JPH0519879B2 - - Google Patents
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- JPH0519879B2 JPH0519879B2 JP58202164A JP20216483A JPH0519879B2 JP H0519879 B2 JPH0519879 B2 JP H0519879B2 JP 58202164 A JP58202164 A JP 58202164A JP 20216483 A JP20216483 A JP 20216483A JP H0519879 B2 JPH0519879 B2 JP H0519879B2
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- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric film
- transducer
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
- B06B1/0655—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element of cylindrical shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交差８字型の水平指向性を有するソー
ナー用の送受波器に関する。
ナー用の送受波器に関する。
従来、この種のソナー用送受波器は、交差８字
型の水平指向性をもつものとして、第１図に示す
様に、圧電磁器材料１により形成された圧力傾度
型送受波器を、筐体２に直交して取付けたリード
３の付根付近に直角方向に配置し、これらの送受
波器の信号出力を合成して８字型をつくるものが
ある。この送受波器は、コンプライアンスの小さ
い圧電磁器材料１の歪を発生させるに十分な圧力
傾度差を得るために、筐体２から直角方向に音波
の透過しにくい材料で作つたリード３を取付け、
このリード３の付根付近の応力が集中する部分に
圧電磁器材料１を取付ける必要がある。このため
構造が複雑で機械的強度が十分でないなどの欠点
があつた。
型の水平指向性をもつものとして、第１図に示す
様に、圧電磁器材料１により形成された圧力傾度
型送受波器を、筐体２に直交して取付けたリード
３の付根付近に直角方向に配置し、これらの送受
波器の信号出力を合成して８字型をつくるものが
ある。この送受波器は、コンプライアンスの小さ
い圧電磁器材料１の歪を発生させるに十分な圧力
傾度差を得るために、筐体２から直角方向に音波
の透過しにくい材料で作つたリード３を取付け、
このリード３の付根付近の応力が集中する部分に
圧電磁器材料１を取付ける必要がある。このため
構造が複雑で機械的強度が十分でないなどの欠点
があつた。
また、このような欠点を除くために、第２図に
示す様に、圧電フイルム４をコンプライアンスの
小さい材料で作つた円筒形筐体５の外面に取付け
入射してくる音波の圧力により圧電フイルムの内
部に応力を発生させるもの（例えば、特開昭58−
39200号公報）がある。この構造は、コンプライ
アンスの小さい材料で作られている円筒形筐体５
の外径面に圧電フイルム４を取付けるため、圧電
フイルムにはそれ自身が受ける音圧による歪分し
か応力が発生しないので、感度が低く、かつ外面
に圧電フイルムを取付けることから水密方法が難
かしいなどの欠点があつた。
示す様に、圧電フイルム４をコンプライアンスの
小さい材料で作つた円筒形筐体５の外面に取付け
入射してくる音波の圧力により圧電フイルムの内
部に応力を発生させるもの（例えば、特開昭58−
39200号公報）がある。この構造は、コンプライ
アンスの小さい材料で作られている円筒形筐体５
の外径面に圧電フイルム４を取付けるため、圧電
フイルムにはそれ自身が受ける音圧による歪分し
か応力が発生しないので、感度が低く、かつ外面
に圧電フイルムを取付けることから水密方法が難
かしいなどの欠点があつた。
さらに、ソーナー目標の低周波数における方位
探査精度を高める手段として、第３図に示す様
に、交差８字型の水平指向性を有する２台の送受
波器６，７を用いたものもある。この構成は、第
１の送受波器６の水平指向性とは相対的に45度異
なる様に第２の送受波器７を配置し、かつそれと
水平方向に無指向性をもつ第３の送受波器８を組
合せて使用し、それらの受信信号の位相差を利用
して受信信号の和合成又は差合成を行なうことに
より単一指向性を得る方式であるが、交差８字型
の水平指向性を得るためには、筐体２の音波の入
射側と、その裏側とで音圧頃度差（位相差）が
180度異なる必要があり、このため送受波器６及
び送受波器７は一つの筐体にて組立てることが出
来ず独立した送受波器として用意する必要があ
り、したがつて装置の寸法が大きくなるという欠
点があつた。
探査精度を高める手段として、第３図に示す様
に、交差８字型の水平指向性を有する２台の送受
波器６，７を用いたものもある。この構成は、第
１の送受波器６の水平指向性とは相対的に45度異
なる様に第２の送受波器７を配置し、かつそれと
水平方向に無指向性をもつ第３の送受波器８を組
合せて使用し、それらの受信信号の位相差を利用
して受信信号の和合成又は差合成を行なうことに
より単一指向性を得る方式であるが、交差８字型
の水平指向性を得るためには、筐体２の音波の入
射側と、その裏側とで音圧頃度差（位相差）が
180度異なる必要があり、このため送受波器６及
び送受波器７は一つの筐体にて組立てることが出
来ず独立した送受波器として用意する必要があ
り、したがつて装置の寸法が大きくなるという欠
点があつた。
本発明の目的は、このような欠点を除去し、高
感度で小型化が計れかつ方位探査性能の優れた探
知装置を得ることのできる送受波器を提供するこ
とにある。
感度で小型化が計れかつ方位探査性能の優れた探
知装置を得ることのできる送受波器を提供するこ
とにある。
本発明の送受波器は、高分子材および圧電磁性
材を含む複合圧電材あるいは高分子圧電材により
形成された圧電フイルムを、偶数等分してお互に
重らないように円筒形に配設しかつ相対する圧電
フイルムの極性が逆となるように接続して直角交
差８字型指向性をもたせた第１の送受波部と、こ
の第１の送受波部の円筒面の一方の面に同心円状
に設けられた可撓性の絶縁部材と、この絶縁部材
を介して前記第１の送受波部と同心円状かつ円筒
状に重ねて前記圧電フイルムと同様の圧電フイル
ムを形成し無指向性をもたせた第２の送受波部と
を含み構成される。
材を含む複合圧電材あるいは高分子圧電材により
形成された圧電フイルムを、偶数等分してお互に
重らないように円筒形に配設しかつ相対する圧電
フイルムの極性が逆となるように接続して直角交
差８字型指向性をもたせた第１の送受波部と、こ
の第１の送受波部の円筒面の一方の面に同心円状
に設けられた可撓性の絶縁部材と、この絶縁部材
を介して前記第１の送受波部と同心円状かつ円筒
状に重ねて前記圧電フイルムと同様の圧電フイル
ムを形成し無指向性をもたせた第２の送受波部と
を含み構成される。
本発明の送受波器は、可撓性を有する円筒型弾
性体の内面に圧電フイルムをお互いが重ならない
様にｍ等分（ｍは２以上の偶数）して取付けかつ
相対する２つの圧電フイルムの極性が逆になるよ
うに接続して交差８字型の水平指向性をもつよう
にした第１の送受波部を、可撓性を有する絶縁材
料を介して１層以上設け、かつ水平方向に無指向
性の第２の送受波部を前記絶縁材料を介して第１
の送受波部と同心円状に設けたことを特徴とす
る。
性体の内面に圧電フイルムをお互いが重ならない
様にｍ等分（ｍは２以上の偶数）して取付けかつ
相対する２つの圧電フイルムの極性が逆になるよ
うに接続して交差８字型の水平指向性をもつよう
にした第１の送受波部を、可撓性を有する絶縁材
料を介して１層以上設け、かつ水平方向に無指向
性の第２の送受波部を前記絶縁材料を介して第１
の送受波部と同心円状に設けたことを特徴とす
る。
次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。
明する。
なお、本発明の送受波器は、電気から音響への
変換及び音響から電気への変換のいずれも可能な
可逆性を有するものであるが、以下音響から電気
への変換する場合について説明する。
変換及び音響から電気への変換のいずれも可能な
可逆性を有するものであるが、以下音響から電気
への変換する場合について説明する。
第４図ａ，ｂは本発明の第１の実施例の構造を
示す斜視図およびその平面図である。この実施例
は、可撓性を有する円筒型弾性体９に円筒型弾性
体の内面を４等分するように圧電フイルム１１，
１２，１３，１４を取付け、かつその内面に可撓
性を有する絶縁材料１５，１６を介して全周にわ
たつて圧電フイルム１７を取付けた構造を示して
いる。これら圧電フイルム１１〜１４，１７とし
ては、高分子プラスチツクからなるKFピエゾフ
イルム（クレハ化学製）や、ゴムと圧電磁器材と
からなるピエゾフレツクス（東北金属製）などが
ある。この図における（＋），（−）の表示はそれ
ぞれの圧電フイルムの極性を表している。
示す斜視図およびその平面図である。この実施例
は、可撓性を有する円筒型弾性体９に円筒型弾性
体の内面を４等分するように圧電フイルム１１，
１２，１３，１４を取付け、かつその内面に可撓
性を有する絶縁材料１５，１６を介して全周にわ
たつて圧電フイルム１７を取付けた構造を示して
いる。これら圧電フイルム１１〜１４，１７とし
ては、高分子プラスチツクからなるKFピエゾフ
イルム（クレハ化学製）や、ゴムと圧電磁器材と
からなるピエゾフレツクス（東北金属製）などが
ある。この図における（＋），（−）の表示はそれ
ぞれの圧電フイルムの極性を表している。
この送受波器の作動の原理を第５図により説明
する。
する。
今、第５図ａの模式図のように、実線矢印（右
側）の方向から音波が入射すると、この円筒型弾
性体９に圧力分布を生じ、音波の入射軸上にある
弾性体上の圧電フイルム１１，１２の点Ａと点Ｂ
では円筒型弾性体の外周を音波が回折することに
より、ある瞬時において、第５図ｂに示す様な圧
力差を生じ、このため円筒型弾性体９に歪を生じ
る。この歪は円筒型弾性体９の内面に取付られて
いる圧電フイルムにも生じるので、圧電フイルム
１１，１２には、第６図ａの実線矢印で示すよう
に、互に逆方向に、各々電圧V1，V2を発生する。
この時第６図ａに示す様に圧電フイルム１１，１
２の極性を反対にして接続することにより出力端
子２１，２２間には出力電圧Ｖを得ることが出来
る。
側）の方向から音波が入射すると、この円筒型弾
性体９に圧力分布を生じ、音波の入射軸上にある
弾性体上の圧電フイルム１１，１２の点Ａと点Ｂ
では円筒型弾性体の外周を音波が回折することに
より、ある瞬時において、第５図ｂに示す様な圧
力差を生じ、このため円筒型弾性体９に歪を生じ
る。この歪は円筒型弾性体９の内面に取付られて
いる圧電フイルムにも生じるので、圧電フイルム
１１，１２には、第６図ａの実線矢印で示すよう
に、互に逆方向に、各々電圧V1，V2を発生する。
この時第６図ａに示す様に圧電フイルム１１，１
２の極性を反対にして接続することにより出力端
子２１，２２間には出力電圧Ｖを得ることが出来
る。
今、第５図ａにおいて入射音波の方向θが点Ａ
−Ｂを結ぶ線分上から反時計方向に角度θ移動し
た時の出力端子２１，２２での８字型指向性パタ
ーンは、第６図ｂに示すようになる。ここで
（＋）及び（−）は電圧の位相差を示す。また、
圧電フイルム１３，１４についても同様の原理か
ら圧電フイルム１１，１２による８字型指向性に
直交した８字型指向性が得られる。さらに、内面
の全周にわたつて取付けられた圧電フイルム１７
の出力端子２３，２４間には、第７図ａに示すよ
うに入射音皮の角度θに無関係に一定な同じ位相
（＋）の電圧パターン（無指向性パターン）が得
られる。これら２つの電圧（指向性）パターンを
合成することにより第７図ｂに示す単一指向性２
０が得られる。
−Ｂを結ぶ線分上から反時計方向に角度θ移動し
た時の出力端子２１，２２での８字型指向性パタ
ーンは、第６図ｂに示すようになる。ここで
（＋）及び（−）は電圧の位相差を示す。また、
圧電フイルム１３，１４についても同様の原理か
ら圧電フイルム１１，１２による８字型指向性に
直交した８字型指向性が得られる。さらに、内面
の全周にわたつて取付けられた圧電フイルム１７
の出力端子２３，２４間には、第７図ａに示すよ
うに入射音皮の角度θに無関係に一定な同じ位相
（＋）の電圧パターン（無指向性パターン）が得
られる。これら２つの電圧（指向性）パターンを
合成することにより第７図ｂに示す単一指向性２
０が得られる。
第８図は本発明の第２の実施例の送受波器の平
面図である．この実施例は、第１の実施例におけ
る送受波器の内面に、第１の実施例の直交交差８
字型水平指向性に対し相対的に45度異なる方向
に、４等分した圧電フイルム３１，３２，３３，
３４を可撓性を有する絶縁材料３０，３５を介し
て取付けたものである。この場合、第７図ｂに示
した単一指向性２０の数を倍増させた送受波器が
得られ、方向弁別性能もさらに向上させることが
出来る。
面図である．この実施例は、第１の実施例におけ
る送受波器の内面に、第１の実施例の直交交差８
字型水平指向性に対し相対的に45度異なる方向
に、４等分した圧電フイルム３１，３２，３３，
３４を可撓性を有する絶縁材料３０，３５を介し
て取付けたものである。この場合、第７図ｂに示
した単一指向性２０の数を倍増させた送受波器が
得られ、方向弁別性能もさらに向上させることが
出来る。
なお、これら実施例は、円筒型弾性体の内面に
取付ける圧電フイルムの分割数を４等分として説
明し、また３層目の圧電フイルムの取付方向を第
１層目の直交交差８字型水平指向性に対して45度
異なる方向に取付けるとして説明したが、本発明
においては、これら限定されることなく、圧電フ
イルムを４等分以外の偶数等分に分割したり、ま
た３層以上に積層したり、直交交差８字水平指向
性に対し45度以外の方向に向けて取付けてもかま
わない。また、垂直方向の指向性を得るために、
例えば第１または第２の実施例の送受波器を２台
以上縦に積層して使用してもよい。さらに、外側
の円筒弾性体９を圧電フイルム１１〜１４、また
は１７により形成すれば、外側の円筒弾性体９に
よる特性劣化をなくすことも出来る。また、無指
向性をもつ送受波部と８字型指向性をもつ送受波
部の位置を互に入れかえることも可能である。
取付ける圧電フイルムの分割数を４等分として説
明し、また３層目の圧電フイルムの取付方向を第
１層目の直交交差８字型水平指向性に対して45度
異なる方向に取付けるとして説明したが、本発明
においては、これら限定されることなく、圧電フ
イルムを４等分以外の偶数等分に分割したり、ま
た３層以上に積層したり、直交交差８字水平指向
性に対し45度以外の方向に向けて取付けてもかま
わない。また、垂直方向の指向性を得るために、
例えば第１または第２の実施例の送受波器を２台
以上縦に積層して使用してもよい。さらに、外側
の円筒弾性体９を圧電フイルム１１〜１４、また
は１７により形成すれば、外側の円筒弾性体９に
よる特性劣化をなくすことも出来る。また、無指
向性をもつ送受波部と８字型指向性をもつ送受波
部の位置を互に入れかえることも可能である。
以上の説明したように、本発明は、交差８字型
水平指向性と無指向性との受信信号を合成するこ
とにより、単一指向性を有し、高感度で小型化が
計れ、方位弁別性能の優れた体受波器を得ること
ができる。
水平指向性と無指向性との受信信号を合成するこ
とにより、単一指向性を有し、高感度で小型化が
計れ、方位弁別性能の優れた体受波器を得ること
ができる。
第１図，第２図は従来の交差８字型水平指向性
をもつ送受波器の斜視図、第３図は第１図の送受
波器２台と水平方向に無指向性を有する送受波器
とを組合せて方位弁別性能を高めた送受波器の斜
視図、第４図ａ，ｂは本発明の第１の実施例の送
受波器の斜視図およびその平面図、第５図ａ，ｂ
は本実施例の作動の原理を説明する照式図とその
出力特性図、第６図ａ，ｂは第５図の圧電フイル
ム１１，１２に発生する電圧の方向を示す接続図
とその指向性パターン図、第７図ａ，ｂは第５図
の圧電フイルム１７に発生する指向性パターン図
および総合指向性パターン図、第８図は本発明の
第２の実施例の送受波器を上方からみた平面図で
ある。図において、 １……圧電磁器材料、２，５……筐体、３……
リード、４，１１〜１４，１７，３１〜３４……
圧電フイルム、６，７……字型送受波器、８……
無指向性の送受波器、９……可撓性弾性体、１
５，１６，３０，３５……可撓性を有する絶縁材
料、２０……単一指向性パターン、２１〜〜２４
……圧電フイルムからの電気端子、である。
をもつ送受波器の斜視図、第３図は第１図の送受
波器２台と水平方向に無指向性を有する送受波器
とを組合せて方位弁別性能を高めた送受波器の斜
視図、第４図ａ，ｂは本発明の第１の実施例の送
受波器の斜視図およびその平面図、第５図ａ，ｂ
は本実施例の作動の原理を説明する照式図とその
出力特性図、第６図ａ，ｂは第５図の圧電フイル
ム１１，１２に発生する電圧の方向を示す接続図
とその指向性パターン図、第７図ａ，ｂは第５図
の圧電フイルム１７に発生する指向性パターン図
および総合指向性パターン図、第８図は本発明の
第２の実施例の送受波器を上方からみた平面図で
ある。図において、 １……圧電磁器材料、２，５……筐体、３……
リード、４，１１〜１４，１７，３１〜３４……
圧電フイルム、６，７……字型送受波器、８……
無指向性の送受波器、９……可撓性弾性体、１
５，１６，３０，３５……可撓性を有する絶縁材
料、２０……単一指向性パターン、２１〜〜２４
……圧電フイルムからの電気端子、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高分子材および圧電磁性材を含む複合圧電材
あるいは高分子圧電材により形成された圧電フイ
ルムを、偶数等分してお互に重らないように円筒
形に配設しかつ相対する圧電フイルムの極性が逆
となるように接続して直角交差８字型指向性をも
たせた第１の送受波部と、この第１の送受波部の
円筒面の一方の面に同心円状に設けられた可撓性
の絶縁部材と、この絶縁部材を介して前記第１の
送受波部と同心円状に重ねて円筒状に前記圧電フ
イルムと同様の圧電フイルムを形成し無指向性を
もたせた第２の送受波部とを含む送受波器。 ２ 第１の送受波部が直角交差８字型指向性の方
向を互に所定角度異らせた複数層の送受波部から
なる特許請求の範囲第１項記載の送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20216483A JPS6094600A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20216483A JPS6094600A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094600A JPS6094600A (ja) | 1985-05-27 |
| JPH0519879B2 true JPH0519879B2 (ja) | 1993-03-17 |
Family
ID=16453015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20216483A Granted JPS6094600A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094600A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827075A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | Nec Corp | 電気音響変換器 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP20216483A patent/JPS6094600A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827075A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | Nec Corp | 電気音響変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6094600A (ja) | 1985-05-27 |
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