JP3119218B2 - 送波器用振動源 - Google Patents
送波器用振動源Info
- Publication number
- JP3119218B2 JP3119218B2 JP09302258A JP30225897A JP3119218B2 JP 3119218 B2 JP3119218 B2 JP 3119218B2 JP 09302258 A JP09302258 A JP 09302258A JP 30225897 A JP30225897 A JP 30225897A JP 3119218 B2 JP3119218 B2 JP 3119218B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric vibrator
- vibrator
- vibration source
- transmitter
- 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)
Description
する電気音響変換器に使用して好適な送波器用振動源に
関する。
ルコニア酸・チタン酸鉛系の圧電材からなる圧電振動子
を有する送波器用振動源を備えたものが知られている。
この送波器用振動源の圧電振動子には、例えば図6に示
すように圧電定数(d33)およびポアソン比の比較的
大きいリード線51付きの圧電振動子52が用いられて
いる。
電振動子52にリード線51から電圧が印加されると、
同図に二点鎖線で示すように縦方向に伸長するととも
に、横方向に収縮する。このため、圧電振動子52の上
下方向に放射される振動音のもつ位相と逆の位相をもつ
振動音が両側方に放射され、音響放射効率が悪い。
は、圧電定数(d31)およびポアソン比が比較的小さ
い圧電振動子を備えることにより、圧電振動子の両側方
に逆位相の振動音が殆ど放射されないようにすることが
考えられるが、この場合上下方向への放射音も小さくな
り、圧電定数(d33)およびポアソン比が比較的大き
い圧電振動子と同様に音響放射効率が悪い。
に、従来より図7(a),(b)および図8(a),
(b)に示すような送波器用振動源が採用されている。
これら送波器用振動源につき、同図を用いて説明する。
先ず、図7(a)および(b)に示す送波器用振動源に
ついて説明すると、同図において、符号61で示す送波
器用振動源は、圧電振動子62および金属カバー63を
備えている。圧電振動子62は、全体が円柱状の圧電振
動子によって形成されている。
ジ63a,63bを有し軸線両方向に開口する円筒体か
らなり、圧電振動子62の外周面に取り付けられてい
る。金属カバー63の内周面と圧電振動子62の外周面
との間には、音響吸収用の空気層64が形成されている
か、あるいはコルク等の音響吸収(遮断)用部材(図示
せず)が充填されている。
器用振動源について説明すると、同図において、符号7
1で示す送波器用振動源は、図7(a)および(b)に
示す送波器用振動源61と同様に、圧電振動子72と金
属カバー73とを備えている。圧電振動子72は、全体
が横長の矩形断面形状をもつ圧電振動子によって形成さ
れている。
つ断面コ字状の二つのカバーエレメント73a,73b
からなり、これら各カバーエレメント73a,73bが
圧電振動子72の両側面に接着されている。各カバーエ
レメント73a,73bの横寸法は圧電振動子72の横
寸法より十分に小さい寸法に設定され、その縦寸法は圧
電振動子72の縦寸法と同一の寸法に設定されている。
各カバーエレメント73a,73bと圧電振動子72と
の間には、音響吸収用の空気層74が形成されている
か、あるいはコルク等の音響吸収(遮断)用部材(図示
せず)が充填されている。
器用振動源においては、金属カバー63,73と圧電振
動子62,72との間に空気層64,74あるいは音響
吸収用部材(図示せず)が介在する構造であるため、水
深位置が相当深い位置で使用する場合に水圧によって発
生する応力が大きくなると、金属カバー63,73等が
破損し、水中使用上の自由度が低下するという問題があ
った。
単一の圧電振動子を使用するものであるため、圧電定数
およびポアソン比が比較的大きい場合には圧電振動子か
ら逆位相をもつ振動音が放射され、一方圧電定数および
ポアソン比が比較的小さい場合には所定の振動面から小
さい振動音しか放射されず、共に良好な音響放射効率を
得ることができないという問題もあった。
もので、水中使用上の自由度を得ることができるととも
に、良好な音響放射効率を得ることができる送波器用振
動源の提供を目的とする。
に、本発明の請求項1記載の送波器用振動源は、それぞ
れが互いに内外において接着され、かつそれぞれに独立
して印加可能な電気信号によって振動する主副二つの圧
電振動子を備え、前記主圧電振動子が単一の角形部材に
よって形成され、前記副圧電振動子が前記主圧電振動子
を挟持する二つの角形部材によって形成されるととも
に、これら各圧電振動子が互いに直角な分極方向をも
ち、これら両圧電振動子のうち内側に位置する前記主圧
電振動子が、外側に位置する前記副圧電振動子より大き
い圧電定数およびポアソン比をもち、かつ振動子非接着
面と直角な方向に分極方向をもつ圧電振動子によって形
成されている構成としてある。
相の電気信号を印加して主圧電振動子を振動子厚さ方向
に振動させると、ポアソン比に応じて主圧電振動子が振
動子幅方向に収縮するとともに、副圧電振動子が主圧電
振動子の収縮分を補うように伸長し、主圧電振動子にお
ける振動子幅方向の収縮が見かけ上無くなる。
波器用振動源において、主圧電振動子が分極方向と直角
な方向に並列する多数の振動エレメントからなる構成と
してある。
相の電気信号を印加して各振動子エレメントを分極方向
に振動させると、ポアソン比に応じて各振動子エレメン
トが分極方向と直角な方向に収縮するとともに、副圧電
振動子が各振動子エレメントの収縮分を補うように伸長
し、各振動子エレメントにおける分極方向と直角な方向
の収縮が見かけ上無くなる。
載の送波器用振動源において、各圧電振動子が音響変換
器の圧電振動子である構成としてある。
の圧電振動子に同位相の電気信号を印加して主圧電振動
子を振動子非接着面と直角な方向に振動させると、ポア
ソン比に応じて主圧電振動子が振動子非接着面方向に収
縮するとともに、副圧電振動子が主圧電振動子の収縮分
を補うように伸長し、主圧電振動子における振動子非接
着面方向の収縮が見かけ上無くなる。
図面を参照して説明する。図1(a)および(b)は本
発明の参考実施形態に係る送波器用振動源の使用例を示
す外観斜視図とそのb−b局部断面図、図2は同じく送
波器用振動源を示す断面図である。同図において、符号
1で示す電気音響変換器は、送波器用振動源2とバッフ
ル台3とケース4とを備えている。送波器用振動源2
は、圧電振動子5,6とリード線7,8とを有してい
る。
らなり、バッフル台3の上面に接着されている。そし
て、圧電振動子5は、全体が軸線方向に分極方向(図2
において矢印a方向)をもち、かつ比較的大きい圧電定
数(d33)およびポアソン比をもつ例えばジルコン酸
・チタン酸鉛系の圧電材料(「N−6材」)によって形
成されている。
筒状の副圧電振動子からなり、バッフル台3の上面およ
び圧電振動子5の外周面に接着されている。そして、圧
電振動子6は、全体が径方向に分極方向(図2において
矢印b方向)をもち、かつ圧電振動子5の圧電定数およ
びポアソン比より小さい圧電定数(d33)およびポア
ソン比をもつ例えばチタン酸鉛系の圧電材料(「N−2
200材)によって形成されている。
圧電振動子5の上下各端面(軸線方向各端面)に接続さ
れている。リード線8は、二つのリード線からなり、圧
電振動子6の内外各周面に接続されている。これによ
り、各圧電振動子5、6には、電気信号が各リード線
7,8から独立して印加される。
平面円形状の金属板によって形成されている。これによ
り、送波器用振動源2からの振動音の下方への放射が阻
止される。
れ、かつ両圧電振動子5,6に被冠されており、全体が
ウレタン等の合成樹脂からなる有頭円筒体によって形成
されている。これにより、ケース内4の水密性が保た
れ、両圧電振動子5,6およびリード線7,8の一部が
保護される。
器の音響放射時における圧電振動子の動作につき、図3
(a)および(b)を用いて説明する。図3(a)およ
び(b)は本発明の参考実施形態に係る送波器用振動源
における圧電振動子の振動前状態と振動時の状態を示す
断面図である。すなわち、同図(a)に示す振動前の状
態から圧電振動子5,6に縦モード振動が同位相となる
電気信号を印加して圧電振動子5を振動子非接着面と直
角な方向(軸線方向)に振動させるとともに、圧電振動
子6を振動子非接着面方向(径方向)に振動させると、
ポアソン比に応じて同図(b)に示すように圧電振動子
5が振動子非接着面方向(径方向)に径方向寸法D1a
から径方向寸法D1bに収縮するとともに、圧電振動子
6が圧電振動子5の収縮分を補うように径方向寸法D2
aから径方向寸法D2bに伸長する。
電圧が制御されているため、圧電振動子全体(送波器用
振動源)の振動前径方向寸法(D1a+2×D2a)と
振動時径方向寸法(D1b+2×D2b)とが同一の寸
法である。
符号Dは送波器用振動源2の径方向寸法(圧電振動子5
の振動前径方向寸法D1aと圧電振動子6の振動前径方
向寸法2×D2aとを加算した寸法あるいは圧電振動子
5の振動時径方向寸法D1bと圧電振動子6の振動時径
方向寸法2×D2bとを加算した寸法)を示す。
(a)および(b)を用いて説明する。図4(a)およ
び(b)は本発明の第一実施形態に係る送波器用振動源
の使用例を示す外観斜視図とそのb−b断面図である。
同図において、符号11で示す電気音響変換器は、送波
器用振動源12と、バッフル台13とケース14とを備
えている。送波器用振動源12は、圧電振動子15,1
6とリード線17,18とを有している。
からなり、バッフル台13の上面に接着されている。そ
して、圧電振動子15は、全体が振動子非接着面と直角
な方向に分極方向をもち、かつ比較的大きい圧電定数
(d33)およびポアソン比をもつ例えばジルコン酸・
チタン酸鉛系の圧電材料(「N−6材」)によって形成
されている。
動子からなり、それぞれがバッフル台13の上面および
圧電振動子15の各側面に接着されている。そして、圧
電振動子6は、全体が振動子非接着面方向に分極方向を
