KR0121801Y1

KR0121801Y1 - 초음파를 이용한 조각공구

Info

Publication number: KR0121801Y1
Application number: KR2019940030595U
Authority: KR
Inventors: 이천웅
Original assignee: 이천웅
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1998-07-01
Also published as: KR960016742U

Abstract

본 고안의 초음파를 이용한 조각공구는 초음파 진동자로 조각공구를 진동시켜 피조각물을 간편하게 조각할 수 있도록 하는 것으로서 종래의조각공구는 각종 형상의 조각도를 손잡이에 부착하여 사용하였으므로 조각하는 데 많은 힘과 시간이 소요되었다.

본 고안은 진동봉의 선단부에는 척을 고정하여 소정 형상의 조각도를 선택적으로 설치하고, 진동봉의 중간부에 초음파 진동자를 설치하여 초음파 진동자의 진동에 따라 진동봉이 진동하고, 척에 고정된 조각도가 수직진동 또는 휨진동을 하여 피조각물을 간단히 조각하고, 조각속도를 빠르게 할 수 있다.

Description

초음파를 이용한 조각공구

제1도는 본 고안의 조각공구의 일실시예를 보인 종단면도.

제2도는 본 고안의 조각공구의 다른 실시예를 보인 종단면도.

제3도는 (a)~(c)는 본 고안의 조각공구에 사용되는 조각도를 예로 들어 보인 도면.

제4도는 본 고안의 조각공구에 사용되는 구동회로의 일실시에를 보인 회로도.

제5도는 본 고안의 조각공구에 사용되는 구동회로의 다른 실시예를 보인 회로도.

제6도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 공진부의 다른 실시예를 보인 회로도.

제7도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 공진부의 또 다른 실시예를 보인 회로도.

제8도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 궤환부의 다른 실시예를 보인 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:진동봉2,2A,2B,3C:초음파 진동자

3:척4:조각도

11:초음파 발진부12:혼합부

13:초단 증폭부14:전력 증폭부

15,22:공진부16,23:궤환부

21:발진부T₃:트랜스

L₂:쵸크코일

본 고안은 초음파 진동자로 소정 형상의 조각공구를 진동시키면서 나무 및 합성수지 등의 피조각물을 간편하게 조각할 수 있도록 하는 초음파를 이용한 조각공구에 관한 것이다.

종래의 조각공구는 각종 형상의 조각도를 손잡이에 부착하여 사용하였으므로 조각시 사용자는 손잡이를 잡고, 조각도를 피조각물의 조각부위에 접촉시킨 후 힘을 주면서 밀거나 또는 당기면서 조각해야 되어 조각하는 데 많은 힘과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 진동봉의 선단부에는 척(chuck)을 고정하여 소정 형상의 조각도를 선택적으로 설치하고, 진동봉의 중간부에 초음파 진동자를 설치하여 초음파 진동자의 진동에 따라 진동봉이 진동하고, 척에 고정된 조각도가 수직진동 또는 휨진동을 하여 피조각물을 간단히 조각하고, 빠른속도로 조각할 수 있도록 하는 초음파를 이용한 조각공구를 제공하는 데 그 목적이 있는 것으로 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 조작공구의 일실시예를 보인 종단면도이다. 여기서, 부호 1은 진동봉으로서, 진동봉(1)의 중간부에는 초음파 진동자(2)가 설치되고, 진동봉(1)의 선단부에는 척(3)이 고정되어 조각도(4)를 착탈할 수 있게 되어 있으며, 진동봉(1)의 외측에는 손잡이(5)가 설치된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 조각공구는 척(3)에 소정형상의 조각도(4) 예를 들면, 송곳인 조각도(4)를 고정시켜 피조각물(도면에 도시되지 않았음)의 조각할 부위에 접촉시킨 후 구동회로를 동작시켜 초음파 진동자(2)를 구동시키면, 초음파 진동자(2)가 수직으로 진동하고, 초음파 진동자(4)의 진동에 따라 진동봉(1)이 수직으로 진동하고 척(3)을 통해 조각도(4)에 전달되므로 조각도(4)가 수직으로 진동하여 피조각물을 조각하게 된다.

