JPS59169025A - 形状記憶合金複合部材および電流遮断器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、形状記憶効果を有する形状記憶合金と銅合
金とを線または条状に長さ方向の全体にわたって複合さ
せた形状記憶合金複合部材に関す−〇− る。この発明は、さらに、電流経路に所定値以上の電流
が流れたとき、上述の形状記憶合金複合部材の形状記憶
特性を有効に利用してその電流経路を遮断する電流遮断
器に関するものでもある。

先行技術の説明 ＮＩ　Ｔｌ系形状記憶合金の導電率や熱伝導率は、銅の
１１５０程度であり、極めて低い。そのため、第１図に
その断面を示す単一のＮｌＴｌ系形状記憶合金からなる
材料１に、通電することによってそのオーステナイト相
転移温度を越える温度までそれを発熱させて形状記憶効
果を発揮させるのに、困難を生じる。すなわち、ＮＩ　
Ｔｌ系形状記憶合金からなる材料が細い部材ならば、そ
れをオーステナイト相転移温度を越える温度まで通電に
よって発熱させる場合、その電気抵抗が大きいので非常
に長時間を必要とする。それを避けるためには、通電さ
せるのに高電圧を使用しなければならなくなる。

発明の目的 それゆえに、この発明の主たる目的は、形状記憶効果を
有するＮＩ　Ｔｌ系形状記憶合金と、導電率および熱伝
導率の良好な銅合金とを、線または条状に長さ方向の全
体にわたって複合させ、それによって全体としての導電
率および熱伝導率が良好となる形状記憶合金複合部材を
提供することである。

この発明の他の目的は、電流経路に所定値以上の過電流
が流れたとき、上述の形状記憶合金複合部材の形状記憶
特性を有効に利用することによって確実にかつ即座にＷ
ｌ流経路を遮断し得る電流遮断器を提供することである
。

この発明のさらに他の目的は、上述の形状記憶合金複合
部材の形状記憶特性を有効に利用することによって、繰
返して電流遮断動作を行なうことができ、かつ構造的に
も長寿命を達成し得る電流遮断器を提供することである
。

第１の発明は、上述したように、形状記憶効果を有する
形状記憶合金と銅合金とを、線または条状に長さ方向の
全体にわたって複合させた形状記憶合金複合部材である
。

第２の発明は、電流経路内の一定の離隔された位置で固
定される第１の接続点と第２の接続点との間に配置され
、過電流のときに第１の接続点から第２の接続点に至る
電流経路を遮断する電流遮断器において、第１の接続点
と第２の接続点とを電気的に連結する材料のうちの少な
くとも一部分を上述の形状記憶合金複合部材で構成した
電流遮断器である。形状記憶合金複合部材は、過電流に
よってそれ自体が形状記憶合金のオーステナイト相転移
温度を越えて加熱されるとその長さが収縮するように形
状記憶処理されている。この形状記憶合金複合部材が過
電流時に収縮することによって、一定の離隔された位置
で固定される第１の接続点と第２の接続点とを連結する
材料の長さが短くなり・、それによって第１の接続点か
ら第２の接続点に至る電流経路が遮断される。

第３の発明に従った電流遮断器は、導電性材料からなる
管状ケースと、管状ケースの一方端に電気的に接続され
た第１のリード線と、管状ケースの他方端から管状ケー
ス内に延びかつ絶縁体を介９− して管状ケースに電気的に接続されて固定される第２の
リード線とを備えている。管状ケース内に延びて配置さ
れる第２のリード線の先端部には固定接点が設けられて
いる。管状ケース内には、管状ケースの内壁に接し、か
つ管状ケース内を移動可能にされた可動接点が配置され
る。そして、この発明の特徴とするところは、固定接点
と可動接点とを常に接触させるように可動接点を付勢す
るばねと、第１のリード線と第２のリード線との間に所
定値以上の電流が流れて発熱したときその長さを変えて
固定接点と可動接点とを電気的に隔絶させるように形状
記憶処理された上述の形状記憶合金複合部材とを、管状
ケース内に配置したことである。

これらの発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は
、図面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明ら
かとなろう。

実施例の説明 第１の発明は、形状記憶効果を有する形状記憶合金と、
銅合金とを、轢または条状に長さ方向の１０− 全体にわたって複合させた形状記憶合金複合部材である
。第２図ないし第５図は、それぞれ第１の発明に従った
形状記憶合金複合部材の実施例であり、各図の相違点は
複合化のｓａｉである。

