JPH0515111Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水中航走体の頭部に装着される送受
波器に関する。

〔従来の技術〕

従来の水中航走体の送受波器としては、第３，
４，６図に示すようなものがあるが、まず第３図
に示すように、水中航走体Ｔの頭部には、海中の
目標を探知するために音波を出したり感知したり
する送受波器Ｎが取り付けられている。

そしてこの送受波器Ｎは、第４図若しくは第６
図に示すように、送受波用の振動子P′をそなえて
おり、同振動子P′は、縦振動の固有振動数調整用
の前方質量部材１０と後方質量部材１２との間に
積層された圧電素子１１を介装して構成されてい
る。なお、振動子P′には、前方質量部材１０およ
び後方質量部材１２の双方も含むものとする。

音響ゴム１は、振動子P′の前面に接着されてお
り、水中航走体Ｔの推進や深度圧によつて生じる
水圧をグリツドプレート３を介して剛性の高いバ
ツクプレート４に伝達し、音響ゴム１が過変形す
るのを防止している。

グリツドプレート３は層状になつており、グリ
ツドプレート３同士のすき間ほか、水中航走体Ｔ
の頭部外殻５′とのすき間および振動子P′とのす
き間には、コルクラバー等のパツド９が振動防止
用として挿入されている。

バツクプレート４は、ボルト６によつて頭部外
殻５′に結合されており、振動子P′に接続された
リード線７が貫通するように、配線孔８が設けら
れている。

そして、リード線７は図示しない後方の管制部
へ接続されている。

従来の水中航走体の送受波器は上述のように構
成されているので、水中を伝播してきた音波は、
音響ゴム１と振動子P′とを振動させる。

振動子P′の振動による歪は、電気信号として検
出されてリード線７により後方の管制部へ伝達さ
れる。

この振動子P′は圧電素子１１のピエゾ効果を利
用したもので、送信と受信とに兼用され、複数個
装備されて、各々の送受信信号で目的物を検出す
るようになつている。

信号の送受信に用いられる振動子P′の縦方向の
固有振動モードは、第５図に示すようになつてい
て、振動子P′の前端部および後端部では振幅が大
きく、振動の腹が形成されているのに対し、中央
部付近には、振動の節が形成されている。

そして、振動子P′は、パツド９により、前方質
量部材１０の後端（拘束点C′）でその振動を拘束
されている。ここで、拘束点C′は前方質量部材１
０とグリツドプレート３との間のパツド９を指す
が、深度圧が音響ゴム面に作用すると、前方質量
部材１０はパツド９を介してグリツドプレート３
に強く押し付けられることになり、この点で振動
子P′の縦振動を拘束するのである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の水中航走体の送受波器で
は、高い外水圧が音響ゴム１の外面に作用する
と、振動子P′の前方質量部材１０が、グリツドプ
レート３にパツド９を介して拘束点C′で強く押え
付けられるので、振動子P′の縦振動は拘束され、
縦振動の固有振動数が変化したり、振幅が制限さ
れたりして、送受波器の機能が損なわれるという
問題点がある。

また、水中航走体Ｔにそなえられた推進装置に
よる振動は、頭部外殻５′、バツクプレート４、
グリツドプレート３および拘束点C′を経て、振動
子P′に伝達されるが、拘束点C′が振動子P′の縦方
向の固有振動モード１５の振幅が大きい位置にあ
るので、推進装置などの外乱振動によつて振動子
P′の縦振動が励起されることになり、これによつ
ても送受波器本来の機能が損なわれるという問題
点がある。

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、外乱振動によつて振動子の縦振動を励
起させないようにした、水中航走体の送受波器を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案の水中航走体の送受波器は、
水中航走体の頭部に装着された送受波用振動子を
そなえ、同振動子が、前方質量部材と中央支持部
材との間および同中央支持部材と後方質量部材と
の間にそれぞれ圧電素子を介装して構成され、上
記前方質量部材が外水と接する音響ゴムに接着さ
れるとともに、上記振動子がその中央支持部材を
水中航走体外殻に保持されており、同中央支持部
材による上記振動子の拘束点が同振動子の縦方向
固有振動モードの節の位置に設定されていること
を特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の水中航走体の送受波器では、振
動子の縦振動モードの節の位置を中央支持部材に
よつて外殻で保持されているので、外乱振動によ
つて振動子の縦振動が励起されない。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としての水
中航走体の送受波器について説明すると、第１図
はその縦断面図、第２図はその振動子の特性を示
す説明図であり、第１，２図中、第４，５，６図
と同じ符号はほぼ同様の部分を示している。

第１図に示すように、水中航走体の頭部外殻５
に形成された穴１７に、送受波用の振動子Ｐが設
けられているが、この振動子Ｐは、前方質量部材
１０、中央支持部材１３、後方質量部材１２なら
びに前方質量部材１０と中央支持部材１３との間
および中央支持部材１３と後方質量部材１２との
間にそれぞれ介装された圧電素子１１をそなえて
構成されている。

また、音響ゴム１がその前面を外水と接するよ
うに設けられるとともに、振動子Ｐの前方質量部
材１０の前面が音響ゴム１の後面に接着されてい
る。

さらに、振動子Ｐは、そのほぼ中央部を、ねじ
結合部を有する中央支持部材１３を介して水中航
走体の頭部外殻５に強固に保持されている。この
中央支持部材１３による振動子Ｐの拘束点Ｃ（第
２図参照）は、後述のごとく、振動子Ｐの縦方向
固有振動モードの節の位置に設定されている。

頭部外殻５の穴１７の縮径部には、雌ねじ部１
４が形成されていて、振動子Ｐの中央支持部材１
３と螺合するようになつている。

したがつて、音響ゴム１に作用する深度圧や着
水時の衝撃圧は、前方質量部材１０、圧電素子１
１、中央支持部材１３を介して、強固な頭部外殻
５に伝達される。

なお、振動子Ｐの後部からは圧電素子１１と図
示しない管制部とを接続するリード線７が配設さ
れている。

本考案の実施例としての水中航走体の送受波器
は上述のように構成されているので、この送受波
器から音波を送信する場合、図示しない管制部か
らリード線７を通じて送信信号が入力されると、
後方質量部材１２を介して圧電素子１１が伸縮
し、振動子Ｐの縦方向固有振動が励起される。

そして、圧電素子１１から前方質量部材１０へ
振動が伝達され、音波が前方質量部材１０の前面
から水中航走体前方の外水中へ送信される。

また、この送受波器が音波を受信する際には、
水中航走体前方の外水中を伝播してきた音波が水
中航走体頭部に到達すると、振動子Ｐの前方質量
部材１０の前面から振動子Ｐを加振することによ
り、その縦方向固有振動が励起される。この固有
振動は、圧電素子１１によつて受感され、リード
線７を通じて図示しない管制部に入力される。

このようにして、水中航走体の送受波器は、音
波の送受信を行ない、海中の目標を探知する。

また、この縦方向の固有振動は、前方質量部材
１０、前方の圧電素子１１および中央支持部材１
３を介して頭部外殻５に伝達されるが、このと
き、中央支持部材１３は振動子Ｐの縦方向の固有
振動の拘束点Ｃ（第２図参照）となり、振動子Ｐ
を強固に保持している。

ところで、励起される振動子Ｐの縦方向の固有
振動モード１５は、第２図に示すように、その中
央部に節を有しており、この振動モード１５の節
の位置が拘束点Ｃとなつている。

したがつて、振動子Ｐの縦方向の固有振動モー
ドの節と頭部外殻５における拘束点Ｃとは一致す
るので、拘束点Ｃから振動子Ｐに伝達される外乱
振動は、縦方向の固有振動モードを励起しない。

なお、超音波振動子Ｐの縦振動の周波数は10K
Hz以上であるので、この周波数領域では外殻５は
見かけ上剛体とは見られず、これにより前方質量
部材１０に圧力波が加わると、伸縮応力波が発生
しそれが振動子Ｐ内を縦方向に伝播し、一部は中
央支持部材１３で反射されるが、大部分は後方質
量部材１２まで到達して反射され、また前方質量
部材１０まで返つてきて反射するという過程を繰
り返し、振動子Ｐ内に定在波が形成される。その
結果振動子Ｐがその中央支持部材１３の部分で外
殻５に固定されていたとしても、振動子Ｐによる
送受信機能が損なわれることはない。

また、送受波に用いる振動子Ｐの１次振動数は
Ｃ点が節の位置になるので、この点を拘束しても
振動子Ｐの振動特性はほとんど変化しない。

なお、振動子Ｐにおける中央支持部材１３を、
接着剤で固着してもよいし、あるいは係止ピンを
貫通させて取付けてもよいが、いずれにしても振
動子Ｐの中央支持部材１３が水中航走体外殻５の
穴１７の内壁に保持される。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の水中航走体の送
受波器によれば、水中航走体の頭部に装着された
送受波用振動子Ｐをそなえ、同振動子Ｐが、前方
質量部材１０と中央支持部材１３との間および同
中央支持部材１３と後方質量部材１２との間にそ
れぞれ圧電素子１１を介装して構成され、上記前
方質量部材１０が外水と接する音響ゴム１に接着
されるとともに、上記振動子Ｐがその中央支持部
材１３を水中航走体外殻５に保持されていて、そ
の拘束点Ｃが振動モード１５の節の位置に設定さ
れるという簡素な構成で、外乱振動によつて振動
子Ｐの縦振動が励起されず、これにより送受波器
の機能が損なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本考案の一実施例としての水中航
走体の送受波器を示すもので、第１図はその縦断
面図、第２図はその振動子の特性を示す説明図で
あり、第３〜６図は従来の水中航走体の送受波器
を示すもので、第３図はその水中航走体頭部への
装着状態を示す側面図、第４図はその縦断面図、
第５図はその振動子の特性を示す説明図、第６図
はその他の例を第４図に対応させて示す縦断面図
である。 １……音響ゴム、５……水中航走体の頭部外
殻、７……リード線、１０……前方質量部材、１
１……圧電素子、１２……後方質量部材、１３…
…中央支持部材、１４……雌ねじ部、１５……縦
方向固有振動モード、１７……穴、Ｃ……拘束
点、Ｐ……振動子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水中航走体の頭部に装着された送受波用振動子
   をそなえ、同振動子が、前方質量部材と中央支持
   部材との間および同中央支持部材と後方質量部材
   との間にそれぞれ圧電素子を介装して構成され、
   上記前方質量部材が外水と接する音響ゴムに接着
   されるとともに、上記振動子がその中央支持部材
   を水中航走体外殻に保持されており、同中央支持
   部材による上記振動子の拘束点が同振動子の縦方
   向固有振動モードの節の位置に設定されているこ
   とを特徴とする、水中航走体の送受波器。