JP2003526177A - マルチフィラメントニッケル−チタン合金引き抜き超弾性ワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 可撓性が高いケーブル（１００）は、２本、好ましくは３本以上のストランドすなわちニッケル−チタン合金ワイヤ（１０２，１０４，１０６）を含む。該ワイヤは、対になって、ワイヤロープ（１０８）を形成する。ニッケル−チタン合金ワイヤロープ（１０８）は、連続ダイ（１１０）を通して、引き抜き加工されて、ケーブル（１００）の外表面がほぼ滑らかになって、ケーブル（１００）全体の断面が円形になり、ワイヤロープ（１０８）全体の直径が２０〜５０％減少する。次いで、ケーブル（１００）は、焼き鈍しされて、冷間加工による影響が取り除かれる。結果的に得られるケーブルは、同じ直径の単一ストランドのニッケル−チタンワイヤ（１０２，１０４，１０６）と比較して、改良された可撓性（すなわち、低い弾性率）を有することが見いだされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、１９９７年５月２日付けで出願された米国特許出願０８／８４３，
４０５号の一部継続出願、１９９７年１１月４日付けで出願された米国特許第特
許出願０８／９６３，６８６号の一部継続出願、１９９７年１０月７日付けで出
願されたＰＣＴ米国９７／１８０５７号の一部継続出願であり、また、１９９６
年１０月１１日付けで出願された米国特許第０８／７３０，４８９（現在放棄）
及び１９９７年５月１５日付けで出願された米国特許第０８／８５６，５７１号
（現在放棄）の優先権を主張するものであり、これら出願の全ては、その全体を
参考として引用し本明細書に含めてある。

【０００２】

【発明の背景】

【０００３】

【発明の分野】

本発明は、低弾性率を有するワイヤに関する。より具体的には、本発明は、ニ
ッケル−チタン合金ワイヤの改良に関する。本発明は、その特許出願の幾つかの
ガイドワイヤの技術、その特許出願の他の電気ケーブル技術等を含む多くの技術
に適用可能である。

【０００４】

【現在の技術】

ワイヤは圧延機及び引き抜き加工ベンチを使用してインゴットから製造されて
いる。ワイヤに製造すべき材料の予備的な熱処理が圧延機内で行われ、この圧延
機内で、白熱ビレット（四角断面インゴット）を圧延して丸いワイヤロッドにす
る。雰囲気の酸素の作用によりミルスケールの被覆がロッドの高温の表面に形成
され、これを除去しなければならない。この脱スケールは、色々な物理的方法（
例えば、ショットブラスト）又は酸洗いにより、すなわち、ワイヤロッドを希釈
した硫酸又は塩化水酸又はフッ化水素との混合体の浴中に浸漬させることにて行
うことができる。酸洗い後、ワイヤロッドは、振動熱処理を施し、この熱処理に
より、酸によってルーズとされたスケールが脱落する。残りの酸は、ワイヤロッ
ドを石灰水中に浸漬させて除去する。

【０００５】 ワイヤを製造する実際の工程は、引き抜き加工と称され、引き抜き加工ベンチ
により低温状態の金属にて行われる。従来技術の図１には、簡単な引き抜き加工
ベンチ１０が図示されている。ワイヤ１２は、色々な寸法の多数の穴、例えば、
１６（ダイ）が設けられた引き抜き加工プレート１４を通じて引き出す。これら
のダイは、ダイに入るワイヤ１２の直径からダイから出るワイヤ１２´のより小
さい直径までテーパーが付けられた穴を有する。太いワイヤロッド１２は、スイ
フトと呼ばれる垂直のスプール１８の上でコイル状に巻かれ且つベベル歯車２４
により駆動される垂直軸２２に取り付けられた回転ドラム２０によりダイを通じ
て引き出される。ドラムは、クラッチ２６により駆動装置から切り離すことがで
きる。ワイヤをダイに通すためには、ワイヤの端部を先端まで鋭利にし且つダイ
を通じて進める。ワイヤは、把持装置により保持され且つ迅速にダイを通じて引
き出される。このことは、ワイヤの潤滑により促進される。ダイが通る毎に、ワ
イヤの直径は、特定の程度だけ縮小する。次々と小さい直径のダイにワイヤを連
続的に通すことにより、順々に細くなるワイヤが製造される。現代のワイヤ業界
で使用されるダイは、通常、太い寸法用には、炭化タングステン又は細い寸法用
には、ダイヤモンドで出来た精密製造の工具である。ダイの設計及び構造は比較
的複雑であり、ダイは、単結晶の天然又は合成ダイヤモンド、多結晶ダイヤモン
ド、又は共に混合し且つ冷間加圧して炭化ニブの形状とされたタングステン及び
コバルト粉体の混合体を含む、多岐に亙る材料にて製造することができる。

【０００６】 第１６の断面図が従来技術の図２に図示されている。全体として、ワイヤの引
き抜き加工に使用されるダイは、外側鋼製ケーシング３０と、上述したように、
炭化物又はダイヤモンド等にて製造することができる内側ニブ３２とを備えてい
る。ダイは、ベルとして公知の大きい直径の入口３４を有しており、この入口３
４は、ダイに入るワイヤがワイヤと共に潤滑剤を引き出すような形状とされてい
る。ベルの形状により、静水圧が増大し、ダイ内への潤滑剤の流れを促進する。
直径が実際に縮小する箇所である、ダイの領域３６はアプローチ角度と称される
。ダイの設計において、このアプローチ角度は１つの重要なパラメータである。
アプローチ角度に続く領域３８は、支持領域と称される。この支持領域は、直径
を縮小させないが、ワイヤに摩擦抗力を発生させる。この支持領域３８の主たる
機能は、ダイの出口を変更せずに、円錐形のアプローチ面３６を再仕上げするこ
と（ダイの磨耗に起因する表面の損傷を除去するため）を可能にすることである
。ダイの最後の領域４０は、後逃がし部と称される。後逃がし部は、金属ワイヤ
がダイから去るとき、該金属ワイヤが僅かに膨張することを許容する。この後逃
がし部は、また、引き抜き加工が停止し、またダイがワイヤの経路と非整合状態
となったならば、磨耗が生じする可能性を最小にもする。

【０００７】 ワイヤの引き抜き加工法は、簡単な金属加工法であるように思われるが、当業
者は、多くの異なるパラメータが引抜き加工したワイヤの物理的品質に影響を与
えることが理解されよう。こうしたパラメータの内、引抜き応力及び流れ応力は
１つの重要な役割を果す。これらのパラメータが入念に検討されないならば、引
き抜き加工したワイヤは引張り強度が低下することになる。ワイヤの引抜き加工
の実際的な点に関する説明は、１９７９年１０月のワイヤジャーナル（Ｗｉｒｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ）のライト、ロジャー Ｎ（Ｗｒｉｇｈｔ、Ｒｏｇｅｒ Ｎ.
）による「物理的な分析及びダイの設計（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓ
ｉｓ ａｎｄ Ｄｉｅ Ｄｅｓｉｇｎ）」に記載されており、その完全な開示内
容は、参考として引用し、本明細書に含めてある。

【０００８】 上述したワイヤの製造方法は、異なる型式のワイヤを製造するために使用する
ことができる。全体として、ワイヤが使用される技術に依存して、製造されたワ
イヤの色々な特徴が関心事となる。これらの特徴は、非限定的に、ワイヤの電気
的抵抗、引張り強度及び可撓性を含む。ワイヤの可撓性は、他の分野でも同様に
重要であるが、特に、ステント及びガイドワイヤにワイヤを利用する医療分野に
てワイヤの可撓性は、特に重要である。この理由のため、最近、医療技術は、超
弾性的特徴を呈するニッケル−チタン（ニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ））に対し
多くの関心を示している。

【０００９】

【発明の概要】

このため、本発明の１つの目的は、従来技術のニッケル−チタン合金ワイヤに
優る可撓性の特徴が向上した、ニッケル−チタン合金ケーブルを提供することで
ある。

【００１０】 以下に詳細に説明するこの目的に従って、本発明の高可撓性を有するケーブル
は、１本のワイヤロープを形成し得るように撚ったニッケル−チタン合金のスト
ランドを、２本、好ましくは３本以上を含む。他の実施の形態によれば、ワイヤ
ロープには中央コアワイヤが設けられる一方、幾つかの実施の形態によれば、ワ
イヤロープは、中央コアワイヤを全く備えない。ニッケル−チタン合金ワイヤロ
ープは、連続的なダイを通じて引き抜かれ、形成されるケーブルの外面が実質的
に平滑となり、ケーブルの断面は実質的に円形であり、ワイヤロープの全体の直
径が２０乃至５０％だけ縮小する迄、その直径を縮小させる。次に、ケーブルは
焼鈍しして、冷間加工の効果（影響）を除去し、中央コアを有し又は有さずに形
成されるケーブル／ワイヤは、同一直径の単一ストランドのニッケル−チタンワ
イヤと比べて、可撓性が向上する（すなわち、低弾性率）ことが判明している。

【００１１】 本発明の追加的な目的及び有利な点は、添付図面に関する詳細な説明を参照す
ることにより、当業者に明らかになるであろう。

【００１２】

【好ましい実施例の説明】コアワイヤのない撚合わされて引き抜き加工されたケーブル 図３ないし図５を参照すると、本発明による高い可撓性を有する、ニッケル−
チタン合金ケーブル１００は、以下の方法により製造される。ニッケル−チタン
合金（即ち、ニチノル Ｎｉｔｉｎｏｌ）ワイヤ１０２，１０４，１０６の３本
のストランドが共に撚られて（コアワイヤのない）ニッケル−チタン合金ワイヤ
ロープ１０８を形成する。ワイヤロープ１０８は公知のワイヤ引き抜き方法及び
装置を使用してダイ１１０を通して引き抜かれ、それにより、その直径が減少す
る。ニッケル−チタン合金ワイヤロープ１０８は直径を減少させるダイを通して
連続的に引き抜かれることが望ましい。引き抜き工程の間、ワイヤ１０２，１０
４，１０６は可塑的に変形される。連続引き抜き工程が完了した後、ケーブル１
００は図５に示されているように略円形の横断面になるが、以下により詳細に説
明するように、同じ断面積の単一ストランドのニッケル−チタン合金ワイヤに対
して可撓性が増大する。所望するならば、ケーブル１００の略滑らかな表面を抽
出又は共抽出材料で容易に絶縁することができる。

