KR101406925B1 - 비폭발식 분리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비폭발식 분리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 와이어를 이용하여 부재들의 위치를 고정시킨 상태에서, 와이어에 전력을 가하여 와이어의 일부를 절단함으로써, 비폭발식으로 부재들의 분리를 실행할 수 있는 분리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비폭발식 분리 장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 복수의 볼; 상기 복수의 볼을 내측에 수용하는 홀더; 상기 홀더의 외주면에 감겨지는 와이어; 상기 와이어에 한 쌍의 전극을 연결하여 전기를 인가함으로써 상기 와이어를 절단시키는 전력 장치; 및 상기 베이스 플레이트를 관통하여, 상기 와이어가 감겨진 홀더 내측에 배치된 복수의 볼과 접하면서, 상기 복수의 볼로 사전하중을 전달하는 핀을 포함한다.

Description

비폭발식 분리 장치 {NON-EXPLOSIVE SEPERATION DEVICE}
본 발명은 비폭발식 분리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 와이어를 이용하여 부재들의 위치를 고정시킨 상태에서, 와이어에 전력을 가하여 와이어의 일부를 절단함으로써, 비폭발식으로 부재들의 분리를 실행할 수 있는 분리 장치에 관한 것이다.
서로 기계적으로 결합되어 있는 2개의 결합부재를 분리시키는 수단으로, 분리 동작을 신속하게 수행하기 위해 종래에는 주로 폭발식 분리 방식이 연구되어 왔다.
이와 관련하여, 특허공개 1994-004227호는 2개의 결합부재를 분리시키기 위한 수단으로 폭발볼트를 개시하며, 볼트의 몸체 내부에 전기적 신호에 의해 폭발하는 화약을 충전하여 2개의 결합부재의 방출 또는 분리 요구시 볼트 내부에 충전된 화약의 폭발력으로 볼트의 분리와 함께 결합부재의 방출 또는 분리가 이루어지는 구성을 개시한다.
그러나, 이러한 폭발식 분리 장치의 경우, 폭발로 인해 부재에 결함 내지 손상이 발생할 수 있어서, 분리 작동의 신뢰도를 저하시킬 수 있으며, 화약 등의 재료를 적용하여 분리 장치를 구성해야 하므로, 제작 공정도 복잡해지는 단점이 있었다.
한편, 종래의 폭발식 분리 장치의 문제점을 개선하기 위해, 비폭발식 분리 장치에 대해서도 연구가 진행되고 있다. 종래의 비폭발식 분리 장치로 유럽등록특허 EP 1 426 291호는 비폭발식 액추에이터를 위한 스풀 조립체를 개시하며, 링크-와이어(142)에 전류를 가하여 끊어지게 함으로써, 랩(wrap)-와이어(130)가 풀려지는 구성을 개시한다. 또한, 미국등록특허 5,722,709호는 형상 기억 합금을 이용한 분리 장치로서, 형상 기억 합금을 사용한 나선 리테이너(24)에 액추에이션 장치(21)를 통해 신호를 인가함으로써, 나선 리테이너(24)가 확장하거나 수축하도록 하는 구성을 개시한다.
그러나, 상기의 비폭발식 분리 장치는 구조의 간소화, 분리 기능의 신뢰도 개선, 분리 장치의 재사용의 측면에 있어서 개선의 여지가 있다.
특허공개 1994-004227호 (국방과학연구소) 1994. 3. 14. 유럽등록특허 EP 1 426 291호 (G&H Technology, Inc.) 2006. 3. 29. 미국등록특허 5,722,709호 (Hughes Electronics.) 1998. 3. 3.
본 발명의 목적은 구조가 간단하여 제작 비용을 현저히 감소시키면서 분리 기능의 신뢰도도 개선할 수 있는 비폭발식 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 와이어가 절단된 후에, 다시 와이어를 감아 재사용이 용이한 비폭발식 분리 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 비폭발식 분리 장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 복수의 볼; 상기 복수의 볼을 내측에 수용하는 홀더; 상기 홀더의 외주면에 감겨지는 와이어; 상기 와이어에 한 쌍의 전극을 연결하여 전기를 인가함으로써 상기 와이어를 절단시키는 전력 장치; 및 상기 베이스 플레이트를 관통하여, 상기 와이어가 감겨진 홀더 내측에 배치된 복수의 볼과 접하면서, 상기 복수의 볼로 사전하중을 전달하는 핀을 포함한다.
