KR20220000958U - 초음파 트랜스듀서 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초음파 트랜스듀서 조립체에 관한 것으로, 그 구성은, 전기적신호가 인가되는 진동을 발생하는 압전부와, 판상으로 형성되어 중앙에 상기 압전부가 부착되는 진동판과, 일정한 중량을 가지면서 몸체를 구성하는 질량체와, 상기 진동판의 가장자리에 상기 진동판에 수직으로 위치되어 상기 진동판과 상기 질량체를 연결하는 변위유도체를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

초음파 트랜스듀서 조립체{A Ultrasonic Transducer Assembly}

본 고안은 초음파 트랜스듀서 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전진도자가 부착된 진동자의 증폭으로 발생되는 음파의 세기를 안정적으로 강하게 하는 초음파 트랜스듀서 조립체에 관한 것이다.

종래의 초음파 트랜스듀서는 크게 압전소자 방식 및 정전 용량형 방식으로 나뉜다. 두 방식 모두 전기적 펄스를 가하게 되면, 공진 주파수에 해당하는 초음파를 발산하게 된다. 초음파 수신 시에는 외부 초음파에 의한 소자의 진동을 전기적인 신호로 변환시키고 이를 증폭한 신호를 이용한다.

일반적인 초음파트랜스듀서의 경우 진동자가 자유진동을 할 때 진동자의 변위가 최소가 되는 부위를 접착제로 다른 고정체에 고정시켜 진동자의 진동폭이 너무 작아 중심부에 혼을 부착하여 혼의 움직임에 의해 발생되는 진동으로 음향진동효과를 얻어 냈다.

그러나, 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술에 의한 방식은 혼과 진동판의 접착이 분리되어 고장이 발생되기 쉽고, 혼의 무게가 있으므로 음압의 크기가 감소하는 효과가 발생한다.

등록특허 제 10-1562828호

상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 압전진동자의 진동만으로 인하여 충분한 음압을 발생시킬 수 있는 초음파 트랜스듀서 조립체를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 고안인 초음파 트랜스듀서 조립체는, 전기적신호가 인가되는 진동을 발생하는 압전부와, 판상으로 형성되어 중앙에 상기 압전부가 부착되는 진동판과, 일정한 중량을 가지면서 몸체를 구성하는 질량체와, 상기 진동판의 가장자리에 상기 진동판에 수직으로 위치되어 상기 진동판과 상기 질량체를 연결하는 변위유도체를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 진동판과 상기 변위유도체는 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 진동판에 상기 변위유도체는 수직방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 질량체에는 상면에 상기 변위유도체에 각각 대응되는 체결홈이 형성되어 상기 체결홈에 상기 변위유도체의 선단이 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체에서는 다음과 같은 효과가 있다.

진동판의 가장자리 끝에 수직으로 변위유도체가 장착되어 진동자에 의해서 발생되는 진동이 진동판 전체의 진동으로 변화시킬 수 있어 전체적인 부품수를 줄일 수 있고 혼 부착에 따른 고정을 감소시켜 내구성을 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체를 보인 사시도.
도 2는 본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체를 보인 분해사시도.

이하, 본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전기적신호가 인가되는 진동을 발생하는 압전부(10)와, 판상으로 형성되어 중앙에 상기 압전부(10)가 부착되는 진동판(20)과, 일정한 중량을 가지면서 몸체를 구성하는 질량체(30)와, 상기 진동판(20)의 가장자리에 상기 진동판(20)에 수직으로 위치되어 상기 진동판(20)과 상기 질량체(30)를 연결하는 변위유도체(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 고안에 의한 초음파 트랜스듀서 조립체에는 압전부(10)가 마련된다. 상기 압전부(10)는 전기적신호가 인가되면 진동을 발생하는 역할을 한다. 상기 압전부(10)는 압전소자(piezoelectric element)로 구성될 수 있다.

상기 압전부(10)에는 진동판(20)이 마련된다. 상기 진동판(20)은 판상으로 형성되어 일측면에 상기 압전부(10)가 부착된다. 상기 진동판(20)은 상기 압전부(10)에서 발생되는 진동을 증폭시키는 역할을 한다.

그리고, 본 고안인 초음파 트랜스듀서 조립체에는 질량체(30)가 마련된다. 상기 질량체(30)는 본 고안인 트랜스듀서의 몸체를 구성하면서 모든 부품들이 고정되는 공간을 제공한다. 특히, 상기 질량체(30)는 일정한 중량을 가지도록 형성되어 상기 진동판(20)의 진동이 더 이상 증폭되지 않도록 한다.

상기 질량체(30)와 상기 진동판(20) 사이에는 변위유도체(40)가 마련된다. 상기 변위유도체(40)는 상기 진동판(20)이 상기 질량체(30)에서 일정한 간격 이격되어 위치되도록 지지하는 역할을 한다.

상기 변위유도체(40)는 상기 진동판(20)이 상기 질량체(30)에 대하여 일정한 간격 이격될 수 있는 구성이면 어떤 구성이라도 적용가능하며, 본 고안에서는 다음과 같이 구성될 수 있다.

