JPH0834650B2 - 圧電送波器用圧電板の分極処理方法 - Google Patents
圧電送波器用圧電板の分極処理方法Info
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- JPH0834650B2 JPH0834650B2 JP61075195A JP7519586A JPH0834650B2 JP H0834650 B2 JPH0834650 B2 JP H0834650B2 JP 61075195 A JP61075195 A JP 61075195A JP 7519586 A JP7519586 A JP 7519586A JP H0834650 B2 JPH0834650 B2 JP H0834650B2
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- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric plate
- plate
- electric resistance
- electrodes
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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用いられる圧電板の分極処
理方法に関するものである。
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用いられる圧電板の分極処
理方法に関するものである。
＜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受器として使用され、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受器として使用され、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６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６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
圧電板の分極処理方法の提供を目的とするものである。
圧電板の分極処理方法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、圧電基板の両面に電極を形成してなる圧電
板にあって、該圧電板を、中央部が最低で、周辺方向へ
漸次高くなるように厚み方向の電気抵抗値を配分して、
その両面電極に直流電圧を印加することにより厚み方向
に分極したことを特徴とする圧電送受波器用圧電板の分
極処理方法である。
板にあって、該圧電板を、中央部が最低で、周辺方向へ
漸次高くなるように厚み方向の電気抵抗値を配分して、
その両面電極に直流電圧を印加することにより厚み方向
に分極したことを特徴とする圧電送受波器用圧電板の分
極処理方法である。
＜作用＞ 圧電板の厚み方向の電気抵抗値を、その中央部で最低
となり、周辺方向へ漸次低くなるようにしたから、圧電
板の電極間に直流電圧を印加すると、その中央部は、そ
の周辺に比して高分極されることとなる。このため、中
央部では圧電作用及び電歪作用が高まる。
となり、周辺方向へ漸次低くなるようにしたから、圧電
板の電極間に直流電圧を印加すると、その中央部は、そ
の周辺に比して高分極されることとなる。このため、中
央部では圧電作用及び電歪作用が高まる。
従って、このように分極処理された圧電板を送波器と
して用いた場合には、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。
して用いた場合には、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。
また受波器として用いた場合には、中央部分は周辺に
比して高感度となり、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。
比して高感度となり、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。
＜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、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
せてなる円板状圧電ゴムシートからなる圧電基板であっ
て、その両面には夫々抵抗電極2,3が形成される。前記
圧電ゴムシートは圧電可撓性シートの一例を構成するも
のである。
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
せてなる円板状圧電ゴムシートからなる圧電基板であっ
て、その両面には夫々抵抗電極2,3が形成される。前記
圧電ゴムシートは圧電可撓性シートの一例を構成するも
のである。
前記抵抗電極2,3は、第２図のように、円板状中心電
極片４と、該電極を順次囲む複数の環状電極片5a〜5cと
で構成され、中心電極片４の電気抵抗値を最低とし、環
状電極片5a〜5cは周辺方向へ漸次抵抗値が大となるよう
に抵抗配分がなされている。各電極片4,5a〜5cの抵抗値
の選定は、合成ゴムを基材とし、該ゴム中に混入する銀
粉末の量を調整することにより施される。すなわち、中
心電極片４の銀粉末の量を最大とし、環状電極片5a〜5c
にあっては、周辺のもの程、その銀粉末の配合量を低下
させればよい。
極片４と、該電極を順次囲む複数の環状電極片5a〜5cと
で構成され、中心電極片４の電気抵抗値を最低とし、環
状電極片5a〜5cは周辺方向へ漸次抵抗値が大となるよう
に抵抗配分がなされている。各電極片4,5a〜5cの抵抗値
の選定は、合成ゴムを基材とし、該ゴム中に混入する銀
粉末の量を調整することにより施される。すなわち、中
心電極片４の銀粉末の量を最大とし、環状電極片5a〜5c
にあっては、周辺のもの程、その銀粉末の配合量を低下
させればよい。
前記抵抗電極2,3は一枚板によって構成し、その中心
にいくほど銀粉末の混入量を増加させることにより、抵
抗値を周辺方向へ漸次増加するようにすることもでき
る。
にいくほど銀粉末の混入量を増加させることにより、抵
抗値を周辺方向へ漸次増加するようにすることもでき
る。
前記実施例にあって、圧電基板１を分極するために、
その表裏の抵抗電極2,3間に第１図のように直流電６を
接続して分極することにより圧電板７が構成される。
その表裏の抵抗電極2,3間に第１図のように直流電６を
接続して分極することにより圧電板７が構成される。
この分極処理に際して、抵抗電極2,3により、厚み方
向の抵抗値が周辺方向へ漸次高くなっているから、その
中央部で高分極されるとともに、その分極度は周辺方向
へ順次低下することとなる。また前記抵抗値の差異によ
り、圧電板７に交番電圧を印加して送波する場合にあっ
ても、その中心部に高電圧が印加され、また受波する場
合にあっても、信号電圧をその中心部から良好に拾うこ
とができる。このため、主極での送受波効率を、副極に
比して相対的に向上させ得ることとなる。
向の抵抗値が周辺方向へ漸次高くなっているから、その
中央部で高分極されるとともに、その分極度は周辺方向
へ順次低下することとなる。また前記抵抗値の差異によ
り、圧電板７に交番電圧を印加して送波する場合にあっ
ても、その中心部に高電圧が印加され、また受波する場
合にあっても、信号電圧をその中心部から良好に拾うこ
とができる。このため、主極での送受波効率を、副極に
比して相対的に向上させ得ることとなる。
第3,4図は、他の実施例を示す。
ここで10は圧電基板であって、中心部となる円板状の
圧電ゴム片11と、該電極を順次囲む複数の環状圧電ゴム
片12a〜12cとで構成され、前記圧電ゴム片11の電気抵抗
値を最低とし、前記圧電ゴム片12a〜12bを周辺方向へ漸
次、抵抗値が大となるように抵抗配分がなされている。
各圧電ゴム片11,12a〜12cの電気抵抗値の調整は、圧電
ゴム片11にあっては、ニトリルゴム等の絶縁抵抗の低い
ゴムの配合比を多くし、圧電ゴム片12a〜12cにあって
は、クロロプレンゴム，フッ素ゴム等の絶縁抵抗の高い
ゴムの配合比を周辺へいく程、漸次高くすることにより
施される。
圧電ゴム片11と、該電極を順次囲む複数の環状圧電ゴム
片12a〜12cとで構成され、前記圧電ゴム片11の電気抵抗
値を最低とし、前記圧電ゴム片12a〜12bを周辺方向へ漸
次、抵抗値が大となるように抵抗配分がなされている。
各圧電ゴム片11,12a〜12cの電気抵抗値の調整は、圧電
ゴム片11にあっては、ニトリルゴム等の絶縁抵抗の低い
ゴムの配合比を多くし、圧電ゴム片12a〜12cにあって
は、クロロプレンゴム，フッ素ゴム等の絶縁抵抗の高い
ゴムの配合比を周辺へいく程、漸次高くすることにより
施される。
前記圧電ゴム片11,12a〜12cが集合してなる圧電基板1
0の両面には電極13,13が形成される。そして、前記電極
13,13間に直流電圧を印加することにより、圧電板14が
構成される。
0の両面には電極13,13が形成される。そして、前記電極
13,13間に直流電圧を印加することにより、圧電板14が
構成される。
本実施例にあっても、圧電板14は周辺へいく程、抵抗
値が大となっているから、第一実施例と同様の効果を生
じ得ることとなる。
値が大となっているから、第一実施例と同様の効果を生
じ得ることとなる。
各圧電板7,14の形状は、矩形状等種々の形状があり得
る。
る。
圧電板7,14の指向特性を実験したところ、第５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。
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、圧電送受波器に供される圧
電板の電気抵抗値を中央部では低くし、周辺方向へ漸次
高くなるようにしてから、電圧印加し、これによりによ
り、その中央部を、その周辺に比して高分極するように
したから、このように分極処理した圧電板を用いた場合
には、主極となる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。
電板の電気抵抗値を中央部では低くし、周辺方向へ漸次
高くなるようにしてから、電圧印加し、これによりによ
り、その中央部を、その周辺に比して高分極するように
したから、このように分極処理した圧電板を用いた場合
には、主極となる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。
添付図面は本発明の分極処理方法に用いられる圧電板の
実施例を示し、第１図は第一実施例の縦断側面図、第２
図は圧電基板１の分離斜視図、第３図は第二実施例の縦
断側面図、第４図は圧電基板10の分離斜視図、第５図は
本発明の指向特性図、第６図は従来構成のものの指向特
性図である。 1;圧電基板、2,3;抵抗電極、4,5a〜5c;電極片、7;圧電
板、10;圧電基板、11,12a〜12c;圧電ゴム片、14;圧電板
実施例を示し、第１図は第一実施例の縦断側面図、第２
図は圧電基板１の分離斜視図、第３図は第二実施例の縦
断側面図、第４図は圧電基板10の分離斜視図、第５図は
本発明の指向特性図、第６図は従来構成のものの指向特
性図である。 1;圧電基板、2,3;抵抗電極、4,5a〜5c;電極片、7;圧電
板、10;圧電基板、11,12a〜12c;圧電ゴム片、14;圧電板
Claims (5)
- 【請求項１】圧電基板の両面に電極を形成してなる圧電
板にあって、該圧電板を、中央部が最低で、周辺方向へ
漸次高くなるように厚み方向の電気抵抗値を配分して、
その両面電極に直流電圧を印加することにより厚み方向
に分極したことを特徴とする圧電送受波器用圧電板の分
極処理方法。 - 【請求項２】圧電板の両面電極の少なくとも一方に、電
気抵抗値が、中央部が最低で、周辺方向へ漸次高くなる
抵抗電極を適用し、その両面電極に直流電圧を印加する
ことにより厚み方向に分極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用圧電板の分極処理
方法。 - 【請求項３】電気抵抗値が異なる複数の電極片を、該電
気抵抗値が中央部で最低で、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、前記抵抗電極を構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の圧電送受
波器用圧電板の分極処理方法。 - 【請求項４】圧電基板を圧電可撓性シートとし、該圧電
可撓性シートを、電気抵抗値が、中央部で最低で、周辺
方向へ漸次高くなるように材料配分して構成し、該圧電
基板の両面に電極を形成して、その両面電極に直流電圧
を印加することにより厚み方向に分極したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の圧電送受波器用圧電板
の分極処理方法。 - 【請求項５】電気抵抗値が異なる複数の圧電ゴム片を、
該電気抵抗値が中央部で最低で、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前記圧電可撓性シート
を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の圧電送受波器用圧電板の分極処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075195A JPH0834650B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送波器用圧電板の分極処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61075195A JPH0834650B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送波器用圧電板の分極処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231592A JPS62231592A (ja) | 1987-10-12 |
| JPH0834650B2 true JPH0834650B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=13569167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075195A Expired - Lifetime JPH0834650B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 圧電送波器用圧電板の分極処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834650B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5993772B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 電気音響変換フィルム、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォンおよび楽器用センサー |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2956184A (en) | 1954-11-01 | 1960-10-11 | Honeywell Regulator Co | Transducer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5619300A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-23 | Fujitsu Ltd | Ultrasonic oscillator |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61075195A patent/JPH0834650B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2956184A (en) | 1954-11-01 | 1960-10-11 | Honeywell Regulator Co | Transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62231592A (ja) | 1987-10-12 |
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