KR20010087231A - 형상 기억 합금 번들 및 액추에이터 - Google Patents

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틸만토마스지
루커스로버트엠
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레비스 스테픈 이
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Abstract

다수의 개별 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA") 와이어(12)는 이 와이어로부터의 힘 출력을 증가시키기 위해 SMA 번들(10)로 형성된다. SMA 번들(10)은 모상 형상 및 변형된 형상을 갖고 있다. 변형된 형상에서의 SMA 번들(10)은 일단 SMA 번들이 가열되어 증가된 힘 출력을 발생시키면 그 모상 형상을 취한다. SMA 와이어(12)는 스트랜드(14), 로프(18), 어레이(32) 또는 다른 형상으로 구성될 수 있다. SMA 재료는 실질적으로 연속적인 운동을 발생하기 위해 다양한 액추에이터(50, 66, 92, 100, 130)에서 또한 이용된다.

Description

형상 기억 합금 번들 및 액추에이터{SHAPE MEMORY ALLOY BUNDLES AND ACTUATORS}
본 발명은 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA") 재료에 관한 것이며, 특히 SMA 번들로 형성된 SMA 재료와, SMA 재료에 의해 구동되는 액추에이터에 관한 것이다.
종래의 형상 기억 합금(shape memory alloy) 또는 "SMA" 재료는 형상 기억 효과를 가지고 있으며, "모상(parent)" 상태 또는 형상과, "변형된(deformed)" 상태 또는 형상을 갖고 있다. SMA 재료는 저온 마르텐자이트 상태(martensitic state)에서 모상 형상으로부터 변형될 수 있다. 형상 기억 합금이 오스테나이트상태(austenitic state)로 전이되기 위해 그 위상 전이 온도 이상으로 가열되면, 형상 기억 합금은 본래 또는 "모상" 형상으로 복원하고자 시도한다. SMA는 전형적으로 구리(Cu) 및/또는 다른 다양한 요소로 변경될 수 있는 니켈-티탄늄(NiTi) 합금으로 제조된다. 따라서, SMA의 하나의 유리한 특성은 가열될 때 재료가 복원되어 힘 출력을 발생시킨다는 것이다.
현재, SMA는 주로 단일 작동 작용 도포를 위한 다양한 산업에 및/또는 수동 캐패시티에서 이용된다. 자동차 산업에서, SMA는 대기 온도가 상승되는 경우 수동으로 작업하는 열감 제어 밸브내에 위치된다. SMA 재료를 위한 단일 또는 저 사이클 도포는 또한 골판(bone plate), 인공 조인트 및 치아 도포를 위한 의료 산업에서 존재한다. SMA 재료의 초탄성 형태는 안경용 프레임이나 셀룰러폰용 안테나에 현재 이용되고 있다. SMA 재료가 광범위하게 이용되고 있을 지라도, SMA 재료의 현재 시중에서 이용되고 있는 것의 대부분은 수동적이거나 일회용을 포함하고 있다.
SMA 재료의 일부 현재의 분야에서, 합금은 얇은 와이어로서 형성된다. SMA의 이러한 이용이 매우 유리할지라도, SMA 와이어는 많은 제약이 있다. SMA 와이어의 주 제약중 하나는 복원 응력이다. 복원 응력은 SMA 와이어에 의해 발생될 수 있는 힘의 양을 나타낸다. 전형적으로, 이러한 복원 응력은 내구성을 위해서 20000 내지 55000파운드/인치(20 내지 55kpsi)로 제한된다. 이것은 단지 하나의 0.020인치 와이어의 힘 출력을 6 내지 17파운드(6 내지 17lbs)의 최대로 제한한다. 보다 큰 힘 출력을 요구하는 적용을 위해서 SMA는 직선 로드 또는 튜브에 이용된다. 그러나, 상당한 작업 출력에 견디기에 충분히 큰 단면적을 가진 SMA 재료는 코너 둘레에서 구부러지지 않을 수 있으며, 그에 따라 연속적인 부재로서의 그 적용이 제한된다. SMA 로드 또는 튜브의 다중 세그먼트는 패키징 문제 뿐만 아니라 다중 기계적 및 전기적 종단부를 야기시켜서, 시스템을 상당히 복잡하게 하고, 전체적인 비용을 증가시키고, 신뢰성을 감소시키게 된다.
현재의 SMA 재료의 추가적인 단점은 피로 파손이다. SMA 재료는 그 피로 한계에 도달하는 경우에 갑자기 파손되는 경향이 있다. 따라서, 단일 와이어 또는 보다 큰 직경의 로드를 이용하는 시스템에 있어서, SMA 재료가 일단 파손되면, 이러한 파손은 전형적으로 파국적인 것이다.
현재의 SMA 재료용의 적당한 기계적인 부착 방법은 다른 단점이 있다. SMA는 잘 용접되지 않고, 저마찰 표면을 갖고 있으며, 마르텐자이트 위상과 오스테나이트 위상 사이의 전환시에 그 단면이 변경되며, 그에 따라 주름화 및 스웨이징을 위한 종래의 기술의 효과를 감소시킨다.
따라서, SMA 재료의 유리한 품질을 최대화하고 SMA 재료의 제한을 최소화하는 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 목적은 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA")의 이용을 최적화하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SMA 재료의 가요성을 희생시키지 않고 SMA 재료의 힘출력을 증가시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SMA 재료를 이용하는 시스템의 갑작스런 파손의 가능성을 최소화하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 SMA 재료를 종단시키고 부착시키는 능력을 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 개별 SMA 와이어는 증가된 힘 출력을 위해 SMA 번들로 형성되어, SMA 번들은 모상 형상과 변형된 형상을 가지며, 변형된 형상에서의 SMA 번들은 SMA 번들이 가열되어 증가된 힘 출력을 발생시키면 그 모상 형상을 취한다. SMA 번들을 형성하는 SMA 와이어는 스트랜드, 로프, 어레이 또는 다른 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SMA 번들을 제조하는 방법은, 각각 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하는 다수의 개별 SMA 와이어를 제공하는 단계와, 상기 다수의 SMA 와이어를 SMA 번들로 형성하는 단계와, SMA 번들을 가열하는 단계를 포함한다. 최종 SMA 번들은 개별 SMA 와이어의 것보다 전체적인 힘 출력이 상당히 증가한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, SMA 재료는 실질적으로 연속적인 운동을 발생시키기 위한 다양한 액추에이터에 이용된다. 본 발명에 따른 기구는 SMA 액추에이터 및 리턴 수단에 의해 결합된 출력 수단을 포함한다. SMA 액추에이터, SMA 번들 또는 강성 SMA 부재는 가열되어 SMA 액추에이터를 변형된 상태로부터 모상 상태로 전이시킨다. 힘 출력은 출력 수단을 구동시키는데 이용된다. 리턴 수단은SMA 액추에이터를 그 모상 상태로부터 변형된 상태로 변형시킨다. 따라서, SMA 액추에이터가 모상 형상과 변형된 형상 사이에서 반복적으로 순환될 때 기구는 실질적으로 연속적인 운동을 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 리턴 수단은 선택적으로 제 1 SMA 액추에이터와 함께 가열되어 힘 출력을 발생하고 제 1 SMA 액추에이터를 변형시키는 다른 SMA 액추에이터이다. 또한, SMA 액추에이터(들)는 작동 사이클을 가속시키도록 활성으로 냉각될 수 있다. 기구의 다양한 실시예는 래칫 기구, 대향 운동 기구, 캠 기구 및 자체 수납 기구를 포함한다. 본 발명의 기구는 활성으로 제어되며, 상당한 힘 출력을 발생시키도록 다중 사이클 분야에서 이용된다.
본 발명의 SMA 번들의 하나의 이점은 SMA 번들이 통상적인 피로 또는 과부하 상황하에서는 갑자기 파손되지 않는다는 것이다. SMA 번들이 보다 소경의 다중 와이어를 포함하기 때문에, 하나 이상의 와이어가 파손되는 경우, 이러한 파손은 눈으로, 전기 또는 다른 형태의 비파괴 검사를 통해 관찰될 것이다. 따라서, 하나 이상의 와이어의 파손이 검출되는 경우에 전체 SMA 번들의 수리 또는 교체가 계획에 따라 이뤄져서 순차적인 파국적인 파손이 회피된다.
SMA 번들의 다른 이점은 가요성이다. SMA 번들은 손상 응력을 야기시키지 않고 코너 둘레에서 또는 모든 다른 형태에서 굽혀질 수 있다. 또한, SMA 번들의 가요성은 SMA 재료의 다중 세그먼트의 필요성을 제거한다.
본 발명의 다른 주 이점은 가요성의 SMA 번들이 큰 힘에 견딜 수 있는 기계적인 종단부로 형성될 수 있다는 것이다.
본 발명의 상술한 이점 및 다른 장점은 첨부 도면에 도시된 예시적인 실시예에 대한 하기의 상세한 설명을 참조하면 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다수의 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA") 와이어에 의해 로프로 형성된 SMA 번들의 개략적인 사시도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 SMA 번들의 다양한 형상의 단면을 도시하는 도면,
도 3은 도 2a 내지 도 2d의 SMA 번들의 스트랜드의 단면을 나타내는 도면,
도 4는 어레이를 형성하는 도 3의 다수의 SMA 스트랜드의 개략적인 부분 사시도,
도 5는 단부가 열처리 공정전에 묶여진 것으로 도 3의 스트랜드로 꼬여진 다수의 SMA 와이어의 부분도,
도 6은 도 1의 SMA 번들에 대한 열처리 고정구의 사시도,
도 7은 열처리 공정에 이어서 스트랜드로 꼬여진 도 5의 다수의 SMA 와이어의 부분도,
도 8a 내지 도 8f는 도 1의 SMA 번들의 다양한 종단부의 개략도,
도 9는 도 1의 SMA 번들에 의해 구동된 자체 수납 액추에이터의 개략도,
도 10은 도 9의 자체 수납 액추에이터의 다른 실시예의 개략도,
도 11은 도 9의 자체 수납 액추에이터의 다른 실시예의 개략도,
도 12는 도 9의 자체 수납 액추에이터의 다른 실시예의 개략도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 SMA 번들에 의해 작동된 래칫 기구의 개략도,
도 14는 맞물림 부재가 출력 기어의 치형부중 하나를 결합하도록 SMA 번들에 고정된 도 13의 래칫 기구의 부분 확대 개략도,
도 15는 리턴 스프링이 맞물림 부재를 하나의 기어 치형부로부터 다음 기어 치형부상으로 당기는 것으로 도 13의 래칫 기구의 부분 확대 개략도,
도 16은 맞물림 부재가 다음 기어 치형부와 결합된 것으로 도 13의 래칫 기구의 부분 확대 개략도,
도 17은 맞물림 부재가 다음 기어 치형부와 결합된 것으로 도 13의 래칫 기구의 부분 확대 개략도,
도 18은 도 1의 다수의 SMA 번들에 의해 작동되는 대향 운동 기구의 개략도,
