JPS633805Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、温度の変化に対応して可逆的な変
形が可能である形状記憶合金複合部材構造に関す
るものである。

近年、形状記憶合金に関する研究ならびに用途
開発が多方面でなされるようになつてきている。
この形状記憶合金は、周知のとおり、低温でマル
テンサイト状態にある金属材料を変形後加熱する
と、その金属材料は元の形に戻るという形状記憶
効果（SME；Shape Memory Effect）を有する
ものであつて、このような効果を有する合金とし
ては、Ti−Ni系合金、Cu−Al−Ni系合金、Cu
−Al−Zn系合金、Cu−Zn系合金、Ni−Al系合
金など、種類のものが開発されている。

このような形状記憶合金にあつては、可逆性を
有しないかあるいは可逆性を有していても部分的
な可逆変化しか得られないものが多く、十分な可
逆性特性を有するものが多い。そのため、従来の
場合には十分な可逆特性が得られるように形状記
憶合金と共に形状復起用の補助ばね（バイアスス
プリング）を組合わせることもあつた。

しかしながら、従来の形状復起用の補助ばねを
組合わせる構造では、形状復起用補助ばねの取付
に特別な工夫を凝らす必要があつたり、同補助ば
ねの設置スペースを確保する必要があつたり、部
品点数を増加してコスト高を招いたりするなどの
問題点があつた。

この考案は、上記した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、著しく簡単な構造で十分
に良好な可逆特性が得られる形状記憶合金複合部
材構造を提供することを目的としている。

すなわち、この考案による形状記憶合金複合部
材構造は、中空状あるいは中実状等の棒状体を管
状体で包んだ構造をなし、前記棒状体および管状
体のいずれか一方を形状記憶合金から形成すると
共にいずれか他方を前記形状記憶合金の熱変形に
よる形状復帰後の復元力となる高弾性部材から形
成したことを特徴としている。

この考案による形状記憶合金複合部材を構成す
る形状記憶合金としては、例えば、Ti−Ni系合
金、Cu−Al−Ni系合金、Cu−Al−Zn系合金、
Cu−Zn系合金、Ni−Al系合金など、種々の成分
系の形状記憶効果を有する形状記憶合金を用いる
ことができる。

また、形状記憶合金の熱変形による形状復帰後
の復元力となる高弾性部材としては、例えば、ば
ね用炭素鋼、ばね用低合金鋼、ばね用ステンレス
鋼、ばね用銅合金、高弾性プラスチツクスなどを
用いることができる。

第１図および第２図は、それぞれこの考案の実
施例を示す図であつて、図に示す形状記憶合金複
合部材１は、形状記憶合金からなり且つ例えばく
の字形に形状記憶処理したのち変形させてまつす
ぐ伸ばした中実棒状体２に、高弾性部材からなる
中空管状体３を被せて包み、第１図の場合にはか
しめ部４によつて、第２図の場合にはろう付部５
によつて、それぞれ形状記憶合金よりなる棒状体
２と高弾性部材よりなる管状体３とを結合した構
造を有するものである。

そこで、第１図ａおよび第２図ａに示す形状記
憶合金複合部材１を例えば加熱すると、中実棒状
体２の形状記憶効果によつて、第１図ｂおよび第
２図ｂに示すように、この中実棒状体２が変曲点
Ａにおいて高弾性部材からなる中空管状体３を弾
性変形しつつ共に変形して元の形状記憶されたく
の字形に形状復起する。次に、前記複合部材１が
冷却されると、第１図ｃおよび第２図ｃに示すよ
うに、中空管状体２の弾性力によつて中実棒状体
２と共に前記中空管状体３が元の直線状の形状に
戻る。このようにして、複合部材１が加熱冷却さ
れることによつてその形状がくの字形と直線状形
との間で可逆的に変化する。

なお、上記実施例では、中実棒状体２が形状記
憶合金製であり、中空管状体３が高弾性部材であ
る場合を示したが、この反対の組合わせであつて
もよい。また、２重の構造に限らず、３重以上の
構造であつてもよい。そして、最表面に適宜の防
食コーテイング、耐摩処理、導電処理、意匠処理
等を施すことも可能である。

また、棒状体２と管状体３との結合は、かしめ
やろう付に限らず、線引時による圧接や接着剤な
どによることもできる。さらに、管状体３は当初
から管状になつておらず、Ｕ−Ｏ形状の曲げ加工
によつて棒状体２を包みながら管状体となる加工
法であつてもよい。また、棒状体２は中実状だけ
でなく中空状であつてもよい。

第３図はこの考案の他の実施例を示す図であつ
て、第１図および第２図に示したと同様の複合部
材１をコイルばね６の形状に加工した場合を示し
ている。この場合にも中実棒状体２および中空管
状体３のいずれか一方が形状記憶合金からなる
が、このとき記憶される形状は、コイルばね６の
高さを伸長または圧縮する場合に限らず、その直
径を拡大または縮小する場合もありうる。

このようにした場合においても、温度の変化例
えば加熱によつて形状記憶合金の形状記憶効果に
よりコイルばね６が所定の形状に変化し、温度の
変化例えば冷却によつて高弾性部材の弾性力によ
りコイルばね６が元の形状に戻る。

第４図はこの考案による複合部材の適用例を示
す図であつて、ビニールハウス１０の屋根部１１
の一部分に、両側部フレーム部材１２，１２がそ
れぞれ第１図および第２図に示したと同様にくの
字形に形状記憶処理した形状記憶合金複合部材か
らなると共に下位側フレーム部材１３が通常の枠
組用フレーム部材からなり、各フレーム部材１
２，１２，１３間にビニール１４を貼り付けた窓
１５を設けた場合を示している。

この構造において、雰囲気温度が高まつたとき
には、両側部フレーム部材１２，１２を構成する
形状記憶合金の形状記憶効果によつて第５図に示
すように途中から上方に向けてくの字形に変形し
て窓１５を開くようになる。他方、雰囲気温度が
低下したときには両側部フレーム部材１２，１２
を構成する高弾性部材の弾発力によつて両側部フ
レーム部材１２，１２が元のまつすぐな状態とな
つて窓１５を閉じる。

第６図はこの考案による複合部材の他の適用例
を示す図であつて、造花１７の葉１８を構成する
肋１９の一部分をこの考案による複合部材から形
成し、雰囲気温度の変化によつて肋１９が所定の
記憶形状に可逆的に変化することにより葉１８が
開いたり閉じたりするようにした場合を示すもの
である。この場合、花弁の開閉を前記と同じくこ
の考案による複合部材から構成することによつて
行うことも可能であり、温度計として代用させる
こともできる。

そのほか、この考案による形状記憶合金複合部
材は、バルブ開閉用あるいはクラツチ断続用等の
駆動源、温度感知用センサ（火災報知器、湯量検
出器等）、エンジン部品、歯科および医科材料な
どの各種の用途に適用することが可能である。

以上説明してきたように、この考案による形状
記憶合金複合部材は、棒状体を管状体で包んだ構
造をなし、前記棒状体および管状体のいずれか一
方を形状記憶合金から形成すると共にいずれか他
方を前記形状記憶合金の熱変形後の復元力となる
高弾性部材から形成したものであるから、極めて
簡単な構成で形状記憶合金複合部材の可逆変形が
可能であり、従来のように、可逆変形が可能な形
状記憶合金材を選定したり、別個にバイアススプ
リングを用いたりする必要がなく、広い用途にわ
つたて適用が可能であるとう実用的価値大なるす
ぐれた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃおよび第２図ａ〜ｃはともにこの
考案の実施例による形状記憶合金複合部材の構造
および温度による形状変化を示す説明図、第３図
はこの考案の他の実施例による形状記憶合金複合
部材の正面図、第４図および第５図はこの考案に
よる形状記憶合金複合部材の適用例を示すビニー
ルハウスの各々窓閉状態および窓開状態の斜面説
明図、第６図はこの考案による形状記憶合金複合
部材のさらに他の適用例を示す造花の説明図であ
る。 １……形状記憶合金複合部材、２……棒状体、
３……管状体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 棒状体を管状体で包んだ構造をなし、前記棒
   状体および管状体のいずれか一方を形状記憶合
   金から形成すると共にいずれか他方を前記形状
   記憶合金の熱変形後の復元力となる高弾性部材
   から形成したことを特徴とする複合部材構造。 (2) 棒状体と管状体とをかしめにより固定した実
   用新案登録請求の範囲第(1)項記載の複合部材構
   造。 (3) 棒状体と管状体とをろう付により固定した実
   用新案登録請求の範囲第(1)項または第(2)項記載
   の複合部材構造。