JPH11136198A - 円筒型送波器 - Google Patents
円筒型送波器Info
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- JPH11136198A JPH11136198A JP29463797A JP29463797A JPH11136198A JP H11136198 A JPH11136198 A JP H11136198A JP 29463797 A JP29463797 A JP 29463797A JP 29463797 A JP29463797 A JP 29463797A JP H11136198 A JPH11136198 A JP H11136198A
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- vibrator
- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音波を有効に放射して送波駆動効率を高め
る。 【解決手段】 両端を閉塞することによりその内部に空
気層Ｂを有する内筒シース７と、この内筒シース７の外
周面に接続シース１１を介して連設され軸線両方向に開
口する外筒シース４とを備え、この外筒シース４に円筒
状の第一圧電振動子５を埋設し、この第一圧電振動子５
の内周面に所定の間隔をもって対向する外周面を有する
円筒状の第二圧電振動子８を内筒ケース７に内蔵し、こ
の第二圧電振動子８と第一圧電振動子５とはそれぞれが
互いに同心状に位置付けられている構成としてある。
る。 【解決手段】 両端を閉塞することによりその内部に空
気層Ｂを有する内筒シース７と、この内筒シース７の外
周面に接続シース１１を介して連設され軸線両方向に開
口する外筒シース４とを備え、この外筒シース４に円筒
状の第一圧電振動子５を埋設し、この第一圧電振動子５
の内周面に所定の間隔をもって対向する外周面を有する
円筒状の第二圧電振動子８を内筒ケース７に内蔵し、こ
の第二圧電振動子８と第一圧電振動子５とはそれぞれが
互いに同心状に位置付けられている構成としてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中に音波を放射
する電気音響変換器に使用して好適な円筒型送波器に関
する。
する電気音響変換器に使用して好適な円筒型送波器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の円筒型送波器は、円筒体
の呼吸振動モードを利用し水中で音波を放射するもの
で、例えば図３に示すように構成されている。この円筒
型送波器につき、同図を用いて説明すると、同図におい
て、符号５１で示す円筒型送波器は、送波器内に空気層
Ａを有し、圧電振動子５２とディスク５３とシース５４
と水中ケーブル５５とを備えている。
の呼吸振動モードを利用し水中で音波を放射するもの
で、例えば図３に示すように構成されている。この円筒
型送波器につき、同図を用いて説明すると、同図におい
て、符号５１で示す円筒型送波器は、送波器内に空気層
Ａを有し、圧電振動子５２とディスク５３とシース５４
と水中ケーブル５５とを備えている。
【０００３】圧電振動子５２は、軸線両方向に開口し電
極５２ａ，５２ｂをその内外周面に有する無底円筒体か
らなり、全体がセラミック等の圧電材によって形成され
ている。
極５２ａ，５２ｂをその内外周面に有する無底円筒体か
らなり、全体がセラミック等の圧電材によって形成され
ている。
【０００４】ディスク５３は、それぞれが圧電振動子５
２を介して互いに対向する二つのディスクからなり、全
体が金属等の剛体によって形成されている。これら各デ
ィスク５３は、圧電振動子５２の各開口端面にディスク
端面が振動子開口部を閉塞するように配設され、かつシ
ース５４に内蔵されている。
２を介して互いに対向する二つのディスクからなり、全
体が金属等の剛体によって形成されている。これら各デ
ィスク５３は、圧電振動子５２の各開口端面にディスク
端面が振動子開口部を閉塞するように配設され、かつシ
ース５４に内蔵されている。
【０００５】シース５４は、圧電振動子５２の外周面お
よび各ディスク５３の外側端面を被覆する有底円筒状の
防水用部材からなり、全体がウレタン等の合成樹脂によ
って形成されている。水中ケーブル５５は、二つのケー
ブルからなり、これら各水中ケーブル５５が電極５２
ａ，５２ｂに接続されている。
よび各ディスク５３の外側端面を被覆する有底円筒状の
防水用部材からなり、全体がウレタン等の合成樹脂によ
って形成されている。水中ケーブル５５は、二つのケー
ブルからなり、これら各水中ケーブル５５が電極５２
ａ，５２ｂに接続されている。
【０００６】このように構成された円筒型送波器におい
ては、図４に示すように水中ケーブル５５から圧電振動
子５２の電極５２ａ，５２ｂ間に呼吸振動モードによる
機械的共振周波数（ｆｒ）と同じ周波数の電気信号を入
力すると、圧電振動子５２の呼吸振動モードによる機械
的共振によって効率の高い音響出力が得られる。
ては、図４に示すように水中ケーブル５５から圧電振動
子５２の電極５２ａ，５２ｂ間に呼吸振動モードによる
機械的共振周波数（ｆｒ）と同じ周波数の電気信号を入
力すると、圧電振動子５２の呼吸振動モードによる機械
的共振によって効率の高い音響出力が得られる。
【０００７】なお、機械的共振周波数ｆｒは、圧電振動
子５２の音速および平均半径をそれぞれＣ，ｄとする
と、ｆｒ＝Ｃ／２πｄ…（１）から求められる。
子５２の音速および平均半径をそれぞれＣ，ｄとする
と、ｆｒ＝Ｃ／２πｄ…（１）から求められる。
【０００８】ところで、このような円筒型送波器におい
て、低周波で高出力音圧を得るには、圧電振動子５２の
平均半径ｄを十分に大きい寸法に設定し、機械的共振周
波数を低減するとともに、大きな音響放射面を確保する
ことが必要とされるが、セラミックス等の圧電材の焼結
・製造には限界があるため、図５に示す短冊状の振動子
エレメント６１を図６に示すように周方向に多数個配列
する構造をもつものが採用されている。
て、低周波で高出力音圧を得るには、圧電振動子５２の
平均半径ｄを十分に大きい寸法に設定し、機械的共振周
波数を低減するとともに、大きな音響放射面を確保する
ことが必要とされるが、セラミックス等の圧電材の焼結
・製造には限界があるため、図５に示す短冊状の振動子
エレメント６１を図６に示すように周方向に多数個配列
する構造をもつものが採用されている。
【０００９】一方、圧電振動子５２の外径（平均半径）
を過度に大きくすると、円筒型送波器５１を水深が相当
に深い水深位置で使用する場合、水圧によって円筒型送
波器５１に発生する応力が大きくなる。この応力は、筒
外径に比例して増加し、応力をσとするとともに、水圧
および筒外径をそれぞれＰ，Ｄとすると、σ∝Ｐ・Ｄ…
（２）の関係を満たす。
を過度に大きくすると、円筒型送波器５１を水深が相当
に深い水深位置で使用する場合、水圧によって円筒型送
波器５１に発生する応力が大きくなる。この応力は、筒
外径に比例して増加し、応力をσとするとともに、水圧
および筒外径をそれぞれＰ，Ｄとすると、σ∝Ｐ・Ｄ…
（２）の関係を満たす。
【００１０】このため、発生応力が過度に大きいと、円
筒型送波器５１が破損することから、筒内外圧力を均衡
させ耐水圧強度を維持することにより、円筒型送波器５
１の破損発生を防止する必要がある。
筒型送波器５１が破損することから、筒内外圧力を均衡
させ耐水圧強度を維持することにより、円筒型送波器５
１の破損発生を防止する必要がある。
【００１１】このような破損発生を防止する円筒型送波
器としては、例えば図７に示すものがある。同図におい
て、符号７１で示す円筒型送波器は、圧電振動子７２と
シース７３と水中ケーブル７４とを備えている。圧電振
動子７２は、図２に示す圧電振動子５２と同様に、軸線
両方向に開口し電極７２ａ，７２ｂをその内外周面に有
する無底円筒体からなり、全体がセラミック等の圧電材
によって形成されている。
器としては、例えば図７に示すものがある。同図におい
て、符号７１で示す円筒型送波器は、圧電振動子７２と
シース７３と水中ケーブル７４とを備えている。圧電振
動子７２は、図２に示す圧電振動子５２と同様に、軸線
両方向に開口し電極７２ａ，７２ｂをその内外周面に有
する無底円筒体からなり、全体がセラミック等の圧電材
によって形成されている。
【００１２】シース７３は、軸線両方向に開口し圧電振
動子７２の全体を被覆する無底円筒状の防水用部材から
なり、全体がウレタン等の合成樹脂によって形成されて
いる。水中ケーブル７４は、二つのケーブルからなり、
これら各水中ケーブル７４が電極７２ａ，７２ｂに接続
されている。
動子７２の全体を被覆する無底円筒状の防水用部材から
なり、全体がウレタン等の合成樹脂によって形成されて
いる。水中ケーブル７４は、二つのケーブルからなり、
これら各水中ケーブル７４が電極７２ａ，７２ｂに接続
されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の円筒
型送波器においては、器内への媒質の流入によって器内
外の圧力を均衡させる構造、すなわち軸線両方向に開口
する構造であるため、音波の放射時に媒質が呼吸振動の
抵抗となっていた。この結果、音波を有効に放射するこ
とができず、送波駆動効率が低下するという問題があっ
た。
型送波器においては、器内への媒質の流入によって器内
外の圧力を均衡させる構造、すなわち軸線両方向に開口
する構造であるため、音波の放射時に媒質が呼吸振動の
抵抗となっていた。この結果、音波を有効に放射するこ
とができず、送波駆動効率が低下するという問題があっ
た。
【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、音波を有効に放射することができ、もって送波
駆動効率を確実に高めることができる円筒型送波器の提
供を目的とする。
もので、音波を有効に放射することができ、もって送波
駆動効率を確実に高めることができる円筒型送波器の提
供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の円筒型送波器は、両端を閉
塞することによりその内部に空気層を有する内筒シース
と、この内筒シースの外周面に接続シースを介して連設
され軸線両方向に開口する外筒シースとを備え、この外
筒シースに円筒状の第一圧電振動子を埋設し、この第一
圧電振動子の内周面に所定の間隔をもって対向する外周
面を有する円筒状の第二圧電振動子を内筒ケースに内蔵
し、この第二圧電振動子と第一圧電振動子とはそれぞれ
が互いに同心状に位置付けられている構成としてある。
したがって、内筒シースと外筒シースとの間に媒質を流
入させるとともに、第一圧電振動子および第二圧電振動
子に同一周波数の電気信号を同一位相で入力すると、両
シース間の媒質に対する各圧電振動子からの放射抵抗が
互いに打ち消される。
に、本発明の請求項１記載の円筒型送波器は、両端を閉
塞することによりその内部に空気層を有する内筒シース
と、この内筒シースの外周面に接続シースを介して連設
され軸線両方向に開口する外筒シースとを備え、この外
筒シースに円筒状の第一圧電振動子を埋設し、この第一
圧電振動子の内周面に所定の間隔をもって対向する外周
面を有する円筒状の第二圧電振動子を内筒ケースに内蔵
し、この第二圧電振動子と第一圧電振動子とはそれぞれ
が互いに同心状に位置付けられている構成としてある。
したがって、内筒シースと外筒シースとの間に媒質を流
入させるとともに、第一圧電振動子および第二圧電振動
子に同一周波数の電気信号を同一位相で入力すると、両
シース間の媒質に対する各圧電振動子からの放射抵抗が
互いに打ち消される。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の円
筒型送波器において、第一送波素子が外筒シースおよび
第一圧電振動子を有し、第二送波素子が内筒シースおよ
び第二圧電振動子を有する構成としてある。したがっ
て、第一送波素子の機械的共振周波数と同一周波数の電
気信号を同一位相で第一圧電振動子および第二圧電振動
子に入力すると、両送波素子間の媒質密度が変化するこ
となく、各送波素子が振動によって排除する両送波素子
間の媒質体積が等しくなる。
筒型送波器において、第一送波素子が外筒シースおよび
第一圧電振動子を有し、第二送波素子が内筒シースおよ
び第二圧電振動子を有する構成としてある。したがっ
て、第一送波素子の機械的共振周波数と同一周波数の電
気信号を同一位相で第一圧電振動子および第二圧電振動
子に入力すると、両送波素子間の媒質密度が変化するこ
となく、各送波素子が振動によって排除する両送波素子
間の媒質体積が等しくなる。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の円筒型送波器において、接続シースが複数の接続
シースからなる構成としてある。したがって、複数の接
続シースによって内筒シースと外筒シースの接続強度が
高められる。
記載の円筒型送波器において、接続シースが複数の接続
シースからなる構成としてある。したがって、複数の接
続シースによって内筒シースと外筒シースの接続強度が
高められる。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載の円筒型送波器において、接続シースが合成樹
脂によって形成されている構成としてある。したがっ
て、内筒シースおよび外筒シースを合成樹脂によって形
成することにより、シース全体が一体に成形される。
は３記載の円筒型送波器において、接続シースが合成樹
脂によって形成されている構成としてある。したがっ
て、内筒シースおよび外筒シースを合成樹脂によって形
成することにより、シース全体が一体に成形される。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のう
ちいずれか一記載の円筒型送波器において、接続シース
内に金属プレートがプレート両端部をそれぞれ内筒シー
スと外筒シース内に臨ませて埋設されている構成として
ある。したがって、金属プレートによって接続シースの
機械的強度が高められる。
ちいずれか一記載の円筒型送波器において、接続シース
内に金属プレートがプレート両端部をそれぞれ内筒シー
スと外筒シース内に臨ませて埋設されている構成として
ある。したがって、金属プレートによって接続シースの
機械的強度が高められる。
【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のう
ちいずれか一記載の円筒型送波器において、圧電振動子
が周方向に並列する多数の振動子エレメントからなる構
成としてある。したがって、圧電振動子が焼結によって
形成可能な材料からなる振動子エレメントを用いて製造
される。
ちいずれか一記載の円筒型送波器において、圧電振動子
が周方向に並列する多数の振動子エレメントからなる構
成としてある。したがって、圧電振動子が焼結によって
形成可能な材料からなる振動子エレメントを用いて製造
される。
【００２１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の円
筒型送波器において、振動子エレメントが短冊状の振動
子エレメントである構成としてある。したがって、圧電
振動子が焼結によって形成可能な材料からなる短冊状の
振動子エレメントを用いて製造される。
筒型送波器において、振動子エレメントが短冊状の振動
子エレメントである構成としてある。したがって、圧電
振動子が焼結によって形成可能な材料からなる短冊状の
振動子エレメントを用いて製造される。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態
に係る円筒型送波器を示す局部断面図である。同図にお
いて、符号１で示す円筒型送波器は、第一送波素子２お
よび第二送波素子３を備えている。
図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態
に係る円筒型送波器を示す局部断面図である。同図にお
いて、符号１で示す円筒型送波器は、第一送波素子２お
よび第二送波素子３を備えている。
【００２３】第一送波素子２は、全体が円筒防水構造と
され、外筒シース４と第一圧電振動子５と水中ケーブル
６とを有している。外筒シース４は、軸線両方向に開口
する無底円筒体からなり、全体がウレタン等の合成樹脂
によって形成されている。
され、外筒シース４と第一圧電振動子５と水中ケーブル
６とを有している。外筒シース４は、軸線両方向に開口
する無底円筒体からなり、全体がウレタン等の合成樹脂
によって形成されている。
【００２４】第一圧電振動子５は、軸線両方向に開口し
電極５ａ，５ｂをその内外周面に有する無底円筒体から
なり、全体がセラミック等の圧電材によって形成されて
いる。第一圧電振動子５の外径は、所望の使用水深の外
圧力に耐え得るような寸法に設定されている。水中ケー
ブル６は、二つのケーブルからなり、これら各水中ケー
ブル６が電極５ａ，５ｂに接続されている。
電極５ａ，５ｂをその内外周面に有する無底円筒体から
なり、全体がセラミック等の圧電材によって形成されて
いる。第一圧電振動子５の外径は、所望の使用水深の外
圧力に耐え得るような寸法に設定されている。水中ケー
ブル６は、二つのケーブルからなり、これら各水中ケー
ブル６が電極５ａ，５ｂに接続されている。
【００２５】第二送波素子３は、第一送波素子２と同様
に全体が円筒防水構造とされ、内筒シース７と第二圧電
振動子８と水中ケーブル９とディスク１０とを有してい
る。内筒シース７は、両端を閉塞することによりその内
部に空気層Ｂを有する有底円筒体からなり、全体が外筒
シース４と同様にウレタン等の合成樹脂によって形成さ
れている。そして、内筒シース７は、外筒シース４の同
心位置に位置し、外筒シース４の内周面に接続シース１
１を介して連設されている。
に全体が円筒防水構造とされ、内筒シース７と第二圧電
振動子８と水中ケーブル９とディスク１０とを有してい
る。内筒シース７は、両端を閉塞することによりその内
部に空気層Ｂを有する有底円筒体からなり、全体が外筒
シース４と同様にウレタン等の合成樹脂によって形成さ
れている。そして、内筒シース７は、外筒シース４の同
心位置に位置し、外筒シース４の内周面に接続シース１
１を介して連設されている。
【００２６】接続シース１１は、外筒シース４および内
筒シース７の上下方部において周方向に所定の間隔をも
って並列する多数の接続シースからなり、全体がウレタ
ン等の合成樹脂によって形成されている。これにより、
外筒シース４および内筒シース７の接続強度が高められ
る。これら各接続シース１１内には、金属プレート１２
がプレート両端部をそれぞれ外筒シース４と内筒シース
７内に臨ませて埋設されている。これにより、各接続シ
ース１１の機械的強度が高められる。
筒シース７の上下方部において周方向に所定の間隔をも
って並列する多数の接続シースからなり、全体がウレタ
ン等の合成樹脂によって形成されている。これにより、
外筒シース４および内筒シース７の接続強度が高められ
る。これら各接続シース１１内には、金属プレート１２
がプレート両端部をそれぞれ外筒シース４と内筒シース
７内に臨ませて埋設されている。これにより、各接続シ
ース１１の機械的強度が高められる。
【００２７】第二圧電振動子８は、軸線両方向に開口し
電極８ａ，８ｂをその内外周面に有する無底円筒体から
なり、内筒シース７に内蔵されている。そして、第二圧
電振動子８は、全体が第一圧電振動子５の材料と同一の
材料からなる圧電材によって形成されている。第二圧電
振動子８の外径（平均半径）は、所望の機械的共振周波
数に適合するような寸法に設定されている。
電極８ａ，８ｂをその内外周面に有する無底円筒体から
なり、内筒シース７に内蔵されている。そして、第二圧
電振動子８は、全体が第一圧電振動子５の材料と同一の
材料からなる圧電材によって形成されている。第二圧電
振動子８の外径（平均半径）は、所望の機械的共振周波
数に適合するような寸法に設定されている。
【００２８】水中ケーブル９は、二つのケーブルからな
り、これら各水中ケーブル９が各電極８ａ，８ｂに接続
されている。ディスク１０は、それぞれが第二圧電振動
子８を介して互いに対向する二つのディスクからなり、
全体が金属等の剛体によって形成されている。これら各
ディスク１０は、第二圧電振動子８の各開口端面にディ
スク端面が振動子開口部を閉塞するように配設され、か
つ内筒シース７に内蔵されている。
り、これら各水中ケーブル９が各電極８ａ，８ｂに接続
されている。ディスク１０は、それぞれが第二圧電振動
子８を介して互いに対向する二つのディスクからなり、
全体が金属等の剛体によって形成されている。これら各
ディスク１０は、第二圧電振動子８の各開口端面にディ
スク端面が振動子開口部を閉塞するように配設され、か
つ内筒シース７に内蔵されている。
【００２９】このように構成された円筒型送波器におい
ては、各圧電振動子５，８の振動によって発生する両送
波素子２，３間の放射抵抗を無くすために、各圧電振動
子５，８の振動によって排除される両送波素子２，３間
の各媒質体積を等しくすることが行われるが、この方法
について説明する。すなわち、両送波素子２，３間の各
媒質体積を等しくするには、各圧電振動子５，８に送波
素子２の機械的共振周波数と同一周波数の電気信号を同
一位相で各水中ケーブル６，９から独立して入力するこ
とにより行う。
ては、各圧電振動子５，８の振動によって発生する両送
波素子２，３間の放射抵抗を無くすために、各圧電振動
子５，８の振動によって排除される両送波素子２，３間
の各媒質体積を等しくすることが行われるが、この方法
について説明する。すなわち、両送波素子２，３間の各
媒質体積を等しくするには、各圧電振動子５，８に送波
素子２の機械的共振周波数と同一周波数の電気信号を同
一位相で各水中ケーブル６，９から独立して入力するこ
とにより行う。
【００３０】このとき、各送波素子２，３が振動して排
除される周囲の媒質体積Ｖは、Ｖ≒ｄ×α×Ｖｉｎ×Ｌ
…（３）で表わされる。ここで、ｄは各送波素子２，３
の平均半径、αは圧電振動子（圧電材）５，８の圧電定
数、Ｖｉｎは入力する電気信号振幅、Ｌは各送波素子
２，３の軸線方向長である。
除される周囲の媒質体積Ｖは、Ｖ≒ｄ×α×Ｖｉｎ×Ｌ
…（３）で表わされる。ここで、ｄは各送波素子２，３
の平均半径、αは圧電振動子（圧電材）５，８の圧電定
数、Ｖｉｎは入力する電気信号振幅、Ｌは各送波素子
２，３の軸線方向長である。
【００３１】今、各送波素子２，３において、圧電振動
子５，８の材質が同一であるため、圧電定数αは同一で
ある。また、軸線方向長Ｌも同一である。このため、各
送波素子２，３が振動して排除される周囲の媒質体積Ｖ
は、各送波素子２，３の平均半径ｄと入力する電気信号
振幅Ｖｉｎにのみ決定される。
子５，８の材質が同一であるため、圧電定数αは同一で
ある。また、軸線方向長Ｌも同一である。このため、各
送波素子２，３が振動して排除される周囲の媒質体積Ｖ
は、各送波素子２，３の平均半径ｄと入力する電気信号
振幅Ｖｉｎにのみ決定される。
【００３２】ここで、第一送波素子２および第二送波素
子３の平均半径をそれぞれｄ１０とｄ１１とし、またそ
れぞれに入力する電気信号振幅をＶｉｎ１０とＶｉｎ１
１とすると、（３）式よりｄ１０×Ｖｉｎ１０＝ｄ１１
×Ｖｉｎ１１を満足するように、入力する電気信号振幅
Ｖｉｎ１０とＶｉｎ１１を設定することにより、第一送
波素子２が振動して排除した媒質体積と第二送波素子３
が振動して排除した媒質体積とは等しくなる。
子３の平均半径をそれぞれｄ１０とｄ１１とし、またそ
れぞれに入力する電気信号振幅をＶｉｎ１０とＶｉｎ１
１とすると、（３）式よりｄ１０×Ｖｉｎ１０＝ｄ１１
×Ｖｉｎ１１を満足するように、入力する電気信号振幅
Ｖｉｎ１０とＶｉｎ１１を設定することにより、第一送
波素子２が振動して排除した媒質体積と第二送波素子３
が振動して排除した媒質体積とは等しくなる。
【００３３】また、各送波素子２，３（圧電振動子５，
８）が同一位相で振動するため、両送波素子２，３間の
媒質密度は変化しない。
８）が同一位相で振動するため、両送波素子２，３間の
媒質密度は変化しない。
【００３４】したがって、本実施形態においては、第一
送波素子２（外筒シース４）と第二送波素子３（内筒シ
ース７）との間に媒質を流入させるとともに、第一圧電
振動子５および第二圧電振動子８に同一周波数の電気信
号を同一位相で独立して入力すると、両シース４，７間
の媒質に対する各圧電振動子５，８からの放射抵抗が互
いに打ち消されるから、音波の放射時に媒質が呼吸振動
の抵抗とならず、第一送波素子２から音波を有効に放射
することができ、送波駆動効率を確実に高めることがで
きる。
送波素子２（外筒シース４）と第二送波素子３（内筒シ
ース７）との間に媒質を流入させるとともに、第一圧電
振動子５および第二圧電振動子８に同一周波数の電気信
号を同一位相で独立して入力すると、両シース４，７間
の媒質に対する各圧電振動子５，８からの放射抵抗が互
いに打ち消されるから、音波の放射時に媒質が呼吸振動
の抵抗とならず、第一送波素子２から音波を有効に放射
することができ、送波駆動効率を確実に高めることがで
きる。
【００３５】このことは、従来の送波器による送波駆動
効率に対する本発明の送波器による送波駆動効率の比を
縦軸とし、各圧電振動子５，８に入力した電気信号の周
波数を横軸として表わす図２より理解されよう。
効率に対する本発明の送波器による送波駆動効率の比を
縦軸とし、各圧電振動子５，８に入力した電気信号の周
波数を横軸として表わす図２より理解されよう。
【００３６】なお、本実施形態においては、第一送波素
子２が振動して排除する媒質体積と第二送波素子３が振
動して排除する媒質体積とを等しくする方法としては、
各圧電振動子５，８に入力する電気信号振幅を調節する
ことにより行う場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されず、各送波素子２，３の軸線方向長を調節す
ることにより行うものでも何等差し支えない。
子２が振動して排除する媒質体積と第二送波素子３が振
動して排除する媒質体積とを等しくする方法としては、
各圧電振動子５，８に入力する電気信号振幅を調節する
ことにより行う場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されず、各送波素子２，３の軸線方向長を調節す
ることにより行うものでも何等差し支えない。
【００３７】また、本実施形態においては、各圧電振動
子５，８が円筒体として一連に形成される場合について
説明したが、本発明はこれに限定されず、周方向に並列
する多数の短冊状の振動子エレメントからなるものでも
実施形態と同様の効果を奏する。
子５，８が円筒体として一連に形成される場合について
説明したが、本発明はこれに限定されず、周方向に並列
する多数の短冊状の振動子エレメントからなるものでも
実施形態と同様の効果を奏する。
【００３８】この他、本発明における圧電振動子および
シースの材質は、前述した実施形態に限定されるもので
ないことは勿論である。
シースの材質は、前述した実施形態に限定されるもので
ないことは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
筒シースに円筒状の第一圧電振動子を埋設し、この第一
圧電振動子の内周面に所定の間隔をもって対向する外周
面を有する円筒状の第二圧電振動子を内筒ケースに内蔵
し、この第二圧電振動子と第一圧電振動子とはそれぞれ
が互いに同心状に位置付けられているので、内筒シース
と外筒シースとの間に媒質を流入させるとともに、第一
圧電振動子および第二圧電振動子に同一周波数の電気信
号を同一位相で入力すると、両シース間の媒質に対する
各圧電振動子からの放射抵抗が互いに打ち消される。
筒シースに円筒状の第一圧電振動子を埋設し、この第一
圧電振動子の内周面に所定の間隔をもって対向する外周
面を有する円筒状の第二圧電振動子を内筒ケースに内蔵
し、この第二圧電振動子と第一圧電振動子とはそれぞれ
が互いに同心状に位置付けられているので、内筒シース
と外筒シースとの間に媒質を流入させるとともに、第一
圧電振動子および第二圧電振動子に同一周波数の電気信
号を同一位相で入力すると、両シース間の媒質に対する
各圧電振動子からの放射抵抗が互いに打ち消される。
【００４０】したがって、音波の放射時に従来のように
媒質が呼吸振動の抵抗とならないから、第一送波素子か
ら音波を有効に放射することができ、送波駆動効率を確
実に高めることができる。
媒質が呼吸振動の抵抗とならないから、第一送波素子か
ら音波を有効に放射することができ、送波駆動効率を確
実に高めることができる。
【００４１】また、外筒シースが軸線両方向に開口する
構造であることは、使用時に送波器における応力発生を
防止することができるから、送波器外径を大きい寸法に
設定することができ、低い機械的共振周波数で円筒の呼
吸振動モードを得ることができるとともに、水深が相当
に深い位置でも使用することができる。
構造であることは、使用時に送波器における応力発生を
防止することができるから、送波器外径を大きい寸法に
設定することができ、低い機械的共振周波数で円筒の呼
吸振動モードを得ることができるとともに、水深が相当
に深い位置でも使用することができる。
【図１】本発明の第一実施形態に係る円筒型送波器を示
す局部断面図である。
す局部断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る円筒型送波器によ
る送波駆動効率の従来の円筒型送波器による送波駆動効
率に対する比を表わした図である。
る送波駆動効率の従来の円筒型送波器による送波駆動効
率に対する比を表わした図である。
【図３】従来の円筒型送波器（１）を示す局部断面図で
ある。
ある。
【図４】従来の円筒型送波器によって得られる音響出力
を説明するために示す斜視図である。
を説明するために示す斜視図である。
【図５】従来の円筒型送波器（２）に用いられる振動子
エレメントを示す斜視図である。
エレメントを示す斜視図である。
【図６】従来の図５に示す振動子エレメントから形成さ
れる圧電振動子を示す斜視図である。
れる圧電振動子を示す斜視図である。
【図７】従来の円筒型送波器（３）を示す斜視図であ
る。
る。
１ 円筒型送波器 ２ 第一送波素子 ３ 第二送波素子 ４ 外筒シース ５ 第一圧電振動子 ５ａ，５ｂ 電極 ６ 水中ケーブル ７ 内筒シース ８ 第二圧電振動子 ８ａ，８ｂ 電極 ９ 水中ケーブル １０ ディスク １１ 接続シース １２ 金属プレート Ｂ 空気層
Claims (7)
- 【請求項１】 両端を閉塞することによりその内部に空
気層を有する内筒シースと、 この内筒シースの外周面に接続シースを介して連設さ
れ、軸線両方向に開口する外筒シースとを備え、 この外筒シースに円筒状の第一圧電振動子を埋設し、 この第一圧電振動子の内周面に所定の間隔をもって対向
する外周面を有する円筒状の第二圧電振動子を前記内筒
ケースに内蔵し、 この第二圧電振動子と前記第一圧電振動子とはそれぞれ
が互いに同心状に位置付けられていることを特徴とする
円筒型送波器。 - 【請求項２】 第一送波素子が前記外筒シースおよび前
記第一圧電振動子を有し、第二送波素子が前記内筒シー
スおよび前記第二圧電振動子を有することを特徴とする
請求項１記載の円筒型送波器。 - 【請求項３】 前記接続シースが複数の接続シースから
なることを特徴とする請求項１または２記載の円筒型送
波器。 - 【請求項４】 前記接続シースが合成樹脂によって形成
されていることを特徴とする請求項１，２または３記載
の円筒型送波器。 - 【請求項５】 前記接続シース内に金属プレートがプレ
ート両端部をそれぞれ前記内筒シースと前記外筒シース
内に臨ませて埋設されていることを特徴とする請求項１
〜４のうちいずれか一記載の円筒型送波器。 - 【請求項６】 前記圧電振動子が周方向に並列する多数
の振動子エレメントからなることを特徴とする請求項１
〜５のうちいずれか一記載の円筒型送波器。 - 【請求項７】 前記振動子エレメントが短冊状の振動子
エレメントであることを特徴とする請求項６記載の円筒
型送波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29463797A JP3183232B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 円筒型送波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29463797A JP3183232B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 円筒型送波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11136198A true JPH11136198A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3183232B2 JP3183232B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=17810352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29463797A Expired - Fee Related JP3183232B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 円筒型送波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183232B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008523963A (ja) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | イービーアール システムズ， インコーポレイテッド | 埋め込み可能な変換器デバイス |
| JP2010141440A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Nec Corp | 音響トランスデューサ |
| WO2018041239A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Beijing Supersonic Technology Co., Ltd. | Piezoelectric actuator, underwater acoustic transducer and method for producing underwater acoustic transducer |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP29463797A patent/JP3183232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008523963A (ja) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | イービーアール システムズ， インコーポレイテッド | 埋め込み可能な変換器デバイス |
| JP2010141440A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Nec Corp | 音響トランスデューサ |
| WO2018041239A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Beijing Supersonic Technology Co., Ltd. | Piezoelectric actuator, underwater acoustic transducer and method for producing underwater acoustic transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183232B2 (ja) | 2001-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |