JP3401739B2 - 水中送受波器 - Google Patents
水中送受波器Info
- Publication number
- JP3401739B2 JP3401739B2 JP08540397A JP8540397A JP3401739B2 JP 3401739 B2 JP3401739 B2 JP 3401739B2 JP 08540397 A JP08540397 A JP 08540397A JP 8540397 A JP8540397 A JP 8540397A JP 3401739 B2 JP3401739 B2 JP 3401739B2
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- Japan
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- fluid
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレックステンシ
ョナル型の水中送受波器に関するもので、特にシェル内
に支持された駆動素子の所期の機能を維持するための構
造に関する関するものである。
ョナル型の水中送受波器に関するもので、特にシェル内
に支持された駆動素子の所期の機能を維持するための構
造に関する関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のこの種の水中送受波器の構
造を示す断面図、図５は図４におけるＡ部の拡大図であ
る。図において１は駆動素子、２はこの駆動素子の両端
部の設けられたロッド、３はそれぞれのロッド２に設け
られた円板状のピストン部、４はピストン部３の板厚を
貫通するように開けられた透孔である。
造を示す断面図、図５は図４におけるＡ部の拡大図であ
る。図において１は駆動素子、２はこの駆動素子の両端
部の設けられたロッド、３はそれぞれのロッド２に設け
られた円板状のピストン部、４はピストン部３の板厚を
貫通するように開けられた透孔である。
【０００３】５は断面形状を楕円形としたシェルで、こ
のシェル５の長手方向両端の肉厚内には、ロッド挿入部
と、このロッド挿入部と直交する流体充填部６が形成さ
れており、駆動素子１のロッド２をロッド挿入部に挿入
すると共に、このロッド２に設けられているピストン部
３を流体充填部６に収容することにより、駆動素子１を
シェル５の内側に支持したものとなっている。
のシェル５の長手方向両端の肉厚内には、ロッド挿入部
と、このロッド挿入部と直交する流体充填部６が形成さ
れており、駆動素子１のロッド２をロッド挿入部に挿入
すると共に、このロッド２に設けられているピストン部
３を流体充填部６に収容することにより、駆動素子１を
シェル５の内側に支持したものとなっている。
【０００４】尚、ロッド挿入部はロッド２を挿入部した
とき、ロッド２の端面とシェル１との間に隙間７ができ
るような長さに形成されている。８は流体充填部６内に
脱泡されて充填されたオイル等の流体、９ａと９ｂはロ
ッド２の外周に装着されたＯリングで、このＯリング９
ａと９ｂがロッド２とシェル５との間に介在することで
流体充填部６の流体７は密封されている。
とき、ロッド２の端面とシェル１との間に隙間７ができ
るような長さに形成されている。８は流体充填部６内に
脱泡されて充填されたオイル等の流体、９ａと９ｂはロ
ッド２の外周に装着されたＯリングで、このＯリング９
ａと９ｂがロッド２とシェル５との間に介在することで
流体充填部６の流体７は密封されている。
【０００５】このような構成による水中送受波器は、例
えば、フレックステンショナル音源（送波器）として用
いる場合、通電により駆動素子１に矢印で示す駆動力を
生じさせ、この駆動力による長軸方向の伸縮変位を、楕
円形のシェル５の短手方向の面の屈曲変位に変換して送
波する。また、この水中送受波器は、水圧によってシェ
ル５が長軸方向に変形しても、駆動素子１に応力がかか
らないように駆動素子１とシェル５の結合を、流体充填
部６内の流体８によるキャビティーと、流体充填部６内
に収容されたピストン部３に設けられた透孔４により行
構成としているので、動的に駆動素子１が振動する場合
は、流体８の剛性インピーダンスが増し、駆動がシェル
５に伝わるものとなっている。
えば、フレックステンショナル音源（送波器）として用
いる場合、通電により駆動素子１に矢印で示す駆動力を
生じさせ、この駆動力による長軸方向の伸縮変位を、楕
円形のシェル５の短手方向の面の屈曲変位に変換して送
波する。また、この水中送受波器は、水圧によってシェ
ル５が長軸方向に変形しても、駆動素子１に応力がかか
らないように駆動素子１とシェル５の結合を、流体充填
部６内の流体８によるキャビティーと、流体充填部６内
に収容されたピストン部３に設けられた透孔４により行
構成としているので、動的に駆動素子１が振動する場合
は、流体８の剛性インピーダンスが増し、駆動がシェル