【００１３】 コアワイヤのない撚合わされ引き抜かれたニッケル−チタンケーブルの好まし
い実施形態によると、ワイヤロープ１０８は直径を減少させる多数のダイを通し
て連続的に引き出される。その結果得られたケーブル１００は直径が約２５ない
し５０%小さく、ワイヤロープ１０８の直径より少なくとも３０%小さいことが望
ましい。例１ ３本ストランドの０．２５４ｍｍ直径のニチノルワイヤが約２．０３２ｍｍの
撚り目長さ（ｌａｙ ｌｅｎｇｔｈ）で螺旋状に撚られて約０．５３３ｍｍ直径
のワイヤロープを形成し、０．４８３ｍｍ（０．０１９インチ）、０．４５７ｍ
ｍ（０．０１８インチ）、０．４０６ｍｍ（０．０１６インチ）、０．３５６ｍ
ｍ（０．０１４インチ）、及び０．３３０ｍｍ（０．０１３インチ）直径の連続
ダイを通して送られてニチノルケーブルを形成する。各ダイを通った後、ニチノ
ルケーブルはダイの直径より僅かに大きい直径に丸められることに注意するべき
である。このようにして、最後のダイを通った後、ニチノルケーブルは直径が０
．３３０ｍｍ（０．０１３インチ）ではなく０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ
）であることが分かった。このようにして形成されたニチノルケーブルは次に約
５００℃の温度で約１分間焼き鈍しされケーブルから冷間工程での効果（影響）
を取り除く。結果として得られた、撚合わされ、引き抜かれたニチノルケーブル
片は異なった径のピンの周りにケーブル片を巻き付けることにより、及び一対の
プライヤでケーブルを挟むことにより曲げ半径試験がなされ、ゼロ・ダイヤメー
ターベンド（ｚｅｒｏ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｂｅｎｄ）を模擬試験する。比較試
験が０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ）のニチノルワイヤ（単一ストランド）
について実施された。曲げ試験の結果は、（１８０°−Ｘ°）／１８０°の式に
より計算されたパーセント復元で表１に記載されており、ここで、X°はワイヤ
又はケーブルによる歪みの、湾曲前のワイヤ長手方向軸線からの角度である。

【００１４】 表１ ピン直径（ｍｍ） ％復元ＮｉＴｉケーブル ％復元ＮｉＴｉワイヤ ５．１０５ｍｍ １００ １００ （０．２０１インチ） ４．２９２ｍｍ １００ ９８．３ （０．１６９インチ） ３．９３７ｍｍ １００ ９８．０ （０．１５５インチ） ３．５３１ｍｍ １００ ９４．４ （０．１３９インチ） ３．０７３ｍｍ ９９．１ ９３．８ （０．１２１インチ） ２．３６２ｍｍ ９８．８ ９２．７ （０．０９３インチ） １．９８１ｍｍ ９８．０ ９１．６ （０．０７８インチ） ０．９９１ｍｍ ９６．１ ６３．８ （０．０３９インチ） ０．８６４ｍｍ ９１．６ ５５．５ （０．０３４インチ） ０．６８６ｍｍ ９５．８ ５３．６ （０．０２７インチ） ０ダイヤメーターベンド ３８．８ ６．６ 表１の試験の結果から、本発明によるニチノールケーブルが同じ直径のニチノ
ールワイヤに比較して可撓性を顕著に増加することが分かる。例えば、ニチノー
ルケーブルは、残留ひずみ（ｓｅｔ）をおびる（すなわち、ほぼ１００％の回復
）ことなく、ケーブルの直径の約９倍の小さな直径を有するピンの回りで撚られ
ることが可能であり、一方、ニチノールワイヤはワイヤの約１２ないし１３倍の
直径を有するピンの回りでよられるとき残留びずみをおびる。更に、ニチノール
ケーブルは、ケーブル直径の約２倍の直径を有するピンの回りで撚られるとき９
０％以上回復する。一方、ニチノールワイヤは同様に撚られたとき約９０度曲が
る。したがって、ニチノールケーブルの回復可能な弾性ひずみはニチノールワイ
ヤの回復可能な弾性ひずみより顕著に低いことが分かる。更に、本発明のニチノ
ールケーブルは応力が発生されたマルテンサイト相に入る前に高い弾性特性を示
す。例２ ３ストランドの０．１５２ｍｍ（０．００６インチ）直径のニチノールワイヤ
は約２．０３２ｍｍ（０．０８インチ）の撚り長さで撚られて約０．３３０ｍｍ
（０．０１３インチ）の直径のロープを形成し、かつ０．２７９ｍｍ（０．０１
１インチ）、０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）、０．２２９ｍｍ（０．００
９インチ）、０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）及び０．１７８ｍｍ（０．０
０７インチ）直径の連続するダイを通して供給しニチノールケーブルを形成する
。各ダイの後で、ニチノールケーブルはダイの直径よりわずかに大きい直径に絞
り変えられた。このように、最後のダイの後、ニチノールケーブルの直径は０．
１７８ｍｍ（０．００７インチ）よりもむしろ０．２０３ｍｍ（０．００８イン
チ）であった。このように成形されたニチノールケーブルは、約５００℃で約１
分間焼きなまされ、ケーブルから冷間成形の影響を除去する。そのようにして撚
られかつ引き抜かれたニチノールケーブルのピースはケーブルの部片を異なる直
径を有するピンの回りで巻くことによりかつケーブルの後部をプライヤによりそ
れ自身に止めることによって直径ゼロの曲げに似せる。比較テストは０．２０３
ｍｍ（０．００８インチ）直径のニチノールワイヤ（単一ストランド）について
行われた。曲げ半径試験の結果は、（１８０°−Ｘ°）／１８０°に従って計算
されたパーセント回復で、表２に示され、そこにおいて、Ｘ°は曲げの前のワイ
ヤの長手方向軸線からワイヤ又はケーブルが受けた残留歪みの角度である。

