JPS5839200A - 送受波器 - Google Patents
送受波器Info
- Publication number
- JPS5839200A JPS5839200A JP13607781A JP13607781A JPS5839200A JP S5839200 A JPS5839200 A JP S5839200A JP 13607781 A JP13607781 A JP 13607781A JP 13607781 A JP13607781 A JP 13607781A JP S5839200 A JPS5839200 A JP S5839200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric materials
- housing
- plate
- piezoelectric material
- box body
- 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.)
- Granted
Links
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- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
- B06B1/0633—Cylindrical array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
関する。
従来，この種の送受波器において，指向性の特性を得る
ためには複数個の送受波器を空間的に配列し，これ等に
よって生ずる音波の伝播の経路差を利用していた。しか
し、この方法では，周波数が低くなり，媒質中の音波の
波長が長くなってくると，それに比例して送受波器間の
距離を大きくとる必要があり，構造が大型になるという
欠点があった。
ためには複数個の送受波器を空間的に配列し，これ等に
よって生ずる音波の伝播の経路差を利用していた。しか
し、この方法では，周波数が低くなり，媒質中の音波の
波長が長くなってくると，それに比例して送受波器間の
距離を大きくとる必要があり，構造が大型になるという
欠点があった。
また上記の欠点を除くために．Ｅ力傾度型送受波器を４
直角方向に配置し，これらの送受波器の組合せにより指
向性を得る方法が採用されている。
直角方向に配置し，これらの送受波器の組合せにより指
向性を得る方法が採用されている。
しかし、この方法によると，その構造がパイモルフ形の
ために複雑になるばかりでなく，筐体より突出して保持
されるために機械的強度が不十分であるなどの欠点があ
った。或はまた、円筒形振動体の内面に４直角方向に圧
電材を配置し，振動体の変形により伝達される応力によ
って誘起される出力を組合せて指向性を得るものがある
が，この方法においても構造が複雑であシ，機械的強度
が不十分であるなどの欠点があった。
ために複雑になるばかりでなく，筐体より突出して保持
されるために機械的強度が不十分であるなどの欠点があ
った。或はまた、円筒形振動体の内面に４直角方向に圧
電材を配置し，振動体の変形により伝達される応力によ
って誘起される出力を組合せて指向性を得るものがある
が，この方法においても構造が複雑であシ，機械的強度
が不十分であるなどの欠点があった。
本発明の目的は，従来の欠点を除去し，板状の圧電材に
媒質の音響インピーダンスにほぼ近いものを使用するこ
とによって，送波器と受波器が一体化され，構造が小型
．化されるばかシでなく，機械的強度の向上と必要によ
シ単−指向性を得ることのできる送受波器を提供するに
ある。
媒質の音響インピーダンスにほぼ近いものを使用するこ
とによって，送波器と受波器が一体化され，構造が小型
．化されるばかシでなく，機械的強度の向上と必要によ
シ単−指向性を得ることのできる送受波器を提供するに
ある。
本発明の送受波器は２円筒形、若しくは球形の筐体と、
該筐体の円周上の少なくとも１対向表面に対として固着
された板状の圧電材とによって構成され、対向する２つ
の圧電材を組とし、それぞれの入出力を差合成すること
によシ指向性を得るようにしたものである。
該筐体の円周上の少なくとも１対向表面に対として固着
された板状の圧電材とによって構成され、対向する２つ
の圧電材を組とし、それぞれの入出力を差合成すること
によシ指向性を得るようにしたものである。
次に２本発明による実施例について図面を参照して説明
する。
する。
第１図は本発明の第１の実施例の構造を斜視図によシ示
したものである。゛この図において、１は円筒形の金属
筐体、２−１’；２’−２，２−３，２−４は筐体１に
接着された媒質の音響インピーダンスに近い板状の圧電
材である。第２図は、第１図の送受波器を上方からみた
平面図である。この平面図において、圧電材２−１〜４
の（４）、←）の表示はそれぞれの圧電材の極性を表わ
している。極性の反転されたものは、同一のものを面を
逆に接着することによって得られる。
したものである。゛この図において、１は円筒形の金属
筐体、２−１’；２’−２，２−３，２−４は筐体１に
接着された媒質の音響インピーダンスに近い板状の圧電
材である。第２図は、第１図の送受波器を上方からみた
平面図である。この平面図において、圧電材２−１〜４
の（４）、←）の表示はそれぞれの圧電材の極性を表わ
している。極性の反転されたものは、同一のものを面を
逆に接着することによって得られる。
このように構成された送受波器の動作について。
第３図の原理図を参照して説明する。なお、この七スが
逆で動作原理は同じであるから、ここには受波について
のみ記述する。いま２図の矢印に示す方向よシ音−波が
到来すると、筐体１は進行方向の前後に振動する。この
ため、２つの圧電材には圧縮、又は膨張の力が作用し、
お互に位相の逆の電圧がそれぞれ誘起する。この動電圧
を差合成すると、この電圧が２倍になって取シだせる。
逆で動作原理は同じであるから、ここには受波について
のみ記述する。いま２図の矢印に示す方向よシ音−波が
到来すると、筐体１は進行方向の前後に振動する。この
ため、２つの圧電材には圧縮、又は膨張の力が作用し、
お互に位相の逆の電圧がそれぞれ誘起する。この動電圧
を差合成すると、この電圧が２倍になって取シだせる。
この電圧は、音波の到来角度がθの方向にあるとき。
ｃｏｓθに減少する。その結果、いわゆる８の字形の指
向性が得られる。このことから判るように、２つの圧電
材を結ぶ直線に直角の方向から音波が到来した場合には
、それぞれの圧電材は同相の電圧が誘起するから、これ
等両方の電圧を差合成すると、その電圧は０と々る。ま
た１円筒の外径が波長に比べて小さくなく、−次の共振
モードがのっても上記の動作に影響は無い。
向性が得られる。このことから判るように、２つの圧電
材を結ぶ直線に直角の方向から音波が到来した場合には
、それぞれの圧電材は同相の電圧が誘起するから、これ
等両方の電圧を差合成すると、その電圧は０と々る。ま
た１円筒の外径が波長に比べて小さくなく、−次の共振
モードがのっても上記の動作に影響は無い。
第４図は本発明による第２の実施例の構造を斜視図によ
シ示したものである。この図において。
シ示したものである。この図において。
３はジルコン酸チタン酸鉛系の圧電材で形成された筐体
であり、媒質の音響インピーダンスより大きく選定され
ている。４−１．４．−２．４−３゜４−４は高分子圧
電材である。これ等圧電材４−１〜４の極性は第１の実
施例と同じに選定される。従って、この受波器も第１の
実施例と同じように動作するので、その点についての詳
細な説明は省略する。ただ、圧電材よシなる筐体３を、
受波器として動作させたとき、これに誘起される電圧と
圧電材４−１〜４に誘起される電圧とを公知の技術によ
り和、又は差合成することによって、受波の指向性を単
一指向性にすることができる。また、圧電材４−１〜４
は媒質の音響インピーダンスに近いため、到来した音波
の伝播は阻害されず、音波は筐体３に到達する。また、
筐体３のみを送波器として動作させた場合、送波器は０
次の振動モード、いわゆる呼吸振動によシ振動して音波
を発生する。この状態においては、外面の圧電材４−１
〜４は媒質の音響インピーダンスにほぼ近いため。
であり、媒質の音響インピーダンスより大きく選定され
ている。４−１．４．−２．４−３゜４−４は高分子圧
電材である。これ等圧電材４−１〜４の極性は第１の実
施例と同じに選定される。従って、この受波器も第１の
実施例と同じように動作するので、その点についての詳
細な説明は省略する。ただ、圧電材よシなる筐体３を、
受波器として動作させたとき、これに誘起される電圧と
圧電材４−１〜４に誘起される電圧とを公知の技術によ
り和、又は差合成することによって、受波の指向性を単
一指向性にすることができる。また、圧電材４−１〜４
は媒質の音響インピーダンスに近いため、到来した音波
の伝播は阻害されず、音波は筐体３に到達する。また、
筐体３のみを送波器として動作させた場合、送波器は０
次の振動モード、いわゆる呼吸振動によシ振動して音波
を発生する。この状態においては、外面の圧電材４−１
〜４は媒質の音響インピーダンスにほぼ近いため。
振動の阻害および音波の伝播の阻害にはならない。
上記第１および第２の実施例においては、筐体１や圧電
材よりなる筐体３は４直角方向についてのみ、板状の圧
電材を接着しているが、これは一平面の全方位の弁別に
必要な最少の数として例示されたものである。本発明に
おいては、これに限定されることなく、単に指向性を得
るため、或は指向性のビーム数を多数個得るために、そ
れぞれ４直角方向以下、或はそれ以上の方向に圧電材を
固着してもよいことは言うまでもない。例えば。
材よりなる筐体３は４直角方向についてのみ、板状の圧
電材を接着しているが、これは一平面の全方位の弁別に
必要な最少の数として例示されたものである。本発明に
おいては、これに限定されることなく、単に指向性を得
るため、或は指向性のビーム数を多数個得るために、そ
れぞれ４直角方向以下、或はそれ以上の方向に圧電材を
固着してもよいことは言うまでもない。例えば。
球面の筐体を使用し、直交する２平面の計６直角方向に
圧電材を固着すれば、よシ全方向的な弁別が可能になる
。
圧電材を固着すれば、よシ全方向的な弁別が可能になる
。
なお、上記の実施例に使用されている圧電材は。
近年、開発がとみに進展し、感度等に関係する圧電定数
の改善、音響インピーダンスの低減、或は可撓性の増大
等によって、その性能が向上し９本発明の送受波器に対
する有効な活用が期待されるようになった。
の改善、音響インピーダンスの低減、或は可撓性の増大
等によって、その性能が向上し９本発明の送受波器に対
する有効な活用が期待されるようになった。
以上“の説明により明らかなように１本発明によれば版
状の圧電材を複数個筐体に固着することにより１機械的
強度が得られ、かつ製造が容易になるばかシでなく、更
に、筐体部を音響インピーダンスが大きい圧電材とし板
状の固着する圧電材を媒質の音響インピーダンスとほぼ
近いものにすることによって、複数の受波器、又はこれ
らと送波器が一体化され、構造の小型化が容易にカリ、
或は単一指向性を容易に得ることができるなど得られる
効果は太きい。
状の圧電材を複数個筐体に固着することにより１機械的
強度が得られ、かつ製造が容易になるばかシでなく、更
に、筐体部を音響インピーダンスが大きい圧電材とし板
状の固着する圧電材を媒質の音響インピーダンスとほぼ
近いものにすることによって、複数の受波器、又はこれ
らと送波器が一体化され、構造の小型化が容易にカリ、
或は単一指向性を容易に得ることができるなど得られる
効果は太きい。
第１図は本発明による第１の実施例の構造を示す斜視図
、第２図は、第１図の送受波器を上方から見た平面図、
第３図は、第１図の送受波器の動作を説明するための原
理図、第４図は本発明による第２の実施例の構造を示す
斜視図である。 図において、１は筐体、 ２−１ 、２−２ 、２−３
。 ２−４ 、４−１ 、４−２ 、４−３ 、４−４は板
状の圧電材。 ３は圧電材よシなる筐体である。 第１図 第２、図 ！ 第３図 第４図
、第２図は、第１図の送受波器を上方から見た平面図、
第３図は、第１図の送受波器の動作を説明するための原
理図、第４図は本発明による第２の実施例の構造を示す
斜視図である。 図において、１は筐体、 ２−１ 、２−２ 、２−３
。 ２−４ 、４−１ 、４−２ 、４−３ 、４−４は板
状の圧電材。 ３は圧電材よシなる筐体である。 第１図 第２、図 ！ 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円筒形、若しくは球形の筐体と、該筐体の円周上の
少なくとも１対向表面に対として固着された板状の圧電
材とによって構成された送受波器。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の送受波器において、
前記筐体が媒質の音響インピーダンスより大きいインピ
ーダンスを有する圧電材で形成され、前記板状の圧電材
が媒質の音響インピーダンスにはｉ￥：近いインピーダ
ンスを有することを特徴とする送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607781A JPS5839200A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13607781A JPS5839200A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839200A true JPS5839200A (ja) | 1983-03-07 |
| JPS6312438B2 JPS6312438B2 (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=15166691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13607781A Granted JPS5839200A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5355417A (en) * | 1992-10-21 | 1994-10-11 | The Center For Innovative Technology | Active control of aircraft engine inlet noise using compact sound sources and distributed error sensors |
| JPH07284197A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Nec Corp | ダイポール放射型低周波水中送波器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS492524A (ja) * | 1972-04-20 | 1974-01-10 | ||
| JPS55140399A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-01 | Hitachi Ltd | Cylindrical piezoelectric porcelain vibrator |
-
1981
- 1981-09-01 JP JP13607781A patent/JPS5839200A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS492524A (ja) * | 1972-04-20 | 1974-01-10 | ||
| JPS55140399A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-01 | Hitachi Ltd | Cylindrical piezoelectric porcelain vibrator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5355417A (en) * | 1992-10-21 | 1994-10-11 | The Center For Innovative Technology | Active control of aircraft engine inlet noise using compact sound sources and distributed error sensors |
| JPH07284197A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Nec Corp | ダイポール放射型低周波水中送波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6312438B2 (ja) | 1988-03-18 |
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