発振器
【課題】近年、工事の大深度化が進んでいるが、水中や土中では深度が深くなるほど外圧が増加する。従来の音波等の発振器では振動板の内側が密閉されており、大深度の場所では、振動板に大きな外圧がかかり、振動することができなくなる等の問題があった。そこで、大深度の外圧にも耐えることができ、土中のように音波等の周波数が大きいほど減衰が大きくなる場所において低周波数の音波等を発信することができ、かつ、小型化が可能な発振器を提供する。
【解決手段】発振器の筐体１１に開口部１６を設けることにより、外部の水などを筐体内に出入り自由とし、一対の超磁歪アクチュエータ１２ａ，１２ｂによって振動板１５を振動させて圧力波を発振する発振器。
【解決手段】発振器の筐体１１に開口部１６を設けることにより、外部の水などを筐体内に出入り自由とし、一対の超磁歪アクチュエータ１２ａ，１２ｂによって振動板１５を振動させて圧力波を発振する発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波等の圧力波を発する発振器に関し、特に、水中や土中の深度の深い場所で使用するのに好適な発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海洋工事や土木工事において、音波を位置決め等に利用することは一般的に行われている（例えば、特許文献１）。水中で音波等を発振させる装置としては、セラミック発振器が多く使用されており、潜水艦のソナーや海洋工事での位置決め等に広く用いられている。また、水中で使用する音波発振器としては、他にも、水中スピーカーが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５１０３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１９２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、工事の大深度化が進んでいるが、水中や土中では深度が深くなるほど外圧は増大する。よって、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、音波発振器６０の振動板６１の内側が密閉された構造では、振動板６１には深度に応じた外圧（水圧）がかかる。このような密閉構造の場合、内部から振動板を外側へ向かって押し出そうとするためには、振動板の剛性に加えて外圧を超える力が必要とされるため、深度が深くなるにつれて大きな力が必要になってくる。従来においても水中スピーカーのようにプール等で使用する音波発振器は存在するが、水深が数ｍ程度までしか使用できない。
【０００５】
また、従来のセラミック発振器は、超音波のような高い周波数の音波を発振するには向いているが、土中のように音波の周波数が高いほど減衰が大きくなる場所には不向きである。また、４ｋＨｚ以下の比較的低い周波数の音波を発振するにはスピーカーのような電磁力方式が適しているが、コイルと永久磁石の反発力を利用した機構であるため、大深度の水中や土中において振動板を内部から外側へ向かって押す力を大きくするには音波発振器を大型化せざるを得ない。しかしながら、音波発振器をボーリング孔内に沈めて利用する場合等は、極力小型であることが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、水中や土中の深度の深い場所でも使用可能であり、低い周波数の圧力波を発振することが可能な発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、筐体と、この筐体内に配設された振動板と、超磁歪素子及びこれに巻きつけられたコイルからなり、前記振動板を振動させる一対の超磁歪アクチュエータと、これら一対の超磁歪アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、前記一対の超磁歪アクチュエータの一方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ一方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設され、他方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ他方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設されていて、前記制御手段によって前記一対の超磁歪アクチュエータが互いに逆相で伸縮することにより前記振動板が振動するようになっており、そして、前記筐体には、前記一方の領域と筐体外部とを連通させる第一の開口部と、前記他方の領域と筐体外部とを連通させる第二の開口部と、が形成されていることを特徴とする発振器を提案する。
【０００８】
この構成により、開口部から筐体内に外部の水などが出入り自由となるため振動板の両面にかかる圧力は外圧と同等になる。よって、発振器を外圧の大きい大深度の場所で使用する場合でも、振動板は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力で振動することができる。さらに、発生応力の大きい超磁歪アクチュエータによって振動板を振動させることで、大深度においても低周波数の圧力波を発信することが可能であり、かつ、発振器を小型化することができる。
【０００９】
また、前記一対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の振動方向に平行な同一直線に伸縮方向を一致させて配置してもよい。
【００１０】
この構成により、超磁歪アクチュエータによってさらに効率的に振動板を振動させることができる。
【００１１】
また、前記一対の超磁歪アクチュエータを複数対有していてもよい。
【００１２】
この構成により、振動板を振動させる力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００１３】
また、前記超磁歪アクチュエータは伸縮方向の長さが同一長であってもよい。
【００１４】
この構成により、一対の超磁歪アクチュエータのそれぞれの駆動コイルに実効値が同じ逆相の電流を流せばそれら超磁歪素子の伸び量と縮み量とが等しくなるので、複雑な電流制御をしなくても、振動板をスムーズに振動させることが可能となる。
【００１５】
また、前記振動板は円形であり、前記振動板の振動方向に沿った方向の前記筐体の全長は、前記振動板の直径の２倍以上が望ましい。
【００１６】
この構成により、圧力の還流による影響を低減することができ、効率良く圧力波を発振することができる。
【００１７】
また、前記筐体は、金属で構成されていてもよい。
【００１８】
この構成により、大深度の場所で発振器を使用しても、発振器自体が外圧によって破壊される可能性が低減される。
【００１９】
また、前記コイルは、その周囲が防錆材で包囲されていてもよい。
【００２０】
この構成により、水などによってコイルが錆びて腐食することを防止することができる。
【００２１】
また、発振器が複数対の超磁歪アクチュエータを有する場合、前記振動板は円形であり、前記複数対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の半分の半径を有する仮想同心円上に等間隔に配置されていてもよい。
【００２２】
この構成により、複数の超磁歪アクチュエータが振動板全体をバランス良く押すことができるため、振動板が超磁歪アクチュエータによって押されることで破損する可能性が低減される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、大深度の外圧に耐えることができるとともに、低周波数の圧力波を発信することができ、さらに小型化することが可能な発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係る発振器を示す図である。
【図２】駆動コイル１３ａ、１３ｂに加える電気信号を表す図である。
【図３】側面部１１ｃの長さと圧力の還流との関係について説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係る発振器を示す図である。
【図５】３対の超磁歪アクチュエータが仮想同心円上に等間隔に配置されている状態を示す図である。
【図６】外圧と振動板にかかる力との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る発振器を示す図である。図１（ａ）は発振器の右側面図であり、図１（ｂ）は発振器の縦断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る発振器は、円筒形状の金属製の筐体１１を有している。ここで、筐体１１の互いに対向する両端を、右端１１ａ、左端１１ｂと称し、円筒形状の周面を側面部１１ｃと称する。
【００２８】
右端１１ａ、左端１１ｂは、いずれも大きく開口している。具体的には、それら右端１１ａ、左端１１ｂには、十字型の金属製の支持部１１ｄ、１１ｅが、その十字型の中心を筐体１１の軸心上に位置させた姿勢で固定されていて、支持部１１ａ、１１ｂの十字の腕の間が、扇形の開口部１６となっている。なお、側面部１１ｃには開口部は形成されていない。従って、筐体１１の内部と外部とは、その右端１１ａ、左端１１ｂに形成された開口部１６を介して連通しており、水などの出入りが自由となっている。
【００２９】
なお、支持部１１ｄ、１１ｅは、図１（ａ）に示すように、各腕部分の幅は側面部１１ｃの厚みに比べて薄くなっているが、図１（ｂ）に示すように、各腕部分の厚みは側面部１１ｃよりも厚くなっており、これにより、支持部１１ｄ、１１ｅの強度を極端に落とすことなく、開口部１６の開口面積を大きくしている。
【００３０】
一方、筐体１１内部の軸方向のほぼ中央部には、振動板１５を備えている。振動板１５は、筐体１１に備えられたレール１４ａ、１４ｂに沿って自由にスライドして振動できるようになっている。振動板１５は、一般的なスピーカー等の振動板と同様、軽量であり剛性が高く、適度な内部損失があり、圧力波の伝搬速度が高い素材であることが理想である。具体的には、木材パルプ、合成樹脂素材、チタンやアルミ等の金属素材、等が挙げられる。
【００３１】
また、上述したように、右端１１ａ、左端１１ｂに形成されている開口部１６によって外部の水などが筐体１１の内部に出入り可能となっているため、筐体１１の内部に備えられている振動板１５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板１５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力だけで振動することができる。
【００３２】
また、筐体１１の内部には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂ、及び、これらの外周面に駆動コイル１３ａ、１３ｂが互いに相対変位可能に隙間を空けて巻きつけられて構成される一対の超磁歪アクチュエータが、その変位方向が筐体１１の右端１１ａと左端１１ｂの対向方向と一致するように、振動板１５を挟んで対向して配置されている。また、その超磁歪素子１２ａ、１２ｂの基端は、支持部１１ｄ、１１ｅの十字の中心部分に固定されている。
【００３３】
また、筐体１１は剛性の高い材質であることが好ましく、鉄などの金属から構成されることにより、発振器を大深度の場所で使用する場合でも、筐体自体も外圧に耐えうる。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る発振器は、上述したように超磁歪素子を利用して構成される。一般に、磁性体には磁場を受けると変形する「磁歪」という性質があるが、磁歪による磁性体の寸法変化は、１００万分の１〜１０万分の１（１〜１０ｐｐｍ）程度で、素子の長さが１００ｍであれば磁歪による変位量は０．１〜１ｍｍ程度である。
【００３５】
しかし、磁歪による変位量が従来の磁性体の１０００倍（１０００ｐｐｍ）以上の、例えば、テルビウム、ディスプロシウム及び鉄等により形成される超磁歪素子が開発された。超磁歪素子では、素子の長さが１ｍで数ｍｍの変位が得られる。また、超磁歪素子の発生応力は４００ｋｇｆ／ｃｍ２と非常に大きいため、１ｃｍ四方の面積の超磁歪素子で、４００ｋｇの重量の物を動かすことができる。
【００３６】
このように、発生応力の大きい超磁歪素子を利用して発振器を構成することで、外圧の大きい大深度においても低周波数の圧力波を発振し、かつ、小型化することができる。
【００３７】
また、駆動コイル１３ａ、１３ｂは、駆動回路（図示しない）に接続されており、この駆動回路により駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流についての制御が行われる。
【００３８】
つまり、本実施形態に係る発振器は、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れると超磁歪素子１２ａ、１２ｂが伸長して振動板１５が押されることで振動板１５が振動する仕組みである。より具体的には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂのいずれか一方が伸長している時には他方が収縮し、他方が伸長している時には一方が収縮するように駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流を駆動回路によって制御することにより、振動板１５が超磁歪素子１２ａ、１２ｂによって左右方向に交互に押されて振動する。
【００３９】
また、超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れていない状態において、それぞれの先端が振動板１５との間に微少な隙間が空くように配置される。具体的には、駆動コイル１３ａ、１３ｂに振動板１５を振動させる時の中間の電流であるバイアス電流を流して超磁歪素子１２ａ、１２ｂが伸長した時に、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの先端が振動板に接するように配置される。つまり、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れていない時には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの先端は振動板１５とは接していない状態となる。
【００４０】
さらに、図２を用いて、振動板１５の振動方法について詳細に説明する。図２（ａ）は駆動コイル１３ａに加える電気信号を表す図であり、図２（ｂ）は駆動コイル１３ｂに加える電気信号を表す図である。
