KR102454238B1 - Water ultrasonic washing oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중 초음파 세척 진동자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정적인 초음파 전달로 뛰어난 세척 효과를 확보하면서도 종래 진동자에 비하여 경제성을 현저히 향상시킬 수 있어 제품 경쟁력이 우수하고, 가공성과 제작성이 뛰어난 수중 초음파 세척 진동자에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater ultrasonic cleaning vibrator, and more particularly, it is possible to significantly improve economic feasibility compared to the conventional vibrator while securing an excellent cleaning effect through stable ultrasonic transmission, so that it has excellent product competitiveness and excellent processability and manufacturability. It relates to the cleaning vibrator.
일반적으로 초음파 진동자는 전기를 인가할 경우 초음파 주파수대 (약 20,000Hz 이상)의 진동을 일으키는 소자로서, 세척기, 피부 안마기, 칫솔 등을 통해 진동에 의한 세척 효과 등을 볼 수 있는 제품 분야에서 활용된다.In general, an ultrasonic vibrator is a device that generates vibration in an ultrasonic frequency band (about 20,000 Hz or more) when electricity is applied, and is used in the product field where the cleaning effect by vibration can be seen through a washer, skin massager, toothbrush, etc.
초음파 진동자는 전기를 인가할 시 전기적 신호를 기계적인 초음파 진동으로 변환하여 내부에 전달하는 역할을 수행하는 것으로서, 그 내부에 압전 소자(Piezo electric element)를 포함하여 압전 소자에서 발생한 진동이 전달되는 구조로 형성된다.The ultrasonic vibrator converts electrical signals into mechanical ultrasonic vibrations when electricity is applied and transmits them to the inside. is formed with
이러한 압전 소자가 적용된 진동자 중 란쥬반형 진동자가 세척기에 적용되어 널리 이용되고 있는데, 란쥬반형 진동자는 압전 소자에 금속재를 부착하여 진동을 확대하는 구조를 지닌 것으로서, 원판형 압전소자에서 발생하는 경방향(radial)의 진동을 압전소자의 양면에 부착한 금속을 통해 종방향(longitudinal)의 진동으로 변환하고 확대하여 내부에 진동을 전달하게 된다.Among the vibrators to which such a piezoelectric element is applied, a Lanjuban-type vibrator is widely used by being applied to a washing machine. Radial vibration is converted into longitudinal vibration through the metal attached to both sides of the piezoelectric element, and the vibration is transmitted to the inside by expanding.
이러한 란쥬반형 진동자가 결합된 세척기의 구조를 살펴보면, 일반적으로 수조의 저면에 란쥬반형 진동자의 상면이 부착되도록 구성하여 진동자에서 발생한 진동이 수조로 전달되는데, 이때 일반적인 진동자의 형상은 평평한 상면을 지닌 원기둥 형상의 진동자가 수조의 저면에 부착된다.Looking at the structure of the washing machine in which such a Lanjuban-type vibrator is combined, in general, the upper surface of the Lanjuban-type vibrator is attached to the bottom of the water tank so that the vibration generated from the vibrator is transmitted to the water tank. Shaped vibrator is attached to the bottom of the tank.
이와 같이 수조의 저면에 부착되는 구조의 진동자는 대체로 알루미늄 재질로 형성된다.As described above, the vibrator having a structure attached to the bottom of the water tank is generally formed of an aluminum material.
