JPS6331300A - 低周波水中超音波送波器 - 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。

（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
。従来が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シルコンデタン酸釣系圧電磁
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−ト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則面積当りの音
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。

従来、低周波数帯（３Ｋ］ｌｚ以下）におけるハイパワ
ー送波器として、例えばアイ・イー・イー　イー・トラ
ンザクション・オン・ウルトラソニクス・エンジニアリ
ング（ＴＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ｏｎ　ＩＩ　ｌ　１．
　ｒ　ａ　−５ｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、
　ｐｐ１］６−］２４＜１９６３．］１））に記載され
ているように、第５図に示す円板の屈曲振動を利用した
屈曲形送波器、あるいはジャーナル・オフ・アコーステ
ィカル・ソザエティー・オフ・アメリカ　（Ｊ、Ａｃｏ
ｕｓＬ、Ｓｏｃ、Ａｍ　、、ｖｏｌ、６Ｂ、　Ｎｏ４、
ｐ　ｐ　１．０４６−］　Ｄ　５２　＜　１．９　Ｂ　
Ｏ、］　Ｏ）　）に記載されているように、第６図に示
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
。

（発明か解決しようとする問題点） 第５図に示した円形平板を用いた屈曲形送波器は、周知
のように円形バイモルフ振動子を送波器に用いたもので
ある。第２図においては１０はジルコンチタン酸鉛系圧
電磁器板、１１はニッケル、ステンレススチールなとの
金属板であり、これらでバイモルフ振動子を構成し、バ
イモルフ振動子自身を音響放射体としている。また、１
２はキャビティ、１３はハウジンクケースである。しか
しながら、第５図に示した送波器は、１０の圧電磁器板
として大面積の圧電磁器板を得ることができないことか
ら、多数のセグメント磁器板をモザイク式に金属板１１
を接着することによってバイモルフ振動子が得られてい
るのが現状である。即ち、大面積の磁器板が使えないた
めに、送波器としての媒質排除能力が十分とは言えず、
ハイパワー送波には不適当である。また、たとえ大面積
の圧電磁器板が得られたとしても、構造１−バイモルフ
振動子は撓みコンプライアンスがかなり大きくそれほと
大きな媒質排除能力は望むべくもない。

次に第６図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２
０の数倍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。）この送波器は楕円シェルを音響放射体に用いて
いるため、構造的にバイモルフ円板より遥かに大きな剛
性が得られることから、第２図のバイモルフ円板を用い
た送波器よりハイパワー送波に優れた送波器であるとさ
れている。

第６図に示した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−Ｌ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。

この楕円シェルの動作を説明するなめに、楕円シェルの
長軸をＸ軸、短軸をｙ軸に、奥行方向をｙ軸に対応させ
て、楕円シェルの４分の１部分を第７図に示す。楕円シ
ェルの肉厚の中心とＸ軸とが交わる点を（ａ、Ｏ）　、
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の数倍の変位が現われるわけで、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、並進変位り−るなｉｔで２
軸廻りの回転変位は零である。従−）で４Ｚ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」二のような
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。

一方、楕円シェルの形状、肉厚を変えて低周波小型化を
図ろうとする試みも当然考えられることである。

まず楕円シェルの形状を変えた場合、ｂ／ａを大きくし
ていって円に近ず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Ｆ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Ｉ・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が、耐水圧特性
も著しく劣化するという欠点がある。

本発明はこのような従来の１〜ランスジユーザの欠点を
除去せしめて、低周波帯において小型でハイパワー特性
に優れた双方向性ないしは無指向性の送波器を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の送波器は、圧電磁器あるいは磁歪材料を用いた
アクティブ柱状体と、このアクティブ柱状体を挾んでそ
の両側に配置された非アクティブ柱状態と、このアクテ
ィブ柱状体及び非アクティブ柱状体のそれぞれの端部に
ヒンジを介して接続されたレバーと、２個のレバーにそ
れぞれヒンジを介して接続されたコンベックスシェルと
を備えたことを特徴とする低周波水中超音波送波器であ
る。

