JP3075275B2 - Underwater acoustic equipment - Google Patents

Underwater acoustic equipment

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JP3075275B2
JP3075275B2 JP10332537A JP33253798A JP3075275B2 JP 3075275 B2 JP3075275 B2 JP 3075275B2 JP 10332537 A JP10332537 A JP 10332537A JP 33253798 A JP33253798 A JP 33253798A JP 3075275 B2 JP3075275 B2 JP 3075275B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、魚雷等の航行体の
先頭部分に配置される水中音響装置に関し、特にその中
に実装される送受信器の放熱構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater acoustic device disposed at the head of a navigation body such as a torpedo, and more particularly to a radiation structure of a transceiver mounted therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】魚雷装置等の水中音響装置に実装される
送受信器(電気音響変換器への電気信号の送信及び受信
を行う装置)は、電気部品の信頼性を保つため、効率の
よい冷却方式が必要とされる。従来、送受信器は魚雷装
置の寸法、質量等の制約上強制冷却方式が採用できず、
金属面同士の接触面からの熱伝導を利用し、海水に放熱
する自然冷却方式がとられている。
2. Description of the Related Art A transmitter / receiver (a device for transmitting and receiving an electric signal to an electroacoustic transducer) mounted on an underwater acoustic device such as a torpedo device is provided with an efficient cooling device for maintaining reliability of electric components. A method is needed. Conventionally, the transceiver cannot use the forced cooling method due to restrictions on the size and mass of the torpedo device,
A natural cooling system that uses heat conduction from a contact surface between metal surfaces to radiate heat to seawater is used.

【0003】図3は、従来の送受信器の配置構造の一例
を示し、(a)は平面図、(b)は平面図B−B′断面
図である。図で、送受信器1は、複数個のモジュール1
3より構成される。モジュール13は円盤状をしたアル
ミニウム合金製のケースと、その内部のヒートシンク付
基板より構成される。なお、ヒートシンク付基板はヒー
トシンク面がケースの外周部に接触するように固定され
ている。また、各モジュール13は、それぞれのケース
外周部が接触するように積層され、ボルト等で締結され
ている。次に、外殻2を説明する。外殻2は円筒状をし
ており、送受信器を実装する際の取り付け部10を具備
している。材質はアルミニウム合金製が一般的である。
また内部には、送受信器1を取り付ける際のガイド及び
固定用としてシャフト6が付加されている。さらに、外
殻2はOリング等の水密構造を介し、表面がゴム製の電
気音響変換器9に接続されている。
FIGS. 3A and 3B show an example of a conventional transmitter / receiver arrangement structure, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a plan view taken along the line BB '. In the figure, a transceiver 1 has a plurality of modules 1
3 The module 13 includes a disk-shaped aluminum alloy case and a heat sink substrate inside the case. The substrate with a heat sink is fixed so that the heat sink surface contacts the outer peripheral portion of the case. The modules 13 are stacked so that their outer peripheral portions are in contact with each other, and are fastened with bolts or the like. Next, the outer shell 2 will be described. The outer shell 2 has a cylindrical shape and includes a mounting portion 10 for mounting a transceiver. The material is generally made of an aluminum alloy.
Further, a shaft 6 is added inside for guiding and fixing when the transceiver 1 is mounted. Further, the outer shell 2 is connected to an electroacoustic transducer 9 whose surface is made of rubber via a watertight structure such as an O-ring.

【0004】次に、組み合わせ時の構造を説明する。送
受信器1はシャフト6をガイドとして、外殻2内部に挿
入される。その際、送受信器1の底面の一部が取り付け
部10に接触した状態で保持される。さらに送受信器1
を外殻2に固定するための、支持金具14を取り付け、
ナット7により締結される。支持金具14はアルミニウ
ム合金製であり、送受信器1及び外殻2との接触面には
ゴム等が貼り付けてある。装置動作時には、送受信器の
各モジュール13の電気部品より発生する熱は、モジュ
ール13内のヒートシンク、ケース、取り付け部10及
び外殻2、海水へと伝導され、電気部品の冷却を図って
いる。なお、支持金具14は接触面のゴム等のため、熱
伝導性は悪い。
Next, the structure at the time of combination will be described. The transceiver 1 is inserted into the outer shell 2 using the shaft 6 as a guide. At that time, a part of the bottom surface of the transceiver 1 is held in a state of being in contact with the mounting portion 10. Further transceiver 1
A support metal fitting 14 for fixing to the outer shell 2 is attached,
Fastened by the nut 7. The support fitting 14 is made of an aluminum alloy, and rubber or the like is attached to a contact surface with the transceiver 1 and the outer shell 2. During operation of the apparatus, heat generated from the electric components of each module 13 of the transceiver is conducted to the heat sink, the case, the mounting portion 10, the outer shell 2, and the seawater in the module 13 to cool the electric components. The support 14 has poor thermal conductivity because of the rubber or the like on the contact surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の第1の問題点
は、熱抵抗値が大きいことである。その理由は、送受信
器1と電気音響変換器9の組立性、メンテナンス性等を
重視しており、送受信器1と外殻2の一体構造による効
率的な放熱方式が採用できないため、送受信器1はユニ
ット化されており、このため、送受信器1の接触面は取
り付け部10に限定され、熱伝導経路が長くなり、熱抵
抗値が大きくならざるを得なかった。従って、従来技術
の放熱構造では、将来の高性能化に対して高信頼性を維
持することが困難になる。
A first problem of the prior art is that the thermal resistance is large. The reason is that the emphasis is placed on the ease of assembly and maintenance of the transceiver 1 and the electro-acoustic transducer 9, and an efficient heat radiation system using the integrated structure of the transceiver 1 and the outer shell 2 cannot be adopted. Is unitized, and therefore, the contact surface of the transceiver 1 is limited to the mounting portion 10, the heat conduction path becomes long, and the thermal resistance value has to be increased. Therefore, in the heat dissipation structure of the related art, it is difficult to maintain high reliability for future high performance.

【0006】第2の問題点は、振動、衝撃等の耐環境条
件での信頼性が低いことである。その理由は、送受信器
1を外殻2に固定する際、取り付け部10及び支持金具
14による両端固定のため、送受信器1は両端支持ばり
状に支持される。このため振動及び衝撃による共振、た
わみ等が発生しやすい構造であるためである。
The second problem is that the reliability under environmental conditions such as vibration and impact is low. The reason is that when the transmitter / receiver 1 is fixed to the outer shell 2, both ends are fixed by the mounting portion 10 and the support fitting 14, so that the transmitter / receiver 1 is supported in the form of a support beam at both ends. This is because the structure is liable to generate resonance, deflection, and the like due to vibration and impact.

【0007】したがって、本発明の目的は、送受信器の
熱抵抗値を小さくすることにより、放熱性の向上を図
り、送受信器の高信頼性化を実現した水中音響装置を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an underwater acoustic device in which the thermal resistance of the transmitter / receiver is reduced to improve the heat dissipation and realize the transmitter / receiver with high reliability.

【0008】本発明の他の目的は、送受信器の振動、衝
撃に対する高信頼性化を実現した水中音響装置を提供す
ることである。
Another object of the present invention is to provide an underwater acoustic device which realizes high reliability against vibration and impact of a transceiver.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の水中音響装置
は、送受信器(図1の1)の側面と、それと相対する外
殻(図1の2)の内面との隙間に、テーパ付きのヒート
シンク(図1の3、4)を配置し、送受信器を外殻に押
しつけ、接触面を密着させつつ支持する。更に、このヒ
ートシンクを、互いに係合する案内キーとキー溝とをそ
れぞれ具備するテーパ方向が逆の一対の部材で構成す
る。
According to the underwater acoustic apparatus of the present invention, a taper is provided in a gap between a side surface of a transceiver (1 in FIG. 1) and an inner surface of an outer shell (2 in FIG. 1) opposed thereto. A heat sink (3, 4 in FIG. 1) is arranged, and the transceiver is pressed against the outer shell to support the contact surface while keeping the contact surfaces in close contact. Further, the heat sink is composed of a pair of members having guide keys and key grooves to be engaged with each other and having opposite taper directions.

【0010】本発明においては、送受信器側面に、ヒー
トシンクを付加しているため、従来技術に比べ、より多
くの熱伝導経路を得ることができる。
In the present invention, since a heat sink is added to the side of the transceiver, more heat conduction paths can be obtained than in the prior art.

【0011】また、ヒートシンクが支持構造を兼用し、
従来技術に加え送受信器側面を支持することができる。
The heat sink also serves as a support structure,
In addition to the prior art, the side of the transceiver can be supported.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の実施の形態例を示し、
(a)は平面図、(b)は平面図A−A′断面図であ
る。(b)の断面図を参照すると、本発明の実施の形態
は、従来技術において、送受信器1と外殻2の間に生じ
る隙間に、外殻2内面に接触しヒートシンク固定部固定
ねじ5により固定されるテーパ状のヒートシンク固定部
3、及び送受信器1外面及びヒートシンク固定部3に接
触し固定されるテーパ状のヒートシンク可動部4とを有
している。なおヒートシンク可動部4の固定のために
は、ヒートシンク可動部固定ねじ8を使用する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
(A) is a plan view, and (b) is a plan view taken along the line AA '. Referring to the cross-sectional view of (b), in the embodiment of the present invention, in the related art, the gap formed between the transceiver 1 and the outer shell 2 is contacted with the inner surface of the outer shell 2 by the heat sink fixing portion fixing screw 5. It has a tapered heat sink fixing part 3 to be fixed, and a tapered heat sink movable part 4 to be fixed in contact with the outer surface of the transceiver 1 and the heat sink fixing part 3. In order to fix the heat sink movable portion 4, a heat sink movable portion fixing screw 8 is used.

【0014】図2は、ヒートシンクの構造を示し、
(a)はヒートシンク固定部3、(b)はヒートシンク
可動部4を示す。図2を用いてヒートシンク固定部3及
びヒートシンク可動部4を説明する。ヒートシンク固定
部3及びヒートシンク可動部4の相対する接触面は、同
一角度のテーパ形状を有しており、両者を隙間無く接触
させることができる。また、接触面には、ヒートシンク
可動部4をスムーズかつ正確に挿入させるため、ヒート
シンク固定部3にはキー溝12、ヒートシンク可動部に
はキー11が付加されている。さらにこれらのガイド
(キー、キー溝)は固定後の位置決めの役割も果たして
いる。ヒートシンク固定部3及びヒートシンク可動部4
の材質は、軽量で熱伝導性のよいアルミニウム合金製で
ある。なお、各構成品間の接触面に生じる微少な隙間を
なくすため、接触面に放熱コンパウンド等を予め塗布す
ることで、放熱効果をより高める。
FIG. 2 shows the structure of the heat sink.
(A) shows the heat sink fixing part 3 and (b) shows the heat sink movable part 4. The heat sink fixing part 3 and the heat sink movable part 4 will be described with reference to FIG. Opposing contact surfaces of the heat sink fixing portion 3 and the heat sink movable portion 4 have a tapered shape of the same angle, so that they can be contacted without any gap. In order to smoothly and accurately insert the heat sink movable portion 4 into the contact surface, a key groove 12 is added to the heat sink fixing portion 3 and a key 11 is added to the heat sink movable portion. Further, these guides (keys, key grooves) also play a role of positioning after fixing. Heat sink fixing part 3 and heat sink movable part 4
Is made of a lightweight aluminum alloy having good heat conductivity. In addition, in order to eliminate a minute gap generated in the contact surface between the components, a heat radiation compound or the like is applied to the contact surface in advance to further enhance the heat radiation effect.

【0015】次に、図1(a)平面図を参照すると、ヒ
ートシンク固定部3及びヒートシンク可動部4は、円柱
状の送受信器1に対し、魚雷装置の中心線に対して等間
隔に複数組(図1では90°おきに4個とした)配置さ
れる。等間隔に配置するのは、次項で述べる均一な固定
を行う目的の他に、魚雷装置の重心位置がずれるのを防
ぐ目的がある。なお、送受信器1と外殻2の隙間にはケ
ーブル等が配線されるため、ヒートシンク3,4を送受
信器1の外周に合わせ、リング状の一体構造にするのは
困難である。
Next, referring to the plan view of FIG. 1A, a plurality of sets of the heat sink fixing portion 3 and the heat sink movable portion 4 are arranged at equal intervals with respect to the center line of the torpedo device with respect to the columnar transceiver 1. (In FIG. 1, four are arranged at intervals of 90 °). Arranging them at equal intervals has the purpose of preventing the displacement of the center of gravity of the torpedo unit, in addition to the purpose of uniform fixing described in the next section. Since a cable or the like is wired in the gap between the transceiver 1 and the outer shell 2, it is difficult to match the heat sinks 3 and 4 to the outer periphery of the transceiver 1 to form a ring-shaped integrated structure.

【0016】次に、本発明の実施の形態の動作につい
て、図1を参照して詳細に説明する。ヒートシンク固定
部3は、外殻2にヒートシンク固定部固定ねじ5により
固定されており、接触面は均一な接触面圧が与えられて
いる。送受信器1は従来技術に従いシャフト6をガイド
に外殻2内部に設置される。次に、ヒートシンク可動部
4は、キー11及びキー溝12をガイドとし、外殻2の
内部に挿入される。ヒートシンク可動部4は、ヒートシ
ンク可動部固定ねじ8を締め付けると、テーパがくさび
の役割を果たし、隙間を押し広げる力を発生する。ここ
で、各ガイドは円周上に等間隔に配置されているため、
ある一つのヒートシンク可動部4による隙間を押し広げ
る力は、その他のヒートシンク可動部4をヒートシンク
固定部3の方向に押しつける接触面圧力となって作用す
る。この原理により、ヒートシンク可動部固定ねじ8の
締付トルクを均一にすることにより、送受信器1はヒー
トシンク固定部及び可動部3,4に均一の接触面圧力で
押しつけられる。最後に従来技術同様に、支持金具14
及びナット7により送受信器1を固定する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The heat sink fixing part 3 is fixed to the outer shell 2 by a heat sink fixing part fixing screw 5, and a uniform contact surface pressure is applied to the contact surface. The transceiver 1 is installed inside the outer shell 2 using the shaft 6 as a guide according to the prior art. Next, the heat sink movable part 4 is inserted into the outer shell 2 using the key 11 and the key groove 12 as guides. When the heat sink movable portion fixing screw 8 is tightened, the heat sink movable portion 4 functions as a wedge with a taper, and generates a force for expanding the gap. Here, since each guide is arranged at equal intervals on the circumference,
The force for expanding the gap by one certain heat sink movable portion 4 acts as a contact surface pressure that presses the other heat sink movable portion 4 toward the heat sink fixing portion 3. According to this principle, the transceiver 1 is pressed against the heat sink fixing portion and the movable portions 3 and 4 with uniform contact surface pressure by making the tightening torque of the heat sink moving portion fixing screw 8 uniform. Finally, as in the prior art, the support fitting 14
And the transmitter / receiver 1 is fixed by the nut 7.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の第1の効果は、熱抵抗値を小さ
くすることができることである。その理由は、従来から
の送受信器底面での熱伝導経路に加え、送受信器側面か
らの熱伝導経路が確保されるからである。
The first effect of the present invention is that the thermal resistance can be reduced. The reason is that a heat conduction path from the side of the transceiver is secured in addition to the conventional heat conduction path on the bottom of the transceiver.

【0018】第2の効果は、送受信器の振動、衝撃に対
する信頼性を向上させることができることである。その
理由は、従来の両端支持に加え、送受信器の側面を支持
することができるからである。
A second effect is that the reliability of the transceiver against vibration and impact can be improved. The reason is that in addition to the conventional support at both ends, the side surface of the transceiver can be supported.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の構成を示し、(a)は外
観図(平面図)、(b)は側面断面図を示す。
1A and 1B show a configuration of an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is an external view (plan view) and FIG. 1B is a side sectional view.

【図2】図1のヒートシンクの詳細図を示し、(a)は
ヒートシンク固定部、(b)はヒートシンク可動部を示
す。
FIGS. 2A and 2B are detailed views of the heat sink of FIG. 1, wherein FIG. 2A shows a heat sink fixing portion, and FIG.

【図3】従来技術の形態を示し、(a)は外観図(平面
図)、(b)は側面断面図を示す。
3A and 3B show an embodiment of the prior art, in which FIG. 3A is an external view (plan view) and FIG. 3B is a side sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送受信器 2 外殻 3 ヒートシンク固定部 4 ヒートシンク可動部 5 ヒートシンク固定部固定ねじ 6 シャフト 7 ナット 8 ヒートシンク可動部固定ねじ 9 電気音響変換器 10 取り付け部 11 キー 12 キー溝 13 モジュール 14 支持金具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transceiver 2 Outer shell 3 Heat sink fixing part 4 Heat sink movable part 5 Heat sink fixing part fixing screw 6 Shaft 7 Nut 8 Heat sink movable part fixing screw 9 Electroacoustic transducer 10 Mounting part 11 Key 12 Key groove 13 Module 14 Supporting bracket

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/52 - 7/64 H04R 1/44 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7/ 52-7/64 H04R 1/44

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気音響変換器と、送受信器とを含み、
送受信器をテーパ付ヒートシンクを用いることにより、
熱伝導面に接触圧力を発生させながら外殻部に固定する
ことを特徴とする水中音響装置。
An electroacoustic transducer and a transceiver,
By using a tapered heat sink for the transceiver,
An underwater acoustic device characterized in that it is fixed to an outer shell while generating a contact pressure on a heat conducting surface.
【請求項2】 外殻部と、外殻内面に密着しつつ固定さ
れるテーパ付きのヒートシンク固定部と、送受信器とヒ
ートシンク固定部の隙間を埋めるように取り付けられる
テーパ付ヒートシンク可動部と、ヒートシンク可動部を
ヒートシンク固定部に押しつけながら締結するねじ部と
を含み、送受信器、ヒートシンク可動部、ヒートシンク
固定部を隙間無く密着させた水中音響装置。
2. An outer shell portion, a tapered heat sink fixing portion fixed in close contact with an inner surface of the outer shell, a tapered heat sink movable portion attached to fill a gap between the transceiver and the heat sink fixing portion, and a heat sink. An underwater acoustic device including a screw portion for fastening while pressing the movable portion against the heat sink fixing portion, wherein the transceiver, the heat sink movable portion, and the heat sink fixing portion are closely attached without any gap.
【請求項3】 前記ヒートシンクを、送受信器の支持に
兼用することを特徴とした請求項1または2記載の水中
音響装置。
3. The underwater acoustic device according to claim 1, wherein the heat sink is also used to support a transceiver.
【請求項4】 水中航行体の先頭に配置される電気音響
変換器と、電気音響変換器に対する送受信器と、送受信
器を内部に収容する外殻部と、送受信器と外殻部内側と
の間に配置され送受信器と外殻部とを密着させるテーパ
付ヒートシンクとを具備する水中音響装置。
4. An electroacoustic transducer disposed at the head of an underwater vehicle, a transmitter / receiver for the electroacoustic transducer, an outer shell housing the transceiver therein, and a transmitter / receiver and an inner side of the outer shell. An underwater acoustic device comprising: a heat sink with a taper disposed between the transmitter and the receiver to closely adhere a transmitter and an outer shell.
【請求項5】 テーパ付ヒートシンクがテーパ方向が互
いに異なる一対の部材からなる請求項4記載の水中音響
装置。
5. The underwater acoustic device according to claim 4, wherein the tapered heat sink comprises a pair of members having different taper directions.
【請求項6】 一方の部材を他方の部材に対して締め付
ける締結部を具備する請求項5記載の水中音響装置。
6. The underwater acoustic device according to claim 5, further comprising a fastening portion for fastening one member to the other member.
【請求項7】 テーパ付ヒートシンクを構成する一対の
部材の片方が外殻部内側に固定されている請求項5記載
の水中音響装置。
7. The underwater acoustic device according to claim 5, wherein one of a pair of members constituting the tapered heat sink is fixed inside the outer shell.
【請求項8】 テーパ付ヒートシンクを構成する一対の
部材に、互いに係合する案内用キー溝と案内キーとをそ
れぞれ設けた請求項5記載の水中音響装置。
8. The underwater acoustic apparatus according to claim 5, wherein the pair of members constituting the tapered heat sink are provided with a guide keyway and a guide key that engage with each other.
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