JP2009147872A - Underwater sound source device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an underwater sound source device that prevents gas from entering a hydraulic system. <P>SOLUTION: The underwater sound source device includes an internal atmospheric control means 8 of balancing internal atmospheric pressure with external water pressure, an oil pressure balancing device 10 which balances the working oil pressure in a working oil tank 9 with the external water pressure, an inner sealing member 12 disposed on the side of a cylinder chamber of a piston passage 11 of a cylinder 6, an outer sealing member 13 disposed on the side of an opening of the piston passage 11, a drain circuit 14 extending from between the sealing members 12 and 13 to a working oil tank 9, and a drain control valve 15 which opens the drain circuit 14 only when the working oil pressure between the sealing members 12 and 13 is higher than the internal atmospheric pressure in the enclosure 2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧系への気体の浸入を防止する水中音源装置に関する。   The present invention relates to an underwater sound source device that prevents gas from entering a hydraulic system.

海洋・湖沼・河川などにおいて音響を用いて、様々の学術・技術的調査を行うことができる。例えば、水中で音波を放射したとき反射して返ってくる音波を測定して水底の地形や水底を構成する物質の性状を調べることができる。   Various academic and technical surveys can be conducted using sound in the ocean, lakes, rivers, etc. For example, it is possible to investigate the topography of the bottom of the water and the properties of the substances constituting the bottom by measuring the sound waves that are reflected and returned when the sound waves are emitted in water.

この目的に使用される音源装置は、水中音源装置と呼ばれ、エンクロージャの開口部に振動板を取り付け、エンクロージャの内部には振動板を加振する油圧式アクチュエータを設け、水中において振動板を振動させることで水中に音波を放射する。音波の周波数が低周波である場合、水中においてこのような低周波で振動板を加振するために、油圧式アクチュエータには油圧で往復運動するものが使用される。   The sound source device used for this purpose is called an underwater sound source device. A diaphragm is attached to the opening of the enclosure, and a hydraulic actuator that vibrates the diaphragm is provided inside the enclosure so that the diaphragm is vibrated in water. Radiates sound waves into the water. When the frequency of the sound wave is low, in order to vibrate the diaphragm at such a low frequency in water, a hydraulic actuator that reciprocates hydraulically is used.

水中音源装置は、水中に浸漬した状態で使用されるため、高い水圧にさらされる。この水圧に対抗するために、エンクロージャは空気あるいは窒素ガスによる内部気圧を高圧にさせて内部気圧を外部水圧と均衡させる。   Since the underwater sound source device is used while being immersed in water, it is exposed to high water pressure. In order to counteract this water pressure, the enclosure makes the internal pressure of air or nitrogen gas high to balance the internal pressure with the external water pressure.

一方、振動板も高い水圧に抗して振動させる必要があるので、油圧式アクチュエータの動作油も高圧にさせて動作油圧を外部水圧と均衡させる。このとき、動作油の均圧装置は、動作油の温度変化による体積変化を吸収する機能を併せ持つ。   On the other hand, since it is necessary to vibrate the diaphragm against high water pressure, the operating oil of the hydraulic actuator is also made high to balance the operating oil pressure with the external water pressure. At this time, the operating oil pressure equalizing apparatus also has a function of absorbing a volume change due to a temperature change of the operating oil.

ところで、油圧式アクチュエータは、振動板に連結されたピストンロッドと、該ピストンロッドが挿通されたシリンダとを備え、該シリンダの室内へ動作油を給排することにより、上記ピストンロッドをストロークさせて振動板を加振するようになっている。このために、シリンダには、ピストンロッドをストローク自在に保持するピストン通路が形成されている。ピストンロッドは、ピストン通路を通って動作油が充満されたシリンダ室と気体雰囲気のエンクロージャ内とを行き来する。   By the way, the hydraulic actuator includes a piston rod connected to the diaphragm and a cylinder through which the piston rod is inserted, and strokes the piston rod by supplying and discharging operating oil into the chamber of the cylinder. The diaphragm is vibrated. For this purpose, the cylinder is formed with a piston passage for holding the piston rod in a freely strokeable manner. The piston rod moves back and forth between the cylinder chamber filled with the working oil and the gas atmosphere enclosure through the piston passage.