５に伝わるものとなっている。
【０００６】その結果、使用深度が変化しても安定した
性能を発揮することができ、特に、図示したように、駆
動素子１の長軸方向の両端において、流体８を利用した
同一の結合構造を採用しているので、より対称性のよい
振動モードが得られるものとなっている。
性能を発揮することができ、特に、図示したように、駆
動素子１の長軸方向の両端において、流体８を利用した
同一の結合構造を採用しているので、より対称性のよい
振動モードが得られるものとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、駆動素子１の端面とシェル５の内面
との間に一定の隙間があること、ピストン部３に流体８
を行き来させるための透孔４が設けられていること、ロ
ッド２の先端とシェル５との間に隙間７が介在するよう
にロッド挿入部が形成されていることで、駆動素子１が
静的に長軸方向に自由に動ける環境にあるため、駆動素
子１等の自重によりその位置が移動してしまうと、駆動
素子１とシェル５とが接触してしまう側と、接触しない
側ができることになり、その結果、折角の振動対称性が
失われるという問題が生じることになる。
た従来の技術では、駆動素子１の端面とシェル５の内面
との間に一定の隙間があること、ピストン部３に流体８
を行き来させるための透孔４が設けられていること、ロ
ッド２の先端とシェル５との間に隙間７が介在するよう
にロッド挿入部が形成されていることで、駆動素子１が
静的に長軸方向に自由に動ける環境にあるため、駆動素
子１等の自重によりその位置が移動してしまうと、駆動
素子１とシェル５とが接触してしまう側と、接触しない
側ができることになり、その結果、折角の振動対称性が
失われるという問題が生じることになる。
【０００８】実際は、流体８を密封するためにロッド２
とシェル５の間にＯリング９ａ，９ｂが介在しているた
め、このＯリング９ａ，９ｂによる摩擦により、簡単に
は駆動素子１が移動することはないが、長時間の現象に
は対しては駆動素子１の移動を阻止できる保証はなく、
対策が必要となる。従って、本発明はの課題は、自重に
よる駆動素子の移動を最小限に抑えて、これにより常に
振動対称性を保証することが可能な水中送受波器を実現
することである。
とシェル５の間にＯリング９ａ，９ｂが介在しているた
め、このＯリング９ａ，９ｂによる摩擦により、簡単に
は駆動素子１が移動することはないが、長時間の現象に
は対しては駆動素子１の移動を阻止できる保証はなく、
対策が必要となる。従って、本発明はの課題は、自重に
よる駆動素子の移動を最小限に抑えて、これにより常に
振動対称性を保証することが可能な水中送受波器を実現
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、断
面形状が楕円形のシェル内に駆動素子を配置して、この
駆動素子の長軸方向の両端に設けられたロッドを、前記
シェルの長手方向両端に設けられたロッド挿入部に挿入
し、このロッド挿入部と直行するように前記シェルに設
けられた流体充填部に前記ロッドの外周に設けられたピ
ストン部を収納すると共に、前記流体充填部に流体を充
填した水中送受波器において、前記駆動素子の長軸方向
の端面と前記シェルの内面との間の隙間に、前記駆動素
子のスチフネスより小さいスチフネスの弾性体を設けた
ことを特徴とする。
面形状が楕円形のシェル内に駆動素子を配置して、この
駆動素子の長軸方向の両端に設けられたロッドを、前記
シェルの長手方向両端に設けられたロッド挿入部に挿入
し、このロッド挿入部と直行するように前記シェルに設
けられた流体充填部に前記ロッドの外周に設けられたピ
ストン部を収納すると共に、前記流体充填部に流体を充
填した水中送受波器において、前記駆動素子の長軸方向
の端面と前記シェルの内面との間の隙間に、前記駆動素
子のスチフネスより小さいスチフネスの弾性体を設けた
ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明によ
る水中送受波器の実施の形態について説明する。図１は
本発明の第１の実施の形態を示す要部断面である。図に
おいて１は駆動素子、２はこの駆動素子の両端部の設け
られたロッド、３はそれぞれのロッド２に設けられた円
板状のピストン部、４はピストン部３の板厚を貫通する
ように開けられた透孔、５は断面形状を楕円形としたシ
ェル、６は流体充填部で、７はロッド２の端面とシェル
１との間に形成された隙間、８は流体充填部６内に脱泡
されて充填されたオイル等の流体、９ａと９ｂはロッド
２の外周に装着されたＯリングで、これらは従来のもの
と従来のものと同一の構成要素であり、同様に構成され
ている。
る水中送受波器の実施の形態について説明する。図１は
本発明の第１の実施の形態を示す要部断面である。図に
おいて１は駆動素子、２はこの駆動素子の両端部の設け
られたロッド、３はそれぞれのロッド２に設けられた円
