JPS5992697A - 空中超音波送受波器 - Google Patents
空中超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS5992697A JPS5992697A JP20199282A JP20199282A JPS5992697A JP S5992697 A JPS5992697 A JP S5992697A JP 20199282 A JP20199282 A JP 20199282A JP 20199282 A JP20199282 A JP 20199282A JP S5992697 A JPS5992697 A JP S5992697A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horn
- ultrasonic transducer
- wavelengths
- directivity
- length
- 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
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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
- G10K11/025—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators horns for impedance matching
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】
（技術分野）
本発明は距離計等に使用さ扛る空中超音波受波器に関す
る。
る。
（従来技術）
第１図（ａ）は従来の空中超音波送受波器の縦断側面図
、第１図（ｂ）はその正面図で、図において１は超音波
の送受波を行う超音波振動子である。この超音波振動子
１は、円形もしくは円形に類似する形状の端面を有する
ケース２と、該ケース２の前記端面に貼着さ几た円板状
の圧電子３とで構成さｎ、圧電子３によって前記ケース
２の端面の振動を電気信号に変換するようになっている
。４は断面形状をコの字とした支持部材で、この支持部
材４の内面に前記超音波振動子１が直接接触するように
支持さ扛ている０そしてこしだけでは、音響的伝送効率
が低いため、その改善対策として超音波振動子１の振動
面前部に位置するようにホーン５が設けらｎｌ、こしに
より伝送効率を高めるようにしている。このホーン５の
内面形状は、超音波振動子１側の喉部５ａ及び反対側の
開口部５ｂが共に円形のエキスポネンシャルホーンと々
っているので、超音波送受波器としての指向性は、第２
図に示すように水平方向、垂直方向とも一様でシャープ
左ビームとなっている。
、第１図（ｂ）はその正面図で、図において１は超音波
の送受波を行う超音波振動子である。この超音波振動子
１は、円形もしくは円形に類似する形状の端面を有する
ケース２と、該ケース２の前記端面に貼着さ几た円板状
の圧電子３とで構成さｎ、圧電子３によって前記ケース
２の端面の振動を電気信号に変換するようになっている
。４は断面形状をコの字とした支持部材で、この支持部
材４の内面に前記超音波振動子１が直接接触するように
支持さ扛ている０そしてこしだけでは、音響的伝送効率
が低いため、その改善対策として超音波振動子１の振動
面前部に位置するようにホーン５が設けらｎｌ、こしに
より伝送効率を高めるようにしている。このホーン５の
内面形状は、超音波振動子１側の喉部５ａ及び反対側の
開口部５ｂが共に円形のエキスポネンシャルホーンと々
っているので、超音波送受波器としての指向性は、第２
図に示すように水平方向、垂直方向とも一様でシャープ
左ビームとなっている。
以上のように従来の空中超音波送受波器では、超音波振
動子を直接支持部材で支持しているため、超音波振動子
のダンピング特性に影響を与え、その結果超音波振動子
のＱの低下、及びそｎに伴う感度の劣化が生じるという
欠点があった０また、指向性においても、水平方向、垂
直方向とも一様でシャープなビームのため、前方のある
一点に超音波を集中させる場合はよいが、超音波送受波
器を用いた計測に使用する場合、指向性が計測精度に大
きな影響を与えるため、水平（垂直）方向を超音波振動
子の指向性、垂直（水平）方向をホーンを取付けたとき
の指向性というように水平、垂直方向の指向性が互いに
異る指向性を用いて計測を行うには不都合であり、この
ような計測を行う場合、従来の構造では計測精度のバラ
ツキ、あるいは計測不可能な部分が生じるという欠点が
あった。
動子を直接支持部材で支持しているため、超音波振動子
のダンピング特性に影響を与え、その結果超音波振動子
