JP2006319404A - Ultrasonic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広帯域圧電型トランスデューサの超音波トランスデューサに関する。 The present invention relates to an ultrasonic transducer of a broadband piezoelectric transducer.
従来、水中において音響探知に用いる周波数帯域でハイパワー送波の可能な高効率超音波トランスデューサとして、ボルト締めランジュバン型トランスデューサ(以下、BLTと略記する。)が広く普及している。 Conventionally, a bolt-clamped Langevin transducer (hereinafter abbreviated as BLT) is widely used as a high-efficiency ultrasonic transducer capable of high-power transmission in a frequency band used for acoustic detection in water.
BLTの基本的な構造は、ヘッドマスとテールマスとで積層セラミックスを挟み込み、これらをボルトで締め込んだものである。ヘッドマスにはアルミやマグネシウム等の軽い金属が一般的に使用される。一方、テールマスにはステンレス鋼や真鍮等の重い金属が使用される。BLTの振動はボルトの長手方向の共振を用いるのが一般的であり、他振動モードとの結合のない綺麗な縦振動が得られる。 The basic structure of the BLT is such that a laminated ceramic is sandwiched between a head mass and a tail mass and these are tightened with bolts. A light metal such as aluminum or magnesium is generally used for the head mass. On the other hand, heavy metals such as stainless steel and brass are used for the tail mass. The vibration of the BLT generally uses resonance in the longitudinal direction of the bolt, and a beautiful longitudinal vibration without coupling with other vibration modes can be obtained.
このBLTを用いた音響送受波装置においては、音波競合を避けたりFM変調による送信を行ったりするために、駆動周波数を変化させたいケースがある。このような広帯域化の要求に対し、下記特許文献1には、ヘッドマスの前面に凹部を設けて屈曲振動板をヘッドマス前面に固定することで、BLTの基本厚みモードと屈曲振動板の屈曲モードを重畳することによって広帯域化を図る構成が開示されている。 In an acoustic transmission / reception apparatus using this BLT, there are cases where it is desired to change the drive frequency in order to avoid acoustic wave competition or perform transmission by FM modulation. In response to such a demand for a wider band, the following Patent Document 1 discloses a BLT basic thickness mode and a flexural vibration plate bending mode by providing a concave portion on the front surface of the head mass and fixing the flexural vibration plate to the front surface of the head mass. A configuration for increasing the bandwidth by superimposing is disclosed.
また、下記特許文献2には、屈曲フロントマス部分に外縁部から中心部分にかけてスリット又は溝が形成され、更に屈曲フロントマス外縁部近傍からヒンジを介して音響放射フロントマスが設けられ、屈曲フロントマス外縁部からヒンジを介して音響フロントマスに拡大された変位を伝達することにより広帯域化を図る構成が開示されている。
上記の特許文献1および特許文献2における広帯域化の技術には、大振幅動作で長期間の使用に向かないという課題があった。その課題に対し上記特許文献3において、本願発明者は、広帯域で高効率の音響放射特性を有し、ハイパワー送波が可能で、かつ小型軽量の超音波トランスデューサを実現している。
しかしながら、BLTを用いた音響送受波装置においては、さらなる広帯域化およびさらなる耐久性を有することが望まれている。
本発明の目的は、さらなる広帯域で高効率の音響放射特性を有し、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサを提供することである。
The above-described technologies for widebanding in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a problem that they are not suitable for long-term use due to large amplitude operation. In order to solve this problem, in the above-mentioned Patent Document 3, the present inventor has realized a small-sized and lightweight ultrasonic transducer having a broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic, capable of high-power transmission.
However, in an acoustic transmission / reception apparatus using BLT, it is desired to have a wider band and further durability.
An object of the present invention is to provide a small-sized and lightweight ultrasonic transducer having a further broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic and excellent in durability.
(1)
本発明に係る超音波トランスデューサは、ヘッドマスとテールマスとの間に、内部に貫通孔を有する圧電セラミックス積層体を配し、圧電セラミックス積層体の貫通孔を通してヘッドマスおよびテールマスに係合され、圧電セラミックス積層体に圧縮応力を加えるためのボルトを設けたボルト締めランジュバン振動子を有する超音波トランスデューサにおいて、テールマスの貫通穴の一部にボルトのネジ部と螺合可能なネジ孔が形成されたものである。
(1)
An ultrasonic transducer according to the present invention includes a piezoelectric ceramic laminate having a through-hole disposed between a head mass and a tail mass, and is engaged with the head mass and the tail mass through the through-hole of the piezoelectric ceramic laminate. In an ultrasonic transducer having a bolted Langevin vibrator provided with a bolt for applying a compressive stress to a body, a screw hole that can be screwed with a screw portion of a bolt is formed in a part of a through hole of a tail mass. .
本発明に係る超音波トランスデューサにおいては、テールマスの貫通穴の一部にボルトのネジ部と螺合可能なネジ孔が形成されている。それにより、従来のテールマスの外側にナットを設けてテールマスを固定する構造と異なり、ボルト部の長さに依存して発生する共振を高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサを実現することができる。また、新たな部材を他に追加する必要がなく、固定箇所を増加させることができるので、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサを実現することができる。 In the ultrasonic transducer according to the present invention, a screw hole that can be screwed with a screw portion of a bolt is formed in a part of the through hole of the tail mass. Thereby, unlike the conventional structure in which a nut is provided outside the tail mass to fix the tail mass, the resonance generated depending on the length of the bolt portion can be moved to the high frequency side. As a result, an ultrasonic transducer having a broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic can be realized. In addition, there is no need to add another new member and the number of fixing points can be increased, so that a small and lightweight ultrasonic transducer having excellent durability can be realized.
(2)
テールマスは、ボルトのネジ山よりも大きい貫通穴が形成された第1のテールマスと、ボルトのネジ山よりも小さい貫通穴が形成され、貫通穴にボルトのネジ山と螺合可能なネジ孔が形成された第2のテールマスとを含んでもよい。
(2)
The tail mass has a first tail mass in which a through hole larger than the screw thread of the bolt is formed, a through hole smaller than the screw thread of the bolt, and a screw hole that can be screwed with the screw thread of the bolt in the through hole. And a formed second tail mass.
この場合、第1のテールマスと第2のテールマスとが個別部材として形成される。また、第1のテールマスおよび第2のテールマスに貫通穴を形成し、第2のテールマスにのみネジ孔を形成すればよいので、製造上のコストを削減することができる。 In this case, the first tail mass and the second tail mass are formed as individual members. Further, since it is only necessary to form through holes in the first tail mass and the second tail mass and to form screw holes only in the second tail mass, it is possible to reduce manufacturing costs.
(3)
第1のテールマスと第2のテールマスとが、ネジ結合により固定されてもよい。この場合、第1のテールマスと第2のテールマスとが一体剛性となるので、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサを実現することができる。
(3)
The first tail mass and the second tail mass may be fixed by screw connection. In this case, since the first tail mass and the second tail mass have integral rigidity, an ultrasonic transducer having a broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic can be realized.
(4)
テールマスは、圧電セラミックス積層体側に貫通孔が形成され、圧電セラミックス積層体に接触する端部と逆の端部側にネジ孔が形成されてもよい。
(4)
In the tail mass, a through hole may be formed on the piezoelectric ceramic laminate, and a screw hole may be formed on the end opposite to the end in contact with the piezoelectric ceramic laminate.
この場合、ボルト部の長さに依存して発生する共振を確実に高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサを実現することができる。 In this case, the resonance generated depending on the length of the bolt part can be reliably moved to the high frequency side. As a result, an ultrasonic transducer having a broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic can be realized.
(5)
ヘッドマスの前面に凸部を設けるとともに、凸部を覆うように音響キャップをヘッドマスに固定してもよい。
(5)
A convex portion may be provided on the front surface of the head mass, and the acoustic cap may be fixed to the head mass so as to cover the convex portion.
この場合、音響キャップ付きのヘッドマスとしたので、広帯域で高効率の音響放射特性を有するものにできる。また、音響キャップの屈曲により最もストレスが発生する部分がキャップという一体構造になっており、特に耐久性に優れたものとすることができる。 In this case, since the head mass with the acoustic cap is used, it is possible to achieve a broadband and highly efficient acoustic radiation characteristic. Further, the portion where the stress is most generated by the bending of the acoustic cap has an integral structure called a cap, and can be particularly excellent in durability.
(6)
音響キャップは、凸部の周面を覆う筒部と、筒部の一端を閉塞するように一体形成された振動部とを有してもよい。
(6)
The acoustic cap may include a cylindrical portion that covers the peripheral surface of the convex portion and a vibrating portion that is integrally formed so as to close one end of the cylindrical portion.
この場合、音響キャップを筒部と振動部の一体構造とすると、耐久性にすぐれたものとすることができる。 In this case, if the acoustic cap has an integral structure of the cylindrical portion and the vibrating portion, it can be excellent in durability.
(7)
筒部は、その内径がヘッドマスの凸部の外径よりも大きい部分を有してもよい。この場合、音響キャップの筒部が凸部の外径よりも大きいと、両者の間に生じる空間の調整により、高効率の広帯域化を適切なものにすることができる。
(7)
The cylindrical portion may have a portion whose inner diameter is larger than the outer diameter of the convex portion of the head mass. In this case, if the cylindrical portion of the acoustic cap is larger than the outer diameter of the convex portion, high-efficiency broadbanding can be appropriately achieved by adjusting the space generated between the two.
(8)
凸部の周面にはネジ部が形成されており、音響キャップの筒部の内面にはネジ部と係合し得るネジ部が形成されていてもよい。
(8)
A screw portion may be formed on the peripheral surface of the convex portion, and a screw portion that can be engaged with the screw portion may be formed on the inner surface of the cylindrical portion of the acoustic cap.
この場合、凸部のネジ部と音響キャップ内面のネジ部とを係合するようにすると、音響キャップを確実に固定することができる。 In this case, the acoustic cap can be reliably fixed by engaging the threaded portion of the convex portion with the threaded portion of the inner surface of the acoustic cap.
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。なお、本発明に係る実施の形態においては、4種類の超音波トランスデューサ100a,100b,100cおよび100dについて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100aの全体構成の一例を示す断面図である。
Embodiments according to the present invention will be described below. In the embodiment according to the present invention, four types of
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the overall configuration of the
図1に示す超音波トランスデューサ100aは、主にヘッドマス11、テールマス12、圧電セラミックス積層体13,16、ボルト15、音響キャップ10、ナット17および電極板50を含む。
An
図1の超音波トランスデューサ100aの構成は、ヘッドマス11とテールマス12との間に、内部に貫通孔14を有する圧電セラミックス積層体13,16を配し、圧電セラミックス積層体13,16の貫通孔14を通してヘッドマス11およびテールマス12に係合され、圧電セラミックス積層体13,16に圧縮応力を加えるためのボルト15を設けたボルト締めランジュバン振動子を有する。このヘッドマス11には、音響キャップ10が固定されている。また、圧電セラミックス積層体13と圧電セラミックス積層体16との間に、電極板50が設けられている。
In the configuration of the
テールマス12は、ステンレススティールや真鍮等の重金属で形成される。テールマス12の形状は円柱状からなり、テールマス12の中心軸の一端側から中央部にかけて孔25を有し、テールマス12の中心軸の中央部から他端側にかけてネジ孔43を有する形状である。図1に示すように、ネジ孔43が形成された部分は距離t1であり、孔25が形成された部分は距離t2である。
The
なお、本実施の形態においては、テールマス12を円筒状の部材からなることとしたが、これに限定されず、他の任意の形状、例えば三角柱または直方体からなることとしてもよい。
In the present embodiment, the
ヘッドマス11は、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属で形成される。ヘッドマス11の形状は、本体部24の前面に凸部21を一体に設け、この本体部24の底面中央にネジ孔22を有する。本体部24の形状は特に限定されないが、図示のように先端に向かって広がる形状にすることが好ましい。凸部21は、本体部24の前面より幅が狭い柱体である。この凸部21の周面であってその基部側には、ネジ部23が形成されている。
The
音響キャップ10は、ヘッドマス11と同じように、軽金属で形成される。その形状は、ヘッドマス11の凸部21を覆う形状である。具体的には、音響キャップ20は、凸部21を覆う筒部31と、筒部31の先端側の一端を閉塞するように一体形成された振動部32とを有する。筒部31の内面であってその基部側には、凸部21のネジ部23と係合し得るネジ部33が形成されている。この筒部31は、ヘッドマス11の本体部24と連続する外形を有する。この筒部31の形状は特に限定されないが、図示のように先端に向かうほど広がる形状にすることが好ましい。この筒部31と一体の振動部32は、円板状である。
As with the
この音響キャップ10の筒部31は、凹部34を有する。この凹部34の内径は、凸部21の外径より大きくなっており、両者の間に、スリット状の空間35が形成されている。また、この凹部34の深さは、凸部21の高さより深くなっており、両者の間に円板状の空間36が形成されている。
The
圧電セラミックス積層体13,16は、厚さ方向に分極された、例えばジルコン酸チタン酸鉛の圧電セラミックスでできたものである。これら圧電セラミックス積層体13,16は、その分極方向が互いに逆向きになるように配列され、電極板50を介して電気的に並列に接続され駆動されるようになっている。
The piezoelectric
ボルト15は、高張力の金属材料で形成される。ボルト15の先端のネジ棒41をヘッドマス11のネジ孔22に係合させ、圧電セラミックス積層体16、電極板50、圧電セラミックス積層体13およびテールマス12の孔25の順にボルト15に通し、さらにボルト15のネジ棒42をテールマス12の一部に形成されたネジ孔43に係合させ、最後にボルト15の終端のネジ棒42にナット17を係合させて、締めつける。
The
このボルト15はテールマス12に設けられたネジ孔43およびネジ棒42の係合により、圧電セラミックス積層体13,16に圧縮応力を加える。また、ナット17は、テールマス12に設けられたネジ孔43との係合により、さらに圧電セラミックス積層体13,16に圧縮応力を加えることができる。なお、このナット17による圧力応力は、ネジ棒42およびネジ孔43による圧力応力に全て移行させることができるので、ナット17を省略することもできる。
The
また、後述するようにボルト15に生じるボルト共振点を移動させる。このように、ヘッドマス11、テールマス12、及び圧電セラミックス積層体13,16に静的な圧力バイアスを加える。圧電セラミック13,16は張力に対する強度が圧力に対する強度の数分の一しかないため、このような静的圧縮応力を印可するボルト15が必要である。このボルト15による締めつけにより、ボルト締めランジュバン振動子はハイパワーで強制的に励磁できるものとなる。
Further, as will be described later, the bolt resonance point generated in the
また、従来のBLTと比較すると、ボルト15のナット17の箇所に一方の固定端(節)があり、ボルト15のヘッドマス11の箇所に他方の固定端(節)がある場合には、ナット17とヘッドマス11との間の距離(t1+t2)のボルト15が自由状態にある。しかし、本実施の形態においては、ヘッドマス11のネジ孔43を形成し、ボルト15と係合させることにより一方の固定端(節)の位置を変更し、ボルト15のヘッドマス11の箇所の他方の固定端(節)との距離を距離t1だけ短くし、ボルト15の自由状態の長さを短くなるように設けている。それにより、ボルト15の共振点が移動し、また、ボルト15の自由状態の距離を短くすることによりボルト15の共振点を高周波側へ移動することができる。
Further, in comparison with the conventional BLT, when there is one fixed end (node) at the location of the
以上のように、第1の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100aにおいては、テールマス12の貫通穴25の一部にボルト15のネジ棒42と螺合可能なネジ孔43が形成される。それにより、従来のテールマス12の外側にナット17を設けてテールマス12を固定する構造と異なり、ボルト15の長さに依存して発生する共振を高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサ100aを実現することができる。また、新たな部材を他に追加する必要がなく、固定箇所を増加させることができるので、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサ100aを実現することができる。
As described above, in the
また、音響キャップ10付きのヘッドマス11としたので、広帯域で高効率の音響放射特性を有するものにできる。また、音響キャップ10の屈曲により最もストレスが発生する部分がキャップという一体構造になっており、特に耐久性に優れたものとすることができる。さらに、音響キャップ10の筒部31が凸部21の外径よりも大きいと、両者の間に生じる空間の調整により、高効率の広帯域化を適切なものにすることができる。
In addition, since the
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100bの全体構成の一例を示す模式図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an
図2に示す超音波トランスデューサ100bが図1の超音波トランスデューサ100aの構成と異なるのは以下の点である。
The
図2に示す超音波トランスデューサ100bは、図1のテールマス12の代わりにテールマス12aおよびテールマス12bを有する。
An
テールマス12aの中心軸には、孔25が形成される。また、テールマス12bの中心軸には、ボルト15のネジに係合可能なネジ孔43bが形成されている。
A
超音波トランスデューサ100bにおいては、ボルト15の先端のネジ棒41をヘッドマス11のネジ孔22に係合させ、圧電セラミック16、電極板50、圧電セラミックス積層体13およびテールマス12aの孔25の順にボルト15に通し、さらにボルト15のネジ棒42をテールマス12bに形成されたネジ孔43に係合させて締め付け、最後にボルト15の終端のネジ棒42にナット17を係合させて、締めつける。
In the
以上のように、第2の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100bにおいては、テールマス12bにボルト15のネジ棒42と螺合可能なネジ孔43bが形成される。それにより、従来のテールマス12の外側にナット17を設けてテールマス12を固定する構造と異なり、ボルト15の長さに依存して発生する共振を高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサ100bを実現することができる。また、新たな部材を他に追加する必要がなく、固定箇所を増加させることができるので、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサ100bを実現することができる。
As described above, in the
また、図示していないが、テールマス12aとテールマス12bとがそれぞれネジ孔とネジ溝とからなるネジ締結構造を有し、テールマス12aおよびテールマス12bがネジ締結により結合されてもよい。
Although not shown, the
(第3の実施の形態)
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100cの全体構成の一例を示す模式図である。
図3に示す超音波トランスデューサ100cが図1の超音波トランスデューサ100aの構成と異なるのは以下の点である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an
The
図3に示す超音波トランスデューサ100cは、図1の音響キャップ10およびヘッドマス11の代わりにヘッドマス11cを含む。ヘッドマス11cは、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属で形成される。ヘッドマス11cの形状は、先端に向かって同一断面を有する形状である。
An
以上のように、第3の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100cにおいては、テールマス12の貫通穴25の一部にボルト15のネジ棒42と螺合可能なネジ孔43cが形成される。それにより、従来のテールマス12の外側にナット17を設けてテールマス12を固定する構造と異なり、ボルト15の長さに依存して発生する共振を高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサ100cを実現することができる。また、新たな部材を他に追加する必要がなく、固定箇所を増加させることができるので、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサ100cを実現することができる。
As described above, in the
(第4の実施の形態)
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100dの全体構成の一例を示す模式図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an
図4に示す超音波トランスデューサ100dが図2の超音波トランスデューサ100bの構成と異なるのは以下の点である。
The
図4に示す超音波トランスデューサ100dは、図2の音響キャップ10およびヘッドマス11の代わりにヘッドマス11dを含む。
An
ヘッドマス11dは、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属で形成される。ヘッドマス11dの形状は、先端に向かって同一断面を有する形状である。
The
以上のように、第4の実施の形態に係る超音波トランスデューサ100dにおいては、テールマス12bの孔25の一部にボルト15のネジ棒42と螺合可能なネジ孔43dが形成される。それにより、従来のテールマス12の外側にナット17を設けてテールマス12を固定する構造と異なり、ボルト15の長さに依存して発生する共振を高周波側に移動させることができる。その結果、広帯域で高効率の音響放射特性を有する超音波トランスデューサ100dを実現することができる。また、新たな部材を他に追加する必要がなく、固定箇所を増加させることができるので、耐久性に優れた小型軽量の超音波トランスデューサ100dを実現することができる。
As described above, in the
なお、上記の第1〜第4の実施の形態においては、音響キャップ10、ヘッドマス11、テールマス12及び圧電セラミック積層体13,16は、それぞれ断面が円形の場合について説明したが、これに限定されず、他の任意の形状、例えば、四角断面、六角断面のように多角形断面を有する形状であってもよい。また、音響キャップ10とヘッドマス11との固定、テールマス12aとテールマス12bとの固定においては、ネジ固定方法を用いたが、これに限定されず、溶接または他の任意の接着方法等により固定されてもよい。
In the first to fourth embodiments, the
(実機による実施例)
以下、図1および図2に示したBLT100a、100bに対応して実施例1および実施例2のBLTを作成し、さらに従来のBLTに対応して比較例1のBLTを作成し、それぞれ実機による周波数特性の測定実験を行なった。
(Example with actual machine)
Hereinafter, the BLTs of Example 1 and Example 2 are created corresponding to the
(評価)
図5は実施例1、実施例2および比較例1における送波電力感度(SP)周波数特性を示す。図5においては、縦軸が送波電力感度SP(dB)を示し、横軸が周波数(kHz)を示す。
(Evaluation)
FIG. 5 shows transmission power sensitivity (SP) frequency characteristics in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. In FIG. 5, the vertical axis represents transmission power sensitivity SP (dB), and the horizontal axis represents frequency (kHz).
さらに、図5のグラフの結果から比較例1の超音波トランスデューサ100kには、周波数が38kHz近傍において送波電力感度(SP)値が低下し、ボルト15の共振現象によって効率よく音響エネルギが放射されていないことが分かった。
Further, from the result of the graph of FIG. 5, the ultrasonic transducer 100k of the comparative example 1 has a reduced transmission power sensitivity (SP) value near a frequency of 38 kHz, and acoustic energy is efficiently radiated by the resonance phenomenon of the
一方、実施例1および実施例2における超音波トランスデューサ100a,100bにおいては、周波数が38kHZ近傍において送波電力感度(SP)値の低下が見られなかった。
On the other hand, in the
以上の結果より、比較例1の超音波トランスデューサ100Kにおいては、38Hkz近傍の送波電力感度(SP)値の低下により動作範囲に制限があったが、実施例1および実施例2における超音波トランスデューサ100a,100bにおいては、38Hkz近傍の送波電力感度(SP)値の低下がないので、動作範囲に制限がなくなり、20KHzから45KHz程度まで動作させることが可能となる。すなわち、比較例1の超音波トランスデューサ100Kに対して実施例1および実施例2における超音波トランスデューサ100a,100bは、動作可能な周波数の帯域幅を広げられる。
From the above results, in the ultrasonic transducer 100K of the comparative example 1, the operation range is limited due to the decrease in the transmission power sensitivity (SP) value in the vicinity of 38 Hkz, but the ultrasonic transducers in the first and second embodiments are limited. In 100a and 100b, the transmission power sensitivity (SP) value in the vicinity of 38 Hkz does not decrease, so the operating range is not limited, and it is possible to operate from 20 KHz to about 45 KHz. That is, the
上記第1〜第4の実施の形態においては、ヘッドマス11がヘッドマスに相当し、テールマス12がテールマスに相当し、圧電セラミックス積層体13,16が貫通孔を有する圧電セラミックス積層体に相当し、ボルト15がボルトに相当し、超音波トランスデューサ100a〜100dが超音波トランスデューサに相当し、孔25がテールマスの貫通穴およびボルトのネジ山よりも大きな貫通穴に相当し、ネジ孔43がボルトのネジ部と螺合可能なネジ孔に相当し、テールマス12aが第1のテールマスに相当し、テールマス12bが第2のテールマスに相当し、凸部21が凸部に相当し、音響キャップ10が音響キャップに相当し、筒部31が筒部に相当し、振動部32が振動部に相当し、ネジ部33が音響キャップの筒部の内面のネジ部に相当する。
In the first to fourth embodiments, the
本発明は、上記の好ましい第1〜第4の実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 Although the present invention has been described in the first to fourth preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto. It will be understood that various other embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, although the effect | action and effect by the structure of this invention are described, these effect | actions and effects are examples and do not limit this invention.
1 トランスデューサ
10 音響キャップ
11 ヘッドマス
12 テールマス
12a,12b テールマス
13,16 圧電セラミックス積層体
14 貫通孔
21 凸部
23 ネジ部
31 筒部
25 穴
32 振動部
33 ネジ部
34 凹部
35 空間
36 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記テールマスの貫通穴の一部に前記ボルトのネジ部と螺合可能なネジ孔が形成されたことを特徴とする超音波トランスデューサ。 A piezoelectric ceramic laminate having a through hole is disposed between the head mass and the tail mass, and is engaged with the head mass and the tail mass through the through hole of the piezoelectric ceramic laminate, and compressive stress is applied to the piezoelectric ceramic laminate. In an ultrasonic transducer having a bolted Langevin transducer provided with a bolt for adding
An ultrasonic transducer, wherein a screw hole that can be screwed with a screw portion of the bolt is formed in a part of a through hole of the tail mass.
前記ボルトのネジ山よりも大きな貫通穴が形成された第1のテールマスと、
前記ボルトのネジ山よりも小さな貫通穴が形成され、当該貫通穴に前記ボルトのネジ部と螺合可能なネジ孔が形成された第2のテールマスとを含むことを特徴とする請求項1記載の超音波トランスデューサ。 The tail mass is
A first tail mass formed with a through hole larger than the thread of the bolt;
2. A second tail mass, wherein a through hole smaller than a screw thread of the bolt is formed, and a screw hole that can be screwed into the screw portion of the bolt is formed in the through hole. Ultrasonic transducer.
前記凸部の周面を覆う筒部と、
当該筒部の一端を閉塞するように一体形成された振動部とを有することを特徴とする請求項5記載の超音波トランスデューサ。 The acoustic cap is
A cylindrical portion covering the peripheral surface of the convex portion;
6. The ultrasonic transducer according to claim 5, further comprising a vibrating portion integrally formed so as to close one end of the cylindrical portion.
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