(57)【要約】【課題】ＭＳＭエレメントを効率よく、かつ低い生産コストで製造する方法を提供する。【解決手段】シェルモールド鋳型で鋳造したＭＳＭ単結晶体から、第１結晶軸に沿った結晶方位を有するＭＳＭアクチュエータエレメントを製造する方法であって、シェルモールド鋳型を用意する工程と、溶融したＭＳＭ合金材料を、別個に核形成結晶を設けずにシェルモールド鋳型に導入する工程と、凝固前面を核形成領域（２４）からセレクタ領域（２６）を介して結晶領域（２８）に移動させることによりＭＳＭ合金材料を凝固させる工程と、凝固したＭＳＭ合金材料を複数のエレメントに分割する工程とを含み、凝固経路は、セレクタ領域（２６）において鋳型の長手軸心（２２）から偏向した領域を形成しており、この領域の長手軸心に対する最大偏位量はセレクタ領域（２６）の最大断面幅を超えており、かつ、第１結晶軸からの長手軸心（２２）の角度偏差は１０°未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した合金材料をシェルモールド鋳型内に導入して当該合金材料を凝固させることにより、ＭＳＭの単結晶体から、第１結晶軸に沿った結晶方位を有するＭＳＭアクチュエータエレメントを製造する方法であって、
核形成領域（２４）、セレクタ領域（２６）および結晶領域（２８）を含み、少なくとも一部分が長手軸心（２２）に沿った方向に向いたシェルモールド鋳型を用意する工程と、
溶融したＭＳＭ合金材料、特に、ＮｉＭｎＧａ系合金材料を、別個に核形成結晶を設けることなく前記シェルモールド鋳型内に導入する工程と、
凝固前面を凝固経路に沿って前記核形成領域から前記セレクタ領域を介して前記結晶領域に移動させることによって前記ＭＳＭ合金材料を凝固させる工程と、
凝固した前記ＭＳＭ合金材料を複数のＭＳＭアクチュエータエレメントに分割する工程と、
を含み、前記凝固経路は、前記結晶領域において前記長手軸心に沿って延びており、前記前記セレクタ領域において前記長手軸心から偏向した領域を形成しており、この領域の前記長手軸心に対する最大偏位量は前記セレクタ領域の最大断面幅を超えており、かつ、前記第１結晶軸からの前記長手軸心（２２）の角度偏差は１０°未満であり、好ましくは６°未満であり、より好ましくは３°未満である、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記セレクタ領域における前記凝固経路が、２つの傾斜部位を有するスパイク状に偏向した領域を形成しており、好ましくは、当該領域の入口側および出口側が前記長手軸心上に同心に配置されていることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記セレクタ領域における前記凝固経路が、螺旋状またはジグザグ状の領域を形成していることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記長手軸心を、前記核形成領域に接続された平坦な冷却装置、特に、コールドプレートに対して、垂直に揃えることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記長手軸心に沿って長く延びる前記結晶領域の、前記凝固前面のための実効断面積が、３ｃｍ２より大、特には７ｃｍ２より大、より特には１２ｃｍ２より大であることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記凝固前面を生成する前記ＭＳＮ合金材料を、当該凝固前面付近の融液の、前記セレクタ領域で生じる温度勾配が０．３Ｋ／ｍｍ〜２０Ｋ／ｍｍ、特には１Ｋ／ｍｍ〜１５Ｋ／ｍｍとなるように冷却することを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記凝固前面を生成する前記ＭＳＭ合金材料に対し、特には、前記温度勾配に対する前記シェルモールド鋳型の速度を設定することにより、前記凝固前面が前記セレクタ領域において前記凝固経路に沿って０．１ｍｍ／分〜５０ｍｍ／分の速度、特には０．