KR20230105827A - 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조 - Google Patents

고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치는, 복수의 트랜스듀서들이 트랜스듀서 홀더에 각각 장착되고, 상기 트랜스듀서 홀더는 초음파 방사 프레임에 착탈가능하도록 결합됨으로써, 각각의 트랜스듀서들을 개별적으로 교체 및 수리가 용이할 뿐만 아니라, 트랜스듀서 홀더의 측면 중 적어도 일부분이 절개되어 개구부가 형성됨으로써, 상기 트랜스듀서 홀더에 안착된 상기 트랜스듀서에서 전방으로 방사되는 진동파 에너지가 최대화되어, 출력이 향상될 수 있다. 또한, 트랜스듀서는 트랜스듀서 홀더의 지지턱 위에 안착되고, 트랜스듀서 홀더와 상기 트랜스듀서 사이에는 플렉서블 글루로 접착됨으로써, 상기 트랜스듀서의 위치는 고정되면서도 상기 트랜스듀서의 진동이 가능하기 때문에, 상기 트랜스듀서의 진동파 에너지 손실이 감소될 수 있다.

Description

고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조{Structure to maximize vibration wave output of transducer holder high-intensity focused ultrasound treatment device and transducer array}
본 발명은 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 트랜스듀서들이 초음파 방사 프레임에 트랜스듀서 홀더에 의해 개별 장착되고, 트랜스듀서 홀더에 장착된 트랜스듀서의 진동파 에너지를 최대화시킬 수 있는 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조에 관한 것이다.
일반적으로 고강도 집속 초음파(HIFU, high-intensity focused ultrasound) 발생 장치는, 트랜스듀서에서 발생되는 초음파를 집속하여 고강도의 초음파 에너지를 발생시키고, 이를 환자의 환부에 조사하여 환부 온도를 상승시킴으로써 외과적 수술 없이 환부를 치료할 수 있는 장치이다.
종래의 고강도 집속 초음파 발생 장치에서 수십 또는 수백개의 트랜스듀서들을 사용할 경우, 다수의 트랜스듀서들을 초음파 방사 프레임의 전면에 장착한 후 상기 초음파 방사 프레임의 전면 전체를 글루로 코팅하여 방수층을 형성함으로써, 상기 방수층에 의해 다수의 트랜스듀서들을 고정시킴과 아울러 누수를 방지하였다.
그러나, 상기 트랜스듀서들로부터 전방으로 발생하는 초음파 에너지가 상기 방수층에 흡수되기 때문에, 이를 보상하기 위하여 입력 전압을 증가시켜야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기 다수의 트랜스듀서들 중 어느 하나만 고장이 나더라도 상기 초음파 방사 프레임을 교체해야 하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1952588호
본 발명의 목적은, 트랜스듀서의 진동파 에너지를 최대화하여 출력을 향상시킬 수 있는 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조는, 전면이 오목하게 형성되고 복수의 결합홀들이 형성된 초음파 방사 프레임과; 상기 초음파 방사 프레임의 전방에서 상기 복수의 결합홀들에 각각 삽입되어 상기 초음파 방사 프레임을 관통하여 착탈가능하도록 결합된 복수의 트랜스듀서 홀더들과; 복수의 상기 트랜스듀서 홀더들에 전면이 노출되게 각각 장착된 복수의 트랜스듀서를 포함하고, 상기 트랜스듀서 홀더의 측면 중 적어도 일부분은 상기 트랜스듀서에서 발생하여 방사되는 진동파 에너지를 최대화시키기 위하여 절개되어 개구부가 형성된다.
상기 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서 홀더 사이에는 플렉서블 글루로 채워진 플렉서블 글루층이 형성된다.
상기 트랜스듀서 홀더는, 상기 초음파 방사 프레임의 전면에 안착되고, 상기 트랜스듀서가 삽입되어 안착되는 안착홈이 형성되고, 상기 개구부가 형성된 헤드부와, 상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통하여 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 체결부재에 의해 결합되도록 형성된 바디부를 포함한다.
상기 안착홈의 측면에는, 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 안착홈의 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하는 적어도 하나의 지지턱이 돌출 형성된다.