도 19는 SMA 번들이 변형된 상태인 것으로 도 1의 SMA 번들에 의해 작동된 캠 기구의 개략도,
도 20은 SMA 번들이 모상 상태로 부분적으로 작동된 것으로 도 19의 캠 기구의 개략도,
도 21은 SMA 번들이 모상 상태로 완전히 작동된 것으로 도 19의 캠 기구의개략도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 형상 기억 합금 번들 12 : 형상 기억 합금 와이어
14 : 스트랜드 16 : 중앙 와이어
18 : 로프 28, 30 : 제 1 및 제 2 단부
36 : 고정구 40 : 로드
52, 54 : 앵커 56, 70 : 형상 기억 합금 액추에이터
60 : 개구부 72 : 리턴 부재
130 : 캠 기구
도 1을 참조하면, 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA") 번들(10)이 다수의 스트랜드(14)로 형성된 다수의 단일 와이어(12)를 포함한다. 각 스트랜드(14)는 중앙 와이어(16)를 포함한다. 다음에, 다수의 스트랜드는 로프(18)를 형성한다. 각 로프(18)는 다수의 와이어(12)로 형성되어 있다. 각 와이어(12)는 제 1 번들 단부(28)와 제 2 번들 단부(30)에 대응하는 제 1 와이어 단부(24) 및 제 2 와이어 단부(26)를 포함한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 특정 스트랜드, 로프 및 어레이 형상과 상관없이 본 발명에 따른 SMA 번들(10)은 다수의 생 SMA 와이어(12)로 형성된다. SMA 와이어(12)는 순수 니켈-티탄늄(NiTi) 합금 또는 다양한 다른 요소[예를 들면 구리(Cu)]로 변경된 니켈 티탄늄 합금이나, 형상 기억 효과를 나타내는 다른 재료로 형성된다. SMA의 특정 조성은 특정 적용을 위해 필요한 특성을 최적화하기 위해서 다양할 수 있다, 바람직한 실시예에 있어서, SMA 와이어는 미국 캘리포니아주 멘로 파크 소재의 레이켐 코포레이션(Raychem Corporation)에 의해 제조된다. 그러나, 다양한 다른 회사들도 SMA 재료를 제조하고 있다.
종래의 와이어 로프 기술에 공지된 바와 같이, 와이어 로프(18)는 다양한 형상 및 단면을 갖도록 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 SMA 로프(18)는 도 2a 내지도 2d에 도시된 바와 같이 다양한 단면 배열을 갖도록 형성될 수 있으며, 코어(20)를 구비하거나 구비하지 않고 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 번들은 스트랜드(14)로 묶여진 다수의 SMA 와이어(12)에 의해 형성되며, 각 스트랜드(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 모두 19개의 와이어(12)를 포함한다. 19개의 와이어(12)는 1개의 중앙 와이어(16)가 중앙에 배치되고, 와이어(12)를 둘러싸는 6개의 와이어가 제 2 열을 형성하고, 12개의 와이어(12)가 외부 열을 형성하게 배치된다. 추가로, SMA 번들(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 스트랜드(14)의 어레이(32)로 형성될 수 있다. 각 스트랜드(14) 및/또는 로프(18)내의 SMA 와이어 직경은 포개지는 성능을 개선하기 위해 다양할 수 있다.
SMA 번들(10)을 제조하기 위해서, 제 1 및 제 2 단부(24, 26)를 구비하는 다수의 생 SMA 와이어(12)는 스트랜드(18)로 형성되고, 다음에 로프(18)로 형성된다. 개별 생 SMA 와이어(12)가 스트랜드(14)로 형성되고, 다음에 로프(18)로 형성될 때, 각 스트랜드(14) 및 로프(18)의 제 1 및 제 2 단부(28, 30)는 와이어 로프 기술 분야에 공지된 바와 같이 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 로프 형상을 유지하도록 그리고 비풀림을 방지하기 위해서 묶음 타이(34)로 묶여진다. 종래의 와이어 로프 기술이 로프(18)를 형성하는데 이용될 수 있을 지라도, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 SMA 로프(18)를 윤활제나 오일없이 사용할 수 있어서 열처리 오븐이 오염되는 것을 최소화한다. 추가로, 종래의 금속 가이드가 아닌 플라스틱 가이드(도시하지 않음)가 무윤활 로프 형성 공정 동안에 SMA 재료의 가열을 최소화하는데 이용된다.
SMA 번들(10)을 형성한 다음에, 번들은 인장하에 배치되어야 하고, 후속 공정 동안에 로프(18)내의 스트랜드(14) 및/또는 스트랜드들(14)내의 와이어(12)의 비풀림 및 상대 회전을 방지하기 위해서 팽팽하게 유지되어야 한다. 바람직한 실시예에 있어서, SMA 번들(10)은 도 6에 도시된 바와 같이 열처리 고정구(36)내로 위치된다. 열처리 고정구(36)는 다수의 로드(40)가 그 사이에 배치된 측면(38)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 열처리 고정구(36)의 배열이 SMA 번들의 소망하는 모상 형상으로 변형될지라도, 열처리 고정구(36)는 모든 다른 배열을 구비할 수 있거나, 종래의 열처리 기구가 이용될 수 있다. 그러나, 소망하는 모상 SMA 번들 형상과 실질적으로 동일한 배열을 가진 열처리 고정구(36)는 보다 효율적인 SMA 번들을 제조한다. 따라서, SMA 번들의 모상 형상의 소망하는 굽힘부 및 형상을 열처리 고정구(36)에 실현하는 것이 유리하다. SMA 번들(10)을 열처리 고정구(36)내로 위치시킨 다음에, SMA 번들(10)은 인장하에서 유지되며, SMA 번들(10)의 단부(28, 30)는 고정구(36)의 로드(40)상에 고정되어 로프(18)내의 스트랜드(14) 및/또는 스트랜드들(14)내의 개별 SMA 와이어(12)의 상대 회전을 방지하고 그리고 SMA 로프(18)가 열처리 공정 동안에 풀리게 보장하며, 이에 의해 도 7에 도시된 바와 같은 단단한 로프와 같이 소망하는 굽힘부를 가진 SMA 번들(10)의 모상 상태를 설정한다. 다음에, SMA 번들(10)은 SMA 재료를 위한 적당한 열처리 공정에 따라 열처리된다.