상기 비폭발식 분리 장치는, 상기 볼과 홀더를 내부 공간에 수용하면서, 상기 베이스 플레이트와 결합하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 홀더는 2개 이상의 부재가 결합하는 조립체로 이루어질 수 있다.
상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 내측에 상기 볼을 수용하는 수용홈을 구비할 수 있다.
상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 측면에 하나 이상의 자석을 구비할 수 있다.
상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 하면에 하나 이상의 자석을 구비할 수 있다.
상기 베이스 플레이트는 상기 홀더를 구성하는 각각의 부재의 하면의 자석이 배치되는 위치에 상응하는 지점에 자석 또는 결합홈을 구비할 수 있다.
상기 홀더는 상기 와이어가 감겨지는 위치를 고정하기 위해 외주면에 와이어 홈을 구비할 수 있다.
상기 와이어는 강성을 강화하도록 와이어 가닥이 복수로 감져지면서 폐곡선을 이루거나, 와이어 가닥이 꼬아진 형태로 이루어질 수 있다.
상기 핀은 선단에 헤드를 구비하고 상기 헤드의 하부에 잘록한 부분인 목을 갖는 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 비폭발식 분리 장치는, 구조가 간단하여 제작 비용을 현저히 감소시킬 수 있으며, 분리 기능의 신뢰도도 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 비폭발식 분리 장치는, 적용 분야 및 적용 대상 물품의 크기에 따라 볼의 구성 및 와이어의 물리적 특성, 치수 변화 등을 용이하게 변형하여 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 비폭발식 분리 장치는, 와이어가 절단된 후에도, 다시 와이어를 감아 재사용이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비폭발식 분리 장치의 분해 사시도이다.
도 2a는 결합된 상태의 도 1의 비폭발식 분리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a에서 하우징이 제거된 상태의 비폭발식 분리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2a의 비폭발식 분리 장치의 단면도이다.
도 4는 도 1의 비폭발식 분리 장치의 홀더의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1의 홀더와 베이스 플레이트의 결합을 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 비폭발식 분리 장치의 분리 전 상태를 도시하는 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 비폭발식 분리 장치의 분리 후 상태를 도시하는 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비폭발식 분리 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비폭발식 분리 장치의 분해 사시도이다. 또한, 도 2a는 결합된 상태의 도 1의 비폭발식 분리 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2b는 도 2a에서 하우징이 제거된 상태의 비폭발식 분리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 분리 장치(100)는 베이스 플레이트(110), 복수의 볼(120), 홀더(130), 와이어(140) 및 핀(150)을 포함하며, 선택적으로 하우징(160)을 더 포함한다.
베이스 플레이트(110) 상에는 볼(120)과 홀더(130)가 배치된다. 복수의 볼(120)은 홀더(130) 내측에 수용된다.
홀더(130)는 복수의 부재들이 결합하여 이루어질 수 있으며, 각각의 부재 내측에 볼(120)이 하나씩 수용될 수 있다. 도 1, 도 2a 및 도 2b에는 홀더(130)가 3개의 부재들로 이루어지는 것을 도시하고 있으나, 부재들의 개수는 이에 한정되지 않으며, 2개 이상의 부재들의 결합으로 홀더(130)를 구성할 수 있다. 복수의 부재들이 결합된 상태의 홀더(130)의 직경은 베이스 플레이트(110)의 직경보다 작게 구성된다.
홀더(130)의 외주면에는 와이어(140)가 감겨진다. 홀더(130)는 와이어(140)가 감겨지는 위치를 고정하기 위해 외주면에 와이어 홈(136)을 구비할 수 있다.
