KR20020048144A - A Probe of the Ultrasonic Massage Machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압전세라믹을 이용한 초음파 진동맛사지기에 적용되는 프로브 구조에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 압전세라믹을 이용한 초음파 진동맛사지기에 있어서 초음파 생성효율을 높이고, 가볍게 하여 이용자가 사용하는 데 용이하게 하고, 피부 맛사지의 효과를 높일 수 있는 프로브의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a probe structure applied to an ultrasonic vibration massager using piezoceramic. More specifically, the present invention relates to a structure of a probe capable of increasing the ultrasonic generation efficiency, lightening the user's ease of use, and enhancing the effect of skin massage in an ultrasonic vibration massager using piezoceramic.
초음파를 생성하는 압전세라믹은 개발된 이후에 다양한 응용 분야에서 핵심부품으로서 사용되어왔다. 그 중에서 대표적인 것으로는 군사용 소나, 어군탐지기용 소나, 의료용 초음파 진단기 소자, 세라믹 레조네이터, 세라믹 필터, 초음파 세척기 소자, 가스레인지용 착화소자 등이 있다.Piezoceramic, which generates ultrasonic waves, has been used as a key component in various applications since its development. Representative examples thereof include military sonar, fish finder sonar, medical ultrasonic diagnostic element, ceramic resonator, ceramic filter, ultrasonic cleaner element, gas range ignition element, and the like.
일반적으로 압전세라믹은 압전세라믹을 사이에 두고 대향한 양 전극에 전계를 가해 주었을 때 압전세라믹이 수축 또는 팽창하는 전왜효과라는 성질과 또 압전세라믹을 사이에 두고 대향한 양 전극에 기계적 힘을 가해주었을 때 전계가 발생하는 압전효과라고 하는 성질을 2가지 주요 특징으로 한다. 상기 2가지 성질 중 압전효과를 이용한 제품이 가스레인지용 착화소자이고 본 발명에 따른 초음파 진동맛사지기는 전왜효과를 이용한 제품이다.In general, piezoelectric ceramics have a property of a shear distortion effect in which a piezoelectric ceramic contracts or expands when an electric field is applied to opposite electrodes with a piezoceramic sandwich between them, and a mechanical force is applied to the opposite electrodes with a piezoelectric ceramic sandwiched therebetween. The piezoelectric effect in which an electric field is generated is characterized by two main characteristics. The product using the piezoelectric effect of the above two properties is a gas range ignition device and the ultrasonic vibration massager according to the present invention is a product using the electric distortion effect.
압전세라믹을 사이에 두고 양 전극에 직류 전계를 가해 주면 한 번 수축 또는 팽창하고 정지한다. 그러나, 양 전극에 교류 전계를 가해 주면 전계가 바뀌면서 계속 수축 팽창을 반복하며 압전세라믹이 진동하게 된다. 이때, 전계의 주파수에 따라 진동의 정도가 달라지게 되고 진동을 조절할 수 있게 된다.When a direct current is applied to both electrodes with a piezoceramic sandwich between them, it contracts or expands once and stops. However, when an alternating electric field is applied to both electrodes, the electric field is changed and the piezoelectric ceramic vibrates repeatedly while repeatedly contracting and expanding. At this time, the degree of vibration is changed according to the frequency of the electric field and the vibration can be adjusted.
압전세라믹의 진동은 진동의 양태에 따라서 면진동 모드, 두께진동 모드, 두께비틀림진동 모드 등이 있으며, 면진동 모드는 비교적 낮은 진동주파수를 얻을 때사용되며 두께진동 모드나 두께비틀림진동 모드는 수 MHz 이상의 높은 진동주파수를 얻는 데 사용된다.The vibration of piezoelectric ceramics includes surface vibration mode, thickness vibration mode, and thickness torsional vibration mode, depending on the vibration mode.The surface vibration mode is used to obtain a relatively low vibration frequency. It is used to obtain higher vibration frequency.
진동 맛사지기나 초음파세척기 소자 등은 두께진동 모드나 두께비틀림진동 모드를 사용한다. 즉, 종래기술을 나타내는 도 1a, 1b 및 1c에서 볼 수 있듯이, 진동 맛사지기는 압전세라믹 진동자에 의해 생성된 초음파가 초음파전달부의 피부와 접촉하는 부위를 초당 수십만번에서 수백만번까지 진동하여 피부 표면을 자극함으로 인해 피부의 혈액 순환을 증진시켜서 피부의 상태를 건강하게 하는 기능을 한다.Vibration massagers and ultrasonic cleaner devices use a thickness vibration mode or a thickness torsional vibration mode. That is, as can be seen in Figures 1a, 1b and 1c showing the prior art, the vibration massager vibrates the surface of the skin by ultrasonic wave generated by the piezoceramic vibrator vibrating the area in contact with the skin of the ultrasonic wave from hundreds of thousands to millions of times per second. It stimulates the blood circulation of the skin, thereby making the skin healthy.
종래 진동 맛사지기의 초음파전달부는 스테인레스 스틸 재질로, 피부접촉면 쪽이 폐쇄된 원통형상이며 압전세라믹 진동자가 내부 바닥(즉, 피부접촉면에 대응하는 내부)에 결합될 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 피부접촉면은 평면구조를 띄고 있다.The ultrasonic wave transmitting portion of the conventional vibration massager is made of stainless steel, the cylindrical surface of the skin contact surface is closed, the piezoceramic vibrator has a structure that can be coupled to the inner bottom (that is, the inside corresponding to the skin contact surface). In addition, the skin contact surface has a planar structure.
상기와 같은 구조를 갖는 경우에는 다음과 같은 문제점이 있어 왔다.In the case of having such a structure, there have been the following problems.
첫째, 초음파 진동 맛사지기 프로브를 조립하는 공정이 복잡하여 제조비용이 증대되며, 조립강도가 약해서 장기간 사용하는 경우 프로브가 해체돼 버리는 경우가 많다.First, the manufacturing process is increased due to the complicated process of assembling the ultrasonic vibration massager probe, and the probe is often dismantled when used for a long time because the assembly strength is weak.
둘째, 압전세라믹 진동자를 초음파전달부와 치밀하게 밀착시켜야 초음파 생성효율이 높지만 바깥에서 안으로 가공하는 가공 공정으로서는 경제적인 비용으로 압전세라믹 진동자와 접착하는 초음파 생성부품의 표면을 매끈하게 가공하는 것이매우 어렵다.Second, the piezoceramic vibrator should be closely contacted with the ultrasonic wave transmission part, so the ultrasonic generation efficiency is high. However, it is very difficult to process the surface of the ultrasonic wave generating part bonded to the piezoceramic vibrator smoothly at an economical cost. .
셋째, 초음파전달부는 높은 기계적 진동에너지를 얻는 것을 필요로 하는 데 비해 압전세라믹 진동자의 진동시켜야 될 부품이 크고 무거워서 원하는 높은 진동에너지를 얻기 힘들다.Third, the ultrasonic wave transmitting part needs to obtain a high mechanical vibration energy, but the parts to be vibrated of the piezoelectric ceramic vibrator are large and heavy, and thus it is difficult to obtain a desired high vibration energy.
넷째, 초음파전달부의 피부접촉면이 평면이므로 피부의 굴곡진 부분을 효율적으로 자극하기 어렵다.Fourth, since the skin contact surface of the ultrasonic transmitting part is flat, it is difficult to efficiently stimulate the curved portion of the skin.
다섯째, 초음파전달부의 피부접촉면에 요철이 없어 피부의 자극효과가 낮다.Fifth, the irritating effect of the skin is low because there is no irregularities on the skin contact surface of the ultrasound delivery unit.
여섯째, 초음파전달부의 재질은 장기 사용에 따른 부식이 없도록 스테인레스 스틸을 사용하지만 무게가 무거워 진동에너지를 극대화하는 데 장애가 된다.Sixth, the material of the ultrasonic transmission unit is made of stainless steel so that there is no corrosion due to long-term use, but the weight is heavy, which is an obstacle to maximizing vibration energy.
이에 본 발명은 압전세라믹 초음파 진동맛사지기를 제작하는 데 있어서 종래기술 보다 피부자극 효과를 높이고 진동에너지를 극대화하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention is to provide a technique for increasing the skin stimulation effect and maximize the vibration energy in the manufacture of piezoceramic ultrasonic vibration massager.
도 1a, 1b, 1c는 각각 종래기술에 의한 초음파 진동맛사지기의 외관 개략도, 분해 개략도 및 초음파전달부와 프로브케이스의 결합관계를 보여주는 단면개략도.Figure 1a, 1b, 1c is a schematic cross-sectional view showing the appearance of the ultrasonic vibration massager according to the prior art, the exploded schematic and the coupling relationship between the ultrasonic transmitter and the probe case.
도 2는 본 발명에 의한 진동맛사지기용 프로브 말단의 단면개략도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the end of the probe for vibration massager according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 진동맛사지기용 프로브의 초음파전달부에서 피부접촉부 형상의 일예를 보여주는 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing an example of the shape of the skin contact in the ultrasonic wave transmitting portion of the vibration massager probe according to the present invention.
******* 주요 도면부호의 설명 ************** Explanation of Main References *******
1 : 프로브11 : 케이스 2 : 진동자1: Probe 11: Case 2: Oscillator
3 : 초음파전달부31 : 체결용돌출부32 : 체결용함몰부DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Ultrasonic transmission part 31 Tightening protrusion part 32 Tightening recess part
4 : 실링홈4: sealing groove
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피부와 접촉하여 압전세라믹 진동자의 진동을 피부로 전달하는 초음파전달부와, 초음파전달부의 직후방에 초음파전달부와 고정결합된 압전세라믹 진동자와, 상기 초음파전달부 및 압전세라믹 진동자가 내장된 케이스를 포함하여 이루어지는 초음파 진동맛사지기의 프로브의 개량에 관한 것으로서,The present invention for achieving the above object, and the ultrasonic transfer unit for transmitting the vibration of the piezoceramic vibrator in contact with the skin, and the piezoceramic vibrator fixedly coupled to the ultrasonic transfer unit immediately after the ultrasonic transfer unit, The present invention relates to an improvement of a probe of an ultrasonic vibration massager including a case in which an ultrasonic wave transmitting unit and a piezoelectric ceramic vibrator are embedded.
상기 초음파전달부에는 진동자와 접하는 하부 외주면 둘레로 확장된 체결용돌출부가 형성되어 있고, 상기 케이스에는 초음파전달부의 체결용돌출부와 접하는 내주면 둘레로 파여진 체결용함몰부가 형성되어 있어, 프로브 조립시 상기 체결용돌출부가 체결용함몰부에 긴밀하게 삽입되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 진동맛사지기의 프로브에 관한 것이다.The ultrasonic transmission unit is formed with a fastening protrusion extending around the lower outer peripheral surface in contact with the vibrator, and the case is formed with a fastening recess for the inner peripheral surface in contact with the fastening protrusion for the ultrasonic transmission unit is formed, when the probe assembly It relates to a probe of the ultrasonic vibration massager characterized in that the fastening protrusion has a structure that is tightly inserted into the fastening depression.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a, 1b, 1c는 각각 종래기술에 의한 초음파 진동맛사지기의 외관 개략도,분해 개략도 및 초음파전달부와 프로브케이스의 결합관계를 보여주는 단면개략도이며, 도 2는 본 발명에 의한 진동맛사지기용 프로브 말단의 단면개략도이며, 도 3은 본 발명에 의한 진동맛사지기용 프로브의 초음파전달부의 일예를 보여주는 개략도이다.Figure 1a, 1b, 1c is a cross-sectional schematic diagram showing the appearance of the ultrasonic vibration massager according to the prior art, the exploded schematic and the coupling relationship between the ultrasonic transmitting unit and the probe case, Figure 2 is a vibration massager probe terminal of the present invention 3 is a schematic cross-sectional view, and FIG. 3 is a schematic view showing an example of an ultrasonic wave transmitting unit of a vibration massager probe according to the present invention.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 프로브(1)는, 압전세라믹 진동자(2)와 접착결합된 초음파전달부(3)에 있어서 압전세라믹 진동자(2)와 초음파전달부(3)의 접착면에 가까운 부위의 외주면을 따라 소정 길이의 체결용돌출부(31)가 확장되어 있는 구조를 갖는다. 또한, 프로브(1)의 케이스(11)에도 상기 체결용돌출부(31)에 대응하는 부위에 내주면을 따라 홈이 파인 체결용함몰부(32)가 형성된 구조를 갖는다. 따라서, <초음파전달부(3)-압전세라믹 진동자(2)> 결합체를 프로브 케이스(11)와 함께 조립하는 경우 상기 초음파전달부(3)의 체결용돌출부(31)가 케이스(11)의 체결용함몰부(32)에 긴밀하게 끼워지게 된다. 이때, 초음파전달부(3)에 체결용함몰부(32)가, 케이스(11)에 체결용돌출부(31)가 형성된 실시예도 본 발명의 용이한 변형예에 속할 것이다(도시 생략).As can be seen in FIG. 2, the probe 1 according to the present invention includes a piezoceramic vibrator 2 and an ultrasonic wave transmitter 3 in the ultrasonic transfer unit 3 bonded to the piezoceramic vibrator 2. The fastening protrusions 31 of a predetermined length extend along the outer circumferential surface of the portion close to the adhesive surface of the. In addition, the case 11 of the probe 1 also has a structure in which a recessed recess 32 for recessed grooves is formed along an inner circumferential surface at a portion corresponding to the anchoring protrusion 31. Therefore, when assembling the <ultrasonic propagation unit 3-piezoelectric ceramic vibrator 2> together with the probe case 11, the fastening protrusions 31 of the ultrasonic transmission unit 3 are fastened to the case 11. The melted portion 32 is tightly fitted. At this time, the embodiment in which the fastening recessed part 32 in the ultrasonic transmitting part 3 and the fastening protrusion 31 in the case 11 will also belong to an easy modification of the present invention (not shown).
도 1a, 1b, 1c에서 볼 수 있듯이, 종래기술에서는 일측이 폐쇄된 관형상의 초음파전달부(3) 내부 바닥에 압전소자를 결합시키고, 초음파전달부(3) 외측 둘레에 실링을 위한 홈을 두고 접착제를 이용하여 프로브 케이스(11)를 상기 실링홈(4)에 압착으로 고정한 기술을 채용하고 있다. 종래기술에 의하면, ① 압전소자가 투박한 관형상의 초음파전달부(3) 내부에 결합되어 있기 때문에 압전소자의 진동력이 초음파전달부(3)로 충분히 전달되지 못할 뿐 아니라, ② 특별한 결합구조 없이 단순히 초음파전달부(3)와 케이스(11)를 접착제로 결합시켰기 때문에 충격에 취약하고, 장기 사용에 따른 진동으로 결합이 쉽게 해체되는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에 의한 결합구조에 의해 ① 압전세라믹 진동자(2)의 진동력이 흡수·소멸되는 영역이 최소화됨으로써 진동자(2)의 진동력이 효율적으로 초음파전달부(3)로 전달되게 되며, ② 따라서 보다 소형 부품과 저전력으로도 종래 맛사지기와 동일한 효과를 얻을 수 있게 되고, ③ 돌출부-함몰부가 단순하면서도 매우 견고하게 결합되므로 제품의 조립과정이 간편화되면서 제품의 안정성이 향상될 수 있다.As can be seen in Figures 1a, 1b, 1c, in the prior art, the piezoelectric element is coupled to the bottom of the inner side of the tubular ultrasonic transmitter 3, one side is closed, and the groove for sealing around the outer side of the ultrasonic transmitter 3 In addition, the technique which fixed the probe case 11 to the said sealing groove 4 by crimping | bonding using the adhesive agent is employ | adopted. According to the prior art, ① because the piezoelectric element is coupled inside the coarse tubular ultrasonic wave transmitting unit 3, the vibration force of the piezoelectric element is not sufficiently transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 3, and ② there is no special coupling structure. Since the ultrasonic transfer unit 3 and the case 11 are simply bonded with an adhesive, they are vulnerable to shock and have a problem in that the coupling is easily dismantled due to vibration caused by long term use. However, by the coupling structure according to the present invention, the vibration force of the vibrator 2 is efficiently transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 3 by minimizing the area where the vibration force of the piezoelectric ceramic vibrator 2 is absorbed and extinguished. ② Therefore, it is possible to obtain the same effect as a conventional massager even with a smaller component and a lower power, ③ Because the protrusion-depression is simple and very firmly combined, the assembly process of the product can be simplified and the stability of the product can be improved.
한편, 종래기술에 의하면, 초음파전달부(3)는 스테인레스 스틸을 재질로 하고 있다. 그러나, 스테인레스 스틸은 이를 가공하기 어려우며, 탄성이 작고 무게가 무거워 진동자(2)에 의한 초음파 진동에너지를 약화시키는 기술적 문제점이 있어왔다. 또한, 스테인레스 스틸을 장기간 사용하는 경우 피부에 트러블을 유발하는 경우도 발생하기도 한다. 따라서, 본 발명에서는 초음파전달부(3)의 재질로 알루미늄을 사용하거나 청동 또는 황동 또는 인청동을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가 장기간 사용에 따른 사용자 피부에 부정적인 영향을 줄이기 위하여 초음파전달부(3) 중 실제 피부와 접촉되는 부분의 표면을 인체와의 반응에서 가장 안정한 세라믹으로 코팅하는 것이 바람직하다. 이때, 세라믹의 재질은 Al2O3,TiN, TiC, TiCN 또는 ZrO2를 사용할 수 있다.On the other hand, according to the prior art, the ultrasonic wave transmitting unit 3 is made of stainless steel. However, stainless steel is difficult to process it, and there has been a technical problem of weakening ultrasonic vibration energy by the vibrator 2 due to its small elasticity and heavy weight. In addition, long-term use of stainless steel may cause problems with the skin. Therefore, in the present invention, it is preferable to use aluminum or bronze or brass or phosphor bronze as the material of the ultrasonic wave transmitting unit 3. Furthermore, in order to reduce the negative effect on the user's skin due to long-term use, it is preferable to coat the surface of the ultrasonic transmitting part 3 in contact with the actual skin with the ceramic most stable in reaction with the human body. In this case, the material of the ceramic may be Al 2 O 3, TiN, TiC, TiCN or ZrO 2 .
또한, 종래기술에 의한 초음파전달부(3)의 표면은 요철이 없는 평면형태의 구조로 되어 있다. 초음파전달부(3)의 진동을 통해서 피부에 진동을 전달하여 피부의 혈액순환을 촉진하기 위해서는 피부에 진동에너지가 집중되어야하는 데 매끈한 구조로는 피부에 진동에너지가 집중되기 힘들다. 따라서, 본 발명에서는 초음파전달부(3)에서 실제 피부와 접촉하는 부분의 표면을 요철 형상으로 제작하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 요철 형상은 반원형 또는 절반이 잘린 타원형 또는 육면체 또는 모서리가 변형된 육면체 등 어떤 형태라도 적용이 가능할 것이다.Moreover, the surface of the ultrasonic wave transmission part 3 by a prior art has a planar structure without an unevenness | corrugation. In order to transfer the vibration to the skin through the vibration of the ultrasonic transmitting unit 3 to promote the blood circulation of the skin, vibration energy must be concentrated on the skin. Therefore, in the present invention, it is preferable to produce the surface of the portion of the ultrasonic wave transmitting part 3 in contact with the actual skin in an uneven shape. At this time, the uneven shape may be applied to any shape, such as semicircular or half cut oval or hexahedron or hexahedron with the corners deformed.
초음파전달부(3)가 평면으로 되어 있으면 사용자의 신체 부위 중 굴곡진 부분에는 초음파 진동에너지를 전달하기 어렵게 된다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 본 발명의 프로브(1)에서는 초음파전달부(3)를 볼록형상으로 제작하는 것이 바람직하다.If the ultrasonic wave transmitting unit 3 is flat, it is difficult to transmit ultrasonic vibration energy to the curved portion of the user's body part. Therefore, in order to solve this problem, it is preferable to manufacture the ultrasonic wave transmitting unit 3 in the convex shape in the probe 1 of the present invention.
본 발명에 의한 프로브(1)와, 종래기술에 의한 프로브(1)가 적용된 초음파진동 맛사지기의 주요 특성을 비교하여 표 1에 나타내었다.Table 1 compares the main characteristics of the probe 1 according to the present invention and the ultrasonic vibration massager to which the probe 1 according to the prior art is applied.
본 발명에 의한 프로브(1)를 적용한 초음파 진동맛사지기는 종래기술에 의한 맛사지기보다 소형이며, 초음파 진동에너지가 효과적으로 피부접촉부위로 전달된다. 또한, 가공비용이 상대적으로 종래기술에 의한 경우보다 싸며 가공면의 진동자(2)와의 밀착성이 우수하고, 세라믹 코팅된 표면이 인체와의 반응성이 낮다는 것을 알 수 있었다.The ultrasonic vibration massager to which the probe 1 according to the present invention is applied is smaller than the massager according to the prior art, and the ultrasonic vibration energy is effectively transmitted to the skin contact area. In addition, it was found that the processing cost is relatively cheaper than that according to the prior art, the adhesion to the vibrator 2 of the processing surface is excellent, and the ceramic coated surface has low reactivity with the human body.
상술한 바와 같이, 본 발명은 개량된 구조의 초음파 맛사지기에 적용되는 프로브에 관한 것이다. 본 발명에 의해 보다 작은 용량의 압전세라믹 진동자와, 보다 적은 에너지 공급으로 종래와 동일한 진동효과를 얻을 수 있기 때문에 제품의 소형경량화가 가능하게 된다. 또한, 독특한 조립구조에 의해 조립되므로 제조공정을 단순화할 수 있을 뿐 아니라 제품의 내구성을 증대시킬 수 있게 된다.As mentioned above, the present invention relates to a probe applied to an ultrasonic massager of an improved structure. According to the present invention, a piezoceramic vibrator with a smaller capacity and a smaller energy supply can obtain the same vibration effect as in the prior art, thereby making it possible to reduce the size and weight of the product. In addition, since the assembly by the unique assembly structure can not only simplify the manufacturing process but also increase the durability of the product.
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| KR1020000077453A KR20020048144A (en) | 2000-12-16 | 2000-12-16 | A Probe of the Ultrasonic Massage Machine |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110093986A (en) * | 2008-12-12 | 2011-08-19 | 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드 | Three-color rgb led color mixing and control by variable frequency modulation |
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-
2000
- 2000-12-16 KR KR1020000077453A patent/KR20020048144A/en not_active Application Discontinuation
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