SMA 번들(10)의 열처리가 일단 완료되면, SMA 번들(10)은 번들의 최초 휨을 제거하도록 순환되며, SMA 번들은 선택적으로 변형되고, 다음에 그 모상 형상으로복귀하도록 가열된다. 몇몇 적용에 있어서, 순환 공정은 필요없을 수 있지만, 최선의 실시예에 있어서는 보다 확실한 성능을 얻기 위해서 SMA 번들을 순환시키는 것이 바람직하다. SMA 번들(10)에 대한 순환 공정은 개별 SMA 와이어 또는 SMA 재료를 위해 이용되는 것과 실질적으로 유사하다.
도 8을 참조하면, SMA 번들(10)의 단부(28, 30)는 종래의 와이어 로프와 유사한 다양한 로프 종단부(42)로 형성될 수 있다.
작동시에, 일단 SMA 번들(10)이 형성되고, 열처리되고, 몇몇 예에서 순환되면, SMA 번들(10)은 로프 또는 다른 형태의 번들의 본래 형상 또는 "모상 상태"를 갖게 된다. 다음에, SMA 번들은 저온 마르텐자이트 상태로 변형될 수 있다. SMA 번들이 그 위상 전이 온도 이상으로 가열되어 오스테나이트 상태로 된 경우에, SMA 번들은 유용한 작업을 실행하는데 이용된 상당한 힘으로 그 비억제된 저온 상태로 복귀되고자 시도한다. SMA 번들에 대한 위상 전이 온도는 각 개별 SMA 와이어에 대한 위상 전이 온도와 실질적으로 동일하다. SMA 번들이 실행하는 작업 량은 SMA 번들을 형성하는 개별 SMA 와이어의 특정 개수에 따라 좌우된다. 예를 들면, 각 개별 와이어가 힘을 발휘하고 그리고 SMA가 19개의 와이어를 포함한다면, SMA 번들로부터의 전체 출력은 개별 SMA 와이어의 힘 출력의 대략 19X 또는 19배가 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, SMA 번들의 다양한 형상은 소망하는 힘의 양을 언기 위해서 실행될 수 있다.
마르텐자이트 위상에서 오스테나이트 위상으로의 변경을 실행하기 위해서, SMA 번들은 많은 다른 장치 및 방법에 의해 가열될 수 있다. 예를 들면 SMA 번들은 고온 가열 또는 고온수, 전도, 대류 또는 복사열, 전기 및/또는 다른 수단에 의해 가열될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 번들을 가로질러 전압이 가해져서 SMA 재료를 가열하고, 이에 의해 마르텐자이트에서 오스테나이트 위상으로 SMA 번들이 전이되게 한다. 위상 전이 온도에 도달하도록 SMA 번들에 가해질 전압의 정도는 SMA 번들이 얼마나 빨리 작동해야 하는가와 같은 다양한 인자에 따라 좌우된다. 추가로, SMA 번들은 오스테나이트 위상에서 마르텐자이트로 전이 공정을 촉진시키도록 작동 냉각된다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 자체 수납 SMA 기구(50)는 제 1 앵커(52) 및 제 2 앵커(54)를 포함하며, SMA 액추에이터(56)와 리턴 부재(58)가 상기 앵커(52, 54) 사이에 배치된다. 각 앵커(52, 54)는 도 9, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 개구부(60)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, SMA 액추에이터(56)는 상술한 바와 같이 SMA 번들(10)이다. 그러나, SMA 튜브 또는 SMA 로드는 또한 특정 분야에 적당할 수 있다. 도 9 및 도 11에서, 부재(58)는 SMA 액추에이터(56)를 둘러싸는 선형 스프링이다. 도 10에서, 앵커(52, 54)는 곡선 SMA 스트럿(56)에 의해 연결된다. 도 12에서, 액추에이터(50)는 앵커(52, 54)가 그 단부상에 밀봉된 스프링으로서 작동하는 가압 격실(58)인 리턴 부재(58)와, 격실(58)을 둘러싸는 SMA 액추에이터(56)를 포함한다. 또한, 각 기구(50)는 가열 수단(도시하지 않음)을 포함한다.
작동시에, SMA 액추에이터(56)가 마르텐자이트 상태이면, 기구(50)의 스프링(58)은 SMA 액추에이터(56)를 신장시킨다. SMA 액추에이터(56)가 그 오스테나이트 상태를 이루기 위해서 가열되는 경우에, SMA 액추에이터의 힘은 스프링의 힘을 극복하고, 화살표(62)로 표시한 바와 같이 앵커(52, 54)를 당기고, 이에 의해 앵커(52, 54)중 적어도 하나를 작동시킨다.
기구(50)의 하나의 주요 이점은 박형 패키지로 높은 작동력을 반복적으로 생성할 수 있는 능력이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 래칫 기구(66)는 리턴 부재(72)와 함께 협동하도록 SMA 액추에이터(70)에 의해 구동된 출력 부재 또는 기어(68)를 포함한다. 출력 기어(68)는 피봇(74)을 중심으로 회전하고, 다수의 치형부(76)를 포함하며, 각 치형부(76)는 치형 표면(78)을 구비한다. SMA 액추에이터(70)는 도 13에 도시된 바와 같이 고정된 단부(80) 및 작동 단부(82)를 구비한다. 활성 단부(82)는 기어(68)의 치형부(76)의 치형 표면(78)을 맞물기에 적합한 작동 표면(84)을 구비하는 맞물림 부재(83)를 포함한다. SMA 액추에이터(70)의 작동 단부(82)는 또한 리턴 부재(72)의 일 단부(86)에 링크연결된다. 리턴 부재(72)의 다른 단부(88)는 고정된다. 바람직한 실시예에 있어서, 리턴 부재(72)는 스프링이다. 그러나, 리턴 부재(72)는 다른 SMA 앵커일 수 있다.
