JP3366156B2 - 複合振動子 - Google Patents
複合振動子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、魚群探知用等のトラン
スデューサ（音波送受波器）として使用される振動子に
関し、特に、複数の小さな振動子を集合配列してなる複
合振動子に関する。
スデューサ（音波送受波器）として使用される振動子に
関し、特に、複数の小さな振動子を集合配列してなる複
合振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば魚群探知機においては、一般に船
底に設けたトランスデューサ（音波送受波器）を用いて
海底方向に向けて音波を間欠的に発射し、魚体（ターゲ
ット）による反射波（エコー）を該トランスデューサに
より検出し、戻り時間に基づいてターゲットの位置を演
算し、これを表示部によって表示すると共に、必要に応
じて記録紙等に記録するようにしている。
底に設けたトランスデューサ（音波送受波器）を用いて
海底方向に向けて音波を間欠的に発射し、魚体（ターゲ
ット）による反射波（エコー）を該トランスデューサに
より検出し、戻り時間に基づいてターゲットの位置を演
算し、これを表示部によって表示すると共に、必要に応
じて記録紙等に記録するようにしている。
【０００３】図８は、その原理図を示したものである。
すなわち、発振部１０１より間欠的に出力されるパルス
状の電気信号は、トランスデューサ１０２に加えられ、
トランスデューサ１０２はこれを音波に変えて海底方向
に発射する。その発射音波は途中のターゲット（魚）１
０３に当り、そのエコーをトランスデューサ１０２が検
出して、トランスデューサ１０２はこれを電気信号に変
えて受信部１０４に供給する。受信部１０４は、微弱な
エコーに基づく電気信号を増幅すると共に、発振部１０
１の出力タイミングと、エコー受信タイミングとに基づ
いてトランスデューサ１０２とターゲット１０３との距
離を演算する。そして、表示部１０５によってターゲッ
ト１０３の位置が視覚的に表示されるようになされてい
る。
すなわち、発振部１０１より間欠的に出力されるパルス
状の電気信号は、トランスデューサ１０２に加えられ、
トランスデューサ１０２はこれを音波に変えて海底方向
に発射する。その発射音波は途中のターゲット（魚）１
０３に当り、そのエコーをトランスデューサ１０２が検
出して、トランスデューサ１０２はこれを電気信号に変
えて受信部１０４に供給する。受信部１０４は、微弱な
エコーに基づく電気信号を増幅すると共に、発振部１０
１の出力タイミングと、エコー受信タイミングとに基づ
いてトランスデューサ１０２とターゲット１０３との距
離を演算する。そして、表示部１０５によってターゲッ
ト１０３の位置が視覚的に表示されるようになされてい
る。
【０００４】従来、上記トランスデューサ１０２として
種々の構成のものが採用されており、その数例を以下に
示す。
種々の構成のものが採用されており、その数例を以下に
示す。
【０００５】第１例として、図９に示すように、ＰＺＴ
（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）材料等を素材と
して全体が一体成形された振動子１１１が挙げられる。
該図において参照符号１１２で示すのは、該振動子１１
１のプラス側、マイナス側に夫々接続されたリード線で
ある。
（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）材料等を素材と
して全体が一体成形された振動子１１１が挙げられる。
該図において参照符号１１２で示すのは、該振動子１１
１のプラス側、マイナス側に夫々接続されたリード線で
ある。
【０００６】第２例として、図１０に示すように、複数
の小さな振動子１１４がその各々の輻射面が面一となる
ように集合配列されてなる複合振動子１１５がある。図
示のように該各振動子１１４は、リード線１１６によっ
て並列接続されている。なお、各振動子１１４はＰＺＴ
材料等からなる。
の小さな振動子１１４がその各々の輻射面が面一となる
ように集合配列されてなる複合振動子１１５がある。図
示のように該各振動子１１４は、リード線１１６によっ
て並列接続されている。なお、各振動子１１４はＰＺＴ
材料等からなる。
【０００７】図１１に、第３例としての複合振動子１１
８を示す。図示のように複数の振動子１１９がその各々
の輻射面が面一となるように集合配列されている。但
し、これらの振動子１１９は、ＰＺＴ材料等からなる円
盤状の素材に縦横のスリット１２０を削成することによ
り形成され、完全に分離してはおらず、互いに下部にて
一体に結合した状態である。また、各振動子１１９は、
リード線１２１によって並列接続されている。
８を示す。図示のように複数の振動子１１９がその各々
の輻射面が面一となるように集合配列されている。但
し、これらの振動子１１９は、ＰＺＴ材料等からなる円
盤状の素材に縦横のスリット１２０を削成することによ
り形成され、完全に分離してはおらず、互いに下部にて
一体に結合した状態である。また、各振動子１１９は、
リード線１２１によって並列接続されている。
【０００８】上述した夫々の振動子１１１、複合振動子
１１５及び１１８は、各リード線１１２，１１６及び１
２１よりの通電及びその断が所定周波数にて繰り返され
ることによって軸方向に伸縮するように歪み、これが振
動となって音波が発せられる。具体的には縦振動を行
う。但し、複合振動子１１５及び１１８においてはその
具備した多数の振動子１１４，１１９が個別に歪む。な
お、該振動の方向を、各図において矢印Ｕにて示す。
１１５及び１１８は、各リード線１１２，１１６及び１
２１よりの通電及びその断が所定周波数にて繰り返され
ることによって軸方向に伸縮するように歪み、これが振
動となって音波が発せられる。具体的には縦振動を行
う。但し、複合振動子１１５及び１１８においてはその
具備した多数の振動子１１４，１１９が個別に歪む。な
お、該振動の方向を、各図において矢印Ｕにて示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図９に示した全体が一
体成形された振動子１１１においては、ｐｏｉｓｓｏｎ
比の影響により、矢印Ｕで示す縦振動に伴って直角方向
の横歪み、すなわち横振動が誘起される（カプリング
〔ｃｏｕｐｌｉｎｇ〕と称している）。よって、輻射面
に振動の強弱が発生し、図１２に示すように指向性パタ
ーンのサイドローブレベルがかなり大きくなるという問
題がある。なお、この傾向は、１λ（波長）以上の直径
を有するトランスデューサを製作する場合に顕著であ
る。因に、周波数ｆが５０（ｋＨｚ）で使用するトラン
スデューサでは、海水中での音速Ｃが約１５００（ｍ／
ｓ）であるから、λ＝ｃ／ｆより、１λは約３（ｃｍ）
となる。
体成形された振動子１１１においては、ｐｏｉｓｓｏｎ
比の影響により、矢印Ｕで示す縦振動に伴って直角方向
の横歪み、すなわち横振動が誘起される（カプリング
〔ｃｏｕｐｌｉｎｇ〕と称している）。よって、輻射面
に振動の強弱が発生し、図１２に示すように指向性パタ
ーンのサイドローブレベルがかなり大きくなるという問
題がある。なお、この傾向は、１λ（波長）以上の直径
を有するトランスデューサを製作する場合に顕著であ
る。因に、周波数ｆが５０（ｋＨｚ）で使用するトラン
スデューサでは、海水中での音速Ｃが約１５００（ｍ／
ｓ）であるから、λ＝ｃ／ｆより、１λは約３（ｃｍ）
となる。
【００１０】図１０及び図１１に示した各複合振動子１
１５及び１１８は、上述のようなｐｏｉｓｓｏｎ比に基
づく横振動の発生を抑えることを主目的として開発され
たものである。
１５及び１１８は、上述のようなｐｏｉｓｓｏｎ比に基
づく横振動の発生を抑えることを主目的として開発され
たものである。
【００１１】すなわち、図１０に示した複合振動子１１
５においては、各々０．５λ以下の直径を有する小さな
振動子１１４が集合配列され、該各振動子１１４が夫々
独立して縦振動子のみを発生し得るようにしている。具
体的には、当該複合振動子１１５では各振動子１１４の
直径は約１／２λに設定されている。また、該各振動子
１１４は、夫々の歪みが相互に影響し合うことがないよ
うに、しかも、相互の位置関係が維持されるように、互
いに小さな間隙を隔てて配列され、且つ、該間隙にコル
ク等（図示せず）が挿入される。そして、該各振動子１
１４がこの配列状態を保ってまとまるべく、合成樹脂を
用いて全体的にモールド処理が施されたり、所定のケー
スに収容されるなどし、製品となる。
５においては、各々０．５λ以下の直径を有する小さな
振動子１１４が集合配列され、該各振動子１１４が夫々
独立して縦振動子のみを発生し得るようにしている。具
体的には、当該複合振動子１１５では各振動子１１４の
直径は約１／２λに設定されている。また、該各振動子
１１４は、夫々の歪みが相互に影響し合うことがないよ
うに、しかも、相互の位置関係が維持されるように、互
いに小さな間隙を隔てて配列され、且つ、該間隙にコル
ク等（図示せず）が挿入される。そして、該各振動子１
１４がこの配列状態を保ってまとまるべく、合成樹脂を
用いて全体的にモールド処理が施されたり、所定のケー
スに収容されるなどし、製品となる。
【００１２】一方、図１１に示した複合振動子１１８に
おいては、円盤状の素材に０．５λ以下のピッチにてス
リット１２０を設けることにより、互いに独立してほぼ
縦振動のみを行い得る複数の振動子１１９が形成されて
いる。
おいては、円盤状の素材に０．５λ以下のピッチにてス
リット１２０を設けることにより、互いに独立してほぼ
縦振動のみを行い得る複数の振動子１１９が形成されて
いる。
【００１３】上記から明らかなように、上記両複合振動
子１１５及び１１８では横振動の発生は抑えられ、サイ
ドローブレベルが小さい比較的良好な指向性パターンが
得られる。
子１１５及び１１８では横振動の発生は抑えられ、サイ
ドローブレベルが小さい比較的良好な指向性パターンが
得られる。
【００１４】しかしながら、両複合振動子１１５及び１
１８では、理論的計算値に近い指向性パターンは未だ得
られていないのが実情である。
１８では、理論的計算値に近い指向性パターンは未だ得
られていないのが実情である。
【００１５】特に、図１１に示した複合振動子１１８に
おいては、各振動子１１９は完全に分離してはおらず、
各々の下部同士が結合しているから、互いの歪みの影響
は避け得ない。
おいては、各振動子１１９は完全に分離してはおらず、
各々の下部同士が結合しているから、互いの歪みの影響
は避け得ない。
【００１６】また、これらの複合振動子１１５及び１１
８においては、その製造が必ずしも容易ではなく、特に
使用周波が高い場合、振動子直径が小さくなり、次の問
題がある。
８においては、その製造が必ずしも容易ではなく、特に
使用周波が高い場合、振動子直径が小さくなり、次の問
題がある。
【００１７】まず、図１０に示した複合振動子１１５に
関しては、具備する多数の振動子１１４が極く小さくな
るから、これらを整然と配列し、しかもその相互間にコ
ルク等を挿入し、更にモールド処理やケースへの収納を
なすことは困難になる。加えて、該各振動子１１４に対
するリード線１１６の接続、具体的にははんだ付けも微
視的な作業となり、難しいものとなる。
関しては、具備する多数の振動子１１４が極く小さくな
るから、これらを整然と配列し、しかもその相互間にコ
ルク等を挿入し、更にモールド処理やケースへの収納を
なすことは困難になる。加えて、該各振動子１１４に対
するリード線１１６の接続、具体的にははんだ付けも微
視的な作業となり、難しいものとなる。
【００１８】次に、図１１に示した複合振動子１１８に
ついては、各振動子１１９を得るために削成するスリッ
ト１２０の幅及びピッチには加工上の限界があると共
に、リード線１２１に関しては上述の複合振動子１１５
と同様の問題を擁している。更に、このようにスリット
１２０を形成した場合、機械的強度が低減し、振動子の
破壊を防止するために、あまり高い電力をかけることは
できず、出力が制限される。
ついては、各振動子１１９を得るために削成するスリッ
ト１２０の幅及びピッチには加工上の限界があると共
に、リード線１２１に関しては上述の複合振動子１１５
と同様の問題を擁している。更に、このようにスリット
１２０を形成した場合、機械的強度が低減し、振動子の
破壊を防止するために、あまり高い電力をかけることは
できず、出力が制限される。
【００１９】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、理論的
計算値に極く近い指向性が得られると共に、製造、特に
高周波のものに関する製造の容易化を達成し、しかも、
出力も増大し得る複合振動子を提供することである。
されたものであって、その目的とするところは、理論的
計算値に極く近い指向性が得られると共に、製造、特に
高周波のものに関する製造の容易化を達成し、しかも、
出力も増大し得る複合振動子を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る複合振動子は、複数の振動子がその各々の輻
射面が略面一となるように且つ互いに間隙を隔てて集合
配列され、該振動子間に粘弾性を有する接着剤が充填さ
れて一体的に相互結合され、前記振動子各々のうちいく
つかに代えてダミー振動子が所要位置に配設されている
ことを特徴とする。また、本発明に係る複合振動子の前
記接着剤はゴム系接着剤であることを特徴とする。ま
た、前記複数の振動子の各輻射面同士は導電性接着剤層
によって接続されていることを特徴とする。また、前記
振動子各々は円柱状に形成されていることを特徴とす
る。
発明に係る複合振動子は、複数の振動子がその各々の輻
射面が略面一となるように且つ互いに間隙を隔てて集合
配列され、該振動子間に粘弾性を有する接着剤が充填さ
れて一体的に相互結合され、前記振動子各々のうちいく
つかに代えてダミー振動子が所要位置に配設されている
ことを特徴とする。また、本発明に係る複合振動子の前
