JPH0834649B2 - 圧電送受波器 - Google Patents
圧電送受波器Info
- Publication number
- JPH0834649B2 JPH0834649B2 JP61075192A JP7519286A JPH0834649B2 JP H0834649 B2 JPH0834649 B2 JP H0834649B2 JP 61075192 A JP61075192 A JP 61075192A JP 7519286 A JP7519286 A JP 7519286A JP H0834649 B2 JPH0834649 B2 JP H0834649B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- lamination
- electrodes
- substrate
- wave
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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，圧電磁器板等の圧電板
を備えた、水中用送受波器，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。
を備えた、水中用送受波器，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。
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、圧伝磁器板にあっても、水中用圧電送受波器と
して用いられるものがある。
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。
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。
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。
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４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。
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４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。
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＞ 本願の第一発明は、厚み方向に夫々分極され、かつ外
径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極
が配設されるようにして、一方向へ小径となるように順
次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に
漸次薄くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向
に沿って同一とした圧電板を備えていることを特徴とす
る圧電送受波器である。
径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極
が配設されるようにして、一方向へ小径となるように順
次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に
漸次薄くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向
に沿って同一とした圧電板を備えていることを特徴とす
る圧電送受波器である。
また第二の発明は、厚み方向に夫々分極され、かつ外
径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極
が配設されるようにして、一方向へ小径となるように順
次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に
漸次薄くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向
に沿って交互に逆向きとした圧電板を備えていることを
特徴とする圧電送受波器である。
径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極
が配設されるようにして、一方向へ小径となるように順
次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に
漸次薄くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向
に沿って交互に逆向きとした圧電板を備えていることを
特徴とする圧電送受波器である。
前記圧電基板としては、圧電ゴムシート等の可撓性圧
電シートや、圧電磁器板等が供される。
電シートや、圧電磁器板等が供される。
＜作用＞ いずれの圧電板の肉厚も、中央部が厚く、周辺方向へ
漸次薄くして形成され、かつ中央部では圧電作用及び電
歪作用が高まる。
漸次薄くして形成され、かつ中央部では圧電作用及び電
歪作用が高まる。
また、第一の発明にあっては、送波器として最適とな
り、この場合には、副極からの振動に比して主極からの
振動が大となる。従って、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。
り、この場合には、副極からの振動に比して主極からの
振動が大となる。従って、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。
さらに、第二の発明にあっては、受波器として最適と
なり、主極から発生する信号電圧は大きくなる。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。
なり、主極から発生する信号電圧は大きくなる。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図は第一発明に係る圧電板Ａの実施例を示し、1,
2,3は圧電基板の一例となる円板状圧電ゴムシート（圧
電基板）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
末を分散させてなり、厚み方向に夫々分極され、各基板
の表裏面に電極が配設されるようにして、順次積層して
なる。この、各圧電ゴムシート1,2,3の外径を、積層方
向へ順に小径となるようにし、その積層に伴う総厚を、
周辺方向へ階段状に漸次薄くなるようにしている。
2,3は圧電基板の一例となる円板状圧電ゴムシート（圧
電基板）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
末を分散させてなり、厚み方向に夫々分極され、各基板
の表裏面に電極が配設されるようにして、順次積層して
なる。この、各圧電ゴムシート1,2,3の外径を、積層方
向へ順に小径となるようにし、その積層に伴う総厚を、
周辺方向へ階段状に漸次薄くなるようにしている。
この圧電ゴムシート1,2,3の分極方向は、積層方向に
沿って同一にしている。この圧電板Ａは、受波器として
用いられ、圧電ゴムシート１の外面電極1aと、圧電ゴム
シート３の外面電極3aとにリード線４を接続して信号電
圧を取出すようにしている。この場合に、その中央部で
は、肉厚が大であるから大きな発生電圧を得ることがで
きる。
沿って同一にしている。この圧電板Ａは、受波器として
用いられ、圧電ゴムシート１の外面電極1aと、圧電ゴム
シート３の外面電極3aとにリード線４を接続して信号電
圧を取出すようにしている。この場合に、その中央部で
は、肉厚が大であるから大きな発生電圧を得ることがで
きる。
また第２図は第二発明に係る圧電板Ｂの実施例を示
し、基本構成は圧電板Ａと同じであって、厚み方向に夫
々分極された円板状圧電ゴムシート（圧電基板）11,12,
13を、その表裏面に電極が配設されるようにして、順次
積層してなり、各圧電ゴムシート11,12,13の外径を、積
層方向へ順に小径となるようにし、その積層に伴う総厚
を、周辺方向へ階段状に漸次薄くさせている。
し、基本構成は圧電板Ａと同じであって、厚み方向に夫
々分極された円板状圧電ゴムシート（圧電基板）11,12,
13を、その表裏面に電極が配設されるようにして、順次
積層してなり、各圧電ゴムシート11,12,13の外径を、積
層方向へ順に小径となるようにし、その積層に伴う総厚
を、周辺方向へ階段状に漸次薄くさせている。
この圧電板Ｂは、送波器として用いられ、中央の圧電
ゴムシート12の分極方向を上下の圧電ゴムシート11,13
と異ならせ、夫々の電極に、リード線14を接続して並列
とし、リード線14から圧電ゴムシート11,12,13に交番電
圧を印加して振動を生じさせる。この場合に、その中央
部は三層の歪の重畳によって、周辺部に比して振巾が大
となる。
ゴムシート12の分極方向を上下の圧電ゴムシート11,13
と異ならせ、夫々の電極に、リード線14を接続して並列
とし、リード線14から圧電ゴムシート11,12,13に交番電
圧を印加して振動を生じさせる。この場合に、その中央
部は三層の歪の重畳によって、周辺部に比して振巾が大
となる。
そしてこのように製造された圧電板Ｂの指向特性は、
第３図のように、副振動が第４図の従来特性に比して著
しく低下することが予想される。
第３図のように、副振動が第４図の従来特性に比して著
しく低下することが予想される。
前記圧電ゴムシート１の形状は、円形の他、矩形状等
があり得る。
があり得る。
＜発明の効果＞ 本発明は、圧電送受波器に供される圧電板を、上述の
ように、外径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表
裏面に電極が配設されるようにして、一方向へ小径とな
るように順次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向
へ階段状に漸次薄くするようにし、これにより中央部を
厚く、周辺方向へ漸次薄くなる肉厚としたから、主極と
なる圧電板の中心部で圧電作用及び電歪作用が高くな
り、その周辺部では相対的に低くなり、このため、圧電
基板の分極方向を積層方向に沿って同一として送波器を
構成した場合には、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される。また各
圧電基板の分極方向を積層方向に沿って交互に逆向きと
して受波器を構成した場合には、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。
ように、外径の異なる複数枚の圧電基板を、各基板の表
裏面に電極が配設されるようにして、一方向へ小径とな
るように順次積層し、その積層に伴う総厚を、周辺方向
へ階段状に漸次薄くするようにし、これにより中央部を
厚く、周辺方向へ漸次薄くなる肉厚としたから、主極と
なる圧電板の中心部で圧電作用及び電歪作用が高くな
り、その周辺部では相対的に低くなり、このため、圧電
基板の分極方向を積層方向に沿って同一として送波器を
構成した場合には、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される。また各
圧電基板の分極方向を積層方向に沿って交互に逆向きと
して受波器を構成した場合には、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。
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図は第二実施例を示す縦断側面図、
第３図は本発明の指向特性図、第４図は従来構成のもの
の指向特性図である。 A,B;圧電板、1,2,3,11,12,13;圧電ゴムシート
の縦断側面図、第２図は第二実施例を示す縦断側面図、
第３図は本発明の指向特性図、第４図は従来構成のもの
の指向特性図である。 A,B;圧電板、1,2,3,11,12,13;圧電ゴムシート
Claims (2)
- 【請求項１】厚み方向に夫々分極され、かつ外径の異な
る複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極が配設さ
れるようにして、一方向へ小径となるように順次積層
し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に漸次薄
くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向に沿っ
て同一とした圧電板を備えていることを特徴とする圧電
送受波器。 - 【請求項２】厚み方向に夫々分極され、かつ外径の異な
る複数枚の圧電基板を、各基板の表裏面に電極が配設さ
れるようにして、一方向へ小径となるように順次積層
し、その積層に伴う総厚を、周辺方向へ階段状に漸次薄
くすると共に、各圧電基板の分極方向を積層方向に沿っ
て交互に逆向きとした圧電板を備えていることを特徴と
する圧電送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075192A JPH0834649B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075192A JPH0834649B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231589A JPS62231589A (ja) | 1987-10-12 |
| JPH0834649B2 true JPH0834649B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=13569083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075192A Expired - Lifetime JPH0834649B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834649B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2874047B2 (ja) * | 1988-07-26 | 1999-03-24 | 松下電工株式会社 | 電話交換装置 |
| GB2348564B (en) * | 1999-04-01 | 2003-06-18 | Thomson Marconi Sonar Ltd | Transducers |
| JP5201087B2 (ja) * | 2009-06-16 | 2013-06-05 | 株式会社デンソー | 送受信装置およびこれを用いた超音波センサ |
| JP2013059019A (ja) * | 2011-08-16 | 2013-03-28 | Yamaha Corp | 静電型電気音響変換器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435872U (ja) * | 1977-08-17 | 1979-03-08 | ||
| JPS5433764A (en) * | 1977-08-20 | 1979-03-12 | Ricoh Watch | Supporting structure for piezoelectric vibrator in timepiece |
| JPS58131559A (ja) * | 1982-01-30 | 1983-08-05 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
| JPS60247159A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-06 | Hitachi Ltd | 超音波探触子 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61075192A patent/JPH0834649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62231589A (ja) | 1987-10-12 |
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