JP3520837B2 - Bend type transducer - Google Patents

Bend type transducer

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JP3520837B2
JP3520837B2 JP2000150034A JP2000150034A JP3520837B2 JP 3520837 B2 JP3520837 B2 JP 3520837B2 JP 2000150034 A JP2000150034 A JP 2000150034A JP 2000150034 A JP2000150034 A JP 2000150034A JP 3520837 B2 JP3520837 B2 JP 3520837B2
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博史 芝
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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】本発明は水中で音波を送受信
(送受波)する屈曲型送受波器に関し、特に円筒形状の
軸方向に複数のスリットを設け,これらスリット間に形
成された複数の軸方向振動板を円筒の内側に設けた円筒
形状振動子の軸方向振動により屈曲振動させ、水中で音
波を送受信する屈曲型送受波器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending type transducer which transmits / receives (transmits / receives) a sound wave in water, and more particularly, a plurality of slits provided in a cylindrical axial direction and a plurality of shafts formed between the slits. The present invention relates to a bending type transducer that flexibly vibrates by axial vibration of a cylindrical vibrator provided with a directional vibration plate inside a cylinder to transmit and receive sound waves in water.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の屈曲型送受波器は、例え
ば特開平3−11898号公報あるいは特開平2−30
9799号公報に示されるように、円筒形状の圧電素子
(振動子)の周囲,且つ軸方向に両端を上記圧電素子の
端部に固定した複数の軸方向振動板を設けている。上記
軸方向振動子は、円筒形状の金属板の軸方向に複数のス
リットを入れることで実質的に複数個の軸方向振動子に
分割されており、上記圧電素子の軸方向伸縮(振動)に
より駆動されて、屈曲振動モードの振動を行っている。
上記軸方向振動子は屈曲振動モードを利用することによ
って共振周波数が低くなるので、上記屈曲型送受波器は
低周波の音波の送受信を小型・軽量な機器で行うという
目的に用いられている。
2. Description of the Related Art A conventional bending type transducer of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-11898 or Japanese Patent Laid-Open No. 2-30.
As shown in Japanese Patent Publication No. 9799, a plurality of axial vibration plates are provided around a cylindrical piezoelectric element (vibrator) and axially with both ends fixed to the ends of the piezoelectric element. The axial vibrator is substantially divided into a plurality of axial vibrators by inserting a plurality of slits in the axial direction of a cylindrical metal plate, and by the axial expansion and contraction (vibration) of the piezoelectric element. It is driven and vibrates in a bending vibration mode.
Since the resonance frequency of the axial oscillator is lowered by utilizing the bending vibration mode, the bending type transducer is used for the purpose of transmitting and receiving low frequency sound waves with a small and lightweight device.

【0003】図12は上記特開平3−11898号公報
あるいは特開平2−309799号公報に開示されたと
類似の従来技術による屈曲型送受波器を軸方向に約1/
4載欠して断面で示した斜視図である。この屈曲型送受
波器の軸方向の振動板(軸方向振動板)5は、開示され
た技術による軸方向振動板(複数)の周囲がほぼ円筒形
状になっているのに対して、中央部が凹んだ円筒形状に
なっている。この振動板5の形状は屈曲型送受波器の耐
水圧性を向上させる効果があるが、屈曲型送受波器の他
の構成は従来技術とほぼ同じと考えてよい。
FIG. 12 shows a bending type transducer according to the prior art similar to that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-11898 or Japanese Patent Laid-Open No. 2-309799.
FIG. 4 is a perspective view showing a cross-section with four chips omitted. The axial vibration plate (axial vibration plate) 5 of this bending type transducer has a substantially cylindrical shape around the axial vibration plates (plurality) according to the disclosed technique, while the central part Has a hollow cylindrical shape. Although the shape of the diaphragm 5 has the effect of improving the water pressure resistance of the bending type transducer, the other configurations of the bending type transducer may be considered to be almost the same as those of the prior art.

【0004】図12に示した屈曲型送受波器は、複数積
層された円筒形状振動子2の両端面に中央(軸)に穴の
ある円盤状の2つのリング3a及び3bをそれぞれ設
け、リング3aと3b間を円筒形状振動子2の軸中心に
おいて,円筒形状振動子2をボルト4により締め付け固
定している。なお、リング3a及び3bの円盤直径は、
円筒形状振動子2の最大直径より大きくしている。一般
には金属板で構成される振動板5は、リング3a及び3
bの円周を取り巻くように配置され、両端部が複数の固
定ネジ90によってリング3a及び3bにそれぞれ固定
されている。そして、振動板5は、円筒形の軸方向に複
数のスリット7を設けることにより、複数の振動板を構
成する。また、振動板5の外周囲及びリング3a,3b
の外縁部は弾性を有するゴム製のゴムブーツ6により覆
われ、この屈曲型送受波器は水密保護されている。
In the bending type transducer shown in FIG. 12, two disk-shaped rings 3a and 3b each having a hole in the center (axis) are provided on both end faces of a plurality of laminated cylindrical vibrators 2, respectively. The cylindrical vibrator 2 is clamped and fixed with bolts 4 with the axis of the cylindrical vibrator 2 between 3a and 3b. The disk diameter of the rings 3a and 3b is
It is made larger than the maximum diameter of the cylindrical vibrator 2. The diaphragm 5, which is generally made of a metal plate, includes rings 3a and 3a.
It is arranged so as to surround the circumference of b, and both ends are fixed to the rings 3a and 3b by a plurality of fixing screws 90, respectively. Further, the diaphragm 5 constitutes a plurality of diaphragms by providing a plurality of slits 7 in the cylindrical axial direction. In addition, the outer periphery of the diaphragm 5 and the rings 3a and 3b
The outer edge portion of the flexible type transducer is covered with a rubber boot 6 made of rubber having elasticity, and the bending type transducer is watertightly protected.

【0005】次に、図12及び図13を併せ参照し、図
12に示した屈曲型送受波器の動作を説明する。
The operation of the bending type transducer shown in FIG. 12 will now be described with reference to FIGS.

【0006】信号ケーブル8から複数積層された円筒状
振動子2の両端間に振動板5の各各の屈曲振動モードで
生じる機械共振周波数frと同じ周波数frの電気信号
を加えると、円筒状振動子2は周波数frで軸方向に伸
縮駆動されて振動する。すると、円筒形状振動子2の機
械振動により、振動板5は円筒形状振動子2の軸方向に
振動駆動され、振動板5には屈曲振動モードが発生す
る。つまり、信号ケーブル8から電気信号を加えること
により,円筒形状振動子2が伸張すると(図13(a)
参照)、振動板5はリング3a(及び3b)の円筒状振
動子2側の端部を振動の支点Aとして凹部が円筒の外側
方向に張り出す(一点鎖線で示す)。一方、円筒形状振
動子2が収縮すると、振動板5は支点Aを基準にして凹
部が円筒の内側方向に凹む(実線で示す)。即ち、この
振動板5は上記電気信号の印可によって屈曲振動モード
で振動することになる(以上、図13(a)参照)。
When an electric signal having the same frequency fr as the mechanical resonance frequency fr generated in each bending vibration mode of the diaphragm 5 is applied from the signal cable 8 to both ends of the laminated cylindrical vibrator 2, the cylindrical vibration occurs. The child 2 is driven to expand and contract in the axial direction at the frequency fr and vibrates. Then, the diaphragm 5 is vibrated and driven in the axial direction of the cylindrical vibrator 2 by the mechanical vibration of the cylindrical vibrator 2, and a bending vibration mode is generated in the diaphragm 5. That is, when the cylindrical vibrator 2 is expanded by applying an electric signal from the signal cable 8 (FIG. 13A).
In the vibrating plate 5, a concave portion projects outward in the cylinder (shown by a chain line) with the end of the ring 3a (and 3b) on the cylindrical vibrator 2 side as a fulcrum A of vibration. On the other hand, when the cylindrical oscillator 2 contracts, the diaphragm 5 has a recessed portion inward of the cylinder with respect to the fulcrum A (indicated by a solid line). That is, the vibration plate 5 vibrates in the bending vibration mode by applying the electric signal (see FIG. 13A).