このような油圧式アクチュエータにおいては、ピストン通路を伝って作動油がエンクロージャ内に漏れないように、ピストン通路にシール部材を設けるのが好ましい。シール部材の製造会社が推奨するシール方式は、ピストン通路の2箇所にシール部材を設置するダブルシールと呼ばれる方式である。そして、ダブルシール方式を採用するときは、2箇所のシール部材の間にドレン回路を接続してシール部材間に溜まる動作油を排出することが必要とされている(非特許文献1,2)。ドレン回路は、動作油タンクに通じており、シール部材間の動作油をそのまま動作油タンクに導くものである。   In such a hydraulic actuator, it is preferable to provide a seal member in the piston passage so that hydraulic oil does not leak into the enclosure through the piston passage. The seal method recommended by the manufacturer of the seal member is a method called double seal in which seal members are installed at two locations in the piston passage. And when employ | adopting a double seal system, it is necessary to connect a drain circuit between two seal members, and to discharge the operating oil which accumulates between seal members (nonpatent literatures 1 and 2). . The drain circuit communicates with the operating oil tank and guides the operating oil between the seal members to the operating oil tank as it is.

特開平8−251687号公報JP-A-8-251687 NOK株式会社カタログ Cat.No.035−06−99NOK Corporation Catalog Cat. No. 035-06-99 NOK CORPORATIONカタログ Cat.No.038−12−99NOK CORPORATION catalog Cat. No. 038-12-99

本発明者は、水中音源装置の油圧式アクチュエータに対して製造会社の推奨のとおりダブルシール方式を採用すると共にドレン回路を設置するものである。   The present inventor adopts the double seal method and installs the drain circuit as recommended by the manufacturer for the hydraulic actuator of the underwater sound source device.

ところが、水中音源装置の場合には、一般的な油圧装置にはない特殊な問題があることが分かった。すなわち、一般的な油圧装置は大気中に設置されて稼働する。これに対して水中音源装置は、前述のように、動作油圧を外部水圧と均衡させていると共に、その一方で外部水圧と同等の高圧に制御されたエンクロージャ内雰囲気中で油圧式アクチュエータが稼働する。   However, in the case of an underwater sound source device, it has been found that there are special problems that are not found in general hydraulic devices. That is, a general hydraulic device is installed and operated in the atmosphere. On the other hand, as described above, the underwater sound source device balances the operating hydraulic pressure with the external water pressure, and on the other hand, the hydraulic actuator operates in an atmosphere inside the enclosure controlled to a high pressure equivalent to the external water pressure. .

図4に示されるように、油圧式アクチュエータのシリンダ6には、ピストンロッド5をストローク自在に保持するピストン通路11が形成されており、ピストン通路11のシリンダ室側に内側シール部材12が配置され、ピストン通路11の開口部側に外側シール部材13が配置されている。ドレン回路14はピストン通路11の内側シール部材12と外側シール部材13との間から動作油タンク9に至る。   As shown in FIG. 4, the cylinder 6 of the hydraulic actuator is formed with a piston passage 11 that holds the piston rod 5 in a strokeable manner, and an inner seal member 12 is disposed on the cylinder chamber side of the piston passage 11. The outer seal member 13 is disposed on the opening side of the piston passage 11. The drain circuit 14 reaches the working oil tank 9 from between the inner seal member 12 and the outer seal member 13 of the piston passage 11.

エンクロージャ2の内部気圧をPe、動作油タンク9における動作油圧をPtとする。2箇所のシール部材12,13間と動作油タンク9とがドレン回路14によって連通しているので、2箇所のシール部材12,13間における動作油圧は動作油タンク9における動作油圧Ptと同じである。   The internal pressure of the enclosure 2 is Pe, and the operating oil pressure in the operating oil tank 9 is Pt. The operating oil pressure between the two seal members 12 and 13 and the operating oil tank 9 are communicated by the drain circuit 14 so that the operating oil pressure between the two seal members 12 and 13 is the same as the operating oil pressure Pt in the operating oil tank 9. is there.

エンクロージャ2の内部気圧Peは内部気圧調節手段(図示せず)によって、動作油タンク9における動作油圧Ptは油圧均圧装置(図示せず)によって、それぞれ外部水圧と均衡させている。しかし、これら2つの圧力Pe,Ptはそれぞれ別の系統によって制御されているので、全く同じ圧力になるとは限らない。ここで、エンクロージャ2の内部気圧Peが動作油タンク9における動作油圧Ptよりも高いとする。   The internal air pressure Pe of the enclosure 2 is balanced with the external water pressure by an internal air pressure adjusting means (not shown) and the operating oil pressure Pt in the operating oil tank 9 is balanced by a hydraulic pressure equalizing device (not shown). However, since these two pressures Pe and Pt are controlled by different systems, they are not necessarily the same pressure. Here, it is assumed that the internal pressure Pe of the enclosure 2 is higher than the operating oil pressure Pt in the operating oil tank 9.