板状のピストン部、４はピストン部３の板厚を貫通する
ように開けられた透孔、５は断面形状を楕円形としたシ
ェル、６は流体充填部で、７はロッド２の端面とシェル
１との間に形成された隙間、８は流体充填部６内に脱泡
されて充填されたオイル等の流体、９ａと９ｂはロッド
２の外周に装着されたＯリングで、これらは従来のもの
と従来のものと同一の構成要素であり、同様に構成され
ている。
【００１１】この構成において、つまり、図４及び図５
に示した構造の水中送受波器において、本実施の形態
は、シェル５の内側に支持された駆動素子１の長軸方向
の端面と、シェル５の内面との間に存在する隙間に弾性
体１０を設けたものである。図２は本発明の第２の実施
の形態を示す要部断面で、この実施の形態は、前記のよ
うに駆動素子１の長軸方向の端面と、シェル５の内面と
の間の隙間に弾性体１０を設ける代わりに、ロッド２の
先端とシェル５との間に形成された隙間７に弾性体１０
を設けたものである。
に示した構造の水中送受波器において、本実施の形態
は、シェル５の内側に支持された駆動素子１の長軸方向
の端面と、シェル５の内面との間に存在する隙間に弾性
体１０を設けたものである。図２は本発明の第２の実施
の形態を示す要部断面で、この実施の形態は、前記のよ
うに駆動素子１の長軸方向の端面と、シェル５の内面と
の間の隙間に弾性体１０を設ける代わりに、ロッド２の
先端とシェル５との間に形成された隙間７に弾性体１０
を設けたものである。
【００１２】図３は本発明の第３の実施の形態を示す要
部断面で、この実施の形態は、前記駆動素子１の長軸方
向の端面とシェル５の内面との間の隙間、あるいはロッ
ド２の先端とシェル５との間に形成された隙間７に弾性
体１０を設ける代わりに、流体充填部６内においてピス
トン部３とシェル５の間に存在する隙間に弾性体１０を
設けたもので、図ではピストン部３の両側に弾性体１０
を設けたものとしているが、片側だけに設けるものとし
てもよい。
部断面で、この実施の形態は、前記駆動素子１の長軸方
向の端面とシェル５の内面との間の隙間、あるいはロッ
ド２の先端とシェル５との間に形成された隙間７に弾性
体１０を設ける代わりに、流体充填部６内においてピス
トン部３とシェル５の間に存在する隙間に弾性体１０を
設けたもので、図ではピストン部３の両側に弾性体１０
を設けたものとしているが、片側だけに設けるものとし
てもよい。
【００１３】これらの実施の形態で用いた弾性体１０
は、その厚さ方向（駆動軸１の長軸方向）のスチフネス
（弾性係数）が、駆動素子１及びシェル５のスチフネス
より充分小さいものを使うものとする。この条件を満た
していれば、弾性体１０がゴムであれ、金属バネであ
れ、板バネであれ、その材質を問わず、それらすべてが
適用可能であるが、その場合、スチフネスが余り変化し
ないもののほうがより望ましく、従って、そのようなス
チフネスを持つものを選択する。
は、その厚さ方向（駆動軸１の長軸方向）のスチフネス
（弾性係数）が、駆動素子１及びシェル５のスチフネス
より充分小さいものを使うものとする。この条件を満た
していれば、弾性体１０がゴムであれ、金属バネであ
れ、板バネであれ、その材質を問わず、それらすべてが
適用可能であるが、その場合、スチフネスが余り変化し
ないもののほうがより望ましく、従って、そのようなス
チフネスを持つものを選択する。
【００１４】つまり、駆動素子１が長軸方向に移動しよ
うとする範囲内で、スチフネスが急激に変化し、駆動素
子１のスチフネスに対して無視できないスチフネスにな
るような、非線形性が顕著な材料は除外する。このよう
な構成による水中送受波器は、例えば、フレックステン
ショナル音源（送波器）として用いる場合、従来のもの
と同様に、通電により駆動素子１に矢印で示す駆動力を
生じさせ、この駆動力による長軸方向の伸縮変位を、楕
円形のシェル５の短手方向の面の屈曲変位に変換して送
波する。
うとする範囲内で、スチフネスが急激に変化し、駆動素
子１のスチフネスに対して無視できないスチフネスにな
るような、非線形性が顕著な材料は除外する。このよう
な構成による水中送受波器は、例えば、フレックステン
ショナル音源（送波器）として用いる場合、従来のもの
と同様に、通電により駆動素子１に矢印で示す駆動力を
生じさせ、この駆動力による長軸方向の伸縮変位を、楕
円形のシェル５の短手方向の面の屈曲変位に変換して送
波する。
【００１５】そして、前記各実施の形態による水中送受
波器では、図１に示したように、駆動素子１の長軸方向
の端面とシェル５の内面との間の隙間や、図２に示した
ように、ロッド２の先端とシェル５との間の隙間、ある
いは図３に示したように流体充填部６内においてピスト
ン部３とシェル５の間に存在する隙間に弾性体１０を設
けているため、駆動素子１が、駆動素子１やロッド２及
びピストン部３の自重により、長軸方向に移動しようと
しても、弾性体１０により駆動素子１の移動が最小限に
抑制され、駆動素子１の所期の支持位置が保障される。
波器では、図１に示したように、駆動素子１の長軸方向
の端面とシェル５の内面との間の隙間や、図２に示した
ように、ロッド２の先端とシェル５との間の隙間、ある
いは図３に示したように流体充填部６内においてピスト
ン部３とシェル５の間に存在する隙間に弾性体１０を設
けているため、駆動素子１が、駆動素子１やロッド２及
びピストン部３の自重により、長軸方向に移動しようと
しても、弾性体１０により駆動素子１の移動が最小限に
抑制され、駆動素子１の所期の支持位置が保障される。
【００１６】また、前記弾性体１０の取り付け、あるい
は水圧下におけるシェル５の変形によって、駆動素子１
が弾性体１０を介してシェル５と結合する部分ができた
としても、ここで使用している弾性体１０のスチフネス
は駆動素子１のスチフネスより充分小さいので、駆動素
子１の機能に影響を及ぼすことはない。従って、前記各
実施の形態において、駆動素子１の振動対称性が失われ
ことはなく、常に対称性のよい振動モードが得られる。
は水圧下におけるシェル５の変形によって、駆動素子１
が弾性体１０を介してシェル５と結合する部分ができた
としても、ここで使用している弾性体１０のスチフネス
は駆動素子１のスチフネスより充分小さいので、駆動素
子１の機能に影響を及ぼすことはない。従って、前記各
実施の形態において、駆動素子１の振動対称性が失われ
ことはなく、常に対称性のよい振動モードが得られる。
【００１７】尚、上述した実施の形態は、送波器として
使用する場合に着いて述べたが、外部からの音波をシェ
ル５で受波し、その振動を駆動素子に伝えて電気信号を
取り出す受波器としても使用できることは無論である。
使用する場合に着いて述べたが、外部からの音波をシェ
ル５で受波し、その振動を駆動素子に伝えて電気信号を
取り出す受波器としても使用できることは無論である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、断面形状
が楕円形のシェル内に駆動素子を配置して、この駆動素
子の長軸方向の両端に設けられたロッドを、前記シェル
の長手方向両端に設けられたロッド挿入部に挿入し、こ
のロッド挿入部と直行するように前記シェルに設けられ
た流体充填部に前記ロッドの外周に設けられたピストン
部を収納すると共に、前記流体充填部に流体を充填した
水中送受波器において、前記駆動素子の長軸方向の端面
と前記シェルの内面との間の隙間や、ロッドの先端とシ
ェルとの間の隙間、あるいは前記流体充填部内に収容さ
れたピストン部とシェルとの間の隙間に、前記駆動素子
のスチフネスより小さいスチフネスの弾性体を設けた構
成としている。
が楕円形のシェル内に駆動素子を配置して、この駆動素
子の長軸方向の両端に設けられたロッドを、前記シェル
の長手方向両端に設けられたロッド挿入部に挿入し、こ
のロッド挿入部と直行するように前記シェルに設けられ
た流体充填部に前記ロッドの外周に設けられたピストン
部を収納すると共に、前記流体充填部に流体を充填した
水中送受波器において、前記駆動素子の長軸方向の端面
と前記シェルの内面との間の隙間や、ロッドの先端とシ
ェルとの間の隙間、あるいは前記流体充填部内に収容さ
れたピストン部とシェルとの間の隙間に、前記駆動素子
のスチフネスより小さいスチフネスの弾性体を設けた構
成としている。
【００１９】そのため、駆動素子やロッド及びピストン
部の自重により、駆動素子が長軸方向に移動しようとし
ても、弾性体により駆動素子の移動が最小限に抑制さ
れ、駆動素子の所期の支持位置が保障され、しかも、前
記の弾性体の取り付け、あるいは水圧下におけるシェル
の変形によって、駆動素子が弾性体を介してシェル５と
結合する部分ができたとしても、弾性体のスチフネスは
駆動素子のスチフネスより充分小さいので、駆動素子の
機能に影響を及ぼすことはないので、駆動素子の振動対
称性が失われことはなく、常に対称性のよい振動モード
が得られるという効果を奏することができる。
部の自重により、駆動素子が長軸方向に移動しようとし
ても、弾性体により駆動素子の移動が最小限に抑制さ
れ、駆動素子の所期の支持位置が保障され、しかも、前
記の弾性体の取り付け、あるいは水圧下におけるシェル
の変形によって、駆動素子が弾性体を介してシェル５と
結合する部分ができたとしても、弾性体のスチフネスは
駆動素子のスチフネスより充分小さいので、駆動素子の
機能に影響を及ぼすことはないので、駆動素子の振動対
称性が失われことはなく、常に対称性のよい振動モード
が得られるという効果を奏することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す要部断面図で
ある。
ある。
【図４】従来技術を示す断面図
【図５】図４におけるＡ部の拡大図である。
１ 駆動素子
２ ロッド
３ ピストン部
４ 透孔
５ シェル
６ 流体充填部
７ 隙間
８ 流体
９ａ，９ｂ Ｏリング
１０ 弾性体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小畑 秀則
東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電
気工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−18988（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−46696（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−251690（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 1/44 330
G01S 7/521
Claims (5)
- 【請求項１】 断面形状が楕円形のシェル内に駆動素子
を配置して、この駆動素子の長軸方向の両端に設けられ
たロッドを、前記シェルの長手方向両端に設けられたロ
ッド挿入部に挿入し、このロッド挿入部と直行するよう
に前記シェルに設けられた流体充填部に前記ロッドの外
周に設けられたピストン部を収納すると共に、前記流体
充填部に流体を充填した水中送受波器において、 前記駆動素子の長軸方向の端面と前記シェルの内面との
間の隙間に、前記駆動素子のスチフネスより小さいスチ
フネスの弾性体を設けたことを特徴とする水中送受波
器。 - 【請求項２】 断面形状が楕円形のシェル内に駆動素子
を配置して、この駆動素子の長軸方向の両端に設けられ
たロッドを、前記シェルの長手方向両端に設けられたロ
ッド挿入部に挿入し、このロッド挿入部と直行するよう
に前記シェルに設けられた流体充填部に前記ロッドの外
周に設けられたピストン部を収納すると共に、前記流体
充填部に流体を充填した水中送受波器において、 前記ロッドの先端とシェルとの間の隙間に、前記駆動素
子のスチフネスより小さいスチフネスの弾性体を設けた
ことを特徴とする水中送受波器。 - 【請求項３】 断面形状が楕円形のシェル内に駆動素子
を配置して、この駆動素子の長軸方向の両端に設けられ
たロッドを、前記シェルの長手方向両端に設けられたロ
ッド挿入部に挿入し、このロッド挿入部と直行するよう
に前記シェルに設けられた流体充填部に前記ロッドの外
周に設けられたピストン部を収容すると共に、前記流体
充填部に流体を充填した水中送受波器において、 前記流体充填部内に収容されたピストン部とシェルとの
間の隙間に、前記駆動素子のスチフネスより小さいスチ
フネスの弾性体を設けたことを特徴とする水中送受波
器。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載の水中送受波
器において、 弾性体としてゴム材を用いたことを特徴とする水中送受
波器。 - 【請求項５】 請求項１，２または３記載の水中送受波
器において、 弾性体としてばね材を用いたことを特徴とする水中送受
波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08540397A JP3401739B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 水中送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08540397A JP3401739B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 水中送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285681A JPH10285681A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3401739B2 true JP3401739B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=13857832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08540397A Expired - Fee Related JP3401739B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 水中送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401739B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP08540397A patent/JP3401739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10285681A (ja) | 1998-10-23 |
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