３ｍｍ／分〜５ｍｍ／分の速度で移動するように処理を施すことを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記凝固前面を、前記凝固経路に沿って、少なくとも一部の断面が直方形状、特には正方形状であるセレクタ領域および／または結晶領域を通って移動させることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記結晶領域の、直方形状の断面を有する内側輪郭が、単結晶の形態で凝固する前記ＭＳＭ合金材料の、前記第１結晶軸に直交する少なくとも第２結晶軸に沿った結晶方位を決定することを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記合金材料が、少なくともＮｉ、Ｍｎ、ＧａおよびＣｏを含む、組成式：ＮｉａＭｎｂＧａｃＣｏｄＦｅｅＣｕｆ（式中、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは原子％）で表され、次の条件：４４≦ａ≦５１；１９≦ｂ≦３０；１８≦ｃ≦２４；０．１≦ｄ≦１５；０≦ｅ≦１４．９；０≦ｆ≦１４．９；ｄ＋ｅ＋ｆ≦１５；ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００；を満足することを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記ＭＳＭ合金材料の前記凝固工程が、互いに近接しているが離間した複数の凝固経路に沿って生じることを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法において、前記結晶領域で凝固した前記ＭＳＭ合金材料を前記複数のＭＳＭアクチュエータエレメントに分割する前記分割工程を、当該凝固した前記ＭＳＭ合金材料の結晶方位を予め計測学的に決定することなく実行することを特徴とする、ＭＳＭアクチュエータエレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＳＭアクチュエータの生産に用いるＭＳＭの単結晶体を製造する方法、および当該方法によって製造されるＭＳＭの単結晶体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＳＭアクチュエータ（MSM-actuator）は、いわゆる磁気形状記憶材料（ＭＳＭ＝磁気形状記憶）が磁場の影響下で膨張運動を生じる効果を利用したものであり、従来技術から一般的に知られている。その膨張運動は、典型的に本体の長さを基準として一桁％の範囲内に膨張方向を有しており、この運動を駆動の基とすることができる。これにより、ＭＳＭアクチュエータは、例えば、永久磁石および／または電磁石によって実現される既知のアクチュエータの代替物となり得る。
【０００３】
このようなＭＳＭアクチュエータまたはＭＳＭアクチュエータエレメントが有効であるには、使用される合金（典型的には、ＮｉＭｎＧａ系合金）の他にも、どのような結晶方位でＭＳＭエレメントが存在しているのかという点も重要になる。単結晶の形態のＭＳＭ材料を製造する方法として、従来技術から既知であると考えられるものは、溶融した合金材料をシェルモールド型内に導入して当該合金材料を冷却または凝固させることで生じる結晶方位が、確率的に決まるという特徴を有する。つまり、結晶軸の向きは、予め設定することができず、後続のＭＳＭ体の製造工程で確定させるしかない。図５に、そのような従来技術の構成を示す。上記の方法によって凝固・成長したＭＳＭの単結晶１０は、シェルモールド鋳型により決まる幾何学的な長手軸心１２を有する。しかし、材料の凝固時に単結晶１０内に生じる、例えば第１結晶軸１４および第１結晶軸１４に直交する第２結晶軸１６で表される結晶方位（第１結晶軸１４と第２結晶軸１６との両方に直交する第３結晶軸も自動的に定まる）は、確率的に決まる程度が大きい。そのため、完成した単結晶から（その結晶軸を予め計測学的に決定してから）切り出すことのできるＭＳＭエレメント１８の最大寸法は、図示した幾何学的関係によって制限されてしまう（それと同時に大量の廃棄物質も生じる）。したがって、一般的な１０ｍｍ〜３０ｍｍの長手寸法および所望の典型的な５ｍｍ２〜３０ｍｍ２の断面積を有する単結晶の形態のＭＳＭエレメントの場合、望ましくない結晶方位であってもＭＳＭエレメントの所望の最小寸法が得られるようにするには、それに応じて大きい単結晶１０（図５）を製造する必要がある。この既知であると考えられる方法が数多くの観点から非効率であることは明白である。まず、必要な切断工程（典型的にはワイヤ放電加工によって実行される）において、大量の廃棄物質が生じる。さらに、後の切断工程を実行する前提条件として、製造した単結晶ごとに、その結晶方位を計測学的に決定する工程（典型的にはＸ線回折分析法によって実行される）が必要となる。
【０００４】
また、例えば図５の幾何学的関係を参照すると、達成可能な最大寸法（例えば、製造すべきＭＳＭエレメントの長手方向の広がり）が制限されることも分かる。
【０００５】
なお、いわゆる核形成結晶（種結晶）により、単結晶の製造プロセスにおいて結晶方位に影響を加えられることが従来技術から知られている。実質上、この目的のために、所望の方位の適切な単結晶がプロセス開始時に当該プロセスに導入される。理想的には、その単結晶上に製造対象の結晶が単結晶の形態で核成長する。しかし、この方法にも数多くの観点から問題がある。まず、そのような適切な核形成結晶は高価であり、かつ、実験室環境とかけ離れた工業的製造プロセスでは特に取扱いが困難になる。さらに、そのような核形成結晶が適切な核形成挙動を達成するには極めて正確なプロセス管理が必要となる（また、核形成結晶に合金以外の異物が混入していると、得られたＭＳＭエレメントのＭＳＭ効果に不利な影響が生じる）。つまり、上述した問題点に関係した効率向上の当然の需要に加えて、簡単に操業できて且つＭＳＭの単結晶体の大量生産が可能となるように、プロセスの単純化が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上を踏まえて、本発明の課題は、材料の活用性および単結晶材料の効率が向上し、詳細には、ＭＳＭの単結晶体から１つ以上のＭＳＭエレメントを製作する際の単結晶材料の無駄を減少すると同時に核形成結晶を不必要にすることのできる、ＭＳＭの単結晶体を製造する方法およびＭＳＭの単結晶体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、主請求項の構成を備えた方法によって解決される。本発明の有利なさらなる改良形態は、従属請求項に記載されている。本発明の範囲内で、さらに、主請求項の方法または主請求項に従属する請求項の方法によって製造された（アクチュエータまたはアクチュエータエレメントとしての使用が好ましい）ＭＳＭの単結晶体についても保護を請求する。なお、特許請求の範囲に記載された方法に由来する分割体（切断体）（必要であれば、個々のアクチュエータエレメントにさらに分割される）には、磁気形状記憶挙動を実現または最適化するために、さらに、典型的な（または既知の）熱処理工程および／または磁気機械的トレーニング工程を施すことが想定され得る。本発明に含まれるさらなる改良形態では、分割後に、個々のＭＳＭアクチュエータエレメントごとに、または複数のＭＳＭアクチュエータエレメントに対し、その磁気形状記憶挙動を刺激するための熱処理が施さてもよい。あるいは、複数のＭＳＭアクチュエータエレメントに分割する前の、凝固したＭＳＭ合金材料に対し、前記熱処理が施されてもよい。本発明の好ましいさらなる改良形態では、分離された（分配された）ＭＳＭアクチュエータエレメントを、その形状記憶挙動を刺激するために、対象を絞った所定のトレーニングの形態で動作させてもよい。詳細には、分離されたエレメントに対し、例えば引張力および／または圧力を印加する機械的なストロークを用いたトレーニングを実行することにより、所与の膨張方向に対象を絞って動作させてもよい。
【０００８】
本発明の有利な形態では、溶融したＭＳＭ合金材料を、（別個に）核形成結晶を設けることなく単独で、本発明にかかる特別な構成を有するシェルモールド鋳型内に導入することにより、ＭＳＭの単結晶体（好ましくは、ＮｉＭｎＧａＸに基づく合金材料（Ｘは、任意で、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｕからなる群のうちの１つ以上の元素を含む）である）を製造する。厳密には、本発明にかかる前記シェルモールド鋳型は、長手軸心を有し、セレクタ領域の箇所において前記長手軸心から偏向しており、かつ、その偏位量は前記セレクタ領域の最大断面幅を超えている。すなわち、本発明の範疇では、本発明にかかる凝固経路の長手断面形状を偏位させて、断面方向の当該偏位の量がセレクタ領域の最大断面幅を超えるように、当該セレクタ領域が形成される。換言すれば、最大偏位量の領域は、セレクタ領域の入口付近の結晶領域の、前記長手軸心に沿った投影断面よりも外側に位置する。
【０００９】
さらなる改良形態では、前記偏位した部分が、長手断面視で、少なくとも１つのスパイク、スパイラル、螺旋または他の角形状の形態を有する。
【００１０】
