
形状記憶合金の回復動作と異なる方向の形状回復動作を
記憶した形状記憶ポリマーとからなり、形状記憶合金
の形状回復温度（マルテンサイト逆変態温度、Ａｆ）が
形状記憶ポリマーの形状回復温度（ガラス転移温度、Ｔ
ｇ）より高く、形状記憶合金の（回復応力×断面積）
または発生力が形状記憶ポリマーの（回復応力×断面
積）と同じになる温度を、Ａｆと形状記憶合金のマルテ
ンサイト変態温度（Ｍｆ）の間にくるように設定し、該
温度以上では形状記憶合金の記憶した形状への回復動作
によって形状記憶合金が記憶した形状を保ち、該温度以
下であってかつ形状記憶ポリマーのＴｇ以上の温度では
形状記憶ポリマーの記憶した形状への回復動作によって
形状記憶ポリマーが記憶した形状を保つことを特徴とす
る形状記憶複合体。
憶合金と形状記憶合金との複合体を提供する。 【構成】 ある形状回復動作を記憶した形状記憶合金と
形状記憶合金の回復動作と異なる方向の形状回復動作を
記憶した形状記憶ポリマーとからなり、形状記憶合金
の形状回復温度（マルテンサイト逆変態温度、Ａｆ）が
形状記憶ポリマーの形状回復温度（ガラス転移温度、Ｔ
ｇ）より高く、形状記憶合金の（回復応力×断面積）
または発生力が形状記憶ポリマーの（回復応力×断面
積）と同じになる温度を、Ａｆと形状記憶合金のマルテ
ンサイト変態温度（Ｍｆ）の間にくるように設定し、該
温度以上では形状記憶合金の記憶した形状への回復動作
によって形状記憶合金が記憶した形状を保ち、該温度以
下であってかつ形状記憶ポリマーのＴｇ以上の温度では
形状記憶ポリマーの記憶した形状への回復動作によって
形状記憶ポリマーが記憶した形状を保つことを特徴とす
る形状記憶複合体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は形状記憶合金と形状記憶
ポリマーよりなる形状記憶複合体に関する。
ポリマーよりなる形状記憶複合体に関する。
【０００２】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】形状記憶
効果をもつ合金およびポリマーは数多く知られている。
なかでも形状記憶合金（以下「ＳＭＡ」という）として
はＴｉ−Ｎｉ系、銅系、ステンレス系のものが、形状記
憶ポリマー（以下「ＳＭＰ」という）としてはポリノル
ボルネン、ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重
合体、ポリウレタンなどが実用に供せられている。また
ＳＭＡとＳＭＰとからなる複合体として、特開平３−４
９７４３では、高温側の記憶形状に変化させたのち、回
復温度以下になっても外力によって容易に変形しないこ
とを目的とした、形状回復温度の異なるＳＭＡとＳＭＰ
とを組み合わせたアクチュエータが開示されている。同
一目的で同２−２０６５３９にもＳＭＡとＳＭＰとから
なる成形品が開示されている。またほかにも実開平４−
１９９９０、同３−７８４１、実開昭６３−２１８９６
等にＳＭＡとＳＭＰの組み合わせが提案されている。こ
れらはいずれも、ＳＭＡが低温で軟化してしまう問題
を、低温で硬いＳＭＰによって解消するもので、ＳＭＡ
とＳＭＰの記憶する形状は同一方向であって、ＳＭＰを
ＳＭＡと異なる方向に動作させようとするものではな
い。
効果をもつ合金およびポリマーは数多く知られている。
なかでも形状記憶合金（以下「ＳＭＡ」という）として
はＴｉ−Ｎｉ系、銅系、ステンレス系のものが、形状記
憶ポリマー（以下「ＳＭＰ」という）としてはポリノル
ボルネン、ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重
合体、ポリウレタンなどが実用に供せられている。また
ＳＭＡとＳＭＰとからなる複合体として、特開平３−４
９７４３では、高温側の記憶形状に変化させたのち、回
復温度以下になっても外力によって容易に変形しないこ
とを目的とした、形状回復温度の異なるＳＭＡとＳＭＰ
とを組み合わせたアクチュエータが開示されている。同
一目的で同２−２０６５３９にもＳＭＡとＳＭＰとから
なる成形品が開示されている。またほかにも実開平４−
１９９９０、同３−７８４１、実開昭６３−２１８９６
等にＳＭＡとＳＭＰの組み合わせが提案されている。こ
れらはいずれも、ＳＭＡが低温で軟化してしまう問題
を、低温で硬いＳＭＰによって解消するもので、ＳＭＡ
とＳＭＰの記憶する形状は同一方向であって、ＳＭＰを
ＳＭＡと異なる方向に動作させようとするものではな
い。
【０００３】ところで、ＳＭＡもＳＭＰも共に形状の回
復は一方向にのみ起こる一方向性（不可逆性）である。
ＳＭＡについては、特殊な熱処理あるいは加工条件を施
すことにより、ある方向に変形（形状回復）したものを
温度変化により逆の方向に変形（形状回復）する二方向
性（可逆性）を付与することも可能であるが、加熱時と
冷却時とでは形状回復力が大きく異なり、一度変形を起
こしたものをもとどおりの形状に戻すことは困難であっ
た。例えば、図４に従来のＳＭＡコイルを用いた内視鏡
の首振機構を示す。レーザーファイバーにより光熱変換
部（ヒーター）７、７’にレーザー光を照射し、ＳＭＡ
コイル８、８’を加熱させることにより、首振動作を行
なう。この場合、ＳＭＡコイルはどちらも密巻形状を記
憶させておき、その状態から少し伸ばして内視鏡がまっ
すぐな状態でつりあうように固定する。これをＡの方向
に動作させるときは、ヒーター７でコイル８を加熱して
密巻形状を回復させることにより、制御ワイヤー９を引
張らせる。また、これを戻す（Ｂの方向に動作させる）
ときは、ヒーター７の加熱を止め、ヒーター７’でコイ
ル８’を加熱してその形状を密巻形状に回復させること
により、制御ワイヤー９’を引張らせる。このように該
機構では単純な一方向の動作でも２本のＳＭＡコイルを
必要とし、しかも個々のコイルを加熱しなければならな
い。すなわち、可逆な動きをすることはできるが、２本
のＳＭＡコイルが必要で小型化には問題がある。
復は一方向にのみ起こる一方向性（不可逆性）である。
ＳＭＡについては、特殊な熱処理あるいは加工条件を施
すことにより、ある方向に変形（形状回復）したものを
温度変化により逆の方向に変形（形状回復）する二方向
性（可逆性）を付与することも可能であるが、加熱時と
冷却時とでは形状回復力が大きく異なり、一度変形を起
こしたものをもとどおりの形状に戻すことは困難であっ
た。例えば、図４に従来のＳＭＡコイルを用いた内視鏡
の首振機構を示す。レーザーファイバーにより光熱変換
部（ヒーター）７、７’にレーザー光を照射し、ＳＭＡ
コイル８、８’を加熱させることにより、首振動作を行
なう。この場合、ＳＭＡコイルはどちらも密巻形状を記
憶させておき、その状態から少し伸ばして内視鏡がまっ
すぐな状態でつりあうように固定する。これをＡの方向
に動作させるときは、ヒーター７でコイル８を加熱して
密巻形状を回復させることにより、制御ワイヤー９を引
張らせる。また、これを戻す（Ｂの方向に動作させる）
ときは、ヒーター７の加熱を止め、ヒーター７’でコイ
ル８’を加熱してその形状を密巻形状に回復させること
により、制御ワイヤー９’を引張らせる。このように該
機構では単純な一方向の動作でも２本のＳＭＡコイルを
必要とし、しかも個々のコイルを加熱しなければならな
い。すなわち、可逆な動きをすることはできるが、２本
のＳＭＡコイルが必要で小型化には問題がある。
【０００４】図５には従来のＳＭＡコイルとバイアスバ
ネとによってフラップの向きを変更するフラップ動作機
構の温度センサ兼アクチュエータを示す。ＳＭＡコイル
１０は収縮した形状を記憶させておく。高温になると、
コイル１０が形状を回復して収縮した状態になり、フラ
ップ１２を下向きにする。低温になるとコイル１０は軟
化するので、バイアスバネ１１の力が打ち勝ってバイア
スバネ１１がフラップ１２を水平方向に向ける。該機構
ではフラップを上下に繰り返し動かすことができるが、
コイル１０自体には形状回復前の形に戻る力はないの
で、コイル１０を回復前の形状にもどす部品、すなわち
バイアスバネ１１が必要である。
ネとによってフラップの向きを変更するフラップ動作機
構の温度センサ兼アクチュエータを示す。ＳＭＡコイル
１０は収縮した形状を記憶させておく。高温になると、
コイル１０が形状を回復して収縮した状態になり、フラ
ップ１２を下向きにする。低温になるとコイル１０は軟
化するので、バイアスバネ１１の力が打ち勝ってバイア
スバネ１１がフラップ１２を水平方向に向ける。該機構
ではフラップを上下に繰り返し動かすことができるが、
コイル１０自体には形状回復前の形に戻る力はないの
で、コイル１０を回復前の形状にもどす部品、すなわち
バイアスバネ１１が必要である。
【０００５】このように、ＳＭＡ、ＳＭＰまたはこれら
の複合体に、二方向の形状回復動作をもたせるために
は、バイアスバネのようなＳＭＡあるいはＳＭＰを回復
前の形状に戻す作用をする部品が必要があった。もし形
状記憶材料自身に二方向の形状回復動作をもたせること
ができれば、飛躍的な装置の小型化、軽量化を図ること
ができる。
の複合体に、二方向の形状回復動作をもたせるために
は、バイアスバネのようなＳＭＡあるいはＳＭＰを回復
前の形状に戻す作用をする部品が必要があった。もし形
状記憶材料自身に二方向の形状回復動作をもたせること
ができれば、飛躍的な装置の小型化、軽量化を図ること
ができる。
【０００６】その方法として、ＳＭＰとＳＭＰとを組み
合わせることが考えられているが、ＳＭＰは形状回復温
度より高い温度ではゴム状、低い温度では樹脂状である
ため、一方を加熱して形状回復力が生じても、他方が硬
いため、形状回復動作が困難であるという問題がある。
合わせることが考えられているが、ＳＭＰは形状回復温
度より高い温度ではゴム状、低い温度では樹脂状である
ため、一方を加熱して形状回復力が生じても、他方が硬
いため、形状回復動作が困難であるという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、形状を回復したＳＭＡ、
ＳＭＰを回復前の形状に戻す部品を必要とせず、それ自
身で実用的な二方向の形状回復動作をもつ形状記憶複合
体を提供することである。
ＳＭＰを回復前の形状に戻す部品を必要とせず、それ自
身で実用的な二方向の形状回復動作をもつ形状記憶複合
体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記実情に鑑み本発明者
らは鋭意研究を行なった結果、低温で柔らかくなったＳ
ＭＡの形状を変更させるだけの力をＳＭＰ自体に付与す
ることによって、上記目的を達成しうることを発見し
て、本発明を完成した。すなわち本発明は、ある形状回
復動作を記憶したＳＭＡとＳＭＡの回復動作と異なる方
向の形状回復動作を記憶したＳＭＰとからなり、ＳＭ
Ａの形状回復温度（マルテンサイト逆変態温度、Ａｆ）
がＳＭＰの形状回復温度（ガラス転移温度）より高く、
ＳＭＡの（回復応力×断面積）または発生力がＳＭＰ
の（回復応力×断面積）と同じになる温度を、ＡｆとＳ
ＭＡのマルテンサイト変態温度（Ｍｆ）の間にくるよう
に設定し、該温度以上ではＳＭＡの記憶した形状への回
復動作によってＳＭＡが記憶した形状を保ち、該温度以
下であってかつＳＭＰのＴｇ以上の温度ではＳＭＰの記
憶した形状への回復動作によってＳＭＰが記憶した形状
を保つことを特徴とする形状記憶複合体に関する。
らは鋭意研究を行なった結果、低温で柔らかくなったＳ
ＭＡの形状を変更させるだけの力をＳＭＰ自体に付与す
ることによって、上記目的を達成しうることを発見し
て、本発明を完成した。すなわち本発明は、ある形状回
復動作を記憶したＳＭＡとＳＭＡの回復動作と異なる方
向の形状回復動作を記憶したＳＭＰとからなり、ＳＭ
Ａの形状回復温度（マルテンサイト逆変態温度、Ａｆ）
がＳＭＰの形状回復温度（ガラス転移温度）より高く、
ＳＭＡの（回復応力×断面積）または発生力がＳＭＰ
の（回復応力×断面積）と同じになる温度を、ＡｆとＳ
ＭＡのマルテンサイト変態温度（Ｍｆ）の間にくるよう
に設定し、該温度以上ではＳＭＡの記憶した形状への回
復動作によってＳＭＡが記憶した形状を保ち、該温度以
下であってかつＳＭＰのＴｇ以上の温度ではＳＭＰの記
憶した形状への回復動作によってＳＭＰが記憶した形状
を保つことを特徴とする形状記憶複合体に関する。
【０００９】本発明で使用されるＳＭＰは、現在ＳＭＰ
として使用されているものであれば、特別の限定なく使
用できる。例えば、ポリウレタン、ポリノルボルネン、
ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重合体などが
挙げられる。なかでも、構成成分の組合わせを変化させ
ることによりガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）を
任意に設定できるという点からポリウレタンが好まし
い。
として使用されているものであれば、特別の限定なく使
用できる。例えば、ポリウレタン、ポリノルボルネン、
ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重合体などが
挙げられる。なかでも、構成成分の組合わせを変化させ
ることによりガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）を
