JP2014237999A - 掘削機、回転スリーブ及び潤滑方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、掘削機、回転スリーブ及び掘削機のシャンクを潤滑する方法に関する。
【解決手段】掘削機（４）は掘削工具（７）を接続する回転可能なシャンク（６）を有する。シャンクはシャンク周りに配置された回転スリーブ（１４）によって回転される。歯車（４３、４４）がシャンクと回転スリーブとの間に配置される。掘削機には、歯車と、回転スリーブの軸受（１５）とを潤滑するための潤滑装置（２３）が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、掘削機に関し、特にその掘削機を潤滑するための機構に関するものである。シャンクの周りには回転装置によって生じた回転をシャンクに伝達するために回転スリーブが配置される。回転装置とシャンクにはその回転を伝達するための歯車装置が設けられる。さらに、掘削機は圧縮された潤滑流体を歯車装置に供給するための潤滑システムを有する。

さらに本発明は回転スリーブと掘削機を潤滑する方法とに関係する。

本発明の分野は、独立請求項の前段においてさらに具体的に限定されている。

採掘抗やその他の作業現場において、掘削機は岩肌にボアホールを掘削するために使用される。その掘削機は、掘削時掘削工具を回転するための回転装置を有する。その工具は掘削機の本体に支持されたシャンクに連結される。回転装置によって生じた回転トルクは、シャンク周りの回転スリーブによってシャンクに伝達される。回転スリーブとシャンクの間には歯車装置が設けられる。歯車装置では、歯車の歯間に歯当たりが起き、結果として歯車装置は摩耗する。このため歯車装置の歯の作動フランク間に潤滑油を供給するため潤滑システムが開発されている。しかしながら既知潤滑システムには欠点がある。

本発明の目的は、潤滑システムを設けた新規かつ改善された掘削機と、回転スリーブと掘削機を潤滑する方法を提供することにある。

本発明による掘削機は、第１歯車と第２歯車との間の歯当たり部は、向かい合う歯の間に作動フランク面を有し；各歯当たり部にある少なくとも１つのフランク面には少なくとも１つの溝が設けられ；さらに潤滑装置の送りダクトは前記溝と接続状態にあって、以て潤滑流体が歯当たり部へと送られかつフランク面の少なくとも１つの溝内を流れるのを可能にすることを特徴としている。

本発明による方法は、潤滑流体の流れを、歯車の歯の作動フランク面にある溝内に生成すると共に、回転伝達時は前記溝内の流れを維持し、それにより潤滑流体の流れによって作動フランク面を潤滑させることを特徴としている。

本発明による回転スリーブは、該回転スリーブが第１フランク面の各々に少なくとも１つの細長い溝を有することを特徴としている。

開示された解決策の概念は、掘削機が回転スリーブとシャンクとの間にある歯車装置に潤滑流体を送る潤滑装置を有することにある。シャンクの第１歯車と回転スリーブの第２歯車との間の歯当たり部は、歯車装置の向かい合う歯の間に作動フランク面を有する。このように対向する歯間の作動フランク面同士は互いに対して向かい合っている。各歯当たり部において、向かい合う２つのフランク面の内の少なくとも一方には少なくとも１つの溝が設けられる。送りダクト又は潤滑装置の別の流路がその溝と接続された状態にあることで、その歯当たり部への潤滑流体の供給を可能にしている。換言すれば、潤滑流体のための流路として作用するために、１組のスプラインの当接面の少なくとも一方に少なくとも１つの溝が設けられ、各スプライン面に対し効果的な潤滑と冷却効果を提供する。

開示された解決策の利点としては、回転スリーブとシャンクの間の歯車装置に対して適切な潤滑が達成されることであり、それにより耐用年数を長くすることができ運転上の信頼性も向上することができる。

実施形態によれば、潤滑流体は回転スリーブとシャンクの歯車間の歯当たり部に流れるように構成される。また、生成された潤滑流体の流れは回転を伝達している間は維持される。本実施形態の利点は、潤滑流体の流れが歯車の歯の作動フランク面を効果的に潤滑するということである。加えて、潤滑流体の流れは熱を吸収し、歯車の歯から熱を運び去ることができるということである。即ち、潤滑装置は冷却装置としても作用することができる。さらなる１つの利点としては、流動する流体によって歯車装置から不純物を運ぶことができる可能性がある。

実施形態によれば、歯車同士の対向する歯は互いに向かい合うフランク面を有する。各歯当たり部において対向する２つのフランク面の内の少なくとも一方に少なくとも１つの溝が設けられる。その溝は細長く、かつ軸方向に延びる。

実施形態によれば、以上開示したフランク面の溝は細長いものであり、第１端部と第２端部を有する。溝の少なくとも一方の端部は開口しており、それにより潤滑流体は溝へと供給され、溝内を開口端部に向けて流動することが可能となる。送りダクトを溝の閉止した端部分に位置させることができる。さらに溝の開口端部を歯車装置の工具側端部に配置すると共に、溝の閉じた端部を歯車の反対側に配置することができる。この場合、潤滑流体は溝の工具側に向けて流れるかもしれない。

実施形態によれば、フランク面の溝は細長いものであり、第１端部と第２端部を有する。溝の両端部は開口しており、それにより潤滑流体は溝へと供給され、溝内を開口両端部に向けて流動することが可能となる。送りダクトは溝の両端部の間に位置するかもしれない。

実施形態によれば、フランク面の溝は細長いものであり、第１端部と第２端部を有する。溝の両端部は閉じられている。その溝は送りダクトと排出ダクトに接続した状態にある。送りダクトと排出ダクトは溝の対向した端部分に配置される。送りダクトから供給された潤滑流体は溝の中を排出ダクトに向けて流れる。送りダクトと排出ダクトは溝の長手方向に対して横断する方向に延びることで両ダクトは半径方向又は僅かに角度のついた方向に延びることができる。この実施形態は、溝内に潤滑流体の流れを生み出すもう１つの追加解決策を提示している。

実施形態によれば、回転スリーブにある第２歯車の歯の作動フランク面に以上のような溝が設けられる。

実施形態によれば、掘削機は、回転スリーブとシャンクの間の歯車装置と、回転スリーブの１つ以上の軸受とに対して潤滑流体を供給する潤滑装置を有する。本実施形態の利点は、回転スリーブの軸受に対して適切な潤滑が達成され、それによって耐用年数を延ばすことができ運転の信頼性も向上できることにある。本実施形態においては、潤滑装置の少なくとも１つの送りダクトが回転スリーブを取り巻く軸受空間に接続され、潤滑流体が回転スリーブの上記少なくとも１つの第２軸受を潤滑するように構成される。

実施形態によれば、潤滑流体は最初に回転スリーブの１つ以上の軸受を潤滑し、唯一その後に潤滑流体は歯車の歯の対向フランク面を潤滑するために歯車装置へと流れるように構成される。潤滑流体の圧力は軸受空間への流入時においても依然として充分高く、さらに潤滑流体は最初に軸受空間に流入する際には不純物を含んでいない。この実施形態により、回転スリーブの軸受における適切な潤滑を確実なものとすることができる。

実施形態によれば、潤滑流体は、回転スリーブを支持する少なくとも１つの軸受を通って回転スリーブを取り囲む軸受空間に供給される。この際、潤滑装置の少なくとも１つの送りダクトが回転スリーブの軸受に配置される。潤滑流体が軸受の構造体を通って供給された際には、あらゆる状況下においても適切な軸受の潤滑を保証することができる。

実施形態によれば、潤滑流体は、半径方向にある少なくとも１つの軸受を通って、回転スリーブを取り囲む軸受空間に供給される。

実施形態によれば、潤滑流体は、軸線方向にある少なくとも１つの軸受を通って、回転スリーブを取り囲む軸受空間に供給される。

実施形態によれば、軸受空間内に配置される回転スリーブは、本体に対して前方軸受と後方軸受によって支持される。前方軸受はスリーブの工具側端部に配置され、後方軸受はそれとは反対側の端部に配置される。潤滑流体は後方軸受を介して供給される。この際、潤滑装置にある少なくとも１つの送りダクトが後方軸受に配置される。この実施形態により、掘削時大きな応力と摩耗にさらされることになる後方軸受の効果的な潤滑が確実となる。

実施形態によれば、軸受空間内に配置される回転スリーブは、本体に対して前方軸受と後方軸受によって支持される。前方軸受はスリーブの工具側端部に配置され、後方軸受はそれとは反対側の端部に配置される。潤滑流体は前方軸受を介して供給される。

実施形態によれば、軸受空間内に配置される回転スリーブは、本体に対して前方軸受と後方軸受によって支持される。前方軸受はスリーブの工具側端部に配置され、後方軸受はそれとは反対側の端部に配置される。潤滑流体は前方軸受と後方軸受を通って供給される。

実施形態によれば、軸受空間内に配置される回転スリーブは、本体に対して前方軸受と後方軸受によって支持される。前方軸受はスリーブの工具側端部に配置され、後方軸受はそれとは反対側の端部に配置される。潤滑流体は、前方軸受と後方軸受の間に設けられた中間流路を通って、回転スリーブを取り囲む軸受空間に供給される。

実施形態によれば、回転スリーブには、回転スリーブの軸受空間からシャンクの第１歯車と回転スリーブの第２歯車との間の歯当たり部へと潤滑流体を運ぶための幾つかの流体ダクト、通路、溝又はその他の流路が設けられる。本実施形態によれば、潤滑流体は最初に回転スリーブの軸受空間内に位置する軸受を潤滑し、その後、歯車装置を潤滑する。このように潤滑流体は、効果的な潤滑を必要とする、少なくとも２つの連続した場所において使用される。

実施形態によれば、潤滑流体は最初に回転スリーブの軸受を通過することなく、それ専用の流路や通路を通って、回転スリーブとシャンクの歯車間の歯当たり部に向けて流れるように構成される。即ち、掘削機は潤滑流体をフランク面の溝に対して運ぶための別個の通路を有することができる。

実施形態によれば、掘削機にはシャンクの後方端部側に後方空間が設けられる。その後方空間には１つ以上のガス送りダクトが接続され、後方空間に加圧ガスを供給することで後方空間を加圧状態にすることが可能である。加圧ガスは、後方空間からシャンクの第１端部に向けて漏れるのを許されることで、ガス流れによって潤滑装置の潤滑流体がシャンクの第１端部に向けて洗い流される。供給されたガスは潤滑装置の回収ダクトや集合手段へと流れることで、潤滑装置のタンクやそれに対応する容器に向かう潤滑流体の還流が供給ガスによってアシストされる。

実施形態によれば、掘削機はシャンクの後ろ側に打破装置を有する。打破装置はシャンクと同じ軸線上に位置するパーカッションピストンを有する。反対側にあるシャンクの後方端部とパーカッションピストンの前方端部は、掘削機本体に形成された後方空間内に配置される。対向端部には後方空間において互いに対面する衝突面が設けられる。後方空間をガス流で洗浄するために加圧ガスが後方空間に供給される。この洗浄により、発生し得るオイル、微粒子、不純物を後方空間から除去することができ、それらが衝突面間に存在することで損害を与えることが回避される。またガス流によって衝突面を洗浄することができる。付加的な利点としては、後方空間を加圧することでパーカッションピストンのシールを介して油圧オイルが漏れてしまう可能性を減じることができるか、或いは完全に回避することができる。ガス流は又、軸受、シール及び衝突面の冷却に利用することもできる。

実施形態によれば、掘削機はシャンクの後ろ側に打破装置を有する。打破装置はシャンクと同じ軸線上に位置するパーカッションピストンを有する。パーカッションピストンの前方端部とシャンクの後方端部には衝突面が設けられる。パーカッションピストンは、パーカッションピストン長手方向に少なくとも１つ洗浄ダクトを有する。洗浄ダクトは洗浄装置に接続され、加圧ガスを洗浄ダクトに供給させる。洗浄ダクトは加圧ガスをパーカッションピストンの衝突面へと導くことによりガスが衝突面を洗浄する。この実施形態の利点としては、洗浄ガスが衝突面を介して供給されるため、洗浄が効率的でありかつ流量を低くすることができるということである。油圧回路から漏れ出た如何なるオイルも衝突面から洗い流されることで、パーカッションピストンの耐用年数がより長くなる可能性がある。

実施形態によれば、洗浄に使用される加圧ガスはオイルフリーの圧力空気である。洗浄装置は必要な圧力空気を生成するための１台以上のコンプレッサを有することができる。空気からオイルが分離されるように圧力空気を濾過しても良い。

実施形態によれば、掘削機に循環潤滑装置が設けられる。この場合、潤滑流体は、少なくとも：タンク、ポンプ、送りダクト及び回収ダクトを有する潤滑回路内を循環する。潤滑回路は掘削機の油圧回路に対して分離している。ポンプにより加圧された潤滑流体は回転スリーブの軸受空間に送られ、送りダクトを介し掘削機の決められた潤滑地点へと循環される。最終的には潤滑流体は回収ダクトに集められ、再利用できるように装置のタンクへと戻される。その潤滑流体は循環中に濾過することも可能である。

実施形態によれば、潤滑流体は又、回転装置のギアボックスを通って流れるように構成される。これにより潤滑流体は、回転装置の軸受、回転装置と回転スリーブの外面との間の歯車装置、及びギアボックス内部にあるその他のトランスミッション部材を潤滑することができる。

実施形態によれば、潤滑流体は又、シャンクの１つ以上の軸受を潤滑するために使用される。供給された潤滑流体の少なくとも一部がシャンクのスライド軸受を通って流れるように構成することができる。シャンク軸受に到達する前の時点で潤滑流体は既に回転スリーブの軸受空間と歯車装置を潤滑している。シャンク軸受を出た後は、潤滑流体は循環潤滑装置のタンクに向かって流れる。

実施形態によれば、軸受空間に送られる潤滑流体はオイルである。供給されたオイルは回転スリーブにある１つ以上の軸受を潤滑し、その後は前方に導かれて回転スリーブとシャンクの間にある歯車装置を潤滑する。圧力空気のような洗浄ガスはシャンクの後方端部にある後方空間に送られる。潤滑油と洗浄ガスの少なくとも一部分はオイルミストを作るために混合される。オイルミストは前方に導かれ、回転スリーブと回転装置の間にある歯車装置や回転装置の軸受やシャンクの軸受、さらに場合によってはシャンク周りに位置するその他の潤滑地点を潤滑することができる。オイルとオイルミストは所定の潤滑地点を循環した後に回収することができる。この実施形態は効果的な潤滑流体の循環を提供するものである。

