JP5044694B2

JP5044694B2 - 削岩機の送りビーム上を動くドリル鋼セントラライザを使用する装置

Info

Publication number: JP5044694B2
Application number: JP2010508871A
Authority: JP
Inventors: ユハピイッポネン、
Original assignee: Sandvik Mining and Construction Oy
Current assignee: Sandvik Mining and Construction Oy
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: WO2008142201A1; CN101715505A; US20100139941A1; CA2687405A1; AU2008252888B2; US8256529B2; FI20075361A0; RU2425207C1; FI119854B; CN101715505B; EP2153014A1; FI20075361A; CA2687405C; ZA200908648B; JP2010527419A; AU2008252888A1; EP2153014A4

Description

発明の背景

本発明は、削岩機の送りビーム上を動くドリル鋼セントラライザを使用する装置に関するものであり、本装置は、掘削機を掘削方向へ移動させたり戻したりする送りシリンダと、送りシリンダに対して固定装着された少なくとも１つの回転輪およびその周囲を走行し掘削機と送りビームの両方に接続された可撓性送り部材と、送りビーム上を動くよう送りシリンダに対して送りビームの長手方向に装着された、ドリルロッド用の中央孔、ドリルロッドを中央孔に対して移入および移出する中央孔の側面に設けられた移動用開口部および掘削中に移動用開口部を閉じる手段を有するドリル鋼セントラライザと、圧力流体を送りシリンダの圧力流体室に流入出させる圧力流体流路とを含む。

尺の長いドリルロッドを使用する場合、とくに長い穴の掘削において使用する場合、通常、送りビーム上を動くドリル鋼セントラライザがドリルロッドを支持するために使用され、このセントラライザは掘削機とドリル鋼ガイドの間の送りビームの前端部に配設されて、掘削機が動くのに合わせて送りビーム上を動く。掘削機に送りおよび戻り動作をもたらすには、たいていの場合、掘削機の運び台に接続されたワイヤまたはチェーンを動かすために結合された送りシリンダを使用する。送りシリンダの長さが変わることで、掘削機の動作を生み出す。周知の構造体では、送りビームの縦方向への動きが、掘削機に移動速度と同じ割合で２倍の長さの動きをもたらす。一般的に、セントラライザは送りシリンダの可動部分、すなわち用いられる方式に応じてシリンダ・チューブまたはピストンによって動くように連結されている。通常、送りシリンダのピストンロッドは、その端部が送りビームに対して固定連結され、シリンダ・チューブが動いて送り動作を生み出す。

一般に、セントラライザは、ドリルロッドを掘削機に引き入れる位置に孔を有するものを使用する。この方式は、ドリルロッドが時折セントラライザからはずれてしまうという問題点があり、掘削を中断してドリルロッドをセントラライザに引き戻さなければならない。

発明の簡単な説明

本発明は、セントラライザの開口部を、掘削機の使用中に容易で単純な方法で自動的に閉じたり、同様に開いたりできる装置を提供することを目的とする。

本発明の装置は、セントラライザは移動用開口部を閉じる圧力流体で作動するアクチュエータを有し、圧力流体流路は掘削中に圧力流体の供給を受けて掘削機を掘削方向に移動させる送りシリンダ室からセントラライザのアクチュエータに連結されて、圧力流体の圧力によってアクチュエータが移動用開口部を閉じることを特徴とする。

本発明の基本的な概念は、セントラライザは、掘削時にドリルロッドを取り込んだり取り外したりするのに適した開口部を閉じるアクチュエータを有していることである。本発明の別の基本概念は、圧力流体によって作動するアクチュエータは送りシリンダの圧力流体室に連結していて、掘削機の送り動作がオン状態のとき、送りシリンダの圧力流体室の加圧媒体がアクチュエータに作用して、アクチュエータが閉じ部材を開口部に移動させるようにすることである。

本発明の装置は、セントラライザを掘削時に閉じることができるという利点を有し、つまりは、ドリルロッドが外れないということである。また、閉じ動作は掘削機の送り動作がオン状態になったときに自動的に行われるため、使用者が閉じ動作に対処しなくてもよい。

本発明を、添付の図面を参照してより詳細に述べる。すなわち、
掘削機および案内部を備える削岩装置の送りビームの側面を概略的に図示したものである。およびドリルロッドの長手方向から、削岩装置の開いたおよび閉じたセントラライザを概略的に図示したものである。セントラライザを駆動する圧力接続を概略的に図示したものである。

発明のいくつかの実施例の詳細な説明

図１は、削岩装置の部分的に切り取られた送りビーム１を概略的に示し、送りビーム１はその上部に長手方向に移動可能に装着された掘削機２を有する。一般的には、掘削機２は、送りビーム１に既知の方法で移動可能に据えられた運び台３に取り付けられるが、運び台３の代わりに、掘削機２を、送りビーム１に、その長手方向に移動可能に直接連結していてもよい。送りビームの長手方向において、掘削機から掘削方向に向かってドリルロッド４が設けられ、その端部には、ドリルビット4aまたは第２のドリルロッドを、掘削装置および掘削方法に応じて連結できる。また、送りビーム１の他方の先端部には、ドリルロッド用の穴を有するドリル鋼ガイド５が設けられている。ドリル鋼ガイド５と掘削機２の間にはセントラライザ６も設けられているが、その一般的な動作および構造は図2aおよび図2bを参照して後述する。また、セントラライザ６は孔を有し、掘削中にドリルロッド４がこの孔を通り抜ける。

送りビーム１内には、送りシリンダ７、回転輪８、および可撓性送り部材９を備える送り機構が設けられている。可撓性送り部材９は、ワイヤ、チェーン、またはその他同様の、可撓性があり長手方向に十分な強度を有する部材でよい。その端部において、送り部材９が一般的には送りビーム１に、例えばブラケット1aで連結固定されて、回転輪８の周囲を回る。さらに可撓性送り部材９は、回転輪８間の領域において掘削機運び台３に連結され、あるいは、掘削機２に直接連結される。送りシリンダ７のピストンロッド7aの端部は、それ自体既知である方法によって送りビーム１に長手方向に固定されるように連結される。送りシリンダのシリンダ・チューブ7bの一端に、つまり図示される例では、ドリル鋼ガイド５側のシリンダ室に圧力流体が供給されると、シリンダ・チューブ7bは可撓性送り部材９を押し出すドリル鋼ガイド５に向かって動いて、回転輪８の周りを回る。その結果、掘削機はシリンダ・チューブ7bの速度の２倍の速さでドリル鋼ガイドの方向に動く。セントラライザ６はシリンダ・チューブ7bに対して長手方向に固定連結されているため、セントラライザ６もこれに対応して掘削機の半分の速度で動き、その位置は、掘削機の送り動作時、掘削時、および戻り動作時において、掘削機２とドリル鋼ガイド５のほぼ中間位置から変わることはない。

上述とは異なり、送りシリンダ７は逆に、シリンダ・チューブ7bが送りビームに対して長手方向に固定されピストンロッド7aが動くよう、送りビーム１に連結できる。このような場合、セントラライザおよび回転輪は必然的に、ピストンロッド7aとともに動くように連結される。圧力流体はピストンロッド7aを介してアクチュエータ11に案内され、必要に応じてピストンロッド内に戻る。

図2aおよび図2bは、セントラライザ６の実施形態をドリルロッドの軸方向から見た図を概略的に示す。図2aは、セントラライザ６の開いた状態を示す。セントラライザ６は中央孔6aを有し、掘削中、ドリルロッドがその中に入る。中央孔6aの側面において、セントラライザ６は移動用開口部6bを有し、この開口部を通って、ドリルロッドは中央孔6aにセントラライザの横断方向で移入されたり、移出されたりする。本図はさらに閉じ部材6cを示し、閉じ部材は、例えばセントラライザ６に連結されて、軸10によって回動する。軸10は、当然のことながら、ボルトまたはその他の一般的に知られている締結具でよく、閉じ部材6cはその周囲を回る。圧力流体によって作動するアクチュエータ11は、閉じ部材6cとセントラライザ６のフレーム6dの間で作用し、このアクチュエータによって閉じ部材が回動して開口部6bを閉じる。閉じ部材6cとセントラライザのフレーム6dの間にはバネ12が設けられ、例えば、圧力流体の圧力がアクチュエータ11にかからないときは、閉じ部材6cは開口部6bから引き離される。このように、閉じ部材は、掘削機の送り動作がオン状態でないときには、常に開口部から離れている。アクチュエータ11は、例えば、それ自体周知のものである従来型の圧力流体シリンダである。アクチュエータのピストンロッド11aの端部は、例えば閉じ部材6cの腕部に連結され、これに対応して、シリンダ・チューブはセントラライザ６に連結される。シリンダ・チューブ11bの圧力流体室は、後で図３に関連して説明する図式に従って、適切な管またはパイプによって掘削機送りシリンダの圧力流体室に連結され、それにより、送りシリンダの圧力流体室に作用する圧力流体がピストンを押し出し、それとともにピストンロッド11aをもシリンダ・チューブ11bから押し出して、閉じ部材6cを開口部6bの正面に回す。

図2bは、図2aのセントラライザ６の移動用開口部6bが閉じている状態のセントラライザを概略的に示す。

図３は、本発明の装置を実施するために使用可能な油圧式連結器の概略図である。本図は圧力流体ポンプ13を示し、このポンプから圧力流体が流路14を通ってバルブ15に送られ、流路16を通って送りシリンダ７、および圧力流体室7cに送られる。同様に、送りシリンダ７の第２の圧力流体室7dから、流路17がバルブ15に通じていて、バルブ15からは、流路18が圧力流体槽19に通じている。例えば、バルブ15はここでは休止位置にあり、つまりは、圧力流体は送りシリンダに供給されない。送りシリンダ７の圧力流体室7cからは、流路20がセントラライザ６のアクチュエータ11につながっている。例えば、アクチュエータ11は、ここでは単動式アクチュエータであるか、または単動式に切り替えられる。掘削機２の送り動作がオン状態になると、バルブ15は図示される休止位置から左の方へ動き、それにより、圧力流体ポンプ13から来た圧力流体は流路14および16を通って、送りシリンダ７のシリンダ室7cに流れる。この結果、シリンダ・チューブ7bは矢印Ａ方向に動くため、その長さが伸びて、先に述べた掘削機の送り動作が起きる。同時に、シリンダ室7cの圧力流体は流路20を介してセントラライザ６のアクチュエータ11に作用して、アクチュエータのピストン11aをシリンダから押し出し、ピストンは閉じ部材6cを移動用開口部6bの方へ押す。独立した閉じ部材の代わりに、ピストンロッド11aが閉じ部材として作用してもよい。これに応じて、バルブ15は図の右側に移動し、圧力流体が圧力流体ポンプ13から流出して、流路14、バルブ15および流路17を通って送りシリンダのシリンダ室7dに至るため、シリンダ・チューブ7bはガイド５から離れて、掘削機２およびセントラライザ６を同方向に動かす。それと同時に、圧力流体はシリンダ室7cを流出して、流路16、バルブ15、および流路18を通って圧力流体槽19に流れる。その後、セントラライザ６のアクチュエータ11にかかる圧力が止まり、前述の図2aおよび図2bにおけるバネ12が閉じ部材6cを移動用開口部6bから引き離す。

例えば、バルブ15は、図３に示す休止位置にある場合、圧力流体が送りシリンダ７のシリンダ室7cおよびポンプ13から排出されて圧力流体室19に流れる方式で示される。その後、圧力は低下して、アクチュエータ11への作用が止まる。この結果、バネは移動用開口部6bが開く位置までアクチュエータを戻す。

図３はまた、本発明の実施例で必要とされる流路21を点線で示す。ここでは、複動式アクチュエータが使用され、圧力流体の圧力によって閉じ部材を始終両方向に動かす。そのため、本実施例では、流路21は、圧力流体が供給されることで掘削機２を戻り方向に動かす送りシリンダ７のシリンダ室7dから、セントラライザ６のアクチュエータ11に連結されるため、掘削機の戻り動作時の送りシリンダ７のシリンダ室7d内の圧力流体の圧力もアクチュエータ11に作用して、アクチュエータ11が閉じ部材6cを移動用開口部6bから引き離すようにさせる。

