JPH0582796B2 - - Google Patents
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- JPH0582796B2 JPH0582796B2 JP2114885A JP2114885A JPH0582796B2 JP H0582796 B2 JPH0582796 B2 JP H0582796B2 JP 2114885 A JP2114885 A JP 2114885A JP 2114885 A JP2114885 A JP 2114885A JP H0582796 B2 JPH0582796 B2 JP H0582796B2
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Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の産業上の利用分野）
本発明は遠距離ソーナー、海洋資源探査などに
使用される低周波帯でハイパワーの水中超音波送
波器に関するものである。
使用される低周波帯でハイパワーの水中超音波送
波器に関するものである。
（従来技術）
水中において低周波の超音波は高周波のそれと
比較して伝般損失が少なく、より遠方まで到達す
ることができるために、ソーナー、海洋資源探
査、海流の調査などの分野で低周波の超音波を利
用することは数々の長所がある。従来から水中に
おいて強力超音波を放射する送波器として動電形
送波器と圧電形送波器が知られている。動電形送
波器は大きな変位がとりうる反面、発生力が小さ
いことにより低周波で小型のトランスジユーサを
得ることは極めて困難である。また、圧電形送波
器は、電気機械エネルギー変換材料としてジルコ
ンチタン酸鉛系圧電磁器が用いられている。圧電
磁器それ自身は水に比べて約20倍以上も音響イン
ピーダンスが大きいために発生力は極めて大きい
という利点はあるものの音響放射において媒質排
除に必要な変位をとることができないという欠点
がある。低周波になるに従い単位放射面積当りの
音響放射インピーダンスが極めて小さくなること
を考慮すると、低周波で効率の良い音響放射を行
うためには、圧電磁器の変位をより一層拡大させ
て音響放射を行う必要がある。
比較して伝般損失が少なく、より遠方まで到達す
ることができるために、ソーナー、海洋資源探
査、海流の調査などの分野で低周波の超音波を利
用することは数々の長所がある。従来から水中に
おいて強力超音波を放射する送波器として動電形
送波器と圧電形送波器が知られている。動電形送
波器は大きな変位がとりうる反面、発生力が小さ
いことにより低周波で小型のトランスジユーサを
得ることは極めて困難である。また、圧電形送波
器は、電気機械エネルギー変換材料としてジルコ
ンチタン酸鉛系圧電磁器が用いられている。圧電
磁器それ自身は水に比べて約20倍以上も音響イン
ピーダンスが大きいために発生力は極めて大きい
という利点はあるものの音響放射において媒質排
除に必要な変位をとることができないという欠点
がある。低周波になるに従い単位放射面積当りの
音響放射インピーダンスが極めて小さくなること
を考慮すると、低周波で効率の良い音響放射を行
うためには、圧電磁器の変位をより一層拡大させ
て音響放射を行う必要がある。
従来、低周波数帯（3KHz以下）におけるハイ
パワー送波器として、例えばR.S.Woollett、
“Trend and Problem in Sonar Transducer
Design”、IEEE Trans.on Ultrasonics
Engineering pp116−124（1963.11）に記載されて
いるように、第２図に示す円板の屈曲振動を利用
した屈曲形送波器、あるいはG.Brigham and B.
Grass、“Present Status in Flextensional
Transducer Technology”、J.Acoust.Soc.Am.、
vol.68、No.４、pp1046−1052（1980.10）に記載さ
れているように、第３図に示す楕円形シエルを用
いた屈曲伸び送波器が知られている。
パワー送波器として、例えばR.S.Woollett、
“Trend and Problem in Sonar Transducer
Design”、IEEE Trans.on Ultrasonics
Engineering pp116−124（1963.11）に記載されて
いるように、第２図に示す円板の屈曲振動を利用
した屈曲形送波器、あるいはG.Brigham and B.
