JP2017217727A - 油圧ダウンザホールドリルの打撃機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この油圧ダウンザホールドリルの打撃機構90は、ピストン後室104内に配設されたバルブカートリッジ140を備える。バルブカートリッジ140は、バルブ130と、バルブ130を前進後退可能に摺嵌するとともにバルブ130の前後ストロークを規制するバルブライナ120と、バルブ130の前進および後退に応じた位置におけるバルブライナ120とバルブ130との協働により、ピストン後室104と高圧回路101とを接断するように油路を切換える高圧接断手段と、ピストン後室104と低圧回路102とを接断するように油路を切換える低圧接断手段とを有する。
【選択図】図3
Description
ピストン1は中実の円筒体であり、その略中央に大径部1Bを有し、大径部1Bの前側には前方小径部1Aが設けられ、大径部1Bの後側には後方小径部1Cが設けられている。大径部1Bの略中央には、円環状の排油溝18が形成されている。
ピストン前室3の前方には、フロントブッシュ2aが装着され、ピストン後室4の後方には、リヤブッシュ2bが装着される。各ブッシュ2a、2bは、ピストン前方小径部1Aおよびピストン後方小径部1Cにそれぞれ摺接している。ピストン前室3は高圧回路9に常時接続される。一方、ピストン後室4は、リヤブッシュ2bの後方に設けられた切換弁機構Vの前後進切換えによって、高圧回路9と低圧回路8とにそれぞれ交互に連通可能になっている。
切換弁機構Vは、シリンダ2内に、ピストン1と同軸かつピストン後室4の後方の位置に形成されている。切換弁機構Vは、図6に拡大図示するように、バルブチェスト28、バルブプラグ5および切換弁6を有して構成される。バルブチェスト28は、シリンダ2の内径に嵌着され、バルブチェスト28の内径には、バルブプラグ5が嵌着されている。バルブチェスト28の内径とバルブプラグ5の外径によって弁室7が形成され、弁室7内に切換弁6が前後進可能に摺嵌される。
バルブプラグ5は、前方から後方に向けて、小径部5a、中径部5bおよび大径部5cを有するプラグ状の部材である。バルブプラグ5の小径部5aは、バルブチェスト28の小径部28aに嵌着される。バルブプラグ5の大径部5cは、バルブチェスト28の大径部28cに嵌着される。また、バルブプラグ5の内部には、前方へ向けて開口する給排油孔26cが同軸に形成され、中径部5bの外周面には、給排油孔26cに連通するように給排油室14が形成されている。
切換弁6は中空円環状を呈し、切換弁6の中央部6bの前側には、前方段部6aが形成されるとともに、後方には後方段部6cが形成されている。そして、前方段部6aは弁室前部7aに摺嵌され、中央部6bは弁室中央部7bに摺嵌され、また、後方段部6cは弁室後部7cに摺嵌されている。切換弁6には、その中央部6bの前方段部6aとの境界付近に弁制御孔27が形成されている。また、弁制御孔27の後方には、排油孔20が形成され、後方段部6bには給油孔15が形成されている。
より詳細に説明すると、切換弁6は、弁規制油室10が常時高圧に接続されているので常時後方へと付勢され、弁制御油室12が高圧接続されると受圧面積差によって切換弁6が前進する。同図中心線下側に示すように、切換弁6が後退位置では、給排油室14が排油孔20によって低圧ポート21に開口して低圧接続されるので、給排油内部通路26および給排油通路29を介してピストン後室4が低圧接続される。一方、同図中心線上側に示すように、切換弁6が前進位置では、給排油室14が給油孔15によって高圧ポート13に開口して高圧接続されるので、給排油内部通路26および給排油通路29を介してピストン後室4が高圧接続される(例えば特許文献1参照)。
また、給排油内部通路26を構成する給排油孔26cは、その他の経路と比べて通路面積が格段に大きい。そのため、この給排油孔26c部分の容積が非常に大きくなっていることから、消費油量が嵩むため油圧効率が低下するという問題もある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、圧力損失が少なく、構造が簡素な油圧ダウンザホールドリルの打撃機構を提供することを課題とする。
このピストン110が、シリンダチューブ100の内部に摺嵌されることで、シリンダチューブ100内に、ピストン前室103とピストン後室104とがそれぞれ画成されている。ピストン前室103は、高圧回路101に常時接続されている。一方、ピストン後室104は、切換弁機構を構成するバルブカートリッジ140の作動によって、高圧回路101と低圧回路102とにそれぞれ交互に連通可能になっている。
ピストン前室103とピストン後室104の間には、前方から後方に向けて、ピストン前進制御ポート105、ピストン後退制御ポート106および排油ポート107が設けられている。排油ポート107は低圧回路102に接続されている。ピストン前進制御ポート105とピストン後退制御ポート106は、軸方向に沿って形成されたバルブ制御通路108を介して、後述するバルブ制御ポート126に接続されている。
バルブカートリッジ140は、外径がバルブカートリッジ外径140a、内径がバルブカートリッジ内壁140b、前端面が突出部(前)前端面122b、後端面が突出部(後)後端面125bからなる円環状部材である。
また、バルブ130がストローク後端にある場合は、前端部133aと後室高圧連通シール面123bとは離隔し、これにより、軸方向に開口幅Wを形成して後室高圧ポート123が連通するようになっている。すなわち、これら、後室高圧ポート123、後室高圧連通孔123a、後室高圧連通シール面123bおよびバルブ小径部(前)前端部133aが、「課題を解決するための手段」に記載の「高圧接断手段」を構成している。
バルブ130は、バルブ付勢ポート128が、高圧回路101に常時接続されているので前方へと付勢されるが、ピストン110の動作により、図2に示すバルブ制御通路106が高圧回路101に接続されてバルブ制御ポート126に高圧油が供給されると、バルブ制御ポート126とピストン付勢ポート128との受圧面積差、すなわち、大径部131と小径部(前)133との径差が大径部131と中径部132の径差よりも大きいので後退するようになっている。
