JPH0231560B2 - Teishuhasuichusojuhaki - Google Patents
TeishuhasuichusojuhakiInfo
- Publication number
- JPH0231560B2 JPH0231560B2 JP20163284A JP20163284A JPH0231560B2 JP H0231560 B2 JPH0231560 B2 JP H0231560B2 JP 20163284 A JP20163284 A JP 20163284A JP 20163284 A JP20163284 A JP 20163284A JP H0231560 B2 JPH0231560 B2 JP H0231560B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shell
- vibrating
- vibration
- radiation
- transducer
- 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
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/121—Flextensional transducers
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は水中に音波を送波することを目的とす
る水中音響トランスデユーサーに係り、特に低周
波における小型軽量大出力に好適な低周波水中送
受波器に関する。
る水中音響トランスデユーサーに係り、特に低周
波における小型軽量大出力に好適な低周波水中送
受波器に関する。
従来、水中に大出力の低周波を送波しようとす
る場合、Ralph Ｓ，Woollett；Basic problems
caused by depth and size contraints in
lowfrequency under water transducers，J.
Acoust.Soc.Am.68(4)，Oct.1980 P1031−1037に
記載されている低周波送受波器があるが、この構
成だとアレイを形成する単位振動子が長大なるも
のになつてしまうと云う欠点がある。
る場合、Ralph Ｓ，Woollett；Basic problems
caused by depth and size contraints in
lowfrequency under water transducers，J.
Acoust.Soc.Am.68(4)，Oct.1980 P1031−1037に
記載されている低周波送受波器があるが、この構
成だとアレイを形成する単位振動子が長大なるも
のになつてしまうと云う欠点がある。
また、G.Brigham and B.Glass；Present
status in flextensional transducer
technology，J.Acoust.Soc.Am.68(4)，oct.1980，
P1046〜1052には小型化しようと試みた例が記載
されている。このFlextensional方式のトランス
デユーサは、第３図ａ，ｂに示すように楕円筒状
あるいは楕円環状の電歪振動子１の空間部分にそ
の長軸方向に振動シエル２を嵌着し、楕円筒の長
軸方向の音響放射面の振動振幅の位相が有効放射
面である短軸方向に音響放射面に対し逆位相であ
り、かつこのトランスデユーサの上下端面即ち水
密のための蓋（エンドプレート）３，３′に該当
する部分は音響放射に寄与しない。よつて音響放
射面積率が十分でなかつた。
status in flextensional transducer
technology，J.Acoust.Soc.Am.68(4)，oct.1980，
P1046〜1052には小型化しようと試みた例が記載
されている。このFlextensional方式のトランス
デユーサは、第３図ａ，ｂに示すように楕円筒状
あるいは楕円環状の電歪振動子１の空間部分にそ
の長軸方向に振動シエル２を嵌着し、楕円筒の長
軸方向の音響放射面の振動振幅の位相が有効放射
面である短軸方向に音響放射面に対し逆位相であ
り、かつこのトランスデユーサの上下端面即ち水
密のための蓋（エンドプレート）３，３′に該当
する部分は音響放射に寄与しない。よつて音響放
射面積率が十分でなかつた。
本発明は、低周波大出力における音響出力密度
の点からできる限り音響放射面積率を向上させ、
音響出力密度を下げてキヤビテーシヨン発生を抑
制した上で全体的に大出力を有する水中音響トラ
ンスデユーサーを提供することにある。また、
Flextensional方式は原理的に楕円シエルの短軸
方向が同位相で振動する両面放射となるが、配列
使用する場合は片面放射が望まれる場合もある。
の点からできる限り音響放射面積率を向上させ、
音響出力密度を下げてキヤビテーシヨン発生を抑
制した上で全体的に大出力を有する水中音響トラ
ンスデユーサーを提供することにある。また、
Flextensional方式は原理的に楕円シエルの短軸
方向が同位相で振動する両面放射となるが、配列
使用する場合は片面放射が望まれる場合もある。
本発明は上述の目的に沿つてなされたもので、
円環状圧電振動素子の上下に、球状の一部または
回転楕円体の振動シエルを設け、円環状圧電振動
素子の円周方向に圧縮バイアス応力を印加する。
かかる状態において円環状圧電振動素子を半径方
向の呼吸振動をするように励振すると、振動シエ
ルは、その表面に接する媒質中に音響放射するべ
く振動する。シエルの中心附近においては円環状
圧電振動素子の呼吸振動の半径方向振幅の数倍の
振動振幅を得ることができ、音波の送波に適した
原理である。
円環状圧電振動素子の上下に、球状の一部または
回転楕円体の振動シエルを設け、円環状圧電振動
素子の円周方向に圧縮バイアス応力を印加する。
かかる状態において円環状圧電振動素子を半径方
向の呼吸振動をするように励振すると、振動シエ
ルは、その表面に接する媒質中に音響放射するべ
く振動する。シエルの中心附近においては円環状
圧電振動素子の呼吸振動の半径方向振幅の数倍の
振動振幅を得ることができ、音波の送波に適した
原理である。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。第１図ａに例示する如く、円環状圧電振動素
子（後述する如く楔状圧電素子を円環状に配列構
成しても原理は同じ）１２とその外周に嵌合する
円環状の支持部材１３および球殻の一部または回
転楕円体構造を有する振動シエル１１または１
１′とから構成される。ここで、支持部材１３を
円周方向に締め付けて、円環状圧電振動素子１２
および振動シエル１１′を半径方向に圧縮バイア
ス応力を与える。このような状態において円環状
圧電振動素子１２が呼吸振動をするように励振す
ると振動シエル１１または１１′は第１図ｂに矢
印で例示するような振動振幅変位をもつて振動
し、シエルの中心附近の振幅は半径ｒ方向の振幅
より数倍増強された振動をする。ここで第１図ｂ
に例示する振動シエル１１または１１′の半径Ｒ
は円環状圧電振動素子１２の半径ｒとの比におい
てＲ／ｒ＝１で半球を示しＲ／ｒ＝∞で平板を示
すが、振動シエル１１または１１′の板厚ｔを一
定にしてもＲ／ｒを制御する設計手法により、こ
の送波振動子の共振周波数を任意に設計すること
が可能である。
る。第１図ａに例示する如く、円環状圧電振動素
子（後述する如く楔状圧電素子を円環状に配列構
成しても原理は同じ）１２とその外周に嵌合する
円環状の支持部材１３および球殻の一部または回
転楕円体構造を有する振動シエル１１または１
１′とから構成される。ここで、支持部材１３を
円周方向に締め付けて、円環状圧電振動素子１２
および振動シエル１１′を半径方向に圧縮バイア
ス応力を与える。このような状態において円環状
圧電振動素子１２が呼吸振動をするように励振す
ると振動シエル１１または１１′は第１図ｂに矢
印で例示するような振動振幅変位をもつて振動
し、シエルの中心附近の振幅は半径ｒ方向の振幅
より数倍増強された振動をする。ここで第１図ｂ
に例示する振動シエル１１または１１′の半径Ｒ
は円環状圧電振動素子１２の半径ｒとの比におい
てＲ／ｒ＝１で半球を示しＲ／ｒ＝∞で平板を示
すが、振動シエル１１または１１′の板厚ｔを一
定にしてもＲ／ｒを制御する設計手法により、こ
の送波振動子の共振周波数を任意に設計すること
が可能である。
第１図ｂにおいて、振動シエル１１および１
１′は対称に配置構成することにより両面放射型
振動子となつたが、第１図ｃに示す如く振動シエ
ル１１は球の一部または回転楕円体とし、一方の
振動シエル１１′を平板すなわちＲ／ｒ＝∞とす
ることにより、振動シエル１１側にのみ音響放射
を有する片面放射振動子を実現できる。片面放射
振動子は一般ソナー用送受波器の如く振動子を複
数個配列構成する上で極めて有利である。特に円
周状配列する低周波送受波器においては、
Flextensional方式のような両面放射方式では位
相合成等の必要がある場合、遮音等の必要が生じ
好ましくない場合がある。
１′は対称に配置構成することにより両面放射型
振動子となつたが、第１図ｃに示す如く振動シエ
ル１１は球の一部または回転楕円体とし、一方の
振動シエル１１′を平板すなわちＲ／ｒ＝∞とす
ることにより、振動シエル１１側にのみ音響放射
を有する片面放射振動子を実現できる。片面放射
振動子は一般ソナー用送受波器の如く振動子を複
数個配列構成する上で極めて有利である。特に円
周状配列する低周波送受波器においては、
Flextensional方式のような両面放射方式では位
相合成等の必要がある場合、遮音等の必要が生じ
好ましくない場合がある。
ここで第１図において、圧電振動素子１２は内
外に電極を有する円筒又は円環型圧電振動子で良
いが、半径ｒが大きくなると焼成加工に問題があ
る故、楔型振動素子を複数個用いて円環状に構成
し、これが呼吸振動をするようにしても、原理、
効果とも同様である。
外に電極を有する円筒又は円環型圧電振動子で良
いが、半径ｒが大きくなると焼成加工に問題があ
る故、楔型振動素子を複数個用いて円環状に構成
