JPS6059054A - 熱応動素子 - Google Patents
熱応動素子Info
- Publication number
- JPS6059054A JPS6059054A JP16743783A JP16743783A JPS6059054A JP S6059054 A JPS6059054 A JP S6059054A JP 16743783 A JP16743783 A JP 16743783A JP 16743783 A JP16743783 A JP 16743783A JP S6059054 A JPS6059054 A JP S6059054A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- shape memory
- temp
- thermal response
- transformation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は温度変化に対する作動能が大きい高感度熱応動
素子に関するものである。
素子に関するものである。
一般に熱応動素子としては、構造が簡単であシ、価格も
低いためバイメタルが多用されている。バイメタルは熱
膨張係数の異なる２種類以上の金属板を圧接した構造を
有するもので、温度変化に比例してわん血液形する作用
を利用している。従っ゛て使用する金属材料の熱膨張差
でバイメタルとしての性能−わん曲係数（温度描シのわ
ん曲率）が決定される。現用の最も高感度なバイメタル
はＪＩＳ ＴＭＩ に分類されるもので、低膨張側がア
ンバー、高膨張側がマンガン合金で構成されたわん曲係
数１９．６ Ｃｘｌｏ ／”Ｏ）のバイメタルである。
低いためバイメタルが多用されている。バイメタルは熱
膨張係数の異なる２種類以上の金属板を圧接した構造を
有するもので、温度変化に比例してわん血液形する作用
を利用している。従っ゛て使用する金属材料の熱膨張差
でバイメタルとしての性能−わん曲係数（温度描シのわ
ん曲率）が決定される。現用の最も高感度なバイメタル
はＪＩＳ ＴＭＩ に分類されるもので、低膨張側がア
ンバー、高膨張側がマンガン合金で構成されたわん曲係
数１９．６ Ｃｘｌｏ ／”Ｏ）のバイメタルである。
しかしながら近年ロボットや人工錆星などのアクチュエ
ータや感温素子には、軽量なものが要求され、同一作動
能ならば小型化がＩＪＴＮＩ Ｋ ｉる。鴎感度熱応動
素子が望まれていた。
ータや感温素子には、軽量なものが要求され、同一作動
能ならば小型化がＩＪＴＮＩ Ｋ ｉる。鴎感度熱応動
素子が望まれていた。
一方、高感度な熱応動素子としてはＮｒ −Ｔｉ系合金
からなるニチ７ノールなどの合金の形状記憶効果を利用
したものがあるが、こ九らは合金の変態現象に伴なうも
ので、変態温度前後でのみ応動し、バイメタルのように
ある温度範囲で、温度変化に比例した作動力をとりだす
ことができなかった。
からなるニチ７ノールなどの合金の形状記憶効果を利用
したものがあるが、こ九らは合金の変態現象に伴なうも
ので、変態温度前後でのみ応動し、バイメタルのように
ある温度範囲で、温度変化に比例した作動力をとりだす
ことができなかった。
本発明は上記従来技術の欠点を克服し、宇宙機器やロボ
ットの感温素子やアクチュエータに好適な高感度の熱応
動素子を提供するものでおる。
ットの感温素子やアクチュエータに好適な高感度の熱応
動素子を提供するものでおる。
Ｃ発明の概要〕
本発明の高感度熱応動素子は、部分的に異なった変態温
度を有する形状記憶合金で構成し、または異なった変態
温度を複数個接合して構成し各変態温度より高温度また
は低温度で予め歪みを与えたことを特徴としている。
度を有する形状記憶合金で構成し、または異なった変態
温度を複数個接合して構成し各変態温度より高温度また
は低温度で予め歪みを与えたことを特徴としている。
本発明の熱応動素子は部分的に異なった変態温度を有す
る形状記憶合金で構成または異なった変態温度を有する
形状記憶合金を複数個接合して構成し且つ各変態温度よ
り高温度または低温度で予め歪みを与えることによシ昇
降温時に、各分割部分が変態温度に到達するに従って順
次その形状記憶効果を出現させて、結果的にその合金全
体として、予め与えられた歪み量に相当する変形を出現
又は消滅きせることか出来るのを特徴としている。
る形状記憶合金で構成または異なった変態温度を有する
形状記憶合金を複数個接合して構成し且つ各変態温度よ
り高温度または低温度で予め歪みを与えることによシ昇
降温時に、各分割部分が変態温度に到達するに従って順
次その形状記憶効果を出現させて、結果的にその合金全
体として、予め与えられた歪み量に相当する変形を出現
又は消滅きせることか出来るのを特徴としている。
本発明を構成する形状記憶合金はＡｇ−Ｃｄ合金、Ａｕ
−Ｃｄ合金、０ｕ７ＡＡ−Ｎｆ金合金０ｕ−Ａｕ−Ｚｎ
合金、０ｕ−８ｕ合金、０ｕ−Ｚｎ合金、０ｕ−Ｚｎ−
Ｘ （Ｘ＝ Ｓ ｉ 、 ａｎ 。
−Ｃｄ合金、０ｕ７ＡＡ−Ｎｆ金合金０ｕ−Ａｕ−Ｚｎ
合金、０ｕ−８ｕ合金、０ｕ−Ｚｎ合金、０ｕ−Ｚｎ−
Ｘ （Ｘ＝ Ｓ ｉ 、 ａｎ 。
Ａ４．Ｇａ ）合金、Ｉｎ−ＴＡ！合金、Ｎ １−Ａ１
合金、Ｔｉ−Ｎｉ゛合金、Ｆｅ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｐｄ
合金、およびＭｎ−０ｕ合金などがある。
合金、Ｔｉ−Ｎｉ゛合金、Ｆｅ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｐｄ
合金、およびＭｎ−０ｕ合金などがある。
これらの合金系において、部分的に配合組成の変動した
金属粉末を焼結したり、均一組成の合金体に部分的に異
なった熱処理や、加工率の異なった冷間加工を施すこと
でそれぞれに異なった変態温度を有した形状記憶合金を
得ることができる。
金属粉末を焼結したり、均一組成の合金体に部分的に異
なった熱処理や、加工率の異なった冷間加工を施すこと
でそれぞれに異なった変態温度を有した形状記憶合金を
得ることができる。
さらに部分的に異なった温度に保持して合金元素を拡散
処理したり、イオン注入等の方法を用いても当該形状記
憶合金を得ることができる。
処理したり、イオン注入等の方法を用いても当該形状記
憶合金を得ることができる。
また所望の熱応動を要求する温度範囲が大きい場合は、
当該熱応動素子の温度変化＃１線に不自然さを生じさせ
ないように、異なった変態温度を有する形状記憶合金の
数を増やし分割の数を増加させるのが望ましい。さらに
複数個の形状Δビ憶合金を接合する場合、通常のアーク
溶接を用いてもよいが、形状記憶合金の変態温度は構成
元素の含有率に依存するため、電子線溶接、レーザ溶接
、抵抗溶接、固相および液相の拡散溶接などの溶融幅の
小さい接合方法が望ましい。
当該熱応動素子の温度変化＃１線に不自然さを生じさせ
ないように、異なった変態温度を有する形状記憶合金の
数を増やし分割の数を増加させるのが望ましい。さらに
複数個の形状Δビ憶合金を接合する場合、通常のアーク
溶接を用いてもよいが、形状記憶合金の変態温度は構成
元素の含有率に依存するため、電子線溶接、レーザ溶接
、抵抗溶接、固相および液相の拡散溶接などの溶融幅の
小さい接合方法が望ましい。
実施例１
原子チでＴｉ−５０％Ｎｉ、 Ｔｉ−５０゜２５％Ｎｉ
、 Ｔｉ−５０，５％Ｎｉ、 Ｔｉ−５０，７５％Ｎｉ
、 Ｔｉ−５１％Ｎｉの合金粉末を用意し、２５１１Ｉ
ＩＩ径の円筒型の中へ軸方向に層をなすようにつめ、６
ＴＯｎ／α２のプレス処理を行なった。
、 Ｔｉ−５０，５％Ｎｉ、 Ｔｉ−５０，７５％Ｎｉ
、 Ｔｉ−５１％Ｎｉの合金粉末を用意し、２５１１Ｉ
ＩＩ径の円筒型の中へ軸方向に層をなすようにつめ、６
ＴＯｎ／α２のプレス処理を行なった。
次に１０・ｔｔｒｍＨｇの真空炉の中で９００℃×３時
間の焼結処理を施し、複合円柱を得た。
間の焼結処理を施し、複合円柱を得た。
この円柱から、厚さ１朋、幅１０順、長さ５０＋ｍの板
状ＴＰを切シ出し、７００℃で焼鈍後、４００℃でＲ＝
＝ ２５ ｍｍの曲げ加工を施した。このＴＰを一７６
℃で直線状に戻し片持ち方式で支持しく作動長４５朋）
自由端の変位を測定したところ１００℃で４Ｑｍｍであ
った。との熱応動素子のわん時係数は１１２．２ Ｘ
１０ ／”Ｏであった。
状ＴＰを切シ出し、７００℃で焼鈍後、４００℃でＲ＝
＝ ２５ ｍｍの曲げ加工を施した。このＴＰを一７６
℃で直線状に戻し片持ち方式で支持しく作動長４５朋）
自由端の変位を測定したところ１００℃で４Ｑｍｍであ
った。との熱応動素子のわん時係数は１１２．２ Ｘ
１０ ／”Ｏであった。
実施例２
原子チで０ｕ−１３，５％Ｚｎ−８％Ａｌ、 ０ｕ−１
５，２５％Ｚｎ−７，５６％）Ｊ、 ０ｕ−１７％ Ｚ
ｎ−７，１３’１６１’ＪＪ、 ０ｕ−１８，７５％Ｚ
ｎ−６，６９％ ）Ｊ、 ０ｕ−２０，５％ Ｚｎ−６
，２５％ ！’Ｊ の合金を高周波溶解炉にてそれぞれ
溶製した。これらの合金から厚さ３趨、幅１５龍、２０
間長さの平板を゛切シ出し、原子線溶接によって厚さ３
龍、幅１５ｆｉｉｌ、長さ１００朋の複合円柱を得た。
５，２５％Ｚｎ−７，５６％）Ｊ、 ０ｕ−１７％ Ｚ
ｎ−７，１３’１６１’ＪＪ、 ０ｕ−１８，７５％Ｚ
ｎ−６，６９％ ）Ｊ、 ０ｕ−２０，５％ Ｚｎ−６
，２５％ ！’Ｊ の合金を高周波溶解炉にてそれぞれ
溶製した。これらの合金から厚さ３趨、幅１５龍、２０
間長さの平板を゛切シ出し、原子線溶接によって厚さ３
龍、幅１５ｆｉｉｌ、長さ１００朋の複合円柱を得た。
この複合平板から厚さ１ｕｍ、幅１ｏｌＩ＋！、長さ１
００絽の試験片を切シ出し５００ ”０で焼鈍した。こ
の試験片を１５℃で” ＝ ５０１１１ｍの曲げ加工を
施し、片持ち方式で支持（作動長９０ｉｉ）ｌ、自由端
の変位を測定したところ１２５℃で８０ｉｎでおった。
００絽の試験片を切シ出し５００ ”０で焼鈍した。こ
の試験片を１５℃で” ＝ ５０１１１ｍの曲げ加工を
施し、片持ち方式で支持（作動長９０ｉｉ）ｌ、自由端
の変位を測定したところ１２５℃で８０ｉｎでおった。
この熱応動素子のわん時係数は７９．ｏ Ｘ １０−’
／−Ｃ！ であった。
／−Ｃ！ であった。
以上実施例で述べたように本発明は部分的に異なった変
態温度を有する形状記憶合金で構成し予め歪みを付与す
ることにょシ非常に大きなわん時係数を持った熱応＠素
子を提供するものでらシ、その工業的価値は大きいもの
でらる。
態温度を有する形状記憶合金で構成し予め歪みを付与す
ることにょシ非常に大きなわん時係数を持った熱応＠素
子を提供するものでらシ、その工業的価値は大きいもの
でらる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ′（１） 部分的に異なった変態温度を有する形状記憶
合金で構成し、予め各変態温°度より高温度または低温
度で歪みを与えたことを特徴とする熱応動素子。 （２）異なった変態温度を有する形状記憶合金を
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16743783A JPS6059054A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 熱応動素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16743783A JPS6059054A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 熱応動素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059054A true JPS6059054A (ja) | 1985-04-05 |
Family
ID=15849687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16743783A Pending JPS6059054A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 熱応動素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059054A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63115029U (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-25 | ||
| JPH09176765A (ja) * | 1996-12-13 | 1997-07-08 | Tokin Corp | 衣料品用形状記憶合金線 |
| US10047421B2 (en) | 2009-08-07 | 2018-08-14 | Smarter Alloys Inc. | Methods and systems for processing materials, including shape memory materials |
| JP2022169459A (ja) * | 2021-04-20 | 2022-11-09 | 華南理工大学 | 順次構成した機能ユニットを有する超高超弾性チタン－ニッケル形状記憶合金およびその４ｄ印刷の調製方法と用途 |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16743783A patent/JPS6059054A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63115029U (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-25 | ||
| JPH09176765A (ja) * | 1996-12-13 | 1997-07-08 | Tokin Corp | 衣料品用形状記憶合金線 |
| US10047421B2 (en) | 2009-08-07 | 2018-08-14 | Smarter Alloys Inc. | Methods and systems for processing materials, including shape memory materials |
| US12305268B2 (en) | 2009-08-07 | 2025-05-20 | Smarter Alloys Inc. | Methods and systems for processing materials, including shape memory materials |
| JP2022169459A (ja) * | 2021-04-20 | 2022-11-09 | 華南理工大学 | 順次構成した機能ユニットを有する超高超弾性チタン－ニッケル形状記憶合金およびその４ｄ印刷の調製方法と用途 |
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