JP2536450Y2 - Underwater ultrasonic transducer - Google Patents

Underwater ultrasonic transducer

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JP2536450Y2
JP2536450Y2 JP20391U JP20391U JP2536450Y2 JP 2536450 Y2 JP2536450 Y2 JP 2536450Y2 JP 20391 U JP20391 U JP 20391U JP 20391 U JP20391 U JP 20391U JP 2536450 Y2 JP2536450 Y2 JP 2536450Y2
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良登 鈴木
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、水中超音波送受波器に
関し、特に各超音波振動子を位置精度良く配列する支持
構造の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater ultrasonic transducer, and more particularly to an improvement of a support structure for arranging ultrasonic transducers with high positional accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水中超音波送受波器は、例えば水
中の魚を探知する魚群探知器や海底の地形等を見るソナ
ーなどに用いられている。この水中超音波送受波器は、
圧電振動子などを使って探知対象物に向けて超音波の送
受信を行い、探知対象物による超音波の反射態様(反射
時間、反射量、反射方向など)から対象物の位置及び形
状等を知ることができる。特にソナーの場合は、多数の
超音波振動子を全周方向に配列して超音波の送受信を行
うため、各超音波振動子の位置や輻射面の方向がずれる
と音響的特性に重大な影響を与える。このため、各超音
波振動子間の配列誤差は、プラス・マイナス0.5mm
以下となることが要請されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, underwater ultrasonic transducers have been used, for example, for fish finder for detecting fish in water and for sonar for observing topography on the seabed. This underwater ultrasonic transducer is
Transmits and receives ultrasonic waves toward the detection target using a piezoelectric vibrator, etc., and learns the position and shape of the target from the reflection state (reflection time, reflection amount, reflection direction, etc.) of the ultrasonic wave by the detection target. be able to. In particular, in the case of sonar, a large number of ultrasonic transducers are arranged in the entire circumferential direction to transmit and receive ultrasonic waves, so if the position of each ultrasonic transducer or the direction of the radiation surface shifts, the acoustic characteristics will be seriously affected. give. For this reason, the alignment error between each ultrasonic transducer is plus / minus 0.5 mm.
It is requested that:

【0003】図7は、ソナーにおける水中超音波送受波
器の装着状態を示したものである。この図に示されるよ
うに、水中超音波送受波器10は、例えば海12に浮か
べられた船舶14の船底16に備え付けられ、水中の観
測時には昇降機18で船底16より下に降ろして超音波
20を全周方向に送受信しながら水中状況を観測する。
図8には、従来の水中超音波送受波器の断面図が示さ
れている。図に示されるように、水中超音波送受波器1
0は昇降機18の底部のフランジ板22にネジ止め固定
されている。その内部は、円筒状のシリンダ24が超音
波振動子32側のフランジ板26に固定されており、こ
のシリンダ24の外側側面には、多数の振動子収納ユニ
ット28がネジ止めされて円筒状の超音波振動子組立体
30を構成している。
FIG. 7 shows an attached state of a submersible ultrasonic transducer in a sonar. As shown in this figure, the underwater ultrasonic transducer 10 is mounted on the bottom 16 of a ship 14 floating on the sea 12, for example. Observe the underwater situation while transmitting and receiving in all directions.
FIG. 8 is a sectional view of a conventional underwater ultrasonic transducer. As shown in the figure, the underwater ultrasonic transducer 1
Numeral 0 is screwed and fixed to a flange plate 22 at the bottom of the elevator 18. Inside, a cylindrical cylinder 24 is fixed to a flange plate 26 on the side of the ultrasonic vibrator 32, and a number of vibrator storage units 28 are screwed to the outer side surface of the cylinder 24 to form a cylindrical cylinder. The ultrasonic transducer assembly 30 is constituted.

【0004】前記振動子収納ユニット28の内部には、
筒方向に沿って所定間隔ごとに超音波振動子32が収納
され、その輻射面32aを外側に向けて埋め込まれてい
る。従来の振動子収納ユニット28は、個々の超音波振
動子32の輻射面32a以外の面をコルク等の遮音材で
覆い、超音波振動子32の周りをポリウレタン樹脂など
でモールドしてある。
[0004] Inside the transducer housing unit 28,
Ultrasonic transducers 32 are housed at predetermined intervals along the cylinder direction, and are embedded with their radiation surfaces 32a facing outward. In the conventional transducer housing unit 28, a surface other than the radiation surface 32a of each ultrasonic transducer 32 is covered with a sound insulation material such as cork, and the periphery of the ultrasonic transducer 32 is molded with a polyurethane resin or the like.

