KR20060017590A - 초음파 탐촉자 - Google Patents
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Abstract
와이어의 느슨함을 적게 해서 초음파 진동자의 위치 오차를 저감시키는 기술이 개시되며, 그 기술에 의하면 삽입부(2)의 선단부(3) 내에는 풀리(6)와 풀리(7) 사이에 중간 풀리(11a, 11b)가 배치되고, 중간 풀리(11a)는 슬라이더부(14)에 장착되며, 슬라이더부(및 중간 풀리(11a))는 선단부에 형성된 슬라이더 가이드부(15)에 따라 풀리(6)의 회전방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 가능하고, 또한 나사(13)에 의해 슬라이드 방향의 위치가 고정 가능하게 선단부에 지지된다.
중간 풀리, 슬라이더부, 슬라이드, 초음파 진동자
Description
본 발명은, 초음파 진동자를 체강(體腔, body cavity) 내에 삽입하고, 생체 내에 초음파를 조사(照射)하여, 그 에코 신호를 수신하는 초음파 탐촉자에 관한 것으로, 특히 체강 내에 삽입되는 삽입부 내에 설치된 초음파 진동자를 요동(swing)시키기 위하여, 체강 외에서 조작자에 의해 지지되는 그립부 내에 설치된 모터의 회전을 초음파 진동자에 전달하는 초음파 탐촉자에 관한 것이다.
종래의 초음파 탐촉자로는, 예를 들어 하기의 특허문헌 1, 2, 3에 나타낸 바와 같이, 와이어에 의해 모터의 회전을 초음파 진동자에 전달하는 방법이 알려져 있다. 도 8은, 이러한 종래의 초음파 탐촉자의 단면도를 도시한 것으로, 그립부(1) 내에는 모터(5) 및 그 회전 샤프트에 연결된 풀리(pulley: 102)가 배치되고, 삽입부(2)의 선단부(3) 내에는 초음파 진동자(4) 및 그 회동 축(9)에 연결된 풀리(7)가 배치되어 있다. 그리고 풀리(102)와 풀리(7) 사이가 엔드리스(endless) 와이어(8)로 연결되어 모터(5)의 회전이 초음파 진동자(4)의 회동 축(9)에 전달된다.
특허문헌 1: 일본국 특개평 10-179588호 공보(도 3, 단락 0049)
특허문헌 2: 일본국 특개평 10-174686호 공보(도 1, 단락 0052)
특허문헌 3: 일본국 특개 2001-170053호 공보(도 2, 단락 0010)
그러나 상기 종래의 초음파 탐촉자에서는, 와이어(8)가 그립부(1)에서 삽입부(2)의 선단부(3)까지 연장되도록 설치되어 있어서 비교적 길기 때문에, 와이어(8)의 느슨함이 발생하여 초음파 진동자(4)의 위치 오차가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 와이어의 느슨함을 저감시켜서, 초음파 진동자의 위치 오차를 저감 할 수 있는 초음파 탐촉자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 기름한(longitudinal) 삽입부의 선단부 내에 설치된 초음파 진동자를 요동시키기 위하여 그립부 내에 설치된 모터의 회전을 상기 초음파 진동자에 전달하는 초음파 탐촉자에 있어서, 선단이 상기 삽입부의 선단부 내로 연장되도록 상기 모터의 회전축에 연결된 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트의 선단에 장착된 제 1 풀리와, 상기 초음파 진동자의 요동 축에 장착된 제 2 풀리와, 상기 제 1, 제 2 풀리 사이에 설치된 중간 풀리와, 상기 제 1, 제 2 풀리 및 상기 중간 풀리에 연결된 와이어와, 상기 와이어가 느슨해지지 않도록 상기 중간 풀리를 슬라이드 시켜서 상기 선단부에 고정하는 슬라이더기구를 구비한 구성으로 하였다.
상기 구성에 의해, 와이어를 종래 예보다 짧게 할 수 있으므로, 와이어의 느슨함을 적게 하여, 초음파 진동자의 위치 오차를 저감 시킬 수 있다.
또, 상기 슬라이더기구는, 상기 중간 풀리가 장착되고, 상기 선단부에 형성된 슬라이더 가이드부에 따라서 상기 제 1 풀리의 회전 방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 가능한 슬라이더부와, 상기 슬라이더부를 상기 선단부에 고정하는 나사를 갖는 구성으로 하였다.
상기 구성에 의해, 와이어의 느슨함을 적게 하여, 초음파 진동자의 위치 오차를 저감시킬 수 있다.
또, 상기 와이어는 양단을 갖는 선재(line material)로 형성되고, 상기 선재의 양단을 고정하는 블록을 가지며, 상기 블록이 상기 제 1 풀리에 장착되어 있는 구성으로 하였다.
상기 구성에 의해, 와이어를 간단히 제 1, 제 2 풀리 및 중간 풀리에 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 선단부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3A은 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 선단부에서의 와이어를 제 1, 제 2 풀리에 연결한 상태의 단면도이다.
도 3B는 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 선단부에서의 와이어를 중간 풀리에 연결한 상태의 단면도이다.
도 3C는 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 선단부에서의 와이어를 연결 종료한 상태의 단면도이다.
도 4A는 본 발명의 제 2 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 플레이트부를 도시 한 구성도이다.
도 4B는 본 발명의 제 2 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 와이어를 플레이트부에 고정한 상태를 도시한 구성도이다.
도 4C는 본 발명의 제 2 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 제 1 풀리를 도시한 구성도이다.
도 4D는 본 발명의 제 2 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 플레이트부를 제 1 풀리에 고정한 상태를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에서의 와이어 텐션에 관한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에서의 초음파 탐촉자의 단면도(상면)이다.
도 8은 종래의 초음파 탐촉자의 단면도이다.
(제 1 실시 예)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 1 실시 예의 초음파 탐촉자를 도 1, 도 2, 도 3A, 3B 및 3C에 도시한다. 먼저, 이들 도면에서, 그립부(1) 내에는 모터(5)가 배치되며, 모터(5)는 회전 샤프트(10)가 삽입부(2)의 선단부(3)까지 연장되도록 구성되어 있다. 그리고 모터(5)의 회전 샤프트(10)의 선단에는 제 1 풀리로서 풀리(6)가 장착되어 있다. 풀리(6)의 주면에는, 와이어(8)가 축 방향으로 떨어져 나가지 않도록 일부가 평탄하게 형성되어 있고, 그 평탄면에 플레이트부(16)가 장착되어서, 플레이트부(16)와 풀리(6)의 주면 사이에 와이어 계지(fastening)용 홈(16a)이 원주방향으로 형성되어 있다. 삽입부(2)의 선단부(3) 내에는 원호형상의 초음파 진동자(4) 및 그 회동 축(9)에 연결된 제 2 풀리로서 풀리(7)가 배치되어 있다. 모터(5) 측의 풀리(6)의 축 방향과 초음파 진동자(4) 측의 회동 축(9)의 축 방향은 직교하고 있다.
삽입부(2)의 선단부(3) 내에는 풀리(6)와 풀리(7) 사이에 중간 풀리(11a, 11b)가 더 배치되어 있다. 중간 풀리(11a)는 슬라이더부(14)에 장착되고, 슬라이더부(14) (및 중간 풀리(11a))는 선단부(3)의 베이스부(3a)에 형성된 슬라이더 가이드부(15)에 따라서 풀리(6)의 축과 직교하는 방향으로 슬라이드 될 수 있도록, 또한 나사(13)에 의해 슬라이드 방향의 위치가 고정될 수 있도록 베이스부(3a)에 지지되어 있다. 이들 나사(13), 슬라이더부(14) 및 슬라이더 가이드부(15)는 중간 풀리(11a)의 슬라이드기구(12)를 구성하고 있다.
그리고 풀리(6), 중간 풀리(11a, 11b), 풀리(7)에 엔드리스 와이어(8)가 연결되어 있다. 도 3A~3C는 와이어(8)의 연결법을 도시하고 있다. 먼저, 도 3A에 도시하는 바와 같이, 슬라이더부(14)를 와이어가 느슨한 방향으로 이동시킨 상태에서 와이어(8)를 초음파 진동자(4) 측의 풀리(7)에 연결함 동시에, 모터(5) 측의 풀리(6)의 홈(16a)(도 2 참조)에 계지하고, 이어서 도 3B에 도시한 바와 같이 중간 풀리(11a, 11b)에 연결한다. 이어서, 도 3C에 도시한 바와 같이, 슬라이더부(14)를 와이어를 팽팽하게 하는 방향으로 슬라이드하여 나사(13)에 의해 고정한다. 따라서, 슬라이더기구(12)는, 나사(13)에 의해 슬라이더부(14)와 슬라이더부(14)에 설치된 중간 풀리(11a)를 도 3C의 화살표 방향으로 이동시킴으로써, 와이어(8)의 느 슨함을 방지할 수 있다.
이상과 같이 구성된 초음파 탐촉자에 대하여 그 동작을 설명한다. 도 1에서, 체강 외에서 조작자가 그립부(1)를 지지하여, 삽입부(2)를 체강 내에 삽입할 수 있다. 모터(5)에 의해 회전 샤프트(10)에 설치된 풀리(6)를 회전 운동시키고, 풀리(6)의 회전 운동을 중간 풀리(11a, 11b)를 통해서 와이어(8)에 의해 풀리(7)에 전달하여, 초음파 진동자(4)를 회동 축(9)의 주변으로 요동운동을 시킬 수 있다.
따라서, 와이어(8)를 종래 예보다 짧게 할 수 있고, 또한 슬라이더기구(12)에서 중간 풀리(11a)가 설치된 슬라이더부(14)를 나사(13)로 고정함으로써 와이어(8)의 느슨함을 방지할 수 있다. 와이어(8)의 느슨함을 저감함으로써, 초음파 탐촉자(4)의 위치 오차를 저감시켜서, 정확하게 위치 결정을 할 수 있다.
또한, 도시한 바와 같이, 중간 풀리(11a, 11b)는 복수라도 된다. 또한, 본 실시 예에서는 2개의 중간 풀리(11a, 11b) 중 하나에 슬라이더기구(12)가 설치되어 있는 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
(제 2 실시 예)
다음에, 도 4A ~ 4D를 참조하여 제 2 실시 예에서의 초음파 탐촉자에 대하여 설명한다. 먼저, 도 4A에 도시한 바와 같이, 플레이트부(16)에는 와이어(8)의 장착 구멍(17)이 형성되어 있다. 그리고 도 4B에 도시한 바와 같이, 이 장착 구멍(17)에 양단을 갖는(엔드리스가 아님) 하나의 와이어(8)의 양단을 삽입하고 플레이트부(16)를 눌러서 찌그러뜨림으로써 와이어(8)의 양단을 고정한다. 풀리(6)의 주면의 일부에는, 도 4C에 도시한 바와 같이 평탄면(18)이 형성되고, 도 4D에 도시한 바와 같이, 이 평탄면(18)에 플레이트부(16)를 나사(19)에 의해 장착한다. 상기 제 2 실시 예에 의하면, 엔드리스가 아닌 와이어(8)를 플레이트부(16)에 의해 엔드리스로 하여 용이하게 풀리(6)에 설치할 수 있다.
또, 도 5에서, 베이스부(3a)에 설치된 돌기부(20)에 대향하여 제 2 풀리(7)에 원호형상으로 절취부(notch, 19)를 설치하여도 된다. 이는, 초음파 진동자(4)가 낙하 등에 의한 충격을 받은 경우, 회전 샤프트(10)의 주위로 회전하여 돌기부(20)와 절취부(19)의 단면이 접촉됨으로써, 초음파 진동자(4)가 베이스부(3a)에 접촉하여 초음파 진동자가 파손하는 것을 방지할 수 있다.
또, 와이어(8)의 느슨함을 방지하기 위하여, 와이어(8)에 연결하는 텐션은, 도 6에서의 와이어 텐션과 와이어 탄성률의 그래프에 있어서, 텐션에 대하여 와이어의 탄성률이 일정하게 되는 탄성 정수(E0)에 대하여 30% 이내의 탄성 정수(E1)가 되는 텐션의 범위가 바람직하다. 이는, 와이어 탄성률이 낮을수록, 요동 시의 초음파 진동자(4)의 관성에 의해 와이어가 탄성적으로 늘어남으로써 위치 어긋남이 커지기 때문이다.
또, 도 7에서, 제 1 풀리의 직경 Фd1, 제 2 풀리의 직경 Фd2와 중간 풀리(11a, 11b)가 마주보는 풀리의 와이어가 연결되는 위치 사이의 거리 A에서, Фd1 = Фd2 = A가 바람직하다. 이는 와이어가 어느 풀리의 회전축에 대해서도 수직으로 연결되도록 하기 위함이다. 이로 인해 와이어가 풀리의 회전축에 대하여 비스듬하게 연결되는 힘을 방지하여, 와이어의 풀리 상(上)의 사이드 슬립(sideslip)을 저감시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 와이어를 종래 예보다 짧게 할 수 있으므로, 와이어의 느슨함을 적게 하여, 초음파 진동자의 위치 오차를 저감 시킬 수 있어서, 본 발명은 체강 내에 삽입하는 초음파 탐촉자 분야에 유용하다.
Claims (3)
- 기름한(longitudinal) 삽입부의 선단부 내에 설치된 초음파 진동자를 요동시키기 위하여 그립부 내에 설치된 모터의 회전을 상기 초음파 진동자에 전달하는 초음파 탐촉자에 있어서,선단이 상기 삽입부의 선단부 내로 연장되도록 상기 모터의 회전축에 연결된 회전 샤프트와,상기 회전 샤프트의 선단에 장착된 제 1 풀리와,상기 초음파 진동자의 요동 축에 장착된 제 2 풀리와,상기 제 1, 제 2 풀리 사이에 설치된 중간 풀리와,상기 제 1, 제 2 풀리 및 상기 중간 풀리에 연결된 와이어와,상기 와이어가 느슨해지지 않도록 상기 중간 풀리를 슬라이드 하여 상기 선단부에 고정하는 슬라이더기구를 구비한 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자.
- 제 1 항에 있어서,상기 슬라이더기구는,상기 중간 풀리가 장착되고, 상기 선단부에 형성된 슬라이더 가이드부에 따라서 상기 제 1 풀리의 회전방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 가능한 슬라이더부와,상기 슬라이더부를 상기 선단부에 고정하는 나사를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자.
- 제 1항에 있어서,상기 와이어는, 양단을 갖는 선재로 형성되고, 상기 선재의 양단을 고정하는 블록을 가지며, 상기 블록이 상기 제 1 풀리에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 탐촉자.
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