JPS593835A - 温度感応素子 - Google Patents
温度感応素子Info
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- JPS593835A JPS593835A JP11223182A JP11223182A JPS593835A JP S593835 A JPS593835 A JP S593835A JP 11223182 A JP11223182 A JP 11223182A JP 11223182 A JP11223182 A JP 11223182A JP S593835 A JPS593835 A JP S593835A
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Landscapes
- Thermally Actuated Switches (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】
この発明は、濡度度化に応じて形状が変化覆る形式の温
度感応素子の改良に関する。
度感応素子の改良に関する。
従来、温度感応素子どじでは、渇度変１ヒにＷう金属の
熱１ｋｌ′Ｊ張や溶断を利用しｌ；バイメタル、ヒユー
ズなどが一般に使用されている。しかしながら、バイメ
タルでは、成る程度の温度範凹内で連続的に感渇し得る
が、特定の温度で鋭敏に反応するこどは不可能である。
熱１ｋｌ′Ｊ張や溶断を利用しｌ；バイメタル、ヒユー
ズなどが一般に使用されている。しかしながら、バイメ
タルでは、成る程度の温度範凹内で連続的に感渇し得る
が、特定の温度で鋭敏に反応するこどは不可能である。
温度に対して連続的に漸次変化づるにすぎない熱膨張を
利用するものだからである。それゆえに湿度変化に対応
する変位量を増大させることも不可能であった。
利用するものだからである。それゆえに湿度変化に対応
する変位量を増大させることも不可能であった。
他方、近年、形状記憶合金からなる感）島素子あるいは
サーマルアクチュエータが提案されている。
サーマルアクチュエータが提案されている。
形状記憶合金は、フルテンサイ１〜変態に基づく結晶構
造の変化によりその形状を変化させるものである。しか
しながら、マルテンサイト変態の変態温度および逆変態
温度は材料固有のものであるため、材料の組成を変える
ことによりあるいはばねなどとの併用により、変態）Ｂ
度および変位を一応制御可能であるが、その制御幅はか
なり小さく、極めて不充分なものにすぎなかった。
造の変化によりその形状を変化させるものである。しか
しながら、マルテンサイト変態の変態温度および逆変態
温度は材料固有のものであるため、材料の組成を変える
ことによりあるいはばねなどとの併用により、変態）Ｂ
度および変位を一応制御可能であるが、その制御幅はか
なり小さく、極めて不充分なものにすぎなかった。
さらに、上）ホされた従来の感温材料、プなわちバイメ
タル、ヒユーズまたは形状記憶合金はイベて１個の温度
範囲または成る特定の温度で感温づるにすぎず、多数の
温度において段階的に感温し得るものではなかった。
タル、ヒユーズまたは形状記憶合金はイベて１個の温度
範囲または成る特定の温度で感温づるにすぎず、多数の
温度において段階的に感温し得るものではなかった。
それゆえに、この発明は、複数個の温度値において感温
づることができ、かつ温度変化に基づく形状の変化間を
大きくとることができる、温度感応素子を提供すること
である。
づることができ、かつ温度変化に基づく形状の変化間を
大きくとることができる、温度感応素子を提供すること
である。
この発明は、要約ゴれば、熱弾性型マルテンサイト変態
に基づく形状記憶効果を有し、かつ変態温度おＪ：び逆
変態）Ｂ度が異なる複数個の合金部材を連結してなる、
温度感応素子である。
に基づく形状記憶効果を有し、かつ変態温度おＪ：び逆
変態）Ｂ度が異なる複数個の合金部材を連結してなる、
温度感応素子である。
「熱弾性型マルテンリイ［・変態」とは、変態温度と逆
変態１ｍ度との差が比較的小さなマルテンサイト変態を
いう。この発明は、仰態温麿および逆変態温度が相互に
ｊｌｉ！なる複数個の熱弾性型マルテンサイト変態を生
じる合金部材を連結することにより、複数の温度範囲あ
るいは温度値にＣ１３いて感応しく！する温度感応素子
を提供づるものである。
変態１ｍ度との差が比較的小さなマルテンサイト変態を
いう。この発明は、仰態温麿および逆変態温度が相互に
ｊｌｉ！なる複数個の熱弾性型マルテンサイト変態を生
じる合金部材を連結することにより、複数の温度範囲あ
るいは温度値にＣ１３いて感応しく！する温度感応素子
を提供づるものである。
この発明に用いられる［熱弾性型マルテンサイト変態」
を生じる「合金部材」としては、具体的には、（１）５
０〜６０重量％のＮ１と４０〜５０比聞％のＴ１からな
るＮＩ Ｔ１合金、またはこのＮＩ Ｔ１合金のＮ１も
しくはＴＩの一部が、［ｅ、Ｃｏ、ＣＵ、ＡＩ 、Ｖ、
ｌｒなどの元素からなる群から選択される一種以上の元
素で［換されたＮＩ Ｔ１合金、あるいはＣｌ−７ｎ合
金、 Ｃ１−△１合金、もしくはＣＵ−３ｎ合金などの
銅合金、または８銅合金の一部が７−ｎ、Δ１，３ｎ。
を生じる「合金部材」としては、具体的には、（１）５
０〜６０重量％のＮ１と４０〜５０比聞％のＴ１からな
るＮＩ Ｔ１合金、またはこのＮＩ Ｔ１合金のＮ１も
しくはＴＩの一部が、［ｅ、Ｃｏ、ＣＵ、ＡＩ 、Ｖ、
ｌｒなどの元素からなる群から選択される一種以上の元
素で［換されたＮＩ Ｔ１合金、あるいはＣｌ−７ｎ合
金、 Ｃ１−△１合金、もしくはＣＵ−３ｎ合金などの
銅合金、または８銅合金の一部が７−ｎ、Δ１，３ｎ。
Ｓｌ、Ｍｎ、！ｖｌｏ、Ｑａ、Ｇｏ、ｌ”１．Ｚｒ、Ｂ
。
。
もしくは希土類元素などから構成さけるｌ！Ｙから）ｎ
択される一種以上の元素で置換されたベータ黄銅型４Ｍ
通を有する銅合金が用いられ（ｑる。
択される一種以上の元素で置換されたベータ黄銅型４Ｍ
通を有する銅合金が用いられ（ｑる。
複数個の合金部材の「連結」は、様々な公知の連結方法
により行なわれ得る。たとえば各合金部材は相互に直接
接合されていてもよく、あるいは各合金部材間に公知の
連結手段が取付けられていてもよい。また、各合金部材
は「？！数個」連結されていればよいのであって、２個
以上であればいくつ連結されていてもよい。さらに、必
ずしも各合金部材は「直列」に連結される必要はなく、
「並列Ｊに連結されていてもよい。
により行なわれ得る。たとえば各合金部材は相互に直接
接合されていてもよく、あるいは各合金部材間に公知の
連結手段が取付けられていてもよい。また、各合金部材
は「？！数個」連結されていればよいのであって、２個
以上であればいくつ連結されていてもよい。さらに、必
ずしも各合金部材は「直列」に連結される必要はなく、
「並列Ｊに連結されていてもよい。
好ましくは、変態温度および逆変ａ温度の各合金部材間
の差は、最も近いもので２０℃以下に選ばれ得る。これ
によって、各合金部材の形状変化を近接した湿度で達成
することができ、ピたがって多段に感温するだ（〕でな
く、連袂的にも広範な温度範囲で変化し１りるようにづ
ることができる。
の差は、最も近いもので２０℃以下に選ばれ得る。これ
によって、各合金部材の形状変化を近接した湿度で達成
することができ、ピたがって多段に感温するだ（〕でな
く、連袂的にも広範な温度範囲で変化し１りるようにづ
ることができる。
さらに、各合金６１）材を、７目源に接続し、通７ば加
熱し、かつこの電流を制囲づることにより、湿度変化に
ｌづく形状の駐止Ｊなわち仰位をｌｉ ｆｌに１ｌＩＩ
ＩｌｌＩＩすることも可能である。
熱し、かつこの電流を制囲づることにより、湿度変化に
ｌづく形状の駐止Ｊなわち仰位をｌｉ ｆｌに１ｌＩＩ
ＩｌｌＩＩすることも可能である。
以上のように、この発明によれば、熟弾性型マルテンリ
イト変態に糾づく形状記憶効果をイｊし、かつ変Ｍ、温
度および逆変憇温ｊ衰が異なる複数個の合金部材を連結
づるため、広範な温度範囲て・多段に感応（るこができ
、かつ温度変化に基づく変位を任廖、に制御し１ｑる温
度感応素子を１ｑることができる。この発明の導度感応
素子は、たとえＩＪ第１段で瀾の洲いたことを検知し、
第２段′Ｃ沸かし過ぎを検知するような多段温度検知器
、あるいは多段動作が賛求されるマニピュレータなどの
ロボット４にど、広範な産業分野において用いられ伺る
。
イト変態に糾づく形状記憶効果をイｊし、かつ変Ｍ、温
度および逆変憇温ｊ衰が異なる複数個の合金部材を連結
づるため、広範な温度範囲て・多段に感応（るこができ
、かつ温度変化に基づく変位を任廖、に制御し１ｑる温
度感応素子を１ｑることができる。この発明の導度感応
素子は、たとえＩＪ第１段で瀾の洲いたことを検知し、
第２段′Ｃ沸かし過ぎを検知するような多段温度検知器
、あるいは多段動作が賛求されるマニピュレータなどの
ロボット４にど、広範な産業分野において用いられ伺る
。
以下、実施例につぎＩＪ明リする。
衷、１１工
Ｃｕ、Ｚｒ＋ＪＪよびＡ１からなり、逆変ａｍｆｆｌが
４０℃、６０℃および１００℃となるような合金部材を
準備した。各合金部材を、直径２１１１１１１、長さ１
Ｑｃｍに加工し、第１図に示すように長手方向に延びる
よう相互にバツ］−ウエルダにより接合したつ第１図で
は、遠度Ｂ温度が４０℃の合金部材１、逆変Ｆｉｌ温度
が６０℃の合金部材２および逆変態温度が１００℃の合
金部材３が順次左側から右側へ接続されて一直線に延ば
されているのが理解されるであろう。このようにして形
成した実施例１の温度感応素子４を、直線形状に固定し
たまま７５０℃から水中焼き入れした。次に、０℃の氷
水中で第２図に示すようなリング形状に曲げ加工を施し
た。次に、５０℃、７０℃および１００℃に順次加熱づ
゛ると、各合金部材１，２．３が、それぞれ第３図、第
４図および第５図に示すように、各温度に感応し、順次
直線形状に戻った。づなわち、４０℃で合金部材１が直
線形状となり、６０℃−（−合金部材２が直線形状とな
り、１００℃で合金部材３が直線形状に廓化し、したが
って１００℃で前記合金部材は一直線となり温度感応水
子４全体が直線となった。
４０℃、６０℃および１００℃となるような合金部材を
準備した。各合金部材を、直径２１１１１１１、長さ１
Ｑｃｍに加工し、第１図に示すように長手方向に延びる
よう相互にバツ］−ウエルダにより接合したつ第１図で
は、遠度Ｂ温度が４０℃の合金部材１、逆変Ｆｉｌ温度
が６０℃の合金部材２および逆変態温度が１００℃の合
金部材３が順次左側から右側へ接続されて一直線に延ば
されているのが理解されるであろう。このようにして形
成した実施例１の温度感応素子４を、直線形状に固定し
たまま７５０℃から水中焼き入れした。次に、０℃の氷
水中で第２図に示すようなリング形状に曲げ加工を施し
た。次に、５０℃、７０℃および１００℃に順次加熱づ
゛ると、各合金部材１，２．３が、それぞれ第３図、第
４図および第５図に示すように、各温度に感応し、順次
直線形状に戻った。づなわち、４０℃で合金部材１が直
線形状となり、６０℃−（−合金部材２が直線形状とな
り、１００℃で合金部材３が直線形状に廓化し、したが
って１００℃で前記合金部材は一直線となり温度感応水
子４全体が直線となった。
）
Ｘ瀞」［と
Ｎｌ 、ＴＩから、逆変ｆｉｌ濡度ツメ６０℃、７０℃
および８０℃となる組成の直径１ｍｍの合金線を準備し
た。各合金１１１．１２．１３をハツトウエルダで接続
し、全体を第６図に示すように密にコイリングした。こ
のようにして形成した各合金線１１．１２．１３からな
るコイル１４を、（野に二Ｊイリンクした状態を保らつ
つ５００℃て１０＋）間１７１１熱した（娶に、至濡で
第７図に示すように引き仲ＩＪ’ した。なＪ３、第６
図おＪ：び第７図から明らかなように、逆変態）島度が
６０℃、７０″Ｃおよび８０℃の各合金線１１，１２．
１３は、左側から順に合金線１１，１２．１３が弁、ト
ように接合され工いる。次に、このようにして形成した
コイル１４を、６０℃、７０’ＣＪ３Ｊ：び８０℃に順
次加熱したところ、それぞれ第８図、第９図Ｊ３よび第
１０図に示づように、順次収縮した。ブなわら、）温度
が６０℃となったとき合金線１１が収縮し、７０℃では
合金Ｉ！１２からなるコイルが収縮し、８０℃では合金
線１３からなるコイルが収縮し、したがって８０℃では
コイル１４全体が収縮し第６図に示した密にコイリング
されたコイル′１４と同一形状となった。
および８０℃となる組成の直径１ｍｍの合金線を準備し
た。各合金１１１．１２．１３をハツトウエルダで接続
し、全体を第６図に示すように密にコイリングした。こ
のようにして形成した各合金線１１．１２．１３からな
るコイル１４を、（野に二Ｊイリンクした状態を保らつ
つ５００℃て１０＋）間１７１１熱した（娶に、至濡で
第７図に示すように引き仲ＩＪ’ した。なＪ３、第６
図おＪ：び第７図から明らかなように、逆変態）島度が
６０℃、７０″Ｃおよび８０℃の各合金線１１，１２．
１３は、左側から順に合金線１１，１２．１３が弁、ト
ように接合され工いる。次に、このようにして形成した
コイル１４を、６０℃、７０’ＣＪ３Ｊ：び８０℃に順
次加熱したところ、それぞれ第８図、第９図Ｊ３よび第
１０図に示づように、順次収縮した。ブなわら、）温度
が６０℃となったとき合金線１１が収縮し、７０℃では
合金Ｉ！１２からなるコイルが収縮し、８０℃では合金
線１３からなるコイルが収縮し、したがって８０℃では
コイル１４全体が収縮し第６図に示した密にコイリング
されたコイル′１４と同一形状となった。
Ｋ瀞」シシ
実施例２で用いたコイル１４と同一のコイルを準備し、
第１１図に示すように固定部材２５と可動部材２６との
間に取付けた。第１１図から明らかなように、固定部材
２５から可動部０２Ｇの方に順次逆変態潤度が６０℃、
７０℃および８０℃の合金線１１，１２．１３からなる
コイルが連結されている。可動部材２６の反対側には、
固定部材２７との間に通常の鋼で形成されたコイルばね
２８を最何けた。したがって、コイル１４とコイルばね
２５との力の釣り合いにより、可動部材２６の位置が定
まっている。一方の固定部材２５と、可動部材２６との
間に、電源２９および制御ＪＩＩ装買３０を直列に接続
した。すなわち固定部材２５および゛可動部材２６を介
してコイル１４に電源２９および！ｂｌｌ ｔｌｌ装ｒ
Ｉｊ１３０で制御されるパルス電流を通電した。このよ
うにパルス電流を通ｍ ケ−ることににす、コイル１４
の各合金線１１，１２．１３を加熱したところ、各合金
線１１，１２．１３の逆変態温度６０℃、７０℃１１３
よび８０℃で順次コイル１４が収縮し、可動部材２６の
位置△が第１２図、第１３図および第１４図に示プよう
に順次左方に移動しｔ；。ところで、コイル１４に流づ
電流を制御１１ＨＩｆｆｉ３０で制御ＩＩツることによ
り、コイル１４にお（）る発熱を畠精度に制御し得るた
め、このパルス制御にＪｚり可動部材２６の位置Ａを任
唐にｊｌｌ定りることが円曲て゛あった。
第１１図に示すように固定部材２５と可動部材２６との
間に取付けた。第１１図から明らかなように、固定部材
２５から可動部０２Ｇの方に順次逆変態潤度が６０℃、
７０℃および８０℃の合金線１１，１２．１３からなる
コイルが連結されている。可動部材２６の反対側には、
固定部材２７との間に通常の鋼で形成されたコイルばね
２８を最何けた。したがって、コイル１４とコイルばね
２５との力の釣り合いにより、可動部材２６の位置が定
まっている。一方の固定部材２５と、可動部材２６との
間に、電源２９および制御ＪＩＩ装買３０を直列に接続
した。すなわち固定部材２５および゛可動部材２６を介
してコイル１４に電源２９および！ｂｌｌ ｔｌｌ装ｒ
Ｉｊ１３０で制御されるパルス電流を通電した。このよ
うにパルス電流を通ｍ ケ−ることににす、コイル１４
の各合金線１１，１２．１３を加熱したところ、各合金
線１１，１２．１３の逆変態温度６０℃、７０℃１１３
よび８０℃で順次コイル１４が収縮し、可動部材２６の
位置△が第１２図、第１３図および第１４図に示プよう
に順次左方に移動しｔ；。ところで、コイル１４に流づ
電流を制御１１ＨＩｆｆｉ３０で制御ＩＩツることによ
り、コイル１４にお（）る発熱を畠精度に制御し得るた
め、このパルス制御にＪｚり可動部材２６の位置Ａを任
唐にｊｌｌ定りることが円曲て゛あった。
第１図１よ、この発明の第１の実施例の温度感応素子に
用いられる合金部材を示づ平面図である。 第２図は１．第１図に示された合金部材を変態温度以下
で加工”したＩべ態を示づ平面図である。第３図ないし
第５図°は、この発明の第１の実施例にお（）る形状回
復の状態を示４平面図である。第６図は、この発明の１
２の実施例に用いられる合金部材を示プ平面図である。 第７図は第６図に示された合金部材を変態温度以下で引
張り加工した状態を示づ平面図である。第８図ないし第
１０図は、この発明の第２の実施例における形状回復の
状態を示づ平面図である。第１１図は、この発明の第３
の実施例を示す略図的側面図である。第１２図ないし第
１４図は、この発明の第３の実施例における形状回復の
状態を示す略図的側面図である。 図において、１，２．３．１１．１２，１］Ｊｌ！１弾
性型マルテンサイト変態を生じる合金部材、４．１４は
各合金部材を連結してなる温度感応素子を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第 １凹 猟乙凶毛ろ図 卑 ４の
用いられる合金部材を示づ平面図である。 第２図は１．第１図に示された合金部材を変態温度以下
で加工”したＩべ態を示づ平面図である。第３図ないし
第５図°は、この発明の第１の実施例にお（）る形状回
復の状態を示４平面図である。第６図は、この発明の１
２の実施例に用いられる合金部材を示プ平面図である。 第７図は第６図に示された合金部材を変態温度以下で引
張り加工した状態を示づ平面図である。第８図ないし第
１０図は、この発明の第２の実施例における形状回復の
状態を示づ平面図である。第１１図は、この発明の第３
の実施例を示す略図的側面図である。第１２図ないし第
１４図は、この発明の第３の実施例における形状回復の
状態を示す略図的側面図である。 図において、１，２．３．１１．１２，１］Ｊｌ！１弾
性型マルテンサイト変態を生じる合金部材、４．１４は
各合金部材を連結してなる温度感応素子を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第 １凹 猟乙凶毛ろ図 卑 ４の
Claims (5)
- （１） 熱弾性型マルテンサイ］−変態に基づく形状記
憶効果を有し、かつ変Ｂ調度および逆変態温度がＶ４な
る複数個の合金部材を連結してなる、温度感応素子。 - （２） 前記各合金部材間の変Ｐｔ！！温度および逆変
態温度の差が２０℃以下である、特許請求の範囲ｗＳＩ
項記載の温度感応素子。 - （３） 前記合金部材は、５０〜６０重量％のＮ１と４
０〜５０重量％の王１とからなるＮｌＴ１合金、または
前記ＮＩ Ｔ１合金のＮ１もしくはＴ１の一５部がＦｅ
、Ｃｏ、Ｃ０，ＡＩ 、■、７−ｒ、などｉｔｓ ’Ｉ
うなる群から選択される一種以上の元素で＠換されてい
るＮｉ’ｌ１合金から構成される、特許請求の範囲第１
項または第２項記載の温度感応素子。 - （４） 前記合金部材は、Ｃｕ−７ｎ合金、ＣＵ−ＡＩ
合金もしく１ｔｃｕ−３ｎ合金の各銅合金、また（よ前
記各銅合金の一部がＺｎ、△ｌ 、３ｎ、Ｓｌ 、Ｍｎ
、ＭＯ，Ｃ８，Ｇｅ、ＴＩ、Ｚｒ、［３、希土類元素か
ら（６成される８Ｙから選択される一種以上の冗素によ
り置換されている、ベータ黄銅型構造を右する銅合金に
より構成されている、特許請求の範囲第１ ＴＪ’ｉま
たは第２項記載の温度感応素子。 - （５） 前記合金部材間の！ｉ！結け、各合金部材を接
合づることににり達成されている、特８Ｔｆｉ１Ｎ求の
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の温度感応累
Ｔ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223182A JPS593835A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 温度感応素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223182A JPS593835A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 温度感応素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593835A true JPS593835A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14581523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11223182A Pending JPS593835A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 温度感応素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593835A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60208440A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱感応装置 |
| US4750953A (en) * | 1983-12-26 | 1988-06-14 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Copper-base shape-memory alloys |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP11223182A patent/JPS593835A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750953A (en) * | 1983-12-26 | 1988-06-14 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Copper-base shape-memory alloys |
| JPS60208440A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱感応装置 |
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