【0007】なお、この屈曲型送受波器は、水中深度の
変化に伴う水圧変化によって、上記支点が変化する。即
ち、水圧が高くなると支点Bがリング3a(及び3b)
の内面側の端部である支点Aに変化し、振動板5の共振
周波数frが高い方に移動する(図13(a)及び
(b)参照)。この支点の変化は、所望の送信周波数で
の送波効率を低下させるという問題を生じていた。
The fulcrum of the bending type transducer is changed by the change of water pressure with the change of depth in the water. That is, when the water pressure becomes high, the fulcrum B becomes the ring 3a (and 3b).
To the fulcrum A, which is the end portion on the inner surface side, and moves toward the side where the resonance frequency fr of the diaphragm 5 is higher (see FIGS. 13A and 13B). This change in the fulcrum causes a problem of reducing the transmission efficiency at a desired transmission frequency.

【0008】ここで、円筒形状振動子2の機械振動の周
波数frは振動板5の屈曲振動モードで生じる機械共振
周波数frと同じにする。従って、振動板5は屈曲振動
モードによる機械的共振を生じ、図12の屈曲型送受波
器は低周波で効率の高い音響出力を得ることができる。
振動板5の屈曲振動モードにおける機械的共振周波数f
rは、各振動板5のディメンジョンを長さL(cm),
厚みt(cm),縦弾性係数E(kg/cm2 ),密度
ρ(kg/cm3 ),ポアソン比σ,振動系により定ま
る無次元係数をαとすると、近似的にfr≒απt{E
/3(1−σ2)ρ}1/2 /2L2 と表せる。
Here, the frequency fr of mechanical vibration of the cylindrical vibrator 2 is set to be the same as the mechanical resonance frequency fr generated in the bending vibration mode of the diaphragm 5. Therefore, the diaphragm 5 causes mechanical resonance due to the bending vibration mode, and the bending type transducer of FIG. 12 can obtain a highly efficient acoustic output at a low frequency.
Mechanical resonance frequency f in bending vibration mode of diaphragm 5
r is the dimension of each diaphragm 5 and has a length L (cm),
Assuming that the thickness t (cm), the longitudinal elastic modulus E (kg / cm 2 ), the density ρ (kg / cm 3 ), the Poisson's ratio σ, and the dimensionless coefficient determined by the vibration system are α, fr≈απt {E
It can be expressed as / 3 (1-σ 2 ) ρ} 1/2 / 2L 2 .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
る屈曲型送受波器は、小型・軽量で低周波数の音波放射
を行うことができるものの、構成する振動板の屈曲振動
モードによる機械的共振周波数frが振動板の材質及び
寸法に依存して1つに決まってしまい、送受波器の帯域
が狭いと言う問題があった。
Although the bending type transducer according to the above-mentioned conventional technique is small and lightweight and can emit low frequency sound waves, the mechanical resonance frequency depending on the bending vibration mode of the vibrating plate to be constructed. There is a problem that the fr is determined to be one depending on the material and size of the diaphragm, and the band of the transducer is narrow.

【0010】また、この種の屈曲型送受波器は、水中深
度変化に伴う水圧変化により屈曲振動を行う振動板の屈
曲振動の支持点が変化し,振動板の屈曲振動モードが変
化するため、上記振動板の共振周波数frが変化し、所
望の送信周波数での送波効率が低下するという問題があ
った。
Further, in this type of bending type transducer, since the supporting point of the bending vibration of the diaphragm that performs bending vibration changes due to the change in water pressure due to the change in depth in the water, the bending vibration mode of the diaphragm changes. There is a problem that the resonance frequency fr of the diaphragm changes and the transmission efficiency at the desired transmission frequency decreases.

【0011】さらに、この種の屈曲型送受波器は、屈曲
振動を行う振動板の駆動力が複数積層された円筒形状振
動子の軸力のみに頼っているため、大型で低周波の音波
放射を行う送受波器に比べると送波効率が悪く、大振幅
の音波を放射するには円筒形状振動子の駆動に高電圧を
要し、上記駆動用の出力トランス,信号ケーブルといっ
た周辺部材が大型化してしまうという問題があった。
Further, since the bending type transducer of this type relies on only the axial force of the cylindrical vibrator in which a plurality of laminated vibrating plates perform bending vibration, a large-sized low-frequency sound wave radiation is emitted. The transmission efficiency is inferior to that of the transducer that performs the above, and in order to radiate a large amplitude sound wave, a high voltage is required to drive the cylindrical vibrator, and the peripheral components such as the above output transformer and signal cable for driving are large. There was a problem that it turned into.

【0012】従って本発明の目的は、上述した従来技術
による欠点を解消することにあり、小型・軽量で送波効
率良く低周波数の音波放射を行う振動板の屈曲振動モー
ドを利用した屈曲型送受波器において、一定以上の送波
レベルを得る周波数帯域幅である送波比帯域幅を広く
し,また水中深度の変化により振動板の共振周波数が変
化することなく所望の送信周波数で送波効率良く音波放
射し,且つ送波効率をさらに向上させた屈曲型送受波器
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is a bending type transmission / reception using a bending vibration mode of a diaphragm which is small and lightweight and which emits sound waves of low frequency with good transmission efficiency. In the wave resonator, the transmission ratio bandwidth, which is the frequency bandwidth that obtains a certain level of transmission level, is widened, and the transmission efficiency at the desired transmission frequency does not change the resonance frequency of the diaphragm due to changes in the depth of the water. An object of the present invention is to provide a bending type transducer which radiates sound waves well and further improves the transmission efficiency.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の一つによる屈曲
型送受波器は、電気信号を受けて軸方向に伸縮する円筒
形状振動子と,前記円筒形状振動子の両端部を保持する
ように前記軸中心部においてボルトの頭及びその先端部
に設けたナットによってネジ締結される前記円筒状振動
子より直径の大きい円盤状リングと,端部が二つの前記
円盤状リングの円周囲及び外面側をそれぞれ覆うと共に
複数のスリットが円筒の軸方向に設けられ前記円筒形状
振動子の軸方向伸縮により屈曲振動駆動される複数の軸
方向振動板とを備えて水中に音波放射する屈曲型送受波
器において、前記円盤状リング及び前記ボルトの頭及び
前記ナットと間隔をあけるように前記軸方向振動板の両
端部に結合された円盤状の端面振動板を設けたことを特
徴とする。
A bending type transducer according to one aspect of the present invention holds a cylindrical oscillator that expands and contracts in the axial direction in response to an electric signal, and both ends of the cylindrical oscillator. A disk-shaped ring having a diameter larger than that of the cylindrical vibrator screwed by a nut provided on the head of the bolt and the tip of the disk at the center of the shaft, and the circumference and outer surface of the disk-shaped ring having two ends A bending type transmission / reception that radiates sound waves into the water by including a plurality of slits that respectively cover the sides and are provided in the axial direction of the cylinder and that are driven by bending vibration by axial expansion / contraction of the cylindrical vibrator. In the container, a disk-shaped end surface vibration plate connected to both ends of the axial direction vibration plate is provided so as to be spaced apart from the disk-shaped ring, the head of the bolt, and the nut.

