JPS61269500A - 音響変換器 - 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】 技術分野 本発明は、新規にして改良された音響変換器に係り、更
に詳細には先鋭な又は円錐形の要素を有する点接触型音
響変換器に係る。

発明の背景 所定の材料の表面より発せられる音波や超音波を検出す
るために従来より使用されている音響検出器に於ては、
一般に、動作の有効周波数範囲を確立すべく減食型レゾ
ネータが使用されている。

しかしかかる検出器に於て得られる減衰のレベルは、例
えばキロヘルツやメガヘルツの周波数範囲を含む主たる
関心のある所定の周波数範囲を完全にカバーする広帯域
の応答指示のレベルを正確なレベルにするには不十分な
ものである。

更に従来より使用されている構造は、一般に、速度感応
検出要素によって大きい接触面積に亙り音響信号を受信
することに依存している。かかる構成は受信した音響情
報を大きく変形させてしまう。

従って本発明の一つの目的は、接触面積を低減し面ズレ
の場合の感度を向−卜させるコンパクトにして広帯域の
点接触型音響変換器を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、変位の指示を検出するため
に連結媒体を必要としない１述の如き音響変換器を提供
することである。

発明の開示 本発明の点接触型音響変換器は、有効り圧ｆ２Ｈ利より
なり改良された変換器先端をインする先鋭り又は円錐形
の圧電検出素子を有しＣいることを特徴としている。検
出素子は導電性を有する減表錘り−Ｖに装着され、後方
へ伝Ｉザる高周波数の超高波を排除すべく円錐形又は先
鋭に形成されている。

本発明によれば、検出素子の先端は凸状をなしており、
一つの実施例ににれば、変換器のための電気的接地接続
をｈえる。高電位側の電気接続（よ導電性を有づる減哀
錘りにより与えられる。検出素子の先端は測定される音
響振動面と接触し得るよう変換器の残りの部分より下方
へ延在している。

本発明の一つの実施例によれば、変換器をシールし、こ
れにより変換器が有害な周囲環境の影響や電気的影響を
受けることより保護号べく、導電性材料の可撓性シー１
へが変換器より下方へ突出する検出素子の先端を含む検
出器の受信端を覆っている。検出水子の先端は＞＃電信
（Δ籾のシー］・に物理的に接続される。

以下に添付の１ざ１を参照しつつ、本弁明を実施例につ
いて詳細に説明づる。

弁明を実施りるための最良の形態 第１図は音響指示のために測定されるべき而１ｏ’Ｊ：
り音響信号を受信する先鋭イ１検出素子１１を含む音響
変換器１０を示している。検出素子１１は音響振動面１
０′と直接接触しでよく、或い番よ図示の如く導電性材
料の可撓性シー１−（１７’）を介して音響振動面と間
接的に接触してよい。検出索子１１の先端は変換器１０
より而１０′へ向（）て突出している。

検出索子１１は測定されるべき而１０′へ＠響反剖が生
じることを■止づべく先鋭な形状又は円銘形に形成され
ることがりｊＪしい。検出素子１１の下端、■１ら受信
端は検出される而１０′へ向けられ−Ｃいる。検出素子
１１を先鋭な形状にすることにより、音響変換器１０は
比較的粗い面についても効果的に機能し、測定される而
ど正確に整合される必要はない。

検出素子１１は［［型素子であり、音響■ネルギを測定
される而１０’　に与えられた外乱の周波数を反映する
電気信号に変換することを可能にするｂのである。この
場合好ましい圧電材料はＰ７丁−４である。音響損失が
比較的大きく、上述の圧電素子はど自好ではないにして
も機能する他の材料としては、ジルコン酸鉛ヂタネート
、鉛メタニオベ−１・、多数の同様の任意のセラミック
スがある。これらの材料はまず好ましい円釦形に機械加
工され、次いで当技術分野に於てよく知られた要領にて
電気的極性が与えられる。

検出素子１１の先端の好ましい円錐形の頂角は約６０°
ぐあり、ベース部の直径は６．ＱＯｍｍであり、高さは
５．００１１１Ｉ１１であり、先端の直径は１゜５０ｎ
ｕ＋＋であり、摩旺シコーの幅及び厚さはイれぞｈｌｍ
ｍ、０．１０ｍｍである。

検出素子１１は例えばそれを導電性を有する減衰鍾り１
２上に好ましくはシルバー■ボキシにて接着することに
より装着され、この場合減衰錘り１２は円筒形であり黄
銅にＣ形成ざｉｌ、−ｒいることが好ましい。

錘り１２＋よ、その導電例により、検出素子１１内にて
発生された電気信号をインノー導電体１４１及びアウタ
導電体１４２を含む同軸ケーブルコネクタ１４へ伝送し
得るようになっている。

８１衷鍾り１２（よ例えば絶縁部Ｕ　１６内に締り嵌め
する等の方法により適宜に装着されている。絶縁部材１
６はそれが軸線方向に滑ることなく円筒形の減衰紳り１
２を有効に保持し得るよう、円筒形であることが好まし
い。

絶縁部材１６はその上縁部に減衰鍾り１２を所定の位置
に保持するためのス１−ツバとして作用するインナフラ
ンジ１６１を有している。絶縁部材１６は、ＯＹましく
は鋼にて形成され上りよりの遮蔽を確保すべく好ましく
は同一の材料よりなる上端要素１７１にて塞がれたアウ
タ遮蔽ケース１７内に保持されている。

同軸ケーブルコネクタ１４は鋼製のケース１７に螺合し
た状態にて該ケースを貫通して延在して−６＝ いる。史に同軸ケーブルニｌネクタ１４はインノー導電
体１４１及びアウタ轡゛市体１４２を電気的に絶縁づる
に自効＜１絶縁材１！ｌ　１　ｌＩＯを含／υ゛（゛い
る。

第２図に示されている如く、検出索子１１の下端、即ｔ
５先端ｌ−には導電性を有するオーバーレイ３３が適宜
に設【）られている。オーバーレイ３３ｔま例えば検出
素子１１の先端に溶射された銀のメタリック層ｒある。

このＡ−バーレイ３３は測定される而１０′より離れる
−にｈへ延在するタブ３４を含むよう形成（きれている
ことが好ましい。タブ３／１の大きさ番よ、先端３５の
全面積に比してイの面積が比較的小さいＪ：う、約Ｑ、
　Ｆう１ｕｎｘＯ，５ＩｌｌＩｌ′ｃある。

史にΔ−バーレイ３３には後に詳細に説明７る摩耗先端
３５が設けられている。図示の如く摩耗先端３５は凸状
をなしており、これにより正確な整合が行われなくＣも
粗い面上に（効果的に機能し得るＪ、うにイＴっている
。

第１図に於て、絶縁部材１６は、適宜に電気絶縁された
導線６７が絶縁部ＩＪ１６を目通して延在し、Ａ−バー
レイ３３を同軸ケーブルコネクタ１４と電気的に接続号
”ることを可能にするダクト６６を郭定している。特に
本弁明の一つの好ましい実施例によれば、導線６７はオ
ーバーレイ３３のタブ３／ｌを導電体１４１又は１４２
に接続する。

第１図はかかる構成の一つの実施例を示しており、タブ
３４は同軸ケーブルコネクタ１４のアウタ導電体１４２
と接続されている。同軸ケーブルコネクタ１４のインナ
導電体１４１は導線１２１により減衰鍾り１２に接続さ
れている。

同軸ケーブルコネクタ１４はそのアウタ導電体１１２の
遮蔽効宋に鑑みれば無線周波数の信号を処理し帽るよう
構成されている。このことにより変換器１０により与え
られる広帯域の信号周波数を確保することがて゛きる。

摩耗先端３５１１オーバーレイ３３上の所定の位置にろ
うイ（Ｈ）された所定の硬化された銀−銅合金の凸状の
ディスクである。摩耗先端３５は凸状の平滑な当接面を
与え、これにより測定されるべき而に効果的に点接触し
得るよう所定の位置にろうイ・ＪＧフされる。

アウタ遮蔽ケース１７はその下側に孔を有しており、こ
れににり検出索子１１が測定されるべき音響振動面１０
’へ向【ノて延在し得るようになっている。更にアウタ
遮蔽ケース１７は例えば上方より完全に遮蔽された動作
を確保すべく上端部材１７１を含んでいる。

測定は検出素子１１が音響振動面と直接又は間接的に接
触した場合に開始される。動作を行わせるべく測定され
る面に潤滑剤、溶媒、ゲル、又は他の材料が適用される
必要はない。

潤滑媒体が適用される必要がない理由は、変換器１０の
先端３５が変換器の本体より突出延在しており、これに
より測定される音響振動面１０′と接触し得るからであ
る。先端３５は可撓性シート１７′を均一に湾曲させ、
これにより而１０’へ向番プて下方へ膨出させている。

このことにより測定されるべき而１０′が更に粗い面で
も測定を行い得るようになっている。

電気的に遮蔽する目的で、部分遮蔽部材８８が一〇− アウタ遮蔽ケース１７の下面にこれに接触した状態に−
Ｃ装着されていることが好ましい。この場合遮蔽部Ｕ８
８は、検出素子１１が而１０’　と接触し得るようアウ
タ遮蔽ケース１７の下端の平面を越えて延在することを
可能にする中央孔１８８を有している。遮蔽部材８８を
ケース１７に固定するためにロックリング９９が使用さ
れている。

変換器１０は選定された任意の音響振動面上に配置され
た状態にて使用される。変換器１０が選定された而に当
接した状態を確保するためには、多くの場合変換器１０
を測定されるべき面子の所定の位置にテーピングすれば
十分である。

かかる動作に於ては、同軸ケーブルコネクタ１４は第３
図に示されている如くディスプレイ装置又は処理装置１
１３に接続される。かかる装置は変換器１０を測定され
るべき音響振動面１０’上に設定することによりられる
広帯域の信号を適宜に分析し与えるのに有効である。

かかる構成によれば、少なくとも５０ｋＨｚ〜約１．５
ｍＨｚに亙る非常に広い帯域の変換器周波数応答範囲を
確保することができる。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はｌＪ電性を有する減衰部材及び該部材より突出
し測定されるべき音響振動面へ向けて延在する先鋭な変
換器の先端を示す本発明の変換器の前回的断面図である
。 第２図は変換器の先端を斜め下方より児た前回的拡大部
分斜視図である。 第３図は本発明の変換器との組合せに於て採用されてよ
い信号処理及びディスプレイ装置を含む構成のブロック
線図である。 １０・・・音響変換器、１０′・・・測定されるべき而
（音響振動面）、１１・・・検出素子、１２・・・減衰
錘り、１４・・・同軸ケーブルコネクタ、１６・・・絶
縁部材、１７・・・アウタ遮蔽ケース、１７′・・・可
撓性シート、３３・・・オーバーレイ、３４・・・タブ
、３５・・・先端、６６・・・ダクト、６７・・・導線
、８８・・・遮蔽部材、９９・・・ロックリング、１１
３・・・ディスプレイ装置又は処理装置、１２１・・・
導線、１４０・・・絶縁材料、１４１．１４２・・・導
電体、１６１・・・インナフランジ、１７１・・・上端
部材、１８８・・・中央孔特許出願人　　ユナイデッド
・チクノロシーズ・コーポレイション

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　音響信号を検出し該音響信号を示す電気信号を発生す
   る音響変換器にして、測定されるべき音響振動面と接触
   するよう構成された圧電手段と、前記圧電手段を後方よ
   り支持する導電性の錘り手段と、前記導電性の錘り手段
   及び圧電手段を電気絶縁された状態にて支持する遮蔽手
   段と、前記音響振動面の振動に応答して前記圧電手段内
   に発生された電気信号を検出する電気的手段とを含み、
   前記圧電手段は前記音響振動面と接触し得るよう前記遮
   蔽手段より下方へ延在する導電性を有する先端を有して
   いることを特徴とする音響変換器。