実施形態によれば、軸受空間に送られる潤滑流体はオイルミストである。供給されたオイルミストは回転スリーブにある１つ以上の軸受を潤滑し、その後は前方に導かれて回転スリーブとシャンクの間にある歯車装置を潤滑する。オイルフリーの圧力空気のような洗浄ガスはシャンクの後方端部にある後方空間に送られる。洗浄ガスは、連続する潤滑地点に向かって流動するオイルミストをアシストすることができる。オイルミストは前方に導かれ、回転スリーブと回転装置の間にある歯車装置や回転装置の軸受やシャンクの軸受、さらに場合によってはシャンク周りに位置するその他の潤滑地点を潤滑することができる。オイルとオイルミストは所定の潤滑地点を循環した後に回収することができる。この実施形態は効果的な潤滑流体の循環を提供する。

実施形態によれば、潤滑流体は１．２ＭＰａ（１２バール）の圧力下で回転装置を取り囲む軸受空間に供給される。潤滑流体の圧力は１．０〜１．２ＭＰａ（１０〜１２バール）であっても良い。この圧力レベルは、供給された潤滑流体を送りダクトを介して所定の潤滑地点に流すのに充分である。

実施形態によれば、潤滑流体はオイルである。

実施形態によれば、潤滑流体はトランスミッションオイルである。

実施形態によれば、潤滑流体は、空気などの加圧ガスとオイルからなるオイルミストである。

実施形態によれば、潤滑流体は、油圧装置やその油圧装置の油圧油から隔離される。

実施形態によれば、掘削機に送られた潤滑流体は、少なくとも１つのタンクを有する回収手段によって回収される。このようにして使用後の潤滑流体の取り扱いが管理され、使用後の潤滑流体によって起こり得る作業現場の諸問題を回避することができる。

実施形態によれば、回転スリーブは２つの構成部品、即ち第１スリーブと第２スリーブとを有する。これらのスリーブは互いに重なり合うように配置される。第２スリーブのサイズは小さく、第１スリーブの内側に配置される。第１スリーブと第２スリーブとの間に設けられるのがスリーブ間で回転を伝達するための歯車である。さらに、外側にある第１スリーブの外面には回転装置からのトルクを受ける歯車が設けられる。第２スリーブの内面にはトルクをシャンクに伝達するための歯車が設けられる。内側の第２スリーブとシャンクとの間に位置する歯車装置、或いはドライブカップリングは、シャンクがその回転軸線に沿って長手方向に移動するのを許容する。この長手方向移動により第２スリーブの歯車やシャンクはかなりの応力と摩耗を被る。回転スリーブを２つの構成部品から形成すると、魔滅の際に内側のスリーブを交換することが可能となる。

実施形態によれば、回転スリーブは互いに重なり合った２つの構成部品、即ち外側の第１スリーブと内側の第２スリーブとから成る。第２スリーブはスライド軸受材料から作ることができる。軸受用としてスライド軸受材料は青銅でも良い。

実施形態によれば、回転スリーブは互いに重なり合った２つの構成部品、即ち外側の第１スリーブと内側の第２スリーブとから成る。内側の第２スリーブは、スリーブの軸方向に細長い溝を備えたスプラインを有する。それらの溝は、夫々の前方端部、後方端部、或いは両端部が開口する。或いは、溝の端部は閉じられ、その溝を送りダクトと排出ダクトに接続した状態とする。このようにすればスプラインのフランク面がシャンクの当接スプラインに対して押し付けられても溝は閉じた状態とはならない。この時、溝は、溝に供給された加圧潤滑流体のための流路として作用し、これにより潤滑流体の流れによって効果的な潤滑と冷却を提供することができる。

実施形態によれば、掘削機は、工具の対向端部に回転装置と打破装置を有するダウンザホール掘削機である。

実施形態によれば、掘削機は、回転装置を有した回転掘削機である。その回転掘削機はどんな打破装置をも有さないものである。

実施形態によれば、掘削機は、工具の後方端部に回転装置と打破装置を有するトップハンマー型掘削機である。シャンクの後方端部には打破装置によって生じた衝撃パルスを受けるための衝突面が設けられる。

開示された必須の特徴をもって提供される適切な解決策を生み出すため、以上開示した各実施形態を組み合わせるようにしても良い。

明瞭化のため、図面は解決策を簡略化した形で開示した幾つかの実施形態を示す。図において類似の参照番号は類似の要素を特定している。

フィードビーム上に配置された掘削機を示す側方図である。 打破装置を有する掘削機の前方部分を示す概略的断面図である。 回転装置として作用する掘削機の前方部分を示す概略的断面図である。 別の潤滑装置が設けられた掘削機の前方部分を示す概略的断面図である。 掘削機の詳細部と、トランスミッションボックスを通って軸受空間へと延びる潤滑流体の供給流れを示した概略的断面図である。 回転スリーブの軸受空間と、軸受潤滑のためにそこへの潤滑流体の供給を示す概略的断面図である。 歯車の歯又はスプラインのフランク面にある開口溝の詳細部を示す概略図である。 歯車の歯又はスプラインのフランク面にある閉口溝と流体路の詳細部を示す概略図である。 図２、３及び図４をＡ方向から見た概略的断面詳細図であって、回転スリーブの内側スリーブの軸方向溝に潤滑流体を送る手段を示した図である。 図５及び図６をＢ方向から見た概略的断面詳細図であって、回転スリーブの内側スリーブの軸方向溝に潤滑流体を送る手段を示した図である。 回転スリーブの開口を介してギアボックスと追加の潤滑地点に向かう潤滑流体の流れを示した概略的詳細図である。

