KR20100101102A

KR20100101102A - 로크 링

Info

Publication number: KR20100101102A
Application number: KR1020107012785A
Authority: KR
Inventors: 괴란 순트홀름
Original assignee: 마리캡 오이
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-09-16
Also published as: CA2705317A1; RU2485364C2; CN101861466A; EP2220385A4; RU2010123925A; EP2220385A1; TW200938737A; FI20075806A; FI20075806A0; WO2009063131A1; AU2008322829A1; JP2011503486A; FI120111B; US20100247271A1; US8366368B2

Abstract

코어부(61)와 그 주위에 꼬임선부(62)를 포함하는 로크 링(6)에 관한 것이다. 로크 링(6)은 형상기억합금 또는 바이메탈을 포함하며, 이에 의해 로크 링은 온도가 일정값으로 변화함에 따라 변형되도록 배치된다.

Description

로크 링{LOCK RING}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 로크 링(lock ring)에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 리테이너 수단(retainer means), 특히 로크 링에 관한 것이다.

어떤 트레이닝 온도(training temperature)에서 변형되는 형상기억합금 부품들이 공지되어 있다. 형상기억합금 부품들의 경우 이들은 매우 탄성적, 말하자면 트레인되지 않은 위치에서 적어도 연성(ductile)을 가지는 것이 일반적이며, 이에 의해 모든 상황에서 강성이 요구되는 로크 링으로서 사용되기에는 그 자체로 적당하지 않다. 게다가, 형상기억합금을 포함하는 와이어들은 지름이 일반적으로 매우 얇아, 이에 따라 로크 링의 링 부분이 타겟, 예컨대 사용 중 타겟의 매우 큰 공차로 인하여 적절한 두께가 요구되는 타겟의 경우 적절하지 않다. 더 두꺼운 형상기억합금 와이어/바를 사용할 때, 온도 변화에 더 느린 반응이 또 문제이고, 이에 따라 적용될 일부 타겟의 경우 변형이 너무 느리게 일어난다.

본 발명의 목적은 로크 링이 온도에 기초하여 변형하도록 만들어진 로크 링과 접속된 완전 새로운 장치를 제공하는 데 있다. 다른 목적은 종래 기술의 단점을 없애서, 온도에 기초하여 변형되는 로크 링을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 로크 링이 적어도 두 부분, 적어도 한 조각으로 이루어진 코어부 (core part)와 그 상부에 있는 꼬임선부(twisted wire part)로 형성된다는 사상에 기초한다.

더 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 로크 링은, 상기 로크 링이 형상기억합금 또는 바이메탈을 포함하고, 이에 따라 온도가 일정값으로 변하면 상기 로크 링이 변형하도록 배치된다는데 주 특징이 있다.

또한 본 발명에 따른 로크 링은 청구항 제 2-11 항에 언급한 것에 의해 특징이 있다.

본 발명에 따른 장치는 수많은 주요한 장점을 가진다. 상기 로크 링의 형상은 적절한 열적 영향이 적용되는 한 자동으로 변화한다. 본 발명에 따른 로크 링에서는 두 개의 다른 요소를 사용함으로써, 하나로, 필요한 스프링이나 힘을 받는 효과를 제공하는 것이 가능하고, 한편 형상기억합금 부품은 정해진 온도에서의 필요한 변형을 제공한다. 형상기억합금을 포함하는 로크 링의 부분은 이를 통하여 전기회로가 스위칭되면 그 자체가 변형을 실현하는 가열부재로서 작동할 수 있다. 그러면, 자동 제어로 더 확장된 시스템을 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면, 상기 로크 링에서 보다 얇은 형상기억합금 와이어를 사용하는 것이 가능하고, 이에 의해 온도 변화에 빠른 반응, 따라서 신속한 변형이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제 1 위치에 있는 로크 링을 도시한다.
도 2는 도 1의 A부 상세 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제 2 위치에 있는 로크 링을 도시한다.
도 4는 도 3의 B부 상세 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 절단 상태로 제 1 위치에 있는 다른 로크 링을 도시한다.
도 6은 도 5의 C부 상세 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 절단 상태로 제 2 위치에 있는 다른 로크 링을 도시한다.
도 8은 도 7의 D부 상세 확대도이다.
도 9는 실시예에 따른 로크 링의 단면도를 도시한다.
도 10은 도 1의 E부 상세 확대도이다.

다음에, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 의하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1-4는 본 발명의 로크 링(6)의 실시예를 도시한다.

로크 링(6)은 특정 온도에서 변형되도록 배치된다. 도 1에서 로크 링은 제 1 위치로, 도 3에서는 제 2 위치로 나타나 있다. 도면의 실시예에서, 로크 링(6)은 환상부(annular part)이며, 이에 의해 제 1 위치에서 상기 로크 링의 원은 제 1 길이를 가지며 환상일 때 제 1 지름(d₁)을 가진다. 제 2 위치에서, 로크 링(6)은 도면의 실시예에서의 제 1 길이보다 긴 제 2 길이를 가진다. 도 3의 실시예에서, 그 형상이 환상일 때 제 2 위치에서 제 2 지름(d₂)을 가지며, 이에 의해 로크 링(6)은 변형하면 증가한다.