【００４１】
超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、磁場がかかると磁場の極性にかかわらず伸長する性質がある。つまり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように駆動コイル１３ａ、１３ｂに電気信号が加えられると、それぞれ、バイアス電流によって所定長伸長した状態が平常時の長さであって、そのバイアス電流以上の電気信号が加えられている時（斜線部分）に伸長し、バイアス電流未満の電気信号が加えられているときには短縮する。
【００４２】
また、駆動コイル１３ａ、１３ｂには、バイアス電流を中心に互いに逆相の電気信号を加える。これにより、振動板１５と超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、一方が伸長している時には他方が収縮し、他方が伸長している時には一方が収縮するので、双方は常に密着した状態で振動板１５を左右から交互に押すことになる。これにより、振動板１５はバイアス位置（バイアス電流を駆動コイル１３ａ、１３ｂに流した時の位置）を中心に振動する。
【００４３】
ただし、振動板１５は逆相の振動を放出するため、図３（ａ）に示すように、筐体１１の円筒形の側面部１１ｃの長さＬ１が短い場合には正圧と負圧による互いの出力を打ち消し合い（圧力が還流される）、発振器全体としての圧力波の出力が減少する可能性がある。従って、側面部１１ｃの長さＬ１は圧力が還流されないような十分な長さとする必要がある。なお、この適当な長さは発振器の周辺の媒質の性状や筐体の底面の大きさとの関係から算出されるが、例えば、振動板１５の直径の２倍程度であれば圧力の還流の影響は無視できる程度となり、効率よく圧力波を外部に発することができる。
【００４４】
また、図３（ｂ）に示すように、右端１１ａと左端１１ｂとの間の長さを長くしなくとも、筐体１１の側面部１１ｃのみが右端１１ａ（もしくは左端１１ｂ）の周辺から突出するようになっていれば、圧力の還流は低減することができる。
【００４５】
また、上述したように、振動板１５が右端１１ａと左端１１ｂから等距離の位置に備えられている場合、超磁歪素子１２ａ、１２ｂはその伸縮方向の長さは双方とも同一となり、双方の磁歪による変位量も等しくなるので、後述する駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流についての制御が容易となるため好適である。ただし、この構成は必須ではなく、振動板１５は右端１１ａ又は左端１１ｂのいずれか一方に近い位置に備えられていてもよい。この場合には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの長さが異なることになり磁歪による変位量もそれぞれ異なってくるが、駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流を調整して、双方の超磁歪素子の変位量が同じ量になるよう駆動回路にて制御すればよい。
【００４６】
また、本実施形態に係る発振器は、水中や土中などで使用される場合を想定しているため、筐体１１、超磁歪素子１２ａ、１２ｂ、駆動コイル１３ａ、１３ｂ、並びに、振動板１５は、防水加工や耐水加工が施されていることが望ましい。また、駆動コイル１３ａ、１３ｂは、油などの防錆材によりその周辺を包囲されていてもよい。これにより、海水中などで発振器を使用しても駆動コイル１３ａ等が錆びて腐食することを防止することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係る発振器は、従来の圧力波発振器と異なり、開口部１６を備えることにより筐体１１の内部に外部の水などが出入り自由となるため、振動板１５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板１５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力で振動することができる。また、振動板１５は超磁歪アクチュエータにより振動するため、外圧の大きい大深度の場所でも圧力波を発振することができ、かつ、発振器の小型化が可能である。
【００４８】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態に係る発振器を示す図である。図４（ａ）は発振器の右側面図であり、図４（ｂ）は発振器をＡ−Ａ’面で切断した場合の縦断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る発振器は、第１の実施形態に係る発振器と同様に、円筒形状の金属製の筐体４１を有している。ここで、筐体４１の互いに対向する両端を、右端４１ａ、左端４１ｂと称し、円筒形状の周面を側面部４１ｃと称する。
【００５０】
右端４１ａ、左端４１ｂは、いずれも大きく開口している。具体的には、右端４１ａには、支持部４１ｄ、４１ｆ、４１ｈが、右端４１ａの周端に側面部４１ｃと一体に形成されており、左端４１ｂには、支持部４１ｅ、４１ｇ、４１ｉが、左端４１ｂの周端に側面部４１ｃと一体に形成されている。また、右端４１ａ、左端４１ｂにおいて、支持部４１ｄ等以外の部分が、開口部４６となっている。なお、側面部４１ｃには開口部は形成されていない。従って、筐体４１の内部と外部とは、その右端４１ａ、左端４１ｂに形成された開口部４６を介して連通しており、水などの出入りが自由となっている。
【００５１】
なお、図４（ｂ）に示すように、支持部４１ｄ等の厚みは側面部４１ｃよりも厚くなっており、これにより、支持部４１ｄ等の強度を極端に落とすことなく、開口部４６の開口面積を大きくしている。
【００５２】
一方、筐体４１内部の軸方向のほぼ中央部には、振動板４５を備えている。振動板４５は、筐体４１に備えられたレール４４ａ、４４ｂに沿って自由にスライドして振動できるようになっている。振動板４５は、一般的なスピーカー等の振動板と同様、軽量であり剛性が高く、適度な内部損失があり、圧力波の伝搬速度が高い素材であることが理想である。具体的には、木材パルプ、合成樹脂素材、チタンやアルミ等の金属素材、等が挙げられる。
【００５３】
また、上述したように、右端４１ａ、左端４１ｂに形成されている開口部４６によって外部の水などが筐体４１の内部に出入り可能となっているため、筐体４１の内部に備えられている振動板４５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板４５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力だけで振動することができる。
【００５４】
また、筐体４１の内部には、超磁歪素子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、及び、これらの外周面に駆動コイル４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆが互いに相対変位可能に隙間を空けて巻きつけられて構成される３対の超磁歪アクチュエータが、その変位方向が筐体４１の右端４１ａと左端４１ｂの対向方向と一致するように、振動板４５を挟んで対向して配置されている。また、その超磁歪素子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆの基端は、それぞれ、支持部４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉに固定されている。
【００５５】
なお、駆動コイル４３ａ等は、駆動回路（図示しない）に接続されており、この駆動回路により駆動コイル４３ａ等に流す電流についての制御が行われる。
【００５６】
すなわち、本実施形態に係る発振器は、基本的な構成及び動作方法は第１の実施形態に係る発振器と同様であるが、超磁歪素子４２ａ等と駆動コイル４３ａ等とにより構成される超磁歪アクチュエータが３対備えられている点が特徴である。これにより、振動板４５を両面から押す力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００５７】
また、図５に示すように、３対の超磁歪アクチュエータは、円板である振動板４５の半径の半分の半径を有する仮想同心円５１上に等間隔に配置されていてもよい。これにより、３対の超磁歪アクチュエータが振動板４５を押す際に、振動板全体をバランス良く押すことができるため、振動板４５が超磁歪アクチュエータによって押されることで破損する可能性が低減される。
【００５８】
なお、本実施形態においては３対の超磁歪アクチュエータを使用する場合を示したが、２対の超磁歪アクチュエータを用いてもよいし、より多くの超磁歪アクチュエータを用いてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態に係る発振器は、発振器に大きい外圧がかかっても圧力波を発振することができ、かつ、小型化が可能であることに加えて、３対の超磁歪アクチュエータを有することで振動板４５を振動させる力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００６０】
（他の実施形態）
また、上記の実施形態においては、開口部１６等が右端１１ａ等と左端１１ｂ等とに設けられている場合を示したが、開口部１６等は、振動板１５等を挟んで右端１１ａ等側の領域内及び左端１１ｂ等側の領域内であれば、例えば側面部１１ｃなどに形成されていてもよい。
【００６１】
また、上記の実施形態においては、開口部１６等が振動板１５等を挟んで右端１１ａ等側の領域と左端１１ｂ等側の領域とに１つずつ形成されていることとしたが、複数形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態においては、対向する超磁歪アクチュエータ同士は、振動板１５等の振動方向に平行な同一直線上に配置されているが、必ずしもこのように構成されていなくともよい。特に、第２の実施形態のように３対の超磁歪アクチュエータを使用する場合には、例えば、対向する超磁歪アクチュエータが、それぞれ仮想同心円５１の円周上で異なる位置に配置されていてもよい。振動板４５を押す超磁歪アクチュエータが多くなるほど、振動板全体を偏りなく押すこととなるため、対向する超磁歪アクチュエータの位置がずれていても振動板１５等が振動することに対する影響は少ないからである。
【００６３】
また、上記の実施形態においては、振動板１５等は筐体１１等に備えられているレール１４ａ、１４ｂ等に沿って自由にスライドして振動できるようになっているが、振動板１５等がより薄いもの（振動膜）であって、振動板１５等の円周が筐体１１等の内周面に固定されているようになっていてもよい。
【００６４】
また、上記の実施形態においては、発振器の筐体１１等が円柱形状である場合を示したが、他の形状であってもよい。例えば、三角柱、四角柱、等の形状であってもよい。また、振動板１５等の形状についても、上記の実施形態においては円形である場合を示したが、他の形状であってもよい。例えば、三角形、四角形、等の形状であってもよい。
【００６５】
（まとめ）
以上説明したように、本発明によれば、以上説明したように、本発明によれば、大深度の外圧に耐えることができるとともに、低周波数の圧力波を発信することができ、さらに小型化することが可能な発振器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 筐体
１２ 超磁歪素子
１３ 電磁コイル
１４ 皿バネ
１５ 駆動ノブ
１１ 筐体
１１ａ 右端
１１ｂ 左端
１１ｃ 側面部
１１ｄ、１１ｅ 支持部
１２ａ、１２ｂ 超磁歪素子
１３ａ、１３ｂ 駆動コイル
１４ａ、１４ｂ レール
１５ 振動板
１６ 開口部
４１ 筐体
４１ａ 右端
４１ｂ 左端
４１ｃ 側面部
４１ｄ、４１ｅ 支持部
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ 超磁歪素子
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ 駆動コイル
４４ａ、４４ｂ レール
４５ 振動板
４６ 開口部
５１ 仮想同心円
６０ 音波発振器
６１ 振動板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波等の圧力波を発する発振器に関し、特に、水中や土中の深度の深い場所で使用するのに好適な発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海洋工事や土木工事において、音波を位置決め等に利用することは一般的に行われている（例えば、特許文献１）。水中で音波等を発振させる装置としては、セラミック発振器が多く使用されており、潜水艦のソナーや海洋工事での位置決め等に広く用いられている。また、水中で使用する音波発振器としては、他にも、水中スピーカーが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５１０３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１９２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、工事の大深度化が進んでいるが、水中や土中では深度が深くなるほど外圧は増大する。よって、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、音波発振器６０の振動板６１の内側が密閉された構造では、振動板６１には深度に応じた外圧（水圧）がかかる。このような密閉構造の場合、内部から振動板を外側へ向かって押し出そうとするためには、振動板の剛性に加えて外圧を超える力が必要とされるため、深度が深くなるにつれて大きな力が必要になってくる。従来においても水中スピーカーのようにプール等で使用する音波発振器は存在するが、水深が数ｍ程度までしか使用できない。
【０００５】
また、従来のセラミック発振器は、超音波のような高い周波数の音波を発振するには向いているが、土中のように音波の周波数が高いほど減衰が大きくなる場所には不向きである。また、４ｋＨｚ以下の比較的低い周波数の音波を発振するにはスピーカーのような電磁力方式が適しているが、コイルと永久磁石の反発力を利用した機構であるため、大深度の水中や土中において振動板を内部から外側へ向かって押す力を大きくするには音波発振器を大型化せざるを得ない。しかしながら、音波発振器をボーリング孔内に沈めて利用する場合等は、極力小型であることが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、水中や土中の深度の深い場所でも使用可能であり、低い周波数の圧力波を発振することが可能な発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、筐体と、この筐体内に配設された振動板と、超磁歪素子及びこれに巻きつけられたコイルからなり、前記振動板を振動させる一対の超磁歪アクチュエータと、これら一対の超磁歪アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、前記一対の超磁歪アクチュエータの一方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ一方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設され、他方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ他方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設されていて、前記制御手段によって前記一対の超磁歪アクチュエータが互いに逆相で伸縮することにより前記振動板が振動するようになっており、そして、前記筐体には、前記一方の領域と筐体外部とを連通させる第一の開口部と、前記他方の領域と筐体外部とを連通させる第二の開口部と、が形成されていることを特徴とする発振器を提案する。
【０００８】
この構成により、開口部から筐体内に外部の水などが出入り自由となるため振動板の両面にかかる圧力は外圧と同等になる。よって、発振器を外圧の大きい大深度の場所で使用する場合でも、振動板は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力で振動することができる。さらに、発生応力の大きい超磁歪アクチュエータによって振動板を振動させることで、大深度においても低周波数の圧力波を発信することが可能であり、かつ、発振器を小型化することができる。
【０００９】
また、前記一対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の振動方向に平行な同一直線に伸縮方向を一致させて配置してもよい。
【００１０】
この構成により、超磁歪アクチュエータによってさらに効率的に振動板を振動させることができる。
【００１１】
また、前記一対の超磁歪アクチュエータを複数対有していてもよい。
【００１２】
この構成により、振動板を振動させる力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００１３】
また、前記超磁歪アクチュエータは伸縮方向の長さが同一長であってもよい。
【００１４】
この構成により、一対の超磁歪アクチュエータのそれぞれの駆動コイルに実効値が同じ逆相の電流を流せばそれら超磁歪素子の伸び量と縮み量とが等しくなるので、複雑な電流制御をしなくても、振動板をスムーズに振動させることが可能となる。
【００１５】
また、前記振動板は円形であり、前記振動板の振動方向に沿った方向の前記筐体の全長は、前記振動板の直径の２倍以上が望ましい。
【００１６】
この構成により、圧力の還流による影響を低減することができ、効率良く圧力波を発振することができる。
【００１７】
また、前記筐体は、金属で構成されていてもよい。
【００１８】
この構成により、大深度の場所で発振器を使用しても、発振器自体が外圧によって破壊される可能性が低減される。
【００１９】
また、前記コイルは、その周囲が防錆材で包囲されていてもよい。
【００２０】
この構成により、水などによってコイルが錆びて腐食することを防止することができる。
【００２１】
また、発振器が複数対の超磁歪アクチュエータを有する場合、前記振動板は円形であり、前記複数対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の半分の半径を有する仮想同心円上に等間隔に配置されていてもよい。
【００２２】
この構成により、複数の超磁歪アクチュエータが振動板全体をバランス良く押すことができるため、振動板が超磁歪アクチュエータによって押されることで破損する可能性が低減される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、大深度の外圧に耐えることができるとともに、低周波数の圧力波を発信することができ、さらに小型化することが可能な発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係る発振器を示す図である。
【図２】駆動コイル１３ａ、１３ｂに加える電気信号を表す図である。
【図３】側面部１１ｃの長さと圧力の還流との関係について説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係る発振器を示す図である。
【図５】３対の超磁歪アクチュエータが仮想同心円上に等間隔に配置されている状態を示す図である。
【図６】外圧と振動板にかかる力との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る発振器を示す図である。図１（ａ）は発振器の右側面図であり、図１（ｂ）は発振器の縦断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る発振器は、円筒形状の金属製の筐体１１を有している。ここで、筐体１１の互いに対向する両端を、右端１１ａ、左端１１ｂと称し、円筒形状の周面を側面部１１ｃと称する。
【００２８】
右端１１ａ、左端１１ｂは、いずれも大きく開口している。具体的には、それら右端１１ａ、左端１１ｂには、十字型の金属製の支持部１１ｄ、１１ｅが、その十字型の中心を筐体１１の軸心上に位置させた姿勢で固定されていて、支持部１１ａ、１１ｂの十字の腕の間が、扇形の開口部１６となっている。なお、側面部１１ｃには開口部は形成されていない。従って、筐体１１の内部と外部とは、その右端１１ａ、左端１１ｂに形成された開口部１６を介して連通しており、水などの出入りが自由となっている。
【００２９】
なお、支持部１１ｄ、１１ｅは、図１（ａ）に示すように、各腕部分の幅は側面部１１ｃの厚みに比べて薄くなっているが、図１（ｂ）に示すように、各腕部分の厚みは側面部１１ｃよりも厚くなっており、これにより、支持部１１ｄ、１１ｅの強度を極端に落とすことなく、開口部１６の開口面積を大きくしている。
【００３０】
一方、筐体１１内部の軸方向のほぼ中央部には、振動板１５を備えている。振動板１５は、筐体１１に備えられたレール１４ａ、１４ｂに沿って自由にスライドして振動できるようになっている。振動板１５は、一般的なスピーカー等の振動板と同様、軽量であり剛性が高く、適度な内部損失があり、圧力波の伝搬速度が高い素材であることが理想である。具体的には、木材パルプ、合成樹脂素材、チタンやアルミ等の金属素材、等が挙げられる。
【００３１】
また、上述したように、右端１１ａ、左端１１ｂに形成されている開口部１６によって外部の水などが筐体１１の内部に出入り可能となっているため、筐体１１の内部に備えられている振動板１５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板１５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力だけで振動することができる。
【００３２】
また、筐体１１の内部には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂ、及び、これらの外周面に駆動コイル１３ａ、１３ｂが互いに相対変位可能に隙間を空けて巻きつけられて構成される一対の超磁歪アクチュエータが、その変位方向が筐体１１の右端１１ａと左端１１ｂの対向方向と一致するように、振動板１５を挟んで対向して配置されている。また、その超磁歪素子１２ａ、１２ｂの基端は、支持部１１ｄ、１１ｅの十字の中心部分に固定されている。
【００３３】
また、筐体１１は剛性の高い材質であることが好ましく、鉄などの金属から構成されることにより、発振器を大深度の場所で使用する場合でも、筐体自体も外圧に耐えうる。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る発振器は、上述したように超磁歪素子を利用して構成される。一般に、磁性体には磁場を受けると変形する「磁歪」という性質があるが、磁歪による磁性体の寸法変化は、１００万分の１〜１０万分の１（１〜１０ｐｐｍ）程度で、素子の長さが１００ｍであれば磁歪による変位量は０．１〜１ｍｍ程度である。
【００３５】
しかし、磁歪による変位量が従来の磁性体の１０００倍（１０００ｐｐｍ）以上の、例えば、テルビウム、ディスプロシウム及び鉄等により形成される超磁歪素子が開発された。超磁歪素子では、素子の長さが１ｍで数ｍｍの変位が得られる。また、超磁歪素子の発生応力は４００ｋｇｆ／ｃｍ２と非常に大きいため、１ｃｍ四方の面積の超磁歪素子で、４００ｋｇの重量の物を動かすことができる。
【００３６】
このように、発生応力の大きい超磁歪素子を利用して発振器を構成することで、外圧の大きい大深度においても低周波数の圧力波を発振し、かつ、小型化することができる。
【００３７】
また、駆動コイル１３ａ、１３ｂは、駆動回路（図示しない）に接続されており、この駆動回路により駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流についての制御が行われる。
【００３８】
つまり、本実施形態に係る発振器は、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れると超磁歪素子１２ａ、１２ｂが伸長して振動板１５が押されることで振動板１５が振動する仕組みである。より具体的には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂのいずれか一方が伸長している時には他方が収縮し、他方が伸長している時には一方が収縮するように駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流を駆動回路によって制御することにより、振動板１５が超磁歪素子１２ａ、１２ｂによって左右方向に交互に押されて振動する。
【００３９】
また、超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れていない状態において、それぞれの先端が振動板１５との間に微少な隙間が空くように配置される。具体的には、駆動コイル１３ａ、１３ｂに振動板１５を振動させる時の中間の電流であるバイアス電流を流して超磁歪素子１２ａ、１２ｂが伸長した時に、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの先端が振動板に接するように配置される。つまり、駆動コイル１３ａ、１３ｂに電流が流れていない時には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの先端は振動板１５とは接していない状態となる。
【００４０】
さらに、図２を用いて、振動板１５の振動方法について詳細に説明する。図２（ａ）は駆動コイル１３ａに加える電気信号を表す図であり、図２（ｂ）は駆動コイル１３ｂに加える電気信号を表す図である。
【００４１】
超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、磁場がかかると磁場の極性にかかわらず伸長する性質がある。つまり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように駆動コイル１３ａ、１３ｂに電気信号が加えられると、それぞれ、バイアス電流によって所定長伸長した状態が平常時の長さであって、そのバイアス電流以上の電気信号が加えられている時（斜線部分）に伸長し、バイアス電流未満の電気信号が加えられているときには短縮する。
【００４２】
また、駆動コイル１３ａ、１３ｂには、バイアス電流を中心に互いに逆相の電気信号を加える。これにより、振動板１５と超磁歪素子１２ａ、１２ｂは、一方が伸長している時には他方が収縮し、他方が伸長している時には一方が収縮するので、双方は常に密着した状態で振動板１５を左右から交互に押すことになる。これにより、振動板１５はバイアス位置（バイアス電流を駆動コイル１３ａ、１３ｂに流した時の位置）を中心に振動する。
【００４３】
ただし、振動板１５は逆相の振動を放出するため、図３（ａ）に示すように、筐体１１の円筒形の側面部１１ｃの長さＬ１が短い場合には正圧と負圧による互いの出力を打ち消し合い（圧力が還流される）、発振器全体としての圧力波の出力が減少する可能性がある。従って、側面部１１ｃの長さＬ１は圧力が還流されないような十分な長さとする必要がある。なお、この適当な長さは発振器の周辺の媒質の性状や筐体の底面の大きさとの関係から算出されるが、例えば、振動板１５の直径の２倍程度であれば圧力の還流の影響は無視できる程度となり、効率よく圧力波を外部に発することができる。
【００４４】
また、図３（ｂ）に示すように、右端１１ａと左端１１ｂとの間の長さを長くしなくとも、筐体１１の側面部１１ｃのみが右端１１ａ（もしくは左端１１ｂ）の周辺から突出するようになっていれば、圧力の還流は低減することができる。
【００４５】
また、上述したように、振動板１５が右端１１ａと左端１１ｂから等距離の位置に備えられている場合、超磁歪素子１２ａ、１２ｂはその伸縮方向の長さは双方とも同一となり、双方の磁歪による変位量も等しくなるので、後述する駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流についての制御が容易となるため好適である。ただし、この構成は必須ではなく、振動板１５は右端１１ａ又は左端１１ｂのいずれか一方に近い位置に備えられていてもよい。この場合には、超磁歪素子１２ａ、１２ｂの長さが異なることになり磁歪による変位量もそれぞれ異なってくるが、駆動コイル１３ａ、１３ｂに流す電流を調整して、双方の超磁歪素子の変位量が同じ量になるよう駆動回路にて制御すればよい。
【００４６】
また、本実施形態に係る発振器は、水中や土中などで使用される場合を想定しているため、筐体１１、超磁歪素子１２ａ、１２ｂ、駆動コイル１３ａ、１３ｂ、並びに、振動板１５は、防水加工や耐水加工が施されていることが望ましい。また、駆動コイル１３ａ、１３ｂは、油などの防錆材によりその周辺を包囲されていてもよい。これにより、海水中などで発振器を使用しても駆動コイル１３ａ等が錆びて腐食することを防止することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係る発振器は、従来の圧力波発振器と異なり、開口部１６を備えることにより筐体１１の内部に外部の水などが出入り自由となるため、振動板１５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板１５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力で振動することができる。また、振動板１５は超磁歪アクチュエータにより振動するため、外圧の大きい大深度の場所でも圧力波を発振することができ、かつ、発振器の小型化が可能である。
【００４８】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態に係る発振器を示す図である。図４（ａ）は発振器の右側面図であり、図４（ｂ）は発振器をＡ−Ａ’面で切断した場合の縦断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る発振器は、第１の実施形態に係る発振器と同様に、円筒形状の金属製の筐体４１を有している。ここで、筐体４１の互いに対向する両端を、右端４１ａ、左端４１ｂと称し、円筒形状の周面を側面部４１ｃと称する。
【００５０】
右端４１ａ、左端４１ｂは、いずれも大きく開口している。具体的には、右端４１ａには、支持部４１ｄ、４１ｆ、４１ｈが、右端４１ａの周端に側面部４１ｃと一体に形成されており、左端４１ｂには、支持部４１ｅ、４１ｇ、４１ｉが、左端４１ｂの周端に側面部４１ｃと一体に形成されている。また、右端４１ａ、左端４１ｂにおいて、支持部４１ｄ等以外の部分が、開口部４６となっている。なお、側面部４１ｃには開口部は形成されていない。従って、筐体４１の内部と外部とは、その右端４１ａ、左端４１ｂに形成された開口部４６を介して連通しており、水などの出入りが自由となっている。
【００５１】
なお、図４（ｂ）に示すように、支持部４１ｄ等の厚みは側面部４１ｃよりも厚くなっており、これにより、支持部４１ｄ等の強度を極端に落とすことなく、開口部４６の開口面積を大きくしている。
【００５２】
一方、筐体４１内部の軸方向のほぼ中央部には、振動板４５を備えている。振動板４５は、筐体４１に備えられたレール４４ａ、４４ｂに沿って自由にスライドして振動できるようになっている。振動板４５は、一般的なスピーカー等の振動板と同様、軽量であり剛性が高く、適度な内部損失があり、圧力波の伝搬速度が高い素材であることが理想である。具体的には、木材パルプ、合成樹脂素材、チタンやアルミ等の金属素材、等が挙げられる。
【００５３】
また、上述したように、右端４１ａ、左端４１ｂに形成されている開口部４６によって外部の水などが筐体４１の内部に出入り可能となっているため、筐体４１の内部に備えられている振動板４５の両面にかかる圧力は外圧と等しくなり、振動板４５は外圧とは無関係に、振動板自体の剛性に応じた力だけで振動することができる。
【００５４】
また、筐体４１の内部には、超磁歪素子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、及び、これらの外周面に駆動コイル４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆが互いに相対変位可能に隙間を空けて巻きつけられて構成される３対の超磁歪アクチュエータが、その変位方向が筐体４１の右端４１ａと左端４１ｂの対向方向と一致するように、振動板４５を挟んで対向して配置されている。また、その超磁歪素子４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆの基端は、それぞれ、支持部４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉに固定されている。
【００５５】
なお、駆動コイル４３ａ等は、駆動回路（図示しない）に接続されており、この駆動回路により駆動コイル４３ａ等に流す電流についての制御が行われる。
【００５６】
すなわち、本実施形態に係る発振器は、基本的な構成及び動作方法は第１の実施形態に係る発振器と同様であるが、超磁歪素子４２ａ等と駆動コイル４３ａ等とにより構成される超磁歪アクチュエータが３対備えられている点が特徴である。これにより、振動板４５を両面から押す力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００５７】
また、図５に示すように、３対の超磁歪アクチュエータは、円板である振動板４５の半径の半分の半径を有する仮想同心円５１上に等間隔に配置されていてもよい。これにより、３対の超磁歪アクチュエータが振動板４５を押す際に、振動板全体をバランス良く押すことができるため、振動板４５が超磁歪アクチュエータによって押されることで破損する可能性が低減される。
【００５８】
なお、本実施形態においては３対の超磁歪アクチュエータを使用する場合を示したが、２対の超磁歪アクチュエータを用いてもよいし、より多くの超磁歪アクチュエータを用いてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態に係る発振器は、発振器に大きい外圧がかかっても圧力波を発振することができ、かつ、小型化が可能であることに加えて、３対の超磁歪アクチュエータを有することで振動板４５を振動させる力が強くなり、振動板をよりスムーズに振動させることができる。
【００６０】
（他の実施形態）
また、上記の実施形態においては、開口部１６等が右端１１ａ等と左端１１ｂ等とに設けられている場合を示したが、開口部１６等は、振動板１５等を挟んで右端１１ａ等側の領域内及び左端１１ｂ等側の領域内であれば、例えば側面部１１ｃなどに形成されていてもよい。
【００６１】
また、上記の実施形態においては、開口部１６等が振動板１５等を挟んで右端１１ａ等側の領域と左端１１ｂ等側の領域とに１つずつ形成されていることとしたが、複数形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態においては、対向する超磁歪アクチュエータ同士は、振動板１５等の振動方向に平行な同一直線上に配置されているが、必ずしもこのように構成されていなくともよい。特に、第２の実施形態のように３対の超磁歪アクチュエータを使用する場合には、例えば、対向する超磁歪アクチュエータが、それぞれ仮想同心円５１の円周上で異なる位置に配置されていてもよい。振動板４５を押す超磁歪アクチュエータが多くなるほど、振動板全体を偏りなく押すこととなるため、対向する超磁歪アクチュエータの位置がずれていても振動板１５等が振動することに対する影響は少ないからである。
【００６３】
また、上記の実施形態においては、振動板１５等は筐体１１等に備えられているレール１４ａ、１４ｂ等に沿って自由にスライドして振動できるようになっているが、振動板１５等がより薄いもの（振動膜）であって、振動板１５等の円周が筐体１１等の内周面に固定されているようになっていてもよい。
【００６４】
また、上記の実施形態においては、発振器の筐体１１等が円柱形状である場合を示したが、他の形状であってもよい。例えば、三角柱、四角柱、等の形状であってもよい。また、振動板１５等の形状についても、上記の実施形態においては円形である場合を示したが、他の形状であってもよい。例えば、三角形、四角形、等の形状であってもよい。
【００６５】
（まとめ）
以上説明したように、本発明によれば、以上説明したように、本発明によれば、大深度の外圧に耐えることができるとともに、低周波数の圧力波を発信することができ、さらに小型化することが可能な発振器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 筐体
１２ 超磁歪素子
１３ 電磁コイル
１４ 皿バネ
１５ 駆動ノブ
１１ 筐体
１１ａ 右端
１１ｂ 左端
１１ｃ 側面部
１１ｄ、１１ｅ 支持部
１２ａ、１２ｂ 超磁歪素子
１３ａ、１３ｂ 駆動コイル
１４ａ、１４ｂ レール
１５ 振動板
１６ 開口部
４１ 筐体
４１ａ 右端
４１ｂ 左端
４１ｃ 側面部
４１ｄ、４１ｅ 支持部
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ 超磁歪素子
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ 駆動コイル
４４ａ、４４ｂ レール
４５ 振動板
４６ 開口部
５１ 仮想同心円
６０ 音波発振器
６１ 振動板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
この筐体内に配設された振動板と、
超磁歪素子及びこれに巻きつけられたコイルからなり、前記振動板を振動させる一対の超磁歪アクチュエータと、
これら一対の超磁歪アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、
前記一対の超磁歪アクチュエータの一方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ一方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設され、他方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ他方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設されていて、前記制御手段によって前記一対の超磁歪アクチュエータが互いに逆相で伸縮することにより前記振動板が振動するようになっており、
そして、前記筐体には、前記一方の領域と筐体外部とを連通させる第一の開口部と、前記他方の領域と筐体外部とを連通させる第二の開口部と、が形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記一対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の振動方向に平行な同一直線にその伸縮方向を一致させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記一対の超磁歪アクチュエータを複数対有する請求項１又は２に記載の発振器。
【請求項４】
前記一対の超磁歪アクチュエータは伸縮方向の長さが同一長であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の発振器。
【請求項５】
前記振動板は円形であり、
前記振動板の振動方向に沿った方向の前記筐体の全長は、前記振動板の直径の２倍以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の発振器。
【請求項６】
前記筐体は、金属で構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の発振器。
【請求項７】
前記コイルは、その周囲が防錆材で包囲されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載の発振器。
【請求項８】
前記振動板は円形であり、
前記複数対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の半分の半径を有する仮想同心円上に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の発振器。
【請求項１】
筐体と、
この筐体内に配設された振動板と、
超磁歪素子及びこれに巻きつけられたコイルからなり、前記振動板を振動させる一対の超磁歪アクチュエータと、
これら一対の超磁歪アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、
前記一対の超磁歪アクチュエータの一方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ一方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設され、他方は、前記筐体内の前記振動板を挟んだ他方の領域においてその振動板と前記筐体との間に配設されていて、前記制御手段によって前記一対の超磁歪アクチュエータが互いに逆相で伸縮することにより前記振動板が振動するようになっており、
そして、前記筐体には、前記一方の領域と筐体外部とを連通させる第一の開口部と、前記他方の領域と筐体外部とを連通させる第二の開口部と、が形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記一対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の振動方向に平行な同一直線にその伸縮方向を一致させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記一対の超磁歪アクチュエータを複数対有する請求項１又は２に記載の発振器。
【請求項４】
前記一対の超磁歪アクチュエータは伸縮方向の長さが同一長であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の発振器。
【請求項５】
前記振動板は円形であり、
前記振動板の振動方向に沿った方向の前記筐体の全長は、前記振動板の直径の２倍以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の発振器。
【請求項６】
前記筐体は、金属で構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の発振器。
【請求項７】
前記コイルは、その周囲が防錆材で包囲されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載の発振器。
【請求項８】
前記振動板は円形であり、
前記複数対の超磁歪アクチュエータは、前記振動板の半分の半径を有する仮想同心円上に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１８２８０４（Ｐ２０１０−１８２８０４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３８１４（Ｐ２００９−２３８１４）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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