【００１５】 表 ２ ピン直径（インチ） ％回復ＮｉＴｉケーブル ％回復ＮｉＴｉワイヤ ０．２４７ １００ ９９．２ ０．２３１ １００ ９９．２ ０．２０１ ９９．９ ９９．４ ０．１６９ ９９．９ ９９．４ ０．１３９ ９９．７ ９９．６ ０．１０９ ９９．４ ９８．３ ０．０７８ ９９．０ ９８．２ ０．０５０ ９９．３ ９２．５ ０．０４０ ９７．５ ６１．７ ０．０２７ ９７．２ ５５．６ ０直径曲げ ９３．３ ４７．２ 表２の試験結果から、本発明のニチロールケーブルが、同じ直径のニチロール
ワイヤに比較して著しく可撓性が増加したことが明らかである。例えば、ニチノ
ールケーブルは、ケーブルの直径のわずか約６倍の直径を有するピンの回りで撚
られるとき、９９％又はそれ以上回復可能であることが分かる。一方ニチロール
ワイヤはその直径の２倍の直径で（すなわいケーブルの１２倍の直径）でそのよ
うな特性を失う。更に、ニチノールケーブルは、０直径の曲げをまねるようにプ
ライヤで把持されたとき、９３％以上回復し、一方ニチノールワイヤは９０°よ
り大きい残留ひずみをおびる。例３ ０．００５インチ径のニッケル−チタン合金（５０パーセント−５０パーセン
ト）ワイヤの３本のストランドが、約０．０４２インチの撚り目長さ（ｌａｙ
ｌｅｎｇｔｈ）で螺旋状に撚られ、約０．０１１インチ径のワイヤ・ロープを形
成し、それから０．０１００インチ、０．００９０インチ、０．００８０インチ
、０．００７５インチおよび０．００７０インチ径の連続ダイに通され、ニッケ
ル−チタン・ケーブルとされる。最後のダイを通過したとき、ニッケル−チタン
・ケーブルは約０．００８０インチの直径になっている。このようにして形成さ
れたニッケル−チタン・ケーブルは、それから約１分間、約５００度Ｃの温度で
焼き鈍しされ、冷間加工の影響をケーブルから除去する。その結果、ケーブルは
非常に好ましい柔軟特性を有するものになる。更に、コア・ワイヤがないため、
０．００８０インチ径のケーブルを所望により削って減径することができる。例
えば、０．００８０インチ径のケーブルの一部にテーパを付け、先端部分が例え
ば０．００４０インチ径または０．００２５インチ径あるいは他の寸法径で終端
するようにしてもよい。あるいはまた、０．００８０インチ径のケーブルの一部
を、テーパを付けることなく削り、所望の径の先端部分を形成するようにしても
よい。例４ ０．００６インチ径のニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）・ワイヤの４本のスト
ランドが、約０．０８２インチの撚り目長さで撚られ、約０．０１５インチ径の
ワイヤ・ロープを形成し、それから０．０１４インチ、０．０１３インチ、０．
０１２インチ、０．０１１インチ、０．０１０インチおよび０．００９インチ径
の連続ダイに通され、ニチノール・ケーブルとされる。最後のダイを通過したと
き、ニチノール・ケーブルは約０．０１０インチの直径になっている。このよう
にして形成されたニチノール・ケーブルは、それから約９０秒間、約５００度Ｃ
の温度で焼き鈍しされ、冷間加工の影響をケーブルから除去する。その結果、ケ
ーブルは非常に好ましい柔軟特性を有するものになる。例５ ０．０１５インチ径のニッケル−チタン合金（５１パーセント−４９パーセ
ント）ワイヤの３本のストランドが、約０．１１０インチの撚り目長さ（ｌａｙ
ｌｅｎｇｔｈ）で撚られ、約０．０３２インチ径のワイヤ・ロープを形成し、
それから０．０２９インチ、０．０２６インチ、０．０２４インチ、０．０２２
インチおよび０．０２０インチ径の連続ダイに通され、ニッケル−チタン・ケー
ブルとされる。最後のダイを通過したとき、ニッケル−チタン・ケーブルは約０
．０２１インチの直径になっている。このようにして形成されたニッケル−チタ
ン・ケーブルは、それから約７５秒間、約５００度Ｃの温度で焼き鈍しされ、冷
間加工の影響をケーブルから除去する。その結果、ケーブルは非常に好ましい柔
軟特性を有するものになる。例６ ０．０１０インチ径のニチノール・ワイヤの２本のストランドと、０．００
５インチ径のニチノール・ワイヤの２本のストランドが一緒になって（０．０１
０インチ径のストランドの間に０．００５インチ径のストランドを配置する）、
約０．０８０インチの撚り目長さで撚られ、約０．０２０インチ径のワイヤ・ロ
ープを形成し、それから０．０１８インチ、０．０１６インチ、０．０１４イン
チ、０．０１２インチおよび０．０１１インチ径の連続ダイに通され、ニチノー
ル・ケーブルとされる。最後のダイを通過したとき、ニチノール・ケーブルは、
角のとれた横断面形状をしており、約０．０１２インチの直径になっている。こ
のようにして形成されたニチノール・ケーブルは、それから約６０秒間、約５０
０度Ｃの温度で焼き鈍しされ、冷間加工の影響をケーブルから除去する。その結
果、ケーブルは非常に好ましい柔軟特性を有するものになる。例７ ０．０２８インチ径のニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）・ワイヤの３本のストラ
ンドが、約０．２４０インチの撚り目長さで撚られ、約０．０５７インチ径のワ
イヤ・ロープを形成し、それから０．０５３インチ、０．０４９インチ、０．０
４５インチ、０．０４１インチおよび０．０３７インチ径の連続ダイに通され、
ニチノール・ケーブルとされる。最後のダイを通過したとき、ニチノール・ケー
ブルは、角のとれた横断面形状をしており、約０．０３９インチの直径になって
いる。このようにして形成されたニチノール・ケーブルは、それから約９０秒間
、約５００度Ｃの温度で焼き鈍しされ、冷間加工の影響をケーブルから除去する
。その結果、ケーブルは非常に好ましい柔軟特性を有するものになる。コアワイヤを有する、撚り及び引き抜き加工されたケーブル 図６〜図８を参照すると、本発明による中心コアワイヤを有する可撓性の高い
ニッケル−チタン合金からなるケーブル２００は、以下の方法によって製造され
る。ニッケル−チタン合金（例えば、ニチロール）ワイヤ２０２、２０４、２０
６、２０８、２１０は、コアワイヤ２１２の周囲に相互に密接させて結び付けて
（撚り合わせて）ニッケル−チタン合金のワイヤロープ２１４を形成する。ワイ
ヤロープ２１４は、公知の引き抜き方法を使用してダイ２１６を介して引き抜か
れる。引き抜き工程中に、ワイヤ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２
１２は塑性的に変形される。連続的な引き抜き工程の後に、ケーブル２００は、
図８に示されているようにほぼ円形断面を呈するが、以下においてより詳細に説
明するように、同じ断面の単一ストランドのニッケル−チタン合金ワイヤに対し
て高い可撓性を示す。所望ならば、ケーブル２００の実質的に滑らかな表面は、
押し出し成形又は同時押し出し成形材料によって容易に絶縁することができる。

【００１６】 コアワイヤを有する撚り合わせられ且つ引き抜かれたニッケル−チタン合金ケ
ーブルのこの好ましい実施形態によれば、ワイヤロープ２１４は、直径が次第に
小さくなる複数のダイを介して連続的に引き抜かれる。この結果得られたケーブ
ル２００は、ワイヤロープ２１４の直径よりも約２０％乃至５０％好ましくは少
なくとも３０％小さい直径を有する。例８ 上記の図７及び８によって示されているように、５本のストランドからなり直
径が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のニチノールワイヤを、単一のストラ
ンドからなり直径が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のニチノールのコアワ
イヤの周囲に、約２．０３２ｍｍ（０．０８０インチ）の撚り目長さで螺旋状に
撚り合わせて直径が約０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）のワイヤロープを形
成し、直径が０．７１１ｍｍ、０．６３５ｍｍ、０．５５９ｍｍ、０．４８３ｍ
ｍ及び０．４３２ｍｍ（０．０２８インチ、０．０２５インチ、０．０２２イン
チ、０．０１９インチ及び０．０１７インチ）の一連のダイに中に送り込んでニ
チノールケーブルを形成する。各ダイを通した後に、ニチノールケーブルはダイ
の直径よりも若干大きい直径に戻る。従って、最後のダイに通した後のニチノー
ルケーブルの直径は、０．４３２ｍｍ（０．０１７インチ）ではなく０．４５７
ｍｍ（０．０１８インチ）である。このようにして形成されたニチノールケーブ
ルを、次いで、約５００℃の温度で約１分間アニールしてケーブルから冷間加工
の作用を除去する。本発明のニチノールケーブルは、同じ直径のニチノールワイ
ヤと比較して極めて高い可撓性を示す。ニチノールケーブルの回復可能な弾性変
形は、ニチノールワイヤの回復可能な弾性変形よりも極めて大きい。更に、本発
明のニチノールケーブルは、応力によって誘導されるマルテンサイト相に入る前
に高い弾性を呈する。例９ 直径が０．１２５ｍｍ（０．００６インチ）のニチノールワイヤの６本のスト
ランドを、直径が０．１２５ｍｍ（０．００６インチ）のニチノールコアワイヤ
の単一のストランドの周囲に、約０．４５７ｍｍ（０．０８０インチ）の撚り目
長さで螺旋状に撚り合わせて直径が約２．０３２ｍｍ（０．０１８インチ）のワ
イヤロープを形成し、直径が０．４３２ｍｍ、０．３８１ｍｍ、０．３５６ｍｍ
、０．３３０ｍｍ及び０．３０５ｍｍ（０．０１７インチ、０．０１５インチ、
０．０１４インチ、０．０１３インチ及び０．０１２インチ）の一連のダイに中
に送り込んでニチノールケーブルを形成した。各ダイを通した後に、ニチノール
ケーブルはダイの直径よりも若干大きい直径に戻った。従って、最後のダイに通
した後のニチノールケーブルの直径は、０．３０５ｍｍ（０．０１２インチ）で
はなく０．３３０ｍｍ（０．０１３インチ）であった。このようにして形成され
たニチノールケーブルを、次いで、約５００℃の温度で約１分間アニールしてケ
ーブルから冷間加工による影響を除去した。この結果得られたケーブルは、極め
て好ましい可撓性を示した。例１０ 直径が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のニチノールワイヤの３本のスト
ランドを、直径が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のニチノールコアワイヤ
の単一のストランドの周囲に、約０．４５７ｍｍ（０．０８０インチ）の撚り目
長さで螺旋状に撚り合わせて直径が約２．０３２ｍｍ（０．０２８インチ）のワ
イヤロープを形成し、直径が０．６３５ｍｍ、０．５５９ｍｍ、０．４８３ｍｍ
、０．４０６ｍｍ及び０．３３０ｍｍ（０．０２５インチ、０．０２２インチ、
０．０１９インチ、０．０１６インチ及び０．０１３インチ）の一連のダイに中
に送り込んでニチノールケーブルを形成する。各ダイを通した後に、ニチノール
ケーブルはダイの直径よりも若干大きい直径に戻る。従って、最後のダイに通し
た後のニチノールケーブルの直径は、０．３３０ｍｍ（０．０１３インチ）では
なく０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ）である。このようにして形成されたニ
チノールケーブルを、次いで、約５００℃の温度で約１分間アニールしてケーブ
ルから冷間加工の効果を除去した。この結果得られたケーブルは、極めて好まし
い可撓性を示す。例１１ 直径０．０１０インチを有するニッケル−チタン合金（５０％−５０％）のコ
アワイヤからなる単一ストランドの周りに、直径０．０１０インチを有するニッ
ケル−チタン合金（５０％−５０％）のワイヤからなる４本のストランドを、撚
り目長さ（ｌａｙ ｌｅｎｇｔｈ）が約０．０８０インチになるよう螺旋状に撚
り合わせて、直径約０．０３０インチのワイヤロープを形成し、該ワイヤロープ
を直径０．０２７インチ、０．０２４インチ、０．０２１インチ、０．０１８イ
ンチ及び０．０１５インチの連続的なダイに供給し、ニッケル−チタンケーブル
を形成する。各ダイを通過後、ニッケル−チタンケーブルはそのダイの直径より
わずかに大きい直径にリバウンドする。従って、最後のダイを通過した後は、ニ
ッケル−チタンケーブルは０．０１５インチでなく０．０１６インチの直径を有
する。このように形成されたニッケル−チタンケーブルは、その後、約５００℃
で約１分間焼き鈍しされ、ケーブルから冷間加工による影響を除去する。得られ
たケーブルは非常に好ましい可撓性を示す。例１２ 直径０．０１０インチを有するニッケル−チタン合金のコアワイヤからなる単
一ストランドの周りに、直径０．０１０インチを有するニッケル−チタン合金（
５１％−４９％）のワイヤからなる７本のストランドを、撚り目長さが約０．０
８０インチになるよう螺旋状に撚り合わせて、直径約０．０３０インチのワイヤ
ロープを形成し、該ワイヤロープを直径０．０２９インチ、０．０２７インチ、
０．０２４インチ、０．０２１インチ及び０．０１９インチの連続的なダイに供
給し、ニッケル−チタンケーブルを形成する。各ダイを通過後、ニッケル−チタ
ンケーブルはそのダイの直径よりわずかに大きい直径にリバウンドする。従って
、最後のダイを通過した後は、ニッケル−チタンケーブルは０．０１９インチで
なく０．０２０インチの直径を有する。このように形成されたニッケル−チタン
ケーブルは、その後、約５００℃で約１分間焼き鈍しされ、ケーブルから冷間加
工の効果を除去する。得られたケーブルは非常に好ましい可撓性を示す。例１３ 直径０．００５インチを有するニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）コアワイヤから
なる単一ストランドの周りに、直径０．０１５インチを有するニチノールワイヤ
からなる３本のストランドを、撚り目長さが約０．０８０インチになるよう螺旋
状に撚り合わせて、直径約０．０２５インチの第一のワイヤロープを形成し、該
ワイヤロープを直径０．０２３インチ、０．０２０インチ、０．０１７インチ、
０．０１５インチ及び０．０１３インチの連続的なダイに供給し、直径約０．０
１４インチにリバウンドするニチノールケーブルを形成する。このように形成さ
れた直径０．０１４インチのニチノールケーブルは、その後、約５００℃で約７
５秒間焼きなましされ、ケーブルから冷間加工の効果を除去する。得られたケー
ブルは非常に好ましい可撓性を示す。例１４ 直径０．０２８インチを有するニチノールコアワイヤからなる単一ストランド
の周りに、直径０．０１０インチを有するニチノールワイヤからなる８本のスト
ランドを、撚り目長さ（ｌａｙ ｌｅｎｇｔｈ）が約０．０８０インチになるよ
う螺旋状に撚り合わせて、直径約０．０４８インチの第一のワイヤロープを形成
し、該ワイヤロープを直径０．０４６インチ、０．０４４インチ、０．０４２イ
ンチ、０．０４０インチ及び０．０３８インチの連続的なダイに供給し、直径約
０．０４０インチにリバウンドするニチノールケーブルを形成する。このように
形成された直径０．０４０インチのニチノールケーブルは、その後、約５００℃
で約７５秒間焼きなましされ、ケーブルから冷間加工の効果を除去する。得られ
たケーブルは非常に好ましい可撓性を示す。例１５ 直径０．０１０インチを有するニチノールコアワイヤからなる単一ストランド
の周りに、直径０．０１０インチを有するニチノールワイヤからなる５本のスト
ランドを、撚り目長さ（ｌａｙ ｌｅｎｇｔｈ）が約０．０８０インチになるよ
う螺旋状に撚り合わせて、直径約０．０３０インチの第一のワイヤロープを形成
し、該ワイヤロープを連続的なダイに供給して、図７と図８に示し、実施例８で
説明したような、直径０．０１８インチのニチノールケーブル２００を形成する
。直径０．０１８インチのニチノールケーブルは、その後、好ましくは、焼きな
ましされる。図９に参照して、直径０．０１８インチを有するニチノールケーブ
ル２００の周りに、直径０．０１０インチを有するニチノールワイヤからなる８
本のストランド２２０，２２２，２２４，２２６，２２８，２３０，２３２，２
３４を、撚り目長さが約０．０８０インチになるよう螺旋状に撚り合わせて、直
径約０．０３９インチの新たなワイヤロープ２３６を形成する。図１０に参照し
て、新たなワイヤロープ２３６は直径０．０３７インチ、０．０３５インチ、０
．０３３インチ、０．０３１５インチ及び０．０３０インチの連続的なダイに供
給され、直径約０．０３２インチにリバウンドするニチノールケーブル２３８を
形成する。このように形成されたニチノールケーブルは、その後、約５００℃で
約７５秒間焼きなましされ、ケーブルから冷間加工の効果を除去する。得られた
ケーブルは非常に好ましい可撓性を示す。例１６ ０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）直径のＮｉｔｉｎｏｌワイヤ５本のストラ
ンドが、２．０３ｍｍ（０．００８インチ）直径のニチノールコア・ワイヤ１本
のストランドのまわりに約２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）の横置き長さで螺
旋状に捩られて、約０．７１ｍｍ（０．０２８インチ）の直径の第１ワイヤ・ロ
ープを形成し、そして、０．６６、０．６１、０．５３、０．４６、０．３８ｍ
ｍ（０．０２６、０．０２４、０．０２１、０．０１８、０．０１５インチ）の
直径の連続ダイスを通過させられて、０．４１ｍｍ（０．０１６インチ）直径（
回復後）を有するＮｉｔｉｎｏｌケーブルを形成する。０．４１ｍｍ（０．０１
６インチ）のニチノールケーブルが好ましくは焼鈍される。０．１８ｍｍ（０．
００７インチ）直径のニチノールワイヤ６本のストランドが０．４１ｍｍ（０．
０１６インチ）直径のニチノールケーブルのまわりに約２．０３ｍｍ（０．０８
０インチ）の横置き長さで螺旋状に捩られて、約０．７６ｍｍ（０．０３２イン
チ）の直径の新ワイヤ・ロープを形成する。０．７６、０．７１、０．６６、０
．６１、０．５６ｍｍ（０．０３０、０．０２８、０．０２６、０．０２４、０
．０２２インチ）の直径の連続ダイスを通過させられて約０．５８ｍｍ（０．０
２３インチ）直径に回復するニチノールケーブルを形成する。そのように形成さ
れたニチノールケーブルは、約７５秒間、約５００℃の温度で焼鈍されて、ケー
ブルから冷間加工効果を除去し、生成ケーブルが極めて好ましい特性を示す。極
めて好ましい特性を示すニッケル−チタン合金ケーブルのいくつかの実施例が記
載され、図示された。本発明の格別の実施例が記載されたが、本発明は特許請求
の範囲および明細書の記載から照らしてそれに限定されるべきではない。したが
って、格別の直径を有する格別の数のストランドが開示されたが、異なる数のス
トランド（例えば、５、６、それ以上）および異なる直径が用いられうる。さら
に、いくつかの実施例においては、コアー・ワイヤが単独のニッケル−チタンの
ストランドと、コアー・ワイヤのまわりに多数のストランドから形成されたケー
ブルとして開示されたが、コアー・ワイヤがここに記載された方法によって形成
されたニッケル−チタン・ケーブルでもよく、また、コアー・ワイヤが同一直径
または異なる直径を捩れワイヤから有していてもよい。また、ストランドは螺旋
捩れおよび格別の横置き長さを有するように示されてきたが、その他の形式のス
トランドの捩れが用いられ、その他の横置き長さが類似の成果を伴って利用され
うる。事実、横置き長さが減少されるので、製品ケーブルはより柔軟になる。さ
らに、格別の形状が使用されるダイスの数およびロープの直径の特別の減少に関
して開示されたが、他の形状が、少なくとも２０％、好ましくは３０％の減少で
使用されうる。さらに、時間の格別の長さで一定の温度での焼鈍することが記載
されてきたが、その他の温度および時間がケーブルの冷間加工を実質的に維持す
るように利用されうる。したがって、その他の変更が本発明の精神および特許請
求の範囲の記載からなされうることは、当業者にとって理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術のワイヤ引き抜き加工装置の概略図的な斜視図である。

【図２】 従来技術の引き抜き加工ダイの概略図的な断面図である。

【図３】 本発明によるダイを通じて引き抜き加工される中央コアを有しないワイヤロー
プの概略図である。

【図４】 図３の線４−４に沿った断面図である。

【図５】 図３の線５−５に沿った断面図である。

【図６】 本発明によるダイを通じて引き抜き加工される中央コアを有するワイヤロープ
の概略図である。

【図７】 図６の線７−７に沿った断面図である。

【図８】 図６の線８−８に沿った断面図である。

【図９】 本発明に従いダイを通じて引き抜き加工される前の別の例によるワイヤロープ
の断面図である。

【図１０】 図９のワイヤロープから製造されたケーブルの断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5G307 EA02 EA06 EF09 5G325 BA08 BC02 BC03

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのダイを介して引き抜き加工されて、実質的
   に円形断面を有する可撓性ケーブルを形成する、少なくとも２つの対となったニ
   ッケル−チタンワイヤを具備する、ニッケル−チタンケーブル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記少なくとも２つの対となったニッケル−チタンワイヤは、少なくとも３つ
   のニッケル−チタンワイヤを具備する、ニッケル−チタンワイヤ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記ケーブルは、前記すくなくとも３つの対となったニッケル−チタンワイヤ
   全体の直径の略２０％乃至５０％小さい断面直径を有する、ニッケル−チタン・
   ケーブル。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記少なくとも３つの対となったニッケル−チタンワイヤは、ちょうど３つの
   螺旋状に撚り合わされたニッケル−チタンワイヤである、ニッケル−チタンケー
   ブル。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記少なくとも１つのダイは、漸次径が小さくなる開口の複数のダイを具備す
   る、ニッケル−チタンケーブル。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記少なくとも３つの対となったニッケル−チタンワイヤは、０．０１２７ｃ
   ｍ（０．００５インチ）乃至０．７１１２ｃｍ（０．０２８インチ）の直径を有
   する、ニッケル−チタンケーブル。
7. 【請求項７】 請求項３に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記ケーブルは、０．０２０３２ｃｍ（０．００８インチ）乃至０．９９０６
   ｃｍ（０．３９インチ）の断面直径の実質的に円形断面を有する、ニッケル−チ
   タンケーブル。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 少なくとも２つの対となったニッケル−チタンワイヤは、ちょうど４本のワイ
   ヤを有する、ニッケル−チタンケーブル。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記４本のワイヤの各々は同じ直径を有する、ニッケル−チタンケーブル。
10. 【請求項１０】請求項８に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記４本のワイヤのうち、第１の２本のワイヤは第１の直径を有し、前記４本
    のワイヤのうち、残りの第２の２本のワイヤは、第１の直径と異なる、第２の直
    径を有する、ニッケル−チタンケーブル。
11. 【請求項１１】請求項１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記少なくとも２つのニッケル−チタンワイヤは、ニッケル−チタンコアワイ
    ヤを中心として、その回りで対となり、該少なくとも２つのニッケル−チタンワ
    イヤと該コアワイヤは、少なくともと１つのダイで引き抜きされて、実質的に円
    形断面を有する可撓性ケーブルに形成される、ニッケル−チタンケーブル。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記コアワイヤは第１の直径を有し、前記対となったワイヤのうち、少なくと
    も１つのワイヤは、該第１の直径とは異なる第２の直径を有する、ニッケル−チ
    タンケーブル。
13. 【請求項１３】請求項１１に記載のニッケル−チタンケーブルにおいて、 前記コアワイヤは、実質的に円形断面を有する可撓性コアケーブルで、該可撓
    性コアケーブルは、もう１つのニッケル−チタンワイヤを中心として、その回り
    で撚り合わされた少なくとも２つの追加のニッケル−チタンワイヤを備える、ニ
    ッケル−チタンケーブル。
14. 【請求項１４】ニッケル−チタンケーブルを製造する方法にして、 ａ）少なくとも２つのニッケル−チタンワイヤのストランドを対にして１本の
    ニッケル−チタンワイヤロープを形成する工程、及び ｂ）前記ワイヤロープを少なくとも１つのダイに通して引き抜いて、実質的に
    円形断面を有するケーブルに形成する工程とを具備する、方法。
15. 【請求項１５】請求項１４に記載の方法において、 前記少なくとも２つのストランドは、少なくとも３つのストランドを具備する
    、方法
16. 【請求項１６】請求項１４に記載の方法において、 ｃ）前記ケーブルを焼き鈍しして、冷間加工による影響を取り除く工程を更に
    具備する、方法。
17. 【請求項１７】請求項１４記載の方法において、 前記引き抜き工程は、前記ワイヤロープ全体の断面直径を約２０〜５０％減少
    することを特徴とする方法。
18. 【請求項１８】請求項１４記載の方法において、 前記引き抜き工程は、前記ワイヤロープ全体の断面直径を約３０〜４０％減少
    することを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】請求項１４記載の方法において、 前記引き抜き工程は、直径を減少させた複数のダイを通して連続引き抜きを行
    うことを含むことを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】請求項１５記載の方法において、 前記少なくとも３本のストランドを対にする工程は、ちょうど３本のストラン
    ドを螺旋状にねじることを含むことを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】請求項１５記載の方法において、 前記少なくとも３本のストランドは、直径０．０１２７ｃｍ（０．００５イン
    チ）乃至０．７１１２ｃｍ（０．２８インチ）のストランドを含むことを特徴と
    する方法。
22. 【請求項２２】請求項１４記載の方法において、 前記ケーブルは、０．０２０３２ｃｍ（０．００８インチ）乃至０．０００６
    ｃｍ（０．０３９インチ）の断面を有することを特徴とする方法。
23. 【請求項２３】請求項１４記載の方法において、 前記少なくとも２本のストランドを対にする工程は、ちょうど４本のストラン
    ドを螺旋状にねじる工程を含むことを特徴とする方法。
24. 【請求項２４】請求項２３記載の方法において、 前記４本のストランドの各々は、同じ直径であることを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】請求項２３記載の方法において、 前記４本のストランドのうち２本は、第１の直径を有し、残りの２本は、上記
    第１の直径とは異なる第２の直径を有することを特徴とする方法。
26. 【請求項２６】請求項１４記載の方法において、 前記少なくとも２本のニッケル−チタンワイヤのストランドを撚り合わせる工
    程は、ニッケル−チタンコアワイヤを中心として、その回りに少なくとも２本の
    ニッケル−チタンワイヤのストランドを撚り合わせる工程を含むことを特徴とす
    る方法。
27. 【請求項２７】請求項２６記載の方法において、さらに、 ｃ）第１のケーブルを中心として、その回りに少なくとも２本のニッケル−チタ
    ンワイヤのストランドを撚り合わせて、第２のニッケル−チタンワイヤロープを
    形成する工程と、 ｄ）上記第２のワイヤロープを少なくとも１個のダイを通して引き抜き、実質的
    に円形の断面形状を有する第２のケーブルを形成する工程とを備えることを特徴
    とする方法。
28. 【請求項２８】請求項２７記載の方法において、さらに、 ｅ）前記第１のケーブルを形成した後、第１のケーブルを焼き鈍しして、冷間加
    工による影響を取り除く工程を備えることを特徴とする方法。
29. 【請求項２９】請求項２８記載の方法において、さらに、 ｆ）前記第２のケーブルを形成した後、第２のケーブルを焼き鈍しして、冷間加
    工による影響を取り除く工程を備えることを特徴とする方法。