한편, 진동자 중에는 수중에 직접적으로 노출되는 진동자가 있는데, 이러한 진동자는 수중에 채용되는 점을 감안하여 내부식성이 우수한 티타늄으로 이루어진다. 그러나 티타늄은 전량 수입에 의존하고 있을뿐만 아니라 매우 고가이므로 결국 진동자 제품의 단가가 상승하며, 가공이 어려운 문제점이 있다.On the other hand, there is a vibrator that is directly exposed to water among the vibrator. Considering that the vibrator is employed in water, it is made of titanium having excellent corrosion resistance. However, titanium is not only dependent on imports, but also very expensive, so the unit price of the vibrator product rises, and there is a problem in that it is difficult to process.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 안정적인 초음파 전달로 뛰어난 세척 효과를 확보하면서도 종래 진동자에 비하여 경제성을 현저히 향상시킬 수 있어 제품 경쟁력이 우수하고, 가공성과 제작성이 뛰어난 수중 초음파 세척 진동자를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention for solving the above problems of the prior art, while securing an excellent cleaning effect through stable ultrasonic transmission, can significantly improve economic feasibility compared to the conventional vibrator, so that the product competitiveness is excellent, and the underwater ultrasonic wave with excellent processability and manufacturability An object of the present invention is to provide a cleaning vibrator.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 지지 결합 부재; 상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 진동체; 상기 지지 결합 부재에 구비되는 한 쌍의 압전소자; 상기 한 쌍의 압전소자 각각의 일면에 각각 구비되는 한 쌍의 전극; 상기 지지 결합 부재의 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자 및 한 쌍의 전극이 지지 결합 부재에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체; 및 상기 지지 결합 부재의 타단부에 결합되는 백 매스;를 포함하며, 상기 지지 결합 부재와 진동체는 이종(異種) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 초음파 세척 진동자가 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above objects and other features of the present invention, a support coupling member; a vibrating body coupled to one end of the support coupling member; a pair of piezoelectric elements provided on the support coupling member; a pair of electrodes respectively provided on one surface of each of the pair of piezoelectric elements; an insulator provided on the outer surface of the support coupling member to insulate the pair of piezoelectric elements and the pair of electrodes from the support coupling member; and a back mass coupled to the other end of the support coupling member, wherein the support coupling member and the vibrating body are provided with an underwater ultrasonic cleaning vibrator, characterized in that they are made of different materials.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 지지 결합 부재는, 일단부와 타단부에 각각 나사산형성부가 형성되는 로드형의 바디부, 및 상기 바디부의 하부에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부를 포함하여 금속 재질로 이루어지고, 상기 진동체는 일단면 중앙부에 상기 바디부의 일단부의 나사산형성부와 나사산 결합되는 나사산형성 결합구멍이 형성되고, 세라믹 재질로 이루어지며, 상기 바디부의 일단부의 나사산형성부에는 금속재질의 상기 바디부와 세라믹 재질의 상기 진동체의 결합 시 결합력을 보강하기 위한 보조 결합 수단이 구비될 수 있다.In one aspect of the present invention, the support coupling member includes a rod-shaped body portion in which a threaded portion is formed at one end and the other end, respectively, and a flange portion extending in a radial direction from the lower portion of the body portion, the metal material is made of, the vibrating body is formed with a thread-forming coupling hole that is screw-coupled to the thread-forming part of one end of the body part in the central part of one end surface, and is made of a ceramic material, and the thread-forming part of one end of the body part has a metal material. Auxiliary coupling means for reinforcing coupling force when the body part and the vibrating body made of a ceramic material are coupled may be provided.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 보조 결합 수단은 상기 바디부의 나사산형성부에 액상 수지를 도포한 후 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the auxiliary coupling means may be made of a resin coating layer cured after applying a liquid resin to the thread forming portion of the body portion.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 지지 결합 부재; 상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 진동체 모듈; 상기 지지 결합 부재에 구비되는 한 쌍의 압전소자; 상기 한 쌍의 압전소자 각각의 일면에 각각 구비되는 한 쌍의 전극; 상기 지지 결합 부재의 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자 및 한 쌍의 전극이 지지 결합 부재에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체; 및 상기 지지 결합 부재의 타단부에 결합되는 백 매스;를 포함하고, 상기 진동체 모듈은 상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 결합 부재 및 상기 결합 부재에 결합되는 진동 부재를 포함하며, 상기 결합 부재와 진동 부재는 이종(異種) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 초음파 세척 진동자가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a support coupling member; a vibrating body module coupled to one end of the support coupling member; a pair of piezoelectric elements provided on the support coupling member; a pair of electrodes respectively provided on one surface of each of the pair of piezoelectric elements; an insulator provided on the outer surface of the support coupling member to insulate the pair of piezoelectric elements and the pair of electrodes from the support coupling member; and a back mass coupled to the other end of the support coupling member, wherein the vibrating body module includes a coupling member coupled to one end of the support coupling member and a vibrating member coupled to the coupling member, the coupling The submersible ultrasonic cleaning vibrator is provided, characterized in that the member and the vibrating member are made of different materials.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 지지 결합 부재는, 일단부와 타단부에 각각 나사산형성부가 형성되는 로드 형상으로 형성되고, 상기 진동체 모듈의 결합 부재는 내면과 외면에 나사산형성부를 갖는 원통 바디부, 및 상기 원통 바디부의 일단에서 외측으로 연장 형성되는 플랜지부로 형성되고, 금속 재질로 이루어지고, 상기 진동체 모듈의 진동 부재는 일단면 중앙부에 상기 원통 바디부의 나사산형성부와 나사산 결합되는 나사산형성 결합구멍이 형성되며, 세라믹 재질로 이루어지며, 상기 바디부의 일단부의 나사산형성부에는 금속 재질의 상기 원통 바디부와 세라믹 재질의 상기 진동 부재의 결합 시 결합력을 보강하기 위한 보조 결합 수단이 구비될 수 있다.In another aspect of the present invention, the support coupling member is formed in a rod shape in which a thread-forming part is formed at one end and the other end, respectively, and the coupling member of the vibrating module has a cylindrical body having a thread-forming part on the inner surface and the outer surface. part, and a flange part extending outwardly from one end of the cylindrical body part, and made of a metal material, and the vibrating member of the vibrating body module is threadedly coupled to the cylindrical body part's thread forming part in the central part of one end surface. A forming coupling hole is formed, it is made of a ceramic material, and the thread forming part of one end of the body part is provided with an auxiliary coupling means for reinforcing coupling force when the metal cylindrical body part and the ceramic vibration member are coupled. can
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 보조 결합 수단은 상기 원통 바디부의 나사산형성부에 액상 수지를 도포한 후 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어질 수 있다.In another aspect of the present invention, the auxiliary coupling means may be formed of a resin coating layer cured after applying a liquid resin to the thread forming portion of the cylindrical body portion.
