JPH05219588A - 低周波水中超音波送波器 - Google Patents
低周波水中超音波送波器Info
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- JPH05219588A JPH05219588A JP2256092A JP2256092A JPH05219588A JP H05219588 A JPH05219588 A JP H05219588A JP 2256092 A JP2256092 A JP 2256092A JP 2256092 A JP2256092 A JP 2256092A JP H05219588 A JPH05219588 A JP H05219588A
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で軽量の低周波な水中超音波送波器を提
供する。 【構成】 アクティブ円板体３０が印加電圧あるいは電
流により径ひろがり振動を起こし、その変位によりアク
ティブ円板体３０と金属ディスク３１一体の系が屈曲振
動を起こす。２枚の金属ディスク３１の接合部に挿入さ
れているリング３２は、屈曲振動の疑似的なｐｉｎ端支
持の役割を果たし、低周波化及び体積速度の増大をはか
っている。さらにアクティブ円板体３０の配置位置も、
静水圧下でアクティブ円板体３０に対し引張応力がかか
らないように金属ディスク３１の上部側に配置され、寸
法も圧縮応力から引張応力に変わる変換点より内側にア
クティブ円板体がはいるように設計されている。本発明
の送波器はこのような方式をとることにより、薄型・軽
量化が容易に可能となる。
供する。 【構成】 アクティブ円板体３０が印加電圧あるいは電
流により径ひろがり振動を起こし、その変位によりアク
ティブ円板体３０と金属ディスク３１一体の系が屈曲振
動を起こす。２枚の金属ディスク３１の接合部に挿入さ
れているリング３２は、屈曲振動の疑似的なｐｉｎ端支
持の役割を果たし、低周波化及び体積速度の増大をはか
っている。さらにアクティブ円板体３０の配置位置も、
静水圧下でアクティブ円板体３０に対し引張応力がかか
らないように金属ディスク３１の上部側に配置され、寸
法も圧縮応力から引張応力に変わる変換点より内側にア
クティブ円板体がはいるように設計されている。本発明
の送波器はこのような方式をとることにより、薄型・軽
量化が容易に可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠距離ソーナー、海洋資
源探査などに使用される低周波帯でハイパワーの水中超
音波送波器に関するものである。
源探査などに使用される低周波帯でハイパワーの水中超
音波送波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水中において低周波の超音波は高周波の
それと比較して伝搬損失が少なく、より遠方まで到達す
ることができるために、ソーナー、海洋資源探査、海流
の調査などの分野で低周波の超音波を利用することは数
々の長所がある。従来から水中において強力超音波を放
射する送波器として動電形送波器と圧電形送波器が知ら
れている。動電形送波器は大きな変位がとりうる反面、
発生力が小さいことにより低周波で小型のトランスジュ
ーサを得ることは極めて困難である。また、圧電形送波
器は、電気機械エネルギー変換材料としてジルコンチタ
ン酸鉛系圧電磁器が用いられている。圧電磁器それ自身
は水に比べて約２０倍以上も音響インピーダンスが大き
いために発生力は極めて大きいという利点はあるものの
音響放射において媒質排除に必要な変位をとることがで
きないという欠点がある。低周波になるに従い単位放射
面積当たりの音響放射インピーダンスが極めて小さくな
ることを考慮すると、低周波で効率の良い音響放射を行
うためには、圧電磁器の変位をより一層拡大させて音響
放射を行う必要がある。
それと比較して伝搬損失が少なく、より遠方まで到達す
ることができるために、ソーナー、海洋資源探査、海流
の調査などの分野で低周波の超音波を利用することは数
々の長所がある。従来から水中において強力超音波を放
射する送波器として動電形送波器と圧電形送波器が知ら
れている。動電形送波器は大きな変位がとりうる反面、
発生力が小さいことにより低周波で小型のトランスジュ
ーサを得ることは極めて困難である。また、圧電形送波
器は、電気機械エネルギー変換材料としてジルコンチタ
ン酸鉛系圧電磁器が用いられている。圧電磁器それ自身
は水に比べて約２０倍以上も音響インピーダンスが大き
いために発生力は極めて大きいという利点はあるものの
音響放射において媒質排除に必要な変位をとることがで
きないという欠点がある。低周波になるに従い単位放射
面積当たりの音響放射インピーダンスが極めて小さくな
ることを考慮すると、低周波で効率の良い音響放射を行
うためには、圧電磁器の変位をより一層拡大させて音響
放射を行う必要がある。
【０００３】従来、低周波数帯（３ｋＨｚ以下）におけ
るハイパワー送波器として、例えばジャーナル・オブ・
アコースティカル・ソサイアティー・オブ・アメリカ
（Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．、ｖｏｌ．６８、
Ｎｏ．４、ｐｐ１０４６−１０５２（１９８０．１
０））に記載されているように、図４に示す楕円形シェ
ルを用いた屈曲伸び送波器が知られている。
るハイパワー送波器として、例えばジャーナル・オブ・
アコースティカル・ソサイアティー・オブ・アメリカ
（Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．、ｖｏｌ．６８、
Ｎｏ．４、ｐｐ１０４６−１０５２（１９８０．１
０））に記載されているように、図４に示す楕円形シェ
ルを用いた屈曲伸び送波器が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した屈曲伸び
送波器は圧電磁器からなるアクティブ柱状体２０が長軸
方向に伸び変位をしたときに、楕円シェル２１が図中の
矢印で示すように柱状体２０の倍数の変位で収縮する一
種の変位拡大機構を有する送波器である。（楕円シェル
の４分の１部分だけ矢印で示す。）このような屈曲伸び
送波器の共振周波数は、アクティブ柱状体２０のスチフ
ネスがシェルのそれに比べて相当大きいために、楕円シ
ェル２１自身の共振周波数の２倍かそれ以上の値とな
る。即ち、一定寸法を有する楕円シェル２１自身の屈曲
伸びモードに関する共振周波数を相当低下させることな
しには、屈曲伸び送波器の低周波小型化は達成されない
わけであり、屈曲伸び送波器においてシェル自身の共振
周波数の一層の低下が望まれている。しかしながら以下
に述べる理由により、この楕円シェル自身の低周波小型
化は極めて困難である。
送波器は圧電磁器からなるアクティブ柱状体２０が長軸
方向に伸び変位をしたときに、楕円シェル２１が図中の
矢印で示すように柱状体２０の倍数の変位で収縮する一
種の変位拡大機構を有する送波器である。（楕円シェル
の４分の１部分だけ矢印で示す。）このような屈曲伸び
送波器の共振周波数は、アクティブ柱状体２０のスチフ
ネスがシェルのそれに比べて相当大きいために、楕円シ
ェル２１自身の共振周波数の２倍かそれ以上の値とな
る。即ち、一定寸法を有する楕円シェル２１自身の屈曲
伸びモードに関する共振周波数を相当低下させることな
しには、屈曲伸び送波器の低周波小型化は達成されない
わけであり、屈曲伸び送波器においてシェル自身の共振
周波数の一層の低下が望まれている。しかしながら以下
に述べる理由により、この楕円シェル自身の低周波小型
化は極めて困難である。
【０００５】この楕円シェルの動作を説明するために、
楕円シェルの長軸をｘ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向をｚ
軸に対応させて、楕円シェルの４分の１部分を図５に示
す。楕円シェルの肉厚の中心とｘ軸とが交わる点を
（ａ，０）、またｙ軸と交わる点を（０，ｂ）とする。
即ち楕円シェルの長径をａ、短径をｂとする。いま、ア
クティブ柱状体２０が伸びてＰ点を＋ｘ方向にξだけ変
位させたとき、楕円シェル自身のもつ変位拡大機構によ
り、Ｑ点において−ｙ方向にξの数倍の変位が現れるわ
けで、シェル全体として媒質を引き込むことになる。こ
れに対して、アクティブ柱状体が収縮したときシェル全
体としては媒質を排除する方向に働くわけである。この
場合、楕円シェルをｘ軸で切った断面はｘ軸に平行に、
あたかもローラーをはいたかのように、並進変位するだ
けでｚ軸廻りの回転変位は零である。したがって、ｚ軸
廻りの回転を許さない分だけ、シェルの動きに関する拘
束が大きくなり、シェルの共振周波数が高くなる。屈曲
伸び送波器は、楕円シェル自身の共振周波数が、以上の
ような理由により低下しにくいために低周波小型化は極
めて困難となっている。
楕円シェルの長軸をｘ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向をｚ
軸に対応させて、楕円シェルの４分の１部分を図５に示
す。楕円シェルの肉厚の中心とｘ軸とが交わる点を
（ａ，０）、またｙ軸と交わる点を（０，ｂ）とする。
即ち楕円シェルの長径をａ、短径をｂとする。いま、ア
クティブ柱状体２０が伸びてＰ点を＋ｘ方向にξだけ変
位させたとき、楕円シェル自身のもつ変位拡大機構によ
り、Ｑ点において−ｙ方向にξの数倍の変位が現れるわ
けで、シェル全体として媒質を引き込むことになる。こ
れに対して、アクティブ柱状体が収縮したときシェル全
体としては媒質を排除する方向に働くわけである。この
場合、楕円シェルをｘ軸で切った断面はｘ軸に平行に、
あたかもローラーをはいたかのように、並進変位するだ
けでｚ軸廻りの回転変位は零である。したがって、ｚ軸
廻りの回転を許さない分だけ、シェルの動きに関する拘
束が大きくなり、シェルの共振周波数が高くなる。屈曲
伸び送波器は、楕円シェル自身の共振周波数が、以上の
ような理由により低下しにくいために低周波小型化は極
めて困難となっている。
【０００６】一方、楕円シェルの形状を変えた場合、ｂ
／ａを大きくしていって円に近づけて行くほど確かにシ
ェル共振周波数は低下する。しかしこの場合、ｂ／ａを
大きくするほど周波数低下に比べて変位拡大率が大幅に
減少してしまうために形状を変えて小型化をはかるメリ
ットはなくなる。また、シェルの肉厚を小さくした場合
にも、共振周波数が低下することが認められる。しか
し、この場合、シェルの媒質排除能力が低下するばかり
か、耐水圧特性も著しく劣化するという欠点がある。
／ａを大きくしていって円に近づけて行くほど確かにシ
ェル共振周波数は低下する。しかしこの場合、ｂ／ａを
大きくするほど周波数低下に比べて変位拡大率が大幅に
減少してしまうために形状を変えて小型化をはかるメリ
ットはなくなる。また、シェルの肉厚を小さくした場合
にも、共振周波数が低下することが認められる。しか
し、この場合、シェルの媒質排除能力が低下するばかり
か、耐水圧特性も著しく劣化するという欠点がある。
【０００７】本発明はこのような従来のトランスジュー
サの欠点を除去せしめて、低周波帯において小型でハイ
パワー特性に優れた無指向性の送波器を提供することに
ある。
サの欠点を除去せしめて、低周波帯において小型でハイ
パワー特性に優れた無指向性の送波器を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の送波器は、圧電
磁器を用いたアクティブ体と、このアクティブ体をはめ
込んだディスクとからなる板状振動体２個を前記ディス
ク材料よりヤング率の低い材料リングを介してアクティ
ブ体が互いに外表面側となるようにはり合わせたことを
特徴とする低周波水中超音波送波器である。
磁器を用いたアクティブ体と、このアクティブ体をはめ
込んだディスクとからなる板状振動体２個を前記ディス
ク材料よりヤング率の低い材料リングを介してアクティ
ブ体が互いに外表面側となるようにはり合わせたことを
特徴とする低周波水中超音波送波器である。
【０００９】
【作用】本発明の送波器は上記構造とすることにより従
来技術の問題点を改善している。以下図面に従って説明
する。
来技術の問題点を改善している。以下図面に従って説明
する。
【００１０】図１は本発明の送波器の一例を示したもの
である。図１の送波器の動作原理について詳細に説明す
る。図１において３０は圧電磁器を用いたアクティブ円
板体であり、電圧あるいは電流を入力することにより径
ひろがり振動が励振されるものである。このアクティブ
円板体は強力接着剤により、高張力鋼などの機械的強度
の大きな材料からできた金属ディスク３１の窪み内部に
接着されている。図１では、このようなアクティブ円板
体がはめ込まれた金属ディスクを２枚用意し、金属より
ヤング率が低く、しかも高強度な材料でできたリング３
２を介して接着剤およびボルト締め３５により接合され
ている。さらにその外形廻りを保護板３３を介して、ウ
レタン樹脂３４等でモールドされている。
である。図１の送波器の動作原理について詳細に説明す
る。図１において３０は圧電磁器を用いたアクティブ円
板体であり、電圧あるいは電流を入力することにより径
ひろがり振動が励振されるものである。このアクティブ
円板体は強力接着剤により、高張力鋼などの機械的強度
の大きな材料からできた金属ディスク３１の窪み内部に
接着されている。図１では、このようなアクティブ円板
体がはめ込まれた金属ディスクを２枚用意し、金属より
ヤング率が低く、しかも高強度な材料でできたリング３
２を介して接着剤およびボルト締め３５により接合され
ている。さらにその外形廻りを保護板３３を介して、ウ
レタン樹脂３４等でモールドされている。
【００１１】アクティブ円板体がξ1 だけ変位すると、
２枚の金属ディスクの接合部分が支持端となって、アク
ティブ円板体と金属ディスク一体の系はξ2 だけ変位す
る。このとき、ξ2 はξ1 に比べ拡大されていてξ2 ＞
ξ1 となる。これが繰り返され、アクティブ円板体と金
属ディスク一体の系は屈曲振動をすることになる。
２枚の金属ディスクの接合部分が支持端となって、アク
ティブ円板体と金属ディスク一体の系はξ2 だけ変位す
る。このとき、ξ2 はξ1 に比べ拡大されていてξ2 ＞
ξ1 となる。これが繰り返され、アクティブ円板体と金
属ディスク一体の系は屈曲振動をすることになる。
【００１２】本発明の送波器では、アクティブ円板体と
金属ディスクとが一体となって振動する方式をとるの
で、薄型・軽量化が容易に可能である。さらに低周波化
をはかるため２枚の金属ディスクの間に金属よりヤング
率が低く、高強度な材料でできたリング３２を挟み込ん
でいることが特徴である。図３（ａ），（ｂ）にリング
３２がある場合と（実線）とない場合（点線）との振動
モードを示す。リング３２を挿入することにより、アク
ティブ円板体と金属ディスク一体の系の屈曲振動は、そ
の支持部があたかもｐｉｎ端支持に近い状態で行われる
ことになり、低周波化がはかれる。さらに図３で示され
ているように振動モードの振幅も大きく、すなわち体積
速度も大きくとれ、大音圧を出すことが可能である。
金属ディスクとが一体となって振動する方式をとるの
で、薄型・軽量化が容易に可能である。さらに低周波化
をはかるため２枚の金属ディスクの間に金属よりヤング
率が低く、高強度な材料でできたリング３２を挟み込ん
でいることが特徴である。図３（ａ），（ｂ）にリング
３２がある場合と（実線）とない場合（点線）との振動
モードを示す。リング３２を挿入することにより、アク
ティブ円板体と金属ディスク一体の系の屈曲振動は、そ
の支持部があたかもｐｉｎ端支持に近い状態で行われる
ことになり、低周波化がはかれる。さらに図３で示され
ているように振動モードの振幅も大きく、すなわち体積
速度も大きくとれ、大音圧を出すことが可能である。
【００１３】本発明の送波器で用いているアクティブ円
板体は引張応力にはやや脆い傾向にあるが、本発明の送
波器では図１に示すようにアクティブ円板体を２枚の金
属ディスクの外表面にはめ込み、さらに有限要素法によ
る応力解析によりアクティブ円板体の直径を送波器全体
の直径６０〜７５％程度に決定することで、静水圧下で
アクティブ円板体に対し、圧縮応力のみがかかるように
することができる。よって、本発明に基づく低周波水中
超音波送波器は耐水圧性に優れ、深々度（水深５００ｍ
程度）での使用が可能である。なお、本発明においてア
クティブ体の外形は望ましくは円または矩形だがこれに
限定されない。またディスクの材料も金属に必ずしも限
定されない。
板体は引張応力にはやや脆い傾向にあるが、本発明の送
波器では図１に示すようにアクティブ円板体を２枚の金
属ディスクの外表面にはめ込み、さらに有限要素法によ
る応力解析によりアクティブ円板体の直径を送波器全体
の直径６０〜７５％程度に決定することで、静水圧下で
アクティブ円板体に対し、圧縮応力のみがかかるように
することができる。よって、本発明に基づく低周波水中
超音波送波器は耐水圧性に優れ、深々度（水深５００ｍ
程度）での使用が可能である。なお、本発明においてア
クティブ体の外形は望ましくは円または矩形だがこれに
限定されない。またディスクの材料も金属に必ずしも限
定されない。
【００１４】
【実施例１】本発明の一実施例を図１を参照に説明す
る。図１においてアクティブ円板体３０の直径を１０４
ｍｍφ、厚さ７ｍｍ、金属ディスク３１の直径を１６０
ｍｍφ、厚さを厚いところで１４ｍｍ、薄いところで７
ｍｍ、挿入リング３２の内径を１５０ｍｍ、外径１６０
ｍｍ、厚さ２ｍｍと設計した。従って、モールド前の段
階で送波器全体の寸法は１６０ｍｍφ×３２ｍｍとな
る。次にアクティブ円板体３０にはジルコンチタン酸鉛
系圧電磁器、金属ディスク３１にはステンレス鋼ＳＵＳ
３０４、挿入リング３２には繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）を適用し試作した。試作した送波器の空気中での
共振周波数は３５４４Ｈｚである。アクティブ円板体の
変位に対し、アクティブ円板体と金属ディスク一体の系
の中央部分では約１９．５倍の変位が得られている。
る。図１においてアクティブ円板体３０の直径を１０４
ｍｍφ、厚さ７ｍｍ、金属ディスク３１の直径を１６０
ｍｍφ、厚さを厚いところで１４ｍｍ、薄いところで７
ｍｍ、挿入リング３２の内径を１５０ｍｍ、外径１６０
ｍｍ、厚さ２ｍｍと設計した。従って、モールド前の段
階で送波器全体の寸法は１６０ｍｍφ×３２ｍｍとな
る。次にアクティブ円板体３０にはジルコンチタン酸鉛
系圧電磁器、金属ディスク３１にはステンレス鋼ＳＵＳ
３０４、挿入リング３２には繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）を適用し試作した。試作した送波器の空気中での
共振周波数は３５４４Ｈｚである。アクティブ円板体の
変位に対し、アクティブ円板体と金属ディスク一体の系
の中央部分では約１９．５倍の変位が得られている。
【００１５】次にこの送波器を水槽にいれてハイパワー
で駆動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を
測定したところ、３０００Ｈｚにおいて２０３ｄＢｒｅ
１μｍＰａの音圧が得られた。水中でのＱ値も３．４と
かなり低い値が得られた。指向性については、ほとんど
無指向性であった。
で駆動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を
測定したところ、３０００Ｈｚにおいて２０３ｄＢｒｅ
１μｍＰａの音圧が得られた。水中でのＱ値も３．４と
かなり低い値が得られた。指向性については、ほとんど
無指向性であった。
【００１６】また金属ディスクとして、ステンレス鋼の
代わりにアルミニウム合金を使用する方法もある。この
場合、アルミニウム合金の音響インピーダンスがステン
レス鋼に比べ低いため、水との整合に有利であり、より
一層の低Ｑ化が可能であることは明らかである。
代わりにアルミニウム合金を使用する方法もある。この
場合、アルミニウム合金の音響インピーダンスがステン
レス鋼に比べ低いため、水との整合に有利であり、より
一層の低Ｑ化が可能であることは明らかである。
【００１７】
【実施例２】次に図２を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は図１の円板型のものを矩形型にし、アクテ
ィブ体４０として幅方向に分極されたジルコンチタン酸
鉛系圧電磁器を数枚並べたものを適用している。このと
きアクティブ体の振動モードは変換効率の高い縦効果縦
振動となる。図２では、金属部は矩形型の金属シェル４
１となり、この部分に対しステンレス鋼ＳＵＳ３０４を
適用する。２枚の金属シェルの間に挿入するヤング率の
低い材料にはＦＲＰ４２を適用するが、この場合ＦＲＰ
は２本の板状のものが使われる。
する。図２は図１の円板型のものを矩形型にし、アクテ
ィブ体４０として幅方向に分極されたジルコンチタン酸
鉛系圧電磁器を数枚並べたものを適用している。このと
きアクティブ体の振動モードは変換効率の高い縦効果縦
振動となる。図２では、金属部は矩形型の金属シェル４
１となり、この部分に対しステンレス鋼ＳＵＳ３０４を
適用する。２枚の金属シェルの間に挿入するヤング率の
低い材料にはＦＲＰ４２を適用するが、この場合ＦＲＰ
は２本の板状のものが使われる。
【００１８】図２においてアクティブ体４０の長さを９
６ｍｍ、幅８５ｍｍ、厚７ｍｍ、金属シェル４１の長さ
を９６ｍｍ、幅１１２ｍｍ、厚さを厚いところで１４ｍ
ｍ、薄いところで７ｍｍ、１本当たりのＦＲＰ４２の長
さを９６ｍｍ、幅１４ｍｍ、厚さ２ｍｍとして試作し
た。試作した送波器の空気中での共振周波数は３５９８
Ｈｚであり、アクティブ体の変位に対し、アクティブ体
と金属シェル一体の系の中央部分では約１１．５倍の変
位が得られた。
６ｍｍ、幅８５ｍｍ、厚７ｍｍ、金属シェル４１の長さ
を９６ｍｍ、幅１１２ｍｍ、厚さを厚いところで１４ｍ
ｍ、薄いところで７ｍｍ、１本当たりのＦＲＰ４２の長
さを９６ｍｍ、幅１４ｍｍ、厚さ２ｍｍとして試作し
た。試作した送波器の空気中での共振周波数は３５９８
Ｈｚであり、アクティブ体の変位に対し、アクティブ体
と金属シェル一体の系の中央部分では約１１．５倍の変
位が得られた。
【００１９】次にこの送波器を水槽にいれてハイパワー
で駆動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を
測定したところ、３０００Ｈｚにおいて２０１ｄＢｒｅ
１μｍＰａの音圧が得られた。水中でのＱ値は４．５、
指向性についてはほとんど無指向性であった。
で駆動し、音響放射面から１ｍ離れた点における音圧を
測定したところ、３０００Ｈｚにおいて２０１ｄＢｒｅ
１μｍＰａの音圧が得られた。水中でのＱ値は４．５、
指向性についてはほとんど無指向性であった。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、小型軽量
で音響放射効率の優れた無指向性のハイパワー送波器を
得ることができる。
で音響放射効率の優れた無指向性のハイパワー送波器を
得ることができる。
【図１】本発明の送波器の構造例を示す図である。
【図２】本発明の送波器の他の例を示す図である。
【図３】本発明の送波器の振動モードを示す図である。
【図４】従来の屈曲伸び送波器を示す図である。
【図５】従来の屈曲伸び送波器に用いられる楕円シェル
を示す図である。
を示す図である。
２０ アクティブ柱状体 ２１ 楕円シェル ３０ アクティブ円板体 ３１ 金属ディスク ３２ 金属よりヤング率が低い材料リング ３３ 保護板 ３４ ウレタン樹脂 ３５ ボルト ４０ アクティブ体 ４１ 金属シェル ４２ ＦＲＰ ４３ 保護板 ４４ ウレタン樹脂 ４５ ボルト
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電磁器を用いたアクティブ体と、この
アクティブ体をはめ込んだディスクとからなる板状振動
体２個を前記ディスク材料よりヤング率の低い材料を介
してアクティブ体が互いに外表面側となるようにはり合
わせたことを特徴とする低周波水中超音波送波器。 - 【請求項２】 請求項１における低周波水中超音波送波
器において、外形を円型とした板状の圧電磁器をアクテ
ィブ板としたことを特徴とする低周波水中超音波送波
器。 - 【請求項３】 請求項１における低周波水中超音波送波
器において、外形を矩形型にした板状の圧電磁器をアク
ティブ板としたことを特徴とする低周波水中超音波送波
器。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３にお
ける低周波水中超音波送波器において、アクティブ体の
径が送波器全体の径の６０〜７５％となる寸法にしたこ
とを特徴とする低周波水中超音波送波器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2256092A JP2814817B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 低周波水中超音波送波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256092A JP2814817B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 低周波水中超音波送波器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219588A true JPH05219588A (ja) | 1993-08-27 |
| JP2814817B2 JP2814817B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=12086253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2256092A Expired - Lifetime JP2814817B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 低周波水中超音波送波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814817B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09271098A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Nec Corp | 電気音響変換器 |
| JP2004104481A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Nec Corp | 屈曲型送波器 |
| JP2008294719A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Nec Corp | 送波器及びその駆動方法 |
| US7555133B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-06-30 | Nec Corporation | Electro-acoustic transducer |
| WO2012026319A1 (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-01 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| WO2013051400A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| WO2013125412A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2256092A patent/JP2814817B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09271098A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Nec Corp | 電気音響変換器 |
| JP2004104481A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Nec Corp | 屈曲型送波器 |
| US7555133B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-06-30 | Nec Corporation | Electro-acoustic transducer |
| JP2008294719A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Nec Corp | 送波器及びその駆動方法 |
| GB2496070A (en) * | 2010-08-24 | 2013-05-01 | Murata Manufacturing Co | Ultrasonic wave-generating device |
| WO2012026319A1 (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-01 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| JP5556893B2 (ja) * | 2010-08-24 | 2014-07-23 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| US9135906B2 (en) | 2010-08-24 | 2015-09-15 | Murata Manufacting Co., Ltd. | Ultrasonic generator |
| GB2496070B (en) * | 2010-08-24 | 2017-03-01 | Murata Manufacturing Co | Ultrasonic generator |
| WO2013051400A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| JPWO2013051400A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2015-03-30 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| WO2013125412A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| JPWO2013125412A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-07-30 | 株式会社村田製作所 | 超音波発生装置 |
| US9853578B2 (en) | 2012-02-23 | 2017-12-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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