図2中の中心線の上側の状態は、ピストン110の打撃位置の直後の状態を表している。すなわち、同図に示すように、打撃位置の直後の状態では、ピストン110が前進して切換溝115によってピストン後退制御ポート106と排油ポート107が連通する。そのため、バルブ制御通路108が低圧回路102に接続され、バルブ130は前方へと移動する。これにより、上記「低圧接断手段」によってピストン後室104が低圧接続される。ピストン前室103は、高圧回路101に常時接続されており、図示しない伝達部材からの反発と相まってピストン110は後退を開始する。
一方、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構90を分解するには、先ず、ジョイント部材を取り外し、ピストン110を前方から後方へと押圧すると、ピストン大径部(後)後端面112aが、バルブカートリッジ140の前端面、すなわち、突出部(前)前端面122bに当接して、バルブカートリッジ140、リヤブッシュ152およびシールリテーナ(後)153を、シリンダチューブ100から取り出すことができる。ピストン110をそのまま後方から抜き出し、最後に、所定の治具を用いてフロントブッシュ151とシールリテーナ(前)150を前方から抜き出す。
以上、本発明の一実施形態について図面を適宜参照しつつ説明したが、本発明に係る油圧ダウンザホールドリルの打撃機構は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しなければ、その他の種々の変形や各構成要素を変更することが許容されることは勿論である。
50 スイベル機構
60 継ぎパイプ
70 アキュムレータ機構
80 ビット
90 打撃機構
100 シリンダチューブ
101 高圧回路
102 低圧回路
103 ピストン前室
104 ピストン後室
104a ピストン後室内径
104b ピストン後室内径端面
104c ピストン後室内径大径部
105 ピストン前進制御ポート
106 ピストン後退制御ポート
107 排油ポート
108 バルブ制御通路
109 ねじ部
110 ピストン
111 大径部(前)
112 大径部(後)
112a 大径部(後)後端面
113 中径部
114 小径部
115 切換溝
116 中空通路
120 バルブライナ
121 ライナ(前)
122 突出部(前)
122a 突出部(前)内径
122b 突出部(前)前端面(バルブカートリッジ前端面)
122c 突出部(前)後端面
123 後室高圧ポート
123a 後室高圧連通孔
123b 後室高圧連通シール面
124 ライナ(後)
125 突出部(後)
125a 突出部(後)内径
125b 突出部(後)後端面(バルブカートリッジ後端面)
125c 突出部前端面
126 バルブ制御ポート
126a バルブ制御連通スリット
127 後室低圧ポート
127a 後室低圧連通孔
128 バルブ付勢ポート
128a バルブ付勢連通孔
130 バルブ
131 大径部
132 中径部
133 小径部(前)
133a 小径部(前)前端部
134 小径部(後)
135 内径
136 後室排油孔
140 バルブカートリッジ(切換弁機構)
140a バルブカートリッジ外径
140b バルブカートリッジ内壁
150 シールリテーナ(前)
151 フロントブッシュ
152 リヤブッシュ
153 シールリテーナ(後)
154 ジョイント部材
Claims (4)
- シリンダチューブと、軸方向前方から中径部、大径部および小径部をこの順に有するとともに前記中径部と前記シリンダチューブの内周面との間に高圧回路に常時接続されるピストン前室を画成し且つ前記小径部と前記シリンダチューブの内周面との間にピストン後室を画成するように前記シリンダチューブ内に前進および後退可能に摺嵌されるピストンと、前記ピストン後室を高圧回路と低圧回路とに交互に接続する切換弁機構とを備える油圧ダウンザホールドリルの打撃機構であって、
前記切換弁機構は、前記ピストン後室内に配設されたバルブカートリッジを備え、
前記バルブカートリッジは、
自身受圧面に作用する圧油の力に応じて前進および後退動作をするバルブと、前記バルブを前進後退可能に摺嵌するとともに前記バルブの前後ストロークを規制するように前記ピストンと同軸に配置されたバルブライナとを備えるとともに、前記ピストン後室と前記高圧回路とを接断する高圧接断手段と、前記ピストン後室と前記低圧回路とを接断する低圧接断手段とを構成し、
前記高圧接断手段と前記低圧接断手段とは、前記バルブの前進および後退動作に応じた位置における前記バルブライナと前記バルブ相互の協働により、前記ピストンの前進作動および後退作動を交互に行わせるように油路を切換えることを特徴とする油圧ダウンザホールドリルの打撃機構。 - 前記バルブライナは、自身の軸方向の前後に、内径側に突出する円環状の突出部をそれぞれ有し、
前記突出部の内径と前記バルブの内径の摺動方向での軌跡とが同一面に設定されて前記バルブカートリッジの内壁とされており、
前記バルブカートリッジの内壁は、前記ピストンの前記小径部を囲繞するように設けられている請求項1に記載の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構。 - 前記高圧接断手段は、前記バルブカートリッジの前部に形成されて、前記バルブライナに開口した後室高圧連通孔と、前記バルブの前端部と前記バルブライナの内周側に形成された後室高圧連通シール面との間で相対的に形成される開口幅と、によって構成されている請求項1または2に記載の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構。
- 前記バルブカートリッジの前端面は、その内径が前記ピストン後室の内径よりも小径に形成されるとともに、前記ピストンの前記大径部の後端面に対向している請求項1〜3のいずれか一項に記載の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構。
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