Grass、“Present Status in Flextensional
Transducer Technology”、J.Acoust.Soc.Am.、
vol.68、No.４、pp1046−1052（1980.10）に記載さ
れているように、第３図に示す楕円形シエルを用
いた屈曲伸び送波器が知られている。
（従来技術の問題点）
第２図に示した円形平板を用いた屈曲形送波器
は、周知のように円形バイモルフ振動子を送波器
に用いたものである。第２図においては１０はジ
ルコンチタン酸鉛系圧電磁器板、１１はニツケ
ル、ステンレススチールなどの金属板であり、こ
れらでバイモルフ振動子を構成し、バイモルフ振
動子自身を音響放射体としている。また、１２は
キヤビテイ、１３はハウジングケースである。し
かしながら、第２図に示した送波器は、１０の圧
電磁器板として大面積の圧電磁器板を得ることが
できないことから、多数のセグメント磁器板をモ
ザイク式に金属板１１に接着することによつてバ
イモルフ振動子が得られているのが現状である。
即ち、大面積の磁器板が使えないために、送波器
としての媒質排除能力が十分とは言えず、ハイパ
ワー送波には不適当である。また、たとえ大面積
の圧電磁器板が得られたとしても、構造上バイモ
ルフ振動子は撓みコンプライアンスがかなり大き
くそれほど大きな媒質排除能力は望むべくもな
い。
は、周知のように円形バイモルフ振動子を送波器
に用いたものである。第２図においては１０はジ
ルコンチタン酸鉛系圧電磁器板、１１はニツケ
ル、ステンレススチールなどの金属板であり、こ
れらでバイモルフ振動子を構成し、バイモルフ振
動子自身を音響放射体としている。また、１２は
キヤビテイ、１３はハウジングケースである。し
かしながら、第２図に示した送波器は、１０の圧
電磁器板として大面積の圧電磁器板を得ることが
できないことから、多数のセグメント磁器板をモ
ザイク式に金属板１１に接着することによつてバ
イモルフ振動子が得られているのが現状である。
即ち、大面積の磁器板が使えないために、送波器
としての媒質排除能力が十分とは言えず、ハイパ
ワー送波には不適当である。また、たとえ大面積
の圧電磁器板が得られたとしても、構造上バイモ
ルフ振動子は撓みコンプライアンスがかなり大き
くそれほど大きな媒質排除能力は望むべくもな
い。
次に第３図に示した屈曲伸び送波器は圧電磁器
からなるアクテイブ柱状体２０が長軸方向に伸び
変位をしたときに、楕円シエル２１が図中の矢印
で示すように柱状態２０の数倍の変位で収縮する
一種の変位拡大機構を有する送波器である。（楕
円シエルの４分の１部分だけ矢印で示す。）この
送波器は楕円シエルを音響放射体に用いているた
め、構造的にバイモルフ円板より遥かに大きな剛
性が得られることから、第２図のバイモルフ円板
を用いた送波器よりハイパワー送波に優れた送波
器であるとされている。
からなるアクテイブ柱状体２０が長軸方向に伸び
変位をしたときに、楕円シエル２１が図中の矢印
で示すように柱状態２０の数倍の変位で収縮する
一種の変位拡大機構を有する送波器である。（楕
円シエルの４分の１部分だけ矢印で示す。）この
送波器は楕円シエルを音響放射体に用いているた
め、構造的にバイモルフ円板より遥かに大きな剛
性が得られることから、第２図のバイモルフ円板
を用いた送波器よりハイパワー送波に優れた送波
器であるとされている。
第３図に示した屈曲伸美送波器の共振周波数
は、アクテイブ柱状体２０のスチフネスがシエル
のそれに比べて相当大きいために、楕円シエル２
１自身の共振周波数の２倍かそれ以上の値とな
る。即ち、一定寸法を有する楕円シエル２１自身
の屈曲伸びモードに関する共振周波数を相当低下
させることなしには、屈曲伸び送波器の低周波小
型化は達成されないわけであり、屈曲伸び送波器
においてシエル自身の共進周波数の一層の低下が
望まれている。しかしながら以下に述べる理由に
より、この楕円シエル自身の低周波小型化は極め
て困難である。
は、アクテイブ柱状体２０のスチフネスがシエル
のそれに比べて相当大きいために、楕円シエル２
１自身の共振周波数の２倍かそれ以上の値とな
る。即ち、一定寸法を有する楕円シエル２１自身
の屈曲伸びモードに関する共振周波数を相当低下
させることなしには、屈曲伸び送波器の低周波小
型化は達成されないわけであり、屈曲伸び送波器
においてシエル自身の共進周波数の一層の低下が
望まれている。しかしながら以下に述べる理由に
より、この楕円シエル自身の低周波小型化は極め
て困難である。
この楕円シエルの動作を説明するために、楕円
シエルの長軸をｘ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向を
ｚ軸に対応させて、楕円シエルの４分の１部分を
第４図に示す。楕円シエルの肉厚の中心とｘ軸と
が交わる点を（ａ、０）、またｙ軸と交わる点を
（０、ｂ）とする。即ち楕円シエルの長径をａ、
短径をｂとする。いま、アクテイブ柱状体２０が
伸びてＰ点を＋ｘ方向にξだけ変位させたとき、
楕円シエル自身のもつ変位拡大機構により、Ｑ点
において−ｙ方向にξの数倍の変位が現われるわ
けで、シエル全体として媒質を引き込むことにな
る。これに対して、アクテイブ柱状体が収縮した
ときシエル全体としては媒質を排除する方向に働
くわけである。この場合、楕円シエルをｘ軸で切
つた断面はｘ軸に平行に、あたかもローラーをは
いたかのように、並進変位するだけでｚ軸廻りの
回転変位は零である。従つて、ｚ軸廻りの回転を
許さない分だけ、シエルの動きに関する拘束が大
きくなり、シエルの共振周波数が高くなる。屈曲
伸び送波器は、楕円シエル自身の共振周波数が、
以上のような理由により低下しにくいために低周
波小型化は極めて困難となつている。
シエルの長軸をｘ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向を
ｚ軸に対応させて、楕円シエルの４分の１部分を
第４図に示す。楕円シエルの肉厚の中心とｘ軸と
が交わる点を（ａ、０）、またｙ軸と交わる点を
（０、ｂ）とする。即ち楕円シエルの長径をａ、
短径をｂとする。いま、アクテイブ柱状体２０が
伸びてＰ点を＋ｘ方向にξだけ変位させたとき、
楕円シエル自身のもつ変位拡大機構により、Ｑ点
において−ｙ方向にξの数倍の変位が現われるわ
けで、シエル全体として媒質を引き込むことにな
る。これに対して、アクテイブ柱状体が収縮した
ときシエル全体としては媒質を排除する方向に働
くわけである。この場合、楕円シエルをｘ軸で切
つた断面はｘ軸に平行に、あたかもローラーをは
いたかのように、並進変位するだけでｚ軸廻りの
回転変位は零である。従つて、ｚ軸廻りの回転を
許さない分だけ、シエルの動きに関する拘束が大
きくなり、シエルの共振周波数が高くなる。屈曲
伸び送波器は、楕円シエル自身の共振周波数が、
以上のような理由により低下しにくいために低周
波小型化は極めて困難となつている。
一方、楕円シエルの形状、肉厚を変えて低周波
小型化を図ろうとする試みも当然考えられること
である。
小型化を図ろうとする試みも当然考えられること
である。
まず楕円シエルの形状を変えた場合、ｂ／ａを
大きくしていつて円に近ずけて行くほど確かにシ
エル共振周波数は低下する。しかしこの場合、
ｂ／ａを大きくするほど周波数低下に比べて変位
拡大率が大幅に減少してしまうために形状を変え
て小型化をはかるメリツトはなくなる。また、シ
エルの肉厚を小さくした場合にも、共振周波数が
低下することが認められる。しかし、この場合、
シエルの媒質排除能力が低下するばかりか、耐水
圧特性も著しく劣化するという欠点がある。
大きくしていつて円に近ずけて行くほど確かにシ
エル共振周波数は低下する。しかしこの場合、
ｂ／ａを大きくするほど周波数低下に比べて変位
拡大率が大幅に減少してしまうために形状を変え
て小型化をはかるメリツトはなくなる。また、シ
エルの肉厚を小さくした場合にも、共振周波数が
低下することが認められる。しかし、この場合、
シエルの媒質排除能力が低下するばかりか、耐水
圧特性も著しく劣化するという欠点がある。
（発明の目的）
本発明はこのような従来のトランスジユーサの
欠点を除去せしめて、低周波帯において小型でハ
イパワー特性に優れた双方向性ないしは無指向性
の送波器を提供することにある。
欠点を除去せしめて、低周波帯において小型でハ
イパワー特性に優れた双方向性ないしは無指向性
の送波器を提供することにある。
（発明の構成）
本発明の送波器は、圧電磁器あるいは磁歪材料
を用いたアクテイブ柱状体と、このアクテイブ柱
状体を挟んでその両側に配置された非アクテイブ
柱状体と、このアクテイブ柱状体及び非アクテイ
ブ柱状体のそれぞれの端部にヒンジを介して接続
されたレバーと、２個のレバーにそれぞれヒンジ
を介して接続されたコンベツクスシエルとを備え
たことを特徴とする低周波水中超音波送波器であ
る。
を用いたアクテイブ柱状体と、このアクテイブ柱
状体を挟んでその両側に配置された非アクテイブ
柱状体と、このアクテイブ柱状体及び非アクテイ
ブ柱状体のそれぞれの端部にヒンジを介して接続
されたレバーと、２個のレバーにそれぞれヒンジ
を介して接続されたコンベツクスシエルとを備え
たことを特徴とする低周波水中超音波送波器であ
る。
（構成の詳細な説明）
本発明の送波器は上記２段変位拡大機構を有す
る構成とすることにより従来技術の問題点を改善
している。以下図面に従つて説明する。
る構成とすることにより従来技術の問題点を改善
している。以下図面に従つて説明する。
第１図はコンベツクス型シエルを用いた本発明
の送波器の一例を示したものである。第１図の送
波器の動作原理について詳細に説明する。第１図
において３１は圧電磁器あるいは磁歪材料を用い
たアクテイブ柱状体であり、電圧あるいは電流を
入力することにより縦振動が励振されるものであ
る。このアクテイブ柱状体３はヒンジ３２，３
２′を介してレバー３４に接続している。また非
アクテイブ柱状体３１′はアクテイブ柱状体３１
に並列に配置されており、ヒンジ３３，３３′を
介してレバー３４と接続している。ヒンジと非ア
クテイブ柱状体からなる系は高張力鋼などの機械
的強度の大きな材料からできており、縦変位に対
しては相当大きな剛性を有し、撓み変位に対して
は柔軟に働くように設計される。
の送波器の一例を示したものである。第１図の送
波器の動作原理について詳細に説明する。第１図
において３１は圧電磁器あるいは磁歪材料を用い
たアクテイブ柱状体であり、電圧あるいは電流を
入力することにより縦振動が励振されるものであ
る。このアクテイブ柱状体３はヒンジ３２，３
２′を介してレバー３４に接続している。また非
アクテイブ柱状体３１′はアクテイブ柱状体３１
に並列に配置されており、ヒンジ３３，３３′を
介してレバー３４と接続している。ヒンジと非ア
クテイブ柱状体からなる系は高張力鋼などの機械
的強度の大きな材料からできており、縦変位に対
しては相当大きな剛性を有し、撓み変位に対して
は柔軟に働くように設計される。
第１図の矢印で示すようにアクテイブ柱状体が
ξ1だけ変位すると、レバー３４は内側に角度θだ
け回転し、レバー端Ｐ，P′において拡大された変
位ξ2が発生する。この場合、レバーには十分大き
な剛性を有する材料（たとえば高張力ステンレス
鋼）を用いることにより、レバーはほとんど剛体
回転に近い動きを示し、ヒンジ３２，３３（ある
いは３２′，３３′）間の距離をｌ、ヒンジ３３と
Ｐ（あるいは３３′とP′）との距離l2とすると、幾
何学的に拡大された変位ξ2は ｜ξ2｜＝l2／l1｜ξ1｜ (1) となる。例えばl2＝3l1とするとアクテイブ柱状体
の変位ξ1に対し３倍の拡大された変位がＰ，P′点
において発生するわけである。このときてこの支
点の働きをする非アクテイブ柱状体は、アクテイ
ブ柱状体３１で励振された縦振動を効率良くレバ
ー３４に伝達させるために、縦振動に関する剛性
を前述のように相当大きくする必要がある。ま
た、レバー３４がてこの支点Ｑ，Q′廻りに角度
θだけ回転すると、レバーに当接するヒンジ３
２，３２′，３３，３３′部分も角度θだけ撓み変
形を起し、撓みモーメントが発生する。この撓み
モーメントの大きさはヒンジ３２，３２′，３３，
３３′の撓みコンプライアンスが小さいほど大き
い。即ち、ヒンジ３２，３２′，３３，３３′の撓
みコンプライアンスが小さいほどレバー３４の回
転を阻害することになり、ヒンジ３２，３２′，
３３，３３′として縦コンプライアンスは小さく、
撓みコンプライアンスが大きいヒンジ（例えば平
板状ヒンジ）が好適である。また、本発明の第１
段変位拡大機構に関してレバー３４が角度θだけ
回転しても、構造上撓みモーメントが相殺されて
アクテイブ柱状体３１内に生ずる撓みモーメント
はほとんど零となる著るしく優れた特徴を有す
る。即ち、アクテイブ柱状体にはほとんど曲げ変
形が生ずることはないので、堅牢な第１段変位拡
大機構を実現することができるわけである。
ξ1だけ変位すると、レバー３４は内側に角度θだ
け回転し、レバー端Ｐ，P′において拡大された変
位ξ2が発生する。この場合、レバーには十分大き
な剛性を有する材料（たとえば高張力ステンレス
鋼）を用いることにより、レバーはほとんど剛体
回転に近い動きを示し、ヒンジ３２，３３（ある
いは３２′，３３′）間の距離をｌ、ヒンジ３３と
Ｐ（あるいは３３′とP′）との距離l2とすると、幾
何学的に拡大された変位ξ2は ｜ξ2｜＝l2／l1｜ξ1｜ (1) となる。例えばl2＝3l1とするとアクテイブ柱状体
の変位ξ1に対し３倍の拡大された変位がＰ，P′点
において発生するわけである。このときてこの支
点の働きをする非アクテイブ柱状体は、アクテイ
ブ柱状体３１で励振された縦振動を効率良くレバ
ー３４に伝達させるために、縦振動に関する剛性
を前述のように相当大きくする必要がある。ま
た、レバー３４がてこの支点Ｑ，Q′廻りに角度
θだけ回転すると、レバーに当接するヒンジ３
２，３２′，３３，３３′部分も角度θだけ撓み変
形を起し、撓みモーメントが発生する。この撓み
モーメントの大きさはヒンジ３２，３２′，３３，
３３′の撓みコンプライアンスが小さいほど大き
い。即ち、ヒンジ３２，３２′，３３，３３′の撓
みコンプライアンスが小さいほどレバー３４の回
転を阻害することになり、ヒンジ３２，３２′，
３３，３３′として縦コンプライアンスは小さく、
撓みコンプライアンスが大きいヒンジ（例えば平
板状ヒンジ）が好適である。また、本発明の第１
段変位拡大機構に関してレバー３４が角度θだけ
回転しても、構造上撓みモーメントが相殺されて
アクテイブ柱状体３１内に生ずる撓みモーメント
はほとんど零となる著るしく優れた特徴を有す
る。即ち、アクテイブ柱状体にはほとんど曲げ変
形が生ずることはないので、堅牢な第１段変位拡
大機構を実現することができるわけである。
第２段変位拡大機構に関して、Ｐ，P′点におい
てξ2だけ縦変位すると、ヒンジ３５，３５′を介
してコンベツクスシエルの形状効果により、ξ2よ
りさらに拡大された変位ξ3が図の矢印に示された
ように与えられる。この場合、ヒンジ３５，３
５′はレバー３４からの縦変位を効果的にシエル
に伝えるため、縦変位に対する剛性を大きく設計
する必要がある。また送波器の低周波小型化のた
めシエル３６，３６′自身とヒンジ３５，３５′か
らなる系の共振周波数を低下させる必要があるた
め、ヒンジ３５，３５′自身は撓み変形に対して
柔軟に働く方が有効である。即ち、シエル３６，
３６′をヒンジ３５，３５′との接点において、回
転を許さないロール支持とした場合に比べて、本
発明に従うように回転に対して柔軟であるように
ヒンジの撓みコンプライアンスを大きく設計した
場合には、シエルとヒンジからなる系の共振周波
数は、実験的に約２分の１近くまで低下すること
が明らかとなつた。従つて、ヒンジ３５，３５′
を介さずレバー３４に直接コンベツクスシエル３
６，３６′を接着させた構成と比べて、本発明に
基ずく送波器は更に一層の低周波小型化がはかれ
るのである。このように本発明の送波器は２段階
の変位拡大機構を有するため、音響放射面（シエ
ルの外表面）において極めて大きな変位が与えら
れ、小型で音響放射能力の優れたものと言える。
てξ2だけ縦変位すると、ヒンジ３５，３５′を介
してコンベツクスシエルの形状効果により、ξ2よ
りさらに拡大された変位ξ3が図の矢印に示された
ように与えられる。この場合、ヒンジ３５，３
５′はレバー３４からの縦変位を効果的にシエル
に伝えるため、縦変位に対する剛性を大きく設計
する必要がある。また送波器の低周波小型化のた
めシエル３６，３６′自身とヒンジ３５，３５′か
らなる系の共振周波数を低下させる必要があるた
め、ヒンジ３５，３５′自身は撓み変形に対して
柔軟に働く方が有効である。即ち、シエル３６，
３６′をヒンジ３５，３５′との接点において、回
転を許さないロール支持とした場合に比べて、本
発明に従うように回転に対して柔軟であるように
ヒンジの撓みコンプライアンスを大きく設計した
場合には、シエルとヒンジからなる系の共振周波
数は、実験的に約２分の１近くまで低下すること
が明らかとなつた。従つて、ヒンジ３５，３５′
を介さずレバー３４に直接コンベツクスシエル３
６，３６′を接着させた構成と比べて、本発明に
基ずく送波器は更に一層の低周波小型化がはかれ
るのである。このように本発明の送波器は２段階
の変位拡大機構を有するため、音響放射面（シエ
ルの外表面）において極めて大きな変位が与えら
れ、小型で音響放射能力の優れたものと言える。
さらに、本発明に基く水中超音波低周波送波器
のもう一つの優れた特徴として、アクテイブ柱状
体の変位に対して音響放射端においてｎ倍（ｎ≫
１）の変位拡大を行うことができるわけであるか
ら、音響放射端の質量はアクテイブ柱状体側に換
算するとn2倍となり、小型軽量で低周波の送波器
を得ることができる。
のもう一つの優れた特徴として、アクテイブ柱状
体の変位に対して音響放射端においてｎ倍（ｎ≫
１）の変位拡大を行うことができるわけであるか
ら、音響放射端の質量はアクテイブ柱状体側に換
算するとn2倍となり、小型軽量で低周波の送波器
を得ることができる。
（実施例）
本発明の一実施例としてコンベツクスシエルを
用いた水中超音波送波器について第１図を参照に
して説明する。第１図に示したコンベツクスシエ
ルを用いた送波器を肉厚10cmのFRP製ハウジン
グケースに収納した。このとき送波器とハウジン
グケースとの音響的結合を防止し、またレバー３
４の回転運動を妨げないようにする目的でコルク
及び合成ゴムを主成分とした音響的デカツプリン
グ材がレバー３４とハウジングケースの間に配さ
れている。音響放射を行うコンベツクスシエルは
長軸２ａに対する短軸２ｂの比が0.4の楕円シエ
ルの２分の１部分が用いられ、シエルの長軸の長
さ２ａは50cm、奥行は40cmであり、また厚さは
1.0cm〜2.0cmとした。レバー、ヒンジ及びコンベ
ツクスシエルはすべて高張力鋼が採用された。試
作した送波器の空中での共振周波数は470Hzであ
る。アクテイブ柱状体の変位に対し、コンベツク
スシエルの中央部分では約12倍の変位が得られて
いる。またアクテイブ柱状体として厚さ方向に分
極された圧電磁器リングを積み重ねてボルトで締
めつけたものを用いた。
用いた水中超音波送波器について第１図を参照に
して説明する。第１図に示したコンベツクスシエ
ルを用いた送波器を肉厚10cmのFRP製ハウジン
グケースに収納した。このとき送波器とハウジン
グケースとの音響的結合を防止し、またレバー３
４の回転運動を妨げないようにする目的でコルク
及び合成ゴムを主成分とした音響的デカツプリン
グ材がレバー３４とハウジングケースの間に配さ
れている。音響放射を行うコンベツクスシエルは
長軸２ａに対する短軸２ｂの比が0.4の楕円シエ
ルの２分の１部分が用いられ、シエルの長軸の長
さ２ａは50cm、奥行は40cmであり、また厚さは
1.0cm〜2.0cmとした。レバー、ヒンジ及びコンベ
ツクスシエルはすべて高張力鋼が採用された。試
作した送波器の空中での共振周波数は470Hzであ
る。アクテイブ柱状体の変位に対し、コンベツク
スシエルの中央部分では約12倍の変位が得られて
いる。またアクテイブ柱状体として厚さ方向に分
極された圧電磁器リングを積み重ねてボルトで締
めつけたものを用いた。
次にこの送波器を水槽に入れてハイパワーで駆
動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧
を測定したところ、190dB re 1μPaの音圧が容
易に得られた。また指向性は低周波ではほとんど
無指向性であるが、高周波になるに従い双方向性
に近い指向性を示す。
動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧
を測定したところ、190dB re 1μPaの音圧が容
易に得られた。また指向性は低周波ではほとんど
無指向性であるが、高周波になるに従い双方向性
に近い指向性を示す。
（発明の効果）
以上、詳述した如く、本発明に従えば小型軽量
で音響放射効率の優れた双方向性ないしは無指向
性のハイパワー送波器を得ることができる。
で音響放射効率の優れた双方向性ないしは無指向
性のハイパワー送波器を得ることができる。
第１図は本発明の送波器の一例を示す図、第２
図は従来の屈曲形送波器を示す図、第３図は従来
の屈曲伸び送波器を示す図、第４図は従来の屈曲
伸び送波器に用いられる楕円シエルを示す図。図
において、１０は圧電磁器板、１１は金属板、１
２はキヤビテイ、１３はケース、２０，３１はア
クテイブ柱状体、２１は楕円シエル、３１′は非
アクテイブ柱状体、３２，３２′，３３，３３′は
ヒンジ、３６，３６′はコンベツクスシエル。
図は従来の屈曲形送波器を示す図、第３図は従来
の屈曲伸び送波器を示す図、第４図は従来の屈曲
伸び送波器に用いられる楕円シエルを示す図。図
において、１０は圧電磁器板、１１は金属板、１
２はキヤビテイ、１３はケース、２０，３１はア
クテイブ柱状体、２１は楕円シエル、３１′は非
アクテイブ柱状体、３２，３２′，３３，３３′は
ヒンジ、３６，３６′はコンベツクスシエル。
Claims (1)
- １ 圧電磁器あるいは磁歪材料を用いたアクテイ
ブ柱状体と、このアクテイブ柱状体を挟んでその
両側に配置された非アクテイブ柱状体と、このア
クテイブ柱状体及び非アクテイブ柱状体のそれぞ
れの端部にヒンジを介して接続されたレバーと、
２個のレバーにそれぞれヒンジを介して接続され
たコンベツクスシエルとを備えたことを特徴とす
る低周波水中超音波送波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114885A JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114885A JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181299A JPS61181299A (ja) | 1986-08-13 |
| JPH0582796B2 true JPH0582796B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=12046816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114885A Granted JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181299A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135216U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2114885A patent/JPS61181299A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61181299A (ja) | 1986-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |