JP2518220B2 - 電気音響変換器 - Google Patents
電気音響変換器Info
- Publication number
- JP2518220B2 JP2518220B2 JP61186171A JP18617186A JP2518220B2 JP 2518220 B2 JP2518220 B2 JP 2518220B2 JP 61186171 A JP61186171 A JP 61186171A JP 18617186 A JP18617186 A JP 18617186A JP 2518220 B2 JP2518220 B2 JP 2518220B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shell
- vibrator
- electroacoustic transducer
- cylindrical surface
- vibration
- 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 - Lifetime
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばソーナなどに用い水中に音波を放射
する電気音響変換器に関する。
する電気音響変換器に関する。
（従来の技術およびその問題点） 従来、ソーナなどの電気音響変換器には、第５図に示
すような、円筒形に成型された圧電素子31が用いられて
いる。円筒形に成型するのは、円筒の内部に部品や回路
などを収納できるからである。さて、音波発振器は振動
子をその固有振動数で発振させたとき、音波を放射する
効率が最も高い。また、水中に放射された音波はその振
動数が小さい程、つまり周波数が小さい程減衰率が小さ
い。そこで、電気音響変換器の固有振動数は小さくした
い。従来型の電気音響変換器の固有振動数δｒは、材料
中を伝搬する音速をｃ、円筒の半径をｒとすれば、次の
式で与えられる。
すような、円筒形に成型された圧電素子31が用いられて
いる。円筒形に成型するのは、円筒の内部に部品や回路
などを収納できるからである。さて、音波発振器は振動
子をその固有振動数で発振させたとき、音波を放射する
効率が最も高い。また、水中に放射された音波はその振
動数が小さい程、つまり周波数が小さい程減衰率が小さ
い。そこで、電気音響変換器の固有振動数は小さくした
い。従来型の電気音響変換器の固有振動数δｒは、材料
中を伝搬する音速をｃ、円筒の半径をｒとすれば、次の
式で与えられる。
δｒ＝C/2πｒ ……（１） このように、従来の電気音響変換器の固有振動数は、
用いる材料と円筒の寸法で決まつてしまうから、それよ
り低い周波数の音波を放射することができない。さら
に、振動子としては成型加工のできる圧電素子のような
ものしか利用できない。
用いる材料と円筒の寸法で決まつてしまうから、それよ
り低い周波数の音波を放射することができない。さら
に、振動子としては成型加工のできる圧電素子のような
ものしか利用できない。
本発明の目的は、固有振動数が振動子の固有振動数や
寸法に制約されず、低周波の音波を放射することができ
る電気音響変換器を提供することにある。
寸法に制約されず、低周波の音波を放射することができ
る電気音響変換器を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の電気音響変換器は、第１図および第２図に示
すように、振動子の駆動力で振動板を屈曲振動させて音
波を放射する電気音響変換器であつて、円筒形の筐体
と、この筐体の外側円筒面に取り付けた矩形の振動板で
あるシエルと、このシエルを振動させる振動子からな
り、前記シエルは前記外側円筒面に立設してある支持部
間に前記振動子を介して挾持して前記円筒面から外側に
膨らんだ弧状形に撓めてあり、前記振動子は前記シエル
の少なくとも片方の端部と前記支持部との間にあること
を特徴とする。
すように、振動子の駆動力で振動板を屈曲振動させて音
波を放射する電気音響変換器であつて、円筒形の筐体
と、この筐体の外側円筒面に取り付けた矩形の振動板で
あるシエルと、このシエルを振動させる振動子からな
り、前記シエルは前記外側円筒面に立設してある支持部
間に前記振動子を介して挾持して前記円筒面から外側に
膨らんだ弧状形に撓めてあり、前記振動子は前記シエル
の少なくとも片方の端部と前記支持部との間にあること
を特徴とする。
（実施例） 第１図に本発明の電気音響変換器の第１の実施例を示
す。この実施例では、振動子の振動の方向が筐体円筒面
の円弧の接線方向に一致するようにシエルと振動子を配
置する第１の態様を選択した。振動子として圧電素子１
を用い、この圧電素子１をシエル２の両端に各１個計２
個配置した。筐体３の円筒面を４等分し、各区分にシエ
ル２を１枚ずつ合計４枚円筒面に沿つて取り付けて電気
音響変換器を構成した。シエル２の折り曲げた端部の先
端は筐体に設けた溝に埋込んで固定してある。折先げ部
から先端まではヒンジ４とに働く。圧電素子１はその一
端をシエル２の折曲げ部の背に、他端を筐体に設けられ
た支持部５に取り付けてある。
