JPS5917790B2 - 衝撃により音波を発生する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は衝撃により音波を発生する装置、特に液体内
で音波を発生する装置に関する。

この種の音波発生装置として、従来知られている装置に
おいては適当に浸漬された室内に非常に大きな圧力下で
空気を封じ込み、次いでこの空気を周囲液体内に急激に
放出して音波を発生すると言う原理が採用されている。

この型式の装置は例えば米国特許第３２４９１７７号明
細書に記載されている。

したがって、この型式の装置においては、非常に大きな
圧力下で空気を封じ込めるために、駆動源として、高価
な圧縮器が用いられている。

他方また、この公知装置のエネルギ効率は満足なもので
はなく、そしてまた、例えば地震探査にとって利用する
のが好ましくないとされる脈動信号が発生されている。

よって、この発明の目的は、迅速なタイミングで順次音
波を発生し、それにより連続的に地表下の探査を可能に
する、衝撃による音波発生装置を実現することにある。

また、装置の構成を簡単にし、特に非常に深い海中内で
地震予知のために利用できるようにすることも本発明の
意図するところである。

この目的で高い圧力に曝される表面は小さくされている
。

本装置はまたさく弁内で音波を発生するよう適応されて
いる。

本発明によれば、包囲体と、流動体に接触する壁を有し
、該包囲体内の第１の内方位置と該包囲体内の第２の外
方位置とに亘って該包囲体内で摺動するようにされたピ
ストンとを備え、該ピストンは該流動体から該包囲体の
内側を永久的に密封しており、また、該ピストンが前記
第２の外方位置にあるときに該ピストンを解放可能に錠
止する装置を備えた衝撃により流動体中で音波を発生す
る装置において、前記ピストンを一方向にのみ駆動する
ように該ピストンに間欠的に衝接する可動部材と、該可
動部材を前記一方向に連続的に駆動せしめて、該ピスト
ンが該第２の外方位置に向かって移動され且つ該第２の
外方位置で該ピストンが錠止されたときには該第１の内
方位置に向かって該ピストンが反対方向に移動されるよ
うにする駆動装置と、該包囲体の内側部分と該ピストン
の内側壁との間に備えた緊密に絶縁された空洞を含んで
該ピストンをして急激にその内方位置に戻らせるための
装置とを具備し、該空洞は、該ピストンの前記一方向の
移動によって減圧されるようになっていることを特徴と
する装置が提供される。

以下の実施例においては、前記「包囲体」は第１のシリ
ンダ１及び第２のシリンダ２によって構成されており、
第１図に示すピストン１０の位置が、前記「第１の内方
位置寸であり、第２図に示すピストン１０の位置が、前
記「第２の外方位置」であり、前記「第１の内方位置」
から前記「第２の外方位置」へピストン１０が向かう方
向が前記「一方向」であり、前記「第２の外方位置−１
から前記「第１の内方位置」へピストン１０が向かう方
向が前記「反対方向」である。

また、前記「駆動装置」は実施例における給配装置（液
圧装置）を含むものである。

以下、図面を参照し、本発明の具体例について説明する
。

図から明らかなように、本装置は本質的要素として第１
のシリンダ１およびそれが固定連結されている第２のシ
リンダ２を有する。

シリンダ１および２は、その組立を容易にするために、
各々、例えばねじ３および４によって結合された２つの
部分１および１ａならびに２および２ａから構成するこ
とができる。

中空枠６を備えた第１のピストン５が、第１シリンダ内
で摺動するように適応されており、そして該桿６は該シ
リンダの底部分１ａを貫通している。

第１のシリンダ１の内部ならびにオリフィス７を介して
それと連通している中空の桿６には、公知の型式の給配
装置（図示せず）により通路８および９を介して油が供
給される。

第２のピストン１０は、第２のシリンダ２，２ａ内で摺
動するように収容されている。

この第２のピストンは１端に形成された円筒形の端ぐり
１０ａを有し、該端ぐりの内径は、シリンダ１．１ａの
外径よりも大きく選ばれている。

第２のピストンは、その変位に際して、第２シリンダ内
部に形成された肩部１１および該第２ピストンの端ぐり
１０ａと反対の側で端壁１３に形成されたシリンダ孔１
２によって案内される。

シール１４．１５が肩部１１およびシリンダ孔１２の内
壁に嵌着されている。

肩部１１、ピストン１０およびシール１４は第２のシリ
ンダ２を２つの空洞１６および１７に分離している。

空洞１６は第１シリンダ１側に位置する。

空洞１６および端ぐり１０ａによって開示される密閉空
間内には、外圧よりもかなり低い内部圧力が発生される
。

第２の空洞１７は段部１８により区割された２つの異な
った断面積の部分を有している。

小さい断面積の部分は肩部１１側に位置する。

空洞１７内に収容される第２ピストン１０の部分には、
ピストン１０の直径よりも太き（、そして第２空洞１７
の小断面部分の直径より僅かに小さい直径の弁１９が形
成されている。

第２シリンダの端壁１３にはその内側に環状の弁座２０
が形成されており、その直径は空洞１７０大断面部の直
径よりも小さくしである。

弁座２０は内部空洞２１を有する。

空洞１７には、公知の給配装置（図示せず）により２つ
の通路２２および２３を介して油が供給される。

通路２３は弁座２０の内側の空洞２１内に開口している
。

上述の音波発射装置の動作は次の通りである。

出発時点で、装置は第１図に示した位置にある。

第２のピストン１０は第２シリンダ２内部の最大侵入位
置（接近位置）にある。

第１のピストン５も同様に、第１シリンダト内の最大侵
入位置にある。

給配装置（すなわち液圧装置）の作動により、加圧下で
油が第１ピストン５の桿６がある側とは反対側から通路
８を介してシリンダ１内に供給される。

このとき通路９内の油は大気圧下にあるようにされる。

この油の注入によって、第１のピストン５およびそれに
固定されている桿６は押圧されて桿６は第２ピストンの
円筒状の端ぐり１０ａの底部に衝突する。

この結果、第２のピストンは摺動して、弁１９が弁座２
０上に乗る第２図に示す位置となる。

斯くして、弁座２０の内部の空洞２１は空洞１７から隔
離される。

次いで、給配装置を作動して通路２３を介し空洞２１を
大気圧にする。

同時に、給配装置の作動により加圧下の油を通路２２を
介して空洞１７内に注入する。

この空洞内は装置の起動時に、低圧下で油が満たされて
いる。

弁１９に及ぼされる圧力は、弁１９の上面と弁１９の下
面との間に差圧をもたらし、該弁１９は弁座２０に対接
して維持され、第２ピストン１０をその位置で阻止する
。

次いで第１ピストン５の桿６の内部に設けられた通路９
を介して油を注入する。

該通路はオリフィス７を介して第１シリンダ１の内部と
連通している。

このとき、第１ピストン５の桿６の反対側の第１のシリ
ンダ１内の油は大気圧下にあるようにされる。

この油注入によってもたらされる第１ピストン５の両端
における差圧により、第１ピストン５は第１シリンダ１
内で引き戻され、第３図に示す位置になる。

装置は斯（して音波発生動作をできる状態になる。

作動を開始させる時には、弁座２０から弁１９を解放す
るに十分な高い圧力下にある油を通路２３を介して空洞
２１内に注入する。

弁１９が弁座２０かも解放される（即ち、離れる）と、
弁１９の上面と下面の圧力は等しくなる。

装置を水中に浸漬する時には第２のピストン１０は、２
つの相補性の力を受ける。

１つの力はピストンの外端壁２４に作用する静水圧であ
り、他の力は該ピストンが第３図で示す第２の外方位置
にあることにより、空洞１６および端ぐり１０ａで開示
される空間内に惹起される減圧に由る力である。

第２のピストン１０は、第１図に示す位置まで第２シリ
ンダの内部に急激に侵入する。

音波は浸漬された装置の容積を上述のようにして迅速に
変えることにより発生される。

急激な停止は弁１９および肩部１８間にある油層によっ
て避けられる。

この油層は第２ピストンの運動を緩衝する作用をなす。

装置は出発位置（第１図）に戻され、新しいサイクルを
開始することができる。

第４図に示す具体例においては、ピストン１０は第１の
空洞１０ａと反対側に第２の空洞２５を有している。

この空洞２５内には、第３のピストン２６が摺動自在に
装入され、その端壁２４が装置のヘッドを構成している
。

シール２７により空洞２５は外部から密封されている。

ストッパ環２８が空洞２５から外部に向う第３ピストン
の変位を制限する。

例えば弾性材料のブロックとすることができる緩衝体２
９が第３ピストン２６と空洞２５の底部との間に配置さ
れている。

この緩衝体の長さおよび剛性は、装置が使用される浸漬
深さで、第３のピストンに空洞２５内において成る程度
の復動範囲が確保されるように選ばれる。

このようにすれば、ピストン１０が終位置に達した時に
端面２４に作用する急激な水圧は緩衝される。

表面２４はこのようにしてそれに加えられる反復的な応
力に良く抵抗することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ピストンがシリンダ内に引込められている位
置（近接位置）で示す本発明装置の１具体例の断面図、
第２図はピストンおよびシリンダが伸長された位置（離
間位置）で示す第１図の装置の断面図、第３図はシリン
ダおよびピストンが伸長され、且つ位置固定された状態
で示す第１図の装置の断面図、そして第４図はピストン
の別の具体例を示す図である。 １．２・・・・・・シリンダ、５，１０・・・・・・ピ
ストン、６・・・・・・中空のピストン桿、８，９・・
・・・・油供給通路、１０ａ・・・・・・端ぐり空洞、
１１・・・・・・肩部、１２・・・・・・シリンダ孔、
１４，１５・・・・・・シール、１６，１７・・・・・
・シリンダ室、１９・・・・・・弁、２０・・・・・・
弁座、２１・・・・・・弁座内部空洞、２２，２３・・
・・・・油通路、２６・・・・・・第３ピストン（可動
壁）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 包囲体１，２と、流動体が接触する壁を有しかつ該
   包囲体内の第１の内方位置と該包囲体内の第２の外方位
   置とにわたって該包囲体で摺動するようにされたピスト
   ン１０とを備え、該ピストンは、該流動体から該包囲体
   の内側を永久的に密封しており、さらに該ピストンが前
   記第２の外方位置にあるときに該ピストンを解放可能に
   錠止する装置とを有する衝撃により流動体中で音波を発
   生する装置において、前記ピストン１０に衝接可能な、
   該ピストンを外方に押し出すための可動部材５．６と、
   該ピストンをその外方位置へ押し出すべく該可動部材を
   外方に連続的に押し出すための、かつ該ピストンが該外
   方位置へ錠止せられた時に該可動部材をその内方位置へ
   向けて逆方向に復動せしめるための駆動装置と、該ピス
   トンが解放された時に該ピストンをその内方位置に向け
   て突然に復動せしめるようにした、前記包囲体１，２の
   内側部分と該ピストンの内側壁との間に備えた緊密に絶
   縁された空洞を有する装置とを有し、該空洞が該ピスト
   ンの外方への運動により減圧せられるようになっている
   装置。 ２、特許請求の範囲の第１項に記載の装置において、前
   記駆動装置は、液圧装置と、該包囲体を該液圧装置に連
   通ずる導管装置とを含み、前記可動部材は該液圧装置の
   作用によって該包囲体のシリンダ１内へ摺動するように
   されており、前記ピストンは該可動部材に対する衝接表
   面を有し、前記ピストンを解放可能に錠止する装置は、
   該ピストンに連結された弁１９と、該弁の弁座２０とを
   含み、該弁座は該ピストンの第２の外方位置において、
   該弁と接触し、かつ前記液圧装置に連通ずる空洞２１を
   備えていることを特徴とする装置。