본 발명에 있어서, 상기 한 쌍의 압전소자는 각각 링형 압전세라믹 소자로 이루어지고, 상기 한 쌍의 전극은 링형 플레이트 전극으로 형성되며, 상기 백 매스는 너트 부재로 이루어질 수 있다.In the present invention, each of the pair of piezoelectric elements may be formed of a ring-shaped piezoelectric ceramic element, the pair of electrodes may be formed of a ring-shaped plate electrode, and the back mass may be formed of a nut member.
본 발명에 따른 수중 초음파 세척 진동자에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the underwater ultrasonic cleaning vibrator according to the present invention provides the following effects.
첫째, 본 발명은 안정적인 초음파 전달로 뛰어난 세척 효과를 발휘하면서도 종래 진동자에 비하여 경제성을 현저히 향상시킬 수 있어 제품 경쟁력이 우수한 진동자를 제공할 수 있는 효과가 있다.First, the present invention has the effect of providing a vibrator with excellent product competitiveness because it can significantly improve economic feasibility compared to a conventional vibrator while exhibiting an excellent cleaning effect through stable ultrasonic transmission.
둘째, 본 발명은 진동자 헤드부의 가공성이 우수하고, 제작성이 뛰어난 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.Second, the present invention has an effect of improving the workability of the vibrator head part and increasing the productivity with excellent manufacturability.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 종단면도이다.1 is a perspective view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention.
4 is a longitudinal cross-sectional view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which includes hardware or software or hardware and It can be implemented by a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자에 대하여 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.First, an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 2 .
도 1은 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 종단면도이다.1 is a perspective view illustrating an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 지지 결합 부재(110)와, 진동체(120)와, 한 쌍의 압전소자(131, 132)와, 한 쌍의 전극(141, 142)와, 절연체(150) 및 백 매스(160)을 포함한다.Underwater ultrasonic cleaning vibrator according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2 , largely support coupling member 110 , vibrating body 120 , and a pair of
구체적으로, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 하기 각 구성부들이 결합 및 지지되게 구비되는 지지 결합 부재(110); 상기 지지 결합 부재(110)의 일단부(하단부)에 결합되는 진동체(120); 상기 지지 결합 부재(110)에 적층 구비되어 하기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)(한 쌍의 전극(141, 142))을 통해 입력되는 전기적 신호를 전달받아 진동으로 변환하여 상기 진동체(120)에 전달하는 제1 압전소자(131)와 제2 압전소자(132)(한 쌍의 압전소자(131, 132)); 상기 제1 압전소자(131)와 제2 압전소자(132)의 상면에 각각 구비되어 이 한 쌍의 압전소자(131, 132)에 전기적 신호를 전달하는 제1 전극(141)과 제2 전극(142)(한 쌍의 전극(141, 142)); 상기 지지 결합 부재(110)의 중앙 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자(131, 132) 및 한 쌍의 전극(141, 142)이 지지 결합 부재(110)에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체(150); 및 상기 한 쌍의 압전소자(131, 132) 및 한 쌍의 전극(141, 142)을 상기 진동체(120) 측으로 밀착시키면서 상기 지지 결합 부재(110)의 타단부(상단부)에 결합되는 백 매스(back mass)(160);을 포함하며, 상기 지지 결합 부재(110)와 진동체(120)는 이종(異種) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Specifically, the underwater ultrasonic cleaning vibrator according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 and 2, each of the following components are provided to be coupled and supported support coupling member 110; a vibrating body 120 coupled to one end (lower end) of the support coupling member 110; The support coupling member 110 is provided to receive an electrical signal input through the
상기 지지 결합 부재(110)는 일단부와 타단부에 각각 진동체(120)와 백 매스(160)가 결합되고, 이들 사이에 한 쌍의 압전소자(131, 132)와 한 쌍의 전극(141, 142)이 안정적으로 적층 구비되도록 이루어진다.The support coupling member 110 has a vibrating body 120 and a
구체적으로, 상기 지지 결합 부재(110)는 일단부(하단부)와 타단부(상단부)에 각각 나사산형성부(111a, 111b)가 형성되는 로드형의 바디부(111), 및 상기 바디부(111)의 하부에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(112)를 포함한다.Specifically, the support coupling member 110 includes a rod-
상기 지지 결합 부재(110)는 금속재, 예를 들면 두랄두민(Duralumin)과 같은 금속재로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The support coupling member 110 may be made of a metal material, for example, a metal material such as Duralumin, but is not limited thereto.
상기 플랜지부(112)의 상면에는 압전소자(131, 132)가 적층된다.
여기에서, 상기 지지 결합 부재(110)의 하단부의 나사산형성부(111a)는 진동체(120)의 나사산형성 결합구멍(121a)에 나사산 결합되는데, 상기 진동체(120)는 지지 결합 부재(110)와 이종 재질로 이루어지므로, 다시 말해서 지지 결합 부재(110)는 금속 재질로 이루어지고, 진동체(120)는 세라믹 재질로 이루어지므로, 지지 결합 부재(110)의 나사산형성부(111a)가 진동체(120)의 나사산형성 결합구멍(121a)에 결합될 시 상기 나사산형성부(111a) 및 그 끝단면에 구비되는 보조 결합 수단을 통해 보다 견고하게 안정적으로 결합되도록 하고, 초음파 진동 발생 시 진동으로 인해 상기 진동체(120)의 나사산형성 결합구멍(121a)의 나사산이 떨어져나가 결합력이 떨어지고 진동 전달을 원할하게 행하지 못하는 것을 방지하게 된다.Here, the threaded
이는 본 발명이 발명자가 거듭한 실험 결과를 통해 보조 결합 수단이 없는 경우에 비하여 뛰어난 진동 발생을 확보하면서도 장시간 안정적으로 유지될 수 있음을 확인하였다.It was confirmed that the present invention can be maintained stably for a long time while securing excellent vibration generation compared to the case without auxiliary coupling means through repeated experimental results by the inventor.
부연하자면, 압전 소자(131, 132)를 결합할 때 압전소자를 소정의 힘(예를 들면, 120Nm)의 힘을 가하여 조립해야 진동자 고유의 에너지를 구할 수 있는데, 이때 세라믹 재질의 진동체(120)에 지지 결합 부재(110)를 120Nm의 힘을 가하여 조립하게 되면 진동체(120)가 세라믹 재질로 이루어져 있어 힘을 견디지 못하고 나사산은 물론 진동체(120) 자체가 파손되게 되므로, 지지 결합 부재(110)의 나사산 사이와 진동체(120)의 나사산 사이를 포함한 지지 결합 부재(110)와 진동체(120) 간이 맞닿는 면에 보조 결합 수단으로서 수지 엑폭시를 충분히 도포하고 열경화 시킴으로 120Nm의 힘으로 조일때 세라믹 재질의 진동체(120)의 나사산에 집중되던 힘을 분산시켜 파손을 방지할 수 있다.In other words, when the
계속해서, 상기 보조 결합 수단은 상기 나사산형성부(111a)에 내후성 및 내부식성이 우수한 액상 수지를 도포하고, 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어질 수 있다. 상기 액상 수지는 에폭시인 것이 바람직하다.Subsequently, the auxiliary coupling means may be formed of a resin coating layer obtained by coating and curing a liquid resin having excellent weather resistance and corrosion resistance on the
상기 진동체(120)는 상기 지지 결합 부재(110)의 일단부(하단부)에 결합되고 수중에 노출되어 압전소자(131, 132)에서 발생되는 진동을 전달받아 진동하는 구성부이다.The vibrating body 120 is a component that is coupled to one end (lower end) of the support coupling member 110 and is exposed to water to receive vibrations generated from the
상기 진동체(120)는 하단(노출단)이 볼록한 돔 형상으로 형성되고, 양측면이 내측으로 라운드지게 테이퍼져서 형성되며, 상기 지지 결합 부재(110)의 나사산형성부가 결합되게 타단 중앙부에 나사산형성 결합구멍(121a)이 형성되는 바디부(121), 및 상기 바디부(121)의 타단 외연에서 외측으로 연장되는 플랜지부(122)로 형성된다.The vibrating body 120 is formed in a dome shape with a convex lower end (exposed end), both sides are tapered to be round inward, and the other end is threaded to the central portion of the support coupling member 110 so that the thread forming part is coupled. It is formed of a
상기 플랜지부(122)의 상면은 상기 지지 결합 부재(110)의 플랜지부(112)의 하면과 면 접촉된다.The upper surface of the
본 발명에서 상기 진동체(120)는 세라믹 재질로 이루어진다. 일 예로 상기 진동체(120)는 세라믹 분말을 소결하여 형성되거나, 다른 일 예로는 프레스 성형하여 진동자 성형품을 가공한 다음 소성(열처리)시켜 형성될 수 있다.In the present invention, the vibrating body 120 is made of a ceramic material. As an example, the vibrating body 120 may be formed by sintering ceramic powder, or as another example, by press-molding to process the vibrator molded article and then firing (heat treatment).
계속해서, 상기 한 쌍의 압전소자(131, 132)는 상기 절연체(150)에 의해 지지 결합 부재(110)에 대하여 절연되면서 상기 지지 결합 부재(110)에 적층 구비되어 하기 제1 전극(141)과 제2 전극(142)(한 쌍의 전극(141, 142))을 통해 입력되는 전기적 신호를 전달받아 진동으로 변환하여 상기 진동체(120)에 전달한다.Subsequently, the pair of
상기 한 쌍의 압전소자(131, 132)는 링형 압전세라믹 소자가 적용될 수 있다. 이러한 압전소자(131, 132)는 경방향(radial)한 진동을 발생시키며, 이렇게 생성된 경방향의 진동은 진동체(110)로 전달되어 진동체(110)에 의해 종방향의 진동으로(Longitudinal) 변환되어 수중에 전달하게 된다.The pair of
상기 한 쌍의 전극(141, 142)은 상기 제1 압전소자(131)와 제2 압전소자(132)의 상면에 각각 구비되어, 이 한 쌍의 압전소자(131, 132)에 전기적 신호를 전달하는 링형 플레이트 전극으로 형성될 수 있다.The pair of
그리고 상기 절연체(150)는 상기 한 쌍의 압전소자(131, 132)와 전극(141, 142)이 위치되는 지지 결합 부재(110)의 외면을 감싸는 수지류나 고무류 또는 세라믹의 절연체로 이루어질 수 있다.In addition, the
상기 백 매스(160)는 상기 한 쌍의 압전소자(131, 132) 및 한 쌍의 전극(141, 142)을 상기 진동체(120) 측으로 밀착시키면서 상기 지지 결합 부재(110)의 타단부(상단부)의 나사산형성부(111b)에 결합되는 너트 부재로 이루어질 수 있다.The
한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Meanwhile, an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 .
도 3은 본 발명의 제2 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제2 실시 에에 따른 수중 초음파 세척 진동자를 나타내는 종단면도이다.3 is a perspective view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view showing an underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 크게 지지 결합 부재(210)와, 진동체 모듈(220)와, 한 쌍의 압전소자(231, 232)와, 한 쌍의 전극(241, 242)와, 절연체(250) 및 백 매스(260)을 포함한다.Underwater ultrasonic cleaning vibrator according to a second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, a large support coupling member 210, a vibrating module 220, and a pair of
구체적으로, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수중 초음파 세척 진동자는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 하기 각 구성부들이 결합 및 지지되게 구비되는 지지 결합 부재(210); 상기 지지 결합 부재(210)의 일단부(하단부)에 결합되는 진동체 모듈(220); 상기 지지 결합 부재(210)에 적층 구비되어 하기 한 쌍의 전극(241, 242)을 통해 입력되는 전기적 신호를 전달받아 진동으로 변환하여 상기 진동체 모듈(220)에 전달하는 한 쌍의 압전소자(231, 232); 상기 한 쌍의 압전소자(231. 232) 각각의 상면에 구비되어 이 한 쌍의 압전소자(231, 232)에 전기적 신호를 전달하는 한 쌍의 전극(241, 242); 상기 지지 결합 부재(210)의 중앙 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232) 및 한 쌍의 전극(241, 242)이 지지 결합 부재(210)에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체(250); 및 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232) 및 한 쌍의 전극(241, 242)을 상기 진동체 모듈(220) 측으로 밀착시키면서 상기 지지 결합 부재(210)의 타단부(상단부)에 결합되는 백 매스(back mass)(260);를 포함하며, 상기 진동체 모듈(220)는 상기 지지 결합 부재(210)에 결합되는 결합 부재(211)와 상기 결합 부재(211)에 결합되는 진동 부재(212)가 이종(異種) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Specifically, the underwater ultrasonic cleaning vibrator according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figures 3 and 4, each of the following components is a support coupling member 210 is provided to be coupled and supported; a vibrating body module 220 coupled to one end (lower end) of the support coupling member 210; A pair of piezoelectric elements stacked on the support coupling member 210 to receive electrical signals input through the pair of
상기 지지 결합 부재(210)는 일단부와 타단부에 각각 진동체 모듈(220)와 백 매스(260)가 결합되고, 이들 사이에 한 쌍의 압전소자(231, 232)와 한 쌍의 전극(241, 242)이 안정적으로 적층 구비되도록 이루어진다.The support coupling member 210 has a vibrating body module 220 and a
구체적으로, 상기 지지 결합 부재(210)는 일단부(하단부)와 타단부(상단부)에 각각 나사산형성부(211a, 211b)가 형성되는 로드 형태로 형성된다.Specifically, the support coupling member 210 is formed in the form of a rod having
상기 지지 결합 부재(210)는 금속재, 예를 들면 스테인레스 스틸(SUS)과 같은 금속재로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The support coupling member 210 may be made of a metal material, for example, a metal material such as stainless steel (SUS), but is not limited thereto.
상기 진동체 모듈(220)은 상기 지지 결합 부재(210)의 나사산형성부(211a)와 나사산 결합되는 금속재질의 결합 부재(221), 및 상기 결합 부재(221)에 결합되며, 수중에 노출되어 압전소자(231, 232)에서 발생되는 진동을 전달받아 진동하는 세라믹 재질의 진동 부재(222)를 포함한다.The vibrating module 220 is coupled to the coupling member 221 of a metal material that is screwed with the
상기 결합 부재(221)는 외면과 내면에 나사산형성부가 형성되어, 외면에서는 진동 부재(222)의 상면 중앙부에 형성되는 나사산형성 결합구멍에 나사산 결합되고, 내면에서는 결합 지지 부재(210)의 나사산형성부(211a)가 나사산 결합되는 원통 바디부(221a), 및 상기 원통 바디부(221a)의 상단에서 외측으로 연장 형성되는 플랜지부(221b)로 이루어진다.The coupling member 221 has threaded portions formed on the outer and inner surfaces, the outer surface is threadedly coupled to the threaded coupling hole formed in the center of the upper surface of the vibrating member 222, and the inner surface of the coupling support member 210 is threaded. The
상기 플랜지부(221b)의 상면에는 압전소자(231, 232)가 순차적으로 적층된다. 또한, 상기 플랜지부(221b)에는 대칭되는 양측에 평행한 절개면(221c)이 형성되고, 이 절개면(221c)을 통해 렌치나 스패너와 같은 조임/풀림 도구가 조이거나 풀도록 이용된다.
상기 진동 부재(222)는 하단(노출단)이 볼록한 돔 형상으로 형성되고, 양측면이 내측으로 라운드지게 테이퍼져서 형성되며, 상기 결합 부재(221)의 원통 바디부(221a)의 외면에 형성된 나사산형성부가 결합되게 타단 중앙부에 나사산형성 결합구멍(222c)이 형성되는 바디부(222a), 및 상기 바디부(222a)의 타단 외연에서 외측으로 연장되는 플랜지부(222b)로 이루어진다.The vibration member 222 has a lower end (exposed end) formed in a convex dome shape, both sides are tapered to be round inward, and a thread is formed on the outer surface of the
상기 진동 부재(222)는 세라믹 재질로 이루어진다. 예를 들면, 상기 진동 부재(222)는 세라믹 분말을 소결하여 형성될 수 있다.The vibrating member 222 is made of a ceramic material. For example, the vibration member 222 may be formed by sintering ceramic powder.
여기에서, 상기 결합 부재(221)의 원통형 바디부(221a)는 진동 부재(222)의 나사산형성 결합구멍(222c)에 나사산 결합되는데, 상기 진동 부재(222)는 결합 부재(221)와 이종 재질로 이루어지므로, 다시 말해서 결합 부재(221)는 금속 재질로 이루어지고, 진동 부재(222)는 세라믹 재질로 이루어지므로, 결합 부재(221)의 나사산형성부가 진동 부재(222)의 나사산형성 결합구멍(222c)에 결합될 시 상기 결합 부재(221)의 나사산형성부에 구비되는 보조 결합 수단을 통해 보다 견고하게 안정적으로 결합되도록 하고, 초음파 진동 발생 시 진동으로 인해 상기 진동 부재(222)의 나사산형성 결합구멍(222c)의 나사산이 떨어져나감으로 인해 진동 부재(222)가 탈락되는 것을 방지하게 된다.Here, the
상기 보조 결합 수단은, 상기 결합 부재(221)이 원통 바디부(221a)의 외면(구체적으로는 외면의 나사한형성부)에, 내후성 및 내부식성이 우수한 액상 수지를 도포하고, 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어질 수 있다. 상기 액상 수지는 에폭시인 것이 바람직하다.The auxiliary coupling means is a resin coating layer in which the coupling member 221 is coated with a liquid resin excellent in weather resistance and corrosion resistance on the outer surface (specifically, the threaded portion of the outer surface) of the
계속해서, 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232)는 상기 절연체(250)에 의해 지지 결합 부재(210)에 대하여 절연되면서 상기 지지 결합 부재(210)에 적층 구비되어 한 쌍의 전극(241, 242)을 통해 입력되는 전기적 신호를 전달받아 진동으로 변환하여 상기 진동체 모듈(220)에 전달한다.Subsequently, the pair of
상기 한 쌍의 압전소자(231, 232)는 링형 압전세라믹 소자가 적용될 수 있다. 이러한 압전소자(231, 232)는 경방향(radial)한 진동을 발생시키며, 이렇게 생성된 경방향의 진동은 진동체 모듈(220)로 전달되어 진동체 모듈(220)에 의해 종방향의 진동으로(Longitudinal) 변환되어 수중에 전달하게 된다.A ring-type piezoelectric ceramic element may be applied to the pair of
상기 한 쌍의 전극(241, 242)은 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232) 각각의 상면에 각각 구비되어, 이 한 쌍의 압전소자(231, 232)에 전기적 신호를 전달하는 링형 플레이트 전극으로 형성될 수 있다.The pair of
그리고 상기 절연체(250)는 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232)와 전극(241, 242)이 위치되는 지지 결합 부재(210)의 외면을 감싸는 수지류나 고무류 또는 세라믹의 절연체로 이루어질 수 있다.In addition, the
상기 백 매스(260)는 상기 한 쌍의 압전소자(231, 232) 및 한 쌍의 전극(241, 242)을 상기 진동체 모듈(220) 측으로 밀착시키면서 상기 지지 결합 부재(210)의 타단부(상단부)의 나사산형성부(211b)에 결합되는 너트 부재로 이루어질 수 있다.The
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical spirit included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110, 210: 지지 결합 부재
111: 바디부
112: 플랜지부
111a, 111b, 211a, 211b: 나사산형성부
120: 진동체
121: 바디부
122: 플랜지부
121a: 나사산형성 결합구멍
131, 132, 231, 232: 압전소자
141, 142, 241, 242: 전극
150, 250: 절연체
160, 260: 백 매스
220: 진동체 모듈
221: 결합 부재
221a: 원통 바디부
221b: 플랜지부
221c: 절개면
222: 진동 부재
222a: 바디부
222b: 플랜지부
222c: 나사산형성 결합구멍110, 210: support coupling member
111: body part
112: flange portion
111a, 111b, 211a, 211b: thread forming part
120: vibrating body
121: body part
122: flange portion
121a: threaded coupling hole
131, 132, 231, 232: piezoelectric element
141, 142, 241, 242: electrode
150, 250: insulator
160, 260: back mass
220: vibrating module
221: coupling member
221a: cylindrical body part
221b: flange portion
221c: incision plane
222: vibration absence
222a: body part
222b: flange portion
222c: threaded coupling hole
Claims (7)
상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 진동체;
상기 지지 결합 부재에 구비되는 한 쌍의 압전소자;
상기 한 쌍의 압전소자 각각의 일면에 각각 구비되는 한 쌍의 전극;
상기 지지 결합 부재의 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자 및 한 쌍의 전극이 지지 결합 부재에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체; 및
상기 지지 결합 부재의 타단부에 결합되는 백 매스;를 포함하고,
상기 지지 결합 부재는, 일단부와 타단부에 각각 나사산형성부가 형성되는 로드형의 바디부, 및 상기 바디부의 하부에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부를 포함하여 금속 재질로 이루어지고,
상기 진동체는 일단면 중앙부에 상기 바디부의 일단부의 나사산형성부와 나사산 결합되는 나사산형성 결합구멍이 형성되고, 세라믹 재질로 이루어지고,
상기 바디부의 일단부의 나사산형성부에는 금속재질의 상기 바디부와 세라믹 재질의 상기 진동체의 결합 시 결합력을 보강하기 위한 보조 결합 수단이 구비되며,
상기 보조 결합 수단은, 상기 바디부의 나사산형성부에 액상 수지를 도포한 후 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어지는 특징으로 하는
수중 초음파 세척 진동자.support coupling member;
a vibrating body coupled to one end of the support coupling member;
a pair of piezoelectric elements provided on the support coupling member;
a pair of electrodes respectively provided on one surface of each of the pair of piezoelectric elements;
an insulator provided on the outer surface of the support coupling member to insulate the pair of piezoelectric elements and the pair of electrodes from the support coupling member; and
a bag mass coupled to the other end of the support coupling member; and
The support coupling member is made of a metal material, including a rod-shaped body portion in which a threaded portion is formed at one end and the other end, respectively, and a flange portion extending radially from the lower portion of the body portion,
The vibrating body is formed with a threaded coupling hole that is threadedly coupled to a threaded part of one end of the body in a central portion of one end surface, and is made of a ceramic material,
Auxiliary coupling means for reinforcing coupling force when the body part made of metal and the vibrating body made of a ceramic material are coupled to each other is provided in the thread forming part of one end of the body part,
The auxiliary coupling means is characterized in that it consists of a resin coating layer that is cured after applying a liquid resin to the thread forming part of the body part.
Underwater ultrasonic cleaning vibrator.
상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 진동체 모듈;
상기 지지 결합 부재에 구비되는 한 쌍의 압전소자;
상기 한 쌍의 압전소자 각각의 일면에 각각 구비되는 한 쌍의 전극;
상기 지지 결합 부재의 외면에 구비되어 상기 한 쌍의 압전소자 및 한 쌍의 전극이 지지 결합 부재에 대하여 절연되도록 구비되는 절연체; 및
상기 지지 결합 부재의 타단부에 결합되는 백 매스;를 포함하고,
상기 진동체 모듈은 상기 지지 결합 부재의 일단부에 결합되는 결합 부재 및 상기 결합 부재에 결합되는 진동 부재를 포함하고,
상기 지지 결합 부재는, 일단부와 타단부에 각각 나사산형성부가 형성되는 로드 형상으로 형성되고,
상기 진동체 모듈의 결합 부재는 내면과 외면에 나사산형성부를 갖는 원통 바디부, 및 상기 원통 바디부의 일단에서 외측으로 연장 형성되는 플랜지부로 형성되고, 금속 재질로 이루어지고,
상기 진동체 모듈의 진동 부재는 일단면 중앙부에 상기 원통 바디부의 나사산형성부와 나사산 결합되는 나사산형성 결합구멍이 형성되며, 세라믹 재질로 이루어지고,
상기 원통 바디부의 나사산형성부에는 금속 재질의 상기 원통 바디부와 세라믹 재질의 상기 진동 부재의 결합 시 결합력을 보강하기 위한 보조 결합 수단이 구비되며,
상기 보조 결합 수단은, 상기 원통 바디부의 나사산형성부에 액상 수지를 도포한 후 경화시킨 수지 코팅층으로 이루어지는 특징으로 하는
수중 초음파 세척 진동자.
support coupling member;
a vibrating body module coupled to one end of the support coupling member;
a pair of piezoelectric elements provided on the support coupling member;
a pair of electrodes respectively provided on one surface of each of the pair of piezoelectric elements;
an insulator provided on the outer surface of the support coupling member to insulate the pair of piezoelectric elements and the pair of electrodes from the support coupling member; and
a bag mass coupled to the other end of the support coupling member; and
The vibrating module includes a coupling member coupled to one end of the support coupling member and a vibrating member coupled to the coupling member,
The support coupling member is formed in a rod shape in which a threaded portion is formed at one end and the other end, respectively,
The coupling member of the vibrating body module is formed of a cylindrical body portion having a threaded portion on inner and outer surfaces, and a flange portion extending outwardly from one end of the cylindrical body portion, and made of a metal material,
The vibrating member of the vibrating body module is formed with a threaded coupling hole that is threadedly coupled to the threaded part of the cylindrical body in the central portion of one end, and is made of a ceramic material,
Auxiliary coupling means for reinforcing coupling force when the cylindrical body made of metal and the vibration member made of ceramic are coupled to each other is provided in the thread forming part of the cylindrical body,
The auxiliary coupling means is characterized in that it consists of a resin coating layer cured after applying a liquid resin to the thread forming part of the cylindrical body part.
Underwater ultrasonic cleaning vibrator.
상기 한 쌍의 압전소자는 각각 링형 압전세라믹 소자로 이루어지고,
상기 한 쌍의 전극은 링형 플레이트 전극으로 형성되며,
상기 백 매스는 너트 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는
수중 초음파 세척 진동자.5. The method of claim 1 or 4,
Each of the pair of piezoelectric elements is made of a ring-type piezoelectric ceramic element,
The pair of electrodes is formed as a ring-shaped plate electrode,
The bag mass is characterized in that made of a nut member
Underwater ultrasonic cleaning vibrator.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220048227A KR102454238B1 (en) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | Water ultrasonic washing oscillator |
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| KR102454238B1 true KR102454238B1 (en) | 2022-10-14 |
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ID=83599797
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102454238B1 (en) |
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2022
- 2022-04-19 KR KR1020220048227A patent/KR102454238B1/en active IP Right Grant
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