JPS61196094A - 可逆型衝撃作動機 - 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〕 本発明は土木技術に関するものであり、特に可逆型衝撃
作動機に関する。本発明による機械は地下通信網の無ト
レンチ敷設に際して地中に穴を掘進するために使用する
ことができる。

さらに本発明の機械は、地中にケーシングを埋め込み、
またパイルを打ち込み、また土木調査および地理学的探
査のための土壌採取のための衝撃型ユニットとして使用
することができる。

〔従来技術と問題点〕

特に埋込み型パイルを受けるための短い盲穴の掘削のた
め、または土木調査と地理学的調査のために可逆型１ｊ
１作動機がますます使用されるに伴って、特に、信頼性
が高く構造簡単で小サイズであると共に、たとえば機械
に連結された可撓性ホースを軸方向に引張るだけで引出
すことのできる反転機構に関して、この種の機械の高度
の信頼性が必要とされている。このような必要から、現
在、各種の可逆型衝撃作動製構造が種々の成功度をもっ
て使用されている。

公知の可逆型衝撃作動ｍ＜たとえば、ソ連発明者証第２
６３．４８２号、ＩＰＣＥ　　０２　　Ｆ５／１８．１
９６５年公表を参照）はハウジングを含み、このハウジ
ングは、圧下流体作用のもとに往復運動することのでき
るハンマーと、ハンマーが機械の前進行程のためにハウ
ジングの前部にｍ撃を加え、また機械の戻り行程のため
にハウジング後部に衝撃を加えるように圧下流体を分配
するシステムとを収納している。

機械の２操作モードにおける動作流体の分配は、ハンマ
ーに可動的に連結された弁部材によって制御１１される
。

この弁部材はハウジングに対して、２位置に、すなわち
前方位置と後方位置に固定することができる。弁部材は
その前方位置においては、機械の前進行程を保証するよ
うに動作流体の分配を制御し、これに対してその後方位
置においては、機械を後退させるように圧下流体の流れ
を再分配する。

この弁部材は、フランジに固着された管要素を介してハ
ウジングに連結されている。このフランジはハウジング
の内側に固着されている。ハウジングに対する弁部材の
ロックは、ボールが前記の管の横方向穴と弁部材のグル
ーブの１つの中に交互に受けられることによって実施さ
れ、その中においてこのボールが、ベベルとくぼみを有
する弾発されたニップルによって保持され、管とフラン
ジの内部を通過させられる。圧下動作流体がニップルに
対して、これに固着され、た可撓性ホースを介して送入
される。さらに弁部材は７ランジに対して弾発されてい
る。

機械を逆行程操作に切替えるためには、可撓性ホースに
対して張力を加えてニップルを後方に動かし、そのくぼ
みがボールに対向するように成す必要がある。弁部材の
前端面に加えられる圧力流体の応力作用で、弁部材は可
能な限り後方に移動しようとする。これにより、ボール
はニップルのグルーブに対して圧着され、可撓性ホース
に加えられた張力を解除すると、ボールはニップル・ベ
ベルによって弁部材の前方くぼみまで動かされ、管、フ
ランジおよびハウジングに対して定置ロックされる。弁
部材のこの位置において、ハンマーはハウジング内部を
往復運動し、その後部に対して％Ｊ撃を加え、すでに作
られた孔に沿って機械を孔の入口に向かって後退させる
。

機械の前進圃撃作用を再開するには、圧下流体の供給を
停止し、可撓性ホースを引張る必要がある。その結果、
ニップルが後方に移動するので、ボールはニップル・グ
ルーブに対向する位置をとる。弁部材のバネの応力がボ
ールをニップル・グルーブまで動かすように作用して、
弁部材は前方に移動させられるので、その後端くぼみが
ボールに対向する。可撓性ホースに対する引張応力を解
除したのち、ニップルが他のバネの作用で前方にｎ　ｌ
Ｊ＋し、そのベベルによってボールを弁部材の後端くぼ
みまで移動させ、ボールを管、フランジおよびハウジン
グに対して定置する。各要素がこの位置にあるとき、圧
下流体がこの位置にあるとき、圧下流体を機械に対して
送入したのち、ハンマーがその往復運動を再開し、ハウ
ジングの前部に対して衝撃を加えることによって機械が
前進する。

しかしながら、前記の可逆型衝撃作動機は、バネ付きニ
ップルによるボールの弾発の不十分さのため前進行程操
作から戻り行程操作に偶然に切替わる可能性があるので
、本質的に信頼性がない。

ボールの弾発力を一層確実なものとすることは不可能と
思われる。なぜかなら、ニップルを弾発するために、よ
り強力なバネを使用する必要があるからである。従って
、このバネの応力は、前進行程から後退行程に機械の操
作を切替える際に、ニップルに連絡された可撓性ホース
に手で加えられる張力よりも大であってはならない。

さらに、前記の機械は、ボールと弁部材、ニップルおよ
び管の対応部分との高接触応力によって生じる部品寿命
の不十分さの故に、信頼度が比較的低いことを特徴とし
ている。ボールは対応部分と一点においてのみ接触する
ことができるからである。

さらに、この機械は比較的低い比出力（機械の単位断面
積あたりの出力）を特徴としている。ボールの使用が機
械直径の増大を必要とするからである。

また、公知の可逆型衝撃作動１ｆｉ（ソ連発明者証、第
１．１１８．７４７号；ＩＰＣＥ　　０２　　Ｆ５／１
８．１９８０年発行、参照）はハウジングを含み、この
ハウジングは、圧下動作流体の作用のもとに往復運動し
、前進行程中はハウジングの前部に対して衝撃を加え、
戻り行程中はハウジングの後部に対して衝撃を加えるハ
ンマーと、ノ＼ンマーに対して可動的に連結され、機械
の前進行程と戻り行程においてそれぞれハウジングに固
定する手段を備えた圧下流体分配制御用弁部材とを収容
する。

この弁部材は、この弁部材上に固着された弾性板と、ハ
ウジングに対して固着されたフランジとを介してハウジ
ングに固着されている。前記の弾性板はフランジと協働
する突起と、ベベル付き出張とを有し、その他端に圧下
動作流体送入用可撓性ホーマを備えたスリーブのベベル
と協働する。

さらに弁部材はストッパを備え、７ランジに対して弾発
されている。これに対してフランジは弾性板の出張を受
けるためのグルーブを有し、またフランジは弾性板の突
起を受けるためのくぼみを有する。

機械が前進行程衝撃作用モードで作動するとき、可撓板
の出張が７ランジのくぼみを占めて、弁部材をハウジン
グに対して再先端位置にロックする。

圧下動作流体の送入に続いて、ハンマーはハウジングの
内部を往復運動し、その先端に対してｖｆＪ撃を加える
ことにより、機械は孔を背後に残しながら地中を前進す
る。

機械を逆衝撃作用モードに切替えるためには、可撓性ス
リーブを引張ってスリーブを後方に仙かす必要がある。

スリーブのベベルが可撓板のベベル付き出張に対して放
射方向応力を伝達する。この応力の作用で、弾性板がグ
ルーブの中に入らされ、可撓板の突起がフランジのくぼ
みとの係合から引出される。弁部材のストッパがフラン
ジと係合するまで、動作流体の圧力が弁部材を後方に移
動させる。弁部材はこの位置において、機械のハウジン
グ中のハンマーの往復運動を保証し、これに伴ってハウ
ジングの後部に対して衝撃を伝達し、これによって機械
は孔の中を孔の入口に向かって後退する。すなわち、機
械の衝撃作用が逆転される。

機械の前進行程を再開するため、圧下動作流体の供給が
停止される。弁部材をフランジに対して弾発するバネが
、弁部材を機械の前進Ｉ！撃佳作用対応するその前方位
置まで動かすように作用しく可撓板の出張が７ランジの
くぼみの中に入り、弁部材をハウジングに対して最先端
位置にロックし）、従って圧下流体を送入すれば、ハン
マーがその往復運動を再開し、ハウジングの前部に対し
て＊撃を伝達し、機械は前進衝撃作用モードで作動する
。

前記の機械の１つの欠点は、可撓性ホースに対して偶然
に引張応力が加えられることにより前進衝撃作用から逆
方向衝撃作用への任意の切替えが生じるので、動作信頼
度が充分でないからである。

さらに、機械の動作室中の圧下流体の作用で弁部材によ
って弾性板に軸方向応力が加えられて、弾性板の破損を
生じる可能性があるので信頼度が低下する。また弾性板
は、出張がフランジと協働する際に出張によって加えら
れる曲げ応力の作用で破損する可能性がある。

〔発明の目的〕

本発明は、弁部材をハウジングに対するその作動位置に
固定する手段が機械の作動信頼度を高めるように構成さ
れた可逆型衝撃作動機を提供しようとするものである。

（発明の概要） ハウジングを含み、このハウジングは、圧下動作流体の
作用のもとに往復運動して機械の掘進行程に際してはハ
ウジングの前部に対して衝撃を加え機械の引出行程に際
してはハウジングの後部に対して衝撃を加えることので
きるハンマーと、圧下動作流体の分配を制御するための
グルーブを有する弁部材とを収納し、前記の弁部材はハ
ンマーに対して可動的に連結され、また竹記弁部材は、
これを２つの流体分配制御位置に、特に掘進行程と引出
行程における流体分配制御位置に、ハウジングに対して
固定するための手段を備え、掘進動作モードにおいて弁
部材を固定する前記の手段は、弁部材に対して可動の、
突起を有する少くとも１つのインサートの形を有するよ
うにした可逆型衝撃作動機において、前記インサートの
突起が弁部材のグルーブによって受入れられ、また前記
のインサートは、ハウジングと弁部材との間において軸
方向運動するように配冒されたボートを有するシェルに
よって包囲されていることによって、本発明の目的が達
成される。

好ましくは、シェルは円筒形構造である。

前記の構造変更は、弁部材をハウジングに対する極端位
置に一層確実にロックすることにより、作動信頼度の高
い可逆型衝撃作動機を提供するものである。

弁部材のグルーブおよびハウジングのグルーブとの協働
する突起をインサートに備えることにより、掘進衝撃作
用モードで機械が作動している間に弁部材を確実にロッ
クすることが可能である。

可撓性ホースに対して不注意に張力を加えても、ハウジ
ングからのインサートの１ｉｌｉ脱を生じない。

なぜかならば、圧下流体の応力が弁部材に対して軸方向
に伝達され、この弁部材のグルーブがインサートの突起
に対して放射方向応力を伝達し、インサート（従って弁
部材）をハウジングに対して連続的に固定しているから
である。インサートの突起のベベルの傾斜角度を変更す
ることにより、機械の１７１作用を逆転するために必要
とされる引張応力を調整することが可能である。ハウジ
ングとインサートとの対応ベベルの傾斜角度を変更する
ことによっても同一の効果が得られる。

軸方向に移動可能のシェルによってインサートを包囲す
ることにより、弁部材に対するイン’を一層の固着を廃
止することができ、このようにしてインサートを弁部材
に対して連結した点における衝撃負荷作用によるインサ
ートの損害を防止できる。さらに、このようなインサー
トと弁部材の構造は引張応力と曲げ応力の作用を防止す
る。なぜかなら、インサートは弁部材とハウジングとの
間のスペーサまたはス、ライダ・ブロックとしてのみ作
用し、もっばら圧縮応力を受けるからであり、従って機
械の全体的信頼度が高められる。

また本発明による機械は、インサートの後側突起が弁部
材の前側グルーブによって受入れられ、前側突起が後側
グルーブの中に入るようにシェル・ボートの中において
インサートを移動させることができるが故に、さらに操
作信頼度が高い。・また逆方向衝撃作用位置においてイ
ンサートをロックすることも機械の信頼度を増進する。

〔実　施　例〕

第１図に記載の可逆型衝撃作動機は中空ハウジング１を
含み、このハウジング１はへッドビースまたは前部２と
テールピースまたは後部３とを有して、圧下作動流体の
作用に対応してハウジング１の内部を往復運動するよう
に取付けられたハンマー４によって加えられるＷ撃を取
上げる。本機の前進運動に際して、ハンマー４がハウジ
ング１の前部に対して衝撃を加える。本機の逆行程に際
して、ハンマー４がハウジング１の後部に対してｍｓを
加える。また本機は前進行程と逆行程に際して圧下流体
を分配するシステムを含む。このシステムは、ハウジン
グ１の内側面とハンマー４の外側面とによって画成され
た前部動作室５と、ハンマー４の内部によって画成され
た後部動作室６とを含む。またこのシステムは、前部と
後部の動作室５と６を相互に連結するための流路７と、
流体を外部に排出するためにハウジング１内部に備えら
れた流路８とを含む。また本機は、一端においてハンマ
ー４に対して可動的に連結された弁部材９を含む。弁部
材９はハウジング１に対して２位置をとることができる
。弁部材９は一方の位置（前端位置）においては、本機
の前進行程のために圧下流体の分配を制御し、これに対
して他方の位＠（後端位置）においては、本機の逆行程
のために流体分配を制御する。

弁部材９は、衝撃作動機の前進行程を保証する位置にこ
の弁部材を固定する手段を備えている。

この手段は弁部材９に対して可動のインサート１０の形
を有する（第１図〜第４図）。インサート１０（第２図
）はハウジング１と係合し、このようにして弁部材９を
ハウジング１に対して軸方向に固定し、本機の前進行程
を保証する。本機の逆行程にための位置においては、本
機が逆行程に切換えられたときにインサート１０（第３
図）がハウジング１に対する弁部材９の可動性を保証す
る。弁部材９の他端に円筒形シェル１１が固着され、こ
のシェルのボート１２（第５図）がインサート１０を受
けている。シェル１１の他端は可撓性ホース１３によっ
て作動流体源（図示されず）に接続され、このホースは
、一端においてシェル１１の末端に固着され、他端によ
って圧下動作流体源に固着れている。

インサート１０は、ベベル１５を備えた突起１４を有す
るプレート状を成す。

この衝撃作動機の前進運動中に弁部材９をハウジング１
に対して軸方向に固定するためにインサート１０がハウ
ジング１と係合することは、このインサート１０のベベ
ル１６と、その上面１７と、ハウジング１のベベル１８
と、ハウジング１の内側面１９と、ならびに弁部材９の
グルーブ２０とによって保証される。

本発明によるＩ！ｉ撃作動作動機らにバネ２１を有し、
このバネはハウジング１を軸方向に弾発し、本機の前進
運動のために弁部材９のシェル１１を前端位置まで移動
させる。シェル１１はショルダ２２を有し、このショル
ダは、ハウジング１の逆型ショルダ２３と協働して弁部
材９の軸方向移動を制限させるためのものである。

本発明による図示の可逆型Ｗ動作動機は１個のインサー
トを特徴とするが、このインサートの数は本機の高信頼
度動作を保証するために１個以上とすることもできる。

本発明による機械は下記のように作動する。

まず本機は、これに対して圧下流体を加えられていない
初位置に図示されている。シェル１１に連結された可撓
性ホース１３を通して本機に対して流体が送入されると
き、流体はシェル１１と弁部材９の中心通路を通って後
部動作室６まで流れ、流路７に通って前部動作室５に達
して、弁部材９の前端面に対して圧力を加えることによ
り、弁部材はハウジング１の後部３まで後退させられる
。

弁部材のグルーブ２０がインシート１０の突起１４のベ
ベル１５と係合させられてインサート１０をシェル１１
のボート１２に沿って放射方向に押出し、インサート１
０の上面１７がハウジング１の内側面１９に当接するに
至る。これによりインサート１０と、弁部材９およびシ
ェル１１はハウジング１の後部３の中に後退することに
より、インサート１０のベベル１６とハウジング１のベ
ベル１８とが協働して弁部材９をハウジング１に対して
固定させる。バネ２１の弾発力は、ハウジング１に対す
るシェル１１の運動を防止できない程度であるから、バ
ネ２１は圧縮されるがその圧縮度はわずかである。

圧下動作流体の送入につづく各機械要素の新しい位置を
第２図に示し、これは本機の前進行程に対応している。

前進行程に際して、前部動作室５と、後部動作室６をそ
れぞれ占めた圧下流体はハンマー４を往復運動させ、ハ
ウジング１の前部２に対して衝撃を加える。これらの衝
撃のものに機械は地中を前進し、背後に穴を残す。圧下
流体は流路７を通って動作室５に入り、また流路７と流
路８を通ってハウジングから排出される。

本機の衝撃作用を逆転するためには（すなわち本機を戻
り行程モードに切換えるためには）、圧下動作流体の供
給を遮断し、そののちバネ２１の力より大なる力を持っ
て可撓性ホース１３を引張る必要がある。従って、イン
サート１０はそのベベル１６によってハウジング１のベ
ベル１８上を滑って、放射方向内側に、シェル１１のボ
ート１２の中に入り、インサート１０の突起１４が弁部
材９のグルーブ２０の中に受けられる。そののら、イン
サート１０とシェル１１および弁部材９が後向きに（ハ
ウジング１の後部３に向かって）シェル１のショルダ２
２とハウジング１のショルダ２３が係合するまで移動す
ることにより、バネ２１が圧縮される。第３図に示す要
素の新しい位置がこの戻り行程に対応している。

そこで、可撓性ホース１３から張力を除くことなく作動
室５と６に対して圧下動作流体を送入し、次にホース１
３に対する引張応力をゆるめなければならない。室５と
６内部の圧下動作流体の作用により弁部材９はこのあた
らして位置においてハウジング１に対して固定されてお
り、従ってハンマー４はハウジング１内部において往復
運動を実施する。

弁９はハウジング１の後部３に向かって軸方向に片寄っ
たこの新しい位置を占めているので、まず圧下流体が流
路７を通って動作室５を占め、そののちに流体は流路７
と８を通って動作室５から脱出する。これによりハンマ
ー４がハウジング１の後部３に対して衝撃を加える。

この衝撃作用で、ハウジング１と本機はすでに作られた
穴に沿って穴の入口まで後退する。

圧下流体の送入を停止したのち自動的に本機は掘進衝撃
作用位置に再び切換えられる。すなわち、バネ２１が弁
部材９を第１図において見られる前方位置まで移動させ
る。圧下動作流体が再び前記のように本機に対して加え
られるとき、本機の各要素は第２図に示す位置をとり、
本機は穴に沿ってその掘進運動を開始する。

〔発明の効果〕 前述のように本発明による可逆型衝撃作動機の構造は、
部品の長い寿命と、弁部材の確実なロックと、高い全体
信頼度とを保証するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による可逆型衝撃作動機の、圧下動作流
体を送入する以前の位置を示す縦断面図、第２図は第１
図に示す機械の掘進行程位置を示す部分縦断面図、第３
図は第１図の機械の引出行程の位置を示す部分縦断面図
、第４図はインサートの斜視図、第５図はボートを有す
るシェルの断面図である。 １・・・ハウジング、２・・・前部、３・・・後部、４
・・・ハンマー、９・・・弁部材、１０・・・インサー
ト、１１・・・シェル、１４・・・インサートの突起、
２ｏ・・・弁部材のグルーブ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｈ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング（１）を含み、このハンシングは、圧下
   動作流体の作用のもとに往復運動して機械の掘進行程に
   際してはハウジング（１）の前部（２）に対して衝撃を
   加え機械の引出行程に際してはハウジング（１）の後部
   （３）に対して衝撃を加えることのできるハンマー（４
   ）と、圧下動作流体の分配を制御するためのグルーブ（
   ２０）を有する弁部材（９）とを収納し、前記弁部材は
   ハンマー（４）に対して可動的に連結され、また前記弁
   部材は、これを２つの流体分配制御位置に、特に掘進行
   程と引出行程における流体分配制御位置にハウジング（
   １）に対して固定するための手段を備え、掘進動作モー
   ドにおいて弁部材（９）を固定する前記の手段は、弁部
   材（９）に対して可動の突起（１４）を有する少なくと
   も１つのインサート（１０）の形を有するようにした可
   逆型衝撃作動機において、前記インサート（１０）の突
   起（１４）が弁部材（９）のグルーブ（２０）によって
   受入れられ、また前記のインサート（１０）は、ハウジ
   ング（１）と弁部材（９）との間において軸方向運動す
   るように配置されたボート（１２）を有するシェル（１
   １）によって包囲されていることを特徴とする可逆型衝
   撃作動機。 ２、シェル（１１）は円筒形であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項による可逆型衝撃作動機。