任意に設定できるという点からポリウレタンが好まし
い。
【００１０】形状記憶ポリウレタンは、主成分としてソ
フトセグメントを構成するポリオール、ハードセグメン
トを構成する鎖延長剤およびジイソシアネートとを含む
ブロック共重合体である。ポリオールとしてポリオキシ
アルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ビス
フェノールＡとプロピレンオキサイドの付加重合物等、
好ましい分子量が２００〜２０００程度のポリオール
が、鎖延長剤としてエチレングリコール等の短鎖グリコ
ールやアミン類が、ジイソシアネートとしてトリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。該ポ
リウレタンは、構成成分のモル比を変えることによっ
て、形状回復温度であるＴｇを−３０℃から６０℃まで
自由に変えられる。
フトセグメントを構成するポリオール、ハードセグメン
トを構成する鎖延長剤およびジイソシアネートとを含む
ブロック共重合体である。ポリオールとしてポリオキシ
アルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ビス
フェノールＡとプロピレンオキサイドの付加重合物等、
好ましい分子量が２００〜２０００程度のポリオール
が、鎖延長剤としてエチレングリコール等の短鎖グリコ
ールやアミン類が、ジイソシアネートとしてトリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。該ポ
リウレタンは、構成成分のモル比を変えることによっ
て、形状回復温度であるＴｇを−３０℃から６０℃まで
自由に変えられる。
【００１１】形状記憶ポリノルボルネンは、分子量が３
００万以上と非常に高いポリマーで高分子同士の絡み合
いで形状を回復する。該ポリノルボルネンのＴｇ（形状
回復温度）は３０〜４０℃程度である。
００万以上と非常に高いポリマーで高分子同士の絡み合
いで形状を回復する。該ポリノルボルネンのＴｇ（形状
回復温度）は３０〜４０℃程度である。
【００１２】形状記憶ポリイソプレンは、４０％の結晶
部分と、それを取り囲むアモルファス部分から成るゴム
である。該ポリイソプレンの形状回復温度は６０〜７０
℃程度である。
部分と、それを取り囲むアモルファス部分から成るゴム
である。該ポリイソプレンの形状回復温度は６０〜７０
℃程度である。
【００１３】形状記憶スチレン・ブタジエン共重合体
は、ポリスチレンと結晶化ポリブタジエンのブロック共
重合体で分子量はトータルで数十万のポリマーである。
該共重合体の形状回復温度は６０〜９０℃程度である。
は、ポリスチレンと結晶化ポリブタジエンのブロック共
重合体で分子量はトータルで数十万のポリマーである。
該共重合体の形状回復温度は６０〜９０℃程度である。
【００１４】本発明で使用されるＳＭＡは、ＳＭＡの形
状回復温度がＳＭＰの成形温度以下であれば、特別の制
限なしで使用できる。例えば、ＳＭＡの形状回復温度が
ＳＭＰの成形温度よりかなり低いＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡお
よび銅系ＳＭＡが好ましく使用される。
状回復温度がＳＭＰの成形温度以下であれば、特別の制
限なしで使用できる。例えば、ＳＭＡの形状回復温度が
ＳＭＰの成形温度よりかなり低いＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡお
よび銅系ＳＭＡが好ましく使用される。
【００１５】Ｔｉ−Ｎｉ系ＳＭＡとして、Ｔｉ−Ｎｉ二
元合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｎｂ合
金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等が挙げられる。Ｔｉ−Ｎｉ
系合金の形状回復温度は−１０℃から１００℃である。
元合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｎｂ合
金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等が挙げられる。Ｔｉ−Ｎｉ
系合金の形状回復温度は−１０℃から１００℃である。
【００１６】Ｔｉ−Ｎｉ系ＳＭＡは、低温ではマルテン
サイト相（以下「Ｍ相」という）の構造であり、ある温
度以上で母相（オーステナイト相）の構造に相変態する
材料である。形状回復効果はこの相変態を利用してい
る。Ｍ相のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡを加熱していくと、徐々
に母相への変態（マルテンサイト逆変態）が発生し、や
がて完全な母相になる。一般に、この母相変態の開始す
る温度をＡｓ点、終了する温度をＡｆ点と呼ぶ。通常Ａ
ｆ点が形状記憶合金の形状回復温度とされる。逆に、母
相となっている温度域から冷却していくと、徐々にマル
テンサイト変態が発生し、やがて完全なＭ相になる。母
相変態と同様、マルテンサイト変態の開始温度をＭｓ
点、終了温度をＭｆ点と呼ぶ。Ｔｉ−Ｎｉ二元合金で
は、このＭｆ点がＡｆ点に比べ３０℃程度低いという性
質がある。これは温度ヒステリシスと呼ばれるが、温度
変化によりＴｉ−Ｎｉを動作させる場合には、この温度
ヒステリシスを考慮する必要がある。なお、このＴｉ−
Ｎｉを特定の条件で加工熱処理した場合、Ｍ相と母相の
間にＲ相（菱面体構造）と呼ばれる相が出現する。この
Ｒ相は、通常のＭ相−母相間での形状記憶回復量が最高
６％程度であるのに対して、１％以下と小さいが、温度
ヒステリシスも２℃程度と小さいため、温度変化に対す
る応答性が要求される場合に、母相−Ｒ相変態が良く利
用される。Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系ＳＭＡは、この温度ヒス
テリシスが１２℃程度とＴｉ−Ｎｉ二元合金に比べて小
さく、一方、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｎｂ系ＳＭＡは１５０℃程度
とＴｉ−Ｎｉ二元合金より高い。従ってそれぞれ用途に
応じて使い分けることができる。
サイト相（以下「Ｍ相」という）の構造であり、ある温
度以上で母相（オーステナイト相）の構造に相変態する
材料である。形状回復効果はこの相変態を利用してい
る。Ｍ相のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡを加熱していくと、徐々
に母相への変態（マルテンサイト逆変態）が発生し、や
がて完全な母相になる。一般に、この母相変態の開始す
る温度をＡｓ点、終了する温度をＡｆ点と呼ぶ。通常Ａ
ｆ点が形状記憶合金の形状回復温度とされる。逆に、母
相となっている温度域から冷却していくと、徐々にマル
テンサイト変態が発生し、やがて完全なＭ相になる。母
相変態と同様、マルテンサイト変態の開始温度をＭｓ
点、終了温度をＭｆ点と呼ぶ。Ｔｉ−Ｎｉ二元合金で
は、このＭｆ点がＡｆ点に比べ３０℃程度低いという性
質がある。これは温度ヒステリシスと呼ばれるが、温度
変化によりＴｉ−Ｎｉを動作させる場合には、この温度
ヒステリシスを考慮する必要がある。なお、このＴｉ−
Ｎｉを特定の条件で加工熱処理した場合、Ｍ相と母相の
間にＲ相（菱面体構造）と呼ばれる相が出現する。この
Ｒ相は、通常のＭ相−母相間での形状記憶回復量が最高
６％程度であるのに対して、１％以下と小さいが、温度
ヒステリシスも２℃程度と小さいため、温度変化に対す
る応答性が要求される場合に、母相−Ｒ相変態が良く利
用される。Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系ＳＭＡは、この温度ヒス
テリシスが１２℃程度とＴｉ−Ｎｉ二元合金に比べて小
さく、一方、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｎｂ系ＳＭＡは１５０℃程度
とＴｉ−Ｎｉ二元合金より高い。従ってそれぞれ用途に
応じて使い分けることができる。
【００１７】銅系ＳＭＡとして、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合
金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金等が挙げられる。銅系ＳＭＡ
の形状回復温度は−１００〜１００℃である。銅系ＳＭ
Ａの形状記憶の機構は、上記したＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡと
ほぼ同じである。強度、耐食性や信頼性の点ではＴｉ−
Ｎｉ系ＳＭＡのほうが優れているが、加工性や経済性の
点では銅系ＳＭＡのほうが優れている。
金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金等が挙げられる。銅系ＳＭＡ
の形状回復温度は−１００〜１００℃である。銅系ＳＭ
Ａの形状記憶の機構は、上記したＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡと
ほぼ同じである。強度、耐食性や信頼性の点ではＴｉ−
Ｎｉ系ＳＭＡのほうが優れているが、加工性や経済性の
点では銅系ＳＭＡのほうが優れている。
【００１８】本発明の複合体は、上記したＳＭＡ、ＳＭ
Ｐから任意に選んで組み合わせることができる。ただし
ＳＭＡの形状回復時にはすでにＳＭＰが軟化している必
要があることから、ＳＭＡのＡｆ点がＳＭＰのＴｇより
上であることが必要である。さらにＡｆ点より温度を低
下させたときに、ＳＭＰが硬化するまでの間にＳＭＡが
相変態し、ＳＭＡの形状回復力よりＳＭＰの形状回復力
が大きくなることが必要であることから、ＳＭＰのＴｇ
はＳＭＡのＭｓ点より低くなければならない。
Ｐから任意に選んで組み合わせることができる。ただし
ＳＭＡの形状回復時にはすでにＳＭＰが軟化している必
要があることから、ＳＭＡのＡｆ点がＳＭＰのＴｇより
上であることが必要である。さらにＡｆ点より温度を低
下させたときに、ＳＭＰが硬化するまでの間にＳＭＡが
相変態し、ＳＭＡの形状回復力よりＳＭＰの形状回復力
が大きくなることが必要であることから、ＳＭＰのＴｇ
はＳＭＡのＭｓ点より低くなければならない。
【００１９】ＳＭＡとＳＭＰの形状回復温度の差は特に
制限はないが、実用性を考慮するとＴｇがＭｓ点より１
０℃以上低い、好ましくはＴｇがＭｆ点より１０℃以上
低い、より好ましくはＴｇがＭｆ点より２０〜４０℃低
いものがよい。
制限はないが、実用性を考慮するとＴｇがＭｓ点より１
０℃以上低い、好ましくはＴｇがＭｆ点より１０℃以上
低い、より好ましくはＴｇがＭｆ点より２０〜４０℃低
いものがよい。
【００２０】好ましいＳＭＡとＳＭＰの組み合わせは、
Ｔｇが２０〜４０℃の形状記憶ポリウレタンとＡｆ点が
５０〜８０℃のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ、特にＴｉ−Ｎｉ二
元合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系ＳＭＡ等が挙げられる。
Ｔｇが２０〜４０℃の形状記憶ポリウレタンとＡｆ点が
５０〜８０℃のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ、特にＴｉ−Ｎｉ二
元合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系ＳＭＡ等が挙げられる。
【００２１】上記したように、本発明の複合体は、高温
（ＳＭＡのＡｆ点以上）ではＳＭＡが記憶している形状
を保っているが、低温（ＳＭＡのＭｆ点以下であってＳ
ＭＰのＴｇ以上）では、ＳＭＰが、柔らかくなったＳＭ
Ａの形状保持力に打ち勝って自身の形状にＳＭＡを従わ
せる必要がある。このようにＳＭＡとＳＭＰの形状回復
力のバランスは、ＳＭＡの形状回復力、すなわち（回復
応力×断面積）あるいは発生力とＳＭＰの（回復応力×
断面積）が等しくなる温度をＳＭＡのＡｆ点とＭｆ点の
間に設定することによってとることができる。
（ＳＭＡのＡｆ点以上）ではＳＭＡが記憶している形状
を保っているが、低温（ＳＭＡのＭｆ点以下であってＳ
ＭＰのＴｇ以上）では、ＳＭＰが、柔らかくなったＳＭ
Ａの形状保持力に打ち勝って自身の形状にＳＭＡを従わ
せる必要がある。このようにＳＭＡとＳＭＰの形状回復
力のバランスは、ＳＭＡの形状回復力、すなわち（回復
応力×断面積）あるいは発生力とＳＭＰの（回復応力×
断面積）が等しくなる温度をＳＭＡのＡｆ点とＭｆ点の
間に設定することによってとることができる。
【００２２】例えば、ＳＭＡの回復応力は、Ｔｉ−Ｎｉ
系ＳＭＡで最大６０ｋｇｆ／ｍｍ2程度であり、銅系Ｓ
ＭＡで最大３５ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であるのに対して、
ＳＭＰは、ポリウレタン系ＳＭＰで１ｋｇｆ／ｍｍ2 以
下、ポリイソプレン系ＳＭＰで１〜２ｋｇｆ／ｍｍ2 、
スチレン−ブタジエン共重合体系ＳＭＰでも１ｋｇｆ／
ｍｍ2 以下等と著しく小さく、ＳＭＡの数十分の１以下
である。そこでＳＭＡに直接ＳＭＰを被覆する場合は、
ＳＭＡの（回復応力×断面積）とＳＭＰの（回復応力×
断面積）が等しい値となる温度が、ＳＭＡのＡｆ点とＭ
ｆ点の間になるように、ＳＭＡ、ＳＭＰの種類や断面積
を決定する。
系ＳＭＡで最大６０ｋｇｆ／ｍｍ2程度であり、銅系Ｓ
ＭＡで最大３５ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であるのに対して、
ＳＭＰは、ポリウレタン系ＳＭＰで１ｋｇｆ／ｍｍ2 以
下、ポリイソプレン系ＳＭＰで１〜２ｋｇｆ／ｍｍ2 、
スチレン−ブタジエン共重合体系ＳＭＰでも１ｋｇｆ／
ｍｍ2 以下等と著しく小さく、ＳＭＡの数十分の１以下
である。そこでＳＭＡに直接ＳＭＰを被覆する場合は、
ＳＭＡの（回復応力×断面積）とＳＭＰの（回復応力×
断面積）が等しい値となる温度が、ＳＭＡのＡｆ点とＭ
ｆ点の間になるように、ＳＭＡ、ＳＭＰの種類や断面積
を決定する。
【００２３】ＳＭＡをコイルとした場合は、変位量が大
きくなる分、回復応力は著しく低下するので、ＳＭＰの
回復応力と近い値となる。例えばＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡコ
イル（素線の直径：０．２ｍｍ、コイル外径：０．８ｍ
ｍ）の発生力は、コイルの変位量５０〜７０％、Ａｆ点
で０．２〜０．３ｋｇｆである。これに対して、ポリウ
レタン系ＳＭＰの回復応力は、ＳＭＡと同じ変位量に対
してＴｇで約０．２〜０．３ｋｇｆ／ｍｍ2 である。従
って、このＳＭＡコイルをＳＭＰのシートで覆う場合の
ＳＭＰの断面積は１ｍｍ2 程度でよい。このように、Ｓ
ＭＡコイル等の素子にＳＭＰを被覆する場合、ＳＭＡの
発生力を計算や測定により求めておき、ＳＭＰの（回復
応力×断面積）がその発生力と同等になる温度がＳＭＡ
のＡｆ点とＭｓ点の間になるように、ＳＭＰの種類、シ
ートの厚さを決定すればよい。
きくなる分、回復応力は著しく低下するので、ＳＭＰの
回復応力と近い値となる。例えばＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡコ
イル（素線の直径：０．２ｍｍ、コイル外径：０．８ｍ
ｍ）の発生力は、コイルの変位量５０〜７０％、Ａｆ点
で０．２〜０．３ｋｇｆである。これに対して、ポリウ
レタン系ＳＭＰの回復応力は、ＳＭＡと同じ変位量に対
してＴｇで約０．２〜０．３ｋｇｆ／ｍｍ2 である。従
って、このＳＭＡコイルをＳＭＰのシートで覆う場合の
ＳＭＰの断面積は１ｍｍ2 程度でよい。このように、Ｓ
ＭＡコイル等の素子にＳＭＰを被覆する場合、ＳＭＡの
発生力を計算や測定により求めておき、ＳＭＰの（回復
応力×断面積）がその発生力と同等になる温度がＳＭＡ
のＡｆ点とＭｓ点の間になるように、ＳＭＰの種類、シ
ートの厚さを決定すればよい。
【００２４】具体的なＳＭＡとＳＭＰの組み合わせ方に
特別の制限はない。例えば、図１に示すように、ＳＭＡ
１にＳＭＰ２を直接被覆してもよい。ＳＭＡ１に折り曲
げた形状を記憶させ、これを伸ばして直線状としその上
にＳＭＰ２を被覆し、ポリマーには直線の形状を記憶さ
せる。ＳＭＡ１の形状回復温度以上に加熱すると、ＳＭ
Ｐ２は軟化しているため、複合体はＳＭＡが記憶してい
る折れ曲がった形状になる。これを徐々に降温していき
ＳＭＡ１のＭｓ点以下であってＳＭＰ２のＴｇ以上の温
度域では、温度の低下につれてＳＭＰ２の回復力が勝っ
てくるため、複合体は直線形状になる。
特別の制限はない。例えば、図１に示すように、ＳＭＡ
１にＳＭＰ２を直接被覆してもよい。ＳＭＡ１に折り曲
げた形状を記憶させ、これを伸ばして直線状としその上
にＳＭＰ２を被覆し、ポリマーには直線の形状を記憶さ
せる。ＳＭＡ１の形状回復温度以上に加熱すると、ＳＭ
Ｐ２は軟化しているため、複合体はＳＭＡが記憶してい
る折れ曲がった形状になる。これを徐々に降温していき
ＳＭＡ１のＭｓ点以下であってＳＭＰ２のＴｇ以上の温
度域では、温度の低下につれてＳＭＰ２の回復力が勝っ
てくるため、複合体は直線形状になる。
【００２５】またＳＭＡで造ったコイルの外側をＳＭＰ
のフィルム、シートあるいは筒等で囲ってもよい。例え
ば図２に示すように、ＳＭＡ１を粗く巻いたコイル状で
形状記憶させ、これを圧縮した状態でＳＭＰ２でＳＭＡ
１の外周を取り囲み、これを記憶させる。これをＳＭＡ
１の形状回復温度以上に加熱すると、ＳＭＰ２は軟化し
ているため、この複合体はＳＭＡ１が記憶した形状を呈
する。これを徐々に降温していきＳＭＡ１のＭｓ点以下
であってＳＭＰ２のＴｇ以上の温度域では、温度の低下
につれてＳＭＰの回復力が勝ってくるため、縮んだ形状
になる。
のフィルム、シートあるいは筒等で囲ってもよい。例え
ば図２に示すように、ＳＭＡ１を粗く巻いたコイル状で
形状記憶させ、これを圧縮した状態でＳＭＰ２でＳＭＡ
１の外周を取り囲み、これを記憶させる。これをＳＭＡ
１の形状回復温度以上に加熱すると、ＳＭＰ２は軟化し
ているため、この複合体はＳＭＡ１が記憶した形状を呈
する。これを徐々に降温していきＳＭＡ１のＭｓ点以下
であってＳＭＰ２のＴｇ以上の温度域では、温度の低下
につれてＳＭＰの回復力が勝ってくるため、縮んだ形状
になる。
【００２６】図３に本発明の形状記憶複合体を使用し
た、内視鏡の首振機構を示す。ＳＭＡ１にはコイルが伸
びた状態を記憶させ、ＳＭＰ２は縮んだ状態を記憶させ
ておく。図３は、レーザー光、赤外光等の熱線３によっ
て加熱されるＳＭＡ−ＳＭＰ複合体４がＳＭＡ１の形状
回復温度以上である状態を示す。ＳＭＡ１の形状回復力
によってコイルが伸び、制御ワイヤー５が開放され、内
視鏡６はそれ自体の剛性によりＢの方向、すなわち直状
に戻る。一方、熱線３の遮断によって冷却されＳＭＡ−
ＳＭＰ複合体４が、ＳＭＡのＭｓ点以下になると、ＳＭ
Ａ１は徐々に軟化し、やがてＳＭＰ２の形状回復力がＳ
ＭＡ１の形状保持力に打ち勝ってＳＭＰ２の形状、すな
わち縮んだ状態に戻ろうとして、制御ワイヤー５を引張
るため、内視鏡６はＡの方向に曲がる。なお、これらの
ようなＳＭＡ−ＳＭＰ複合体においては、低温（ＳＭＡ
のＭｆ点以下の温度）ではＳＭＰの記憶している形状に
なっているが、これを低温でもＳＭＡが記憶している形
状をそのまま保持したい場合、例えば図３で言うと、内
視鏡６は低温で屈曲した状態であるがこれを低温でも直
状に保持したい場合は、ＳＭＡの形状回復状態（Ａｓ点
以上）から水冷等によりＳＭＰのＴｇ以下まで急冷すれ
ばよい。このＳＭＡ−ＳＭＰ複合体は、ＳＭＰの形状回
復速度はゆるやかであるため、急冷でＴｇ以下まで冷却
すれば、ＳＭＰが形状回復動作をする前に硬化するた
め、ＳＭＡの記憶形状のまま安定化できる。加熱すれば
再び動作させることができる。
た、内視鏡の首振機構を示す。ＳＭＡ１にはコイルが伸
びた状態を記憶させ、ＳＭＰ２は縮んだ状態を記憶させ
ておく。図３は、レーザー光、赤外光等の熱線３によっ
て加熱されるＳＭＡ−ＳＭＰ複合体４がＳＭＡ１の形状
回復温度以上である状態を示す。ＳＭＡ１の形状回復力
によってコイルが伸び、制御ワイヤー５が開放され、内
視鏡６はそれ自体の剛性によりＢの方向、すなわち直状
に戻る。一方、熱線３の遮断によって冷却されＳＭＡ−
ＳＭＰ複合体４が、ＳＭＡのＭｓ点以下になると、ＳＭ
Ａ１は徐々に軟化し、やがてＳＭＰ２の形状回復力がＳ
ＭＡ１の形状保持力に打ち勝ってＳＭＰ２の形状、すな
わち縮んだ状態に戻ろうとして、制御ワイヤー５を引張
るため、内視鏡６はＡの方向に曲がる。なお、これらの
ようなＳＭＡ−ＳＭＰ複合体においては、低温（ＳＭＡ
のＭｆ点以下の温度）ではＳＭＰの記憶している形状に
なっているが、これを低温でもＳＭＡが記憶している形
状をそのまま保持したい場合、例えば図３で言うと、内
視鏡６は低温で屈曲した状態であるがこれを低温でも直
状に保持したい場合は、ＳＭＡの形状回復状態（Ａｓ点
以上）から水冷等によりＳＭＰのＴｇ以下まで急冷すれ
ばよい。このＳＭＡ−ＳＭＰ複合体は、ＳＭＰの形状回
復速度はゆるやかであるため、急冷でＴｇ以下まで冷却
すれば、ＳＭＰが形状回復動作をする前に硬化するた
め、ＳＭＡの記憶形状のまま安定化できる。加熱すれば
再び動作させることができる。
【００２７】本発明の複合体の具体例を挙げると、断面
積が０．１〜１．０ｍｍ2 のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ線材
に、Ｔｇが３０〜４０℃のポリウレタン系ＳＭＰを厚さ
１．３〜４．５ｍｍ被覆する。直径が０．２〜０．３ｍ
ｍのＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ素線から造った外径０．６〜
１．２ｍｍのコイルの外周を、Ｔｇが３０〜４０℃のポ
リウレタン系ＳＭＰから造った厚さ０．０５〜０．２ｍ
ｍのシートで巻く。
積が０．１〜１．０ｍｍ2 のＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ線材
に、Ｔｇが３０〜４０℃のポリウレタン系ＳＭＰを厚さ
１．３〜４．５ｍｍ被覆する。直径が０．２〜０．３ｍ
ｍのＴｉ−Ｎｉ系ＳＭＡ素線から造った外径０．６〜
１．２ｍｍのコイルの外周を、Ｔｇが３０〜４０℃のポ
リウレタン系ＳＭＰから造った厚さ０．０５〜０．２ｍ
ｍのシートで巻く。
【００２８】本発明の複合体は、従来バイアスバネを必
要としていた形状記憶合金アクチュエータ、たとえばエ
アコンの吹出し口風向偏向フラップ駆動機構、胃カメラ
や工業用エンドスコープ等の内視鏡の屈曲機構の駆動用
アクチュエータ、電磁調理器の温度表示用アクチュエー
タ、自動車燃料蒸発ガス排出防止装置のバルブ切換用ア
クチュエータ、サイフォン式コーヒーメーカの調圧アク
チュエータ、オートデシケータのドライユニットのシャ
ッター開閉用アクチュエータ、防火ダンパーのダンパー
切換用アクチュエータ等に適用され、素子の小型化・省
スペース化が図られる。
要としていた形状記憶合金アクチュエータ、たとえばエ
アコンの吹出し口風向偏向フラップ駆動機構、胃カメラ
や工業用エンドスコープ等の内視鏡の屈曲機構の駆動用
アクチュエータ、電磁調理器の温度表示用アクチュエー
タ、自動車燃料蒸発ガス排出防止装置のバルブ切換用ア
クチュエータ、サイフォン式コーヒーメーカの調圧アク
チュエータ、オートデシケータのドライユニットのシャ
ッター開閉用アクチュエータ、防火ダンパーのダンパー
切換用アクチュエータ等に適用され、素子の小型化・省
スペース化が図られる。
【００２９】本発明の形状記憶複合体は種々の方法で製
造される。例えば、板状、線材、コイル状のＳＭＡの表
面に加熱溶融したＳＭＰを被覆する方法、同じく板状、
線材、コイル状のＳＭＡの表面に溶剤に溶解したＳＭＰ
を塗布し、乾燥する方法、板状、線材、コイル状のＳＭ
Ａ上に、ＳＭＰを押出しコートする方法あるいはホット
プレスする方法等が挙げられ、さらに板状、線材、コイ
ル状のＳＭＡ全体をＳＭＰのシートで覆い、ホットプレ
スする方法もある。具体的には、例えばコイル状のＳＭ
ＡにＳＭＰを押出しコートあるいはホットプレスする場
合、粗巻き状態を記憶しているＳＭＡコイルに芯線を通
し、コイルを圧縮して固定し、その上にＳＭＰを押出
す、あるいはホットプレスすることにより被覆するのが
好ましい。なおいずれの方法を採用する場合でも、ＳＭ
ＰはＳＭＡと異なった形状を記憶させておく必要がある
ので、ＳＭＰの被覆前にＳＭＡは自身が記憶している形
状とは異なる、すなわちＳＭＰに記憶させるべき形状に
変形させておくことが必要である。またＳＭＰ成型のた
めの熱をかける場合、４００℃以上の熱をかけるとＳＭ
Ａの再記憶が起こる恐れがあるので、好ましくは３００
℃以下、さらに好ましくは２００℃以下の熱をかける。
造される。例えば、板状、線材、コイル状のＳＭＡの表
面に加熱溶融したＳＭＰを被覆する方法、同じく板状、
線材、コイル状のＳＭＡの表面に溶剤に溶解したＳＭＰ
を塗布し、乾燥する方法、板状、線材、コイル状のＳＭ
Ａ上に、ＳＭＰを押出しコートする方法あるいはホット
プレスする方法等が挙げられ、さらに板状、線材、コイ
ル状のＳＭＡ全体をＳＭＰのシートで覆い、ホットプレ
スする方法もある。具体的には、例えばコイル状のＳＭ
ＡにＳＭＰを押出しコートあるいはホットプレスする場
合、粗巻き状態を記憶しているＳＭＡコイルに芯線を通
し、コイルを圧縮して固定し、その上にＳＭＰを押出
す、あるいはホットプレスすることにより被覆するのが
好ましい。なおいずれの方法を採用する場合でも、ＳＭ
ＰはＳＭＡと異なった形状を記憶させておく必要がある
ので、ＳＭＰの被覆前にＳＭＡは自身が記憶している形
状とは異なる、すなわちＳＭＰに記憶させるべき形状に
変形させておくことが必要である。またＳＭＰ成型のた
めの熱をかける場合、４００℃以上の熱をかけるとＳＭ
Ａの再記憶が起こる恐れがあるので、好ましくは３００
℃以下、さらに好ましくは２００℃以下の熱をかける。
【００３０】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでは
ない。 実施例１ 断面積１．０ｍｍ2 のＴｉ−Ｎｉ二元合金のＳＭＡ線材
（Ａｆ点：８０℃、Ｍｆ点：５０℃）を熱処理して図１
のような折り曲げた形状を記憶させた。このＳＭＡ合金
を伸長して直線状態にし、その上にポリウレタン系ＳＭ
Ｐ（Ｔｇ：３０℃）を厚さ４．５ｍｍになるように被覆
した。この直線状態の複合体を加熱したところ、７０℃
付近から徐々に変形し始め、８０℃以上でほぼＳＭＡの
記憶している折れ曲がった形状となった。これをそのま
ま徐冷していくと、６０℃付近から徐々に伸び始め、５
０℃以下でほぼ直線形状、すなわちＳＭＰが記憶した形
状になった。この動作を１００回繰り返したが、変形量
の低下はほとんどみられなかった。
説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでは
ない。 実施例１ 断面積１．０ｍｍ2 のＴｉ−Ｎｉ二元合金のＳＭＡ線材
（Ａｆ点：８０℃、Ｍｆ点：５０℃）を熱処理して図１
のような折り曲げた形状を記憶させた。このＳＭＡ合金
を伸長して直線状態にし、その上にポリウレタン系ＳＭ
Ｐ（Ｔｇ：３０℃）を厚さ４．５ｍｍになるように被覆
した。この直線状態の複合体を加熱したところ、７０℃
付近から徐々に変形し始め、８０℃以上でほぼＳＭＡの
記憶している折れ曲がった形状となった。これをそのま
ま徐冷していくと、６０℃付近から徐々に伸び始め、５
０℃以下でほぼ直線形状、すなわちＳＭＰが記憶した形
状になった。この動作を１００回繰り返したが、変形量
の低下はほとんどみられなかった。
【００３１】実施例２ 断面積０．３ｍｍ2 のＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕ合金のＳＭＡ線
材（Ａｆ点：７０℃、Ｍｆ点：５８℃）を、外径１．２
ｍｍの粗巻き状コイルにした状態で、形状記憶熱処理を
行なった。このコイルを圧縮（密巻き）し、その状態で
その周りにポリウレタン系ＳＭＰ（Ｔｇ：４０℃）のシ
ート（厚さ：０．２ｍｍ）を図２のように円筒状になる
ように巻きつけ、加熱してこの形状で固着させた。この
複合体を用いて図３に示すような構造の内視鏡を作製し
た。なお、内視鏡が直状であるほうが作製が容易である
ため、この複合体をあらかじめ加熱によりＳＭＡを形状
回復させた状態、すなわち伸長した状態で急冷した複合
体を内視鏡に組み込み、これを用いて動作実験を行なっ
た。最初は、この複合体が伸長状態にあり、内視鏡先端
部は直線状となっている。この複合体に熱線を照射し加
熱すると、まず、４０℃付近から徐々にＳＭＰの形状回
復により複合体が収縮し、内視鏡先端が屈曲した（Ａ状
態）。これをさらに７０℃まで加熱すると、ＳＭＡコイ
ルの形状回復により複合体が伸長し、内視鏡は直線状
（Ｂ状態）になった。熱線照射を止め、複合体の温度が
低下してくると、徐々に複合体は収縮し始め、５０℃付
近で内視鏡は屈曲状態（Ａ状態）になり、その後、温度
を下げ続けてもこの形状を保った。この複合体の伸縮に
よる内視鏡の首振り動作を１００回繰り返したが、変形
量の低下はほとんどみられなかった。
材（Ａｆ点：７０℃、Ｍｆ点：５８℃）を、外径１．２
ｍｍの粗巻き状コイルにした状態で、形状記憶熱処理を
行なった。このコイルを圧縮（密巻き）し、その状態で
その周りにポリウレタン系ＳＭＰ（Ｔｇ：４０℃）のシ
ート（厚さ：０．２ｍｍ）を図２のように円筒状になる
ように巻きつけ、加熱してこの形状で固着させた。この
複合体を用いて図３に示すような構造の内視鏡を作製し
た。なお、内視鏡が直状であるほうが作製が容易である
ため、この複合体をあらかじめ加熱によりＳＭＡを形状
回復させた状態、すなわち伸長した状態で急冷した複合
体を内視鏡に組み込み、これを用いて動作実験を行なっ
た。最初は、この複合体が伸長状態にあり、内視鏡先端
部は直線状となっている。この複合体に熱線を照射し加
熱すると、まず、４０℃付近から徐々にＳＭＰの形状回
復により複合体が収縮し、内視鏡先端が屈曲した（Ａ状
態）。これをさらに７０℃まで加熱すると、ＳＭＡコイ
ルの形状回復により複合体が伸長し、内視鏡は直線状
（Ｂ状態）になった。熱線照射を止め、複合体の温度が
低下してくると、徐々に複合体は収縮し始め、５０℃付
近で内視鏡は屈曲状態（Ａ状態）になり、その後、温度
を下げ続けてもこの形状を保った。この複合体の伸縮に
よる内視鏡の首振り動作を１００回繰り返したが、変形
量の低下はほとんどみられなかった。
【００３２】
【発明の効果】本発明の形状記憶複合体を従来ＳＭＡに
バイアスバネを組み合わせて使用している個所に適用す
ることによって、部品数を低減でき、素子の小型化・省
スペース化が図ることができる。またＳＭＰの被覆膜厚
を変えることで形状回復力をコントロールすることがで
きるので、ＳＭＡの形状回復力に合わせて、簡単に要望
どおりのものを設計することができる。ＳＭＰで被覆す
ることにより、耐食性、絶縁性にも優れ、またポリウレ
タン系ＳＭＰは生体適合性にも優れるため、例えばＴｉ
−Ｎｉ系ＳＭＡに比べ安価ではあるが生体適合性に劣る
Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系ＳＭＡでも医療用途への応用が可能
になる等、ＳＭＡとＳＭＰの組み合わせによって、用途
範囲が広がりかつ低コスト化にもなる。
バイアスバネを組み合わせて使用している個所に適用す
ることによって、部品数を低減でき、素子の小型化・省
スペース化が図ることができる。またＳＭＰの被覆膜厚
を変えることで形状回復力をコントロールすることがで
きるので、ＳＭＡの形状回復力に合わせて、簡単に要望
どおりのものを設計することができる。ＳＭＰで被覆す
ることにより、耐食性、絶縁性にも優れ、またポリウレ
タン系ＳＭＰは生体適合性にも優れるため、例えばＴｉ
−Ｎｉ系ＳＭＡに比べ安価ではあるが生体適合性に劣る
Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系ＳＭＡでも医療用途への応用が可能
になる等、ＳＭＡとＳＭＰの組み合わせによって、用途
範囲が広がりかつ低コスト化にもなる。
【図１】本発明の形状記憶複合体の一実施態様を示す図
である。
である。
【図２】本発明の形状記憶複合体の別の一実施態様を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の形状記憶複合体を用いた内視鏡の首振
機構を説明する図である。
機構を説明する図である。
【図４】従来の内視鏡の首振機構を説明する図である。
【図５】従来のＳＭＡコイルとバイアスバネを組み合わ
せたセンサフラップの構成図である。
せたセンサフラップの構成図である。
１ ＳＭＡ ２ ＳＭＰ ３ 熱線（レーザー光、赤外線等） ４ 形状記憶複合体 ５ 制御ワイヤー ６ 内視鏡 ７、７’ ヒーター ８、８’ ＳＭＡ ９、９’ 制御ワイヤー １０ ＳＭＡ １１ バイアスバネ １２ フラップ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 61/08 ＮＬＧ // Ｃ２２Ｋ 1:00
Claims (7)
- 【請求項１】 ある形状回復動作を記憶した形状記憶合
金と形状記憶合金の回復動作と異なる方向の形状回復動
作を記憶した形状記憶ポリマーとからなり、形状記憶
合金の形状回復温度（マルテンサイト逆変態温度、Ａ
ｆ）が形状記憶ポリマーの形状回復温度（ガラス転移温
度、Ｔｇ）より高く、形状記憶合金の（回復応力×断
面積）または発生力が形状記憶ポリマーの（回復応力×
断面積）と同じになる温度を、Ａｆと形状記憶合金のマ
ルテンサイト変態温度（Ｍｆ）の間にくるように設定
し、該温度以上では形状記憶合金の記憶した形状への回
復動作によって形状記憶合金が記憶した形状を保ち、該
温度以下であってかつ形状記憶ポリマーのＴｇ以上の温
度では形状記憶ポリマーの記憶した形状への回復動作に
よって形状記憶ポリマーが記憶した形状を保つことを特
徴とする形状記憶複合体。 - 【請求項２】 形状記憶ポリマーが、ポリウレタン、ポ
リノルボルネン、ポリイソプレンおよびスチレン・ブタ
ジエン共重合体から選ばれるポリマーである請求項１記
載の形状記憶複合体。 - 【請求項３】 形状記憶合金が、Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶
合金または銅系形状記憶合金である請求項１記載の形状
記憶複合体。 - 【請求項４】 形状記憶合金に形状記憶ポリマーを被覆
してなる請求項１記載の形状記憶複合体。 - 【請求項５】 形状記憶合金のコイルの外周を形状記憶
ポリマーで囲った請求項１記載の形状記憶複合体。 - 【請求項６】 形状記憶合金に、形状記憶ポリマーを押
出しコートまたはホットプレスすることを特徴とする形
状記憶複合体の製造法。 - 【請求項７】 形状記憶合金全体を形状記憶ポリマーの
シートで覆い、ホットプレスすることを特徴とする形状
記憶複合体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106295A JPH08199080A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 形状記憶複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106295A JPH08199080A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 形状記憶複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199080A true JPH08199080A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11767524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106295A Pending JPH08199080A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 形状記憶複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08199080A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872433B2 (en) | 2001-03-27 | 2005-03-29 | The Regents Of The University Of California | Shape memory alloy/shape memory polymer tools |
| JP2006505655A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | ザ・ボーイング・カンパニー | 形状記憶合金で強化したポリマー複合体構造およびその製造方法 |
| JP2006055991A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Palo Alto Research Center Inc | 応力固有素材及び形状記憶素材を使用したｍｅｍｓデバイス並びにその製造方法 |
| JP2008057648A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Nec Tokin Corp | 配管用ヒータ |
| KR101053196B1 (ko) * | 2009-02-23 | 2011-08-02 | 서울대학교산학협력단 | 양방향성 온도감응센서 및 이의 제조방법 |
| CN110686007A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 湖南大学 | 基于sma弹簧的主动变刚度空气轴承 |
| CN111725157A (zh) * | 2020-06-20 | 2020-09-29 | 西安交通大学 | 基于形状记忆材料的相变智能冷却结构 |
| JP2021017235A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトＤｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 自動車を通気するための空気流装置 |
| CN114214842A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-22 | 江南大学 | 一种具有光电刺激响应双程形状记忆纤维及其制备方法 |
| KR20220144442A (ko) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | 재단법인 아산사회복지재단 | 수술 가이드 및 그 제조 방법 |
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-
1995
- 1995-01-26 JP JP1106295A patent/JPH08199080A/ja active Pending
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| CN114214842B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-10-21 | 江南大学 | 一种具有光电刺激响应双程形状记忆纤维及其制备方法 |
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