JPH0511807U

JPH0511807U - ＮｉＴｉ合金製締付け具

Info

Publication number: JPH0511807U
Application number: JP6046691U
Authority: JP
Inventors: 幸久高橋
Original assignee: 日本ステンレス株式会社
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】 NiTi合金の超弾性を利用して、締付け時圧迫
感のない締付け具を提供する。【構成】超弾性域の収縮力のレベルが10^-2〜10^-1N で
あるバネ体から成り、該バネ体を45℃〜−５℃で超弾性
特性を付与したNiTi合金から構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、バンド、ベルトなどの締付け具、特に超弾性を付与したNiTi合金製締付け具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、バンドおよびベルトなどの締付け具は、革、プラスチック、金属等で作られ、それを止めるためには、止め金等による引っ掛け、止め歯等による噛み込み等機械的固定手段を必ず用いてきた。しかし、そのような機械的固定手段は動作が煩わしい。更に、止める位置は、止め金による引っ掛けの場合、適宜等間隔に付けられており、使用者はある位置で止めると緩く、その前後の位置ではきつく感ずるなど一定しない。この点、止め歯による噛み込みの場合には、止める位置は連続的に任意に決めることができるが、歯が摩耗するなどして経時的に緩みが生じてしまう。

【０００３】ところで、NiTi合金はいわゆる形状記憶合金として知られ、その特異な物性に着目して多くの応用例が開示されている。すなわち、形状記憶性は、予め形状を記憶させておくことによって、その後はどのような形に変形しても加熱することによって完全に100 ％元の形に戻ってしまう現象であって、これは比較的良く知られ、例えば時計バンドなどへの応用がみられる。特開昭59−85335 号公報には形状記憶合金を使った時計バンドが開示されているが、これは超弾性ではなくその形状記憶特性を利用するものであって、いわゆる時計バンドの駒に設けた孔内に形状記憶合金から構成した可撓帯を通過させるためにその形状記憶性を利用するのである。

【０００４】特開平１−262803号公報には、線径0.2 〜3.0mm の線材、もしくは板厚0.1 〜 2.5mm 、幅1 〜5.5 mmの板材をスパイラルまたはヘリカルに構成した腕時計用バンドが開示されているが、これももっぱらNiTi系合金の形状記憶特性を利用するものである。この場合の記憶処理は、400 ℃で30分間加熱後空冷して行った。

【０００５】一方、NiTi合金のもつ特性の１つに超弾性というのがある。これはひずみが変化しても応力はほとんど変化しない現象として現われ、余り応用例は多くないが、歯列矯正ワイヤなどいくつか実用例がみられる。特開平１−236004号公報には形状記憶合金の有する超弾性特性を利用した腕時計用バンドが開示されている。なお、この場合の超弾性発現処理は400 〜500 ℃ で30分ないし４時間熱処理して行っている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、バンドまたはベルトを機械的に止めなければならない煩わしさおよび使用時の緩さ、きつさのないバンドおよびベルト等の締付け具を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するために手段】

本考案者は、上記課題を解決する手段としてNiTi系２元合金およびNiTiX 系３元合金 (以下NiTi合金と総称する) の有する超弾性( 以下PEと称する) を利用することに着目し、種々検討を重ねた。ここに、NiTi合金の超弾性とは、通常、熱間加工を加えた、例えば56wt％NiTi 合金板または線を300 ℃以上500 ℃以下の温度で熱処理し、As点以上の温度で引張り、数％以下の歪み量を付与した後、除荷すると、歪みが残らないで元の形に戻ることを言う。いわゆる形状記憶特性との違いは、形状記憶特性の場合、除荷しても歪は残り、加熱することで歪がなくなりもとの形状に戻ることである。

【０００８】そこで本考案者は、このように一定応力で数％の歪み変化の得られる性質は、 NiTi合金以外に有しないが、これを利用することによって緩さ、きつさを感じない快適なバンドおよびベルトが得られる筈であると考えた。しかし、PE曲線の加歪時の収縮力レベルは290 〜340 MPa 、除歪時の収縮力レベルは145 〜170 MPa と高く、板または棒をそのまま用いると非常にきついベルトまたはバンドとなる。

【０００９】超弾性を利用した例としては、前述の特開平１−236004号公報に開示された腕時計用バンドがあるが、実際に製作して使用してみると実用的とは言えなかった。つまり、この腕時計バンドは、具体的にはバンド全体を板状体で構成しており、これでは締付け力が強すぎて実用に供することはできない。板材として超弾性を示す除歪時の収縮力レベルがほゞ150MPaと、かなり大きいためであることが判明した。ここに、本考案によれば、これらの収縮力レベルを下げ、かつより広いPE域を得るには、板または線を細片または細径化してそれらを組み合わせることにより全体としてバネ体を構成し、例えば同一外径バネ体であっても素線径を細くすればよいことを見出し、本考案を完成した。

【００１０】なお、すでに述べたように従来にあっても形状記憶合金でバネ体を構成して時計バンドとすることは公知であったが、それはもっぱら形状記憶特性を利用するものであって、上述の超弾性を利用するものとはあらかじめ設定された形状のみが再現されるにすぎない点で大きく異なるのである。また、超弾性を利用するものであっても、それは板材そのものをバネ体とするものであり、本考案とはその形態が異なるばかりでなく、超弾性域における収縮力レベルが大きく異なっている。よって本考案は、超弾性域の収縮力のレベルが10^-2〜10^-1N であるバネ体から成り、該バネ体を45℃〜−５℃で超弾性特性を呈するNiTi合金から構成したNiTi 合金製締付け具である。ここに、上記「バネ体」としては、NiTi合金の例えば細線をラセン状に巻いたもの、薄板を折り曲げたもの、あるいは折り畳んだもの、そしてこれらを組み合わせたもの等多くの形態が考えられる。

【００１１】

【作用】次に、本考案を添付図面を参照しながらさらに具体的に説明する。図１は、本考案にかかる締付け具の代表例としての時計バンドの内部構造の概略説明図であり、図中、NiTi合金製の細線10をラセン状に巻いてバネ体12を構成してあり、このバネ体12は伸縮自在の外覆14内に収められている。外覆14は例えば伸縮自在のネット状の袋体で構成されているが、伸縮自在である限り、特定のものに制限されない。外覆14の両端に設けられているのは時計本体 (図示せず) への取り付け部18である。

【００１２】このようにすることによって、細線でも除歪時の収縮力レベルは145 〜170MPa であるが、バネ体12としては10^-1〜10^-2N 程度にまで低下させることができ、この範囲であれば腕に嵌めたときに圧迫感は受けない。経験的に云って、この範囲を外れると、ゆるすぎたり、きつすぎたりする。図２は、ラセン状に巻いた細線10に代えて２枚の薄板20を折り曲げてバネ体22 を構成した場合を示す。その他は、図１に実質上同じである。この場合にも、薄板としては除歪時の収縮力レベルはほゞ150MPaであるが、バネ体22としては２× 10^-2〜12×10^-1N 程度にまで低下させることができる。

【００１３】図３は、図２の変更例であって一体的に構成された締め付具をいくつかの要素 30に分け、それらを複数組み合わせることによって全体として締め付具を構成する例を示す。各要素30の構成は図２のバネ体22に同じである。次に、本考案にかかるNiTi合金製のバネ体の製造法について説明する。

【００１４】 NiTi合金製の細線、好ましくは直径0.1 〜0.8 mm、あるいは薄板、好ましくは板厚0.1 〜0.8 mmを用意し、これをラセン状に曲げたり、折り曲げたりしてバネの形態とする。このときバネ体としての収縮力は容易に10^-2〜10^-1のレベルに調節できる。好ましくは５×10^-2〜１×10^-1N 程度とする。次いで、これを伸縮性外覆内に収容し、全体としてバネ体を構成する。このとき、250 〜350 ℃の熱処理を加えることによってNiTi合金製の細線および薄板は、45℃〜−５℃の温度領域で超弾性を示すようになり、５×10^-2〜１×10^-1N の収縮力レベルで常にバネ作用が働くことになる。なお、45℃〜−５℃という温度範囲は、対象となる締付け具の使用環境を想定して限定するものであり、少なくともこの温度領域で超弾性を示せばよい。本考案を腕時計のバンドを例にとって説明してきたが、いわゆるベルトであっても同様に機能することはこれまでの説明からも当業者には明らかであろう。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、常に圧迫を感じない程度の応力で締め付けられている締付け具が得られ、特に腕時計のバンドとして使用する場合には優れた作用効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる締付け具である時計バンドの内
部構造の概略説明図である。

【図２】本考案にかかる締付け具としての時計バンドの
別の例の概略説明図である。

【図３】本考案にかかる締付け具としての時計バンドの
さらに別の例の概略説明図である。

【符号の説明】

10 : 細線 12 : バネ体 14 : 外覆 18 : 取り付け部 20 : 薄板 22 : バネ体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】超弾性域の収縮力のレベルが10^-2〜10^-1
N であるバネ体から成り、該バネ体を45℃〜−５℃で超
弾性特性を呈するNiTi合金から構成したNiTi合金製締付
け具。
【請求項２】前記バネ体を直径0.1 〜0.8 mmのNiTi合
金細線または板厚0.1 〜0.8 mmのNiTi合金板から構成し
た請求項１記載のNiTi合金製締付け具。