第２図に示される形状記憶合金複合部材２は、線状に延
びた形状記憶合金３の外周面上に銅合金４を複合させた
ものである。

第３図に示される形状記憶合金複合部材５は、条状に延
びた形状記憶合金３の上面上に銅合金４を複合させたも
のである。

第４図に示される形状記憶合金複合部材６は、条状に延
びた形状記憶合金３の上面および下面上に銅合金４を複
合させたものである。

第５図に示される形状記憶合金複合部材７は、条状に延
びた形状記憶合金３の外周面上に銅合金４を複合させた
ものである。

上述された各実施例において用いられる形状記憶合金は
、Ｎ１を５３〜５７ｍ！１％含有し残部がＴＩよりなる
組成か、または上記のＮ１もしくはＴ１１７）一部がＣ
ｕ　、Ｖ、Ａｌｌ、Ｆｅ　、Ｇｏ等を含む鮮から選ばれ
た１種以上の金属で置換された組成である。ここで、Ｎ
ｌを５３〜５７重量％としたのは、もし５３重量％以下
ならば形状記憶効果を発揮しないことがあり、また、も
し５７ｉ１１１％以上であるならば形状記憶効果を発揮
しないことがありかつ加工性が悪化するからである。ま
た、ＮｌもしくはＴＩの一部をＣＯ、Ｖ、Ａｌ、）”ｅ
　。

ＣＯ等を含む鮮から選ばれた１種以上の金属で適当にｖ
１換するならば、形状記憶合金のオーステナイト相転移
温度の微妙な制御が可能となるなどの効果がある。

さらに、上述した組成の形状記憶合金は、そのオーステ
ナイト相転移温度が０〜１５０℃である。

ここで、オーステナイト相転移温度を０〜１５０℃とし
たのは、もし０℃以下ならばオーステナイト相転移温度
よりも低い温度に冷却することが困難となり、また、も
し１５０℃以上であるならば形状記憶効果が発揮されに
くくなるからである。

上述された各実施例において用いられる銅合金は、Ｃｕ
を８０重量％以上含有する組成である。

ここで、Ｎ、ＩＴＩＴｌ系形状記憶合金合されるべき材
料として、銅合金を用いるのはその導電率が高いからで
あり、また形状記憶処理をも含めて中間熱処理において
たとえＣｕがＮＩ　Ｔｊ合金相に拡散したとしても形状
記憶特性に悪影響を与えないからである。また、Ｑｔｌ
を８０重量％以上としたのは、もし８０１ｉ１％未満な
らばその導電率が低くなるからである。また、この明細
書中で用いられる用語としての「銅合金」は、Ｃｕが１
００ｍ１ｌ１％のものも含む。

上述されたように、導電率や熱伝導率が極めて低いＮＩ
　Ｔｌ系形状記憶合金と、導電性の良好な銅合金とを複
合させることによって、形状記憶合金複合部材の全体と
しての導電率は、単一のＮｌＴｌ系形状記憶合金からな
る部材に比べて著しく１袢する。したがって、形状記憶
合金複合部材の通電容量を大きくすることができ、ひい
ては通電によって形状記憶合金複合部材を形状記憶合金
のオーステナイト相転移温度を越える温度まで発熱させ
るのが可能となる。

１３− 形状記憶合金複合部材を構成するＮＩ　Ｔｌ系形状記憶
合金と銅合金との比率は、用途に応じて適当に定められ
るのであるが、好ましくは形状記憶合金複合部材の全体
としての導電率が２０％ｒＡＯ８（万国標準軟鋼に対す
る比率）以上となるよう（される。なぜならば、全体と
しての導電率が２０％未満であるならば、銅系形状記憶
合金に比べてメリットが少ないからである。

上述のように、第１の発明に従った形状記憶合金複合部
材はその導電性が向上されている。したがって、形状記
憶合金複合部材に通電することによって、その複合部材
を形状記憶合金のオーステナイト相転移濃度を越える濃
度まで加熱し、それによって形状記憶効果を発揮させる
ことが容易になる。このような形状記憶合金複合部材は
積々の用途に有効に利用される。たとえば、過電流のと
きに電ｆｉｌｌ路を遮断する電流遮断器、形状記憶効果
を利用した形状記憶アンテナ（このアンテナの場合、高
周波電流は銅合金の方に流れやすい。）、ロボット用特
殊電線または医療機器用特殊電線な１４− どに有効に利用される。いずれの用途においても、第１
の発明に従った形状記憶合金複合部材は、導電性を有す
ることは勿論であるが、それに加えて形状記憶合金に特
有のしなやかさや高引張り強さを示す。

次に、第６図ないし第１０図を用いて、第２の発明であ
る電流遮断器について説明する。第６図は、電流遮断器
の一例として、従来使用されている筒状ヒユーズを示す
正面図であり、その一部が破断して示される。第７図な
いし１１０ＷＪは、それぞれ第２の発明に従った電流遮
断器の各実施例である。

第６図に示される筒状ヒユーズ８は、その頭部の金属製
キャップ９と、その底部の金属製キャップ１０と、金属
製キャップ９および１０に参照番号１１で示すようには
んだ付けまたはろう付けによって接続されるヒユーズ導
体１２と、ヒユーズ導体１２を外部から遮蔽するガラス
！１３とから構成される。この筒状ヒユーズ８が電流経
路内に２習されると、金属製キャップ９はヒユーズ導体
１２に対する第１の接続点を構成し、金属製キャップ１
０はヒユーズ導体１２に：対する第２の接続点を構成す
る。そして、この筒状ヒユーズ８が配置される電流経路
に所定値以上の過電流が流れると、ヒユーズ導体１２は
溶解し、それによって第１の接続点から第２の接続点に
至る電２１１！路が遮断される。

このような従来の筒状ヒユーズ８においては、ヒユーズ
導体１２の溶断特性を利用して第１の接続点から第２の
接続点に至る電流経路を遮断する構成となっている。し
たがって、所定値以上の電流が流れたとき、即座に電流
経路を遮断するのではなく成る程度の時間を必要とする
。そのために、過電流の流れた電気機器を損傷するなど
の欠点が見られた。また、ヒユーズ導体１２の溶断特性
はばらつきやすく、そのために同一の電流値であっても
断線したり断線しなかつたりすることがあった。

第２の発明は、上述された欠点を解消し得るものである
。第７図に示される第２の発明に従った電流遮断！１１
４は全体として筒状をなし、その頭部の金属製キャップ
９と、その底部の金属製キャップ１０と、金属製キャッ
プ９と金属製キャップ１０とを電気的に連結する形状記
憶合金複合部材１５と、形状記憶合金複合部材１５を外
部から遮蔽するガラス管１３とから構成される。形状記
憶合金複合部材１５は、その直線度を維持されたまま参
照番号１１で示されるようにはんだ付けやろう付けなど
で金属製キャップ９および１０に固定される。図示され
る電ｍ″ｌｌ島器１４が電流経路内に配置されると、金
属製キャップ９は形状記憶合金複合部材１５に対する第
１の接続点を構成し、金属製キャップ１０は形状記憶合
金複合部材１５に対する第２の接続点を構成する。

形状記憶合金複合部材１５は、先に記述された第１の発
明に従ったものであり、したがってその導電性は良好で
ある。この形状記憶合金複合部材１５は、電流遮断！！
１４が配置され電流経路内に所定値以上の過［流が流れ
て形状記憶合金複合部材１５自体が形状記憶合金のオー
ステナイト相転１７− 移榔度を越えて加熱されるとその長さが収縮するように
形状記憶処理されている。その具体的な方法としては、
たとえばオーステナイト相転移温度が１００℃になるよ
うに設定された組成の形状記憶合金を有する形状記憶合
金複合部材をほぼ直棒形状で形状記憶処理し、その後室
温で５％程度引張ってその長さを長くしておくことが考
えられる。

このようにすれば、形状記憶台金のオーステナイト相転
移濃度を越えてその形状記憶合金複合部材が加熱されれ
ばその長さは約５％程度収縮する。

第７図において、参照番＠１１で示される形状記憶合金
複合部材１５と金属製キャップ９および１０との接続強
度は、形状記憶合金複合部材１５の収縮力よりも小さく
される。したがって、もし形状記憶合金複合部材１５が
過電流によってそれ自体が形状記憶合金のオーステナイ
ト相転移温度を越えて加熱されその長さが収縮するなら
ば、形状記憶合金複合部材１５と金属製キャップ９およ
び１０との接続箇所１１における接続は外れ、それによ
って金属製キャップ９（第１の接続点）から１８− 金ｌｉＩ製キャップ１０（第２の接続点）に至る電流経
路が遮断される。ここで注目すべきことは、形状記憶合
金複合部材１５が銅合金を複合したものであるので、そ
の導電性が良好であり、したがって単一のＮＩ　Ｔｌ系
形状記憶合金からなる部材と比べ過電流によって容易に
加熱されやすくなっていることである。

第８図に示される電流遮断器１６の場合、金属製キャッ
プ９（第１の接続点）と金属製キャップ１０（第２の接
続点）とを電気的に連結する材料は、中間接続部材１７
を介して直列に接続された２本の形状記憶合金複合部材
１５および１５′から構成される。ここでも、形状記憶
合金複合部材１５および１５′はその直線度を維持した
ままそれヂれ接続されている。一方の形状記憶合金複合
部材１５と他方の形状記憶合金複合部材１５′とを接続
する中間接続部材１７の接続強度、または形状記憶合金
複合部材１５および１５′と金属製キャップ９および１
０との接続部１１の接続強度は、形状記憶合金複合部材
１５および１５′の収縮力よりも弱いものとされる。し
たがって、形状記憶合金複合部材１５および１５′が、
過電流によりオーステナイト相転移潤度を越えて加熱さ
れて収縮すると、接続部１１（おける接続または中間接
続部材１７における接続が解かれる。こうして、第１の
接続点ｈ１ら第２の接続点に至る電流経路が１ｌＩＩＩ
ｉされる。

第９図に示される電流遮断器１Ｂの場合、金属製°キャ
ップ９（第１の接続点）と金属製キャップ１０（第２の
接続点）とを電気的（′ｌ！結する材料は、形状記憶合
金複合部材１５と、この形状記憶合金複合部材１５より
も単位長さ当たりの電気抵抗が小さい導電性材料１９お
よび１９′とが、並列に接続されて構成される。２本の
ｌｅｔ性材料１９および１９′は加締接続部２０を介し
て直列に接続され、そのそれぞれの端部は接続部１１で
金属製キャップ１０および９にたとえばはんだ付けで固
定される。形状記憶合金複合部材１５は、その−万端が
金属製キャップ１０（第２の接続点）に固定され、その
他方端が加締接続部２０に固定される。そして、加締接
続部２０と金ｌｌＩ製キャップ９（第１の接続点）とを
連結する一方の導電性材料１９′と、形状記憶合金複合
部材１５とは、加締接続部２０を調整することによって
それぞれ引張られた状態となるように接続される＝この
電流遮断器１８は、好ましくは、遮断されるべき電流値
を大きくしたい場合に用いられる。ここで、一方の導電
性材料１９′□と金１１ｔｌｌキャップ９（第１の接続
点）との接続部１１の接続強度、一方の導電性材料１９
′と加締接続部２０との接続強度、または一方の′Ｓ電
性材料１９′の引張り強度は形状記憶合金複合部材１５
の収縮力よりも弱いものとされる。した逢って、形状記
憶合金複合部材１５が過電流によってオーステナント相
転移温度を越えて加熱されると、接続部１１′ｔたは加
締接続部２０にお（ブる接続が解かれ、または一方の導
電性材料１９′が断線して、金属製キャップ９（第１の
接続点）から金属製キャップ１０（第２の接続点）に至
る電波経路が遮麟される。

第７図ないし第９図に示された各実施例におい２１− ては、電流遮断器の形状は全体として筒状をなすもので
あったが、そのようなものに限られない。

たとえば、第１０図に示されるような爪状の電流遮断器
２１であってもよい。この爪状電流遮断器２１は、中間
接続部材１７を介して１続された２個の導電性材料２２
および２３と、−万端が中間接続部材１７に固定された
形状記憶合金複合部材１５とから構成される。導電性材
料２２の端部分には、電流経路内の第１の接続点に都合
良く固定され得るように凹部２４が形成され、一方、導
電性材料２３の端部分には、゛電ｍ＊路内の第２の接続
点に都合良く固定され得るように凹部２５が形成されで
いる。形状記憶合金複合部材１５は、直線度を維持され
たままその他方端が電流経路内の第２の接続点に固定さ
れる。ここで、導電性材料２２の引張り強度、導電性材
料２２と第１の接続点との一統強度、または導電性材料
２２と中間接続部材１７との接続強度は、形状記憶合金
複合部材１５の収縮力よりも小さいものとされる。した
がって、形状記憶合金複合部材１５が、過電流に２２− よってそのオーステナイト相転移潤度を越えて加熱され
その長さが収縮すると、第１の接続点から第２の接続点
に至る電流経路が遮断される。

次に、第１１図ないし第１３図を用いて第３の発明につ
いて説明する。第１１図は、従来の電流遮断器の一例で
ある温度ヒユーズを示す断面図である。第１２図および
第１３図は、それぞれ第３の発明に従った電流遮断器の
各実施例を示す断面図である。

第１１図に示される温度ヒユーズ２６は、導電性材料か
らなる管状ケース２７と、この管状ケース２７の一方端
に電気的に接続された第１のリード線２８と、管状ケー
ス２７の他方端から管状ケース内に延びて配置される第
２のリード１１２９とを備えている。第２のリード線２
９は、その先端部に固定接点３０を有し、かつ絶縁体３
１を介して管状ケース２７に電気的に絶縁されて固定さ
れる。また、図示されるように、管状ケース２７内には
、管状ケース２７の内壁に接し、かつこの管状ケース２
７内を移動可能にされた可動接点３２が配置される。可
動接点３２は、管状ケース２７の一方端側の内壁部に配
置される可溶ベレット３３上に配置されたばね３４によ
って、常に第２のリード線２９の固定接点３０と接触す
るように付勢されている。さらに、第２のリード１１２
９側に向く可動接点３２の表面はばね３５によって押圧
されている。このばね３５の押圧力は図示される状態で
は、ばね３４の押圧力よりも弱いものである。

ここで、第１のリード線２８と第２のリード線２９との
間に所定値以上の電流が流れて濃度ヒューズ２６全体が
発熱すると、可溶ペレット３３は溶解する。したがって
、可溶ペレット３３の上に配置されていたばね３４によ
る可動接点３２への付勢は解かれ、ばね３５による可動
接点３２への押圧によって、可動接点３２と固定接点３
０とは電気的に隔絶された状態となる。こうして、所定
値以上の電流が流れるとその電流経路は遮断される。

