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KR100524596B1 - 초음파 장치 - Google Patents

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KR100524596B1
KR100524596B1 KR1019970054531A KR19970054531A KR100524596B1 KR 100524596 B1 KR100524596 B1 KR 100524596B1 KR 1019970054531 A KR1019970054531 A KR 1019970054531A KR 19970054531 A KR19970054531 A KR 19970054531A KR 100524596 B1 KR100524596 B1 KR 100524596B1
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transformer
transformers
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ultrasonic
frequency
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에머슨 일렉트릭 컴파니
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Abstract

초음파 진동을 호온에 제공하도록 다수의 압전 전기 음향 변압기가 기계적으로 호온에 연결되어 있고, 변압기들은 공통 전기 전원으로부터 에너지를 공급받게 되는 초음파 장치. 변압기들 사이의 순환 전류의 존재를 방지하기 위해서, 변환기 균형 유니트가 각각의 변압기와 회로로 연결되어 있다. 병렬로 연결된 압전 변압기의 사용은 총 회로 커패시턴스를 증가시키므로, 직렬로 연결된 커패시터들이 공진 회로 조건에 요구되는 값으로 회로 커패시턴스를 회복시키기 위해 제공되어 있다.

Description

초음파 장치
본 발명은 초음파 장치에 관한 것이며, 특히 용접, 시이밍(seaming), 절단 등이 이루어지도록 초음파 주파수 영역 내의 진동이 호온(horn)에 의해 공작물에, 전형적으로는 열가소성 공작물에 가해지게 되는 시스템에 관한 것이다.
상술한 형태의 장치는 잘 알려져 있고 세 개의 주요 요소, 즉 솔리드(solid) 호온, 집신기(concentrator), 툴(tool), 기계식 증폭 변환기, 공진기(resonator), 소노트로우드(sonotrode) 등과 같이 역시 불리워지는 호온, 전기 음향 변환기, 및 전원으로 구성된다. 전원은 선로 주파수로 전기 에너지를 받으며, 자체 내에서 공급된 에너지가 기계적 진동으로 변환되게 되고 호온의 입력 표면에 연결되어 있는 전자 음향 변환기로 공급되는 고주파 전기 에너지를 제공한다. 진동은 호온의 본체를 통해 입력 표면의 반대측에 배치된 외측 표면에 종방향으로 이동한다. 호온의 형태에 따라, 동일한 또는 증가된 진폭의 진동은 외측 표면이 가압 접촉되게 되는 공작물에 연결되게 된다.
진동 시스템의 주파수는 입력 표면으로부터 출력 표면까지 자체를 통해 이동하는 진동에 대해 미리 설정된 주파수에서 공진하도록 하는 치수로 되어 있는 호온에 의해 주로 결정된다. 작업 주파수는 통상적으로 16 kHz와 100 kHz 사이의 범위에 있다. 효율적인 동력 전환의 관점에서, 대부분의 전기 음향 변환기는 기계적 진동에 가해진 전력을 변환하기 위하여 압전 디스크 적층을 이용한다. 변압기는 또한 호온에 대해 설계된 주파수에서 공진하도록 설계되어 있다.
비교적 큰 공작물을 가공 또는 용접해야 할 필요성으로 인하여, 호온은 더욱 부피가 커지게 되었고 일반적으로 호온의 입력 표면상에 중심이 맞추어진 단일 변압기에 의해 구동된다. 호온에 가해질 수 있는 총 전력이 호온이 받게되는 기계적 응력에 의해서 제한되기는 하나, 변압기 내의 전력 소멸 또는 열 손실에 의해서 훨씬 더 많이 제한된다. 예를 들어, 온도는 압전 재료의 감극(depolarization) 온도 미만으로 유지되어야 한다. 또한, 작용 변압기 부분의 장착부는 중합체 링을 포함한다. 더욱 큰 호온을 제작하는 데에 있어서의 다른 명백한 문제점은 변압기가 호온에 연결되게 되는 중심 지역으로부터 떨어진 나란한 거리를 증가시키면서 호온 외측 표면에서의 동(motional) 진폭의 감소와 관련된 문제이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 시도가 이루어져왔고, 그 예로 1987.3.17자에 이.에이.해리스(E.A. Harris) 등에 부여된 미국 특허 제4,651,043호를 참조할 수 있으며, 여기서는 확장된 폭을 갖는 공작물을 용접하기 위하여 근접하게 떨어져 있는 호온을 보여준다.
