JP2003503617A - 削岩機および装着フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ハンマー装置と回転装置が配設された装着フレームを含む削岩機に関する。装着フレームは、装着フレームに締結されたスライド・ブロックにより送りビームに対して移動可能とされ、したがって削岩機と送りビームとの間に別途キャリッジを設ける必要がない。かかる装着フレームにより、ハンマー装置および／または回転装置は取替可能モジュールとなり得る。本発明はさらに、削岩機に加わる推進力と反発力とを送り手段に伝達する装着フレームに関する。装着フレームは、スライド・ブロックが締結される送りビームに平行な部分を含み、さらに、これを横切るように設けられ、ハンマー装置と回転装置が装着される軸上支持材を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、送りビームに対して移動可能な削岩機に関する。この削岩機は、回
転装置と、ハンマー装置と、これら回転装置とハンマー装置とを装着する装着フ
レームとを含み、装着フレームは軸方向支持材を備え、これによって削岩機に加
わる推進力と反発力とを装着フレームで受けると共に、これらの力を送りビーム
および送り装置に伝達し、さらにこの装着フレームを、装着フレームに配設され
たスライドブロックを介して送りビームで支えることができる。

【０００２】 本発明はまた、削岩機の一部をなす装着フレームに関する。この装着フレーム
は、削岩機の構成要素である回転装置とハンマー装置とを接続する手段を含み、
装着フレームと削岩機全体が送りビームに対して移動可能となるように、装着フ
レームにスライドブロックを配設することができる。

【０００３】 採掘では削岩装置が用いられており、可動プラットホームに１本または複数の
ブームが取り付けられ、これらブームの自由端に送りビームと削岩機が取り付け
られた構成を有する。従来の一構成例を後で図１に示すが、従来は、回転装置２
とハンマー装置３とを締付ボルト１その他の手段によって結合して一体化するこ
とにより削岩機を構成している。この種の削岩機は通常、削岩機のジャケットの
ラグ４を介してキャリッジ５にボルト結合されており、キャリッジ５は、動力伝
達ワイヤおよび動力伝達ワイヤを動かす油圧シリンダなどの送り手段によって、
送りビームの長手軸に沿って動かすことができる。削岩機の送り動作は、キャリ
ッジとそれに接続された削岩機とを、キャリッジに配されたスライドブロック７
で支えながら送りビームの上面に沿って動かすことで行われる。削岩作業中の削
岩機が岩に付き当てられ、さらに、ハンマー装置の衝撃が削岩対象物からドリル
ロッド装置を通じて削岩機に跳ね返る時に、削岩による大きな力が生ずる。この
力によって、削岩構造の耐久性に問題が生じる。現在の削岩機は、複数のブロッ
ク間の接合面で互いに固定された複数のブロックからなるため、固定しているに
も拘わらず若干のがたつきが避けられず、接合面の摩耗や変形を招く原因となっ
ている。したがって、このような削岩機を使用する際は、たとえ回転装置やハン
マー装置を修理する必要が無くても使用を中断してメンテナンスを行う必要があ
り、余計な生産中断やコスト増の原因となる。さらに、削岩機に加わる力が、削
岩機のジャケットを通じてキャリッジに伝達されるため、ジャケットを堅固に作
っておく必要がある。

【０００４】 米国特許第4,842,079号には、複数の円筒チャンバを含む本体を有する削岩機
が開示されている。ここで、ハンマー装置と回転装置はカートリッジとして構成
されており、エンドカバーによって円筒チャンバ内に固定されている。カートリ
ッジは、チャンバに適合し、エンドカバーによってチャンバ内の正しい位置に固
定され、また正しく機能するような形状と寸法を持つ必要がある。また、このカ
ートリッジでは、チャンバ支持部材が機能する必要がある。一般的に、チャンバ
とカートリッジとの間に必要な圧力媒体流路が接続されて、装置を機能させるよ
うに、カートリッジをチャンバ内で正確に位置決めする必要もある。

【０００５】 本発明は、従来の方式に伴う問題点を避けることができる新規な削岩機と、そ
の削岩機を装着する装着フレームとを提供することを目的とする。

【０００６】 本発明の削岩機は、少なくとも削岩機の回転装置またはハンマー装置を取替可
能モジュールとし、軸方向支持材には、削岩機の他の部分を分解せずに取替可能
モジュールを装着し、および同様に脱着することが可能な接合面を少なくとも１
つ設けることを特徴とする。

【０００７】 また、本発明の装着フレームは、上記取替可能回転装置および／またはハンマ
ー装置モジュールを装着可能な接合面を少なくとも１つ含むことを特徴とする。

【０００８】 本発明の基本的な発想は、削岩機は回転装置とハンマー装置を含み、これらの
うち、少なくとも一方を取替可能モジュールとすることにある。本発明の更なる
発想として、回転装置とハンマー装置と装着フレームが一緒になって削岩機を構
成するように、回転装置とハンマー装置とが装着される装着フレームを削岩機に
設ける。装着フレームは、送りビームに平行に設けられる複数のビームと、これ
らのビームを横断する軸方向支持材とを含む。複数のビームにはスライドブロッ
クが締着される。軸方向支持材によって回転装置とハンマー装置とを装着フレー
ムに装着する。削岩機を動かす力は装着フレームに伝達され、そして、装着フレ
ームはドリルロッドから削岩機に向かう力を受けて送り装置に伝達する。さらに
、本発明の好ましい実施例の基本的な発想として、板状の軸方向支持材の両面に
、回転装置とハンマー装置の双方のための接合面を形成する。これにより、回転
装置もハンマー装置も容易に取替可能なモジュールとなる。また、本発明の別の
好ましい実施例の基本的な発想として、回転装置の本体を装着フレームの一部と
する。この場合、軸方向支持材は、回転装置のジャケットと、当該ジャケットの
背面端部の接合面とから構成され、背面端部の接合面にハンマー装置を装着する
ことができる。

【０００９】 本発明によれば、かかる装着フレームを用いることにより、削岩機に加わる推
進力および反発力を、装着フレームを介して直接に送りビーム、および送りビー
ムに配された削岩機の伝達手段に効率良く伝達できるようになり、従前よりもこ
れらの力を容易に制御することができる。これによって、これらの力に起因する
削岩機構造、および削岩機を構成する各ブロックの接合面の損傷や摩耗を防止す
る。さらに本発明によれば、装着フレームが有ることによって、送りビームと削
岩機との間に別途キャリッジを設ける必要がなくなり、削岩機を送りビームに直
接装着することができるという利点が生ずる。キャリッジが不要となれば、それ
を製造する必要もなくなり、構造がよりシンプルとなると共に、耐久性も向上す
る。本発明のさらなる利点として、かかる装着フレームを利用することで、モジ
ュラー型削岩機を構成することも可能となる。このようにして、装着フレームの
接合面を利用し、ハンマー装置および／または回転装置を簡単に削岩機に付け替
えすることができる。すなわち、出力や特性の異なるさまざまな回転装置やハン
マー装置を組み合わせて、個々の目的に最も合った可能な削岩機を構成すること
ができる。また、さまざまな用途向けに適切に組み合わせることが可能な基本モ
ジュールを製造することも可能である。これにより、用途ごとに異なる構成をい
つも組んでいた場合に比べ、製造コストは明らかに削減できる。また、たとえ掘
削現場であっても、構体全体を分解することなく故障したモジュールやメンテナ
ンスの必要なモジュールを素早く取り外し、運転可能なモジュールと交換するこ
とができるので、削岩機の修理が非常に楽になる。従来はメインテナンスのため
に削岩機全体を交換するか、若しくは削岩機全体を分解するか、いずれかが必要
であったのに対し、本発明では構造上、メンテナンスのために削岩機全体を脱着
したり分解する必要がなく、不具合のあるモジュールのみを取り外す。回転装置
とハンマー装置とでは、その構造および動作原理の違いにより、寿命が異なるの
が普通である。また、寿命は、これらの使用状況の影響も受ける。したがって、
回転装置とハンマー装置は必ずしも同時に故障するわけでもメンテナンスを必要
とするわけでもなく、本発明によれば、修理を要するモジュールにのみ処置を施
すことができる。その後、故障により取り替えられたモジュールは、より良い状
態に修理された後、再び利用できる。これは、故障した削岩機を速やかに生産の
ための使用に復帰させることができるため、メンテナンスによる長期の稼動停止
と関連費用を避けることにも役立つ。すなわち、本発明によれば、削岩機に加わ
る推進力と反発力に起因する問題を回避し、キャリッジを使用しないシンプルな
構造を実現し、モジュラー構造を利用して個々の目的に効果的な削岩機を注文に
応じて作り、メンテナンスや修理の簡略化と稼動停止時間の短縮とによって大幅
にコストを削減することができる。

【００１０】 本発明を、図面を参照しながらより詳細に説明する。

【００１１】 図１は、従来例を示し、これに関しては第２頁の従来技術に関する段落を参照
する。

【００１２】 図２は、明確化のために、簡略化して本発明の削岩機を示す。この削岩機はそ
の前端部に、ドリルロッドとこれに結合されたドリルビットとを回転させるため
の回転装置２を備え、また、掘削を強化するための衝撃を与えるハンマー装置３
を備えている。回転装置とハンマー装置の一般的な動作と構造については、いわ
ゆる当業者にとって公知なので、ここでは、より詳しく説明する必要はない。図
示される例では、回転装置とハンマー装置は別個のモジュールであり、締結ボル
ト8a〜8h等によって、装着フレーム９の軸方向支持材14の接合面18に各々装着さ
れる。軸方向支持材の接合面に装着されるモジュールは、それ自身が本体を有す
るため、モジュールを軸方向支持材の接合面に対して支持するだけで十分である
。さまざまなカートリッジ式の取替可能部品に比べ、この種のモジュールはひと
かたまりで簡単に素早く取り替えることができる。また、モジュールは、それ自
身の本体と外部ジャケットとを有するため、例えばモジュール取替時およびメン
テナンス時の取扱いも容易である。装着フレーム９は、削岩機構体の本質的な要
素である。これが無いと、モジュールを掘削に使用することができないからであ
る。削岩機は装着フレームによって直接に削岩機の送りビーム40に配されること
により、送りビームに対して移動可能であり、別途のキャリッジは何ら不要であ
る。スライドブロック10a,10b等が装着フレームの下面に締結され、装着フレー
ムと送りビームとの間のベアリング要素として機能する。スライドブロックは通
常、本体と、取替可能な摩耗部品50とを含む。スライドブロックは、摩耗部品が
摩耗した際に、スライドブロックを簡単に取替えできるよう、ボルト結合等で締
結されることが好ましい。また、同図は、装着フレームの前端部にラグ11を示す
。ラグ11には、送りワイヤ60等が締結され、送り運動を与える力を、油圧シリン
ダあるいは同様なアクチュエータから装着フレームへ伝達する。これに対応する
ように、装着フレームの後端部の両側にはピン12等が設けられ、ピン12等に、削
岩機を後方に引っ張る要素が接続することができる。明確化のために、回転装置
、ハンマー装置およびスライドブロックは、装着フレームから離して表示してい
る。

【００１３】 図３は、図２に示した削岩機を正面から、すなわちドリルロッド側から示す。
一方、図４は、削岩機の側面図を示す。これらの図面からわかるように、削岩機
を移動させるために必要なラグ11とピン12は、ビームの間に設けられた横断支持
部材11a, 12aによって装着フレームに配されている。これらの支持部材は、同時
にビームを互いに支えることもできる。

【００１４】 図5aは、正面から、また図5bは背面から見た装着フレームを示す。上述したよ
うに、装着フレーム９は削岩機のフレームを構成しており、フレームに回転装置
とハンマー装置が装着される。装着フレームは力の伝達要素、およびモジュール
の装着プラットホームとして機能する。装着フレームは、好ましくは送りビーム
に平行なビーム13a, 13bからなる。また装着フレームは、これらのビームに配さ
れた軸方向支持材14を含む。軸方向支持材14は、図の場合は両ビーム間に横断方
向に配置された板状部材である。軸方向支持材14は、ビーム13a, および13bに対
して実質的に垂直であり、好ましくは、曲線形状もしくは三角形状の部材で両ビ
ームに支持されている。かかる構成により、軸方向支持材は、軸方向支持材に伝
達される推進力と反発力に対してよく耐える。軸方向支持材はまた、ビームを互
いに結合する。ビーム13a, 13bは、軸方向支持材の部分で上に向いている支持材
を含むことが好ましく、かかる支持材に、板材で構成された軸方向支持材が溶接
によって固定されるか、あるいは型締めとボルト結合の組合せによって着脱可能
に取り付けられることが好ましい。装着フレームは、普通には鋳造により製造す
ることができ、この場合、装着フレームは単一部材となる。軸方向支持材には、
締結ボルト8a〜8f用の穴がある。軸方向支持材にはさらに通常、穴がひとつ設け
られており、穴を通じ、ハンマー装置で発生した衝撃がパーカッションピストン
によって直接に、またはそこから延びるピンによってドリルシャンクに伝達され
る。穴には、モジュールの装着を容易とするための円錐アダプタが設けられてい
てもよい。

【００１５】 回転装置は、軸方向支持材を貫通するボルト8a〜8dと、軸方向支持材に螺合さ
れるボルト8e〜8fとによって装着フレームに装着されている。ハンマー装置もま
た、ボルト8a〜8dと、軸方向支持材に螺合されるボルト8g, 8hとによって装着フ
レームに装着されている。ボルト8a〜8dは、こうして回転装置とハンマー装置と
装着フレームとを一体化している。したがって、回転装置またはハンマー装置を
取り外すには、締結しているボルト8a〜8dを外す必要がある。ただし、ボルト8a
〜8dを外しても、各モジュール専用のボルト8e, 8f、および同様に8g, 8hを外さ
ないかぎり、モジュールはまだ定位置にある。このように、各モジュールは別々
に装着フレームから取り外すことができる。もちろん、モジュールは別の方法で
締結することができ、別の適当な締結手段を用いることができる。

【００１６】 図5aは特に、好ましくは装着フレームに配された軸列型軸受15を示す。この軸
受15は、衝撃、すなわち被掘削物から跳ね返るハンマー装置の反発を和らげるも
のである。軸列型軸受15は、円陣に配された複数のシリンダ室16に配されるピス
トンを含む。これらのピストンは連結されており、反発力によってシリンダ室内
を後退すると同時に液圧流体を、シリンダ室の後部に接続された液圧流体スペー
スに押し込むようになされている。液圧流体スペースは蓄圧器等にも接続されて
いる。軸列型軸受は軸方向支持材に固定できる。しかし軸列型軸受は容易に脱着
可能で取替可能なセパレート型の部材であることが望ましく、セパレート型の部
材は、例えば軸列型軸受用に作られたハウジングに収容した状態でロック用ねじ
を用いて所定の位置にロックされた状態で軸方向支持材に取り付ける。また、図
5aおよび5bは、スライドブロックを強固に締結するために装着フレームビームの
底面に凹部17を設けることができることも示す。

【００１７】 図６には、本発明の削岩機および装着フレームの第２の好ましい適用例を示す
。ここでは、装着フレームはＵ字型のビームを含み、ビームの閉鎖端には回転装
置の本体が配されている。さらに、回転装置のジャケットのハンマー装置側には
、ハンマー装置を装着するための接合面18が形成されている。この例では、回転
装置のジャケットと接合面とが装着フレームの軸方向支持材を構成している。図
２ないし図５で説明した例と同様、この例でもスライドブロックは装着フレーム
の底面に締結されている。送り手段を接続するための手段をこの装着フレームに
設けてもよい。回転装置のジャケット内の機器は、回転装置の前部を開けて交換
することができる。一方、ハンマー装置はそれ全体を簡単に交換することが可能
なモジュールである。かかる構成例は、いろいろなハンマー装置を使用できるこ
とが削岩機に求められる場合に好適である。

【００１８】 以上の図面と、関連する説明は、本発明の思想を説明することのみを意図して
おり、本発明は、特許請求の範囲内で具体的に変更が可能である。軸方向支持材
の接合面に装着されるモジュールの外形寸法は変化させてもかまわない。モジュ
ールと軸方向支持材の接合面が一致し、装着されるモジュールの外形寸法が削岩
機の使用を妨げなければ十分である。したがってこの方式によれば、削岩機をさ
まざまな目的に合わせて作る場合に、出力や特性や寸法が異なるモジュールを使
用することが可能となる。上記の図面とその説明では、ビーム構造を有する装着
フレームのみを示したが、構造は他の種類である場合も十分ある。例えば、装着
フレームを板状の基台とし、基台の上に構造に応じて、横切るように設けられた
板状の軸方向支持材、あるいは回転装置の本体と本体の接合面によって構成され
る軸方向支持材が締結されていてもよい。また、ハンマー装置と回転装置の双方
を軸方向支持材の片側に配することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、従来例を示す。

【図２】 図２は、本発明の削岩機の概略斜視図である。

【図３】 図３は、図２に示した削岩機の概略正面図である。

【図４】 図４は、側面から見た同じ構体を示す。

【図５a】 図5aは、回転装置側から見た可能な装着フレームの構体の概略図である。

【図５b】 図5bは、ハンマー装置側から見た同じ装着フレームを示す。

【図６】 図６は、本発明の第２の装着フレームとこの周りに形成された削岩機を示す概
略斜視図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年６月２１日（２００１．６．２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 マキ、 ヨルマ フィンランド共和国 エフアイエヌ− 34140 ムタラ、 ソルヴァヤルヴェンテ ィエ 35 Ｆターム(参考） 2D065 AA04 AA24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転装置(2)と、ハンマー装置(3)と、該回転装置(2)とハン
   マー装置(3)とを装着する装着フレーム(9)とを含み、該装着フレーム(9)は軸方
   向支持材(14)を含み、これによって該装着フレームは、削岩機に加わる推進力と
   反発力とを受け止めて、これらの力を送りビームと送り装置に伝達し、かつ前記
   装着フレームは、該装着フレームに配されたスライドブロック(10a,10b)によっ
   て前記送りビーム(40)に支持可能である、該送りビームに対して移動可能である
   ことを意図した削岩機において、 少なくとも該削岩機の回転装置またはハンマー装置は取替可能なモジュールで
   あり、前記軸方向支持材には接合面(18)を少なくとも１つ設け、該削岩機の他の
   部分を分解せずに該接合面には、前記取替可能なモジュールを装着可能であり、
   かつ同様に脱着可能であることを特徴とする削岩機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の削岩機において、前記装着フレームは前記
   送りビームに平行な２本のビーム(13a, 13b)を含み、前記軸方向支持材(14)は、
   該両ビーム間に配される板状部材であり、かつ前記軸方向支持材は、その両側に
   前記回転装置モジュールと前記ハンマー装置モデルとを同様に装着するための接
   合面(18)を有することを特徴とする削岩機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の削岩機において、前記回転装置(2)の本体
   は前記装着フレーム(9)の一部であり、該回転装置の本体のハンマー装置側は、
   該ハンマー装置(3)を装着するための接合面(18)を含み、これによって前記軸方
   向支持材は前記回転装置の本体と該接合面とによって形成されることを特徴とす
   る削岩機。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれかに記載の削岩機において、前
   記軸方向支持材(14)は、該削岩機に加わる軸方向の力を受け止め、緩和する軸列
   型軸受を含むことを特徴とする削岩機。
5. 【請求項５】 削岩機の一部である装着フレームであって、削岩機に含まれ
   る回転装置(2)とハンマー装置(3)とを接続する手段を含み、該装着フレームには
   、該装着フレームに適合するスライドブロック(10a, 10b)を配設可能であり、前
   記削岩機全体は、送りビームに対して移動可能である装着フレーム(9)において
   、該装着フレームは、 取替可能な回転装置および／またはハンマー装置が装着可能な接合面を少なく
   とも１つ含むことを特徴とする装着フレーム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の装着フレームにおいて、該装着フレームは
   、送り手段を締結する手段を含むことを特徴とする装着フレーム。
7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の装着フレームにおいて、該装着フ
   レーム(9)は２本の実質的に平行で互いに離間したビーム(13a, 13b)を含み、該
   両ビームの間で、ほぼ中央に、かつ該両ビームに対して実質的に垂直な横方向の
   板状の軸方向支持材(14)を備え、該軸方向支持材は両側に、取替可能な回転装置
   もしくはハンマー装置のモジュールを装着するための接合面(18)を有することを
   特徴とする装着フレーム。
8. 【請求項８】 請求項５または６に記載の装着フレームにおいて、前記回転
   装置のジャケットは該装着フレームの一部を構成することを特徴とする装着フレ
   ーム。