로크 링(6)은 바람직하게 형상기억합금(SMA)을 포함한다. 상기 형상기억합금은 변형이 일어나는 일정 온도를 가질 수 있다.

도면의 실시예에서, 로크 링(6)은 코어부(61)와 그 주위의 꼬임선부(62)를 포함한다. 제 1 실시예에 따르면, 코어부(61)는 형상기억합금으로 형성된다. 그 다음, 온도 T₁, 즉 상온에서, 상기 코어부를 형성하는 형상기억합금 와이어는 연성이며, 외측의 꼬임선부(62)는 코어부(61)의 제 1 단(63)과 제 2 단(64)을 함께 당겨서 코일 스프링처럼 동작한다. 도면에서, 코어부(61)의 제 1 단(63)과 제 2단(64) 사이에는 공간(S₁)이 있다.

온도가 제 2 온도 T₂, 즉 형상기억합금의 트레이닝 온도에 이르면, 코어부 (61)는 트레인된 방식으로 변형한다. 본 발명에 따른 실시예에서, 상기 코어부는 그 온도가 트레이닝 온도(T₂) 또는 그 이상으로 상승한 후 스프링강처럼 기능을 한다. 로크 링(6)의 지름이 지름 d₂로 증가하고 그 원의 길이가 증가한다. 따라서 상기 코어부의 끝단(63, 64)들은 서로 공간 s₂로 이동된다. 도 1-4에서, s₂는 s₁보다 크다. 마찬가지로, 로크 링(6)의 지름 d₂는 제 1 위치의 지름 d₁보다 제 2 위치에서 크다.

제 2 실시예에 따르면, 꼬임선부(62)는 형상기억합금으로 만들어지며, 이에 의해 온도가 일정값에 이른 후 그 길이가 변한다. 그래서 제 1 위치에서 상기 코어부는 상기 로크 링의 옆을 지배하는 힘을 받아 상기 로크 링의 보강부로서 동작하는 스프링 요소이다. 그러면, 온도가 일정값 T₂에 도달한 후, 상기 로크 링의 꼬임선부(62)는 트레인된 방식으로, 즉 도 1-4로 변형되며, 제 1 지름(d₁)으로부터 제 2 지름(d₂)으로 상기 링의 지름이 증가한다.

다른 실시예(도 5-8)에 따르면, 온도가 일정값 T₂로 변함에 따라, 상기 로크 링(6)의 원의 길이는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 짧아진다(지름 d가 감소한다). 그러면, 상기 로크 링(6)의 길이는 온도가 일정값 T₂에 도달한 후, 제 1 지름(d₁)으로부터 제 2 지름(d₂)으로 짧아지고 지름이 감소한다. 그 다음, 코어부(61)는 꼬임선부(62)에 배치되는 여러 개의 코어조각(65)으로 형성되어, 적용했을 때 꼬임선부 (62)의 원내에 남은 공간을 채운다. 꼬임선부(62)가 변형의 결과로 짧아지면, 변형이 가능하기 위해서는 제 1 위치에서 코어부의 인접한 코어조각(65)들 사이의 갭이 존재해야 한다. 도면의 실시예에서는, 인접한 조각들 사이의 공간은 값 s₁으로부터 값 s₂로 감소한다. 그래서 상기 꼬임선부가 함께 압축됨에 따라, 상기 링의 원 길이는 짧아져서 지름(d)은 값 d₁으로부터 값 d₂로 감소한다(d₁>d₂).

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로크 링(6)은 온도가 일정값 T₂에 도달함에 따라 그 지름(d)이 제 1 지름(d₁)으로부터 제 2 지름(d₂)으로 증가하는 환상부이다(d₁<d₂).

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로크 링(6)은 온도가 일정값 T₂에 도달함에 따라 그 지름(d)이 제 1 지름으로부터 제 2 지름으로 감소하는 환상부이다 (d₁>d₂). 전형적으로, 제 1 위치에서는 온도가 일정값 T₂에 도달한다. 일정값 T₂는 70-100℃일 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 로크 링의 코어부는 형상기억합금을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 로크 링의 꼬임선부는 형상기억합금을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 로크 링(6)은 코어부(61)와 꼬임선부(62)를 포함한다. 그 다음, 상기 로크 링의 적어도 하나의 부분들은 형상기억합금을 포함할 수 있다. 그 다음, 기능적인 제약 없이 어떠한 다른 재료의 다른 부분을 만들어서 형상기억합금을 절감하는 것도 가능하다.

다른 실시예에 따르면, 로크 링(6)의 꼬임선부(62)는 형상기억합금으로 이루어진다.