図4に示されるように、エンクロージャ2内の内部気体がピストン通路11から外側シール部材13を抜けてドレン回路14に入る。内側シール部材12や外側シール部材13は、本来、油分を封止するためのものであり、材質や性状がその目的に適合する仕様となっており、気体を封止するようには構成されていない。このため圧力差によって気体が浸入することは避けられない。このようにしてドレン回路14に入った気体は動作油タンク9に入る(破線矢印で気体の流入経路を示す)。   As shown in FIG. 4, the internal gas in the enclosure 2 passes through the outer seal member 13 from the piston passage 11 and enters the drain circuit 14. The inner seal member 12 and the outer seal member 13 are originally for sealing oil, and the material and properties are adapted to the purpose and are configured to seal gas. Absent. For this reason, it is inevitable that gas enters due to the pressure difference. Thus, the gas that has entered the drain circuit 14 enters the hydraulic oil tank 9 (the gas inflow path is indicated by a broken-line arrow).

前述したように、動作油の均圧装置は、動作油の温度変化による体積変化を吸収する機能を併せ持つ。温度によらず体積が一定になるよう調整することによって油圧式アクチュエータにおいて適正なストローク範囲が確保できる。しかし、密閉構造で動作油が充満された動作油タンクに気体が流入すると、動作油に見込み以上の体積変化が生じたのと等価な事態となる。このため、均圧装置の体積変化吸収機能が不全になり、油圧式アクチュエータにおけるストローク制御に不具合が生じる。また、動作油に見込み以上の体積変化が生じると、動作油タンクの破損の原因となる。さらに、油圧ポンプが気体を吸入してしまうと、キャビテーションの原因となる。   As described above, the pressure equalizing device for operating oil also has a function of absorbing a volume change due to a temperature change of the operating oil. By adjusting the volume to be constant regardless of the temperature, an appropriate stroke range can be secured in the hydraulic actuator. However, when a gas flows into the working oil tank filled with the working oil in a sealed structure, a situation equivalent to an unexpected volume change in the working oil occurs. For this reason, the volume change absorbing function of the pressure equalizing device becomes insufficiency, and a problem occurs in stroke control in the hydraulic actuator. Moreover, if the volume change beyond expectation arises in hydraulic fluid, it will cause a failure | damage of a hydraulic fluid tank. Furthermore, if the hydraulic pump sucks gas, it causes cavitation.

このように、水中音源装置では、エンクロージャの内部気圧Peを内部気圧調節手段により、動作油タンクにおける動作油圧Ptを油圧均圧装置により、それぞれ外部水圧と均衡させているため、一般的な油圧装置にはない特殊な問題として、外側シール部材からの気体の浸入によって油圧式アクチュエータに不具合が生じる。   In this way, in the underwater sound source device, the internal air pressure Pe of the enclosure is balanced with the external water pressure by the internal air pressure adjusting means, and the operating oil pressure Pt in the operating oil tank is balanced with the external water pressure, respectively. As a special problem that does not exist, a malfunction occurs in the hydraulic actuator due to gas intrusion from the outer seal member.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、油圧系への気体の浸入を防止する水中音源装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an underwater sound source device that solves the above-described problems and prevents gas from entering the hydraulic system.

上記目的を達成するために本発明は、水中に浸漬される中空のエンクロージャと、該エンクロージャに形成された開口部を塞ぐ振動板と、上記エンクロージャ内に配置され上記振動板に連結されたピストンロッドと、該ピストンロッドが挿通されたシリンダとを備え、該シリンダの室内へ動作油を給排することにより、上記ピストンロッドをストロークさせて上記振動板を加振して水中に音波を放射する水中音源装置において、上記エンクロージャの内部気圧を外部水圧と均衡させるための内部気圧調節手段と、上記動作油を満たした動作油タンクと、該動作油タンク内の動作油圧を外部水圧と均衡させるための油圧均圧装置と、上記シリンダの上記ピストンロッドをストローク自在に保持するピストン通路のシリンダ室側から開口部側までに配置され、動作油漏れを防止する複数のシール部材と、上記ピストン通路のシール部材間から上記動作油タンクに至るドレン回路と、上記シール部材間の動作油圧がエンクロージャの内部気圧よりも高いときのみ上記ドレン回路を開通させるドレン規制弁と、を備えたものである。   In order to achieve the above object, the present invention includes a hollow enclosure immersed in water, a diaphragm that closes an opening formed in the enclosure, and a piston rod that is disposed in the enclosure and connected to the diaphragm. And a cylinder through which the piston rod is inserted, and by supplying and discharging operating oil to and from the chamber of the cylinder, the piston rod is stroked to excite the diaphragm and radiate sound waves into the water. In the sound source device, the internal air pressure adjusting means for balancing the internal air pressure of the enclosure with the external water pressure, the operating oil tank filled with the operating oil, and the operating oil pressure in the operating oil tank for balancing the external oil pressure From the cylinder chamber side to the opening side of the hydraulic pressure equalizing device and the piston passage that holds the piston rod of the cylinder in a strokeable manner A plurality of seal members arranged to prevent leakage of operating oil, a drain circuit extending from between the seal members of the piston passage to the operating oil tank, and only when the operating hydraulic pressure between the seal members is higher than the internal pressure of the enclosure And a drain regulating valve for opening the drain circuit.

上記ドレン規制弁は、リリーフ弁、チェック弁、絞り弁等の油圧抵抗を有する弁からなり、上記シール部材間の動作油圧が上記動作油タンクの動作油圧よりも所定の圧力高いときのみ開通してもよい。   The drain regulating valve is a valve having a hydraulic resistance such as a relief valve, a check valve, a throttle valve, etc., and is opened only when the operating oil pressure between the seal members is higher than the operating oil pressure of the operating oil tank. Also good.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)油圧系への気体の浸入を防止することができる。   (1) Gas intrusion into the hydraulic system can be prevented.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここでは、シール部材が内側シール部材と外側シール部材の2個である場合について説明する。   Here, a case where there are two seal members, an inner seal member and an outer seal member, will be described.

図1に示されるように、本発明に係る水中音源装置1は、水中に浸漬される中空のエンクロージャ2と、エンクロージャ2に形成された開口部3を塞ぐ振動板4と、エンクロージャ2内に配置され振動板4に連結されたピストンロッド5と、ピストンロッド5が挿通されたシリンダ6とを備え、シリンダ6の室内へ動作油7を給排することにより、ピストンロッド5をストロークさせて振動板4を加振して水中に音波を放射する水中音源装置1において、エンクロージャ2の内部気圧を外部水圧と均衡させるための内部気圧調節手段8と、動作油7を満たした動作油タンク9と、動作油タンク9内の動作油圧を外部水圧と均衡させるための油圧均圧装置10と、シリンダ6のピストンロッド5をストローク自在に保持するピストン通路11のシリンダ室側に配置され、動作油漏れを防止する内側シール部材12と、ピストン通路11の開口部側に配置され、動作油漏れを防止する外側シール部材13と、ピストン通路11の内側シール部材12と外側シール部材13との間から動作油タンク9に至るドレン回路14と、内側シール部材12と外側シール部材13間の動作油圧がエンクロージャ2の内部気圧よりも高いときのみドレン回路14を開通させるドレン規制弁15と、を備えたものである。   As shown in FIG. 1, an underwater sound source device 1 according to the present invention includes a hollow enclosure 2 that is immersed in water, a diaphragm 4 that closes an opening 3 formed in the enclosure 2, and an enclosure 2. And a piston rod 5 connected to the diaphragm 4 and a cylinder 6 through which the piston rod 5 is inserted. By supplying and discharging the working oil 7 to and from the chamber of the cylinder 6, the piston rod 5 is caused to stroke and the diaphragm In the underwater sound source device 1 that oscillates 4 and emits sound waves into the water, an internal air pressure adjusting means 8 for balancing the internal air pressure of the enclosure 2 with the external water pressure, a working oil tank 9 filled with the working oil 7, A hydraulic pressure equalizing device 10 for balancing the hydraulic pressure in the hydraulic oil tank 9 with the external water pressure, and a piston passage 11 for holding the piston rod 5 of the cylinder 6 in a freely strokeable manner. An inner seal member 12 that is disposed on the side of the Linda chamber and prevents leakage of operating oil, an outer seal member 13 that is disposed on the opening side of the piston passage 11 and prevents leakage of operating oil, and an inner seal member 12 of the piston passage 11. The drain circuit 14 extending from between the outer seal member 13 to the operating oil tank 9 and the drain circuit 14 is opened only when the operating hydraulic pressure between the inner seal member 12 and the outer seal member 13 is higher than the internal pressure of the enclosure 2. A drain regulating valve 15.

エンクロージャ2の開口部3と振動板4との間には、振動板4の振動を許容しつつ水密を保持するダイヤフラム等の可撓性シール部材16が設けられている。   Between the opening 3 of the enclosure 2 and the diaphragm 4, a flexible seal member 16 such as a diaphragm that allows the diaphragm 4 to vibrate and maintains watertightness is provided.

シリンダ6の内部は、ピストンロッド5と一体化されたピストンヘッド17により、前部シリンダ室18と後部シリンダ室19に区画されている。シリンダ6には、前部シリンダ室18と後部シリンダ室19に動作油を給排するサーボ弁20が取り付けられている。サーボ弁20が前部シリンダ室18に動作油を供給すると前部シリンダ室18の体積が増加してピストンヘッド17が後方(図示右方向)へ移動し、ピストンロッド5が後方へストロークする。サーボ弁20が後部シリンダ室19に動作油を供給すると後部シリンダ室19の体積が増加してピストンヘッド17が前方(図示左方向)へ移動し、ピストンロッド5が前方へストロークする。これらピストンロッド5、シリンダ6、サーボ弁20は、振動板4を加振するための油圧式アクチュエータを構成する。   The inside of the cylinder 6 is partitioned into a front cylinder chamber 18 and a rear cylinder chamber 19 by a piston head 17 integrated with the piston rod 5. The cylinder 6 is provided with a servo valve 20 for supplying and discharging operating oil to and from the front cylinder chamber 18 and the rear cylinder chamber 19. When the servo valve 20 supplies operating oil to the front cylinder chamber 18, the volume of the front cylinder chamber 18 increases, the piston head 17 moves rearward (rightward in the figure), and the piston rod 5 strokes rearward. When the servo valve 20 supplies operating oil to the rear cylinder chamber 19, the volume of the rear cylinder chamber 19 increases, the piston head 17 moves forward (leftward in the figure), and the piston rod 5 strokes forward. The piston rod 5, the cylinder 6, and the servo valve 20 constitute a hydraulic actuator for exciting the diaphragm 4.

動作油タンク9は密閉型のものであり、動作油タンク9内には、動作油7中に油圧ポンプ21が設けられている。油圧ポンプ21からサーボ弁20まで給油配管22が設けられ、サーボ弁20から動作油タンク9内まで戻り配管23が設けられている。   The hydraulic oil tank 9 is a closed type, and a hydraulic pump 21 is provided in the hydraulic oil 7 in the hydraulic oil tank 9. An oil supply pipe 22 is provided from the hydraulic pump 21 to the servo valve 20, and a return pipe 23 is provided from the servo valve 20 to the inside of the working oil tank 9.

油圧均圧装置10は、動作油タンク9に対して隘路を介して連通する拡縮チャンバを備える。外部水圧一定のとき動作油7が熱膨張すると動作油タンク9から拡縮チャンバに動作油7が流入し、動作油7が熱収縮すると拡縮チャンバから動作油タンク9に動作油7が流入することで、動作油7の体積変化分が拡縮チャンバ内の油量変化に充てられるようになっている。また、温度一定のとき、外部水圧が高くなると拡縮チャンバから動作油タンク9に動作油7が流入し、外部水圧が低くなると動作油タンク9から拡縮チャンバに動作油7が流入することで、動作油圧は常に外部水圧と均衡するようになっている。   The hydraulic pressure equalizing apparatus 10 includes an expansion / contraction chamber that communicates with the working oil tank 9 via a bottleneck. When the operating oil 7 is thermally expanded when the external water pressure is constant, the operating oil 7 flows into the expansion / contraction chamber from the operating oil tank 9, and when the operating oil 7 is thermally contracted, the operating oil 7 flows into the operating oil tank 9 from the expansion / contraction chamber. The volume change of the operating oil 7 is used for the oil amount change in the expansion / contraction chamber. In addition, when the external water pressure increases, the operating oil 7 flows into the operating oil tank 9 from the expansion / contraction chamber, and when the external water pressure decreases, the operating oil 7 flows from the operating oil tank 9 into the expansion / contraction chamber. The hydraulic pressure is always balanced with the external water pressure.

内部気圧調節手段8は、高圧の気体を貯留するガスボンベ24と、ガスボンベ24からエンクロージャ2内へ気体を導入する給気弁25と、エンクロージャ2内から水中へ気体を排出する排気弁26とを有する。また、内部気圧調節手段8は、エンクロージャ2外の水圧を検出する水圧センサ(図示せず)、エンクロージャ2内の気圧を検出する気圧センサ(図示せず)、その水圧と気圧の差に応じて給気弁25、排気弁26を制御してエンクロージャ2の内部気圧を外部水圧と均衡させる制御部(図示せず)を有する。   The internal air pressure adjusting means 8 includes a gas cylinder 24 that stores high-pressure gas, an air supply valve 25 that introduces gas from the gas cylinder 24 into the enclosure 2, and an exhaust valve 26 that exhausts gas from the enclosure 2 into water. . Further, the internal air pressure adjusting means 8 includes a water pressure sensor (not shown) for detecting the water pressure outside the enclosure 2, an air pressure sensor (not shown) for detecting the air pressure inside the enclosure 2, and the difference between the water pressure and the air pressure. A control unit (not shown) that controls the air supply valve 25 and the exhaust valve 26 to balance the internal air pressure of the enclosure 2 with the external water pressure.

内側シール部材12及び外側シール部材13は、公知の油圧機器用シール部材であり、例えば、Oリングとレアフロンリングを組み合わせて構成される。ピストン通路11の2箇所にこれらのシール部材12,13を設置することでダブルシールが構成されている。ドレン回路14は、これらダブルシールを構成する内側シール部材12と外側シール部材13との間に溜まる動作油を動作油タンク9に排出することによって、ダブルシールの動作油封止機能を低下させないようにするためのものである。   The inner seal member 12 and the outer seal member 13 are known hydraulic device seal members, and are configured by combining, for example, an O-ring and a rare freon ring. A double seal is configured by installing these seal members 12 and 13 at two locations of the piston passage 11. The drain circuit 14 discharges the working oil accumulated between the inner seal member 12 and the outer seal member 13 constituting the double seal to the working oil tank 9 so as not to deteriorate the working oil sealing function of the double seal. Is to do.

本発明においては、このドレン回路14中にドレン規制弁15が設置されている。ドレン規制弁15は、リリーフ弁、チェック弁、絞り弁等の油圧抵抗を有する弁からなり、内側シール部材12外側シール部材13間の動作油圧が動作油タンク9の動作油圧よりも所定の圧力高いときのみ開通するようになっている。   In the present invention, a drain regulating valve 15 is installed in the drain circuit 14. The drain regulating valve 15 is a valve having hydraulic resistance such as a relief valve, a check valve, a throttle valve, etc., and the operating oil pressure between the inner seal member 12 and the outer seal member 13 is higher than the operating oil pressure of the operating oil tank 9 by a predetermined pressure. Only when it is open.

次に、本発明の水中音源装置1の動作を説明する。   Next, the operation of the underwater sound source device 1 of the present invention will be described.

油圧式アクチュエータにおいてサーボ弁20がシリンダ6の室内へ動作油7を給排することにより、ピストンロッド5が前後にストロークする。ピストンロッド5によって振動板4が加振されることにより、水中に音波が放射される。   In the hydraulic actuator, the servo valve 20 feeds / discharges the working oil 7 into / from the cylinder 6, so that the piston rod 5 strokes back and forth. When the diaphragm 4 is vibrated by the piston rod 5, sound waves are radiated into the water.

このとき、動作油7は、動作油タンク9に内蔵された油圧ポンプ21からサーボ弁20を介してシリンダ6に供給される。動作油タンク9に設けられた油圧均圧装置10は、動作油7の熱膨張・熱収縮による体積変化を吸収し、かつ動作油タンク9内の動作油圧を外部水圧と均衡させる。   At this time, the working oil 7 is supplied to the cylinder 6 through the servo valve 20 from the hydraulic pump 21 built in the working oil tank 9. The hydraulic pressure equalizing device 10 provided in the hydraulic oil tank 9 absorbs the volume change due to thermal expansion / contraction of the hydraulic oil 7 and balances the hydraulic pressure in the hydraulic oil tank 9 with the external water pressure.

一方、エンクロージャ2内には気体が封入されており、エンクロージャ2の内部気圧は内部気圧調節手段8によって外部水圧と均衡される。しかし、内部気圧調節手段8では、内部気圧と外部水圧との差分が所定値以内になるよう制御しているため、内部気圧と外部水圧との間に一定範囲の誤差が許容される。したがって、エンクロージャ2の内部気圧が動作油タンク9における動作油圧よりも高くなる場合がある。   On the other hand, gas is enclosed in the enclosure 2, and the internal air pressure of the enclosure 2 is balanced with the external water pressure by the internal air pressure adjusting means 8. However, since the internal air pressure adjusting means 8 controls the difference between the internal air pressure and the external water pressure to be within a predetermined value, a certain range of error is allowed between the internal air pressure and the external water pressure. Therefore, the internal air pressure of the enclosure 2 may be higher than the operating oil pressure in the operating oil tank 9.

