WO2015160173A1 - Screw coupling structure for preventing loosening and method for producing screw coupling structure for preventing loosening - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an anti-loosening screw fastening structure, and more particularly, to deform when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature, and to restore the deformation according to the application of a high temperature higher than the threshold temperature. It is directed to an anti-loosening screw fastening structure, which can be prevented from loosening.
- the screw one of the seven inventions of centuries, has the most serious problem of loosening with time due to external vibration and stress.
- a definite measure is required.
- such a screw is used, and as an example, the dental implant is configured as shown in FIG. 1.
- the media is placed on the gum bone, and the abutment and connecting screw are connected between them to raise the crown.
- This connection screw is sometimes loosened, causing various problems, such as the crown shaking.
- the internal screws are loosened due to the tremendous loads and vibrations that are repeatedly applied when chewing food, and the electric toothbrush sometimes accelerates the screw loosening phenomenon.
- the general screw has a gap in the screw portion, so that screwing is possible.
- an external stress occurs, a space is created at the junction of the thread, and the seat surface under the head of the screw is opened and released.
- the male thread should be elastically stretched in the longitudinal direction, but if the elastic tension is lost, the screw will be loosened.
- Normal metal has a steep force / displacement slope and elastic deformation is only 0.3-0.5% by tensile strength. Therefore, even if a slight movement is caused by the external force, the elastic force is greatly lowered, and as a result, the movement becomes easier and the screw is easily released.
- the most commonly used washers to prevent loosening of screws are also intended to increase this elasticity. But washers of ordinary metals also extend the unwinding time slightly, which does not solve the problem inherently.
- the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and deforms when an external force is applied in a low temperature state lower than a predetermined threshold temperature, and has the property that the deformation is restored in accordance with the application of a high temperature higher than the threshold temperature, It is an object of the present invention to provide an anti-loosening screw fastening structure which is prevented from loosening.
- the anti-loosening screw fastening structure in the anti-loosening screw fastening structure for preventing loosening between the screw and the fastening portion, the screw portion having a predetermined length; And a fastening part having a screw hole to insert and fasten the screw part, wherein the screw part is formed of a shape memory alloy, wherein the shape memory alloy deforms when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature. The deformation is restored in accordance with the application of a high temperature higher than the critical temperature.
- the screw portion has a male screw formed on the outer surface
- the fastening portion has a female screw formed on the inner surface of the screw hole
- the screw portion is at least partially compressed or tensioned in the longitudinal direction at a lower temperature than the critical temperature processing And is heated to a temperature higher than the critical temperature in the state of being inserted into the fastening part, and is restored in the longitudinal direction so that a stress is applied between the male screw and the female screw.
- the screw portion is pressurized in the width direction at a low temperature state lower than the threshold temperature and compressed, and heated to a temperature higher than the threshold temperature in the state inserted into the fastening portion is stretched in the width direction, the screw portion Is configured to apply a stress in the width direction with respect to the screw hole.
- the screw portion having a predetermined length and extending in the head portion; A fastening part having a screw hole to insert and fasten the screw part; And a washer disposed between the fastening portion and the head in a state where the screw portion is inserted into the fastening portion, wherein the screw portion has a male screw formed on an outer surface thereof, and the fastening portion has a female screw formed on an inner surface of the screw hole.
- the washer is composed of a shape memory alloy, and the shape memory alloy is deformed when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature, and the deformation is restored upon application of a high temperature higher than the threshold temperature.
- the washer is compressed in the longitudinal direction at a lower temperature than the critical temperature, and is disposed between the fastening portion and the head while the screw portion is inserted into the fastening portion, and the fastening portion and the It is configured to be heated to a temperature higher than the threshold temperature in the state disposed between the heads and to recover in the longitudinal direction to apply stress between the male and female threads.
- the shape memory alloy contains a Ni—Ti alloy.
- the critical temperature has a range of 20 to 30 ° C.
- the method of manufacturing the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention includes a screw portion composed of a shape memory alloy which has a predetermined length and extends and is formed at a lower temperature lower than a predetermined threshold temperature to be restored as the strain is heated to a temperature higher than the threshold temperature.
- machining said threaded portion below said critical temperature comprises: tensioning or compressing said threaded portion at least partially in the longitudinal direction; And forming a male screw portion on the screw portion.
- the step of processing the screw portion below the critical temperature comprising the step of compressing the screw portion in the width direction.
- a method of manufacturing a fastening screw fastening structure includes: providing a screw unit having a predetermined length and having a head at one end thereof; Providing a fastening part having a screw hole into which the screw part is inserted; Providing a washer made of a shape memory alloy that recovers as the strain formed at a lower temperature below a predetermined threshold temperature is heated to a temperature above the threshold temperature; And inserting the screw portion into the screw hole to perform the fastening between the fastening portion and the screw portion, wherein the washer is positioned between the head and the fastening portion.
- the step of compressing in the longitudinal direction by compression processing below the critical temperature wherein the washer is After the step of positioning between the head and the fastening portion, heating the washer to a temperature higher than the threshold temperature to restore the washer in the longitudinal direction.
- providing the washer comprises: providing a coil comprised of a shape memory alloy; And cutting one side in the radial direction of the coil along a length direction to provide a plurality of ring-shaped washers.
- the screw portion or the washer is made of a shape memory alloy and processed at a low temperature, the high temperature is applied and restored in a state where the screw portion or the washer is fastened. It is made firm and unnecessary release can be prevented.
- FIG. 1 is a view showing an example of a dental implant according to the prior art.
- FIG. 2 is a view showing an example of screw loosening.
- FIG 3 is a view showing a configuration process of the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
- Figure 4 is a view showing the configuration of the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a view showing the manufacture of a washer used in the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a view showing an example of a dental implant according to the prior art
- Figure 2 is a view showing an example of screw loosening
- Figure 3 is an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention
- 4 is a view illustrating a configuration process
- FIG. 4 is a view illustrating a configuration process of an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a diagram of an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a view showing a configuration process
- Figure 6 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention
- Figure 7 is a loosening prevention screw fastening structure according to an embodiment of the present invention 8 is a view showing a configuration process
- Figure 8 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention
- Figure 9 is a loosening prevention screw fastening structure according to an embodiment of the present invention
- Fig. 10 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in Figs.
- the anti-loosening screw fastening structure in the anti-loosening screw fastening structure for preventing the loosening between the screw portion 100 and the fastening portion 200, a predetermined length Screw portion 100 extending with; And a fastening part 200 having a screw hole 210 so that the threaded part 100 is inserted and fastened, wherein the screw part 100 is formed of a shape memory alloy, and the shape memory alloy has a predetermined critical temperature.
- the external force is applied at a lower temperature, the strain is deformed, and the deformation is restored in response to the application of a higher temperature than the critical temperature.
- the anti-loosening screw fastening structure As shown in Figure 3, the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention, the screw portion 100 having a predetermined length and extending; And a fastening part 200 having a screw hole 210 so that the screw part 100 is inserted into and fastened.
- the screw part 100 includes a screw having a predetermined beam shape in which the male screw 120 is not formed, as shown in FIGS. 3 and 4, in addition to the general screw in which the male screw 120 is formed. No.
- the thread portion 100 has a predetermined length and extends.
- the fastening part 200 is a predetermined nut or various fastening members. Any fastening part 200 may be applied to any member having a screw hole 210 in which the screw part 100 is inserted and fastened. In the screw hole 210 formed in the fastening part 200, in addition to the conventional screw hole 210 in which the female screw 220 is formed in the same manner as the screw part 100, a predetermined screw hole 100 may be inserted. It may be an insertion hole of, and the form is not limited.
- the screw portion 100 is formed of a shape memory alloy, the shape memory alloy is deformed when an external force is applied in a low temperature state lower than a predetermined threshold temperature, the deformation is restored in accordance with the application of a high temperature higher than the threshold temperature Has the nature. That is, the threaded part 100 is deformed by applying an external force in a low temperature state lower than a predetermined threshold temperature, and then applies a temperature higher than the threshold temperature in a state where the threaded part 100 is inserted into the fastening part 200. Can be restored to its original state.
- the deformation in the low temperature state may be compression in the width direction of the screw portion (100). That is, the screw part 100 is compressed in the width direction in a low temperature state lower than the threshold temperature, and in accordance with the application of a high temperature higher than the threshold temperature in the state inserted into the screw hole 210 of the fastening part 200.
