JPS61204496A - 衝撃工具のロツド引抜き用逆衝撃装置 - 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、さく岩槻、はつり機などの衝撃装置に関する
ものであり、さらに詳しくいえば、さく岩槻などの穿孔
ロッドを引抜くためにロッド打込み時と逆方向の衝撃力
を穿孔ロッドに与える逆衝撃装置に関するものである。

従来の技術 最近は、油圧さく岩槻などの開発によシ、鉱山、採石場
などにおける穿孔作業の能率は著しく向上しておシ、穿
孔およびロッド回収の平均的時間は、例えば、直径７５
８１１、深さ１２ｒｒＬの作業の場合、１５分程度まで
になっている。しかし、これらのデータは、岩質の比較
的均一で良好な場所においてのものであり、穿孔現場の
多くは軟弱地盤や破砕帯、粘土層などが複雑に入り組ん
でいるので、実際の作業においては、１日１本というデ
ータもある。このように能率の悪い場合の原因は、掘削
孔に掘削壁面が崩れ落ちたり、または、掘削中、空洞に
遭遇し、掘削粉彎排出できなくな）、掘削孔を詰らせて
しまう嶋いわゆるジャミングを起すことである。このよ
うな状況下では、さく岩槻などの工具に連結された油圧
シリンダやローラチェーンを介して連結された回転モー
タなどを用いる従来の引抜き方法では、穿孔ロッドを容
易に回収することができないばかシか、ときとして、ロ
ッドの回収が不可能になることもあった。

従来、岩質の悪い所での穿孔作業において、ロッド回収
作業が困難になるジャミングを防止する丸め、作用工具
の送り込み力を規制したシ、掘削粉体の排出を行う目的
で作用工具の上下動を頻繁に行いながら穿孔することが
必要であった。このような状況では、打撃時間が長くな
シ、轟然周囲に打撃振動が伝播する時間も長くなるため
、掘削壁面は、崩れやすく、円筒状にはほど遠い不規則
な孔ができてしまう。しかし、掘削孔を整然とした円筒
状に仕上げることは、発破作業において計、算通りの効
果を生むために重要なことであり、ジャミングを防止す
るために不規則な孔を生ずるのは好ましくない。

また、オペレータは、とシ分け、ジャミングを予測でき
る作業環境において、作用工具の送り込み力を調整した
り、回転力やフラッシング圧力をたえず監視することで
前兆を予測し、それによってジャミングを回避する手段
を講じることが要求されていた。このような作業を要求
することは、オペレータに過重な精神的負担を与えるも
のであった。

従来の穿孔機においては、前述のジャミング防止のため
に種々の装置が提案され、実施もされているが、これら
の装置は、あくまでジャミングを防止するだめのもので
あって、ジャミングを起こしてもロッドの回収作業が容
易に行えるならば、それらはほとんど不要なものでおる
。従って、ジャミングに影響されずにロッドの回収を容
易に行える装置が望まれていた。

発明が解決すべき問題点 従って、本発明の一つの目的は、ジャミングの影響を受
けることなく穿孔ロッドの回収を行って穿孔作業の作業
能率の向上に寄与するさく岩槻などに用いる衝撃装置を
提供することである。

本発明のもう一つの目的は、穿孔機のジャミング防止機
構を不要にするか、それを簡略にし、オペレータの精神
的負担を軽減できるさく岩槻などに用いる衝撃装置を提
供することである。

以上の目的を達成するためには、ジャミングが起った場
合に、それに打ち勝つ作用工具の打込み方向と逆の方向
の衝撃力を簡単な機構により作用工具に自動的に与える
手段を見出すことが必要である。

問題点を解決するだめの手段 本発明は前述の問題を機械ハウジングと、前記機械ハウ
ジングの前部に接続されたフロントヘッドキャップと、
前記機械ノ・ウジング内を前後に往復運動する主ピスト
ンと、前記主ピストンの前方に配設されて前進および後
進位置制限面のある異径部を有し前記主ピストンの前進
運動による衝撃を受けるシャンクロッドとを具備する衝
撃工具について、前記シャンクロッドの異形部と前記フ
ロントヘッドキャップの前方端との間に配置され、加圧
流体を封入できる緩衝室と、前記緩衝室と連結されたア
キュムレータと、前記シャンクロッドの異径部の前方に
摺動可能に装着され、前記緩衝室の一部を構成し、前記
緩衝室に生じる圧力を前記シャンクロッドに伝達する副
ピストンとを備え、前記シャンクロッドに前記主ピスト
ンが衝撃を加えた後に、該衝撃と逆方向の衝撃を与える
、ロッド引抜き川遊衝撃装置を設けることによって解決
した。

などの作用工具に衝撃パルスを圧縮方向と引張シ方向に
交互に与えることであり、従来、困難であったロンド回
収を短時間のうちに容易に行うことを可能する。このこ
とは、大巾な作業時間の短縮をもたらす。

実施例 この発明の前述の目的およびその他の目的はこの発明の
一実施例を示している添附図面についてなされる次の説
明から理解できるであろう。この実施例は、単にこの発
明を説明するためのものであって実施例のいろいろな変
形はこの発明の範囲内で可能である。　　′ 第１図および第２図を参照すると、公知のさく岩槻の機
械ハウジング１０がフロントヘッド１１、ギヤハウジン
グ１２、シリンダケース１３、および主ピストンシリン
ダー１４を含むものとして示されてｂる。主ピストン１
５は、主ピストンシリンダ１４内を流体圧によって往復
運動する。この主ピストン１５は、衝突面１５ａを有し
、前進運動でシャンクロッド（アンビル素子）１７に衝
撃を与えるように配置されている。シャンクロッド１７
は、主ピストンとの衝突面１７ａと、さく岩槻に対する
後退位置を限定する面１７ｂと、同じく前進位置を限定
する面１７ｃを有する異径部１７ｄを備えている。また
、シャンクロッド１７には、スリーブ１８を介して穿孔
ロッド１９ａが接続されておシ、最前部穿孔ロッド１９
ｂにはビット２０が接続されている。（第２図）回転チ
ャック２１がチャックドライバー２２と一緒に回転する
ように接続されており、このチャックドライバー２２は
、リングギヤ２２ａを有して、図示されていない駆動源
に接続されているギヤとかみ合っている。また回転チャ
ック２１は、機械ハウジング１０内で軸線方向に移動で
きないように配置され、スプラインによってシャンクロ
ッド１７とかみ合っている。従って、シャンクロッド１
７は、駆動源からの作用によって強制的に回転されると
ともに、回転チャック２１に対し、軸線方向に可動であ
る。チャックドライバー２２はベアリング２３と、スラ
ストベアリング２４で、機械ハウジング１０内の定位置
で回転するように軸受され、円筒状内面にはシャンクロ
ッド１７のさく岩槻内における後退位置を限定するスラ
ストベアリング部材２５が圧入されてｂる。

緩衝室２８の一部を構成する機械フロントハウジング３
０は、フロントヘッドキャップ３１、およびリバースシ
リンダ３２を含む（第１図）。緩衝室２８は、通路３４
ａ１環状室３５、通路３６、導管３７を介して切換弁３
８に接続されている。

切換弁３８は、加圧流体源にチェック弁４３を介して接
続されて込る導管３９と、タンクに接続されている導管
４０とに導管３７を選択的に接続できる。チェック弁４
３は、流体源から切換弁３８への流れは通すがその逆を
許さない。

アキュームレータ４２は、通路４１．環状室３５、通路
３４ｂを介して、常時緩衝室２８に接続されている。

リバースシリンダ３２は、小径円筒内面部、および大径
円筒内面部を有し、フロントヘッドキャップ３１の内側
に液密に固着されている。大径円筒内面部の前方部分の
内面および小径円筒内面部の後方端面部は、緩衝室２８
の一部を構成している。なお、大径円筒内面部の最前部
には加圧流体源およびアキュムレータ４２に連接するた
′めの通路３４ａおよび３４ｂが穿設されている。

副ピストン３３は、それぞれがリバースシリンダ３２の
小径円筒内面部および大径円筒内面部と液密に摺動可能
な小径円筒外面部および大径円筒ダト 内面部を有し、シャンクロッド１７の異径部１７ｄの前
方にシャンクロッド上を摺動可能にかつ前進位置限定面
１７ｃに当接可能に装着されている。

本実施例においては、副ピストン３３の大径円筒外面部
の前方端面は段状に形成され、ピストン面３３ａを構成
するとともに、副ピストン３３が前進するとき、リバー
スシリンダ３２の小径円筒内面部の後方端面部に段状部
の一部が当接し、それにより副ピストン３３の前進位置
が限定されるものになっている。副ピストン３３の小径
円筒外面とピストン面３３ａを含む段状部とは緩衝室２
８の一部を構成する。前述のように副ピストン３３０大
径外面部に段状部を設ける代シに、リバースシリンダ３
２の後端部に段状部を設けてもよいことは明らかである
。

ピストン面３３ａは、緩衝室２８内に加圧流体に加圧流
体が導入されたとき、加圧流体の圧力を受けて、シャン
クロッドに沿ってリバースシリンダ３２に対し後方へ移
動する。ピストン面３３ａを含む前記段状部の前方部分
がリバースシリンダ３２の小径円筒内面部の後方端面に
当接しているとき、ピストン面３３ａに対し、加圧流体
源からの圧油によって加えられる力は、ジャミングの起
ったときにさく岩槻４５（第３図参照）にそれを後方へ
移動させるように加えられる引張シカによって生ずる反
力の最大値よりも大きくなるように設計される。

さく岩槻の機械ハウジング１０内の空所１６には、図示
されてないルプリケータに通じる導管が接続されておシ
、さく岩槻の作動中圧縮空気でオイルミストを供給して
いる。従って、圧縮空気は、各摺動部材の潤滑を行なっ
た後にリバースピストン３３の内面と、シャンクロッド
１７の外面の間隙から排出される。このことは同時に、
ハウジング１０内の空所を一定の圧力に保つことであシ
、外部からのダスト進入を防いでいる。

第３図を参照すると、さく岩槻４５は、穿孔機本体４７
のドリルガイド４６上を前後移動するようにフィードモ
ータ４８を介して、エンドレスチェーンで接続されてい
る。

さく岩槻における逆衝撃装置の作用を図面について、次
に説明する。穿孔終了後第２図に示した状態において、
さく岩槻を後方へ移動させるために、引張り力がさく岩
槻の機械ハウジング１０、フロントヘッドキャップ３１
、リバースシリンダ３２、副ピストン３３を介して、シ
ャンクロッド異径部の面１７ｃに作用する。緩衝室２８
は、タンクポートに接続されており、副ピストン３３お
よび、シャンクロッド１７は、ともに、さく岩槻に対し
て最も前進した位置にある。つまり、シャンクロッドの
衝突面１７ａは、主ピストンの衝突面１５ａが、その往
復運動サイクルで位置する最前部より、さらに前方に位
置する。従って、主ピストン１５は、シャンクロッド１
７を打撃できない。このことは従来のさく岩槻と同じで
ある。

さて、さく岩槻に加えられる引張シカで、穿孔ロッド１
９を引き上げることが不可能になったとき、つまりジャ
ミングが起こったとき、導管３７と導管３９を接続する
ように切換弁３８を切換えると、加圧流体源から供給さ
れる圧油は、緩衝室２８に入シ、アキュムレータ４２を
加圧する。次いで緩衝室を構成している副ピストンのピ
ストン面３３ａの一部に作用する流体圧が、さく岩槻を
後方へ移動するように加えられている引張シカよ墨り ９も、大きくなるような値になったとき、釉ル；＾ピス
トン３３、シャンクロッド１７を除くさく岩槻は、前方
つまり、穿孔ロッド側に移動を開始し、第４ａ図に示さ
れたようにベアリング部材２５（７）面２５ｇをシャン
クロッド面１７ｂと接触させる。このとき、シャンクロ
ッドの衝突面１７ａは主ピストン１５の穿孔作業におけ
る通常の打撃位置にある。この状態で主ピストンを作動
させると、主ピストン１５は、第４ｂ図に示すようにシ
ャンクロッド衝突面１７ａを打撃し、次いで、後退運動
に移る。シャンクロッド１７は、スリーブ１８、穿孔ロ
ッド１９、ビット２０および副ピストン３３を伴なって
前方へ移動する。このとき緩衝室の圧油は、通路４１を
通り、アキュムレータ４２内に入る。アキュムレータ４
２は、シャンクロッド１７に伝えられた打撃エネルギー
を、副ピストン３３を介して、有効に吸収する。従って
、副ピスト／３３は除々に減速し、次いで停止する。

一方、さく岩槻の機械ノ・ウジングに加えられていた引
張シカは、シャンクロッド面１７ｂが、ベアリング部材
の面２５ａを離れた瞬間、つまりさく岩ピッ１−２０の
後部面２０ａが、掘削孔を詰まらせていた物体を離れた
瞬間に、均衡を保ってい九反力を失ない、さく岩槻を後
方へ移動させる０従って、副ピストン３３が前進運動を
停止したとき、アキュムレータ４２は、副ピストン３３
を瞬間的に後方へ打ち出すように蓄圧していた圧油を緩
衝室２８に送り出す。副ピストン３３は、シャ７りｏ７
ド１７、スリーブＬ８、穿孔ピット２０を伴ない、瞬間
的に後方へ移動し、穿孔ビット面２０ａが掘削孔に詰っ
ていた物体を打撃した後、第４ｃ図に見られるようにシ
ャンクロッド面１７ｂを、ベアリング部材面２５ａに固
定させることで、その運動を停止し、次の主ピストン打
撃を待つ０逆衝撃装置の作動を停止させるときは、導管
３７と４０が通じるように切換弁３８を切換える。従っ
て、アキュムレータに蓄圧されていた油は、タンクに戻
されると同時に、副ピストン３３の後端面に作用してい
るルブリケータ供給圧力により、副ピストン３３が前進
することで、緩衝室内の油も夕／りに戻される。そして
、副ピストンは、面３３ａの一部がリバースシリンダ３
２に接する位置で停止し、従来のさく岩槻と同様の穿孔
作業を可能にする。

発明の効果 本発明によれば、岩質の悪い穿孔作業であっても、ジャ
ミングを気にせずに一気に穿孔を行い、ロンドを回収で
きるので、総打撃時間を大幅に短縮でき、同時に、掘削
壁などの周辺に与える打撃振動時間も短縮されることか
ら、比較的頑丈な掘削壁面を残すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による衝撃工具用逆衝撃装置の縦断面
図、 第２図は、本発明による衝撃工具用逆衝撃装置を組込ん
ださく岩槻の縦断面図と逆衝撃装置への流体供給回路図
、 第３図は、従来のさく岩槻を操作室を含めて概観的に示
した略図である。 第４ａ図は、ジャミングが起ったとき、緩衝室に加圧流
体源の接続された後に油圧が十分に上昇したときの本発
明による逆衝撃装置の作動状態を示す図、 第４ｂ図は、第４ａ図に示した状態の後に、主ピストン
によってシャンクロッドに衝撃の加えられた後の本発明
による逆衝撃装置の作動状態を示す図、 第４ｃ図は、第２ｂ図に示した状態に続いてアキュムレ
ータに蓄えられた圧力により、逆衝撃を発生し、シャン
クロッドを上昇させた後の本発明による逆衝撃装置の作
動状態を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械ハウジングと、前記機械ハウジングの前部に配
   設されたフロントヘッドキャップと、前記機械ハウジン
   グ内を前後に往復運動する主ピストンと、前記主ピスト
   ンの前方に配設されて前進および後進位置制限面のある
   異径部を有し前記主ピストンの前進運動による衝撃を受
   けるシャンクロッドとを具備する衝撃工具において、 前記シャンクロッドの異形部と前記フロントヘッドキャ
   ップの前方端との間に配置され、加圧流体を封入できる
   緩衝室と、 前記緩衝室に連結されたアキュムレータと、前記シャン
   クロッドの異径部の前方に摺動可能に装着され、前記緩
   衝室の一部を構成し前記緩衝室に生じる圧力を前記シャ
   ンクロッドに伝達する副ピストンとを備え、前記シャン
   クロッドに前記主ピストンが衝撃を加えた後に、該衝撃
   と逆方向の衝撃を与える、ロッド引抜き用逆衝撃装置。 ２、前記副ピストンが前記シャンクロッドの異径部の前
   進位置制限面に接合可能な後方端面と、前方小径外面部
   と後方大径外面部とを有する中空準円筒形である特許請
   求の範囲第１項に記載の逆衝撃装置。 ３、前記緩衝室は、前記副ピストンの前方小径外面部と
   後方大径外面部とをそれぞれ液密に摺動可能に受ける前
   方小径内面部と後方大径内面部とを有する中空準円筒形
   であつて前記フロントヘッドキャップの内面に液密に固
   着されたリバースシリンダの小径内面部と大径内面部と
   の遷移部分と、前記副ピストンの小径外面部と、大径外
   面部との遷移部分とによつて形成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の逆衝撃装置。 ４、前記副ピストンの大径外面部の前方端面が前記副ピ
   ストンのピストン面となつていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ない第３項のいずれかに記載の逆衝撃
   装置。 ５、前記緩衝室は、加圧流体供給源に選択的に接続でき
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の逆衝撃装置。