JPH03270499A - 圧電型変換器 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、魚群探知器、ドツプラーソナーあるいは潮
流計の超音波送受波器等として用いられる圧電型変換器
に関する。

０）従来の技術 魚群探知器、ドツプラーソナーおよび潮流計等に用いら
れる超音波送受波器は、圧電振動子の圧電効果を利用し
て超音波の送受波を行うものであり、通常圧電振動子が
樹脂モールドされた状態で用いられる。

このような従来の圧電型変換器の断面構造を第３図に示
す。第３図において１は円盤型圧電基板の両型面に電極
を形成してなる圧電振動子、７は圧電振動子１の背面方
向へ放出される超音波を遮音するコルク等からなる遮音
材である。このように圧電振動子１と遮音材７からなる
積層体に対しウレタン樹脂等により樹脂モールド６を施
している。このような構造の圧電型変換器が例えば船底
タンク内に収納されて超音波送受波器として用いられて
いる。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来の圧電型変換器においては、
圧電振動子と遮音材からなる積層体全体を樹脂モールド
しているため、放熱性が悪く、条件によっては遮音材の
コルクが横規するおそれがあった。したがって送波エネ
ルギーを増大させるには、圧電型変換器全体を大型化さ
せて、耐人力電力を向上させなければならない。しかし
圧電振動子が大型化すればスプリアスの影響が顕著にな
るという問題が生じる。また、遮音材として放熱効果の
高い材料を用いれば、遮音材の共振等により一般に残響
（尾引き）が長くなる、という問題があった。

この発明の目的は、残響時間が短く、しかも放熱効率の
高い、小型で高出力を得ることのできる圧電型変換器を
提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の圧電型変換器は、圧電振動子の背面に絶縁層
、発泡性金属板および金属板を順に積層して積層体を構
成し、上記金属板の一部を露出させ、且つ上記積層体の
周囲を樹脂モールドしてなる。

（ｅ）作用 この発明の圧電型変換器では、樹脂モールド前の積層体
は圧電振動子、絶縁層、発泡性金属板および金属板が順
に積層されてなり、上記金属板の一部を除く積層体の周
囲に樹脂モールドが施されることにより、上記金属板の
一部が露出した状態となる。上記絶縁層は圧電振動子の
電極を発泡性金属板から電気的に絶縁する。発泡性金属
板は従来より遮音材として用いられているコルクや発泡
性樹脂等より熱伝導率が高く、発熱した圧電振動子の熱
を金属板へ効率よく放熱させる。また発泡性金属板は広
い周波数帯域において殆ど共振しないため圧電振動子の
遮音材として作用し、残響時間も短くなる。金属板は、
その一部がモールド樹脂外部に露出しているため、発泡
性金属板から伝導された熱を極めて効率よく放熱する。

このように残響時間特性が劣化することなく放熱効率が
向上する。このため、小型でありなから送波エネルギー
の高い圧電型変換器が槽底される（ｆｌ実施例 この発明の実施例である超音波送受波器の断面構造を第
１図に示す。第１図において１は円盤状の圧電基板の両
生面に銀電極等の電極膜を形成した圧電振動子であり、
その周囲に耐熱性の高い遮音材２を設けている。圧ｉｉ
振動子１の背面側には遮音材としても作用する耐熱性の
高い絶縁シート３、発泡性金属＠４および金属板５を順
に積層している。発泡性金属板４は例えば発泡性アルミ
ニウムを板状にしたものを用い、更にこれを圧延加工し
て発泡率を低減させ熱伝導率を向上させるとともに、他
層との接着面の接触面積を増加させている。更に後述す
るように発泡性アルミニウム板の表面に樹脂コーティン
グを施すことによって熱伝導率の向上、接着面積の増大
化およびモールド材の浸入防止を図っている。金属板５
としてはアルミニウム板を用いる。

このように圧電振動子１、遮音材２、絶縁シート３、発
泡性アルミニウム板４およびアルミニウム＠５からなる
積層体に対しウレタン樹脂等により樹脂モールド６を施
す。

その後、例えば鉄製のフランジ１０をアル短ニウム板５
に対しネジ止めする。更に、このフランジ１０の中心に
設けた孔からケーブル１１を引き出す。なお、１２．１
２はワンシャ、１３はバッキングゴム、１４は締付ナツ
トであり、これらに対しケーブル１１を挿通させて、締
付ナンド１４を締め付けることによって超音波送受波器
とケーブルとの防水処理を施す。

このように槽底した超音波送受波器を船底タンク内に収
納し、フランジ１０の露出面が海水および船底タンクに
触れるように装備すれば、発熱した圧電振動子１の熱は
発泡性アルミニウム板４、アルミニウム板５およびフラ
ンジ１０を通して海水中に速やかに放熱される。

次に、上記発泡性アルミニウム板４に対する樹脂コーテ
ィングの方法について述べる。

第２図（Ａ）〜（Ｃ）はその手順を図示したもので、同
図（Ａ）および（Ｂ）に示すように皿状の容器９内へ熱
伝導率の高い樹脂溶液８を入れて、同図（Ｃ）に示すよ
うに発泡性アルミニウム板４の両面を樹脂８中へ浸漬さ
せる。これにより発泡性アルミニウム板４の表面に樹脂
８が一定量浸入する。その後、発泡性アルミニウム板４
を乾燥固化させて表面に平坦な樹脂膜を形成する。

このように発泡性アルミニウム板の表面に樹脂コーティ
ングを施すことによって熱伝導率が向上し、接着面の接
触面積が増加することにより絶縁シート３およびアルミ
ニウム板５との接着性が高まり、その接着加工も簡単化
することができる。

更に、コーティングされた樹脂層がバリヤとして作用し
て、樹脂モールドの際、モールド材６の浸入を防止し、
遮音効果を劣化させない。

次に、上記発泡性アルミニウム板４に対する樹脂コーテ
ィングおよび他の部材との積層化の他の方法について述
べる。

第３図（Ａ）、　　（Ｂ）はその手順を図示したもので
、まず同図（Ａ）に示すようにトレイにアルミニウム板
５を置き、その上面にコーティング用樹脂８を塗布し、
更にその上部に発泡性アルミニウム板４を積層すること
によって、コーティング樹脂８を介してアルミニウム板
５と発泡性アルミニウム板４との積層体を構成する。

次に同図（Ｂ）に示すように、上下２分割可能な型内に
グラスファイバシートとからなる絶縁シート３を置き、
その表面にコーティング樹脂８を塗布し、更にその上面
に既に構成した発泡性アルミニウム板４とアルミニウム
板５の積層体を積層する。

このようにして圧電振動子の背面に配置すべき放熱材を
兼ねる遮音材が構成される。

（ｇ１発明の効果 この発明によれば、残響時間が短く、しかも極めて放熱
効率の高い圧電型変換器が得られる。このため、例えば
小型で送波エネルギーの高い超音波送受波器として用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である超音波送受波器の断面
図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は同超音波送受波器に用いら
れる発泡性アルミニウム板の樹脂コーティングの方法を
説明する図である。第３図（Ａ）、　　ＣＢ）は樹脂コ
ーティングと積層化の他の方法を説明する図である。第
４図は従来の圧電型変換器の断面図である。 ｌ−圧電振動子、２−遮音材、 ３−絶縁シート（絶縁層）、 一発泡性アルミニウム板（発泡性金属板）、−アルミニ
ウム板（金属板）、 一モールド樹脂、 ０−フランジ。 ＦＩ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電振動子の背面に絶縁層、発泡性金属板および
   金属板を順に積層して積層体を構成し、上記金属板の一
   部を露出させ、且つ上記積層体の周囲を樹脂モールドし
   てなる圧電型変換器。