JPS62231589A - 圧電送受波器 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、圧電可撓性シート、圧電磁器板等の圧電板を
備えた、水中用送受波器、水中マイクロフォン等に使用
される圧電送受波器に関する。

〈従来技術〉 ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニール、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリ塩化ビニール、ナイロン等の圧電性有機物
もしくは合成ゴムや合成樹脂の有機物中にチタン酸ジル
コン酸鉛、チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を混合
してなる圧電性有機セラミック複合物等の圧電可撓性シ
ートは、音響イミ／ピーダンヌが木の音！インピーダン
スに近似する特性を有する。そこで、該圧電可撓性シー
トは水中を伝播する音！波を送受波するのに用いられる
。

また、圧電磁器板にあっても、水中用圧電送受波器とし
て用いられるものがある。

その他、この種の圧電板を用いた圧電送受波器は、空中
での音波の送受波のためにも適用され得る。

この種の圧電送受波器は、圧電板の上下電極間に交番電
圧を印加することにより送波器として使用され、該圧電
板で音波を受けとめて該電極間から信号電圧を発生する
ことにより受波器として使用される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、公知構成の圧電送受波器に適用される圧電板
は面方向に渡って均一な厚を有するものであって、中央
部に位置する最大振巾を生ずる主極以外に、その周辺方
向に複数の副極（サイドローブ）が生じている。

このため、圧電板を送波器として用いた場合には、上下
電極に交番電圧を印加すると、主極を軸とする最大振巾
の発生とともに、複数の副極を軸とする副振動が同時に
多発し、第６図に示すように、その送波方向が拡散され
、不要な方向に送波したり、音の位相が乱れたりし、指
向性が低下する不都合を生じる。また圧電板を受波器と
して用いた場合には、検出すべき音波以外の多様な方向
からの波動を、前記副極で拾って、ノイズを発生し、Ｓ
／Ｎ比を低下させることとなる。

本発明は、前記副極での送受波を可及的に減殺し得る圧
電板を備えた圧電送受波器の提供を目的とするものであ
る。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上下面に電極を形成されてなる圧電板を備え
たものにおいて、前記圧電基板を中央部が厚く、周辺方
向へ漸次薄くなる肉厚形状としたことを特徴とするもの
である。

前記圧電板としては、圧電ゴムシート等の可撓性圧電シ
ートや、圧電磁器板等が供される。

く作用〉 圧電板の肉厚を、中央部が厚く１周辺方向へ漸次薄くシ
て形成したから、該中央部では圧電作用及び電歪作用が
高まる。

従って、送波器として用いた場合には、副極からの振動
に比して主極からの振動が大となる。

従って、主極での主振動に比して、副極での副振動は相
対的に低下することとなる。

また受波器として用いた場合には、主極から発生する信
号電圧は大きくなる。このため、制御回路での信号電圧
の闇値を高くすることができ、副極で拾われた信号はキ
ャンセルされる。

〈実施例〉 第１，２図について本発明の一実施例を説明する。

ｌは圧電板の一例となる円板状圧電ゴムシートであって
１合成ゴムに、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン
酸ジルコンｆ１１鉛等の圧電セラミック粉末を分散させ
てなり、その−面に円錐面２を、他面に平担面３を形成
し、これにより圧電ゴムシート１の肉厚を、中心を最大
とし１周辺方向に向かって漸次薄くなるようにしている
。

前記圧電ゴムシート１の上下面には、電極４゜４が導電
ゴム等で形成される。

前記圧電ゴムシート１は、第２図のように、円錐面２と
相似する逆円錐面６を形成された圧電ゴムシート５を、
円錐面２と逆円錐面６とを面接触させて重ね合わせ、こ
れにより、圧電ゴムシート１と圧電ゴムシート５の重ね
合わせ厚を均一にし、前記圧電ゴムシート１の一面側電
極４と、前記圧電ゴムシート５の電極７に、直流電源８
を接続することにより、厚み方向に電圧印加して分極す
る。このため、前記圧電ゴムシート１は、単位厚みに対
する印加分極電圧が、面方向に沿って等しくなる。尚、
円錐面２への電極４の形成は、分極後に行なう。

この分極によって製造された圧電ゴムシート１のモ担面
３を送波面として、指向特性を実験したところ、第５図
のようになり、副振動は一３０ｄＢ以下に抑制され、著
しく低下したことが示された。

すなわち、指向性が向上したことが確認できた。

前記圧電ゴムシート１の形状は、円形の他、矩形状等が
あり得る。

第３，４図は圧電体の他の形態を示し、分極された圧電
ゴムシー）２０，２１．２２を順次積層したものであり
、各圧電ゴムシート２０，２１゜２２の外径は、積層方
向へｊｐＡに小径となるようにし、その積層に伴う総厚
を、周辺方向へ階段状に漸次薄くさせている。

前記構成のものを受波器として用いる場合には、第３図
のように分極方向を積層方向に沿って同一にし、圧電ゴ
ムシート２０の外面電極２０ａと、圧電ゴムシート２２
の外面電極２２ａとにリード線２４を接続して信号電圧
を取出すようにする。この場合に、その中央部では、肉
厚が大であるから発生電圧が大きい。

また前記構成のものを送波器として用いる場合には、第
４図のようにその中央の圧電ゴムシート２１の分極方向
を上下の圧電ゴムシート２０．２２と異ならせ、夫々の
電極に、リード線３０を接続して並列とし、リード線３
０から圧電ゴムシート２０，２１．２２に交番電圧を印
加して振動を生じさせる。この場合に、その中央部は三
層の歪の重畳によって、周辺部に比して振巾が大となる
。

〈発明の効果〉 本発明は、上述のように、圧電送受波器に供される圧電
板を、中央部を厚く、周辺方向へ漸次薄くなる肉厚とし
たから、主極となる圧電板の中心部で圧電作用及び電歪
作用が高くなり、その周辺部では相対的に低くなる。こ
のため、送波器にあっては主極での主振動に比して、副
極での副振動が著しく低下して指向特性が向上される。

また受波器にあっては、主極から発生する信号電圧が、
副極で発生するものよりも、飛躍的に大きくなり、検知
すべき音波に対応する良好な信号を得ることができ、Ｓ
／Ｎ比が向上する等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は第一実施例
の縦断側面図、第２図は分極手段を示す同図、第３図は
第二実施例を示す縦断側面図、第４図は第三実施例を示
す縦断側面図、ｆＪＩＪｓ図は本発明の指向特性図、第
６図は従来構成のものの指向特性図である。 １；圧電ゴムシート　２；円錐面　３；平担面４；電極
　２０，２１，２２；圧電ゴムシート 第２爾 蔦　３（！ｌ ）Ｌ 襦４図 ］０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上下面に電極を形成されてなる圧電板を備えたものに
   おいて、前記圧電基板を中央部が厚く、周辺方向へ漸次
   薄くなる肉厚形状としたことを特徴とする圧電送受波器
   。