のＱの低下、及びそｎに伴う感度の劣化が生じるという
欠点があった０また、指向性においても、水平方向、垂
直方向とも一様でシャープなビームのため、前方のある
一点に超音波を集中させる場合はよいが、超音波送受波
器を用いた計測に使用する場合、指向性が計測精度に大
きな影響を与えるため、水平（垂直）方向を超音波振動
子の指向性、垂直（水平）方向をホーンを取付けたとき
の指向性というように水平、垂直方向の指向性が互いに
異る指向性を用いて計測を行うには不都合であり、この
ような計測を行う場合、従来の構造では計測精度のバラ
ツキ、あるいは計測不可能な部分が生じるという欠点が
あった。
（発明の目的）
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになさ
ｎたもので、超音波振動子のＱの低下、及びそｎに伴う
感度の劣化を防止すると共に、水平方向と垂直方向の指
向性が互いに異なるように゛することを目的とする。
ｎたもので、超音波振動子のＱの低下、及びそｎに伴う
感度の劣化を防止すると共に、水平方向と垂直方向の指
向性が互いに異なるように゛することを目的とする。
（発明の構成）
この目的を達成するため、本発明はケースと圧電子とよ
り成る超音波振動子をゴム材によシ形成さルたスペーサ
を介して支持部材に支持すると共に、ホーンの開口部の
形状を矩形もしくは楕円形３− としたものである０ （実施例） 以下図面により実施例を説明する０第３図（ａ）は本発
明による空中超音波送受波器の第１の実施例を示す横断
平面図、第３図（ｂ）は縦断側面図、第３図（ｃ）は正
面図で、図において１は超音波振動子であり、この超音
波振動子１は従来と同じもので、円形または円形に類似
する形状の端面を有するケース２と、該ケース２の前記
端面に貼着さｎた圧電子とで構成さｎている０６は支持
部材で、この支持部材６は超音波振動子１の振動面を除
く外形とほぼ同形状でかつひと回り大きい内面形状を有
している。７はゴム材により形成さｎたスペーサで、こ
のスペーサＴは超音波振動子１の振動面以外の外周面に
取付けらｎておシ、このスペーサ７を介して超音波振動
子１は前記支持部材６の内面に支持さｎているｏ８はホ
ーンで、超音波振動子１の振動面前部に位置するように
設けらｎている０このホーン８の内面形状は、超音波振
動子１の振動面に近接した喉部８ａが該振動面とほぼ同
じ犬＝４− きさで、開口部８ｂが空中音波長に対して約１８波長×
２５波長の矩形となっており、また喉部８ａから開口部
８ｂまでの長さは約６波長となっている。尚、上述した
スペーサ７は図では超音波振動子１の外周面の一部にの
み取付けであるが振動面を除く全部に取付けてもよい。
り成る超音波振動子をゴム材によシ形成さルたスペーサ
を介して支持部材に支持すると共に、ホーンの開口部の
形状を矩形もしくは楕円形３− としたものである０ （実施例） 以下図面により実施例を説明する０第３図（ａ）は本発
明による空中超音波送受波器の第１の実施例を示す横断
平面図、第３図（ｂ）は縦断側面図、第３図（ｃ）は正
面図で、図において１は超音波振動子であり、この超音
波振動子１は従来と同じもので、円形または円形に類似
する形状の端面を有するケース２と、該ケース２の前記
端面に貼着さｎた圧電子とで構成さｎている０６は支持
部材で、この支持部材６は超音波振動子１の振動面を除
く外形とほぼ同形状でかつひと回り大きい内面形状を有
している。７はゴム材により形成さｎたスペーサで、こ
のスペーサＴは超音波振動子１の振動面以外の外周面に
取付けらｎておシ、このスペーサ７を介して超音波振動
子１は前記支持部材６の内面に支持さｎているｏ８はホ
ーンで、超音波振動子１の振動面前部に位置するように
設けらｎている０このホーン８の内面形状は、超音波振
動子１の振動面に近接した喉部８ａが該振動面とほぼ同
じ犬＝４− きさで、開口部８ｂが空中音波長に対して約１８波長×
２５波長の矩形となっており、また喉部８ａから開口部
８ｂまでの長さは約６波長となっている。尚、上述した
スペーサ７は図では超音波振動子１の外周面の一部にの
み取付けであるが振動面を除く全部に取付けてもよい。
第４図（ａＬ （ｂ）は上述した構成により得らｎる水
平方向と垂直方向の指向性を示す図であり、この図に見
ら几るように指向幅は６ｄｉＢ減幅全角がブロードな水
平（垂直）指向性で５４、シャープな垂直（水平）指向
性で２６ となる。尚、１２ｄＢ減幅全角は水平、垂直
指向性とも８０ である。
平方向と垂直方向の指向性を示す図であり、この図に見
ら几るように指向幅は６ｄｉＢ減幅全角がブロードな水
平（垂直）指向性で５４、シャープな垂直（水平）指向
性で２６ となる。尚、１２ｄＢ減幅全角は水平、垂直
指向性とも８０ である。
従って、この実施例では、超音波振動子１により超音波
を送受波する際、矩形の開口部８ｂを有するホーン８に
より伝送効率を高め、水平方向と垂直方向の指向性が互
いに異なる指向性でホーン８の開口部８ｂから超音波を
送受波することができる。
を送受波する際、矩形の開口部８ｂを有するホーン８に
より伝送効率を高め、水平方向と垂直方向の指向性が互
いに異なる指向性でホーン８の開口部８ｂから超音波を
送受波することができる。
次に本発明の第２の実施例を説明する。上述した第１の
実施例では、ホーン８の開口部８ｂを矩形としたが、こ
の第２の実施例は第５図（ａＬ （ｂＬ（ｃ）に示すよ
うにホーン８の開口部８ｂを楕円形とするもので、ここ
で楕円の大きさは空中音波長に対して約１８波長×２９
波長の楕円形とし、喉部８ａから開口部８ｂｔでの長さ
を約３５波長にする。尚、超音波振動子及び支持部材は
ここでは図示していないが第３図のものと同一とする。
実施例では、ホーン８の開口部８ｂを矩形としたが、こ
の第２の実施例は第５図（ａＬ （ｂＬ（ｃ）に示すよ
うにホーン８の開口部８ｂを楕円形とするもので、ここ
で楕円の大きさは空中音波長に対して約１８波長×２９
波長の楕円形とし、喉部８ａから開口部８ｂｔでの長さ
を約３５波長にする。尚、超音波振動子及び支持部材は
ここでは図示していないが第３図のものと同一とする。
このようにホーン８の開口部８ｂを楕円形とした第２の
実施例でも、水平（垂直）方向にブロードな指向性、垂
直方向にそ江よりもシャープな指向性というように第１
の実施例の指向性がほぼ得らｎる〇 （発明の効果） 以上説明したように本発明は、超音波振動子をゴム材で
形成さしたスペーサを介して支持部材の内面に支持して
いるため、超音波振動子のダンピング特性に与える影響
を軽減して超音波振動子のＱの低下及びそｎに伴う感度
の劣化を防止することができると共に支持部材の内面を
超音波振動子の振動面を除く外形とほぼ同一形状でかつ
ひと回り大きい大きさとしているため、超音波振動子の
振動面だけの本来の指向性を他の影響を受けることなく
得ることができる０ また、ホーンの内面形状として、超音波振動子の振動面
に近接する喉部を該振動面と同形状でほぼ同じ大きさと
し、開口部を矩形または楕円形としているため、水平（
垂直）方向に超音波振動子のブロード指向性、垂直（水
平）方向にそしよりもシャープな指向性というように水
平、垂直方向に互いに異なる指向性を得ることができ、
そのため距離測定に使用する場合、精度のバラツキや計
測不可能な部分が生じることがなく、高精度の測定が可
能になるので、各種の距離計等に利用することができる
。
実施例でも、水平（垂直）方向にブロードな指向性、垂
直方向にそ江よりもシャープな指向性というように第１
の実施例の指向性がほぼ得らｎる〇 （発明の効果） 以上説明したように本発明は、超音波振動子をゴム材で
形成さしたスペーサを介して支持部材の内面に支持して
いるため、超音波振動子のダンピング特性に与える影響
を軽減して超音波振動子のＱの低下及びそｎに伴う感度
の劣化を防止することができると共に支持部材の内面を
超音波振動子の振動面を除く外形とほぼ同一形状でかつ
ひと回り大きい大きさとしているため、超音波振動子の
振動面だけの本来の指向性を他の影響を受けることなく
得ることができる０ また、ホーンの内面形状として、超音波振動子の振動面
に近接する喉部を該振動面と同形状でほぼ同じ大きさと
し、開口部を矩形または楕円形としているため、水平（
垂直）方向に超音波振動子のブロード指向性、垂直（水
平）方向にそしよりもシャープな指向性というように水
平、垂直方向に互いに異なる指向性を得ることができ、
そのため距離測定に使用する場合、精度のバラツキや計
測不可能な部分が生じることがなく、高精度の測定が可
能になるので、各種の距離計等に利用することができる
。
第１図（ａ）は従来の空中超音波送受波器を示す縦断側
面図、第１図（ｂ）はその正面図、第２図は従来の空中
超音波送受波器の指向性を示す図、第３図（ａ）は本発
明による空中超音波送受波器の第１の実施例を示す横断
平面図、第３図（ｂ）はその縦断側面７− 図、第３図（ｃ）はその正面図、第４図（ａＬ （ｂ）
は第１の実施例の水平及び垂直方向の指向性を示す図、
第５図（ａ）は第２の実施例におけるホーンの平面図、
第５図（ｂ）はその側面図、第５図（Ｃ）はその正面図
である。 １・・・超音波振動子 ２・・・ケース ３・・・圧電
子６・・・支持部材 Ｉ・・・スペーサ ８・・・ホー
ン ８ａ・・・喉部 ８ｂ・・・開口部 特許 出 願人 沖電気工業株式会社代理人 弁理
士 金 倉 喬 二 ８− 麺１− 角２− 手続補正書咋発） 昭和５８年９月８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２０１９９２ 号２、
発明の名称 空中超音波送受波器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者 橋本南海男 ４、代 理 人 する。 角１ 四
面図、第１図（ｂ）はその正面図、第２図は従来の空中
超音波送受波器の指向性を示す図、第３図（ａ）は本発
明による空中超音波送受波器の第１の実施例を示す横断
平面図、第３図（ｂ）はその縦断側面７− 図、第３図（ｃ）はその正面図、第４図（ａＬ （ｂ）
は第１の実施例の水平及び垂直方向の指向性を示す図、
第５図（ａ）は第２の実施例におけるホーンの平面図、
第５図（ｂ）はその側面図、第５図（Ｃ）はその正面図
である。 １・・・超音波振動子 ２・・・ケース ３・・・圧電
子６・・・支持部材 Ｉ・・・スペーサ ８・・・ホー
ン ８ａ・・・喉部 ８ｂ・・・開口部 特許 出 願人 沖電気工業株式会社代理人 弁理
士 金 倉 喬 二 ８− 麺１− 角２− 手続補正書咋発） 昭和５８年９月８日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２０１９９２ 号２、
発明の名称 空中超音波送受波器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者 橋本南海男 ４、代 理 人 する。 角１ 四
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ケースの端面に貼着さｎた圧電子により前記端面の
振動を電気信号に変換する構造の超音波振動子と、該超
音波振動子を支持する支持部材と、超音波振動子の振動
面前部に位置するように設けら扛たホーンとを有する空
中超音波送受波器において、支持部材の内面を超音波送
受波器の振動面を除く外形と同形状でかつひと回り大き
な大きさとし、この支持部材の内面に超音波振動子をゴ
ム材により形成さ扛たスペーサを介して支持すると共に
、ホーンの内面形状として超音波振動子の振動面に近接
する喉部を該振動面と同形状でほぼ同じ大きさにしたこ
とを特徴とする空中超音波送受波器。 ２、ホーンの内面形状として喉部と反対側の開口部を空
中音波長に対して約１８波長×２５波長の矩形とし、か
つホーンの長さを約６波長としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の空中超音波送受波器。 ３、ホーンの内面形状として喉部と反対側の開口部を空
中音波長に対して約１．８波長×２９波長の楕円形とし
、ホーンの長さを約３．５波長としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の空中超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20199282A JPS5992697A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 空中超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20199282A JPS5992697A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 空中超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992697A true JPS5992697A (ja) | 1984-05-28 |
Family
ID=16450144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20199282A Pending JPS5992697A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 空中超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015025663A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ装置及び電子機器 |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20199282A patent/JPS5992697A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015025663A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ装置及び電子機器 |
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