- the screw portion 100 is restored to its original state in the width direction so that the screw portion 100 stresses the screw hole 210 in the width direction, and the screw portion 100 and the fastening portion 200 are in close contact with each other, and the screw portion 100 ) And a fastening between the fastening portion 200 can be achieved.
- a method of compressing the width by tensioning the screw part 100 in the longitudinal direction may be used. It is not limited to this. That is, the arrows shown in FIGS. 3 and 4 (b) indicate the compression and tension of the threaded portion 100, and the arrows in (e) indicate the tension upon recovery.
- FIGs. 3 and 4 show such a construction sequence, where (b) and (c) respectively indicate processing below the critical temperature, and (d) indicates below the critical temperature.
- (E) indicates that the threaded portion 100 is restored to its original state in a temperature atmosphere at or above a critical temperature, so that a bond between the threaded portion 100 and the fastening portion 200 is achieved.
- the screw portion 100 is Pressurized, or stretched, at a temperature below the critical temperature so as to have a width less than or equal to x. Thereafter, when the thread part 100 is inserted into the screw hole 210 and a temperature higher than a critical temperature is applied, the thread part 100 tries to return to the original diameter x + a, and the screw hole 210 Since the diameter of x, the screw portion 100 is applied a strong clamping force against the screw hole (210). That is, it has the effect of forcibly inserting a screw having a diameter of x + a into the screw hole 210 having a diameter of x, and thus has excellent bonding force.
- this configuration can also be applied to the bonding of the predetermined disk 110 constituting a predetermined head on the upper portion of the screw portion 100 as shown in FIG. That is, after deforming the screw portion 100 at a low temperature, a predetermined disk 110 is inserted into the upper portion of the screw portion 100 before the high temperature is applied, and then a high temperature is applied between the disc 110 and the screw portion 100. Binding can be performed.
- FIG. 5 and 6 illustrate a fastening screw fastening structure and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
- the screw portion 100 has a male screw 120 formed on the outer surface
- the fastening portion 200 has a female screw 220 formed on the inner surface of the screw hole 210
- the screw portion 100 At least one portion is compressed or stretched in the longitudinal direction in a low temperature state lower than the threshold temperature, and is processed to be heated to a temperature higher than the threshold temperature in the inserted state in the fastening part 200 to recover in the longitudinal direction.
- the stress is applied between the male screw 120 and the female screw 220.
- the screw part 100 has a male screw 120
- the screw hole 210 has a female screw 220.
- the screw portion 100 is at least partially compressed or stretched in the longitudinal direction at a temperature lower than the threshold temperature, and is heated to a temperature higher than the threshold temperature in the inserted state in the fastening portion 200 to recover in the longitudinal direction. do.
- a longitudinal relative displacement between the male screw 120 formed in the screw part 100 and the female screw 220 formed in the screw hole 210 is achieved, and the close contact between the male screw 120 and the female screw 220 adjacent to the male screw 120 is achieved. Will be done. Accordingly, excellent bonding between the threaded portion 100 and the threaded hole 210 is achieved.
- the screw portion 100 is compressed or tensioned in the longitudinal direction.
- 5 may be an entire length direction of the threaded portion 100 as shown in FIG. 5, or may be a portion as shown in FIG. 6, but is not limited thereto.
- the dotted line portions of the threaded portion 100 of FIGS. 5 and 6 represent a state of being compressed or stretched in the longitudinal direction at a temperature lower than the critical temperature. That is, in FIG. 5 (b) to (d), the thread part 100 is compressed or stretched as a whole, and in FIG. 6 (d) to (e), the difference in which the upper part of the thread part 100 is partially compressed or tensioned is different. have.
- the thread part 100 when the thread part 100 is compressed or tensioned in the longitudinal direction as a whole, the interval between the male thread 120 formed in the thread part 100 is displaced so that a close contact with the female thread 220 part 100 can be achieved.
- the male screw 120 formed on the screw part 100 may be displaced to achieve firm contact with the female screw 220 part 100.
- FIGS. 5B and 6D show the tension of the threaded portion 100
- FIGS. 5E and 6F show the tension upon recovery.
- FIGs. 5 and 6 show such a structural sequence, where (b) and (c) of Fig. 5 respectively indicate processing under a critical temperature, and (d Denotes the insertion below the threshold temperature, and (e) indicates that the thread portion 100 is restored to its original state in a temperature atmosphere above the threshold temperature, so that the bond between the thread portion 100 and the fastening portion 200 is achieved.
- the overall tension of the threaded portion 100 was made at or below the critical temperature. Therefore, in (e), the threaded portion 100 is hardened by restoring in the longitudinal direction.
- FIG. 6 shows the process below a threshold temperature
- (e) shows the insertion below a threshold temperature
- (f) shows the thread part 100 returning to an original state in the temperature atmosphere above a threshold temperature. This shows that the binding between the threaded portion 100 and the fastening portion 200 has been achieved.
- the partial tension of the upper portion of the threaded portion 100 is made below the critical temperature. Therefore, in (e), the threaded portion 100 is repaired in the longitudinal direction, thereby solidifying the binding.
- the method of manufacturing the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention is a shape memory, which has a predetermined length and is elongated and restored as a deformation formed at a lower temperature below a predetermined threshold temperature is heated to a temperature higher than the threshold temperature.
- the step of processing the screw portion 100 below the critical temperature the step of tensioning or compressing at least a portion of the screw portion 100 in the longitudinal direction; And forming a male screw portion 120 and a portion 100 in the screw portion 100.
- the step of processing the threaded portion 100 below a critical temperature may include compressing the threaded portion 100 in the width direction. That is, as described in the screw loosening prevention structure, the step of machining the screw portion 100 below the critical temperature, includes the step of deforming or compressing the screw portion 100, the deformation is After the screw portion 100 is fastened to the fastening portion 200 and restored by applying a high temperature of a critical temperature or more, thereby forming a solid binding force between the screw portion 100 and the fastening portion 200.
- FIG 7 and 8 illustrate an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- the screw portion 100 having a predetermined length extending and having a head 130 on the top; A fastening part 200 having a screw hole 210 so that the screw part 100 is inserted and fastened; And a washer 300 disposed between the fastening part 200 and the head 130 in a state where the screw part 100 is inserted into the fastening part 200, wherein the screw part 100 is disposed on an outer surface thereof.
- the fastening portion 200 has a female screw 220 formed on the inner surface of the screw hole 210, the washer 300 is made of a shape memory alloy, the shape memory alloy is When the external force is applied in a low temperature state lower than a predetermined threshold temperature, the strain is deformed, and the deformation is restored according to the application of the high temperature higher than the threshold temperature.
- a male screw 120 and a head 130 at a longitudinal end thereof are formed, and a female screw 220 is formed in the screw hole 210.
- the screw portion 100 is made of a common metal, but a washer 300 made of a shape memory alloy is provided separately.
- the washer 300 may have a configuration such as a kind of nut. That is, the screw part 100 may have a predetermined washer hole 310 through which the thread part 100 may pass. Accordingly, the screw part 100 is inserted into the screw hole 210 of the fastening part 200 through the washer 300, and when the screw part 100 is fully inserted, the washer 300 is the screw part. It is sandwiched between the head 130 and the fastening part 200 of the (100). On the other hand, this is a preferred embodiment, not limited to this, the washer 300 is any configuration as long as it has a configuration that can be sandwiched between the head 130 and the fastening portion 200 of the screw portion (100).
- the washer 300 As the washer 300 is formed of a shape memory alloy, the washer 300 applies a stress due to elastic deformation to the head 130 and the fastening part 200 in the fastening process, thereby causing the screw part 100 and the fastening part ( Fastening between 200 can be made reliably.
- the washer 300 may not need to be processed separately below a critical temperature. That is, as shown in FIG. 7C, the processing of the washer 300 is not performed at a critical temperature or less, and only by pressing the head 130 of the screw portion 100 strongly against the upper portion of the washer 300.
- the washer 300 may be deformed and returned so that a strong fastening may be performed between the screw part 100 and the fastening part 200.
- the washer 300 is compressed in the longitudinal direction in a low temperature state lower than the critical temperature, and the screw portion 100 has the fastening portion 200. Disposed between the fastening part 200 and the head 130 in a state of being inserted into the fastening part 200 and heated to a temperature higher than the threshold temperature in a state disposed between the fastening part 200 and the head 130. Recovered in the longitudinal direction is configured to apply a stress between the male screw 120 and the female screw 220.