し、これが呼吸振動をするようにしても、原理、
効果とも同様である。
本発明によれば小型軽量で音響放射面積率の高
い低周波水中送波器を実現することができる。ま
た、この方法によれば音響放射を両面放射または
片面放射のいずれの目的に対しても設計すること
が可能である。
い低周波水中送波器を実現することができる。ま
た、この方法によれば音響放射を両面放射または
片面放射のいずれの目的に対しても設計すること
が可能である。
また、共振周波数については第２図に示すよう
に圧電振動素子１２の径を同じにしておいても、
振動シエル１１または１１′の曲率Ｒを選定する
ことにより任意に設計できるため、配列構成する
上で極めて有利な効果がある。
に圧電振動素子１２の径を同じにしておいても、
振動シエル１１または１１′の曲率Ｒを選定する
ことにより任意に設計できるため、配列構成する
上で極めて有利な効果がある。
第１図ａ〜ｃはいずれも本発明の一実施例を示
すもので、第１図ａは送受波器の斜視図、同図ｂ
は縦断面図、同図ｃは片面放射の場合の縦断面
図、第２図は半径ｒおよびＲと共振周波数の関係
についての概略グラフ、第３図ａは従来の小型軽
量低周波用水中送波器の斜視図、第３図ｂは断面
図である。 １……楕円筒振動シエル、２……圧電振動素子
群、３……エンドプレート、３′……エンドプレ
ート、１１……振動シエル（球殻または回転楕円
体殻）、１１′……振動シエル又は平板の場合は
蓋、１２……円筒状または円環状振動素子、１３
……支持部材。
すもので、第１図ａは送受波器の斜視図、同図ｂ
は縦断面図、同図ｃは片面放射の場合の縦断面
図、第２図は半径ｒおよびＲと共振周波数の関係
についての概略グラフ、第３図ａは従来の小型軽
量低周波用水中送波器の斜視図、第３図ｂは断面
図である。 １……楕円筒振動シエル、２……圧電振動素子
群、３……エンドプレート、３′……エンドプレ
ート、１１……振動シエル（球殻または回転楕円
体殻）、１１′……振動シエル又は平板の場合は
蓋、１２……円筒状または円環状振動素子、１３
……支持部材。
Claims (1)
- １ 円筒または円環状に構成した電歪あるいは磁
歪材料で形成された振動素子または振動素子群の
呼吸振動により球殻の一部または回転楕円体殻の
振動シエルがピストン振動をするように支持部材
をもつて径方向圧縮バイアス応力を印加するよう
に構成して、前記振動シエルの両面または片面か
ら水中へ低周波音波を送波し、または受波するこ
とを特徴とする低周波水中送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20163284A JPH0231560B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Teishuhasuichusojuhaki |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20163284A JPH0231560B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Teishuhasuichusojuhaki |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180995A JPS6180995A (ja) | 1986-04-24 |
| JPH0231560B2 true JPH0231560B2 (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=16444289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20163284A Expired - Lifetime JPH0231560B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Teishuhasuichusojuhaki |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0231560B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01277787A (ja) * | 1988-04-30 | 1989-11-08 | Nec Corp | 水中超音波送受波器 |
| JP5309941B2 (ja) * | 2008-12-09 | 2013-10-09 | 日本電気株式会社 | 音響トランスデューサ |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20163284A patent/JPH0231560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6180995A (ja) | 1986-04-24 |
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