す。この実施例では、振動子の振動の方向が筐体円筒面
の円弧の接線方向に一致するようにシエルと振動子を配
置する第１の態様を選択した。振動子として圧電素子１
を用い、この圧電素子１をシエル２の両端に各１個計２
個配置した。筐体３の円筒面を４等分し、各区分にシエ
ル２を１枚ずつ合計４枚円筒面に沿つて取り付けて電気
音響変換器を構成した。シエル２の折り曲げた端部の先
端は筐体に設けた溝に埋込んで固定してある。折先げ部
から先端まではヒンジ４とに働く。圧電素子１はその一
端をシエル２の折曲げ部の背に、他端を筐体に設けられ
た支持部５に取り付けてある。
このような構造の電気音響変換器の固有振動数frは次
の式で表わされる。この式において、αは係数、ｔはシ
エルの厚さ、ｌはシエルの長さ、つまり折曲げ部間のス
パン、Ｅはシエル材料のヤング率、ρはシエル材料の密
度である。これらのことは、ジヤーナル オブ アコー
ステイカル ソサイアテイ オブ アメリカ（Journal
of Acoustical Society of America）54〔２〕456頁に
記載されている。
の式で表わされる。この式において、αは係数、ｔはシ
エルの厚さ、ｌはシエルの長さ、つまり折曲げ部間のス
パン、Ｅはシエル材料のヤング率、ρはシエル材料の密
度である。これらのことは、ジヤーナル オブ アコー
ステイカル ソサイアテイ オブ アメリカ（Journal
of Acoustical Society of America）54〔２〕456頁に
記載されている。
これらの変数は、筐体の大きさには関係がない。つま
り特定の大きさの電気音響変換器の固有振動数をある程
度自由に変えることができる。例えば、密度が小さくて
ヤング率の大きい材料を用いて厚くスパンの短いシエル
を作れば固有振動数を小さくできる。
り特定の大きさの電気音響変換器の固有振動数をある程
度自由に変えることができる。例えば、密度が小さくて
ヤング率の大きい材料を用いて厚くスパンの短いシエル
を作れば固有振動数を小さくできる。
振動子の振動によつて与えられる変位によりシエルは
第４図に示すような変位を呈する。振動子が両端からシ
エルに力を加えると破線で示したように中央が持ち上が
る。振動子がシエルの端部に与える変位をDb、そのとき
のシエルの中央部の変位をDaとする。Dbに対するDaの割
合は、1/4円周のシエルで2.3倍、1/8円周のシエルで5.0
倍と、シエルの中央部の変位は端部に与えられた変位よ
り拡大される。圧電素子の変位が拡大されない従来の電
気音響変換器に較べて、本発明の電気音響変換器の能率
はこのように格段に高い。
第４図に示すような変位を呈する。振動子が両端からシ
エルに力を加えると破線で示したように中央が持ち上が
る。振動子がシエルの端部に与える変位をDb、そのとき
のシエルの中央部の変位をDaとする。Dbに対するDaの割
合は、1/4円周のシエルで2.3倍、1/8円周のシエルで5.0
倍と、シエルの中央部の変位は端部に与えられた変位よ
り拡大される。圧電素子の変位が拡大されない従来の電
気音響変換器に較べて、本発明の電気音響変換器の能率
はこのように格段に高い。
第２図に本発明の電気音響変換器の第２の実施例を示
す。この実施例では、振動子の振動の方向が円筒の軸方
向と一致するようにシエルと振動子とを配置する第２の
態様を選んだ。両端に圧電素子１を配置した幅のせまい
シエル２を丁度樽の側板のように隙間なく筐体３の側面
に取り付けた。その際、シエルを撓めて中央部を凸にし
た。上記の第１の実施例と異なり、本実施例では、シエ
ルの長さｌは筐体の長さに制限されるが、第２式のその
他の変数を変えることにより筐体の寸法を変えることな
く固有振動数をある程度の範囲で任意に選択できる。
す。この実施例では、振動子の振動の方向が円筒の軸方
向と一致するようにシエルと振動子とを配置する第２の
態様を選んだ。両端に圧電素子１を配置した幅のせまい
シエル２を丁度樽の側板のように隙間なく筐体３の側面
に取り付けた。その際、シエルを撓めて中央部を凸にし
た。上記の第１の実施例と異なり、本実施例では、シエ
ルの長さｌは筐体の長さに制限されるが、第２式のその
他の変数を変えることにより筐体の寸法を変えることな
く固有振動数をある程度の範囲で任意に選択できる。
シエルの数は必要に応じて増減すればよく、上記した
実施例のようにシエルで筐体の側面を隙間なく覆う必要
はない。
実施例のようにシエルで筐体の側面を隙間なく覆う必要
はない。
振動子としては、圧電素子の他に通常のスピーカに用
いられているマグネツトやコンデンサーを用いたものを
使用することもできる。
いられているマグネツトやコンデンサーを用いたものを
使用することもできる。
シエルと圧電素子を筐体に固定するには、第１図およ
び第２図に示すような構造の他に第３図のような構造に
してもよい。
び第２図に示すような構造の他に第３図のような構造に
してもよい。
（発明の効果） 本発明の電気音響変換器は、シエルの材料と寸法を選
択することにより、筐体の大きさには無関係に、所望の
固有振動数を与えることができる。また、振動子とし
て、圧電素子の他に、スピーカに用いられている駆動方
式のものも利用できる。また、従来の電気音響変換器と
同様に筐体の形は円筒形であるから、従来の電気音響変
換器の利点である部品や回路の実装率の良さをそのまま
享受できる。
択することにより、筐体の大きさには無関係に、所望の
固有振動数を与えることができる。また、振動子とし
て、圧電素子の他に、スピーカに用いられている駆動方
式のものも利用できる。また、従来の電気音響変換器と
同様に筐体の形は円筒形であるから、従来の電気音響変
換器の利点である部品や回路の実装率の良さをそのまま
享受できる。
第１図は本発明の第１の実施例を示すものであつて、本
図（ａ）は平面図、本図（ｂ）は側面図、本図（ｃ）は
同図（ａ）のＡ部の拡大図である。第２図（ａ）は本発
明の第２の実施例の一部を切り欠いた斜視図、本図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ部の拡大図である。第３図は本
発明におけるシエルおよび圧電素子の固定構造の一例を
示す側面図である。第４図は第１図および第２図の実施
例におけるシエルの変位を示す模式的な図面である。第
５図は従来の電気音響変換器の斜視図である。 １……圧電素子、２……シエル、３……筐体、31……円
筒状圧電素子、４……ヒンジ、５……支持部。
図（ａ）は平面図、本図（ｂ）は側面図、本図（ｃ）は
同図（ａ）のＡ部の拡大図である。第２図（ａ）は本発
明の第２の実施例の一部を切り欠いた斜視図、本図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ部の拡大図である。第３図は本
発明におけるシエルおよび圧電素子の固定構造の一例を
示す側面図である。第４図は第１図および第２図の実施
例におけるシエルの変位を示す模式的な図面である。第
５図は従来の電気音響変換器の斜視図である。 １……圧電素子、２……シエル、３……筐体、31……円
筒状圧電素子、４……ヒンジ、５……支持部。
Claims (4)
- 【請求項１】振動子の駆動力で振動板を屈曲振動させて
音波を放射する電気音響変換器であつて、円筒形の筐体
と、この筐体の外側円筒面に取り付けた矩形の振動板で
あるシエルと、このシエルを振動させる振動子からな
り、前記シエルは前記外側円筒面に立設してある支持部
間に前記振動子を介して挾持して前記円筒面から外側に
膨らんだ弧状形に撓めてあり、前記振動子は前記シエル
の少なくとも片方の端部と前記支持部との間にあること
を特徴とする電気音響変換器。 - 【請求項２】振動子の振動の方向が円筒面の円弧の接線
方向に一致するようにシエルと振動子とを配置した特許
請求の範囲第１項記載の電気音響変換器。 - 【請求項３】振動子の振動の方向が円筒の軸方向と一致
するようにシエルと振動子とを配置した特許請求の範囲
第１項記載の電気音響変換器。 - 【請求項４】振動子として圧電素子を用いた特許請求の
範囲第１、第２、又は第３項記載の電気音響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61186171A JP2518220B2 (ja) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 電気音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61186171A JP2518220B2 (ja) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 電気音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6342298A JPS6342298A (ja) | 1988-02-23 |
| JP2518220B2 true JP2518220B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=16183634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61186171A Expired - Lifetime JP2518220B2 (ja) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 電気音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518220B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPR317901A0 (en) * | 2001-02-16 | 2001-03-15 | Arnstein, Barry | Electro-acoustic converter |
-
1986
- 1986-08-07 JP JP61186171A patent/JP2518220B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6342298A (ja) | 1988-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |