JP2011503486A - ロックリング - Google Patents

Abstract

コア部６１と該コア部６１の周囲にある撚線部６２とを備えるロックリング６。ロックリング６は、形状記憶合金又はバイメタルを含み、それによって、温度が所定の値まで変化すると変形するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のロックリングに関する。

本発明は、包括的にはリテーナ手段、詳細にはロックリングに関する。

或る特定のトレーニング温度で変形する形状記憶合金部品が知られている。形状記憶合金部品は極めて弾性であるのが典型的であり、すなわち、少なくともトレーニングされていない位置では延性である。それによって、形状記憶合金部品は、あらゆる状況で剛性が必要とされるロックリングとして用いるにはそれ自体は適していない。さらに、形状記憶合金を含むワイヤは、通常は直径に関して非常に薄い。それによって該ワイヤは、例えば、使用される対象物の非常に大きい公差に起因して、十分な厚さがロックリングのリング部分に必要とされる対象物には適していない。より厚い形状記憶合金ワイヤ／棒を用いる場合でも、問題は温度変化への遅い反応であり、それによって或る適用対象物にとっては変形が起こるのが遅すぎてしまう。

本発明の目的は、温度に基づいて変形するように作製され得る複数のロックリングと関連する、完全に新規の構成を提供することである。別の目的は、既知の従来技術の欠点が回避される、温度に基づいて変形するロックリングを提供することである。

本発明は、ロックリングが、少なくとも２つの部分、すなわち少なくとも１つのピースから構成されるコア部とその上にある撚線部（twisted wire part）とから形成されるという着想に基づく。

より詳細に明記すると、本発明によるロックリングは、形状記憶合金又はバイメタルを含み、それによって、温度が所定の値まで変化すると変形するように構成されることを主に特徴とする。

本発明によるロックリングは、請求項２〜１１に記載されているものによってさらに特徴付けられる。

本発明による構成は多数の有意な利点を有する。ロックリングの形状は、十分な熱的効果がロックリングに適用されている限り自動的に変わる。本発明によるロックリングに２つの異なる要素を用いることによって、一方が必要とされるばね又は力受容効果を提供することが可能であるのに対して、形状記憶合金部品は所定の温度での所望の変形を提供する。形状記憶合金を含むロックリングの部分は、電流が流れると変形を実現する発熱素子としてもそれ自体で動作し得る。この場合、自動制御を伴うより広範なシステムを提供することが可能である。本発明によって、温度変化への迅速な反応、それゆえ迅速な変形をもたらすより薄い形状記憶合金ワイヤをロックリングにおいて用いることが可能である。

次に、本発明を添付の図面を参照して一例によって詳細に説明する。

第１の位置での本発明による一実施形態によるロックリングを示す。 図１の細部Ａの拡大図を示す。 第２の位置での本発明による一実施形態によるロックリングを示す。 図３の細部Ｂの拡大図を示す。 第１の位置での本発明による一実施形態による、分断されている別のロックリングを示す。 図５の細部Ｃの拡大図を示す。 第２の位置での本発明による一実施形態による、分断されている別のロックリングを示す。 図７の細部Ｄの拡大図を示す。 一実施形態によるロックリングの断面を示す。 図１の細部Ｅの拡大図を示す。

図１〜図４は、本発明によるロックリング６の一実施形態を示す。

ロックリング６は、或る特定の温度で変形するように構成される。ロックリングは、図１において第１の位置で示されており、図３において第２の位置で示されている。図面の実施形態では、ロックリング６は環状部であり、それによって第１の位置ではロックリングの円は第１の長さを有しており、ロックリング６は、環状である場合に第１の直径ｄ_１を有する。第２の位置では、ロックリング６は、図面の実施形態において第１の長さよりも長い第２の長さを有する。図３の実施形態では、ロックリング６は第２の位置において、その形状が環状である場合に第２の直径ｄ_２を有し、それによってロックリング６は変形すると大きくなる。

ロックリング６は、有利には形状記憶合金（ＳＭＡ）を含む。形状記憶合金は、変形が起こる所定の温度を有し得る。

図面の実施形態では、ロックリング６は、コア部６１と該コア部６１の周囲にある撚線部６２とを備える。第１の実施形態によれば、コア部６１は形状記憶合金から形成される。この場合、温度Ｔ_１、すなわち標準温度において、コア部を形成する形状記憶合金ワイヤは延性であり、外側撚線部６２は、コイルばねのように動作してコア部６１の第１の端６３及び第２の端６４を引張り合わせる。図面では、コア部６１の第１の端６３と第２の端６４との間には間隔ｓ_１がある。

温度が第２の温度Ｔ_２、すなわち形状記憶合金のトレーニング温度に達すると、コア部６１はトレーニングされた通りに変形する。本発明による実施形態では、温度がトレーニング温度Ｔ_２以上まで上昇した後、コア部はばね鋼のように機能する。ロックリング６の直径は直径ｄ_２まで増大し、ロックリング６の円の長さは大きくなる。したがって、コア部の端６３、６４は、間隔ｓ_２まで互いから移動する。図１〜図４では、ｓ_２はｓ_１よりも大きい。同様に、第２の位置でのロックリング６の直径ｄ_２は、第１の位置での直径ｄ_１よりも大きい。

第２の実施形態によれば、撚線部６２は形状記憶合金製であり、それによってその長さは温度が所定の値に達すると変化する。この場合、コア部は、第１の位置において、ロックリングの横に行き渡る力も受容するためロックリングの補強部として動作するばね要素である。ここで、温度が所定の値Ｔ_２に達すると、ロックリングの撚線部６２はトレーニング通りに変形する、すなわち、図１〜図４では、リングの直径を第１の直径ｄ_１から第２の直径ｄ_２まで増大させる。

別の実施形態（図５〜図８）によれば、温度が所定の値Ｔ_２まで変化すると、ロックリング６の円の長さは第１の位置から第２の位置まで縮まる（そして直径ｄは減少する）。ここで、温度が所定の値Ｔ_２に達すると、ロックリング６の長さは縮まり、直径は第１の直径ｄ_１から第２の直径ｄ_２まで減少する。ここで、コア部６１は、適用可能であれば、撚線部６２内に配置されており、撚線部６２の円の内側に残っている空間を埋める、いくつかのコアピース６５から形成される。撚線部６２が変形の結果として縮む場合、変形が可能になるように第１の位置において、コア部の隣接するコアピース６５間に間隙が存在しなければならない。図面の実施形態では、隣接するピース間の間隔は値ｓ_１から値ｓ_２まで減少する。ここで、撚線部は共に圧縮されるため、リングの円の長さは縮まり、直径ｄは値ｄ_１から値ｄ_２まで減少する（ｄ_１＞ｄ_２）。

本発明のさらなる実施形態によれば、ロックリング６は環状部であり、温度が所定の値Ｔ_２に達すると、ロックリング６の直径ｄは第１の直径ｄ_１から第２の直径ｄ_２まで増大する（ｄ_１＜ｄ_２）。

本発明のさらなる実施形態によれば、ロックリング６は環状部であり、温度が所定の値Ｔ_２に達すると、ロックリング６の直径ｄは第１の直径から第２の直径まで減少する（ｄ_１＞ｄ_２）。通常、温度は燃焼状況で所定の値Ｔ_２に達する。所定の値Ｔ_２は、たとえば７０℃〜１００℃であり得る。

有利な実施形態によれば、ロックリングのコア部は形状記憶合金を含む。

別の実施形態によれば、ロックリングの撚線部は形状記憶合金を含む。

有利な実施形態によれば、ロックリング６は、コア部６１と撚線部６２とを備える。ここで、ロックリングのこれらの部分の少なくとも一方は形状記憶合金を含み得る。ここで、機能不全（functionality suffering）することなく他の何らかの材料から他方の部分を製造することによって、形状記憶合金を用いないことも可能である。

一実施形態によれば、ロックリング６のコア部６１は形状記憶合金から成るものである。

別の実施形態によれば、ロックリング６の撚線部６２は形状記憶合金から成るものである。

したがって、本発明は、コア部６１と該コア部６１の周囲にある撚線部６２とを備えるロックリング６に関する。本発明によれば、ロックリングは形状記憶合金を含み、それによってロックリング６は、温度が所定の値まで変化すると変形するように構成される。

