JPS5943700A - 送受波器 - Google Patents

送受波器

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JPS5943700A
JPS5943700A JP15311982A JP15311982A JPS5943700A JP S5943700 A JPS5943700 A JP S5943700A JP 15311982 A JP15311982 A JP 15311982A JP 15311982 A JP15311982 A JP 15311982A JP S5943700 A JPS5943700 A JP S5943700A
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JP
Japan
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piezoelectric
oscillator
mechanical
rubber
vibrator
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JP15311982A
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JPS6359319B2 (ja
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Katsumi Sugiuchi
杉内 克己
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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】 木・rlyJ I’よ水中1)イ(片波装置として使用
する水中航走体、鑑船等に導備される送受波器に[jシ
1する。
従来、水中ル℃走体、鑑船に・5・導輪される送受波器
の溝造全第1図の例により説明する。第1図は水中航走
体の前方に装置J借される従来の送受波Z;(のl:¥
造の実施例である。従来の送受波器は第1図Vこ示すよ
うfc電気無音17換体である振動子1ヶn3:!j)
 、;W過性の優れた音4・塁ゴム2に接着し振ルDf
−の側面は空気3で覆い、バ面はコルク入りゴム板等の
固有音響インピーダンスが空気に近い圧力緩衝材・1で
1夏っていた。水IEに対する振動子1のvN持はFF
力緩衝材・tを弁し金1,4等の高強)H−cの!j’
s A″N、5及びハウジング6で受ける。ハウジング
6は水中り′L走体【て水密性保持のためのOリング全
弁[〜で?t’r’llめ・[;1けボルト等により敗
−り付けられる。音1η;Sゴノ・2はハウジング6に
接着される。
このような送受波器においては水中航走体外エンジン、
発71・機へ1γの1助力源で・1)生する(1.(料
成4に動が水中航走体外かくを経由して送受波2(に伝
達される。この機械振動d、送・受波器のハウジング6
から音響ゴム2全経由して振動1へ伝達されるものと、
ハウジング6から裏板5.上方緩衝1′A’ 4全A予
由して振動子IVl−伝、峙される2つの経路があるが
、−般すこ(佳圧力緩両拐4よりも音響ゴム2の固有音
響インピーダンス及びヤング率2等の物、埋的特性がハ
ウジング6に近い音響ゴム2を経由する場合の(5械振
動レベルが太きい。従来、水中航走体及び艦船に装備さ
れる送受波器においては送受波器へ伝達される機械」騒
動レベルが高速化にともない増加し1本来検出すべき水
中からの音tit)信号全機械振動による雑音がマスク
し水中超音波装置の探知。
探索領域の低下を紹いていた。
本発明は、−に記従来の欠点を解決し音響信号として水
中から音響ゴムを経由して上気音響変換体である撮動子
の音響入射面の前方から伝達する振動Vこ対する(〉′
モ械市気結合度が小さく、)・ウジングから音響ゴムを
経由して(負方向から伝−達する振龍IC・こ対する機
械電、気結合度が大きい1邑効果縦型振動子である圧電
振動子を具備した高分子圧電、杓料等の圧電ジ−トン:
音響ゴムに積層し、圧電振動子と振動子の出力の一方の
位相を逆位相として加′fEすることにより機十戒振動
による雑音をキャンセルできる低雑音送受波器を提供す
るものである。
本発明は音R透過株の艮好な音・?νゴノ・vこ1辰動
子の音響入射面全接着又は圧着し、かつ高分子用’、 
’!’lI、拐料又は高分子材料と)]ミ電磁器1]別
の做]分末との複合圧電イJ料からなる圧電シートの表
−・、゛(にすくなくとも1回以上の対電極を1い?け
て、141 iLL音響ゴノ、の中間又は裏面1/(積
層し、前記4h、 p、’tj)子とIfg市、シート
の対電極からそれぞれ電気出力端子を= +IV、 、
、v出(〜、一方の位相を逆位相にして力[]算するこ
とにより1)”−を成される。
次に本発明の実施例について図面有二参服してiBt。
明する。
先づ本発明の第1の実施例を出2図全参jIシしながら
説明する。第2図は本発明による水中航走体に装備する
送受波器の実施例で第2図(a)i、j:断聞図であ勺
第21a (b)は平面図である。
本発明の送受波器は振動子1.音響ゴム2及び2′、空
気3.)■力緩衝4)4.裏板5.ノ・ウジフグ6.圧
電シート7から成り圧電シート7以外の機能は第1図の
従来の実M: fllにて説明L7ゾことおりである。
ここに振動子1はジルコン酸チタン酸鉛系磁器からなる
電歪セラミックの両端に全1%弾性体全凄合したランジ
ェバン型JIM動子で第2図(a)に示すような振動方
向の縦振動を行う。′Cに企セラミックの金属弾性体と
の両接合面から正負の霜゛、気端子が取り出される。こ
の電気端子と電歪セラミックの分極時の極性は一致させ
ている。
指向性全形成するために配列された振動子1は並列又は
直列」味読され電5気端子10,11として取り出され
る。第2図においては5個の振動子1を並列接続し7た
実施例4示し、振動子1に付けた符号士、−は市、歪セ
ラミック分極時の原性を示し、電気端子に伺けた符号■
、■は電気回路上の極1生を示す。
本発明の送受波器においては音+!’ゴム2の間に正電
極8と負−1シ偉9の対電極全配列し、分極した王宮、
/−1−7を積層す−)。本実栴例においては5個配列
いIm ′1jIJ接に売されている。ここで電気端子
12゜1a全分極の極性と逆tC(、て、音・;)5コ
゛ム2の1部を11通して1反9出す。この上うな購成
の送受波器ではハウジング6からの機械損41カは一γ
冒11゛ゴム2と圧電シート7が水に近い同じ固有音響
インピーダンス及び物理的!侍性全有するプζめ横すi
Q動モードの振動がほとんど伝搬せず振動子1の脹”f
f1万回にノ・iして直角方向の縦振動モードの振動で
伝搬(〜振動+1に伝達する。又、水中の痔・廃信号’
/i’#’+計ゴノ・2と圧電シート7を振動子1の振
動之j回にはI:、e −赦した方向の縦搗動モードの
撮動で伝搬し撮動子−1vC伝達する。このため振動子
1にC,機械損11L1と音響信号Vこよる振動が伝達
され両者が重畳(〜/こ電気出力が発生する。一方圧電
シードア」−の圧11L極8と負電極9からなる対′i
ei、極は機械tliM動が伝達される方向の辺長が1
74み寸法及び機械振動の伝達方向に対して垂直方向の
辺長に対[7て約′、)、〜3倍以上長くなるようにと
られる。このような対電極−:分極方向に対して横方向
の長辺方向で機11ffl ff5.気結合度が最大と
なる横効果縦型振動子である圧電振動子14を形成する
。この結果機械JIlテ動が伝達される方向に対して1
幾械電気結合度が最大となり、音響信号による振動が伝
達される方向に対[7てfr、I:に、’%械i□IT
、気)−11合度が非常に小さくなりbi斑械振動によ
る片1(音のみを・1ホ気出力として取り出すことがで
きる。圧電1振勅ト14は可及的1辰曹そ1の音′青人
)材面に近)をして形成することが望ましい。これは一
般に水中航走体、艦船に装備される送受波器が数■ぐ[
−1z 甲、上の周波数にて使用されるす)合が多く各
撮動:1″−1への機械振動のレベル及び位相がそれぞ
れ異なり、各振動子と同じ振動υこよる雑音を検出する
ためには、配列振動子1に近接した位iへの圧電シート
7−ヒに圧′ば振動子14を形成する必要があるためで
ある。
このよう;てして振動子1かもの吊、気出力に圧+N。
シート7上(lこ形成される圧電振動子14の電気量、
llk第3 +!i’+ 17こ示すようにおたがいの
電気出力の位4「1が逆位相にするとともに前置増幅器
にて振動子1とjモt’(r、振!〕・b子14の倦械
電気変」卑の感度全同一とするようにオ(」得を1J7
J整して力11算すると欅械振動による雑音全キャンセ
ルすることができ、音響信けのみケ取り出すことができ
る。
Xf、 3図においては圧電振動子14の分極極1生を
電気出力端子の1゛仮性を逆にして圧ν扛」騒動子14
と振動子1の前置増幅器人力での位相を逆にしでいるた
め前IHI増幅器にて位相全逆転するJ/、、要はない
。
もし振動子1と圧1F振動子14の電気出力が同相の場
合には11J置増幅盟等にていずれかの位相を反転し利
得調整すればよい。
第・1図(りこ本発明による第2の実施1り14で艦船
し・C装備する送受波器である。第4図(a)は断面図
、第4図(b)は平面図である。不実施列は振動子1が
径方向振動モードの円筒振動子、音響ゴム2が円筒形で
あ一す、振動子1は」1下端面にリング状のルカ緩衝材
4を介し金属からなる上部エンドギヤ、ブ15及び下部
エンドキャ、プ16ケ締め付はボルト17にて締め付け
ることにより保持されている。F部エンドキャップ16
は艦船の船体にボルト座により機械的(C固定され〆・
0このため艦船の動力源から下部エンドキャップ16及
び音響ゴム2 k 、its山して機械振動が振動子1
に伝達される3、不実施列においては圧電シート7全内
部音岸ゴム2VC巻きつけjザ着した後外部音□借ゴム
2全被せた1列ケ示(7であるわ、音゛Rゴム2は水密
性全広持するため耐食↑’Iの金;・4かし、なるi)
”i’iめ付はノ゛(ンド18にて上部エンドキャンプ
15及び下部エンドキー27ブ16に1、l17め付け
1′つれる。EE viニジ−ドア0表裏には正電極8
と負電伶9の対・lj、極が設けられ分極処理により圧
電振動子14が形成されている。圧電振動子14の辺長
kj JCi’jlJ −’T’ 1の上下方向が円周
方向x、−iJも2〜3倍以上長くなるように不実施列
では8個に分〒1,1]されている。分割数tよ圧電振
動子14の上下方向の振動に対する機械電気結合が大き
くできる辺トと比となる数取上であJしば良い。8個の
圧電振動子14は並列又は直列の徂合せにて接続されr
f比気気出力1213として取り出される。一般に(は
′出。
、桟用カケ大きくできる直列接続の少結合が多い75;
木ニノL飾劉では並列接6)“dの場合について[)く
1示している。
圧電振動子14の分極の4:@1’lミと電気11)力
の1A11三C〕関係は′−已1の実施例の場合と同様
である。このような円筒型振り曲子全回用したtP?成
の送受波2羽においてもさ1,10′二杯力41を11
で説明した1′「ルカ7’λ用1にて技を一振jTj!
iによる雑音ケキーYンセルできる・1氏嶋イ[−送受
波器が得ら)する。
以上説明したように本発明は音゛滑透11”、−)注の
良−好な音響ゴムに振動−子の音響入射面全接着又は庄
ノγfし、かつ固有音jji、+1!インピーダンス及
び・吻理的’l’、ri41:。
が音響ゴムにほぼ等しい高分子圧電杓T旨qからなるす
くなくとも1周以上の横効果1イ型1ii’P動f−で
ある圧電振動子全具備するH巳市、シート全音−1“i
)コ゛ムの中間又は表面に製層し、前記振動子と圧電撮
動Fの一方の位((]を逆位相にして加算する:1’j
 IjV、である。
このため送受波器が装備さ−7する水中航走体、艦船等
のエンジン、発■4機等の・id)力源からの41、;
動子に伝達される機械撮動子による振動凱音全キャンー
ヒルした低雑音化が可能となる。
さらに圧電シートの固有音響インピーダンスが水、音・
滑インピーダンスが水、音・訊Sゴムにほぼ等しいため
音波の反射、損失がなく水中より伝搬された音響信号の
レベル、位相が変化することなく振動子に入射し、送受
波器の指向性、送受波感度は変化しないで低耳1音化が
可iit:である。さらにに容易に圧電シート」二に多
数個の圧電振iilノ子全It乏D(できるため電気音
°淫変換体であるJ騒動子の入射面形状に同一7F、の
1汚効果縦型振3IJJ子としての圧電振動子群を形成
でき、数KIIZ 以」二の高周波数の機械振動で振動
分布が非常Vこ復雑(・こ変化する場合でも石動子に伝
達さiする機械振動とは(・よ同一の機械振動k ’r
!¥: %出力として取り出しキャンセルできる。
【図面の簡単な説明】
第11゛ZI (a)及び()))はしΣ来の送受波器
の実姉例金示す断甫1図及び平聞図、第2図(a)及び
(1))は木’it明の第1のJこがli例ケ示す送受
波器の断面図及び平面図、第3図は本発明の第1の実施
例の作動原寸を示す系統図、第4図(a)及び(b)は
本発明の第2の実施例による送受波器の断面図及び平面
図である。 1  ・肪退勤了・、2・・・・・音諷シコ゛ム、3・
・・・空気、4・・・・・圧力緩衝U1 訃・・・・裏
板、6・・・ ハウジング、7 ・・・Fト電シート、
8・・・−正電極、9・・・・・負電極、10,11,
12.13・・・・′取気出力鋒子、14・・・・圧電
振動子、15・・・・・・上部エンドキャップ、16・
 ・下コ1(エンドキャップ、17・・・・・締め付は
ボルト、18・・・・・・締め伺はバンド。 ’As  I  口 箔?副

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 音″R透過性の良好な音響ゴムに振動子の音響入射面を
    接着又は圧着し、かつ高分子圧電材料又は高分子材料と
    圧電磁器材卜(の微粉末との複合圧電材料からなる圧電
    シートの表裏にすくなくとも1個以上の対電極を設けて
    前記音ξ・?ゴムの中間又は表向にitt層し、前記4
    辰動子と圧電シートの対電極からそ7Lそれ一〇、気出
    力)端子を取り出し、一方の出力を逆f):、相にして
    力lI算することケ!侍徴とする送受波器。
JP15311982A 1982-09-02 1982-09-02 送受波器 Granted JPS5943700A (ja)

Priority Applications (1)

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JP15311982A JPS5943700A (ja) 1982-09-02 1982-09-02 送受波器

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JP15311982A JPS5943700A (ja) 1982-09-02 1982-09-02 送受波器

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JPS5943700A true JPS5943700A (ja) 1984-03-10
JPS6359319B2 JPS6359319B2 (ja) 1988-11-18

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ID=15555384

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JP15311982A Granted JPS5943700A (ja) 1982-09-02 1982-09-02 送受波器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018096A (ja) * 1983-05-23 1985-01-30 レイセオン カンパニ− 複合トランスデユ−サ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018096A (ja) * 1983-05-23 1985-01-30 レイセオン カンパニ− 複合トランスデユ−サ

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JPS6359319B2 (ja) 1988-11-18

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