JP2776368B2 - 音波水中送波器及びその特性調整方法 - Google Patents
音波水中送波器及びその特性調整方法Info
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- JP2776368B2 JP2776368B2 JP8103209A JP10320996A JP2776368B2 JP 2776368 B2 JP2776368 B2 JP 2776368B2 JP 8103209 A JP8103209 A JP 8103209A JP 10320996 A JP10320996 A JP 10320996A JP 2776368 B2 JP2776368 B2 JP 2776368B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音波水中送波器とそ
の特性調整方法に係り、特に広い周波数帯域の音波を放
射できる送波器と周波数帯域調整方法に関する。
の特性調整方法に係り、特に広い周波数帯域の音波を放
射できる送波器と周波数帯域調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水中の目標物体や海底までの距離を計測
するために、音波水中送波器及び受波器が用いられてい
る。水中では、電磁波よりも音波の方が伝搬減衰度が小
さいことから、特に超音波を用いた各種の送波器が開発
されている。
するために、音波水中送波器及び受波器が用いられてい
る。水中では、電磁波よりも音波の方が伝搬減衰度が小
さいことから、特に超音波を用いた各種の送波器が開発
されている。
【０００３】水柱共振を利用した従来の円筒型送波器を
示す図５の傾斜図、図６の断面図を参照する。この送波
器は、円筒形、即ち中空の円柱形をなす圧電振動子１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが円筒軸上に積層
されて互いに接着され、各圧電振動子１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの隣接する内面電極同士を締結
する銅板２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設け、反対
側の外面電極同士を締結する銅板３０ａ、３０ｂ、３０
ｃ、３０ｄを設け、発振源に接続されたケーブル４０は
圧電振動子１０ａの内面及び外面に各々接続され、全体
の表面がウレタンやポリスチロール等の合成樹脂５０で
覆われて水密性が確保されている。
示す図５の傾斜図、図６の断面図を参照する。この送波
器は、円筒形、即ち中空の円柱形をなす圧電振動子１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅが円筒軸上に積層
されて互いに接着され、各圧電振動子１０ａ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの隣接する内面電極同士を締結
する銅板２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを設け、反対
側の外面電極同士を締結する銅板３０ａ、３０ｂ、３０
ｃ、３０ｄを設け、発振源に接続されたケーブル４０は
圧電振動子１０ａの内面及び外面に各々接続され、全体
の表面がウレタンやポリスチロール等の合成樹脂５０で
覆われて水密性が確保されている。
【０００４】ここで、ケーブル４０の被覆及び合成樹脂
５０は、水の侵入を防止して、内部の配線や圧電振動
子、銅板等の変質腐食を防ぐ。また、圧電振動子１０ａ
の高さｍは円周上のどこでも一様であり、他の圧電振動
子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅも共通す
る。
５０は、水の侵入を防止して、内部の配線や圧電振動
子、銅板等の変質腐食を防ぐ。また、圧電振動子１０ａ
の高さｍは円周上のどこでも一様であり、他の圧電振動
子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅも共通す
る。
【０００５】圧電振動子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄは、ピエゾエレクトリック・バイブレータ（piezoele
ctric vibrator）、あるいはピエゾエレクトリック・ト