따라서, 호온 출력 표면을 따라 대체로 균일한 동(motional) 출력을 얻으면서 더욱 큰 호온을 사용하기 위해서, 또한 단일 호온으로부터 더욱 큰 초음파력을 제공하기 위해서, 다수의 변압기를 호온의 입력 표면에 연결시킬 필요가 요구되어왔다. 구동 변압기를 그와 같이 병렬로 배열하는 데에는 몇 가지 문제가 발생한다. 변압기는 제조시 완전히 균일하지가 않다. 즉, 그의 특성이 변화한다. 압전 변환 장치를 사용하는 변압기는 근본적으로 용량성 장치이고 이와 같은 장치를 공통 전원에 병렬로 연결할 경우 큰 순환 전류가 존재할 수 있다. 이러한 전류는 변압기 사이에 흐르게 되어 동일 동 출력을 제공하기 위한 구동 전압에 있어서의 변화를 가져오게 된다. 더욱이, 호온으로부터의 동 입력은 스스로 압전 스택(Stack)에 걸쳐 전압으로서 반사되어, 하나 또는 그 이상의 변압기가 전압원이 되게 한다. 그 결과는 순서적이고 예측할 수 있는 동 적 패턴과, 변압기를 통한 균일하고 알려진 전류 흐름 대신에, 변압기 내의 구내(attendent) 열손실과 함께 예측할 수 없는 동적 및 전기적 전류의 조건이 될 수 있다.
1995.10 14자에 더블유. 헤르만(W.Herrmann)의 이름으로 출원된 "공작물 초음파 가공 장치(Vorrichtung zum Ultraschallbearbeiten eines Werkstuecks)"라는 명칭의 유럽특허(EP) 제0 711 626 A1호에는 다수의 압정 변압기가 커플링 또는 부스터(booster) 호온에 의해 호온의 입력 표면에 연결되어 있는 장치가 기재되어 있으나, 이 종래 기술에서는 상술한 문제점을 인식하지 못하고 있다.
본 발명에서 이루어지고 기재된 개선된 사항은 변압기 사이의 순환 전류의 존재를 억제하기 위하여 전원, 또는 발전기로부터 압전 변압기까지의 전기 회로에 균형(balancing) 변환기 장치를 사용하는 것과 관련되며, 이 균형 장치가 없는 경우 상기와 같은 순환 전류가 존재하게 된다. 균형 장치는 제조 공정과 사용된 재료로부터 발생하는 차이에도 불구하고 각각의 변압기가 자체의 적합한 작동 전압에서 작동하게 한다. 또한, 본 발명은 상술한 형태의 변압기가 병렬로 연결되었을 때 전원에 나타나는 커패시턴스의 증가를 보상하기 위하여 직렬로 연결된 커패시터를 사용하게 한다. 하나 또는 그 이상의 변압기와 관련하여 표준화된 전원을 사용하고, 병렬로 연결된 다수의 변압기를 구동시키는 데에 전원이 사용될 때 커패시턴스 보상을 제공하는 것이 제조자에게 더욱 경제적이다. 본 발명에서, 보상 커패시터는 전원과 각각의 변압기 사이에 직렬로 연결되어 있고, 커패시터의 용량은 병렬로 연결된 변압기의 수량과 공진 주파수 조건을 유지하는 데에 요구되는 총 커패시턴스와의 함수로 되어 있다.
따라서, 본발명의 중요한 목적들 중 하나는 다수의 변압기를 자체의 입력 표면에 연결함으로써 큰 호온을 구동시키기 위한 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 중요한 목적은 호온이 병렬로 연결된 다수의 변압기에 의해 구동되게 되는 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 중요한 목적은 다수의 변압기가 단일 호온에 연결되어 있고 상기 변압기들이 전기적으로 병렬 연결되어 있고 단일 전원에 의해 에너지를 받게 되는 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 중요한 목적은 다수의 압전 변압기가 전기 전원에 병렬로 연결되어 있고 호온에 진동을 제공하도록 호온의 입력 표면에 연결되어 있으며, 병렬로 연결된 변압기 사이의 순환 전류의 존재를 억제하기 위한 장치가 제공되어 있는 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 전기 음향 변압기가 단일 전원에 병렬로 연결되어 있고 변압기가 단일 호온을 구동시킬 때 순환 전류의 흐름을 방지하기 위해 균형 변환기 장치가 사용되는 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 전기 음향 변압기가 단일 전원에 병렬로 연결되어 있고 병렬로 연결된 압전 변압기로부터 발생하는 증가된 커패시턴스를 보상하기 위해 직렬로 연결된 커패시터가 사용되는 초음파 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자체의 입력 표면에 연결되어 있고, 병렬로 및 동 위상(in-phase)으로 구동되는, 다수의 변압기를 갖는 초음파 호온을 제공하여, 자체에 연결된 단일 변압기를 갖는 동일한 호온으로부터 얻을 수 있는 것보다 더 큰 초음파력을 전달하는 호온을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적들과 다른 목적들은 첨부 도면을 참조로 하는 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 수 있게 된다.
이하 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
이제 특히 도1을 참조하면, 본 발명의 전형적인 실시예가 도시되어 있으며 두 개의 전기 음향 변압기가 단일 호온에 기계적으로 연결되어 있다. 도시된 바와 같이, 1조의 압전 변압기(10 및 12)는 각각의 중간 커플링 호온(16 및 18)에 의해 슬롯트 바아(slotted bar) 호온(14)에 연결되어 있으며, 상기 커플링 호온은 부스터 호온 또는 커플러로도 역시 알려져 있다. 자체에 가해진 고주파 전기 에너지에 대해 응답하는, 변압기(10 및 12)에 의해 제공되는 기계적 진동은 각각의 커플링 호온(16 및 18)으로 전달되고, 이것은, 적용에 따라, 1 내지 1.2, 또는 이와 유사한 값과 같은 기계적 이득을 제공하도록 구성될 수 있다. 호온(16 및 18)에는 변압기와 호온 조립체를 정지 하우징 내에 지지하기 위한 장착 플랜지(20 및 22)가 각각 구비되어 있으며, 이들은 모두 당해 기술에 잘 알려져 있다.
변압기로부터 커플링 또는 부스터 호온(16 및 18)을 통해 전달된 진동은 호온(14)의 입력 표면(24)으로 연결되고 반대로 배치된 출력 표면(26)으로 호온(14)을 통해 전달되며, 상기 출력 표면은, 작동중에, 열가소성 재료의 용접, 절단 또는 시이밍 또는 유사한 공정을 수행하도록 진동이 가해지게 되는 공작물(도시되지 않음)과 가압 접촉되게 된다.
전원(28)에 의해 제공된 고주파 전기 에너지는 균형 변환기 장치(30) 및 직렬로 연결된 각각의 커패시터(32 및 34)를 통해, 전기적으로 병렬로 연결된 각각의 변압기(10 및 12)로 공급되며, 하나의 커패시터는 각각의 변압기에 전기적으로 직렬로 연결되어 있다. 균형 변환기 장치(30)는 또한 "균형 유니트"를 의미하는 "발룬(balun)"으로 알려져 있다. 균형 장치(30)는 마그네틱 코어(36) 및 1조의 동일한 권선(38) 및 (40)을 포함하며, 이하 1차 권선 및 2차 권선이라고 각각 칭한다. 권선 사이의 누출 인덕턴스를 줄이기 위하여, 상기 권선들은 가장 적합하게 두줄 방식(bifilar manner)으로 감겨져 있다.
균형 변환기 장치의 필요성은 다음과 같은 문제로부터 발생하게 된다. 전형적으로, 변압기는 20 kHz에서 3 kW의 최대 정격으로 작동하도록 각각 설계된, 브랜슨 울트라소닉 코포레이션(Branson Ultrasonics Corporation)사의 모델 105 또는 502와 같이, 상업적으로 구입 가능한 압전 변압기를 포함한다. 변압기의 출력 표면에서 최대 동적 익스커션(motional excursion)을 제공하기 위한 에너지화 전압은 930 볼트 rms이다. 변압기를 통한 전류의 흐름은 부하 임피이던스에 따라 0 에서 3.5 암페아 사이로 변화할 수 있다. 930 볼트 rms에서 출력 동작(motion)은 재료 및 제조의 변화로 인한 ±10 퍼센트 변분(variation)을 갖는 약 20 미크론이다. 따라서, 동일 동 진폭에 대한 터미널 전압에서의 최대 차이는 186 볼트일 수 있다. 이와 같은 전압 차이는, 앞에서 언급한 바와 같이, 변압기들 사이로 흐르는 큰 순환 전류를 발생시킬 수 있다. 균형 유니트(30)는 변압기를 통해 동일한 전류 흐름을 제공함으로써 균형잡힌 상태를 보장하고, 따라서 순환 전류의 가능성을 제거한다. 권선의 와이어 치수는 상술한 전체 부하 전류에 대해 설정되어야 하며, 권선 입력에 걸쳐 나타나는 최대 전압은 93 볼트, 즉, 구동 전압의 10 퍼센트 변분이다. 전형적인 실시예에서, 각각의 권선 (38) 및 (40)에 대해 22회가 사용되었으며, 설명한 바와 같이, 적합한 균형을 얻기 위해서는, 양 권치는 대체로 동일하게 되어있다.
다음과 같은 문제로부터 직렬로 연결된 커패시터(32 및 34)의 사용이 필요하게 된다. 전원(28)은 미리 설정된 주파수에서, 전형적으로 20 kHz에서 작동하도록 설계되어 있으며, 이 주파수에서 전체의 시스템이 공진한다. 앞에서 설명한 모델의 단일 압전 변압기는 함께 스템프된(stamped) 압전 웨이퍼(wafer) 또는 디스크의 적층을 가지며 이것은 0.02 ㎌의 입력 또는 클램프(clamped) 커패시턴스를 나타낸다. 유도자(inductor)가 전원 내에 제공되어 있고 앞에서 설명한 커패시턴스를 기초로 공진을 보장한다. 도시된 바와 같이 두 개의 변압기를 연결할 때, 회로의 커패시턴스를 두 배로 된다. 즉, 0.04 ㎌가 된다. 각각 0.00 ㎌의 직렬 연결을 제공함으로써, 총 회로 커패시턴스에 대한 0.02 ㎌의 값이 회복된다. 세 개의 변압기가 도3에 도시된 바와 같이 사용되는 경우, 본 실시예에서 직렬로 연결된 각각의 커패시터는 변압기에 대해 0.02 ㎌ 그리고 커패시터에 대해서 0.01 ㎌로 구성되는, 0.02/3 = 0.0067 ㎌의 커패시턴스 값을 각각의 브랜치(branch)에 제공하도록 0.01㎌의 값을 갖게 된다.
도2는 도1에 도시된 장치의 변경을 나타낸다. 단일 균형 유니트(10) 대신에, 두 개의 균형 변환기 장치(42 및 44)가 사용되어 있다. 제1 균형 유니트(42)의 하나의, 또는 1차 권선(46)은 변압기(10)와 회로로 연결되어 있고, 반면에, 제2 균형 유니트(44)의 다른, 또는 1차 권선(48)은 변압기(12)에 회로로 연결되어 있다. 남아 있는 양, 또는 2차 권선(50 및 52)은 서로 직렬로 연결되어 있다. 각각의 균형 유니트의 양 권선이 동일할 수 있으나, 균형 잡힌 상태를 보장하기 위해서는 균형 유니트들의 각각의 1차 권선 및 각각의 2차 권선들은 동일해야 한다는 것이 특히 중요하다는 사실을 주목해야 한다.
도3은 공통 전원에 연결되어 있고 단일 호온에 기계적으로 연결되어 있는 세 개의 변압기의 사용을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 세 개의 변압기(54, 56 및 58), 세 개의 직렬 연결된 보상 커패시터(60, 62 및 64), 및 세 개의 균형 유니트(66, 68 및 70)가 있다. 각각의 균형 유니트는, 상술한 바와 같이, 두 개의 권선 즉, 각각의 변압기 전기 입력과 직렬로 연결된 제1 또는 1차 권선과, 각각의 다른 권선, 또는 2차 권선을 가지며, 균형 유니트는 서로 직렬로 연결되어 있다.
더욱 많은 변압기들을 병렬로 사용하여, 상술한 방법이 사용될 수 있으므로 그에 대한 설명은 생략한다.
도4는 다른 장치를 나타내며 여기서 변압기(72 및 74)는 공통 커플링 호온(76)에 기계적으로 연결되어 있으며, 상기 커플링 호온은 다시, 출력 호온(78)에 연결되어 있다. 전기 회로는, 도시되지 않음, 상술한 바와 마찬가지이다. 또 다른 변경에서, 커플링 호온이 제거될 수 있고 변압기가 출력 호온(26 또는 78)에 직접 연결된다.
당해 기술에 숙련된 자들은 전력 공급이 미리 설정된 변압기의 용량으로 초기에 작동하도록 설계된다면 직렬 연결된 커패시터(32, 34 및 60, 62)가 제거될 수 있음을 알 수 있다. 이 경우, 전력 공급시에 제공된 인덕턴스의 값은, 도시되지 않음, 공진을 보장하도록 변압기의 용량에 의해 나타난 총 커패시턴스와 상응하도록 선택된다.
도5는 도3에 도시된 회로의 변경을 나타낸다. 세 개의 개별적인 커패시터(60, 62 및 64)는, 즉 각각의 변압기를 갖는 회로 내의 하나의 커패시터는, 단일 커패시터(80)에 의해 교체되어 있으며, 그 값은 세 개의 커패시터(60, 62 및 64)의 커패시턴스의 합과 동일하다.
이상에서 본 발명의 몇 가지 실시예를 참조로 하여 본 발명을 설명하였으나, 당해 기술에 숙련된 자들에 의해 본 발명의 광범위한 범위를 벗어남이 없이 변경들과 수정들이 이루어질 수 있으며, 이러한 모든 변경들과 수정들은 첨부된 특허청구의 범위 및 그에 상당하는 범위에 포함되는 것으로 간주한다.
도 1 은 단일 호온에 연결된 다수의 변환기 및 평형 변압기 장치를 이용하는 전원에 병렬로 연결되어 있는 변환기를 나타내는 설명도.
도 2 는 도1에 도시된 변압기 장치의 변화를 나타내는 구성도.
도 3 은 병렬로 연결된 세 개의 변압기를 나타내는 회로도.
도 4 는 다수의 변압기를 호온에 연결하기 위한 단일 커플링 호온의 사용상태를 나타내는 설명도.
도 5 는 전기 회로의 변경을 나타내는 설명도.
*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명
10,12: 압전 변압기
14: 슬롯트 바아 호온
16,18: 커플링 호온
24: 입력 표면
26: 출력 표면
28: 전원
30: 균형 변환기 장치
32,34: 커패시터
36: 마그네틱 코어
38: 1차 권선
40: 2차 권선

Claims (15)

  1. 초음파 주파수 영역으로 진동 에너지를 공작물에 전달하기 위한 초음파 장치에 있어서,
    초음파 주파수 영역에서 미리 설정된 주파수의 진동에 대해 기계적으로 공진하게되는 치수로 되어 있는 호온,
    상기 주파수에서 상기 호온의 공진을 가능하게 하도록 상기 호온에 연결되어 있는 다수의 압전 변압기,
    상기 주파수의 전기 에너지를 상기 변압기에 제공하고 상기 변압기가 병렬로 에너지를 받게되도록 상기 변압기에 연결되어 있는 전원, 및
    상기 전원과 상기 변압기 사이의 회로에 연결된 상기 변압기를 통한 전류 흐름의 균형을 잡기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.
  2. 초음파 주파수 영역으로 진동 에너지를 공작물에 전달하기 위한 초음파 장치에 있어서,
    입력 표면으로부터 상기 입력 표면과 반대로 배치된 출력 표면까지 자체를 통해 종방향으로 이동하는 초음파 주파수 영역에서 미리 설정된 주파수의 진동에 대해 기계적으로 공진하게되는 치수로 되어 있는 호온,
    에너지를 받을 때 상기 주파수의 진동을 상기 입력 표면에 제공하도록 상기 호온의 입력 표면에 기계적으로 연결되어 있고 간격을 두고 위치된 다수의 압전 전기 음향 변압기,
    상기 미리 설정된 주파수의 고주파 전기 에너지를 제공하고 상기 변압기가 병렬로 구동하게 되도록 상기 변압기에 전기적으로 연결되어 있는 전원, 및
    상기 변압기를 통해 대체로 동일한 전류 흐름을 발생시켜 상기 변압기 사이의 순환 전류의 존재를 대체로 방지하도록 상기 전원과 상기 각각의 변압기 사이에 연결된 균형 변환기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 각각의 변압기를 상기 호온에 기계적으로 연결하는 커플링 호온을 포함하는 초음파 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 변압기가 두 개의 변압기를 포함하고, 상기 균형 변환기 장치가 1조의 대체로 동일한 권선이 구비된 마그네틱 코어를 포함하며, 상기 1조의 권선 중 하나의 권선은 상기 전원으로부터 상기 변압기 중 하나의 변압기까지의 전기 회로와 함께 직렬로 연결되어 있고, 다른 권선은 상기 전원으로부터 상기 변압기 중 다른 하나의 변압기까지의 전기 회로와 함께 직렬로 연결되어 있는 초음파 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 1조의 권선이 두줄 방식으로 감겨져 있는 초음파 장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 균형 변환기 장치가 다수의 마그네틱 코어를 포함하며, 각각의 코어는 1차 권선과 2차 권선을 가지며, 상기 1차 권선은 대체로 동일하게 되어 있고 각각의 1차 권선은 상기 전원과 각각의 변압기 사이의 회로에 직렬로 연결되어 있고, 상기 2차 권선은 대체로 동일하고 서로 직렬로 연결되어 있는 초음파 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 각각의 코어와 관련되어 있는 각각의 1차 권선 및 2차 권선이 두줄 방식으로 감겨져 있는 초음파 장치.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 1차 권선과 2차 권선이 서로 대체로 동일하게 되어있는 초음파 장치.
  9. 청구항 2에 있어서, 총 전기 회로 커패시턴스를 미리 설정된 공진 주파수에 상응하는 값으로 감소시키도록 상기 전원과 균형 변환기 장치로부터 상기 변압기까지 전기 회로와 직렬로 연결되어 있는 커패시터 장치를 포함하는 초음파 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 커패시터 장치가 각각의 상기 변압기의 전기 회로에 직렬로 연결된 각각의 커패시터를 포함하며, 총 회로 커패시턴스 매니패스트를 감소시키는 상기 커패시터는 상기 전원에서 상기 변압기 중 하나의 변압기의 글램프 커패시턴스와 대체로 동일한 값으로 커패시터를 나타나게 하는 초음파 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 커패시터 장치가 단일 커패시터를 포함하는 초음파 장치.
  12. 청구항 3에 있어서, 상기 호온이 16 kHz 내지 100 kHz 까지의 범위 내에서 미리 설정된 주파수에서 공진하게 되는 치수로 되어 있는 슬롯트 바아 호온인 초음파 장치.
  13. 청구항 3에 있어서, 상기 커플링 호온이 상기 변압기와 함께 단일 유니트로 되어 있는 초음파 장치.
  14. 초음파 주파수 영역으로 진동 에너지를 공작물에 전달하기 위한 초음파 장치에 있어서,
    입력 표면으로부터 상기 입력 표면과 반대로 배치된 출력 표면까지 자체를 통해 종방향으로 이동하는 초음파 주파수 영역에서 미리 설정된 주파수의 진동에 대해 기계적으로 공진하게 되는 치수로 되어 있는 호온,
    다수의 압전 변압기 및 다수의 커플링 호온,
    상기 미리 설정된 주파수의 고주파 전기 에너지를 제공하고 상기 변압기가 병렬로 구동하게 하고 상기 진동을 제공하도록 상기 변압기에 전기적으로 연결되어 있는 전원, 및
    상기 각각의 변압기와 관련되어 있는 각각의 균형 변환기 장치를 포함하며,
    상기 각각의 변압기는 각각의 커플링 호온에 기계적으로 연결되어 있고 상기 호온의 상기 입력 표면이 상기 변압기로부터 및 상기 커플링 호온을 통해 전달된 상기 미리 설정된 주파수의 상기 진동을 받게하도록 상기 커플링 호온은 상기 호온의 상기 입력 표면을 따라 거리를 두고 위치되어 기계적으로 연결되어 있고,
    상기 각각의 변압기는 1차 권선과 2차 권선을 가지며, 각각의 1차 권선은 상기 전원으로부터 상기 변환기 장치가 관련되게 되는 각각의 변압기까지 직렬로 전기적으로 연결되어 있고, 상기 변환기 장치의 2차 권선은 서로 직렬로 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 전원으로부터 상기 변압기 장치까지 직렬로 전기적 연결로 연결된 커패시터 장치를 포함하며 상기 변압기는 커패시턴스 매니패스트를 상기 전원에서 상기 다수의 변압기의 클램프 커패시턴스의 합 보다 작게 나타나게 하는 초음파 장치.
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