- the washer 300 is sandwiched between the head 130 and the fastening part 200 in a compressed state at a low temperature below a threshold temperature, and then is restored to its original state by applying a high temperature above the threshold temperature.
- the washer 300 is firmly sandwiched between the head 130 and the fastening part 200, the washer 300 is pushed between the head 130 and the fastening part 200 as the washer 300 recovers.
- the screw part 100 is minutely displaced, and the male screw 220 part 100 formed in the screw hole 210 has the male screw 120 part 100 formed in the screw part 100. Relative displacement with respect to) achieves close contact and bonding between the male screw 120 portion 100 and the female screw 220 portion 100.
- processing of the entirety of the male screw 120 part 100 is not required, and only a temperature application and processing for the washer 300 are required, thereby reducing processing cost and easily processing. have.
- the arrow shown in FIG. 8 (b) represents the compression of the washer 300 and the arrow of (e) shows the tension upon recovery.
- FIG. 8 (a) to (e) indicate such a construction sequence, where (b) and (c) respectively indicate processing below the critical temperature, and (d) indicates insertion below the critical temperature.
- (e) indicates that the threaded portion 100 is restored to its original state in a temperature atmosphere of a critical temperature or more, and the washer 300 pushes the threaded portion 100 and the fastening portion 200 between the threaded portion 100 and the fastening portion 200. Indicates that the bond is achieved.
- the method of manufacturing a loosening screw fastening structure comprises the steps of: providing a screw portion 100 having a predetermined length and extending at one end; Providing a fastening part 200 having a screw hole 210 into which the screw part 100 is inserted; Providing a washer (300) made of a shape memory alloy which is restored as the strain formed at a lower temperature below a predetermined threshold temperature is heated to a temperature above the threshold temperature; Insert the screw part 100 into the screw hole 210 to perform the fastening between the fastening part 200 and the screw part 100, but the washer 300 is the head 130 and the fastening part 200 And positioned between).
- the washer 300 is below the threshold temperature. Compressing and compressing in the longitudinal direction; It includes, and after the washer 300 is positioned between the head 130 and the fastening portion 200, by heating the washer 300 to a temperature higher than the threshold temperature to the washer 300 ) In the longitudinal direction.
- the present invention is a method for forming the binding between the fastening portion 200 and the threaded portion 100 by using the washer 300 described above, to position the washer 300 between the head 130 of the threaded portion 100
- There is a method in addition, there is a method for processing the washer 300 below the critical temperature and is located between the fastening portion 200 and the head 130 of the threaded portion 100 and then applying a high temperature above the critical temperature to recover. Can be.
- the critical temperature is 20? To 30? Therefore, the anti-loosening screw fastening structure manufactured according to the anti-loosening screw fastening structure manufacturing method according to the present invention can be used in the above-described implant and the like.
- FIG. 9 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
- the shape memory alloy contains a Ni-Ti alloy.
- Ni-Ti alloys have a deformation tendency as shown in the drawing. That is, as shown in (a) of FIG. 9, deformation occurs easily at the temperature below the critical temperature according to the application of an external force, and when the deformation is solved, it has a permanent deformation state in which some deformation states remain. However, if a temperature above the critical temperature is added to the original state, this is called a shape memory effect, and a deformation of about 8% based on tensile or compression can be recovered.
- the Ni-Ti alloy exhibits a shape memory effect and superelasticity in a temperature range of about 200 ° C. from a low temperature of liquid nitrogen, and an atomic ratio of Ni forms 44 to 55 atomic%, and the balance consists of Ti. It is an alloy. Meanwhile, in the composition, some components of about 10% or less of Ni and Ti may be substituted with Fe, Co, Cr, Al, Pd, or the like.
- the stress initially increases linearly and rapidly according to the amount of deformation, as in general metals, and the stress remains constant even when the amount of deformation increases. Subsequently, when the strain is released slowly, the stress initially decreases and then becomes constant again. Finally, the stress decreases linearly like ordinary metal. It is called a super-elastic effect because it can have a large elasticity of about 8%.
- the present invention utilizes the properties of such Ni-Ti alloys.
- the critical temperature has a range of 20 ° C to 30 ° C. That is, after the threaded part 100 or the washer 300 according to the present invention is processed at 20 ° C. to 30 ° C. or lower, the thread part 100 or the washer 300 is restored to its original state at a temperature above the temperature. Accordingly, the screw loosening prevention structure according to the present invention can be applied to various body assistive devices implanted in the body. For example, in the case of an implant, the loosening of the screw becomes a problem.
- the screw loosening prevention structure according to the present invention When the screw loosening prevention structure according to the present invention is applied to the screw structure applied to the implant, the body temperature when implanted into the body after processing at a temperature lower than the body temperature By returning to the original state by the exerting a strong bonding force, the screw loosening of the implant can be prevented. On the other hand, unnecessary recovery due to body temperature during the implantation process can be solved by cooling from time to time using cold water or the like.
- the washer 300 may be manufactured by the following method.
- a coil made of a Ni-Ti shape memory alloy is prepared as shown in FIG.
- the coil has a narrow winding gap.
- the coil may have a configuration that is wound in contact with each other in the lateral direction.
- the inner diameter of the washer 300 to be manufactured may have a suitable inner diameter and wound form.
- the cross section of the line constituting the coil may have a rectangular shape as a whole.
- the term “quadrate” includes all the deformed shapes, such as rounded corners or some curved surfaces, in addition to the exact quadrangle, and a quadrangular shape having four sides as a whole.
- the coil is cut.
- the coil is cut in the radial direction, but not all the ends of the diameter are cut, but only one side is cut to separate the cut coil into a ring shape. That is, by cutting the coil according to the cutting line shown by C-C in FIG. 10A, a ring washer 300 as in FIG. 10B is separated from the coil.
- the cutting is made in the longitudinal direction of the coil, it is possible to configure the washer 300 by simple cutting without the need for complicated work.
- the preparing of the washer 300 may include preparing a coil made of a shape memory alloy; And cutting a plurality of ring-shaped washers 300 by cutting one side in a radial direction of the coil along a length direction.
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Abstract
Description
본 발명은 풀림 방지 나사 체결 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 가져서, 풀림이 방지될 수 있는 풀림 방지 나사 체결 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-loosening screw fastening structure, and more particularly, to deform when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature, and to restore the deformation according to the application of a high temperature higher than the threshold temperature. It is directed to an anti-loosening screw fastening structure, which can be prevented from loosening.
인류의 7대 발명품 중 하나인 나사는 외부의 진동 등 응력에 의해서 시간이 지나면 풀리는 문제가 가장 심각하다. 특히 인체내에 사용되는 나사는 풀리면 다시 조이기 어렵기 때문에 이에 대한 확실한 대책이 요구되고 있다. The screw, one of the seven inventions of mankind, has the most serious problem of loosening with time due to external vibration and stress. In particular, since the screw used in the human body is difficult to retighten when loosened, a definite measure is required.
이와 같은 나사가 사용되는 예로, 하나의 예로 치과용 임플란트는 도1과 같이 구성되어 있다. 먼저 잇몸뼈에 매식체를 식립하고, 크라운을 올리기 위해 그 사이에 지대주와 연결나사를 이어져 있다. 이 연결나사가 때때로 풀려서 크라운이 흔들거리는 등 여러 가지 문제를 야기한다. 임플란트의 경우 음식을 씹을 때 반복적으로 가해지는 엄청난 하중, 진동으로 인해 내부의 나사가 풀리게 된다는 것으로 알려져 있으며, 가끔 전동칫솔이 이러한 임플란트 나사풀림 현상을 가속시키기도 한다. For example, such a screw is used, and as an example, the dental implant is configured as shown in FIG. 1. First, the media is placed on the gum bone, and the abutment and connecting screw are connected between them to raise the crown. This connection screw is sometimes loosened, causing various problems, such as the crown shaking. In the case of implants, it is known that the internal screws are loosened due to the tremendous loads and vibrations that are repeatedly applied when chewing food, and the electric toothbrush sometimes accelerates the screw loosening phenomenon.
