JPS6214599A - 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 - Google Patents
圧電振動素子の定在波振動の抑制方法Info
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- JPS6214599A JPS6214599A JP15361685A JP15361685A JPS6214599A JP S6214599 A JPS6214599 A JP S6214599A JP 15361685 A JP15361685 A JP 15361685A JP 15361685 A JP15361685 A JP 15361685A JP S6214599 A JPS6214599 A JP S6214599A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、圧電素子を電気−音響変換器として利用す
る圧電振動素子に関するものである。
る圧電振動素子に関するものである。
近年、各方面において、圧電振動素子に利用されるジル
コニウムチタン酸鉛を主体とする強圧電性セラミックが
開発された。そして、この強圧型セラミックの薄片に4
極面を付けたものを金属板ベースの片面(ユニモルフ形
)又は両面(バイモルフ形)に貼り合わせた圧電振動板
が多量に生産されており、この圧電振動板はコストが著
しく低減されるようになったので、上記した強圧電性セ
ラミックは電気−音響変換器に広く用いられるようにな
った。
コニウムチタン酸鉛を主体とする強圧電性セラミックが
開発された。そして、この強圧型セラミックの薄片に4
極面を付けたものを金属板ベースの片面(ユニモルフ形
)又は両面(バイモルフ形)に貼り合わせた圧電振動板
が多量に生産されており、この圧電振動板はコストが著
しく低減されるようになったので、上記した強圧電性セ
ラミックは電気−音響変換器に広く用いられるようにな
った。
さて、この発明の出願人は、さきに圧電振動板の中央部
付近に粘弾性層を介して重錘を結合し、圧電振動板の中
央部付近を拘束して、この圧dItm動板の外縁端部か
ら起振力を収り出すように構成した圧電振動素子を提案
した(特願昭59−186979号)。
付近に粘弾性層を介して重錘を結合し、圧電振動板の中
央部付近を拘束して、この圧dItm動板の外縁端部か
ら起振力を収り出すように構成した圧電振動素子を提案
した(特願昭59−186979号)。
第51囚及びtB)は上記特願昭59−186979
号の明細書に開示された従来の圧電振動素子を示す断
面図、及びその振動態様を説明するための平面図である
。上記第5回国に示すように、圧電振動板は金属薄板2
の片面に強圧電性セラミックなどの圧電板1を貼り合わ
せて構成されている。また、圧電振動板の中央部(中心
輸入−に)付近には粘弾性層3を介して主重錘4が結合
されている。
号の明細書に開示された従来の圧電振動素子を示す断
面図、及びその振動態様を説明するための平面図である
。上記第5回国に示すように、圧電振動板は金属薄板2
の片面に強圧電性セラミックなどの圧電板1を貼り合わ
せて構成されている。また、圧電振動板の中央部(中心
輸入−に)付近には粘弾性層3を介して主重錘4が結合
されている。
このように構成された圧電振動板に対して、圧電板1と
金属薄板2との間に外部より信号電圧eを印加すると、
圧電振動板はその中央部付近を主重錘4により拘束され
ているために凹レンズ形振動モードを形成して振動し、
圧電振動板の外縁端部5から起振力を取り出すことがで
きる。
金属薄板2との間に外部より信号電圧eを印加すると、
圧電振動板はその中央部付近を主重錘4により拘束され
ているために凹レンズ形振動モードを形成して振動し、
圧電振動板の外縁端部5から起振力を取り出すことがで
きる。
上記のような従来の圧電振動素子では、圧電振動板が圧
電板1と金属薄板2との積層体であり、かつ共振感度Q
が大であるところから、圧電板1と金属薄板2との間に
信号電圧eを印加した場合に、信号周波数に対応して高
次の定在波振動が発生する。例えば、第6図に示す周波
数【。付近の帯域では、圧電振動板は節円6のない単純
振動であるが、周波数f1 の帯域では、圧電振動板
は節 :円6のある定在波振動を生じて外縁端部
5の速度 ・V、は周波数「。よりも過太撮幅とな
り、第6図に □aで示すよう山を作ることにな
る。また、定在波【!では、第5回国に示すようにほぼ
半波長となるため、外縁端部5における速度v1は著し
く減少して谷を作ることになる。したがって、第6図i
こ示す速度v1に対する周波数応答曲線は、中低音域か
゛実線aで示すように極大、極小を繰り返す“うねり“
曲線になるが、高音域では山谷が次第に減少する。この
“うねり” 曲線のうちで周波数が2KH2以下の中音
から低音にかけて発生するものは、山谷がIQdB以上
に達する場合があり、スピーカ等の音質を悪化させて好
ましくない。しかしながら一方において、上記定在波振
動は、振動系における実効質量を軽減して変換効率を高
める上に有効であるから、その定在波振動の抑制は、で
きるだけ変換感度の低下を来さないように配慮して行う
ことが必要であるという問題点があった。
電板1と金属薄板2との積層体であり、かつ共振感度Q
が大であるところから、圧電板1と金属薄板2との間に
信号電圧eを印加した場合に、信号周波数に対応して高
次の定在波振動が発生する。例えば、第6図に示す周波
数【。付近の帯域では、圧電振動板は節円6のない単純
振動であるが、周波数f1 の帯域では、圧電振動板
は節 :円6のある定在波振動を生じて外縁端部
5の速度 ・V、は周波数「。よりも過太撮幅とな
り、第6図に □aで示すよう山を作ることにな
る。また、定在波【!では、第5回国に示すようにほぼ
半波長となるため、外縁端部5における速度v1は著し
く減少して谷を作ることになる。したがって、第6図i
こ示す速度v1に対する周波数応答曲線は、中低音域か
゛実線aで示すように極大、極小を繰り返す“うねり“
曲線になるが、高音域では山谷が次第に減少する。この
“うねり” 曲線のうちで周波数が2KH2以下の中音
から低音にかけて発生するものは、山谷がIQdB以上
に達する場合があり、スピーカ等の音質を悪化させて好
ましくない。しかしながら一方において、上記定在波振
動は、振動系における実効質量を軽減して変換効率を高
める上に有効であるから、その定在波振動の抑制は、で
きるだけ変換感度の低下を来さないように配慮して行う
ことが必要であるという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、圧電振動板に発生する定在波振動を分散させ、効
果的に抑制する圧を振動素子の定在波振動の抑制方法を
得ることを目的とする。
ので、圧電振動板に発生する定在波振動を分散させ、効
果的に抑制する圧を振動素子の定在波振動の抑制方法を
得ることを目的とする。
この発明に係る圧電振動素子の定在波振動の抑制方法は
、圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を介して主重錘を
結合し、また、圧ta動板の外縁端部の内側に位置する
ように粘弾性層を介して補助重錘を結合し、その振動系
を非対称形振動系に形成したものである。
、圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を介して主重錘を
結合し、また、圧ta動板の外縁端部の内側に位置する
ように粘弾性層を介して補助重錘を結合し、その振動系
を非対称形振動系に形成したものである。
この発明の圧を振動素子の定在波振動の抑制方法におい
ては、圧ta動板の中央部付近に粘弾性層を介して主重
錘を結合し、また、圧電振動板の外縁端部の内側をこ位
置するように粘弾性層を介して補助重錘を結合すること
により、その振動系を非対称形振動系に形成したので、
圧電振動板に発生する定在波振動を効果的に抑制できる
。
ては、圧ta動板の中央部付近に粘弾性層を介して主重
錘を結合し、また、圧電振動板の外縁端部の内側をこ位
置するように粘弾性層を介して補助重錘を結合すること
により、その振動系を非対称形振動系に形成したので、
圧電振動板に発生する定在波振動を効果的に抑制できる
。
第1回置及び(B)はこの発明の一実施例である圧電振
動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を示す断面図、及びその振動態様を説明するための平
面図である。第1図(A)に示すように、圧電振動板は
圧電板1を金属薄板2に貼り合わせたユニモルフタイプ
である。そして、圧電振動板には、その中心軸A−に上
に粘弾性層3を介して主重錘4が結合され、また、主重
錘4とは別個に上記中心輸入−により距離r1だけ離れ
た偏心軸C−Cゝ上に粘弾性層7を介して補助重錘8が
□□ 結合されている。この場合に、補助重錘8は、主重錘4
とは同一面側で圧電振動板に結合するか、 ・あ
るいは、第1回置に示すように主重錘4とは反 □
対面側で圧電振動板に結合することができる。また、補
助重錘8は粘弾性層7を介して圧″を低動板上の定在波
振動の腹に相当する部位に設ければ。
動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を示す断面図、及びその振動態様を説明するための平
面図である。第1図(A)に示すように、圧電振動板は
圧電板1を金属薄板2に貼り合わせたユニモルフタイプ
である。そして、圧電振動板には、その中心軸A−に上
に粘弾性層3を介して主重錘4が結合され、また、主重
錘4とは別個に上記中心輸入−により距離r1だけ離れ
た偏心軸C−Cゝ上に粘弾性層7を介して補助重錘8が
□□ 結合されている。この場合に、補助重錘8は、主重錘4
とは同一面側で圧電振動板に結合するか、 ・あ
るいは、第1回置に示すように主重錘4とは反 □
対面側で圧電振動板に結合することができる。また、補
助重錘8は粘弾性層7を介して圧″を低動板上の定在波
振動の腹に相当する部位に設ければ。
その粘弾性層7の粘弾性抵抗によって過剰の定在波振動
が吸収され、第2図に示す速度Vlに対する周波数応答
曲線で、実線aで示す従来例のものと比べて、破線すで
示すように不要な定在波振動は効果的に鎮静化すること
ができる。ここで、圧電振動板の中心軸A−A’と偏心
軸c −c’との距離r1は、圧電振動板の半径r。の
約70〜80 %付近が適当であり、補助重錘8の質量
は主重錘4の約1程度で1通常は約1.2g程度が適量
である。
が吸収され、第2図に示す速度Vlに対する周波数応答
曲線で、実線aで示す従来例のものと比べて、破線すで
示すように不要な定在波振動は効果的に鎮静化すること
ができる。ここで、圧電振動板の中心軸A−A’と偏心
軸c −c’との距離r1は、圧電振動板の半径r。の
約70〜80 %付近が適当であり、補助重錘8の質量
は主重錘4の約1程度で1通常は約1.2g程度が適量
である。
第3回置及びtB)は、この発明のさらに他の実施例で
ある圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図及びその裏面側の平面図であ
る。第3回置に示すように、圧電振動板の上面には中心
輸入−に上に粘弾性層3を介して主重錘4が結合され、
また、下面側には八−に軸からの半径r2のリング形重
錘10が、はぼ同形の粘弾性層9を介して結合されてい
る。この場合に、リング形重錘lOは主重錘4と同一面
1111に結合してもよく、あるいは第3回置に示すよ
うに。
ある圧電振動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる
圧電振動素子を示す断面図及びその裏面側の平面図であ
る。第3回置に示すように、圧電振動板の上面には中心
輸入−に上に粘弾性層3を介して主重錘4が結合され、
また、下面側には八−に軸からの半径r2のリング形重
錘10が、はぼ同形の粘弾性層9を介して結合されてい
る。この場合に、リング形重錘lOは主重錘4と同一面
1111に結合してもよく、あるいは第3回置に示すよ
うに。
主重錘4と反対面側で圧電振動板に結合することができ
る。リング形重錘lOの半径「!は、第3回置に点線で
示した半波長(λ/2)の定在波「、の腹に該当する部
位に来るように選定するときは、粘弾性層9の吸収効果
により、規準振動の【2は変形して「、′ のようにな
り、外縁端部5における出力機動速度v、は増強され、
その結果、第2図に示す曲線aの「、の深い谷(デツプ
)を浅くすることができ、同様に、【、の山(ピーク)
も抑制され、結局。
る。リング形重錘lOの半径「!は、第3回置に点線で
示した半波長(λ/2)の定在波「、の腹に該当する部
位に来るように選定するときは、粘弾性層9の吸収効果
により、規準振動の【2は変形して「、′ のようにな
り、外縁端部5における出力機動速度v、は増強され、
その結果、第2図に示す曲線aの「、の深い谷(デツプ
)を浅くすることができ、同様に、【、の山(ピーク)
も抑制され、結局。
第2図に示す曲線すのように平坦化され改善されること
になる。
になる。
第4図(A)及びtB)は、この発明のさらに他の実施
例である圧′a振動素子の定在波振動の抑制方法に用い
られる圧電振動素子を用いて構成した圧電形コーンスピ
ーカの断面図及び素子を底面からみた平面図である。第
4図+A)には、第19囚に示した補助重錘8を付加し
たこの発明の圧電振動素子の外縁端部5をコーン形音響
放射体11の基環部の折返し部に結合し、かつ、コーン
形音響放射体11の開口部を弾性エツジ12を介して固
定部13に結合支持して構成した圧電形コーンスピーカ
である。この場合、主重錘4は、本来中心軸A −A’
上にあることを原則とするが、規則的に発生する定在波
振 1動を崩すためには、A−A’軸からSだけわづ
かに偏したB−B’軸に設ける方がよい場合がある。S
は過大のときはかえって不整振動を誘発して好ましくな
いので、精々約2〜3fi以下に止める方がよい。一方
、補助重錘8は軸A−にから距離r!だけ外縁端部5に
近い軸c−c’に配置するように構成すれば、わずかに
偏心させた主重錘4と補助重錘8の相乗効果によって、
さらに効果的に定在波振動を抑制することができる。
例である圧′a振動素子の定在波振動の抑制方法に用い
られる圧電振動素子を用いて構成した圧電形コーンスピ
ーカの断面図及び素子を底面からみた平面図である。第
4図+A)には、第19囚に示した補助重錘8を付加し
たこの発明の圧電振動素子の外縁端部5をコーン形音響
放射体11の基環部の折返し部に結合し、かつ、コーン
形音響放射体11の開口部を弾性エツジ12を介して固
定部13に結合支持して構成した圧電形コーンスピーカ
である。この場合、主重錘4は、本来中心軸A −A’
上にあることを原則とするが、規則的に発生する定在波
振 1動を崩すためには、A−A’軸からSだけわづ
かに偏したB−B’軸に設ける方がよい場合がある。S
は過大のときはかえって不整振動を誘発して好ましくな
いので、精々約2〜3fi以下に止める方がよい。一方
、補助重錘8は軸A−にから距離r!だけ外縁端部5に
近い軸c−c’に配置するように構成すれば、わずかに
偏心させた主重錘4と補助重錘8の相乗効果によって、
さらに効果的に定在波振動を抑制することができる。
このように構成された圧電形コーンスピーカでは、上述
したように圧藏板1と金属薄板2との間に外部より信号
電圧eを印加すると、圧電振動板の外縁端部5に起振力
F、が生じ、速度v1をもってコーン形音響放射体11
を励損して放射音圧P。
したように圧藏板1と金属薄板2との間に外部より信号
電圧eを印加すると、圧電振動板の外縁端部5に起振力
F、が生じ、速度v1をもってコーン形音響放射体11
を励損して放射音圧P。
を前方向に発生することができ、変換感度ならびに周波
数応答特性の良好な圧電形コーンスピーカを実現するこ
とができる。
数応答特性の良好な圧電形コーンスピーカを実現するこ
とができる。
この発明は以上説明したとおり、圧電振動素子の定在波
振動の抑制方法においては、圧電振動板の中央部付近に
粘弾性層を介して主重錘を結合し、また、圧を振動板の
外縁端部の内側に位置するように粘弾性層を介して補助
重錘を結合し、その振動系を非対称形振動系に形成した
ので、圧電振動るという優れた効果を焚するものである
。
振動の抑制方法においては、圧電振動板の中央部付近に
粘弾性層を介して主重錘を結合し、また、圧を振動板の
外縁端部の内側に位置するように粘弾性層を介して補助
重錘を結合し、その振動系を非対称形振動系に形成した
ので、圧電振動るという優れた効果を焚するものである
。
第19囚及び(B)はこの発明の一実施例である圧電振
動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を示す断面図、及びその振動態様を説明するための平
面図、第2図は、第19囚の圧電振動素子の周波数応答
特性を従来例のものと対比して示す図、第3回置及びt
B)は、この発明のさらに他の実施例である圧電振動素
子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素子を
示す断面図及びその裏面側の平面図、第4回置及びjB
lはこの発明のさらに他の実施例である圧電振動素子の
定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素子を用い
て構成した圧電形コーンスピーカを示す断面図、及び素
子を底面からみた平面図、第5装置及び(B)は従来の
圧ti動素子を示す断面図、及びその振動態様を説明す
るための平面図、第6図は、第5回置の圧電振動素子の
定在波に起因する応答特性を示す図である。 図において、1・・・圧電板、2・・・金属薄板、3゜
7.9・・・粘弾性層、4・・・主重錘、5・・・外縁
端部。 6・・・節円、8・・・補助重錘、10・・・リング形
重錘、11・・・コーン形音響放射体、12・・・弾性
エツジ、13・・・固定部である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第1@ (A) (B)1:
斤電泪え 5:外構It制
音P2:金罵薄脹 6:節円 第2図 周液数(Hz) 第3図 10;9>71形重鋏 第6図
動素子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素
子を示す断面図、及びその振動態様を説明するための平
面図、第2図は、第19囚の圧電振動素子の周波数応答
特性を従来例のものと対比して示す図、第3回置及びt
B)は、この発明のさらに他の実施例である圧電振動素
子の定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素子を
示す断面図及びその裏面側の平面図、第4回置及びjB
lはこの発明のさらに他の実施例である圧電振動素子の
定在波振動の抑制方法に用いられる圧電振動素子を用い
て構成した圧電形コーンスピーカを示す断面図、及び素
子を底面からみた平面図、第5装置及び(B)は従来の
圧ti動素子を示す断面図、及びその振動態様を説明す
るための平面図、第6図は、第5回置の圧電振動素子の
定在波に起因する応答特性を示す図である。 図において、1・・・圧電板、2・・・金属薄板、3゜
7.9・・・粘弾性層、4・・・主重錘、5・・・外縁
端部。 6・・・節円、8・・・補助重錘、10・・・リング形
重錘、11・・・コーン形音響放射体、12・・・弾性
エツジ、13・・・固定部である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第1@ (A) (B)1:
斤電泪え 5:外構It制
音P2:金罵薄脹 6:節円 第2図 周液数(Hz) 第3図 10;9>71形重鋏 第6図
Claims (2)
- (1)圧電振動板の中央部付近に粘弾性層を介して主重
錘を結合し、前記圧電振動板の中央部付近を拘束して、
この圧電振動板の外縁端部から起振力を取り出すように
構成した圧電振動素子において、前記圧電振動板の外縁
端部の内側に位置させ、かつ粘弾性層を介して補助重錘
を結合せしめることにより定圧波振動を抑制する圧電振
動素子の定在波振動の抑制方法。 - (2)前記圧電振動素子の中央部付近に結合せる前記主
重錘に対し、その同面もしくは反対面の外側に補助重錘
をなすリング形重錘を粘弾性層を介してほぼ同心的に配
置結合したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の圧電振動素子の定在波振動の抑制方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15361685A JPS6214599A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
GB08521410A GB2166022A (en) | 1984-09-05 | 1985-08-28 | Piezoelectric vibrator |
US06/771,838 US4654554A (en) | 1984-09-05 | 1985-08-30 | Piezoelectric vibrating elements and piezoelectric electroacoustic transducers |
DE19853531325 DE3531325A1 (de) | 1984-09-05 | 1985-09-02 | Piezoelektrische schwingkoerper und mit denselben ausgestatteter lautsprecher |
FR8513100A FR2569931A1 (fr) | 1984-09-05 | 1985-09-04 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
FR8600711A FR2574609A1 (fr) | 1984-09-05 | 1986-01-20 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
FR8600712A FR2574610A1 (fr) | 1984-09-05 | 1986-01-20 | Elements piezoelectriques vibrants et transducteurs piezoelectriques electroacoustiques utilisant de tels elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15361685A JPS6214599A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6214599A true JPS6214599A (ja) | 1987-01-23 |
JPH0332959B2 JPH0332959B2 (ja) | 1991-05-15 |
Family
ID=15566382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15361685A Granted JPS6214599A (ja) | 1984-09-05 | 1985-07-12 | 圧電振動素子の定在波振動の抑制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6214599A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63181097U (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-22 | ||
JPWO2013099512A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2015-04-30 | 京セラ株式会社 | 振動装置,音響発生装置,スピーカーシステム,電子機器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55125693U (ja) * | 1979-03-01 | 1980-09-05 | ||
JPS56170496U (ja) * | 1980-05-19 | 1981-12-16 | ||
JPS58202698A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電形電気音響変換器の支持構造 |
JPS58184995U (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-08 | 松下電器産業株式会社 | 圧電形電気音響変換器 |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15361685A patent/JPS6214599A/ja active Granted
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