ランスジューサ（piezoelectric transducer）と呼ば
れ、共振子として、あるいは電気−機械エネルギ変換素
子として使用され、圧電材料はロシェル塩や各種の磁器
素材等が用いられている。
ｄは、ピエゾエレクトリック・バイブレータ（piezoele
ctric vibrator）、あるいはピエゾエレクトリック・ト
ランスジューサ（piezoelectric transducer）と呼ば
れ、共振子として、あるいは電気−機械エネルギ変換素
子として使用され、圧電材料はロシェル塩や各種の磁器
素材等が用いられている。
【０００６】かかる構成の送波器に、ケーブル４０から
電圧を印加すると、円筒型の圧電振動子１０ａ乃至１０
ｅは径拡がり振動し、樹脂５０を介して円筒内の媒体密
度を上昇させ、水柱を発生させる。
電圧を印加すると、円筒型の圧電振動子１０ａ乃至１０
ｅは径拡がり振動し、樹脂５０を介して円筒内の媒体密
度を上昇させ、水柱を発生させる。
【０００７】この円筒内の水柱の振動モデルを示す図７
の断面図を参照する。この円筒管８０内の振動は、両断
を最大振幅８１とし、中央部を節８２とする定在波であ
り、上下両端から音波を放射する。
の断面図を参照する。この円筒管８０内の振動は、両断
を最大振幅８１とし、中央部を節８２とする定在波であ
り、上下両端から音波を放射する。
【０００８】このような送波器は、円筒の高さ、即ち水
柱の高さで略共振周波数が決定されるが、媒体や圧電振
動子の損失が小さく、また音響放射面が小さく、音響負
荷が加わりにくいことから、鋭い共振特性を有しＱが高
くなっているため、送波できる周波数帯域が極めて狭く
なっている。このため、送波周波数が変動すると放射ロ
スが増大する欠点があるばかりでなく、送波周波数を変
更すると送波できなくなるという欠点があった。
柱の高さで略共振周波数が決定されるが、媒体や圧電振
動子の損失が小さく、また音響放射面が小さく、音響負
荷が加わりにくいことから、鋭い共振特性を有しＱが高
くなっているため、送波できる周波数帯域が極めて狭く
なっている。このため、送波周波数が変動すると放射ロ
スが増大する欠点があるばかりでなく、送波周波数を変
更すると送波できなくなるという欠点があった。
【０００９】従って、広い送波周波数帯域を実現する場
合には、共振周波数の少しずつ異なる多数の送波器を配
列しなければならなかった。また、送波周波数に変調を
加えて放射する場合には、両側波帯まで放射する周波数
帯域幅が必要であるが、鋭い共振特性のためこの両側波
帯の放射ロスが増大することにより、正確な変調波が送
出できないという欠点もあった。
合には、共振周波数の少しずつ異なる多数の送波器を配
列しなければならなかった。また、送波周波数に変調を
加えて放射する場合には、両側波帯まで放射する周波数
帯域幅が必要であるが、鋭い共振特性のためこの両側波
帯の放射ロスが増大することにより、正確な変調波が送
出できないという欠点もあった。
【００１０】この他の従来の広帯域水中音波送波器が特
開昭６１−２３０５９９号公報に開示されている。この
送波器は、音波放射振動殻（シェル）９１を厚肉円筒と
し、その厚肉円筒内に複数の穴９２を円筒状に加工配列
し、厚肉円筒の内側にテーパを設けて、外側テーパ付の
円筒型圧電磁器振動子９３を挿入し、絶縁ワッシャ９４
及びプッシュ９５を介してボルト９６及びナット９７で
締結し、圧電磁器振動子９３に適度な円周方向圧縮バイ
アス応力を与えて、リード線９８、９９によって圧電磁
器振動子９３の円筒の外側及び内側の電極に電気信号を
与えて駆動し、シェル９１の外側を媒質である水中に設
置することによりシェル９１の外面より水中へ音波を放
射するようにした旨の記載がある。
開昭６１−２３０５９９号公報に開示されている。この
送波器は、音波放射振動殻（シェル）９１を厚肉円筒と
し、その厚肉円筒内に複数の穴９２を円筒状に加工配列
し、厚肉円筒の内側にテーパを設けて、外側テーパ付の
円筒型圧電磁器振動子９３を挿入し、絶縁ワッシャ９４
及びプッシュ９５を介してボルト９６及びナット９７で
締結し、圧電磁器振動子９３に適度な円周方向圧縮バイ
アス応力を与えて、リード線９８、９９によって圧電磁
器振動子９３の円筒の外側及び内側の電極に電気信号を
与えて駆動し、シェル９１の外側を媒質である水中に設
置することによりシェル９１の外面より水中へ音波を放
射するようにした旨の記載がある。
【００１１】かかる構成は、シェル９１に８個の穴９２
等を設けた複合共振特性を利用しているため、構造が複
雑となるばかりでなく、中心となる共振周波数の設定を
行うための寸法の調整箇所が多く、また、テーパはシシ
ェル９１の側にも振動子９３の側にも形成するため、テ
ーパの調整は振動子９３の加工だけでは済まないという
欠点があった。また、複合共振構造であるため、周波数
特性に多数のピーク値が現われ、滑らかな特性曲線が得
られないという欠点もあった。
等を設けた複合共振特性を利用しているため、構造が複
雑となるばかりでなく、中心となる共振周波数の設定を
行うための寸法の調整箇所が多く、また、テーパはシシ
ェル９１の側にも振動子９３の側にも形成するため、テ
ーパの調整は振動子９３の加工だけでは済まないという
欠点があった。また、複合共振構造であるため、周波数
特性に多数のピーク値が現われ、滑らかな特性曲線が得
られないという欠点もあった。
【００１２】因みに、超音波センサを示す特開昭６０−
１９４３８０号公報を参照する。超音波ホーンの指向特
性が地面に向かないように、上向きに傾斜させてホーン
を固定する技術が開示されているが、このような技術は
水中にも適用される可能性はあるものの、送波する周波
数の広帯域化にはなんら寄与するものではない。
１９４３８０号公報を参照する。超音波ホーンの指向特
性が地面に向かないように、上向きに傾斜させてホーン
を固定する技術が開示されているが、このような技術は
水中にも適用される可能性はあるものの、送波する周波
数の広帯域化にはなんら寄与するものではない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のような問題点を
勘案して、本発明の目的は、次の各機能を有する音波水
中送波器を提供することにある。 （１）水柱共振を利用した円筒型の送波器に広い送波周
波数帯域を備えさせる。 （２）多数の送波器を配列しないで済む。 （３）変調を加えた送波周波数も良好な特性で放出でき
る。 （４）送波周波数を変更しても、共通の送波器が使用で
きる。 （５）送波周波数が変動しても、放射ロスが増大しな
い。 （６）複合共振構造とせず、構造の簡単な単一共振構造
とする。 （７）所望の周波数特性を得るための調整箇所を極力少
なくする。 （８）テーパ等の傾斜角度の調整は、振動子の加工だけ
で済むようにする。 （９）構造が簡単で製造し易いこと。 （１０）水密性が充分に確保されるようにする。 （１１）複合共振構造の場合に見られるような多数のピ
ーク値を有する周波数特性曲線ではなく、滑らかなピー
ク値を有する周波数特性を得るようにする。
勘案して、本発明の目的は、次の各機能を有する音波水
中送波器を提供することにある。 （１）水柱共振を利用した円筒型の送波器に広い送波周
波数帯域を備えさせる。 （２）多数の送波器を配列しないで済む。 （３）変調を加えた送波周波数も良好な特性で放出でき
る。 （４）送波周波数を変更しても、共通の送波器が使用で
きる。 （５）送波周波数が変動しても、放射ロスが増大しな
い。 （６）複合共振構造とせず、構造の簡単な単一共振構造
とする。 （７）所望の周波数特性を得るための調整箇所を極力少
なくする。 （８）テーパ等の傾斜角度の調整は、振動子の加工だけ
で済むようにする。 （９）構造が簡単で製造し易いこと。 （１０）水密性が充分に確保されるようにする。 （１１）複合共振構造の場合に見られるような多数のピ
ーク値を有する周波数特性曲線ではなく、滑らかなピー
ク値を有する周波数特性を得るようにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による音波水中送波器は、単数の円筒形の圧
電振動子、または円筒軸を揃えて配列した複数の円筒形
の圧電振動子から成る振動部を備えた音波水中送波器に
おいて、前記振動部の一方端、他方端に前記円筒軸を揃
えて各々円筒管を配列し、前記円筒管の一方端、他方端
の円周端面が、前記円筒軸と直交せず、傾斜するように
構成される。
め、本発明による音波水中送波器は、単数の円筒形の圧
電振動子、または円筒軸を揃えて配列した複数の円筒形
の圧電振動子から成る振動部を備えた音波水中送波器に
おいて、前記振動部の一方端、他方端に前記円筒軸を揃
えて各々円筒管を配列し、前記円筒管の一方端、他方端
の円周端面が、前記円筒軸と直交せず、傾斜するように
構成される。
【００１５】また、本発明の他の態様による音波水中送
波器は、単数の円筒形の圧電振動子、または円筒軸を揃
えて配列した複数の円筒形の圧電振動子から成る振動部
を備えた音波水中送波器において、前記振動部の一方
端、他方端の円周端面が、前記円筒軸と直交せず、傾斜
しているように構成される。
波器は、単数の円筒形の圧電振動子、または円筒軸を揃
えて配列した複数の円筒形の圧電振動子から成る振動部
を備えた音波水中送波器において、前記振動部の一方
端、他方端の円周端面が、前記円筒軸と直交せず、傾斜
しているように構成される。
【００１６】更に、本発明の音波水中送波器の特性調整
方法は、所望の周波数帯域幅特性が得られるように、前
記円筒管、または振動部の円周端面の傾斜度を調整する
ように構成される。
方法は、所望の周波数帯域幅特性が得られるように、前
記円筒管、または振動部の円周端面の傾斜度を調整する
ように構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を示す
図１の斜視図、図２の断面図を参照する。この実施の形
態の送波器は、高さの一様な円筒型圧電振動子１ａ、１
ｂ、１ｃが円筒軸９上に積層されて互いに接着され、更
に圧電振動子１ａ、１ｂ間、圧電振動子１ｂ、１ｃ間の
各内面、外面には、銅板２ａ、２ｂ、銅板３ａ、３ｂを
設け、例えば、内面電極のすべてをプラス極、外面電極
のすべてをマイナス極とする。銅板２ａ、２ｂに対向し
たところにも、同様に銅板２ａ、２ｂを形成し、更にこ
の対向した銅板２ａ、２ｂの反対の外面にも銅板３ａ、
３ｂを設ける。
図１の斜視図、図２の断面図を参照する。この実施の形
態の送波器は、高さの一様な円筒型圧電振動子１ａ、１
ｂ、１ｃが円筒軸９上に積層されて互いに接着され、更
に圧電振動子１ａ、１ｂ間、圧電振動子１ｂ、１ｃ間の
各内面、外面には、銅板２ａ、２ｂ、銅板３ａ、３ｂを
設け、例えば、内面電極のすべてをプラス極、外面電極
のすべてをマイナス極とする。銅板２ａ、２ｂに対向し
たところにも、同様に銅板２ａ、２ｂを形成し、更にこ
の対向した銅板２ａ、２ｂの反対の外面にも銅板３ａ、
３ｂを設ける。
【００１８】ここで、圧電振動子１ａの内面及び外面に
は各々ケーブル４を接続する。このケーブル４は、水密
性の被覆を有する。積層した圧電振動子１ａの上端の内
周端面には、斜切円筒管６ａが円筒軸９上に積層されて
接着される。
は各々ケーブル４を接続する。このケーブル４は、水密
性の被覆を有する。積層した圧電振動子１ａの上端の内
周端面には、斜切円筒管６ａが円筒軸９上に積層されて
接着される。
【００１９】この円筒管６ａの下端は圧電振動子１ａの
上端に適合するように円筒軸９と垂直な面を呈するが、
上端は円筒軸９に対して斜方向に切断した円周端面を呈
する。ケーブル４は、この斜切円筒管６ａを嵌入して圧
電振動子１ａの両面と接続される。
上端に適合するように円筒軸９と垂直な面を呈するが、
上端は円筒軸９に対して斜方向に切断した円周端面を呈
する。ケーブル４は、この斜切円筒管６ａを嵌入して圧
電振動子１ａの両面と接続される。
【００２０】圧電振動子１ｃの下端には、斜切円筒管６
ｂが同様に接着される。上下の斜切円筒管６ａ、６ｂ
は、いずれも圧電振動子ではなく、高い弾性率を有する
電気絶縁対が好ましい。また、上下の斜切円筒管６ａ、
６ｂのうち、最も小さい高さの円周部分は円筒軸９に沿
った上下方向に重なり合うように配置することが好まし
く、従って最も大きい高さの円周部分も上下に重なり合
う形となることが好ましい。
ｂが同様に接着される。上下の斜切円筒管６ａ、６ｂ
は、いずれも圧電振動子ではなく、高い弾性率を有する
電気絶縁対が好ましい。また、上下の斜切円筒管６ａ、
６ｂのうち、最も小さい高さの円周部分は円筒軸９に沿
った上下方向に重なり合うように配置することが好まし
く、従って最も大きい高さの円周部分も上下に重なり合
う形となることが好ましい。
【００２１】ケーブル４の露出表面及び円筒管６ａ、６
ｂ、圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃ、銅板２ａ、２ｂ、３
ａ、３ｂの表面を覆う樹脂５を設け、水密保護を行う。
尚、斜切円筒管６ａ、６ｂ、圧電振動子１ａ、１ｂ、１
ｃの円筒直径は共通とし、外径内径間の肉厚も共通とす
る。
ｂ、圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃ、銅板２ａ、２ｂ、３
ａ、３ｂの表面を覆う樹脂５を設け、水密保護を行う。
尚、斜切円筒管６ａ、６ｂ、圧電振動子１ａ、１ｂ、１
ｃの円筒直径は共通とし、外径内径間の肉厚も共通とす
る。
