JP2630948B2 - 水中用圧電送受波シート - Google Patents
水中用圧電送受波シートInfo
- Publication number
- JP2630948B2 JP2630948B2 JP62158471A JP15847187A JP2630948B2 JP 2630948 B2 JP2630948 B2 JP 2630948B2 JP 62158471 A JP62158471 A JP 62158471A JP 15847187 A JP15847187 A JP 15847187A JP 2630948 B2 JP2630948 B2 JP 2630948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric plate
- plate
- underwater
- peripheral edge
- 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
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、海底地震探査機や魚群探知機などのよう
に、水中に音波または超音波を被検知物体に向けて放射
したり、あるいは被検知物体から反射して戻ってくる反
射波を受信する水中用圧電送受波シートに関するもので
ある。
に、水中に音波または超音波を被検知物体に向けて放射
したり、あるいは被検知物体から反射して戻ってくる反
射波を受信する水中用圧電送受波シートに関するもので
ある。
＜従来技術＞ ポリ弗化ビニリデン，ポリ弗化ビニール，ポリ塩化ビ
ニリデン，ポリ塩化ビニール，ナイロン等の圧電性有機
物もしくは合成ゴムや合成樹脂の有機物中にチタン酸ジ
ルコン酸鉛，チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を混
合してなる圧電性有機セラミック複合物等の圧電可撓性
シートは、音響インピーダンスが水の音響インピーダン
スに近似する特性を有し、このため、これを圧電トラン
デューサとして水中を伝播する音響波を受波するのに用
いられる。
ニリデン，ポリ塩化ビニール，ナイロン等の圧電性有機
物もしくは合成ゴムや合成樹脂の有機物中にチタン酸ジ
ルコン酸鉛，チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を混
合してなる圧電性有機セラミック複合物等の圧電可撓性
シートは、音響インピーダンスが水の音響インピーダン
スに近似する特性を有し、このため、これを圧電トラン
デューサとして水中を伝播する音響波を受波するのに用
いられる。
これ以外に、圧電磁器板にあっても、圧電トランデュ
ーサとして用いられるものがある。
ーサとして用いられるものがある。
さらにまた圧電可撓性シート，圧電磁器板は音波あた
は超音波を被検知物体に向けて放射する送波器としても
用いられる。
は超音波を被検知物体に向けて放射する送波器としても
用いられる。
この圧電可撓性シート，圧電磁器等の圧電板を使用し
た水中用圧電送受波シートの従来構成は、第５図に示す
ように、前記圧電材料よりなる圧電板ａの上下面に電極
b,cを設け、電極b,c間に所定の直流電圧を印加して圧電
板ａを厚み方向に分極してなり、これを水中に浸漬し
て、電極b,cを交番電圧を印加して音波または超音波を
発振したり、電極b,c間から出力信号を取出して水中を
伝播する音響波を受信するようにしている。
た水中用圧電送受波シートの従来構成は、第５図に示す
ように、前記圧電材料よりなる圧電板ａの上下面に電極
b,cを設け、電極b,c間に所定の直流電圧を印加して圧電
板ａを厚み方向に分極してなり、これを水中に浸漬し
て、電極b,cを交番電圧を印加して音波または超音波を
発振したり、電極b,c間から出力信号を取出して水中を
伝播する音響波を受信するようにしている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、前記構成により圧電板は、受波器として使
用される場合にあっては、静水圧力下における音響波を
検知することとなり、その感度は圧電板の圧電定数ghに
よって定まる。このghは次の式により与えられる。
用される場合にあっては、静水圧力下における音響波を
検知することとなり、その感度は圧電板の圧電定数ghに
よって定まる。このghは次の式により与えられる。
gh＝g33＋2g31 ここで定数g33は厚み方向（分極方向）の圧力p1に対
する感度を示し、定数g31は面方向（分極軸に垂直な方
向）の圧力p2に対する感度を示す。
する感度を示し、定数g31は面方向（分極軸に垂直な方
向）の圧力p2に対する感度を示す。
ところでg31は負の値であるため、gh＜g33となり、前
記従来構成にあってはghの値は、g33の1/2〜1/3でしか
なく、圧力p2のために低感度しか得ることができなかっ
た。
記従来構成にあってはghの値は、g33の1/2〜1/3でしか
なく、圧力p2のために低感度しか得ることができなかっ
た。
このことは、送波器として使用される場合においても
同じであり、面方向からの水圧により、圧電定数dhの低
下を生じていた。
同じであり、面方向からの水圧により、圧電定数dhの低
下を生じていた。
本発明は、面方向（分極軸に垂直な方向）の圧力p2を
可及的に除去することにより、定数g31を可及的に低下
させ、定数ghをg33に近似させて受波感度を向上させ、
同じく定数dhを高めて送波性能を向上させ得る水中用圧
電送受波シートの提供を目的とするものである。
可及的に除去することにより、定数g31を可及的に低下
させ、定数ghをg33に近似させて受波感度を向上させ、
同じく定数dhを高めて送波性能を向上させ得る水中用圧
電送受波シートの提供を目的とするものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上下に電極が形成され、かつ厚み方向に分
極された圧電板の外周縁を、水中内で圧電板の周縁から
面方向に沿って作用する水圧を遮断するための水圧遮断
用剛性枠体で間隔を置いて囲み、該間隔内に弾性接着材
を充填して、圧電板と枠体とを一体に結合したことを特
徴とするものである。
極された圧電板の外周縁を、水中内で圧電板の周縁から
面方向に沿って作用する水圧を遮断するための水圧遮断
用剛性枠体で間隔を置いて囲み、該間隔内に弾性接着材
を充填して、圧電板と枠体とを一体に結合したことを特
徴とするものである。
＜作用＞ 前記構成にあって、圧電板の周縁から面方向（分極軸
に垂直な方向）に作用する圧力p2は、剛性枠体により遮
断されて、圧電板周縁への影響を可及的に除去される。
また圧電板の厚み方向（分極方向）に作用する圧力p1に
関しては、弾性接着材により自由に膨縮し、送受波感度
の低下を防止される。
に垂直な方向）に作用する圧力p2は、剛性枠体により遮
断されて、圧電板周縁への影響を可及的に除去される。
また圧電板の厚み方向（分極方向）に作用する圧力p1に
関しては、弾性接着材により自由に膨縮し、送受波感度
の低下を防止される。
＜実施例＞ 第１〜３図について、１は合成ゴム，合成樹脂等の有
機基材中に、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb（Ti・Zr）
O3），チタン酸鉛（PbTiO3）等の圧電磁器粉末を混合し
た複合材料よりなる圧電可撓性シートや圧電磁器焼結体
からなる矩形状の圧電板１であって、厚み方向に分極さ
れ、その上下面には電極2,2が形成され、リード線3,3に
より電極2,2間から信号を取出し得るようにしている。
機基材中に、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb（Ti・Zr）
O3），チタン酸鉛（PbTiO3）等の圧電磁器粉末を混合し
た複合材料よりなる圧電可撓性シートや圧電磁器焼結体
からなる矩形状の圧電板１であって、厚み方向に分極さ
れ、その上下面には電極2,2が形成され、リード線3,3に
より電極2,2間から信号を取出し得るようにしている。
前記圧電板１の外周縁には、該圧電板１と略同厚の、
水圧遮断用の矩形状剛性枠体10が矩形間隔11を置いて外
嵌される。前記矩形状剛性枠体10は、金属あるいはプラ
スチック等の剛性の高い（縦弾性係数の大きい）材料を
使用する。
水圧遮断用の矩形状剛性枠体10が矩形間隔11を置いて外
嵌される。前記矩形状剛性枠体10は、金属あるいはプラ
スチック等の剛性の高い（縦弾性係数の大きい）材料を
使用する。
次に、前記圧電板１周縁を含む水圧遮断用剛性枠体10
の周囲には弾性エポキシ樹脂，シリコンゴム等からなる
弾性接着材12がモールドされ、該材料が前記間隔11内に
充填される。これにより、前記圧電板１と、剛性枠体10
とが一体に結合されることになる。前記接着材12は間隔
11内のみに充填すれば足り、剛性枠体10の外側面及び圧
電板１の中央領域までモールドする必要はない。
の周囲には弾性エポキシ樹脂，シリコンゴム等からなる
弾性接着材12がモールドされ、該材料が前記間隔11内に
充填される。これにより、前記圧電板１と、剛性枠体10
とが一体に結合されることになる。前記接着材12は間隔
11内のみに充填すれば足り、剛性枠体10の外側面及び圧
電板１の中央領域までモールドする必要はない。
而て、かかる構成により、圧電送受波シートが構成さ
れ、その周縁から圧力p2がかかっても、剛性枠体10によ
り遮断されて、圧電板１の外周縁にはその圧力p2が及ば
ないこととなる。
れ、その周縁から圧力p2がかかっても、剛性枠体10によ
り遮断されて、圧電板１の外周縁にはその圧力p2が及ば
ないこととなる。
これを確かめるために、次の工程で、圧電送受波シー
トを形成し、特性を比較した。
トを形成し、特性を比較した。
すなわち、PbTiO3の粉末と、クロロプレンゴムと60:4
0（vol％）の割合で配合し、加硫剤を加えて混合し、こ
れを200Kg/cm2,180℃,20minの条件で加硫し、さらに100
KV/cm,1時間,20℃の条件で分極して圧電板１を得た。そ
してこれを、縦70mm−横30mm−厚2mmとなるように矩形
状に形成し、その周縁に1mmの矩形間隔11を介して金属
枠体10を配して、第2,3図のように構成し、かつ該間隔1
1内及びその周囲に、弾性エポキシ樹脂（商品名;Eccoge
l1365−25）からなる弾性接着剤12を供給し、60℃,24Hr
ｓ以上の条件で架橋し、圧電板１と枠体10とを接合して
試料を得た。そしてこれを圧電板１のみからなる、第５
図の従来構成のものと比較した。
0（vol％）の割合で配合し、加硫剤を加えて混合し、こ
れを200Kg/cm2,180℃,20minの条件で加硫し、さらに100
KV/cm,1時間,20℃の条件で分極して圧電板１を得た。そ
してこれを、縦70mm−横30mm−厚2mmとなるように矩形
状に形成し、その周縁に1mmの矩形間隔11を介して金属
枠体10を配して、第2,3図のように構成し、かつ該間隔1
1内及びその周囲に、弾性エポキシ樹脂（商品名;Eccoge
l1365−25）からなる弾性接着剤12を供給し、60℃,24Hr
ｓ以上の条件で架橋し、圧電板１と枠体10とを接合して
試料を得た。そしてこれを圧電板１のみからなる、第５
図の従来構成のものと比較した。
この結果、圧電定数dhは、従来構造のものが、16.87
×10-12C/Nであるのに比して、本発明は18.9×10-12C/N
となり、12.0％の向上が確認された。これは受波特性に
あっても、定数ghが向上されることをも意味するもので
ある。
×10-12C/Nであるのに比して、本発明は18.9×10-12C/N
となり、12.0％の向上が確認された。これは受波特性に
あっても、定数ghが向上されることをも意味するもので
ある。
また同じく、PbTiO3の粉末を、Pb（Ti0.46・Zr0.54）
O3粉末に換えただけで、それ以外は上述と同じ手段で形
成してなる圧電板１を用いて、第2,3図のように構成し
たものを、第５図の従来構成のものと比較した。その結
果、圧電定数dhは、従来構造のものが、5.27×10-12C/N
であるのに比して、本発明は5.87×10-12C/Nとなり、1
1.4％の向上が確認された。
O3粉末に換えただけで、それ以外は上述と同じ手段で形
成してなる圧電板１を用いて、第2,3図のように構成し
たものを、第５図の従来構成のものと比較した。その結
果、圧電定数dhは、従来構造のものが、5.27×10-12C/N
であるのに比して、本発明は5.87×10-12C/Nとなり、1
1.4％の向上が確認された。
すなわち本発明のものは、送受波感度が改善されるこ
とが解った。
とが解った。
尚、上例において、間隔11内に充填された弾性接着剤
12が、圧力P1により僅かに硬化して圧電板の膨張収縮を
妨げる危惧があるが、第４図に示したように、剛性枠体
10の上下面に一対の突片10a,10aを内方向に水平突設し
て、前記間隔11と圧電板１の周縁を覆うことによって、
これに対応することができる。
12が、圧力P1により僅かに硬化して圧電板の膨張収縮を
妨げる危惧があるが、第４図に示したように、剛性枠体
10の上下面に一対の突片10a,10aを内方向に水平突設し
て、前記間隔11と圧電板１の周縁を覆うことによって、
これに対応することができる。
また上例において、圧電板１は圧電可撓性シートや圧
電磁器焼結体の上下面に電極2,2を形成することにより
構成したものであるが、第４図に示すように、複数の圧
電板層20,20を内部電極21を介して積層することにより
構成してもよい。この場合に、前記内部電極21を外部に
電気的に取り出すためには、該圧電板層20の一部を欠除
すればよい。
電磁器焼結体の上下面に電極2,2を形成することにより
構成したものであるが、第４図に示すように、複数の圧
電板層20,20を内部電極21を介して積層することにより
構成してもよい。この場合に、前記内部電極21を外部に
電気的に取り出すためには、該圧電板層20の一部を欠除
すればよい。
＜発明の効果＞ 本発明は前記の説明によって明らかにしたように、圧
電板の外周縁を、水中内で圧電板の周縁から面方向に沿
って作用する水圧を遮断するための水圧遮断用剛性枠体
で間隔を置いて囲むことにより、該剛性枠体によって圧
電板の周縁に作用する面方向の圧力を減少させるように
したから、受波にあっては定数g31が零に近似して定数g
hが向上し、高感度となるとともに、送波にあっては定
数dhが高まって送波性能が向上する優れた効果がある。
電板の外周縁を、水中内で圧電板の周縁から面方向に沿
って作用する水圧を遮断するための水圧遮断用剛性枠体
で間隔を置いて囲むことにより、該剛性枠体によって圧
電板の周縁に作用する面方向の圧力を減少させるように
したから、受波にあっては定数g31が零に近似して定数g
hが向上し、高感度となるとともに、送波にあっては定
数dhが高まって送波性能が向上する優れた効果がある。
第１図は本発明の一実施例に用いる圧電板１と剛性枠体
10の分離斜視図、第２図は一部切欠平面図、第３図は同
縦断側面図である。また第４図は他例の縦断側面図であ
る。さらにまた第５図は従来例の縦断側面図である。 1;圧電板、10:剛性枠体、11;矩形間隔、12;弾性接着材
10の分離斜視図、第２図は一部切欠平面図、第３図は同
縦断側面図である。また第４図は他例の縦断側面図であ
る。さらにまた第５図は従来例の縦断側面図である。 1;圧電板、10:剛性枠体、11;矩形間隔、12;弾性接着材
Claims (3)
- 【請求項１】上下に電極が形成され、かつ厚み方向に分
極された圧電板の外周縁を、水中内で圧電板の周縁から
面方向に沿って作用する水圧を遮断するための水圧遮断
用剛性枠体で間隔を置いて囲み、該間隔内に弾性接着材
を充填して、圧電板と枠体とを一体に結合したことを特
徴とする水中用圧電送受波シート。 - 【請求項２】前記圧電板が圧電可撓性シートであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水中用圧電送
受波シート。 - 【請求項３】前記圧電板が圧電磁器板であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の水中用圧電送受波シ
ート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158471A JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158471A JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH012500A JPH012500A (ja) | 1989-01-06 |
| JPS642500A JPS642500A (en) | 1989-01-06 |
| JP2630948B2 true JP2630948B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=15672470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62158471A Expired - Lifetime JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630948B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969197A (en) * | 1988-06-10 | 1990-11-06 | Murata Manufacturing | Piezoelectric speaker |
| JPH0429826A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-01-31 | Japan Steel Works Ltd:The | 中空成形におけるパリソンドローダウン比の算出方法 |
| JPH0461992U (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-27 | ||
| JP5214197B2 (ja) * | 2007-08-28 | 2013-06-19 | 日本セラミック株式会社 | 超音波送受波器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166900A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Seikosha Co Ltd | 圧電式音響発生装置 |
| JPS5917799A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 圧電発音体 |
| JPS6264098U (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-21 | ||
| JPS63113400U (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-21 |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP62158471A patent/JP2630948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS642500A (en) | 1989-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6049159A (en) | Wideband acoustic transducer | |
| US3952216A (en) | Multiple-frequency transducer | |
| US4635484A (en) | Ultrasonic transducer system | |
| AU2020103892A4 (en) | Sensing element used to fabricate high-frequency, wideband and high-sensitivity underwater acoustic transducer and fabrication method thereof | |
| CA1252558A (en) | Ultrasonic transducer | |
| JPH0113279B2 (ja) | ||
| JP2630948B2 (ja) | 水中用圧電送受波シート | |
| Ting | Composite piezoelectric materials for transduction | |
| JP3005830B2 (ja) | 水中用圧電送受波シート | |
| JPH012500A (ja) | 水中用圧電送受波シ−ト | |
| JPH0648877B2 (ja) | 水中用圧電送受波シ−ト | |
| JPH0723755Y2 (ja) | 超音波センサ | |
| JPH0832106B2 (ja) | 水中用圧電送受波シ−ト | |
| JP2632334B2 (ja) | 水中用圧電送受波シート | |
| JPH0632549B2 (ja) | 圧電送受波器 | |
| JPS60138457A (ja) | 送受分離形超音波探触子 | |
| JPH07112316B2 (ja) | 圧電送波器用圧電可撓性シートの分極処理方法 | |
| JPH01175273A (ja) | 圧電板 | |
| JPH03224400A (ja) | 圧電型超音波振動子 | |
| JPS6117671Y2 (ja) | ||
| JPS62231591A (ja) | 圧電送受波器 | |
| JP2526066B2 (ja) | 水中用圧電ケ−ブル | |
| JP3170348B2 (ja) | 超音波送受波器 | |
| JPH0445355Y2 (ja) | ||
| JPS631798B2 (ja) |