JPS5885699A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
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- JPS5885699A JPS5885699A JP18460081A JP18460081A JPS5885699A JP S5885699 A JPS5885699 A JP S5885699A JP 18460081 A JP18460081 A JP 18460081A JP 18460081 A JP18460081 A JP 18460081A JP S5885699 A JPS5885699 A JP S5885699A
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- JP
- Japan
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- thin plate
- ultrasonic transducer
- diaphragm
- piezoelectric element
- sharp
- 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.)
- Pending
Links
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 6
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- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/10—Resonant transducers, i.e. adapted to produce maximum output at a predetermined frequency
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
- G10K11/025—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators horns for impedance matching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (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】
本発明は、尖鋭な指向特性を有し、送受波感度特性を改
善した超音波送受波器に関するものである。
善した超音波送受波器に関するものである。
空気中での超音波の送受波器は、圧電セラミクスの貼υ
合せ型圧電素子が多く用いられており、上記貼り合せ型
圧電素子の撓み振動の共振点、反共振点で使用するよう
に作られている。また空気の機械的インピーダンスは圧
電セラミクスのそれと比して著しく小さいため、貼り合
せ型圧電素子を振動板と結合させて機械的インビーダン
ヌの低下を図っている。
合せ型圧電素子が多く用いられており、上記貼り合せ型
圧電素子の撓み振動の共振点、反共振点で使用するよう
に作られている。また空気の機械的インピーダンスは圧
電セラミクスのそれと比して著しく小さいため、貼り合
せ型圧電素子を振動板と結合させて機械的インビーダン
ヌの低下を図っている。
従来の超音波送受波器の構造を第１図に示す。
貼り合せ型圧電素子１の中心部に結合軸２が貫通固定さ
れ、結合軸２に振動板３が取付けらｎている。そして、
貼り合せ型圧電素子１の振動の節部が支持台４の先端に
弾性接着剤５で固定されている。なお６，６′は端子、
７は貼り合せ型圧電素子等を覆うケース、８はケース７
の上部に形成された透孔に取り付けらｎた保護用メツシ
ュ、９．９′は貼り合せ型圧電素子１と端子６，６′を
電気的に接続しているリード線である。
れ、結合軸２に振動板３が取付けらｎている。そして、
貼り合せ型圧電素子１の振動の節部が支持台４の先端に
弾性接着剤５で固定されている。なお６，６′は端子、
７は貼り合せ型圧電素子等を覆うケース、８はケース７
の上部に形成された透孔に取り付けらｎた保護用メツシ
ュ、９．９′は貼り合せ型圧電素子１と端子６，６′を
電気的に接続しているリード線である。
第２図は、上記構造の超音波送受波器の指向特性を示し
たものである。
たものである。
測定対象となる物体に対して分解能を上げようとすると
、尖鋭な指向性力伊求される。尖鋭な指向特性は、公知
のように音源の大きさを増大させ、使用周波数を高くす
ることにより実現さ扛るが、使用周波数を高くすると音
の減衰は著しく増大するので、それを高くすることに限
界があり、音源を大きくする必要がある。
、尖鋭な指向性力伊求される。尖鋭な指向特性は、公知
のように音源の大きさを増大させ、使用周波数を高くす
ることにより実現さ扛るが、使用周波数を高くすると音
の減衰は著しく増大するので、それを高くすることに限
界があり、音源を大きくする必要がある。
圧電セラミクスを用いた超音波送受波器に尖鋭な指向特
性を要求すると、振動板、貼り合せ型圧電素子および貼
り合せ型圧電素子を支持する支持台等が著しく大きくな
るという欠点があった。また、たとえ大きな振動板を用
いたとしても、送受波感度は増大するが、均一なピスト
ン振動を実現させることはきわめて困難であり、音源を
大きくする割には概して指向特性は尖鋭にならなかった
。
性を要求すると、振動板、貼り合せ型圧電素子および貼
り合せ型圧電素子を支持する支持台等が著しく大きくな
るという欠点があった。また、たとえ大きな振動板を用
いたとしても、送受波感度は増大するが、均一なピスト
ン振動を実現させることはきわめて困難であり、音源を
大きくする割には概して指向特性は尖鋭にならなかった
。
ホーンを付加して指向特性を尖鋭にしようとする場合、
送受波感度を高くするために振動板を大きくすると、尖
鋭な指向特性を容易に実現できないばかシでなく、送受
波感度も向上させることは困難であった。
送受波感度を高くするために振動板を大きくすると、尖
鋭な指向特性を容易に実現できないばかシでなく、送受
波感度も向上させることは困難であった。
そこで、本発明は、電気音響変換器の前方に複数個の開
口部を有する薄板を設置し、がっボーンを付加して、尖
鋭な指向特性かつ良好な送受、波感斌 度特性を有する超音波送蔓ｚを提供するものであ６ 、
− る。
口部を有する薄板を設置し、がっボーンを付加して、尖
鋭な指向特性かつ良好な送受、波感斌 度特性を有する超音波送蔓ｚを提供するものであ６ 、
− る。
以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。第３図はこの実施例の超音波送受波器の断面図であ
る。
る。第３図はこの実施例の超音波送受波器の断面図であ
る。
貼シ合せ型圧電素子１１の中心部に配した結合軸１２に
、金属あるいは樹脂より形成された振動板１３が取付け
られるとともに、貼り合せ型圧電素子１１の振動の節部
が支持台１４の先端に弾性接着剤１５をもって固定され
ている。振動板１３の前方には、円状の開口部２２と、
結合軸１２を通る直線を中心にした同心円周上に設けた
他の開口部２２とを有するところの薄板２３が設置され
ていミ。開口部２２．２２’は振動″Ｉ＆１３に。おけ
る中心部より奇数次の振動゛の腹部前方に位置している
。貼シ合せ型圧電素子１１等を覆うケース１７と薄板２
３とは、放物面ホーン２４の 部に嵌入され、保持され
ている。１９ 、１９’は貼り合せ型圧電素子１１と端
子１６．１６’を電気的に接続しているリード線である
。
、金属あるいは樹脂より形成された振動板１３が取付け
られるとともに、貼り合せ型圧電素子１１の振動の節部
が支持台１４の先端に弾性接着剤１５をもって固定され
ている。振動板１３の前方には、円状の開口部２２と、
結合軸１２を通る直線を中心にした同心円周上に設けた
他の開口部２２とを有するところの薄板２３が設置され
ていミ。開口部２２．２２’は振動″Ｉ＆１３に。おけ
る中心部より奇数次の振動゛の腹部前方に位置している
。貼シ合せ型圧電素子１１等を覆うケース１７と薄板２
３とは、放物面ホーン２４の 部に嵌入され、保持され
ている。１９ 、１９’は貼り合せ型圧電素子１１と端
子１６．１６’を電気的に接続しているリード線である
。
上記薄＆２３の開口部２２ 、２２’は貼り合せ型圧電
素子１１の大きさとその厚さ、振動板１３の大きさとそ
の厚さ、中心角等により、形成が異なる。その体表的な
例を第４図から第１６図に示す。
素子１１の大きさとその厚さ、振動板１３の大きさとそ
の厚さ、中心角等により、形成が異なる。その体表的な
例を第４図から第１６図に示す。
いずれも図（ム）は平面図であり、回向は断面図である
。
。
なお、貼９合せ型圧電素子１１の直径９．１ ｒｒｒｍ
、厚さ０．６ｍｍ、振動板１３の直径１７ｍｍ、厚さ０
．１順のとき、この振動板１３上に金属微粒子をふりか
けて、それが振動節部に集中する様子から求めた振動節
部２６の位置を第１７図に示す。
、厚さ０．６ｍｍ、振動板１３の直径１７ｍｍ、厚さ０
．１順のとき、この振動板１３上に金属微粒子をふりか
けて、それが振動節部に集中する様子から求めた振動節
部２６の位置を第１７図に示す。
次に上記本発明の構造による超音波送受波器の指向特性
を第１８図に示している。同図（Ａｌは振動板１３の前
方に薄板２−３ｆｔ設置したもの、同図（Ｂｌは設置す
る前のもののそれぞｎの指向特性である。
を第１８図に示している。同図（Ａｌは振動板１３の前
方に薄板２−３ｆｔ設置したもの、同図（Ｂｌは設置す
る前のもののそれぞｎの指向特性である。
これから半減角、サイドローズの減少していることがわ
かる。また送波感度も１１４ｄＢから１２０ｄＢと増大
した。さらに、空間的に（たとえば上下、左右で）はぼ
均一な指向特性が得られるようになった。
かる。また送波感度も１１４ｄＢから１２０ｄＢと増大
した。さらに、空間的に（たとえば上下、左右で）はぼ
均一な指向特性が得られるようになった。
萱だ、ケース１７と薄板２３を一体化することによシ、
一層空間的に均一な指向特性が得ら扛るようになったば
かりでなく、特性のばらつきが減少し、組立てが容易に
なり、量産しやすくなった。
一層空間的に均一な指向特性が得ら扛るようになったば
かりでなく、特性のばらつきが減少し、組立てが容易に
なり、量産しやすくなった。
以上のように本発明の超音波送受波器は、電気音響変換
器の前面に複数個の開口部を有する薄板が設置され、ま
たこの電気音響変換器と薄板とがホーン内に組込まｎて
、いるので、尖鋭な指向特性と良好な送受波感度特性を
有し、音波を用いた距離計等、尖鋭な指向特性が要求さ
れる鐙音波応用計測にはきわめて有用なものである。
器の前面に複数個の開口部を有する薄板が設置され、ま
たこの電気音響変換器と薄板とがホーン内に組込まｎて
、いるので、尖鋭な指向特性と良好な送受波感度特性を
有し、音波を用いた距離計等、尖鋭な指向特性が要求さ
れる鐙音波応用計測にはきわめて有用なものである。
第１図は従来の超音波送受波器の一例を示す断面図、第
２図はその指向特性を示す図である。第３図は本発明の
超音波送受波器の一実施例き示す断面図であり、第４図
から第１６図まではそ扛ぞｎその電気音響ｉ換器の前面
に配置きれる薄板の形状の代表例を示し、図（ム）は平
面図１図−）は断面図であり、第１．．７図は振動板の
振動節部ｉ示す平面図、第１８図（ム）、町はそれぞれ
薄板の指向特性を示す図である。 １３・・す・・振動板、１７・・・・・・ケース、２２
．２２’・・・・・・開口部、２３・・・・・・薄板、
２４・・・・・・ホーン代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名第２図 第３図 第４図 第７図 第８図 第９図 第１１５１１ 第１２図 第１３図
２図はその指向特性を示す図である。第３図は本発明の
超音波送受波器の一実施例き示す断面図であり、第４図
から第１６図まではそ扛ぞｎその電気音響ｉ換器の前面
に配置きれる薄板の形状の代表例を示し、図（ム）は平
面図１図−）は断面図であり、第１．．７図は振動板の
振動節部ｉ示す平面図、第１８図（ム）、町はそれぞれ
薄板の指向特性を示す図である。 １３・・す・・振動板、１７・・・・・・ケース、２２
．２２’・・・・・・開口部、２３・・・・・・薄板、
２４・・・・・・ホーン代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名第２図 第３図 第４図 第７図 第８図 第９図 第１１５１１ 第１２図 第１３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）電気音響変換器の前方に複数個の開口部を有する
薄板が設置され、前記電気音響変換器と前記薄板とがホ
ーンに組込まれていることを％徴とする超音波送受波器
。 （２）電気音響変換器が高次振動をする振動板を有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の咥音
波送受波器０ （３） 電気音響変換器が高次振動をする振動板を有
し、薄板の開口部が前記振動板における振動腹部の前方
に位置することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超音波送受波器。 四 薄板の開口部が振動板における中心部より奇数次の
振動の腹部前方に位置することを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の超音波送受波器。 型素子よシ構成されることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の超音波送受波器。 （６）圧電素子が貼シ合せ型圧電素子であることを特徴
とする特許請求の範囲第６功記載の超音波・送受波器。 例 貼り合せ型圧電素子が円板型であり、中心部に円錐
状振動板が取付けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の超音波送受波器。 （８）電気音響変換器のケースと薄板を一体形成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波送受
波器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460081A JPS5885699A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 超音波送受波器 |
| US06/439,549 US4607186A (en) | 1981-11-17 | 1982-11-05 | Ultrasonic transducer with a piezoelectric element |
| EP82110290A EP0080100B1 (en) | 1981-11-17 | 1982-11-08 | Ultrasonic transducer |
| DE8282110290T DE3272470D1 (en) | 1981-11-17 | 1982-11-08 | Ultrasonic transducer |
| CA000415697A CA1202112A (en) | 1981-11-17 | 1982-11-16 | Ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460081A JPS5885699A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885699A true JPS5885699A (ja) | 1983-05-23 |
Family
ID=16156042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18460081A Pending JPS5885699A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885699A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011109763A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Eiji Kawanishi | 単線及び直線路及び大深度トンネル高速地下電気鉄道 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135159B2 (ja) * | 1972-05-26 | 1976-09-30 | ||
| JPS5378830A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-12 | Akg Akustische Kino Geraete | Supersonic transducer |
| JPS6313400A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | 古河電気工業株式会社 | 転写回路付き射出成形体 |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP18460081A patent/JPS5885699A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135159B2 (ja) * | 1972-05-26 | 1976-09-30 | ||
| JPS5378830A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-12 | Akg Akustische Kino Geraete | Supersonic transducer |
| JPS6313400A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | 古河電気工業株式会社 | 転写回路付き射出成形体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011109763A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Eiji Kawanishi | 単線及び直線路及び大深度トンネル高速地下電気鉄道 |
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