도 2처럼 일반나사는 나사부에 틈이 있어 나사체결이 가능하고 체결 후 한쪽 사면끼리 접합되어 마찰력에 의해서 접합이 된다. 외부응력이 발생하면 결국 나사산의 접합부의 공간이 발생하여 나사의 머리 밑 좌면부가 벌어지면서 풀리게 된다. 즉 숫나사가 길이 방향으로 탄성적으로 인장되어 있어야 하는데, 탄성적인 인장력을 잃어 버리면 나사가 풀려버리게 된다. 일반 금속은 힘/변위가 가파른 기울기를 갖고 탄성변형이 가능한 변형량이 인장으로 0.3-0.5%에 지나지 않는다. 따라서 외부 힘에 의해서 약간의 이동이 생겨도 탄성력이 크게 낮아지고, 그 결과 더 쉽게 이동이 생겨 나사가 쉽게 풀리게 된다. 나사풀림 방지를 위해서 가장 일반적으로 쓰이는 워셔도 결국은 이 탄성을 크게 하기 위한 것이다. 그러나 일반금속의 워셔 역시 풀리는 시간을 약간 연장시킬 뿐 본질적으로 문제를 해결하지 못하고 있다. As shown in Fig. 2, the general screw has a gap in the screw portion, so that screwing is possible. When an external stress occurs, a space is created at the junction of the thread, and the seat surface under the head of the screw is opened and released. In other words, the male thread should be elastically stretched in the longitudinal direction, but if the elastic tension is lost, the screw will be loosened. Normal metal has a steep force / displacement slope and elastic deformation is only 0.3-0.5% by tensile strength. Therefore, even if a slight movement is caused by the external force, the elastic force is greatly lowered, and as a result, the movement becomes easier and the screw is easily released. The most commonly used washers to prevent loosening of screws are also intended to increase this elasticity. But washers of ordinary metals also extend the unwinding time slightly, which does not solve the problem inherently.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 가짐으로써, 풀림이 방지되는 풀림 방지 나사 체결 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and deforms when an external force is applied in a low temperature state lower than a predetermined threshold temperature, and has the property that the deformation is restored in accordance with the application of a high temperature higher than the threshold temperature, It is an object of the present invention to provide an anti-loosening screw fastening structure which is prevented from loosening.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 풀림 방지 나사 체결 구조는, 나사와 체결부 사이의 풀림을 방지하는 풀림 방지 나사 체결 구조에 있어서, 소정의 길이를 갖고 연장되는 나사부; 상기 나사부가 삽입되어 체결되도록 나사 홀을 갖는 체결부;를 포함하며, 상기 나사부는 형상 기억 합금으로 구성되되, 상기 형상 기억 합금은, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 갖는다.In order to achieve the above object, the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention, in the anti-loosening screw fastening structure for preventing loosening between the screw and the fastening portion, the screw portion having a predetermined length; And a fastening part having a screw hole to insert and fasten the screw part, wherein the screw part is formed of a shape memory alloy, wherein the shape memory alloy deforms when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature. The deformation is restored in accordance with the application of a high temperature higher than the critical temperature.
바람직하게는, 상기 나사부는 외면에 형성된 수나사를 갖고, 상기 체결부는 상기 나사 홀의 내면에 형성된 암나사를 가지며, 상기 나사부는, 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 길이 방향으로 적어도 일 부분 압축 또는 인장되어 가공되며, 상기 체결부에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 길이 방향으로 복구되어, 상기 수나사와 암나사 사이에 응력이 인가되게 구성된다.Preferably, the screw portion has a male screw formed on the outer surface, the fastening portion has a female screw formed on the inner surface of the screw hole, the screw portion is at least partially compressed or tensioned in the longitudinal direction at a lower temperature than the critical temperature processing And is heated to a temperature higher than the critical temperature in the state of being inserted into the fastening part, and is restored in the longitudinal direction so that a stress is applied between the male screw and the female screw.
바람직하게는, 상기 나사부는, 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 폭 방향으로 가압되어 압축 가공되며, 상기 체결부에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 폭 방향으로 인장되어, 상기 나사부가 상기 나사 홀에 대해 폭 방향으로 응력을 인가하게 구성된다.Preferably, the screw portion is pressurized in the width direction at a low temperature state lower than the threshold temperature and compressed, and heated to a temperature higher than the threshold temperature in the state inserted into the fastening portion is stretched in the width direction, the screw portion Is configured to apply a stress in the width direction with respect to the screw hole.
일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상부에 헤드를 갖는 나사부; 상기 나사부가 삽입되어 체결되도록 나사 홀을 갖는 체결부; 상기 나사부가 상기 체결부에 삽입된 상태에서 상기 체결부와 상기 헤드 사이에 배치되는 와셔;를 포함하며, 상기 나사부는 외면에 형성된 수나사를 갖고, 상기 체결부는 상기 나사 홀의 내면에 형성된 암나사를 가지며, 상기 와셔는 형상 기억 합금으로 구성되되, 상기 형상 기억 합금은, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 갖는다.Anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment, the screw portion having a predetermined length and extending in the head portion; A fastening part having a screw hole to insert and fasten the screw part; And a washer disposed between the fastening portion and the head in a state where the screw portion is inserted into the fastening portion, wherein the screw portion has a male screw formed on an outer surface thereof, and the fastening portion has a female screw formed on an inner surface of the screw hole. The washer is composed of a shape memory alloy, and the shape memory alloy is deformed when an external force is applied at a low temperature lower than a predetermined threshold temperature, and the deformation is restored upon application of a high temperature higher than the threshold temperature. .
바람직하게는, 상기 와셔는, 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 길이 방향으로 압축 가공되며, 상기 나사부가 상기 체결부에 삽입된 상태에서 상기 체결부와 상기 헤드 사이에 배치되고, 상기 체결부와 상기 헤드 사이에 배치된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 길이 방향으로 복구되어 상기 수나사와 암나사 사이에 응력을 인가하게 구성된다.Preferably, the washer is compressed in the longitudinal direction at a lower temperature than the critical temperature, and is disposed between the fastening portion and the head while the screw portion is inserted into the fastening portion, and the fastening portion and the It is configured to be heated to a temperature higher than the threshold temperature in the state disposed between the heads and to recover in the longitudinal direction to apply stress between the male and female threads.
바람직하게는, 상기 형상 기억 합금은, Ni-Ti 합금을 포함한다.Preferably, the shape memory alloy contains a Ni—Ti alloy.
바람직하게는, 상기 임계 온도는, 20 내지 30℃ 의 범위를 갖는다.Preferably, the critical temperature has a range of 20 to 30 ° C.
본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조 제조하는 방법은, 소정의 길이를 갖고 연장되며 소정의 임계 온도보다 낮은 저온에서 형성된 변형이 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열됨에 따라 복구되는 형상 기억 합금으로 구성된 나사부를 마련하는 단계; 상기 나사부가 삽입되는 나사 홀을 갖는 체결부를 마련하는 단계; 상기 나사부를 임계 온도 이하에서 가공하는 단계; 상기 나사부를 상기 나사 홀에 삽입하여 상기 체결부와 상기 나사부 사이의 체결을 수행하는 단계; 상기 나사부를 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 나사부를 복구하는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention includes a screw portion composed of a shape memory alloy which has a predetermined length and extends and is formed at a lower temperature lower than a predetermined threshold temperature to be restored as the strain is heated to a temperature higher than the threshold temperature. Providing a; Providing a fastening part having a screw hole into which the screw part is inserted; Machining the thread below a critical temperature; Inserting the screw portion into the screw hole to perform the fastening between the fastening portion and the screw portion; And recovering the screw portion by heating the screw portion to a temperature higher than the threshold temperature.
바람직하게는, 상기 나사부를 상기 임계 온도 이하에서 가공하는 단계는, 상기 나사부를 길이 방향으로 적어도 일 부분 인장시키거나 압축시키는 단계; 및 상기 나사부에 수나사부를 형성하는 단계;를 포함한다.Advantageously, machining said threaded portion below said critical temperature comprises: tensioning or compressing said threaded portion at least partially in the longitudinal direction; And forming a male screw portion on the screw portion.
바람직하게는, 상기 나사부를 임계 온도 이하에서 가공하는 단계는, 상기 나사부를 폭 방향으로 압축시키는 단계;를 포함한다.Preferably, the step of processing the screw portion below the critical temperature, comprising the step of compressing the screw portion in the width direction.