상기 변위유도체(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 진동판의 가장자리에 수직으로 결합될 수 있다. 즉, 상기 변위유도체(40)는 상기 진동판(20)의 진동이 가장 크게 증폭되도록 하면서, 상기 질량체(30)에는 전달되지 않도록 하기 위함이다.

상기 변위유도체(40)가 상기 진동판(20)의 가장자리에 결합되어 상기 진동판(20)의 진동이 최대로 증폭되도록 하기 위함이다. 상기 변위유도체(40)는 여러가지 재질로 구성될 수 있으며 탄성재질로 구성될 수 있으며, 금속재질의 판으로 구성되는 것이 바람직하다.

특히 상기 진동판(20)은 사각형으로 구성될 수 있으며, 상기 진동판(20)의 모서리에 상기 변위유도체(40)가 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 이렇게 구성되면, 상기 진동판(20)의 진동이 극대화될 수 있게 된다.

상기 진동판(20)에 상기 변위유도체(40)는 일체로 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 변위유도체(40)는 상기 진동판(20)에 대하여 수직으로 절곡되어 선단이 상기 질량체(30)의 체결홈(32)에 삽입되도록 하여 간단하게 체결되도록 할 수 있다.

그리고, 본 고안인 초음파 트랜스듀서 조립체의 다른 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 본 고안인 초음파 트랜스듀서 조립체는 도 3에 도시된 바와 같이, 전기적신호가 인가되는 진동을 발생하는 압전부(10)와, 판상으로 형성되어 중앙에 상기 압전부(10)가 부착되는 진동판(20)과, 일정한 중량을 가지면서 몸체를 구성하는 질량체(30)와, 상기 진동판(20)의 가장자리에 상기 진동판(20)에 수직으로 위치되어 상기 진동판(20)과 상기 질량체(30)를 연결하는 변위유도체(40)를 포함하고, 상기 변위유도체(40)는, 상기 질량체(30)의 외측면의 형상에 대응되어 고정되는 고정판(42)과, 상기 고정판(42)에 수직으로 연장되는 수직연장판(44)과, 상기 수직연장판(44)에 절곡되어 상기 진동판과 체결되는 체결판(46)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 고안인 초음파 트랜스듀서 조립체에는 상술한 바와 같이, 압전부(10), 진동판(20) 및 질량체(30)가 동일하게 구비된다. 상기 진동판(20)과 상기 질량체(30) 사이에는 변위유도체(40)가 구비되는데, 상기 변위유도체(40)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

상기 변위유도체(40)는, 상기 질량체(30)의 외측면의 형상에 대응되어 고정되는 고정판(42)과, 상기 고정판(42)에 수직으로 연장되는 수직연장판(44)과, 상기 수직연장판(44)에 절곡되어 상기 진동판(20)과 체결되는 체결판(46)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 변위유도체(40)에는 고정판(42)이 마련된다. 상기 고정판(42)은 상기 질량체(30)에 상기 변위유도체(40)가 고정되도록 하는 역할을 한다. 상기 고정판(42)은 상기 질량체(30)의 외형에 대응되도록 형성되어 상기 변위유도체(40)가 상기 질량체(30)에 고정되도록 한다.

상기 고정판(42)에는 수직연장판(44)이 마련된다. 상기 수직연장판(44)은 상기 질량체(30)에 대하여 수직으로 연장되어 상기 진동판(20)까지 연장된다.

상기 수직연장판(44)의 끝단에는 상기 수직연장판(44)에 절곡된 체결판(46)이 마련된다. 상기 체결판(46)은 상기 수직연장판(44) 직교되도록 구성되어 상기 진동판(20)에 결합되어 상기 수직연장판(44)에 상기 진동판(20)이 고정되도록 한다.

이와 같이, 상술한 본 고안의 기술적 구성은 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자가 본 고안의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안청구범위에 의하여 나타나며, 실용신안청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 압전부 20: 진동판
30: 질량체 40: 변위유도체
42: 고정판 44: 수직연장판
46: 체결판

Claims (1)

1. 전기적신호가 인가되는 진동을 발생하는 압전부;
   사각형의 판상으로 형성되어 중앙에 상기 압전부가 부착되어 상기 압전부의 진동을 증폭시키는 진동판;
   일정한 중량을 가지면서 몸체를 구성하고, 상기 진동판의 진동의 증폭을 억제하는 질량체; 및
   상기 진동판의 4개의 꼭지점 각각에 상기 진동판에 대하여 하방 수직으로 위치되어 상기 진동판과 상기 질량체를 연결하는 변위유도체;를 포함하고,
   상기 변위유도체는,
   상기 진동판의 진동이 가장 크게 증폭되면서 상기 질량체에 전달되지 않도록, 상기 진동판의 꼭지점에 수직으로 결합되며, 탄성재질의 금속판으로 구성되고,
   상기 진동판과 상기 변위유도체는 일체로 구성되며,
   상기 진동판에 상기 변위유도체는 수직으로 연장되도록 형성되고, 상기 질량체에는 상면에 상기 변위유도체에 각각 대응되는 체결홈이 4개가 형성되어 상기 체결홈에 상기 변위유도체의 선단이 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 조립체.

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