JPH06313391A - 油圧ダウンザホールドリルの打撃機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダ２外径に対するピストン１の外径を
大きくし、所定外径の油圧ダウンザホールドリルにおい
て、より大きな打撃エネルギーを得、切換弁６の径を小
として圧油の漏洩量を少なくし効率を向上させる。 【構成】 前後に小径部、中間に大径部を有するピスト
ン１をシリンダ２内に摺嵌して前部油室３と後部油室４
とを形成し、前部油室３は高圧回路９に接続し、後部油
室４は切換弁６を介して高低圧に切換える。切換弁６
は、シリンダ２のピストン１後方にバルブチェスト２８
とバルブプラグ５とを嵌着して、バルブプラグ５外周と
バルブチェスト２８内周との間に弁室７を形成し、この
弁室７に摺嵌している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ダウンザホールド
リルの打撃機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、動力源として圧気を用いるダウ
ンザホールドリルの打撃機構は、効率が悪く、動力損失
が大きくなり、打撃力及び打撃数には一定の限界があ
る。そこで、動力源として油圧を用いるダウンザホール
ドリルの打撃機構が開発されている（ＷＯ８０／０１３
００号参照）。

【０００３】このような従来の油圧ダウンザホールドリ
ルの打撃機構では、前後を小径とするピストンをシリン
ダ内に嵌挿して前後に油室を形成し、後部油室の油圧を
高圧と低圧とに切換えてピストンを往復動させるため、
円筒状の切換弁をピストンの外周上に設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、油圧ダウンザ
ホールドリルは打撃機構が先端部に設けられるため、さ
く孔径によりシリンダの外径が規制されるので、切換弁
をピストンの外周上に設けると、シリンダの外径に対し
てピストンの外径が小となり大きな打撃エネルギーを得
ることができない。また、切換弁をピストンの外周上に
設けると、切換弁の径が大となるため、圧油の漏洩量が
多くなり効率が低下する。

【０００５】本発明は、油圧ダウンザホールドリルの打
撃機構における上記問題を解決するものであって、シリ
ンダ外径に対するピストンの外径を大きくし、所定外径
の油圧ダウンザホールドリルにおいて、より大きな打撃
エネルギーを得ることができ、切換弁の径を小として圧
油の漏洩量を少なくし効率を向上させる油圧ダウンザホ
ールドリルの打撃機構を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前後に小径
部、中間に大径部を有するピストンをシリンダ内に摺嵌
して前部油室と後部油室とを形成し、前部油室は高圧回
路に接続し、前記シリンダのピストン後方にバルブチェ
ストとバルブプラグとを嵌着して、バルブプラグ外周と
バルブチェスト内周との間に弁室を形成し、この弁室に
円筒状の切換弁を摺嵌して切換弁を後方に付勢する弁規
制油室と、ピストンの往復動によって開閉される制御ポ
ートに連通して切換弁を前方へ移動させる弁制御油室と
を設け、弁室の外側には、後端部に低圧ポート、その前
方に高圧ポート、低圧ポート、弁制御ポート、前端部に
低圧ポートを順に設け、高圧ポートは高圧回路に接続
し、各低圧ポートは低圧回路に接続し、弁制御ポートは
弁制御通路を介してシリンダの前部に設けられた制御ポ
ートに接続し、弁室の内側には、給排油室を設けバルブ
プラグに穿設された給排油孔を介して後部油室と接続
し、切換弁には、前進位置で高圧ポートを給排油室へ連
通させる給油孔と、後退位置で低圧ポートを給排油室へ
連通させる排油孔を穿設し、弁制御ポートと弁制御油室
とを連通させる弁制御孔を穿設し、弁規制油室は高圧ポ
ートに接続して油圧ダウンザホールドリルの打撃機構を
構成している。

【０００７】

【作用】切換弁が前方にある状態では、高圧ポートと給
排油室とが給油孔を介して連通しているので、後部油室
と前部油室とは共に高圧回路と連通する。ピストンの後
部油室側の受圧面積は前部油室側の受圧面積より大であ
り、ピストンは前進する。この状態では、制御ポートが
前部油室側に開かれており、制御ポートはピストンの大
径部で閉じられているので、弁制御通路を介して前部油
室と連通している弁制御油室は高圧になっている。従っ
て、弁規制油室と弁制御油室とは共に高圧であり、弁制
御油室側の受圧面積が弁規制油室側の受圧面積より大で
あるから、切換弁は前方に保持されている。

【０００８】ピストンが前進すると、ピストンの大径部
で制御ポートが閉じられ、次に制御ポートは低圧回路と
連通するので、弁制御通路、弁制御油室が低圧となる。
このとき、弁規制油室は高圧のままであるから、切換弁
は後退する。切換弁が後退すると給油孔が閉じ、排油孔
によって給排油室が低圧ポートと連通するので、後部油
室は低圧回路に連通する。前進したピストンは、シャン
クロッドの後端を打撃して前進を停止し、後部油室が低
圧となっているため後退を開始する。

【０００９】ピストンが後退すると、制御ポートが前部
油室側に開かれ、弁制御通路を介して前部油室と連通し
た弁制御油室は再び高圧となって切換弁が前進する。切
換弁が前進すると、後部油室の圧力が上昇して、慣性に
より後退を続けようとするピストンは制動を受けけ、ピ
ストンは前進行程に入る。以後同様のサイクルが繰返さ
れる。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の実施例である油圧ダウンザ
ホールドリルの全体構成の説明図、図２は油圧ダウンザ
ホールドリルの打撃機構の構成を示す部分縦断面図、図
３は切換弁の拡大断面図、図４は図２のＤ−Ｄ線断面図
である。ここで、油圧ダウンザホールドリルは後端に回
転部５０、その前方にスイベル部６０、継ぎロッド部７
０、高低圧アッキュムレータ部８０、打撃部９０、ビッ
ト１００が順次接続されており、油圧源（図示略）から
スイベル部６０を介し打撃部９０に圧油を供給して駆動
し、ビット１００に打撃を与えると共に、回転部５０か
ら継ぎロッド部７０、高低圧アッキュムレータ部８０、
打撃部９０を介して回転を伝達することによりさく孔を
行う。

【００１１】打撃部９０を構成する打撃機構は、シリン
ダ２内にピストン１が前後方向へ往復動可能に摺嵌さ
れ、シリンダ２のピストン１の後方にバルブプラグ５と
バルブチェスト２８とが嵌着されている。シリンダ２の
前方には、フロントリング９１が接続されており、ピス
トン１の前方にビット１００を接続するシャンクロッド
９２が保持されている。

【００１２】ピストン１は、大径部１Ｂ、前方の小径部
１Ａ、後方の小径部１Ｃを有し、この径の相違により前
部油室３と後部油室４とを形成している。後方の小径部
１Ｃは、前方の小径部１Ａより更に径が小さく、従っ
て、ピストン１は後部油室４側の受圧面積が前部油室３
側の受圧面積より大である。前部油室３は、高圧回路９
によって油圧源（図示略）に接続されている。

【００１３】バルブプラグ５外周とバルブチェスト２８
内周との間には弁室７を形成し、この弁室７に円筒状の
切換弁６を摺嵌している。弁室７には、後端部に低圧ポ
ート２３、その前方に高圧ポート１３、低圧ポート２
１、弁制御ポート２５、前端部に低圧ポート２４が順に
設けられており、高圧ポート１３は高圧回路９によって
油圧源に接続され、低圧ポート２１、２３、２４は低圧
回路８によってタンク（図示略）に接続され、弁制御ポ
ート２５は弁制御通路１７によりシリンダ２の前部に設
けられた制御ポート１１、第２制御ポート１６に接続さ
れている。弁室７の内側には、バルブプラグ５に穿設さ
れた給排油孔２６、給排油通路２９を介して後部油室４
と常時連通している給排油室１４が設けられている。

【００１４】切換弁６の外周は、後方が大径となるよう
段付とし、この段部で弁規制油室１０が形成されてお
り、また、切換弁６の内周は、前方が小径となるよう段
付とし、この段部で弁制御油室１２が形成されている。
弁制御油室１２側の受圧面積は弁規制油室１０側の受圧
面積より大である。切換弁６には、前進位置で高圧ポー
ト１３を給排油室１４へ連通させる給油孔１５と、後退
位置で低圧ポート２１を給排油室１４へ連通させる排油
孔２０が穿設されており、また、弁制御ポート２５と弁
制御油室１２とを連通させる弁制御孔２７が穿設されて
いる。弁規制油室１０は常時高圧ポート１３と連通して
いる。

【００１５】シリンダ２には、前述のように制御ポート
１１、第２制御ポート１６が設けられ、その後方に低圧
回路８を介してタンクに接続される排油ポート１９が設
けられている。制御ポート１１、第２制御ポート１６
は、ピストン１の前後進によって開閉される。ピストン
１の大径部１Ｂには、ピストン１の前進位置で第２制御
ポート１６と排油ポート１９とを連通させる溝１８が設
けられている。

【００１６】また、シリンダ２には、ビット１００へフ
ラッシング用の水又は圧気等の流体を供給するための、
流体回路９３が穿設されている。この打撃機構は、切換
弁６が前方にある状態では、高圧ポート１３と給排油室
１４とが給油孔１５を介して連通しているので、後部油
室４と前部油室３とは共に高圧回路９と連通する。ピス
トン１の後部油室４側の受圧面積は前部油室３側の受圧
面積より大であるから、ピストン１は前進する。この状
態では、制御ポート１１が前部油室３側に開かれてお
り、第２制御ポート１６はピストン１の大径部１Ｂで閉
じられているので、弁制御通路１７を介して前部油室３
と連通している弁制御油室１２は高圧になっている。従
って、弁規制油室１０と弁制御油室１２とは共に高圧で
あり、弁制御油室１２側の受圧面積が弁規制油室１０側
の受圧面積より大であるから、切換弁６は前方に保持さ
れている。

【００１７】ピストン１が前進すると、ピストン１の大
径部１Ｂで制御ポート１１が閉じられ、第２制御ポート
１６が溝１８を介して排油ポート１９と連通するので、
弁制御通路１７、弁制御油室１２が低圧となる。このと
き、弁規制油室１０は高圧のままであるから、切換弁６
は後退する。切換弁６が後退すると給油孔１５が閉じ、
排油孔２０によって給排油室１４が低圧ポート２１と連
通するので、後部油室４は低圧回路８に連通する。前進
したピストン１は、シャンクロッド９２の後端を打撃し
て前進を停止し、後部油室４が低圧となっているため後
退を開始する。

【００１８】ピストン１が後退すると、制御ポート１１
が前部油室３側に開かれ、第２制御ポート１６がピスト
ン１の大径部１Ｂで閉じられるので、弁制御通路１７を
介して前部油室３と連通した弁制御油室１２は再び高圧
となって切換弁６が前進する。切換弁６が前進すると、
後部油室４の圧力が上昇して、慣性により後退を続けよ
うとするピストン１は制動を受け前進行程に入る。以後
同様のサイクルが繰返される。

【００１９】この発明では、切換弁６がピストン１の外
周でなく、ピストン１の後方に配置されているので、シ
リンダ２外径に対するピストン１の外径を大きくするこ
とができ、さく孔径により規制される所定外径の油圧ダ
ウンザホールドリルにおいて、より大きな打撃エネルギ
ーを得ることができる。また、切換弁６の径が小となり
圧油の漏洩量が少なくなるため効率が向上する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧ダウ
ンザホールドリルの打撃機構は、シリンダ外径に対する
ピストンの外径を大きくし、所定外径の油圧ダウンザホ
ールドリルにおいて、より大きな打撃エネルギーを得る
ことができ、また、切換弁の径を小として圧油の漏洩量
を少なくし効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である油圧ダウンザホール
ドリルの全体構成の説明図である。

【図２】油圧ダウンザホールドリルの打撃機構の構成を
示す部分縦断面図である。

【図３】切換弁の拡大断面図である。

【図４】図２のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シリンダ ３ 前部油室 ４ 後部油室 ５ バルブプラグ ６ 切換弁 ７ 弁室 ８ 低圧回路 ９ 高圧回路 １０ 弁規制油室 １１ 制御ポート １２ 弁制御油室 １３ 高圧ポート １４ 給排油室 １５ 給油孔 １６ 第２制御ポート １７ 弁制御通路 １８ 溝 １９ 排油ポート ２０ 排油孔 ２１ 低圧ポート ２３ 低圧ポート ２４ 低圧ポート ２５ 弁制御ポート ２７ 弁制御孔 ２８ バルブチェスト ２９ 給排油通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後に小径部、中間に大径部を有するピ
   ストンをシリンダ内に摺嵌して前部油室と後部油室とを
   形成し、前部油室は高圧回路に接続し、 前記シリンダのピストン後方にバルブチェストとバルブ
   プラグとを嵌着して、バルブプラグ外周とバルブチェス
   ト内周との間に弁室を形成し、該弁室に円筒状の切換弁
   を摺嵌して切換弁を後方に付勢する弁規制油室と、ピス
   トンの往復動によって開閉される制御ポートに連通して
   切換弁を前方へ移動させる弁制御油室とを設け、 弁室の外側には、後端部に低圧ポート、その前方に高圧
   ポート、低圧ポート、弁制御ポート、前端部に低圧ポー
   トを順に設け、高圧ポートは高圧回路に接続し、各低圧
   ポートは低圧回路に接続し、弁制御ポートは弁制御通路
   を介してシリンダの前部に設けられた前記制御ポートに
   接続し、 弁室の内側には給排油室を設け、該給排油室をバルブプ
   ラグに穿設された給排油孔を介して後部油室と接続し、 切換弁には、前進位置で高圧ポートを給排油室へ連通さ
   せる給油孔と、後退位置で低圧ポートを給排油室へ連通
   させる排油孔を穿設し、弁制御ポートと弁制御油室とを
   連通させる弁制御孔を穿設し、弁規制油室を高圧ポート
   に接続してなる油圧ダウンザホールドリルの打撃機構。