작동시에, 래칫 기구(66)의 SMA 액추에이터(70)는 마르텐자이트 상태에서 SMA 액추에이터(70)의 작동 단부(82)에 배치된 맞물림 부재(83)이며, 도 13에 도시된 바와 같이 출력 기어(68)의 치형부(76)중 하나와 맞물리며, 스프링(72)은 SMA 액추에이터(70)상에 힘을 가한다. SMA 액추에이터(70)가 그 위상 전이 온도 이상으로 가열되는 경우에, SMA 액추에이터(70)는 그 모상 상태로 수축되게 시도하며,그 결과 화살표(90)로 표시된 바와 같이 활성 당김 운동을 야기시켜서, 출력 기어(68)를 회전시키고, 도 14에 도시된 바와 같이 스프링력을 극복한다. 일단 출력 기어(68)가 증분식으로 회전되고 SMA 액추에이터의 온도가 냉각되면, 맞물림 부재(83)의 작동 표면(84)이 도 16에 도시된 바와 같이 다음 치형부(76)의 치형 표면(78)과 맞물릴 때까지 스프링(72)은 도 15에 도시된 바와 같이 SMA 액추에이터(70)를 당겨서 변형시키고 그 길이를 연장시킨다. 일단 맞물림 부재(83)의 작동 표면(84)이 다음 치형부(76)와 맞물리면, 작동 사이클은 반복된다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 래칫 기구(92)는 상술한 바와 같이 래칫 기구(66)와 실질적으로 유사하게 작동된다, 래칫 기구(92)는 SMA 액추에이터(70)에 의해 구동되는 출력 부재(68)와, 맞물림 부재(93)상에서 작동하는 리턴 스프링(72)을 포함한다. 래칫 기구(92)는 실질적으로 일방 클러치로서 작동되며, SMA 액추에이터(70) 및 리턴 스프링(72)은 맞물림 부재(93)를 구동시키고, 출력 부재(68)는 한방향으로 실질적으로 연속적으로 회전한다.
래칫 기구(66, 92)는 SMA 재료를 이용하고 상당한 힘 출력을 발생하는 실질적으로 연속적인 증분 운동을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 액추에이터(70)는 상술한 바와 같이 SMA 번들(10)이다. 그러나, SMA 액추에이터(70)는 또한 튜브 또는 로드일 수 있다.
도 18을 참조하면, 대향 운동 기구(100)는 중심 피봇(103)을 중심으로 회전가능하고 다수의 치형부(104)를 구비하는 출력 부재 또는 기어(102)를 포함하며,각 치형부(104)는 치형 표면(106), 팁(108) 및 루트부(110)를 포함한다. 또한, 대향 운동 기구(100)는 기어(102)의 양 측면상에 배치되고 제 1 접촉점(116) 및 제 2 접촉점(118)상에 부착되는 접촉점 프레임(112)을 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 접촉점(116, 118)은 베어링이다. 각 접촉점(116, 118)은 기어(102)의 인접한 치형부(104)의 치형 표면(106)에 고정된다. 제 1 SMA 액추에이터(122) 및 제 2 SMA 액추에이터(124)는 중앙 피봇(103)의 대향 측면상에 배치되고, 프레임(112)에 고정된다. 각 SMA 액추에이터(122, 124)는 모상 상태 및 변형된 상태를 갖고 있다. 또한, 기구(100)는 바이어싱 부재(125)를 포함한다.
작동시에, 대향 운동 기구(100)의 제 1 및 제 2 SMA 액추에이터(122, 124)는 선택적으로 가열되고, 잠재적으로 냉각된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 각 SMA 액추에이터(122, 124)의 모상 상태는 연장되는 반면에, 각 SMA 액추에이터의 변형된 상태는 압축된다. 제 1 SMA 액추에이터(122)가 가열될 때, 액추에이터(122)는 연장되어, 대응하는 치형부(104)의 팁(108)쪽의 상방으로 제 1 베어링(116)을 밀고, 긍극적으로 치형부(101)의 팁(108)을 세정한다. 제 1 SMA 액추에이터(122)가 연장되는 동안에, 제 2 SMA 액추에이터는 압축되어, 대응하는 치형부(104)의 루트부(110)쪽으로 제 2 베어링(118)을 밀고, 이에 의해 화살표(126)로 표시된 바와 같이 기어(102)를 회전시킨다. 그 결과, 제 SMA 액추에이터(124)는 가열된다. 가열시에, 제 2 SMA 액추에이터(124)는 연장되어, 제 2 베어링(118)을 대응하는 치형부(114)의 팁(108)쪽의 상방으로 밀고, 궁극적으로 치형부(104)의 팁(108)을 세정한다. 제 2 SMA 액추에이터(124)가 연장되는 동안에, 제 1 SMA 액추에이터(122)는 수축되어, 제 1 베어링(116)을 다음 치형부(104)의 루트부(110)쪽으로 밀고, 이에 의해 화살표(126)로 표시된 바와 같이 기어(102)를 계속 회전시킨다.
