JP2002125295A - 超磁歪材を用いた音響送受波器及びその製造方法 - Google Patents

超磁歪材を用いた音響送受波器及びその製造方法

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JP2002125295A
JP2002125295A JP2000316444A JP2000316444A JP2002125295A JP 2002125295 A JP2002125295 A JP 2002125295A JP 2000316444 A JP2000316444 A JP 2000316444A JP 2000316444 A JP2000316444 A JP 2000316444A JP 2002125295 A JP2002125295 A JP 2002125295A
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JP2000316444A
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Hitoshi Izumi
仁 和泉
Takayuki Mori
孝之 森
Akiyoshi Kawamori
章好 河守
Hidenori Obata
秀則 小畑
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状の超磁歪材よりなる駆動素子を曲げるよ
うな外力を受けた場合にも、超磁歪材は破断せず、送受
波器の性能も低下させない超磁歪材を用いた音響送受波
器。 【解決手段】 駆動素子1の一端はベース2の中心部
に、他端は送波板3の中心部にそれぞれ接着固定し、ベ
ース2の上側端面と下側端面及び送波板3の上側端面と
下側端面にそれぞれスライドベアリング4を固定し、ベ
ース2の各スライドベアリングと送波板3の各スライド
ベアリングの間を摺動係合するスライドシャフト6をそ
れぞれ設け、各スライドシャフトの摺動軸が互に平行に
なるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超磁歪材を駆動素
子とする音響送受波器とその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、水中音波の送受信器では、音源
材料として、従来は圧電セラミック等が使用されていた
が、近年では圧電セラミックよりもやわらかくて大きな
伸縮をする希土類合金等の超磁歪材料が用いられるよう
になった。この超磁歪材料は、圧縮には強いが、曲げや
引っ張りには弱いという、比較的もろい性質を有してい
るため、この材料を音波を送受信する駆動素子として使
用する場合には、超磁歪素子に曲げ応力が発生しないよ
うな構造、例えばガイド等を設けた構造等が必要であっ
た。
【0003】図3は、従来の超磁歪材を駆動素子とする
送波器の構造図であり、図の(a)は側面断面図、
(b)は正面断面図である。図3においては、1は超磁
歪材によりなる丸棒形状の駆動素子であり、その棒状の
一端はベース11の中心部に、他端は送波板12の中心
部にそれぞれ接着固定されている。ベース11と送波板
12は、それぞれ円板形状で、その周辺部には、表面に
潤滑材を形成した4個の軸受け13が、駆動素子1を囲
むように、均等な角度間隔でそれぞれ挿入される。そし
てベース11の4箇所の各軸受け13と、送波板12の
対応位置にある4箇所の各軸受け13には、それぞれ軸
棒14をとおして全体を構成している。
【0004】図3のように構成された送波器で、駆動素
子1が図示されないソレノイドコイル(例えば丸棒状駆
動素子1の周りを囲むように設けられる)により励振さ
れると、駆動素子1は丸棒形状の長さ方向に伸縮するの
で、ベース11の位置が図示されない容器等に固定され
ると、前記伸縮運動により送波板12が駆動され送波器
として動作する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示す従来の超磁歪材を駆動素子とする送波器の構造では
次のような問題があった。 (1)超磁歪材によりなる駆動素子のスムースな伸縮を
阻害しないように、各軸受けと軸棒間に一定のクリアラ
ンス(間隔)を保持する必要がある。 (2)4本の軸棒は互に平行位置にある必要があり、こ
の4本の軸棒の平行位置がずれると、駆動素子は軸棒に
沿ってスムースな動きができなくなる。従って構成部品
の合せ加工や精密加工が必要で、コスト高になってい
た。 (3)例えば水圧等により棒状の駆動素子を曲げるよう
な外力を受けた場合、軸受けと軸棒間のクリアランスが
広過ぎると、軸受が印加外力を受ける前に、駆動素子が
ひずみにより破断する恐れがあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超磁歪材料
を用いた音響送受波器は、棒状の超磁歪材よりなる駆動
素子の一端は板状ベースの中心部に、他端は送波板の中
心部にそれぞれ接着固定されて構成される音響送受波器
において、前記板状ベースの接着固定面と直角な端面及
び送波板の接着固定面と直角な端面の互に対応する少く
とも2箇所の各位置にスライドベアリングをそれぞれ固
定し、前記板状ベースに固定された各スライドベアリン
グと送波板の対応位置に固定された各スライドベアリン
グの間を摺動係合するスライドシャフトをそれぞれ設
け、該各スライドシャフトの摺動軸が互に平行になるよ
うに構成したものである。
【0007】本発明に係る超磁歪材を用いた音響送受器
の製造方法は、棒状の超磁歪材よりなる駆動素子の一端
は板状ベースの中心部に、他端は送波板の中心部にそれ
ぞれ接着固定されて構成される音響送受波器の製造方法
において、予め1本のスライドシャフトに1対のスライ
ドベアリングが同一摺動軸で摺動係合する摺動機構を少
くとも2個用意しておき、前記板状ベースの接着固定面
と送波板の接着固定面とを接触させた状態で、板状ベー
スの接着固定面と直角な端面及び送波板の接着固定面と
直角な端面の互に対応する少くとも2箇所の各位置に前
記各摺動機構の1対のスライドベアリングの一方と他方
をそれぞれ固定し、次に前記各摺動機構の摺動動作を確
認しながら板状ベースと送波板の間隔を広げて前記駆動
素子の一端を板状ベースの中心部に、他端を送波板の中
心部にそれぞれ接着固定するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態に係る超
磁歪材を用いた音響送受波器の構造図であり、図の
(a)は側面断面図、(b)正面断面図である。図1に
おいて、1は希土類合金等の超磁歪材によりなる丸棒形
状の駆動素子であり、その棒状の一端はベース2の中心
部に、他端は送受板3の中心部にそれぞれ接着固定され
ている。ベース2と送波板3は、ここではそれぞれ方形
平面板の形状で、前記駆動素子1の接着固定面と直角な
上側端面及び下側端面にそれぞれスライドベアリング4
が取付けられボルト5により固定される。
【0009】そしてベース2の上側端面及び下側端面に
それぞれ固定された各スライドベアリング4と送波板3
の対応する上側端面及び下側端面にそれぞれ固定された
各スライドベアリング4の間を摺動係合するスライドシ
ャフト6をそれぞれ取付け、この2本の各スライドシャ
フト6の摺動軸が互に平行になるように構成する。なお
スライドシャフト6と1対のスライドベアリング4より
なる摺動機構は、スライドシャフト6を曲げるような外
力を受けても、発生するひずみ量は微少であるような材
料、構造を用いている。
【0010】図1のように構成した音響送受波器で、駆
動素子1が図示されないソレノイドコイル(例えば丸棒
状駆動素子1の周りを囲むように設けられる)により励
振されると、駆動素子1は丸棒形状の長さ方向に伸縮す
るので、ベース2の位置が図示されない容器等に固定さ
れると、前記伸縮運動により送波板3が駆動され送波器
として動作する。また受波器としては、送波板3が外部
からの入力音波により振動すると、駆動素子1が伸縮
し、図示されない検出コイル(例えば丸棒状駆動素子1
の周りを囲むように設けられる)に誘起電圧を発生し、
受波器として動作する。
【0011】図1の音響送受波器を、例えば水中音源と
して使用する場合等に、水圧等で棒状の駆動素子1を曲
げるような外力をベース2と送波板3が受けることがあ
る。この場合に、外力は、まずベース2と送波板3に直
接固定されている駆動素子1に伝達され、次にスライド
ベアリング4に摺動係合している1対のスライドシャフ
ト6に伝達され、それぞれひずみを生じる。最初に駆動
素子1が伝達外力により曲がり出すが、破断にいたる前
に次のスライドシャフト6が伝達外力を受ける。しかし
スライドシャフト6の発生ひずみ量は小さいので、駆動
素子1は一定量以上は曲がらず、破断することはない。
【0012】以上のように本実施形態の送受波器によれ
ば、1本のスライドシャフトに1対のスライドベアリン
グが同一摺動軸で摺動係合する摺動機構を2組用いて、
棒状形状の超磁歪材よりなる駆動素子への曲げ外力を防
止する構造としたので、次の効果がある。 (1)超磁歪素子が曲げ外力を受けても、破断応力に達
する前にスライドシャフトが外力を受けるので、超磁歪
素子は破断しない。 (2)送波板の送波方向には、摺動機構がスムースに動
くため、送波器としての性能は低下しない。また同様に
受波器としても、性能低下することなく動作する。
【0013】図2は図1の音響送受波器の製造方法の説
明図であり、図の(a),(b),(c)の順に製造を
行う。また図の(a)〜(c)の左側の図は側面断面
図、右側の図は正面断面図である。予めベース2と送波
板3を精密加工する。特にベース2と送波器3は、駆動
素子1との接着面を基準として、この接着基準面と直角
な上側端面及び下側端面、即ちスライドベアリング4の
取付面の直角度を精密に加工する。また、スライドベア
リング4とスライドシャフト6間のクリアランス(間
隔)は、ほぼ0.01mmに加工する。
【0014】製造手順は、予め、1本のスライドシャフ
ト6に1対のスライドベアリング4が同一摺動軸で摺動
係合する摺動機構を2組用意しておく。そしてまず、図
2の(a)に示すように、ベース2と送波板3の駆動素
子1との接着面側を接触させた状態で、ベース2の上側
と下側の端面(スライドベアリング取付面)及び送波板
3の上側と下側の端面(スライドベアリング取付面)に
前記用意した各摺動機構の1対のスライドベアリング4
の一方と他方をそれぞれボルト5で固定し、スライドシ
ャフト6がスムースに動くことを確認する。
【0015】次に、前記各摺動機構の摺動動作を確認し
ながら、図2の(b)に示すように、ベース2と送波板
3の間隔を駆動素子1を接着できる程度に広げて、棒状
駆動素子1の一端はベース2の接着面に、他端は送波板
3の接着面にそれぞれ接着する(図2の(c)を参
照)。
【0016】以上のように本実施形態の送受波器の製造
方法によれば、予め1本のスライドシャフトに1対のス
ライドベアリングを摺動係合させた摺動機構を少くとも
2組用意しておき、ベース及び送波板の駆動素子との接
着面の平行度と摺動機構のスムーズな摺動動作とを確認
しながら組み立るので、組立工程の手戻りを防止でき、
製造効率を向上させることができる。
【0017】なお、本実施形態では、1本のスライドシ
ャフトに1対のスライドベアリングを摺動係合させた摺
動機構を2組用いる例を示したが、本発明はこの2組に
限定されるものではなく、例えば4組用いて、図1のベ
ース2と送波板3の上下左右の各端面にそれぞれスライ
ドベアリングを取付けるようにしてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、棒状の超
磁歪材よりなる駆動素子の一端は板状ベースの中心部
に、他端は送波板の中心部にそれぞれ接着固定されて構
成される音響送受波器において、前記板状ベースの接着
固定面と直角な端面及び送波板の接着固定面と直角な端
面の互に対応する少くとも2箇所の各位置にスライドベ
アリングをそれぞれ固定し、前記板状ベースに固定され
た各スライドベアリングと送波板の対応位置に固定され
た各スライドベアリングの間を摺動係合するスライドシ
ャフトをそれぞれ設け、該各スライドシャフトの摺動軸
が互に平行になるように構成したので、超磁歪材よりな
る駆動素子が曲げ外力を受けても、破断応力に達する前
に、スライドシャフトが外力を受けるので、駆動素子が
破断することはない。また上記構成により送受波器の性
能を低下させることもない。
【0019】また以上のように本発明によれば、棒状の
超磁歪材よりなる駆動素子の一端は板状ベースの中心部
に、他端は送波板の中心部にそれぞれ接着固定されて構
成される音響送受波器の製造方法において、予め1本の
スライドシャフトに1対のスライドベアリングが同一摺
動軸で摺動係合する摺動機構を少くとも2個用意してお
き、前記板状ベースの接着固定面と送波板の接着固定面
とを接触させた状態で、板状ベースの接着固定面と直角
な端面及び送波板の接着固定面と直角な端面の互に対応
する少くとも2箇所の各位置に前記各摺動機構の1対の
スライドベアリングの一方と他方をそれぞれ固定し、次
に前記各摺動機構の摺動動作を確認しながら板状ベース
と送波板の間隔を広げて前記駆動素子の一端を板状ベー
スの中心部に、他端を送波板の中心部にそれぞれ接着固
定するようにしたので、組立工程の手戻りを防止でき、
製造効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る超磁歪材を用いた音響
送受波器の構造図である。
【図2】図1の音響送受波器の製造方法の説明図であ
る。
【図3】従来の超磁歪材を駆動素子とする送波器の構造
図である。
【符号の説明】
1 駆動素子 2,11 ベース 3,12 送波板 4 スライドベアリング 5 ボルト 6 スライドシャフト 13 軸受け 14 軸棒
フロントページの続き (72)発明者 河守 章好 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 小畑 秀則 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 Fターム(参考) 3J104 AA43 AA63 DA11 DA14 5J083 CA01 CB21

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状の超磁歪材よりなる駆動素子の一端
    は板状ベースの中心部に、他端は送波板の中心部にそれ
    ぞれ接着固定されて構成される音響送受波器において、 前記板状ベースの接着固定面と直角な端面及び送波板の
    接着固定面と直角な端面の互に対応する少くとも2箇所
    の各位置にスライドベアリングをそれぞれ固定し、前記
    板状ベースに固定された各スライドベアリングと送波板
    の対応位置に固定された各スライドベアリングの間を摺
    動係合するスライドシャフトをそれぞれ設け、該各スラ
    イドシャフトの摺動軸が互に平行になるように構成した
    ことを特徴とする超磁歪材を用いた音響送受波器。
  2. 【請求項2】 棒状の超磁歪材よりなる駆動素子の一端
    は板状ベースの中心部に、他端は送波板の中心部にそれ
    ぞれ接着固定されて構成される音響送受波器の製造方法
    において、 予め1本のスライドシャフトに1対のスライドベアリン
    グが同一摺動軸で摺動係合する摺動機構を少くとも2個
    用意しておき、前記板状ベースの接着固定面と送波板の
    接着固定面とを接触させた状態で、板状ベースの接着固
    定面と直角な端面及び送波板の接着固定面と直角な端面
    の互に対応する少くとも2箇所の各位置に前記各摺動機
    構の1対のスライドベアリングの一方と他方をそれぞれ
    固定し、次に前記各摺動機構の摺動動作を確認しながら
    板状ベースと送波板の間隔を広げて前記駆動素子の一端
    を板状ベースの中心部に、他端を送波板の中心部にそれ
    ぞれ接着固定することを特徴とする超磁歪材を用いた音
    響送受波器の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068900A1 (ja) * 2003-01-09 2004-08-12 Tdk Corporation スピーカユニットおよび音声出力装置
WO2005062665A1 (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Tdk Corporation 磁歪音響機器

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WO2004068900A1 (ja) * 2003-01-09 2004-08-12 Tdk Corporation スピーカユニットおよび音声出力装置
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