상기 안착홈의 바닥면에는, 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 안착홈의 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하는 적어도 하나의 지지턱이 돌출 형성된다.
상기 트랜스듀서의 하면과 상기 지지턱의 상면 사이에는 플렉서블 글루로 채워져, 상기 트랜스듀서의 진동파 에너지 손실을 감소시키는 플렉서블 글루층이 형성된다.
상기 바디부는, 상기 트랜스듀서에 결합되는 전원 공급부가 통과하도록 길이방향으로 길게 형성된 전원 공급홀을 을 포함한다.
상기 전원 공급부와 상기 전원 공급홀 사이는 방수용 글루로 채워진 방수용 글루층이 형성된다.
상기 바디부는, 상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀에 압입되는 축부와, 상기 축부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통한 후 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 상기 체결부재와 결합되는 나사부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조는, 전면이 오목하게 형성되고 복수의 결합홀들이 형성된 초음파 방사 프레임과; 상기 초음파 방사 프레임의 전방에서 상기 복수의 결합홀들에 각각 삽입되어 상기 초음파 방사 프레임을 관통하여 착탈가능하도록 결합된 복수의 트랜스듀서 홀더들과; 복수의 상기 트랜스듀서 홀더들에 전면이 노출되게 각각 장착된 복수의 트랜스듀서를 포함하고, 상기 트랜스듀서 홀더는, 상기 초음파 방사 프레임의 전면에 안착되고, 상기 트랜스듀서가 삽입되어 안착되는 안착홈이 형성된 헤드부와, 상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통하여 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 체결부재에 의해 결합되도록 형성된 바디부와, 상기 헤드부의 측면 중 적어도 일부분은 상기 트랜스듀서에서 발생되는 진동파 에너지를 최대화시키기 위하여 절개되어 개구부가 형성되고, 상기 안착홈의 바닥면에는 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하도록 돌출 형성된 지지턱이 형성되고, 상기 트랜스듀서와 상기 지지턱 사이에는 플렉서블 글루로 채워진 플렉서블 글루층이 형성된다.
본 발명에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치는, 복수의 트랜스듀서들이 트랜스듀서 홀더에 각각 장착되고, 상기 트랜스듀서 홀더는 초음파 방사 프레임에 착탈가능하도록 결합됨으로써, 각각의 트랜스듀서들을 개별적으로 교체 및 수리가 용이할 뿐만 아니라, 트랜스듀서 홀더의 측면 중 적어도 일부분이 절개되어 개구부가 형성됨으로써, 상기 트랜스듀서 홀더에 안착된 상기 트랜스듀서에서 전방으로 방사되는 진동파 에너지가 최대화되어, 출력이 향상될 수 있다.
또한, 트랜스듀서는 트랜스듀서 홀더의 지지턱 위에 안착되고, 트랜스듀서 홀더와 상기 트랜스듀서 사이에는 플렉서블 글루로 접착됨으로써, 상기 트랜스듀서의 위치는 고정되면서도 상기 트랜스듀서의 진동이 가능하기 때문에, 상기 트랜스듀서의 진동파 에너지 손실이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치의 헤드 모듈이 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 방사 프레임과 트랜스듀서 홀더의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서와 트랜스듀서 홀더의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 홀더의 전면 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 트랜스듀서 홀더의 배면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 홀더의 전면 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치는, 고강도 집속 초음파(HIFU, high-intensity focused ultrasound)를 이용한 장치이다. 상기 고강도 집속 초음파 발생 장치는, 수십 또는 수백개의 트랜스듀서들이 방사형으로 배열된 트랜스듀서 어레이를 포함하여, 종양 등이 있는 환자의 환부를 치료할 뿐만 아니라, 알츠하이머나 우울증 등을 치료하기 위해 뇌에 자극을 줄 수도 있으며, 특정 부위에 열을 가하여 면역력을 높일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 발생 장치의 헤드 모듈이 도시된 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 방사 프레임과 트랜스듀서 홀더의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 고강도 집속 초음파 발생 장치의 헤드 모듈은, 초음파 방사 프레임(10), 복수의 트랜스듀서들(transducer)(20) 및 복수의 트랜스듀서 홀더들(100)을 포함한다.
