JPS5830387Y2 - Ultrasonic transducer - Google Patents

Ultrasonic transducer

Info

Publication number
JPS5830387Y2
JPS5830387Y2 JP13052678U JP13052678U JPS5830387Y2 JP S5830387 Y2 JPS5830387 Y2 JP S5830387Y2 JP 13052678 U JP13052678 U JP 13052678U JP 13052678 U JP13052678 U JP 13052678U JP S5830387 Y2 JPS5830387 Y2 JP S5830387Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensitivity
resonance
resonator
protrusion
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP13052678U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5546370U (en
Inventor
義昭 幣之内
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP13052678U priority Critical patent/JPS5830387Y2/en
Priority to US06/075,275 priority patent/US4283649A/en
Priority to DE2937942A priority patent/DE2937942C2/en
Priority to GB7932768A priority patent/GB2032223B/en
Publication of JPS5546370U publication Critical patent/JPS5546370U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS5830387Y2 publication Critical patent/JPS5830387Y2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、テレビジョン受像機のリモートコントロール
装置、警報器等に用いて好適な超音波信号を送波もしく
は受波するための超音波送受波器の改良に関し、特に、
比較的高い中心周波数をもち、かつ広周波数帯域にわた
って大きな送受波感度を得るための送受波器に関する。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to the improvement of an ultrasonic transducer for transmitting or receiving ultrasonic signals suitable for use in remote control devices of television receivers, alarms, etc. ,
The present invention relates to a transducer having a relatively high center frequency and achieving high transmitting and receiving sensitivity over a wide frequency band.

この種超音波送受波器としては、セラミックバイモルフ
振動子の中央部に、アルミ製じょうろ状付加共振子(以
下じょうろ共振子という)もしくは樹脂製の縦断面台形
状付加共振子(以下台形共振子という)を設けたものが
知られている。
This type of ultrasonic transducer is equipped with an aluminum watering can-shaped additional resonator (hereinafter referred to as a watering can resonator) or a resin-made additional resonator with a trapezoidal cross section (hereinafter referred to as a trapezoidal resonator) in the center of a ceramic bimorph transducer. ) is known.

そして、前者のアルミじょうろ共振子を用いたものは、
第1の感度(主感度)が発生する周波数点と小さな感度
ではあるが第2の感度(副感度)が発生ず25周波数点
との間隔が非常に広く、その中間の周波数領域で実用上
利用できる感度が)・ヨとX2ど得られないので、広周
波数帯域にわたって大きな感度を得ることがきわめて困
難で゛ある。
The former, which uses an aluminum watering can resonator, is
There is a very wide interval between the frequency point where the first sensitivity (main sensitivity) occurs and the 25th frequency point, which has a small sensitivity but does not cause the second sensitivity (sub-sensitivity), and is practically used in the frequency region between them. However, it is extremely difficult to obtain high sensitivity over a wide frequency band because it is not possible to obtain the desired sensitivity.

一方、後者の樹脂台形共振子を設けた送受波器は第1図
に示すような構造をとる。
On the other hand, the latter transducer equipped with a resin trapezoidal resonator has a structure as shown in FIG.

第1図において、1は複合振動子で、セラミックバイモ
ルフ振動子2の片面の中央付近に樹脂製台形共振子3を
固着して構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a composite resonator, which is constructed by fixing a resin trapezoidal resonator 3 near the center of one side of a ceramic bimorph resonator 2.

この複合振動子1は、基板4上に、その基板4とバイモ
ルフ振動子2との間に基板4と一体に形成された支持部
材5を介在させて固定されている。
This composite vibrator 1 is fixed on a substrate 4 with a support member 5 formed integrally with the substrate 4 interposed between the substrate 4 and the bimorph vibrator 2.

6はシールド板、7は外部ケースである。6 is a shield plate, and 7 is an external case.

このような送受波器は、第4図aに示すインピーダンス
特性からみると、第1感度の生ずべき低周波域の第1の
共振と、第2感度の生ずべき高周波域の第2の共振とを
励起する。
When viewed from the impedance characteristics shown in Figure 4a, such a transducer has a first resonance in the low frequency range where the first sensitivity should occur, and a second resonance in the high frequency range where the second sensitivity should occur. Excite resonance.

ところが第4図すから明らかなように、第1共振に対応
して発生すべき第1感度のレベルが非常に低く、このよ
うす低レベルの感度ではこの帯域において超音波ヲ送受
波することが困難である。
However, as is clear from Figure 4, the level of the first sensitivity that should be generated in response to the first resonance is extremely low, and with such a low level of sensitivity, it is difficult to transmit and receive ultrasonic waves in this band. It is.

したがってこの種送受波器は第2感度の生ずる高周波域
だけの狭帯域な特性しか得られない。
Therefore, this type of transducer can only obtain narrow band characteristics only in the high frequency range where the second sensitivity occurs.

実際上利用できる感度レベルを73 dB付近(Aで示
す)とすると、Bで示す狭い周波数範囲でしか送受波で
きない。
If the practically usable sensitivity level is around 73 dB (indicated by A), waves can be transmitted and received only in a narrow frequency range shown by B.

このように第1感度のレベルが低くなるのは次の理由に
よるものと推定される。
The reason why the level of the first sensitivity becomes low in this way is presumed to be due to the following reason.

すなわち、超音波送受波面となる付加共振子3上に粉を
のせて第1共振と第2共振とをそれぞれ励振させた実験
結果によると、第1共振は粉が面全体にわたって上下振
動をするため吹上げ振動を起こしていると考えられ、第
2共振は粉がノードラインに集中するため屈曲振動を起
こしていると考えられ、そして複合振動子1は基板4に
固着されているので、吹上げモードによる振動が抑圧さ
れ、第1感度が低しベルになると推定される。
In other words, according to the results of an experiment in which powder was placed on the additional resonator 3, which serves as the ultrasonic wave transmitting/receiving surface, and the first resonance and second resonance were excited respectively, the first resonance was caused by the powder vibrating vertically over the entire surface. It is thought that this is causing blow-up vibration, and the second resonance is thought to be caused by bending vibration because the powder concentrates on the node line.And since the composite vibrator 1 is fixed to the substrate 4, blow-up vibration is caused. It is estimated that the vibration due to the mode is suppressed and the first sensitivity becomes low, resulting in a bell.

したがって本考案は、第1感度が吹上げモードによる振
動に起因していることに着目して、簡単な手段で吹上げ
モードによる振動を円滑に行なわせるとともに、第1感
度が共振のQに影響されない事実に着目して、第2共振
のQを簡単な手段で低下させることにより第2感度をさ
らに向上させるようにした超音波送受波器を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention focuses on the fact that the first sensitivity is caused by the vibration caused by the blow-up mode, and uses simple means to make the vibration due to the blow-up mode smooth, and the first sensitivity affects the Q of resonance. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic transducer in which the second sensitivity is further improved by lowering the Q of the second resonance by a simple means.

以下、本考案の一実施例を図面を参照しつつ詳述する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2,3図において、10は複合振動子で、角板状圧電
セラミックバイモルフ振動子11の片面中央部に樹脂製
付加共振子12が接着剤で固着されてなる。
In FIGS. 2 and 3, reference numeral 10 denotes a composite resonator, which is made up of a square plate-shaped piezoelectric ceramic bimorph resonator 11 and an additional resin resonator 12 fixed to the center of one side with adhesive.

バイモルフ振動子11は2枚の圧電セラミック板が貼り
合わされ、外側両電極上のノードライン付近にリード1
1 a、11 bが半田接続されてなる。
The bimorph resonator 11 has two piezoelectric ceramic plates bonded together, and a lead 1 is placed near the node line on both outer electrodes.
1a and 11b are connected by solder.

付加共振子12は縦断面が台形状で横断面が円形状の台
形本体12aとこの本体に一体に形成された円柱状突起
12bとで構成され、その台形本体12 aの短辺側の
面がバイモルフ振動子11に当接され、突起12bのあ
る面が突起12bとともに超音波送波(受波)の面の働
きをする。
The additional resonator 12 is composed of a trapezoidal main body 12a having a trapezoidal vertical section and a circular cross section, and a cylindrical projection 12b integrally formed on this main body, and the short side surface of the trapezoidal main body 12a is The surface with the protrusion 12b that is brought into contact with the bimorph vibrator 11 functions together with the protrusion 12b as a surface for transmitting (receiving) ultrasonic waves.

13は支持体14を一体に形成した一端開口状の絶縁ケ
ースである。
Reference numeral 13 denotes an insulating case with an open end and integrally formed with a support 14 .

支持体14はケース13内において底部中央から軸方向
に延びるように形成した円柱で構成されている。
The support body 14 is constituted by a cylinder formed inside the case 13 so as to extend in the axial direction from the center of the bottom portion.

円柱状支持体14のケース開口側の端面には同心で支持
体14の外径よりも小さな径を有する突出部15が設け
られている。
A concentric projection 15 having a smaller diameter than the outer diameter of the support 14 is provided on the end surface of the cylindrical support 14 on the case opening side.

ケース13の周壁16はその内周側において底部から開
口に向かって段階的にその厚みが狭められ、ケース内周
面に複数の段差が設けられている。
The thickness of the peripheral wall 16 of the case 13 is gradually reduced from the bottom toward the opening on the inner peripheral side, and a plurality of steps are provided on the inner peripheral surface of the case.

すなわちケース13の内径は開口端において最も大きく
、底部にいくにしたがって小さくなるよう構成されてい
る。
That is, the inner diameter of the case 13 is largest at the open end and becomes smaller toward the bottom.

ケース周壁16は外周側においても開口端付近にのみ段
差が設けられている。
The case peripheral wall 16 is provided with a step only near the opening end on the outer peripheral side.

19.20は外部導出ピンで、ケース周壁16に植設さ
れている。
Reference numerals 19 and 20 indicate external lead-out pins, which are implanted in the case peripheral wall 16.

ピン19.20のケース13内に突出した先端と対向す
るケース周壁16には切欠き17.18が設けられてい
る。
A cutout 17.18 is provided in the case peripheral wall 16 opposite the tip of the pin 19.20 protruding into the case 13.

21は例えばシリコンラバーで構成された分割リング状
弾性体であり、突出部15に嵌入されている。
21 is a split ring-shaped elastic body made of silicone rubber, for example, and is fitted into the protrusion 15 .

この弾性体21はその厚みを突出部15の高さよりも大
きくシ、突出部15に嵌め込んだとき、その上面と突出
部15の上面との間に空隙を形成する。
The thickness of the elastic body 21 is greater than the height of the protrusion 15, and when the elastic body 21 is fitted into the protrusion 15, a gap is formed between its upper surface and the upper surface of the protrusion 15.

また、支持体14の端面には突出部15の周囲に周堤を
設け、この周堤と突出部15との間に形成される周溝に
弾性体21を嵌入するようにしてもよい 弾性体21は支持体14との間にシリコン接着剤を充填
して固着しておくのが好ましい。
Further, a circumferential wall may be provided around the protrusion 15 on the end surface of the support body 14, and the elastic body 21 may be fitted into a circumferential groove formed between the circumferential wall and the protrusion 15. It is preferable that silicone adhesive is filled between 21 and the support 14 to fix it.

弾性体21上には複合振動子10が送受波面をケース開
口に向けた状態でシリコン接着剤により固着されている
A composite vibrator 10 is fixed onto the elastic body 21 with a silicone adhesive with its wave transmitting and receiving surface facing the case opening.

振動子10の取付けはバイモルフ振動子11の下面側の
リード11 bの半田接続部を弾性体21の分割部分2
1 aに位置させて行なう。
To install the vibrator 10, connect the solder connection part of the lead 11b on the bottom side of the bimorph vibrator 11 to the divided part 2 of the elastic body 21.
1 Place it in position a.

その分割部分21 aにはシリコン接着剤を十分充填し
てバイモルフ振動子11と支持体14との間の空隙を密
封させておくのが好ましい。
It is preferable that the divided portion 21a is sufficiently filled with silicone adhesive to seal the gap between the bimorph vibrator 11 and the support 14.

リード11 aはピン19に、リード11 bはピン2
0にそれぞれ半田接続され、さらに各半田接続部分には
シリコン接着剤を付着させておくのが好ましい。
Lead 11a is connected to pin 19, lead 11b is connected to pin 2
It is preferable that each solder connection portion be soldered and that a silicone adhesive be applied to each solder connection portion.

22はシールド板でケース13の底部に当接され、一方
のピン20と半田接続され、他方のピン19とは電気的
に絶縁されている。
22 is a shield plate that is brought into contact with the bottom of the case 13, is soldered to one pin 20, and is electrically insulated from the other pin 19.

23は網状窓部材で、ケース開口端を覆い、その周縁が
ケース周壁16の外側段差にまで被せられている。
Reference numeral 23 denotes a mesh window member that covers the opening end of the case, and its periphery extends to the outer step of the case peripheral wall 16.

金属カバー24はケース開口からケース13に被せられ
、適当な手段によりケース13に固定され、このカバー
24とケース13とによって窓部材23が固定されてい
る。
The metal cover 24 is placed over the case 13 from the case opening and fixed to the case 13 by suitable means, and the window member 23 is fixed by the cover 24 and the case 13.

本実施例によれば、複合振動子10は弾性体21を介し
て支持されているので、吹上げモードによる振動が効率
よく発生し、第5図すに示すように、低周波数域におい
て実用に供し得る大きなレベルの第1感度があられれ、
もともと大きなレベルをもつ第2感度と合わせて広帯域
にわたって感度の良好な送受波器が得られる。
According to this embodiment, since the composite vibrator 10 is supported via the elastic body 21, the vibration due to the blow-up mode is efficiently generated, and as shown in FIG. May we have a great level of first sensitivity,
In combination with the second sensitivity, which originally has a high level, a transducer with good sensitivity over a wide band can be obtained.

感度の得られる周波数帯域幅は、第5図すにおけるCで
示すように従来例に比較して著しく広くなる。
The frequency bandwidth in which sensitivity can be obtained is significantly wider than that of the conventional example, as shown by C in FIG.

第5図aおよびbにプロットした実線および破線は突起
12 bの形成に対する特性の変化を示す図であり、破
線は付加共振子12に突起12 bのない送受波器の特
性であり、実線は突起12bを設けた本実施例で得られ
る特性である。
The solid and broken lines plotted in FIGS. 5a and 5b are diagrams showing changes in characteristics with respect to the formation of the protrusion 12b, the broken line is the characteristic of the transducer without the protrusion 12b on the additional resonator 12, and the solid line is These are the characteristics obtained in this example in which the protrusion 12b is provided.

同図の破線から明らかなように、突起12bのない場合
には第2共振のQが大きく、第2感度が比較的小さくあ
られれている。
As is clear from the broken line in the figure, when there is no protrusion 12b, the Q of the second resonance is large and the second sensitivity is relatively small.

突起12bを設けると、実線で示すように、第1共振の
Qが大きくなり、また第2共振のQが小さくなる。
Providing the protrusion 12b increases the Q of the first resonance and decreases the Q of the second resonance, as shown by the solid line.

これは、突起12bによって吹上げモードによる第1共
振のQが大きくなり、それに対応して第2共振のQが押
し下げられたものと推定される。
It is presumed that this is because the protrusion 12b increases the Q of the first resonance due to the blow-up mode, and correspondingly pushes down the Q of the second resonance.

同図すの感度特性をみると、第2共振のQの低下にとも
なって第2感度が大きくなっていることがわかる。
Looking at the sensitivity characteristics in the figure, it can be seen that the second sensitivity increases as the Q of the second resonance decreases.

一方、第1感度は第1共振のQの増大にもかかわらず低
下しておらず、これは第1共振が吹上げモードに起因し
ているためと推定される。
On the other hand, the first sensitivity does not decrease despite the increase in the Q of the first resonance, and this is presumed to be because the first resonance is caused by the blow-up mode.

また弾性体21は突出部15に嵌入するだけでよいので
確実に位置決めでき、ひいては複合振動子10を容易に
所定位置に取り付けることができる。
Furthermore, since the elastic body 21 only needs to be fitted into the protrusion 15, it can be positioned reliably, and the composite vibrator 10 can be easily attached to a predetermined position.

しかもリング状弾性体21の分割部分にリード11 b
の半田部を位置させているので、半田部により複合振動
子10が傾斜することなく、所定の指向性を確実に得る
ことができる。
Moreover, the lead 11b is attached to the divided portion of the ring-shaped elastic body 21.
Since the solder portion is located, the composite vibrator 10 is not tilted by the solder portion, and a predetermined directivity can be reliably obtained.

さらに、支持体14とケース周壁16間の周溝やケース
周壁16の内周面の段差の形状を変えることによっても
感度は変化させ得るので、それらの形状は実験的もしく
は計算に基づいて最適形状に設定すればよい。
Furthermore, the sensitivity can be changed by changing the shape of the circumferential groove between the support body 14 and the case peripheral wall 16 or the step on the inner peripheral surface of the case peripheral wall 16. You can set it to .

本考案は上記実施例に限定されるものでなく、ノング状
の弾性体、あるいは他の形状の絶縁ケース等を用いるこ
とが可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it is possible to use an elastic body in the form of a tongue or an insulating case in other shapes.

本考案は、以上説明したように、圧電バイモルフ振動子
と送受波面に突起を有する樹脂製付加共振子が固着され
た複合振動子を弾性体を介して支持体に取り付けるよう
にしているので、吹上げモードによる振動が円滑に作動
し、その振動に対応する第1感度が大きくなって、屈曲
モードによる振動に対応する第2感度と合わさって広い
周波数帯域にわたって感度が良好になり、さらに付加共
振子への突起の形成により第2感度が一層大きくなり、
この結果本考案を用いれば高感度の広帯域超音波送受波
器を得ることができる。
As explained above, in the present invention, a composite vibrator in which a piezoelectric bimorph vibrator and a resin additional resonator having protrusions on the wave transmitting/receiving surface are fixed is attached to a support via an elastic body. The vibration due to the bending mode operates smoothly, the first sensitivity corresponding to the vibration increases, and when combined with the second sensitivity corresponding to the vibration due to the bending mode, the sensitivity becomes good over a wide frequency band, and the additional resonator The second sensitivity is further increased by the formation of a protrusion on the
As a result, by using the present invention, a highly sensitive broadband ultrasonic transducer can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の超音波送受波器の断面図、第2図および
第3図は本考案による超音波送受波器の実施例を示し、
第2図は断面図、第3図a、l)、c。 dはそれぞれ主なる部分を示す図、第4図aおよびbは
従来例の共振特性図、および感度特性図、第5図aおよ
びbは本実施例の共振特性図および感度特性図である。 10・・・・・・複合振動子、11・・・・・・バイモ
ルフ振動子、12・・・・・・付加共振子、12b・・
・・・・突起、13・・・・・・絶縁ケース、14・・
・・・・支持体、15・・・・・・突出部、21・・・
・・・弾性体。
FIG. 1 is a sectional view of a conventional ultrasonic transducer, and FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention.
Figure 2 is a sectional view, Figure 3 a, l), c. d shows the main parts, FIGS. 4a and 4b are resonance characteristic diagrams and sensitivity characteristic diagrams of the conventional example, and FIGS. 5a and 5b are resonance characteristic diagrams and sensitivity characteristic diagrams of the present embodiment. 10...Composite resonator, 11...Bimorph resonator, 12...Additional resonator, 12b...
...Protrusion, 13...Insulation case, 14...
...Support, 15...Protrusion, 21...
...Elastic body.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 バイモルフ振動子の中央部に縦断面台形状の樹脂製付加
共振子を設けた複合振動子とこの複合振動子を弾性体を
介して取り付ける支持体とを備え、この複合振動子によ
って中心周波数よりも低域側に吹上げモードによる共振
を、高域側に屈曲モードによる共振を起こさせるように
した超音波送受波器において、 前記付加共振子の超音波送受波面に突起を設けることに
より前記屈曲モードによる共振のQを低下させるように
したことを特徴とする超音波送受波器。
[Claims for Utility Model Registration] A composite vibrator comprising a bimorph vibrator with an additional resin resonator having a trapezoidal cross section in the center, and a support body to which this composite vibrator is attached via an elastic body. In an ultrasonic transducer in which a composite vibrator causes resonance in a blow-up mode at a lower frequency side and resonance in a bending mode at a higher frequency side than a center frequency, an ultrasonic wave transmitting/receiving wave surface of the additional resonator is provided. An ultrasonic transducer characterized in that the Q of resonance due to the bending mode is reduced by providing a protrusion.
JP13052678U 1978-09-21 1978-09-21 Ultrasonic transducer Expired JPS5830387Y2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13052678U JPS5830387Y2 (en) 1978-09-21 1978-09-21 Ultrasonic transducer
US06/075,275 US4283649A (en) 1978-09-21 1979-09-13 Piezoelectric ultrasonic transducer with resonator laminate
DE2937942A DE2937942C2 (en) 1978-09-21 1979-09-20 Ultrasonic transducer
GB7932768A GB2032223B (en) 1978-09-21 1979-09-21 Ultrasonic transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13052678U JPS5830387Y2 (en) 1978-09-21 1978-09-21 Ultrasonic transducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5546370U JPS5546370U (en) 1980-03-26
JPS5830387Y2 true JPS5830387Y2 (en) 1983-07-04

Family

ID=29096228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13052678U Expired JPS5830387Y2 (en) 1978-09-21 1978-09-21 Ultrasonic transducer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5830387Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5546370U (en) 1980-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4283649A (en) Piezoelectric ultrasonic transducer with resonator laminate
US2967957A (en) Electroacoustic transducer
US4705981A (en) Ultrasonic transducer
JP3158809B2 (en) Ultrasonic sensor
KR100368128B1 (en) Piezoelectric electroacoustic transducer and method for manufacturing the same
US4190783A (en) Electroacoustic transducers of the bi-laminar flexural vibrating type with an acoustic delay line
JPS587999A (en) Piezoelectric speaker
US4845776A (en) Piezoelectric transducer and transformer circuit
JPS5830387Y2 (en) Ultrasonic transducer
JP2002204498A (en) Ultrasonic wave sensor
JPS5830388Y2 (en) Ultrasonic transducer
JPS5830386Y2 (en) Ultrasonic transducer
JPH11187491A (en) Ultrasonic wave transmitter-receiver
JPS59175299A (en) Ultrasonic wave transceiver
JPS635357Y2 (en)
JPS5843357Y2 (en) Ultrasonic transducer
JP3210703B2 (en) Drip-proof ultrasonic microphone
JPH0241999Y2 (en)
JPH02116300A (en) Ultrasonic ceramic microphone
JPS641838Y2 (en)
JPH0638400U (en) Piezoelectric handset
JPH062399Y2 (en) Ultrasonic ceramic microphone
JPS6025199Y2 (en) ultrasonic ceramic microphone
JPH02312399A (en) Piezoelectric sounder
JPH0525238B2 (en)