JPH0484598A - 受波器 - Google Patents
受波器Info
- Publication number
- JPH0484598A JPH0484598A JP2199542A JP19954290A JPH0484598A JP H0484598 A JPH0484598 A JP H0484598A JP 2199542 A JP2199542 A JP 2199542A JP 19954290 A JP19954290 A JP 19954290A JP H0484598 A JPH0484598 A JP H0484598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gel
- outer frame
- synthetic resin
- piezoelectric element
- vibration
- 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.)
- Pending
Links
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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。
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〕
本発明は受波器に関し、特に水中音波を検出する受波器
であって、外来振動によって生する加速度による雑音を
抑圧する構造を備えた受渡器に関する。
であって、外来振動によって生する加速度による雑音を
抑圧する構造を備えた受渡器に関する。
従来、この種の受渡器は、第５図に示すように、平板状
の圧電素子１ａを合成樹脂６でモールドし、圧電素子］
ａの上、下面に形成した電極からとり出すリード線３ａ
、３ｂをケーブル４と接続してモールド外部に引き出す
構造となっていた。
の圧電素子１ａを合成樹脂６でモールドし、圧電素子］
ａの上、下面に形成した電極からとり出すリード線３ａ
、３ｂをケーブル４と接続してモールド外部に引き出す
構造となっていた。
また、圧電素子１ａに加わる外来振動によって生起する
加速度によってもたらされる雑音（以後加速度雑音と呼
ぶ）を低減するために、第２図に示すように２つの圧電
素子１ａ、ｌｂをベース板２を中心として分極方向が互
いに対称となるように貼り合せ、圧電素子１ａ、］、ｂ
から出す４本のリード線３ａ〜３ｄを、第３図（１〕〉
もしくは（ｃ）に示す接線内容でケーブル４に接続し全
体を合成樹脂６でモールドしていた。なお、第３図（ａ
）は圧電素子１ａ、］、ｂとベース板２との貼り合せ状
態を示し、２つの圧電素子１ａ、ｌｂはベース板２を中
心として分極方向が対称となり。
加速度によってもたらされる雑音（以後加速度雑音と呼
ぶ）を低減するために、第２図に示すように２つの圧電
素子１ａ、ｌｂをベース板２を中心として分極方向が互
いに対称となるように貼り合せ、圧電素子１ａ、］、ｂ
から出す４本のリード線３ａ〜３ｄを、第３図（１〕〉
もしくは（ｃ）に示す接線内容でケーブル４に接続し全
体を合成樹脂６でモールドしていた。なお、第３図（ａ
）は圧電素子１ａ、］、ｂとベース板２との貼り合せ状
態を示し、２つの圧電素子１ａ、ｌｂはベース板２を中
心として分極方向が対称となり。
従って一１十で示す極性の電極７もベース板２を中心と
して対称となることを示している。
して対称となることを示している。
第２図の構造の場合、受波器の寸法より充分長い波長の
音波が加わると、音の回折によって圧電素子１ａ、ｌｂ
に加わる音圧は同振幅、同位相となり、音圧に比例した
電気出力が得られる。
音波が加わると、音の回折によって圧電素子１ａ、ｌｂ
に加わる音圧は同振幅、同位相となり、音圧に比例した
電気出力が得られる。
方、受渡器に外来振動による加速度が加わった場合、圧
電素子１ａ、ｌｂには重量と加速度の積に比例しな力が
加わり、一方の圧電素子には引張り力、もう一方の圧電
素子には圧縮力が働く。このとき、２つの圧電素子には
逆位相の電気出力が発生ずるが、第３図（ｂ）もしくは
（Ｃ）の接続によって打ち消し合い、加速度雑音出力は
第５図の１つの圧電素子の場合と比べて低減する。また
。
電素子１ａ、ｌｂには重量と加速度の積に比例しな力が
加わり、一方の圧電素子には引張り力、もう一方の圧電
素子には圧縮力が働く。このとき、２つの圧電素子には
逆位相の電気出力が発生ずるが、第３図（ｂ）もしくは
（Ｃ）の接続によって打ち消し合い、加速度雑音出力は
第５図の１つの圧電素子の場合と比べて低減する。また
。
たわみ振動が加わった場合でも、ベース板２に対称な屈
曲振動であればその出力は逆位相となり。
曲振動であればその出力は逆位相となり。
同様に雑音出力が低減できる。
上述した従来の受渡器では、圧電素子を１つだけ用いた
場合は、圧電素子に加わる外来振動で加速度雑音が発生
してしまうという欠点がある。また２つの圧電素子を用
いて加速度雑音低減を計った構造としても、圧電素子の
性能のバラツキやベース板との接着バラツキなどによっ
て、完全に同振幅、逆位相の圧電出力が得られないため
完全に打ち消されずに加速度雑音が発生し、従って、い
ずれの場合も、受渡器を取付けた筐体等から伝わる外来
信号により発生する加速度雑音出力によって微弱な音波
が検出できなくなってしまうという欠点がある。
場合は、圧電素子に加わる外来振動で加速度雑音が発生
してしまうという欠点がある。また２つの圧電素子を用
いて加速度雑音低減を計った構造としても、圧電素子の
性能のバラツキやベース板との接着バラツキなどによっ
て、完全に同振幅、逆位相の圧電出力が得られないため
完全に打ち消されずに加速度雑音が発生し、従って、い
ずれの場合も、受渡器を取付けた筐体等から伝わる外来
信号により発生する加速度雑音出力によって微弱な音波
が検出できなくなってしまうという欠点がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、圧電素子に加わ
る外来振動をゲルの防振特性で著しく抑圧し１加速度雑
音を大幅に低減した受渡器を提供することにある。
る外来振動をゲルの防振特性で著しく抑圧し１加速度雑
音を大幅に低減した受渡器を提供することにある。
本発明の受渡器は、少なくとも１つの平板状の圧電素子
と、この圧電素子を内包して封止するための合成樹脂部
材による外枠と、前記圧電素子と前記外枠間の空間に充
填した所定のヤング率のゲル状の合成樹脂とを備えて構
成される。
と、この圧電素子を内包して封止するための合成樹脂部
材による外枠と、前記圧電素子と前記外枠間の空間に充
填した所定のヤング率のゲル状の合成樹脂とを備えて構
成される。
また本発明の受波器は、前記ゲル状の合成樹脂のヤング
率を、前記圧電素子に前記外枠を介して印加する外来振
動に対して防振効果を呈する１×Ｘ １．０ ’ 〜］
、 Ｘ １０５ｄ ｙ ｎ ｅ ／ ｃｍ ２の範囲の
ものとして設定した構成を有する。
率を、前記圧電素子に前記外枠を介して印加する外来振
動に対して防振効果を呈する１×Ｘ １．０ ’ 〜］
、 Ｘ １０５ｄ ｙ ｎ ｅ ／ ｃｍ ２の範囲の
ものとして設定した構成を有する。
次に１本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の部分断面斜視図である。
圧電素子１ａ、ｌｂはベース板２に接着固定され、リー
ド線３ａ〜３ｄはケーブル４と第３図（１））もしくは
（ｃ）に示すように接続されている。圧電素子１．ａ、
ｌｂ、ベース板２．リード線３８〜３ｄとケーブル４の
１部は合成樹脂を利用するゲル５によってモールドされ
ており、ゲル５とケーブル４の１部は合成樹脂を利用す
る外枠８によってモールドされている。上述したゲル５
のヤング率は、圧電素子１ａ、ｌｂおよびベース板２を
含んで構成されるバネ共振系が、外枠８を介して受ける
外来振動を大幅に減衰させるのに適したものが選択され
、その値はＩ Ｘ １０３〜ｌＸｌ０５ｄｙｎｅ／ｃｍ
２程度のものを利用している。
ド線３ａ〜３ｄはケーブル４と第３図（１））もしくは
（ｃ）に示すように接続されている。圧電素子１．ａ、
ｌｂ、ベース板２．リード線３８〜３ｄとケーブル４の
１部は合成樹脂を利用するゲル５によってモールドされ
ており、ゲル５とケーブル４の１部は合成樹脂を利用す
る外枠８によってモールドされている。上述したゲル５
のヤング率は、圧電素子１ａ、ｌｂおよびベース板２を
含んで構成されるバネ共振系が、外枠８を介して受ける
外来振動を大幅に減衰させるのに適したものが選択され
、その値はＩ Ｘ １０３〜ｌＸｌ０５ｄｙｎｅ／ｃｍ
２程度のものを利用している。
いま、ゲルのバネ定数をに、圧電素子］ａ１ｂとベース
２の組合せ重量をＭとした場合これらによるバネ共振系
の共振角周波数はω′Ｆ７Ｙ７１となる。外部からの振
動の角周波数をωとすると、振動伝達率Ａは Ａ−（（１＋ （ｔａｎ δ） ２） ／ （（
ｔａｎ δ）２十（ω／ω′）２−１）２ ） ）
１／２となる。たたし、 ｔａｎδはゲルの損失係数で
ある。Ａを近似すると、ω／ω′〉Ｆηのとき、Ａ嬌に
／Ｍω２となりｋに比例する。バネ定数ｌ（はヤング率
Ｅに比例し２例えば通常のエポキシ樹脂がが兵１×１、
０’ ｄ、 ｙ ｎ ｅ ／ｃｍ２程度であるのに対し
、ゲルは平均的にＥ’＝ＩＸ１０４ｄｙｎｅ／ｃｍ２程
度であるから、にはゲルの方がＩＸ］、Ｏ−５倍程度の
大きさである。従ってバネ共振系の共振周波数を使用周
波数帯域よりも低くすることが可能で、使用帯域内では
振動伝振率Ａ≠ｋ ／ Ｍ ｏｙ ２なるゲルの防振効
果によって振動がら生じる加速度雑音出力を低く抑圧で
きる。第４図にケルを使用した場合とエポキシ樹脂の場
合の振動伝達率を示す。また、ゲルを用いることにより
、外枠から伝達する横モード振動くずれモード〉を遮断
できる。
２の組合せ重量をＭとした場合これらによるバネ共振系
の共振角周波数はω′Ｆ７Ｙ７１となる。外部からの振
動の角周波数をωとすると、振動伝達率Ａは Ａ−（（１＋ （ｔａｎ δ） ２） ／ （（
ｔａｎ δ）２十（ω／ω′）２−１）２ ） ）
１／２となる。たたし、 ｔａｎδはゲルの損失係数で
ある。Ａを近似すると、ω／ω′〉Ｆηのとき、Ａ嬌に
／Ｍω２となりｋに比例する。バネ定数ｌ（はヤング率
Ｅに比例し２例えば通常のエポキシ樹脂がが兵１×１、
０’ ｄ、 ｙ ｎ ｅ ／ｃｍ２程度であるのに対し
、ゲルは平均的にＥ’＝ＩＸ１０４ｄｙｎｅ／ｃｍ２程
度であるから、にはゲルの方がＩＸ］、Ｏ−５倍程度の
大きさである。従ってバネ共振系の共振周波数を使用周
波数帯域よりも低くすることが可能で、使用帯域内では
振動伝振率Ａ≠ｋ ／ Ｍ ｏｙ ２なるゲルの防振効
果によって振動がら生じる加速度雑音出力を低く抑圧で
きる。第４図にケルを使用した場合とエポキシ樹脂の場
合の振動伝達率を示す。また、ゲルを用いることにより
、外枠から伝達する横モード振動くずれモード〉を遮断
できる。
本実施例ては、圧電素子をベース板を用いて対向貼合せ
にした場合の一実施例について示したが、１つの圧電素
子を用いた場合、あるいはベース板を用いずに２つ以上
の圧電素子を貼合せた場合についても、同様な雑音低減
か可能なことば明らかである。
にした場合の一実施例について示したが、１つの圧電素
子を用いた場合、あるいはベース板を用いずに２つ以上
の圧電素子を貼合せた場合についても、同様な雑音低減
か可能なことば明らかである。
以上説明したように本発明は、圧電素子と外枠との間に
ゲル状の合成樹脂を充てんすることにより、圧電素子と
ゲルで構成される共振系の共振周波数を低くシ、圧電素
子への外来振動によってもたらされる加速度の伝達量を
第４図に示すように約ｌＸｌ０−５倍とすることができ
るので、振動から生ずる加速度による雑音が低減でき、
より微弱な音波まで検出できるという効果を有する。
ゲル状の合成樹脂を充てんすることにより、圧電素子と
ゲルで構成される共振系の共振周波数を低くシ、圧電素
子への外来振動によってもたらされる加速度の伝達量を
第４図に示すように約ｌＸｌ０−５倍とすることができ
るので、振動から生ずる加速度による雑音が低減でき、
より微弱な音波まで検出できるという効果を有する。
第１図は本発明の一実施例の部分断面斜視図。
第２図は従来の受渡器の第−例を示す部分断面斜視図、
第３図は第１図の実施例における圧電素子とベース板の
構成を示す斜視図（ａ＞、圧電素子の第１の接続図（ｂ
）、圧電素子の第２の接続図（Ｃ）、第４図はゲルとエ
ポキシ樹脂の周波数対振動伝達率特性図、第５図は従来
の受渡器の第二例を示す部分断面斜視図である。 ］、ａｌ、ｂ・・・圧電素子、２・・・ベース板、３ａ
〜３ｄ・・・リード線、４・・・ケーブル、５・・・ゲ
ル、６・・・合成樹脂、７・・・電極、８・・・外枠。
第３図は第１図の実施例における圧電素子とベース板の
構成を示す斜視図（ａ＞、圧電素子の第１の接続図（ｂ
）、圧電素子の第２の接続図（Ｃ）、第４図はゲルとエ
ポキシ樹脂の周波数対振動伝達率特性図、第５図は従来
の受渡器の第二例を示す部分断面斜視図である。 ］、ａｌ、ｂ・・・圧電素子、２・・・ベース板、３ａ
〜３ｄ・・・リード線、４・・・ケーブル、５・・・ゲ
ル、６・・・合成樹脂、７・・・電極、８・・・外枠。
Claims (2)
- １．少なくとも１つの平板状の圧電素子と，この圧電素
子を内包して封止するための合成樹脂部材による外枠と
，前記圧電素子と前記外枠間の空間に充填した所定のヤ
ング率のゲル状の合成樹脂とを備えて成ることを特徴と
する受波器。 - ２．前記ゲル状の合成樹脂のヤング率を，前記圧電素子
に前記外枠を介して印加する外来振動に対して防振効果
を呈する１×１０＾３〜１×１０＾５ｄｙｎｅ／ｃｍ＾
２の範囲のものとして設定したことを特徴とする請求項
１記載の受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199542A JPH0484598A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199542A JPH0484598A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484598A true JPH0484598A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16409559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199542A Pending JPH0484598A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0484598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093322A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 水中面受波器 |
| JPWO2010005045A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2012-01-05 | 初則 廣重 | 薄型マイクロフォン及びマイクロフォン付きヘルメット |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935865B2 (ja) * | 1976-08-13 | 1984-08-31 | 播磨耐火煉瓦株式会社 | 高純度ＭｇＯ−ＣａＯ質耐火物の製造法 |
| JPS60233997A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水中音波送受波器 |
| JPS6243640A (ja) * | 1985-08-22 | 1987-02-25 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | ハロゲン化銀写真感光材料 |
| JPH0311900A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 水中音響受波器 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2199542A patent/JPH0484598A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935865B2 (ja) * | 1976-08-13 | 1984-08-31 | 播磨耐火煉瓦株式会社 | 高純度ＭｇＯ−ＣａＯ質耐火物の製造法 |
| JPS60233997A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 水中音波送受波器 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007093322A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 水中面受波器 |
| JPWO2010005045A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2012-01-05 | 初則 廣重 | 薄型マイクロフォン及びマイクロフォン付きヘルメット |
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