JPS61181299A - 低周波水中超音波送波器 - Google Patents
低周波水中超音波送波器Info
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- JPS61181299A JPS61181299A JP2114885A JP2114885A JPS61181299A JP S61181299 A JPS61181299 A JP S61181299A JP 2114885 A JP2114885 A JP 2114885A JP 2114885 A JP2114885 A JP 2114885A JP S61181299 A JPS61181299 A JP S61181299A
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- JP
- Japan
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- displacement
- transmitter
- lever
- shell
- hinge
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- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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】
（発明の産業上の利用分野）
本発明は遠距離ソーナー、海洋資源探査などに使用され
る低周波帯でハイパワーの水中超音波送波器に関するも
のである。
る低周波帯でハイパワーの水中超音波送波器に関するも
のである。
（従来技術）
水中において低周波の超音波は高周波のそれと比較して
伝搬損失が少なく、より遠方まで到達することができる
ために、ソーナー、海洋資源探査、海流の調査などの分
野で低周波の超音波を利用することは数々の長所がある
。従来から水中において強力超音波を放射する送波器と
して動電形送波器と圧電形送波器が知られている。動電
形送波器は大きな変位がとりうる反面、発生力が小さい
ことによシ低周波で小型のトランスジューサを得ること
は極めて困難である。まだ、圧電形送波器は、電気機械
エネルギー変換材料としてジルコンチタン酸鉛系圧電磁
器が用いられている。圧電磁器それ自身は水に比べて約
２０倍以上も音響インピーダンスが大きいために発生力
は極めて大きいという利点はあるものの音響放射におい
て媒質排除に必要な変位をとることができないという欠
点がある。低周波になるに従い単位放射面積当シの音響
放射インピーダンスが極めて小さくなることを考慮する
と、低周波で効率の良い音響放射を行うためには、圧電
磁器の変位をより一層拡大させて音響放射を行う必要が
ある。
伝搬損失が少なく、より遠方まで到達することができる
ために、ソーナー、海洋資源探査、海流の調査などの分
野で低周波の超音波を利用することは数々の長所がある
。従来から水中において強力超音波を放射する送波器と
して動電形送波器と圧電形送波器が知られている。動電
形送波器は大きな変位がとりうる反面、発生力が小さい
ことによシ低周波で小型のトランスジューサを得ること
は極めて困難である。まだ、圧電形送波器は、電気機械
エネルギー変換材料としてジルコンチタン酸鉛系圧電磁
器が用いられている。圧電磁器それ自身は水に比べて約
２０倍以上も音響インピーダンスが大きいために発生力
は極めて大きいという利点はあるものの音響放射におい
て媒質排除に必要な変位をとることができないという欠
点がある。低周波になるに従い単位放射面積当シの音響
放射インピーダンスが極めて小さくなることを考慮する
と、低周波で効率の良い音響放射を行うためには、圧電
磁器の変位をより一層拡大させて音響放射を行う必要が
ある。
従来、低周波数帯（３ＫＨｚ以下）におけるハイパワー
送波器として、例えばＨｒ、Ｓ−Ｗｏｏｌｌｅｔｔ 。
送波器として、例えばＨｒ、Ｓ−Ｗｏｏｌｌｅｔｔ 。
” Ｔｒｅｎｄ ａｎｄ Ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ５ｏ
ｎａｒ ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒＤｅｓｉｇｎ ’ 、
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉ
ｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、 Ｉ）り１１６−１２４
（１９６３，１１） に記載されているように、第
２図に示す円板の屈曲振動を利用した屈曲形送波器、あ
るいはＧ、 Ｂｒｉｇｈａｍａｎｄ Ｂ＋Ｇｒａｓｓ
、 ” Ｐｒｅｓｅｎｔ ５ｔａｔｕｓ ｉｎ Ｆｌ
ｅｘｔｅｎｓ−ｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ’
ｒｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ’、 Ｊ、 Ａｃｏｕｓｔ、
Ｓｏｃ。
ｎａｒ ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒＤｅｓｉｇｎ ’ 、
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉ
ｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、 Ｉ）り１１６−１２４
（１９６３，１１） に記載されているように、第
２図に示す円板の屈曲振動を利用した屈曲形送波器、あ
るいはＧ、 Ｂｒｉｇｈａｍａｎｄ Ｂ＋Ｇｒａｓｓ
、 ” Ｐｒｅｓｅｎｔ ５ｔａｔｕｓ ｉｎ Ｆｌ
ｅｘｔｅｎｓ−ｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ’
ｒｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ’、 Ｊ、 Ａｃｏｕｓｔ、
Ｓｏｃ。
ルｎ、 ％ｖｏ１．５ｇ、Ｎｏ４、ｐｐ１０４６−１０
５２ （１９８０，１０）に記載されているように、第
３図に示す楕円形シェルを用いた屈曲伸び送波器が知ら
れている。
５２ （１９８０，１０）に記載されているように、第
３図に示す楕円形シェルを用いた屈曲伸び送波器が知ら
れている。
（従来技術の問題点）
第２図に示した円形平板を用いた屈曲形送波器は、周知
のように円形バイモルフ振動子を送波器に用いたもので
ある。第２図においては１０はジルコンチタン酸鉛系圧
電磁器板、 １１はニッケル、ステンレススチールなど
の金属板であり、これら身を音響放射体としている。ま
た、１２はキャビティ、１３はハウジングケースである
。しかしながら、第２図に示しだ送波器は、１０の圧電
磁器板として大面積の圧電磁器板を得ることができない
ことから、多数のセグメント磁器板をモザイク式に金属
板１１に接着することによってバイモルフ振動子が得ら
れているのが現状である。即ち、大面積の磁器板が使え
ないために、送波器としての媒質排除能力が十分とは言
えず、ハイパワー送波には不適当である。また、たとえ
大面積の圧電磁器板が得られたとしても、構造上バイモ
ルフ振動子は撓みコンプライアンスがかなり大きくそれ
ほど大きな媒質排除能力は望むべくもない。
のように円形バイモルフ振動子を送波器に用いたもので
ある。第２図においては１０はジルコンチタン酸鉛系圧
電磁器板、 １１はニッケル、ステンレススチールなど
の金属板であり、これら身を音響放射体としている。ま
た、１２はキャビティ、１３はハウジングケースである
。しかしながら、第２図に示しだ送波器は、１０の圧電
磁器板として大面積の圧電磁器板を得ることができない
ことから、多数のセグメント磁器板をモザイク式に金属
板１１に接着することによってバイモルフ振動子が得ら
れているのが現状である。即ち、大面積の磁器板が使え
ないために、送波器としての媒質排除能力が十分とは言
えず、ハイパワー送波には不適当である。また、たとえ
大面積の圧電磁器板が得られたとしても、構造上バイモ
ルフ振動子は撓みコンプライアンスがかなり大きくそれ
ほど大きな媒質排除能力は望むべくもない。
次に第３図に示した屈曲伸び送波器は圧電磁器からなる
アクティブ柱状体２０が長軸方向に伸び変位をしたとき
に、楕円シェル２１が図中の矢印で示すように柱状態２
０の数倍の変位で収縮する一種の変位拡大機構を有する
送波器である。（楕円シェルの４分の１部分だけ矢印で
示す。）この送波器は楕円シェルを音響放射体に用いて
いるため、構造的にバイモルフ円板よシ遥かに大きな剛
性が得られることから、第２図のバイモルフ円板を用い
た送波器よりハイパワー送波に優れた送波器であるとさ
れている。
アクティブ柱状体２０が長軸方向に伸び変位をしたとき
に、楕円シェル２１が図中の矢印で示すように柱状態２
０の数倍の変位で収縮する一種の変位拡大機構を有する
送波器である。（楕円シェルの４分の１部分だけ矢印で
示す。）この送波器は楕円シェルを音響放射体に用いて
いるため、構造的にバイモルフ円板よシ遥かに大きな剛
性が得られることから、第２図のバイモルフ円板を用い
た送波器よりハイパワー送波に優れた送波器であるとさ
れている。
第３図に示した屈曲伸び送波器の共振周波数は、アクテ
ィブ柱状体２０のスチフネスがシェルのそれに比べて相
当大きいために、楕円シェル２１自身の共振周波数の２
倍かそれ以上の値となる。即ち、一定寸法を有する楕円
シェル２１自身の屈曲伸びモードに関する共振周波数を
相当低下させることなしには、屈曲伸び送波器の低周波
小型化は達成されないわけであシ、屈曲伸び送波器にお
いてシェル自身の共通周波数の一層の低下が望まれてい
る。しかしながら以下に述べる理由によシ、この楕円シ
ェル自身の低周波小型化は極めて困難である。
ィブ柱状体２０のスチフネスがシェルのそれに比べて相
当大きいために、楕円シェル２１自身の共振周波数の２
倍かそれ以上の値となる。即ち、一定寸法を有する楕円
シェル２１自身の屈曲伸びモードに関する共振周波数を
相当低下させることなしには、屈曲伸び送波器の低周波
小型化は達成されないわけであシ、屈曲伸び送波器にお
いてシェル自身の共通周波数の一層の低下が望まれてい
る。しかしながら以下に述べる理由によシ、この楕円シ
ェル自身の低周波小型化は極めて困難である。
この楕円シェルの動作を説明するために１楕円シェルの
長袖をｙ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向を２軸に対応させ
て、楕円シェルの４分の１部分を第４図に示す。楕円シ
ェルの肉厚の中心とｙ軸とが交わる点を（ａ、０）、ま
たｙ軸と交わる点を（０％ｂ）とする。即ち楕円シェル
の長径をａ、短径をｂとする。いま、アクティブ柱状体
２０が伸びてＰ点を＋Ｘ方向にξだけ変位させたとき、
楕円シェル自身のもつ変位拡大機構により、Ｑ点におい
て−ｙ方向にξの数倍の変位が現われるわけで、シェル
全体として媒質を引き込むことになる。これに対して、
アクティブ柱状体が収縮したときシェル全体としては媒
質を排除する方向に働くわけである。この場合、楕円シ
ェルをｙ軸で切った断面はｙ軸に平行に、あたかもロー
ラーをはいたかのように、並進変位するだけで２軸廻シ
の回転変位は零である。従って、ｚ＠廻りの回転を許さ
ない分だけ、シェルの動きに関する拘束が大きくなり、
シェルの共振周波数が高くなる。屈曲伸び送波器は、楕
円シェル自身の共振周波数が、以上のような理由により
低下しにくいために低周波小型化は極めて困難となって
いる。
長袖をｙ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向を２軸に対応させ
て、楕円シェルの４分の１部分を第４図に示す。楕円シ
ェルの肉厚の中心とｙ軸とが交わる点を（ａ、０）、ま
たｙ軸と交わる点を（０％ｂ）とする。即ち楕円シェル
の長径をａ、短径をｂとする。いま、アクティブ柱状体
２０が伸びてＰ点を＋Ｘ方向にξだけ変位させたとき、
楕円シェル自身のもつ変位拡大機構により、Ｑ点におい
て−ｙ方向にξの数倍の変位が現われるわけで、シェル
全体として媒質を引き込むことになる。これに対して、
アクティブ柱状体が収縮したときシェル全体としては媒
質を排除する方向に働くわけである。この場合、楕円シ
ェルをｙ軸で切った断面はｙ軸に平行に、あたかもロー
ラーをはいたかのように、並進変位するだけで２軸廻シ
の回転変位は零である。従って、ｚ＠廻りの回転を許さ
ない分だけ、シェルの動きに関する拘束が大きくなり、
シェルの共振周波数が高くなる。屈曲伸び送波器は、楕
円シェル自身の共振周波数が、以上のような理由により
低下しにくいために低周波小型化は極めて困難となって
いる。
一方、楕円シェルの形状、肉厚を変えて低周波小型化を
図ろうとする試みも当然考えられることである。
図ろうとする試みも当然考えられることである。
まず楕円シェルの形状を変えた場合、いを大きくしてい
って円に近すけて行くほど確かにシェル共振周波数は低
下する。しかしこの場合、いを大きくするほど周波数低
下に比べて変位拡大率が大幅に減少してしオうために形
状全変えて小型化をはかるメリットはなくなる。また、
シェルの肉厚を小さくした場合にも、共振周波数が低下
することが認められる。しかし、この場合、シェルの媒
質排除能力が低下するばか９か、耐水圧特性も著しく劣
化するという欠点がある。
って円に近すけて行くほど確かにシェル共振周波数は低
下する。しかしこの場合、いを大きくするほど周波数低
下に比べて変位拡大率が大幅に減少してしオうために形
状全変えて小型化をはかるメリットはなくなる。また、
シェルの肉厚を小さくした場合にも、共振周波数が低下
することが認められる。しかし、この場合、シェルの媒
質排除能力が低下するばか９か、耐水圧特性も著しく劣
化するという欠点がある。
（発明の目的）
本発明はこのような従来のトランスジューサの欠点を除
去せしめて、低周波帯に２いて小型でハイパワー特性に
優れた双方向性ないしは無指向性の送波器を提供するこ
とにある。
去せしめて、低周波帯に２いて小型でハイパワー特性に
優れた双方向性ないしは無指向性の送波器を提供するこ
とにある。
（発明の構成）
本発明の送波器は、圧電磁器あるいは磁歪材料を用いた
アクティブ柱状体と、このアクティブ柱状体を挟んでそ
の両側に配置された非アクティブ柱状体と、このアクテ
ィブ柱状体及び非アクティブ柱状体のそれぞれの端部に
ヒンジを介して接続されたレバーと、２個のレバーにそ
れぞれヒンジを介して接続されたコンベックスシェルと
を備えたことを特徴とする低周波水中超音波送波器であ
る。
アクティブ柱状体と、このアクティブ柱状体を挟んでそ
の両側に配置された非アクティブ柱状体と、このアクテ
ィブ柱状体及び非アクティブ柱状体のそれぞれの端部に
ヒンジを介して接続されたレバーと、２個のレバーにそ
れぞれヒンジを介して接続されたコンベックスシェルと
を備えたことを特徴とする低周波水中超音波送波器であ
る。
（構成の詳細な説明）
本発明の送波器は上記２段変位拡大機構を有する構成と
することにより従来技術の問題点を改善している。以下
図面に従って説明する。
することにより従来技術の問題点を改善している。以下
図面に従って説明する。
第１図はコンベックス型シェルを用いた本発明の送波器
の一例を示しだものである。第１図の送波器の動作原理
について詳細に説明する。第１図において３１は圧電磁
器あるいは磁歪材料を用いたアクティブ柱状体であシ、
電圧あるいは電流を入力することにより縦振動が励振さ
れるものである。このアクティブ柱状体３はヒンジ３２
．３２’されておシ、ヒンジ３３．３３’を介してレバ
ー３４と接続している。ヒンジと非アクティブ柱状体か
らなる系は高張力鋼などの機械的強度の大きな材料から
できておシ、縦変位に対しては相当大きな剛性を有し、
撓み変位に対しては柔軟に働くように設計される。
の一例を示しだものである。第１図の送波器の動作原理
について詳細に説明する。第１図において３１は圧電磁
器あるいは磁歪材料を用いたアクティブ柱状体であシ、
電圧あるいは電流を入力することにより縦振動が励振さ
れるものである。このアクティブ柱状体３はヒンジ３２
．３２’されておシ、ヒンジ３３．３３’を介してレバ
ー３４と接続している。ヒンジと非アクティブ柱状体か
らなる系は高張力鋼などの機械的強度の大きな材料から
できておシ、縦変位に対しては相当大きな剛性を有し、
撓み変位に対しては柔軟に働くように設計される。
第１図の矢印で示すようにアクティブ柱状体が工
りだけ変位すると、レバー３４は内側に角度θだけ回転
し、レバ一端Ｐ％Ｐ′において拡大された変位ξ、が発
生する。この場合、レバーには十分大きな剛性を有する
材料（たとえば高張カステンレス鋼）を用いることによ
シ、レバーはほとんど剛体回転に近い動きを示し、ヒン
ジ３２．３３ （あるいは３２′、３３′）間の距離を
ｔｌ ヒンジ３３とＰ（あるいは３３′とＰ′）との距
離をムとすると、幾可学的に拡大された変位ξ、は ム ｌ ｅ、 ｌ ＝、 ｌξ、 ＋ （１）
となる。例えば ム＝３ム とするとアクティブ柱状体
の変位ξ１に対し３倍の拡大された変位が２％２７点に
おいて発生するわけである。このときてこの支点の働き
をする非アクティブ柱状体は、アクティブ柱状体３１で
励損された縦振動を効率良くレバー３４に伝達させるだ
めに、Ｎ１従損動に関する剛性を前述のように相当大き
くする必要がある。また、レバー３４がてこの支点Ｑ、
Ｑ’廻りに角度θだけ回転すると、レバーに当接する
ヒンジ３２．３２’ 、３３．３３’ 部分も角度θ
だけ撓み変形を起し、撓みモーメントが発生する。この
撓み上回転を阻害することになり、ヒンジ３２ 、３２
’、 ３３゜３３′として縦コンプライアンスは小さく
、撓みコンプライアンスは大きいヒンジ（例えば平板状
ヒンジ）が好適である。また、本発明の第１段変位拡大
機構に関してレバー３４が角度θだけ回転しても、構造
上撓みモーメントが相殺されてアクティブ柱状体３１内
に生ずる撓みモーメント・ハはとんど零となる著るしく
優れた特徴を有する。即ち、アクティブ柱状体にはほと
んど曲げ変形が生ずることはないので、堅牢な第１段変
位拡大機構を実現することができるわけである。
し、レバ一端Ｐ％Ｐ′において拡大された変位ξ、が発
生する。この場合、レバーには十分大きな剛性を有する
材料（たとえば高張カステンレス鋼）を用いることによ
シ、レバーはほとんど剛体回転に近い動きを示し、ヒン
ジ３２．３３ （あるいは３２′、３３′）間の距離を
ｔｌ ヒンジ３３とＰ（あるいは３３′とＰ′）との距
離をムとすると、幾可学的に拡大された変位ξ、は ム ｌ ｅ、 ｌ ＝、 ｌξ、 ＋ （１）
となる。例えば ム＝３ム とするとアクティブ柱状体
の変位ξ１に対し３倍の拡大された変位が２％２７点に
おいて発生するわけである。このときてこの支点の働き
をする非アクティブ柱状体は、アクティブ柱状体３１で
励損された縦振動を効率良くレバー３４に伝達させるだ
めに、Ｎ１従損動に関する剛性を前述のように相当大き
くする必要がある。また、レバー３４がてこの支点Ｑ、
Ｑ’廻りに角度θだけ回転すると、レバーに当接する
ヒンジ３２．３２’ 、３３．３３’ 部分も角度θ
だけ撓み変形を起し、撓みモーメントが発生する。この
撓み上回転を阻害することになり、ヒンジ３２ 、３２
’、 ３３゜３３′として縦コンプライアンスは小さく
、撓みコンプライアンスは大きいヒンジ（例えば平板状
ヒンジ）が好適である。また、本発明の第１段変位拡大
機構に関してレバー３４が角度θだけ回転しても、構造
上撓みモーメントが相殺されてアクティブ柱状体３１内
に生ずる撓みモーメント・ハはとんど零となる著るしく
優れた特徴を有する。即ち、アクティブ柱状体にはほと
んど曲げ変形が生ずることはないので、堅牢な第１段変
位拡大機構を実現することができるわけである。
第２段変位拡大機構に関して、Ｐ 、 Ｐ’点において
ξ、だけ縦変位すると、ヒンジ３５，３５’ を介し
てコノペックス／エルの形状効果により、ξ２よシさら
に拡大された変位ξ、が図の矢印に示されたように与え
られる。この場合、ヒンジ３５，３５’ はレバー３
４からの縦父位を効果的にシェルに伝えるため、縦変位
に対する剛性を大きく設計する必要がある。また送波器
の低周波小型化のためシェル３６．３６’自身とヒンジ
３５，３５’からなる糸の筏 共通周波数を低下させる必要があるため、ヒンジ３５．
３５’自身は撓み変形に対して柔軟に働く方が有効であ
る。即ち、シェル３６．３６’をヒンジ３５゜３５′と
の接点において、回転を許さないロール支持とした場合
に比べて、本発明に従うように回転に対して柔軟である
ようにヒンジの撓みコンプライアンスを大きく設計した
場合には、シェルとヒンジからなる系の共振周波数は、
実験的に約２分の１近く１で低下することが明らかとな
った。従って、ヒンジ３５，３５’を介さずレバー３４
に直接コンベックスシェル３６．３６’を接着させた構
成と比べて、本発明に基ずく送波器は更に一層の低周波
小型化がはかれるのである。このように本発明の送波器
は２段階の変位拡大機構を有するため、音響放射面（シ
ェルの外表面）にかいて極めて大きな変位が与えられ、
小型で音響放射能力の優れたものと言える。
ξ、だけ縦変位すると、ヒンジ３５，３５’ を介し
てコノペックス／エルの形状効果により、ξ２よシさら
に拡大された変位ξ、が図の矢印に示されたように与え
られる。この場合、ヒンジ３５，３５’ はレバー３
４からの縦父位を効果的にシェルに伝えるため、縦変位
に対する剛性を大きく設計する必要がある。また送波器
の低周波小型化のためシェル３６．３６’自身とヒンジ
３５，３５’からなる糸の筏 共通周波数を低下させる必要があるため、ヒンジ３５．
３５’自身は撓み変形に対して柔軟に働く方が有効であ
る。即ち、シェル３６．３６’をヒンジ３５゜３５′と
の接点において、回転を許さないロール支持とした場合
に比べて、本発明に従うように回転に対して柔軟である
ようにヒンジの撓みコンプライアンスを大きく設計した
場合には、シェルとヒンジからなる系の共振周波数は、
実験的に約２分の１近く１で低下することが明らかとな
った。従って、ヒンジ３５，３５’を介さずレバー３４
に直接コンベックスシェル３６．３６’を接着させた構
成と比べて、本発明に基ずく送波器は更に一層の低周波
小型化がはかれるのである。このように本発明の送波器
は２段階の変位拡大機構を有するため、音響放射面（シ
ェルの外表面）にかいて極めて大きな変位が与えられ、
小型で音響放射能力の優れたものと言える。
さらに、本発明に基く水中超音波低周波送波器のもう一
つの優れた特徴として、アクティブ柱状体の変位に対し
て音響放射端においてｎ倍（ｎ）１）の変位拡大を行う
ことができるわけであるから、音響放射端の質量はアク
ティブ柱状体側に換算すると０２倍となシ、小型軽量で
低周波の送波器を得ることができる。
つの優れた特徴として、アクティブ柱状体の変位に対し
て音響放射端においてｎ倍（ｎ）１）の変位拡大を行う
ことができるわけであるから、音響放射端の質量はアク
ティブ柱状体側に換算すると０２倍となシ、小型軽量で
低周波の送波器を得ることができる。
（実施例）
本発明の一実施例としてコンベックスシェルを用いた水
中超音波送波器について第１図を参照にして説明する。
中超音波送波器について第１図を参照にして説明する。
第１図に示しだコンベックスシェルを用いた送波器を肉
厚１０ｃｒｎのＦ’ＲＰ製ハウジングケースに収納した
。このとき送波器とハウジングケースとの音響的結合を
防止し、またレバー３４の回転運動を妨げないようにす
る目的でコルク及び合成ゴムを主成分とした音響的デカ
ップリング材がレバー３４とハウジングケースの間に配
されている。音響放射を行うコンベックスシェルは長軸
２ａに対する短軸２ｂの比が０．４の楕円シェルの２分
の１部分が用いられ、シェルの長袖の長す２ ａ ｉｔ
、 ５０ ｃｍ、奥ａＯｃｍ ’ｔ’ ０、また厚さは
１、 Ｏｔｙｎ〜２． Ｏｃｍ ？！： した。レバー
、ヒンジ及びコンベックスシェルはすべて高張力鋼が採
用された。
厚１０ｃｒｎのＦ’ＲＰ製ハウジングケースに収納した
。このとき送波器とハウジングケースとの音響的結合を
防止し、またレバー３４の回転運動を妨げないようにす
る目的でコルク及び合成ゴムを主成分とした音響的デカ
ップリング材がレバー３４とハウジングケースの間に配
されている。音響放射を行うコンベックスシェルは長軸
２ａに対する短軸２ｂの比が０．４の楕円シェルの２分
の１部分が用いられ、シェルの長袖の長す２ ａ ｉｔ
、 ５０ ｃｍ、奥ａＯｃｍ ’ｔ’ ０、また厚さは
１、 Ｏｔｙｎ〜２． Ｏｃｍ ？！： した。レバー
、ヒンジ及びコンベックスシェルはすべて高張力鋼が採
用された。
試作した送波器の空中での共振周波数は４７０Ｈ２であ
る。アクティブ柱状体の変位に対し、コンベックスシェ
ルの中央部分では約１２倍の変位が得られている。まだ
アクティブ柱状体として厚さ方向に分極された圧電磁器
リングを積み重ねてボルトで締めつけたものを用いた。
る。アクティブ柱状体の変位に対し、コンベックスシェ
ルの中央部分では約１２倍の変位が得られている。まだ
アクティブ柱状体として厚さ方向に分極された圧電磁器
リングを積み重ねてボルトで締めつけたものを用いた。
次にこの送波器を水槽に入れてノ）イバワーで駆動し、
音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を測定したと
ころ、 １９０ｄＢ ｒｅ １μＰａ の音圧が容
易に得られた。また指向性は低周波ではほとんど無指向
性であるが、高周波になるに従い双方向性に近い指向性
を示す。
音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を測定したと
ころ、 １９０ｄＢ ｒｅ １μＰａ の音圧が容
易に得られた。また指向性は低周波ではほとんど無指向
性であるが、高周波になるに従い双方向性に近い指向性
を示す。
（発明の効果）
以上、詳述した如く、本発明に従えば小型軽量で音響放
射効率の優れた双方向性ないしは無指向性のハイパワー
送波器を得ることができる。
射効率の優れた双方向性ないしは無指向性のハイパワー
送波器を得ることができる。
第１図は本発明の送波器の一例を示す図、第２図は従来
の屈曲形送波器を示す図、第３図は従来の屈曲伸び送波
器を示す図、第４図は従来の屈曲伸び送波器に用いられ
る楕円シェルを示す図。図において、１０は圧電磁器板
、１１は金属板、１２はキャビティ、１３はケース、２
０．３１はアクティブ柱状体、２１は楕円シェル、３１
′は非アクティブ柱状体、３２．３２′、３３．３３′
はヒンジ、３６．３６’ハコンペソクスンエル。 ３１； アクティブ剥」Ｋ脅ト ３１′； 非アクカブＰＥ＃に＊ ３２、３２’３３．３３’ ： ｔＺ ：／ シ’３４
； レバー ３５．３５’： ヒンジ ３６．３１．’； コンベラ２スソエル／／ ； ４
’Ａ汲 １２； キャビティ １３： ケース 亭 ３ 図 Ｚθ ； アクティブ°荘ｉｋｔ不 ｚｌ；櫓円シェル
の屈曲形送波器を示す図、第３図は従来の屈曲伸び送波
器を示す図、第４図は従来の屈曲伸び送波器に用いられ
る楕円シェルを示す図。図において、１０は圧電磁器板
、１１は金属板、１２はキャビティ、１３はケース、２
０．３１はアクティブ柱状体、２１は楕円シェル、３１
′は非アクティブ柱状体、３２．３２′、３３．３３′
はヒンジ、３６．３６’ハコンペソクスンエル。 ３１； アクティブ剥」Ｋ脅ト ３１′； 非アクカブＰＥ＃に＊ ３２、３２’３３．３３’ ： ｔＺ ：／ シ’３４
； レバー ３５．３５’： ヒンジ ３６．３１．’； コンベラ２スソエル／／ ； ４
’Ａ汲 １２； キャビティ １３： ケース 亭 ３ 図 Ｚθ ； アクティブ°荘ｉｋｔ不 ｚｌ；櫓円シェル
Claims (1)
- 圧電磁器あるいは磁歪材料を用いたアクティブ柱状体と
、このアクティブ柱状体を挟んでその両側に配置された
非アクティブ柱状体と、このアクティブ柱状体及び非ア
クティブ柱状体のそれぞれの端部にヒンジを介して接続
されたレバーと、２個のレバーにそれぞれヒンジを介し
て接続されたコンベックスシェルとを備えたことを特徴
とする低周波水中超音波送波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114885A JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114885A JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181299A true JPS61181299A (ja) | 1986-08-13 |
| JPH0582796B2 JPH0582796B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=12046816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114885A Granted JPS61181299A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 低周波水中超音波送波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181299A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135216U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2114885A patent/JPS61181299A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135216U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582796B2 (ja) | 1993-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |