JPS62135100A - 電気音響変換器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気音響変換器に関し、特に低周波で使用する
電気音響変換器に関する。

〔従来の技術〕

この種の電気音響変換器は、電気エネルギを機械エネル
ギに変換し、その機械エネルギを水中に伝達することに
より水中に音波をふく射している。

従来の屈折振動を利用した電気音響変換器は、第５図に
示すように電歪索子３１で構成される龜動子とシェル３
２とを備えてなり、振動子の振動により厚さの均一なシ
ェルを屈曲振動せしめて水中に音波を放射するようにな
っている。第４図に示すように、シェルの振動状態は、
実線がシェルの中立面の平衡状態２０を示し、破線がシ
ェルの中立面の動作状態２１を示している。従ってシェ
ルの中立面の平衡状態２０の長径部分（長−ｇ２ｂ　）
に外圧を加えて変位量ξｂを得たときに短径部分（長さ
２ａ）の変位量ξａは、一般に変位量ξｂよりも大きく
なって、水中へ音波をより能率よく放射させることがで
きる。

また、従来の厚さｔの均一なシェルの同有振動ｉｆはシ
ェルの全長’！１４ｓｏ、シェルの材料のヤング４′ｆ
ｃＥ、シェルの材料の留置をρ、シェルの厚さをｈｄと
すれば（１）式で求めることができる（例えばＪｏｕｒ
ｎａｌ　ｏｆ　Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　　Ｓｏｃｉｅｔ
ｙよって、固有振動数を低くするにはシェルの寸法を大
きくするか、シェルの厚さを薄くすればよい。

ところがシェルの寸法を大きくすれば、本変換器の取付
けに寸法が犬きくなシ、重量が大きくなるので取扱に不
便となシ、さらに製造コストが増加する。シェルの厚さ
を薄くするときは耐水圧が低下するので、海中深く設置
したりちょう下して使用することが難しくなる。

またシェルの厚さを部分的に薄くして耐水圧性を殆ど下
げることなく固弔゛振動ｆ１２’を低くすることも、あ
る制限の下に行なわれている（例えば特願昭６０−９４
９２６号明細書）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする従来の問題点は上述のように
、固有振動数を低くするためにシェルの犬ささを大きく
すると取扱に不便となシ製造コストが増加し、シェルの
厚さを薄くすると耐水圧性が低下するという点にある。

従って本発明は、上記欠点を解決した電気音９変換器を
提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕 本発明の電気音響変ｌ器は、振動子を囲んでなるシェル
の内面に前記振動子の振動面と前記シェルとの接合点を
有し前記シェルから音波をふく射する゛心気ｆ響変換器
において、少なくともｎｉｌ記７エルの一部に複数個の
突起部を有することを特徴として構成ざ牡る。

〔実力例〕

次に本発明について実施例を示す図面を参照して詳細に
説明する。′４１図は本発明の第一の実施例の構成を示
す斜視図、第２図は本発明の第二の実ＩＭ例の構成を示
す斜視図、第３図（ａ）および（ｂ）は本発明のシェル
と突出部との関係を示す説明図である。

まず本発明の実施例の概要について第４図を参照して説
明する。

先に述べた（１）式において、電気音９変換器の固有周
波数の低周波化に際してシェルの大きさを大きくするこ
と（すなわちシェルの全長４８ｏｉ大きくすること）お
よびシェルの厚さを一様に薄くすること（すなわちシェ
ルの厚さｈｄを小さくすること）は、取扱いや耐水圧性
の点で問題があることを述べた。従ってさらに（１）式
の中から周波数を下げるには、ヤング率Ｅを小さくする
ことおよび密度ρを大きくすることの２点がある。これ
らはいずれもシェルを構成する材料に固有の定数である
ので、材料が決定されれば一義的に定まる。

しかしこのうち、密度ρについてはシェルの内側に突出
した部分を切削で製作する際に残置するか単に付加する
ことで、見掛けの密度の増加をさせることができる。

次に本発明の第一〇実施例の構造と作動について説明す
る。

纂１図を見るに、本発明の第一の実施例は電歪素子１と
、シェル２とを備えシェル２の内側には矢起部３を設け
たものである。電歪索子１はあらかじめ限られた数だけ
積層し、電源から電気前書変換器の固有周波数の電圧を
印加し同相で同一方向に伸縮するようになしたもので、
シェル２の長径（長さ２ｂ）を示す部分に振動を伝える
。その結果は第４図に示すように短径（長さ２ａ）に相
当するシェルの部分がループとなって振動し、これに接
する水中へ音波を放射するものである。

突出部３は第１図のようにスロット状となりているがそ
の断面の詳細は第４図（ａ）およびｌｂ）に見られるよ
うになっており、突出部の間隔が突出部の幅に比べであ
る程度大きくなればシェル自体の引張りによるのび縮み
はその厚さｈｄで特性が定まシ突出部による影響は小さ
く、また突出部の質量は振動するシェルに性力ロ質量と
して働らくので見掛けの密度は増大する。例えば厚さ１
ｃＩＩＬのシェルに５（１ｍおきに幅１α高さ５ｃｒＩ
Ｌの突出部があると厚さ２ｃＩＩＬのシェルと同じ質量
となり、引張りによる伸びや圧縮による縮みは厚さ１ｃ
ｌＩＬとして算定することができるので、結果的に見掛
けの密度はシェルのＷｌｆｆｉの２倍となる。従ってこ
の場合は共振する固有周波数は突出部の無いときに比べ
て１／２となる。

次に本発明の第二の実施例の構成と作動について説明す
る。

第２図を見るに、本発明の第二の実施例は電歪索子１１
と、シェル１２とを備え、シェル１２の内側に突出部１
３を設けたものである。電歪索子１１はあらかじめ限ら
れた数だけ積層し、電源から水中−ｆ９ｉ１変挨器の固
有周波数の電圧を印加し同相で同一方向で伸縮するよう
になしたもので、シェル１２の長径（長さ２ｂ）を示す
部分に振動を伝える。その結果は第３図に示すように短
径（長さ２ａ）に相当する部分がループとなって振動し
、これに接する水中へ音波をふく射するものである。

突出部１３の詳細は第一の実施例と同様であるが、シェ
ル１２の構造は第一の実施例とは異る。その内容はシェ
ルの厚みがその長径（長さ２ｂ）に相当する部分からそ
の短径（長さ２ａ）に相当する部分にかけて順次小さく
なっているものである。

この場合は耐水圧を殆ど下げることなく固有振動数を低
くすることをある制限の下に実施されておるので、これ
に対しシェルの内側に突出部を設けたことによりさらに
水中音＃変換器の固有振動数金工げることができるもの
である。

〔発明の効果〕

本発明の電気音ｎ変換器はその振動するシェルに突出部
を付カロ質鷲として設けることができたので、固有周波
数を下げることができ同一大きさであっても低周波数で
能率よく使用することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の開成を示す斜視図、第
２図は本発明の第二の実施例の構成を示す斜視図、第３
図（ａ）およびｌｂ）は本発明のシェルと突出部との関
係を示す説明図、第４図はシェルの作動状況を示す説明
図、第５図は従来の技術による構成の一例を示す斜視図
。 １．１１，３１・・・・・・電歪素子、２，１２，３２
・・・・・・シェル、３．１３・・・・・・突出部。 ・′、・　　＼ 代理人　弁理士　　内　原　　　′＼晋ＪＩ゛Ｎ−− 第２　回 第３図ζ句

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　振動子を囲んでなるシェルの内面に前記振動子の振動
   面と前記シェルとの接合点を有し前記シェルから音波を
   ふく射する電気音響変換器において、少なくとも前記シ
   ェルの一部に複数個の突起部を有することを特徴とする
   電気音響変換器。