상기 초음파 방사 프레임(10)은, 전면(10a)의 중앙에 프로브(11)가 결합되고, 상기 프로브(11)를 중심으로 복수의 결합홀들(12)이 방사형으로 배열된다. 상기 초음파 방사 프레임(10)은, 상기 복수의 트랜스듀서들(20)에서 방사하는 초음파들을 집속시켜 한 곳으로 방사할 수 있도록 전면이 오목하게 형성된 접시 형상으로 형성된다.
상기 복수의 결합홀들(12)은 서로 소정간격으로 이격되어 형성된 관통홀들이다. 상기 결합홀들(12)의 개수는 상기 트랜스듀서들(20)의 개수에 따라 설정된다.
상기 복수의 트랜스듀서들(20)은 압전소자를 포함할 수 있다. 상기 트랜스듀서(20)는 전압을 인가받으면 초음파를 발생시킨다. 상기 트랜스듀서(20)는 원판 형상으로 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 트랜스듀서들(20)은 수십 또는 수백개가 방사형으로 배열되어 트랜스듀서 어레이를 형성한다. 상기 트랜스듀서들(20)의 개수는 방사하고자 하는 초음파 에너지에 따라 설정될 수 있다.
상기 트랜스듀서(20)의 상,하단에는 전원 공급부가 연결된다. 상기 전원 공급부는 제1,2전극선들(21)(22)인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1전극선(21)은 상기 트랜스듀서(20)의 전면 중앙에서 납땜으로 상기 트랜스듀서(20)와 연결되고, 상기 제2전극선(22)은 상기 트랜스듀서(20)의 후면 중앙에서 납땜으로 트랜스듀서(20)와 연결된다. 상기 제1전극선(21)과 상기 제2전극선(22)은 상기 트랜스듀서 홀더(100)의 전극선홀을 통해 상기 초음파 방사 프레임(10)의 후방으로 인출되어 별도의 회로 기판에 연결된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 전원 공급부는, 핀, 커넥터 등과 같이 전원을 공급할 수 있는 것이라면 어느 것이나 적용 가능하다.
상기 트랜스듀서 홀더(100)는, 상기 복수의 결합홀들(12)마다 각각 착탈가능하도록 결합된다. 상기 트랜스듀서 홀더(100)에는 상기 트랜스듀서(20)가 각각 결합된다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 트랜스듀서 홀더(100)는, 상기 트랜스듀서(20)가 삽입되어 안착되는 안착홈(110a)이 형성된 헤드부(110)와, 상기 헤드부(110)의 후방에 연장 형성되어 상기 결합홀들(12)에 결합되는 바디부(120)를 포함한다.
상기 헤드부(110)는, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면(10a)에 안착되도록 상기 결합홀(12)보다 직경이 크게 형성된다. 상기 헤드부(110)에는, 상기 안착홈(110a), 지지턱(110b), 걸림턱(110c) 및 개구부(110d)가 형성된다.
상기 안착홈(110a)은, 상기 헤드부(110)의 전방에 전면이 개구되게 형성되어, 상기 트랜스듀서(20)가 안착되도록 형성된 홈이다.
상기 지지턱(110b)은, 상기 안착홈(110a)의 측면에서 소정의 높이로 돌출되게 형성되어, 상기 트랜스듀서(20)의 하면을 지지하도록 형성된 단턱이다. 상기 지지턱(110b)은, 상기 트랜스듀서(20)의 하면과 상기 안착홈(110a)의 바닥면 사이에 이격 공간(S)을 형성하여, 상기 트랜스듀서(20)에 결합되는 전극선(180)이 지나가는 통로를 형성하여 전극 구조를 안정적으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 트랜스듀서(20)의 진동을 가능하게 하여 상기 트랜스듀서(20)의 진동파 에너지 손실을 방지할 수 있다. 상기 지지턱(110b)은 복수개로 구성되며, 서로 소정간격으로 이격되도록 형성되는 것으로 예를 들어 설명한다. 또한, 상기 지지턱(110b)은 상기 헤드부(110)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 상기 안착홈(110a)의 바닥면에 비도전성 소재, 예를 들어 글루를 도포하여 형성하는 것도 물론 가능하다.
상기 걸림턱(110c)은, 상기 안착홈(110a)의 바닥면에서 돌출되고 선단이 내측으로 절곡되게 형성되어, 상기 안착홈(110a)에 삽입된 상기 트랜스듀서(20)의 이탈을 방지할 수 있다. 상기 걸림턱(110c)의 선단은 후크 형상 등 상기 트랜스듀서(20)의 이탈을 방지할 수 있는 형상이라면 변경 가능하다. 상기 걸림턱(110c)은, 복수개가 서로 소정간격 이격되게 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 걸림턱들(110c) 중에서 일부는 상기 지지턱(110b)에서 돌출 형성된 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 개구부(110d)는, 상기 안착홈(110a)의 측면 중에서 절개되어 개구되게 형성된 부분이다. 상기 개구부(110d)에 의해 조립이 용이한 이점이 있다. 또한, 상기 개구부(110d)는, 상기 트랜스듀서(20)에서 발생하여 전방으로 방사되는 진동파 에너지를 최대화시킬 수 있다.
상기 바디부(120)는, 상기 헤드부(110)에서 후방으로 연장되고 상기 결합홀(12)을 관통하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 바디부(120)는 상기 헤드부(110)의 직경보다 작게 형성된다. 상기 바디부(120)의 중앙에는 상기 전원 공급부가 통과하도록 전원 공급홀이 형성된다. 상기 전원 공급홀은 상기 제1,2전극선(21)(22)이 통과하도록 형성된 전극선홀(120a)인 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 바디부(120)는, 축부(121)와 나사부(122)를 포함한다.
상기 축부(121)는, 상기 헤드부(110)에서 후방으로 연장되고 상기 결합홀(12)에 압입되도록 원통 형상으로 형성된다.
상기 나사부(122)는, 상기 축부(121)에서 후방으로 연장되고, 외주면에 체결부재(150)에 의해 체결되도록 나사산이 형성된다.
상기 체결부재(150)는 너트인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
상기 바디부(120)의 중앙에는 상기 제1,2전극선(21)(22)이 삽입되어 통과하도록 전극선홀(120a)이 형성된다.
상기 전극선홀(120a)과 상기 제1,2전극선(21)(22)사이에는 방수용 글루층(250)이 형성된다. 상기 방수용 글루는, 실리콘이나 에폭시 계열의 글루를 사용할 수 있고, 비도전성인 접착소재라면 적용 가능하다. 상기 방수용 글루는 후술하는 플렉서블 글루와 동일한 것이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 방수용 글루층(250)은, 상기 전극선홀(120a)의 상측에만 구비된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 상기 방수용 글루로 상기 이격공간(S)을 모두 채우도록 형성되는 것도 물론 가능하다.
도 4를 참조하면, 상기 트랜스듀서(20)의 후면과 측면 중 적어도 일면과 상기 트랜스듀서 홀더(30)사이에는 플렉서블 글루층(200)이 형성된다.
상기 플렉서블 글루층(200)은, 플렉서블 글루 등의 접착부재로 채워져 형성된 층이다. 상기 플렉서블 글루는, 실리콘이나 에폭시 계열의 글루를 사용할 수 있고, 플렉서블하고 비도전성인 접착소재라면 적용 가능하다.
본 실시예에서는 상기 플렉서블 글루층(200)은, 상기 트랜스듀서(20)의 후면과 상기 지지턱(110b) 사이에 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 플렉서블 글루층(200)은, 상기 트랜스듀서(20)의 측면과 상기 걸림턱(110c)의 내측면 사이에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 플렉서블 글루층(200)은, 상기 트랜스듀서(20)의 전면을 가리지 않는다면 어느 위치에나 적용 가능하다. 또한, 상기 플렉서블 글루층(200)은 상기 플렉서블 글루로 상기 이격공간(S)을 모두 채우도록 형성되는 것도 물론 가능하다.
