KR101098277B1 - 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형 - Google Patents

수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형 Download PDF

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조요한
전영식
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Abstract

본 발명은 전압 인가시 진동하여 음파를 발생시키고 상기 물체로부터 반사된 음파를 감지하여 전기적인 신호로 변환하도록 이루어지는 압전소자와, 중공을 구비하는 원통 형상으로 형성되며 상기 압전소자를 수용하도록 이루어지는 하우징과, 상기 압전소자와 신호를 교환하거나 상기 압전소자에 전원을 공급할 수 있도록 상기 하우징의 내부로 삽입되는 케이블과, 상기 하우징의 일단에서 상기 케이블을 지지할 수 있게 상기 케이블을 감싸도록 배치되는 케이블 하우징, 및 상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징과의 경계면으로 유체가 스며드는 것을 제한하도록 상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징 사이에 충전되는 실링부재를 포함하는 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 제조 금형을 제공한다.

Description

수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형{UNDERWATER ACOUSTIC TRANSDUCER, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND MOLD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 수중에서 물체의 위치와 거리를 감지할 수 있는 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형에 관한 것이다.
수중 음파는 물입자의 변위에 따른 압력의 변화로 나타나는 현상으로서 이를 이용하면 수중에 존재하는 임의의 표적에 대한 탐지가 가능하다. 수중음파의 발생이나 발생된 음파를 감지하는 수단으로서 압전현상을 이용한다.
압전소재의 압전현상을 이용하여 수중에서 전기적 에너지를 음향에너지로 또는 음향에너지를 전기적에너지로 변환하는 기능을 갖는 센서를 통칭하여 수중 음향트랜스듀서라고 한다.
수중 음향 트랜스듀서는 음파를 방사하고, 물체로부터 반사되어 되돌아오는 반사파를 이용하여 수상 및 수중 표적을 탐지할 수 있도록 이루어진다. 수중 음향 트랜스듀서는 신호 및 전원 케이블을 통해 주장비와 연결되어 신호를 교환하고, 전원을 공급받는다.
일반적으로 케이블을 수중 음향 트랜스듀서와 연결하기 위해 커넥터를 사용한다. 커넥터가 사용되는 경우 생산비용이 증가하게 되며, 커넥터에서 신호의 품질 저하가 발생하는 문제가 있다. 따라서 보다 경제적이고, 신호의 품질이 유지될 수 있는 케이블 수밀 구조를 갖는 수중 음향 트랜스듀서가 고려될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 하우징 내부로 삽입되는 케이블의 수밀이 유지될 수 있는 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 제조 금형을 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 수중 음향 트랜스듀서는 전압 인가시 진동하여 음파를 발생시키고 상기 물체로부터 반사된 음파를 감지하여 전기적인 신호로 변환하도록 이루어지는 압전소자와, 중공을 구비하는 원통 형상으로 형성되며 상기 압전소자를 수용하도록 이루어지는 하우징과, 상기 압전소자와 신호를 교환하거나 상기 압전소자에 전원을 공급할 수 있도록 상기 하우징의 내부로 삽입되는 케이블과, 상기 하우징의 일단에서 상기 케이블을 지지할 수 있게 상기 케이블을 감싸도록 배치되는 케이블 하우징, 및 상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징과의 경계면으로 유체가 스며드는 것을 제한하도록 상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징 사이에 충전되는 실링부재를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 실링부재와 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과의 각각의 경계면은 상기 실링부재가 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되도록 상기 실링부재가 용융 후 응고되어 형성된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 수중 음향 트랜스듀서는 상기 케이블 하우징을 감싸도록 형성되고, 상기 케이블 하우징을 압축하도록 상기 하우징에 나사 결합되는 너트를 더 포함한다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 케이블과 케이블 하우징을 표면처리하는 단계와, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징 사이에 실링부재가 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합될 수 있도록 빈공간을 구비하는 금형에 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징을 안치시키는 단계와, 상기 실링부재를 형성하는 용융 상태의 재료를 상기 금형의 내부로 주입하는 단계, 및 상기 금형을 폐쇄하여 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 형성하는 몰딩 단계를 포함하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법을 개시한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 표면처리하는 단계는 상기 케이블과 상기 케이블 하우징의 표면을 세척하는 단계와, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징의 상기 재료와 맞닿는 부분을 샌딩하는 단계와, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징에 프라이머를 도포하는 단계, 및 상기 케이블과 상기 케이블 하우징에 접착제를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 몰딩 단계 후에는 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 순환식 건조 방법으로 기설정된 조건 하에서 건조하도록 이루어지는 건조 단계를 거칠 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 건조 단계 후에는 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재의 절연 저항을 검사하도록 이루어지는 검사 단계를 거칠 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 포함한 어느 일부분이 안착될 수 있도록 일면에서 리세스되는 제1리세스부를 구비하는 제1금형과, 제1금형의 일면에 결합되고 상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 포함한 다른 일부분을 덮을 수 있도록 일면에서 리세스되는 제2리세스부를 구비하는 제2금형, 및 상기 제2금형을 덮도록 이루어지는 제3금형을 포함하고, 상기 제1 및 제2금형은 상기 제1 및 제2금형의 결합시 상기 케이블과 상기 케이블 하우징이 상기 제1 및 제2리세스부에 의해 형성되는 내부 공간에 배치될 수 있도록 이에 대응되는 형상을 가지고, 상기 제1 및 제2금형에 용융된 상태로 주입되는 재료가 응고되어 상기 케이블 및 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 형성할 수 있도록 이루어지는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 금형을 개시한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2리세스부는 상기 실링부재가 상기 케이블을 보강할 수 있게 상기 케이블 하우징이 상기 케이블을 덮는 면적보다 넓은 면적을 커버하도록 리세스된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2리세스부는 상기 실링부재에 형성되는 삽입부가 상기 하우징에 형성되는 삽입홈에 끼워질 수 있도록 상기 삽입부와 대응되게 리세스된다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 케이블 및 케이블 하우징 사이에 실링부재가 충전된다. 그 결과, 하우징에 삽입되는 케이블의 수밀성이 향상될 수 있으며, 별도의 커넥터를 사용하지 않으므로, 센서의 품질이 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 음향 트랜스듀서를 보인 개념도.
도 2 및 3은 실링부재가 케이블 및 케이블 하우징과 결합된 것을 보인 사시도 및 단면도.
도 4는 실링부재가 케이블 및 케이블 하우징과 일체로 결합될 수 있는 제조 금형을 보인 개념도.
도 5는 도 4에 도시된 제조 금형의 분해 사시도.
도 6은 도 4에 도시된 제조 금형을 이용한 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명에 관련된 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 음향 트랜스듀서(100)를 보인 개념도이고, 도 2 및 3은 실링부재(143)가 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 결합된 것을 보인 사시도 및 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 수중 음향 트랜스듀서(100)는 음파를 발생시키고, 물체로부터 반사된 음파를 감지하여 물체의 위치 및 거리를 탐지할 수 있도록 이루어진다. 수중 음향 트랜스듀서(100)는 진동체(110), 하우징(120), 음향윈도우(130), 케이블 조립체(140)를 포함한다.
진동체(110)는 전면추(111), 압전소자(112), 후면추(113) 및 장력볼트(114)를 포함한다. 진동체(110)는 압전소자(112)의 압전현상을 이용한다. 압전현상은 특정한 소재에 기계적인 힘(압축력 또는 인장력)을 인가하면 전압이 발생하고, 소재의 양단간에 인가하는 전압의 극성을 바꾸어 번갈아 인가하면 소재가 수축 및 팽창하는 현상을 말한다.
전면추(111)는 압전소자(112)에서 발생된 진동을 음향윈도우(130)로 전달하고, 물체로부터 반사된 음파를 압전소자(112)로 전달한다. 전면추(111)에는 장력볼트(114)가 결합할 수 있도록 나사구멍이 형성된다.
압전소자(112)는 전압을 인가받아 전면추(111)를 진동시키고, 음향윈도우(130)를 통해 음파를 발생시킨다. 또한, 압전소자(112)는 외부 물체로부터 음향윈도우(130)를 통해 전면추(111)로 전달된 진동을 전기적 신호로 변환시킨다. 압전소자(112)의 전방은 전면추(111)에 접하고, 후방은 후면추(113)에 접한다.
후면추(113)는 압전소자(112)의 후방에 배치되고, 장력볼트(114)가 삽입되어 전면추(111) 및 압전소자(112)와 결합될 수 있도록 중공을 구비한다.
장력볼트(114)는 후면추(113)에서 전면추(111) 방향으로 삽입되어 전면추(111)가 후면추(113)에 고정되도록 한다.
하우징(120)은 중공을 구비하는 원통 형상으로 형성되며, 진동체(110)를 수용하고 외부 충격으로부터 진동체(110)를 보호한다. 하우징(120)의 전방 개구는 음향윈도우(130)에 의해 폐쇄되고, 후방 개구에는 압전소자(112)와 연결되는 케이블(141)이 통과할 수 있도록 케이블 통로(123a)가 형성되며, 케이블(141)의 주위는 실링(sealing)되는 것이 바람직하다.
음향윈도우(130)는 전면추(111)가 배치되는 하우징(120)의 전방 개구에 결합되고, 전면추(111)의 진동을 전달받아 수중 공간으로 음파를 발생시킨다. 또한, 음향윈도우(130)는 물체로부터 반사된 음파의 진동을 수용하여 전면추(111)로 전달한다.
케이블 조립체(140)는 케이블(141), 케이블 하우징(142), 실링부재(143) 및 너트(144)를 포함한다. 케이블 조립체(140)는 하우징(120) 내부로 삽입되어 압전소자(112)와 연결되는 케이블(141)이 수밀을 유지할 수 있도록 한다.
케이블(141)은 압전소자(112)와 신호를 교환하거나 압전소자(112)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 케이블(141)은 하우징(120)의 후방 개구에 형성되는 케이블 통로(123a)로 삽입되어 압전소자(112)와 연결된다.
케이블 하우징(142)은 하우징(120)의 후방 개구에 인접하여 배치된다. 케이블 하우징(142)은 케이블(141)을 감싸도록 배치되어 케이블(141)을 지지한다. 케이블 하우징(142)은 너트(144)의 나사 결합시 압축될 수 있게 하우징(120)의 후방 개구에 가까워질수록 넓은 면적을 갖는 깔대기형으로 형성될 수 있다.
실링부재(143)는 케이블(141) 및 케이블 하우징(142) 사이에 형성된다. 실링부재(143)는 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과의 경계면으로 유체가 스며드는 것을 방지하도록 이루어진다. 실링부재(143)는 수밀성을 갖는 재료, 예를 들어, 고무, 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.
실링부재(143)는 용융 후 응고되어 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 일체로 결합될 수 있다. 이에 의하면, 수밀성이 향상되고, 실링부재(143)를 정확한 치수에 맞춰 가공할 필요가 없으며, 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 결합하는 별도의 과정이 불필요하여 생산성이 향상될 수 있다.
실링부재(143)는 하우징(142)에 삽입될 수 있는 삽입부(143a)를 포함한다. 삽입부(143a)는 하우징(120)에 형성되는 삽입홈(123b)에 장착된다. 삽입부(143a)의 외측면은 삽입홈(123b)의 내측벽에 밀착 고정되어 유체가 스며드는 것을 방지한다.
너트(144)는 케이블 하우징(142)을 감싸도록 형성되고, 하우징(120)에 결합된다. 너트(144)는 케이블(141), 케이블 하우징(142), 및 실링부재(143)가 하우징(120)과 견고히 결합될 수 있도록 한다. 너트(144)는 하우징(120)에 나사 결합되도록 형성될 수 있으며, 나사 결합시 너트(144)는 케이블 하우징(142)을 압축하여 보다 완벽한 수밀이 유지될 수 있도록 한다.
도 2 및 3을 참조하면, 실링부재(143)는 케이블(141), 케이블 하우징(142) 및 하우징(120)에 의해 형성되는 공간을 모두 밀폐하도록 형성된다. 실링부재(143)는 케이블 하우징(142)의 일단부 보다 넓은 면적의 케이블(141)을 커버하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여 케이블 하우징(142)이 케이블(141)을 지지하는 경계면에서 발생할 수 있는 응력의 집중을 최소화하여 케이블(141)이 구조적으로 보강될 수 있다.
실링부재(143)는 삽입부(143a)가 십입홀(123b)에 끼워짐으로써 하우징(123)과 결합된다. 실링부재(143)의 견고한 결합을 위해 케이블 하우징(142)을 감싸는 너트(144)가 하우징(123)에 결합될 수 있다.
실링부재(143)는 고무 또는 폴리우레탄과 같은 부드러운 재질로 형성될 수 있다. 특히 실링부재(143)가 고무로 형성되는 경우, 해수의 흡수율이 폴리우레탄보다 적으므로 센서의 장기적인 신뢰성 향상에 유리하다.
실링부재(143)는 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 일체로 결합될 수 있다. 따라서 하우징(123)에 삽입되는 케이블(141)의 수밀성이 향상될 수 있고, 이에 따라 센서의 품질이 유지될 수 있다.
이하, 실링부재(143)가 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 일체로 결합될 수 있는 제조 금형 및 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 실링부재(143)가 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 일체로 결합될 수 있는 제조 금형(200)을 보인 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제조 금형(200)의 분해 사시도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 제조 금형(200)은 제1금형(210), 제2금형(220), 제3금형(230)을 포함한다.
제1금형(210)은 일면에서 리세스되는 제1리세스부(211)를 구비한다. 제1리세스부(211)는 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 포함한 어느 일부분이 안착될 수 있도록 이에 대응되는 형상을 갖는다.
제2금형(220)은 제1금형(210)의 상면에 결합된다. 제2금형(220)은 제1금형(210)과 마주보는 일면에서 리세스되는 제2리세스부(221)를 구비한다. 제2리세스부(221)는 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 포함한 다른 일부분이 안착될 수 있도록 이에 대응되는 형상을 갖는다.
제1 및 제2리세스부(211, 221)는 케이블 하우징(142)이 케이블(141)을 덮는 면적 및 삽입부(143a)가 케이블(141)을 덮는 면적보다 넓은 면적의 케이블(141)을 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 제조 금형(200)에 의해 형성되는 실링부재(143)는 케이블(141)을 구조적으로 보강하며, 케이블(141)이 하우징(120)의 내부로 삽입되는 부분을 밀폐한다.
제1 및 제2리세스부(211, 221)는 제1 및 제2금형(210, 220)이 결합될 때 케이블(141)과 케이블 하우징(142)이 안착될 수 있고, 실링부재(143)가 형성될 수 있는 내부 공간을 형성한다.
제3금형(230)은 제2금형(220)을 덮도록 제2금형(220)의 상면에 결합된다. 제3금형(230)은 제조 금형(200)의 내부 공간에 용융 재료를 투입 후 제조 금형(200)을 폐쇄하고, 재료를 압축하는 역할을 한다.
케이블(141) 및 케이블 하우징(142)이 제1 및 제2금형(210, 220)에 안착되고, 제3금형(230)이 폐쇄되며, 제2금형(220)에 형성되는 주입홀(222)을 통해 용융 상태의 재료가 주입된 후, 압축 성형과정을 거친다. 용융 상태의 재료는 응고되어 실링부재(143)를 형성하고, 실링부재(143)는 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)에 일체로 결합되게 된다. 상기 재료는 예를 들어, 고무 또는 폴리우레탄이 될 수 있다.
각각의 제조 금형(200)은 일면에 돌기(223a, 233a) 및 삽입홈(213, 223b)이 형성될 수 있다. 어느 하나의 제조 금형(200)의 돌기(223a, 233a)는 이와 마주보고 배치되는 제조 금형(200)의 삽입홈(213, 223b)에 삽입되어 각각의 제조 금형(200)이 정확한 위치를 맞출 수 있도록 가이드한다.
이하, 상기 제조 금형(200)을 이용한 수중 음향 트랜스듀서(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 도 4에 도시된 제조 금형(200)을 이용한 수중 음향 트랜스듀서(100)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 수중 음향 트랜스듀서(100)의 제조 방법은 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 표면처리하는 단계(S100), 제조 금형(200)에 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 안치시키는 단계(S200), 용융 상태의 재료를 제조 금형(200)의 내부로 주입하는 단계(S300) 및 실링부재(143)를 형성하는 몰딩 단계(S400)를 포함한다.
케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 표면처리하는 단계(S100)는 케이블(141)과 케이블 하우징(142)의 표면을 세척하는 단계, 케이블(141)과 케이블 하우징(142)의 몰딩 부분을 샌딩하는 단계 및 케이블(141)과 케이블 하우징(142)에 프라이머와 접착제를 도포하는 단계를 포함한다.
먼저, 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 검사하여 케이블(141)과 케이블 하우징(142)에 결함이 있는지 확인한다. 이를 위해 육안 검사 및 치수 검사 등을 수행할 수 있다.
케이블(141)과 케이블 하우징(142)의 표면을 세척하는 단계에서는 절삭유 등의 유지분과 잔유물을 완전히 제거한다. 케이블(141)과 케이블 하우징(142)의 몰딩 부분을 샌딩하는 단계에서는 몰딩 부분을 제외한 부분은 마스킹 처리하고, 몰딩 부분을 샌딩 후, 마스킹을 제거한다. 먼지 및 유지분 등을 제거하기 위해 세척 작업을 거칠 수 있다.
이후, 프라이머와 접착제의 도포 및 건조과정을 거치게 된다. 건조시에는 25℃, 15% 이내의 습도, 4시간의 건조 조건을 맞추는 것이 바람직하다. 성형 준비에 앞서 다시 한 번 표면을 검사할 수 있다.
성형을 위해 제1, 제2, 제3금형(210, 220, 230)을 예열한다. 온도는 예를 들어, 165℃ 이상이 될 수 있다. 도 4 및 5에서 설명한 제1 및 제2금형(210, 220)의 내부에 케이블(141)과 케이블 하우징(142)을 안치시키고, 제3금형(230)을 제2금형(220)의 상면을 덮도록 장착하여 제조 금형(200)을 폐쇄 후, 주입홀(222)을 통해 용융 상태의 재료를 제조 금형(200)의 내부로 주입하여 압축 성형한다.
성형을 위해 제조 금형(200)의 온도는 170℃로 유지되고, 30분간 200TON의 압력이 가해지도록 할 수 있다. 성형 단계에서는 내부에 공기가 차지 않도록 공기를 빼는 작업을 수회 실시할 수 있다.
성형 후에는 각각의 제조 금형(200)을 분리하는 탈형 단계를 거친다. 제조 금형(200)의 분리시 좌우의 편차없이 힘을 가하여 실링부재(143)의 변형이 일어나지 않도록 한다. 탈형 즉시 케이블(141)의 일단을 고정하고, 타단을 기설정된 힘으로 당겨서 케이블(141)을 직선화한 후 냉각 처리를 한다. 케이블(141)을 당길 때의 힘은 예를 들어, 30kgf가 될 수 있다.
건조 단계에서는 케이블(141)과 케이블 하우징(142)과 일체로 결합되는 실링부재(143)를 순환식 건조 방법으로 기설정된 조건 하에서 건조하도록 이루어진다. 예를 들어, 실링부재(143)의 전·후면 및 측면이 80℃가 유지되는 곳에서 72시간 동안 순환식으로 건조될 수 있다.
건조 단계 후에는 사상 및 검사 단계를 거친다. 사상 단계에서는 성형시 제조 금형(200)에 의해 형성되는 경계선, 즉 파팅라인을 제거한다.
검사단계는 절연저항, 접착상태, 기포 검사 단계를 포함한다. 절연저항 검사단계에서는 기설정된 조건 하에서 침수 후 절연 저항을 측정한다. 케이블(141)의 침수시에는 케이블(141)의 양단을 진공 처리하여 내부에 습기가 차지 않도록 한다. 실링부재(143)는 예를 들어, 온도 25℃에서 24시간 침수 후 D.C. 2200V에서 100GΩ 이상이면 절연저항의 기준을 통과할 수 있다.
이후, 실링부재(143)와 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)의 접착상태와 실링부재(143)의 기포, 흠집 여부를 초음파 측정기를 통하여 검사한다.
케이블(141)을 하우징(120)에 삽입하기 위해 실링부재(143)의 삽입부(143a)를 하우징(120)의 삽입홈(123a)에 끼워넣는다. 삽입부(143a)의 측면은 삽입홈(123a)의 내측벽에 밀착되어 외부로부터 유체가 스며드는 것을 방지한다.
케이블 하우징(142)을 감싸며, 하우징(120)에 나사 결합되는 너트(144)를 결합하여 케이블(141), 케이블 하우징(142) 및 실링부재(143)가 하우징(120)과 견고히 결합될 수 있도록 한다. 너트(144)는 나사 결합됨에 따라 케이블 하우징(142)을 압축하여 보다 완벽한 수밀이 유지될 수 있도록 한다. 결합후, 실링부재(143)와 하우징의 접착상태 및 실링부재(143)의 기포, 흠집 여부를 초음파 측정기를 통하여 검사한다.
나머지 구성 부품인 진동체(110) 및 음향윈도우(130) 등을 조립하는 단계를 거쳐 도 1의 수중 음향 트랜스듀서(100)가 제조될 수 있다.
상기의 제조 방법에 의하면, 실링부재(143)는 용융 후 응고되어 케이블(141) 및 케이블 하우징(142)과 일체로 결합된다. 따라서 하우징(120)에 삽입되는 케이블(141)의 수밀성이 향상될 수 있고, 이에 따라 센서의 품질이 유지될 수 있다.
이상에서 설명한 수중 음향 트랜스듀서, 이의 제조 방법 및 이의 제조 금형은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 수중에서 물체의 위치와 거리를 감지하는 수중 음향 트랜스듀서에 있어서,
    전압 인가시 진동하여 음파를 발생시키고, 상기 물체로부터 반사된 음파를 감지하여 전기적인 신호로 변환하도록 이루어지는 압전소자;
    중공을 구비하는 원통 형상으로 형성되며, 상기 압전소자를 수용하도록 이루어지는 하우징;
    상기 압전소자와 신호를 교환하거나 상기 압전소자에 전원을 공급할 수 있도록 상기 하우징의 내부로 삽입되는 케이블;
    상기 하우징의 일단에서 상기 케이블을 지지할 수 있게 상기 케이블을 감싸도록 배치되는 케이블 하우징; 및
    상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징과의 경계면으로 유체가 스며드는 것을 제한하도록 상기 케이블, 상기 케이블 하우징 및 상기 하우징 사이에 충전되는 실링부재를 포함하고,
    상기 실링부재와 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과의 각각의 경계면은 상기 실링부재가 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되도록 상기 실링부재가 용융 후 응고되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블 하우징을 감싸도록 형성되고, 상기 케이블 하우징을 압축하도록 상기 하우징에 나사 결합되는 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서.
  4. 케이블과 케이블 하우징 사이에 실링부재를 형성하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법에 있어서,
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 표면처리하는 단계;
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징 사이에 상기 실링부재가 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합될 수 있도록 빈공간을 구비하는 금형에 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징을 안치시키는 단계;
    상기 실링부재를 형성하는 용융 상태의 재료를 상기 금형의 내부로 주입하는 단계; 및
    상기 금형을 폐쇄하여 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 형성하는 몰딩 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 표면처리하는 단계는,
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징의 표면을 세척하는 단계;
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징의 상기 재료와 맞닿는 부분을 샌딩하는 단계;
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징에 프라이머를 도포하는 단계; 및
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징에 접착제를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 몰딩 단계 후에는 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 순환식 건조 방법으로 기설정된 조건 하에서 건조하도록 이루어지는 건조 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 건조 단계 후에는 상기 케이블 및 상기 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재의 절연 저항을 검사하도록 이루어지는 검사 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 방법.
  8. 케이블과 케이블 하우징 사이에 실링부재를 형성하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 금형에 있어서,
    상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 포함한 어느 일부분이 안착될 수 있도록 일면에서 리세스되는 제1리세스부를 구비하는 제1금형;
    제1금형의 일면에 결합되고, 상기 케이블과 상기 케이블 하우징을 포함한 다른 일부분을 덮을 수 있도록 일면에서 리세스되는 제2리세스부를 구비하는 제2금형; 및
    상기 제2금형을 덮도록 이루어지는 제3금형을 포함하고,
    상기 제1 및 제2금형은,
    상기 제1 및 제2금형의 결합시 상기 케이블과 상기 케이블 하우징이 상기 제1 및 제2리세스부에 의해 형성되는 내부 공간에 배치될 수 있도록 이에 대응되는 형상을 가지고, 상기 제1 및 제2금형에 용융된 상태로 주입되는 재료가 응고되어 상기 케이블 및 케이블 하우징과 일체로 결합되는 상기 실링부재를 형성할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 금형.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리세스부는 상기 실링부재가 상기 케이블을 보강할 수 있게 상기 케이블 하우징이 상기 케이블을 덮는 면적보다 넓은 면적을 커버하도록 리세스되는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 금형.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리세스부는 상기 실링부재에 형성되는 삽입부가 상기 하우징에 형성되는 삽입홈에 끼워질 수 있도록 상기 삽입부와 대응되게 리세스되는 것을 특징으로 하는 수중 음향 트랜스듀서의 제조 금형.
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