JPS5848865Y2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は距離メータおよびカメラの自動焦点検出セン
サ等に使用される超音波用の電気音響変換器に関するも
のである。

従来の電気音響変換器を第１図および第２図に示す。

第１図において、１は２枚の円板形の圧電磁器振動子を
貼合せてなるバイモルフ振動子である。

２は、バイモルフ振動子１の振動面の一面の中央部に付
設した金属製の円錐状共振子で、空気のもつ固有音響イ
ンピーダンスとマツチングする形状および材質（アルミ
ニウム）を有し、バイモルフ振動子１の振動による音響
出力を増幅する。

３は、２重構造のつば何円筒形の端子台で、振動子支持
部３ａにより弾性接着剤４を介してバイモルフ振動子１
の振動面の他面を支持し、できるだけバイモルフ振動子
１の振動を妨げないようにしている。

５および６はそれぞれ端子台３に植設した端子、７およ
び８はそれぞれバイモルフ振動子１０両面の電極部分と
端子５，６を接続するリード線である。

９は、外ケース９ａおよび゛内ケース９ｂからなる２重
構造のケースで、外ケース９ａの一方の一方開口部のつ
ば９Ｃの内面と内ケース９ｂの一方の開口周縁部とでメ
ツシュスクリーン１０を挾持固定するとともに外ケース
９ａの他方の開口縁をかしめることにより端子台３０周
縁部を外ケース９ａおよび内ケース９ｂの開口縁で挟持
固定してバイモルフ振動子１をケース９内に収容する。

なお、円錐状共振子２は樹脂製でもよい。

この電気音響変換器は、バイモルフ振動子１の振動面外
径と音波の波長の比を約１．０にしており、ある程度の
鋭い指向性を示すが、実際には、ケース９の内部での乱
反射があるため指向特性が補正され、第５図の曲線Ａで
示すように鈍くなり、ｋは約０．２５（−２−）になっ
ていた。

この電気音響変換器の指向性を鋭くする方法としては、
周波数を高くするか、あるいは、音源の直径（振動面の
大きさ）をＤ、音波の波長をλとしたときに次式 で表わされる振動面の大きさと音波の波長の比ｋを大き
くすることが考えられる。

しかし、周波数を高くすれば、音の性質上音響出力の距
離に対する減衰率が大きくなるという問題が生じ、周波
数約２０〜４０ ＫＨｚの範囲で設定しなければならな
い。

また、バイモルフ振動子１の振動面の外径を大きくして
ｋの値を大きくすれば、バイモルフ振動子１の音響出力
を低下させるという問題があり、しかもバイモルフ振動
子１の外径を大きくすることにより大型化するという問
題がある。

このような問題のために、従来の電気音響変換器は指向
性を鋭くすることができなかった。

したがって、この考案の目的は、音響出力の距離に対す
る減衰率を大きくすることなく、音響出力の低下を招く
ことなく、シかも大型化することがなく、指向性を鋭く
することができる電気音響変換器を提供することである
。

この考案の一実施例を第３図および第４図に示す。

すなわち、この電気音響変換器は、ケース９の一方の開
口の中央近傍にバイモルフ振動子１の底面外径以下の底
面外径を有する円錐状反射体１１を配設したものである
。

この場合、円錐状反射体１１は、メツシュスクリーン１
０に固定されている。

このように、バイモルフ振動子１および円錐状共振子２
の前面に円錐状反射体１１を配設したため、バイモルフ
振動子１および円錐状共振子２より発射された超音波が
円錐状反射体１１に当って直進方向にのみ集束するよう
になる。

すなわち、バイモルフ振動子１および円錐状共振子２よ
り発射された超音波は、ケース９の内側面および端子台
３の表面により反射された反射音波と反射されない直進
音波とが同時にメツシュスクリーン１０を通過するが、
反射音波が外ケース９ａの開口と円錐状反射体１１との
間隙を通過する場合、間隙の空気共振が円錐状反射体１
１の設置により高い方向に移動して共振をはずれた状態
となるため、反射音波の音響出力は低下する。

一方、直進音波は円錐状反射体１１により一部が反射さ
れ、ケース９および端子台３により反射された反射音波
と同様にケース９内で反射され、円錐状反射体１１に集
中されるようになる。

その結果、円錐状反射体１１を介してのみ音波が外に伝
わり、直進方向以外の放射角では音響出力か゛低下する
ことになり、第５図の曲線Ｂで示すように狭指向性を示
すこととなる。

なお、円錐状反射体１１は、逆方向、すなわち円錐の頂
点が外方に向いても同じ効果が得られる。

しかし、この円錐状反射体１１による音響出力の増幅作
用は期待できない。

その理由は、指向性を鋭くするため、不必要な共振効果
を避けるように超音波放射口を構成しているためであり
、従来の音響出力と同等レベルの音響出力が得られるだ
けである。

また、実施例によれば、近距離の反射物体による定在波
がバイモルフ振動子１および円錐状共振子２による干渉
を円錐状反射体１１により緩和することができるため、
近距離から遠距離に渡って安定した音響特性を得ること
ができる。

なお、円錐状反射体１１の配設は、メツシュスクリーン
１０に固定する代わりに、別にフレームを設けてそれに
固定してもよい。

以上のように、この考案の電気音響変換器は、圧電磁器
振動子よりなるバイモルフ振動子と、このバイモルフ振
動子の振動面の中央部に付設した円錐状共振子と、前記
バイモルフ振動子および円錐状共振子を収容するケース
と、このケースの超音波放射口中央近傍に配設されて前
記バイモルフ振動子の振動面の外径以下の底面外径を有
する円錐状反射体とを備えているので、音響出力の距離
に対する減衰率を大きくすることなく、音響出力の低下
を招くことなく、シかも大型化することがなく、指向性
を鋭くすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気音響変換器の組立断面図、第２図は
その分解斜視図、第３図はこの考案の一実施例の組立断
面図、第４図はその分解斜視図、第５図は従来例および
実施例の指向特性図である。 １・・・・・・バイモルフ振動子、２・・・・・・円錐
状共振子、９・・・・・・ケース、１１・・・・・・円
錐状反射体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電磁器振動子よりなるバイモルフ振動子と、このバイ
   モルフ振動子の振動面の中央部に付設した円錐状共振子
   と、前記バイモルフ振動子および円錐状共振子を収容す
   るケースと、このケースの超音波放射口中央近傍に配設
   されて前記バイモルフ振動子の振動面の外径以下の底面
   外径を有する円錐状反射体とを備えた電気音響変換器。