JPH01138899A - 水中音響素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、魚群探知、ソーナ、水中通信器に使用される
水中音響素子に係り、特に音響感度の低下やノイズの少
ない改良された水中音響素子に関する。

〔従来の技術〕

水中音響素子は、圧電材料からなる中空円筒形のもので
、水中に設置された素子外表面に水を伝播してきた音波
が到達すると、音波の周波数で素子が振動し、円筒形の
素子は膨張と収縮を繰返すことにより素子の軸心に直角
な断面内に引張りと圧縮応力発生する。この応力が発生
することにより、素子（圧電素子である）に起電力が生
じるので、これを取出して音盲信号とするものである。

従来の水中用合口素子１は、第４図に示すように多数の
電極２とゴム複合材、セラミックスなどで構成された圧
電素子６を交互に円筒形に配置して、円筒状の音響素子
１が形成されている。この水中音響素子１は、電極２．
２間を接続するために電極２を横切って被覆導線３を配
置し、電極２と被覆導線３を交互にハンダ９で取付けて
いた。

また、水中音響素子１は防水のため、第２図（ａ）に示
すように水中音ツ素了１の周囲をゴム被覆７により覆っ
ている。ところが、従来のものは同図（ｂ）に示すよう
に被覆導線３と圧電素子６の間に空気層８（気泡）が発
生し易い溝造となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の水中音Ｖ素子では、圧電素子６の近傍に空気層が
存在するためゴム被覆７と空気層８の音曾インピーダン
スの相違によって音波が反射されてしまい、音響感度の
低下、ノイズの増加の原因となっていた。

また、電極２．２間の接続に被覆導線３をハンダ付け９
によって使用しているため、電極２の幅をハンダ付け９
で必要とする幅以下に狭くするとできず、電極２の幅に
制限があった。これは、後述するように電極２０本数を
増加してノイズ低減を行なう上で好ましくなかった。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、複数個の電極と圧電素子を交互に配置して円筒状に形
成し、１つおきの電極同士を電気の良導体で接続してな
る構成体をゴムなどの被覆体で被覆した水中音響素子に
おいて、前記電極間を接続する電気の良導体を厚さの薄
い薄片良導体で構成したことを特徴とする水中音ｌ、＃
素子を提供するものである。

〔実施例〕 第１図は、本発明の一実施例を示す円筒形音響素子の斜
視図である。第１図において、周方向に圧電素子６を挟
んで分割配置された電極２を交互に１つおきにプリント
配線４で連結している。プリント配線４は電極２間を横
切る形で設置されるため、電極２とプリント配線４を接
続する場合は、電極２の上にプリント配線４を直接重ね
ればよいが（同図斜線部）、それ以外の電極２とプリン
ト配線４を接続しない場合には、電極２とプリント配線
４の間に絶縁層５を設けている。ここでプリント配線４
は、薄い導体膜からなり、これは金属蒸着、焼付け、導
電塗料の塗布、金属箔の接着などにより容易に形成する
ことができる。

なお、電極２．２をプリント配線４で接続すると、その
上にゴム被５ｔ７を施しても従来のように空気層８がで
きないので、音響出力の低下は防止できる。

なお、上記実施例では音響素子の被覆材料としてゴムを
使用する例を説明したが、水の浸透を防止し電気的絶縁
体であるビニール樹脂など他の高分子材料を使用するこ
ともできる。

第２図において、さきにも述べたように被覆導線３で電
極２．２を連結した場合、同図（ｂ）および（ｃ）に示
されるようにゴム被覆７が被覆導線３と圧電素子６の接
触部に回り込まないため、空気層８が発生するが、被覆
導線３の代わりにプリント配線４を用いることにより、
同図（ｄ）に示されるようにゴム被覆７と圧電素子６の
間に空気層は発生しなくなる。

第３図（ａ）において、円筒形水中合口素子１の出力Ｖ
は、 Σ　（Ｖｉ＋Ｖｉ’） ；；１ で与えられる。この水中音響素子１に同図（ｂ）のＸ方
向の加速度が作用した場合、水中音響素子１の円筒の軸
対象の位置での出力はＶ１＝−ｖ、　。

のごとく絶対値が等しく符号の異なる出力が得られる。

したがって、このとき水中音響素子１全体での出力は（
１）式からＯとなる。ところが、実際には加工公差等に
よって有限の出力が発生し、これがノイズとなる。この
ノイズは、電極２の数をふやして素子円周方向の出力の
分割数を細分化することによって低減可能である。この
場合、従来技術のように電極２．２を被覆導線３でハン
ダ付け９によって接続するものでは、電極２．２の幅を
ハンダ付け９の幅以下にはできず、したがって電極２の
幅はある程度広くする必要があり、同図（ｃ）に示すよ
うに電極２．２の間隔１１が電極２の幅を広くしただけ
狭（なってしまう。本発明では電極２．２間をプリント
配線４で連結するため、電極２の幅の制限を受けること
なく、電極２．２間の間隔１２は第３図（ｅ）に示すよ
うに広くとれる。電極２．２間の出力は電極２．２間の
間隔ｌに比例するため、円周方向の出力分割数ｎが同じ
場合、従来方式の出力Ｖ。に較べて本発明での出力Ｖｎ
はＶ、）＜Ｖｎとなり、間隔β２が長くなった長さだけ
出力は高くなる。したがって、本発明の水中音響素子１
では音響出力を従来方式よりも大きくすることができ、
相対的に電極２の数をふやして円周方向の出力分割数を
細分化してノイズを低減することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水中音響素子とゴム被覆の間に発生す
る空気層を防止できるため音響感度の低下とノイズの発
生を防止できる。また、電極の幅を縮小できるので、圧
電素子の幅を増加し音響素子の出力を増加できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる水中音響素子の一実施例図、第
２図は、従来技術の問題点および本発明の詳細な説明図
、第３図は、水中音響素子の出力説明図、第４図は、従
来技術になる水中音響素子の説明図である。 １・・・円筒形音響素子、２・・・電極、３・・・被覆
導線、４・・・プリント配線、５・・・絶縁層、６・・
・圧電素子。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 Ｂ−８断面　　　　　　　　　　　　　Ａ−Ａ断面第２
図 （ａ） Ａ−Ａ断面 ｖｏ＜ｖｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の電極と圧電素子を交互に配置して円筒状に形成
   し、１つおきの電極同士を電気の良導体で接続してなる
   構成体をゴムなどの被覆体で被覆した水中音響素子にお
   いて、前記電極間を接続する電気の良導体を厚さの薄い
   薄片良導体で構成したことを特徴とする水中音響素子。