【0014】本発明の別の一つによる屈曲型送受波器
は、電気信号を受けて軸方向に伸縮する円筒形状振動子
と,前記円筒形状振動子の両端部を保持するように線材
によって締め上げ固定される前記円筒状振動子より直径
の大きい円盤状リングと,端部が二つの前記円盤状リン
グの円周囲及び外面側をそれぞれ覆うと共に複数のスリ
ットが円筒の軸方向に設けられ前記円筒形状振動子の軸
方向伸縮により屈曲振動駆動される複数の軸方向振動板
とを備えて水中に音波放射する屈曲型送受波器におい
て、電気信号を受けて軸方向に伸縮する円筒形状振動子
と,前記円筒形状振動子の両端部を保持するように線材
によって締め上げ固定される前記円筒状振動子より直径
の大きい円盤状リングと,端部が二つの前記円盤状リン
グの円周囲及び外面側をそれぞれ覆うと共に複数のスリ
ットが円筒の軸方向に設けられ前記円筒形状振動子の軸
方向伸縮により屈曲振動駆動される複数の軸方向振動板
とを備えて水中に音波放射する屈曲型送受波器におい
て、前記円盤状リングの端面部が、前記軸方向に対して
円形の断面形状を有し、前記軸方向振動板の両端部が、
前記円盤状リングの前記円形断面部で曲げられて前記軸
の中心方向に向かって延ばされると共に,その延ばされ
た先端部を前記軸中心部に設けたボルトの頭及びその先
端部に設けたナットでそれぞれ押さえていることを特徴
とする。
A bending type transducer according to another aspect of the present invention comprises a cylindrical vibrator which receives an electric signal and expands and contracts in the axial direction, and a wire rod which holds both ends of the cylindrical vibrator. A disk-shaped ring having a diameter larger than that of the cylindrical vibrator to be lifted and fixed, and an end portion which covers the circumference and the outer surface side of each of the two disk-shaped rings, and a plurality of slits are provided in the axial direction of the cylinder. A bending type transducer that radiates sound waves in water, comprising a plurality of axial vibrating plates that are flexibly vibrated by axial expansion and contraction of a shaped vibrator, and a cylindrical vibrator that receives an electric signal and expands and contracts in the axial direction. A disk-shaped ring having a diameter larger than that of the cylindrical vibrator, which is tightened and fixed by wire rods so as to hold both ends of the cylindrical-shaped vibrator, and a circular circumference and an outer surface side of the disk-shaped ring having two ends A bending type transducer which radiates sound waves into water, comprising a plurality of slits which are respectively covered and are provided in an axial direction of a cylinder, and a plurality of axial vibration plates which are flexurally driven by axial expansion and contraction of the cylindrical vibrator. The end surface portion of the disk-shaped ring has a circular cross-sectional shape with respect to the axial direction, and both end portions of the axial diaphragm are
The disk-shaped ring is bent at the circular cross-section and extended toward the center of the shaft, and the extended tip is provided at the head of the bolt provided at the center of the shaft and the tip thereof. The feature is that each is held by a nut.

【0015】該屈曲型送受波器は、前記端面振動板との
接触部である前記円盤状リングの前記円形断面が、前記
軸方向振動板の屈曲部より前記軸中心部寄りに移されて
いる構成をとることができる。
In the bending type transducer, the circular cross section of the disk-shaped ring, which is a contact portion with the end face vibration plate, is moved from the bending portion of the axial vibration plate toward the shaft center portion. Can be configured.

【0016】前記二つの発明における屈曲型送受波器の
一つは、複数の前記軸方向振動板の幅の少なくとも一つ
が、他の軸方向振動板の幅と異なっている構成をとるこ
とができる。
[0016] One of the bending type transducers according to the above-mentioned two inventions can have a constitution in which at least one of the widths of the plurality of axial diaphragms is different from the width of other axial diaphragms. .

【0017】前記二つの発明における屈曲型送受波器の
別の一つは、複数の前記軸方向振動板の少なくとも一つ
の厚みが、他の軸方向振動板の厚みと異なっているがそ
れぞれ異なる構成をとることができる。
In another one of the bending type transducers according to the above-mentioned two inventions, at least one of the plurality of axial diaphragms has a different thickness from the other axial diaphragms, but each has a different structure. Can be taken.

【0018】前記二つの発明における屈曲型送受波器の
さらに別の一つは、複数の前記軸方向振動板の少なくと
も一つの凹状の最小曲径が、他の軸方向振動板の凹状の
最小曲径と異なっている構成をとることができる。
Still another one of the bending type transducers according to the above two inventions is such that at least one of the plurality of axial diaphragms has a concave minimum bending diameter and another axial diaphragm has a concave minimum bending diameter. It can have a configuration that is different from the diameter.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明による屈曲型送受波器の実施
の形態の一つを軸方向に約1/4載欠して断面で示した
斜視図である。図2は図1の実施の形態の動作を説明す
るための部分断面図である。また、図3図1の実施の形
態における特性例を示す図である。
FIG. 1 is a perspective view showing one of the embodiments of the bending type transducer according to the present invention in a cross-section with one quarter not cut in the axial direction. FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 3 is a diagram showing a characteristic example in the embodiment of FIG.

【0021】図1を参照すると、図1の実施の形態によ
る屈曲型送受波器は、従来技術である図12の屈曲型送
受波器に用いた複数積層接着された円筒形状振動子2と
リング3a及び3bとボルト4とを含む。円筒形状振動
子2には信号ケーブル8から円筒状振動子2の両端間に
周波数frの電気信号が加えられる。円筒形状振動子2
は、また、両端をリング3a及び3bで挟まれ、ボルト
4の頭とナット40によって締め込まれて(締結され
て)いる。
Referring to FIG. 1, the bending type transducer according to the embodiment shown in FIG. 1 is composed of a plurality of laminated cylindrical vibrators 2 and rings used in the bending type transducer of FIG. Includes 3a and 3b and bolt 4. An electric signal of frequency fr is applied to the cylindrical vibrator 2 from both ends of the cylindrical vibrator 2 from the signal cable 8. Cylindrical oscillator 2
Also, both ends are sandwiched by the rings 3a and 3b, and are tightened (fastened) by the head of the bolt 4 and the nut 40.

【0022】円筒形状振動子2の軸方向に屈曲モード振
動を行う(軸方向)振動板5は、端部がリング3a及び
3bの円周及び外面方向を覆い,且つ接するように配置
される。振動板5はリング3a及び3bのさらに外面側
に複数の突部を有している。この振動板5は、円周を複
数のスリット7によって軸方向に分割することによって
複数の振動板5となっている。なお、スリット7はリン
グ3aと3bとの間に設けられる。
The vibrating plate 5 which performs bending mode vibration in the axial direction of the cylindrical vibrator 2 (axial direction) is arranged so that its ends cover and contact the circumferential and outer surface directions of the rings 3a and 3b. The diaphragm 5 has a plurality of protrusions on the outer surface side of the rings 3a and 3b. The vibrating plate 5 is a plurality of vibrating plates 5 by dividing the circumference in the axial direction by a plurality of slits 7. The slit 7 is provided between the rings 3a and 3b.

【0023】振動板5の上下の端面(突部)には、円盤
状の端面振動板10がネジ9によって上記突部にそれぞ
れ固定されている。この端面振動板10は、一般に薄い
金属板で構成され、上記円盤の面は必要に応じてフラッ
ト(平面),コンケーブ(円筒端面に対して凹面)ある
いはコンベックス(凸面)形状にしてよい。端面振動板
10は、リング3a及び3bの中心部がボルト4とナッ
ト40とによって固定され,周辺部が円筒形状振動子2
によって軸方向に伸縮駆動されるので、リング3a及び
3bの周辺部の振幅が大きい屈曲振動モードの振動を行
う。なお、端面振動板10の振動を妨害しないように、
振動板5のリング3a,3bを覆う部分,ボルト4の頭
及びナット40と端面振動板10とは、端面振動板10
の振動によっても接触しない間隔が保たれている。
On the upper and lower end surfaces (projections) of the diaphragm 5, disk-shaped end surface diaphragms 10 are fixed to the projections by screws 9, respectively. The end face vibration plate 10 is generally made of a thin metal plate, and the surface of the disk may be flat (planar), concave (concave to the cylindrical end face) or convex (convex) as required. In the end surface vibration plate 10, the central portions of the rings 3a and 3b are fixed by the bolts 4 and the nuts 40, and the peripheral portion thereof has the cylindrical vibrator 2.
Since it is driven to expand and contract in the axial direction, vibration of the bending vibration mode in which the amplitude of the peripheral portions of the rings 3a and 3b is large is performed. In order not to disturb the vibration of the end surface diaphragm 10,
The portion of the diaphragm 5 that covers the rings 3a and 3b, the head of the bolt 4, the nut 40, and the end surface diaphragm 10 are the end surface diaphragm 10
The distance is kept so that it does not come into contact with the vibration of.

【0024】ここで、振動板5の屈曲振動モードによる
機械的共振周波数Fr1と、端面振動板10の屈曲振動
モードによる機械的共振周波数Fr2とは、上述の近似
式の使用あるいは実験によって,異なる周波数になるよ
うに設計する。また、複数の振動板5とネジ9を覆うよ
うに,この屈曲型送受波器の周囲にはゴム製のゴムブー
ツ6が接着剤により密着されており、さらに信号ケーブ
ル8のゴムブーツ6からの引き出し部は樹脂が充てんさ
れて水密保護されている。
Here, the mechanical resonance frequency Fr1 according to the bending vibration mode of the diaphragm 5 and the mechanical resonance frequency Fr2 according to the bending vibration mode of the end surface diaphragm 10 differ depending on the use of the above approximate expression or the experiment. Design to be. Further, a rubber boot 6 made of rubber is adhered to the periphery of the bending type transducer by an adhesive so as to cover the plurality of diaphragms 5 and the screws 9, and a portion for pulling out the signal cable 8 from the rubber boot 6 is provided. Is watertightly protected by being filled with resin.

【0025】次に、図1の実施の形態による屈曲型送受
波器の動作について、図1,図2及び図3を併せ参照し
て説明する。
Next, the operation of the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【0026】信号ケーブル8に交流の電気信号を供給す
ると、複数積層された円筒形状振動子2は励振されて円
筒の軸方向に機械的振動(伸縮)を発生させる。円筒形
状振動子2の上下端面にそれぞれ接着され,ボルト4の
頭とナット40とによって締め付けられているリング3
a及び3bは、円筒形状振動子2の軸方向振動に従って
軸方向の対応方向に動く。即ち、円筒形状振動子2を押
さえつけているリング3a及び3bは、円筒形状振動子
2の伸張によって振動板5の突部を軸方向に押し上げ、
振動板5を円筒形状の軸方向に伸張させる(図2の実線
参照)ことによって振動板5の屈曲振動モードを発生さ
せる。すると、振動板5の外面方向,つまり屈曲型送受
波器の径方向に音波(音響)放射が行われる。
When an alternating electric signal is supplied to the signal cable 8, the plurality of laminated cylindrical vibrators 2 are excited to generate mechanical vibration (expansion / contraction) in the axial direction of the cylinder. Rings 3 bonded to the upper and lower end surfaces of the cylindrical vibrator 2 and fastened by the heads of bolts 4 and nuts 40
The a and 3b move in corresponding axial directions according to the axial vibration of the cylindrical vibrator 2. That is, the rings 3a and 3b holding the cylindrical vibrator 2 push up the protrusion of the diaphragm 5 in the axial direction by the expansion of the cylindrical vibrator 2,
The bending vibration mode of the diaphragm 5 is generated by extending the diaphragm 5 in the axial direction of the cylindrical shape (see the solid line in FIG. 2). Then, sound waves (acoustic) are emitted in the outer surface direction of the diaphragm 5, that is, in the radial direction of the bending type transducer.

【0027】また、振動板5が円筒形状の軸方向に伸張
する際、端面振動板10はリング3a及び3bと振動板
5との接触面を支点として円筒(円盤)の径(外周)方
向が圧縮される(図2の実線参照)。この結果、端面振
動板10にも周辺固定円板の屈曲振動モードが発生す
る。なお、振動板5による音響放射面の振幅と端面振動
板10の振動による音響放射面の振幅とは逆方向であ
る。端面振動板10の上下端面(外面)からは屈曲振動
モードにより音波が放射され、放射された音波は円筒状
の屈曲型送受波器の側方に回り込み,つまり、端面振動
板10が生じる音響放射が振動板5の振動による音響放
射に加わり、図1の実施の形態による屈曲型送受波器は
径方向の音圧を振動板5だけの場合より高くできる。
Further, when the diaphragm 5 extends in the axial direction of the cylindrical shape, the end surface diaphragm 10 has a radial direction (outer circumference) of the cylinder (disk) with the contact surface between the rings 3a and 3b and the diaphragm 5 as a fulcrum. It is compressed (see the solid line in FIG. 2). As a result, a bending vibration mode of the peripheral fixed disk is also generated in the end surface vibration plate 10. It should be noted that the amplitude of the acoustic radiation surface by the diaphragm 5 and the amplitude of the acoustic radiation surface by the vibration of the end surface diaphragm 10 are in opposite directions. Sound waves are radiated from the upper and lower end surfaces (outer surfaces) of the end surface vibration plate 10 in a bending vibration mode, and the radiated sound waves wrap around to the side of the cylindrical bending type transducer, that is, acoustic radiation generated by the end surface vibration plate 10. Is added to the acoustic radiation due to the vibration of the diaphragm 5, and the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 1 can make the sound pressure in the radial direction higher than that of the diaphragm 5 alone.

【0028】ここで、上述の通り、振動板5と端面振動
板10とは屈曲振動モードによる機械的共振周波数fr
が異なっているため、振動板5の機械的共振周波数Fr
1,端面振動板10の機械的共振周波数Fr2とし,F
r1<Fr2のときは、図3の破線で示す高域側で広帯
域な送波レベル曲線を示す。また、Fr1>Fr2のと
きは、一点鎖線で示す示す低域側で広帯域な送波レベル
曲線を示す。図3に示すように図1の実施の形態による
屈曲型送受波器は、実線で示した従来の屈曲型送受波器
(図12参照)の送波レベル曲線に比べ広い送波比帯域
幅を得ることができている。このように、図1の実施の
形態による屈曲型送受波器は、振動板5及び端面振動板
10の2つの振動板の機械的共振による共振周波数の相
乗効果により、一定以上の送波レベルを得ることのでき
る周波数帯域幅である送波比帯域幅が広がるという効果
がある。
Here, as described above, the diaphragm 5 and the end surface diaphragm 10 have a mechanical resonance frequency fr in the bending vibration mode.
, The mechanical resonance frequency Fr of the diaphragm 5
1, the mechanical resonance frequency Fr2 of the end surface diaphragm 10
When r1 <Fr2, a broadband transmission level curve on the high frequency side shown by the broken line in FIG. 3 is shown. When Fr1> Fr2, a transmission level curve having a wide band on the low frequency side indicated by the alternate long and short dash line is shown. As shown in FIG. 3, the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 1 has a wider transmission ratio bandwidth than the transmission level curve of the conventional bending type transducer (see FIG. 12) shown by the solid line. You can get it. As described above, the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 1 has a transmission level above a certain level due to the synergistic effect of the resonance frequency due to the mechanical resonance of the two diaphragms, the diaphragm 5 and the end surface diaphragm 10. This has the effect of widening the transmission ratio bandwidth, which is the frequency bandwidth that can be obtained.

【0029】図4は図1の実施の形態の変形例の一つの
部分概観図である。図4は図1の実施の形態による屈曲
型送受波器のゴムブーツ6を剥がして振動板5を強調し
て示す斜視図である。また、図5は図4の変形例による
特性例を示す図である。
FIG. 4 is a partial schematic view of a modification of the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the vibration plate 5 by exfoliating the rubber boot 6 of the bending type transducer according to the embodiment of FIG. FIG. 5 is a diagram showing a characteristic example according to the modification of FIG.

【0030】図1の実施の形態では、振動板5がリング
3a及び3bの各各の円周囲及び端面の一部を覆うよう
に形成されている。そして、リング3aと3b間にはリ
ング3a及び3bを取り巻く振動板5に複数のスリット
7を円筒の軸方向に設け、複数の振動板5を構成してい
る。この振動板5の各各の幅Wは均等幅であり、図3の
実線で示す通り、振動板5の各各の機械的共振周波数F
rは同一である。
In the embodiment of FIG. 1, the diaphragm 5 is formed so as to cover the circumference of each of the rings 3a and 3b and a part of the end face. Then, between the rings 3a and 3b, a plurality of slits 7 are provided in the diaphragm 5 surrounding the rings 3a and 3b in the axial direction of the cylinder to form the plurality of diaphragms 5. The respective widths W of the diaphragm 5 are equal widths, and as shown by the solid line in FIG.
r is the same.

【0031】しかし、図4の変形例における(軸方向)
振動板5Aの幅Wは、少なくとも一つの振動板5Aの幅
Wが他の振動板5Aの幅Wと異なっている。言い換えれ
ば、複数のスリット7の間隔が不均一になっている。図
示の例では、振動板51の幅WAが振動板52の幅WB
より狭くなっている。従って、振動板51の屈曲振動モ
ードによる機械的共振周波数FrAは、剛性,つまり縦
弾性係数Eが減少するので、振動板52の屈曲振動モー
ドによる機械的共振周波数FrBより低くなる(図5参
照)。このため、図4の変形例による屈曲型送受波器の
送信音波の周波数帯域幅は、図5の破線で示したように
両者の共振特性を合成したものになり、一定以上の送波
レベルを得ることのできる周波数帯域幅である送波比帯
域幅を広げることができる。なお、振動板5Aの幅W
は、2種類に限定されるものではなく、所要特性に従っ
て種種選択されてよい。
However, in the modification of FIG. 4 (axial direction)
Regarding the width W of the diaphragm 5A, the width W of at least one diaphragm 5A is different from the width W of the other diaphragm 5A. In other words, the intervals between the slits 7 are not uniform. In the illustrated example, the width WA of the diaphragm 51 is the width WB of the diaphragm 52.
It is getting narrower. Therefore, the mechanical resonance frequency FrA due to the bending vibration mode of the diaphragm 51 becomes lower than the mechanical resonance frequency FrB according to the bending vibration mode of the diaphragm 52 because the rigidity, that is, the longitudinal elastic coefficient E decreases (see FIG. 5). . Therefore, the frequency band width of the transmitted sound wave of the bending type transducer according to the modification of FIG. 4 is a combination of the resonance characteristics of both as shown by the broken line in FIG. The transmission ratio bandwidth, which is the obtainable frequency bandwidth, can be widened. The width W of the diaphragm 5A
The number is not limited to two types, and may be variously selected according to required characteristics.

【0032】図6は、図1の実施の形態の変形例の別の
一つの部分概観図であり、図1の振動板5から変形され
た部分を強調した振動板5Bを示している。
FIG. 6 is a schematic view of another part of the modification of the embodiment shown in FIG. 1, and shows a diaphragm 5B in which the part deformed from the diaphragm 5 of FIG. 1 is emphasized.

【0033】図6の変形例における複数の(軸方向)振
動板5Bの少なくとも一つの凹形状の最小曲径Rあるい
は厚みtが、他の振動板5Bのそれらと異なる構成とな
っている。つまり、複数の振動板5Bの凹形状の最小曲
形Rあるいは厚みtが少なくとも2種類以上である構成
となっている。振動板5Bの最小曲径Rが小さくなる,
あるいは厚みtが増すと、振動板5Bの剛性が増し,つ
まり縦弾性係数Eが増すので、振動板5Bの機械的共振
周波数Frが低下する。図6の変形例においても、振動
板5Bの屈曲振動モードによる機械的共振周波数Frが
2種類以上となるので、図4の変形例と同様に、複数の
振動板5による送信音波の周波数帯域幅は、上述の図5
の破線に示したような,複数の共振特性を合成した広い
ものになる。
The minimum bending diameter R or thickness t of at least one concave shape of the plurality of (axial direction) diaphragms 5B in the modification of FIG. 6 is different from those of the other diaphragms 5B. That is, the minimum curved shape R or the thickness t of the concave shape of the plurality of diaphragms 5B is at least two types. The minimum radius R of the diaphragm 5B becomes smaller,
Alternatively, as the thickness t increases, the rigidity of the diaphragm 5B increases, that is, the longitudinal elastic modulus E increases, so that the mechanical resonance frequency Fr of the diaphragm 5B decreases. In the modification of FIG. 6 as well, since there are two or more types of mechanical resonance frequencies Fr depending on the bending vibration mode of the diaphragm 5B, the frequency bandwidth of the transmitted sound waves by the plurality of diaphragms 5 is the same as in the modification of FIG. Is shown in FIG.
As shown by the broken line in Fig. 4, it is a wide range that combines multiple resonance characteristics.

【0034】図7は本発明による屈曲型送受波器の実施
の形態の別の一つを軸方向に約1/4載欠して断面で示
した斜視図である。図8は図7の実施の形態における特
性例の一つを示す図である。図9は図7の実施の形態の
動作を説明するための部分断面図である。また、図10
は図7の実施の形態における特性例の別の一つを示す図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing another one of the embodiments of the bending type transducer according to the present invention in a cross section with about 1/4 not cut in the axial direction. FIG. 8 is a diagram showing one of the characteristic examples in the embodiment of FIG. FIG. 9 is a partial sectional view for explaining the operation of the embodiment of FIG. In addition, FIG.
FIG. 8 is a diagram showing another example of characteristics in the embodiment of FIG. 7.

【0035】図7を参照すると、この屈曲型送受波器
は、複数積層接着された円筒形状振動子2の上下端面を
中央に穴がある円形断面のリング30a,30bでそれ
ぞれ挟み、これら全体を金属あるいはFRP繊維製のワ
イヤー(線材)20によって締め込んでいる。ここで、
リング30a,30bの各各は、図1に示したリング3
a及び3bと同様に、全体としては軸中心に穴のあいた
円盤形状である。しかし、リング30a,30bの各各
は、振動板5に変わる複数のスリット7Aによって端部
まで分割された振動板5Cとの接触面の断面を円形形状
にしている。複数の振動板5Cは、リング30a及び3
0bの円形形状の円形断面部分に接しながら並べられ、
それらの両端部は上記接触面近傍で軸方向にそれぞれ曲
げられ,リング30a及び30bの外面側の上下端面の
中心部まで延びている。リング30a及び30bの外面
側の上下端面の中心部まで延びた振動板5Cの二つの先
端部は、リング30a及び30bの軸部の穴を貫通する
ボルト4の頭又はナット40により、上下から押さえら
れ固定されている。
Referring to FIG. 7, in this bending type transducer, the upper and lower end faces of a cylindrical vibrator 2 laminated and laminated are sandwiched by rings 30a and 30b having a circular cross section having a hole in the center, and the whole of them is sandwiched. It is fastened with a wire (wire material) 20 made of metal or FRP fiber. here,
Each of the rings 30a and 30b is the ring 3 shown in FIG.
Like a and 3b, it has a disk shape with a hole at the center of the shaft as a whole. However, each of the rings 30a and 30b has a circular cross-section at the contact surface with the diaphragm 5C that is divided up to the ends by a plurality of slits 7A that are replaced by the diaphragm 5. The plurality of diaphragms 5C include rings 30a and 3a.
It is lined up in contact with the circular cross section of the circular shape of 0b,
Both ends thereof are respectively bent in the axial direction in the vicinity of the contact surfaces and extend to the central portions of the upper and lower end surfaces on the outer surface side of the rings 30a and 30b. The two tips of the diaphragm 5C extending to the center of the upper and lower end surfaces on the outer surface side of the rings 30a and 30b are pressed from above and below by the heads or nuts 40 of the bolts 4 penetrating the holes of the shafts of the rings 30a and 30b. It is fixed.

【0036】なお、振動板5Cのリング30a及び30
bとの接触面は、リング30a及び30bの円形形状を
した断面部に合わせた曲率形状にしている。円筒状振動
子2に振動駆動用の電気信号を供給する信号ケーブル8
は、ボルト4の頭から引き出されいるが、ナット40か
ら引き出してもよい。また、ゴム製のゴムブーツ6Aは
ボルト4の頭及びナット40を除いて複数のスリット7
及び複数の振動板5Cを覆い、覆った部分を接着剤によ
り密着している。つまり、ゴムブーツ6Aは本実施の形
態における屈曲型送受波器の殆どを覆っている。信号ケ
ーブル8の引き出し部は樹脂が充てんされて水密保護さ
れている。
The rings 30a and 30 of the diaphragm 5C are
The contact surface with b has a curvature shape that matches the circular cross-sections of the rings 30a and 30b. A signal cable 8 for supplying an electric signal for driving vibration to the cylindrical vibrator 2.
Is drawn from the head of the bolt 4, but may be drawn from the nut 40. The rubber boot 6A made of rubber has a plurality of slits 7 except the head of the bolt 4 and the nut 40.
And a plurality of diaphragms 5C are covered, and the covered portions are adhered by an adhesive. That is, the rubber boot 6A covers most of the bending type wave transmitter / receiver in the present embodiment. The lead-out portion of the signal cable 8 is filled with resin to be watertightly protected.

【0037】次に、図7,図8,図9及び図10を併せ
参照し、図7の実施の形態による屈曲型送受波器の動作
説明を行う。
Next, referring to FIGS. 7, 8, 9 and 10, the operation of the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 7 will be described.

【0038】図7に示した屈曲型送受波器は、信号ケー
ブル8に電気信号を供給して円筒形状振動子2を励振さ
せ、励振された円筒形状振動子2は円形断面リング30
a,30bを上記電気信号の極性に対応する方向に動か
す。ここで、円筒形状振動子2とリング30a,30b
とはワイヤー20によって締め上げられ、円筒形状振動
子2にプリストレスを与えている。リング30a及び3
0bの動きによって、リング30a及び30bの円形断
面部分と接触している振動板5Cは、例えば,円筒状振
動子2の軸方向,つまり屈曲型送受波器の軸方向に押し
広げられ、上記円形断面部分と振動板5Cとの接触部を
支点とした屈曲振動モードを起こす。ここで、屈曲型送
受波器を動作させる水中深度を変えて屈曲型送受波器に
かかる水圧を変化させても、振動板5Cの屈曲振動モー
ドの支持点(支点)は、リング30a及び30bの円形
断面部分と振動板5の接触面一点のみで変化しない。こ
れは、リング30a及び30bの振動板5Cとの接触面
の断面形状が円形形状であり、また振動板5Cのリング
30a及び30bとの接触面もリング30a,30bに
合わせた形状であるために、リング30a及び30bの
円形断面部分と振動板5の接触面が変化しないためであ
る。
The bending type transducer shown in FIG. 7 supplies an electric signal to the signal cable 8 to excite the cylindrical vibrator 2, and the excited cylindrical vibrator 2 has a circular cross section ring 30.
a and 30b are moved in the direction corresponding to the polarity of the electric signal. Here, the cylindrical oscillator 2 and the rings 30a and 30b
Are tightened up by the wire 20, and pre-stress the cylindrical vibrator 2. Rings 30a and 3
By the movement of 0b, the vibrating plate 5C in contact with the circular cross-section portions of the rings 30a and 30b is expanded in the axial direction of the cylindrical transducer 2, that is, the axial direction of the bending type transducer, and the circular shape A bending vibration mode is generated with the contact portion between the cross section and the diaphragm 5C as a fulcrum. Here, even if the water depth applied to the bending type transducer is changed by changing the underwater depth at which the bending type transducer is operated, the supporting point (fulcrum) of the diaphragm 5C in the bending vibration mode is that of the rings 30a and 30b. There is no change at only one contact surface between the circular cross section and the diaphragm 5. This is because the cross-sectional shape of the contact surfaces of the rings 30a and 30b with the diaphragm 5C is circular, and the contact surfaces of the diaphragm 5C with the rings 30a and 30b are also in conformity with the rings 30a and 30b. This is because the contact surfaces of the circular cross-section portions of the rings 30a and 30b and the diaphragm 5 do not change.

【0039】従って、従来技術による屈曲型送受波器が
水中深度の変化による水圧変化とともに振動板5の屈曲
振動モードの支点が変化して機械的共振周波数frが変
化していたのに対し、この実施の形態による屈曲型送受
波器では、図8の破線に示す如く、水圧(水中深度)が
変化しても振動板5Cの支点が1つの支点で変化しない
ため、振動板5Cの屈曲振動モードによる機械的共振周
波数frが水中深度によらず一定となるという効果があ
る(図8参照)。この効果は、屈曲型送受波器の送波レ
ベルが水深によらず安定するという効果をもたらす。
Accordingly, in the conventional bending type transducer, the mechanical resonance frequency fr changes while the fulcrum of the bending vibration mode of the diaphragm 5 changes with the change of water pressure due to the change of depth in the water. In the bending type transducer according to the embodiment, as shown by the broken line in FIG. 8, even if the water pressure (depth in the water) changes, the fulcrum of the diaphragm 5C does not change at one fulcrum, so the bending vibration mode of the diaphragm 5C is changed. Has an effect that the mechanical resonance frequency fr becomes constant regardless of the depth in water (see FIG. 8). This effect brings about an effect that the transmission level of the bending type transducer is stable regardless of the water depth.

