KR200312996Y1

KR200312996Y1 - 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기

Info

Publication number: KR200312996Y1
Application number: KR20-2003-0003351U
Authority: KR
Inventors: 임태영
Original assignee: 임태영
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2003-05-16

Abstract

본 고안은 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 관한 것으로서, 특히, 자려식 발진회로를 통하여 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기를 개선시켜, 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용함으로써 초음파의 출력 주파수 대역의 변화가 발생하지 않으며 휴대가 용이하면서도 장시간 사용이 가능하도록 하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상부케이싱(110)과 하부케이싱(120)으로 이루어진 몸체부(100)와; 패널형태로 일측은 상기 몸체부(100)의 내부에 위치하여 초음파를 발진시키는 압전소자(210)가 구비되어 있으며, 타측은 상기 몸체부(100)의 일측으로 돌출된 블레이드(220)로 이루어진 진동부(200)와; 상기 몸체부(100)의 내부에 구비되어 일정량의 전원을 충전 가능한 배터리(300)와; 상기 몸체부(100)의 상부케이싱(110) 외면에 마련된 스위치(410)와, 상기 몸체부(100)의 내부에 위치하여 상기 배터리(300)로부터 상기 압전소자(210)로 공급되는 전원을 제어하는 피씨비(420)로 이루어진 제어부(400)로 구성되어, 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기에 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용시킴으로써 임피던스가 높아 휴대용으로도 적은 전류를 통한 장시간 사용이 가능하며, 압전소자의 중앙을 지지함으로써 출력되는 초음파의 주파수 대역 변화가 발생하지 않아 발진회로의 제어가 용이하여 압전진동기기의 피부미용 효과를 증대시키는 동시에 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기 {Piezo-electric vibration unit using a ultrasonic}

본 고안은 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 관한 것으로서 특히, 자려식 발진회로를 통하여 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기를 개선시켜, 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용함으로써 초음파의 출력 주파수 대역의 변화가 발생하지 않으며 휴대가 용이하면서도 장시간 사용이 가능하도록 하기 위한 장치로써, 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기에 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용시킴으로써 임피던스가 높아 휴대용으로도 적은 전류를 통한 장시간 사용이 가능하며, 압전소자의 중앙을 지지함으로써 출력되는 초음파의 주파수 대역 변화가 발생하지 않아 발진회로의 제어가 용이하여 압전진동기기의 피부미용 효과를 증대시키는 동시에 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파란 사람의 귀로는 소리로서 느낄 수 없는 주파수로 약 20,000Hz 이상의 음파를 지칭하는 것으로, 초음파는 본질적으로는 가청범위의 음파와 성질이 같으나, 주파수가 높고 따라서 파장이 짧기 때문에 상당히 강한 진동이 생기므로 보통의 소리에서는 볼 수 없는 성질도 나타내며, 이러한 초음파는 반도체를 이용한 초음파발진기를 통하여 인위적으로 발생시키게 된다.

상기와 같은 초음파발진기는 전기적 신호를 기계적인 변형으로 변환시키는 압전소자에 의하여 이루어지며, 세라믹을 주재료로 하며, 상기와 같이 작동하는 압전소자는 최근에 들어, 압전 착화 소자, 초음파 진동자, 세라믹 필터 소자 등 각종의 압전분야에 활용되고 있다.

또한, 이러한 압전소자가 초음파를 발진시키도록 구성된 발진회로는 크게 자려식 발진회로와 타려식 발진회로로 나뉘어지며, 자려식 발진회로는 저항, 콘덴서, 인덕턴스와 같은 소자들을 이용한 발진회로이며, 타려식 발진회로는 IC와 같은 능동소자를 이용한 발진회로이다.

도 1은 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기를 도시하는 사시도이며, 도 2종래의 초음파를 이용한 압전진동기기에 대한 진동부를 도시하는 단면도이고, 도 3은 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기를 도시하는 회로도이다.

종래의 초음파를 이용한 압전진동기기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 금속캡(11)의 내측에 압전소자(12)가 구비된 진동부(10)와, 아답터(21)로 이루어진 전원부(20)와; 상기 전원부(20)를 통하여 전원을 공급받아 스위치(31)로 제어되는 제어부(30)와; 상기 진동부(10)와 제어부(30)를 포함하는 몸체부(40)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 아답터(21)를 콘센트에 꽂게 되면, 상기 전원부(20)에서는 상기 아답터(21)를 통하여 감압된 전원을 상기 몸체부(40)의 내부에 구비된 제어부(30)로 공급하며, 이후, 상기 제어부(30)는 스위치(31) 제어에 따라 상기 압전소자(12)로 전원을 공급하게 되어, 금속캡(11)의 내측에 고정된 상기 압전소자(12)가 도면상 상하방향으로 약 1MHz 주파수 대역의 진동을 발생시키게 되며, 사용자는 상기와 같이 압전소자(12)에서 발생된 진동을 전달하게 되는 상기 금속캡(12)을 원하고자 하는 신체부위에 접촉하도록 몸체부(40)를 잡고 이동시키게 되는 것이다.

이와 같은 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기에 대한 회로도를 살펴보면 도 3에 도시된 바와 같이, 아답터를 통하여 전원부(20)로 입력된 전원은 제어부(30)에서 R(저항), C(콘덴서), Q(트랜지스터), T(트랜스)의 회로구성에 의하여 압전소자로 발진될 초음파의 주파수가 결정되며, T1, Q1, Q5에 의하여 구동된 AC파형은 진동부(10)의 T2에서 승압되어 압전소자(12)에 입력됨으로써 초음파 출력이 이루어지게 되는 것이다.

그러나, 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기는 발진회로가 R, C, Q 등으로 이루어진 자려식 발진회로로 이루어져 있는 동시에, 압전소자에서 두께방향의 진동이 발진되기 때문에, 임피던스가 낮아 많은 전원이 요구됨으로써 효율이 매우 낮을 뿐 아니라, 이에 따라, 전원을 공급하기 위한 아답터를 통하여 전원선이 항상 몸체부에 연결되어 있어야 하기 때문에 휴대가 불편할 뿐 아니라, 사용상의 편의성이 떨어지게 되며, 사용자의 피부에 접촉하게 되는 진동부에 직접 압전소자가 고정되어 있어 출력되는 초음파의 주파수 특성이 급격히 변함으로써, 발진되는 초음파의 주파수를 고르게 출력시키기 위한 제어가 난해하다는 기술상의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기에 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용시킴으로써 임피던스가 높아 휴대용으로도 적은 전류를 통한 장시간 사용이 가능하며, 압전소자의 중앙을 지지함으로써 출력되는 초음파의 주파수 대역 변화가 발생하지 않아 발진회로의 제어가 용이하여 압전진동기기의 피부미용 효과를 증대시키는 동시에 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 제공하고자 한다.

이러한 본 고안은 상부케이싱과 하부케이싱으로 이루어진 몸체부와; 패널형태로 일측은 상기 몸체부의 내부에 위치하여 초음파를 발진시키는 압전소자가 구비되어 있으며, 타측은 상기 몸체부의 일측으로 돌출된 블레이드로 이루어진 진동부와; 상기 몸체부의 내부에 구비되어 일정량의 전원을 충전 가능한 배터리와; 상기 몸체부의 상부케이싱 외면에 마련된 스위치와, 상기 몸체부의 내부에 위치하여 상기 배터리로부터 상기 압전소자로 공급되는 전원을 제어하는 피씨비로 이루어진 제어부로 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기를 도시하는 사시도,

도 2는 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기에 대한 진동부를 도시하는

단면도,

도 3은 종래의 초음파를 이용한 압전진동기기를 도시하는 회로도,

도 4는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는 사시도,

도 5는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는

분해사시도,

도 6은 도 4의 A-A선의 단면도,

도 7은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 진동부를

도시하는 평면도,

도 8은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 몸체부의

상부케이싱을 도시하는 배면도,

도 9는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는 회로도,

도 10은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 다른

실시예의 진동부를 도시하는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 케이싱 110 : 상부케이싱

111 : 지지핀 120 : 하부케이싱

121 : 고정돌기 200 : 진동부

210 : 압전소자 211 : 지지고무

220 : 블레이드 221 : 절곡부

222 : 고정탭 300 : 배터리

400 : 제어부 410 : 스위치

420 : 피씨비 421 : 지지핀공

500 : 충전기

본 고안의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는 사시도이며, 도 5는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는 분해사시도이고, 도 6은 도 4의 A-A선의 단면도이다.

또한, 도 7은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 진동부를 도시하는 평면도이며, 도 8은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 몸체부의 상부케이싱을 도시하는 배면도이고, 도 9는 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 도시하는 회로도이다.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기는, 상부케이싱(110)과 하부케이싱(120)으로 이루어진 몸체부(100)와; 패널형태로 일측은 상기 몸체부(100)의 내부에 위치하여 초음파를 발진시키는 압전소자(210)가 구비되어 있으며, 타측은 상기 몸체부(100)의 일측으로 돌출된 블레이드(220)로 이루어진 진동부(200)와; 상기 몸체부(100)의 내부에 구비되어 일정량의 전원을 충전 가능한 배터리(300)와; 상기 몸체부(100)의 상부케이싱(110) 외면에 마련된 스위치(410)와, 상기 몸체부(100)의 내부에 위치하여 상기 배터리(300)로부터 상기 압전소자(210)로 공급되는 전원을 제어하는 피씨비(420)로 이루어진 제어부(400)로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 상하 분리 가능한 상부케이싱(110)과 하부케이싱(120)으로 이루어지며, 상기 몸체부(100)의 내부에 진동부(200), 배터리(300), 제어부(400)가 구비되어 있다.

이때, 상기 진동부(200)의 블레이드(220)에는 상측면과 하측면에 각각 두 개씩의 압전소자(210)가 고정되어 있어, 상기 압전소자(210)가 진동하게 되면 사용자는 압전소자(210)에 의하여 진동하게 되는 상기 블레이드(220)를 원하고자 하는 피부 부위에 접촉시키게 된다.

상기 블레이드(220)에는 일정각도 경사지도록 절곡부(221)가 형성되어 있어, 상기 절곡부(221)를 피부에 용이하게 접촉 가능하다.

또한, 상기 진동부(200)의 압전소자(210)는 일반적으로 원판형상으로 성형하게 되며, 이러한 압전소자(210)는 제어부(400)로부터 전원을 공급받아 레디얼 방향으로의 진동을 발진시키게 된다.

이와 더불어, 상기 제어부(400)는 피씨비(PCB)로 이루어져 상기 몸체부(100)의 상부케이싱(110) 상측면에 마련된 스위치(410) 제어에 따라 배터리(300)로부터상기 압전소자(210)에 전원을 공급하게 되는 것이다.

또한, 상기 배터리(300)는 일정한 전원을 충전 가능하도록 구비되어 있는 동시에, 상기 제어부(400)와 연결되어 전원을 공급하게 되며, 상기 배터리(300)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 콘센트에 연결되어 있는 충전기(500)에 일정시간 거치 시켜 놓음으로써 자동 충전되는 것이다.

따라서, 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기를 사용하지 않을 때에는, 몸체부(100)를 상기 충전기(500)에 거치 시켜 놓게되면 자동으로 상기 배터리(300)로 충전이 이루어지며, 사용시에는 몸체부(100)를 상기 충전기(500)로부터 분리시켜 전원선 없이도 용이하게 사용할 수 있는 것이다.

이와 더불어, 상기 진동부(200)의 블레이드(220) 하측면에 구비된 상기 압전소자(210)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 그 중심점이 상기 몸체부(100)의 하부케이싱(120)에 지지고무(211)에 의하여 탄성 지지되도록 구성할 수 있다.

따라서, 상기 블레이드(220)에 고정되어 레디얼 방향으로 진동하게 되는 상기 압전소자(210)에 대하여, 변위가 발생하지 않는 압전소자(210)의 중심점을 상기 지지고무(211)로 몸체부(100)에 지지시켜, 상기 압전소자(210)의 초음파 출력을 최대화 할 수 있는 것이다.

이를 상세히 설명하면, 이러한 압전소자(210)는 공진 특성을 이용하므로 압전소자(210) 자체 또한 공진 특성을 가지게 되지만, 압전소자(210)가 기계적으로 자유로운 상태에서는 공진 곡선이 매우 첨예한 특성을 나타내게 되므로, 주파수에 따른 초음파 출력이 매우 급격하게 변할 수 있는 것이다.

즉, 압전소자(210)가 피부에 닿게 되면 공진 주파수가 변하므로 초음파 출력 또한 급격하게 변할 수 있게 됨으로, 이러한 단점을 보완하기 위해서 압전소자(210)를 기계적으로 구속하여 첨예도를 낮추어 공진 곡선을 부드럽게 함으로써 주파수에 따른 초음파 출력의 변화량을 최소화 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 진동부(200)의 블레이드(220)는 도 7에 도시된 바와 같이, 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단(B)이 상기 몸체부(100)의 상부케이싱(110)에 하측 방향으로 일체로 돌출 형성된 지지핀(111)에 의하여 지지되는 동시에, 변위가 발생하지 않는 선단(B)의 일측단부에 고정탭(222)이 형성되어 상기 몸체부(100)에 돌출 형성된 고정돌기(121)에 삽입되어 지지되도록 구성할 수 있다.

즉, 압전소자(210)가 상기 블레이드(220)의 상하면에 고정되어 레디얼 방향으로 진동을 하게되면, 상기 블레이드(220)는 레디얼 방향으로의 변위가 발생하게 되는데, 이러한 변위가 발생하지 않는 선단(B)을 미리 측정하여, 변위가 발생하지 않는 선단(B)을 표시하면 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(200)의 양측에 대칭하는 곡선 형태로 나타난다.

따라서, 상기 블레이드(220)에 대하여 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단(B)을 지지하게 되면 초음파의 출력이 감쇄되는 것을 최소화 할 수 있는 것이다.

이때, 상기 블레이드(220)에 대하여 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단(B)을 지지하기 위하여 상기 상부케이싱(110) 저면에 돌출 형성된지지핀(111)은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(220)에 대하여 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단(B)의 형상과 동일한 단면형상을 갖도록 형성하여, 상기 지지핀(111)이 상기 블레이드(220) 상의 변위가 발생하지 않는 선단(B)만을 지지하게 되며, 상기 지지핀(111)이 상기 블레이드(220)를 지지할 수 있도록, 상기 상부케이싱(110)과 블레이드(220) 사이에 위치한 제어부(400)의 피씨비(420)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 지지핀공(421)이 상기 지지핀(111)의 형상과 동일하게 관통 형성되어 있다.

이와 동시에, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(220)에는 상기와 같이 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단(B)의 일측단부에 고정탭(222)을 형성하고, 상기 고정탭(222)이 삽입되어 고정 가능한 고정돌기(121)를 몸체부(100)의 하부케이싱(120) 내면에 돌출 형성하여, 상기 블레이드(220)의 고정탭(222)에 상기 하부케이싱(120)의 고정돌기(121)를 삽입시켜 고정함으로써, 상기 블레이드(220)가 상기 몸체부(100)로부터 레디얼 방향으로 이동하는 것을 미연에 방지할 수도 있는 것이다.

이와 더불어, 상기 제어부(400)의 피씨비(420)는 타려식 발진회로로 이루어지는데, 이와 같은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 회로도를 살펴보면 도 9에 도시된 바와 같이, 배터리(300)로부터 제어부(400)로 전원이 공급되면, 상기 제어부(400)의 피씨비(420)에서는 IC를 구비한 발진기에서 발진 주파수를 설정하여 발진된 AC파형을 진동부(200)의 T1에서 승압되어 압전소자(210)로 입력됨으로써 초음파 출력을 얻을 수 있는 것이다.

상기와 같이 타려식 발진회로를 본 고안에 적용함으로써, 높은 임피던스를 통한 레디얼 방향으로 약 25kHz인 주파수로 진동을 발진시킬 수 있어, 효율이 높아 배터리(300) 전원으로도 장시간 사용이 가능할 뿐 아니라, 사용자가 상기 블레이드(220)를 신체부위에 접촉시켰을 때, 수동소자에 의한 주파수 변경이 발생하지 않아 최적의 주파수로 초음파 출력을 고르게 제어할 수 있기 때문에, 압전소자(210)의 수를 종래에 비하여 30% 줄여도 동일한 초음파 출력을 얻을 수 있는 것이다.

도 10은 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 다른 실시예의 진동부를 도시하는 평면도이다.

본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기에 대한 다른 실시예는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 진동부(200)의 압전소자(210)가 직사각 형상으로 상기 블레이드(220)의 상하측면에 길이방향으로 평행하게 각각 두 개씩 구성할 수 있으며, 이와 같이 상기 압전소자(210)의 형상을 직사각형으로 형성하고 이를 대략 '11'자 형태로 상기 블레이드(220)에 고정시킴으로써, 일반적으로 적용되는 원판형상의 압전소자(210)와 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

따라서, 본 고안의 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기는, 종래에 저항, 콘덴서, 트랜지스터 등으로 이루어져 약 1MHz의 두께방향 진동을 발생시키는 자려식 발진회로를 개선시켜, IC를 구비하여 약 25kHz의 레디얼방향 진동을 발생시키는 타려식 발진회로를 적용함으로써, 임피던스가 높아 적은 전원으로도 효율적으로 장시간 사용이 가능할 뿐 아니라, 이에 따라, 전원선 없이도 배터리(300)를 이용하여전원을 공급할 수 있어 휴대 및 사용이 용이한 것이다.

이와 더불어 사용자의 피부에 접촉하게 되는 진동부(200)의 지지부위를 변위가 발생하지 않는 곳에 설정함으로써, 출력되는 초음파의 주파수 특성이 급격히 변하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 발진되는 초음파의 주파수를 고르게 출력시키기 위한 제어가 용이한 이점이 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 초음파를 발진시켜 피부미용에 사용하는 압전진동기기에 타려식 발진회로를 이용한 레디얼 방향의 진동모드를 적용시킴으로써 임피던스가 높아 휴대용으로도 적은 전류를 통한 장시간 사용이 가능하며, 압전소자의 중앙을 지지함으로써 출력되는 초음파의 주파수 대역 변화가 발생하지 않아 발진회로의 제어가 용이하여 압전진동기기의 피부미용 효과를 증대시키는 동시에 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 고안인 것이다.

Claims

상부케이싱과 하부케이싱으로 이루어진 몸체부와;

패널형태로 일측은 상기 몸체부의 내부에 위치하여 초음파를 발진시키는 압전소자가 구비되어 있으며, 타측은 상기 몸체부의 일측으로 돌출된 블레이드로 이루어진 진동부와;

상기 몸체부의 내부에 구비되어 일정량의 전원을 충전 가능한 배터리와;

상기 몸체부의 상부케이싱 외면에 마련된 스위치와, 상기 몸체부의 내부에 위치하여 상기 배터리로부터 상기 압전소자로 공급되는 전원을 제어하는 피씨비로 이루어진 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기.
제 1항에 있어서, 상기 제어부의 피씨비는 타려식 발진회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기.
제 1항에 있어서, 상기 진동부의 블레이드 하측면에 구비된 상기 압전소자는 그 중심점이 상기 몸체부의 하부케이싱에 탄성재질에 의하여 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기.
제 1항에 있어서, 상기 진동부의 블레이드는 레디얼 방향으로의 변위가 발생하지 않는 선단이 상기 몸체부의 상부케이싱에 하측 방향으로 일체로 돌출 형성된 지지핀에 의하여 지지되는 동시에, 변위가 발생하지 않는 선단의 일측단부에 고정탭이 형성되어 상기 몸체부에 돌출 형성된 고정돌기에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기.
제 1항에 있어서, 상기 진동부의 압전소자는 직사각 형상으로 상기 블레이드의 상하측면에 길이방향으로 평행하게 각각 두 개씩 구성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 휴대용 압전진동기기.