(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解可能な環状音響送信アンテナであって、
ほぼ同一の扇形部分（１０２）を構成するためにまとめられた一組の圧電セグメント（１０１）と、該扇形部分の間に楔形状の間隙を画定するためにこれら扇形部分に固定された末端部材（１０６）と、これらの間隙に適合してその間隙内に配置された楔形状の締結キー（１０９）とから構成された、少なくとも１つの予圧リング（２０１）と、全ての扇形部分を保持することを可能とする成形フープ（１０８）と、前記フープに対してセグメントに予圧を与えるために、前記リングの内方に向かって前記締結キーをスライドさせることを可能とする締結手段（１１０〜１１２）とを具備し、
前記締結キーが相互に対面するように、相互に対して重ね合わせられた、一組のほぼ同一の予圧リング（２０１〜２０３）と、該予圧リングと同等の直径を有し、該予圧リングを積み重ねたものの両端にそれぞれ配置される２つの一定断面を有する環状部材（２０７，２０８）と、前記予圧リングを相互に対して押し付けるべく、前記環状部材に取り付けられるように、前記キーにあけられた長手方向の孔（２０５）を介して、重ね合わせられた一組の予圧リングをそれぞれ横切る一組の固定タイロッド（２０６）とを具備することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記リングを積み重ねて構成される筒体の外面および内面をそれぞれ被覆する弾性材料からなる２つのジャケット（２１５，２１６）を具備し、各ジャケットが、前記リングに接触する前記環状部材の表面とは異なる側に配されるこれら環状部材の表面に形成された周溝（２１３，２１４）に固定されるリム（２１７，２１８）を、それぞれ具備することを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記リムを前記周溝内に維持するために、前記環状部材の前記表面にそれぞれ固定される２つのリング状フランジ（２１９，２２０）をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記重ね合わせた予圧リングの間に挿入される絶縁リング（２０４）を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
前記予圧リングを、それらを支持する構造から音響的に切り離すために、前記環状部材とこれら環状部材の下に配置された絶縁リングとの間に、弾性材料からなるリング（２１１）をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記固定タイロッド（２０６）がネジからなり、その頭部が前記環状部材の一方の外面に接触し、他端にネジが形成され、かつ、該他端が、他方の環状部材の内面にあけられた盲ネジ孔に締結されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項７】
アンテナのフィードコネクタ（２２４）と、アンテナのインフレーションノズル（２２６）とが、アンテナの内部保護ジャケット（２１６）の外面に固定される弾性サポート（２２５，２２７）に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、リング状の分解可能な音響送信アンテナに関するものである。そのようなアンテナは、特に、長距離低周波ソナーに有用である。
【０００２】
１９９４年１２月２３日に、トムソン・セーエスエフ社により出願され、１９９６年６月４日に公開された（仏国出願公開第２７２８７５５号）「予圧されたリング状音響変換器」と題された仏国特許出願第９４１５５８７号によれば、圧電送信リングが、フープを形成する金属製または複合材料性環状部材の内部に配置されるセグメントの形態で製造されることを特徴とするこの種の変換器が知られている。これらのセグメントは、楔形状の金属製部品によって相互に分離されている。
【０００３】
楔形状部品は、ネジを含む装置により、リングの中心に向かって移動可能であり、これによって、各セグメントを相互に離間させることができる。したがって、これらセグメントは、フープを構成する環状部品に対して押し付けられ、全てのセグメントの予圧が達成される。この構造の主な利点は、それによって、例えば、欠陥部分を交換することができるように、この装置を非常に容易に、完全に分解することを可能としている点である。さらに、ネジを調節することにより、所望の特性が得られるまで（したがって、特性は、この操作中に連続して測定される）、予圧を極めて簡易に調節することができる。
【０００４】
そのような送信変換器は、比較的広範な範囲内の寸法で容易に製造することができる。しかしながら、機械的および音響的の両方の理由から、比較的大きな高さを有するこの種の変換器を製造することは困難である。
【０００５】
したがって、この種の変換器に印加される低周波数範囲において必要であることが知られている十分な送信電力を得るために、同種の別個の変換器を複数用いることが必要である。このことは、例えば、複数の変換器を、所望の音響特性を得るために好適な間隔で保持する共通のフレームに固定することにより行われる。もちろん、そのようなフレームの存在は、変換器自体により構成される必要機能部分に対して不必要な部分を増大させるものである。
【０００６】
一定の場合には、例えば、船体ソナーにとっては、このことはあまり大きな欠点を与えるものではない。これに対して、他の場合、特に、送信アンテナがボートによって牽引される物体に配置されている場合には、牽引物を減らすこと、および、牽引ケーブルの操作を容易にすることの両方のために、牽引ケーブルの重量を低減するために、最低限の重量とすることが必要である。