상기 트랜스듀서(20)가 상기 플렉서블 글루에 의해 상기 트랜스듀서 홀더(100)에 접착되어 고정됨으로써, 상기 트랜스듀서 홀더(100)의 내부에서 상기 트랜스듀서(20)의 위치는 고정되면서도 상기 트랜스듀서(20)는 진동 가능하므로, 상기 트랜스듀서(20)의 진동파 에너지 손실을 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서(20)의 전면에는 글루가 도포되지 않으므로, 상기 트랜스듀서(20)에서 전방으로 방사되는 초음파 에너지의 손실이 방지될 수 있다. 즉, 상기 플렉서블 글루층(200)은, 상기 트랜스듀서(20)의 후면 또는 측면에만 형성되기 때문에, 상기 트랜스듀서(20)의 전면을 덮지 않으므로 상기 전면을 통한 초음파 에너지 방사에 제약이 따르지 않는다.
한편, 상기 트랜스듀서 홀더(100)와 상기 초음파 방사 프레임(10) 사이는 실링부재에 의해 실링된다.
상기 실링부재는, 상기 트랜스듀서 홀더(100)의 헤드부(110)와 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면(10a)사이를 실링하는 제1실링부재(210)와, 상기 바디부(120)와 상기 초음파 방사 프레임(10)의 후면(10b)사이를 실링하는 제2실링부재(220)를 포함한다.
상기 제1실링부재(210)는, 상기 헤드부(110)의 후면에 삽입되어 결합된 2개의 제1,2오 링(O-ring)(211)(212)을 포함한 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1실링부재(210)의 개수는 다양하게 변경하여 적용 가능하다. 또한, 상기 제1실링부재(210)는, 오 링 이외에 실리콘, 고무 등 다양한 소재로 이루어지고 실링할 수 있는 구조라면 어느 것이나 적용 가능하다.
상기 제1오 링(211)과 상기 제2오 링(212)은 서로 직경이 다르게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1오 링(211)과 상기 제2오 링(212)은, 상기 헤드부(110)의 후면에서 형성된 링 형상의 홈(110e)에 삽입되어, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면(10a)에 밀착되어 실링한다.
상기 제2실링부재(220)는, 상기 바디부(120)의 축부(121)에 외삽되는 제3오 링(221)과, 상기 제3오 링(221)의 후방에서 상기 축부(121)에 외삽되어 상기 제3오 링(221)을 상기 초음파 방사 프레임(10)의 후면(10b)으로 밀착시키는 오 링 가압부재(222)를 포함한다.
상기 오 링 가압부재(222)는 링 형상으로 형성되고, 전면에 상기 제3오 링(221)의 일부가 안착되도록 경사면(222a)이 형성된다.
상기 제2실링부재(220)는, 상기 오 링 가압부재(222)와 상기 체결부재(150) 사이에 구비되는 와셔(223)를 더 포함할 수 있다. 상기 와셔(223)는 상기 제2실링부재(220)의 필수 구성은 아니며, 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 와셔(223)는 상기 제3오 링(221)과 상기 오 링 가압부재(222)를 실링하고, 상기 트랜스듀서 홀더(100)를 잡아주는 역할을 수행할 수 있다.
상기 제2실링부재(220)는, 오 링이나 와셔 이외에 실리콘, 고무 등 다양한 소재로 이루어지고 실링할 수 있는 구조라면 어느 것이나 적용 가능하다.
한편, 상기 실시예에서는, 상기 트랜스듀서(20)에 상기 제1,2전극선(21)(22)이 결합된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 트랜스듀서 홀더(100)가 도전성 소재로 코팅되어 전극을 형성되고, 상기 트랜스듀서의 전면과 측면이 상기 전극에 접촉되어 접지되고 상기 트랜스듀서의 후면에는 전극선 등과 같은 전원 공급부가 결합되는 것도 물론 가능하다.
상기와 같이 구성된 고강도 집속 초음파 발생 장치는, 상기 초음파 방사 프레임(10)에 복수의 트랜스듀서들(20)을 상기 트랜스듀서 홀더(100)를 이용하여 장착하여, 상기 트랜스듀서(20)와 상기 트랜스듀서 홀더(100)사이를 상기 플렉서블 글루로 접착하여 실링함으로써, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면에 글루를 모두 도포하지 않더라도 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면으로부터 내부로 누수가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서 홀더(200)의 측면 중 적어도 일부분이 절개되어 개구부(110d)가 형성됨으로써, 상기 트랜스듀서 홀더(200)에 안착된 상기 트랜스듀서(20)에서 전방으로 방사되는 진동파 에너지가 최대화되어, 출력이 향상될 수 있다.
또한, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면에 글루를 모두 도포하지 않기 때문에, 상기 트랜스듀서들(20)의 전면 전체가 노출되어 상기 트랜스듀서(20)에서 전방으로 방사되는 초음파 에너지의 손실이 방지될 수 있다. 종래와 같이 상기 트랜스듀서들(20)의 전면이 글루층에 의해 가려질 경우, 글루층에 의해 초음파 에너지가 흡수되는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 상기 트랜스듀서들(20)의 전면 전체가 노출되므로 이를 방지할 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서 홀더(100)의 내부에서 상기 트랜스듀서(20)와의 사이에는 상기 플렉서블 글루로 접착됨으로써, 상기 트랜스듀서(20)의 위치는 고정되어 유격은 방지되면서도 상기 트랜스듀서(20)의 진동은 가능하기 때문에, 상기 트랜스듀서(20)의 진동파 에너지 손실이 감소될 수 있다.
또한, 상기 복수의 트랜스듀서들(20)이 상기 트랜스듀서 홀더(100)를 통해 개별적으로 장착되고, 상기 트랜스듀서 홀더(100)는 상기 초음파 방사 프레임(10)에 착탈가능하도록 결합되기 때문에, 상기 트랜스듀서(20)를 개별적으로 수리 및 교체가 가능한 이점이 있다.
또한, 상기 복수의 트랜스듀서들(20)이 상기 트랜스듀서 홀더(100)를 통해 개별적으로 장착되기 때문에, 상기 복수의 트랜스듀서들(20) 중 적어도 일부의 용량을 다르게 구성할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 중앙측에 배치된 트랜스듀서들의 용량을 증가시키는 것도 가능하고, 상기 복수의 트랜스듀서들(20)에 인가되는 전압을 서로 다르게 제어하는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 트랜스듀서 홀더(100)와 상기 초음파 방사 프레임(10)사이는 오 링 등과 같은 실링부재에 의해 실링됨으로써, 상기 초음파 방사 프레임(10)의 전면에서 후방으로 누수가 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 방사 프레임으로부터 트랜스듀서 홀더의 착탈이 용이한 이점이 있다.
한편, 상기 실시예에서는 상기 초음파 방사 프레임(10)의 결합홀들(12)에 상기 트랜스듀서(20)가 모두 결합된 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 고강도 집속 초음파 발생 장치의 용량에 따라 상기 결합홀들(12) 중에서 적어도 일부에만 상기 트랜스듀서(20)를 구비하는 것도 물론 가능하다. 상기 결합홀들(12) 중에서 적어도 일부에만 상기 트랜스듀서들(20)을 구비할 경우, 상기 결합홀들(12) 전체에는 상기 트랜스듀서 홀더들(100)은 결합되고 상기 트랜스듀서 홀더들(100) 중에서 상기 트랜스듀서(20)가 결합되지 않는 일부의 트랜스듀서 홀더에는 개구된 전면을 차폐시키기 위한 홀더 커버(미도시)가 착탈가능하도록 결합될 수도 있다. 상기 홀더 커버(미도시)는 상기 트랜스듀서(20)와 다른 소재이되 동일한 형상으로 형성되고 글루에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 상기 트랜스듀서들(20)의 장착 개수를 조절 가능하여, 상기 고강도 집속 초음파 발생 장치의 에너지 용량을 조절 가능하다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 홀더의 전면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 트랜스듀서 홀더의 지지턱(110b)이 상기 안착홈(110a)의 바닥면에 구비된 것이 상기 일 실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 유사하므로, 이하 상이한 점을 중심으로 설명한다.
상기 지지턱(110b)은 상기 안착홈(110a)의 바닥면에서 돌출되고, 3개가 서로 소정간격 이격되게 구비된 것으로 예를 들어 도시하였다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 지지턱(110b)의 개수와 위치는 다양하게 변경하여 적용 가능하다. 즉, 상기 지지턱(110b)은 상기 안착홈(110a)의 바닥면의 중앙에 한 개가 구비되는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 지지턱(110b)은 상기 헤드부(110)에 일체로 형성되는 것도 가능하고, 상기 안착홈(110a)의 바닥면에 비도전성 소재, 예를 들어 글루를 도포하여 형성하는 것도 물론 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 초음파 방사 프레임 20: 트랜스듀서
21: 제1전극선 22: 제2전극선
100: 트랜스듀서 홀더 110: 헤드부
120: 바디부 121: 축부
122: 나사부 200: 플렉서블 글루층
210: 제1실링 부재 220: 제2실링 부재
250: 방수용 글루층

Claims (10)

  1. 전면이 오목하게 형성되고 복수의 결합홀들이 형성된 초음파 방사 프레임과;
    상기 초음파 방사 프레임의 전방에서 상기 복수의 결합홀들에 각각 삽입되어 상기 초음파 방사 프레임을 관통하여 착탈가능하도록 결합된 복수의 트랜스듀서 홀더들과;
    복수의 상기 트랜스듀서 홀더들에 전면이 노출되게 각각 장착된 복수의 트랜스듀서를 포함하고,
    상기 트랜스듀서 홀더의 측면 중 적어도 일부분은 상기 트랜스듀서에서 발생하여 방사되는 진동파 에너지를 최대화시키기 위하여 절개되어 개구부가 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서 홀더 사이에는 플렉서블 글루로 채워진 플렉서블 글루층이 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스듀서 홀더는,
    상기 초음파 방사 프레임의 전면에 안착되고, 상기 트랜스듀서가 삽입되어 안착되는 안착홈이 형성되고, 상기 개구부가 형성된 헤드부와,
    상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통하여 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 체결부재에 의해 결합되도록 형성된 바디부를 포함하는 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 안착홈의 측면에는, 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 안착홈의 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하는 적어도 하나의 지지턱이 돌출 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 안착홈의 바닥면에는, 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 안착홈의 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하는 적어도 하나의 지지턱이 돌출 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 트랜스듀서의 하면과 상기 지지턱의 상면 사이에는 플렉서블 글루로 채워져, 상기 트랜스듀서의 진동파 에너지 손실을 감소시키는 플렉서블 글루층이 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 트랜스듀서에 결합되는 전원 공급부가 통과하도록 길이방향으로 길게 형성된 전원 공급홀을 포함하는 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전원 공급부와 상기 전원 공급홀 사이는 방수용 글루로 채워진 방수용 글루층이 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀에 압입되는 축부와,
    상기 축부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통한 후 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 상기 체결부재와 결합되는 나사부를 포함하는 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
  10. 전면이 오목하게 형성되고 복수의 결합홀들이 형성된 초음파 방사 프레임과;
    상기 초음파 방사 프레임의 전방에서 상기 복수의 결합홀들에 각각 삽입되어 상기 초음파 방사 프레임을 관통하여 착탈가능하도록 결합된 복수의 트랜스듀서 홀더들과;
    복수의 상기 트랜스듀서 홀더들에 전면이 노출되게 각각 장착된 복수의 트랜스듀서를 포함하고,
    상기 트랜스듀서 홀더는,
    상기 초음파 방사 프레임의 전면에 안착되고, 상기 트랜스듀서가 삽입되어 안착되는 안착홈이 형성된 헤드부와,
    상기 헤드부에서 후방으로 연장되어 상기 결합홀을 관통하여 상기 초음파 방사 프레임의 후방에서 체결부재에 의해 결합되도록 형성된 바디부와,
    상기 헤드부의 측면 중 적어도 일부분은 상기 트랜스듀서에서 발생되는 진동파 에너지를 최대화시키기 위하여 절개되어 개구부가 형성되고,
    상기 안착홈의 바닥면에는 상기 트랜스듀서의 하면을 지지하고 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 이격 공간을 형성하도록 돌출 형성된 지지턱이 형성되고,
    상기 트랜스듀서와 상기 지지턱 사이에는 플렉서블 글루로 채워진 플렉서블 글루층이 형성된 고강도 집속 초음파 발생 장치의 트랜스듀서 홀더의 진동파 출력 최대화 구조.
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