따라서 본 발명은 코어부(61)와 그 주위에 꼬임선부(62)를 포함하는 로크 링 (6)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 로크 링은 형상기억합금을 포함하고, 이에 의해 로크 링(6)은 온도가 일정값으로 변할 때 변형하도록 배치된다.

바람직한 실시예에 따르면, 로크 링(6)은 온도가 일정값에 도달하면 그 지름 d가 증가하는 환상부이다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 로크 링(6)은 온도가 일정값에 도달하면 그 지름 d가 감소하는 환상부이다.

바람직한 실시예에 따르면, 로크 링(6)의 코어부(61)는 형상기억합금을 포함한다. 제 2 실시예에 따르면, 상기 로크 링의 꼬임선부(62)는 형상기억합금을 포함한다. 제 3 실시예에 따르면, 코어부(61)는 여러 개의 코어조각(65)으로 형성된다. 상기 코어조각들은 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 연속적으로 배치된 부품들 또는 평행한 와이어 혹은 바(bar) 부품들, 즉 스트랜드(strand)일 수 있다.

꼬임선부(62)는 코어부(61)가 형상기억합금을 포함하면 스프링 재료로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 코어부(61)는 꼬임선부(62)가 형상기억합금을 포함하면 스프링 재료로 형성된다.

꼬임선부(62)는 코어부(61)가 형상기억합금을 포함하면 강으로 형성된다. 당연히, 상기 꼬임선부는 강과 같은 어떠한 다른 적절한 재료일 수 있다.

코어부(61)는 꼬임선부(62)가 형상기억합금을 포함하면 강으로 형성된다.

따라서 코어부(61)는 여러 개의 평행한 와이어 또는 바 부품들, 즉 형상기억합금의 스트랜드를 포함할 수 있다.

형상기억합금을 포함하는 로크 링은 또한 그것에 전선을 접속함으로써 원격 제어될 수 있고, 이에 따라 상기 코어부나 꼬임선부의 형상기억합금 부재는 열적 부재로서 기능을 한다. 상기 부재의 상승된 온도에 의해 상기 로크 링을 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키게 된다. 형상기억합금을 포함하는 로크 링의 일부는 전류가 스위칭될 수 있는 전기회로의 일부에 연결될 수 있다. 상기 전선을 스위칭 제어 가능함에 따라, 상기 로크 링은 차례로 또는 여러 개의 로크 링 그룹으로서 조정될 수 있다.

본 명세서에서는 형상기억합금을 포함하는 로크 링을 어떻게 트레인하는지 설명하고 있지 않지만, 형상기억합금의 다른 적용 분야로부터 그 자체는 공지되어 있다고 생각된다. 사용된 형상기억합금은 어떠한 적당한 형상기억합금일 수 있다. 형상기억합금으로 널리 사용된 합금은 예컨대, 니티놀(Nitinol), 예컨대 NiTi 합금이다.

상기 로크 링은 상응하게 작용하는 어떠한 다른 재료로 일부 또는 전부 형성될 수 있다. 대체 장치로는 예컨대 바이메탈이다. 마찬가지로, 예컨대 상기 로크 링의 코어부는 바이메탈로 형성될 수 있다. 바이메탈은 다른 방식으로 팽창하는 2개의 금속으로 이루어진 스트립(strip)이다. 상기 스트립은 자유롭게 팽창할 수 있어 서로 빠르게 접속된다. 바이메탈은 냉각할 때에 비하여 온도가 올라갈 때 다른 방향으로 편향된다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않으며 첨부 청구범위 내에서 다양할 수 있음은 당업자에게는 자명하다. 필요하다면, 다른 특징과 함께 본 명세서에서 기술 가능한 특징도 서로 별개로 사용될 수 있다.

Claims

코어부(61)와 그 주위에 꼬임선부(62)를 포함하는 로크 링(6)에 있어서, 상기 로크 링이 형상기억합금 또는 바이메탈을 포함하고, 이에 의해 상기 로크 링이 온도가 일정값으로 변함에 따라 변형하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항에 있어서, 로크 링(6)은 온도가 상기 일정값에 도달하면 그 지름(d)이 증가하는 환상부인 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항에 있어서, 로크 링(6)은 온도가 상기 일정값에 도달하면 그 지름(d)이 감소하는 환상부인 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 링(6)의 코어부(61)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로크 링의 꼬임선부(62)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 코어부(61)는 다수의 코어조각(65)으로 형성된 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 꼬임선부(62)는 스프링 재료로 형성되는 한편 코어부(61)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 코어부(61)는 스프링 재료로 형성되는 한편 꼬임선부(62)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 꼬임선부(62)는 강으로 형성되는 한편 코어부(61)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 코어부(61)는 강으로 형성되는 한편 꼬임선부(62)는 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어부는 형상기억합금의 다수의 스트랜드를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 링.