【０００７】
この不必要な部分を低減可能とするために、この発明は、ほぼ同一の扇形部材を形成するようにまとめられた１組の圧電セグメントからなる少なくとも１つの予圧リングと、これらの扇形部材の間隙を楔形状に画定するためにこれらの扇形部分に固定された末端部材と、これらの間隙に適合するように形成されて、それらの間隙内に配置された楔形状の締結キーと、全ての扇形部材を保持することを可能とする成形フープと、該フープに対して前記セグメントを予圧するために前記リングの内部に向かって前記締結キーをスライドさせることを可能とする手段とを具備し、前記締結キーが相互に対面するように相互に重ね合わせられた、一組のほぼ同一のリングと、前記予圧リングと同一の直径を有し、リングを重ね合わせたものの両端にそれぞれ配置された２つの一定断面を有する環状部材と、前記リングを相互に押し付けるべく、前記環状部材に固定されるように、これらのキーに形成された長手方向の孔を介して、前記一群の重ね合わせたキーをそれぞれ横切る一組の固定タイロッドとを具備している。
【０００８】
他の特徴によれば、前記リングの積み重ねによって形成された筒体の外面および内面をそれぞれ覆う弾性材料からなる２つのジャケットを具備し、各々が、予圧リング側のこれらの環状部材の側面とは異なる側に配置された環状部材の表面に形成された周溝に固定されるリムを具備している。
【０００９】
他の特徴によれば、さらに、前記リムを前記周溝内に維持するように、環状部材の前記表面上にそれぞれ固定される２つのリング状フランジを具備している。
【００１０】
他の特徴によれば、重ね合わせられた予圧リング間に挿入される絶縁リングを具備している。
他の特徴によれば、前記予圧リングをそれらを支持する構造体から音響的に切り離すために、前記環状部材とこれらの環状部材の下に配置された絶縁リングとの間に挟まれる弾性材料からなるリングをさらに具備している。
【００１１】
他の特徴によれば、前記固定タイロッドがネジを構成し、その頭部が環状部材の内の一方の外面に当接し、タイロッドの他端にネジが形成され、他の環状部材の内面に穿孔された盲ネジ孔内に締結されている。
【００１２】
他の特徴によれば、アンテナのフィードコネクタおよびアンテナのインフレーションノズルが、アンテナの内部保護ジャケットの外面に固定された弾性サポート上に固定されている。この発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して、限定しない例により与えられる以下の説明において明確になる。
【００１３】
−  図１は、従来技術に係る基本リングを示す斜視図である。
−  図２は、この発明に係るアンテナの一部を破断した斜視図である。
−  図３は、リングの締結キーと、これに組み合わせられる組立タイロッドを示す斜視図である。
−  図４は、基本リングの組立を可能とする２つの端部環状部材を示す縦断面図である。
【００１４】
図１には、この発明に係るアンテナの組立体によって、得ることができる基本リングを示している。このリングは、上記において引用した特許出願に開示されたものと一致している。
【００１５】
このリングの必要機能部分は、円形のリングの扇形部分１０２を構成するように、相互に交互に極性を配した圧電セラミックから構成された一組の台形セグメント１０１によって構成されている。
【００１６】
これらの扇形部分は、フープ１０８の内部に組み立てられ、フープは、放射方向に対称の態様で音波を送信すべく、円形リングの形状を達成するために、これら扇形部分を保持することができる。これらの扇形部分をフープ内で所定の位置に維持するために、キー１０９によって分離された２つの楔部材１０６により構成された組立体を、これら扇形部分の端部間に配置している。前記楔部材１０６は、前記リングの内側に面する長辺と、フープに面する短辺とを有している。
【００１７】
キー１０９は前記リングの内側に面する短辺と、フープに面する長辺とを有している。これらのキー１０９は、短辺に、座金１１２を用いてネジ１１１が締結されたネジ孔１１０を具備している。これらの座金は、キー１０９の短辺を超えて突出するように十分に広いものであり、楔部材１０６の長辺に当接している。このようにして、ネジ１１１を締結することにより、キー１０９がリングの内側に向かってスライドさせられる一方、楔部材１０６がフープ１０８に対して押し付けられた状態に維持される。したがって、楔部材１０６は、セグメント１０２を圧縮することによってフープ１０８の内面から離間し、セグメント１０２をフープ１０８の内面に対して押し付ける。
【００１８】
この発明によれば、上述したような一定数のリングが、特に、劣化なしに利用可能な電力のような送信特性が望ましいものとなる送信シリンダを得るために、相互に重ね合わせて配置されている。図２に示す例では、３つのリング２０１〜２０３が使用されている。
【００１９】
これらのリング間の電気的絶縁を確実にする一方、正確な音響結合を保証するために、必要な特性を有する材料、例えば、商標名「デルリン」で知られるプラスチック材料から製造される絶縁層２０４がリング間に挟まれる。約１ｍｍの厚さのそのような材料により、所望の特性を得ることができる。
【００２０】
リングは、作動セグメント１０２が相互に連続して重なるように、相互に重ね合わせて配置され、このことは、楔部材１０６とキー１０９とが、それら自体で相互に対して重ね合わせられることを意味している。
【００２１】
それらのリングを一緒に組み合わせるために、図３に示されるように、長手方向の孔２０５が、キー１０９内に、キーごとに１つ、これらのキーの上面と下面とを連通するように形成される。ネジ孔１１０は、以下に説明される組立体と干渉しないように、孔２０５内に貫通しない十分に浅い深さのものである。
【００２２】
したがって、重ね合わせられたキーの各孔２０５は、相互に整列し、それらを通して組立タイロッド２０６を通過させることができ、これらのリングをしっかりと連結することができる。
【００２３】
このために、２つの環状部材２０７，２０８は、送信リング２０１〜２０３と接触するそれらの面が平坦であり、かつ、他側に配置された面が、以下に説明される機能を奏する溝を有する輪郭形成された形状を有するように機械加工されている。好ましい実施形態において、下側の環状部材２０８の輪郭には、ネジの形態をして、その頭部がこの環状部材２０８の外面に当接するタイロッド２０６を貫通させることができるように、リング２０３の孔２０５に対面する孔が穿孔されている。
【００２４】
タイロッド２０６の他端には、ネジが形成されており、該ネジは、タイロッド２０６と垂直な環状部材２０７の輪郭に穿孔された盲ネジ孔２０９内に締結されている。この構成方法は、最も簡易であるが、例えば、環状部材２０７の上面に開口する孔とネジ２０６に締結されるナット、または、両端にネジが形成された棒と組立体を固定するために両端に締結されたナットのような他の変形例を用いることも可能である。
【００２５】
この実施形態において、環状部材２０７，２０８のセグメントを絶縁するために、電気的な観点から、リング２０４と同一のリング２０９，２１０が使用され、音響的観点からは、これらの環状部材を送信圧電セグメントから引き離す、比較的厚い弾性材料、例えば、厚さ４ｍｍのゴムからなるリング２１１，２１２が使用される。
【００２６】
図２において、これらのリングは、特に、キー１０９の位置における、層の重ね合わせを示すために切断して示されている。単一のゴムリングも、十分な絶縁ゴムの変形例を選択することにより使用することができる。
【００２７】
したがって、環状部材２０７，２０８は、ゴム製リング上に押し付けることができる平坦な下面と、外部周溝２１３および内部周溝２１４を有する上面とを有している。
【００２８】
この組立体の外面および内面は、外部の物質、特に、装置が沈められなければならない海水に対して、積層リングの液密性を保証するためのジャケットを構成するゴムからなる２つの層２１５，２１６によってそれぞれ被覆されている。これらのジャケットは、それらの端部に、前記溝２１３，２１４にそれぞれ引っかかる、例えば、機械加工または成形により得られるリム２１７，２１８を有している。
【００２９】
変形例として、さらに良好な液密性を達成するために、これらのリムとこれらの溝との間の連結長さを増加させるべく、ジャケットのリムの適当な形に適合される複数の連続した溝を有する形材を使用することもできる。液密性自体は、ネジ２２１によって環状部材２０７，２０８に組み付けられるリング状の上部固定フランジ２１９および下部固定フランジ２２０からなる２つの固定フランジによって、リムを溝内に押圧することにより達成される。
【００３０】
この実施形態において、これらのフランジは、各フランジを、蓋のように固定することにより、対応する形材に、容易に芯合わせすることができるように、前記環状部材２０７，２０８の上面に、前記溝２１３と同心に形成された中央円環状凸部２２３に接触する中央肩部２２２を有している。変形例として、不必要部分の重量を可能な限り低減すべく、溝２１４に対する溝２１３の高さの相違に対応した内部の過度の厚さ部分２３０をなくすために、リングを機械加工することも可能である。
【００３１】
リング２０１〜２０３のセグメントに、電気的な励起信号を供給することを可能にするために、例えば、ゴムのような、内部ジャケット２１６と同じ材料から構成された取付部品２２５内に配置される多線コネクタ２２４が使用される。この取付部品は、変換器の内部空間に突出するような方法で、この内筒の外面に固定される。固定は、この種の材料からなる部品を接続するための任意の周知手段、例えば、加硫によって行われる。
同様にして、変換器の内部空間に、適当な液体、例えば、オイルを充填可能とするバルブ２２６が、内部ジャケット２１６に取付部品によって固定される。
【００３２】
そのような送信アンテナの一実施形態においては、各々が、ほぼ４５０ｍｍおよび６００ｍｍの内径と外径を有する１４個のセグメントを具備する３つのリングが組み立てられている。この装置の全体部分に対する必要機能部分の比率は、７５％より大きく、これは特に優れた値である。さらに、このようにして構成されたアンテナは、完全に分解および再組立することができ、欠陥があることがわかったセグメントを容易かつ迅速に交換することができる。
【００３３】
アンテナをそのサポート、例えば、魚引(towed fish)保持構造に取り付けるために、２つのフランジ２１９，２２０の内の一方または他方が使用される。この場合には、ゴムの層２１１がこの構造からアンテナを音響的に切り離すことを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術に係る基本リングを示す斜視図である。
【図２】  この発明に係るアンテナの一部を破断した斜視図である。
【図３】  リングの締結キーと、これに組み合わせられる組立タイロッドを示す斜視図である。
【図４】  基本リングの組立を可能とする２つの端部環状部材を示す縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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