記接着剤はゴム系接着剤であることを特徴とする。ま
た、前記複数の振動子の各輻射面同士は導電性接着剤層
によって接続されていることを特徴とする。また、前記
振動子各々は円柱状に形成されていることを特徴とす
る。
【００２１】
【作用】上記構成においては、上記複数の振動子は、上
記粘弾性接着剤が柔軟に変形することによって、夫々の
歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ完全に独立して自
由に振動する。
記粘弾性接着剤が柔軟に変形することによって、夫々の
歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ完全に独立して自
由に振動する。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
【００２３】図１乃至図３に、本発明の第１実施例とし
ての複合振動子１を示す。この複合振動子１は、例え
ば、図８に示した魚群探知機のトランスデューサとして
利用される。なお、後述する他の実施例の複合振動子も
該トランスデューサとして使用される。
ての複合振動子１を示す。この複合振動子１は、例え
ば、図８に示した魚群探知機のトランスデューサとして
利用される。なお、後述する他の実施例の複合振動子も
該トランスデューサとして使用される。
【００２４】図１乃至図３に示すように、この複合振動
子１は、夫々ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧
電）材料等を素材として円柱状に形成されて各々の輻射
面３ａ，３ｂ（図２参照）が面一となるように集合配列
された複数、この場合３７個の小さな振動子３を有して
いる。図３から明らかなように、これらの振動子３は、
互いに所定の間隙ｅ1 を隔てた状態で配列されている。
そして、該各振動子３間には粘弾性を有するゴム系の接
着剤５が充填されており、これによって該各振動子３が
一体的に相互結合されている。
子１は、夫々ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧
電）材料等を素材として円柱状に形成されて各々の輻射
面３ａ，３ｂ（図２参照）が面一となるように集合配列
された複数、この場合３７個の小さな振動子３を有して
いる。図３から明らかなように、これらの振動子３は、
互いに所定の間隙ｅ1 を隔てた状態で配列されている。
そして、該各振動子３間には粘弾性を有するゴム系の接
着剤５が充填されており、これによって該各振動子３が
一体的に相互結合されている。
【００２５】なお、図３から特に明らかなように、上記
接着剤５は、各振動子３の間のみならず、当該複合振動
子１の外周側を厚みｅ2 にて被覆する被覆層としても形
成されている。
接着剤５は、各振動子３の間のみならず、当該複合振動
子１の外周側を厚みｅ2 にて被覆する被覆層としても形
成されている。
【００２６】図２に示すように、上記各振動子３の各輻
射面３ａ，３ｂ同士を接続するように、導電性を有する
接着剤層７及び８が設けられている。これら接着剤層
７，８は、例えば銀入りエポキシ系導電接着剤からな
り、厚みが薄い為、カプリングの影響はない。そして、
このように各振動子３を並列接続する接着剤層７及び８
にリード線１０が接続され、該リード線１０より通電さ
れる。
射面３ａ，３ｂ同士を接続するように、導電性を有する
接着剤層７及び８が設けられている。これら接着剤層
７，８は、例えば銀入りエポキシ系導電接着剤からな
り、厚みが薄い為、カプリングの影響はない。そして、
このように各振動子３を並列接続する接着剤層７及び８
にリード線１０が接続され、該リード線１０より通電さ
れる。
【００２７】上記した構成の複合振動子１ではリード線
１０よりの通電及びその断が所定周波数を以て繰り返さ
れることによって各振動子３が伸縮するように歪み、こ
れが振動となって音波が発せられる。具体的には縦振動
を行い、該振動の方向を図２において矢印Ｕで示す。
１０よりの通電及びその断が所定周波数を以て繰り返さ
れることによって各振動子３が伸縮するように歪み、こ
れが振動となって音波が発せられる。具体的には縦振動
を行い、該振動の方向を図２において矢印Ｕで示す。
【００２８】前述したように、当該複合振動子１におい
ては、上記各振動子３は互いに間隙ｅ1 （図３参照）を
隔てて集合配列され、該間隙ｅ1 に粘弾性を有する接着
剤５が充填されて一体的に相互結合されている。
ては、上記各振動子３は互いに間隙ｅ1 （図３参照）を
隔てて集合配列され、該間隙ｅ1 に粘弾性を有する接着
剤５が充填されて一体的に相互結合されている。
【００２９】かかる構成によれば、上記各振動子３は、
上記接着剤５がその粘弾性に基づき柔軟に変形すること
によって、互いに歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ
完全に独立して自由に振動する。従って、理論的計算値
に極く近い指向性が得られるものである。
上記接着剤５がその粘弾性に基づき柔軟に変形すること
によって、互いに歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ
完全に独立して自由に振動する。従って、理論的計算値
に極く近い指向性が得られるものである。
【００３０】図４は、本実施例の複合振動子１について
実際に作動させて得られた指向性パターンを示すもので
ある。そして、図５は、これと同じ条件下にて理論式に
基づいて算出した結果である指向性パターンを示すもの
である。これらから明らかなように、本発明に係る複合
振動子１の指向性パターンは理論値に極く近似してい
る。
実際に作動させて得られた指向性パターンを示すもので
ある。そして、図５は、これと同じ条件下にて理論式に
基づいて算出した結果である指向性パターンを示すもの
である。これらから明らかなように、本発明に係る複合
振動子１の指向性パターンは理論値に極く近似してい
る。
【００３１】なお、図５の指向性パターンの元となる理
論式は下記の如くである。 Ｒ（θ）＝｜２Ｊ1 （ｘ）／ｘ｜ ここで、ｘ＝（πＤ／λ）ｓｉｎθ Ｄ：複合振動子の直径 λ：波長 Ｊ1 （ｘ）：一次のベッセル関数
論式は下記の如くである。 Ｒ（θ）＝｜２Ｊ1 （ｘ）／ｘ｜ ここで、ｘ＝（πＤ／λ）ｓｉｎθ Ｄ：複合振動子の直径 λ：波長 Ｊ1 （ｘ）：一次のベッセル関数
【００３２】また、上記構成の当該複合振動子１は、こ
れを製造する場合、上記各振動子３を成形型（図示せ
ず）内で治具等を用いて配列させ、溶融状態の接着剤５
を該成形型内に注入し、固化させるのみにて完了する。
この製造作業は、図１０及び図１１に示したような従来
の複合振動子１１５，１１８の煩雑な製造作業に比して
容易であり、特に高周波用の小径のものでも何等支障な
く製造することができ、優れている。又、一体成形後に
外周を加工し、円形の複合振動子も容易に製作出来る。
れを製造する場合、上記各振動子３を成形型（図示せ
ず）内で治具等を用いて配列させ、溶融状態の接着剤５
を該成形型内に注入し、固化させるのみにて完了する。
この製造作業は、図１０及び図１１に示したような従来
の複合振動子１１５，１１８の煩雑な製造作業に比して
容易であり、特に高周波用の小径のものでも何等支障な
く製造することができ、優れている。又、一体成形後に
外周を加工し、円形の複合振動子も容易に製作出来る。
【００３３】更に、上記構成の複合振動子１では、機械
的強度も充分得られるため、出力を増大できる。
的強度も充分得られるため、出力を増大できる。
【００３４】ところで、前述したように、当該複合振動
子１においては、上記各振動子３同士を結合する接着剤
５として特にゴム系のもの、具体的には例えばウレタン
ゴムが採用される。このようなゴム系の接着剤５は、前
述した振動子３間における歪みの影響防止の機能を発揮
するに充分な粘弾性を有すると共に、素材の配合等を変
えることなどによって粘弾性そのものの強弱を調整する
こともでき、しかも入手が容易である等の優位点を有す
る。但し、ゴム系以外の接着剤でも、所要の粘弾性を有
するものであれば使用可能であることは勿論である。
子１においては、上記各振動子３同士を結合する接着剤
５として特にゴム系のもの、具体的には例えばウレタン
ゴムが採用される。このようなゴム系の接着剤５は、前
述した振動子３間における歪みの影響防止の機能を発揮
するに充分な粘弾性を有すると共に、素材の配合等を変
えることなどによって粘弾性そのものの強弱を調整する
こともでき、しかも入手が容易である等の優位点を有す
る。但し、ゴム系以外の接着剤でも、所要の粘弾性を有
するものであれば使用可能であることは勿論である。
【００３５】また、前述したように、当該複合振動子１
においては、上記各振動子３の各輻射面３ａ，３ｂ同士
が、導電性を有する接着剤層７，８（図２参照）によっ
て接続されている。この構成によれば、従来リード線を
用いて行われていた各振動子間の煩雑な並列接続作業は
不要となり、接続はこの導電性接着剤層７，８を形成す
るだけで完了し、簡単である。これら導電性接着剤層
７，８は例えば、液状の接着剤を塗布した後に固化せし
めることによって形成される。
においては、上記各振動子３の各輻射面３ａ，３ｂ同士
が、導電性を有する接着剤層７，８（図２参照）によっ
て接続されている。この構成によれば、従来リード線を
用いて行われていた各振動子間の煩雑な並列接続作業は
不要となり、接続はこの導電性接着剤層７，８を形成す
るだけで完了し、簡単である。これら導電性接着剤層
７，８は例えば、液状の接着剤を塗布した後に固化せし
めることによって形成される。
【００３６】一方、当該複合振動子１においては、上記
振動子３各々が円柱状に形成されている。このような円
柱状の振動子は、その成形を容易且つ低コストにて行え
ると共に、配列も容易である等の優位点を有する。但
し、円柱状以外の形状の振動子の使用も可能である。
振動子３各々が円柱状に形成されている。このような円
柱状の振動子は、その成形を容易且つ低コストにて行え
ると共に、配列も容易である等の優位点を有する。但
し、円柱状以外の形状の振動子の使用も可能である。
【００３７】なお、図３に示したように、当該複合振動
子１においては、上記各振動子３は互いに間隙ｅ1 を隔
てて配置されるが、この間隙ｅ1 については、当該複合
振動子１が発生すべき振動のレベル等に応じて適宜設定
される。
子１においては、上記各振動子３は互いに間隙ｅ1 を隔
てて配置されるが、この間隙ｅ1 については、当該複合
振動子１が発生すべき振動のレベル等に応じて適宜設定
される。
【００３８】次に、本発明の第２実施例としての複合振
動子を、図６及び図７に基づいて説明する。但し、この
複合振動子１１は、以下に説明する部分以外は図１乃至
図３に示した第１実施例としての複合振動子１と同様に
構成されており、全体としての説明は重複する故に省略
し、要部のみの説明に留める。また、以下の説明、並び
に図６及び図７において、上記第１実施例の複合振動子
１の構成部分と同一の構成部分については同じ参照符号
を付して示している。
動子を、図６及び図７に基づいて説明する。但し、この
複合振動子１１は、以下に説明する部分以外は図１乃至
図３に示した第１実施例としての複合振動子１と同様に
構成されており、全体としての説明は重複する故に省略
し、要部のみの説明に留める。また、以下の説明、並び
に図６及び図７において、上記第１実施例の複合振動子
１の構成部分と同一の構成部分については同じ参照符号
を付して示している。
【００３９】図６及び図７に示すように、当該複合振動
子１１においては、上記第１実施例の複合振動子１が具
備している３７個の振動子３のうちいくつか、この場合
１２個に代えて、ダミー振動子１２が所要位置に配設さ
れている。
子１１においては、上記第１実施例の複合振動子１が具
備している３７個の振動子３のうちいくつか、この場合
１２個に代えて、ダミー振動子１２が所要位置に配設さ
れている。
【００４０】このダミー振動子１２は、上記振動子３と
同形状、同寸法にて形成されている。但し、振動子３と
同じ材質であってもよいし、異なる材質で形成してもよ
い。ダミー振動子１２の材質が振動子３と同じでＰＺＴ
よりなる場合、ダミー振動子には分極処理をせず、圧電
特性を持たないものを使用する。よって電圧が印加され
ても歪を生じない。
同形状、同寸法にて形成されている。但し、振動子３と
同じ材質であってもよいし、異なる材質で形成してもよ
い。ダミー振動子１２の材質が振動子３と同じでＰＺＴ
よりなる場合、ダミー振動子には分極処理をせず、圧電
特性を持たないものを使用する。よって電圧が印加され
ても歪を生じない。
【００４１】上記した構成においては、上記ダミー振動
子１２の数及び配置を適宜設定することにより、複合振
動子全体としての指向性パターンのコントロール、例え
ばサイドローブの抑制が容易にできるなどの効果が得ら
れ、使用目的等に合致する理想的な複合振動子の製作が
可能となる。
子１２の数及び配置を適宜設定することにより、複合振
動子全体としての指向性パターンのコントロール、例え
ばサイドローブの抑制が容易にできるなどの効果が得ら
れ、使用目的等に合致する理想的な複合振動子の製作が
可能となる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による複合
振動子は、複数の振動子がその各々の輻射面が略面一と
なるように且つ互いに間隙を隔てて集合配列され、該振
動子間に粘弾性を有する接着剤が充填されて一体的に相
互結合されてなる。かかる構成によれば、上記複数の振
動子は、上記粘弾性接着剤が柔軟に変形することによっ
て、互いに歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ完全に
独立して自由に振動する。従って、理論的計算値に極く
近い指向性が得られるものである。また、上記構成の複
合振動子は、これを製造する場合、上記複数の振動子を
成形型内で治具等を用いて配列させ、溶融状態の粘弾性
接着剤を該成形型内に注入し、固化させるのみにて完了
する。この製造作業は、図１０及び図１１に示したよう
な従来の複合振動子の煩雑な製造作業に比して容易であ
り、特に高周波用の小径のものでも何等支障なく製造す
ることができ、優れている。更に、上記構成では、機械
的強度も充分得られるため、出力を増大できる。加え
て、本発明による複合振動子においては、上記振動子各
々のうちいくつかに代えて、振動を発しないダミー振動
子が所要位置に配設される。この構成においては、該ダ
ミー振動子の数及び配置を適宜設定することにより、複
合振動子全体としての指向性パターンのコントロール、
例えば、サイドローブの抑制が容易にできるなどの効果
が得られ、使用目的等に合致する理想的な複合振動子の
製作が可能となる。また、本発明による複合振動子にお
いては、上記各振動子同士を結合する接着剤として特に
ゴム系のものが採用される。このようなゴム系の接着剤
は、前述した各振動子間における歪みの影響防止の機能
を発揮するに充分な粘弾性を有すると共に、粘弾性その
ものの強弱を調整することもでき、しかも入手が容易で
ある等の優位点を有する。次に、本発明による複合振動
子においては、上記複数の振動子の各輻射面同士が、導
電性を有する接着剤層によって接続されている。この構
成によれば、従来リード線を用いて行われていた各振動
子間の煩雑な並列接続作業は不要となり、接続は導電性
接着剤層を形成するだけで完了し、簡単である。また、
本発明による複合振動子においては、上記振動子各々が
円柱状に形成されている。このような円柱状の振動子
は、その成形を容易且つ低コストにて行えると共に、配
列も容易である等の優位点を有する。
振動子は、複数の振動子がその各々の輻射面が略面一と
なるように且つ互いに間隙を隔てて集合配列され、該振
動子間に粘弾性を有する接着剤が充填されて一体的に相
互結合されてなる。かかる構成によれば、上記複数の振
動子は、上記粘弾性接着剤が柔軟に変形することによっ
て、互いに歪みの影響を及ぼし合うことなくほぼ完全に
独立して自由に振動する。従って、理論的計算値に極く
近い指向性が得られるものである。また、上記構成の複
合振動子は、これを製造する場合、上記複数の振動子を
成形型内で治具等を用いて配列させ、溶融状態の粘弾性
接着剤を該成形型内に注入し、固化させるのみにて完了
する。この製造作業は、図１０及び図１１に示したよう
な従来の複合振動子の煩雑な製造作業に比して容易であ
り、特に高周波用の小径のものでも何等支障なく製造す
ることができ、優れている。更に、上記構成では、機械
的強度も充分得られるため、出力を増大できる。加え
て、本発明による複合振動子においては、上記振動子各
々のうちいくつかに代えて、振動を発しないダミー振動
子が所要位置に配設される。この構成においては、該ダ
ミー振動子の数及び配置を適宜設定することにより、複
合振動子全体としての指向性パターンのコントロール、
例えば、サイドローブの抑制が容易にできるなどの効果
が得られ、使用目的等に合致する理想的な複合振動子の
製作が可能となる。また、本発明による複合振動子にお
いては、上記各振動子同士を結合する接着剤として特に
ゴム系のものが採用される。このようなゴム系の接着剤
は、前述した各振動子間における歪みの影響防止の機能
を発揮するに充分な粘弾性を有すると共に、粘弾性その
ものの強弱を調整することもでき、しかも入手が容易で
ある等の優位点を有する。次に、本発明による複合振動
子においては、上記複数の振動子の各輻射面同士が、導
電性を有する接着剤層によって接続されている。この構
成によれば、従来リード線を用いて行われていた各振動
子間の煩雑な並列接続作業は不要となり、接続は導電性
接着剤層を形成するだけで完了し、簡単である。また、
本発明による複合振動子においては、上記振動子各々が
円柱状に形成されている。このような円柱状の振動子
は、その成形を容易且つ低コストにて行えると共に、配
列も容易である等の優位点を有する。
【図１】図１は、本発明の第１実施例としての複合振動
子の、断面を含む平面図である。
子の、断面を含む平面図である。
【図２】図２は、図１に示した複合振動子の、一部断面
を含む正面図である。
を含む正面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した複合振動子の一
部の拡大図である。
部の拡大図である。
【図４】図４は、本発明に係る複合振動子に関する指向
性パターンを示す図である。
性パターンを示す図である。
【図５】図５は、理論式に基づいて算出した結果である
指向性パターンを示す図である。
指向性パターンを示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施例としての複合振動
子の、断面を含む平面図である。
子の、断面を含む平面図である。
【図７】図７は、図６に示した複合振動子の一部の拡大
図である。
図である。
【図８】図８は、魚群探知機の原理を示すブロック図で
ある。
ある。
【図９】図９は、第１の従来例としての振動子の斜視図
である。
である。
【図１０】図１０は、第２の従来例としての複合振動子
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１１】図１１は、第３の従来例としての複合振動子
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１２】図１２は、従来の振動子の指向性パターンを
示す図である。
示す図である。
１ 複合振動子
３ 振動子
３ａ，３ｂ （振動子３の）輻射面
５ （粘弾性を有する）接着剤
７，８ （導電性を有する）接着剤層
１０ リード線
１１ 複合振動子
１２ ダミー振動子
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−16760（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 1/40 330
G01S 7/52
H04R 17/00 332
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の振動子がその各々の輻射面が略面
一となるように且つ互いに間隙を隔てて集合配列され、
該振動子間に粘弾性を有する接着剤が充填されて一体的
に相互結合され、 前記振動子各々のうちいくつかに代えてダミー振動子が
所要位置に配設されていることを特徴とする複合振動
子。 - 【請求項２】 前記接着剤はゴム系接着剤であることを
特徴とする請求項１記載の複合振動子。 - 【請求項３】 前記複数の振動子の各輻射面同士が導電
性接着剤層によって接続されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項２記載の複合振動子。 - 【請求項４】 前記振動子各々は円柱状に形成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれ
か１記載の複合振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14940895A JP3366156B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 複合振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14940895A JP3366156B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 複合振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08322097A JPH08322097A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3366156B2 true JP3366156B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=15474480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14940895A Expired - Lifetime JP3366156B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 複合振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366156B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020155900A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 本多電子株式会社 | ソナー、超音波振動子及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP14940895A patent/JP3366156B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08322097A (ja) | 1996-12-03 |
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