JPH08275285A - 複合型振動子及びアレイ - Google Patents
複合型振動子及びアレイInfo
- Publication number
- JPH08275285A JPH08275285A JP7097775A JP9777595A JPH08275285A JP H08275285 A JPH08275285 A JP H08275285A JP 7097775 A JP7097775 A JP 7097775A JP 9777595 A JP9777595 A JP 9777595A JP H08275285 A JPH08275285 A JP H08275285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite
- vibrator
- mass
- active
- vibration
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 厚み振動または縦振動を使用する複合型振動
子において、簡素な構造で広い帯域幅と高い変換能率を
実現する。 【構成】 圧電セラミック等の圧電部材を利用するアク
ティブ振動体１の両面に質量体2A，2Bを取り付けた複合
振動子におけるアクティブ振動体１に振動方向と平行な
方向に複数の孔３を配設し、振動子の等価質量を減少さ
せ、かつ等価コンプライアンスを増加させて広い帯域幅
を実現させるとともに、アクティブ振動体１が質量体2
A，2Bに均一に接触させて局部集中的接触を排除し、質
量体2A，2Bに理想的な並行振動を行わせて効率の良い音
響放射が可能となる。
子において、簡素な構造で広い帯域幅と高い変換能率を
実現する。 【構成】 圧電セラミック等の圧電部材を利用するアク
ティブ振動体１の両面に質量体2A，2Bを取り付けた複合
振動子におけるアクティブ振動体１に振動方向と平行な
方向に複数の孔３を配設し、振動子の等価質量を減少さ
せ、かつ等価コンプライアンスを増加させて広い帯域幅
を実現させるとともに、アクティブ振動体１が質量体2
A，2Bに均一に接触させて局部集中的接触を排除し、質
量体2A，2Bに理想的な並行振動を行わせて効率の良い音
響放射が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は厚み振動または縦振動を
利用する複合型振動子およびアレイに関し、特に広い帯
域幅を必要とするソーナー等の水中音波探知器の送受波
器に使用する複合型振動子およびアレイに関する。
利用する複合型振動子およびアレイに関し、特に広い帯
域幅を必要とするソーナー等の水中音波探知器の送受波
器に使用する複合型振動子およびアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の複合型振動子は、図３に
示すような構成を有するものが用いられている。図３に
示す複合型振動子は、アクティブ振動体２１と、その両
端に結合された一対の質量体２２Ａ，２２Ｂを有する。
このような複合型振動子において広い帯域幅を実現する
には、振動子の機械的共振のＱ（機械的Ｑ）を下げる必
要がある。
示すような構成を有するものが用いられている。図３に
示す複合型振動子は、アクティブ振動体２１と、その両
端に結合された一対の質量体２２Ａ，２２Ｂを有する。
このような複合型振動子において広い帯域幅を実現する
には、振動子の機械的共振のＱ（機械的Ｑ）を下げる必
要がある。
【０００３】機械的Ｑは、Ｑ＝ωＬ／ＲまたはＱ＝１／
ωＣＲで表される。ここでωは角周波数、Ｌは振動子の
等価質量、Ｃは振動子の等価コンプライアンス、Ｒは振
動子の内部抵抗Ｒ0 と音響放射抵抗Ｒ1 との和である。
一般的に、振動子の内部抵抗Ｒ0 は極めて小さく無視す
ることができる。また、音響放射抵抗Ｒ1 は、振動子の
音響放射面積に対応して定まる値である。
ωＣＲで表される。ここでωは角周波数、Ｌは振動子の
等価質量、Ｃは振動子の等価コンプライアンス、Ｒは振
動子の内部抵抗Ｒ0 と音響放射抵抗Ｒ1 との和である。
一般的に、振動子の内部抵抗Ｒ0 は極めて小さく無視す
ることができる。また、音響放射抵抗Ｒ1 は、振動子の
音響放射面積に対応して定まる値である。
【０００４】従って、機械的Ｑを小さくするには等価質
量を小さくするか等価コンプライアンスを大きくする必
要があり、従来の複合型振動子では、主にセラミック等
の圧電部材から成る円筒型アクティブ振動体を細くする
か、肉厚を薄くすることにより、等価質量を低減すると
ともに等価コンプライアンスを増加させていた。
量を小さくするか等価コンプライアンスを大きくする必
要があり、従来の複合型振動子では、主にセラミック等
の圧電部材から成る円筒型アクティブ振動体を細くする
か、肉厚を薄くすることにより、等価質量を低減すると
ともに等価コンプライアンスを増加させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の複合振動子
では、アクティブ振動体と質量体との接触が一部分に集
中するため、質量体が均一な並行振動をせず、図３の
（ａ）に示すような曲げモードを生じることにより振動
による媒質排除量が低下し、効率の良い音響放射を行わ
ないという問題点があった。
では、アクティブ振動体と質量体との接触が一部分に集
中するため、質量体が均一な並行振動をせず、図３の
（ａ）に示すような曲げモードを生じることにより振動
による媒質排除量が低下し、効率の良い音響放射を行わ
ないという問題点があった。
【０００６】また、複合型振動子を多数平面上に配列し
てアレイとして構成する場合は、個別に組み立てた複合
型振動子をバッキング(backing）材に精度良く並べ、接
着するという複雑な工程を必要とするという問題点があ
った。
てアレイとして構成する場合は、個別に組み立てた複合
型振動子をバッキング(backing）材に精度良く並べ、接
着するという複雑な工程を必要とするという問題点があ
った。
【０００７】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
アクティブ振動体と質量体との接触の一部分集中を排除
し、アクティブ振動体を質量体全体に均一に接触させて
質量体に理想的な並行振動を与えて効率よく音響放射を
行う簡素な構成の複合型振動子を提供することにある。
アクティブ振動体と質量体との接触の一部分集中を排除
し、アクティブ振動体を質量体全体に均一に接触させて
質量体に理想的な並行振動を与えて効率よく音響放射を
行う簡素な構成の複合型振動子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の複
合型振動子は、圧電セラミック等の圧電部材で構成する
アクティブ振動体の振動方向の両面に質量体を取り付け
て成る複合型振動子において、前記アクティブ振動体の
振動方向と平行な方向に複数の孔を平行配設した構成を
有する。
成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の複
合型振動子は、圧電セラミック等の圧電部材で構成する
アクティブ振動体の振動方向の両面に質量体を取り付け
て成る複合型振動子において、前記アクティブ振動体の
振動方向と平行な方向に複数の孔を平行配設した構成を
有する。
【０００９】また、本発明の複合型振動子は、前記複数
の孔を平行配設したアクティブ振動体と、前記アクティ
ブ振動体の振動方向の両面に取り付ける質量体とが同一
の対向面積で結合された構成を有する。
の孔を平行配設したアクティブ振動体と、前記アクティ
ブ振動体の振動方向の両面に取り付ける質量体とが同一
の対向面積で結合された構成を有する。
【００１０】また、本発明の複合型振動子アレイは、圧
電セラミック等の圧電部材で構成するアクティブ振動体
の振動方向の両面に質量体を取り付けて成る複合型振動
子を平面配列して構成すべき所望の複合型振動子アレイ
と同じ縦横の外形寸法を有する複合型振動子を予め一体
化形成し、音響放射面の反対側をバッキング部材に接着
固定したあと、前記一体化形成した複合型振動子のみを
縦横方向ともそれぞれ所定の等分割数で分割切断した構
成を有する。
電セラミック等の圧電部材で構成するアクティブ振動体
の振動方向の両面に質量体を取り付けて成る複合型振動
子を平面配列して構成すべき所望の複合型振動子アレイ
と同じ縦横の外形寸法を有する複合型振動子を予め一体
化形成し、音響放射面の反対側をバッキング部材に接着
固定したあと、前記一体化形成した複合型振動子のみを
縦横方向ともそれぞれ所定の等分割数で分割切断した構
成を有する。
【００１１】
【作用】以下、本発明の作用を説明する。ソーナー等の
水中音波機器の送受波器に供するため、広い周波数帯域
幅を確保すべく構成される従来の複合型振動子は、振動
方向の両端にそれぞれ質量体が付加された構成を有して
る。このような複合型振動子の周波数帯域幅を広げるに
は機械的Ｑを小さくすることが必要となるが、このため
には振動系にあづかる等価質量を小さくするか、等価コ
ンプライアンスを大きくとることが必要となる。
水中音波機器の送受波器に供するため、広い周波数帯域
幅を確保すべく構成される従来の複合型振動子は、振動
方向の両端にそれぞれ質量体が付加された構成を有して
る。このような複合型振動子の周波数帯域幅を広げるに
は機械的Ｑを小さくすることが必要となるが、このため
には振動系にあづかる等価質量を小さくするか、等価コ
ンプライアンスを大きくとることが必要となる。
【００１２】この条件に対応し、従来の複合型振動子で
は、セラミック等の圧電部材で構成する円筒型アクティ
ブ振動体を細いものとするか、肉厚を薄くすることで等
価質量の低下と等価コンプライアンスの増加とを確保し
ていた。
は、セラミック等の圧電部材で構成する円筒型アクティ
ブ振動体を細いものとするか、肉厚を薄くすることで等
価質量の低下と等価コンプライアンスの増加とを確保し
ていた。
【００１３】しかしながら、上述した構成によると、ど
うしてもアクティブ振動体と付加質量体との接触の一部
分集中が発生し、質量体が均一な並行振動をしなくな
り、振動によって媒質を排除する媒質排除量が減少し、
これがため音響放射の効率性の低下をもたらしている。
うしてもアクティブ振動体と付加質量体との接触の一部
分集中が発生し、質量体が均一な並行振動をしなくな
り、振動によって媒質を排除する媒質排除量が減少し、
これがため音響放射の効率性の低下をもたらしている。
【００１４】さらに、このような複合型振動子は複数平
面配列してアレイとして運用されることが多いが、これ
ら複数の複合型振動子をバッキング材に精度良く配列し
て接着することも複雑な工程となっていた。
面配列してアレイとして運用されることが多いが、これ
ら複数の複合型振動子をバッキング材に精度良く配列し
て接着することも複雑な工程となっていた。
【００１５】本発明では、アクティブ振動体に、その振
動方向と平行方向に複数の孔を平行配設し、かつアクテ
ィブ振動体の振動方向の両端に付加する質量体はアクテ
ィブ振動体と同じ対向面積で付加されるものとし、これ
によってアクティブ振動体と質量体との一部集中的接触
を排除して効率良い音響放射を確保している。また、こ
のような構成をとることにより、アレイとして構成する
場合にも著しく容易な工程化が図れる。
動方向と平行方向に複数の孔を平行配設し、かつアクテ
ィブ振動体の振動方向の両端に付加する質量体はアクテ
ィブ振動体と同じ対向面積で付加されるものとし、これ
によってアクティブ振動体と質量体との一部集中的接触
を排除して効率良い音響放射を確保している。また、こ
のような構成をとることにより、アレイとして構成する
場合にも著しく容易な工程化が図れる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の複合型振動子の第１の実施
例の構成を示す側面図および断面図である。本実施例の
アクティブ振動体１は、外形的には質量体２Ａ，２Ｂの
音響放射面とほぼ同じ寸法に設定してあり、振動方向と
平行な方向に複数の孔３を配設した構成を有する。
て説明する。図１は本発明の複合型振動子の第１の実施
例の構成を示す側面図および断面図である。本実施例の
アクティブ振動体１は、外形的には質量体２Ａ，２Ｂの
音響放射面とほぼ同じ寸法に設定してあり、振動方向と
平行な方向に複数の孔３を配設した構成を有する。
【００１７】このような構成とすることにより、アクテ
ィブ振動体１は体積が減少し、等価質量が小さくなると
ともに等価コンプライアンスが大きくなることによって
機械的Ｑが小さくなり広い帯域幅が得られる。またアク
ティブ振動体１が質量体２Ａ，２Ｂ全体と均一に接触す
ることにより、質量体２Ａ，２Ｂが理想的な並行振動を
行って効率の良い音響放射が実現できる。
ィブ振動体１は体積が減少し、等価質量が小さくなると
ともに等価コンプライアンスが大きくなることによって
機械的Ｑが小さくなり広い帯域幅が得られる。またアク
ティブ振動体１が質量体２Ａ，２Ｂ全体と均一に接触す
ることにより、質量体２Ａ，２Ｂが理想的な並行振動を
行って効率の良い音響放射が実現できる。
【００１８】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
す斜視図である。図２に示す第２の実施例は、多数の同
一振動子を同一平面上に配列し、アレイとして構成した
場合の構造を示している。この場合は、一旦図１と同様
な構造の振動子を必要なアレイ寸法の大きさに対応させ
て一体化形成した後、音響放射面と反対面の質量体１２
Ｂにバッキング材を接着等により取り付け、バッキング
材４を除く振動子部分をダイヤモンドカッター等の切削
器により縦横それぞれ所定の等分割で切断することによ
り、アクティブ振動体１１および一対の質量体１２Ａ，
１２Ｂからなる複数の振動子が独立してバッキング材４
に取り付けられたアレイ構造を実現している。
す斜視図である。図２に示す第２の実施例は、多数の同
一振動子を同一平面上に配列し、アレイとして構成した
場合の構造を示している。この場合は、一旦図１と同様
な構造の振動子を必要なアレイ寸法の大きさに対応させ
て一体化形成した後、音響放射面と反対面の質量体１２
Ｂにバッキング材を接着等により取り付け、バッキング
材４を除く振動子部分をダイヤモンドカッター等の切削
器により縦横それぞれ所定の等分割で切断することによ
り、アクティブ振動体１１および一対の質量体１２Ａ，
１２Ｂからなる複数の振動子が独立してバッキング材４
に取り付けられたアレイ構造を実現している。
【００１９】このように、アクティブ振動体を質量体全
体と均一に接触させて接触の一部分集中を排除すること
により、質量体に理想的な並行振動を与えることがで
き、効率のよい音響放射が確保できるとともに、アレイ
構成の場合の工程も著しく簡素化することができる。
体と均一に接触させて接触の一部分集中を排除すること
により、質量体に理想的な並行振動を与えることがで
き、効率のよい音響放射が確保できるとともに、アレイ
構成の場合の工程も著しく簡素化することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧電セラ
ミック等の圧電部材によるアクティブ振動体の両面に質
量体を取り付けた複合型振動子において、アクティブ振
動体に振動方向と平行な方向に複数の孔を設けることに
より、振動子の等価質量を減少させることができるとと
もに、等価コンプライアンスを増加させて機械的Ｑを小
さくし、広い帯域幅を得られ、かつアクティブ振動体が
質量体全体と均一に接触することを可能として、質量体
に理想的な並行振動を行わせ効率の良い音響放射を確保
することができる効果を有する。また、アレイ構成にお
ける著しい工程の簡素化が確保できる効果を有する。
ミック等の圧電部材によるアクティブ振動体の両面に質
量体を取り付けた複合型振動子において、アクティブ振
動体に振動方向と平行な方向に複数の孔を設けることに
より、振動子の等価質量を減少させることができるとと
もに、等価コンプライアンスを増加させて機械的Ｑを小
さくし、広い帯域幅を得られ、かつアクティブ振動体が
質量体全体と均一に接触することを可能として、質量体
に理想的な並行振動を行わせ効率の良い音響放射を確保
することができる効果を有する。また、アレイ構成にお
ける著しい工程の簡素化が確保できる効果を有する。
【図１】本発明の複合型振動子の第１の実施例の構成を
示す側面図および断面図である。
示す側面図および断面図である。
【図２】本発明の複合型振動子の第２の実施例の構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】従来の複合型振動子の構成を示す側面図および
断面図である。
断面図である。
１ アクティブ振動体 ２Ａ 質量体 ２Ｂ 質量体 ３ 孔 ４ バッキング材 １１ アクティブ振動体 １２Ａ 質量体 １２Ｂ 質量体 ２１ アクティブ振動体 ２２Ａ 質量体 ２２Ｂ 質量体
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電セラミック等の圧電部材で構成する
アクティブ振動体の振動方向の両面に質量体を取り付け
て成る複合型振動子において、前記アクティブ振動体の
振動方向と平行な方向に複数の孔を平行配設したことを
特徴とする複合型振動子。 - 【請求項２】 前記複数の孔を平行配設したアクティブ
振動体と、前記アクティブ振動体の振動方向の両面に取
り付ける質量体とが同一の対向面積で結合されたことを
特徴とする請求項１記載の複合型振動子。 - 【請求項３】 圧電セラミック等の圧電部材で構成する
アクティブ振動体の振動方向の両面に質量体を取り付け
て成る複合型振動子を平面配列して構成すべき所望の複
合型振動子アレイと同じ縦横の外形寸法を有する複合型
振動子を予め一体化形成し、音響放射面の反対側をバッ
キング部材に接着固定したあと、前記一体化形成した複
合型振動子のみを縦横方向ともそれぞれ所定の等分割数
で分割切断することによって構成したことを特徴とする
複合型振動子アレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097775A JPH08275285A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 複合型振動子及びアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7097775A JPH08275285A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 複合型振動子及びアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08275285A true JPH08275285A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=14201221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7097775A Pending JPH08275285A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 複合型振動子及びアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08275285A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112398A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | アレイ型平面振動子の製造方法 |
| JPS6199496A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Hirotaro Okuyama | ハニカム状振動子 |
| JPH01166699A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-30 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 複合圧電板の製造方法 |
| JPH06269093A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 受波型圧電素子 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7097775A patent/JPH08275285A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112398A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | アレイ型平面振動子の製造方法 |
| JPS6199496A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Hirotaro Okuyama | ハニカム状振動子 |
| JPH01166699A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-30 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 複合圧電板の製造方法 |
| JPH06269093A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 受波型圧電素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09238399A (ja) | 超音波探触子及びその製造方法 | |
| JPS60236600A (ja) | 圧電式空気超音波変換器 | |
| JPH09168194A (ja) | スピーカ | |
| JP2972741B1 (ja) | 複合型振動子 | |
| JPS5827459B2 (ja) | 超音波探触子の製造法 | |
| JP3406986B2 (ja) | 超音波送受波器及びその振動制御方法 | |
| JP7288239B2 (ja) | 積層型振動子 | |
| JP3991827B2 (ja) | 屈曲型送波器 | |
| WO2024089918A1 (ja) | 超音波トランスデューサおよびこれを備えるパラメリックスピーカ | |
| JPS58181399A (ja) | 多素子配列型ランジユバン振動子の製造方法 | |
| JP3459136B2 (ja) | 音響トランスデューサー | |
| JPS599514Y2 (ja) | 電歪超音波振動子 | |
| JP3528041B2 (ja) | スピーカ | |
| JP3119218B2 (ja) | 送波器用振動源 | |
| JP2836272B2 (ja) | 電気音響変換器 | |
| JP2633549B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS6133923Y2 (ja) | ||
| JP3366156B2 (ja) | 複合振動子 | |
| JPS61216600A (ja) | 高出力超音波スピ−カ | |
| JP2936007B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| JP2972857B2 (ja) | 屈曲振動型送受波器アレイ | |
| JP2776368B2 (ja) | 音波水中送波器及びその特性調整方法 | |
| JP3205944B2 (ja) | 音響トランスデューサ | |
| JP2006246279A (ja) | 電気音響変換器 | |
| JP2024139557A (ja) | 超音波トランスデューサ |