JPS59228499A - 送受波器 - Google Patents
送受波器Info
- Publication number
- JPS59228499A JPS59228499A JP10381183A JP10381183A JPS59228499A JP S59228499 A JPS59228499 A JP S59228499A JP 10381183 A JP10381183 A JP 10381183A JP 10381183 A JP10381183 A JP 10381183A JP S59228499 A JPS59228499 A JP S59228499A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation plate
- oil
- liquid
- case
- flange
- 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
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Classifications
-
- 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
- G10K11/04—Acoustic filters ; Acoustic resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (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】
本発明は超音波観測装置等に使用する超音波発生用又は
超音波受波用の送波器又は受波器（送受波器）に関する
。
超音波受波用の送波器又は受波器（送受波器）に関する
。
従来、この種の送受波器は励振部１と放射体、多くは円
板の放射板２はケース３にＯＩＪングを介して収納され
ており、この励振部１と放射板２は第１図に示すように
接着剤Ａにより固着されるか、第２図に示すように、ね
じＢで嵌合して接合されていた。ナして励振部１の機械
的なコンプライアンスと放射板２のマスが結合し、機械
的共振を起して送波器として作動するものである。
板の放射板２はケース３にＯＩＪングを介して収納され
ており、この励振部１と放射板２は第１図に示すように
接着剤Ａにより固着されるか、第２図に示すように、ね
じＢで嵌合して接合されていた。ナして励振部１の機械
的なコンプライアンスと放射板２のマスが結合し、機械
的共振を起して送波器として作動するものである。
ところで上記接合の個所は、機械的共振系の連結部であ
るので、振動の伝達が安定であることが必要である。こ
のため接合の条件として、接着強度、ねじ強度或は両面
の平行度等構造設計上高度な接合の特性値が必要であり
、製造工程においてもバラツキを発生させない厳密な管
理が必要である。
るので、振動の伝達が安定であることが必要である。こ
のため接合の条件として、接着強度、ねじ強度或は両面
の平行度等構造設計上高度な接合の特性値が必要であり
、製造工程においてもバラツキを発生させない厳密な管
理が必要である。
また上記従来の構造では、励振部１と放射板２はリジッ
ド（ｒｉｇｉｄ）に連結されているため共振周波数の変
更は困難である。
ド（ｒｉｇｉｄ）に連結されているため共振周波数の変
更は困難である。
本発明は上記欠点を解決し、安定した連結と共振周波数
の変更が容易な構造の送受波器を提供するものである。
の変更が容易な構造の送受波器を提供するものである。
本発明は励振部と放射板との間にコンプライアンスを有
する液体を充填し、このコンプライアンスと放射体のマ
スとで機械的共振系を構成する。
する液体を充填し、このコンプライアンスと放射体のマ
スとで機械的共振系を構成する。
更に、液体の充填量を加減して、共振周波数の変更を可
能とせしめる構造である。
能とせしめる構造である。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
先ず、本発明の第１の実施例を第３図７参照しながら説
明する。第３図は本発明による送受波器の断面図を示す
。
明する。第３図は本発明による送受波器の断面図を示す
。
本発明になる送受波器は、ケーブル１２を介して供給さ
れる信号を受けた電極板６によｌ／振動させられる振動
子５と、ケース３にフタ９、ストツノ３．１１′および
０１Ｊング４′を介して保持され、振動子５と密着して
その振動を伝達するフランジ７と、ケース３にストッパ
１１と０リング４を介して保持された放射板２と、７ラ
ンジ７と放射板２に収容されたオイル８等により構成さ
れる。ケーブル１２は、水密性を保つためにパツキン１
４と締付ネジ１３によりてケース３に固定保持される。
れる信号を受けた電極板６によｌ／振動させられる振動
子５と、ケース３にフタ９、ストツノ３．１１′および
０１Ｊング４′を介して保持され、振動子５と密着して
その振動を伝達するフランジ７と、ケース３にストッパ
１１と０リング４を介して保持された放射板２と、７ラ
ンジ７と放射板２に収容されたオイル８等により構成さ
れる。ケーブル１２は、水密性を保つためにパツキン１
４と締付ネジ１３によりてケース３に固定保持される。
１０は油栓であり、オイル８の充填時およびその量の調
節時に取り外される。
節時に取り外される。
振動子５と７ランジ７等からなる励振部において電気的
エネルギーを機械的エネルギーに変換され、オイル８は
この機械的エネルギーを受けて放射板２と一体となり゛
振動し、放射板２０表曲から音波が放射される。これら
振動系の動作を示す概念図を第４図（ａ） 、 （ｂ）
に示す。第４図（ａ）は本発明になる送受波器の主要部
の断面図を示し、１は振動子５．電極６．フランジ７か
ら成る励振部である。
エネルギーを機械的エネルギーに変換され、オイル８は
この機械的エネルギーを受けて放射板２と一体となり゛
振動し、放射板２０表曲から音波が放射される。これら
振動系の動作を示す概念図を第４図（ａ） 、 （ｂ）
に示す。第４図（ａ）は本発明になる送受波器の主要部
の断面図を示し、１は振動子５．電極６．フランジ７か
ら成る励振部である。
励振部１の中心線部（振動子１の中心部）は振動の節部
であるためその振動振幅ａは零である。また放射部２表
面部における振動振幅Ｃは、励振部１とオイル８との界
面における振動振幅すよりも大きく、通常Ｃ：Ｑ ｂで
ある。ここで、Ｑはこの振動系のＱ値である。第４図（
ｂ）は第５図と第６図の等価回路を導き出すだめに第４
図（ａ）を簡略化したもので、励振部１の節部およびケ
ース３を完全剛体としている。この振動系の基本的な動
作は次のとおりである。励振部１の振動はオイル８のコ
ンプライアンスと放射板２のマスとによって共振が起り
放射板２の振動は励振部１の振動に対して共振系のＱの
値の約９倍となり、放射板２に接する媒質に効果的に音
波を発生する。
であるためその振動振幅ａは零である。また放射部２表
面部における振動振幅Ｃは、励振部１とオイル８との界
面における振動振幅すよりも大きく、通常Ｃ：Ｑ ｂで
ある。ここで、Ｑはこの振動系のＱ値である。第４図（
ｂ）は第５図と第６図の等価回路を導き出すだめに第４
図（ａ）を簡略化したもので、励振部１の節部およびケ
ース３を完全剛体としている。この振動系の基本的な動
作は次のとおりである。励振部１の振動はオイル８のコ
ンプライアンスと放射板２のマスとによって共振が起り
放射板２の振動は励振部１の振動に対して共振系のＱの
値の約９倍となり、放射板２に接する媒質に効果的に音
波を発生する。
これら振動系をより詳細な等価回路で表わすと第５図及
び第６図のようになる。第５図は等価複合伝達線路で表
わすものである。第４図ｔｂ）の振動系は、振動子５、
フランジ７、オイル８、放射板２に対応するそれぞれ特
性インピーダンスＺ Ｏ５ｅ ” （１７＊Ｚ０８ ｐ
Ｚ ＯＲおよび伝播定数θＳ、θ７．θ８．θ２をも
つ線路の結合した回路で表わされる。第６図は第５図の
詳細図であり、サフィクスに各構成部の番号を付した電
気的パラメータで示しである。その中でＣはその構成部
のコンプライアンスに、Ｌはその重さに対応する。第６
図において共振系の共振特性に対して支配的な定数は各
々の要素の諸元寸法等にたり通常はオイル８のコンプラ
イアンス（Ｃ８）と放射板２のマス（Ｌｍ）であるｏ
（Ｏｓ 、Ｌｓ 、Ｃｔ 、Ｃｔ 。
び第６図のようになる。第５図は等価複合伝達線路で表
わすものである。第４図ｔｂ）の振動系は、振動子５、
フランジ７、オイル８、放射板２に対応するそれぞれ特
性インピーダンスＺ Ｏ５ｅ ” （１７＊Ｚ０８ ｐ
Ｚ ＯＲおよび伝播定数θＳ、θ７．θ８．θ２をも
つ線路の結合した回路で表わされる。第６図は第５図の
詳細図であり、サフィクスに各構成部の番号を付した電
気的パラメータで示しである。その中でＣはその構成部
のコンプライアンスに、Ｌはその重さに対応する。第６
図において共振系の共振特性に対して支配的な定数は各
々の要素の諸元寸法等にたり通常はオイル８のコンプラ
イアンス（Ｃ８）と放射板２のマス（Ｌｍ）であるｏ
（Ｏｓ 、Ｌｓ 、Ｃｔ 、Ｃｔ 。
Ｌ、 、Ｃ２は無視し得る。）これら等価回路の導出は
、日本音響学会講演論文集５６．１０．１−７−２．［
−軸５− 高圧力下におけるセラミック諸定数の一測定法」の等価
回路に準じて行なったものである。このときの共振特性
はω２＝１／２Ｃ８Ｌ、となる。
、日本音響学会講演論文集５６．１０．１−７−２．［
−軸５− 高圧力下におけるセラミック諸定数の一測定法」の等価
回路に準じて行なったものである。このときの共振特性
はω２＝１／２Ｃ８Ｌ、となる。
次に各々の要素の構造と動作について詳述する。
振動子５はジルコン酸チタン鉛等の電歪材よりなる円柱
体で銅の円板の電極板６をはさんで接着しである。振動
子５は電極板６を介して加えられる電気入力により伸び
縮みし７ランジ７に振動を伝える。７ランジ７はステン
レスよりなる円板で振動子５に接着してあり振動子５の
振動をオイル８に伝える。このときオイル８と放射板２
の物理的パラメータを選択してオイル８は放射板２と機
械的に結合して振動する。このときオイル８と放射板２
の物理的パラメータを選択しておき、それぞれの内部で
は単独で共振を起こさないようにしておく。オイル８は
機械的な性質としてコンプライアンスの性質をもつ。一
方、放射板２はマスの性質を持つ。これら２者が結合し
て機械的共振を起す。尚、オイル８と放射板２が単独で
共振を起さないだめのそれぞれの直径、厚み等の寸法は
、６− おおよそ使用周波数での波長の１７４以下であればよい
。
体で銅の円板の電極板６をはさんで接着しである。振動
子５は電極板６を介して加えられる電気入力により伸び
縮みし７ランジ７に振動を伝える。７ランジ７はステン
レスよりなる円板で振動子５に接着してあり振動子５の
振動をオイル８に伝える。このときオイル８と放射板２
の物理的パラメータを選択してオイル８は放射板２と機
械的に結合して振動する。このときオイル８と放射板２
の物理的パラメータを選択しておき、それぞれの内部で
は単独で共振を起こさないようにしておく。オイル８は
機械的な性質としてコンプライアンスの性質をもつ。一
方、放射板２はマスの性質を持つ。これら２者が結合し
て機械的共振を起す。尚、オイル８と放射板２が単独で
共振を起さないだめのそれぞれの直径、厚み等の寸法は
、６− おおよそ使用周波数での波長の１７４以下であればよい
。
オイル８はシリコン油を使用する。オイルの制料は液体
であればよいので、アルコール環体＋１性率のより太き
いものケ使用すれば等制約にコンプライアンスが大きく
なるので小型化がはかｎる。
であればよいので、アルコール環体＋１性率のより太き
いものケ使用すれば等制約にコンプライアンスが大きく
なるので小型化がはかｎる。
また放射板２はアルミニウム合金の円板である。
媒質に接する面は耐［１ｉｉｔｌ性を考慮してアルマイ
ト処理する。材料は比重のより大きい黄銅等を使用すれ
ばより小型化がはかれる。
ト処理する。材料は比重のより大きい黄銅等を使用すれ
ばより小型化がはかれる。
ケース３は励振部、オイル８．放射板２等を収納し、取
り扱いを容易にする円筒形の容器であり、アルミニウム
合金を用い得る。その外表面は耐腐蝕性を考慮してアル
マイト処理する。
り扱いを容易にする円筒形の容器であり、アルミニウム
合金を用い得る。その外表面は耐腐蝕性を考慮してアル
マイト処理する。
０リング４は、前述した如く充填したオイル８を密封し
水密性を保持するだめのシーリング部品である。フラン
ジ７と放射板２との間は、０リング４による水密構造で
あるため、その振動が阻害されることは少ない。
水密性を保持するだめのシーリング部品である。フラン
ジ７と放射板２との間は、０リング４による水密構造で
あるため、その振動が阻害されることは少ない。
フタ９は、ケース３の一部をなすものであり、励振部を
ケース３に挿入し配線処理した後、ケース３に蓋をする
ようにネジで取付けられる。ケース３とフタ９との接合
面にはシール材として液体パツキンが塗付される。
ケース３に挿入し配線処理した後、ケース３に蓋をする
ようにネジで取付けられる。ケース３とフタ９との接合
面にはシール材として液体パツキンが塗付される。
油栓１０は液体８を充填するだめの油入孔を密封するも
ので油を充填後ネジの部分に液体パツキンを塗付しネジ
こんでとめる。
ので油を充填後ネジの部分に液体パツキンを塗付しネジ
こんでとめる。
スパッド１１は励振部と放射板が脱落しないようにする
もので長方形のチップであり材料には、振動を阻害しな
いよう弾力性のある合成樹脂を使用する。スパッド１１
はそれぞれ上、下端２カ所に設はケース３又はフタ９に
ネジ止めする。
もので長方形のチップであり材料には、振動を阻害しな
いよう弾力性のある合成樹脂を使用する。スパッド１１
はそれぞれ上、下端２カ所に設はケース３又はフタ９に
ネジ止めする。
ケーブル１２は水密性をもつケーブルである。
締付ネジ１３はパツキン１４を締付はケース３のケーブ
ル１２の貫通部をシールする。ここでは励振部を振動子
５と電極板６とフランジ７の接着した積層によるものと
した。また励振部の大きさによっては円チュウ形の振動
子で電極を外周面に鉢巻状に金属材を蒸着して設は一体
化も出来る。この場合は接着部分が無くなるので製造は
一層簡単になる。
ル１２の貫通部をシールする。ここでは励振部を振動子
５と電極板６とフランジ７の接着した積層によるものと
した。また励振部の大きさによっては円チュウ形の振動
子で電極を外周面に鉢巻状に金属材を蒸着して設は一体
化も出来る。この場合は接着部分が無くなるので製造は
一層簡単になる。
第４図においてｓ ｂ（ｃであるため（放射板２の励動
振幅の１ ／Ｑ ’） ％本発明によれは第１図や第２
図と比較して、励振部１と放射板２間の接合条件が緩和
される。
振幅の１ ／Ｑ ’） ％本発明によれは第１図や第２
図と比較して、励振部１と放射板２間の接合条件が緩和
される。
次に本発明の第２の実施例を第７図を参照しながら説明
する。
する。
第７図は本発明による送受波器の断面図を示す。
この実施例の送受波器は第１の実施例を基本としつつ、
オイル８の容積を送波器使用中に加減できる構造のもの
である。従って第１の実施例で説明した事項は省略し、
オイル８の容積の加減のための構造部分について説明す
る。
オイル８の容積を送波器使用中に加減できる構造のもの
である。従って第１の実施例で説明した事項は省略し、
オイル８の容積の加減のための構造部分について説明す
る。
オイル８は連結管１７を経て油だめ１５に通じている。
ピストン１６を出入れすることによってオイル８はケー
ス３に排出、入される。所定の容積になったときパルプ
１８を締める。同じく位置きめ１９を固定する。位置ぎ
め１９は放射板２の脱落防止のだめのもので長方形のチ
ップであり振動を阻害しないより弾力性のある合成樹脂
で上。
ス３に排出、入される。所定の容積になったときパルプ
１８を締める。同じく位置きめ１９を固定する。位置ぎ
め１９は放射板２の脱落防止のだめのもので長方形のチ
ップであり振動を阻害しないより弾力性のある合成樹脂
で上。
９−
下端２カ所に設け、ネジ止めする。ピストン１７も脱落
防止のため抜は止め２０を設ける。油だめは伸縮性のあ
る合成ゴム等のバックで構成することもできこの場合は
構造がより簡単になる。尚、共振周波数は第６図に関連
して示したように（ω＝／）２０．Ｌ、 ）おおよそ液
体の量の平方根に反比例して変化する。これら実施例は
送波器として説明したがこれらの動作は可逆性分もつた
め音波を受けて電気信号を発生させる受波器としても使
用できる。又、放射板を２つ対置させる構造で説明した
が、１つの放射板による構造でも同様の効果をもつ送波
器を実現できる。
防止のため抜は止め２０を設ける。油だめは伸縮性のあ
る合成ゴム等のバックで構成することもできこの場合は
構造がより簡単になる。尚、共振周波数は第６図に関連
して示したように（ω＝／）２０．Ｌ、 ）おおよそ液
体の量の平方根に反比例して変化する。これら実施例は
送波器として説明したがこれらの動作は可逆性分もつた
め音波を受けて電気信号を発生させる受波器としても使
用できる。又、放射板を２つ対置させる構造で説明した
が、１つの放射板による構造でも同様の効果をもつ送波
器を実現できる。
以上説明したように本発明は機械的共振系に液体を使用
することにより、振動が最も大きい部分の振動の伝達が
安定し、且つ製造が容易になる効果を有する。更に液体
の容積を加減することにより共振周波数を使用上の要求
に合せて容易に且つ連続的に加減することが可能になる
効果を有する。
することにより、振動が最も大きい部分の振動の伝達が
安定し、且つ製造が容易になる効果を有する。更に液体
の容積を加減することにより共振周波数を使用上の要求
に合せて容易に且つ連続的に加減することが可能になる
効果を有する。
１０−
第１図と第２図は従来の送波器の構造を示す断面図、第
３図は本発明の第１の実施例の構造を示す断面図、第４
図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の振動系の動作を示す概
念図、第５図は本発明の実施例の等価複合伝達腕路によ
る等ｆｉｉｔｉＩ１ｇ回路図、第６図は本発明の実施例
の定数による等価回路図、第７図は本発明の第二の実施
例の構造を示す断面図である。 １・・・・・・励振部、２・・・・・・放射板、３・・
・・・・ケース、４．４′・・・・・・Ｏリング、５・
・・・・・振動子、６・・・・・・電極板、７・・・・
・・フランジ、８・・・・・・オイル、９・・・・・・
フタ、１０・・・・・・油栓、１１，１１’・・・・・
・ストッパ、１２・・・・・・ケーブル、１３・・・・
・・締付ネジ、１４・・・・・・パツキン、１５・・・
・・・油ため、１６・・・・・・ピストン、１７・・・
・・・連結管、１８・・・・・・パルプ、１９・・・・
・・位置きめ、２０・・・・・・抜は止め。 、１′、 １１− 表７図 眉Ｚ図 ＃３図 ２ 寿４旧（ｂ） ＃Ｓ旧 皇乙圀 活７図
３図は本発明の第１の実施例の構造を示す断面図、第４
図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の振動系の動作を示す概
念図、第５図は本発明の実施例の等価複合伝達腕路によ
る等ｆｉｉｔｉＩ１ｇ回路図、第６図は本発明の実施例
の定数による等価回路図、第７図は本発明の第二の実施
例の構造を示す断面図である。 １・・・・・・励振部、２・・・・・・放射板、３・・
・・・・ケース、４．４′・・・・・・Ｏリング、５・
・・・・・振動子、６・・・・・・電極板、７・・・・
・・フランジ、８・・・・・・オイル、９・・・・・・
フタ、１０・・・・・・油栓、１１，１１’・・・・・
・ストッパ、１２・・・・・・ケーブル、１３・・・・
・・締付ネジ、１４・・・・・・パツキン、１５・・・
・・・油ため、１６・・・・・・ピストン、１７・・・
・・・連結管、１８・・・・・・パルプ、１９・・・・
・・位置きめ、２０・・・・・・抜は止め。 、１′、 １１− 表７図 眉Ｚ図 ＃３図 ２ 寿４旧（ｂ） ＃Ｓ旧 皇乙圀 活７図
Claims (2)
- （１） 振動発生源となる励振部と、この励振部から
の振動を伝達する液体を収納する液体収納部と、前記液
体を介して伝達された振動を外部に伝える放射体とを備
えて成ることを特徴とする送受波器。 - （２）前記液体収納部は、収納液体の量を加減調節する
調節手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10381183A JPS59228499A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10381183A JPS59228499A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59228499A true JPS59228499A (ja) | 1984-12-21 |
| JPH0418519B2 JPH0418519B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=14363782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10381183A Granted JPS59228499A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59228499A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011004300A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Audio Technica Corp | スピーカ |
| JP2017158420A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
| WO2017149972A1 (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51131708U (ja) * | 1975-04-16 | 1976-10-23 |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP10381183A patent/JPS59228499A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51131708U (ja) * | 1975-04-16 | 1976-10-23 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011004300A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Audio Technica Corp | スピーカ |
| JP2017158420A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
| WO2017149972A1 (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418519B2 (ja) | 1992-03-27 |
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