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KR20160126382A - 초음파발생기 - Google Patents

초음파발생기 Download PDF

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KR20160126382A KR1020150057369A KR20150057369A KR20160126382A KR 20160126382 A KR20160126382 A KR 20160126382A KR 1020150057369 A KR1020150057369 A KR 1020150057369A KR 20150057369 A KR20150057369 A KR 20150057369A KR 20160126382 A KR20160126382 A KR 20160126382A
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Abstract

본 발명은 유해동물 퇴치기용 초음파발생기에 관한 것으로, 압전장치(16)가 구비되고 직경이 축소된 연결동체(22)와 소경연결동체(24)를 갖는 원주형 초음파발생동체(18), 스피커 혼의 형태인 진동판(28)과, 상기 초음파발생동체(18)로부터 연장되어 단부에 상기 진동판(28)이 연결고정될 수 있도록 하는 연결봉(26)을 포함하고, 상기 진동판(28)은 상기 연결봉(26)에 고정되는 기부(34)로부터 외측 변부를 향하여 두께가 점진적으로 감소되며, 상기 진동판(28)의 전면에 동심원 상으로 수개의 굴곡부(36)가 형성되어 있음을 특징으로 한다.

Description

초음파발생기{ULTRASONIC GENERATOR}
본 발명은 압전장치를 이용하여 발생된 고출력의 초음파를 진동판을 통하여 확산시키는 초음파발생기에 관한 것으로, 특히 스피커 혼을 구성하는 진동판이 고출력의 초음파 발생에 따른 진동충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하고 초음파발생동체의 축선에 대하여 스피커 혼의 형태인 진동판을 다양한 각도로 배치할 수 있는 유해동물 퇴치기용 초음파발생기에 관한 것이다.
종래, 쥐나 조류 또는 기타 해충을 퇴치하기 위한 유해동물 퇴치기용으로서 압전소자를 이용한 초음파발생기가 알려진 바 있다. 유해동물을 퇴치하기 위하여 사용되는 초음파로서는 예를 들어 20kHz 이상의 초음파주파수가 사용된다.
특히, 종래 초음파의 영향이 미치는 영역을 넓히기 위하여 고출력의 초음파를 발생하는 초음파발생기로서는 예를 들어 일본 특개평2006-165923호(2006. 6. 22 공개) "압전형 초음파 진동자", 등록실용신안공보 20-0409300호(2006. 2. 24 공고) "초음파세척기용 진동자 구조", 또는 본원 출원인의 등록특허 10-1505410호(2015.03.25 공고) "유해동물 퇴치기용 초음파발생기" 등에 개시되어있다.
이러한 종래기술은 일반적으로 초음파를 발생하는 압전소자와 같은 초음파발생동체가 초음파를 받아 전달하는 진동판에 부착되어 상기 진동판으로부터 초음파가 발산하는 구조로 된다.
그런데, 이러한 구조에서는 상승된 진동충격에 의하여 초음파발생동체와 진동판 사이의 결합부분이 쉽게 분리되거나 파손되어 초음파발생기의 사용수명이 단축되는 결점을 갖는다. 또한, 초음파발생동체로부터 기다란 연결봉을 통하여 초음파발생동체에 연결되는 스피커 혼의 형태인 진동판은 초음파 발생에 의한 진동이 진동판의 외측 변부를 향할수록 그 진폭이 증대됨으로써, 장시간 사용 후에는 진동판의 외측 변부가 균열되거나 파열되어 유해동물 퇴치를 위한 초음파발생의 효과가 저하될 수 있는 문제점을 갖는다.
본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 스피커 혼을 구성하는 진동판이 고출력의 초음파 발생에 따른 진동충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하고 스피커 혼의 형태인 진동판을 다양한 각도로 배치할 수 있는 유해동물 퇴치기용 초음파발생기를 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 초음파발생기는 압전소자를 구비하고 전압이 인가되면 초음파를 출력하는 초음파발생부와, 스피커 혼의 형태인 진동판과, 상기 초음파발생부 및 진동판을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 출력된 초음파를 상기 진동판에 전달하여 상기 진동판을 통하여 상기 초음파를 발산하는 초음파발생기로서, 상기 진동판은 상기 연결부에 연결된 지점으로부터 외측 변부를 향할수록 두께가 점진적으로 감소하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 진동판은 전면에 동심원 상으로 형성된 하나 이상의 굴곡부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동판의 외측 변부에는 진동충격을 완화하는 테두리보호링이 하나 이상 삽입될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 복수로 구비되고 서로 연이어서 연결되되 상기 초음파발생부로부터 멀어질수록 직경이 상대적으로 감소되도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 연결부와 진동판은 티타늄 재질로 될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 직선 또는 직선 이외의 형태로 될 수 있고, 상기 직선 이외의 형태는 "ㄱ"자 형 또는 "S"자 형을 포함할 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 유해동물 퇴치기용 초음파발생기를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유해동물 퇴치기용 초음파발생기의 주요부분인 스피커 혼의 형태인 진동판의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 진동판의 변부 일부를 왁대하여 보인 단면도.
도 5는 진동판의 축선이 초음파발생동체의 축선과 정렬된 상태인 것을 보인 유해동물 퇴치기용 초음파발생기의 정면도.
도 6과 도 7은 초음파발생동체에 진동판을 연결하는 연결봉의 형태를 변형시켜 진동판이 다양한 방향으로 향할 수 있도록 하여 유해동물 퇴치기용 초음파발생기의 설치에 다양성을 부여할 수 있도록 한 예를 보인 정면도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 유해동물 퇴치기용 초음파발생기는 상하 2개의 전극(10,12)과 이들 전극(10, 12) 사이에 배치되는 압전소자(14)로 구성되는 압전장치(16)가 구비된 원주형의 초음파발생동체(18)로 구성된다.
이러한 초음파발생동체(18)는 이 분야에 공지된 모든 재료로 될 수 있고, 특히 두랄루민으로 됨이 바람직하다.
상기 초음파발생동체(18)의 하측에는 압전장치(16)를 초음파발생동체(18)에 고정하는 지지동체(20)가 고정된다. 한편, 초음파발생동체(18)는 그 선단측에 차례로 초음파발생동체(18)의 직경이 대략 1/2로 축소된 연결동체(22)와, 다시 이러한 연결동체(22)의 직경보다 직경이 대략 1/2로 축소된 직경을 갖는 소경연결동체(24)와, 이러한 소경연결동체(24)의 직경보다 대략 1/2로 축소된 직경을 갖는 연결봉(26)이 연결고정된다. 이러한 연결봉(26)은 이 분야에 공지된 모든 재료로 될 수 있고 특히 티타늄으로 됨이 바람직하다.
상기 연결봉(26)의 상단부에는 스피커 혼의 형태인 진동판(28)이 삽입되고 그 상하의 결합너트(30, 32)에 의하여 체결고정된다. 이러한 진동판(28)은 이 분야에 공지된 모든 재료로 될 수 있고 특히 진동에 대한 우수한 내구성을 갖는 티타늄으로 됨이 바람직하다.
스피커 혼의 형태로서 대체적으로 콘(cone)의 형상인 진동판(28)은 연결봉(26)에 고정된 그 기부(34)로부터 단부를 향하여 확장된 형태로 된다. 이와 같은 진동판(28)에는 초음파발생동체(18)로부터 출력되는 강력한 초음파진동이 인가되어 진동판(28)이 진동함으로써 진동판(28)의 전방으로 확산되는 초음파를 발생하게 된다. 이러한 진동판(28)에 가하여지는 초음파진동은 진동판(28)이 연결봉(26)에 고정되는 기부(34)로부터 외측을 향하여 나갈수록 그 진폭이 커지므로 진동판(28)의 방사상 외측의 변부에서는 초음파진동이 최대로 된다. 따라서, 진동판(28)의 변부는 진동충격으로 균열 또는 파열이 일어나 파손되기 쉽다.
본 발명에 따라서는 진동판(28)의 외측 변부가 증가된 초음파진동에 적응할 수 있도록 진동판(28)의 기부(34)로부터 진동판(28)의 두께를 점진적으로 감소시켜진동판(28)의 외측 변부를 진동판(28)의 기부(34)에 대하여 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 할 수 있다. 이리하면, 진동판(28)의 외측 변부가 진동충격에 적응하여 유연성을 가질 수 있다. 예를 들어 기부(34)에서 진동판(28)의 두께 t1은 약 1.0~1.5㎜, 바람직하게는 1.2㎜이고, 이러한 두께는 점진적으로 감소되어 진동판(28)의 외측 변부에 이르러서는 외측 변부의 두께 t2는 약 0.7~0.9㎜, 바람직하게는 0.8㎜이다(도 3의 "t2" 참조).
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이와 같이 진동판(28)의 두께를 그 기부(34)로부터 외측 변부를 향하여 갈수록 감소시켜 초음파진동의 진동충격에 유연하게 대응할 수 있도록 하는 한편, 구조적으로는 콘 형태인 진동판(28)의 전면에 동심원 상으로 수개의 굴곡부(36)를 형성함으로써 초음파진동의 진폭을 감쇠시키고 이로써 진동충격이 크게 증폭됨으로 인해 진동판(28)의 외측 변부에서 균열이나 파열이 일어나는 것을 방지하는데 일조할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예로서, 도 3과 도 4에 도시하듯이 진동판(28)의 외측 변부에는 진동충격을 완화할 수 있는 단면이 "ㄷ"형인 원형의 테두리보호링(38)을 하나 이상 삽입하여 비교적 얇은 진동판(28)이 외측 변부를 초음파진동의 진동충격을 완화하여 균열 또는 파열로부터 보호할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 테두리보호링(38)은 합성수지, 고무, 실리콘 등 공지된 모든 연질의 재질로 될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예로서, 위와 같은 본 발명에 따른 진동판(28)을 갖는 초음파발생기는 이러한 진동판을 다양한 각도로 배치할 수 있다.
이를 위하여, 예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 5에서 보인 바와 같이, 초음파발생동체(18)의 축선에 정렬되는 축선을 갖는 연결봉(26)에 진동판(28)을 연결고정하는 경우, 진동판(28)의 축선이 초음파발생동체(18)의 축선과 정렬되어 초음파발생동체(18)가 수직 또는 수평으로 배치되는 겻에 따라 진동판(28)의 축선이 수직 또는 수평으로 배치된다. 따라서, 초음파의 발생 및 확산 방향이 수직 또는 수평의 방향으로 향할 수 있으며 그 밖의 진동판(28)의 배치각도는 초음파발생동체(18)의 배치각도에 따를 것이다.
도 6은 초음파발생동체(18)와 진동판(28)을 연결하여 주는 연결봉(26)이 "ㄱ"자형인 것을 보인 것으로, 이는 초음파발생동체(18)가 수직으로 배치되는 경우 진동판(28)의 축선이 수평으로 배치되는 구조인데 이는 본 발명 초음파발생기의 배치방법을 다양하게 할 수 있도록 한다. 또한, 도 7은 초음파발생동체(18)와 진동판(28)을 연결하여 주는 연결봉(26)이 "S"자형의 형태인 것을 보인 것으로, 초음파발생동체(18)가 수평으로 배치되는 경우 진동판(28)의 축선이 수평으로 배치되는 구조인데 이 역시 본 발명 초음파발생기의 배치방법을 다양하게 할 수 있도록 한다. 또한, 여기서는 "ㄱ"자 형과 "S"자 형을 보이나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 기타 모든 형태로 형성되거나 가변되는 연결봉(26)을 포함한다.
이상, 전술한 본 발명의 내용은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10, 12: 전극, 14: 압전소자, 16: 압전장치, 18: 초음파발생동체, 20: 지지동체, 22: 연결동체, 24: 소경연결동체, 26: 연결봉, 28: 진동판, 30, 32: 결함너트, 34: 기부, 36: 굴곡부, 38: 테두리보호링.

Claims (8)

  1. 압전소자를 구비하고 전압이 인가되면 초음파를 출력하는 초음파발생부와, 스피커 혼의 형태인 진동판과, 상기 초음파발생부 및 진동판을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 출력된 초음파를 상기 진동판에 전달하여 상기 진동판을 통하여 상기 초음파를 발산하는 초음파발생기에 있어서,
    상기 진동판은 상기 연결부에 연결된 지점으로부터 외측 변부를 향할수록 두께가 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동판은 전면에 동심원 상으로 형성된 하나 이상의 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진동판의 외측 변부에는 진동충격을 완화하는 테두리보호링이 하나 이상 삽입되는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 복수로 구비되고 서로 연이어서 연결되되 상기 초음파발생부로부터 멀어질수록 직경이 상대적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 티타늄 재질인 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진동판은 티타늄 재질인 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 직선 또는 직선 이외의 형태로 되는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 직선 이외의 형태는 "ㄱ"자 형 또는 "S"자 형을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파발생기.
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