JPS607296A - 水中探知用超音波送受波器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は水中の広範囲方向に超音波パルスケ送受波し
て水中探知を行う広範囲水中探知装ｋ　１４Ｃ用いる超
音波送受波器の構造に関する。

（発明の目的） 出願人は、この種の超音波送受波器として（育１公昭５
６−２５０８０号公報）に記載のものを提供した。この
発明は、上記公報に記載の構造をさらに歪振動子を示し
、図においては１０段に積層されている。そして、ｌ、
１・・・・の各段間は、例えは、コルク、発泡ウレタン
のような音波遮蔽利で形成された振動子ライナー２．２
・・・・及び３．３によって音響的に遮蔽されている。

振動子ライナー２２・・・・及び３，３・・・・は、第
３図に示すように、外側振動子ライナー２と内側振動子
ライナー３とが同一平面において同心円状に適箔商隔を
経だてて配置されている。π型磁歪振動子１．１・・・
・は、これらの振動子ライナー２，３上に円形に配列さ
れ（第２図）でいる。そして、外側振動子ライナー２に
よって各振動子１，１・・・・の音波感受部ＩＡが支持
され、内側振動子ライナー３，３・・・・によって脚部
ＩＢが支持されるごとく配列されている。ここで、各々
の振動子１，１・・・・の音波感受部ＩＡは外側振動子
ライナー２に接着固定されるが、脚部ＩＢは、その振動
エネルギーがコイルＩＣに電気信号として取シ出される
ため、内側振動子ライナーには接着されず接触支持され
ている。そして、各振動子１，１・・・・の脚部間には
バイアス磁界を与えるだめのマグネット４．４・・・・
（第２図）が挿入され、このマグネット４が内側振動子
ライナー３に接着固定されている。

上記のように振動子ライナー２，２・・・・及び３．：
３・・・・を介して積層された振動子１，１・・・・の
音波放射面前面は、例えばウレタンゴムのような音波透
過材によってモールドされ、このモールド部５を介−ル
ド部５は円筒状に形成されているから積層された各段の
外側振動子ライナー２，２・・・・が上記モールド部に
よって保持されることになる。そして、振動子１，１・
・・・の各々は上記モールド部５によって保持される外
側振動子ライナー２，２・・・・に接着固定されて支持
される。さらに、内側振動子ライナー３，３・・・・は
積層された振動子１，１・・・・の脚部ＩＢを支持する
と同時に、各振動子１．１・・・・の脚部間に挿入され
たマグネット４．４・・・・が接着固定されることによ
シ、外側振動子ライナー２に対して同心円状に保持され
る。

上記のように円筒状に積層構成された振動子及び振動子
ライナー等は上蓋６及び下蓋７によって水密的に密閉さ
れる。この上蓋６と下蓋７は支柱８、ボルト９，９によ
ってモールド部５の上下に密着することによりモールド
部５の円筒内を水孔・的に密閉する。

以上のように従来の送受波器は振動子ライナー２及び３
に振動子１が固定され、これらの積層体を上蓋６と下蓋
７によって押圧して保持するように構成されている。従
って、振動子ライナー２及び３は、振動子間の遮音作用
を行うと同時に上記押圧力に対して形状が変形し々い硬
質の材質ヲ用いなければならない。従来は、コルク材、
発泡ウレタン材が用いられている。これらの材質は材質
内に混在する気泡によって遮音作用を行う。ところが、
上記押圧力を作用させると材質内の気泡部が若干収縮す
るだめ、材質全体がわずかではある之 が収縮する。そのため、従来は、振動子〜イナー２及び
３を製造するときに、その肉厚を若干厚めに形成して、
第１図のように積層して構成したときに、押圧力による
収縮によって各段の＆動子ライナーが所定の肉厚になる
ようになされている。

ところが、振動子ライナー２，３は、その肉厚を厳密に
一定化することは不可能で製造時に若干のばらつきが生
じる。又、利賀内の気泡の混在状態に」；って同じ応用
力に対しても収縮度が異なることが多い。そのため、第
１図のように、振動子ライナー２．３、振動子１の積層
体を名工保持する場合、振動子ライナー２，３の収縮度
が各段勿に異なυ、振動子間隔が各段ごとに少しづつ異
る。振動子間隔の不ぞろいは送受波器の性能に重大な影
４小を与える。ず々わち、超音波信号を特定の方向に送
受波する場合、一般には、複数の振動子の送受波信号を
位相合成する。この地合、振動子の各々があらかじめ定
めた間隔に配列されていることが重要である。振動子間
隔が接定間隔からずれている場合、各振動子の送受波信
号を位相合成しても、屯・定の方向に指向性を形成する
ことができず、又、不用方向の送受波感度、いわゆる副
極が増大する等、送受波器の性能を著しく劣化させる。

さらに、第１図の送受波器は、上蓋６と下蓋７による押
圧力が振動子１に直接作用するから、押圧力を太きくす
ると、振動子１の振動に負荷作用が生じる。従って、下
蓋６と下蓋７の押圧力ｄ、］Ｌ−１動子１の振動に影響
を与えないように設定しなりればならない そのため、第１図に示す振動子１、振動子ウィナ−２，
３の積層体は、モールド材５の外部から作用する力に対
して非常に弱い。すなわち、モールド材５を介して外圧
が作用すると、振動子１、振動子ライナー２，３の積層
体が容易に変形しやすい。

従って、従来は、第１図の送受波器全体をドーム内に収
納して、ドームを経て水中に超音波を送受波しなければ
ならず、送受波器を装備したときの全体の形状が大きく
なりがちである。又、ドームを介して音波を送受波する
ため、音波の透過損失も犬きくなシがちである。

（発明の実施例） 第４図において、第１図と同一番号のものは同一物を示
す。

１０は環状円板で鋼板、アルミ板のような非磁性材で形
成されている。１ｌｉｄスペーサーで、環状円板１０は
スペーサー１１を介して複数段積層されている。従って
、環状円板１０の積層間Ｖｑ％はスペーサー１１の寸法
によって決定される。スペーサ−１１は硬質の非磁性材
でねじ穴を有する円柱形に形成され、上下端部が環状円
板にねし止めされる。

１２は振動子ライナーで、例えばスポンジのような軟性
の遮音材で形成されている。振動子ライナ−１２ｉＩｉ
環状円板ＪＯと１０の上面と下面に固着され、そして、
その振動子ライナー１２と１２の間に振動子１が挟持さ
れて固定される。

第５図は環状円板１０、スペーサー１１、振動子ライナ
ー１２、振動子１の詳細図を示す。

振動子ライナーは、下側振動子ライナー１２Ａが下側環
状円板１０Ａに固着され、上側振動子ライナー　１２Ｂ
が上側環状円板１０Ｂに固着される。振動子ライナー１
２Ａ、１２Ｂの各々は同心円状に配置され、一定角度毎
に円周配列される振動子１の合波感受部ＩＡと脚部ＩＢ
が固定支持されるように配置される。

又、振動子ライナー１２Ａ、　１２Ｂは、振動子１が振
動子ライナー上に固定されたとき、その励磁コイルＩＣ
が環状円板１０Ａ、１０１３に接触しないようにその肉
厚が設定される。

環状円板１０Ａ、　ＩＯＢは振動子ライナー１２Ａ１１
２Ｂによって振動子１を固定保持すると共に、スペーサ
ー１１を介在させてねじ１３によって固定される。釘：
つて、環状円板１０Ａと１０１３はその間隔がスペ・−
サ一１１の寸法によって決まる。そして、スペーサ−１
１の寸法は、環状円板１ｏを第４図のように積層したと
き、振動子１の各段の間隔が所望の間隔になるように設
定される。

環状円板１０はスペーサ−１１によって一定間隔で複数
段積層された後、第１図と同様にして上蓋６と下蓋７に
よって上下から抑圧保持され、音波送受波面がウレタン
ゴムのような音波透過材でモールドされる。

（発明の効果） 上記から明らかなように、円周配列される各段の振動子
は、環状円板によって各段毎に固定保持され、振動子の
各段の間隔はスペーサー１１の寸法によって決定される
。従って、環状円板の積層体を上蓋６と下蓋７によって
押圧保持しても、押圧力が振動子に直接作用することは
ない。従って、積層体の抑圧保持を確実に行うことがで
きる。

又、環状円板１ｏの各段はスペーサー１１によってねし
止めされて積層されるから、モールド部５の前面から外
ソＪが作用しても、環状円板１ｏによって外力に十分対
抗し得るから、振動子配列が影調弓−受けることがない
。従って、従来のように送受波器をドームに収納するこ
となく、直接水中にＭ？ｒ出させて超音波を送受波する
ことができる。従って、音波透過損失が減少し、送受波
器の装備形状を小型化することができる。

又、円周配列される振動子の各段の間隔は、スペーサー
１１の寸法によって決定され、押圧力によって変化する
ことがない。従って、振動子の段間隔が所望の間隔に容
易に設定されるから、指向ｉｌ’、に性の優れた送受波
器を実現することができる。

又、振動子ライナー１２は各段の振動子を固定保持する
だけであるから、従来のように硬ｔ′↓拐を用いる必要
がなく、スポンジのような軟性材ヲ用いるととができる
。従って、振動子間の遮音効果を十分に得ることができ
る。

さらに、環状円板１ｏを銅板、アルミ板のような非磁性
材で形成することにより、各段の振動子間を静電的、磁
気的にシールドすることができ、振動子…」の電気的干
渉を防ぐことができる。

（発明の他の実施例） 上記において、環状円板１０はアルミ板、銅板のような
非磁性材を用いだが、プラスチック類のような硬質樹脂
月を用いて形成し２てもよい。又、樹脂材を用いてその
表面に、銅箔、アルミ箔を熱着メッキ等によって付着さ
せることにより、上記と同様な７−ルド効果を得ること
ができる。

又、上記において、スペーサー１１は円柱形状に形成さ
れているが、第６図に示すように、環状円板１０の径方
向に壁状のスペーサ−１４を形成してもよい。この札合
、スペーサ−１４は、現状円板１ｏと一体形状に整形し
て、第７図に側面図を示すように、スペーサ−１４にピ
ン穴１５ヲ設けて、ピン穴１５にピン１６を　合させて
板状円板１０を積層するごとく構成してもよい。この場
合、振動子ライナーは第５図のような環状ではなく振動
子を配置する各セクション毎に設ければよい。

又、第５図においては振動子１の上下に振動子ライナー
設けられ、振動子を固定保持するようになされているが
、必らずしも上下に設ける必をはなく、下側振動子ライ
ナー１２Ａのみを設けてその上に振動子１を固定して円
周配列してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来装置を示し、第３図は従来装置
に用いられる振動子ライナーを示す。第４図はこの発明
の実施例を示し、第５図はその要部の構造を説明するだ
めの図、第６図及び第７図は他の実施例を示す。 １・・・・振動子、５・・・・モールド材、６・・・・
上器、□７・・・・下蓋、８・・・・支柱、１０・・・
・環状円板、１１・・・・スペーサー、１２・・・・振
動子ライナー、１３・・・・ねじ 出願人　古野電気株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 １ 第　６　図 ４１４ ηＳ　７　１′；ｌ：ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 π型磁歪振動子をその音波輻射面を円周状に配列固定し
   、該円周配列したπ型磁歪振動子を遮音材を介在させて
   複数段積層し該積層体を上下から抑圧保持してなる超音
   波送受波器において、上記抑圧に対して機械的強度を十
   分に有する拐質で環状円板を形成し、 該環状円板上にπ型歪据動子を遮音拐を介在させて固定
   配列して上記板状円上にπ型磁歪振動子を円周状に配列
   し、 π型磁歪振動子を円周状配列した該環状円板を上記押圧
   力に十分対抗し得るスペーサーを介して複数段積層固定
   し、 該積層固定した現状円板を上下から抑圧保持してｔＩ４
   成し、 上記スペーサーを特定寸法に設定することにより複数段
   に配列される上記π型磁歪振動子の段間隔を所望の間隔
   に設定することを特徴とする水中探知用超音波送受波器