따라서, 3개의 SMA 액추에이터(122, 124)를 구비하는 기구(100)는 기어(102)의 단계적인 연속 운동이 이뤄지게 한다. 추가로, 기어 운동은 반대 방향으로 스프링(125)을 바이어스시킴으로써 역전될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 액추에이터(122, 124)는 상술한 바와 같이 SMA 번들(10)이다. 그러나, SMA 액추에이터(122, 124)는 또한 튜브 또는 로드일 수 있다. 더욱이, SMA 액추에이터의 모상 형상은 연장되거나 수축될 수 있다. 추가로, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 액추에이터(122, 124)는 가열되어 변형된 상태로부터 그 모상 상태로 리턴된다. 그러나, SMA 액추에이터(122, 124)는 작동 사이클을 촉진시키도록 냉각될 수 있다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 캠 기구(130)는 링크(134) 및 SMA 액추에이터(136)에 의해 고정된 캠(132)을 포함하며, 제 1 SMA 액추에이터 단부(138)는 캠(132)에 부착되고, 제 2 SMA 액추에이터 단부(140)는 구조체(141)에 고정된다. 또한, 캠 기구(130)는 캠(132)에 고정된 리턴 부재(142)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 리턴 부재(142)는 스프링이다. 그러나, 리턴 부재(142)는 다른 SMA 액추에이터일 수 있다.
작동시에, 캠 기구(130)의 SMA 액추에이터(136)는 변형된 상태와 모상 상태를 갖고 있다. 변형된 상태에서 SMA 액추에이터(136)는 도 19에 도시된 바와 같이연장되고, 모상 상태에서 SMA 액추에이터(136)는 도 21에 도시된 바와 같이 수축된다. SMA 액추에이터(136)가 가열될 때, SMA 액추에이터는 그 수축된 모상 상태로 수축되어, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 캠(132)을 작동시킨다. 스프링 부재(142)는 SMA 액추에이터(136)를 연장 및 변형시킴으로써 도 19에 도시된 바와 같이 캠(132)을 그 본래 위치로 리턴시킨다. 선택적으로, 스프링 부재(142)는 제 2 SMA 액추에이터로 대체되며, 상기 제 2 SMA 액추에이터는 가열시에 캠을 그 본래 위치로 리턴시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, SMA 액추에이터(136)의 변형된 상태는 연장되고, SMA 액추에이터의 모상 상태는 또한 수축되며, 그 반대도 마찬가지다. 캠 기구(130)는 SMA 액추에이터의 작업 출력을 실질적으로 증가시킨다.
기구(55, 66, 92, 100, 130)는 작동식으로 제어되며, 상당한 힘을 출력하도록 다중 사이클 분야에서 이용된다. 이들 기구의 하나의 장점은 비교적 간단하고 박형이라는 것이다. 이들 기구의 다른 장점은 유지비용이 적다는 것이다.
본 발명의 SMA 번들(10)의 하나의 이점은 SMA 번들이 통상적인 피로 또는 과부하 상황하에서 극적으로 파손되지 않는다는 것이다. SMA 번들이 보다 작은 직경의 다중 와이어를 포함하기 때문에, 하나 이상의 와이어가 파손되는 경우에, 이러한 파손이 시각, 전기 또는 다른 형태의 비파괴 검사로 관찰될 수 있다. 따라서, 하나 또는 몇몇 와이어가 파손된 것이 검출되는 경우에, 전체 SMA 번들의 수리 또는 교체가 계획될 수 있어서 순차적인 극단적인 파손을 회피할 수 있다.
SMA 번들의 다른 이점은 가요성이다. SMA 번들(10)은 발생되는 손상 스트레인없이 코너 또는 모든 다른 형태로 굽혀질 수 있다. 또한, SMA 번들의 가요성은 SMA 재료의 다중 세그먼트의 필요성을 제거한다.
본 발명의 또다른 장점은 가요성의 SMA 번들이 큰 힘에 견딜 수 있는 기계적인 종단부로 형성될 수 있다는 것이다.
본 발명의 특정 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 당 업자들에 의해 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 다양한 수정이 이뤄질 수 있다. 예를 들면, SMA 로프(18)의 코어(20) 또는 스트랜드(14)의 중앙 와이어(16)는 SMA 재료와는 상이한 재료로 제조될 수 있다. 추가로, 특정 실시예를 특정 모상 형상 및 특정 변형된 형상에 대해서 기술하였지만, 모상 및 변형 형상은 상호교체가능하다. 더우기, SMA 와이어는 둥근 단면이나 모든 다른 단면 형상으로 될 수 있다.
본 발명의 SMA 번들은 SMA 번들이 통상적인 피로 또는 과부하 상황하에서 극적으로 파손되지 않으며, SMA 번들이 보다 작은 직경의 다중 와이어를 포함하기 때문에, 하나 이상의 와이어가 파손되는 경우에, 이러한 파손이 시각, 전기 또는 다른 형태의 비파괴 검사로 관찰될 수 있다. 이에 의해, 하나 또는 몇몇 와이어가 파손된 것이 검출되는 경우에, 전체 SMA 번들의 수리 또는 교체가 계획될 수 있어서 순차적인 극단적인 파손을 회피할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 SMA 번들의 가요성있어서, SMA 번들은 발생되는 손상 스트레인없이 코너 또는 모든 다른 형태로 굽혀질 수 있다. 또, SMA 번들의 가요성은SMA 재료의 다중 세그먼트의 필요성을 제거한다. 또한, 가요성의 SMA 번들이 큰 힘에 견딜 수 있는 기계적인 종단부로 형성될 수 있는 효과가 있다.

Claims (53)

  1. 액추에이터에 있어서,
    증가된 힘 출력을 위해서 SMA 번들(10)로 묶여진 다수의 형상 기억 합금(shape memory alloy ; "SMA") 와이어(12)를 포함하며, 상기 SMA 번들(10)은 모상 형상과 변형된 형상을 가져서, 상기 SMA 번들(10)이 변형되고 그 연후에 가열되는 경우에 상기 SMA 번들이 그 모상 형상을 회복하여 힘 출력을 발생하는
    액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 열처리 공정전에 상기 모상 형상이 부여되는
    액추에이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 스트랜드(14)인
    액추에이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 로프(18)인
    액추에이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 다수의 스트랜드(14)로 형성된 어레이(32)인
    액추에이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 SMA 와이어(12)가 다수의 직경을 갖고 있는
    액추에이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 오스테나이트 상태로부터 마르텐자이트 상태로의 상기 SMA 번들의 전이를 촉진시키도록 냉각되는
    액추에이터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 종단 형상(42)으로 변형된 적어도 일 단부를 구비하는
    액추에이터.
  9. 형상 기억 합금(SMA) 번들(10)에 있어서,
    SMA 스트랜드(14)로 형성된 다수의 SMA 와이어(12)를 포함하며, 상기 SMA 스트랜드(14)는 모상 형상과 변형된 형상을 가져서, 상기 SMA 스트랜드는 그 마르텐자이트 상태로 변형되고, 상기 SMA 스트랜드가 오스테나이트 상태로 전이시키기 위해 그 위상 전이 온도 이상으로 가열되는 경우에 상기 SMA 스트랜드(14)는 상기 모상 형상을 회복하도록 시도하여 증가된 힘 출력을 발생하는
    형상 기억 합금 번들.
  10. 형상 기억 합금(SMA) 번들(10)을 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 와이어 단부(24) 및 제 2 와이어 단부(26)를 각각 구비하는 다수의 SMA 와이어(12)를 제공하는 단계와,
    상기 다수의 SMA 와이어(12)를 SMA 번들(10)로 형성하는 단계와,
    상기 SMA 번들(10)에 모상 형상을 부여하도록 열처리 공정 동안에 상기 SMA번들(10)을 가열하는 단계를 포함하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 형성 단계에 다음에 중간 단계를 더 포함하며, 상기 중간 단계가 상기 다수의 SMA 와이어(12)의 상기 제 1 와이어 단부(24) 및 상기 다수의 SMA 와이어(12)의 상기 제 2 와이어 단부(26)를 묶어서 상기 열처리 공정 동안에 상기 SMA 번들(10)의 비풀림을 방지하는 단계를 포함하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 열처리 공정전에 상기 SMA 번들(10)을 인장하에 위치시키는 중간 단계를 더 포함하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 SAM 번들(10)이 상기 SMA 번들의 상기 형성 동안에 소정의 온도 이하로유지되게 하여 상기 열처리 공정 동안에 가열되는 것을 회피하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)을 상기 열처리 공정전에 열처리 고정구(36)내로 위치시키는 중간 단계를 더 포함하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 열처리 고정구(36)가 상기 모상 형상에서 상기 SMA 번들(10)의 최종 형성후에 성형된 배열을 갖고 있는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    플라스틱 비금속 가이드가 상기 형성 단계 동안에 이용되는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)을 순환시켜 최초 힘을 최소화하는 다음 단계를 더 포함하는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 SMA 번들(10)이 로프(18)로 형성되는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 SAM 번들(10)이 스트랜드(14)로 형성되는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 SAM 번들(10)이 어레이(32)로 형성되며, 상기 어레이(32)가 다수의 스트랜드(14)로 형성되는
    형상 기억 합금 번들 제조 방법.
  21. 자체 수납 기구(50)(self-contained mechanism)에 있어서,
    제 1 앵커(52)와,
    상기 제 1 앵커(52)로부터 이격된 제 2 앵커(54)와,
    상기 제 1 앵커(52)와 상기 제 2 앵커(54) 사이에 배치되고, 모상 상태와 변형된 상태를 구비하며, 상기 변형된 상태로부터 상기 모상 상태로 전이되는 경우에 힘을 출력하는 SMA 액추에이터(56)와,
    상기 SMA 액추에이터(56)와 맞물리며, 상기 SMA 액추에이터(56)의 위상 전이 온도 이하의 온도에서 상기 SMA 액추에이터(56)를 변형시키는 리턴 부재(58)를 포함하며,
    상기 SMA 액추에이터가 상기 제 1 앵커(52) 및 상기 제 2 앵커(54)중 적어도 하나를 작동시키도록 상기 위상 전이 온도 이상으로 가열될 때 상기 SMA 액추에이터(56)는 상기 모상 상태로 변형되는 동안에 상기 리턴 부재(58)를 극복하는
    자체 수납 기구.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(58)가 스프링인
    자체 수납 기구.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(58)가 제 2 SMA 액추에이터(56)인
    자체 수납 기구.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(68)는 가압된 격실이며, 상기 제 1 및 제 2 앵커(52, 54)는 상기 가압 격실의 단부상에서 밀봉되는
    자체 수납 기구.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(56)는 다수의 개별 SMA 와이어(12)를 포함하는 SMA 번들(10)인
    자체 수납 기구.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(56)는 SMA 강성 부재인
    자체 수납 기구.
  27. 래칫 기구(66, 92)에 있어서,
    출력 부재(68)와,
    상기 출력 부재(68)를 결합하는 맞물림 부재(83)와,
    고정된 제 2 리턴 부재 단부(88)와 제 2 리턴 부재 단부(86)를 구비하는 리턴 부재(72)와,
    고정된 제 1 SMA 액추에이터 단부(80)와, 상기 리턴 부재 단부(86)에 그리고 상기 맞물림 부재(83)에 링크연결된 제 2 SMA 액추에이터 단부(82)를 구비하는 SMA 액추에이터(70)를 포함하며,
    상기 맞물림 부재(83)는 상기 출력 부재(68)를 순차적으로 맞물어서 상기 기구(66)로부터의 연속적인 작업 출력을 실질적으로 발생하기에 적합한
    래칫 기구.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(72)가 제 2 SMA 액추에이터인
    래칫 기구.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(72)가 스프링인
    래칫 기구.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(70)가 다수의 SMA 와이어(12)로 형성된 SMA 번들(10)인
    래칫 기구.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(70)는 SMA 강성 부재인
    래칫 기구.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 실질적으로 연속적인 운동은 상기 SMA 액추에이터(70)가 마르텐자이트 상태로부터 오스테나이트 상태로의 전이 동안에 그 모상 형상을 복원하기 위해 시도할 때 발생하며, 상기 리턴 부재(72)는 상기 SMA 액추에이터(70)가 그 마르텐자이트 상태에 있을 때 상기 SMA 액추에이터(70)를 변형시키는
    래칫 기구.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 출력 부재(68)가 기어인
    래칫 기구.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 출력 부재(68)가 일방 클러치인
    래칫 기구.
  35. 대향 운동 기구(100)에 있어서,
    각기 치형 표면(106)을 구비하는 다수의 치형부(104)를 구비하는 출력 부재(102)와,
    각각 상기 출력 부재(102)의 상기 다수의 치형부의 대응하는 치형부(104)를 맞물기에 적합한 제 1 접촉 지점(116) 및 제 2 접촉 지점(118)을 구비하는 프레임(112)과,
    상기 프레임(112)에 고정되고, 상기 제 1 및 제 2 접촉 지점(116, 118)을 상기 출력 부재(102)의 상기 다수의 치형부(104)의 상기 치형 표면(106)을 순차적으로 맞물리게 함으로써 상기 출력 부재(102)를 작동시키기 위해서 마르텐자이트 상태로부터 오스테나이트 상태까지 교호적으로 전이시키도록 서로 협동하는 다수의 SMA 액추에이터(122, 124)를 포함하는
    대향 운동 기구.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(122, 124)가 SMA 번들(10)인
    대향 운동 기구.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(122, 124)가 강성 부재인
    대향 운동 기구.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 기구를 바이어스시키기 위해 상기 프레임에 고정된 바이어싱 부재(125)를 더 포함하는
    대향 운동 기구.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 접촉 지점(116, 118)이 베어링인
    대향 운동 기구.
  40. 캠 기구(130)에 있어서,
    구조체(134)에 가동식으로 고정된 캠(132)과,
    상기 캠(132)에 고정된 리턴 부재(142)와,
    제 1 SMA 단부(140)와 제 2 SMA 단부(138)를 구비하는 SMA 액추에이터(136)를 포함하며,
    상기 제 1 SMA 단부(140)는 고정되어 있고, 상기 제 2 SMA 단부(138)는 상기 SMA 액추에이터(136)가 마르텐자이트 상태와 오스테나이트 상태 사이에서 전이될 때 상기 캠(132)을 구동시키기 위해서 상기 캠(132)과 맞물리는
    캠 기구.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(136)가 상기 마르텐자이트 상태로부터 상기 오스테나이트 상태로의 전이를 야기시키도록 가열되는
    캠 기구.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터가 상기 마르텐자이트 상태에 있는 동안에 상기 리턴 부재(142)가 상기 SMA 액추에이터(136)를 변형시키는
    캠 기구.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(142)가 제 2 SMA 액추에이터인
    캠 기구.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 SMA 액추에이터는 가열되어 마르텐자이트 상태로부터 오스테나이트 상태로의 상기 제 2 SMA 액추에이터의 전이를 야기시키는
    캠 기구.
  45. 제 40 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(142)가 스프링인
    캠 기구.
  46. 작업 출력을 발생하기 위한 기구(50, 66, 92, 100, 130)에 있어서,
    출력 수단(52, 68, 102, 132)과,
    상기 출력 수단과 맞물리고, 모상 상태와 변형된 상태를 구비하며, 상기 변형된 상태로부터 상기 모상 상태로의 전이 동안에 상기 출력 수단을 구동시키는 SMA 액추에이터(56, 70, 122, 124, 136)와,
    상기 모상 상태로부터 상기 변형된 상태까지 상기 SMA 액추에이터를 변형시키기 위한 리턴 부재(58, 72, 125, 142)를 포함하는
    작업 출력 발생 기구.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 리턴 부재(58, 72, 125, 142)가 제 2 SMA 액추에이터인
    작업 출력 발생 기구.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(56, 70, 122, 136) 및 상기 제 SMA 액추에이터가 교호적으로 가열되어 상기 변형된 상태로부터 상기 모상 상태로 전이되는
    작업 출력 발생 기구.
  49. 제 46 항에 있어서,
    상기 출력 수단이 캠(132)인
    작업 출력 발생 기구.
  50. 제 46 항에 있어서,
    상기 출력 수단이 다수의 치형부(76, 104)를 구비하는 기어(68, 102)이며, 상기 SMA 액추에이터가 상기 기어(68, 102)의 상기 다수의 치형부(76, 104)를 순차적으로 맞물기에 적합한
    작업 출력 발생 기구.
  51. 제 46 항에 있어서,
    상기 출력 수단이 제 1 앵커(52) 및 제 2 앵커(54)를 구비하며, 상기 SMA 액추에이터가 상기 앵커(52, 54)중 적어도 하나를 구동시키는
    작업 출력 발생 기구.
  52. 제 46 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(56, 70, 122, 124, 136)가 가열되어 상기 변형된 상태로부터 상기 모상 상태로 전이되는
    작업 출력 발생 기구.
  53. 제 46 항에 있어서,
    상기 SMA 액추에이터(56, 70, 122, 124, 136)가 가열 및 냉각되어 상기 변형된 상태와 상기 모상 상태 사이에서 전이되는
    작업 출력 발생 기구.
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