JPH0683967B2 - 油圧ドリフター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧ドリフター装置に係り、特に岩盤等の削孔
に使用される圧力液でピストンを往復移動させ、そのピ
ストンの打撃エネルギにより先端にビットを有するシャ
ンクロッドに繰り返し打撃力を与える油圧ドリフター装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に油圧ドリフター装置は、第５図に示すパイロット
弁10の制御によってピストン12を軸線方向に往復移動さ
せて、シャンクロッド14に打撃力を与えるように構成し
ている。

作動は、ポンプ16から吐出された圧力液は流路18を介
して第１圧力室20に供給されると共に、第２圧力室22内
のオイルが流路24、パイロット弁10、流路26を介してタ
ンク27に戻される。これによりピストン12が右方向に移
動する（往路行程）。そして所定量（ポート23まで）移
動すると第一圧力室20とポート23が連通し圧力液は流路
21を介してパイロット弁10のポート10A（第６図参照）
に導かれる。これによりスプール11が第５図上で右方向
に移動する。従って流路24は、流路23と連通しポンプ16
から吐出された圧力液は、第一圧力室20に作用すると共
に流路23、パイロット弁10及び流路24を介して第２圧力
室22内にも供給される。この場合、第１圧力室20の圧力
を受ける面積は第２圧力室の圧力を受ける面積より小さ
いので、差圧力によりピストン12は左方向に移動する
（復路行程）。従って第１圧力室20内のオイルは流路18
を逆流して流路23に合流される。これにより、ピストン
12が往復移動してシャンクロッドを繰返し打撃する。

一方、ピストン12がシャンクロッド14を打撃した時に
シャンクロッド14に接続されているビット28が掘削対象
岩（図示せず）から離れている場合や、掘削対象岩が脆
弱な場合は空打ち現象が起る。空打ちした場合打撃力は
油圧ドリフター本体に作用し本体装置、特にシャンクロ
ッドを支持する位置が破損する場合がある。

また、空打ちは前述した場合の外に、故意に行う場合が
ある。これは、深く削孔し孔壁からの締付けにより拘束
された掘音（シャンクロッド14と接続されたロッド29）
を引抜く際や、或いはロッド29のねじのもどし時に加振
する為である。

従って、空打ちで油圧ドリフター装置が破損しない方法
も考案されている。これによれば衝撃力を受けたシャン
クロッド14のスプライン突部31が所定量移動しアブソー
バー用ピストン30を打撃する。この時シリンダ32内には
オイルが充満されており、オイルは流路34を介してアキ
ューレータ36に導かれているので、導入されたオイルは
空打ち専用のアキュムレータ36のN₂ガスの圧縮によりク
ッションされ膨大な力の発生を防止するようになってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の油圧ドリフター装置は前述した
、について以下の問題がある。

の場合、第１圧力室20への供給と第１圧力室20からの
排出を流路18のみで行い、また、第２圧力室22への供給
と第２圧力室22からの排出を流路24のみで行うので、流
路18及び流路24内では非常に短時間内にオイルの流れ方
向が急激に逆にならなければならない。従って、流れ方
向が切変わる時にオイル流速の慣性で大きな圧損とそれ
に併う振動と熱が発生する。

の場合、第５図に示すように専用のアキュームレータ
を要するとともに衝撃吸収手段のシリンダ32には流路3
4、38、40が３つのポートを介して連通されているの
で、シリンダ32内の圧力液の流れが拡散されてオイル溜
りが発生しシリンダ32内やアキュームレータ36内のオイ
ルを有効に流出し交換することができない。従ってシリ
ンダ32内やアキュームレータ36内に溜まったオイルで局
部的熱が発生するため緩衝効果が低下する。

従って、、より作動効率が低下するという問題があ
る。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので作動効
率を向上することができる油圧ドリフター装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、ピストンの方向を
制御するパイロット弁を介して油圧によってピストンを
往復移動させ、そのピストンの打撃エネルギーにより先
端にビットを備えたシャンクロッドに繰返し打撃振動を
与えて岩盤等を削孔する油圧ドリフター装置において、
前記ピストンを往路方向に移動する第１圧力室に２つの
ポートを設け、一方のポートを前記油圧を吐出するポン
プに連通すると共に他方のポートを前記パイロット弁の
第１ポートに接続し、前記ピストンを復路方向に移動す
る第２圧力室に２つのポートを設け、該２つのポートを
各々前記パイロット弁の第２、第３ポートに接続し、前
記パイロット弁の第４ポートをドレーンタンクに連通
し、前記パイロット弁の中実型スプールが、前記第１、
第２ポートを連通すると共に第３、第４ポートを閉塞す
る位置と、前記第１、第２ポートを閉塞すると共に前記
第３、第４ポートを連通する位置とに交互に配置される
ことことを特徴としている。

また、本発明は、前記目的を達成する為に、ピストンの
方向を制御するパイロット弁を介して油圧によってピス
トンを往復移動させ、そのピストンの打撃エネルギーに
より先端にビットを備えたシャンクロッドに繰返し打撃
振動を与えて岩盤等を削孔する油圧ドリフター装置にお
いて、前記シャンクロッドに摺動自在に嵌入された衝撃
吸収手段であって、該衝撃吸収手段のシリンダ室に第
１、第２ポートが設けられ、第１ポートが第１オリフィ
スを介してドレーンタンクに連絡され、第２ポートが蓄
圧槽に連通されると共に第２オリフィスを有したシリン
ダを介して前記油圧を吐出するポンプに連通された衝撃
吸収手段を備え、前記シャンクロッドが空打ちされた時
シャンクロッドに形成された突起部が前記衝撃吸収手段
に当接してシリンダ室が圧縮されることを特徴としてい
る。

〔作用〕

本発明によれば、パイロット弁の中実型スプールがパイ
ロット弁の第１、第２ポートを連通すると共に第３、第
４ポートを閉塞する位置に配置されると、ポンプから吐
出された圧力液は第１圧力室、第１、第２のポートを介
して第２圧力室内に流れ込む。従ってピストンは復路方
向に移動する。

次に圧力液の作用でパイロット弁の中実型スプールの位
置が切り換わってパイロット弁の第１、第２のポートを
閉塞すると共に第３、第４のポートを連通する位置に配
置されると、ポンプから吐出された圧力液は第１圧力室
内に供給されてピストンを往路方向に移動する。この場
合第２圧力室内の圧力液は第３、第４のポートを介して
タンクにドレーンされる。従ってピストンを往復移動す
る場合、ポンプから吐出される圧力液は一方向の流れし
か生じない。

また、本発明によれば衝撃吸収手段のシリンダ室に設け
られた第１ポートでドレンタンクとシリンダ室内を連通
し、第２ポートで蓄圧槽とシリンダ室内を連通するため
蓄圧槽とドレンタンクとを連通したので、専用アキュー
ムレータを必要とせず、またシリンダ室内の圧力液の流
れがスムーズになり、圧力液の交換を効率良く行うこと
ができる。従って圧力液の溜りによるシリンダ室内の局
部的熱発生を防止することができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る油圧ドリフター装置
の好ましい実施例を詳説する。

第１図には油圧ドリフター装置50のケーシング52内に摺
動自在に設けられている打撃用のピストン54が後述する
シャンクロッド90を打撃した後の状態が示されている。
この場合、パイロット弁64のスプール78はパイロット弁
64の左側に位置し、ポート64Cと64Eとをブロックすると
共にポート64Eと64Fとを連通する。従って圧力液はポン
プ60から第１の圧力室56に供給され、ピストン54は右方
向に移動する。

尚、第１図上で53A、53Bは油のリークを防ぐシール部材
である。

第２図はピストン54が往路方向にある状態が示されてい
る。この場合、流路75を介して第11の圧力室56とポート
64Aとが連通され、スプール78は左方向から右方向に移
動される寸前の状態図である。そして第３図はスプール
78が右側に移動した状態を示し、この場合ポート64Cと6
4Eとが連通されると共にポート64Bがブロックされる。

第４図は連通されたポート64Cと64Eとを介して第２圧力
室70にポンプ60からの圧力液が供給され、ピストン54が
復路方向に移動してシャンクロッド90を打撃した状態が
示されている。

また第１図乃至第４図上に示すアキュームレータ76は第
１の圧力室56又は第２の圧力室70等の圧力と流量を調整
する機能のものである。

更に第１図に示すように、ケーシング52にはピストン54
と同軸線上に前述したシャンクロッド90が摺動自在に設
けられている。このシャンクロッド90の前端部にはビッ
ト128が設けられ、またシャンクロッド90の外周には回
転部材92に係合するスプライン90Aが形成されて、回転
部材92の外周には歯車92Aが形成されている。この歯車9
2Aは歯車94に係合し、歯車94はモータ96の駆動シャフト
に同軸上に固定されている。従って、モータ96が回転す
るとシャンクロッド90は歯車94、回転部材92を介して回
動する。

更に、シャンクロッド90はダンパーリング98に摺動自在
に設けられている。ダンパーリング98は第１図上で右端
部に傾斜面98Aが形成され、この傾斜面98Aには空打ちし
た時にシャンクロッドのスプライン90Aの左端部が当接
する。またダンパーリング98は第１の筒体100に摺動自
在に設けられ、筒体100と共にシリンダ室102を形成す
る。シリンダ室102は流路104を介してサブシリンダ106
の左室107に連通されている。

サブシリンダ106の第２の筒体108にはピストン120が左
右方向に摺動自在に設けられている。ピストン120には
オリフィス122が形成され、オリフィス122は右室124と
左室107とを連通している。これにより、ポンプ60から
の圧力液はシリンダ室102内に導かれる。

また、右室124は流路126を介してアキュムレータ76に連
通されている。

前記の如く構成された本発明に係る油圧ドリフター装置
の作用について説明する。

先ず、往路方向（非打撃工程）、すなわちスプール78が
第１図の位置（左側の位置）にあり、流路62と流路72B
とが閉塞されている場合について説明する。ポンプ60を
駆動して油圧ポンプ60から圧力液を吐出すると、吐出さ
れた圧力液はサプライ流路58を介して第１圧力室56に供
給され、ピストン54を右方向（往路方向）に移動する。
ピストン54の右方向の移動に伴って第２圧力室70のオイ
ルは流路72A、パイロット弁64のポート64B、64F及び流
路73を介してタンク73Aに排出される。

次に復路方向（打撃工程）について説明する。ピストン
54が所定量右方向（往路方向）に移動すると、第１圧力
室56とストローク規制用ポート75Aが連通し第２図に示
すように、スプール78の作用のためのポート64Aに連通
された流路75を介して圧力液がパイロット弁64のポート
64Aに導かれ、ポート64Aに導かれた圧力液の作用でスプ
ール78が右方向に移動する（第３図参照）。これにより
スプール78の位置が右側に切り換わる。従って、第３図
に示すように、ポンプ60から吐出された圧力液はサプラ
イ流路58、第１圧力室56、流路62、パイロット弁64のポ
ート64C、64E及び流路72Bを介して第２圧力室70に供給
される。

ここで、第１圧力室56と第２圧力室70の圧力は同圧とな
りピストン54の右端部54Bの径は左端部54Aの径より小さ
いので受圧面積の関係でピストン54は左方向に移動して
打撃工程に入る。そして、第４図に示すようにピストン
54がシャンクロッド90を打撃する。同時に流路75はピス
トン54で第１圧力室56との連通をブロックされて、ポー
ト75Bを介してピストン54の中央溝54Cと連通する。従っ
て流路75のオイルは中央溝54C、流路72Cを介してタンク
73Aにドレーンされる。これによりスプール78を右方向
に移動させる力が排除される。一方、ポンプ60から吐出
された圧力液は流路58、第１圧力室56、流路62、74及び
ポート64Dを介してスプール78の右端部側に作用する。
ここで、スプール78の右端部は左端部より径が大きいの
でスプール78が左方向に移動してパイロット弁64が第１
図に示す状態に切換えられ、ピストン54は前述したよう
に再び右方向に移動する。

このように、本願発明の油圧ドリフター装置によればピ
ストン54の往復移動時にサプライ流路58内のオイルは常
時ポンプ60から第１圧力室56の一方向に流れる。更に、
流路62にはアキュームレータ76が連通されているのでサ
プライ流路58内の圧力液は流速の変化も生じない。同様
に流路62内の圧力液の流れも常に一方向であるため、流
れの方向も変化することがないので圧力液の方向変化に
伝える圧力損失がなく効率のよい作動が可能となる。

また、打撃工程に於いても72A、72Bの２つの流路を備え
ているので、パイロット弁64の切換による圧力液の方向
変化がないので、圧力損失がなく作業効率の向上が図れ
る。

次いで、打撃工程時に空打ちが生じた場合について説明
する。第４図に示すようにピストン54が左方向に移動し
てシャンクロッド90を打撃すると、シャンクロッド90が
左方向に逸走してスプライン90Aの左端部がダンパーリ
ング98の傾斜面98Aに当接する。従って、ダンパーリン
グ98が左方向に移動するのでシリンダ室102内のオイル
は流路104を介してサブシリンダ106の左室107に導かれ
る。

そして、左室107に導かれたオイルはピストン120を右方
向に移動させる。ピストン120の右方向移動によりサブ
シリンダ106の右室124のオイルは流路126を介してアキ
ュームレータ76に供給される。従って空打ち時にはシリ
ンダ室102内のオイルはサブシリンダ106を介してアキュ
ームレータ76でエネルギを吸収するので、クッション性
が高くなる。

また、サブシリンダ106のピストン120にオリフィス122
を設けることにより、シリンダ室102に連通する流路を
２つに減少してアキュームレータ76内やシリンダ室102
内のオイル交換を有効に行うことができる。従ってシリ
ンダ室102内に油を溜りにくくし、局部的熱の発生を防
止することができる。

前記実施例では横方向に打撃する油圧ドリフター装置に
ついて説明したが、これに限らず、縦方向に打撃する油
圧ドリフター装置にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る油圧ドリフター装置によ
れば、ポンプから吐出される圧力液は常に一方向に流れ
るので、オイル流速の慣性による大きな圧損とそれに併
う熱の発生を防止することができる。

また、衝撃吸収手段としての専用アキュームレータを要
さず、また衝撃吸収手段のシリンダ室内の圧力液を有効
に交換することができるので圧力液の溜りにより生じる
局部的熱発生を防止することができる。

従って、油圧ドリフター装置の作動効率の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧ドリフター装置の全体構成
図、第２図乃至第４図はその作動状態を示した状態図、
第５図は従来の油圧ドリフター装置の全体構成図、第６
図はその要部拡大図である。 50……油圧ドリフター装置、 54、120……ピストン、56……第１圧力室、 58、62、72A、72B、73……流路、 60……ポンプ、64……パイロット弁、 70……第２圧力室、73A……タンク、 76……アキュームレータ、90……シャンクロッド、 90A……スプライン、98……ダンパーリング、 100、108……筒体、102……シリンダ室、 106……サブシリンダ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの方向を制御するパイロット弁を
   介して油圧によってピストンを往復移動させ、そのピス
   トンの打撃エネルギーにより先端にビットを備えたシャ
   ンクロッドに繰返し打撃振動を与えて岩盤等を削孔する
   油圧ドリフター装置において、 前記ピストンを往路方向に移動する第１圧力室に２つの
   ポートを設け、一方のポートを前記油圧を吐出するポン
   プに連通すると共に他方のポートを前記パイロット弁の
   第１ポートに接続し、 前記ピストンを復路方向に移動する第２圧力室に２つの
   ポートを設け、該２つのポトを各々前記パイロット弁の
   第２、第３ポートに接続し、 前記パイロット弁の第４ポートをドレーンタンクに連通
   し、 前記パイロット弁の中実型スプールが、前記ピストンの
   往路方向に於いて、前記第１、第２ポートを閉塞すると
   共に第３、第４ポートを連通する位置と、前記ピストン
   の復路方向に於いて前記第１、第２ポートを連通すると
   共に前記第３、第４ポートを閉塞する位置とに交互に配
   置されることを特徴とする油圧ドリフター装置。
2. 【請求項２】ピストンの方向を制御するパイロット弁を
   介して油圧によってピストンを往復移動させ、そのピス
   トンの打撃エネルギーにより先端にビットを備えたシャ
   ンクロッドに繰返し打撃振動を与えて岩盤等を削孔する
   油圧ドリフター装置において、 前記シャンクロッドに摺動自在に嵌入された衝撃吸収手
   段であって、該衝撃吸収手段のシリンダ室に第１、第２
   ポートが設けられ、第１ポートが第１オリフィスを介し
   てドレーンタンクに連絡され、第２ポートが蓄圧槽に連
   通されると共に第２オリフィスを有したサブシリンダを
   介して前記油圧を吐出するポンプに連通された衝撃吸収
   手段を備え、 前記シャンクロッドが空打ちされた時シャンクロッドに
   形成された突起部が前記衝撃吸収手段に当接してシリン
   ダ室が圧縮されること特徴とする油圧ドリフター装置。