有利な実施形態によれば、ロックリング６は環状部であり、温度が所定の値に達するとロックリング６の直径ｄは増大する。

別の有利な実施形態によれば、ロックリング６は環状部であり、温度が所定の値に達するとロックリング６の直径ｄは減少する。

有利な実施形態によれば、ロックリング６のコア部６１は形状記憶合金を含む。第２の実施形態によれば、ロックリングの撚線部６２は形状記憶合金を含む。第３の実施形態によれば、コア部６１はいくつかのコアピース６５から形成される。コアピースは、図５及び図７にあるように連続して配置されている部分、又は並列なワイヤ若しくは棒の部分、すなわちストランドであり得る。

コア部６１が形状記憶合金を含む場合、撚線部６２はばね材料から形成され得る。同様に、撚線部６２が形状記憶合金を含む場合、コア部６１はばね材料から形成される。

コア部６１が形状記憶合金を含む場合、撚線部６２は鋼から形成される。当然ながら、撚線部は、鋼のような他の何らかの適した材料から成っていてもよい。

撚線部６２が形状記憶合金を含む場合、コア部６１は鋼から形成される。

したがって、コア部６１は、形状記憶合金の複数の並列なワイヤ又は棒の部分、すなわちストランドを備え得る。

形状記憶合金を含むロックリングは、電線をロックリングに接続することによって遠隔制御することもでき、それによってコア部又は撚線部の形状記憶合金要素は、熱素子として機能する。この素子の上昇温度がロックリングを第１の位置から第２の位置へ移動させる。形状記憶合金を含むロックリングの部分は、電流が流れ得る電気回路の一部に接続され得る。電線を制御可能にオンに切り換えることによって、ロックリングは、１つずつ又はいくつかのロックリングを含む群として調整することができる。

本明細書は、形状記憶合金を含むロックリングを「トレーニングする」方法を記載していないが、形状記憶合金の他の用途からそれ自体は既知となっていると考えられる。用いられる形状記憶合金は、あらゆる適した形状記憶合金とすることができる。形状記憶合金として広く用いられている合金は、たとえばニチノール、すなわちＮｉＴｉ合金である。

ロックリングは、相応に作用する他の何らかの材料から部分的に又は全体的に形成され得る。代替的な構成は、たとえばバイメタルである。同様に、たとえば、ロックリングのコア部はバイメタルから形成され得る。バイメタルは、別様に拡大する２つの金属製ストリップである。このストリップは、自由に拡大することができるように素早く（fast）互いに接続する。これによって、温度変化がストリップの形状を変えるという事実がもたらされる。バイメタルは、冷却時に比べて加熱時に異なる方向に撓む。

本発明が上述の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲内で変更できることは当業者には明らかである。必要であれば、他の特徴と共に本明細書に記載された可能性のある特徴は、互いに別個に使用することもできる。

Claims (11)

1. コア部（６１）と、前記コア部（６１）の周囲にある撚線部（６２）とを備えるロックリング（６）であって、
   形状記憶合金又はバイメタルを含むことによって、温度が所定の値まで変化すると変形するように構成されることを特徴とする、ロックリング。
2. 前記ロックリング（６）は環状部であり、温度が前記所定の値に達すると、前記ロックリング（６）の直径（ｄ）は増大することを特徴する、請求項１に記載のロックリング。
3. 前記ロックリング（６）は環状部であり、温度が前記所定の値に達すると、前記ロックリング（６）の直径（ｄ）は減少することを特徴する、請求項１に記載のロックリング。
4. 前記ロックリング（６）の前記コア部（６１）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロックリング。
5. 前記ロックリングの前記撚線部（６２）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロックリング。
6. 前記コア部（６１）はいくつかのコアピース（６５）から形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロックリング。
7. 前記撚線部（６２）はばね材料から形成されるのに対して、前記コア部（６１）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロックリング。
8. 前記コア部（６１）はばね材料から形成されるのに対して、前記撚線部（６２）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロックリング。
9. 前記撚線部（６２）は鋼から形成されるのに対して、前記コア部（６１）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロックリング。
10. 前記コア部（６１）は鋼から形成されるのに対して、前記撚線部（６２）は形状記憶合金を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロックリング。
11. 前記コア部は形状記憶合金のいくつかのストランドを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロックリング。

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