핀(150)은 와이어(140)가 감겨진 홀더(130) 내측에 배치된 복수의 볼(120)과 접하면서, 상기 복수의 볼(120)로 사전하중을 전달시킨다. 핀(150)은 베이스 플레이트(110)를 관통하며, 홀더(130)의 외주면이 와이어(140)에 감겨진 상태에서는 핀(150)의 하중이 복수의 볼(120)에 작용하더라도 홀더(130)가 분리되지 않으므로, 핀(150)이 베이스 플레이트(110)로부터 이탈하지 않는다. 핀(150)은 선단에 헤드(152)를 구비하고 헤드(152)의 하부에 잘록한 부분인 목(154)을 갖는 형상으로 구현될 수 있다.
하우징(160)은 볼(120)과 홀더(130)를 내부 공간에 수용하며, 베이스 플레이트(110)와 결합한다. 하우징(160)은 내부에서 와이어(140)에 의해 결속된 홀더(130)가 분리될 때, 분리된 홀더(130)가 이동할 수 있는 여유 공간을 가지며, 분리된 홀더(130)가 하우징(160)을 이탈하지 않도록 제한한다.
도 2b에서, 와이어(140)에는 전력 장치(170)가 연결된다. 전력 장치(170)는 와이어(140)에 한 쌍의 전극을 연결하여 전기를 인가함으로써 상기 와이어(140)를 절단시킨다. 이를 위해, 와이어(140)는 전기가 인가되면 쉽게 끊어질 수 있는 재료로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 니크롬선, 퓨즈와이어 또는 형상 기억 합금(SMA)으로 구성될 수 있다.
도 3은 도 2a의 비폭발식 분리 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 베이스 플레이트(110)를 관통한 핀(150)의 헤드(152) 하부와 목(154)에 볼(120)이 접하며, 볼(120)을 수용하는 홀더(130)의 외주면에 와이어(140)가 감겨져 있어서, 핀(150)이 고정된 상태를 유지한다.
도 4는 도 1의 비폭발식 분리 장치의 홀더의 구성을 도시하는 도면이며, 도 5는 도 1의 홀더와 베이스 플레이트의 결합을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 홀더(130)를 구성하는 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)는 각각 측면에 하나 이상의 자석(132a, 132b, 132c, 132d)를 구비할 수 있다. 도 4에는 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)의 2개의 측면에 각각 하나씩 2개의 자석이 배치되었으나, 하나의 측면에만 하나의 자석이 배치될 수 있으며, 하나의 측면에 2개 이상의 자석이 배치될 수도 있다. 측면에 자석을 구비하게 되면, 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)의 결합 시, 정해진 위치에서 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
도 4 및 도 5에서, 홀더(130)를 구성하는 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)는 각각 하면에 하나 이상의 자석(134a, 134b, 134c, 134d)를 구비할 수 있다. 또한, 베이스 플레이트(110)는 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)의 자석(134a, 134b, 134c, 134d)이 배치되는 위치에 상응하는 지점에 자석(112a, 112b)을 구비하여, 홀더(130)와 베이스 플레이트(110)의 결합이 정해진 위치에서 용이하게 수행될 수 있도록 보조한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 베이스 플레이트(110)는 자석(112a, 112b) 대신에 결합홈을 구비하여, 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)의 자석(134a, 134b, 134c, 134d)이 자력 뿐만 아니라 물리적 형상에 의해서도 결합홈과 맞물리도록 구성할 수 있다.
또한, 홀더(130)를 구성하는 제1 부재(130a)와 제2 부재(130b)는 내측에 볼(120)을 수용하는 수용홈(138)을 구비하여, 수용홈(138)에 배치되는 볼(120)이 좌우로 흔들리는 것을 방지한다.
도 6a는 본 발명의 비폭발식 분리 장치의 분리 전 상태를 도시하는 평면도이며, 도 6b는 본 발명의 비폭발식 분리 장치의 분리 후 상태를 도시하는 평면도이다.
도 6a에서, 와이어(140)에 의해 결속된 상태를 유지하는 홀더(130)가 도시되며, 홀더(130) 내측의 볼(120)과 접하는 핀(150)의 위치가 고정된다.
도 6b에서, 전력 장치(170)를 통해 전기가 인가되면, 와이어(140)가 끊어지게 되고, 핀(150)의 하중에 의해 복수의 볼(120)이 방사상으로 이동하면서, 핀(150)과의 접촉 상태가 단절되고, 핀(150)은 베이스 플레이트(110)로부터 이탈한다. 여기서, 홀더(130)의 자석(132a, 132b, 132c, 132d, 134a, 134b, 134c, 134d)에 의한 자력은 핀(150)의 하중에 의한 힘에 비해 미약하므로, 와이어(140)가 끊어지면, 핀(150)은 자석(132a, 132b, 132c, 132d, 134a, 134b, 134c, 134d)에 의한 결합을 해체시키면서 베이스 플레이트(110)로부터 이탈한다.
볼(120)과 홀더(130)는 도 1에 도시된 하우징(160)에 의해 이동할 수 있는 영역이 제한되므로, 와이어(140)가 절단되더라도, 볼(120)과 홀더(130)는 하우징(160)으로부터 이탈할 수 없다.
따라서, 본 발명의 비폭발식 분리 장치는, 와이어(140)가 절단된 후에도, 다시 와이어(140)를 홀더(130)의 외주면에 감아 재사용이 가능하다.
또한, 본 발명의 분리 장치(100)는 와이어(140)를 절단하는 간단한 동작에 의해 핀(150)을 베이스 플레이트(110)로부터 분리시킬 수 있으므로, 결합되어 있던 2개의 부재를 손쉽게 분리시킬 수 있으며, 분리 작동의 신뢰도도 향상시킬 수 있다.
도 7a, 7b 및 7c는 와이어의 형태를 도시하는 도면들이다.
도 7a에서 와이어는 하나의 와이어 가닥으로 이루어지며, 도 7b의 와이어는 강성을 강화하기 위해 와이어 가닥이 복수로 감져지면서 폐곡선을 이룬다. 또한, 도 7c의 와이어 역시 강성을 강화하기 위해 와이어 가닥이 꼬아진 형태로 이루어진다. 상기 도 7a, 7b 및 7c의 와이어는 사용 분야 및 제품의 크기 등을 고려하여 분리 장치(100)의 와이어(140)로 적절하게 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 분리 장치
110: 베이스 플레이트
112a, 112b: 자석
120: 볼
130: 홀더
130a, 130b: 부재
132a, 132b, 132c, 132d, 134a, 134b, 134c, 134d: 자석
136: 와이어 홈
138: 수용홈
140: 와이어
150: 핀
152: 헤드
154: 목
160: 하우징
170: 전력 장치

Claims (10)

  1. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 복수의 볼;
    상기 복수의 볼을 내측에 수용하고, 2개 이상의 부재가 결합하는 조립체로 이루어지는 홀더;
    상기 홀더의 외주면에 감겨지는 와이어;
    상기 와이어에 한 쌍의 전극을 연결하여 전기를 인가함으로써 상기 와이어를 절단시키는 전력 장치; 및
    상기 베이스 플레이트를 관통하여, 상기 와이어가 감겨진 홀더 내측에 배치된 복수의 볼과 접하면서, 상기 복수의 볼로 사전하중을 전달하는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볼과 홀더를 내부 공간에 수용하면서, 상기 베이스 플레이트와 결합하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 내측에 상기 볼을 수용하는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 측면에 하나 이상의 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홀더를 구성하는 각각의 부재는 하면에 하나 이상의 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 상기 홀더를 구성하는 각각의 부재의 하면의 자석이 배치되는 위치에 상응하는 지점에 자석 또는 결합홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 홀더는 상기 와이어가 감겨지는 위치를 고정하기 위해 외주면에 와이어 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 와이어는 강성을 강화하도록 와이어 가닥이 복수로 감져지면서 폐곡선을 이루거나, 와이어 가닥이 꼬아진 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 핀은 선단에 헤드를 구비하고 상기 헤드의 하부에 잘록한 부분인 목을 갖는 형상인 것을 특징으로 하는 비폭발식 분리 장치.
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