図１は、ブーム２により図示しない可動キャリアに接続可能な実行可能な削岩装置１を示している。削岩装置１はフィードビーム３と、ビーム上に支持された掘削機４を有することができる。その掘削機４は送り装置５によりフィードビーム３上を移動可能である。掘削機４は掘削機４先端に工具７を連結するシャンク６を有する。工具７は１本以上のドリルロッド８と、工具７の遠位端に位置するドリルビット９を有することができる。掘削機４はさらに、シャンク６を回転させるための回転装置１０と、シャンク６に接続された工具７とを有する。掘削場所では、１つ以上のドリル孔が削岩装置１を使って穿孔される。そのドリル孔は図１に示すように水平方向に穿孔されても良く、或いは垂直方向に穿孔されるものでも良い。

図２は掘削機４の前端１１を示している。掘削機４の本体１３に対して、シャンク６はシャンク軸受１２によって支持されている。シャンク６周りに設けられるのが回転スリーブ１４であり、互いに内側に配置された２本のスリーブ状要素、即ち外側にある第１スリーブ１４ａと内側にある第２スリーブ１４ｂを有することができる。本体１３に対して回転スリーブ１４は、軸受空間１６内に配置された少なくとも１つの軸受１５によって支持される。２個の軸受、即ち前方軸受１５ａと後方軸受１５ｂとが設けられるかもしれない。前方軸受１５ａは図２に示したスライド軸受であっても良く、また図５や図６に示したローラ軸受であっても良い。回転スリーブ１４の内面とシャンク６の外面との間に設けられるのが第１歯車装置１７であり、さらに第２歯車装置１８は回転スリーブ１４の外面と回転装置１０との間に設けられる。パーカッションピストン１９はシャンク６と同じ軸線上に配置される。パーカッションピストン１９は衝突面２０が設けられた前方端部を有する。パーカッションピストン１９は衝撃パルスがシャンク６上に生じるようにシャンク６の後方端部を打撃するように配置される。シャンク６とパーカッションピストン１９の対向する端部同士は後方空間２１内に位置する。その後方空間２１内にはシャンク６の軸方向位置に影響を与える軸方向軸受２２が配置される。

掘削機４はまた、少なくとも回転スリーブ１４の後方軸受１５ｂと第１歯車装置１７を潤滑するための潤滑装置２３を有する。潤滑装置２３は潤滑流体を加圧する潤滑ポンプ２４と、その潤滑流体を軸受空間に運ぶ１つ以上の送りダクト２５とを有することができる。潤滑流体は後方軸受１５ｂを介して供給されるようにし、それによって後方軸受１５ｂに対する適切な潤滑を確実にしても良い。潤滑流体の流れは、外側の第１スリーブ１４ａと内側にある第２スリーブ１４ｂにあるダクトを通る流れへと続く。これらのダクトの幾つかの例が図５乃至図９に示されている。第２スリーブ１４ｂには、スリーブ要素の内面に形成された歯車４４が設けられる。歯車４４はフランク面を設けた数個の歯２７又はスプラインを有する。通常の前方掘削時、トルクを伝達する少なくとも作動フランク面には少なくとも１つの軸方向溝２８が設けられ、同溝は回転スリーブ１４のダクトに接続される。このようにして潤滑流体は溝２８に流入することができ、それを通って流動することができる。溝２８を抜けた潤滑流体の一部分は、１つ以上の回収ダクト３０を通って収集タンク２９へと集め戻すことができる。溝２８を抜けた潤滑流体の別の部分をトランスミッションボックス３１へと導き、その中の軸受や歯車を潤滑することが可能である。潤滑流体を循環させるのに必要なダクトをトランスミッションボックス３１の内部の所望の潤滑地点に形成することが可能である。さらに連結ダクト３２を介して潤滑流体をシャンク６の軸受１２へと導くようにしても良い。シャンク軸受１２を潤滑した後は、潤滑流体は回収ダクト３３を通って収集タンク２９へと流動することが可能である。このように潤滑流体は少なくとも回転スリーブ、歯車装置、トランスミッションの軸受やシャンク軸受を介して循環することが可能である。

図２はさらに、加圧された洗浄ガスであって通常、オイルフリーな圧力空気を後方空間２１に送る洗浄装置３４を開示している。その洗浄ガスはコンプレッサ４９によって作ることができる。洗浄ガスは第１洗浄ダクト３５を通って後方空間２１に直接供給可能である。さらに洗浄ガスは又、第２洗浄ダクト３６から、パーカッションピストン１９に形成された軸方向洗浄ダクト３７へと供給可能である。その軸方向洗浄ダクト３７は衝突面２０に開口することで洗浄ガスによって衝突面２０を洗浄し、場合によってはシャンク６の後方端部までも洗浄することができる。洗浄ガスは次いで後方空間２１に流入する。ダクト３５、３６から供給された洗浄ガスは後方空間２１を加圧することができる。洗浄ガスがシャンク６に向かって漏れることで、洗浄ガスがオイルなどの潤滑流体と混合し、その後オイルミストを生成することになるかもしれない。加圧された洗浄ガスは潤滑流体の循環を改善する可能性がある。

言うべきことは、図２乃至図８に示された幾つかの矢印は潤滑流体の流れや洗浄ガスの流れを示しているということである。

図３は回転ヘッドとしても知られている回転装置を開示している。この種の掘削機４はダウンザホール掘削や回転掘削に使用することができる。回転装置は打破装置を有さない代わりに、シャンク６やシャンクに連結された工具を回転するだけのものである。掘削機４の前方端部の基本構造は図２に示したものと同一であっても良い。また、回転スリーブ１４の軸受１５ｂや、回転スリーブ１４とシャンク６との間の歯車装置１７に対する潤滑を可能にする潤滑装置２３は図２に示したものに対応させても良い。加えて、図２に関連して論じたように、潤滑流体をさらに回転装置の伝達手段やシャンクの軸受にまで循環するようにしても良い。しかしながら洗浄装置３４は、回転装置が洗浄ダクトを設けた如何なるパーカッションピストンをも有さないため、図２の解決策とは異なる。例えばオイルフリーな圧力空気のような洗浄ガスを洗浄接続部２５から後方空間２１に送ることが可能である。洗浄ガスは歯車装置１７から排出された潤滑流体と混合し、洗浄ガスの圧力によって潤滑流体を前方に運ぶ際のアシストするようにしても良い。

図４は、図２及び図３の解決策に示されたものと同じ基本前方端部１１構造を有する別の掘削機４を開示するものである。しかしながら潤滑装置２３と洗浄装置３４には幾つかの違いがある。オイルフリーの圧力空気のような洗浄ガスはダクト３８から供給され、洗浄ダクト３５を通って後方空間２１に導かれる。洗浄ガスは又、潤滑装置２３にも導かれ、ここでは混合装置４８により洗浄ガスの流れに対してオイルダクト３９から潤滑油が供給され、以て生成されるオイルミストは次に送りダクト２５を介して潤滑地点へと導かれる。所望の潤滑地点を循環した後は、潤滑流体は収集タンク２９へと回収される。

図３では点線で別の解決策が示されており、ここではオイルミストが混合装置４８によって生成され、できたオイルミストは送りダクトを通って軸受空間へと供給される。開示された別の構造は又、図２においても使用可能である。他方、図４における潤滑装置２３は或いは図２及び図３に示すようなものであっても良い。

図２乃至図４は又、シャンク６内の流路を通り、さらに工具と掘削ビットの流路を通ってドリル孔に洗浄流体を供給する送りダクト５０を開示している。そのドリル孔洗浄装置は上に開示した洗浄装置３４とは別個のものである。

図５は上で論じたものと同じ基本原理を持つ掘削機４の詳細部を示している。送りダクト２５はトランスミッションボックス３１と接続した状態で配置される。供給された潤滑流体をトランスミッションボックス３１の中にある幾つかの潤滑地点で潤滑させ、かつ送りダクト２５ａ、２５ｂを介して軸受空間２１内に流入させるために適当なダクトが形成される。図５の実施形態は、双方の軸受１５ａ、１５ｂが潤滑流体をそれらを通って軸方向に向かわせることにより潤滑されるという点で図２乃至図４に示した実施形態とは異なる。図２乃至図４では、後方にある軸受１５ｂだけが潤滑され、潤滑流体は横方向又は半径方向に送られる。潤滑流体は回転スリーブ１４に形成されたダクト４０、５３を通過し、歯２７のフランク面にある溝２８へと流動する。

図６は軸受空間１６の軸方向端部にある送りダクト２５ａ、２５ｂを介した潤滑流体の供給を開示するものである。或いはまた、軸受１５ａ、１５ｂの中間に送りダクト２５ｃを設けることも可能である。図６はさらに、回転スリーブ４１に対して軸受空間１６を封止するためのシール４１を開示している。溝２８へ送られた洗浄流体の流れＦは、拡大された図６に明確に見ることができる。図６の溝２８はその前方端部で開口し、後方端部で閉じている。洗浄流体はダクト５３から溝２８に流入し、掘削機４の工具側端部に向けて流れる（Ｆ）。溝２８はその後方端部を開口させ、前方端部で閉じるように形成することも可能である。

図７において、スプライン又は歯のフランク面４１にある溝２８はその両端部で開口することにより、潤滑流体は溝２８を両軸方向に流れる（Ｆ）。

図８において、溝２８はその両端部で閉じられている。送りダクト５３は溝２８の第１端部に位置しており、排出ダクト４２は溝２８の第２端部にある。ダクト５３から送られた潤滑流体は溝２８の中を排出ダクト４１に向けて流動する（Ｆ）。

図９は既に上述した特徴の断面を示している。加えて、図９ではシャンク６の外面上の第１歯車４３と回転スリーブ１４の内面上の第２歯車４４を明確に見ることができる。通常の掘削時の回転方向を矢印４５で示す。図から明らかなように、溝２８は第２歯車４４の歯の作動フランク面４１上に位置する。潤滑流体はダクト５２を通って歯車装置に送られる。

図１０は図５及び図６の詳細部断面を示しており、上述した特徴を開示するものである。潤滑流体は回転スリーブ１４のダクト４０、５３を通って歯車装置に送られる。

図１１は回転スリーブのダクト４０を通ってギアボックスと追加の潤滑地点へと向かう潤滑流体の流れを示した概略的詳細図である。この解決策は先の図２、３及び図４に当てはまる。

図面及びそれに関連する記述は単に本発明の概念を例証することを目的としているにすぎない。その詳細において発明は請求の範囲内で変化し得るものである。

６ シャンク
７ 掘削工具
１０ 回転装置
１２ 第１軸受
１３ 本体
１４ 回転スリーブ
１５ 第２軸受
１６ 軸受空間
２３ 潤滑装置
２５ 送りダクト
２８ 溝
４１ 作動フランク面
４３ 第１歯車
４４ 第２歯車

Claims (18)

1. 掘削機であって、
   本体（１３）と、
   少なくとも１つの第１軸受（１２）によって本体（１３）に対して支持されたシャンク（６）であって、第１端部と第２端部を有し、第１端部には掘削工具（７）を接続するための接続部材が設けられるシャンク（６）と、
   シャンク（６）の外面上にある第１歯車（４３）と、
   シャンク（６）周りにある少なくとも１つの回転スリーブ（１４）と、
   回転スリーブ（１４）の内面上にある第２歯車（４４）であって、第１歯車（４３）と歯当たり状態にある第２歯車（４４）と、
   回転スリーブ（１４）の外面上にある第３歯車と、
   回転を生むための少なくとも１つの回転モータと、その回転を第３歯車に伝達するためのトランスミッション要素とを有する回転装置（１０）と、
   本体（１３）内にある軸受空間（１６）の内側で回転スリーブ（１４）を回転可能に支持するための少なくとも１つの第２軸受（１５）と、
   加圧された潤滑流体を、第１歯車（４３）と第２歯車（４４）の間の歯当たり部へと送るための少なくとも１つの送りダクト（２５）を有する潤滑装置（２３）と、
   を有する掘削機において、
   第１歯車（４３）と第２歯車（４４）との間の歯当たり部は、向かい合う歯の間に作動フランク面（４１）を有し、
   各歯当たり部にある少なくとも１つのフランク面（４１）には少なくとも１つの溝（２８）が設けられ、
   潤滑装置の送りダクト（２５）は、溝（２８）と接続状態にあって、以て潤滑流体が歯当たり部へと送られかつフランク面（４１）の少なくとも１つの溝（２８）内を流れるのを可能にすることを特徴とする掘削機。
2. フランク面（４１）内の溝（２８）は、細長く延び、かつ、端部を有し、
   溝（２８）の少なくとも１つの端部は開口し、
   溝（２８）へと送られた潤滑流体は、溝（２８）内を少なくとも１つの開口した端部に向かって流れる（Ｆ）ことを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
3. 第２歯車（４４）の歯のフランク面（４１）に、溝（２８）が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の掘削機。
4. 回転スリーブ（１４）は第１スリーブ（１４ａ）と第２スリーブ（１４ｂ）とを有し、
   第２スリーブ（１４ｂ）は第１スリーブ（１４ａ）の内側に配置され、
   第１スリーブ（１４ａ）と第２スリーブ（１４ｂ）の間には、スリーブ間で回転を伝達するための歯車が設けられ、
   第３歯車は第１スリーブ（１４ａ）の外面上にあり、
   第２歯車（４４）は第２スリーブ（１４ｂ）の内面上にあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の掘削機。
5. 潤滑装置（２３）の少なくとも１つの送りダクト（２５）は回転スリーブ（１４）を取り囲む軸受空間（１６）に接続され、
   潤滑流体は回転スリーブ（１４）の少なくとも１つの第２軸受（１５）を潤滑するように構成されることを特徴とする前出請求項１〜４の何れか一項に記載の掘削機。
6. 潤滑装置（２３）の送りダクト（２５）は第２軸受（１５）に位置して、潤滑流体が回転スリーブ（１４）の第２軸受（１５）を通って送られるようにすることを特徴とする請求項５に記載の掘削機。
7. 回転スリーブ（１４）には、第２軸受（１５）から、第１歯車（４３）と第２歯車（４４）の間の歯当たり部へと潤滑流体を運ぶための幾つかの流体ダクト（４０）が設けられることを特徴とする請求項５又は６に記載の掘削機。
8. 掘削機（４）にはシャンク（６）の第２端部の側に後方空間（２１）が設けられ、
   少なくとも１つのガス送りダクト（３５）が後方空間（２１）に接続され、後方空間（２１）に加圧ガスを送ることで後方空間を加圧状態にさせ、
   加圧ガスは後方空間（２１）からシャンク（６）の第１端部に向かって漏れるようにされ、ガスの流れによって潤滑装置（２３）の潤滑流体をシャンク（６）の第１端部に向けて洗い流すようにしたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の掘削機。
9. 掘削機（４）は打破装置を有し、
   シャンク（６）の第２端部には、打破装置によって発生した衝撃パルスを受けるための第１衝突面が設けられ、
   打破装置はパーカッションピストン（１９）を有し、
   パーカッションピストン（１９）とシャンク（６）は同じ軸線上にあり、
   パーカッションピストン（１９）はシャンク（６）の第１衝突面に対面する第２衝突面（２０）を有し、
   パーカッションピストン（１９）は、パーカッションピストン（１９）の長手方向に少なくとも１つの洗浄ダクト（３７）を有し、
   洗浄ダクトの第１端部は洗浄装置（３４）に接続されて、洗浄ガスが洗浄ダクト（３７）に送られるようにし、
   洗浄ダクト（３７）の第２端部は第２衝突面（２０）上で開口し、洗浄ガスに少なくとも第２衝突面（２０）を洗浄させるようにしたことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の掘削機。
10. 掘削機を潤滑する方法であって、
    掘削機（４）は、
    本体（１３）と、
    掘削工具（７）を接続するためのシャンク（６）と、
    シャンク（６）の周りの回転スリーブ（１４）と、
    回転を生み出すための回転装置（１０）と、
    回転装置（１０）から回転スリーブ（１４）、及びシャンク（６）へと回転を伝達するための歯車と、を有し、
    前記方法は、
    加圧された潤滑流体を、シャンク（６）の歯車と回転スリーブ（１４）の歯車の間の歯当たり部に供給するステップを有する方法において、
    歯車の歯の作動フランク面（４１）にある溝（２８）内で潤滑流体の流れを生成すると共に、回転伝達時は溝（２８）内の流れを維持するステップと、潤滑流体の流れによって作動フランク面（４１）を潤滑するステップとを有することを特徴とする掘削機の潤滑方法。
11. 別の潤滑装置（２３）から本体（１３）内の軸受空間（１６）に潤滑流体を供給し、軸受空間（１６）の内側には回転スリーブ（１４）が回転可能に支持されており、潤滑流体によって回転スリーブ（１４）の少なくとも１つの軸受（１５）を潤滑することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 回転スリーブ（１４）を支持する少なくとも１つの軸受（１５）を介して潤滑流体を供給することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 回転スリーブ（１４）の後端部分に位置し、かつ工具（７）に対して反対側の端部にある後方軸受（１５ｂ）を通って潤滑流体を供給することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. タンク（２９）と、ポンプ（２４）と、送りダクト（２５）と、回収ダクト（３０、３２、３３）と、を有する潤滑回路であって、掘削機（４）の油圧回路とは別の潤滑回路内で、潤滑流体を循環させることを特徴とする請求項１０〜１３の何れか一項に記載の方法。
15. シャンク（６）と同じ軸線上に配置されるパーカッションピストン（１９）を設けた打破装置を有する掘削機（４）であって、内部にシャンク（６）の対向する両端部とパーカッションピストン（１９）を配置する後方空間（２１）を有し、対向する両端部には後方空間（２１）内で互いに対面する衝突面が設けられるような掘削機（４）を使用し、
    加圧ガスを後方空間（２１）に送り、
    送られたガスを使って衝突面（２０）の少なくとも一方を洗浄することを特徴とする請求項１０〜１４の何れか一項に記載の方法。
16. パーカッションピストン（１９）を通って後方空間（２０）にオイルフリーの加圧ガスを供給することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 供給ガスを潤滑装置（２３）の回収手段に対して流し、
    潤滑装置（２３）のタンク（２９）に向かう潤滑流体の戻り流れをアシストする際に供給ガスを利用することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 掘削機の回転スリーブであって、
    回転スリーブ（１４）は、
    掘削機のシャンク（６）の周囲での据え付けを可能にする内径及び内面と、
    内面上の内方歯車（４４）と
    外径及び外面と、
    外面上の外方歯車と、
    内方歯車（４４）にある複数の歯であって、歯の夫々が１フランク面（４１）と第２フランク面とを有する複数の歯と、
    潤滑流体の第１フランク面（４１）への供給を可能にする複数の送りダクト（５３）と、を有する回転スリーブにおいて、
    第１フランク面（４１）の各々が少なくとも１つの細長い溝（２８）を有し、
    溝（２８）の各々は、少なくとも１つの開口端部を有して送りダクトに接続されることを特徴とする回転スリーブ。

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