제2도는 본 고안의 조작공구의 다른 실시예를 보인 종단면도로서 이에 도시된 바와 같이 본 고안의 다른 실시예는 진동봉(1)의 종간부에 2개의 초음파 진동자(2a)(2b)를 병렬로 설치하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 다른 실시예는 구동회로가 2개의 초음파 진동자(2a)(2b)를 동일한 위상으로 구동시키거나 또는 180°의 위상치를 가지고 구동시키는 것이다.

2개의 초음파 진동자(2a)(2b)를 동일한 위상으로 구동시킬 경우에는 상기한 일실시예와 마찬가지로 초음파 진동자(2a)(2b)의 진동에 따라 진동봉(1)이 수직으로 진동하고, 진동봉(1)의 진동이 척(3)을 통해 조각도(4)에 전달되어 조각도(4)가 수직으로 진동하면서 피조각물을 조각하게 된다.

그리고 2개의 초음파 진동자(2a)(2b)를 180°의 위상차로 구동시킬 경우에는 하나의 초음파 진동자(2a) 또는 (2b)가 하부로 진동하면, 다른 하나의 초음파 진동자(2b) 또는 (2a)는 상부로 진동하고,하나의 초음파의 진동자(2a) 또는 (2b)가 상부로 진동하면, 다른 하나의 초음파 진동자(2b) 또는 (2a)는 하부로 진동하는 것을 반복하는 것으로서 2개의 초음파 진동자(2a)(2b)의 진동이 합해져 조각도(4)가 수직으로 진동함은 물론 휨진동을 하면서 피조각물을 조각하게 된다.

조각공구에 사용되는 조각도는 제3도의 (a)에 도시된 바와 같이 선단부에 경사면이 형성된 조각도 본체(4a)의 배면에 돌출부(4b)를 형성하여 피조각물에 돌출부(4b)의 형상으로 조각할 수 있고, 제3도의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 원형 또는 삼각형의 단면으로 조각도(4)를 형성하여 피조각물에 원형 또는 삼각형의 구멍을 형성할 수 있는 것으로 조각도(4)는 여러가지의 형상으로 제조하여 척(3)에 선택적으로 고정한다.

한편, 제4도는 본 고안의 조각공구에 사용되는 구동회로의 일실시예를 보인 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 발진하여 초음파를 발생하는 저항(R₁~R₃), 트랜지스터(Q₁), 쵸크코일(L₁) 및 콘덴서(C₁,C₂)로 된 초음파 발진부(10)와, 상기 초음파 발진부(10)의 발진신호에 초음파 진동자(2)의 진동 궤환신호를 혼합하는 콘덴서(C₃,C₄), 트랜지스터(Q₂), 및 저항(R₄)으로 된 혼합부(12)와, 상기 혼합부(12)의 출력신호를 초단증폭하는 저항(R₅~R₁₀), 콘덴서(C₅~C₆), 트랜지스터(Q₃~Q₅) 및 트랜스(T₁)로 된 초단 증폭부(13)와, 상기 초단 증폭부(13)의 출력신호를 전력증폭하는 콘덴서(C₇~C₉), 트랜스(T₂), 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁), 트랜지스터(Q₆₁~Q_6N~Q₇₁~Q_7N), 및 저항(R₁₁R₁₂R₁₃₁~R_13N,R₁₃₄,R₁₅,R₁₆₁~R_161N)으로 된 전력 증폭부(14)와, 상기 전력 증폭부(14)의 출력신호에 공진되면서 초음파 진동자(2)에 전달하여 진동시키는 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂) 및 쵸크코일(L₂)로 된 공진부(15)와, 상기 초음파 진동자(2)의 진동신호를 상기 혼합부(12)로 궤환시키는 콘덴서(C₁₀~C₁₂), 저항(R₁₇) 및 가변저항(VR₁)으로 된 궤환부(16)로 구성하였다.

제4도의 도면 설명 중 미설명 부호 B₁ ⁺및 B₂ ⁺는 전원이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 구동회로는 전원(B₁ ⁺및 B₂ ⁺)이 인가된 상태에서 초음파 발진부(11)의 트랜지스터(Q₁)는 코일(L₁) 및 콘덴서(C₁C₂)의 시정수에 따라 발진하여 초음파를 발생하고, 발생한 초음파는 혼합부(12)의 콘덴서(C₃)를 통해 트랜지스터(Q₂)의 에미터에 인가되어 그의 콜렉터로 출력된다.

혼합부(12)에서 출력되는 초음파는 초단 증폭부(13)의 콘덴서(C₅)를 통해 트랜지스터(Q₃)의 베이스에 인가되어 증폭되고, 트랜스(T₁)의 일차코일(T₁₁)에서 이차코일(T₁₂)(T₁₃)로 증폭되어 유도된 후 트랜지스터(Q₄)(Q₅)에서 증폭되어 출력된다.

초단 증폭부(13)에서 증폭된 초음파는 전력 증폭부(14)의 콘덴서(C₇)를 통해 트랜스(T₂)의 일차코일(T₂₁)에 인가되어 이차코일(T₂₂)(T₂₃)로 증폭 유도되고, 다수의 트랜지스터(Q₆₁~Q_6N)(Q₇₁~Q_5N)에 의해 전력증폭된 후 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁)에 인가된다.

이와 같이 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁)에 인가된 초음파는 공진부(15)의 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂)로 유도되고, 쵸크코일(L₂)을 통해 초음파 진동자(2)에 인가되어 초음파 진동자(2)를 진동시키는 것으로서, 이 때, 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂), 쵸크코일(L₂) 및 초음파 진동자(2)는 초음파에 공진되어 진동 및 조각도(4)를 수직으로 진동시키게 된다.

이와 같이 초음파 진동자(2)에 인가되어 진동시키는 초음파는 궤환부(16)의 콘덴서(C₁₀~C₁₂) 및 저항(R₁₇)을 통하고, 가변저항(VR₁)에 의해 레벨이 조절된 후 혼합부(12)로 궤환되고, 콘덴서(C₄)를 통해 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 인가되어 초음파 발진부(11)에서 출력되는 초음파와 혼합되며, 궤환신호가 혼합된 초음파는 상기와 같이 초단 증폭부(13)의 전력증폭부(14) 및 공진부(15)를 통해 초음파 진동자(2)에 인가되어 초음파 진동자를 진동시키게 된다.

여기서, 궤환부(16)를 구성하여 초음파 진동자(2)의 진동을 궤환시키는 것은 조각도(4)를 피조각물에 접촉시켜 조각할 경우에 조각도(4)가 피조각물에 접촉되면서 인가되는 초음파 진동자(2)의 부하로 인하여 초음파 진동자(2)의 진동이 정지되는 것을 방지하기위한 것이다.

제5도는 본 고안의 조각공구에 사용되는 구동회로의 다른 실시예를 보인 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(2)의 진동 궤환신호에 따라 발진하는 트랜스(T₄), 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁), 저항(R₂₁,R₂₂,R₂₃₁~R_23N,R₂₄,R₂₅,R₂₆₁~R_26N), 트랜지스터(Q₂₀₁~Q_20N,Q₂₁₁~Q_21N) 및 콘덴서(C₂₀)로 된 발진부(21)와, 상기 발진부(22)의 발진신호에 공진되면서 초음파 진동자(2)에 전달하여 진동시키는 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂) 및 쵸크코일(L₂)로 된 공진부(22)와, 초음파 진동자(2)의 진동신호를 상기 발진부(21)로 궤환시키는 콘덴서(C₂₁~C₂₄) 및 쵸크코일(L₂₁)로 된 궤환부(23)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 구동회로의 다른 실시예는 전원(B₂ ⁺)이 인가되면, 발진부(21)의 트랜지스터(Q₂₀₁~Q_20N) 또는 트랜지스터(Q₂₁₁~Q_21N)가 온되고, 트랜지스터(Q₂₀₁~Q_20N) 또는 트랜지스터(Q₂₁₁~Q_21N)가 온됨에 따라 발진신호가 콘덴서(C₂₀)를 통해 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁)에 인가된다.

이와 같이 트랜스(R₃)의 일차코일(T₃₁)에 인가된 초음파는 공진부(22)의 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂)로 유도되고, 쵸크코일(L₂)을 통해 초음파 진동자(2)에 인가되어 초음파 진동자(2)를 진동시키는 것으로서, 이 때, 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂), 쵸크코일(L₂) 및 초음파 진동자(2)는 초음파에 공진되어 동작하게 된다.

이와 같이 초음파 진동자(2)에 인가되어 진동시키는 초음파는 궤환부(23)의 콘덴서(C₂₁~C₂₄) 및 쵸크코일(L₂₁)을 통해 발진부(21)의 트랜스(T₄)의 일차코일(T₄₁)에 인가되고, 이차코일(T₄₂)(T₄₃)로 유도되어 트랜지스터(Q₂₀₁~Q_20N)(Q₂₁₁~Q_21N)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q₂₀₁~Q_20N)(Q₂₁₁~Q_21N)는 교호로 온 및 오프되면서 초음파 발진하고, 발진신호는 공진부(22)를 통해 초음파 진동자(2)에 인가되어 초음파 진동시키는 것을 반복하게 된다.

제6도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 공진부의 다른 실시예를 보인 회로도로서 이에 도시된 바와 같이 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂)을 쵸크코일(L₂)의 중간단자에 접속하고, 쵸크코일(L₂)의 양측단자에 초음파 진동자(2A)(2B)를 접속하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 공진부의 다른 실시예는 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁)에서 이차코일(T₃₂)로 유도되는 초음파가 쵸크코일(L₂)의 중간단자에 인가되어 초음파 진동자(2A)(2B)에 전달 및 진동시키는 것으로 2개의 초음파진동자(2A)(2B)는 동일한 위상으로 진동하여 조각도(4)를 수직으로 진동시키면서 피조각물을 조각하게 된다.

제7도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 공진부의 또 다른 실시예를보인 회로도로서 이에 도시된 바와 같이 트랜스(T₃)의 이차코일(T₃₂)의 양측단자에 초음파 진동자(2A)(2B)를 각기 접속하고, 이차코일(T₃₂)의 중간단자에 쵸크코일(L₂)을 접속하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 공진부의 또 다른 실시예는 트랜스(T₃)의 일차코일(T₃₁)에서 이차코일(T₃₂)로 유도되는 초음파가 초음파 진동자(2A)(2B)에 서로 180°의 위상차를 가지고 인가되므로 초음파 진동자(2A)(2B)는 서로 교호로 진동 즉, 하나의 초음파 진동자(2A) 또는 (2B)가 하부로 진동하면, 다른 하나의 초음파 진동자(2B) 또는 (2A)는 상부로 진동하고, 하나의 초음파 진동자(2A) 또는 (2B)가 상부로 진동하면, 다른 하나의 초음파 진동자(2B) 또는 (2A)는 하부로 진동하는 것으로서 2개의 초음파 진동자(2A)(2B)의 진동이 합해져 조각도(4)가 수직으로 진동함은 물론 휨진동을 하면서 피조각물을 조각하게 된다.

제8도는 본 고안의 구동회로에 사용되는 궤환부의 다른 실시예를 보인 회로도로서 이에 도시된 바와 같이 진동봉(1)에 초음파 진동자(2)의 진동을 검출하기 위한 또 하나의 초음파 진동자(2C)를 설치하고, 이 초음파 진동자(2C)가 검출하는 초음파 진동신호를 혼합부(12) 또는 발진부(21)로 궤환시키게 구성한 것으로 초음파 진동자(2)의 진동을 보다 정확하게 검출하여 궤환시킬 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 초음파 진동자로 조각도를 수직진동 및 휨진동시키면서 조각하므로 조각작업이 매우 간편하고, 빠른 속도로 조각할 수 있다.

Claims

진동봉(1)에 서로 병렬로 설치되는 두 개의 초음파 진동자(2A)(2B)와, 이들 두 개의 초음파 진동자(2A)(2B)를 동일위상 또는 180° 위상차를 갖도록 구동하는 구동회로로 구성한 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 조각공구.