본 발명의 일 실시예에 의한 풀림 방지 나사 체결 구조 제조 방법은, 소정의 길이를 갖고 연장되며 일 단에 헤드를 갖는 나사부를 마련하는 단계; 상기 나사부가 삽입되는 나사 홀을 갖는 체결부를 마련하는 단계; 소정의 임계 온도보다 낮은 저온에서 형성된 변형이 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열됨에 따라 복구되는 형상 기억 합금으로 구성된 와셔를 마련하는 단계; 상기 나사부를 상기 나사 홀에 삽입하여 상기 체결부와 상기 나사부 사이의 체결을 수행하되 상기 와셔가 상기 헤드와 상기 체결부 사이에 위치하도록 하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a fastening screw fastening structure includes: providing a screw unit having a predetermined length and having a head at one end thereof; Providing a fastening part having a screw hole into which the screw part is inserted; Providing a washer made of a shape memory alloy that recovers as the strain formed at a lower temperature below a predetermined threshold temperature is heated to a temperature above the threshold temperature; And inserting the screw portion into the screw hole to perform the fastening between the fastening portion and the screw portion, wherein the washer is positioned between the head and the fastening portion.
바람직하게는, 상기 와셔를 마련하는 단계와 상기 와셔를 상기 헤드와 체결부 사이에 위치하는 단계 사이에, 상기 임계 온도 이하에서 압축 가공하여 길이 방향으로 압축하는 단계;를 포함하며, 상기 와셔가 상기 헤드와 상기 체결부 사이에 위치하도록 하는 단계 이후에, 상기 와셔를 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 와셔를 길이 방향으로 복구하는 단계;를 더 포함한다.Preferably, between the step of providing the washer and the step of placing the washer between the head and the fastening portion, the step of compressing in the longitudinal direction by compression processing below the critical temperature; wherein the washer is After the step of positioning between the head and the fastening portion, heating the washer to a temperature higher than the threshold temperature to restore the washer in the longitudinal direction.
바람직하게는, 상기 와셔를 마련하는 단계는, 형상 기억 합금으로 구성된 코일을 마련하는 단계; 상기 코일의 직경 방향 일 측을 길이 방향을 따라서 절단하여 복수의 링 형상의 와셔를 마련하는 단계;를 포함한다.Advantageously, providing the washer comprises: providing a coil comprised of a shape memory alloy; And cutting one side in the radial direction of the coil along a length direction to provide a plurality of ring-shaped washers.
본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 의하면, 나사부, 또는 와셔가 형상 기억 합금으로 구성되어 저온에서 가공된 후 체결부와 체결된 상태에서 고온이 인가되어 복구되므로, 나사부와 체결부 사이의 접합이 단단하게 이루어지며, 불필요한 해제가 방지될 수 있다.According to the loosening screw fastening structure according to the present invention, since the screw portion or the washer is made of a shape memory alloy and processed at a low temperature, the high temperature is applied and restored in a state where the screw portion or the washer is fastened. It is made firm and unnecessary release can be prevented.
도 1 은 종래 기술에 따른 치과용 임플란트의 일 예를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a dental implant according to the prior art.
도 2 는 나사풀림의 일 예를 도시한 도면이다.2 is a view showing an example of screw loosening.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.3 is a view showing a configuration process of the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.Figure 4 is a view showing the configuration of the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.5 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.6 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.7 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이다.8 is a view showing a configuration process of the fastening preventing screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 형상 기억 합금의 변형 거동을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 와셔의 제조를 나타낸 도면이다.10 is a view showing the manufacture of a washer used in the screw fastening structure for preventing loosening according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. This embodiment is not intended to be limiting.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and / or members. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
도 1 은 종래 기술에 따른 치과용 임플란트의 일 예를 도시한 도면이고, 도 2 는 나사풀림의 일 예를 도시한 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 도시한 도면이고, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 형상 기억 합금의 변형 거동을 나타낸 도면이며, 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 와셔의 제조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an example of a dental implant according to the prior art, Figure 2 is a view showing an example of screw loosening, Figure 3 is an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention 4 is a view illustrating a configuration process, and FIG. 4 is a view illustrating a configuration process of an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention. 6 is a view showing a configuration process, Figure 6 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a loosening prevention screw fastening structure according to an embodiment of the present invention 8 is a view showing a configuration process, Figure 8 is a view showing a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a loosening prevention screw fastening structure according to an embodiment of the present invention Fig. 10 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in Figs.
도 3 내지 도 8 에서 표시된 (a) 내지 (e) 는 각각 순서대로 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조의 구성 과정을 나타낸다.(A) to (e) shown in Figures 3 to 8 each show a configuration process of the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention in order.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 풀림 방지 나사 체결 구조는, 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 풀림을 방지하는 풀림 방지 나사 체결 구조에 있어서, 소정의 길이를 갖고 연장되는 나사부(100); 상기 나사부(100)가 삽입되어 체결되도록 나사 홀(210)을 갖는 체결부(200);를 포함하며, 상기 나사부(100)는 형상 기억 합금으로 구성되되, 상기 형상 기억 합금은, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 갖는다.In order to achieve the above object, the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention, in the anti-loosening screw fastening structure for preventing the loosening between the
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 풀림 방지 나사 체결 구조는, 소정의 길이를 갖고 연장되는 나사부(100); 및 상기 나사부(100)가 삽입되어 체결되도록 나사 홀(210)을 갖는 체결부(200);를 포함한다. As shown in Figure 3, the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention, the
상기 나사부(100)는 수나사(120)가 형성된 일반적인 나사 외에, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 상기 수나사(120)가 형성되지 아니한 소정의 빔 형상의 나사를 포함하며, 그 형태는 한정하지 아니한다. 상기 나사부(100)는 소정의 길이를 갖고 연장된다. The
상기 체결부(200)는 소정의 너트, 또는 각종 체결 부재로서, 상기 나사부(100)가 삽입되어 체결될 수 있는 나사 홀(210)이 형성된 부재이면 무엇이든 적용될 수 있다. 상기 체결부(200)에 형성된 나사 홀(210)에는, 상기 나사부(100)와 마찬가지로 암나사(220)가 형성된 통상적인 나사 홀(210) 외에, 빔 형태의 나사부(100)가 삽입될 수 있는 소정의 삽입 홀일 수 있고, 그 형태는 한정하지 않는다.The
상기 나사부(100)는 형상 기억 합금으로 구성되되, 상기 형상 기억 합금은, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 갖는다. 즉, 상기 나사부(100)는 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력을 인가하여 변형시킨 후, 상기 나사부(100)가 상기 체결부(200)에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도를 인가함으로써 원상태로 복구될 수 있다. The
이때, 상기 저온 상태에서의 변형은, 예컨대 상기 나사부(100)의 폭 방향으로의 압축일 수 있다. 즉, 상기 나사부(100)는 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 폭 방향으로 압축 가공되며, 상기 체결부(200)의 나사 홀(210)에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 나사부(100)가 폭 방향으로 원상태로 복구되어 상기 나사부(100)가 상기 나사 홀(210)에 대해 폭 방향으로 응력을 가하며 상기 나사부(100)와 체결부(200)가 밀착하고 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 단단한 결속이 달성될 수 있다. In this case, the deformation in the low temperature state, for example, may be compression in the width direction of the screw portion (100). That is, the
이때, 상기 나사부(100)의 폭 방향 압축 가공은 상기 나사부(100)를 폭 방향으로 직접적으로 압축하는 방법 외에, 상기 나사부(100)를 길이 방향으로 인장하여 폭이 압축되는 방법을 사용할 수도 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 즉, 도 3 및 도 4 의(b) 에 나타난 화살표는 나사부(100)의 압축 및 인장을 나타내며 (e) 의 화살표는 복구에 따른 인장을 나타낸다.In this case, in the widthwise compression processing of the
도 3 및 도 4 에서, (a) 내지 (e) 는 이러한 구성 순서를 나타내며, 여기서, (b), (c) 는 각각 임계 온도 이하에서의 가공을 나타내고, (d) 는 임계 온도 이하에서의 삽입을 나타내며, (e) 는 임계 온도 이상의 온도 분위기에서 나사부(100)가 본래 상태로 복구되어 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 결속이 달성된 것을 나타낸다.In Figs. 3 and 4, (a) to (e) show such a construction sequence, where (b) and (c) respectively indicate processing below the critical temperature, and (d) indicates below the critical temperature. (E) indicates that the threaded
예컨대, 상기 나사 홀(210)의 직경이 x 이며, 상기 나사부(100)의 직경이 상기 나사 홀(210)의 직경이 상기 x 보다 약간 큰 x+a 라고 할 때, 상기 나사부(100)를 상기 임계 온도보다 낮은 온도에서 가압, 또는 인장하여 상기 x 보다 같거나 약간 작은 폭이 되도록 한다. 이후, 상기 나사부(100)를 상기 나사 홀(210)에 삽입한 후 임계 온도보다 높은 온도를 인가하면 상기 나사부(100)는 원래 직경인 x+a 로 돌아가려 하며, 이때 상기 나사 홀(210)의 직경은 x 이므로, 상기 나사부(100)는 나사 홀(210)에 대해서 강한 죄임력을 가하게 된다. 이는, 즉 직경 x 인 나사 홀(210)에 직경 x+a 인 나사를 강제로 끼워 넣는 효과를 갖는 것이며, 이에 따라서 우수한 접합력을 갖게 된다.For example, when the diameter of the
한편, 이러한 구성은 도 4 와 같이 나사부(100) 상부에 소정의 헤드를 구성하는 소정의 디스크(110)의 접합에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 나사부(100)를 저온에서 변형시킨 후 고온을 인가하기 전에 상기 나사부(100) 상부에 소정의 디스크(110)를 삽입시키고, 이후 고온을 인가하여 디스크(110)와 나사부(100) 사이의 결속을 수행할 수 있다.On the other hand, this configuration can also be applied to the bonding of the
도 5 및 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조 및 그 제조 방법에 대해 도시한다.5 and 6 illustrate a fastening screw fastening structure and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
일 예에 의하면, 상기 나사부(100)는 외면에 형성된 수나사(120)를 갖고, 상기 체결부(200)는 상기 나사 홀(210)의 내면에 형성된 암나사(220)를 가지며, 상기 나사부(100)는, 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 길이 방향으로 적어도 일 부분 압축 또는 인장되어 가공되며, 상기 체결부(200)에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 길이 방향으로 복구되어, 상기 수나사(120)와 암나사(220) 사이에 응력이 인가되게 구성된다.According to one example, the
즉, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 나사부(100)는 수나사(120)를 가지며, 상기 나사 홀(210)은 암나사(220)를 갖는다. 이때, 상기 나사부(100)는 상기 임계 온도보다 낮은 온도에서 길이 방향으로 적어도 일 부분 압축 또는 인장되며, 상기 체결부(200)에 삽입된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 길이 방향으로 복구된다. 이때, 상기 나사부(100)에 형성된 수나사 (120)와 상기 나사 홀(210)에 형성된 암나사(220) 사이의 길이 방향 상대적 변위가 달성되는 바, 수나사(120)와 인접한 암나사(220)의 밀착이 이루어지게 된다. 이에 따라서, 나사부(100)와 나사 홀(210) 사이의 우수한 접합이 달성된다. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the
한편, 이때, 상기 수나사(120)와 암나사(220) 사이의 길이 방향 상대적 변위로 수나사(120)와 암나사(220) 사이의 밀착을 달성하면 충분하므로, 나사부(100)가 길이 방향으로 압축 또는 인장되는 부분은 도 5 에 도시된 바와 같이 나사부(100)의 길이 방향 전체이거나, 또는 도 6 에 도시된 바와 같이 일 부분일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 여기서, 도 5 와 도 6 의 나사부(100)의 점선 부분은 임계 온도보다 낮은 온도에서 길이 방향으로 압축 또는 인장된 상태를 나타낸다. 즉, 도 5 의 (b) 내지 (d) 에서는 나사부(100)가 전체적으로 압축 또는 인장되었고, 도 6 의 (d) 내지 (e) 에서는 나사부(100)의 상부가 부분적으로 압축 또는 인장된 차이가 있다.On the other hand, at this time, since it is sufficient to achieve close contact between the
이어서, 도 5 및 도 6 의 (f) 와 같이 임계 온도보다 높은 온도로 회귀하면 길이 방향으로 복구되어 나사부(100)가 길이 방향으로 압축 도는 인장된다. 도 5 및 도 6 의 (f) 는 임계 온도보다 높은 온도에서 길이가 복귀한 것으로서, 나사부(100)가 전체적으로 실선으로 도시되었다.Subsequently, when returning to a temperature higher than the critical temperature as shown in FIGS. 5 and 6 (f), the
예컨대 나사부(100)가 길이 방향으로 전체적으로 압축 또는 인장되는 경우에는, 나사부(100)에 형성된 수나사(120)산 사이의 간격이 변위되어 암나사(220)부(100)와 견고한 밀착이 이루어질 수 있고, 상기 나사부(100)가 길이 방향으로 일 부분 압축 또는 인장되는 경우에는, 나사부(100)에 형성된 수나사(120)산이 변위하여 암나사(220)부(100)와 견고한 밀착을 달성할 수 있다.For example, when the
도 5 의 (b) 및 도 6 의 (d) 에 나타난 화살표는 나사부(100)의 인장을 나타내며 도 5 의 (e) 및 도 6 의 (f) 에 나타난 화살표는 복구에 따른 인장을 나타낸다.The arrows shown in FIGS. 5B and 6D show the tension of the threaded
도 5 및 도 6 에서, (a) 내지 (e), (f) 는 이러한 구성 순서를 나타내며, 여기서, 도 5 의 (b), (c) 는 각각 임계 온도 이하에서의 가공을 나타내고, (d) 는 임계 온도 이하에서의 삽입을 나타내며, (e) 는 임계 온도 이상의 온도 분위기에서 나사부(100)가 본래 상태로 복구되어 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 결속이 달성된 것을 나타낸다. 여기서, (b) 에서는 임계 온도 이하에서 나사부(100)의 전체적인 인장이 이루어졌으며, 따라서, (e) 에서는 나사부(100)가 길이 방향으로 복구됨에 의해 결속이 단단하게 이루어진다.In Figs. 5 and 6, (a) to (e) and (f) show such a structural sequence, where (b) and (c) of Fig. 5 respectively indicate processing under a critical temperature, and (d Denotes the insertion below the threshold temperature, and (e) indicates that the
아울러, 도 6 의 (d) 는 임계 온도 이하에서의 가공을 나타내고, (e) 는 임계 온도 이하에서의 삽입을 나타내며, (f) 는 임계 온도 이상의 온도 분위기에서 나사부(100)가 본래 상태로 복구되어 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 결속이 달성된 것을 나타낸다. 여기서, (d) 에서는 임계 온도 이하에서 나사부(100)의 상부 부분의 부분적인 인장이 이루어졌으며, 따라서, (e) 에서는 나사부(100)가 길이 방향으로 복구됨에 의해 결속이 단단하게 이루어진다.In addition, (d) of FIG. 6 shows the process below a threshold temperature, (e) shows the insertion below a threshold temperature, (f) shows the
이에 따르면, 본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조를 제조하는 방법은, 소정의 길이를 갖고 연장되며 소정의 임계 온도보다 낮은 저온에서 형성된 변형이 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열됨에 따라 복구되는 형상 기억 합금으로 구성된 나사부(100)를 마련하는 단계; 상기 나사부(100)가 삽입되는 나사 홀(210)을 갖는 체결부(200)를 마련하는 단계; 상기 나사부(100)를 임계 온도 이하에서 가공하는 단계; 상기 나사부(100)를 상기 나사 홀(210)에 삽입하여 상기 체결부(200)와 상기 나사부(100) 사이의 체결을 수행하는 단계; 상기 나사부(100)를 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 나사부(100)를 복구하는 단계;를 포함한다.According to this, the method of manufacturing the anti-loosening screw fastening structure according to the present invention is a shape memory, which has a predetermined length and is elongated and restored as a deformation formed at a lower temperature below a predetermined threshold temperature is heated to a temperature higher than the threshold temperature. Providing a