アクチュエータ11は、単動式または複動式の圧力流体シリンダのどちらでもよく、あるいはその他の、圧力流体モータなどの単動式または複動式アクチュエータでもよい。

上述の説明および図面において、本発明はほんの一例として述べたものであり、決してこれに限定するものではない。セントラライザの閉じ部材は、別のやり方で回動運動または直線運動のどちらででも動くように接続できる。また、アクチュエータは上述の通り単動式でよく、戻り動作はバネなどで引き起こされ、閉じ動作は圧力流体をそこに供給することで起きる。あるいは、アクチュエータは複動式アクチュエータとして用いてもよく、１つの送りシリンダ室にかかる圧力流体の作用が閉じ動作を引き起こし、これに対応して、別のシリンダ室において開口動作を引き起こす。送りシリンダは上述のごとく、シリンダ・チューブまたはピストンロッドが送りビームの後端部に結合され、すなわち掘削機側端に固定され、それにより、送り動作中、ピストンがシリンダ・チューブから突き出て、送りシリンダの全長が伸びる。また送り動作は、シリンダ・チューブまたはピストンロッドが送りビームの前端部に、すなわちドリルビット側端に固定結合されることで行われる。これにより、送り動作中、ピストンはシリンダ・チューブ内に引っ込み、送りシリンダの全長が短くなる。したがって、シリンダ室、およびアクチュエータとシリンダ室間の結合は、必然的に本発明に従って選択される。

Claims

掘削機を掘削方向へ移動させたり戻したりする送りシリンダと、該送りシリンダに対して固定装着された少なくとも１つの回転輪およびその周囲を走行し前記掘削機と送りビームの両方に接続された可撓性送り部材と、前記送りビーム上を動くよう前記送りシリンダに対して前記送りビームの長手方向に装着された、ドリルロッド用の中央孔、該ドリルロッドを該中央孔に対して移入および移出する前記中央孔の側面に設けられた移動用開口部および掘削中に該移動用開口部を閉じる手段を有するドリル鋼セントラライザと、圧力流体を前記送りシリンダの圧力流体室に流入出させる圧力流体流路とを含む、削岩機の送りビーム上を動くドリル鋼セントラライザを使用する装置において、前記セントラライザは前記移動用開口部を閉じる圧力流体で作動するアクチュエータを有し、圧力流体流路は、掘削中に圧力流体の供給を受けて前記掘削機を掘削方向に移動させる前記送りシリンダのシリンダ室から前記セントラライザの前記アクチュエータに連結されて、前記圧力流体の圧力によって前記アクチュエータが前記移動用開口部を閉じることを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置において、前記送りシリンダのピストンロッドは前記送りビームに連結されて長手方向に固定され、前記送りシリンダのシリンダ・チューブは前記送りビームに対して前記掘削機と同方向に移動し、前記セントラライザおよび前記回転輪は前記シリンダ・チューブに連結されることを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置において、前記送りシリンダの前記シリンダ・チューブは前記送りビームに連結されて長手方向に固定され、前記送りシリンダの前記ピストンロッドは前記送りビームに対して前記掘削機と同方向に移動し、前記セントラライザおよび前記回転輪は前記ピストンロッドに連結されることを特徴とする装置。
請求項３に記載の装置において、前記送りシリンダの前記シリンダ室から前記セントラライザの前記アクチュエータに延びる流路は、前記ピストンロッドを介して案内されることを特徴とする装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の装置において、独立した閉じ部材が前記アクチュエータに連結され前記移動用開口部を閉じることを特徴とする装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載の装置において、前記アクチュエータは圧力媒体シリンダであることを特徴とする装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の装置において、前記閉じ部材は前記セントラライザに対して回動可能に取り付けられることを特徴とする装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の装置において、前記閉じ部材は前記セントラライザに対して取り付けられ、前記送りビームの横断方向に直線的に動くことを特徴とする装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の装置において、前記閉じ部材と前記セントラライザの間にはバネが連結され、該バネは前記閉じ部材を前記移動用開口部から離すように前記閉じ部材に作用することを特徴とする装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の装置において、圧力流体流路は、圧力流体を供給して前記掘削機を戻り方向に移動させる前記送りシリンダの前記シリンダ室から、前記セントラライザの前記アクチュエータに接続され、前記掘削機の戻り動作時に圧力流体の圧力によって、前記アクチュエータは前記閉じ部材を前記移動用開口部から離すことを特徴とする装置。
請求項１ないし９のいずれかに記載の装置において、前記掘削機の送り動作時に圧力流体が供給される前記送りシリンダの前記シリンダ室につながる圧力流体流路はバルブに連結され、前記バルブが休止位置に配置されて送り動作を停止するとき、前記シリンダ室の圧力流体は圧力流体槽に流出し、その際、前記アクチュエータにおける圧力の低下によって前記移動用開口部が開くことを特徴とする装置。