【0005】前記超音波振動子32は、例えばPZT等
の圧電材料で形成されており、図示省略の電極部に所定
の周波数の電圧を印加して、輻射面32aから超音波を
発生させ、逆に、超音波振動を受信すると電極部から電
気信号が出力される。このように、各超音波振動子32
は、それ自体で超音波の送受信を行って探知対象物の探
知を行うことができる。
The ultrasonic vibrator 32 is made of a piezoelectric material such as PZT, and applies a voltage of a predetermined frequency to an electrode (not shown) to generate ultrasonic waves from the radiation surface 32a. When the ultrasonic vibration is received, an electric signal is output from the electrode unit. Thus, each ultrasonic transducer 32
Can transmit and receive ultrasonic waves by itself to detect a detection target.

【0006】また、前記超音波振動子組立体30は、そ
の外側をさらにFRP又はポリウレタン樹脂等で形成さ
れたレドーム34で防水被覆されている。そして、この
超音波振動子組立体30とレドーム34との間には、ひ
まし油35が満たされている。これは、水中で使用する
超音波振動子組立体30を水の侵入や障害物等から保護
すると共に、超音波の減衰をなくすためのものである。
The outside of the ultrasonic transducer assembly 30 is further waterproof-coated with a radome 34 made of FRP or polyurethane resin. The space between the ultrasonic transducer assembly 30 and the radome 34 is filled with castor oil 35. This is to protect the ultrasonic transducer assembly 30 used in water from intrusion of water, obstacles, and the like, and to eliminate attenuation of ultrasonic waves.

【0007】[0007]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水中超音波送受波器の振動子収納ユニットは、超音波振
動子32の輻射面32a以外が遮音材で覆われ、ポリウ
レタン樹脂などで周りがモールド成形されている。この
モールド成形品は、硬化時に収縮が起こるため、内部に
収納された超音波振動子32同士の上下・左右のピッチ
に誤差が生じるという問題がある。
However, in a conventional transducer housing unit of an underwater ultrasonic transducer, a part other than the radiation surface 32a of the ultrasonic transducer 32 is covered with a sound insulating material, and the surroundings are molded with a polyurethane resin or the like. Is molded. Since this molded product shrinks during curing, there is a problem that an error occurs in the vertical and horizontal pitches between the ultrasonic transducers 32 housed therein.

【0008】図9は、従来の振動子収納ユニットの固定
手段を説明するための側面図である。図に示すように、
振動子収納ユニット28をフランジ板26等に固定する
固定金具36,38は、モールド時に樹脂中に埋め込ま
れるが、樹脂の収縮の影響を受けて位置がずれるという
問題がある。
FIG. 9 is a side view for explaining a conventional means for fixing the transducer housing unit. As shown in the figure,
The fixing brackets 36 and 38 for fixing the vibrator housing unit 28 to the flange plate 26 and the like are embedded in the resin at the time of molding, but there is a problem that the positions are shifted due to the influence of shrinkage of the resin.

【0009】また、図の振動子収納ユニット28は、固
定金具36とネジ37とで上から吊り下げるように固定
され、さらに下側の固定金具38とネジ39とで固定さ
れている。このため、振動子収納ユニット28は、固定
金具のネジ穴とネジとの遊びにより、固定位置が上下・
左右あるいは半径方向にずれ易いという問題がある。図
10は、従来の水中超音波送受波器の超音波振動子組立
体の斜視図であり、上下位置を逆にして描いてある。図
に示すように、シリンダ24の側面に配置した各振動子
収納ユニット28は、上記したようにモールド成形品の
ため、寸法精度が悪く、隣合う振動子収納ユニット28
同士の間に隙間ができて位置ずれが起き易いという問題
がある。そこで、従来の超音波振動子組立体30は、こ
の隙間に約2mm厚程度のスポンジを挟んで左右方向へ
のずれを少なくしているが、横方向に強い力が加わると
大きく振動子収納ユニット28の位置がずれて、左右方
向のピッチばかりでなく、半径方向や超音波振動子32
の角度までずれるという問題がある。
The vibrator housing unit 28 shown in the figure is fixed so as to be hung from above with a fixing bracket 36 and a screw 37, and further fixed with a lower fixing bracket 38 and a screw 39. For this reason, the vibrator housing unit 28 can be fixed vertically by the play between the screw hole of the fixing bracket and the screw.
There is a problem that it is likely to shift in the left-right or radial direction. FIG. 10 is a perspective view of an ultrasonic transducer assembly of a conventional underwater ultrasonic transducer, which is drawn upside down. As shown in the figure, each of the transducer housing units 28 arranged on the side surface of the cylinder 24 is a molded product as described above, and thus has poor dimensional accuracy, and the adjacent transducer housing units 28
There is a problem in that a gap is formed between them and positional deviation easily occurs. Therefore, the conventional ultrasonic vibrator assembly 30 reduces the displacement in the left and right direction by sandwiching a sponge having a thickness of about 2 mm in this gap, but when a strong force is applied in the lateral direction, the vibrator housing unit becomes large. 28 is displaced, not only in the left and right pitches, but also in the radial and ultrasonic transducers 32.
There is a problem that it shifts to an angle.