이때, 상기 나사부(100)를 상기 임계 온도 이하에서 가공하는 단계는, 상기 나사부(100)를 길이 방향으로 적어도 일 부분 인장시키거나 압축시키는 단계; 및 상기 나사부(100)에 수나사(120)부(100)를 형성하는 단계;를 포함한다. 또는 상기 나사부(100)를 임계 온도 이하에서 가공하는 단계는, 상기 나사부(100)를 폭 방향으로 압축시키는 단계;를 포함한다. 즉, 상기 나사 풀림 방지 구조에서 설명한 바와 같이, 상기 나사부(100)를 임계 온도 이하에서 가공하는 단계는, 상기 나사부(100)를 인장시키거나, 또는 압축시켜 변형시키는 단계를 포함하며, 이러한 변형은 추후 상기 나사부(100)가 상기 체결부(200)에 체결된 후 임계 온도 이상의 고온을 인가하여 복구되며 이에 따라서 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 단단한 결속력이 형성되게 된다.At this time, the step of processing the
도 7 및 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 대해 도시한다.7 and 8 illustrate an anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상부에 헤드(130)를 갖는 나사부(100); 상기 나사부(100)가 삽입되어 체결되도록 나사 홀(210)을 갖는 체결부(200); 상기 나사부(100)가 상기 체결부(200)에 삽입된 상태에서 상기 체결부(200)와 상기 헤드(130) 사이에 배치되는 와셔(300);를 포함하며, 상기 나사부(100)는 외면에 형성된 수나사(120)를 갖고, 상기 체결부(200)는 상기 나사 홀(210)의 내면에 형성된 암나사(220)를 가지며, 상기 와셔(300)는 형상 기억 합금으로 구성되되, 상기 형상 기억 합금은, 소정의 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 외력이 인가되면 변형하며, 상기 임계 온도보다 높은 고온의 인가에 따라서 상기 변형이 복구되는 성질을 갖는다.Anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention, the
본 실시예에 따른 나사부(100)에는 수나사(120) 및 길이 방향 단부의 헤드(130)가 형성되며, 나사 홀(210)에는 암나사(220)가 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 나사부(100)는 일반적인 금속으로 형성되되, 형상 기억 합금으로 구성된 와셔(300)가 별도로 마련된다.In the threaded
상기 와셔(300)는 일종의 너트와 같은 구성을 가질 수 있다. 즉, 상기 나사부(100)가 관통할 수 있는 소정의 와셔 홀(310)을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 나사부(100)가 상기 와셔(300)를 관통하여 상기 체결부(200)의 나사 홀(210)에 삽입되며, 상기 나사부(100)가 완전히 삽입되면 상기 와셔(300)는 상기 나사부(100)의 헤드(130)와 체결부(200) 사이에 끼이게 된다. 한편, 이는 바람직한 실시 형태로서, 이에 한정하지 아니하며, 상기 와셔(300)는 상기 나사부(100)의 헤드(130)와 체결부(200) 사이에 끼일 수 있는 구성을 가지면 어떠한 구성도 불문한다.The
상기 와셔(300)가 형상 기억 합금으로 구성됨에 따라서, 와셔(300)가 체결 과정에서 상기 헤드(130)와 체결부(200)에 탄성 변형에 따른 응력을 인가하여 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 체결이 신뢰성있게 이루어질 수 있다.As the
이때, 와셔(300) 상부에 대해 상기 나사부(100)의 헤드(130)를 단단하게 가압하여 강하게 체결함에 따라서 별도로 와셔(300)를 임계 온도 이하에서 가공할 필요가 없을 수 있다. 즉, 도 7 의 (c) 와 같이, 와셔(300)에 대해 임계 온도 이하에서 가공하지 않고, 단지 와셔(300)의 상부에 대해 상기 나사부(100)의 헤드(130)를 강하게 가압하는 것 만으로도 와셔(300)가 변형 및 복귀하여 상기 나사부(100)와 체결부(200)사이의 강한 체결이 이루어질 수 있다.At this time, as the
도 7 의(c) 에 나타난 화살표는 나사부(100)의 헤드(130)에 의한 가압을 나타내며 (d) 의 화살표는 복구에 따른 인장을 나타낸다.The arrow shown in (c) of Figure 7 represents the pressure by the
도 7 에서, (a) 내지 (d) 는 이러한 구성 순서를 나타낸다. 여기서, (a) 내지 (d) 는 모두 임계 온도 이상에서 이루어질 수 있다.In Fig. 7, (a) to (d) show this configuration procedure. Here, (a) to (d) may all be made above the threshold temperature.
한편, 도 8 과 같이, 일 실시형태에 의하면, 바람직하게는, 상기 와셔(300)는, 상기 임계 온도보다 낮은 저온 상태에서 길이 방향으로 압축 가공되며, 상기 나사부(100)가 상기 체결부(200)에 삽입된 상태에서 상기 체결부(200)와 상기 헤드(130) 사이에 배치되고, 상기 체결부(200)와 상기 헤드(130) 사이에 배치된 상태에서 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열되어 길이 방향으로 복구되어 상기 수나사(120)와 암나사(220) 사이에 응력을 인가하게 구성된다.On the other hand, as shown in FIG. 8, according to one embodiment, preferably, the
이때, 상기 와셔(300)는 임계 온도 이하의 저온에서 압축된 상태로 상기 헤드(130)와 체결부(200) 사이에 끼이며, 이어서 임계 온도 이상의 고온을 인가하여 원상태로 복구되게 된다. 이때, 상기 와셔(300)는 헤드(130)와 체결부(200) 사이에 단단하게 끼인 상태이기 때문에 상기 와셔(300)가 복구함에 따라서 상기 헤드(130)와 체결부(200) 사이를 밀게 된다. 이에 따라서, 상기 실시형태와 같이 상기 나사부(100)가 미세하게 변위하며, 상기 나사부(100)에 형성된 수나사(120)부(100)가 상기 나사 홀(210)에 형성된 암나사(220)부(100)에 대해 상대 변위하여 상기 수나사(120)부(100)와 암나사(220)부(100) 사이의 밀착 및 접합이 달성된다.At this time, the
본 실시 형태에 따라서, 수나사(120)부(100) 전체의 가공이 필요하지 아니하며, 단지 와셔(300)에 대한 온도 인가 및 가공만이 필요하게 되므로, 가공 단가가 절감되며 가공 또한 용이하게 이루어질 수 있다.According to the present embodiment, processing of the entirety of the
도 8 의(b) 에 나타난 화살표는 와셔(300)의 압축을 나타내며 (e) 의 화살표는 복구에 따른 인장을 나타낸다.The arrow shown in FIG. 8 (b) represents the compression of the
도 8 에서, (a) 내지 (e) 는 이러한 구성 순서를 나타내며, 여기서, (b), (c) 는 각각 임계 온도 이하에서의 가공을 나타내고, (d) 는 임계 온도 이하에서의 삽입을 나타내며, (e) 는 임계 온도 이상의 온도 분위기에서 나사부(100)가 본래 상태로 복구되어 와셔(300)가 나사부(100)와 체결부(200)를 밀어 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 결속이 달성된 것을 나타낸다.In Fig. 8, (a) to (e) indicate such a construction sequence, where (b) and (c) respectively indicate processing below the critical temperature, and (d) indicates insertion below the critical temperature. , (e) indicates that the threaded
상기 과정에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 의한 풀림 방지 나사 체결 구조 제조 방법은, 소정의 길이를 갖고 연장되며 일 단에 헤드(130)를 갖는 나사부(100)를 마련하는 단계; 상기 나사부(100)가 삽입되는 나사 홀(210)을 갖는 체결부(200)를 마련하는 단계; 소정의 임계 온도보다 낮은 저온에서 형성된 변형이 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열됨에 따라 복구되는 형상 기억 합금으로 구성된 와셔(300)를 마련하는 단계; 상기 나사부(100)를 상기 나사 홀(210)에 삽입하여 상기 체결부(200)와 상기 나사부(100) 사이의 체결을 수행하되 상기 와셔(300)가 상기 헤드(130)와 상기 체결부(200) 사이에 위치하도록 하는 단계;를 포함한다.According to the above process, the method of manufacturing a loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: providing a
바람직하게는, 상기 와셔(300)를 마련하는 단계와 상기 와셔(300)를 상기 헤드(130)와 체결부(200) 사이에 위치하는 단계 사이에, 상기 와셔(300)를 상기 임계 온도 이하에서 압축 가공하여 길이 방향으로 압축하는 단계; 를 포함하며, 상기 와셔(300)가 상기 헤드(130)와 상기 체결부(200) 사이에 위치하도록 하는 단계 이후에, 상기 와셔(300)를 상기 임계 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 와셔(300)를 길이 방향으로 복구하는 단계;를 포함한다.Preferably, between preparing the
본 발명은 상술한 와셔(300)를 사용하여 체결부(200)와 나사부(100) 사이의 결속을 형성하는 방법으로, 상기 와셔(300)를 나사부(100)의 헤드(130) 사이에 위치시키는 방법이 있으며, 그 외에 상기 와셔(300)를 임계 온도 이하에서 가공하고 체결부(200)와 나사부(100)의 헤드(130) 사이에 위치시킨 후 임계 온도 이상의 고온을 인가하여 복구하는 방법이 있을 수 있다. 이와 같은 방법으로 체결을 형성함으로써 나사부(100)와 체결부(200) 사이의 접합을 달성한다. The present invention is a method for forming the binding between the
본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조 제조 방법에서, 상기 임계 온도는 20? 내지 30? 일 수 있으며, 따라서 본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조 제조 방법에 따라서 제조된 풀림 방지 나사 체결 구조는 상술한 임플란트 등에 사용될 수 있다.In the method of manufacturing the loosening screw fastening structure according to the present invention, the critical temperature is 20? To 30? Therefore, the anti-loosening screw fastening structure manufactured according to the anti-loosening screw fastening structure manufacturing method according to the present invention can be used in the above-described implant and the like.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 형상 기억 합금의 변형 거동을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the deformation behavior of the shape memory alloy used in the anti-loosening screw fastening structure according to an embodiment of the present invention.
바람직하게는, 상술한 실시 형태에서 상기 형상 기억 합금은, Ni-Ti 합금을 포함한다. 상기와 같은 Ni-Ti 합금은, 도면에 도시된 바와 같은 변형 경향을 갖는다. 즉, 도 9 의 (a) 에서 보는 바와 같이 임계 온도 이하의 온도에서는 외력의 인가에 따라서 변형이 쉽게 일어나며, 변형을 풀면 일부 변형 상태가 잔류하는 영구 변형 상태를 갖는다. 그러나, 이에 대해 임계 온도 이상의 온도를 가하면 원래 상태로 되돌아가는데, 이를 형상 기억 효과라 하며, 인장 또는 압축을 기준으로 8% 정도의 변형도 회복이 가능하다. Preferably, in the above-described embodiment, the shape memory alloy contains a Ni-Ti alloy. Such Ni-Ti alloys have a deformation tendency as shown in the drawing. That is, as shown in (a) of FIG. 9, deformation occurs easily at the temperature below the critical temperature according to the application of an external force, and when the deformation is solved, it has a permanent deformation state in which some deformation states remain. However, if a temperature above the critical temperature is added to the original state, this is called a shape memory effect, and a deformation of about 8% based on tensile or compression can be recovered.
한편, 이러한 Ni-Ti 합금은, 액체질소 정도의 저온에서부터 200 ℃ 내외의 온도 구간에서 형상기억 효과 및 초탄성을 나타내며, 원자비는 Ni 가 44 ~ 55 원자 % 를 형성하고, 잔부는 Ti로 구성되는 합금이다. 한편, 상기 조성에서 Ni, Ti 중 10% 이하 정도의 일부 성분이 Fe, Co, Cr, Al, Pd 등으로 치환되는 것도 가능하다.On the other hand, the Ni-Ti alloy exhibits a shape memory effect and superelasticity in a temperature range of about 200 ° C. from a low temperature of liquid nitrogen, and an atomic ratio of Ni forms 44 to 55 atomic%, and the balance consists of Ti. It is an alloy. Meanwhile, in the composition, some components of about 10% or less of Ni and Ti may be substituted with Fe, Co, Cr, Al, Pd, or the like.
임계 온도 이상의 온도에서 변형시키면 도 9 의 (b) 에서 보는 바와 같이 초기에는 일반금속처럼 변형량에 따라 응력이 직선적으로 급격하게 증가하다가, 변형량의 증가에도 응력이 일정하게 유지된다. 이어서 변형을 서서히 풀어주면 초기에는 응력이 감소하다가, 다시 일정해 지며, 최종적으로 일반금속처럼 응력이 직선적으로 감소한다. 8% 정도의 큰 탄성이 가능하므로 초탄성효과라 한다. If the strain is at a temperature above the critical temperature, as shown in FIG. 9 (b), the stress initially increases linearly and rapidly according to the amount of deformation, as in general metals, and the stress remains constant even when the amount of deformation increases. Subsequently, when the strain is released slowly, the stress initially decreases and then becomes constant again. Finally, the stress decreases linearly like ordinary metal. It is called a super-elastic effect because it can have a large elasticity of about 8%.
임계 온도 이하에서 변형시킨 다음 임계 온도 이상으로 가열할 때 원래의 형상으로 되돌아 가지 못하게 구속시키면 되돌아 가려는 힘을 발휘하게 된다. 본 발명은 이러한 Ni-Ti 합금의 성질을 이용한다.Deformation below the critical temperature and then restraining it from returning to its original shape when heated above the critical temperature exerts a force to return. The present invention utilizes the properties of such Ni-Ti alloys.
바람직하게는, 상기 임계 온도는, 20℃ 내지 30℃ 의 범위를 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 나사부(100), 또는 와셔(300)는 20℃ 내지 30℃ 이하에서 가공된 후, 상기 온도 이상의 온도에서 원상태로 복구된다. 이에 따라서, 본 발명에 따른 나사 풀림 방지 구조는 신체에 이식되는 각종 신체 보조 기구에 적용될 수 있다. 예컨대, 임플란트의 경우, 나사의 풀림이 문제가 되는데, 상기 임플란트에 적용되는 나사 구조에 본 발명에 따른 나사 풀림 방지 구조를 적용하면, 체온보다 낮은 온도에서 가공을 한 후, 체내에 이식할 때 체온에 의해 원 상태로 복구되어 강한 접합력을 발휘하는 바, 임플란트의 나사 풀림이 방지될 수 있다. 한편, 이식 과정에서의 체온에 의한 불필요한 복구는 냉수 등을 사용하여 수시로 냉각시킴으로써 해결될 수 있다.Preferably, the critical temperature has a range of 20 ° C to 30 ° C. That is, after the threaded
한편, 상기 와셔(300)는, 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.On the other hand, the
먼저, 도 10 의 (a) 와 같이 Ni-Ti 형상기억 합금으로 구성된 코일을 마련한다. 상기 코일은 권선 간극이 좁은 것이 바람직하다. 바람직하게는, 도 10 의 (a) 와 같이 측방향으로 서로 접하며 권선되는 구성을 가질 수 있다. 아울러, 제조하고자 하는 와셔(300)의 내경에 따라서 적절한 내경을 갖고 권선된 형태를 가질 수 있다. 또한, 코일을 구성하는 선의 단면은 전체적으로 사각형의 형상을 가질 수 있다. 전체적으로 사각형이라 함은, 정확한 사각형 외에 각 모서리가 라운딩 처리되거나, 또는 일부 곡면을 갖는 등의 변형된 형상을 모두 포함하되, 전체적으로 네개의 변을 갖는 사각형 형상을 가짐을 의미한다.First, a coil made of a Ni-Ti shape memory alloy is prepared as shown in FIG. Preferably, the coil has a narrow winding gap. Preferably, as shown in (a) of Figure 10 may have a configuration that is wound in contact with each other in the lateral direction. In addition, according to the inner diameter of the
이어서, 상기 코일을 절단한다. 상기 코일을 직경 방향으로 절단하되, 직경의 양 단을 모두 절단하는 것이 아니라 일 측만을 절단하여 절단된 코일이 링 형태로 분리되도록 한다. 즉, 도 10 의 (a) 의 C - C 로 도시된 절단선에 따라서 상기 코일을 절단함으로써, 도 10 의 (b) 와 같은 링 형태의 와셔(300)가 코일로부터 분리된다. 한편, 이러한 절단은 코일의 길이 방향으로 이루어짐으로써, 복잡한 작업이 필요 없이 간단한 절단만으로 와셔(300)의 구성이 가능해질 수 있다.Next, the coil is cut. The coil is cut in the radial direction, but not all the ends of the diameter are cut, but only one side is cut to separate the cut coil into a ring shape. That is, by cutting the coil according to the cutting line shown by C-C in FIG. 10A, a
즉, 단순히 코일 형태로 구성된 부재를 직경 방향의 절단면을 따라서 길이 방향으로 연속적으로 절단함에 따라서 본 발명에 따른 풀림 방지 나사 체결 구조에 사용되는 와셔(300)를 간단하게 제조할 수 있게 된다.In other words, by simply cutting the member formed in the coil shape in the longitudinal direction along the cutting plane in the radial direction, it is possible to simply manufacture the
즉, 상기 와셔(300)를 마련하는 단계는, 형상 기억 합금으로 구성된 코일을 마련하는 단계; 상기 코일의 직경 방향 일 측을 길이 방향을 따라서 절단하여 복수의 링 형상의 와셔(300)를 마련하는 단계;를 포함하게 된다. 이와 같은 방법으로 와셔(300)를 제조할 경우, 코일 한 바퀴에 하나의 와셔 생산이 이루어질 수 있으므로 재료의 낭비가 없고 기계적 가공이 절감될 수 있다. That is, the preparing of the
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments have been illustrated and described above, the invention is not limited to the specific embodiments described above, and does not depart from the gist of the invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by the person having the above, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
Claims (14)
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