JPS59865Y2 - 超音波送受波器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は測深機又は魚群探知機等における超音波送受波
器に関するもので、揺動の激しい還境において使用され
る場合等に適用される。

一般に前記揺動の激しい還境下においては、従来の固定
保持せる送受波器の構成では、その筐体よりの輻射面が
そのま・振動子輻射面となっているため、輻射面の指向
方向は揺動と共に常に変動し、主目標との超音波の送受
信は極めて不正確となる。

本発明は、この揺動による超音波の送受信の不正確さを
招〈従来の形式の欠点を簡素な構成で除去すると共に、
温度変化による対応をも考慮したものである。

以下、その細部について説明する。図において、密閉筐
１の内部に支点２でシンバル・リング３を回動自由に保
持する。

このジンバル・リング３は支点４で振動子保持板５を回
動自由に保持する。

この振動子保持板５にはその下部に振動子６とその上面
に浮玉７を固定している。

尚、振動子６の取付重心位置は支点２及び支点４よりも
低く与えられ、浮玉７の取付浮心位置は支点２及び支点
４よりも高く与えられている。

振動子６は超音波振動を行う素子６ａと捲線６ｂ、素子
６ａの輻射面６ａ′を接着保持した輻射板５ｃ。

及び素子６ａの振動を放射方向に有効とするために素子
６ａの輻射面６ａ′を除く全表面を覆った反射材６ｄに
よって構成されている。

この反射材６ｄは一般に独立気泡を多数均等に包含した
軟弾性材料（例えばネオプレン・ゴム・スポンジ）で与
えられている。

また、内部の振動子６の捲線６ｂは引出線８によって水
蜜貫通金物９を介して外部と接続される。

密閉筐１の底面のフランジ１′部分には超音波の透過を
妨げないような材質（例えばネオプレンゴム等）による
輻射板１０を水密充分に密着固定している。

更に、密閉筐１の内側上部には内装の浮玉７が揺動して
も接触しない範囲で隔壁１１を設けている。

この隔壁１１にはその上面より下面に貫通した複数個の
流通孔１１′を設け、密閉筐１の上部筐壁に設けられた
液注入口１２より密閉筐１内に液体１３、気体１４を適
量配分の下に充填する。

液体１３は超音波を透過し易い液状の物質（例えば水、
エチレン・グリルコール等）、気体１４は液体１３に比
して圧縮率の低い物質（例えば空気、窒素ガス等）であ
る。

尚、液体１３の充填に際しては、隔壁１１の下面に気体
１４が残らないように貫通孔１１′で気泡をその上面に
逃がしつつ適量を注入する。

また、本装置使用時には、密閉筐１の下部のフランジ１
′にて動揺する保持体１５（例えば船の底面等）に輻射
板１０を下に媒体１６（例えば海水）に接し、隔壁１１
側を上に固定される。

前記構成によりその作用効果を説明する。

本送受波器は動揺する保持体１５に固定されたとき、密
閉筐１は保持体１５と共に揺動する。

このとき、密閉筐１内において、振動子保持板５は固定
保持した振動子６及び浮玉７の重力及び浮力の相乗の復
元トルクによってその軸心を地球法線方向に合致せしめ
るように動く。

この動作は、支点２．シンバル・リング３．支点４を介
して、密閉筐１と振動子保持板５が回動自由に支持され
ている以上、水平方向の全方位にこの復元動作を期待出
来ることは勿論である。

また、液体１３は浮玉７に浮力を与えると共に、その液
体粘性を利用して、振動子保持板５の揺動振幅を早期に
減衰収籾せしめる効果をも与える。

また、隔壁１１は、その上面部分に存在する気体１４が
揺動によって液体１３と混和し、気泡や、時としてエマ
ルジョンを発生した場合に、浮玉７の浮力を減殺せしめ
たり、浮玉７の動きに乱れを与えたり、また、気泡の発
生消滅時に誘発される超音波ノイズが振動子６の超音波
送受信を妨害したり等の防止の役目を持つものである。

次に、送受波器の使用環境について揺動に次いで過酷な
条件として温度が挙げられる。

特に、海洋で使用される送受波器で、保持体１５が船底
部の一部である場合には、その航海域が広いために接す
る海水温の高低差は遠視によって著しい差がある。

この温度差に対応して密閉筐１内の液体１３はその時々
の周囲温度に応じて体積の膨張収縮を行う。

若し、密閉筐１内の液体１３で充満されるとき、その液
体の物性上の圧縮率は極めて小さく（例えば水の場合２
０℃にて４．７５Ｘ１０−”ｃｍ２／ｋｇ）、このため
液体１３の膨張収縮による密閉筐１内の液圧は著しく変
化し、時として密閉筐１を内より破壊するに至る。

又、この圧力変化は、振動子６を構成する反射材６ｄを
圧縮或いは膨張せしめ、その反射材６ｄ内部に保持され
ている気泡群を縮少或いは膨張せしめ、時としては気泡
群を壊滅せしめるに至る。

この反射材６ｄ内の気泡群の変動又は破壊は素子６ａの
超音波送受能力を極度に減殺せしめ、時として回復不能
に陥らしめる。

この重大な欠陥となる本考案は密閉筐１内の液圧の変化
を緩和せしめるために、密閉筐１内に液体１３と気体１
４を適当な割合に充填し、（前記説明のように隔壁１１
より上に液体１３の液面があるように液量を注入する）
、気体１４の圧縮率が液体１３の圧縮率よりも著しく高
い事を用いて、外界温度の変化による液体１３の膨張収
縮分を気体１４の圧縮膨張によって吸収し、密閉筐１内
の圧力の著しい増減を緩和し、反射材６ｄの気泡群の変
化を僅少に止め振動子６の超音波送受信の機能の低下を
防止出来る。

上記のように、本考案は超音波送受波器において、従来
問題とされて来た揺動と温度の過酷な条件に対して、簡
素な構成により充分に適応せしめるように構成せしめた
もので、産業的に非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の送受波器の上面外観図、第２図は第１
図のＡ−Ａ’軸軸線よる横断面図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ’軸軸線よる断面図である。 １・・・・・・密閉筐、１′・・・・・・フランジ、２
・・・・・・支点、３・・・・・・ジンバル・リング、
４・・・・・・支点、５・・・・・・振動子保持板、６
・・・・・・振動子、６ａ・・・・・・素子、６ａ′・
・・・・・輻射面、６ｂ・・・・・・捲線、６Ｃ・・・
・・・輻射保持板、６ｄ・・・・・・反射材、７・・・
・・・浮玉、８・・・・・・引出線、９・・・・・・水
密貫通金物、１０・・・・・・輻射板、１１・・・・・
・隔壁、１２・・・・・・液注入口、１３・・・・・・
液体、１４・・・・・・気体、１５・・・・・・保持体
、１６・・・・・・媒体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 底面に超音波輻射板を有し、内部に超音波振動子と浮玉
   を下と上に夫々固定した架台をジンバルを介して回動自
   由に保持せしめると共に、液体と気体を充填した密閉筐
   体において、その内部上の空隙部を互に相通ずる複数個
   の流通孔を有する隔壁を設けて２分した構造の超音波送
   受波器。