JPH03242699A

JPH03242699A - 高耐水圧反射材

Info

Publication number: JPH03242699A
Application number: JP2040118A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Akama; 赤間　史典
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-29

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〕本発明は高耐水圧反射材に関し、特に反射特性が広帯域
で高耐水圧、かつ水圧変化性の少ない高耐水圧反射材に
関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の反射材は第４図に示すように、ゴム材１
１ａ、ｌｌｂだけで空気室１２を作り、水中音波による
空気室の振動や反射により遮音する機能を付与していた
。

特に、空気室が共振する周波数においては遮音効果が高
く、従ってゴム材だけで作られた空気室は体積弾性率が
低く、小さな空気室でも低周波数に適した反射材が得ら
れていた。

しかし、空気室がゴム材だけで作られているため、静水
圧が加わると空気室がつぶれて遮音効果がなくなり、高
水圧下では使えなかった。この問題に対し、第５図のよ
うに、強化プラスチック２２でたわみやすい偏平状の空
気室２３を作り、これをゴム材でモールドしたゴムモー
ルド２１を有する遮音材がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の反射材は、空気室をゴム材だけで作って
いた場合は低周波数に適しているが耐水圧性が低く、ま
た空気室を偏平状の強化プラスチックで作っていた反射
材は、空気室の弾性率が強化プラスチックによって高く
なり、低周波数化すると耐水圧性が低下し、耐水圧性を
高くすると低周波数の遮音効果が著しく低下するという
欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、広帯域かつ高耐
水圧の反射特性を確保し、かつ水圧変化性の小さい高耐
水圧反射材を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の高耐水圧反射材は、複数の円筒状の貫通口を均
等に配設したゴム板と、前記複数の貫通口に嵌合するゴ
ム円筒とこのゴム円筒の両端部を密閉する一対の弾性体
の円板とによって形成した空気室と、前記一対の弾性体
の円板に前記空気室内部からバイアス荷重を印加するボ
ルトと、前記ゴム板全体を被覆するシースとから成り耐
水圧性を付与されて低域周波数帯の水中音響を遮音する
第１の反射構造と、前記複数の貫通口の直径を前記第１
の反射材よりも小さくして楕成し中域周波数帯の水中音
響を遮音する第２の反射構造と、前記複数の貫通口の直
径を前記第２の反射構造よりもさらに小さくして構成し
高域周波数帯域の水中音響を遮音する第３の反射構造と
を平行配置して構成される。

また、本発明の高耐水圧反射材は、振動減衰の大きい合
成樹脂もしくは金属で前記一対の弾性体の円板を構成し
て成る。

また、本発明の高耐水圧反射材は、前記複数の貫通口の
直径と前記ゴム板ならびに円板の板圧を変え、大きさと
分布の異る空気室を配設した構成を備えて成る。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例の部分断面斜視図、第
１図（ｂ）は第１図（ａ）の空気室の構成を示す断面図
である。第１図（ａ＞に示す実施例は、低周波数帯域用
、中周波数帯域用及び高周波数帯域用の３層の反射材か
ら成っている。

第１層の低周波数帯域用は、ゴム板［１１，１ａに設け
た貫通孔１０ａに嵌合するゴム円筒（１１５ａと、ゴム
円筒１内部の円板ｆｉｌ　２　ａを支えるボルト（１）
６ａとで空気室ｆｉｌ　３　ａを形成し、ゴム板ｉｌｌ
　１　ａ及びゴム円筒ｉｌｌ　５　ａの外面をシース（
１１４ａ及びシース（■４ｂで覆っている。

第２層の中周波数帯域用はゴム板（２１１ｂに対して第
１層よりも小さな直径の貫通孔１０ｂを設け、それに嵌
合するゴム円筒１２＋　５　ｂと第１層よりも小さな直
径の円板（２１２ｂを内部に設け、ボルト（２）６ｂで
支持することにより空気室（２１３ｂを形成し、外面を
シース（２１４ｂをシースｆ３１４ｃで覆っている。

第３層の高周波数帯域用は、更に小さな直径の貫通孔１
０ｃを設けたゴム板ｆ３１１　ｃと、これに嵌合するゴ
ム円筒（３１５ｃと第２層よりも小さな直径の円板ｆ３
１２　ｃを内部に設けて空気室ｆ３１３　ｃを形成し、
外面をシース１３１４ｃとシース（イ）４ｄで覆ってい
る。

第１〜第３層の各層は、それぞれの円板（１）〜（３）
２ａ〜２の質量ｍ１〜ｍ３と、空気室（１）〜（３１３
ａ〜３Ｃで柔らかくなったゴム円筒（１）〜ｆ３１５　
ａ〜５Ｃのバネ定数に１〜に３とで第２図（ａ＞のよう
な縦振動の共振系を構成し、共振周波数とその近傍にお
いて、空気室への振動を吸収により音波を遮断する。

この縦振動は共振系は、円板の質量が大きいほど、また
円筒部のバネ定数が小さい程低周波で共振するため、円
板とゴム板の貫通孔の直径が太きい程低周波数用の反射
材となる。

さらに、各層の円板は、それぞれの材料による弾性定数
、比重と直径及び板厚で定まる第２図（ｂ）のようなた
わみ振動によるたわみ振動共振系をもっており、このた
わみ共振周波数と、その近傍においても、縦振動の共振
周波数と同様に空気室への振動の吸収により音波を遮断
する。

このたわみ共振周波数は、主に円板のたわみバネ定数と
ゴム円筒の縦振動バネ定数との相違により、縦振動の共
振周波数より高くなる。

また、各層のたわみ強度を一定とする直径／厚み比にお
いて、それぞれたわみ共振周波数は、円板の径が大きい
ほど低周波となる。

それぞれの共振の鋭さは、振動減衰の大きさ、即ち主に
バネ定数の損失の大きさによって決まる。

一般的に、ゴム板のバネ定数の損失が大きいため、縦振
動の共振は鈍くなり、反射の周波数特性は広帯域となる
。

円板のたわみ共振は、一般的な弾性体円板を用いた場合
、たわみのバネ定数の損失が小さいなめ共振は鋭く狭帯
域となるが、制御処理を施した弾性体円板や防振樹脂、
あるいは防振金属等のハネ定数の損失の大きい、即ち振
動減衰の大きい材料による円板を用いることにより共振
を鈍くし、反射の周波数特性を広帯域にすることができ
る。

以上のように、円板の質量、即ち、材料、外径、及び厚
みと、ゴム板、ゴム円筒のバネ定数即ち、ゴム板及びゴ
ム円筒の材質、厚み及び円板の支持面積を各層ごとに調
整し、円板とゴム円筒の縦振動共振周波数ｆえｒ　、ｆ
　Ｌ２．ｆ’ｓと円板のたわみ共振周波数ｆａｒ、ｆａ
□、ｆＢ３を均等に設定することにより第３図に示すよ
うな広帯域の反射特性が得られる。

縦振動の共振系の耐水圧性は、円板のたわみ強度とゴム
円筒の壁面の空気室への食い込み強度により決まる。食
い込み圧力は水圧と同じであるのに対し、ゴム円筒壁面
の支持力は、円筒端面と円板との接触面積に対する円板
の面積比の倍率で水圧より高くなるので、壁面の空気室
への食い込みは、円板と円筒端面との接触部に摩擦が生
じることで抑制され、空気室への食い込み強度は高くな
る。

また、ボルトによりバイアス荷重だけが加わる水圧Ｏｋ
ｇ／ｃｍの状態から、バイアス荷重と水圧による荷重が
釣り合い、バイアス荷重がＯｋｇとなる状態の水圧範囲
まで円板及びゴム円筒の歪の変化が小さいので、反射性
能の水圧変化は小さい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、貫通孔を有するゴム板と
、このゴム板に嵌合するゴム円筒と、その底部に弾性体
の円板を取り付けて空気室を構成し、ボルトを締め付け
て与圧しておくことにより、高強度で低周波数の縦振動
共振周波数を付与することができる結果、高耐水圧で低
周波数の水中音波を反射する効果がある。

また、弾性体円板のたわみ共振をも使用する場合、円板
の材質に振動減衰の大きい材質を選択することにより、
たわみ共振での反射特性を広帯域化することができる効
果がある。

さらに、貫通孔と円筒の大きさ及び円板の太きさの変え
、空気室の大きさを変えて異なった縦振動の共振周波数
と円板のたわみ共振周波数を持つ数種の反射材を積層し
て使用することにより、さらに反射特性を広帯域化する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の部分断面斜視図、第
１図（ｂ）は第１図（ａ）の空気室の構成を示す断面図
、第２図（ａ）は縦振動モードの原理図、第２図（ｂ）
は円板のたわみ振動の原理図、第３図は第１図（ａ）、
（ｂ）の実施例における音圧透過率の周波数特性図、第
４図は従来の水中反射材の第１例を示す斜視図、第５図
は従来の水中反射材の第２例を示す斜視図である。１　ａ、　　１　ｂ、　　１　ｃ−−・ゴム板ｔｌｌ　
、　＋２１　、　＋３）、２ａ。２ｂ、２ｃｍ・・円板（１１、［２＋　、　＋３１．３
ａ、３ｂ、３ｃ・・・空気室ｆｌ）　、　１２１．　ｆ
３＋、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ−シース（１１、＋２）
、　（３１、＋５１．５　ａ、　　５　ｂ、、　５　ｃ
・−ゴム円筒ｆｌ）　、　＋２１　、　（３１，６ａ、
６ｂ、６ｃｍ・ボルト、１Ｏａ、１０ｂ、１０ｃ・・貫
通孔、ｌｌａ、ｌｌｂ・・ゴム材、１２・・・空気室、
２１・・・ゴムモールド、２２・・・強化プラスチック
、２３・・・空気室。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の円筒状の貫通口を均等に配設したゴム板と
、前記複数の貫通口に嵌合するゴム円筒とこのゴム円筒
の両端部を密閉する一対の弾性体の円板とによって形成
した空気室と、前記一対の弾性体の円板に前記空気室内
部からバイアス荷重を印加するボルトと、前記ゴム板全
体を被覆するシースとから成り耐水圧性を付与されて低
域周波数帯の水中音響を遮音する第１の反射構造と、前
記複数の貫通口の直径を前記第１の反射材よりも小さく
して構成し中域周波数帯の水中音響を遮音する第２の反
射構造と、前記複数の貫通口の直径を前記第２の反射構
造よりもさらに小さくして構成し高域周波数帯域の水中
音響を遮音する第３の反射構造とを平行配置して成るこ
とを特徴とする高耐水圧反射材。
（２）振動減衰の大きい合成樹脂もしくは金属で前記一
対の弾性体の円板を構成したことを特徴とする請求項（
１）記載の高耐水圧反射材。
（３）前記複数の貫通口の直径と前記ゴム板ならびに円
板の板圧を変え、大きさと分布の異る空気室を配設した
ことを特徴とする請求項（１）記載の高耐水圧反射材。