【0010】なお、図10において、間隔Aは上下の超
音波振動子間のピッチ、間隔Bは左右の超音波振動子間
のピッチ、間隔Cは半径方向を示したものである。
In FIG. 10, the interval A indicates the pitch between the upper and lower ultrasonic transducers, the interval B indicates the pitch between the left and right ultrasonic transducers, and the interval C indicates the radial direction.

【0011】また、超音波振動子32の半径方向の位置
ずれ(図10の間隔C参照)については、図8に示すよ
うに、振動子収納ユニット28の背面に遮音のためのス
ポンジ40が施されているため、振動子収納ユニット2
8を固定するネジの締め付け具合だけで位置が変化して
しまう。
As for the displacement of the ultrasonic transducer 32 in the radial direction (see the interval C in FIG. 10), as shown in FIG. 8, a sponge 40 for sound insulation is provided on the back of the transducer housing unit 28. The vibrator housing unit 2
The position is changed only by the degree of tightening of the screw for fixing 8.

【0012】上記したように、従来の水中超音波送受波
器は、種々の原因により多数の超音波振動子32を適正
な位置に配列・維持することが難しく、各超音波振動子
間の誤差が2mmを越えることもあり、音響的特性に与
える影響が大きいという問題があった。
As described above, in the conventional underwater ultrasonic transducer, it is difficult to arrange and maintain a large number of ultrasonic transducers 32 at appropriate positions due to various causes, and errors between the ultrasonic transducers are caused. May exceed 2 mm, which has a large effect on acoustic characteristics.

【0013】本考案は、このような問題を解決すること
を課題としてなされたものであり、各超音波振動子間の
配列誤差が上下・左右のピッチ及び半径方向においてプ
ラス・マイナス0.5mm以下となるような高い寸法精
度で配列し、その状態を維持して良好な音響的特性が得
られる水中超音波送受波器を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve such a problem, and the arrangement error between the ultrasonic transducers is not more than ± 0.5 mm in the vertical and horizontal pitches and in the radial direction. It is an object of the present invention to provide an underwater ultrasonic transducer that is arranged with high dimensional accuracy such that excellent acoustic characteristics can be obtained while maintaining the state.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案の水中超音波送受波器は、シリンダの上下に
平行に向かい合って精度良く位置決め固定された円形の
フランジ板と、そのフランジ板の上下何れかの面を基準
面として突き当てると共に、前記2つのフランジ板の円
周端面で固定して円筒状に配列される金属支持枠と、そ
の金属支持枠に組み込まれ、遮音材をくさび型形状と
し、内部に前記超音波振動子を収納する収納穴が金型成
形された振動子収納ユニットと、前記基準面に当接する
前記金属支持枠と前記振動子収納ユニットとの間に挿入
して、その振動子収納ユニットを縦方向に位置決めする
位置決めスペーサとを有することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, an underwater ultrasonic transducer according to the present invention comprises a circular flange plate accurately positioned and fixed facing vertically above and below a cylinder, and a flange thereof. A metal support frame fixed to the circumferential end surfaces of the two flange plates and arranged in a cylindrical shape while abutting any one of the upper and lower surfaces of the plate as a reference surface, and a sound insulating material incorporated in the metal support frame. A transducer housing unit having a wedge-shaped shape, and a housing hole for accommodating the ultrasound transducer therein is formed by molding, and inserted between the metal support frame and the transducer housing unit abutting on the reference surface. And a positioning spacer for positioning the transducer housing unit in the vertical direction.

【0015】また、請求項2は、更に前記フランジ板の
上面から前記金属支持枠を固定して振動子収納ユニット
の水平方向の角度を決める位置決めピンを有することを
特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a positioning pin for fixing the metal support frame from the upper surface of the flange plate to determine the horizontal angle of the transducer housing unit is further provided.

【0016】[0016]

【作用】本考案によれば、シリンダに精度良く位置決め
固定されたフランジ板の一方の面を基準面として使い、
これに金属支持枠を突き当てることにより、上下方向の
位置が決まる。そして、この金属支持枠と振動子収納ユ
ニットとの間に位置決めスペーサを挿入することによっ
て、各振動子収納ユニットを上下方向の所望の位置に精
度良く固定することができる。
According to the present invention, one surface of the flange plate accurately positioned and fixed to the cylinder is used as a reference surface,
The position in the up-down direction is determined by abutting the metal support frame on this. By inserting a positioning spacer between the metal support frame and the transducer housing unit, each transducer housing unit can be accurately fixed to a desired vertical position.

【0017】また、金属支持枠を2つのフランジ板の円
周端面で固定することにより、半径方向に精度良く位置
決めすることができる。
Further, by fixing the metal support frame at the circumferential end faces of the two flange plates, it is possible to accurately position the metal support frame in the radial direction.

【0018】更に、振動子収納ユニットは、遮音材をく
さび型形状とし、内部に超音波振動子を収納する収納穴
を金型成形によって設けたことにより、寸法精度の高い
振動子収納ユニットが得られるため、その収納穴に超音
波振動子を挿入することによって、超音波振動子の上下
方向の位置精度が良くなる。また、左右方向にも寸法精
度の出たくさび型形状の振動子収納ユニットは、これを
円筒状に隙間なく配列することにより、超音波振動子の
左右方向の位置精度が良くなる。
Further, in the vibrator housing unit, the sound insulating material is formed in a wedge shape, and a housing hole for housing the ultrasonic vibrator is provided therein by die molding, so that a vibrator housing unit with high dimensional accuracy can be obtained. Therefore, by inserting the ultrasonic vibrator into the storage hole, the positional accuracy of the ultrasonic vibrator in the vertical direction is improved. Further, the wedge-shaped vibrator housing unit having high dimensional accuracy also in the left-right direction is arranged in a cylindrical shape with no gap, thereby improving the position accuracy of the ultrasonic vibrator in the left-right direction.

【0019】請求項2においては、更にフランジ板の上
面から金属支持枠を固定する位置決めピンにより、振動
子収納ユニットに収納された超音波振動子の水平方向の
角度を正確に維持することができる。
According to the present invention, the horizontal angle of the ultrasonic transducer housed in the transducer housing unit can be accurately maintained by the positioning pin for fixing the metal support frame from the upper surface of the flange plate. .

【0020】[0020]

【実施例】以下、本考案の好適な一実施例を図面に基づ
いて説明する。なお、図7〜図10で説明した従来例と
同様の構成については、同一符号を付して説明を省略す
る。 図1は、本考案の一実施例に係る水中超音波送受
波器の構成を示す斜視図である。図に示されるように、
本実施例の水中超音波送受波器は、筐体としての円筒形
のシリンダ24の上下位置に、円形の金属板から成るフ
ランジ板42,44が向かい合って平行に精度良く位置
決めされ、溶接により固定されている。更に、このフラ
ンジ板42,44は、フランジ円周面の円筒度や直角度
などの機械的精度を向上させるための機械加工が行われ
る。そして、このフランジ板42,44の円周端面42
a,44aには、金属支持枠46を所定間隔ごとにネジ
止めするためのタップ穴42b,44bが形成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the structure similar to the conventional example demonstrated in FIGS. 7-10, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an underwater ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure,
In the underwater ultrasonic transducer according to the present embodiment, the flange plates 42 and 44 made of a circular metal plate are accurately positioned parallel to each other at the upper and lower positions of a cylindrical cylinder 24 as a housing, and fixed by welding. Have been. Further, the flange plates 42 and 44 are machined to improve mechanical accuracy such as cylindricity and squareness of the flange circumferential surface. The circumferential end faces 42 of the flange plates 42, 44
Tap holes 42b and 44b for screwing the metal support frame 46 at predetermined intervals are formed in the holes a and 44a.

【0021】まず、超音波振動子32間の上下方向(図
10の矢印A参照)のピッチの寸法精度を上げる構成に
ついて説明する。本実施例の振動子収納ユニット48に
は、その材料として寸法精度の出易いコルク材などの遮
音材を用いるのが好ましい。本実施例では、例えばコル
ク材を10−40メッシュに分級したものにウレタンを
均一に混合・分散させた混合材料を使っても良い。
First, a configuration for improving the dimensional accuracy of the pitch between the ultrasonic transducers 32 in the vertical direction (see the arrow A in FIG. 10) will be described. For the vibrator housing unit 48 of this embodiment, it is preferable to use a sound insulating material such as a cork material, which easily provides dimensional accuracy, as its material. In the present embodiment, for example, a mixed material obtained by uniformly mixing and dispersing urethane in a material obtained by classifying a cork material to 10 to 40 mesh may be used.

【0022】図2は、振動子収納ユニットの金型成形工
程を説明する平面図であり、図3は図2のIII-III 線断
面図である。図2に示されるように、金型54には超音
波振動子を収納する収納穴56を形成するため、図3に
示すような位置決めピン58が設けられている。そし
て、本実施例の振動子収納ユニット48は、例えばコル
クとウレタンの混合材料60を使い、金型54内に注入
した後、図3に示す加圧蓋62を使用して10Kg/c
2 の圧力、温度80℃で約30分間加熱することによ
り硬化させることができる。
FIG. 2 is a plan view for explaining a mold forming step of the vibrator housing unit, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. As shown in FIG. 2, a positioning pin 58 as shown in FIG. 3 is provided in the mold 54 for forming a storage hole 56 for storing the ultrasonic transducer. The vibrator housing unit 48 of the present embodiment uses, for example, a mixed material 60 of cork and urethane and injects it into the mold 54, and then uses the pressure lid 62 shown in FIG.
The composition can be cured by heating at a pressure of m 2 and a temperature of 80 ° C. for about 30 minutes.

【0023】このようにして金型成形された振動子収納
ユニットは、その外形及び超音波振動子を個々に収納す
る収納穴56が寸法精度良く形成される。このため、振
動子収納ユニット48に形成される収納穴の上下方向の
寸法誤差は、プラス・マイナス0.2mm以下に抑える
ことができる。そして、この振動子収納ユニット48
は、後述する金属支持枠46に組み込まれて前記フラン
ジ板42,44に固定される。
In the vibrator housing unit molded in this way, the outer shape and the housing holes 56 for individually housing the ultrasonic vibrators are formed with high dimensional accuracy. Therefore, a vertical dimensional error of the storage hole formed in the transducer storage unit 48 can be suppressed to plus or minus 0.2 mm or less. Then, this transducer housing unit 48
Are fixed to the flange plates 42 and 44 by being incorporated in a metal support frame 46 described later.

【0024】次に、本実施例の金属支持枠46は、図1
に示すように、振動子収納ユニット48の片側側面を覆
うように形成され、その上下位置にネジ止め用の穴46
a,46bが設けられている。この金属支持枠46をフ
ランジ板42,44の円周端面42a,44aに固定す
る場合は、ここではフランジ板44のハッチングで示し
た面を基準面50とし、これに金属支持枠46の底部を
突き当てながら上記したフランジ板のタップ穴42b,
44bに金属支持枠の穴46a,46bを合わせてネジ
止め固定する。
Next, the metal supporting frame 46 of the present embodiment is
Is formed so as to cover one side surface of the vibrator housing unit 48, and screw holes 46 are formed at upper and lower positions thereof.
a, 46b are provided. When the metal support frame 46 is fixed to the circumferential end surfaces 42a and 44a of the flange plates 42 and 44, the surface indicated by hatching of the flange plate 44 is used as a reference surface 50, and the bottom of the metal support frame 46 is used here. While abutting the tap holes 42b of the flange plate described above,
The holes 46a and 46b of the metal support frame are aligned with 44b and fixed by screws.

【0025】図4には、図1のD部分の側面図が示され
ている。図に示されるように、前記金属支持枠46と振
動子収納ユニット48との上下位置は、位置精度の出て
いる基準面50に金属支持枠46を突き当て、その上に
位置決めスペーサ52を置き、さらにその上に振動子収
納ユニット48を組み込むことにより、所望の位置に精
度良く位置決めすることができる。このため、振動子収
納ユニット48の上下方向の寸法精度は、プラス・マイ
ナス0.2mm以下に抑えることができる。
FIG. 4 is a side view of a portion D in FIG. As shown in the figure, the vertical position of the metal support frame 46 and the transducer housing unit 48 is such that the metal support frame 46 is abutted against a reference surface 50 having high positional accuracy, and the positioning spacer 52 is placed thereon. Further, by incorporating the transducer housing unit 48 thereon, it is possible to accurately position a desired position. For this reason, the vertical dimensional accuracy of the transducer housing unit 48 can be suppressed to ± 0.2 mm or less.

【0026】従って、本実施例の超音波振動子32の上
下方向の寸法精度は、上記収納穴の位置誤差と合わせて
も目標のプラス・マイナス0.5mm以下に抑えること
ができる。
Therefore, the vertical dimensional accuracy of the ultrasonic vibrator 32 of the present embodiment can be suppressed to the target plus or minus 0.5 mm or less even when the positional error of the storage hole is adjusted.

【0027】また、超音波振動子32の半径方向(図1
0の間隔C参照)の寸法精度は、超音波振動子32が寸
法精度の出たコルク成形品の振動子収納ユニット48に
収納され、さらにこの振動子収納ユニット48が組み込
まれた金属支持枠46を機械加工されたフランジ板4
2,44の円周端面42a,44aに突き当てて固定し
ている。このため、コルク成形品の寸法誤差はプラス・
マイナス0.2mm以下であって、フランジ板42,4
4の寸法誤差もプラス・マイナス0.2mm以下に抑え
ることができるので、半径方向の寸法精度も目標のプラ
ス・マイナス0.5mm以下とすることができる。
The radial direction of the ultrasonic transducer 32 (FIG. 1)
The dimensional accuracy of the ultrasonic transducer 32 is stored in a cork-molded vibrator storage unit 48 having high dimensional accuracy, and the metal support frame 46 in which the vibrator storage unit 48 is incorporated. Machined flange plate 4
2, 44 are fixed to the circumferential end surfaces 42a, 44a. For this reason, dimensional errors of cork molded products are positive.
Less than or equal to minus 0.2 mm, and the flange plates 42, 4
Since the dimensional error of No. 4 can be suppressed to plus or minus 0.2 mm or less, the dimensional accuracy in the radial direction can also be set to the target plus or minus 0.5 mm or less.

【0028】更に、超音波振動子32間の左右方向(図
10の間隔B参照)のピッチの寸法精度について説明す
る。超音波振動子32を収納する収納穴が形成された振
動子収納ユニット48は、コルクで金型成形されている
ため、単体における左右の寸法誤差がプラス・マイナス
0.2mm以下である。
Next, the dimensional accuracy of the pitch between the ultrasonic transducers 32 in the left-right direction (see the interval B in FIG. 10) will be described. Since the vibrator housing unit 48 in which the housing hole for housing the ultrasonic vibrator 32 is formed is formed by cork molding, the left and right dimensional error of a single unit is ± 0.2 mm or less.

【0029】図5は、本実施例の振動子収納ユニットを
配列した状態の斜視図である。図に示されるように、振
動子収納ユニット48は、寸法精度の出た外形を所望の
くさび型形状としているので、この振動子収納ユニット
48を隙間なく敷き詰めて円筒状の超音波振動子組立体
を形成することができる。このため、収納穴56(超音
波振動子)の左右方向のピッチの寸法精度(図中の間隔
B)は、2つの振動子収納ユニット48を隙間なく接合
させたことにより、プラス・マイナス0.2mm×2と
なり、左右方向についても目標のプラス・マイナス0.
5mm以下とすることができる。
FIG. 5 is a perspective view showing a state where the transducer housing units of the present embodiment are arranged. As shown in the figure, the vibrator housing unit 48 has a desired wedge-shaped outer shape with dimensional accuracy. Therefore, the vibrator housing unit 48 is spread without gaps and a cylindrical ultrasonic vibrator assembly is formed. Can be formed. For this reason, the dimensional accuracy (the interval B in the figure) of the pitch of the storage holes 56 (ultrasonic transducers) in the left-right direction is plus or minus 0.1 due to joining the two transducer storage units 48 without any gap. 2mm x 2 and the target plus / minus 0.
It can be 5 mm or less.

【0030】また、振動子収納ユニット48を円筒状に
一体化させた超音波振動子組立体は、横方向からの力が
加わっても構造全体で受け止めるため、部分的に変形し
難く、超音波振動子32の位置精度を維持することがで
きる。
The ultrasonic vibrator assembly in which the vibrator housing unit 48 is integrally formed in a cylindrical shape receives even the force from the lateral direction by the entire structure, so that it is hardly partially deformed, and The positional accuracy of the vibrator 32 can be maintained.

【0031】更に、図1に示すように、金属支持枠46
が振動子収納ユニット48の片側側面を覆う(板金)構
造とし、これを敷き詰めて円筒状に形成した場合は、こ
の金属支持枠46の板金により機械的強度がさらに増加
するため、位置精度の維持が容易である。
Further, as shown in FIG.
In the case where is formed into a cylindrical shape by covering one side surface of the vibrator housing unit 48, and the sheet metal of the metal support frame 46 further increases the mechanical strength, the positional accuracy is maintained. Is easy.

【0032】また、本実施例では、図1に示されるよう
に、フランジ板42の上面から位置決めピン58で金属
支持枠46をさらに固定している。これは、金属支持枠
46が固定されているタップ穴42b,44bを支点と
して水平方向に回転するのを防止するものである。従っ
て、金属支持枠46は、タップ穴42b,44bと位置
決めピン58の3点で固定するようにしたため、超音波
振動子を支える構造物の機械的強度が向上して、水平方
向の角度のずれが少なくなり、高い寸法精度を維持する
ことができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the metal support frame 46 is further fixed from the upper surface of the flange plate 42 with the positioning pins 58. This prevents rotation in the horizontal direction with the tap holes 42b and 44b to which the metal support frame 46 is fixed as a fulcrum. Therefore, the metal support frame 46 is fixed at the three points of the tapped holes 42b, 44b and the positioning pins 58, so that the mechanical strength of the structure supporting the ultrasonic vibrator is improved, and the angle of the horizontal direction is shifted. And high dimensional accuracy can be maintained.

【0033】図6は、本実施例に係る水中超音波送受波
器の断面図である。図に示すように、本実施例の水中超
音波送受波器10は、各超音波振動子32がその輻射面
を外側に向けて円筒状に配列したものである。例えば、
図中の1個の振動子収納ユニット48には、超音波振動
子32が縦方向に14個配列されている。そして、この
振動子収納ユニット48は、さらに円周方向に隙間なく
40個配列され、560個の超音波振動子32により超
音波振動子組立体30を構成している。このように多数
配列された各超音波振動子32間の寸法精度は、上記し
たような各構成を採用した結果、非常に高いレベルで配
列することが可能となり、さらにこの状態を維持するこ
とができる。このため、図6に示す水中超音波送受波器
10は、指向性などの音響的特性が特に優れており、正
確で安定した水中探知能力を常に発揮することができ
る。
FIG. 6 is a sectional view of an underwater ultrasonic transducer according to this embodiment. As shown in the drawing, the underwater ultrasonic transducer 10 of the present embodiment is configured such that the ultrasonic transducers 32 are arranged in a cylindrical shape with the radiation surface facing outward. For example,
In one transducer housing unit 48 in the figure, 14 ultrasonic transducers 32 are arranged in the vertical direction. Further, 40 transducer housing units 48 are arranged in the circumferential direction without any gap, and the ultrasonic transducer assembly 30 is constituted by 560 ultrasonic transducers 32. The dimensional accuracy between the ultrasonic transducers 32 arranged in a large number in this manner can be arranged at a very high level as a result of employing the above-described configurations, and this state can be maintained. it can. For this reason, the underwater ultrasonic transducer 10 shown in FIG. 6 has particularly excellent acoustic characteristics such as directivity, and can always exhibit accurate and stable underwater detection ability.

【0034】[0034]

【考案の効果】以上述べたように、本実施例の水中超音
波送受波器は、各超音波振動子間の上下・左右方向のピ
ッチ、及び半径方向の寸法誤差がプラス・マイナス0.
5mm以下という高い精度で配列し、この状態を維持す
ることができるため、優れた音響的特性が得られ、正確
かつ安定した水中探知能力を発揮することができる。
As described above, in the underwater ultrasonic transducer according to the present embodiment, the vertical and horizontal pitches between the ultrasonic transducers and the dimensional error in the radial direction are ± 0.1 mm.
Since the arrangement is performed with high accuracy of 5 mm or less and this state can be maintained, excellent acoustic characteristics can be obtained, and accurate and stable underwater detection ability can be exhibited.

【0035】更に、位置決めピンの採用により振動子収
納ユニットの水平方向の角度が正確に維持することがで
きる。
Further, by employing the positioning pins, the horizontal angle of the transducer housing unit can be accurately maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案の一実施例に係る水中超音波送受波器の
構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an underwater ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例に係る振動子収納ユニットの金型の平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of a mold of the transducer housing unit according to the embodiment.

【図3】図2のIII-III 線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

【図4】図1のD部分側面図である。FIG. 4 is a side view of a part D of FIG. 1;

【図5】本実施例の振動子収納ユニットを配列した状態
の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a state where the transducer housing units of the present embodiment are arranged.

【図6】本実施例に係る水中超音波送受波器の断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view of the underwater ultrasonic transducer according to the present embodiment.

【図7】水中超音波送受波器であるソナーの装着状態を
示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a mounted state of a sonar which is an underwater ultrasonic transducer.

【図8】従来例の水中超音波送受波器の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional underwater ultrasonic transducer.

【図9】従来例の振動子収納ユニットの固定手段を説明
するための側面図である。
FIG. 9 is a side view for explaining a conventional means for fixing a transducer housing unit.

【図10】従来例の水中超音波送受波器の超音波振動子
組立体の一部斜視図である。
FIG. 10 is a partial perspective view of an ultrasonic transducer assembly of a conventional underwater ultrasonic transducer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 シリンダ 32 超音波振動子 42,44 フランジ板 46 金属支持枠 48 振動子収納ユニット 50 基準面 52 位置決めスペーサ 58 位置決めピン 24 Cylinder 32 Ultrasonic vibrator 42, 44 Flange plate 46 Metal support frame 48 Vibrator housing unit 50 Reference plane 52 Positioning spacer 58 Positioning pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中 正吉 東京都三鷹市下連雀5丁目1番1号 日 本無線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−223772(JP,A) 実開 平1−167794(JP,U) 実開 昭56−71693(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Tanaka 5-1-1, Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Radio Co., Ltd. (56) References JP-A-58-223772 (JP, A) 1-167794 (JP, U) Actually open 1956-71693 (JP, U)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】複数の超音波振動子を、その輻射面を外側
に向けて円筒状に配列した水中超音波送受波器におい
て、シリンダの上下に平行に向かい合って精度良く位置
決め固定された円形のフランジ板と、そのフランジ板の
上下何れかの面を基準面として突き当てると共に、前記
2つのフランジ板の円周端面で固定して円筒状に配列さ
れる金属支持枠と、その金属支持枠に組み込まれ、遮音
材をくさび型形状とし、内部に前記超音波振動子を収納
する収納穴が金型成形された振動子収納ユニットと、前
記基準面に当接する前記金属支持枠と前記振動子収納ユ
ニットとの間に挿入して、その振動子収納ユニットを縦
方向に位置決めする位置決めスペーサと、を有すること
を特徴とする水中超音波送受波器。
In an underwater ultrasonic transducer in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a cylindrical shape with their radiation surfaces facing outward, a circular shape is positioned and fixed with high accuracy facing vertically above and below the cylinder. A flange plate, a metal support frame fixed to the circumferential end surfaces of the two flange plates and arranged in a cylindrical shape while abutting any one of the upper and lower surfaces of the flange plate as a reference surface, and the metal support frame. A vibrator housing unit in which the sound insulating material is incorporated in a wedge shape, and a housing hole for housing the ultrasonic vibrator therein is molded; a metal support frame abutting on the reference surface; and the vibrator housing A positioning spacer inserted between the unit and the unit to vertically position the vibrator housing unit.
【請求項2】請求項1記載の水中超音波送受波器におい
て、更に、前記フランジ板の上面から前記金属支持枠を
固定して、前記振動子収納ユニットの水平方向の角度を
決める位置決めピンを有することを特徴とする水中超音
波送受波器。
2. The underwater ultrasonic transducer according to claim 1, further comprising: a positioning pin for fixing the metal support frame from an upper surface of the flange plate and determining a horizontal angle of the transducer housing unit. An underwater ultrasonic transducer, comprising:
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