JP2658363B2 - ソーナー用送受波器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はソーナー用送受波器に関する。

［従来の技術］ 従来この種のソーナー用送受波器は第５図のように、
電気−機械変換素子９を共鳴管６の一端に取付け、リー
ド線11a、11bから入力する電気信号を機械振動に変換す
る構造であった。

電気−機械変換素子９は第６図のように振動板７の片
面に圧電板８を貼り合わせ、たわみモードで振動させる
ため、機械共振周波数を低くすることができるが、電気
−機械変換素子９の両面の振動が逆位相となるため、両
面間にλ/2（λは管内媒質の音波の波長）以上の経路差
を与え両面から放射する音波の短絡現象を防止する必要
がある。また、たわみモードの電気−機械変換素子９は
低周波共振であるため、放射面の直径Ｄに比べて水中波
長が長く、音響負荷が小さいために変換能率が低いとい
う欠点がある。

これらの問題に対する対策として電気−機械変換素子
９の片面に共鳴管６を取付け、共鳴管の長さをλ/4とす
ることにより変換能率を改善している。

共鳴管６の内部の音圧分布と速度分布は第７図の実線
と点線のようになり、電気−機械変換素子９の裏面には
λ/4反共振の高い音響負荷が加わり、表面には共鳴管６
の開放端から放射された音波が同位相で加わるために表
面の音響負荷も高くなる。結果として第８図のような指
向性を持つ低周波数で能率の改善された送受波器であっ
た。

［解決すべき課題］ 上述した従来のソーナー用送受波器は、共鳴管６の剛
性が低いと、不十分なバッフルとなって管壁を透過する
音波のために音響負荷や能率の改善が不十分となり、剛
性を高くすると共鳴管６が肉厚のものになって重くなる
という問題が生じるものであった。

本考案は、上述した問題点にかんがみてなされたもの
で、低周波数、高能率で軽量なソーナー用送受波器の提
供を目的とする。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明に係るソーナー用送
受波器は、振動板に圧電板を貼付した少なくとも三枚の
電気−機械変換素子の縁部を相互に接続して両端が開放
した角柱体を形成し、この角柱体の内部を音響媒体が自
由に流入できる音響共鳴回路を構成し、前記電気−機械
変換素子の構造部と前記音響共鳴回路の構造部とを共用
した構成としてある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は同平面
図である。本実施例の送受波器１は、振動板2a〜2cの片
面に圧電板3a〜3cを貼り合わせた電気−機械変換素子4a
〜4cを三枚用いている。具体的には、三枚の電気−機械
変換素子4a〜4cの端部を相互に接続し、囲まれた内部に
音響媒体が自由に流入する中空の三角柱体を構成し、三
角柱体の内部を長さ半波長（λ/2）以上の音響共鳴回路
として構成されている。

各電気−機械変換素子4a〜4cは、リード線10a,10bか
ら入力する電気信号により第２図の一点鎖線及び点線で
示すような各電気−機械変換素子4a〜4cの接合点を節と
するたわみ振動をする。従って、三角柱体の送受波器１
の内面と外面に逆位相の音波が放射され、内面に放射さ
れた音波は音響共鳴回路の側壁（即ち電気−機械変換素
子4a〜4c）が同位相で振動しているため、側壁を透過す
ることなく上下の開放端に伝搬して行き、開放端から外
部へ放射される。

送受波器１の内部の音波は上下の開放端から放射され
る時、内部で伝搬してきた時間だけ位相が遅れ、外部の
音波と同位相に調整される。

送受波器１の内部の中央の位置から見た場合の音圧分
布と速度分布を第３図の実線と点線で示す。実際には送
受波器１の内部の放射が上端から下端まであり、全長に
渡る内部音波の位相調整（即ち伝搬時間の調整）は、内
部音波の各端面における総和に対して行なうので、送受
波器１の長さは半波長より長くなる。このように位相調
整され、送受波器１の上下端面から放射される内部音圧
と、直接放射される外部音圧により第４図に示すような
垂直指向性と等方性の水平指向性を持つ音響負荷の十分
加わった能率のよい低周波数送受波器となる。また音響
共鳴回路の側壁は、電気−機械変換素子4a〜4c自体が振
動体となっているため、薄くても完全なバッフル性を示
すために軽量なものとなる。

なお、本実施例では三枚の電気−機械変換素子4a〜4c
で構成した三角柱体の送受波器としたが、四枚以上の電
気−機械変換素子を組み合わせた多角柱体の送受波器に
ついても同様な特徴を有する。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、電気−機械変換素子に
より、囲まれた内部空間の媒体の音響的な共鳴を得よう
とするものであり、共鳴回路の両端からの放射音圧が支
配的となるので、ほぼ無指向性を維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は同平面
図、第３図は同内部音圧と速度の分布を示す説明図、第
４図は同垂直指向性を示す説明図、第５図は従来のソー
ナー用送受波器の斜視図、第６図は従来のソーナー用送
受波器に用いられている電気−機械変換素子の側面図、
第７図は従来のソーナー用送受波器に用いられている共
鳴管内の音圧と速度分布を示す説明図、第８図は同垂直
指向性を示す説明図である。 １、5:送受波器 2a〜2c、7:振動板 3a〜3c、8:圧電板 4a〜4c、9:電気−機械変換素子 10a、10b、11a,11b:リード線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動板に圧電板を貼付した少なくとも三枚
   の電気−機械変換素子の縁部を相互に接続して両端が開
   放した角柱体を形成し、この角柱体の内部を音響媒体が
   自由に流入できる音響共鳴回路としたことを特徴とした
   ソーナー用送受波器。