JPS60169788A - 水中音波発生装置 - 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〕 本発明は水中音波発生装置に関する。特に本発明は水を
急激に放出することにより音波を発生する装置に関する
。

〔従来の技術及び発明卆解決しようとする問題点〕この
ような水中音波発生装置は例えば海中での地震予知作業
を実施するのに使用することができる。その作業中、船
の後方で水中にショックを発生する。船はシールした套
管に沿って離隔して配置された多数のセンサ（例えばハ
イドロホー〜ン）からなる受信装置（通常地震ストリー
マと呼ばれる）を引いている。異る地中の反射層からの
エコーは受信装置により受信され。

記録及び処理され、地下の情報が得られる。

中空体内のチャンバに蓄積された液体を放出することに
より水中に音波パルスを発生する装置は公知である。こ
の装置のチャンバは一端において外部に開放しており、
他端において第−可動ピストンに面している。液体の放
出は。

第一ピストンとロッドを介して第一ピストンに連結して
いる第一ピストンとからな仝竿−可動組立体の急激な移
動により行われる。この第−可動組立体は、中空体内を
摺動し、管状ロッＶ（内側を第−可動組立体の第二ピス
トンが摺動する）を有する第二可動組立体と協動する。

作動サイクルは、駆動装置の作用により２つの可動組立
体が別々に又は同時に移動することを含む。この駆動装
置は液圧系と、２つの可動組立体間の接触により作動す
る制御部材と協動する　″空気系と２本装置の外部にあ
って２つの可動組立体の移動及び移動後の始動位置への
帰還を制御する装置とを有する。

制御装置は相互に分離した６つの同軸シリンダーを有し
、その中を同一のロッドで連結された３つのピストンが
移動する。

６つのピストンを有する組立体は、中央シリンダ−のピ
ストンにがかる液圧系の作動により移動する。他の２つ
のシリンダ（一方は液体を含有し、他方は空圧系と接続
している）内の相当するピストンの運動により、２つの
可動組立体は移動し、主ピストンが移動する。この装置
の作動には４方向電磁弁と、６つのピストンの組立体を
一方向及び反対方向に交互に移動するために、サイクル
の２つの連続する瞬間に電磁弁を作動するようになって
いる外部制御部材を使用する必要がある。このような装
置は米国特許第４，３０３，１４１号に記載されている
。

〔問題点を解決するための手段Ｊ 本発明の装置により、異る作動段階を同期させ始動操作
を一行程後自動的に行うだめの制御部材は必要なくなる
。

本発明の装置は、（ａ）一端が外部に開放している管状
体と、（ｂ）液体を放出するために管状体内を摺動する
主ピストン（補助ピストンと連結して第一可動部材を形
成する）と、（Ｃ）第一可動組立体と、第二ピストン及
び管状体内を摺動するようになっている環状ピストンが
中空ロッド（内部を補助ピストンが摺動しうる）により
連結されてなる第二可動組立体であって、環状ピストン
に主ピストンが当接するシートを形成する中央開口部が
設けられている第二可動組立体とを制御するシステムと
、（ｄ）第一圧力の流体と第一圧力より高い第二圧力の
流体とを発生する手段であって、主ピストンがシートと
当接することにより上昇したクラッパ弁と協動して、主
ピストンと環状ピストンとの間の空間全外部の水と同一
の圧力にする手段とを有する。

本装置は、第二ピストンの一面に、可動部の位置に応じ
て高圧流体又は低圧流体を作用させる分配弁及びチャン
ネルを有し、前記可動部は２つの反対方向の圧力の作用
により分配弁の内部で移動自在であり２反対方向の圧力
の一方は定圧であり、他方は主ピストンと環状ピストン
との間の空間内の可変の圧力に等しいことを特徴とする
。

流体発生手段は２例えば、第一圧力の圧縮空気を発生す
る装置と、第二圧力の液圧流体源とを有し、圧縮空気発
生装置は第二ピストンと環状ピストンとの間に位置する
管状体の部分。

及び中空ロッドの内側と、各ピストンの位置に関係なく
断えず連通している。前記空間内の可変圧力は、り九ツ
バ弁の休止位置において、圧縮空気発生装置、により発
生する圧力と等しい。

２つの可動組立体が接触しているときに分配弁の可動部
に作用する圧力を修正し、もって第二ピストンに作用す
る圧力を変えるために。

クラッパ弁を使用し、かつ圧力を受ける異る部材の断面
を適当に選択することにより、始動（ｃｏｋｉｎｇ　）
サイクルは完全に自動的となる。装置の一行程が終ると
すぐに始動段階が始まる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図に特に詳細に示されているように２本
装置は長い管状体１を有し、該管状体１は肩部４で連接
する異る断面積の２つの同軸チャンバ２及び３を有する
。小断面チャンバ２は肩部４の反対側が開放されてお、
す、開口部６を具備する本体の細径端部５を通して外部
と連通している。本装置はまた第一ロッド９０両端に固
着された主ピストン７及び補助ピストン８により形成さ
れた第一可動組立体と、第二ロッド１１によυ環状ピス
トン１２に連結された第二ピストン１０により形成され
た第二可動組立体とを有する。主ピストン７の断面及び
環状ピストン１２の断面はチャンバ２の断面と等しい。

これらのピストンの外周に、ピストンとチャンバとの摺
動をシールするための環状シール１３及び１４が設けら
れている。第二ピストン１０の断面は管状体のチャンバ
ろの断面に適合している。

チャンバ６中の第二ピストン１０の摺動をシールするた
めに、第二ピストン１０の外周に環状シール１５が設け
られている。主ピストン７は円錐台状部１６によりロッ
ド９と連結している。第二ロッド１１にはその軸線に沿
って、補助ピストン８の断面に適合する断面を有する孔
１７が形成されている。第二可動組立体の入口には、主
ピストン７０円錐台状部１６に適合する形状を有する面
取部１８が設けられている。主ピストン７と環状ピスト
ン１２とが当接したときに、管体中におけるこれらのピ
ストン間の空間を第二ロッド１１の内側と遮断するため
に５面取部１８付近の環状ピストン１２にシール１８ａ
が固着されている。主ピストン７の領域Ｓ２は、主ピス
トン７が環状ピストン１２及びシール１８ａと接触して
いるときに圧縮空気の作用を受けるが、補助ピストン８
０対向面Ｓ、より小さい。補助ピストン８の摺動をシー
ルするために、補助ピストンの外周に環状シール１９が
設けられている。第一ロッド９の長さは２円錐台状部１
６が面取部１８と当接したときに補助ピストンが中央孔
１７の最奥部に実質的に当るように設定されている。

第二ピストン１０は環状ピストン１２と反対側に環状延
長部２０を有する。管状体１は細径部５と反対側におい
てカバー２１により閉じられている。カバー２１の外周
に環状シール６１が設けられている。カバー２１の中央
孔の少くとも一部は環状延長部２０の断面と一致する断
面を有する。この中央孔はシール２２用の円周状溝を有
する。

環状ピストン１２に開口部２３が形成されているので、
第二チャンバと第二ロッド１１の孔１７とは断えず連通
している。環状ピストン１２には第二ピストン１０に面
する面１２ａから２つのチャンネル２４及び２５が形成
されている（第３図χチャンネル２４は環状ピストン１
２を貫通し、チャンネル２５及び凹部２６と連通してい
る。凹部２６はオリフィス２７を介して環状ピストン１
２０反対側１２ｂの空間６０に開口している。凹部２６
中には、休止位置においてチャンネル２５をオリフィス
２７と遮断するようになっているニードル弁２８により
形成された制御装置が摺動する。針部はオリフィス２７
ヲ貫通して面１２ｂの外側に突出するので、環状ピスト
ン１２が主ピストン７と当接すると、針部は押され、弁
２８は上昇する。これによりチャンネル２５と２つのピ
ストン７及び１２０間の空間６０とは連通ずる。

２つのチャンネル２４及び２５はそれぞれ管２９及び６
０を経てチャンネル６１″及び６２と連通している（第
１図）。チャンネル３１　、．３２は第二ピストンを貫
通し、環状延長部２０内に開口している。６つの他のチ
ャンネル３３．３４及び３５もまた第二ピストン１０を
貫通している。これらのチャンネル３５．５４．５５の
一端は環状延長部２０内に開口し、そのうち２つのチャ
ンネル５５．５４は二方向電磁弁６６０２つのチャンネ
ルに連通している。チャンネル６６の他端は第二ロッド
１１と管状体の内壁との間の環状空間内に開口し、他の
２つのチャンネル３４’、　３５の他端は、第二ロッド
１１内において第二ピストン１０と補助ピストン８とに
より形成される空間５９内に開口している。チャンネル
３５の少くとも一部は非常に細い。

管状体１の側壁には第二チャンバ６０レベルにおいて開
口部３７が形成されている。この開口部６７に圧縮空気
発生器（図示せず）に連結した管５８が接続されており
、チャンバ６の第二ピストン１０と環状ピストン１２と
の間の部分を断木ず高圧（例えば１４０バ一ル程度）Ｋ
維持する。

管状体１の端部にある環状カバー２１は２本質的に摺動
弁式分配器４０により形成された制御システムが配置さ
れている部分３９を有する（詳細は第２図に図示）。こ
の分配器４０は摺動弁を具備し、摺動弁は同一のロッド
４４により連結された３つの同軸ピストン４１．４２．
４３を有し。

これらのピストンは３つの相互に連通、するチャンバ４
６ａ　、　４６ｂ、　４６ｃを有するキャビティ４５内
を移動自在である。カバー２１の壁に孔４７が貫通して
いる。管４８の一端は環状延長部２０の底部にアルチャ
ンネル５１のオリフィスと接続し、その他端は孔４７の
出口と接続している。これによりチャンバ４６ａは外部
と連通ずる。キャビティ４５０反対側の端部にあるチャ
ンバ４６ｃは、ロッド４４の一端を案内する管状凹部４
９ヲ有する。キャビティ４５０両端にある２つのチャン
バ４６ａ及び４６Ｃには２つの孔５０ａ及び５０ｂが開
口しており、孔５０ａ及び５０ｂに２つの管５１ａ、、
　５１ｂが接続されている（第１図）。管５１ａ及び５
１ｂには、油を高圧及び低圧（例えば２４０バール及び
１バール）で供給するようになっている公知の型式の油
圧系（図示せず）が接続されている。

中央チャンバ４６１）と管状体１のチャンバ乙の一端（
第二ピストン１０側）に形成される空間６２（第４図参
照）との間に、連通チャンネル５２が形成されている。

摺動弁の中央ピストン４２は両端にそれぞれ円錐台状部
を有する。中央チャンバ４θｂの両端に２つの停止部側
’　５５．５４が設けられている。これらの停止部材の
形状はピストン４２０円錐台状部の形状と一致している
ので２円錐台状部が連続的に停止部材５３及び５４に当
接すると（それぞれ摺動弁の第−位置及び第二位置）、
中央チャンバ４６ｂはチャンバ４６ａ又は４６ｃから遮
断される。ピストン４１がチャンバ４６ａ内を摺動する
間、摺動弁の位置にかかわらず孔４７と５０ａとは相互
に遮断されている。ピストン４６はチャンバ４６ｃ内を
摺動する。チャンネル５５により孔５０ｂはチャンバ４
６ｃと連通している。中央ピストン４２が停止部材５４
と当接する摺動弁の第二位置においてピストン４３がチ
ャンネル５５０入口を閉塞するように、ピストン４３の
厚さ及びチャンネル５５が開口する位置を選択する。も
う１つのチャンネル５６により摺動弁のキャビディ中の
位置にかかわらず、孔５０ａと管状凹部４９とは連通し
ている。油の流量をブレーキするためにチャンネル５６
中に公知の型式の流量調節手段５７が設けられている。

流量調節手段５７と並列に逆止弁６５が接続されている
。

電磁弁５６は水面設備から導電ケーブル５８により制御
される。

〔作　用〕

本装置の作動は以下の通り行う。

始動位置に対応する本装置の休止位置は第１図に示す通
りである。第二可動組立体は、第二ピストン１０が管状
体のカバー２１と実質的に接触する後退位置にある。第
一可動組立体もまた後退位置にある。この位置において
、主ピストン７は環状ピストン１２と当接しており、ニ
ードル弁２８は上昇している。オリフィス２７及びチャ
ンバ２の空間６０を経てチャンネル２４及び２５は連通
し、チャンネル２４．２５及び管２９，３０及び４８を
経て分配器４０のチャンバ４６ａ内のピストン４１に静
水圧がかかる。

キャピテイの反対側端の凹部４９内にあるロッド４４に
反対方向にかかる油圧により、摺動弁は第一位置（第１
図及び第２図に示す）に保持され、管５２は管５１１）
の低圧油と連通ずる。

第二ピストン１００カバー２１側（チャンバロ２側）は
低い油圧にさらされ９反対側は高圧の圧縮空気にさらさ
れる。その結果、第二ピストン１０は後退位置に保持さ
れる。ニードル弁は上昇しているので、主ピストンの両
面は孔１７に面する円錐台状部（圧縮空気を受ける）を
除いて静水圧を受ける。補助ピストン８はチャンネル６
５を経て静水圧を受け、その反対側の面は圧縮空気め圧
力を受ける。第一可動組立体に及ぼされる全体の力は異
る面積Ｓ１及びＳ２上に圧縮空気が及はす力の結果であ
るが、それにより主ピストン７はシール１８ａと密着状
態に保持される。。

そこで電磁弁ろ６が開放されるとチャンネル３６及び３
４は相互に連通ずる。それにより圧縮空気はカバー２１
側の補助ピストンの面にかかる。

第一可動組立体に及ぼされる新たな力の影響により、第
一可動組立体は第二可動組立体から分離する。主ピスト
ン７は面取部１８から分離し、環状ピストン１２に対向
する主ピストン７０面全体に圧縮空気がかかる。従って
第−可動組立体は突然管状体１の端部５方向に駆動され
てそれと当接しく第４図）、第一チャンバ２内の水を開
口部６より排出する。高速で水を排出することにより、
外部に強力な音波を放出する。

第−可動組立体が第二可動組立体から分離し始めるやい
なや、ニードル弁２８は再び閉じ。

チャンネル２４及び２５は遮断される。圧縮空気はチャ
ンネル２４．管２９．チャンネル６１．管４８及び孔４
７ヲ経て摺動弁のピストン４１にかかる。ピストン４１
の面積とロッド４４の凹部４？側の面積との比。

及び摺動弁に反対方向に及ぼす圧縮空気の圧力と油圧と
の比は、摺動弁を第４図に示す第二位置（中央ピストン
４２は停止部材５４と当接する）方向に移動させるよう
なものである。これによりチャンネル５２は高い油圧の
孔５［）ａと連通ずる。

カバー２１側の第二ピストン１００面（チャンバロ２）
に及ぼされるこの高圧は反対側の面に及ぼされる圧縮空
気の圧力より高いので、第二可動組立体は管状体１の端
部５の方向に駆動され、第−可動組立体と当接する（第
５図）。

２つの可動組立体が端部５の方向に移動する間中、チャ
ンネルろ５の細径部により空間５９は過圧に保持され、
外部からの水の進入は阻止される。

２つの可動組立体が再び近接し、主ピストン７がシール
１ｆ３ａと当接すると、ニードル弁２８が上昇し、主ピ
ストン７と環状ピストン１２との間の空間６０．チャン
ネル２４．５１及び管２９．３０内は静水圧となる。摺
動弁のピストン４１に静水圧がかかり２反対側の凹部４
９内のロッド４４に油圧系の高圧がかかる結果、摺動弁
は第一位置に戻る（第６図）。第二ピストン１０とカバ
ー２１との間の空間６２の急激すぎる減圧を防止するた
めに、摺動弁の移動は流量調節手段５７により遅くする
。

摺動弁が第一位置に戻ると、空間６２は再び低圧の油圧
系と連通ずる。第二ピストン１Ｄの反対側の面は高圧の
圧縮空気にさらされているので、第一可動組立体は後退
位置に戻る（第６図）。

主ピストン７が環状ピストン１２と接触しているときに
第一可動組立体Ｋかかる全ての力により。

前述の通り、主ピストン７は環状ピストン１２に当接し
ようとするので、第一可動組立体は第二可動組立体とと
もに後退し、第１図に示す始動位置まで達する。そこで
本装置は再び作動準備態勢に入る。

一行程後本装置を電磁弁６６により駆動するサイクルを
完全に自動的に行うことができるのは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は始動位置（休止位置）にある本装置の概略断面
図であり。 第２図は液圧流体を第二ピストンに間欠的に作用させる
だめの分配弁（摺動弁式分配器）の概略図であり。 第６図はクラッパ弁の可動部分の詳細断面図であり。 第４図は移動工程の最後の段階（第−可動組立体はその
前進工程の最後の段階に達し、第一可動組立体は第一可
動組立体と当接するように移動し始めた所である）にあ
る本装置の概略断面図であり。 第５図は以後の工程（第二可動組立体は第−可動組立体
と工程の最後において当接）における本装置の概略断面
図であり。 第６図は２つの可動組立体が始動位置に戻る途中におけ
る本装置の概略断面図である。 １　・・・　管状体 ２．３　・・・　チャンバ ６　・・・　開口部 ７　・・・　主ピストン ８　・・・　補助ピストン ９　・・・　第一ロッド １０　・・・　第二ピストン １１　・・・　第二ロッド １２　・・・　環状ピストン １７　・・・孔 ２４、２５．５１〜５５・・・チャンネル２８　・・・
ニードル弁 ６６　・・・電磁弁 ４０　・・・摺動弁式分配器 ４１、４２．４５　・・・　ピストン ４５　・・・キャビティ ４６ａ、　４６ハ４６ｃ・・・チャンバ５２　山　チャ
ンネル 特許出願代理人　弁理士　関　根　秀　太第２図 第３図 手続補正書（自発） 昭和６０年２月２０日 特許庁長宜　志　賀　学　殿 １、事件の表示　昭和６０年特許願第９９６７号２、発
明の名称 水中音波発生装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　フランス国　リイル　マルメゾン　９２５０２
アブニユー　ド　ボア　ブレオ　４番 名　称　アンスティティ　フランセーズ　ド　ベトロー
ル代表者　ビニール　オーベル 国　籍　フィンランド国 ４、代理人 住　所　１０７東京都港区北青山１丁目２番３号５、補
正命令の日付 自発 ６、補正により増加する発明の数　０ ７．補正の対象 図面及び優先権証明書 ８、補正の内容 別紙の通り ９、添付書類の目録 （１）図　面　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　一端において外部に開口している管状体から、
   第一可動組立体を形成する補助ピストンと連結している
   主ピストンの摺動により、水を突然放出することにより
   水中に音波を発生する装置であって、（ａ）前記第一可
   動組立体と。 第二ピストン及び管状体内を摺動するようになっている
   環状ピストンが中空ロンド（内部を前記補助ピストンが
   摺動しうる）により連結されてなる第二可動組立体であ
   らて、前記環状ピストンに前記主ピストンが当接するシ
   ートを形成する中央開口部が設けられている第二可動組
   立体とを制御するシステムと、（ｂ）第一圧力の流体と
   前記第一圧力より高い第二圧力の流体とを発生する手段
   であって、前記主ピストンが前記シートと当接すること
   により上昇したクラッパ弁と協動して、前記主ピストン
   と前記環状ピストンとの間の空間を外部の水と同一の圧
   力にする手段とを有し、さらに、（Ｃ）前記第二ピスト
   ンの一面に、可動部の位置に応じて高圧流体又は低圧流
   体を作用させる分配弁及びチャンネルを有し、前記可動
   部は２つの反対方向の圧力の作用により分配弁の内部で
   移動自在であり、前記反対方向の圧力の一方は定圧であ
   り、他方は前記主ピストンと前記環状ピストンとの間の
   前記空間内の可変の圧力に等しいことる特徴とする装置
   。 （２）　特許請求の範囲第１項に記載の装置において、
   前記流体発生装置は第一圧力の圧縮空気を発生する装置
   と第二圧力の液圧流体源とを有し、前記圧縮空気発生装
   置は前記第二ピストンと前記環状ピストンとの間に位置
   する管状体の部分、及び前記中空ロッドの内側と。 前記各ピストンの位置に関係なく断えず連通しておυ、
   前記空間内の前記可変圧力は、クラッパ弁の休止位置に
   おいて、前記圧縮空気発生装置により発生する圧力と等
   しいことを特徴とする装置。 ＋８１　特許請求の範囲第２項に記載の装置において、
   前記分配弁の可動部は中央ピストンを有し、前記分配弁
   は３つの同軸チャンバを有し。 中央チャンバはその中を移動する中央ピストンの位置に
   応じて他の２つのチャンバの一方又は他方と連通し、前
   記２つのチャンバはそれぞれ前記液圧流体源の低圧回路
   及び高圧回路と連通しており、前記可動部の両端は異る
   断面積を有し、一端は可変圧力にさらされる最大の断面
   全有し、他端は高い液圧にさらされ、前記可変圧力が圧
   縮空気の圧力のとき。 前記中央チャンバが前記液圧流体源の高圧回路と連通ず
   る位置に前記可動部が移動するように、前記２つの端部
   の断面の比を選択することを特徴とする装置。 （４）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、前
   記中央ピストンの一端は、ロッドにより、前記２つのチ
   ャンバの一方内を摺動し前記可変圧力にさらされるピス
   トンに連結し。 他端は前記２つのチャンバの他方内を摺動するピストン
   に連結し、後者のピストンは管状凹部（前記液圧流体源
   の前記高圧回路と連通）内を摺動するロッドと連結して
   いることを特徴とする装置。 （５）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、前
   記管状凹部は、逆止弁を有する回路を並列して有する流
   量調節手段を有するチャンネルを経て、前記高圧回路と
   連通していることを特徴とする装置。 （６）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、前
   記空間は、前記環状ピストンを貫通するチャンネルと、
   前記第二ピストンと、関連する管左ヲ経て、前記分配器
   のキャビティの一端に連通していることを特徴とする装
   置。 （７）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記補助ピストンと前記第二ピストンとの間の前記中空ロ
   ッドの空間は、小さなチャンネルを経て管状体の外部と
   断先ず連通しており、かつ弁を介して常に第一流体圧が
   かかっている管状体部分と断続的に連通ずることを特徴
   とする装置。