JP2985915B2 - 電気音響変換素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海洋の音響計測機器等
の水中受波器に用いられるもので、音圧を電気信号に変
換するための多孔質の圧電磁器を用いた電気音響変換素
子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、音波を電気信号に変換する水中受
波器の電気音響変換素子の材料としては、チタン酸バリ
ウム、ジルコン酸・チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電磁器
が用いられている。現在、圧電磁器の圧電ｇ定数を増大
させた多孔質の圧電磁器の研究が行われており、例えば
次のような文献に記載されるものがある。 文献；Ferroelectrice、４９（１９８３）Gordon and B
reach,Science Publishers（米）Ｐ．２６５−２７２ 以下、図２〜図４を参照しつつ、従来の電気音響変換素
子の構成を説明する。図２は、圧電磁器を用いた従来の
円形形電気音響変換素子の斜視図である。この円筒形電
気音響変換素子では、円筒形の圧電磁器１１の内周と外
周にそれぞれ電極１２，１３が形成され、その電極１
２，１３が端子１４，１５にそれぞれ接続されている。
この電気音響変換素子は、音圧に対して、主に呼吸振動
の周囲長の変化による感度を利用したものである。受波
感度Ｍは、電気音響変換素子の内径をａ、外径をｂと
し、ａ／ｂ≒１のとき、周囲方向の圧電ｇ定数をｇ₃₁と
すると、 Ｍ＝２０×ｌｏｇ（｜ｇ₃₁｜・ｂ） （ｄＢ ｒｅ．
Ｖ／Ｐａ） で表される。ここでｇ₃₁は、周囲方向の圧電ｄ定数をｄ
₃₁、誘電率をεとすると、 ｇ₃₁＝ｄ₃₁／ε （Ｖｍ／Ｎ） である。ｂが１５（ｍｍ）、ｄ₃₁が−１９８×１０^-12
（Ｃ／Ｎ）、εが１．５９×１０^-8（Ｆ／ｍ）の円筒形
変換素子の場合、受波感度Ｍは Ｍ＝−７５ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ） となる。

【０００３】図３は、従来の厚み共振を利用した円板形
の電気音響変換素子を示す断面図である。この円板形の
電気音響変換素子では、円板形の圧電磁器２１の両面に
電極２２，２３がそれぞれ形成され、その電極２２，２
３に端子２４，２５が接続されている。圧電磁器２１と
しては、ＰＺＴが用いられている。

【０００４】この電気音響変換素子を共振周波数以下の
低周波で使用した場合、該電気音響変換素子は静水圧的
な音圧を受けるため、受波感度Ｍは静水圧モードの圧電
ｇ定数をｇ_h 、厚さをｔとすると、 Ｍ＝２０×ｌｏｇ（｜ｇ_h ｜・ｔ） （ｄＢ ｒ
ｅ．Ｖ／Ｐａ） で表される。ここで、分極方向の圧電ｇ定数をｇ₃₃、分
極と直角方向の圧電ｇ定数をｇ₃₁、ｇ₃₂とし、そのそれ
ぞれに対応する圧電ｄ定数をｄ₃₃、ｄ₃₁、ｄ₃₂とする
と、 ｇ_h ＝ｇ₃₃＋ｇ₃₂＋ｇ₃₁＝ｄ₃₃／ε＋ｄ₃₂／ε＋ｄ₃₁／ε＝ｄ_h ／ε （Ｖｍ／Ｎ） である。圧電磁器２１にはＰＺＴが用いられている。ｔ
が６（ｍｍ）、ｄ₃₃が４１７×１０^-12 （Ｃ／Ｎ）、ｄ
₃₁、ｄ₃₂が−１９８×１０^-12 （Ｃ／Ｎ）、誘電率εが
１．５９×１０^-8（Ｆ／ｍ）とすると、圧電ｇ定数
ｇ_h 、受波感度Ｍは、 ｇ_h ＝１．３２×１０^-3 （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝−１０２ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ） となる。

【０００５】図４は、従来の厚み共振を利用した円板形
の電気音響変換素子を示す断面図である。この円板形電
気音響変換素子は、図３と同様な変換素子構造であり、
円板形の多孔質圧電磁器３１の両面には電極３２，３３
が形成され、その電極３２，３３に端子３４，３５が接
続されている。多孔質圧電磁器３１は、例えば前記文献
に記載された多孔質ＰＺＴで構成されている。多孔質Ｐ
ＺＴの圧電ｄ定数は、電極３２，３３の面と平行な断面
を考えた場合、ＰＺＴの占める面積は図３の電気音響変
換素子に比べ減少するが、その分ＰＺＴに応力の集中が
起こり、発生する電荷の量が図３の電気音響変換素子と
同等であるため、ＰＺＴと同等な値を採用する。

【０００６】ｔが６（ｍｍ）、ｄ₃₃が４１７×１０^-12
（Ｃ／Ｎ）、ｄ₃₁、ｄ₃₂が−１９８×１０^-12 （Ｃ／
Ｎ）、誘電率εが４．４３×１０^-9（Ｆ／ｍ）とする
と、圧電ｇ定数ｇ_h 、受波感度Ｍは、 ｇ_h ＝４．７４×１０^-3 （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝−９１ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐ
ａ） となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電気音響変換素子では、次のような問題があった。 （ａ） 図２の円筒形電気音響変換素子では、受波感度
が高い反面、内部に空気層を持つことから、耐水圧が低
く、深深度では使用できないという問題がある。また、
耐水圧を持たせるために内部に油等を入れるバランス方
式もあるが、感度が低下したり、構造が複雑になる等の
問題がある。 （ｂ） 図３の円板形電気音響変換素子では、ブロック
状の圧電磁器２１を用いているため、高耐水圧である
が、共振周波数以下の低周波で感度が低い。即ち、圧電
磁器２１の圧電ｇ定数ｇ_h （＝ｇ₃₃＋ｇ₃₂＋ｇ₃₁）は、
ｇ₃₃に対してｇ₃₁、ｇ₃₂が異符号で、かつ絶対値が約１
／２（１／２ｇ₃₃≒｜ｇ₃₁｜≒｜ｇ₃₂｜）であることか
ら、感度が非常に小さな値になるという問題がある。 （ｃ） 図４の円板形電気音響変換素子では、ブロック
状の多孔質圧電磁器３１を用いているため、高耐水圧
で、図３の電気音響変換素子よりも感度がよい。しか
し、圧電ｇ定数を増大させるために誘電率を低下させて
いるので、静電容量が低下し、ケーブル容量による受波
感度の低下や、電気インピーダンスの増大による電気回
路での不都合等が生じる問題がある。

【０００８】そこで、この様な問題を解決するため、本
願発明者は図５及び図６のような電気音響変換素子を提
案した。図５及び図６は、本願発明者が提案した円板形
電気音響変換素子を示す断面図である。図５の円板形電
気音響変換素子は、厚み方向に分極された円板形の圧電
磁器４１を有し、その圧電磁器４１の両面には正電極４
３及び負電極４４が形成され、さらに該正電極４３及び
負電極４４に端子４５，４６が接続されている。圧電磁
器４１の周囲には、金属の円筒殻４２が設けられてい
る。

【０００９】次に、動作を説明する。図５の円板形電気
音響変換素子は、該変換素子の寸法より十分長い波長で
ある低周波に対しては静水圧的な音圧を受ける。この音
圧（静水圧）をＰ_a とすると、電気音響変換素子の全表
面に音圧Ｐ_a が加わる。圧電磁器４１の厚み方向には音
圧Ｐ_a によって応力Ｐ_a が加わるが、該圧電磁器４１の
電極面方向には、円周に設けた金属の円筒殻４２によっ
て音圧Ｐ_a が制動を受け、応力Ｐ_b （Ｐ_b ＜Ｐ_a ）が加
わることとなる。圧電磁器４１のヤング率、ポアソン比
をＥ_a 、ν_a 、金属のヤング率、ポアソン比をＥ_b 、ν
_b とすると、Ｐ_b は

【数１】 となる。よって電気音響変換素子の圧電ｄ定数ｄ_h 、圧
電ｇ定数ｇ_h 、受波感度Ｍは、圧電磁器４１の分極方向
の圧電ｄ定数をｄ₃₃、分極と直角方向の圧電ｄ定数をｄ
₃₁、ｄ₃₂、誘電率をεとすると、 ｄ_h ＝（Ｐ_a ・ｄ₃₃＋Ｐ_b ・ｄ₃₂＋Ｐ_b ・ｄ₃₁）／｜Ｐ_a ｜ （Ｃ／Ｎ） ｇ_h ＝ｄ_h ／ε （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝２０×ｌｏｇ（｜ｇ_h ｜・ｔ） （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ） となる。

【００１０】ここで、電圧磁器４１にＰＺＴ、金属の円
筒殻４２に軟鉄を用いたとし、Ｅ_a ＝６．１０×１０¹⁰
（Ｎ／ｍ² ）、Ｅ_b ＝２１．１４×１０¹⁰（Ｎ／
ｍ² ）、ν_a ＝ν_b ＝０．３、ｒ_a ＝１２（ｍｍ）、ｒ
_b ＝１５（ｍｍ）、Ｐ_a ＝１．０（Ｎ／ｍ² ）、ε＝
１．５９×１０^-8（Ｆ／ｍ）、ｄ₃₃＝４１７×１０^-12
（Ｃ／Ｎ）、ｄ₃₁＝ｄ₃₂＝−１９８×１０^-12 （Ｃ／
Ｎ）、ｔ＝６（ｍｍ）とすると、 Ｐ_b ＝８．６４×１０^-1 （Ｎ／ｍ² ） ｄ_h ＝７．４６×１０^-11 （Ｃ／Ｎ） ｇ_h ＝４．６８×１０^-3 （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝−９１ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐ
ａ） となる。

【００１１】また、図６の円板形電気音響変換素子は、
厚み方向に分極された円板形の多孔質圧電磁器５１を有
し、その両面には正電極５３及び負電極５４が形成さ
れ、さらに該正電極５３及び負電極５４に端子５５，５
６が接続されている。多孔質圧電磁器５１の周囲には、
金属の円筒殻５２が設けられている。この円板形電気音
響変換素子の動作は、図５の円板形電気音響変換素子と
同様である。即ち、多孔質圧電磁器５１に多孔質ＰＺ
Ｔ、金属の円筒殻５２に軟鉄を用いたとし、多孔質ＰＺ
Ｔの分極方向の圧電ｄ定数をｄ₃₃、分極と直角方向の圧
電ｄ定数をｄ₃₁、ｄ₃₂、誘電率をεとすると、電気音響
変換素子の多孔質ＰＺＴ一金属間の応力Ｐ_b 、圧電ｄ定
数ｄ_h 、圧電ｇ定数ｇ_h 、受波感度Ｍは、Ｅ_a ＝１．７
５×１０¹⁰（Ｎ／ｍ² ）、Ｅ_b ＝２１．１４×１０
¹⁰（Ｎ／ｍ² ）、ν_a ＝ν_b ＝０．３、ｒ_a ＝１３（ｍ
ｍ）、ｒ_b ＝１５（ｍｍ）、Ｐ_a ＝１．０（Ｎ／
ｍ² ）、ε＝４．４３×１０^-9（Ｆ／ｍ）、ｄ₃₃＝４１
７×１０^-12 （Ｃ／Ｎ）、ｄ₃₁＝ｄ₃₂＝−１９８×１０
^-12 （Ｃ／Ｎ）、ｔ＝６（ｍｍ）であるから、 Ｐ_b ＝７．２０×１０^-1 （Ｎ／ｍ² ） ｄ_h ＝１．３２×１０^-10 （Ｃ／Ｎ） ｇ_h ＝２．９８×１０^-2 （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝−７５ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐ
ａ） となる。

【００１２】このように、図５及び図６の円板形電気音
響変換素子では、圧電磁器４１または多孔質圧電磁器５
１の周囲に金属の円筒殻４２，５２を設けているので、
高耐水圧で、感度がよく、さらに圧電ｇ定数ｇ_h が大幅
に増大することから、厚さを薄くすることが可能とな
り、誘電率も確保することができる。しかし、圧電磁器
４１，５１と金属の円筒殻４２，５２との間の接着層に
耐水性のよい接着剤がないため、該接着層が軟化して剥
離したり、あるいは該接着層が軟らかいため音圧が漏れ
込み圧電ｇ定数ｇ_h が低下する等の問題がある。本発明
は、前記従来技術等が持っていた課題として、高耐水圧
で、かつ低周波で高感度、さらに静電容量の大きな変換
素子を提供することが困難な点について解決した水中受
波器の電気音響変換素子を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、音圧を電気信号に変換する水中受波器の
電気音響変換素子において、円板形の多孔質圧電磁器
と、前記多孔質圧電磁器の周囲に一体成型された円筒形
の圧電磁器と、前記多孔質圧電磁器の両面に形成された
第１の正電極及び第１の負電極と、前記第１の正電極及
び第１の負電極と同方向でかつ分離されて前記圧電磁器
の両面に形成された第２の正電極及び第２の負電極とを
備えている。そして、前記多孔質圧電磁器と圧電磁器は
全体で円板形を成し、その多孔質圧電磁器と圧電磁器が
厚み方向に対して同方向に分極されており、前記第１の
正電極と第２の負電極が接続され、前記第１の負電極と
第２の正電極が接続されている。

【００１４】

【作用】本発明によれば、以上のように電気音響変換素
子を構成したので、円板形の多孔質圧電磁器とその周囲
に設けられた円筒形の圧電磁器とは、全体として円板形
となるので、高耐水圧の向上が図れる。厚み方向に対し
て同方向に分極された多孔質圧電磁器と圧電磁器は、そ
れらの両面に設けられた正負の電極のうち、該多孔質圧
電磁器の正電極と圧電磁器の負電極が接続され、該多孔
質圧電磁器の負電極と圧電磁器の正電極が接続されてい
るので、低周波で高感度の特性が得られると共に、静電
容量の増大が図れる。従って、前記課題を解決できるの
である。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の実施例を示す円板形電気音
響変換素子の断面図である。この円板形電気音響変換素
子は、厚さｔ、及び半径ｒ_a の円板形の多孔質圧電磁器
６１を有し、その周囲に円筒形の圧電磁器６２が一体成
型されている。この圧電磁器６２は、内半径ｒ_a 、外半
径ｒ_b 、及び厚さｔで、多孔質圧電磁器６１と共に全体
で円板形を成している。例えば、多孔質圧電磁器６１は
多孔質ＰＺＴで、圧電磁器６２はＰＺＴで、それぞれ形
成され、それらが厚み方向に対して同方向に分極されて
いる。円板形の多孔質圧電磁器６１の両面には正電極６
３及び負電極６４が形成され、さらに円筒形の圧電磁器
６１の両面にも正電極６５及び負電極６６が形成されて
いる。そして、正電極６３及び負電極６６は端子６７に
共通接続され、さらに負電極６４及び正電極６５が端子
６８に共通接続されている。

【００１６】次に、動作を説明する。この円板形電気音
響変換素子では、該変換素子の寸法より十分長い波長で
ある低周波に対しては静水圧的な音圧を受ける。この音
圧（静水圧）をＰ_a とすると、電気音響変換素子の全表
面に音圧Ｐ_a が加わる。多孔質ＰＺＴ（６１）の厚み方
向には、音圧Ｐ_a により応力Ｐ_a が加わるが、該多孔質
ＰＺＴ（６１）の電極面方向には、周縁に一体成型され
た円筒形ＰＺＴ（６２）によって音圧Ｐ_a が制動を受
け、応力Ｐ_b が加わることとなる。多孔質ＰＺＴ（６
１）のヤング率、ポアソン比をＥ_a 、ν_a 、ＰＺＴ（６
２）のヤング率、ポアソン比をＥ_b 、ν_b とすると、Ｐ
_b は

【数２】 となる。よって、円板形の多孔質ＰＺＴ（６１）の正電
極６３に発生する電荷Ｑ_a は、該多孔質ＰＺＴ（６１）
の電極面積をＳ_a 、分極方向の圧電ｄ定数をｄ₃₃、分極
方向と直角方向の圧電ｄ定数をｄ₃₁、ｄ₃₂とすると、 Ｑ_a ＝（Ｐ_a ・ｄ₃₃＋Ｐ_b ・ｄ₃₂＋Ｐ_b ・ｄ₃₁）×Ｓ_a （Ｃ） となる。

【００１７】一方、円筒形のＰＺＴ（６２）の負電極６
６には、肉厚（ｒ_b −ｒ_a ）が薄くなると電極面と垂直
な方向の応力よりも周囲方向の応力の影響を受けるよう
になり、正電荷が発生する。円筒形のＰＺＴ（６２）の
負電極６６に発生する電荷Ｑ_b は、該円筒形ＰＺＴ（６
２）の電極面積をＳ_b 、分極方向の圧電ｄ定数をｄ₃₃、
分極方向と直角方向の圧電ｄ定数をｄ₃₁、ｄ₃₂とすると
（なお、多孔質ＰＺＴ（６１）とＰＺＴ（６２）の圧電
ｄ定数は、従来の図４で説明した理由により同一）、

【数３】 となる。よって、電気音響変換素子の正電極６３に発生
する全電荷量Ｑ_t は、これらの電極６３，６６が接続さ
れているため、 Ｑ_t ＝Ｑ_a ＋Ｑ_b （Ｃ） となる。また、電気音響変換素子の誘電率ε_t 、静電容
量Ｃ_t は、多孔質ＰＺＴ（６１）の誘電率をε_a 、ＰＺ
Ｔ（６２）の誘電率をε_b とすると、 ε_t ＝（ε_a ・Ｓ_a ＋ε_b ・Ｓ_b ）／（Ｓ_a ＋Ｓ_b ） （Ｆ／ｍ） Ｃ_t ＝ε_t ・（Ｓ_a ＋Ｓ_b ）／ｔ （Ｆ） となる。以上のことから、電気音響変換素子の圧電ｄ定
数ｄ_h 、圧電ｇ定数ｇ_h、受波感度Ｍは、 ｄ_h ＝Ｑ_t ／｛｜Ｐ_a ｜・（Ｓ_a ＋Ｓ_b ）｝ （Ｃ／Ｎ） ｇ_h ＝ｄ_h ／ε_t Ｍ＝２０×ｌｏｇ（｜ｇ_h ｜・ｔ） （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ） となる。ここで、Ｅ_a ＝１．７５×１０¹⁰（Ｎ／
ｍ² ）、Ｅ_b ＝６．１０×１０¹⁰（Ｎ／ｍ² ）、ν_a ＝
ν_b ＝０．３、ｒ_a ＝１２（ｍｍ）、ｒ_b ＝１５（ｍ
ｍ）、Ｐ_a ＝１．０（Ｎ／ｍ² ）、ε_a ＝４．４３×１
０^-9（Ｆ／ｍ）、ε_b ＝１．５９×１０^-8（Ｆ／ｍ）、
ｄ₃₃＝４１７×１０^-12 （Ｃ／Ｎ）、ｄ₃₁＝ｄ₃₂＝−１
９８×１０^-12 （Ｃ／Ｎ）、ｔ＝６（ｍｍ）であるか
ら、 Ｐ_b ＝８．６４×１０^-1 （Ｎ／ｍ² ） Ｑ_a ＝３．３９×１０^-14 （Ｃ） Ｑ_b ＝１．９１×１０^-14 （Ｃ） Ｑ_t ＝５．３０×１０^-14 （Ｃ） ε_t ＝８．８５×１０^-9 （Ｆ／ｍ） Ｃ_t ＝１０１０ （ｐＦ） ｄ_h ＝７．５０×１０^-11 （Ｃ／Ｎ） ｇ_h ＝８．７５×１０^-3 （Ｖｍ／Ｎ） Ｍ＝−８６ （ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ） となる。

【００１８】本実施例では、次のような利点（ｉ）〜
（ｖ）を有している。 （ｉ） 従来の図２の円筒形電気音響変換素子と比較し
て、内部に空気層やバランス構造を必要としないことか
ら、本実施例の電気音響変換素子では単純な構造で、高
耐水圧が実現できる。 （ii） 従来の図３と同一外径・同一厚さの本実施例に
よる電気音響変換素子と、従来の図３の円筒形電気音響
変換素子とを比較すると、圧電ｇ定数ｇ_h で、本実施例
による電気音響変換素子が６．６倍優れたものとなる。
しかし、多孔質ＰＺＴ（６１）の誘電率がＰＺＴ（６
２）に比べ小さいため、本実施例による静電容量は低下
するが、本実施例の電気音響変換素子の厚さｔを、従来
の図３の電気音響変換素子と同一外径で同一静電容量と
なるよう薄くした場合、厚さｔは３．２（ｍｍ）とな
り、この場合の受波感度が−９１（ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐ
ａ）となる。よって、同一外径・同一静電容量として
も、従来の図３の電気音響変換素子に比べ、受波感度が
３．５倍優れたものとなる。

【００１９】(iii） 従来の図４と同一外径・同一厚さ
の本実施例による電気音響変換素子と、従来の図４の円
板形電気音響変換素子とを比較すると、圧電ｇ定数ｇ_h
で本実施例による電気音響変換素子が１．８倍優れたも
のとなる。また、静電容量で比較しても、従来の図４の
静電容量は、ｔ＝６（ｍｍ）、半径１５（ｍｍ）、誘電
率ε＝４．４３×１０^-9（Ｆ／ｍ）だから、５２２（ｐ
Ｆ）となり、静電容量でも１．９倍優れたものとなる。 （iv） 関連提案の図５と同一外径・同一厚さの本実施
例による電気音響変換素子と、図５の円板形電気音響変
換素子とを比較すると、圧電ｇ定数ｇ_h で、本実施例に
よる電気音響変換素子が１．９倍優れたものとなる。ま
た、本実施例の静電容量は、図５のものと比較して小さ
な値となるため、同一外径・同一静電容量となるよう本
実施例の電気音響変換素子の厚さｔを薄くして感度の比
較を行うと、本実施例による電気音響変換素子の厚さｔ
＝５（ｍｍ）となり、この場合の感度は−８７（ｄＢ
ｒｅ．Ｖ／Ｐａ）となる。よって、同一外径・同一静電
容量としても、図５の電気音響変換素子に比べ受波感度
は１．６倍優れたものとなる。さらに、本実施例の電気
音響変換素子では、多孔質ＰＺＴ（６１）とＰＺＴ（６
２）とを一体成型していることから、図５のような圧電
磁器４１と金属の円筒殻４２との間の接着剤の剥離や、
該接着剤への音波の漏れ込みによる圧電ｇ定数ｇ_h の低
下を防止できる。

【００２０】（ｖ） 関連提案の図６と同一外径・同一
厚さの本実施例による電気音響変換素子と、図６の電気
音響変換素子とを比較すると、本実施例による電気音響
変換素子の圧電ｇ定数ｇ_h は図６の圧電ｇ定数ｇ_h の３
／１０程度のものとなるが、本実施例の静電容量は図６
のものと比較して大きな値となるため、同一外径・同一
静電容量となるよう本実施例の電気音響変換素子の厚さ
ｔを薄くして感度の比較を行うと、ｔ＝１５（ｍｍ）と
なり、この場合の感度が−７８（ｄＢ ｒｅ．Ｖ／Ｐ
ａ）となる。よって、同一外径・同一静電容量とした場
合、図６の電気音響変換素子に比べ、受波感度は３（ｄ
Ｂ ｒｅ．Ｖ／Ｐａ）劣ったものとなる。しかし、本実
施例の電気音響変換素子は、多孔質ＰＺＴ（６１）とＰ
ＺＴ（６２）とを一体成型していることから、図６のよ
うな多孔質圧電磁器５１と金属の円筒殻５２との間の接
着剤の剥離や、その接着剤への音波の漏れ込みによる圧
電ｇ定数ｇ_h の低下を防止できる。 なお、本発明は上記実施例に限定されず、例えば、多孔
質圧電磁器６１を多孔質ＰＺＴ以外の材料で構成した
り、あるいは圧電磁器６２をＰＺＴ以外の材料で構成し
ても、従来と比べて性能のよい電気音響変換素子を提供
できる。また、図１の円板形電気音響変換素子は、その
全体構造を図１以外の形状や構造に変更してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、全体が円板形をしているので、単純な構造で高耐
水圧が実現できるばかりか、低周波で高感度、さらに静
電容量の大きな変換素子を実現できる。その上、円板形
の多孔質圧電磁器と円筒形の圧電磁器とが一体成型され
ているため、その両者間の剥離や、その箇所への音波の
漏れ込みによる圧電ｇ定数の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す円板形電気音響変換素子
の断面図である。

【図２】従来の円板形電気音響変換素子の斜視図であ
る。

【図３】従来の円板形電気音響変換素子の断面図であ
る。

【図４】従来の円板形電気音響変換素子の断面図であ
る。

【図５】関連提案の円板形電気音響変換素子の断面図で
ある。

【図６】関連提案の円板形電気音響変換素子の断面図で
ある。

【符号の説明】

６１ 多孔質圧電磁器 ６２ 圧電磁器 ６３，６５ 正電極 ６４，６６ 負電極 ６７，６８ 端子

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04R 1/44 330 G01S 7/52 H04R 17/00 330

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音圧を電気信号に変換する水中受波器の
   電気音響変換素子において、 円板形の多孔質圧電磁器と、前記多孔質圧電磁器の周囲
   に一体成型された円筒形の圧電磁器と、前記多孔質圧電
   磁器の両面に形成された第１の正電極及び第１の負電極
   と、前記第１の正電極及び第１の負電極と同方向でかつ
   分離されて前記圧電磁器の両面に形成された第２の正電
   極及び第２の負電極とを備え、 前記多孔質圧電磁器と圧電磁器は全体で円板形を成し、
   その多孔質圧電磁器と圧電磁器が厚み方向に対して同方
   向に分極されており、前記第１の正電極と第２の負電極
   が接続され、前記第１の負電極と第２の正電極が接続さ
   れた電気音響変換素子。