JPH09228012A - 形状記憶合金板ばね及びその製造方法 - Google Patents
形状記憶合金板ばね及びその製造方法Info
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- JPH09228012A JPH09228012A JP3364896A JP3364896A JPH09228012A JP H09228012 A JPH09228012 A JP H09228012A JP 3364896 A JP3364896 A JP 3364896A JP 3364896 A JP3364896 A JP 3364896A JP H09228012 A JPH09228012 A JP H09228012A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バイアスばねと組合わせて用いる場合等で広
い設計自由度が採れるＮｉ−Ｔｉ系合金板ばねを提供す
る。 【解決手段】 Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at
％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮ
ｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種または２種以
上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳塊を圧延して得た圧
延材から切断した板材を所定の曲げ形状に形状記憶させ
た板ばねであって、前記板材の鋳塊からの全加工率が90
％以上、前記板材の圧延方向と前記板ばねの曲げ方向と
のなす角度θが45°以下である形状記憶合金板ばね。
い設計自由度が採れるＮｉ−Ｔｉ系合金板ばねを提供す
る。 【解決手段】 Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at
％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮ
ｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種または２種以
上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳塊を圧延して得た圧
延材から切断した板材を所定の曲げ形状に形状記憶させ
た板ばねであって、前記板材の鋳塊からの全加工率が90
％以上、前記板材の圧延方向と前記板ばねの曲げ方向と
のなす角度θが45°以下である形状記憶合金板ばね。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ばね、クリップ、
アクチュエータをはじめとする各種機械部品、バーンイ
ン用ＩＣソケット等の電子部品、マイクロマシン等の医
療分野に適用されるＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金板ばねと
その製造方法に関する。
アクチュエータをはじめとする各種機械部品、バーンイ
ン用ＩＣソケット等の電子部品、マイクロマシン等の医
療分野に適用されるＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金板ばねと
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金板ばねは、図
１ａ〜ｃに例示した角状板ばね(a) 、円弧状板ばね(b)
、直線と円弧からなる板ばね(c) 等で、これらはバイ
アスばねと組合わせて二方向動作を行わせるアクチュエ
ータ等として用いられている。ところで、前記アクチュ
エータ等はＮｉ−Ｔｉ系合金板ばねの相変態に伴う発生
荷重、たわみ、サイズから近似的に求めた見かけの縦弾
性係数を基に一律に設計されている。しかし、前記見か
けの縦弾性係数については、例えば、文献（形状記憶合
金の機械的性質；田中喜久昭他２名著、Ｐ56、図3.14、
縦弾性係数と温度の関係、養賢堂、1993）に高温時（オ
ーステナイト相、以下Ａ相と記す）の縦弾性係数が約70
00kgf/mm2 、低温時（ロンボヘドラル相、以下Ｒ相と記
す）の縦弾性係数が約2000kgf/mm2 と記載されているだ
けで板の圧延方向等による縦弾性係数の異方性について
は一切触れられていない。このようなことから、形状記
憶合金の板ばねについては、その設計自由度を広げる手
掛かりを掴むことができない状況にあった。ここで板ば
ねの設計自由度とは、板ばねのストロークを大きくす
ること、板ばねの作動荷重を大きくすること、板ば
ねのサイズを小さくしてその単位重量あたりの発生荷重
を大きくすること、板ばねの高さを低くしてその収容
スペースを狭めること、バイアスばねと組合わせて用
いるときのバイアスばねのばね定数を小さくすること等
である。
１ａ〜ｃに例示した角状板ばね(a) 、円弧状板ばね(b)
、直線と円弧からなる板ばね(c) 等で、これらはバイ
アスばねと組合わせて二方向動作を行わせるアクチュエ
ータ等として用いられている。ところで、前記アクチュ
エータ等はＮｉ−Ｔｉ系合金板ばねの相変態に伴う発生
荷重、たわみ、サイズから近似的に求めた見かけの縦弾
性係数を基に一律に設計されている。しかし、前記見か
けの縦弾性係数については、例えば、文献（形状記憶合
金の機械的性質；田中喜久昭他２名著、Ｐ56、図3.14、
縦弾性係数と温度の関係、養賢堂、1993）に高温時（オ
ーステナイト相、以下Ａ相と記す）の縦弾性係数が約70
00kgf/mm2 、低温時（ロンボヘドラル相、以下Ｒ相と記
す）の縦弾性係数が約2000kgf/mm2 と記載されているだ
けで板の圧延方向等による縦弾性係数の異方性について
は一切触れられていない。このようなことから、形状記
憶合金の板ばねについては、その設計自由度を広げる手
掛かりを掴むことができない状況にあった。ここで板ば
ねの設計自由度とは、板ばねのストロークを大きくす
ること、板ばねの作動荷重を大きくすること、板ば
ねのサイズを小さくしてその単位重量あたりの発生荷重
を大きくすること、板ばねの高さを低くしてその収容
スペースを狭めること、バイアスばねと組合わせて用
いるときのバイアスばねのばね定数を小さくすること等
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｉ−Ｔｉ系合金板ば
ねの設計自由度を広げる方法の１つとして、Ａ相の見か
けの縦弾性係数をより大きくし、Ｒ相の見かけの縦弾性
係数をより小さくすることが考えられる。そこで、本発
明者等は、Ａ相とＲ相の縦弾性系数の差を大きくする方
法について鋭意研究を行った。その結果、見かけの縦弾
性係数は圧延板の加工条件に影響されること、見かけの
縦弾性係数は板ばね材の圧延方向に対して異方性を有す
ることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成させる
に到った。本発明は、バイアスばねと組合わせて用いる
場合等で広い設計自由度が採れるＮｉ−Ｔｉ系合金板ば
ねとその製造方法の提供を目的とする。
ねの設計自由度を広げる方法の１つとして、Ａ相の見か
けの縦弾性係数をより大きくし、Ｒ相の見かけの縦弾性
係数をより小さくすることが考えられる。そこで、本発
明者等は、Ａ相とＲ相の縦弾性系数の差を大きくする方
法について鋭意研究を行った。その結果、見かけの縦弾
性係数は圧延板の加工条件に影響されること、見かけの
縦弾性係数は板ばね材の圧延方向に対して異方性を有す
ることを知見し、更に研究を重ねて本発明を完成させる
に到った。本発明は、バイアスばねと組合わせて用いる
場合等で広い設計自由度が採れるＮｉ−Ｔｉ系合金板ば
ねとその製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ
−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜4
8.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮｉ又は／及びＴ
ｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｃｏの元素の何れか１種または２種以上で置換したＮｉ
−Ｔｉ系合金の鋳塊を圧延して得た圧延材から所定形状
に切断した板材を所定の曲げ形状に形状記憶させた板ば
ねであって、前記板材の鋳塊からの全加工率が90％以
上、前記板材の圧延方向と前記板ばねの曲げ方向とのな
す角度θが45°以下であることを特徴とする形状記憶合
金板ばねである。
Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ
−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜4
8.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮｉ又は／及びＴ
ｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｃｏの元素の何れか１種または２種以上で置換したＮｉ
−Ｔｉ系合金の鋳塊を圧延して得た圧延材から所定形状
に切断した板材を所定の曲げ形状に形状記憶させた板ば
ねであって、前記板材の鋳塊からの全加工率が90％以
上、前記板材の圧延方向と前記板ばねの曲げ方向とのな
す角度θが45°以下であることを特徴とする形状記憶合
金板ばねである。
【０００５】この発明において、板ばねの曲げ方向と
は、図２に示すようにＲ相からＡ相へ変態する際に板ば
ねが曲がる方向である。又前記板材の圧延方向と前記板
ばねの曲げ方向とのなす角度θとは図３に示す角度であ
る。この発明において、板ばねの設計自由度を十分大き
くとるには、Ｎｉ−Ｔｉ系合金板ばねのＡ相の見かけの
縦弾性係数ＥA とＲ相の見かけの縦弾性係数ＥR との比
〔ＥA ／ＥR 〕が 7.0以上にするのが望ましい。
は、図２に示すようにＲ相からＡ相へ変態する際に板ば
ねが曲がる方向である。又前記板材の圧延方向と前記板
ばねの曲げ方向とのなす角度θとは図３に示す角度であ
る。この発明において、板ばねの設計自由度を十分大き
くとるには、Ｎｉ−Ｔｉ系合金板ばねのＡ相の見かけの
縦弾性係数ＥA とＲ相の見かけの縦弾性係数ＥR との比
〔ＥA ／ＥR 〕が 7.0以上にするのが望ましい。
【０００６】請求項３記載の発明は、Ｎｉ49.5〜52.0at
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又
はＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮ
ｉ−Ｔｉ系合金のＮｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜
0.5at％の範囲で、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れ
か１種または２種以上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳
塊に、熱間圧延と、温間又は／及び冷間圧延を施し、更
に必要に応じて生地焼鈍と冷間仕上圧延を施してＮｉ−
Ｔｉ系合金圧延材を作製し、次いで前記圧延材から板材
を所定形状に切断し、この板材を所定の曲げ形状に拘束
して形状記憶熱処理する形状記憶合金板ばねの製造方法
であって、前記熱間圧延と、温間又は／及び冷間圧延に
おける全加工率を90％以上とし、前記圧延材からの板材
の切断を、前記圧延材の圧延方向と前記板材の形状記憶
熱処理時の曲げ方向とのなす角度θが45°以下になるよ
うに行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
形状記憶合金板ばねの製造方法である。
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又
はＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮ
ｉ−Ｔｉ系合金のＮｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜
0.5at％の範囲で、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れ
か１種または２種以上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳
塊に、熱間圧延と、温間又は／及び冷間圧延を施し、更
に必要に応じて生地焼鈍と冷間仕上圧延を施してＮｉ−
Ｔｉ系合金圧延材を作製し、次いで前記圧延材から板材
を所定形状に切断し、この板材を所定の曲げ形状に拘束
して形状記憶熱処理する形状記憶合金板ばねの製造方法
であって、前記熱間圧延と、温間又は／及び冷間圧延に
おける全加工率を90％以上とし、前記圧延材からの板材
の切断を、前記圧延材の圧延方向と前記板材の形状記憶
熱処理時の曲げ方向とのなす角度θが45°以下になるよ
うに行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
形状記憶合金板ばねの製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明において、合
金組成をＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％とし
たのは、Ｎｉが49.5at％未満でも、Ｎｉが52.0at％を超
えても、形状記憶効果を示さなくなるばかりか、圧延加
工途中に、材料に割れ等のトラブルが発生して加工が困
難になる為である。上記のＮｉ又は／及びＴｉの一部を
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種又は２種以上
で置換すると、形状記憶合金としての特性を害さずに、
Ａ相とＲ相の変態温度を種々に制御でき、又合金の強度
や加工性を向上できる。前記置換元素量を0.01〜 0.5at
％に限定した理由は、0.01at％未満ではその効果が十分
に得られず、 0.5at％を超えると圧延加工性が低下する
為である。
金組成をＮｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at％とし
たのは、Ｎｉが49.5at％未満でも、Ｎｉが52.0at％を超
えても、形状記憶効果を示さなくなるばかりか、圧延加
工途中に、材料に割れ等のトラブルが発生して加工が困
難になる為である。上記のＮｉ又は／及びＴｉの一部を
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種又は２種以上
で置換すると、形状記憶合金としての特性を害さずに、
Ａ相とＲ相の変態温度を種々に制御でき、又合金の強度
や加工性を向上できる。前記置換元素量を0.01〜 0.5at
％に限定した理由は、0.01at％未満ではその効果が十分
に得られず、 0.5at％を超えると圧延加工性が低下する
為である。
【０００８】この発明において、圧延板の全加工率を90
％以上とし、板材の圧延方向と板ばねの曲げ方向とのな
す角度θを45°以下にした理由は、全加工率が90％未満
では角度θを45°以下にしても、又角度θが45°を超え
ては全加工率を90％以上にしても、Ｎｉ−Ｔｉ系合金の
Ａ相の見かけの縦弾性係数ＥA とＲ相の見かけの縦弾性
係数ＥR との比〔ＥA ／ＥR 〕が小さくなる為である。
このことはバイアスばねと組合わせて用いるときの板ば
ねの設計自由度が小さくなることを意味する。
％以上とし、板材の圧延方向と板ばねの曲げ方向とのな
す角度θを45°以下にした理由は、全加工率が90％未満
では角度θを45°以下にしても、又角度θが45°を超え
ては全加工率を90％以上にしても、Ｎｉ−Ｔｉ系合金の
Ａ相の見かけの縦弾性係数ＥA とＲ相の見かけの縦弾性
係数ＥR との比〔ＥA ／ＥR 〕が小さくなる為である。
このことはバイアスばねと組合わせて用いるときの板ば
ねの設計自由度が小さくなることを意味する。
【０００９】請求項３記載の発明では、必要に応じて、
冷間圧延後の板ばね材に生地焼鈍と冷間仕上圧延を施す
が、この場合、加工率を20％以上にすると〔ＥA ／
ＥR 〕が著しく向上する。板ばね材は、図１ａ、ｂ、ｃ
に示したような曲げ形状に拘束して形状記憶熱処理が施
される。中間焼鈍、生地焼鈍、形状記憶熱処理等はＮｉ
−Ｔｉ系合金で採られる通常の加熱条件で行う。
冷間圧延後の板ばね材に生地焼鈍と冷間仕上圧延を施す
が、この場合、加工率を20％以上にすると〔ＥA ／
ＥR 〕が著しく向上する。板ばね材は、図１ａ、ｂ、ｃ
に示したような曲げ形状に拘束して形状記憶熱処理が施
される。中間焼鈍、生地焼鈍、形状記憶熱処理等はＮｉ
−Ｔｉ系合金で採られる通常の加熱条件で行う。
【００１０】本発明において、板ばねには、圧延材から
板材を幅狭のリボン状に切断して形状記憶させたものも
含まれる。又本発明の板ばねは圧延材を形状記憶熱処理
し、これを所定形状に切断して製造することもできる。
板材を幅狭のリボン状に切断して形状記憶させたものも
含まれる。又本発明の板ばねは圧延材を形状記憶熱処理
し、これを所定形状に切断して製造することもできる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示す種々組成のＮｉ−Ｔｉ系合金を
常法により真空溶解鋳造して、厚さ30mm、幅 160mm、長
さ 500mmの鋳塊とし、これを外削後、 850℃で熱間圧延
して厚さ３mmの熱延材とし、次いでこの熱延材を、焼鈍
と冷間圧延を繰返し施して厚さ 0.6mmの圧延材とした。
鋳塊から圧延材までの全圧延加工率は98％である。この
圧延材から板材を所定寸法に切断した。切断した板材を
図１c に示した直線と円弧からなる曲げ形状に拘束しつ
つ 450℃で１時間の形状記憶熱処理を施して板ばねを製
造した。板材の圧延方向と板ばねの曲げ方向とのなす角
度θは０°とした。
る。 （実施例１）表１に示す種々組成のＮｉ−Ｔｉ系合金を
常法により真空溶解鋳造して、厚さ30mm、幅 160mm、長
さ 500mmの鋳塊とし、これを外削後、 850℃で熱間圧延
して厚さ３mmの熱延材とし、次いでこの熱延材を、焼鈍
と冷間圧延を繰返し施して厚さ 0.6mmの圧延材とした。
鋳塊から圧延材までの全圧延加工率は98％である。この
圧延材から板材を所定寸法に切断した。切断した板材を
図１c に示した直線と円弧からなる曲げ形状に拘束しつ
つ 450℃で１時間の形状記憶熱処理を施して板ばねを製
造した。板材の圧延方向と板ばねの曲げ方向とのなす角
度θは０°とした。
【００１２】得られた板ばねについて形状回復性と鋳塊
の圧延加工性を調べた。結果を表１に併記する。形状回
復性は、板ばねにＲ相の温度で最大歪み５％の曲げ変形
を加え、次いでこれを加熱してＡ相に逆変態させて形状
回復させ、そのときに残留歪みが生じるかどうかで評価
した。残留歪みが生じなかったものを○、残留歪みが生
じたものを×で表した。圧延加工性は、材料に割れ等が
生じなかったものを○、材料に割れ等が生じたものを×
で表した。
の圧延加工性を調べた。結果を表１に併記する。形状回
復性は、板ばねにＲ相の温度で最大歪み５％の曲げ変形
を加え、次いでこれを加熱してＡ相に逆変態させて形状
回復させ、そのときに残留歪みが生じるかどうかで評価
した。残留歪みが生じなかったものを○、残留歪みが生
じたものを×で表した。圧延加工性は、材料に割れ等が
生じなかったものを○、材料に割れ等が生じたものを×
で表した。
【００１３】
【表１】 注）単位：at％、切出角度θ＝０°
【００１４】表１より明らかなように、本発明例品 (N
o.1〜28) は形状回復性と加工性のいずれも良好であっ
た。これに対し、比較例品(No.29〜33) は、本発明の合
金組成を外れた為、いずれも形状回復性と加工性が不良
となった。
o.1〜28) は形状回復性と加工性のいずれも良好であっ
た。これに対し、比較例品(No.29〜33) は、本発明の合
金組成を外れた為、いずれも形状回復性と加工性が不良
となった。
【００１５】（実施例２）表１のNo.2,9,13 の組成のＮ
ｉ−Ｔｉ系合金を常法により真空溶解鋳造して、厚さ 5
〜30mm、幅 160mm、長さ 500mmの鋳塊とし、これを外削
後、 850℃で熱間圧延して厚さ３mmの熱延材とし、次い
でこの熱延材に冷間圧延を施して厚さ 0.6mmの圧延材を
得た。前記冷間圧延では必要に応じて 650℃×１Hrの焼
鈍を入れた。鋳塊から圧延材までの全加工率は88〜98％
である。この圧延材から板材を所定寸法に切断した。切
断した板材を図１c に示した曲げ形状に拘束しつつ 450
℃で１時間の形状記憶熱処理を施して板ばねを製造し
た。板材の圧延方向と板材の曲げ方向とのなす角度θは
種々に変化させた。
ｉ−Ｔｉ系合金を常法により真空溶解鋳造して、厚さ 5
〜30mm、幅 160mm、長さ 500mmの鋳塊とし、これを外削
後、 850℃で熱間圧延して厚さ３mmの熱延材とし、次い
でこの熱延材に冷間圧延を施して厚さ 0.6mmの圧延材を
得た。前記冷間圧延では必要に応じて 650℃×１Hrの焼
鈍を入れた。鋳塊から圧延材までの全加工率は88〜98％
である。この圧延材から板材を所定寸法に切断した。切
断した板材を図１c に示した曲げ形状に拘束しつつ 450
℃で１時間の形状記憶熱処理を施して板ばねを製造し
た。板材の圧延方向と板材の曲げ方向とのなす角度θは
種々に変化させた。
【００１６】得られた板ばねについてばね特性を調べ
た。Ａ相（80℃）の見かけの縦弾性係数ＥA 、Ｒ相（25
℃）の見かけの縦弾性係数ＥR 、両者の比〔ＥA ／
ＥR 〕を表２に示す。尚、形状記憶合金のばね特性は、
一般に、定温状態での荷重−たわみ特性、定たわみ
状態での温度−荷重特性、定荷重状態での温度−たわ
み特性のいずれかを求めて評価される。形状記憶合金ば
ねをバイアスばねと組合わせたアクチュエータ等に応用
する場合は又はが採用される。ここではを採用し
た。の評価法は、例えば、図４に示す断面形状に記憶
させた板ばねの点Ｃに定たわみδを付与し温度変化に伴
い点Ｃに発生する荷重Ｐを測定し、δとＰを下記関係式
（出典：“ばね”第３版、ばね技術研究会編、P302、19
82、丸善）に代入して見かけの縦弾性係数Ｅを算出する
方法である。δ＝ PL3cos2α/3EI＋ (Prcos2α/EI) [L2
β＋2Lr(1 − cosβ) ＋(r2/2) (β−sin2β/2)]。但
し、I は断面２次モーメント。図５に発生荷重と温度と
の関係を例示する。
た。Ａ相（80℃）の見かけの縦弾性係数ＥA 、Ｒ相（25
℃）の見かけの縦弾性係数ＥR 、両者の比〔ＥA ／
ＥR 〕を表２に示す。尚、形状記憶合金のばね特性は、
一般に、定温状態での荷重−たわみ特性、定たわみ
状態での温度−荷重特性、定荷重状態での温度−たわ
み特性のいずれかを求めて評価される。形状記憶合金ば
ねをバイアスばねと組合わせたアクチュエータ等に応用
する場合は又はが採用される。ここではを採用し
た。の評価法は、例えば、図４に示す断面形状に記憶
させた板ばねの点Ｃに定たわみδを付与し温度変化に伴
い点Ｃに発生する荷重Ｐを測定し、δとＰを下記関係式
（出典：“ばね”第３版、ばね技術研究会編、P302、19
82、丸善）に代入して見かけの縦弾性係数Ｅを算出する
方法である。δ＝ PL3cos2α/3EI＋ (Prcos2α/EI) [L2
β＋2Lr(1 − cosβ) ＋(r2/2) (β−sin2β/2)]。但
し、I は断面２次モーメント。図５に発生荷重と温度と
の関係を例示する。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２より明らかなように、本発明例品(No.
34〜45) はいずれも、ＥA が高く、ＥR が低く、従って
両者の比〔ＥA ／ＥR 〕は大きい値となった。これに対
し比較例品のNo.46,48は加工率が90％未満だった為、又
No.47,49は切断角度θが45°を超えた為いずれもＥR が
増加し、両者の比〔ＥA ／ＥR 〕が低下した。
34〜45) はいずれも、ＥA が高く、ＥR が低く、従って
両者の比〔ＥA ／ＥR 〕は大きい値となった。これに対
し比較例品のNo.46,48は加工率が90％未満だった為、又
No.47,49は切断角度θが45°を超えた為いずれもＥR が
増加し、両者の比〔ＥA ／ＥR 〕が低下した。
【００１９】（実施例３）表１のNo.2のＮｉ−Ｔｉ系合
金を常法により真空溶解鋳造して、厚さ30mm、幅160m
m、長さ 500mmの鋳塊とし、これを外削後、 850℃で熱
間圧延して厚さ３mmの熱延材とし、次いでこの熱延材を
冷間圧延して厚さ 0.6mmの圧延材を得た。必要に応じて
650℃×１Hrの焼鈍を入れた。鋳塊から圧延材までの全
加工率は98％である。次にこれを生地焼鈍後、冷間圧延
と同じ方向に仕上冷間圧延して仕上材を得た。生地焼鈍
後の加工率は10〜51％の間で種々に変化させた。この仕
上材から板材を所定寸法に切断した。切断した板材を図
１c に示した曲げ形状に拘束しつつ 450℃で１時間の形
状記憶熱処理を施して板ばねを製造した。前記仕上材の
圧延方向と前記板材の曲げ方向とのなす角度θは種々に
変化させた。
金を常法により真空溶解鋳造して、厚さ30mm、幅160m
m、長さ 500mmの鋳塊とし、これを外削後、 850℃で熱
間圧延して厚さ３mmの熱延材とし、次いでこの熱延材を
冷間圧延して厚さ 0.6mmの圧延材を得た。必要に応じて
650℃×１Hrの焼鈍を入れた。鋳塊から圧延材までの全
加工率は98％である。次にこれを生地焼鈍後、冷間圧延
と同じ方向に仕上冷間圧延して仕上材を得た。生地焼鈍
後の加工率は10〜51％の間で種々に変化させた。この仕
上材から板材を所定寸法に切断した。切断した板材を図
１c に示した曲げ形状に拘束しつつ 450℃で１時間の形
状記憶熱処理を施して板ばねを製造した。前記仕上材の
圧延方向と前記板材の曲げ方向とのなす角度θは種々に
変化させた。
【００２０】得られた板ばねについて、実施例２と同じ
の評価法により、Ａ相（80℃）の見かけの縦弾性係数
ＥA 、Ｒ相（25℃）の見かけの縦弾性係数ＥR 、及び両
者の比〔ＥA ／ＥR 〕を求めた。結果を表３に示す。
の評価法により、Ａ相（80℃）の見かけの縦弾性係数
ＥA 、Ｒ相（25℃）の見かけの縦弾性係数ＥR 、及び両
者の比〔ＥA ／ＥR 〕を求めた。結果を表３に示す。
【００２１】
【表３】 注）合金No.2。
【００２２】表３より明らかなように、本発明例品の N
o.50〜55はいずれもＥR が一段と低下し、両者の比〔Ｅ
A ／ＥR 〕が著しく向上した。No.56,57は仕上冷間圧延
の加工率が低かった為、両者の比はあまり向上しなかっ
た。
o.50〜55はいずれもＥR が一段と低下し、両者の比〔Ｅ
A ／ＥR 〕が著しく向上した。No.56,57は仕上冷間圧延
の加工率が低かった為、両者の比はあまり向上しなかっ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
Ｎｉ−Ｔｉ系合金の板ばね特性が向上するので、バイア
スばねと組合わせたアクチュエータ等での前記板ばねの
設計自由度が広がり、工業上顕著な効果を奏する。
Ｎｉ−Ｔｉ系合金の板ばね特性が向上するので、バイア
スばねと組合わせたアクチュエータ等での前記板ばねの
設計自由度が広がり、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＮｉ−Ｔｉ系合金板ばねの態様を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明における板ばねの曲げ方向の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明における圧延材の圧延方向と前記圧延材
から切断する板材の曲げ方向とのなす角度θの説明図で
ある。
から切断する板材の曲げ方向とのなす角度θの説明図で
ある。
【図４】形状記憶合金の板ばね特性を求めるときの板ば
ねの説明図である。
ねの説明図である。
【図５】発生荷重と温度の関係を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 竹夫 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at
％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮ
ｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種または２種以
上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳塊を圧延して得た圧
延材から所定形状に切断した板材を所定の曲げ形状に形
状記憶させた板ばねであって、前記板材の鋳塊からの全
加工率が90％以上、前記板材の圧延方向と前記板ばねの
曲げ方向とのなす角度θが45°以下であることを特徴と
する形状記憶合金板ばね。 - 【請求項２】 板ばねのオーステナイト相の見かけの縦
弾性係数ＥA とロンボヘドラル相の見かけの縦弾性係数
ＥR との比〔ＥA ／ＥR 〕が 7.0以上であることを特徴
とする請求項１記載の形状記憶合金板ばね。 - 【請求項３】 Ｎｉ49.5〜52.0at％、Ｔｉ50.5〜48.0at
％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金、又はＮｉ49.5〜52.0at
％、Ｔｉ50.5〜48.0at％からなるＮｉ−Ｔｉ系合金のＮ
ｉ又は／及びＴｉの一部を0.01〜 0.5at％の範囲で、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏの元素の何れか１種または２種以
上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金の鋳塊に、熱間圧延と、
温間又は／及び冷間圧延を施し、更に必要に応じて生地
焼鈍と冷間仕上圧延を施してＮｉ−Ｔｉ系合金圧延材を
作製し、次いで前記圧延材から板材を所定形状に切断
し、この板材を所定の曲げ形状に拘束して形状記憶熱処
理する形状記憶合金板ばねの製造方法であって、前記熱
間圧延と、温間又は／及び冷間圧延における全加工率を
90％以上とし、前記圧延材からの板材の切断を、前記圧
延材の圧延方向と前記板材の形状記憶熱処理時の曲げ方
向とのなす角度θが45°以下になるように行うことを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の形状記憶合金板ば
ねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3364896A JPH09228012A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 形状記憶合金板ばね及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3364896A JPH09228012A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 形状記憶合金板ばね及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09228012A true JPH09228012A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=12392278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3364896A Pending JPH09228012A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 形状記憶合金板ばね及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09228012A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001138297A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-22 | Hitachi Ltd | グリップ機構 |
| JP2003247053A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Daido Steel Co Ltd | 部分的に超弾性を有する部品とその製造方法 |
| CN105603344A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-05-25 | 北京工业大学 | 一种优化涂层导体用Ni9.3W合金基带轧制织构的方法 |
| WO2018211911A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 住友重機械工業株式会社 | 冷凍機、及び進退部材の支持構造 |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP3364896A patent/JPH09228012A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001138297A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-22 | Hitachi Ltd | グリップ機構 |
| JP2003247053A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Daido Steel Co Ltd | 部分的に超弾性を有する部品とその製造方法 |
| CN105603344A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-05-25 | 北京工业大学 | 一种优化涂层导体用Ni9.3W合金基带轧制织构的方法 |
| WO2018211911A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | 住友重機械工業株式会社 | 冷凍機、及び進退部材の支持構造 |
| JP2018194218A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 住友重機械工業株式会社 | 冷凍機、及び進退部材の支持構造 |
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