（作用） 本発明の送波器は上記２段変位拡大機構を有する構成と
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。

第１図はコンベックス型シェルを用いた本発明の送波器
の一例を示したものである。第１図の送波器の動作原理
について詳細に説明する。第１図において３１は圧電磁
器あるいは磁歪材料を用いたアクディプ柱状体であり、
電圧あるいは電流を入力することにより縦振動が励振さ
れるものである。このアクティブ柱状体３１はヒンジ３
２．３２′　を介してレバー３４に接続している。また
非アクティブ柱状体３１”はアクティブ柱状体３１に並
列に配置されており、ヒンジ３３．３３゛　を介して１
ツバ−３４と接続している。ヒンジと非アクティブ柱状
体からなる系は高張力鋼などの機械的強度の大きな材料
からできており、縦変位に対しては相当大きな剛性を有
し、撓み変位に対しては柔軟に働くように設計される。

第１図の矢印で示すようにアクティブ柱状体がξ、たけ
変位すると、レバー３４は内側に角度θだけ回転し、レ
バ一端Ｐ、Ｐ’において拡大された変位ξ２か発生する
。この場合、レバーには十分大きな剛性を有する材料（
たとえば高張カスデンレス鋼）を用いることにより、レ
バーはほとんど剛体回転に近い動きを示し、ヒンジ３２
．３３（あるいは３２°、３３°　）間の距離をＱ３、
ヒンジ３３と　１］（あるいは３３゛とｌ〕′）との距
離をＱ２とすると、幾何学的に拡大された変位ξ２は ］ξ２１−準Ｊ−１ξ１１　　　　　　（］−１となる
。例えばｕ２＝３Ｑｌ　とするとアクティブ柱状体の変
位ξ１に対し３倍の拡大された変位がｐ　、　ｐ’点に
おいて発生ずるわけである。このときてこの支点の働き
をする非アクティブ柱状体は、アクティブ柱状体３１で
励振された縦振動を効率良くレバー３４に伝達さぜるた
めに、縦振動に関する剛性を前述のように相当大きくす
る必要がある。

また、レバー３４がてこの支点Ｑ、　Ｑ’ｍりに角度θ
だけ回転すると、レバーに当接するヒンジ３２゜３２″
、３３．３３’部分も角度θだけ撓み変形を起し、撓み
モーメントが発生ずる。この撓みモーメントの大きさは
ヒンジ３２，３２’、３３．３３’の撓みコンプライア
ンスが小さいほど大きい。即ち、ヒンジ３２゜３２’、
３３．３３°の撓みコンプライアンスが小さいほどレバ
ー３４の回転を阻害することになり、ヒンジ３２、３２
″、３３．３３°とじて縦コンプライアンスは小さく、
撓みコンプライアンスは大きいヒンジく例えば平板状ヒ
ンジ）が好適である。また、本発明の第１改変位拡大機
構に関してレバー３４が角度θだけ回転しても、構造上
撓みモーメントが相殺されてアクティブ柱状体３１内に
生ずる撓みモーメンＩ・はほとんど零となる著るしく優
れた特徴を有する。即ち、アクティブ柱状体にはほとん
ど曲げ変形が生ずることはないので、堅牢な第１段変位
拡大機横を実現することができるわけである。

第２改変位拡大ｍｉに関して、ｐ、　ｐ’点においてξ
２だけ縦変位すると、ヒンジ３５，３５’を介してコン
ベックスシェルの形状効果により、ξ２よりさらに拡大
された変位ξ３が図の矢印に示されたように与えられる
。この場合、ヒンジ３５，３５’はレバー３４からの縦
変位を効果的にシェルに伝えるため、縦変位に対する剛
性を大きく設計する必要がある。また送波器の低周波小
型化のためシェル３６．３６”自身とヒンジ３５．３５
°からなる系の共振周波数を低下させる必要があるため
、ヒンジ３５，３５“自身は撓み変形に対して柔軟に働
く方が有効である。即ち、シェル３６，３６“をヒンジ
３５，３５″との接点において、回転を許さないロール
支持とした場合に比べて、本発明に従うように回転に対
して柔軟であるようにヒンジの撓みコンプライアンスを
大きく設計した場合には、シェルとヒンジからなる系の
共振周波数は、実験的に約２分の１近くまで低下するこ
とか明らかとなった。従っＣ、ヒンジ３５．３５’を介
さずレバー３４に直接コンベックスシェル３６．３６“
を接着させた構成と比べて、本発明に基ずく送波器は更
に一層の低周波小型化がはかれるのである。このように
本発明の送波器は２段階の変位拡大機構を有するため、
音響放射面（シェルの外表面）において極めて大きな変
位が与えられ、小型て音響放則能力の優れたものと言え
る。

さらに、本発明に基く水中超音波低周波送波器のもう一
つの優れた特徴として、アクティブ柱状体の変位に対し
て音響放射端においてｎ倍（ｎ＞＞］）の変位拡大を行
うことができるわけであるから、音響放射端の質量はア
クティブ柱状体側に換算すると１２倍となり、小型軽量
で低周波の送波器を得ることができる。

以上、本発明に基ずく、低周波超音波送波器の動作原理
について説明したが、音響放射の負荷が固有音響インピ
ーダンス（密度と音速の積で定義される）　　１．５Ｘ
　１０６ＭＫＳ　ｒａｙｌｓという水であることから、
本１〜ランスジユーサにおいて、効率の良い音響放射を
行うためには、種々の制約がある。

木トランスジューサの三次元的な形状を明確にさせるた
めに、斜視図を第２図に示す。

アクティブ柱状体から出力された変位は、ヒンジ３２，
３３（３２°、３３’）を介してレバー３４に伝達され
る。アクティブ柱状体から出力される縦振動のエネルギ
ーをレバー３４の回転エネルキーに効率よく変換するた
めには、ヒンジ３２，３３（３２”、３３’）の寸法・
形状が極めて重要となる。アクティブ柱状体３１から出
力される力をヒンジ３２ｊ３（３２’、３３”）は縦方
向に効果的にレバーに伝達しなければならないが、この
とき、ヒンジ３２，３３＜３２’　、３３°）は、縦ス
チフネスが大きいほど優れている。

また、レバー３４が回転するとき、レバーの回転に伴な
ってヒンジが撓み変形するが、この場合、ヒンジの撓み
スチフネスが小さいほと、レバーの回転が容易となる。

即ち、ヒンジ３２，３３（３２“、３３’）は縦スチフ
ネスが大きく、撓みスチフネスが小さいものほど、優れ
ているものと言える。縦スチフネスがω、撓みスチフネ
スがＯのヒンジが理想で、あると言える。しかしながら
、ヒンジの幅Ｗとヒンジの高さｈとした場合、幅Ｗを大
きくするほと撓みスチフネスは大きくなるが、縦スチフ
ネスも大きくなる。また、高さｌ〕を大きくするほど撓
みスチフネス、縦スチフネスともに小さくなる。

エネルギー伝達効率について詳細に調べてみると、ヒン
ジの寸法ｗ、ｈに関して最適値があり、寸法比ｈ／ｗの
値が１．５〜４．２のときに効率をそれほと落とさずに
、アクティブ柱状体３２からレバー３４にエネルギーが
伝達されることがわかった。

ヒンジ３５はレバー３４の回転変位をシェル３Ｇに伝え
る働きをするが、送波器全体を水中に浸したときシェル
３６を介し、ヒンジ３５は、撓み変形を受け、ヒンジ３
５の強度が不足すると、耐水圧特性が劣化することにな
る。一方、前述した如く、レバーの回転を許さない剛構
造の場合、送波器の低周波小型化は難かしくなる。

この対策として、第２図に示すように、レバー３４にテ
ーパーをつけ、レバー３４の先端部とシェル３６．３６
°の底面が一部もしくは全部重なり合うように、ヒンジ
３５を介して接合することは、極めて有効となる。これ
により、耐水圧性の向」二と低周波小型化を両立するこ
とができるわけである。

尚、レバー３４、ヒンジ３５，３５′及びシェル３６．
３６″は、一体化されたものであっても、差しつかえな
いことは言うまでもない。

次に、通常の屈曲伸び型送波器（フレクステンショナル
Ｉ・ランスミツター）に用いられているコンヘックスシ
ェルの構造を第３図（ａ）に示す。シ仝ルの厚みか、い
たるところ−様である。これを、均一−シェルと言うこ
とにする。シェルの短径１〕、長径ａて割った値１）／
ａはシェルの形状を決定する重要なファクタとなる。

１）／ａが大きい場合は、レバー３４の出力変位ξ２に
対して、シェル中央部分の変位ξ３が太きくならないこ
とが知られており、ξ３／ξ２を大きくするためには、
ｂ　／　ａの値が、０．５以下が必要である。

一方、１）／ａを小さくし、扁平なシェルとして場合、
ξ３／ξ２を大きくすることができるが、１）／ａが０
．２以下の場合、耐水圧性が急激に劣化するという問題
がある。また、ハイパワー送波時にシェルのつけ根部分
において、振動応力が集中するといった問題点があった
。

即ち、均一シェルには、ξ３／ξ２を大きくとれないこ
と、及び、シェルのつけ根部分に振動応力が集中すると
いった諸問題があった。

そこで、本発明に基づく送波器では、第３図（ｂ）に示
すように、ヒンジ３５，３５’との接合する部分のシェ
ルを厚くし、シェルの中央部分で、厚みが極小となるよ
うな、不均一シェルを用いて、これらの諸問題を解決し
ている。

第４図に一例としてｂ／ａが０．３５であるシェルの振
動変位分布を均一シェルと不均一シェルとを比較して示
す。第４図において、シェルの中央部分を原点にとり、
Ｘ軸にシェルの長袖、Ｙ軸に短軸をとり、レバー３４か
ら出力される変位ξ２によりシェルを圧縮したときのシ
ェルの振動変位分布を示す。このときシェルの厚みの中
心を代表値に選んでいる。シェルの材料はスチール合金
である。

第４図において、実線は変形を受ける前のシェルを示し
、−点鎖線は不均一シェルの振動変位分布、点線は従来
の均一シェルの振動変位分布を示す。この変位分布はξ
２の変位を一定としてプロットしたものであり、実際の
変位を５００倍に拡大したものである。不均一シェルの
変位拡大率ξ３／ξ２の値は４．６７、均一シェルのξ
３／ξ２の値は３４６となっており、明らかに不均一シ
ェルを用いた方が音響放射を行う場合有利なものとなっ
ている。また実験及び有限要素法（ＦＥＭ）による数値
計算の結果から、このような変位分布は鉄、アミルニウ
ム合金、グラスファイバー強化プラスチックス、炭素繊
維強化プラスチックなとの材料にはとんと依存しないこ
とがわかった。さらに不均一シェルにおいて最大厚み／
最小厚みの比が１．４〜５．２のものが特に効果的な音
響放射を行うことができる。

本発明に基づく送波器では、圧電磁器あるいは希土類磁
歪材料からなる水よりはるかに固有音響インピーダンス
の大きなアクティブ柱状体の振動エネルギーをいかに効
率良く水中に音響放射しうるかということが小型、高性
能送波器を得る」−での重要なポイントとなる。従来の
第３図に示した屈曲伸び（フレクステンショナルＦＩｅ
ｘＬｅｎｓｉｏｎａｌ）送波器の場合、シェル自身の持
つ変位拡大機構しか持たないために、変位拡大率はせい
ぜい７倍である。しかしながら、実際に水中において効
率の良い音響放射を行う場合、このような変位拡大率で
は不十分であった。

本送波器の場合、前述の如く屈曲伸び送波器よりはるか
に大きな変位拡大率ξ３／ξ１が実現できる。水中にお
いて音響放射を行う場合、音響放射面は負荷媒質である
水から相当大きな圧力を受ける。これが所謂音響放射イ
ンピーダンスに基づく圧力である。本送波器において、
極端に大きな変位拡大率ξ３／ξ、を実現した場合には
、媒質を排除する力が不足しハイパワー送波が難かしく
なる。本送波器に関する有限要素法（ＦＥＭ）による解
析及び数種類の実験の結果、オーバーオールな変位拡大
率ξ３／ξ１の最適値が存在し、１０≦ξ３／ξ１≦２
５ のとき、水との音響インピーダンス整合が十分であり、
広帯域で高効率の送波が達成できることがわかった。な
お、ξ、／ξ１が１０未満の場合、従来の屈曲伸び送波
器の性能と大差はなくなる。

本発明に基づく送波器では、左右対称な構造となってお
り、左右均等な音響放射を行うことができる。本送波器
を水中に浸した場合、シェルが扁平になるような静水圧
による変形を受けるが、このときレバー３４が対称面に
向かって押しつけるような変形を受ける。しかしながら
、本送波器では、左右のレバーの間にＦｌ？Ｐ丸棒ある
いは音響的なテカツプリング材（例えばオニオンスキン
ペーパー）を挿入することにより、容易に耐水圧性を向
」−することが可能である。また本送波器では、水圧に
より圧電セラミックスあるいは磁歪材料でできたアクテ
ィブ柱状体３１に、水圧を受けることにより圧縮力が加
わるが、これらアクティブ柱状体３１を構成する材料は
張力に対する強度の数倍の耐圧縮力強度を有するなめ、
本送波器は構造上本質的に耐水圧性において優れており
、また、まともにアクティブ柱状体に水圧が加わらない
という利点を有する。その理由は、レバー３３からヒン
ジ３５及びレバー３３“からヒンジ３５′部分に加わる
水圧は、アクティブ柱状体３１に張力を生せしめ、シェ
ル３６．３６°部分に加わる水圧はアクティブ柱状体３
１に圧縮力を生ザしぬ、それらが互いに打ち消し合うか
らである。

また、本送波器の他の大きなメリットの一つとして、第
２図に示した如く非アクティブ柱状体３］、、３１“に
ポルＩ〜など通常の手段により１〜ランスを収りイ１け
ｈランスを内蔵した送波器を実現することができる。ト
ランスを内蔵することにより、電源から低電圧でケーブ
ルを介して送波器に電力を供給することができ、その長
所ははかり知れないものである。なお、第６図に示した
屈曲伸び送波器では、構造上１−ランスを内蔵すること
は不可能である。

（実施例） 本発明の一実施例としてコンベックスシェルを用いた水
中超音波送波器について第１図を参照にして説明する。

第１図に示したコンベックスシェルを用いた送波器を肉
厚１．０ｃｍのゴムブーツに収納した。このとき送波器
とハウジングケースとの音響的結合を防止し、またレバ
ー３４の回転運動を防げないようにする目的でコルク及
び合成ゴムを主成分とした音響的デカップリング材がレ
バー３４とハウジングケースの間に配されている。音響
放射を行うコンベックスシェルは長軸２ａに対する短軸
２ｂの比が０．４の楕円シェルの２分の１部分が用いら
れ、シェルの長軸の長さ２ａは５０　ｃｙｎ、奥行は４
０ｃｎｌであり、また厚さは１．０ｃｍ〜２．０鑓とし
な。レバー、ヒンジ及びコンベックスシェルはすべて高
張力鋼が採用された。試作した送波器の空中での共振周
波数は４７０　！ｌ　ｚである。アクティブ柱状体の変
位に対し、コンベックスシェルの中央部分では約１２倍
の変位が得られている。またアクティブ柱状体として厚
さ方向に分極された圧電磁器リングを積み重ねてボルト
で締めつけたものを用いた。

