JPS6357999B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6357999B2 JPS6357999B2 JP56126185A JP12618581A JPS6357999B2 JP S6357999 B2 JPS6357999 B2 JP S6357999B2 JP 56126185 A JP56126185 A JP 56126185A JP 12618581 A JP12618581 A JP 12618581A JP S6357999 B2 JPS6357999 B2 JP S6357999B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- piezoelectric element
- diameter surface
- outer diameter
- cylindrical piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 15
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はソーナー用の電気音響変換器に関し、
特に目標物の距離と方向を探知するためのソーナ
ーシステムに使用する電気音響変換器に関する。
特に目標物の距離と方向を探知するためのソーナ
ーシステムに使用する電気音響変換器に関する。
従来、提案されているこの種の電気音響変換器
（例えば特公昭49−1223号公報）は、第１図に示
すように、１個の円筒状圧電気素子の内径面及び
外径面の電極を軸方向に２分割し、一方は第３図
に示すように内外径面共に全周面に渡つて連続し
た電極とし（接続図は第５図）、他方は第２図に
示すように内外径面共に円周上で分割した電極と
し、前者の電極により半径方向の指向性が無指向
性となる電気音響変換機能を作り、後者の電極の
うち前記素子の円周上で対向する二つの電極を第
４図に示すように分極の極性を逆にして接続する
ことにより半径方向の指向性が有指向性となる電
気音響変換機能を作るものであつた。従つて無指
向性を作る電極と有指向性を作る電極とが１個の
円筒状圧電気素子を分割することになり、円筒状
圧電気素子からみた夫々の電極は部分的な電極と
なるため、電気的インピーダンスの上昇、電気音
響変換効率の低下及び出力音圧の低下等が生ずる
と云う欠点があつた。また、内外径面共に電極の
分割方法が複雑であるため、製造上の難かしさと
価格の上昇という欠点もあつた。
（例えば特公昭49−1223号公報）は、第１図に示
すように、１個の円筒状圧電気素子の内径面及び
外径面の電極を軸方向に２分割し、一方は第３図
に示すように内外径面共に全周面に渡つて連続し
た電極とし（接続図は第５図）、他方は第２図に
示すように内外径面共に円周上で分割した電極と
し、前者の電極により半径方向の指向性が無指向
性となる電気音響変換機能を作り、後者の電極の
うち前記素子の円周上で対向する二つの電極を第
４図に示すように分極の極性を逆にして接続する
ことにより半径方向の指向性が有指向性となる電
気音響変換機能を作るものであつた。従つて無指
向性を作る電極と有指向性を作る電極とが１個の
円筒状圧電気素子を分割することになり、円筒状
圧電気素子からみた夫々の電極は部分的な電極と
なるため、電気的インピーダンスの上昇、電気音
響変換効率の低下及び出力音圧の低下等が生ずる
と云う欠点があつた。また、内外径面共に電極の
分割方法が複雑であるため、製造上の難かしさと
価格の上昇という欠点もあつた。
本発明は無指向性を作る電極と有指向性を作る
電極とを同一電極とし、電極の接続方法により無
指向性の機能と有指向性の機能とを作り出すこと
により、上記欠点を解決し、電気的インピーダン
スが低く、電気音響変換効率が高く、かつ安価な
電気音響変換器を提供するものである。
電極とを同一電極とし、電極の接続方法により無
指向性の機能と有指向性の機能とを作り出すこと
により、上記欠点を解決し、電気的インピーダン
スが低く、電気音響変換効率が高く、かつ安価な
電気音響変換器を提供するものである。
具体的には、本発明は半径方向に分極された円
筒状圧電気素子の上端部から下端部まで連続し、
かつ内径面と外径面との間で対向して円周方向に
分割された電極を設け、前記素子の円周上で対向
する二組の内外径面電極を直列に分極の極性を逆
にして接続した第１の組と、この第１の組の内外
径面電極と直交する二組の内外径面電極を直列に
分極の極性を逆にして接続した第２の組とを夫々
個別に接続した平衡型トランスの出力信号が第１
の組と第２の組との夫々の方向について有指向性
となり、かつ第１の組の電極間接続点と平衡型ト
ランスの中性点及び第２の組の電極間接続点と平
衡型トランスの中性点を用い、全ての内外径面電
極を分極の極性が順になるように接続した入出力
端からの信号が無指向性となるように構成してい
る。
筒状圧電気素子の上端部から下端部まで連続し、
かつ内径面と外径面との間で対向して円周方向に
分割された電極を設け、前記素子の円周上で対向
する二組の内外径面電極を直列に分極の極性を逆
にして接続した第１の組と、この第１の組の内外
径面電極と直交する二組の内外径面電極を直列に
分極の極性を逆にして接続した第２の組とを夫々
個別に接続した平衡型トランスの出力信号が第１
の組と第２の組との夫々の方向について有指向性
となり、かつ第１の組の電極間接続点と平衡型ト
ランスの中性点及び第２の組の電極間接続点と平
衡型トランスの中性点を用い、全ての内外径面電
極を分極の極性が順になるように接続した入出力
端からの信号が無指向性となるように構成してい
る。
次に本発明の一実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
円筒状圧電気素子の内径面及び外径面の円周上
に４分割した電極を設け、各電極からリード線を
引き出した第６図及び第７図の如き振動子を第８
図のように平衡型トランス１２及び１３を用いて
接続する。前記振動子に音波が通過すると振動子
の外径面に圧力分布が生じ、この圧力分布によつ
て振動子は音波の方向と並進した振動（以下並進
振動と呼称する）と、振動子が膨張、収縮する、
いわゆる呼吸振動を行なう。並進振動は円筒状圧
電気素子の各部分に均等に交番加速力を加え、こ
の交番加速力と振動子の圧電気効果により交番加
速力の方向と分極の極性方向に対応した位相をも
つ交番電圧を電極間に発生させ、また同時に呼吸
振動は円筒状圧電気素子の各断面に均等に交番力
を加え、この交番力と振動子の圧電気効果により
交番力の方向と分極の極性方向に対応した位相を
もつ交番電圧を電極間に発生させる。円筒状圧電
気素子の分極を半径方向に一様に行なうと、並進
振動による電圧は音波を受ける正面と背面とで位
相が反転し、両側面の間では同相となる。また呼
吸振動による電圧は振動子の全周に渡つて同相と
なる。
に４分割した電極を設け、各電極からリード線を
引き出した第６図及び第７図の如き振動子を第８
図のように平衡型トランス１２及び１３を用いて
接続する。前記振動子に音波が通過すると振動子
の外径面に圧力分布が生じ、この圧力分布によつ
て振動子は音波の方向と並進した振動（以下並進
振動と呼称する）と、振動子が膨張、収縮する、
いわゆる呼吸振動を行なう。並進振動は円筒状圧
電気素子の各部分に均等に交番加速力を加え、こ
の交番加速力と振動子の圧電気効果により交番加
速力の方向と分極の極性方向に対応した位相をも
つ交番電圧を電極間に発生させ、また同時に呼吸
振動は円筒状圧電気素子の各断面に均等に交番力
を加え、この交番力と振動子の圧電気効果により
交番力の方向と分極の極性方向に対応した位相を
もつ交番電圧を電極間に発生させる。円筒状圧電
気素子の分極を半径方向に一様に行なうと、並進
振動による電圧は音波を受ける正面と背面とで位
相が反転し、両側面の間では同相となる。また呼
吸振動による電圧は振動子の全周に渡つて同相と
なる。
従つて振動子の円周上で対向する二組の内外径
面電極が分極の極性を逆にして接続されると呼吸
振動による電圧と並進振動による電圧の同相成分
は消滅し、並進振動による電圧の逆相成分が加算
されて残りサイン又はコサインの指向性を作る。
また二組の内外径面電極が分極の極性を順にして
接続されると並進振動による電圧の逆相成分は消
滅し、呼吸振動による電圧と並進振動による電圧
の同相成分が加算されて残る。並進振動による電
圧の同相成分は音波の入射方向を対称軸として不
均等に分布するので、呼吸振動による電圧と並進
振動による電圧の同相成分の和を振動子の全周面
に渡つて均一とするために、振動子の全内外径面
電極を分極の極性が順になるように接続して無指
向性を作る。
面電極が分極の極性を逆にして接続されると呼吸
振動による電圧と並進振動による電圧の同相成分
は消滅し、並進振動による電圧の逆相成分が加算
されて残りサイン又はコサインの指向性を作る。
また二組の内外径面電極が分極の極性を順にして
接続されると並進振動による電圧の逆相成分は消
滅し、呼吸振動による電圧と並進振動による電圧
の同相成分が加算されて残る。並進振動による電
圧の同相成分は音波の入射方向を対称軸として不
均等に分布するので、呼吸振動による電圧と並進
振動による電圧の同相成分の和を振動子の全周面
に渡つて均一とするために、振動子の全内外径面
電極を分極の極性が順になるように接続して無指
向性を作る。
かくして第８図にみるように電極９ａ，９ｂ，
１１ａ，１１ｂからなる第１の組から平衡型トラ
ンス１２を通してＸ方向の有指向性が得られ、電
極８ａ，８ｂ，１０ａ，１０ｂからなる第２の組
から平衡型トランス１３を通してＹ方向の有指向
性が得られ、かつ二つの平衡型トランスの中性点
から共役線輪１４と、出力トランス１５及び送受
切替用ダイオード１６を通してOMNI（Ｔ）の送
波入力端とOMNI（Ｒ）の受波出力端で無指向性
が得られる。
１１ａ，１１ｂからなる第１の組から平衡型トラ
ンス１２を通してＸ方向の有指向性が得られ、電
極８ａ，８ｂ，１０ａ，１０ｂからなる第２の組
から平衡型トランス１３を通してＹ方向の有指向
性が得られ、かつ二つの平衡型トランスの中性点
から共役線輪１４と、出力トランス１５及び送受
切替用ダイオード１６を通してOMNI（Ｔ）の送
波入力端とOMNI（Ｒ）の受波出力端で無指向性
が得られる。
第８図の接続を変形して平衡トランス１２の中
性点と同じく１３の中性点を短絡し、９ｂと１１
ｂの電極接続点と８ａと１０ａの電極接続点とを
入出力端としても無指向性が得られる。
性点と同じく１３の中性点を短絡し、９ｂと１１
ｂの電極接続点と８ａと１０ａの電極接続点とを
入出力端としても無指向性が得られる。
また第８図の平衡トランス１３の中性点と、９
ｂと１１ｂの電極接続点を短絡し、電極８ａと８
ｂ及び電極１０ａと１０ｂを夫々入れ替えて分極
の極性を反転させ、８ｂと１０ｂの電極接続点と
平衡トランス１２の中性点とを入出力端としても
無指向性が得られる。
ｂと１１ｂの電極接続点を短絡し、電極８ａと８
ｂ及び電極１０ａと１０ｂを夫々入れ替えて分極
の極性を反転させ、８ｂと１０ｂの電極接続点と
平衡トランス１２の中性点とを入出力端としても
無指向性が得られる。
以上の説明は円周上に４組の電極を形成した場
合についてのものであるが、本発明はこれに限定
されず、電極を2n組（ｎは自然数）形成した場
合にも適用できる。すなわち、この場合には２組
の内外面電極を分極の極性を逆にして接続してｎ
個の有指向性を得、この逆接続したｎ個の回路か
らｎ個又はｎ個以下の各電極が分極の極性が順と
なるように接続して無指向性を得るようにすれば
良い。
合についてのものであるが、本発明はこれに限定
されず、電極を2n組（ｎは自然数）形成した場
合にも適用できる。すなわち、この場合には２組
の内外面電極を分極の極性を逆にして接続してｎ
個の有指向性を得、この逆接続したｎ個の回路か
らｎ個又はｎ個以下の各電極が分極の極性が順と
なるように接続して無指向性を得るようにすれば
良い。
本発明は以上説明したように、円筒状圧電気素
子の軸方向に分割することなく、円周方向にのみ
分割した内外径面電極を設けた振動子と、対向す
る２組の内外径面電極を直列に分極の極性を逆に
して接続し平衡型トランスで出力端を引き出すこ
とと、前記二組の回路の電極間接続点と２個の平
衡トランスの中性点を接続して入出力端を引き出
すように構成することにより、円筒状圧電気素子
の円周面上の使用効率が高められる結果、電気的
インピーダンスを低下させ電気音響変換効率を高
め、出力音圧を増加させる効果がある。
子の軸方向に分割することなく、円周方向にのみ
分割した内外径面電極を設けた振動子と、対向す
る２組の内外径面電極を直列に分極の極性を逆に
して接続し平衡型トランスで出力端を引き出すこ
とと、前記二組の回路の電極間接続点と２個の平
衡トランスの中性点を接続して入出力端を引き出
すように構成することにより、円筒状圧電気素子
の円周面上の使用効率が高められる結果、電気的
インピーダンスを低下させ電気音響変換効率を高
め、出力音圧を増加させる効果がある。
更に電極構造が簡単になることから振動子すな
わち電気音響変換器を安価にする効果もある。
わち電気音響変換器を安価にする効果もある。
第１図から第５図までは従来の電気音響変換器
に用いた振動子の図面と接続図であり、第１図は
側面図、第２図はＡ−A′の平面断面図、第３図
はＢ−B′の平面断面図、第４図と第５図は夫々
第２図と第３図に対応した接続図である。また第
６図は本発明による振動子の側面図、第７図はそ
の平面図、第８図はその接続図である。 １，７……円筒状圧電気素子、２ａ，２ｂ，３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，
１１ａ，１１ｂ……電極、１２，１３……平衡型
トランス、１４……共役線輪、１５……出力トラ
ンス、１６……ダイオード。
に用いた振動子の図面と接続図であり、第１図は
側面図、第２図はＡ−A′の平面断面図、第３図
はＢ−B′の平面断面図、第４図と第５図は夫々
第２図と第３図に対応した接続図である。また第
６図は本発明による振動子の側面図、第７図はそ
の平面図、第８図はその接続図である。 １，７……円筒状圧電気素子、２ａ，２ｂ，３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，
１１ａ，１１ｂ……電極、１２，１３……平衡型
トランス、１４……共役線輪、１５……出力トラ
ンス、１６……ダイオード。
Claims (1)
- １ 半径方向に分極され、内径面と外径面の側壁
面及び上下の端面を有する円筒状圧電気素子の内
径面と外径面とに前記円筒状圧電素子の軸方向に
連続して形成された電極対を一組とし、この電極
対が円周方向にのみ2n組（ｎは自然数）形成さ
れ、この2n組の電極のうち対向する２組の電極
を分極の極性が逆になるように接続する中性点を
もつｎ個の平衡型トランスとで構成され、ｎ個の
平衡型トランスの出力からｎ個の有指向性の信号
を得るとともにｎ個の平衡型トランスの中性点か
ら無指向性の信号を得ることを特徴とする電気音
響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12618581A JPS5827075A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 電気音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12618581A JPS5827075A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 電気音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5827075A JPS5827075A (ja) | 1983-02-17 |
| JPS6357999B2 true JPS6357999B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=14928787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12618581A Granted JPS5827075A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 電気音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827075A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6094600A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Nec Corp | 送受波器 |
| JPS63114588U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-23 | ||
| FR2756637B1 (fr) * | 1996-12-03 | 1999-02-19 | Thomson Marconi Sonar Sas | Procede de commutation emission/reception |
| JP4993331B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2012-08-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 音響標的用送受波器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS491223A (ja) * | 1972-04-17 | 1974-01-08 |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP12618581A patent/JPS5827075A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS491223A (ja) * | 1972-04-17 | 1974-01-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5827075A (ja) | 1983-02-17 |
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