JPH089994Y2 - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPH089994Y2 JPH089994Y2 JP1699693U JP1699693U JPH089994Y2 JP H089994 Y2 JPH089994 Y2 JP H089994Y2 JP 1699693 U JP1699693 U JP 1699693U JP 1699693 U JP1699693 U JP 1699693U JP H089994 Y2 JPH089994 Y2 JP H089994Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- rod
- output terminals
- weight
- piezoelectric element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、屋外等で発生する音波
を金属製ケースの内部に設けた圧電素子により受信して
出力信号として抽出する受波器として、または前記圧電
素子が振動子となって超音波を発生させる送波器として
用いられ、例えば自動車の後方検知装置等への適用が可
能な超音波送受波器に関するものである。
を金属製ケースの内部に設けた圧電素子により受信して
出力信号として抽出する受波器として、または前記圧電
素子が振動子となって超音波を発生させる送波器として
用いられ、例えば自動車の後方検知装置等への適用が可
能な超音波送受波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の、超音波送受波器は、例えば実
開昭５７ー５６０９９号等に開示されるように公知であ
る。
開昭５７ー５６０９９号等に開示されるように公知であ
る。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】前記超音波送受波器を
取付部に支持する場合において、送波器として用いる場
合には、その基台から取付部に振動漏れを生じると、出
力が低減したり、取付部に振動が発生して、雑音を生じ
る等種々の不都合を生じる。また受波器として用いる場
合には、前記取付部からの振動が基台を介して圧電素子
に伝搬して、出力信号にノイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を
低減させる等種々の弊害を生じる。
取付部に支持する場合において、送波器として用いる場
合には、その基台から取付部に振動漏れを生じると、出
力が低減したり、取付部に振動が発生して、雑音を生じ
る等種々の不都合を生じる。また受波器として用いる場
合には、前記取付部からの振動が基台を介して圧電素子
に伝搬して、出力信号にノイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を
低減させる等種々の弊害を生じる。
【０００４】本考案は、送信音圧及び受信感度を良好と
し、かつ可及的にその取付基部と、圧電素子間の振動を
絶縁して、特性の優れた送受波器を提供するものであ
る。
し、かつ可及的にその取付基部と、圧電素子間の振動を
絶縁して、特性の優れた送受波器を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本考案は、基台に二本の
杆状入出力端子を支持してなるベース部に、金属製ケー
スの内面に圧電素子を接合してなるケース部を密閉状に
被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前記入出力端子
とを電気的に接続してなり、それ自体が自由振動モード
によって振動することとなる周波数領域を用いる超音波
送受波器において、前記ベース部の重さＭ1 と、ケース
部の重さＭ2 との比ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）を１．５以下と
し、かつ基台の直径をＤとすると、自由振動モードの節
の位置に相当する基台の中心から0.30Ｄ〜0.35Ｄの点対
称位置に、前記杆状入力端子対を配設してなり、杆状入
出力端子対により取付部に支持されるものである。
杆状入出力端子を支持してなるベース部に、金属製ケー
スの内面に圧電素子を接合してなるケース部を密閉状に
被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前記入出力端子
とを電気的に接続してなり、それ自体が自由振動モード
によって振動することとなる周波数領域を用いる超音波
送受波器において、前記ベース部の重さＭ1 と、ケース
部の重さＭ2 との比ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）を１．５以下と
し、かつ基台の直径をＤとすると、自由振動モードの節
の位置に相当する基台の中心から0.30Ｄ〜0.35Ｄの点対
称位置に、前記杆状入力端子対を配設してなり、杆状入
出力端子対により取付部に支持されるものである。
【０００６】
【作用】後述の実験により明らかなように、ｆ＝１．５
以下で送信音圧が高く、かつ受信感度が良好となる。ま
た杆状入出力端子対の位置を、基台の中心から0.30Ｄ〜
0.35Ｄ（Ｄ；基台１の直径）の位置となる点対称位置に
設けることにより、前記杆状入出力端子が自由振動モー
ドの節の位置となり、自由振動モードによって振動する
周波数領域に最適に適用できる。
以下で送信音圧が高く、かつ受信感度が良好となる。ま
た杆状入出力端子対の位置を、基台の中心から0.30Ｄ〜
0.35Ｄ（Ｄ；基台１の直径）の位置となる点対称位置に
設けることにより、前記杆状入出力端子が自由振動モー
ドの節の位置となり、自由振動モードによって振動する
周波数領域に最適に適用できる。
【０００７】
【実施例】ベース部の振動形態は、強制振動モードと、
自由振動モードとがあり、前者は周波数40KHｚ未満で顕
著に発生し、後者は周波数40KHｚ以上で顕著に発生す
る。また前者にあっては、基台の直径をＤとすると、そ
の中心から0.40Ｄ〜0.45Ｄの位置、理論上は 0.417Ｄの
位置を節とする振動態様で屈曲振動する。後者は、該基
台の中心から0.30Ｄ〜0.35Ｄの位置、理論上は0.33Ｄの
位置を節として振動する。
自由振動モードとがあり、前者は周波数40KHｚ未満で顕
著に発生し、後者は周波数40KHｚ以上で顕著に発生す
る。また前者にあっては、基台の直径をＤとすると、そ
の中心から0.40Ｄ〜0.45Ｄの位置、理論上は 0.417Ｄの
位置を節とする振動態様で屈曲振動する。後者は、該基
台の中心から0.30Ｄ〜0.35Ｄの位置、理論上は0.33Ｄの
位置を節として振動する。
【０００８】ところで、前記自由振動モードにおいて、
ベース部の重さＭ1 と、ケース部の重さＭ2 との重量比
ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）と、その送信音圧及び受信感度との
関係を測った。
ベース部の重さＭ1 と、ケース部の重さＭ2 との重量比
ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）と、その送信音圧及び受信感度との
関係を測った。
【０００９】ここで測定に供した超音波送受波器は、図
１に示す構成のものである。すなわち１は円板状の金属
製基台であって、その中心から少し偏位して上下方向の
挿入用透孔２が設けられている。また基台１外面には前
記透孔２との点対称位置に、アース端子となる杆状端子
４が突設されている。
１に示す構成のものである。すなわち１は円板状の金属
製基台であって、その中心から少し偏位して上下方向の
挿入用透孔２が設けられている。また基台１外面には前
記透孔２との点対称位置に、アース端子となる杆状端子
４が突設されている。
【００１０】前記透孔２には杆状端子５が挿通し、該透
孔２内に注入したガラスシール６等により基台１と電気
的に絶縁して保持されている。前記した各構成によりベ
ース部Ａが構成される。
孔２内に注入したガラスシール６等により基台１と電気
的に絶縁して保持されている。前記した各構成によりベ
ース部Ａが構成される。
【００１１】１０は、下面開放の截頭円錐形金属製ケー
スであり、音波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧
電材料によってなる板状の圧電素子１１がその一面の電
極１２ａを接合して固着され、他面の電極１２ｂをケー
ス内方に臨ませている。また金属製ケース１０の下端周
部には外方へ突出する接合鍔縁１３が形成されている。
前記した各構成によりケース部Ｂが構成される。
スであり、音波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧
電材料によってなる板状の圧電素子１１がその一面の電
極１２ａを接合して固着され、他面の電極１２ｂをケー
ス内方に臨ませている。また金属製ケース１０の下端周
部には外方へ突出する接合鍔縁１３が形成されている。
前記した各構成によりケース部Ｂが構成される。
【００１２】前記基台１と金属製ケース１０は、前記杆
状端子５と圧電素子１１の電極１２ｂを導線１４により
接続してから、前記接合鍔縁１３を基台１の上周面に溶
接し、前記金属製ケース１０と基台１によってその内部
を水密状に閉鎖される。
状端子５と圧電素子１１の電極１２ｂを導線１４により
接続してから、前記接合鍔縁１３を基台１の上周面に溶
接し、前記金属製ケース１０と基台１によってその内部
を水密状に閉鎖される。
【００１３】かかる構成において、その重さ等は下記の
通りである。
通りである。
【００１４】『ケース部Ｂ』
【００１５】・重さ； 2.3ｇ（金属製ケース 2.2ｇ，圧
電素子 0.1ｇ）
電素子 0.1ｇ）
【００１６】・金属製ケースの材質及び形状；ステンレ
ス鋼製 Ｄ＝18mm, ａ＝１mm，ｂ＝11mm，ｃ＝６mm，
・圧電素子の材質及び形状；チタン酸ジルコン酸鉛，直
径＝９mm，厚さ＝0.3mm
ス鋼製 Ｄ＝18mm, ａ＝１mm，ｂ＝11mm，ｃ＝６mm，
・圧電素子の材質及び形状；チタン酸ジルコン酸鉛，直
径＝９mm，厚さ＝0.3mm
【００１７】『ベース部Ａ』
【００１８】・重さ；試料イ（ 2.3ｇ），試料ロ（3.45
ｇ），試料ハ（ 4.6ｇ），試料ニ（5.75ｇ），試料ホ
（ 6.9ｇ）
ｇ），試料ハ（ 4.6ｇ），試料ニ（5.75ｇ），試料ホ
（ 6.9ｇ）
【００１９】・基台の材質及び形状；ステンレス鋼製，
直径＝18mm，厚さは各試料毎にその設定重量に対応して
決定
直径＝18mm，厚さは各試料毎にその設定重量に対応して
決定
【００２０】・杆状入出力端子；鉄ーニッケル合金製，
直径１mm，ｄ＝10mm
直径１mm，ｄ＝10mm
【００２１】『結果』
【００２２】 各試料イ〜ホをケース部Ａと組合わせ
て、重量比ｆが異なる送受波器を構成し、その送信音圧
を計測した結果、図２のようになった。
て、重量比ｆが異なる送受波器を構成し、その送信音圧
を計測した結果、図２のようになった。
【００２３】この結果から示されるように、自由振動モ
ードではｆ＝１で108dB ，ｆ＝１．５で99dBとなり、そ
れ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急速に下降し
た。
ードではｆ＝１で108dB ，ｆ＝１．５で99dBとなり、そ
れ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急速に下降し
た。
【００２４】 重量比ｆと、その受信感度との関係は
図３のようになった。この結果から示されるように、自
由振動モードはｆ＝１で−54dB，ｆ＝１．５で−62dBと
なり、それ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速
に下降した。
図３のようになった。この結果から示されるように、自
由振動モードはｆ＝１で−54dB，ｆ＝１．５で−62dBと
なり、それ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速
に下降した。
【００２５】かかる結果を総合すれば、重量比ｆ＝１．
５以下に設定すると、その送受波器の性能は良好となる
ことが示された。
５以下に設定すると、その送受波器の性能は良好となる
ことが示された。
【００２６】このことは、ベース部Ａの重量をあまり大
きくすると、ベース部Ａが振動体として作用せず、ケー
ス部Ｂのみが振動することとなり、送受波機能が低下す
ることを意味する。そして、重量比ｆ＝１．５以下に設
定すると、基台１も振動体として作用し、送受波器の性
能が向上することが知得される。しかるに一方では、こ
のように送受波器を最良の重量比とすれば、ベース部Ａ
が振動体として作用するから、杆状入出力端子を介し
て、送波器として用いる場合に、そのベース部Ａから取
付部Ｃに振動漏れを生じ易く、また受波器として用いる
場合には、前記取付部Ｃからの振動がベース部Ａを介し
て圧電素子に伝搬し易くなることを意味し、低出力とな
ったり、かえって、Ｓ／Ｎ比を低減させる等種々の弊害
を生じる。
きくすると、ベース部Ａが振動体として作用せず、ケー
ス部Ｂのみが振動することとなり、送受波機能が低下す
ることを意味する。そして、重量比ｆ＝１．５以下に設
定すると、基台１も振動体として作用し、送受波器の性
能が向上することが知得される。しかるに一方では、こ
のように送受波器を最良の重量比とすれば、ベース部Ａ
が振動体として作用するから、杆状入出力端子を介し
て、送波器として用いる場合に、そのベース部Ａから取
付部Ｃに振動漏れを生じ易く、また受波器として用いる
場合には、前記取付部Ｃからの振動がベース部Ａを介し
て圧電素子に伝搬し易くなることを意味し、低出力とな
ったり、かえって、Ｓ／Ｎ比を低減させる等種々の弊害
を生じる。
【００２７】このように重量比ｆと、取付部への支持態
様とは大きな因果関係がある。そこで、
様とは大きな因果関係がある。そこで、
【００２８】a) 前記自由振動モードによって振動する
周波数領域に最適に適用できる構成とするために、前記
杆状入出力端子４，５対の位置を、基台１の中心から0.
30Ｄ〜0.35Ｄ（Ｄ；基台１の直径）の位置となる点対称
位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４，５を
自由振動モードの節の位置とする。
周波数領域に最適に適用できる構成とするために、前記
杆状入出力端子４，５対の位置を、基台１の中心から0.
30Ｄ〜0.35Ｄ（Ｄ；基台１の直径）の位置となる点対称
位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４，５を
自由振動モードの節の位置とする。
【００２９】b) 送受波器の送信音圧及び受信感度を最
良とするように、前記ベース部の重さＭ1 と、ケース部
の重さＭ2 との比ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）を１．５以下とす
る。
良とするように、前記ベース部の重さＭ1 と、ケース部
の重さＭ2 との比ｆ（＝Ｍ1 ／Ｍ2 ）を１．５以下とす
る。
【００３０】C) 上記構成において杆状入出力端子４，
５対を介して、振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、
かつその取付部Ｃからの振動が前記圧電素子１１に伝搬
してノイズを生じさせないようにするため、上述の杆状
入出力端子４，５対を節の位置で基台１に配設してい
る。この場合に、該端子４，５の支持は、図１の取付部
Ｃに対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に
実現できる。
５対を介して、振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、
かつその取付部Ｃからの振動が前記圧電素子１１に伝搬
してノイズを生じさせないようにするため、上述の杆状
入出力端子４，５対を節の位置で基台１に配設してい
る。この場合に、該端子４，５の支持は、図１の取付部
Ｃに対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に
実現できる。
【００３１】而して前記a)〜c)により、本考案を構成し
たものである。
たものである。
【００３２】
【考案の効果】本考案は、上述したように、前記自由振
動モードによって振動する周波数領域に最適に適用でき
るように、ベース部Ａの重さＭ1 と、ケース部Ｂの重さ
Ｍ2 との重量比ｆを１．５以下として、送受波器の送信
音圧及び受信感度を最良とした。そして一方では、ベー
ス部Ａから発生する振動が、取付け部Ｃに漏れたり、又
は取付け部Ｃからの振動がベース部Ａから圧電素子に伝
播するのを阻止するために、杆状入出力端子４，５を、
前記自由振動モードの節の位置とした。このため、送信
音圧及び受信感度が良好でＳ／Ｎ比の高い、優れた特性
を備えた送受波器を提供し得ることとなる優れた効果が
ある。
動モードによって振動する周波数領域に最適に適用でき
るように、ベース部Ａの重さＭ1 と、ケース部Ｂの重さ
Ｍ2 との重量比ｆを１．５以下として、送受波器の送信
音圧及び受信感度を最良とした。そして一方では、ベー
ス部Ａから発生する振動が、取付け部Ｃに漏れたり、又
は取付け部Ｃからの振動がベース部Ａから圧電素子に伝
播するのを阻止するために、杆状入出力端子４，５を、
前記自由振動モードの節の位置とした。このため、送信
音圧及び受信感度が良好でＳ／Ｎ比の高い、優れた特性
を備えた送受波器を提供し得ることとなる優れた効果が
ある。
【図１】 本考案の送受波器の一例を示す縦断側面図で
ある。
ある。
【図２】 重量比ｆと送信音圧との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】 重量比ｆと受信感度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
Ａ ケース部 Ｂ ベース部 Ｃ 取付部 Ｄ 基台の直径 １ 基台 ４，５ 杆状端子 １０ 金属製ケース １１ 圧電素子
Claims (1)
- 【請求項１】基台に二本の杆状入出力端子を支持してな
るベース部に、金属製ケースの内面に圧電素子を接合し
てなるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏
面の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなり、
それ自体が自由振動モードによって振動することとなる
周波数領域を用いる超音波送受波器において、前記ベー
ス部の重さＭ1 と、ケース部の重さＭ2 との比ｆ（＝Ｍ
1 ／Ｍ2 ）を１．５以下とし、かつ基台の直径をＤとす
ると、自由振動モードの節の位置に相当する基台の中心
から0.30Ｄ〜0.35Ｄの点対称位置に、前記杆状入力端子
対を配設してなり、杆状入出力端子対により取付部に支
持される超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1699693U JPH089994Y2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1699693U JPH089994Y2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574097U JPH0574097U (ja) | 1993-10-08 |
| JPH089994Y2 true JPH089994Y2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=11931635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1699693U Expired - Lifetime JPH089994Y2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089994Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP1699693U patent/JPH089994Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574097U (ja) | 1993-10-08 |
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