JPH0632550B2 - 圧電送受波器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、圧電可撓性シート，圧電磁器板等からなる圧
電板を備えた、水中用送波器，水中マイクロフォン等に
使用される圧電送受波器に関する。

＜従来技術＞ ポリ弗化ビニリデン，ポリ弗化ビニール，ポリ塩化ビニ
リデン，ポリ塩化ビニール，ナイロン等の圧電性有機物
もしくは合成ゴムや合成樹脂の有機物中にチタン酸ジル
コン酸鉛，チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を混合
してなる圧電性有機セラミック複合物等の圧電可撓性シ
ートは、音響インピーダンスが水の音響インピーダンス
に近似する特性を有する。そこで、該圧電可撓性シート
は水中を伝播する音響波を送受波するのに用いられる。

また、圧電磁器板にあっても、水中用圧電送受波器とし
て用いられるものがある。

その他、この種の圧電板を用いた圧電送受波器は、空中
での音波の送受波のためにも適用され得る。

この種の圧電送受波器は、圧電板の上下電極間に交番電
圧を印加することにより送波器として使用され、該圧電
板で音波を受けとめて該電極間から信号電圧を発生する
ことにより受波器として使用される。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、公知構成の圧電送受波器に適用される圧電板
は面方向に渡って均一な厚を有するものであって、中央
部に位置する最大振巾を生ずる主極以外に、その周辺方
向に複数の副極（サイドローブ）が生じている。

このため、圧電板を送波器として用いた場合には、上下
電極に交番電圧を印加すると、主極を軸とする最大振巾
の発生とともに、複数の副極を軸とする副振動が同時に
多発し、第５図に示すように、その送波方向が拡散さ
れ、不要な方向に送波したり、音の位相が乱れたりし、
指向性が低下する不都合を生じる。また圧電板を受波器
として用いた場合には、検出すべき音波以外の多様な方
向からの波動を、前記副極で拾って、ノイズを発生し、
Ｓ／Ｎ比を低下させることとなる。

本発明は、前記副極での送受波を可及的に減殺し得る圧
電板を備えた圧電送受波器の提供を目的とするものであ
る。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、両面に電極を形成してなる圧電板を備えたも
のにおいて、その背面側に、中央部で制動効果が小さ
く、周辺方向へ制動効果が漸次大きくなる制動部材を配
設したことを特徴とするものである。

＜作用＞ 制動部材により、制動効果を圧電板の中央部で最低とな
り、周辺方向へ漸次低くなるようにしたから、圧電板の
交番電圧を印加した場合に、送波面から発生する振動
は、その周辺で大きく制動され、相対的に中央部からの
波動が大きくなる。従って、圧電板を送波器に用いた場
合には、中央部に生じる主極での主振動に比して、副極
での副振動は相対的に低下することとなる。

また受信に際しては、圧電板の周辺部では、音響波が制
動され、該周辺部からの検出信号が低減する。従って圧
電板を受波器に用いた場合には、主極から発生する信号
電圧は周辺部に比して相対的に大きくなる。このため、
制御回路での信号電圧の閾値を高くすることができ、副
極で拾われた信号はキャンセルされる。

＜実施例＞ 第１，２図について本発明の一実施例を説明する。

１は、円板状圧電ゴムシートからなる圧電板であって、
合成ゴムに、チタン酸鉛，チタン酸バリウム，チタン酸
ジルコン酸鉛等の圧電セラミック粉末を分散させて構成
される。前記圧電板１の両面には夫々電極２，２が形成
される。

前記圧電板１の送受波面の逆面となる背面には、肉厚が
等しい制動部材４が貼着されている。

前記制動部材４は、その外面に球面状凹部５が形成さ
れ、かかる凹部５によりその中心の肉厚を最小とし、周
辺方向へ漸次が大きくなるようにしている。前記制動部
材４を構成する制動材は、金属，硬質ゴム，セラミック
材等の広範な材料から適宜に選択され得る。

第２，３図は、他の構成からなる制動部材１０を圧電板
１の一面に配設したものであって、円状の制動片１１
と、該制動片１１を順次囲む複数の環状制動片１２ａ〜
１２ｃとで構成され、制動片１１の制動効果を最低と
し、制動片１２ａ〜１２ｃは周辺方向へ制動効果が漸次
が大となるように配分されている。各制動片１１，１２
ａ〜１２ｃの制動効果の選定は、その比重を、周辺方向
へ漸次大きくする等の手段で容易に達成できる。

前記各構成からなる圧電板の平面形状は、円形の他、矩
形状等の形状もあり得る。

前記各構成の圧電板の指向特性を実験したところ、いず
れも第４図のようになり、副振動は−30dB以下に抑制さ
れ、著しく低下したことが示された。すなわち、指向性
が向上したことが確認できた。

＜発明の効果＞ 本発明は、上述のように、圧電板の背面に、制動効果が
周辺方向へ大きくなる特性を有する制動部材を配設した
から、圧電板の中心部（主極）での送受波能が、その周
辺（副極）に比して相対的に向上する。このため、送波
器にあっては主極での主振動に比して、副極での副振動
が著しく低下して指向特性が向上する。また受波器にあ
っては、主極から発生する信号電圧が、副極で発生する
ものよりも、飛躍的に大きくなり、検知すべき音波に対
応する良好な信号を得ることができ、Ｓ／Ｎ比が向上す
る等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は第一実施例
の縦断側面図、第２図は第二実施例の縦断側面図、第３
図は制動部材１０の分離斜視図、第４図は本発明の指向
特性図、第５図は従来構成のものの指向特性図である。 １；圧電板、２，２；電極、４；制動部材、５；凹部、
１０；制動部材、１１，１２ａ〜１２ｃ；制動片

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両面に電極を形成してなる圧電板を備えた
   ものにおいて、その背面側に、中央部で制動効果が小さ
   く、周辺方向へ制動効果が漸次大きくなる制動部材を配
   設したことを特徴とする圧電送受波器。
2. 【請求項２】前記制動部材を、制動材の肉厚が周辺方向
   へ漸次が大きくなるようにして構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の圧電送受波器。
3. 【請求項３】前記制動部材を、制動効果が異なる複数の
   制動片を、制動効果が中央部で最低で、周辺方向へ漸次
   高くなる配列に基いて面方向へ接続して構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電送受波器。