本発明にかかる上述の有利な構成により、凝固中のＭＳＭ材料または凝固後のＭＳＭ材料の結晶構造の結晶方位が、前記長手軸心に沿った方向（長手軸心方向）に向けられる。厳密には、この結晶方位が、前記シェルモールド鋳型の長手軸心方向に沿って延びる（あるいは、本発明にかかる前記結晶方位と前記長手軸心方向との角度偏差が、１０°未満、有利なさらなる改良形態では６°未満、なおいっそう有利なさらなる改良形態では３°未満である）。
【００１１】
このようにして、本発明により、結晶方位が確率的に決まるのではなく、シェルモールド鋳型によってその長手軸心に沿って機械的に向きが合わせられる（または本発明にかかるセレクタ領域に偏向して形成された凝固用の経路箇所によって機械的に向きが合わせられる）という特徴を有する単結晶（実際的には、上記のような無視可能な方位誤差を有する単結晶）を、有利に製造することができる。また、このような効果から、連続大量生産の利点も明らかである。本発明にかかる方法により、さらなる処理において必然的に生じる廃棄物質、または凝固後の材料を複数のＭＳＭエレメントに分割する際の廃棄物質を大幅に減少できるだけでなく、少なくとも１つの結晶方位を前記長手軸心に対して固定することができる。すなわち、１つ以上のＭＳＭエレメントを得るために単結晶に対してさらなる処理を施す場合、その処理の前に、方位計測のための時間や労力のかかる工程（例えば、Ｘ線回折分析法など）を実行する必要がなくなる。
【００１２】
有利なさらなる改良形態では、前記シェルモールド鋳型の断面を直方形状とすることにより、凝固中のＭＳＭ材料の結晶方位または凝固後のＭＳＭ材料の結晶方位に、第１結晶軸に直交して延びる第２結晶軸に沿って影響が加わり（したがって、直交する第３結晶軸にも自動的に影響が加わり）、その結果、得られる結晶について、空間内の完全な三次元結晶方位を（計測せずとも）決定することができる。
【００１３】
本発明の特に好ましい実施形態では、前記長手軸心が、シェルモールド鋳型の前記核形成領域内または前記核形成領域近傍の冷却装置としての（既知の）コールドプレートに対してほぼ垂直になるように、垂直方向に設定される。この場合、前記シェルモールド鋳型を暖かい環境または加熱環境から前記長手軸心の反対側に向かって所与の引出し速度で（既知の様式で）移動させることにより、当該シェルモールド鋳型内に導入された液状の合金材料が、凝固経路に沿って上向きの勾配を有する温度勾配により凝固する。なお、この凝固経路は、長手軸心に沿うようにして描くことができ、かつ、セレクタ領域において当該長手軸心から本発明にかかる偏向をしている。有利なさらなる改良形態では、凝固前面付近の融液の内側から外側に向かう（径方向）断面には大きな温度勾配が存在しない一方で、当該凝固前面付近の融液の温度勾配が０．３Ｋ／ｍｍ〜２０Ｋ／ｍｍであり、所望の結晶方位を形成する特に好ましい数値範囲として１Ｋ／ｍｍ〜１５Ｋ／ｍｍとなるように、前記シェルモールド鋳型の凝固挙動または冷却挙動が設定されている。好ましいさらなる改良形態では、上記の構成に加えて、または上記の構成の変形例として、前記凝固経路に沿った前記凝固前面の移動速度（または前記温度勾配に対する前記シェルモールド鋳型の引出し速度）で表される冷却速度が、０．１ｍｍ／分〜５０ｍｍ／分の速度、特に好ましい数値範囲として０．３ｍｍ／分〜５ｍｍ／分に設定される。
【００１４】
これにより、単結晶の凝固挙動を、結晶構造の第１結晶軸が前記長手軸心に少なくとも沿うように（または結晶軸間の最大角度偏差が１０°未満、典型的には６°未満、さらには３°未満になるように）有利に実現することができる。有利なさらなる改良形態では、セレクタ領域の断面および／または結晶領域の断面（すなわち、前記長手軸心に直交する平面）を直方形状（より好ましくは、正方形状）とすることにより、直交する前記第２結晶軸または第３結晶軸を、直方形状断面の長縁方向に向くように影響を加える（パラメータを変化させる）ことができる。すなわち、シェルモールド鋳型の結晶領域が、例えば一方向に長く且つ断面視で直方形状の理想的な形状を有する場合、この領域が、当該領域内で凝固する単結晶の三次元方位を決定する。本発明の範疇のさらなる改良形態では、前述した最大偏差内で結晶方位が既に固定されているので、凝固後、前記長手軸心（Ｚ軸）に（常に）直交するように分割を実行するのが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明は、（理想的なことに結晶方位の計測を省略できるので）製造工程または上流の試験工程を劇的に減少できるだけでなく、特に前述した方法により、シェルモールド鋳型の前記長手軸心に相当する凝固方向に沿って凝固および結晶配向が生じることから、最大の長さ寸法が得られるので、モールドシェル鋳型の限られた内側空間から最適な寸法を有するＭＳＭエレメントを製造することができる。また、これにより、ＭＳＭアクチュエータの生産の基礎となる（ＭＳＭエレメントを分割、例えば切断（ダイシング）することによって得られる）、２０ｍｍ超、特には４０ｍｍ超の長さ寸法および／または１５ｍｍ２以上の断面積を有するＭＳＭエレメントを、特に効率よく、かつ、特に低い生産コストで製造できる（したがって、大規模生産が可能となる）と予想される。
【００１６】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、図面を参照しながら行う例示的な好ましい実施形態についての以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の例示的な実施形態にかかる方法を実行するためのシェルモールド鋳型構造を示す、幾何学的な概略図である。
【図２】図１と似ているが、結晶領域が直方形状の断面を有する点で図１と異なる幾何学的な構成をした、シェルモールド鋳型を示す図である。
【図３】本発明を実行するためのＭＳＭの円筒状の単結晶を、その結晶方位を概略的に描いて示した概略図である。
【図４】図３と似ているが、単結晶体が直方形状のブロックの形態である点で異なり、（それと同じく直方形状のブロックの形態である）ＭＳＭアクチュエータエレメントの結晶方位を概略的に描いて示した図である。
【図５】結晶軸の向きが確率的に決まる従来技術の一般的方法によって得られるＭＳＭの単結晶を、ＭＳＭアクチュエータエレメントの切断可能性が制限されている様子と共に示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、本発明を実現するための原理を第１の例示的な実施形態に基づいて示す。図１には、いわゆるブリッジマン法によって単結晶体を製造するための、いわゆるシェルモールド鋳型が示されている。このシェルモールド鋳型は、コールドプレート２０から長手軸心２２（破線２２）に沿って垂直に延びており、核形成領域２４を、これに続くセレクタ領域２６および結晶領域２８を形成している。適度に溶融した合金材料を上部開口３０から装置内に導入する。液状の合金材料が下方から上方に向かって（矢印の方向３２に沿って）凝固し、これに伴い、上方に移動する凝固前面が形成される。凝固前面の移動速度は、適切な温度影響によって予め設定することができる。
【００１９】
図１（および図１に類似の図２）に、本発明にかかる凝固経路が、鉛直方向に長手軸心２２に沿って直線状に生じるものではなく、むしろ、図１または図２の長手断面視において曲がった線状軌道を有する様子を示す。詳細には、前記シェルモールド鋳型は、セレクタ領域において、凝固のための効果的な内側チャネルがまず約４０°の角度θで偏向した後、続いて反対方向に偏向する部位をさらに有するように構成されている。この反対方向に偏向する部位は、当該セレクタ領域の上端部において前記チャネルの断面が底側の断面と断面視方向に再び合致するまで続く。好ましくは、本発明では、前記偏向について、その横方向の最大偏位量が、結晶領域の投影断面またはコールドプレート２０近傍のベース領域の投影断面を超えている。このような偏向により、有利なことに、結晶構造について、その長手方向の向きが垂直方向、すなわち、長手軸心２２方向に設定される。さらに、そのような偏向により、結晶領域２８の領域内で凝固した状態の単結晶の少なくとも第１結晶軸が、前記長手軸心方向に向けられる（本発明では、最大角度誤差は１０°であり、典型的な角度誤差は６°未満であり、さらには３°未満である）。
【００２０】
図２に、図１の例示的な実施形態の一変形例を示す。この変形例では、結晶領域２８’内の、長手軸心２２に沿って垂直に延びる前記チャネルが、正方形状の断面を有する。このような断面により、結晶軸が垂直方向に向くだけでなく、当該結晶軸に直交する２つの結晶軸が結晶領域の縁方向に平行に延びるようになる。この点に関して、図３に、図１の実施形態の場合のそのような幾何学的な関係を示し、図４に、図２の実施形態の場合のそのような幾何学的な関係を示す。図３に、中空円筒状の結晶領域内で凝固した単結晶体を示す。前記長手軸心方向（図３の例ではｚ軸方向）が、前述した小さい角度誤差で、結晶の長手軸ｃの向きにほぼ相当する。円筒状（すなわち、図３のｘ−ｙ平面の円形状）の構造により、互いに直交し鉛直軸ｃにも直交する他の２つの結晶軸の向きは、確率的に決まる。対照的に、図２に示す（図４の形状を有する）さらなる改良形態では、正方形状の断面輪郭（図４の例ではｘ方向またはｙ方向に対して平行に延びる輪郭）を設けているので、それに応じて第２結晶軸ａまたは第３結晶軸ｂが平行となる。つまり、図２または図４にかかる方法を実行して得られた単結晶は、その直方形状のブロックの形態の形状が既に実際の結晶方位の大半を表していることから、さらなる処理を実行する必要がなくなる（あるいは、さらなる処理が最小限で済む）。また、図１（図３）に示す製造方法の製品も、その結晶軸ｃがシェルモールド鋳型または当該シェルモールド鋳型内で凝固する未完成鋳物の長手軸心ｚ方向に延びることにより、例えばＭＳＭ体の膨張挙動等の主な向きが固定される（決まる）ので、十分に有利である。また、有利なことに、そのような円筒状のＭＳＭ体も、結晶軸ａまたは結晶軸ｂの正確な向きが重要でない場合には、さらなる処理を実行せずとも使用可能である（あるいは、最小限のさらなる処理で使用可能となる）。
【００２１】
本発明にかかる方法の実行を、具体例を用いて以下に説明する：
【００２２】
［具体例］
誘導溶融によるＭＳＭ合金用の組成に準じたＮｉＭｎＧａ系材料を誘導溶融することにより、いわゆる母合金としての合金出発材料を調製する。典型的な溶融温度は、合金の液化温度よりも５０°〜４００°高い温度に設定される。典型的に、この溶融は、１００ｍｂａｒ〜１２００ｍｂａｒのＡｒ雰囲気下で実行される。
【００２３】
液状の母合金を、図１に基づく形状を有するセラミック製のシェルモールド鋳型内に流し込む。ブリッジマン法により、このシェルモールド鋳型を温度勾配に対して高温区域から低温区域に移動させることにより、凝固前面がシェルモールド鋳型内を下方から上方に通過する。この凝固前面の移動速度は、典型的に０．３ｍｍ／分である。凝固前面付近の融液の温度勾配は、典型的に３Ｋ／ｍｍに設定される。ＭＳＭ材料は、本発明にかかる有利に偏向したセレクタ領域を通過することにより、結晶軸を垂直方向に向けた状態で（すなわち、結晶軸を長手軸心２２方向に沿って向けた状態で）凝固する。凝固および冷却が完了すると、結晶領域２８から、図３に示す形状のＭＳＭ体としての円筒体を取り出すことができる。このようにして、動作方向（膨張方向）が軸方向に延在するＭＳＭアクチュエータを、即座に実現することができる。あるいは、このＭＳＭ体から横方向の結晶軸を決定（計測）することにより、廃棄物質を減少させると同時に覆い面側の損失を最小限に抑えるための前提条件を達成することができる。このようにして、横方向の結晶方位が確定した、直方形状の断面を有する１つ以上のＭＳＭエレメント、すなわち直方形状のブロックの形態の１つ以上のＭＳＭエレメントを製作することができる。ＭＳＭエレメントに分離する際には、特に、Ｚ軸に対して垂直な切断が明白である。というのも、Ｚ軸方向の方位が既に確定しているからである。
【００２４】
既述したように、アクチュエータの完全な形状記憶機能を刺激または実現するために、材料に熱処理が施される（分離前の材料全体に熱処理を施してもよいし、または分離後の個々のアクチュエータエレメントに熱処理を施してもよい）。好ましくは、分割後の個々のアクチュエータエレメントに対し、それぞれの動作挙動または膨張挙動に沿ってトレーニングを施す。この目的のために、材料に対し、対応する膨張方向または動作方向への動作を、典型的に数回のストロークにわたって、引張力または圧力の入力を介して刷り込む。
【００２５】
本発明にかかる方法を実行するための上述した構成および当該構成の動作については、広義的な理解および基本原理の理解の両方がなされるべきであり（かつ、前記構成およびその動作は当業者によって適宜変更及び調節されてもよく）、セレクタ領域および結晶領域に沿った互いに近接しているが離間した複数の凝固経路を、マルチアーム式のシェルモールド鋳型の形態で設けることも、具体的には本発明の範囲内である。
【００２６】
本発明によって作製されるＭＳＭ体の用途範囲の可能性は無限大である。本発明により、有利なことに、結晶形状がはっきりと確定されたＭＳＭ体の大規模生産を、著しく簡略化できるだけでなく、より経済的に構成することができるので、将来、ＭＳＭアクチュエータの用途分野がさらに拡大することが予想される。
【符号の説明】
【００２７】
２２  長手軸心
２４  核形成領域
２６  セレクタ領域
２８  結晶領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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