JPH02309799A - 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〕 本発明は送受波器に関し、特にソーナーに使用する、低
周波数、高能率、高耐圧性かつ小型軽量化を図った送受
波器に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の送受波器は、第４図に示すように円筒形
振動子１２を電気／機械変換素子（以下単に変換素子と
略称する）としで積層し、外面または内外面に絶縁シー
ス１１を設け、リード線１３を介して送受信する構造で
あった。この場合、特に送波音圧を高く得るためには、
円筒形振動子１２の呼吸振動モードによる共振を利用し
て送信周波数を設定し使用していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の送受波器は、円筒形振動子の剛性が高い
ために共振周波数が高くなり、共振周波数を低くしよう
とすると外径が大きくなって重量も増加するという欠点
が有る。

また、共振周波数から離れた低周波数において使用する
と機械インピーダンスの力率が低くなり、電気／機械変
換効率が悪くなり高い送波音圧が得られないという欠点
がある。

これに対し変換素子の剛性を下げて低い周波数を得るた
めに、第５図に示すように、振動板２１に圧電材２２を
貼り合わせてたわみ振動を行わせ、振動板２１の外面か
ら送波し、内面は位相の反転した音波の短絡現象を防止
するために遮音ケース２３で密閉した構造を持つように
したものがある。

しかしながら、短絡現象を完全に防止するために、振動
板２１の内面を空気室にすると振動板２１の剛性が低い
ために耐水圧性を高くできない。

また、耐水圧性を上げるため液体２４を充填し、遮音ケ
ース２３で振動板２１の内面からの音波を遮音しようと
すると、低周波であるために遮音ケース２３の厚みが増
し、大型で重量物の送受波器になるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の送受波器は、円筒形弾性体を円周方向に複数に
等分割し軸方向に互いに平行に分離して円筒状配列とし
かつ円筒状配列の軸方向寸法がほぼ半波長から１波長間
に設定した複数の振動板と、この複数の振動板の円筒状
配列内面に外接し円筒状配列の軸方向の中央と両端部と
の間にそれぞれ少なくとも１個ずつ配設する円筒形振動
子と、前記振動板の円筒状配列の外面両端部に内接して
配設されるそれぞれ少なくとも１個の支持リングと、前
記振動板および円筒形振動子ならびに支持リングを含む
内外面と端面を被覆する絶縁シースとを備えて構成され
る。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の送受波器の一実施例の構成を示す斜視
図、第２図は第１図の実施例のＢ−Ｂ’線断面図である
。

第１，２図に示す実施例の送受波器は、円筒形弾性体を
円周方向に複数に等分割し軸方向に互いに平行に分離し
て、円筒状配列とし、かつ円筒状配列の軸方向寸法がほ
ぼ半波長から１波長間、本実施例では半波長に設定した
８個の振動板２と、振動板２の円筒状配列内面に外接し
円筒状配列の軸方向の中央と両端部との間にそれぞれ配
設した円筒形振動子３ａ、３ｂと、振動板２の円筒状配
列の外面両端部に内接して配設した支持リング４ａ、４
ｂと、振動板２および円筒形振動子３ａ。

３ｂならびに支持リング４ａ、４ｂを含む内外面と端面
を被覆する絶縁シース１を備えて成る。

第１，２図にもとづいて実施例の説明を行なうのに先立
ち、まず本発明の基本的特徴について説明する。

本発明による送受波器の構造は、剛性の高い円筒形振動
子３ａ、３ｂのたて振動と、支持リング４ａ、４ｂの支
持力とで振動板２のたわみ振動を駆動することにより低
周波数の共振を得て、円筒状配列の振動板２の内面から
放射される音波を振動板２自体が隔壁となって構成する
音響管の内部、すなわち円筒型振動子３ａ、３ｂが形成
する空間で位相を遅らせて振動板２の外面から放射され
ている音波に同位相で重畳させるように伝搬させて振動
板２の内、外面から放射される音波の短絡現象を抑止し
て高能率振動を得て小型、軽量な送受波器を実現したも
のである。

振動板２の振動による発生音波は、内外面で位相が反転
し、従って内面放射音波がそのまま外面放射音波に重畳
されるときは外面放射音波エネルギーを抑圧してしまう
音波短絡現象を引き起す。

この短絡現象を回避して振動の高能率を図るには、振動
子２の内面放射音波の位相を外面放射音波の位相に合致
させればよく、第１図の実施例もこの条件を満足させる
ように構成しである。振動効率と振動子寸法とを合わせ
勘案して設定したものである。

ふたたび、第１．２図に戻って実施例の説明を続行する
。

８片からなる振動板２は、円筒型振動子３ａ。

３ｂを力点とし、また、テーパー付の支持リング４ａ、
４ｂをテーパーネジで締めつけることにより支点として
いる。たわみ振動により振動板２の側面部分がぶつかり
合わないように振動板間にはスリットが設けられている
。

２つの円筒形振動子３ａ、３ｂは、極性を合わせて接続
し、リード線５で電気端子を引き出している。振動板２
２円筒形振動子３ａ、３ｂ、支持リング４ａ、４ｂを海
水等から保護するために絶縁シース１をモールド等によ
って被覆している。

振動板２のたわみ共振と同じ周波数の電気信号をリード
線５から円筒型振動子３ａ、３ｂに加えると、円筒形振
動子３ａ、３ｂがたて振動を行ない、その力が振動板２
の上、下面端と振動板２のテーパー付の内側の両方に伝
わる。振動板２は、支持リング４ａ及び４ｂによって固
定されているので、支持リング４ａ、４ｂを支点として
、振動板２は第３図の点線で示すようなたわみ振動を繰
り返す。

この、たわみ振動により、振動板２の内外面には互いに
逆位相の音波が放射されることになり、内面に放射され
た音波は音響管の側壁たる振動板２が同位相で振動して
いるため、振動板２を透過することなく、上下の端面に
伝搬し、伝搬時間による位相の遅れにより、外面から放
射された音波との短絡現象が効率よく抑止されている。

また、絶縁シース１の厚さを適宜厚くするこのにより高
耐水圧性を確保することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、円筒型振動子のたて振動
と、この円筒型振動子に支点を提供する支持リングの支
持力とにより、円筒状弾性体を分割して構成する振動板
にたわみ共振を起させるとともに、振動板内面空間で音
響管を構成して振動板の内面放射音波を遅相してほぼ同
位相として外面放射音波に重畳することにより、低周波
数、高能率かつ高耐水圧性の小型、軽量な送受波器を実
現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の送受波器の一実施例の構成を部分断面
を含んで示す斜視図、第２図は第１図の実施例のＢ−Ｂ
’線断面図、第３図は第１図の実施例のたわみ共振によ
る変位分布の説明図、第４図、第５図はそれぞれ従来の
送受波器の第り例および第２例を示す斜視図である。 １．１１・・・・・・絶縁シース、２・・・・・・振動
板、３ａ、３ｂ・・・・・・円筒型振動子、４ａ、４ｂ
・・・・・・支持リング、５，１３，２５・・・・・・
リード線、１２・・・・・・円筒型圧電材、２１・・・
・・・振動板、２２・・・・・・圧電材、２３・・・・
・・遮音ケース、２４・・・・・・液体。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 ３１１　、３ｂ　・・−ＰＴ’ｌＪ＋５扉動Ｊ−４ａ−
・４ｂ・−支」１す〉り ＄３１！１Ｉ ２５　リード婢 茅　５　肥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　円筒形弾性体を円周方向に複数に等分割し軸方向に互
   いに平行に分離して円筒状配列としかつ円筒状配列の軸
   方向寸法がほぼ半波長から１波長間に設定した複数の振
   動板と、この複数の振動板の円筒状配列内面に外接し円
   筒状配列の軸方向の中央と両端部との間にそれぞれ少な
   くとも１個ずつ配設する円筒形振動子と、前記振動板の
   円筒状配列の外面両端部に内接して配設されるそれぞれ
   少なくとも１個の支持リングと、前記振動板および円筒
   形振動子ならびに支持リングを含む内外面と端面を被覆
   する絶縁シースとを備えて成ることを特徴とする送受波
   器。