上述された温度ヒユーズ２６においては、可動接点３２
と固定接点３０との隔絶された状態は、可溶ペレット３
３が溶解することによって達成される構造となっている
ので、電流遮断動作が温度に対して、つまり通電量に対
して敏感に反応しにくい。また、可溶ペレット３３が一
旦溶解すれば、たとえ温度ヒユーズ２６の温度が降下し
たとしても、可動接点３２と固定接点３０とが再び接触
した状態に復帰することはあり得ない。すなわち、図示
される濃度ヒユーズ２６は、ただ１回の電流遮断動作に
使用されるだけである。これは、経済的に非常に不利で
ある。

第１２図および第１３図にそれぞれ示される第３の発明
に従った電流遮断器３６および３７は、上述された不利
を解消し、繰返して電流遮断動作を行なうことができる
ようにしたものである。

第１２図に示される電流遮断器３６は、導電性材料から
なる管状ケース２７と、この管状ケース２７の一方端に
電気的に接続された第１のリード線２日と、管状ケース
２７の他方端から管状ケース２７内に延びて配置される
先端部に固定接点３２５− Ｏを有しかつ絶縁体３１および３８を介して管状ケース
２７内に電気的に絶縁されて固定される第２のリード線
２９とを有している。管状ケース２７内には、管状ケー
ス２７の内壁に接し、かつ管状ケース２７内を移動可能
にされた可動接点３２が配置される。先に述べた固定接
点３０は、図示されるように、その形状がテーバ形状と
なるように加工されており、可動接点３２には、この形
状と対応した中央開口３９が形成されている。この固定
接点３０のテーバ形状および可動接点３２の中央開口３
９は必ずしも必要なものとは言えないが、固定接点３０
と可動接点３２との電気的導通を確実に行なわせること
において好ましいものであると言える。

管状ケース２７の一方端側の内壁には絶縁体４０が配置
され、この絶縁体４０と可動接点３２との間にばね４１
が配置される。このばね４１は、固定接点３０と可動接
点３２とを常に接触させるように可動接点３２を付勢す
る。固定接点３０と可動接点３２とが接触している状態
では、電流は、２６− 第２のリード１＄２９−固定接点３〇−可動接点３２−
管状ケース２７を通って第１のリード［１２８に流れる
。

可動接点３２と、管状ケース２７の他方端側の内壁との
間には、コイル状に形成された形状記憶合金複合部材４
２が可動接点３２に対して作用し得るように配置されて
いる。この形状記憶合金複合部材４２は、第１の発明に
従ったものであり、したがって導電性が良好なものであ
る。形状記憶合金複合部１１４２は、第１のり−ド［１
２Ｂと第２のリード線２９との間に所定値以上の電流が
流れて電流遮断器３６が形状記憶合金複合部材４２の一
方材料を構成する形状記憶合金のオーステナイト相転移
温度よりも高い温度まで発熱したとき、オーステナイト
相転移によってその長さが伸びるように形状記憶処理さ
れでいる。伸びの量は、以下の動作を達成し得るもので
なければならない。

すなわち、形状記憶合金複合部材４２の長さが伸びるこ
とによって、可動接点３２はばね４１の力に打ち勝って
図において左方向に移動し、その結果固定接点３０と可
動接点３２とが電気的に隔絶される。こうして、第１の
リード線２８と第２のリード線２９との間に所定値以上
の電流が流れると、形状記憶合金複合部材４２の形状記
憶効果によって、電流経路は遮断されることになる。

次に、過電流異常が解消され電流遮断器３６の濃度が低
下すると、形状記憶合金複合部材４２の一方材料を構成
する形状記憶合金はマルテンサイト相に相転移しその長
さが縮むので、ばね４１の力がコイル状に形成された形
状記憶合金複合部材４２の力に打ち勝つ。それによって
、可動接点３２は図において右方向に移動して再び固定
接点３０と接触する。ここにおいて電流遮断１３６は、
電流が遮断される前の状態、つまり電気的導通状態に復
帰する。

第１３図に示される電流遮断器３７においては固定接点
３０の形状が半球状とされ、可動接点３２にはこれに対
応した凹部４３が形成されている。

これは、第１２図におけるテーバ形状とそれに対応した
中央開口との関係におけるのと同様に、固定接点３０と
可動接点３２との電気的導通を確実に行なわせるための
ものである。さらに、この実施例では、固定接点３０と
可動接点３２とを常に接触させるように可動接点３２を
付勢するばね４１と、所定値以上の電流が流れて図示さ
れる電流遮断器３７が発熱したとき固定接点３０と可動
接点３２とを電気的に隔絶させる働きをなす形状記憶合
金複合部材４２とが、ともに可動接点３２と、第１のリ
ード線２８が接続された管状ケース２７の一方端側の内
壁に配置された絶縁体４０との間に配置されている。形
状記憶合金複合部材４２は、図示されるように、コイル
状に形成されており、その両端は固定部材４４および４
５によプてそれぞれ可動接点３２および絶縁体４０に固
定されている。

第１のリード８１２８と第２のリード１１２９との間に
所定値以下の電流が流れているときには、ばね４１は形
状記憶合金複合部材４２の力に打ち勝って可動接点３２
を固定接点３０に接触させている。この実施例で用いら
れる形状記憶合金複合部２９− 材４２は、第１のリード線２８と第２のリード線２９と
の間に所定値以上の電流が流れて電流遮断器３７が形状
記憶合金複合部材４２の一方材料を構成する形状記憶合
金のオーステナイト相転移温度よりも高い温度まで発熱
したとき、オーステナイト相転移によつてその長さが縮
みそれによってば勾４１の力に打ち勝つて可動接点３２
を固定接点３０から引き離すように形状記憶処理されて
いる。したがって、第１のリード線２８と第２のリード
線２９との間に所定値以上の電流が流れるならば、その
電＊、Ｗ路は遮断されることになる。

次に、過電流異常が解消されて電流遮断器３７の温度が
低下すると、形状記憶合金複合部１ｉ８４２はその長さ
が伸びるのでばね４１は形状記憶合金複合部材４２の力
に打ち勝つようになり、それによって可動接点３２を固
定接点３０に接触させる。

こうして、電流遮断器３７は再度電気的導通状態に捜帰
する。　・ 第１２図および第１３図において用いられた形状記憶合
金複合部材４２は、その形状がコイル状３０− に形成されていたが、そのような形状に限られず、たと
えば棒状のものであってもよい。

発明の効果 以上のように、第１の発明によれば、形状記憶効果を有
するＮｉ　Ｔｉ系形状記憶合金と銅合金とを線または条
状に長さ方向の全体にねたつで複合させた形状記憶合金
複合部材であるので、その全体としての導電率は単一の
Ｎｉ　Ｔｉ系形状記憶合金と比べて著しく上昇する。し
たがって、第１の発明に従った形状記憶合金複合部材に
定電圧で通電することによって、それを形状記憶合金の
オーステナイト相転移潤度を越える温度まで加熱するこ
とが容易となる。このことは、換言すれば、形状記憶合
金複合部材を加熱させる働きをなすそこを流れる電流の
値に対して敏感に形状記憶効果を発揮するものと言える
。

第２の発明によれば、電流経路内の第１の接続点と第２
の接続点とを電気的に連結する材料のうちの少なくとも
一部分を第１の発明に従った形状記憶合金複合部材で構
成し、そしてその形状記憶合金複合部材は過電流時にそ
の長さが収縮するように形状記憶処理されているので、
電流経路内を流れる電流が所定値に達すると即座にかつ
確実に電流経路を遮断することができる。これは、形状
記憶合金複合部材の良好な導電性とＩＩｒ！Ｌに敏感な
形状記憶特性とを非常に有効に利用したものと言える。

また、第２の発明に従った電流遮断器の構造はたとえば
従来の筒状ヒユーズと同様にシンプルであるので、−造
的にも有利で量産性が期待される。この第３の発明に従
った電１１ｉＥ″１ｊ１１１ｉｌｓは、従来家庭用に使
われていたヒユーズ、自動車用に使われていたヒユーズ
、またはその他の用途に使われていたヒユーズなどに代
えて有効に利用されることができる。

さらに、第３の発明によれば、形状記憶合金複合部材の
形状記憶特性を利用して可動接点を移動させそれによっ
て電流経路を遮断する構成となっている電流遮断器であ
るので、通常のヒユーズと興なり繰返して使用すること
が可能となる。このことは、経済的に非常に有利なこと
である。繰返して使用できるものとしては、ほかにもマ
グネットタイプの配線用遮断器があるが、これはマグネ
ットを使用しているのでその構造も複雑である。

それ幀比べて、この第３の発明に従った電流遮断器は、
よりシンプルな構造であり、それゆえに必要に応じてよ
り小型にすることができ、また軽量にすることができる
。このことはひいては電流遮断器自体のコストの削減に
もつながる。

さらに、第３の発明に従った電流遮断器においては、形
状記憶合金複合部材の一方材料を構成する形状記憶合金
の変態温度やばね強さなどの条件を適宜に選択できるの
で、所定の温度または所定の電流値で遮断動作を行なう
ように設計することが非常に容易となる。

諌だ、この第３の発明は、第２の発明と同様に、形状記
憶合金複合部材の良好な導電性と温度に敏感な形状記憶
合金の形状記憶特性とを有効に利用した構造となってい
るので、その電流遮断動作が温度つまりは過電流に対し
て非常に敏感なものとなる。

３３− 宜ｍ Ｎ１を５５重量％含有し、残部がＴ１よりなるＮＩ　Ｔ
１合金轢とＣｕパイプとを嵌合し、それに伸線加工と中
間熱処理とを施して直径０．５膳−の複合線を製造した
。このとき、ＮＩ　Ｔ１合金からなる心材の直径は０．
４１霧であった。そして、複合線の全体としての導電率
は３６％ｌＡＣ３であった。この複合棒材を外径８１−
の棒材に密に巻き５００℃にて１０分間加熱し形状記憶
処理した。

このコイル状に３０回轡かれた複合棒（長さ約１５■）
を、長さ５００鋤−に伸ばし、その債これに５ｖの定電
圧を付加したところ瞬時に形状回復した。

比較のために、この複合棒の心材と同じ組成のＮＩ　Ｔ
１合金よりなる０、５腸■の線材を同形状のコイル状に
して同様のテストを行なったところ、なかなか形状回復
しなかった。

哀１」ＬＬ 第４図に示される断面構造の形状記憶合金複合部材を製
造した。この形状記憶合金複合部材の全３４− 、木としての導電率は３０％ＴＡＣ８であった。これを
、実施例１と同様に、直線状に形状記憶処理した債、ロ
ボットの関節部を作動させるためのホットワイヤ（通電
して作動させるもの）として使用したところ、ＮｉＴｉ
合金よりなる線に比べて、敏感（反応して動きが速やか
になった。

哀１」」− Ｎｌを５４．８重量％含有し残部がＴＩよりなるＮＩ　
Ｔｉ合金条（厚さ０．２ｍｗｘｌ１０．５ｏ＋Ｉ）を用
いて、それが１２０℃に加熱されるとその長さが約５％
収縮するように予め形状記憶処理した。

そして、その合金条の表面にＣＬＩめっきを施して全体
としての導電率が６０％ＴＡＣ８となるようにした。こ
の合金条を第１４図に示すように、導電性材料よりなる
２個の固定端部４６および４７に合金条の直線度を維持
したままではんだ付け４８および４９によって固定した
。そして、これを従来のヒユーズの代わりに使用したと
ころ、温度が１２０℃になったとき合金条は収縮し始め
、温度が１４０℃になるまでに確実に電流が遮断された
。

また、ＮＩ　Ｔ１合金よりなる条材を用いて第１４図に
示される構造のものを製造しかつ上述された複合条材と
同様の効果を生じさせるためには、高価なＮＩ　Ｔ１合
金を約３０倍も使用する必要があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単一のＮＩ　Ｔ１合金よりなる線材を示す断
面図である。！２図ないし第５図は、それぞれ第１の発
明に従った形状記憶合金複合部材の実施例を示す断面図
であり、各図は複合化の態様において相違する。第６図
は、従来の筒状ヒユーズを示す正面図であり、その一部
が破断して示される。第７図ないし第９図は、それぞれ
第２の発明に従った電流遮断器の実施例を示す正面図で
あり、それぞれその一部が破断して示されている。 第１０図は、第２の発明に従った電流遮断器のさらに他
の実施例を示す正面図である。第１１図は、従来の温度
ヒユーズを示す断面図である。第１２図および第１３図
は、それぞれ第３の発明に従うた電流遮断器の実施例を
示す断面図である。第１４図は、実施例３を説明するた
めに用いられる図であり、この発明に従った形状記憶合
金複合部材が導電性材料よりなる２個の固定端部間で固
定されている状態を示す図である。 図（おいて、２．５．６，７．１５お′よび４２は形状
記憶合金複合部材、３は形状記憶合金、４は銅合金、９
および１０は金属製キ譬ツブ、１４゜１６．１Ｂ、２１
．３６および３７は電流遮断器、１７は中間接続部材、
１９および１９′はＩＩＩ性材料、２７は管状ケース、
２日は第１のリード轢、２９は第２のリード輸、３０は
固定接点、３１は絶縁体、３２は可動接点、４１はばね
を示す。 ３７一

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）　形状記憶効果を有する形状記憶合金と、銅合金
   とを、綜または条状に長さ方向の全体にわたって複合さ
   せた形状記憶合金複合部材であって、前記形状記憶合金
   は、Ｎ１を５３〜５７重量％含有し残部がＴ１よりなる
   組成か、または前記ＮＩもり、＜＆ｔＴｉ　１７）一部
   がＣｔｌ　、　Ｖ、　Ａｌｌ、　１１　＃ＣＯを含む群
   から選ばれた１種以上の金属で置換された組成であり、
   かつそのオーステナイト相転移温度が０〜１５０℃であ
   り、 前記銅合金は、Ｃｕを８０重最％以上含有する組成であ
   る、形状記憶合金複合部材。
2. （２）　全体としての導電率が２０％Ｉ　ＡＣ８以上で
   ある、特許請求の範囲第１項記載の形状記憶合金複合部
   材。
3. （３）　前記銅合金は、線または条状に伸びた前記形状
   記憶合金の外周面上に配置される、特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の形状記憶合金複合部材。
4. （４）　前記銅合金は、条状に延びた前記形状記憶合金
   の上面上に配置される、特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の形状記憶合金複合部材。
5. （５）　前記銅合金は、条状に延びた前記形状記憶合金
   の上面および下面上に配置される、特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の形状記憶合金複合部材。
6. （６）　電流経路内の一定の離隔された位置で固定され
   る第１の接続点と第２の接続点との間に配置され、過電
   流のときに前記第１の接続点から前記第２の接続点に至
   る電流経路を遮断する電流遮断器において、 前記第１の接続点と前記第２の接続点とを電気的に連結
   する材料のうちの少なくとも一部分を、形状記憶効果を
   有する形状記憶合金と銅合金とを線または条状に長さ方
   向の全体にわたって複合させた形状記憶合金複合部材で
   構成し、 前記形状記憶合金は、Ｎ１を５３〜５７重−％含有し、
   残部がＴ１よりなる組成か、または前記ＮｌもしくはＴ
   １の一部がＣｕ　、Ｖ、ＡＬ　Ｆｅ　＊ＣＯを含む群か
   ら選ばれた１種以上の金属七菅換された組成であり、か
   つそのオーステナイト相転移温度が０〜１５０℃であり
   、 前記鋼合金は、ＣＩＪを８０１１１％以上含有する組成
   であり、 前記形状記憶合金複合部材は、過電流によってそれ自体
   が前記形状記憶合金のオーステナイト相転移温度を越え
   て加熱されるとその長さが収縮するように形状記憶処理
   されており、 前記形状記憶合金複合部材が収縮することによって、一
   定の離隔された位置で固定される前記第１の接続点と前
   記第２の接続点とを連結する材料の長さが短くなり、そ
   れによって前記第１の接続点から前記第２の接続点に至
   る電流経路が遮断される、ｍｍ遮断器。
7. （７）　前記第１の接続点と前記第２の接続点とを電気
   的に連結する材料は、その全部が前記形状記憶合金複合
   部材で構成される、特許請求の範囲第６項記載の電流遮
   断器。
8. （８）　前記第１の接続点と前記第２の接続点とを電気
   的に連結する材料は、中間接続部材を介して直列に接続
   された２本の形状記憶合金複合部材から構成される、特
   許請求の範囲第６項記載のｔ［＊ｌ［。
9. （９）　前記第１の接続点と前記第２の接続点とを電気
   的に連結する材料は、１ｔｇ紀形状記情合金複合部材と
   、前記形状配憶合金複合部材よりも単位長さ当たりの雷
   気抵抗が小さい部材とが、並列に接続されて構成される
   、特許請求の範囲第６項記載の電流遮断器。
10. （１０）　前記形状記憶合金複合部材は、直線状態で形
    状記憶処理され、その後ダイスを用いた冷開伸線加工に
    よってその長さが５％以上伸長された綿である、特許請
    求の範囲第６項ないし第９項のいずれかに記載の電流遮
    断器。
11. （１１）　全体として筒状をなし、その筒状の頭部が前
    記第１の接続点を構成し、その筒状の底部が前記第２の
    接続点を特徴する特許請求の範囲第６項ないし第１０項
    のいずれかに記載の電流遮断器。
12. （１２）　導電性材料からなる管状ケースと、前記管状
    ケースの一方端に電気的に接続された第１のリード線と
    、 前記管状ケースの他方端から前記管状ケース内に伸びて
    配憶される先端部に固定接点を有し、かつ絶縁体を介し
    て前記管状ケースに電気的に絶縁されて固定される第２
    のリード線と、 前記管状ケースの内壁に接して配置され、かつ前記管状
    ケース内を移動可能にされる可動接点と、前記管状ケー
    ス内に配置され、かつ前記固定接点と前記可動接点とを
    常に接触させるように前記可動接点を付勢するばねと、 前記可動接点に対して作用し得るように前記管状ケース
    内に配置され、かつ前記第１のリード線と前記第２のリ
    ード線との間に所定値以上の電流が流れて発熱したとき
    、その長さを変えるように形状記憶処理された形状記憶
    合金複合部材とを、備え、 ５− 前記形状記憶合金複合部材は、形状記憶効果を有する形
    状記憶合金と銅合金とが線または条状に長さ方向の全体
    にわたって複合されるものであり、前記形状記憶合金は
    、Ｎ１を５３〜５７重量％含有し残部がＴ１よりなる組
    成か、または前記Ｎ１もしくはＴ１の一部がＣＯ、Ｖ、
    Ａｊｌｌ　Ｆｅ　。 ＣＯを含む群から選ばれた１種以上の金属で置換された
    組成であり、かつそのオーステナイト相転移温度が０〜
    １５０℃であり、 前記銅合金は、ＣＬＩを８０１！ｆｉ１％以上含有する
    組成であり、 前記形状記憶合金複合部材の長さの変化によって前記可
    動接点は前記管状ケース内を移動し、それによって前記
    固定接点と前記可動接点とは電気的に隔絶される、ｗｔ
    電流遮断器