次にこの送波器を水槽に入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、４００　ＩＩ　ｚにおいて１．９０ｄＢ　ｒｅ１μ
Ｐａの音圧が容易に得られた。送波電圧感度における６
ｄＢ比帯域幅は３２％であった。指向性は低周波ではほ
とんど無指向性であるが、高周波になるに従い双方向性
に近い指向性を示す。

（発明の効果） 以上、詳述した如く、本発明に従えば小型軽量で音響放
射効率の優れた双方向性ないしは無指向性のハイパワー
送波器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の送波器の動作原理を示す図、第２図は
本発明の一実施例送波器の斜視図、第３図は本発明の送
波器に用いるコンベックスシェルの一例の斜視図で、第
３図＜ａ）は従来の均一シェルを示ず図、第３図（ｂ）
は本送波器に用いる不均一・シェルを示す図、第４図は
コンベックスシェルの変位分布を示ず図、第５図は従来
の屈曲形送波器を示す図、第６図は従来の屈曲伸び送波
器を示ず図、第７図は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。 図において、１０は圧電磁器板、１１は金属板、１２は
キャビティ、１３はケース、２０．３１はアクティブ柱
状体、２１は楕円シェル、３１′は非アクティブ柱状体
、３２．３２°、３３．３３″、３５．３５’はヒンジ
、３６．３６″は第１図 ３１；アクティブ柱状体 ３１゛；非アクティブ柱状体 ３２．３２’３３，３３’；ヒンジ ３４；レバー ３５．３５’；ヒンジ ３６．３６；コンベックスシェル 第２図 ３１；アクティブ柱状体 ３１′；非アクティブ柱状体 ３２．３２，３３，３３；ヒンジ ３４；レバー ３５．３５；ヒンジ゛ ３６．３６；コンベックスシェル ３７；トランス 第３図 （ａ）　　　　　（ｂ） 第４図 第５図 １０；圧電磁器板 １１；金属板 １２；キャビティ １３；ケース 第６図 ２０；アクティブ柱状体 ２１；楕円シェル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧電磁器あるいは磁歪材料を用いたアクティブ柱状
   体と、このアクティブ柱状体を挾んでその両側に配置さ
   れた非アクティブ柱状体とこのアクティブ柱状体及び非
   アクティブ柱状体のそれぞれの端部にヒンジを介して接
   続されたレバーと２個のレバーにそれぞれヒンジを介し
   て接続されたコンベックスシェルとを備えたことを特徴
   とする低周波水中超音波送波器。 ２、特許請求の範囲第１項における低周波水中超音波送
   波器において、アクティブ柱状体及び非アクティブ柱状
   体のそれぞれの端部に設けられたヒンジの形状が、ヒン
   ジの高さをヒンジの幅で割った値が１．５〜４．２であ
   ることを特徴とする低周波水中超音波送波器。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項における低周波
   水中超音波送波器のレバー先端部に設けられたヒンジ部
   分において、レバーの先端部とコンベックスシェルの底
   面とが一部もしくは全部重なり合うようにヒンジを介し
   て接合したことを特徴とする低周波水中超音波送波器。 ４、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項におけ
   る低周波水中超音波送波器のコンベックスシェル部分に
   おいて、底部から中央部分にかけて次第に薄い形状とし
   、最大厚み／最小厚みの比が１．４〜５．２であること
   を特徴とする低周波水中超音波送波器。 ５、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４
   項における低周波水中超音波送波器において、二つのレ
   バーの間に丸棒あるいは音響的デカップリング材を挿入
   したことを特徴とする低周波水中超音波送波器。 ６、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項ま
   たは第５項における低周波水中超音波送波器において、
   非アクティブ柱状体にトランスを取り付けたことを特徴
   とする低周波水中超音波送波器。