もち、かつ圧電振動子15の圧電定数およびポアソン比
より小さい圧電定数(d31)およびポアソン比をもつ
例えばチタン酸鉛系の圧電材料(「N−2200材」)
によって形成されている。
り、圧電振動子15の上下各端面に接続されている。リ
ード線18は、二対のリード線からなり、各圧電振動子
16の内外側面に接続されている。これにより、圧電振
動子15,16には、電気信号が各リード線17,18
から独立して印加される。
の平面角形状の金属板によって形成されている。これに
より、送波器用振動源12からの振動音の下方への放射
が阻止される。
設され、かつ両圧電振動子15,16に被冠されてお
り、全体がウレタン等の合成樹脂からなる有頭角箱体に
よって形成されている。これにより、ケース内14の水
密性が保たれ、両圧電振動子15,16およびリード線
17,18が保護される。
いて、音響放射時に送波器用振動源12の振動子非接着
面方向収縮が見かけ上無くなるから、送波器用振動源1
2の振動子非接着面方向振動を抑制して良好な音響放射
効率が得られる。
放射効率を得るために従来必要としたコルク等が不要と
なるから、水深が相当深い位置でも使用することがで
き、使用上の自由度を高めることができる。
の振動(径方向振動)が小さくなるから、バッフル効果
によって音響放射面が圧電振動子5上のみの均一な振動
面となり、良好な音響放射上の指向性を得ることができ
る。
が単一の圧電振動子からなる場合について説明したが、
本発明はこれに限定されず、第二実施形態として図5
(a)および(b)に示すように圧電振動子21が分極
方向と直角な方向に並列する多数の振動エレメント21
aからなるものでも実施形態と同様の効果を奏する。
は、前述した実施形態に限定されるものでないことは勿
論である。
れぞれが互いに直角な分極方向をもつ圧電振動子からな
り、これら両圧電振動子のうち内側に位置する主圧電振
動子が、外側に位置する副圧電振動子より大きい圧電定
数およびポアソン比をもち、かつ振動子非接着面と直角
な方向に分極方向をもつ圧電振動子によって形成されて
いるので、主副二つの圧電振動子に同位相の電気信号を
印加して主圧電振動子を振動子非接着面と直角な方向に
振動させると、ポアソン比に応じて主圧電振動子が振動
子非接着面方向に収縮するとともに、副圧電振動子が主
圧電振動子の収縮分を補うように伸長し、主圧電振動子
における振動子非接着面方向の収縮が見かけ上無くな
る。
方向振動を抑制して良好な音響放射効率を得ることがで
きる。
来必要としたコルク等が不要となるから、水深が相当深
い位置でも使用することができ、使用上の自由度を高め
ることができる。
できることは、バッフル効果によって音響放射面が均一
な振動面となり、良好な音響放射上の指向性を得ること
もできる。
係る送波器用振動源の使用例を示す外観斜視図とそのb
−b局部断面図である。
動前状態と振動時状態を示す断面図である。
係る送波器用振動源の使用例を示す外観斜視図とそのb
−b断面図である。
係る送波器用振動源の使用例を示す外観斜視図とそのb
−b断面図である。
説明するために示す断面図である。
(1)を示す外観斜視図とb−b断面図である。
(2)を示す外観斜視図とb−b断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 それぞれが互いに内外において接着さ
れ、かつそれぞれに独立して印加可能な電気信号によっ
て振動する主副二つの圧電振動子を備え、前記主圧電振動子が単一の角形部材によって形成され、
前記副圧電振動子が前記主圧電振動子を挟持する二つの
角形部材によって形成されるとともに、 これら各圧電振動子が互いに直角な分極方向をもち、 これら両圧電振動子のうち内側に位置する前記主圧電振
動子が、外側に位置する前記副圧電振動子より大きい圧
電定数およびポアソン比をもち、かつ振動子非接着面と
直角な方向に分極方向をもつ圧電振動子によって形成さ
れていることを特徴とする送波器用振動源。 - 【請求項2】 前記主圧電振動子が分極方向と直角な方
向に並列する多数の振動エレメントからなることを特徴
とする請求項1記載の送波器用振動源。 - 【請求項3】 前記各圧電振動子が音響変換器の圧電振
動子であることを特徴とする請求項1又は2記載の送波
器用振動源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09302258A JP3119218B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 送波器用振動源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09302258A JP3119218B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 送波器用振動源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11146476A JPH11146476A (ja) | 1999-05-28 |
JP3119218B2 true JP3119218B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=17906858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09302258A Expired - Lifetime JP3119218B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 送波器用振動源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3119218B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5219154B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2013-06-26 | Necトーキン株式会社 | 屈曲−径振動合成型送受波器 |
DE102018121601A1 (de) * | 2018-09-05 | 2020-03-05 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallwandler mit separat ansteuerbaren Wandleranordnungen, Verfahren zu dessen Herstellung und Ultraschallwandlersystem |
JP2023042042A (ja) * | 2021-09-14 | 2023-03-27 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 圧電体デバイス |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP09302258A patent/JP3119218B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11146476A (ja) | 1999-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5594435B2 (ja) | 超音波トランスデューサ | |
EP0258948B1 (en) | Flexural dish resonant cavity transducer | |
JPS60236600A (ja) | 圧電式空気超音波変換器 | |
JP5444670B2 (ja) | 音響再生装置 | |
JPH04230199A (ja) | 音響トランスデューサ | |
JP3119218B2 (ja) | 送波器用振動源 | |
WO2022168188A1 (ja) | 超音波トランスデューサー及びその製造方法 | |
JP6114396B2 (ja) | 音響発生器およびそれを用いた電子機器 | |
US6678213B1 (en) | Slotted cylinder transducer with trapezoidal cross-sectional electrodes | |
JP5309941B2 (ja) | 音響トランスデューサ | |
JPH03270599A (ja) | 超音波探触子 | |
JP7139545B1 (ja) | 超音波トランスデューサー | |
JP4640033B2 (ja) | 屈曲型送波器およびそのシェル | |
JPH08256396A (ja) | 水中音響送波器 | |
JP7288239B2 (ja) | 積層型振動子 | |
JP2757926B2 (ja) | 水中送受波器 | |
JP2972857B2 (ja) | 屈曲振動型送受波器アレイ | |
JP2947115B2 (ja) | 広帯域低周波水中送波器およびその駆動方法 | |
JPS6143098A (ja) | 低周波水中超音波送波器 | |
JP2002320293A (ja) | 音響変換器 | |
JPS6016155Y2 (ja) | 水中用耐圧送受波器 | |
JPS6133923Y2 (ja) | ||
JP2006246279A (ja) | 電気音響変換器 | |
JP2776368B2 (ja) | 音波水中送波器及びその特性調整方法 | |
JPH05183995A (ja) | 複合圧電体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071013 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081013 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091013 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091013 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131013 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |