JP2537500Y2

JP2537500Y2 - 超音波振動子用遮音容器

Info

Publication number: JP2537500Y2
Application number: JP20491U
Authority: JP
Inventors: 光一水村; 良登鈴木; 政明須崎; 正吉田中
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2006-01-09
Also published as: JPH0494896U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、超音波振動子を収納す
る超音波振動子用遮音容器に関し、特に振動子の電極か
らのリード線の取出し構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動子は、超音波振動と電気信号
とを相互に変換する素子である。この振動子は、例えば
ＰＺＴ等の圧電材料から形成され、その外面には複数の
電極が形成される。電極は、例えばＡｇペーストを用い
て形成される。

【０００３】超音波振動子は、電極間に電圧が印加され
ることにより超音波振動を発生させ、逆に、超音波振動
を受信して電気信号として電極から出力する。電極への
電圧印加及び電気信号の出力には、通常、リード線が用
いられ、このリード線は半田付け等の手段により電極に
接続される。

【０００４】ところで、超音波振動子を使用する場合、
必要な方向を除き外部と音響的に分離する、すなわち遮
音することが好ましい。これは、外部に不要に振動を漏
らさず、逆に所望の振動以外を受信するといった不具合
を避けるためである。遮音は、通常、振動子の外周を遮
音材で覆うことにより行われる。

【０００５】図１１には、第１従来例に係る超音波振動
子用遮音構造が示されている。

【０００６】この図に示される超音波振動子１０は、上
下両面に電極１２が被着形成された振動子であり、いわ
ゆる長さ振動を発生させる振動子である。長さ振動と
は、電界の方向と垂直な方向の振動、この例の場合には
図の前後方向の振動である。この振動は、電極１２に半
田付けにより接続されるリード線１４を介して外部装置
から例えば２０００Ｖの電圧が印加されることにより発
生する。逆に、振動子１０が振動を受信した場合、この
振動が電気信号としてリード線１４から出力される。

【０００７】この従来例の振動子１０の外周には、遮音
構造としてコルク板である遮音板１６が例えば接着剤に
より貼り付けられる。ただし、超音波の放射面（この図
における前側の面）には遮音板１６は貼り付けられず、
必要な方向への超音波の送受信が確保される。さらに、
全体の固定は、図示しないウレタン樹脂のモールドによ
り行われる。この振動子１０をソナーの構成部品として
使用する場合、複数個の振動子１０を例えば円筒状に行
列配置する。この配置は、各列に属すべき一群の振動子
１０をモールドし、さらに円周配置して実現される。振
動子１０の行列配置による円筒は、ひまし油及びウレタ
ンのレドームにより音響インピーダンス的に整合するよ
う外装される。ソナーは、船舶の底部から海中に降下さ
れ、超音波の送受信により物標の探知を行う装置であ
り、前述のレドーム等は耐水性、耐圧性、及び音響的性
能を確保する材質及び構造とされる。

【０００８】リード線１４は、遮音板１６の貫通孔１６
ａを介して電極１２に半田付けされる。貫通孔１６ａ
は、合計５枚の遮音板１６のうち、電極１２に貼り付け
られる遮音板１６の所定部位に設けられている。作業者
は、この図の構造を組み立てるに当たって、接着剤によ
る遮音板１６の接着をまず行い、次にリード線１４の半
田付けを実行する。

【０００９】このように、従来、遮音板１６の接着によ
り超音波振動子１０の遮音が図られていた。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】しかし、このような構
造では、振動子１０に遮音板１６を接着する工数が必要
なため、当該振動子１０を用いた装置（例えばソナー、
魚群探知機）の高価格化が生じてしまう。また、接着剤
の多少、接着部位、遮音板１６の品質等のバラツキによ
り、音響インピーダンス等、特性のバラツキが生じ精度
が確保できない。この問題を解決するため、本願出願人
は、先に「超音波探触子組立体」（平成２年１０月５日
付の実用新案登録願（１））としてコルク等の遮音材料
から形成された振動子収納構造を提案している。

【００１１】図１２及び図１３には、この先提案に係る
構造を単一の振動子を収納する構造に適用した例が示さ
れている。特に図１２は斜視外観を、図１３は振動子取
り付け時の断面構成を、示している。

【００１２】この例においては、コルクの成形により製
造される遮音容器１８が用いられている。すなわち、コ
ルクの粉体を型により箱型に成形し、その内部に振動子
１０を挿入して装置を組み立てる。遮音容器１８は、ま
た、振動子１０の背面負荷（バッキング）として機能す
る。挿入に先立ち、電極１２にはリード線１４が半田付
けされ、当該リード線１４は遮音容器１８の開口を介し
て外部に引き出される。この引き出しのため、遮音容器
１８の開口には凹み１８ａが設けられる。これに対応
し、リード線１４の半田付け部位は電極１２の端部に設
定される。また、一般に、超音波放射の支障となるのを
避けるためには、配線を遮音容器１８の裏側で行う必要
がある。このため、遮音容器１８側面に沿ってリード線
１４を引き出す必要がある。

【００１３】このようにすると、作業者は、リード線１
４の半田付け及びすでに成形により得られている遮音容
器１８への振動子１０の挿入作業を行うのみで足り、製
造工程が簡素化される結果、装置の低価格化に寄与でき
る。また、遮音板の接着を行わないため、これに起因す
る特性バラツキがなくなり、複数個を並列配置して用い
る場合における配列精度が向上する。

【００１４】しかし、このような構成の遮音容器１８を
採用する場合、特に複数の振動子１０の並列配置による
装置においてリード線１４の接続不良が発生する可能性
があるという問題が生じる。

【００１５】すなわち、図１２及び図１３に示される装
置を並列配置して振動子１０を並列駆動しようとする場
合、スペース効率の確保等のため密な配置を行おうとす
ると隣接する遮音容器１８の外壁とリード線１４がこす
れあう。これは、組み立て時の作業性を低下させる原因
となると共に、著しい場合には、リード線１４の半田は
ずれや断線が生じることも考えられる。

【００１６】さらに、このような遮音容器１８を成形に
より得ようとする場合、成形型が複雑な形状となり、製
造設備のコストが増大する可能性がある。例えば、底部
が４０ｍｍ×４０ｍｍ、長手方向（振動子１０の挿入方
向）の長さが６０ｍｍの遮音容器１８を製造する場合、
コルクの肉厚を３ｍｍとすると、凹み１８ａの寸法は奥
行き（振動子１０の挿入方向）２〜３ｍｍ、深さ（肉厚
方向）１〜２ｍｍとなる。このように小さな凹み１８ａ
を成形により得ようとする場合、型の寸法精度を高くす
る必要がある。

【００１７】本考案は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、複雑な形状の成形
型を用いる必要がなくかつリード線が保護される超音波
振動子用遮音容器を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本考案は、電極に接続されるリード線が挿通
される貫通孔が超音波振動子の電極に対向する壁に形成
され、当該貫通孔に連通し当該リード線が収納される溝
が当該壁の外面に形成されたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本考案の超音波振動子用遮音容器においては、
振動子が収納された状態で貫通孔を介して半田付け等に
よりリード線が電極に接続され、さらに、接続されたリ
ード線が溝に収納される。このようにして用いられる貫
通孔及び溝を形成する場合、精度の高い加工（例えば成
形）は必要でない。また、複数個を並列使用する場合、
隣接する容器とリード線との摩擦が生じない。従って、
特性バラツキが小さく製造が容易であると共に、リード
線が保護されかつより安価かつ容易に製造可能となる。

【００２０】

【実施例】次に、本考案の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図１１乃至図１３に示される従
来例と同様な構成には同一の符号を付し説明を省略す
る。図１〜図３には、本考案の第１実施例に係る超音波
振動子用遮音容器の構成が示されている。特に、図１は
リード線１４半田付け前の斜視外観を、図２はリード線
１４半田付け後の縦断面を、図３は振動子１０挿入時の
縦断面を、それぞれ示している。

【００２１】この実施例は、前述した先提案に係る例と
同様、遮音容器２０がコルク又は発泡性樹脂等の遮音性
を有する材質からなる成形品であり、内部には長さ振動
に係る振動子１０が１個挿入される。また、リード線１
４の電極１２との接続も、同様に半田付けにより行われ
る。

【００２２】この実施例が先提案の例と異なる点は、遮
音容器２０の壁面に貫通孔２０ａ及び溝２０ｂが設けら
れている点である。貫通孔２０ａ及び溝２０ｂは、遮音
容器２０の成形の際に同時に形成される。貫通孔２０ａ
を形成するためには、補助的に円形断面の棒を用いれば
良い。

【００２３】この実施例に係る容器２０に振動子１０を
組み付ける場合、まず、図３に示されるように振動子１
０の挿入作業を行う。次に、図１に示されるように、リ
ード線１４を貫通孔２０ａに挿入し、電極１２に半田付
けする。半田付けの後、リード線１４を溝２０ｂに収納
すると、図２に示されるように側面にリード線１４が突
出しない形状となる。

【００２４】なお、貫通孔２０ａの内径はリード線１４
の線径と同じかやや大きな径にする必要がある。溝２０
ｂの深さは、リード線１４を収納すべくリード線１４の
線径と同じ深さとする。例えば、リード線１４の線径が
１ｍｍφの場合、貫通孔２０ａの内径＝溝２０ｂの深さ
＝１ｍｍである。実際には、半田付けの作業性等を考慮
して貫通孔２０ａの内径を設定するのが好ましく、リー
ド線１４の位置規制のためには溝２０ｂの深さをリード
線１４の線径よりわずかに浅くして隣接容器との摩擦を
利用すると良い。

【００２５】従って、この実施例においては、微細な部
分を有しない成形型により遮音容器２０を成形でき、加
工コストが低減される。貫通孔２０ａの形成のために用
いる棒も、鉄等の材料で製造でき、貫通孔２０ａ及び溝
２０ｂの形成に伴うコストの増大は生じない。

【００２６】さらに、リード線１４が摩擦などによる接
触破壊から保護されるため、製造歩留まりが向上する。
さらに、並列配置時の作業性が向上する。

【００２７】加えて、遮音容器２０の開口部に凹みが設
けられていないため、音響性能が向上する。例えば、こ
の遮音容器２０に振動子１０を組み付けた状態で樹脂モ
ールドした場合において、従来例では凹みから気泡が生
じる可能性があるが、この実施例では発生しない。かか
る気泡は、音響インピーダンスの整合不良を引き起こす
ものであり、従ってこの実施例では音響性能が向上す
る。

【００２８】なお、遮音容器２０をコルク成形で得るこ
とによる特性の均質化及び工数低減の効果も得ることが
できる。

【００２９】図４には、本考案の第２実施例に係る超音
波振動子用遮音容器の構成が示されている。この実施例
においては、遮音容器２２の溝２２ｂが貫通孔２２ａか
ら側方に設けられている。この実施例においても、第１
実施例と同様の効果を得ることができる。この実施例の
ような溝位置設定は、配線等の必要に応じて設計的に行
い得るものである。

【００３０】図５には、本考案の第３実施例に係る超音
波振動子用遮音容器の構成が示されている。この実施例
においては、遮音容器２４が複数の振動子１０を１０〜
２０個程度、一列に収納する。この実施例の場合、振動
子１０の電極１２が列方向に沿うようにする必要があ
り、貫通孔２４ａ及び溝２４ｂを長手方向側面に設けな
ければならないという制約はあるが、第１実施例と同様
の効果を得ることができる。加えて、集積性を高めるこ
とができる。

【００３１】図６〜図９には、本考案の第４実施例に係
る超音波振動子用遮音容器の構成が示されている。特
に、図６には斜視外観が、図７にはＴ字振動子の斜視外
観が、図８には容器の横断面が、図９には背面が、それ
ぞれ示されている。

【００３２】この実施例においては、遮音容器２６の外
壁面にテーパがつけられている。音波放射面側の幅Ｗ１
を２６ｍｍとすると、背面側の幅Ｗ２は２２ｍｍ程度で
ある。振動子１０の電極１２部位の幅Ｗ３が１０ｍｍと
すると、電極１２近傍の遮音容器２６の肉厚は６ｍｍ程
度となる。

【００３３】この実施例は、第３実施例と同様に複数個
の振動子１０を縦列収納する構成であるが、第３実施例
と異なる容器形状となっている。これは、収納する振動
子１０が直方体形状でなくいわゆるＴ字型の振動子であ
ることによる。直方体形状の振動子は、一般に中・高周
波（５０〜２００ｋＨｚ）の領域で用いられ、Ｔ字型の
振動子は、一般に例えば２８ｋＨｚの低周波の領域で用
いられるものである。Ｔ字形状の振動子は、音波放射面
の面積を大きくすることができるという利点を有してい
る。

【００３４】本実施例においてテーパ付き容器２６を用
いているのは、第１に、振動子１０の形状に適合させる
ためである。すなわち、本考案の特徴に係る貫通孔２６
ａ及び溝２６ｂは、この実施例においては第３実施例と
同様の態様で設けられている。これを実現するためには
出来るだけ電極１２近傍の容器２６の肉厚を薄くする必
要がある。このためには、テーパをつけるのが最も簡易
な手段である。

【００３５】第２に、振動子１０を円筒状に配列するた
めである。図６に示される構造を円周配置すれば、例え
ばソナーのように、振動子１０が円筒側面に行列配置さ
れ、全周方向に超音波を放射する円筒状装置を構成でき
る。

【００３６】また、この実施例の容器２６背面には、集
合溝２６ｃが長手方向に形成されている。この溝２６ｃ
は、溝２６ｂを介して引き出されたリード線１４を集合
させ収納する溝である。

【００３７】従って、この実施例においては、Ｔ字型の
振動子１０について第３実施例と同様の効果を得ること
ができ、さらに、円周配置が可能になるという効果を得
ることができる。加えて、溝２６ｃによって配線の容易
化という効果をも得ることができる。

【００３８】図１０には、本考案の第５実施例に係る超
音波振動子用遮音容器の構成が示されている。特に、図
１０（ａ）には組み立て前の形状が、図１０（ｂ）には
組み立て後の形状が、それぞれ示されている。

【００３９】この実施例は、第４実施例と同様に振動子
１０の円周配置を実現しようとするものであるが、第４
実施例が円筒を長手方向に半径に沿って切断した形状の
容器であるのに対し、この実施例の容器は円筒を軸に垂
直な面で切断した形状である。さらに、この実施例の容
器は、４個の円弧状容器２８−１、２８−２、２８−３
及び２８−４に分割形成されている。

【００４０】すなわち、本実施例の容器は、円弧状容器
２８−１、２８−２、２８−３及び２８−４により組み
立てられる中空円筒状容器である。このように円弧状に
分割形成するのは、主に成形を容易にするためである。
一方、分割数が多いと成形・組み立ての手間が掛る。従
って、分割数は、成形の容易さ及びコストを勘案し、最
もコスト的に良好となるよう設定するのが好ましい。

【００４１】この実施例においても、第４実施例と同様
の効果を得ることができる。また、遮音容器の円周配置
を行う際の整列不整による半径（Ｒ）不均一が防止され
る。

【００４２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
容器の壁に設けた貫通孔及び溝によりリード線と電極と
の接続及びリード線の引き出しを行うようにしたため、
複雑形状の成形型等を用いること無く容器を製造でき、
かつリード線の保護が可能になる。従って、安価かつ容
易に製造可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る超音波振動子用遮音
容器の構成を示す斜視外観図である。

【図２】第１実施例の構成を示す断面図である。

【図３】第１実施例の組み立て途中の構成を示す断面図
である。

【図４】本考案の第２実施例に係る超音波振動子用遮音
容器の構成を示す斜視外観図である。

【図５】本考案の第３実施例に係る超音波振動子用遮音
容器の構成を示す斜視外観図である。

【図６】本考案の第４実施例に係る超音波振動子用遮音
容器の構成を示す斜視外観図である。

【図７】Ｔ字振動子の構成を示す斜視外観図である。

【図８】第４実施例の横断面図である。

【図９】第４実施例の背面図である。

【図１０】本考案の第５実施例に係る超音波振動子用遮
音容器の構成を示す斜視外観図であり、（ａ）は組み立
て前、（ｂ）は組み立て後を示す図である。

【図１１】第１従来例に係る超音波振動子用遮音構造を
示す斜視分解図である。

【図１２】第２従来例に係る超音波振動子用遮音容器の
構成を示す斜視外観図である。

【図１３】第２従来例の組み立て途中の構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０振動子１２電極１４リード線２０，２２，２４，２６超音波振動子用遮音容器２０ａ，２２ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａ貫通孔２０ｂ，２２ｂ，２４ｂ，２６ｂ，２８ｂ溝２８−１，２８−２，２８−３，２８−４円弧状容器

───────────────────────────────────────────────────── 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)参考文献実開昭62−160380（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−135960（ＪＰ，Ｕ) 実公昭38−18094（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】送信時には電極への電圧印加によって超音
波振動を発生させ、受信時には超音波振動を電気信号に
変換して当該電極から出力するよう側面に電極が被着形
成された振動子を、少なくとも超音波の放射面を開口面
側に向けつつ収納し、他の面は遮音材から形成される壁
により遮音する超音波振動子用遮音容器において、電極
に接続されるリード線が挿通される貫通孔が超音波振動
子の電極に対向する壁に形成され、当該貫通孔に連通し
当該リード線が収納される溝が当該壁の外面に形成され
たことを特徴とする超音波振動子用遮音容器。