【００２２】今、この送波器の外径を７５ｍｍ、内径を
５８ｍｍ、高さＡを１９０ｍｍ、高さＢを２１０ｍｍと
した場合の周波数特性を示す図４を参照する。ケーブル
４に発振源を接続して電圧を印加すると、圧電振動子１
ａ、１ｂ、１ｃが呼吸振動し、円筒の両端を振動の腹と
し中央部を節とするような水柱共振が発生する。
５８ｍｍ、高さＡを１９０ｍｍ、高さＢを２１０ｍｍと
した場合の周波数特性を示す図４を参照する。ケーブル
４に発振源を接続して電圧を印加すると、圧電振動子１
ａ、１ｂ、１ｃが呼吸振動し、円筒の両端を振動の腹と
し中央部を節とするような水柱共振が発生する。
【００２３】ここで、発振源の周波数を変化させていく
と、図４の送波レベルの周波数特性を得る。図４中の実
線は、上述した一実施の形態の場合の特性曲線であり、
点線は従来例で高さＡ、Ｂ共に共通しており、これを２
００ｍｍとした時の特性曲線である。
と、図４の送波レベルの周波数特性を得る。図４中の実
線は、上述した一実施の形態の場合の特性曲線であり、
点線は従来例で高さＡ、Ｂ共に共通しており、これを２
００ｍｍとした時の特性曲線である。
【００２４】一般に、水柱共振角周波数ωは、図４中に
示す通りであり、Ａは、 Ａ＝α３×Ｌ／２ａ＋α４ である。またα１、媒質の音速と弾性率、圧電振動子１
ａ、１ｂ、１ｃの内半径と弾性率により決まる係数であ
り、α２、α３、α４は円筒計上端部の補正係数であ
る。Ｌは円筒形状長さである。媒質を水、圧電振動子の
弾性率６．１×１０の１０乗（Ｎ／ｍ2 ）のものを使用
する。
示す通りであり、Ａは、 Ａ＝α３×Ｌ／２ａ＋α４ である。またα１、媒質の音速と弾性率、圧電振動子１
ａ、１ｂ、１ｃの内半径と弾性率により決まる係数であ
り、α２、α３、α４は円筒計上端部の補正係数であ
る。Ｌは円筒形状長さである。媒質を水、圧電振動子の
弾性率６．１×１０の１０乗（Ｎ／ｍ2 ）のものを使用
する。
【００２５】今、印加周波数を低域から高域へ変化させ
ていくと、円筒形状高さＢの２１０ｍｍに相当する部分
で水柱共振が発生し始め、この時の周波数が２．２６Ｋ
Ｈｚとなっている。更に発振源の周波数を上昇させる
と、高さＡの１９０ｍｍに相当する部分、即ち２．５７
ＫＨｚまで水柱共振が発生する。即ち、実質的に使用で
きる周波数帯域は、少なくとも０．３２ＫＨｚとなる。
ていくと、円筒形状高さＢの２１０ｍｍに相当する部分
で水柱共振が発生し始め、この時の周波数が２．２６Ｋ
Ｈｚとなっている。更に発振源の周波数を上昇させる
と、高さＡの１９０ｍｍに相当する部分、即ち２．５７
ＫＨｚまで水柱共振が発生する。即ち、実質的に使用で
きる周波数帯域は、少なくとも０．３２ＫＨｚとなる。
【００２６】更に広い周波数帯域を確保するためには、
高さＡ、Ｂの寸法差を大きくすること即ち傾斜角度を大
きくすることである。
高さＡ、Ｂの寸法差を大きくすること即ち傾斜角度を大
きくすることである。
【００２７】この実施の形態によれば、両端が傾斜した
円筒形状となっているため、円筒形状体の長さ（高さ）
が連続的に変化した構造を呈することになり、これによ
り鋭い共振特性が鈍化して、幅の広い周波数特性が得ら
れる。
円筒形状となっているため、円筒形状体の長さ（高さ）
が連続的に変化した構造を呈することになり、これによ
り鋭い共振特性が鈍化して、幅の広い周波数特性が得ら
れる。
【００２８】また、両端の傾斜角度を変化させるだけ
で、周波数帯域幅を変更することができるので、調整及
び製作が極めて容易になるばかりでなく、複合共振構造
のような多数のピーク値を呈する周波数特性ではなく、
図４の実線に示すように極めて滑らかなピーク値を呈し
ているため、振幅または周波数変調を加える場合にも、
理想的な送出波を得ることができる。
で、周波数帯域幅を変更することができるので、調整及
び製作が極めて容易になるばかりでなく、複合共振構造
のような多数のピーク値を呈する周波数特性ではなく、
図４の実線に示すように極めて滑らかなピーク値を呈し
ているため、振幅または周波数変調を加える場合にも、
理想的な送出波を得ることができる。
【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態を示す図
３を参照する。この実施の形態は、斜切圧電振動子７
ａ、７ｂと、外面の銅板３ｃ、３ｄ、及び内面の銅板２
ｃ、２ｄが存在する点が上述した第１の実施の形態と相
違しており、その他は第１の実施の形態と共通するた
め、この共通した部分の構成効果の説明は省略する。
３を参照する。この実施の形態は、斜切圧電振動子７
ａ、７ｂと、外面の銅板３ｃ、３ｄ、及び内面の銅板２
ｃ、２ｄが存在する点が上述した第１の実施の形態と相
違しており、その他は第１の実施の形態と共通するた
め、この共通した部分の構成効果の説明は省略する。
【００３０】斜切圧電振動子７ａ、７ｂは、各々図１の
斜切円筒管６ａ、６ｂと外形寸法は共通するが、素材の
性質が異なり、いずれも圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃの
ような圧電振動子から成る。斜切圧電振動子７ａと圧電
振動子１ａとは積層接着後、内面、外面電極が各々銅板
２ｃ、３ｃで締結され、また斜切圧電振動子７ｂと圧電
振動子１ｃとは積層接着後、内面、外面電極が各々銅板
２ｄ、３ｄで締結される。内面、外面電極の分極方向
は、圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃと同様とする。またケ
ーブル３は斜切圧電振動子７ａの内、外面に接続され
る。
斜切円筒管６ａ、６ｂと外形寸法は共通するが、素材の
性質が異なり、いずれも圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃの
ような圧電振動子から成る。斜切圧電振動子７ａと圧電
振動子１ａとは積層接着後、内面、外面電極が各々銅板
２ｃ、３ｃで締結され、また斜切圧電振動子７ｂと圧電
振動子１ｃとは積層接着後、内面、外面電極が各々銅板
２ｄ、３ｄで締結される。内面、外面電極の分極方向
は、圧電振動子１ａ、１ｂ、１ｃと同様とする。またケ
ーブル３は斜切圧電振動子７ａの内、外面に接続され
る。
【００３１】この実施の形態によれば、図４の実線より
も送波レベルの損失のより小さい特性が得られる。
も送波レベルの損失のより小さい特性が得られる。
【００３２】第１の実施の形態における円筒管及び第２
の実施の形態における斜切圧電振動子の円周端面の傾斜
角度は、所望の周波数帯域幅が得られるようにあらかじ
め設計した値で製作してもよいが、より精度の高い周波
数帯域幅を得るためには、切削工具によるカットティン
グまたは研磨により、傾斜角度の微調整を行うことが望
ましい。
の実施の形態における斜切圧電振動子の円周端面の傾斜
角度は、所望の周波数帯域幅が得られるようにあらかじ
め設計した値で製作してもよいが、より精度の高い周波
数帯域幅を得るためには、切削工具によるカットティン
グまたは研磨により、傾斜角度の微調整を行うことが望
ましい。
【００３３】尚、第１の実施の形態では、圧電振動子の
数を３としたが、これに限定されるものではなく、１、
２でもよく、また４以上であってもよい。また第２の実
施の形態では、圧電振動子の数を斜切のものも含めて５
としたが、これに限定されるものではなく、この他に
１、２、３、４でもよく、更に６以上であってもよいこ
とは勿論である。
数を３としたが、これに限定されるものではなく、１、
２でもよく、また４以上であってもよい。また第２の実
施の形態では、圧電振動子の数を斜切のものも含めて５
としたが、これに限定されるものではなく、この他に
１、２、３、４でもよく、更に６以上であってもよいこ
とは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円筒型の圧電振動子または円筒管の両端の円周面を傾斜
させることにより、周波数帯域幅を広くするだけでな
く、滑らかなピーク値を有する周波数特性が得られ、も
って上述した目的が悉く達成される。
円筒型の圧電振動子または円筒管の両端の円周面を傾斜
させることにより、周波数帯域幅を広くするだけでな
く、滑らかなピーク値を有する周波数特性が得られ、も
って上述した目的が悉く達成される。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】第１の実施の形態の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】第１の実施の形態及び従来例の周波数特性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図５】従来の一水中送波器を示す斜視図である。
【図６】図５の水中送波器の断面図である。
【図７】水中送波器の水柱の振動モデルを示す断面図で
ある。
ある。
【図８】従来の他の水中送波器を示す断面図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，
１０ｅ 圧電振動子 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，２
０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，３０ａ，３０ｂ，３０
ｃ，４，４０ ケーブル ５，５０ 樹脂 ６ａ，６ｂ 斜切円筒管 ７ａ，７ｂ 斜切圧電振動子 ８０ 円筒管 ８１ 振幅 ８２ 節 ９１ シェル ９２ 穴 ９３ 振動子 ９４ ワッシャ ９５ ブッシュ ９６ ボルト ９７ ナット ９８，９９ リード線
１０ｅ 圧電振動子 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，２
０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，３０ａ，３０ｂ，３０
ｃ，４，４０ ケーブル ５，５０ 樹脂 ６ａ，６ｂ 斜切円筒管 ７ａ，７ｂ 斜切圧電振動子 ８０ 円筒管 ８１ 振幅 ８２ 節 ９１ シェル ９２ 穴 ９３ 振動子 ９４ ワッシャ ９５ ブッシュ ９６ ボルト ９７ ナット ９８，９９ リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３０ Ｇ０１Ｓ 7/52 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】単数の円筒形の圧電振動子、または円筒軸
を揃えて配列した複数の円筒形の圧電振動子から成る振
動部を備えた音波水中送波器において、前記振動部の一
方端、他方端に前記円筒軸を揃えて各々円筒管を配列
し、前記円筒管の一方端、他方端の円周端面が、前記円
筒軸と直交せず、傾斜していることを特徴とする音波水
中送波器。 - 【請求項２】単数の円筒形の圧電振動子、または円筒軸
を揃えて配列した複数の円筒形の圧電振動子から成る振
動部を備えた音波水中送波器において、前記振動部の一
方端、他方端の円周端面が、前記円筒軸と直交せず、傾
斜していることを特徴とする音波水中送波器。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載の音波水中送
波器の特性調整方法において、所望の周波数帯域幅特性
が得られるように、前記円筒管、または振動部の円周端
面の傾斜度を調整することを特徴とする音波水中送波器
の特性調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103209A JP2776368B2 (ja) | 1996-03-30 | 1996-03-30 | 音波水中送波器及びその特性調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103209A JP2776368B2 (ja) | 1996-03-30 | 1996-03-30 | 音波水中送波器及びその特性調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271093A JPH09271093A (ja) | 1997-10-14 |
| JP2776368B2 true JP2776368B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14348127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8103209A Expired - Fee Related JP2776368B2 (ja) | 1996-03-30 | 1996-03-30 | 音波水中送波器及びその特性調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776368B2 (ja) |
-
1996
- 1996-03-30 JP JP8103209A patent/JP2776368B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09271093A (ja) | 1997-10-14 |
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Legal Events
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