ここで、既に説明したように、図4の従来構成では、エンクロージャ2内の気体がピストン通路11から外側シール部材13を抜けてドレン回路14に入り、ドレン回路14を経由して動作油タンク9に入る。   Here, as already explained, in the conventional configuration of FIG. 4, the gas in the enclosure 2 passes through the outer seal member 13 from the piston passage 11 and enters the drain circuit 14, and then passes through the drain circuit 14 to the operating oil tank 9. to go into.

これに対し、本発明では、図2に示されるように、ドレン回路14にドレン規制弁15が設けられている。ドレン規制弁15は、例えば、リリーフ弁のクラッキング圧力を利用してシール部材間の動作油圧Pdをエンクロージャの内部気圧Peよりも高くする。具体的には、リリーフ弁において所定の圧力差が生じるようにしておき、シール部材12,13間の動作油圧Pdが動作油タンク9の動作油圧Ptよりも所定の圧力だけ高くなるようにしておく。この圧力差が内部気圧調節手段8による内部気圧Peと外部水圧との間の誤差の上限を超えるようにしておけば、動作油タンク9の動作油圧Ptは外部水圧と均衡しているので、シール部材間の動作油圧Pdはエンクロージャの内部気圧Peよりも高くなる。   On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 2, the drain control valve 15 is provided in the drain circuit 14. For example, the drain regulating valve 15 uses the cracking pressure of the relief valve to make the operating hydraulic pressure Pd between the seal members higher than the internal pressure Pe of the enclosure. Specifically, a predetermined pressure difference is generated in the relief valve so that the operating oil pressure Pd between the seal members 12 and 13 is higher than the operating oil pressure Pt of the operating oil tank 9 by a predetermined pressure. . If the pressure difference exceeds the upper limit of the error between the internal air pressure Pe and the external water pressure by the internal air pressure adjusting means 8, the operating oil pressure Pt of the operating oil tank 9 is balanced with the external water pressure. The operating hydraulic pressure Pd between the members becomes higher than the internal pressure Pe of the enclosure.

これにより、エンクロージャ2内の気体がピストン通路11から外側シール部材13を抜けてドレン回路14に入ることが防止され、気体が動作油タンク9に入ることは回避される。   Thereby, the gas in the enclosure 2 is prevented from passing through the outer seal member 13 from the piston passage 11 and entering the drain circuit 14, and the gas is prevented from entering the working oil tank 9.

上記実施形態において、ドレン規制弁15は、シール部材間の動作油圧Pdを高めるために設けるものであるから、リリーフ弁に限らず、チェック弁、絞り弁であってもよい。また、ドレン回路14は、直接、動作油タンク9に引き込むのでなく、戻り配管23に接続してもよい。   In the above embodiment, the drain regulating valve 15 is provided to increase the operating hydraulic pressure Pd between the seal members, and thus is not limited to a relief valve but may be a check valve or a throttle valve. Further, the drain circuit 14 may be connected to the return pipe 23 instead of being directly drawn into the working oil tank 9.

上記実施形態では、振動板4及び油圧式アクチュエータを1組設けた構成としたが、これらは複数組設けてもよい。上記実施形態では、シール部材は内側シール部材12と外側シール部材13の2個としたが、シール部材を3個以上設ける場合にも本発明は適用可能である。   In the above embodiment, a set of the diaphragm 4 and the hydraulic actuator is provided, but a plurality of sets may be provided. In the above embodiment, the number of seal members is two, that is, the inner seal member 12 and the outer seal member 13, but the present invention can also be applied to the case where three or more seal members are provided.

図3に示した水中音源装置31は、振動板4及び油圧式アクチュエータ32を2組設けたものである。2つの油圧式アクチュエータ32においてそれぞれ振動板4を加振したときに生じる反力を相殺できるように、2つの油圧式アクチュエータ32でピストンロッド5のストロークの方向を逆向きとし、同じ大きさのストロークを行う。この場合でも、図1の場合と同様に、各ピストン通路にダブルシール33を設け、それぞれのダブルシール33の中間から動作油タンク9までドレン回路14を設け、各ドレン回路14にドレン規制弁15を設ける。   The underwater sound source device 31 shown in FIG. 3 is provided with two sets of the diaphragm 4 and the hydraulic actuator 32. The strokes of the piston rod 5 are reversed by the two hydraulic actuators 32 so that the reaction forces generated when the diaphragm 4 is vibrated in the two hydraulic actuators 32 can be canceled out. I do. In this case as well, as in the case of FIG. 1, a double seal 33 is provided in each piston passage, a drain circuit 14 is provided from the middle of each double seal 33 to the hydraulic oil tank 9, and a drain regulating valve 15 is provided in each drain circuit 14. Is provided.

本発明の一実施形態を示す水中音源装置の構成図である。It is a block diagram of the underwater sound source device which shows one Embodiment of this invention. 図1の水中音源装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the underwater sound source device of FIG. 本発明の他の実施形態を示す水中音源装置の構成図である。It is a block diagram of the underwater sound source device which shows other embodiment of this invention. 従来の水中音源装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the conventional underwater sound source device.

符号の説明Explanation of symbols

1 水中音源装置
2 エンクロージャ
3 開口部
4 振動板
5 ピストンロッド
6 シリンダ
7 動作油
8 内部気圧調整手段
9 動作油タンク
10 油圧均圧装置
11 ピストン通路
12 内側シール部材
13 外側シール部材
14 ドレン回路
15 ドレン規制弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater sound source device 2 Enclosure 3 Opening part 4 Diaphragm 5 Piston rod 6 Cylinder 7 Operating oil 8 Internal pressure adjusting means 9 Operating oil tank 10 Hydraulic pressure equalizing device 11 Piston passage 12 Inner seal member 13 Outer seal member 14 Drain circuit 15 Drain Regulatory valve

Claims (2)

水中に浸漬される中空のエンクロージャと、該エンクロージャに形成された開口部を塞ぐ振動板と、上記エンクロージャ内に配置され上記振動板に連結されたピストンロッドと、該ピストンロッドが挿通されたシリンダとを備え、該シリンダの室内へ動作油を給排することにより、上記ピストンロッドをストロークさせて上記振動板を加振して水中に音波を放射する水中音源装置において、
上記エンクロージャの内部気圧を外部水圧と均衡させるための内部気圧調節手段と、
上記動作油を満たした動作油タンクと、
該動作油タンク内の動作油圧を外部水圧と均衡させるための油圧均圧装置と、
上記シリンダの上記ピストンロッドをストローク自在に保持するピストン通路のシリンダ室側から開口部側までに配置され、動作油漏れを防止する複数のシール部材と、
上記ピストン通路のシール部材間から上記動作油タンクに至るドレン回路と、
上記シール部材間の動作油圧がエンクロージャの内部気圧よりも高いときのみ上記ドレン回路を開通させるドレン規制弁と、
を備えたことを特徴とする水中音源装置。
A hollow enclosure immersed in water, a diaphragm for closing an opening formed in the enclosure, a piston rod disposed in the enclosure and connected to the diaphragm, and a cylinder through which the piston rod is inserted An underwater sound source device that radiates sound waves into the water by exciting the diaphragm by stroking the piston rod by supplying and discharging operating oil into the cylinder chamber,
An internal air pressure adjusting means for balancing the internal air pressure of the enclosure with the external water pressure;
A working oil tank filled with the working oil;
A hydraulic pressure equalizing device for balancing the working oil pressure in the working oil tank with the external water pressure;
A plurality of seal members that are disposed from the cylinder chamber side to the opening side of the piston passage that holds the piston rod of the cylinder so as to be freely stroked, and prevent leakage of operating oil;
A drain circuit extending from between the seal members of the piston passage to the hydraulic oil tank;
A drain regulating valve that opens the drain circuit only when the operating hydraulic pressure between the seal members is higher than the internal pressure of the enclosure;
An underwater sound source device characterized by comprising:
上記ドレン規制弁は、リリーフ弁、チェック弁、絞り弁等の油圧抵抗を有する弁からなり、上記シール部材間の動作油圧が上記動作油タンクの動作油圧よりも所定の圧力高いときのみ開通することを特徴とする請求項1記載の水中音源装置。   The drain regulating valve is a valve having a hydraulic resistance such as a relief valve, a check valve, a throttle valve, etc., and is opened only when the operating hydraulic pressure between the seal members is higher than the operating hydraulic pressure of the operating oil tank. The underwater sound source device according to claim 1.
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