【0040】また、図9を参照すると、図7の実施の形
態による屈曲型送受波器において、軸中心部にあるボル
ト4及びナット40は、振動板5Cが屈曲振動モードに
より振幅しても、円筒形状振動子2と機構的に独立して
いるため動かない。従って、円筒形状振動子2が伸縮す
る際にも、振動板5Cはボルト4及びナット40によっ
て端部を押さえられているので、振動板5Cの端部は動
かず、リング30a及び30bの接触面がボルト4及び
ナット40側に押し上げられる。このボルト4及びナッ
ト40による梃子の作用によって振動板5Cの音響放射
面の振幅が効率良く行われるので、この屈曲型送受波器
は従来技術による屈曲型送受波器に比較して供給電気信
号に対する効率の良い送波レベルが得られる(図10の
破線参照)。
Further, referring to FIG. 9, in the bending type transducer according to the embodiment of FIG. 7, the bolt 4 and the nut 40 at the central portion of the shaft are It does not move because it is mechanically independent of the cylindrical oscillator 2. Therefore, even when the cylindrical vibrator 2 expands or contracts, the end of the diaphragm 5C is held down by the bolt 4 and the nut 40, so that the end of the diaphragm 5C does not move and the contact surfaces of the rings 30a and 30b are not moved. Are pushed up to the bolt 4 and nut 40 sides. Since the amplitude of the acoustic radiation surface of the diaphragm 5C is efficiently performed by the action of the lever of the bolt 4 and the nut 40, this bending type transmitter / receiver responds to the supplied electric signal in comparison with the bending type transducer of the related art. An efficient transmission level can be obtained (see the broken line in FIG. 10).

【0041】図11は本発明による屈曲型送受波器の実
施の形態のさらに別の一つを軸方向に約1/4載欠して
断面で示した斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing another one of the embodiments of the bending type transmitter / receiver according to the present invention, which is cut away in the axial direction by about 1/4 and is shown in a cross section.

【0042】図11に示した屈曲型送受波器は、図7に
示した屈曲型送受波器のリング30a及び30bをリン
グ31a及び31bに変更した構成である。リング31
a及び31bは、リング30a及び30bが有する円形
断面を円筒形状振動子2の軸中心部よりに移動させてい
る。つまり、上記円形断面は、ほぼ半円リングの突起部
となっている。そして、振動板5Cの上記軸方向への曲
げ部分がリング31a及び31bの上記円形断面をなす
突起部との接触点となる。
The bending type transducer shown in FIG. 11 has a structure in which the rings 30a and 30b of the bending type transducer shown in FIG. 7 are replaced with rings 31a and 31b. Ring 31
a and 31b move the circular cross sections of the rings 30a and 30b from the axial center of the cylindrical vibrator 2. That is, the circular cross section is a protrusion of a substantially semicircular ring. Then, the bent portion of the diaphragm 5C in the axial direction becomes a contact point with the protrusion having the circular cross section of the rings 31a and 31b.

【0043】この屈曲型送受波器も、図7に示した屈曲
型送受波器と同様に、振動板5Cがボルト4及びナット
40によって固定された位置を支点にした梃子の作用を
受け、図10の破線に示したように供給電気信号に対す
る効率の良い送波レベルが得られる。
Similar to the bending type transducer shown in FIG. 7, this bending type transducer also receives the action of a lever with the position where the diaphragm 5C is fixed by the bolts 4 and the nuts 40 as a fulcrum. As shown by the broken line 10 in FIG. 10, an efficient transmission level for the supplied electric signal can be obtained.

【0044】なお、図1乃至図11を参照して説明した
屈曲型送受波器は、送波器としてのみ説明してきた。し
かし、この屈曲型送受波器は、全て可逆素子で構成され
ているので、水中音波を振動板5,10等で受けて振動
を発生させ、この振動を円筒形状振動子2に伝えて電気
信号を発生させ、この電気信号を信号ケーブル8から取
り出す水中音波の受波器としても使用できることは明ら
かである。
The bending type wave transmitter / receiver described with reference to FIGS. 1 to 11 has been described only as a wave transmitter. However, since this bending type transducer is composed entirely of reversible elements, it receives the underwater sound wave with the vibrating plates 5 and 10 to generate vibration, and transmits this vibration to the cylindrical vibrator 2 to generate an electric signal. It is obvious that it can also be used as a receiver of underwater sound waves that generates the electric wave and takes out this electric signal from the signal cable 8.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明の一つによる
屈曲型送受波器は、複数の円筒状の軸方向振動板に加え
て、上記軸方向振動板の上下端面に端面振動板をそれぞ
れ設けることにより、上記軸方向振動板による屈曲振動
モードの共振周波数と上記端面振動板よる屈曲振動モー
ドの共振周波数とを異ならしめて、一定以上の送波レベ
ルを得る周波数帯域幅である送波比帯域幅を広くするこ
とができるという効果がある。
As described above, in the bending type transducer according to one aspect of the present invention, in addition to the plurality of cylindrical axial vibrating plates, end face vibrating plates are respectively provided on the upper and lower end faces of the axial vibrating plate. By providing the above, the resonance frequency of the bending vibration mode by the above-mentioned axial diaphragm and the resonance frequency of the bending vibration mode by the above-mentioned end face diaphragm are made different, and the transmission ratio band which is the frequency bandwidth for obtaining a transmission level above a certain level. The effect is that the width can be widened.

【0046】また、本発明の別の一つによる屈曲型送受
波器は、電気信号に励振されて伸縮する円筒状振動子の
端面を保持する円形断面のリングと上記軸方向振動板の
円筒軸方向に屈曲した部分との接触面を合わせることに
より、上記軸方向振動板の振動支点の変化をなくすこと
で、屈曲型送受波器の動作する水中深度が変わって水圧
が変化しても屈曲振動モードの共振周波数の変化をなく
すことができ、所望の送信周波数で高い送波効率を保つ
ことができるという効果がある。
A bending type transducer according to another aspect of the present invention is a ring having a circular cross section for holding an end face of a cylindrical vibrator that expands and contracts when excited by an electric signal, and a cylindrical shaft of the axial diaphragm. By eliminating the change in the vibration fulcrum of the above-mentioned axial diaphragm by matching the contact surface with the part that bends in the direction, even if the water depth in which the bending type transducer operates changes and the water pressure changes, bending vibration It is possible to eliminate the change in the resonance frequency of the mode and maintain a high transmission efficiency at a desired transmission frequency.

【0047】この屈曲型送受波器の一例は、上記軸方向
振動板の両端部を上記リングに接しながら上記リングの
上下端面の中心部分まで延ばし、さらにその端部を上記
円筒形状振動子の振動とは独立であるボルト及びナット
によって固定しているので、このボルト及びナットによ
る梃子の作用によって上記軸方向振動板の送波効率を上
げることができるという効果がある。
An example of this bending type transducer is that the both ends of the axial vibration plate are extended to the center of the upper and lower end faces of the ring while being in contact with the ring, and the ends are vibrated by the cylindrical vibrator. Since it is fixed by a bolt and a nut that are independent of, there is an effect that the wave transmission efficiency of the axial diaphragm can be increased by the action of the lever by the bolt and the nut.

【0048】さらに、上記二つの屈曲型送受波器は、複
数の上記軸方向振動板の少なくとも一つの幅,厚み及び
最小曲径を他の軸方向振動板と異ならしめることでも、
上記軸方向振動板による屈曲振動モードの共振周波数を
複数得て送波比帯域幅を広くすることができる。
Further, in the two bending type transducers, at least one of the plurality of axial diaphragms has a width, a thickness and a minimum bending diameter different from those of the other axial diaphragms.
It is possible to widen the transmission ratio bandwidth by obtaining a plurality of resonance frequencies of the bending vibration mode by the axial diaphragm.

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

【図1】本発明による屈曲型送受波器の実施の形態の一
つを軸方向に約1/4載欠して断面で示した斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing one of the embodiments of the bending type transducer according to the present invention in a cross section with one quarter not cut in the axial direction.

【図2】図1の実施の形態の動作を説明するための部分
断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施の形態における特性例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a characteristic example in the embodiment of FIG.

【図4】図1の実施の形態の変形例の一つの部分概観図
である。
FIG. 4 is a partial schematic view of a modification of the embodiment of FIG.

【図5】図4の変形例による特性例を示す図である。5 is a diagram showing a characteristic example according to a modification of FIG.

【図6】図1の実施の形態の変形例の別の一つの部分概
観図である。
FIG. 6 is another partial schematic view of a modification of the embodiment of FIG.

【図7】本発明による屈曲型送受波器の実施の形態の別
の一つを軸方向に約1/4載欠して断面で示した斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing another one of the embodiments of the bending type transmitter / receiver according to the present invention in a cross section with about 1/4 not cut in the axial direction.

【図8】図7の実施の形態における特性例の一つを示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing one of characteristic examples in the embodiment of FIG.

【図9】図7の実施の形態の動作を説明するための部分
断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図10】図7の実施の形態における特性例の別の一つ
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another example of characteristics in the embodiment of FIG.

【図11】本発明による屈曲型送受波器の実施の形態の
さらに別の一つを軸方向に約1/4載欠して断面で示し
た斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing another one of the embodiments of the bending type transducer according to the present invention in a cross section with about 1/4 not cut in the axial direction.

【図12】従来技術による屈曲型送受波器を軸方向に約
1/4載欠して断面で示した斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a cross section of a bending type transducer according to the related art with about 1/4 not cut in the axial direction.

【図13】図12の屈曲型送受波器の動作を説明するた
めの部分断面図である。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the bending type wave transceiver of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 円筒形状振動子 3a,3b,30a,30b,31a,31b リン
グ 4 ボルト 5,5A,5B,5C,51,52 振動板 6,6A ゴムブーツ 7,7A スリット 8 信号ケーブル 9 ネジ 10 端面振動板 20 ワイヤー 30a,30b 円形断面リング 40 ナット 90 固定ネジ
2 Cylindrical vibrators 3a, 3b, 30a, 30b, 31a, 31b Ring 4 Bolt 5, 5A, 5B, 5C, 51, 52 Vibration plate 6, 6A Rubber boot 7, 7A Slit 8 Signal cable 9 Screw 10 End face vibration plate 20 Wires 30a, 30b Circular cross-section ring 40 Nut 90 Fixing screw

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 1/44 330 G01S 7/521 H04R 17/00 332 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 1/44 330 G01S 7/521 H04R 17/00 332

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気信号を受けて軸方向に伸縮する円筒
形状振動子と,前記円筒形状振動子の両端部を保持する
ように前記軸中心部においてボルトの頭及びその先端部
に設けたナットによってネジ締結される前記円筒状振動
子より直径の大きい円盤状リングと,端部が二つの前記
円盤状リングの円周囲及び外面側をそれぞれ覆うと共に
複数のスリットが円筒の軸方向に設けられ前記円筒形状
振動子の軸方向伸縮により屈曲振動駆動される複数の軸
方向振動板とを備えて水中に音波放射する屈曲型送受波
器において、 前記円盤状リング及び前記ボルトの頭及び前記ナットと
間隔をあけるように前記軸方向振動板の両端部に結合さ
れた円盤状の端面振動板を設けたことを特徴とする屈曲
型送受波器。
1. A cylindrical oscillator that expands and contracts in the axial direction in response to an electrical signal, and a nut provided at the center of the shaft and at the tip of the bolt so as to hold both ends of the cylindrical oscillator. A disk-shaped ring having a diameter larger than that of the cylindrical vibrator screwed together by means of an end, and a plurality of slits provided in the axial direction of the cylinder while the ends cover the circumference and the outer surface side of the two disk-shaped rings, respectively. In a bending type transducer that includes a plurality of axial vibration plates that are flexurally driven by axial expansion and contraction of a cylindrical vibrator to radiate sound waves in water, the disk-shaped ring, the head of the bolt, and the nut and the gap. A bending type transducer, characterized in that a disc-shaped end face vibration plate connected to both ends of the axial direction vibration plate is provided so as to open.
【請求項2】 電気信号を受けて軸方向に伸縮する円筒
形状振動子と,前記円筒形状振動子の両端部を保持する
ように線材によって締め上げ固定される前記円筒状振動
子より直径の大きい円盤状リングと,端部が二つの前記
円盤状リングの円周囲及び外面側をそれぞれ覆うと共に
複数のスリットが円筒の軸方向に設けられ前記円筒形状
振動子の軸方向伸縮により屈曲振動駆動される複数の軸
方向振動板とを備えて水中に音波放射する屈曲型送受波
器において、 前記円盤状リングの端面部が、前記軸方向に対して円形
の断面形状を有し、 前記軸方向振動板の両端部が、前記円盤状リングの前記
円形断面部で曲げられて前記軸の中心方向に向かって延
ばされると共に,その延ばされた先端部を前記軸中心部
に設けたボルトの頭及びその先端部に設けたナットでそ
れぞれ押さえていることを特徴とする屈曲型送受波器。
2. A cylindrical oscillator which receives an electric signal and expands and contracts in the axial direction, and a diameter larger than that of the cylindrical oscillator which is tightened and fixed by wire rods so as to hold both ends of the cylindrical oscillator. The disk-shaped ring and the ends thereof respectively cover the circumference and the outer surface side of the two disk-shaped rings, and a plurality of slits are provided in the axial direction of the cylinder, and the bending vibration is driven by the axial expansion and contraction of the cylindrical vibrator. In a bending type transducer including a plurality of axial vibration plates and radiating sound waves in water, an end surface portion of the disk-shaped ring has a circular cross-sectional shape with respect to the axial direction, and the axial vibration plates. Both ends of the bolt are bent at the circular cross section of the disk-shaped ring and extended toward the center of the shaft, and the extended tip end of the bolt is provided at the center of the shaft and its head. Installed at the tip Bending type transducer, characterized in that are holding respectively nuts.
【請求項3】 前記軸方向振動板との接触部である前記
円盤状リングの前記円形断面が、前記軸方向振動板の曲
げ部より前記軸中心部寄りに移されていることを特徴と
する請求項2記載の屈曲型送受波器。
3. The circular cross section of the disc-shaped ring, which is a contact portion with the axial vibration plate, is shifted from the bent portion of the axial vibration plate toward the axial center portion. The bending type transducer according to claim 2.
【請求項4】 複数の前記軸方向振動板の幅の少なくと
も一つが、他の軸方向振動板の幅と異なっていることを
特徴とする請求項1又は2又は3記載の屈曲型送受波
器。
4. The bending type transducer according to claim 1, wherein at least one of widths of the plurality of axial diaphragms is different from widths of other axial diaphragms. .
【請求項5】 複数の前記軸方向振動板の少なくとも一
つの厚みが、他の軸方向振動板の厚みと異なっているが
それぞれ異なることを特徴とする請求項1又は2又は3
記載の屈曲型送受波器。
5. The thickness of at least one of the plurality of axial diaphragms is different from the thickness of the other axial diaphragms, but is different from each other.
Bent type transducer described.
【請求項6】 複数の前記軸方向振動板の少なくとも一
つの凹状の最小曲径が、他の軸方向振動板の凹状の最小
曲径と異なっていることを特徴とする請求項1又は2又
は3記載の屈曲型送受波器。
6. The minimum curved diameter of at least one concave shape of the plurality of axial vibration plates is different from the minimum curved diameter of concave shape of other axial vibration plates. The bending type transducer according to item 3.
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