JP6721421B2

JP6721421B2 - Impact mechanism of hydraulic down the hole drill

Info

Publication number: JP6721421B2
Application number: JP2016113758A
Authority: JP
Inventors: 小林　功; 功小林; 村上　進; 進村上; 駿介越後谷
Original assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Current assignee: Furukawa Rock Drill Co Ltd
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: JP2017217727A

Description

本発明は、油圧ダウンザホールドリルの打撃機構に関する。 The present invention relates to an impact mechanism of a hydraulic down the hole drill.

油圧ダウンザホールドリルは、図４に一例を示すように、後端側から前方に向けて、回転機構４００、スイベル機構５００、継ぎロッド６００、アキュムレータ装置７００、打撃機構９００、およびビット８００が順次接続されて構成される。このうち、スイベル機構５００よりも前方の構成部材は、先端のビット８００が形成する掘削孔内を推進するために外径が略等しい円筒形状を有する。そして、油圧ダウンザホールドリルは、キャリッジ（図示略）に乗架され推進機構（図示略）によって与えられる推力によりマスト（図示略）上を前後進する。 In the hydraulic down-the-hole drill, as shown in an example in FIG. 4, a rotation mechanism 400, a swivel mechanism 500, a connecting rod 600, an accumulator device 700, a striking mechanism 900, and a bit 800 are sequentially connected from the rear end side toward the front. Consists of Among these, the constituent members located in front of the swivel mechanism 500 have a cylindrical shape having substantially the same outer diameter in order to propel them in the excavation hole formed by the bit 800 at the tip. The hydraulic down-the-hole drill is mounted on a carriage (not shown) and moves forward and backward on a mast (not shown) by a thrust force given by a propulsion mechanism (not shown).

従来の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９００は、図５に示すように、シリンダ２と、ピストン１とを備える。ピストン１がシリンダ２の内部に摺嵌されることで、シリンダ２内にピストン前室３とピストン後室４とがそれぞれ画成される。
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。 The hitting mechanism 900 of the conventional hydraulic down-the-hole drill includes a cylinder 2 and a piston 1, as shown in FIG. A piston front chamber 3 and a piston rear chamber 4 are defined in the cylinder 2 by slidingly fitting the piston 1 into the cylinder 2.
The piston 1 is a solid cylindrical body having a large diameter portion 1B substantially in the center thereof, a front small diameter portion 1A provided on the front side of the large diameter portion 1B, and a rear small diameter portion on the rear side of the large diameter portion 1B. Part 1C is provided. An annular oil drain groove 18 is formed substantially at the center of the large diameter portion 1B.

ピストン１の後方小径部１Ｃの外径は、前方小径部１Ａの外径よりも小さく設定される。そのため、ピストン前室３およびピストン後室４におけるピストン１の受圧面積差（大径部１Ｂと前方小径部１Ａとの径差、および、大径部１Ｂと後方小径部１Ｃとの径差）は、ピストン後室４側の方が大きくなっている。
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。 The outer diameter of the rear small diameter portion 1C of the piston 1 is set smaller than the outer diameter of the front small diameter portion 1A. Therefore, the pressure receiving area difference of the piston 1 in the piston front chamber 3 and the piston rear chamber 4 (the diameter difference between the large diameter portion 1B and the front small diameter portion 1A and the diameter difference between the large diameter portion 1B and the rear small diameter portion 1C) is The piston rear chamber 4 side is larger.
A front bush 2a is attached to the front of the piston front chamber 3, and a rear bush 2b is attached to the rear of the piston rear chamber 4. The bushes 2a and 2b are in sliding contact with the piston front small diameter portion 1A and the piston rear small diameter portion 1C, respectively. The piston front chamber 3 is always connected to the high-voltage circuit 9. On the other hand, the piston rear chamber 4 can be alternately communicated with the high pressure circuit 9 and the low pressure circuit 8 by the forward/backward switching of the switching valve mechanism V provided behind the rear bush 2b.

ピストン前室３とピストン後室４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１１、ピストン後退制御ポート１６および排油ポート１９が設けられている。ピストン前進制御ポート１１とピストン後退制御ポート１６は、弁制御通路１７を介して後述する弁制御ポート２５に接続され、排油ポート１９は低圧回路８に接続されている。
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。 A piston advance control port 11, a piston retreat control port 16, and an oil discharge port 19 are provided between the front piston chamber 3 and the rear piston chamber 4 from the front to the rear. The piston advance control port 11 and the piston retreat control port 16 are connected to a valve control port 25, which will be described later, via a valve control passage 17, and the oil drain port 19 is connected to the low pressure circuit 8.
The switching valve mechanism V is formed inside the cylinder 2 coaxially with the piston 1 and at a position behind the piston rear chamber 4. The switching valve mechanism V is configured to have a valve chest 28, a valve plug 5 and a switching valve 6, as shown in an enlarged view in FIG. The valve chest 28 is fitted in the inner diameter of the cylinder 2, and the valve plug 5 is fitted in the inner diameter of the valve chest 28. A valve chamber 7 is formed by the inner diameter of the valve chest 28 and the outer diameter of the valve plug 5, and the switching valve 6 is slidably fitted in the valve chamber 7 so as to be able to move forward and backward.

バルブチェスト２８は、外径がシリンダ２の内径に対応し、バルブチェスト２８の内部には、前方から後方に向けて、給排油孔２６ｂ、小径部２８ａ、中径部２８ｂおよび大径部２８ｃが形成されている。さらに、バルブチェスト２８には、前方から後方に向けて、給排油ポート２６ａ、低圧ポート２４、弁制御ポート２５、低圧ポート２１、高圧ポート１３および低圧ポート２３が形成されている。 The outer diameter of the valve chest 28 corresponds to the inner diameter of the cylinder 2. Inside the valve chest 28, from the front to the rear, the oil supply/drain hole 26b, the small diameter portion 28a, the medium diameter portion 28b, and the large diameter portion 28c. Are formed. Further, in the valve chest 28, from the front to the rear, an oil supply/drainage port 26a, a low pressure port 24, a valve control port 25, a low pressure port 21, a high pressure port 13 and a low pressure port 23 are formed.

このうち、給排油ポート２６ａは、給排油孔２６ｂに接続するように形成される。また、低圧ポート２４、弁制御ポート２５および低圧ポート２１は、中径部２８ｂに対向する位置に形成される。さらに、高圧ポート１３は、中径部２８ｂと大径部２８ｃの境界に形成され、低圧ポート２３は、大径部２８ｃに対向する位置に形成される。
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。 Of these, the oil supply/drain port 26a is formed so as to be connected to the oil supply/drain hole 26b. Further, the low pressure port 24, the valve control port 25, and the low pressure port 21 are formed at positions facing the middle diameter portion 28b. Further, the high pressure port 13 is formed at the boundary between the medium diameter portion 28b and the large diameter portion 28c, and the low pressure port 23 is formed at a position facing the large diameter portion 28c.
The valve plug 5 is a plug-shaped member having a small diameter portion 5a, a medium diameter portion 5b and a large diameter portion 5c from the front to the rear. The small diameter portion 5 a of the valve plug 5 is fitted to the small diameter portion 28 a of the valve chest 28. The large diameter portion 5c of the valve plug 5 is fitted to the large diameter portion 28c of the valve chest 28. An oil supply/discharge oil hole 26c opening forward is coaxially formed inside the valve plug 5, and an oil supply/discharge oil hole 26c is formed on the outer peripheral surface of the middle diameter portion 5b so as to communicate with the oil supply/discharge oil hole 26c. A chamber 14 is formed.

前述した通り、弁室７は、バルブチェスト２８とバルブプラグ５が協同して形成する空間である。より詳細には、弁室７は、バルブチェスト２８の中径部２８ｂとバルブプラグ５の小径部５ａが形成する弁室前部７ａと、バルブチェスト２８の中径部２８ｂとバルブプラグ５の中径部５ｂが形成する弁室中央部７ｂと、バルブチェスト２８の大径部２８ｃとバルブプラグ５の中径部５ｂが形成する弁室後部７ｃとによって構成される。 As described above, the valve chamber 7 is a space formed by the valve chest 28 and the valve plug 5 in cooperation with each other. More specifically, the valve chamber 7 includes a valve chamber front portion 7a formed by the medium diameter portion 28b of the valve chest 28 and the small diameter portion 5a of the valve plug 5, the medium diameter portion 28b of the valve chest 28, and the inside of the valve plug 5. The valve chamber central portion 7b formed by the diameter portion 5b, the large diameter portion 28c of the valve chest 28, and the valve chamber rear portion 7c formed by the medium diameter portion 5b of the valve plug 5 are formed.

バルブプラグ５の給排油孔２６ｃとバルブチェスト２８の給排油孔２６ｂとによって給排油通内部路２６が構成されている。給排油内部通路２６は、給排油ポート２６ａを介して給排油通路２９に接続され、最終的にピストン後室４と接続される。
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。 The oil supply/drain hole 26c of the valve plug 5 and the oil supply/drain hole 26b of the valve chest 28 form an oil supply/drain communication internal passage 26. The oil supply/exhaust oil passage 26 is connected to the oil supply/exhaust oil passage 29 via the oil supply/exhaust port 26a, and finally connected to the piston rear chamber 4.
The switching valve 6 has a hollow annular shape, and a front step 6a is formed on the front side of the central portion 6b of the switch valve 6 and a rear step 6c is formed on the rear side. The front step portion 6a is slidably fitted to the valve chamber front portion 7a, the central portion 6b is slidably fitted to the valve chamber central portion 7b, and the rear step portion 6c is slidably fitted to the valve chamber rear portion 7c. A valve control hole 27 is formed in the switching valve 6 near the boundary between the central portion 6b and the front step portion 6a. An oil drain hole 20 is formed behind the valve control hole 27, and an oil supply hole 15 is formed in the rear step portion 6b.

切換弁前方段部６ａ、切換弁中央部６ｂ、バルブプラグ小径部５ａおよびバルブプラグ中径部５ｂが協同して弁制御油室１２を画成している。切換弁中央部６ｂおよび切換弁後方段部６ｃが、バルブチェスト高圧ポート１３と協同して弁規制油室１０を形成している。ここで、弁制御油室１２と弁規制油室１０の受圧面積を比較すると、弁制御油室１２側の受圧面積が大きく設定されている。 The switching valve front step portion 6a, the switching valve central portion 6b, the valve plug small diameter portion 5a and the valve plug medium diameter portion 5b cooperate to define the valve control oil chamber 12. The switching valve central portion 6b and the switching valve rear step portion 6c cooperate with the valve chest high pressure port 13 to form the valve regulating oil chamber 10. Here, comparing the pressure-receiving areas of the valve control oil chamber 12 and the valve-regulating oil chamber 10, the pressure-receiving area on the valve control oil chamber 12 side is set to be large.

この打撃装置９００は、ピストン前室３が高圧回路９に常時接続されているので、ピストン１は常時後方へと付勢され、ピストン後室４が切換弁機構Ｖの作動により高圧接続されると受圧面積差によってピストン１は前進し、ピストン後室４が切換弁機構Ｖの作動により低圧接続されるとピストン１は後退するようになっている。
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）。 In this striking device 900, since the piston front chamber 3 is always connected to the high pressure circuit 9, the piston 1 is always urged rearward, and the piston rear chamber 4 is connected to high pressure by the operation of the switching valve mechanism V. The piston 1 moves forward due to the difference in pressure receiving area, and when the piston rear chamber 4 is connected to a low pressure by the operation of the switching valve mechanism V, the piston 1 moves backward.
More specifically, the switching valve 6 is always biased rearward because the valve control oil chamber 10 is always connected to high pressure, and when the valve control oil chamber 12 is connected to high pressure, the switching valve 6 is affected by a pressure receiving area difference. 6 moves forward. As shown on the lower side of the center line in the figure, when the switching valve 6 is in the retracted position, the oil supply/drainage chamber 14 is opened to the low pressure port 21 by the oil drain hole 20 and is connected at a low pressure. The piston rear chamber 4 is low-pressure connected via the oil supply/drain passage 29. On the other hand, as shown on the upper side of the center line in the figure, when the switching valve 6 is in the forward position, the oil supply/exhaust chamber 14 is opened to the high pressure port 13 by the oil supply hole 15 and is connected at high pressure. The piston rear chamber 4 is connected at high pressure through the oil supply/drain passage 29 (see, for example, Patent Document 1).

特開平６−３１３３９１号公報JP-A-6-313391

ここで、上述の打撃機構９００において、ピストン後室４は、切換弁機構Ｖの作動によって高圧回路９と低圧回路８に交互に接続されるところ、例えば高圧接続の場合に油圧ポンプから供給される圧油の経路は、高圧回路９〜高圧ポート１３〜給油孔１５〜給排油室１４〜給排油内部通路２６〜給排油ポート２６ａ〜給排油通路２９となっている。このうち、高圧回路９から給排油室１４までが外径から内径側に向かう通路である。また、給排油内部通路２６は、軸方向の前方へ向かう通路であり、給排油通路２９は、内径から外径側に向い、次に軸方向の前方へと向かい、さらに、外径から内径側へと向かう通路である。 Here, in the above-described striking mechanism 900, the piston rear chamber 4 is alternately connected to the high pressure circuit 9 and the low pressure circuit 8 by the operation of the switching valve mechanism V, for example, is supplied from the hydraulic pump in the case of high pressure connection. The high-pressure circuit 9-high-pressure port 13-oil supply hole 15-supply/exhaust oil chamber 14-supply/exhaust oil internal passage 26-supply/exhaust oil port 26a-supply/exhaust oil passage 29 serves as a path for pressure oil. Of these, the high pressure circuit 9 to the oil supply/drainage chamber 14 is a passage extending from the outer diameter toward the inner diameter. Further, the oil supply/drainage internal passage 26 is a passage that extends forward in the axial direction, and the oil supply/drain passage 29 faces from the inner diameter to the outer diameter side, then toward the front in the axial direction, and further from the outer diameter. It is a passage toward the inner diameter side.

すなわち、上述の打撃機構９００において、圧油が辿る通路長は長大であり、かつ、外径から内径側〜軸方向〜内径から外径側〜軸方向〜外径から内径側という経路が複雑なので、圧力損失が大きいという重大な問題がある。
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。 That is, in the above-described striking mechanism 900, the passage length of the pressure oil is long, and the path from the outer diameter to the inner diameter side to the axial direction to the inner diameter to the outer diameter side to the axial direction to the outer diameter to the inner diameter side is complicated. However, there is a serious problem of large pressure loss.
Further, the oil supply/drain hole 26c forming the oil supply/drainage internal passage 26 has a remarkably large passage area as compared with the other paths. Therefore, since the volume of the oil supply/drain hole 26c is very large, there is a problem that the oil consumption is increased and the hydraulic efficiency is reduced.

さらに、切換弁機構Ｖは、バルブチェスト２８、バルブプラグ５および切換弁６という構成部材からなり、それぞれに多段の内外径が形成されていることから、構造が複雑でコストが嵩むという問題もある。
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。 Further, since the switching valve mechanism V is composed of the constituent members of the valve chest 28, the valve plug 5 and the switching valve 6, each of which has multi-stage inner and outer diameters, there is a problem that the structure is complicated and the cost increases. ..
Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a striking mechanism for a hydraulic down-the-hole drill having a small pressure loss and a simple structure.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る油圧ダウンザホールドリルの打撃機構は、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。 In order to solve the above problems, a striking mechanism of a hydraulic down-the-hole drill according to an aspect of the present invention has a cylinder tube and a medium diameter portion, a large diameter portion, and a small diameter portion in this order from the front in the axial direction, and the medium diameter portion. A piston front chamber that is always connected to a high pressure circuit between the cylinder tube and the inner peripheral surface of the cylinder tube, and a piston rear chamber is defined between the small diameter portion and the inner peripheral surface of the cylinder tube. A piston mechanism that is slidably fitted into the cylinder tube so as to be able to move forward and backward, and a striking mechanism of a hydraulic down-the-hole drill that includes a switching valve mechanism that alternately connects the piston rear chamber to a high pressure circuit and a low pressure circuit, The switching valve mechanism includes a valve cartridge disposed inside the piston rear chamber, and the valve cartridge includes a valve that moves forward and backward in response to a force of pressure oil acting on a pressure receiving surface thereof, and the valve. A high-voltage connection/disconnection means for connecting the piston rear chamber and the high-voltage circuit with a valve liner which is slidably fitted forward and backward and is arranged coaxially with the piston so as to regulate the forward/backward stroke of the valve. And a low-pressure connecting/disconnecting means for connecting/disconnecting the piston rear chamber and the low-pressure circuit, wherein the high-pressure connecting/disconnecting means and the low-pressure connecting/disconnecting means are provided at positions corresponding to forward and backward movements of the valve. The oil passage is switched so that the forward movement and the backward movement of the piston are alternately performed by the cooperation of the valve liner and the valve.

本発明の一態様に係る油圧ダウンザホールドリルの打撃機構によれば、バルブと、バルブライナとを備えるバルブカートリッジがピストン後室内に設けられ、バルブカートリッジは、ピストン後室と高圧回路とを接断する高圧接断手段と、ピストン後室と低圧回路を接断する低圧接断手段とを備え、高圧接断手段と低圧接断手段とは、バルブの前進および後退動作に応じた位置におけるバルブライナとバルブ相互の協働により、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ので、それぞれの油圧経路を簡素かつ可及的に短い距離で構成することができる。そのため、圧力損失を低く抑えることができる。また、バルブカートリッジは、バルブとバルブライナのみで構成可能なので、構造が簡素で低コストである。 According to the striking mechanism of the hydraulic down-the-hole drill according to the aspect of the present invention, the valve cartridge including the valve and the valve liner is provided in the piston rear chamber, and the valve cartridge disconnects the piston rear chamber and the high pressure circuit. The high-pressure disconnecting means and the low-pressure disconnecting means for disconnecting the piston rear chamber and the low-pressure circuit are provided, and the high-pressure disconnecting means and the low-pressure disconnecting means are a valve liner at a position corresponding to forward and backward movements of the valve. Since the oil passages are switched so as to alternately perform the forward movement operation and the backward movement operation of the pistons through the mutual cooperation of the valves, the respective hydraulic pressure paths can be configured simply and with the shortest possible distance. Therefore, the pressure loss can be suppressed low. Further, since the valve cartridge can be configured with only the valve and the valve liner, the structure is simple and the cost is low.

本発明によれば、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できる。 According to the present invention, it is possible to provide a striking mechanism for a hydraulic down the hole drill having a small pressure loss and a simple structure.

本発明の一態様に係る油圧ダウンザホールドリルの一実施形態の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of one Embodiment of the hydraulic down the hole drill which concerns on 1 aspect of this invention. 図１に示す油圧ダウンザホールドリルの打撃機構の縦断面図であり、同図は軸線に沿った断面であって、中心線上側はピストンの打撃位置の直後の状態を示し、中心線下側は後退状態を示している。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the striking mechanism of the hydraulic down the hole drill shown in FIG. 1, which is a cross-section taken along the axis, in which the upper side of the centerline shows the state immediately after the striking position of the piston, and the lower side of the centerline retracts. Shows the state. 図２に示す打撃機構の主要構成部の詳細断面図である。FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of main components of the striking mechanism shown in FIG. 2. 油圧ダウンザホールドリルの一例の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of an example of a hydraulic down the hole drill. 従来の油圧ダウンザホールドリルにおける打撃機構の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the striking mechanism in the conventional hydraulic down the hole drill. 図５に示す打撃機構の主要構成部の詳細断面図であり、同図中心線上側は切換弁が前進位置のときを示し、下側は切換弁が後退位置のときを示している。FIG. 6 is a detailed cross-sectional view of the main components of the striking mechanism shown in FIG. 5, in which the upper side of the center line in the figure shows the switching valve in the forward position, and the lower side shows the switching valve in the backward position.

以下、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する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane size, the ratio, and the like are different from the actual ones, and the drawings include portions where the dimensional relationship and ratio are different from each other. Further, the embodiments described below exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, and arrangement of components. Etc. are not specified in the following embodiments.

本実施形態の油圧ダウンザホールドリルは、図１に示すように、後端側から前方に向けて、回転機構４０、スイベル機構５０、継ぎロッド６０、アキュムレータ装置７０、打撃機構９０およびビット８０が順次接続されて構成されている。このうち、スイベル機構５０より前方の構成部材は、先端のビット８０が形成する掘削孔内を推進するために外径が略等しい円筒形状を呈している。そして、油圧ダウンザホールドリルは、キャリッジ（図示略）に乗架され推進機構（図示略）によって与えられる推力によりマスト（図示略）上を前後進する。 In the hydraulic down the hole drill of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a rotating mechanism 40, a swivel mechanism 50, a connecting rod 60, an accumulator device 70, a striking mechanism 90, and a bit 80 are sequentially connected from the rear end side toward the front. Is configured. Of these, the constituent members in front of the swivel mechanism 50 have a cylindrical shape with substantially the same outer diameter for propelling in the excavation hole formed by the bit 80 at the tip. The hydraulic down-the-hole drill is mounted on a carriage (not shown) and moves forward and backward on a mast (not shown) by a thrust force given by a propulsion mechanism (not shown).

打撃機構９０は、図２に示すように、シリンダチューブ１００、ピストン１１０およびバルブカートリッジ１４０を有する。シリンダチューブ１００は、略中空円筒状の部材であり、内部には、高圧回路１０１、低圧回路１０２およびバルブ制御通路１０６が設けられている。シリンダチューブ１００は、その先端部の外径に、ねじ部１０９が設けられ、後端部には、ジョイント部材１５４が装着されている。 The striking mechanism 90 has a cylinder tube 100, a piston 110, and a valve cartridge 140, as shown in FIG. The cylinder tube 100 is a substantially hollow cylindrical member, and a high pressure circuit 101, a low pressure circuit 102, and a valve control passage 106 are provided inside. The cylinder tube 100 is provided with a threaded portion 109 on the outer diameter of its tip end, and a joint member 154 is attached to its rear end.

ピストン１１０は、その軸方向の略中央に、大径部（前）１１１、大径部（後）１１２を有する。大径部１１１の前側には中径部１１３が設けられ、大径部（後）１１２の後側には小径部１１４が設けられている。大径部（前）１１１と大径部（後）１１２との略中央には、円環状の切換溝１１５が形成されている。大径部（後）１１２と小径部１１４との間には、大径部（後）後端面１１２ａが形成されている。ピストン１１０の軸心には、フラッシング流体を供給する中空通路１１６が同軸に貫通して設けられている。 The piston 110 has a large-diameter portion (front) 111 and a large-diameter portion (rear) 112 at approximately the center in the axial direction. A medium diameter portion 113 is provided on the front side of the large diameter portion 111, and a small diameter portion 114 is provided on the rear side of the large diameter portion (rear) 112. An annular switching groove 115 is formed substantially at the center between the large diameter portion (front) 111 and the large diameter portion (rear) 112. A large-diameter portion (rear) rear end surface 112 a is formed between the large-diameter portion (rear) 112 and the small-diameter portion 114. A hollow passage 116 for supplying flushing fluid is coaxially provided at the axial center of the piston 110.

中径部１１３の外径は、小径部１１４の外径よりも大きく設定されている。そのため、後述するピストン前室１０３およびピストン後室１０４におけるピストン１１０の受圧面積差（大径部（前）１１１と中径部１１３との径差、および、大径部（後）１１２と小径部１１４との径差）は、ピストン後室１０４側の方が大きくなっている。
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。 The outer diameter of the medium diameter portion 113 is set larger than the outer diameter of the small diameter portion 114. Therefore, a pressure receiving area difference of the piston 110 in a piston front chamber 103 and a piston rear chamber 104 (a diameter difference between a large diameter portion (front) 111 and a medium diameter portion 113, and a large diameter portion (rear) 112 and a small diameter portion), which will be described later. (Diameter difference from 114) is larger on the piston rear chamber 104 side.
The piston 110 is slidably fitted into the cylinder tube 100, so that the cylinder front 100 defines a piston front chamber 103 and a piston rear chamber 104, respectively. The piston front chamber 103 is always connected to the high voltage circuit 101. On the other hand, the piston rear chamber 104 can be alternately communicated with the high pressure circuit 101 and the low pressure circuit 102 by the operation of the valve cartridge 140 that constitutes the switching valve mechanism.

ピストン前室１０３の前方には、フロントブッシュ１５１およびシールリテーナ（前）１５０が装着されている。また、ピストン後室１０４の後方には、前方から後方に向けて、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が装着されている。
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。 A front bush 151 and a seal retainer (front) 150 are mounted in front of the piston front chamber 103. A valve cartridge 140, a rear bush 152, and a seal retainer (rear) 153 are attached to the rear of the piston rear chamber 104 from front to rear.
A piston advance control port 105, a piston retreat control port 106, and an oil discharge port 107 are provided between the front piston chamber 103 and the rear piston chamber 104 from the front to the rear. The oil drain port 107 is connected to the low pressure circuit 102. The piston advance control port 105 and the piston retreat control port 106 are connected to a valve control port 126, which will be described later, through a valve control passage 108 formed along the axial direction.

バルブカートリッジ１４０は、バルブライナ１２０とバルブ１３０とによって構成される。バルブライナ１２０は、図３に示すように、ライナ（前）１２１とライナ（後）１２４とに分割して構成されている。バルブライナ１２０の内周に、バルブ１３０が摺嵌されている。
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。 The valve cartridge 140 includes a valve liner 120 and a valve 130. As shown in FIG. 3, the valve liner 120 is divided into a liner (front) 121 and a liner (rear) 124. The valve 130 is slidably fitted on the inner circumference of the valve liner 120.
The valve cartridge 140 is an annular member having an outer diameter of a valve cartridge outer diameter 140a, an inner diameter of a valve cartridge inner wall 140b, a front end surface of a projection (front) front end surface 122b, and a rear end surface of a projection (rear) rear end surface 125b. is there.

バルブカートリッジ１４０は、シリンダチューブ１００への装着時には、バルブカートリッジ外径１４０ａが、ピストン後室内径大径部１０４ｃに当接し、突出部（前）前端面１２２ｂが、ピストン後室内径端面１０４ｂに当接し、突出部（後）後端面１２５ｂが、リヤブッシュ１５２の前端面に当接した状態で保持される。バルブ１３０は、バルブライナ１２０の内周面によって、前進後退可能に摺嵌されるとともに軸方向での前後ストロークが規制されている。 When the valve cartridge 140 is mounted on the cylinder tube 100, the valve cartridge outer diameter 140a abuts the piston rear chamber inner diameter large diameter portion 104c, and the protrusion (front) front end face 122b contacts the piston rear chamber inner diameter end face 104b. The projection (rear) rear end surface 125b is held in contact with the front end surface of the rear bush 152. The valve 130 is slidably fitted forward and backward by the inner peripheral surface of the valve liner 120, and the longitudinal stroke in the axial direction is restricted.

ライナ（前）１２１の前部には、内径側に突出する円環状の突出部（前）１２２が設けられている。突出部（前）１２２は、突出部（前）内径１２２ａ、突出部（前）前端面１２２ｂおよび突出部（前）後端面１２２ｃを有する。ライナ（前）１２１の後部には、後室高圧ポート１２３が設けられ、後室高圧ポート１２３と高圧回路１０１とを接続するように後室高圧連通孔１２３ａが設けられている。後室高圧ポート１２３と突出部（前）後端面１２２ｃとの間には、内周面に円環状の凹部が形成され、この円環状の凹部が後室高圧連通シール面１２３ｂを構成している。 An annular protrusion (front) 122 that protrudes toward the inner diameter side is provided at the front of the liner (front) 121. The protrusion (front) 122 has a protrusion (front) inner diameter 122a, a protrusion (front) front end face 122b, and a protrusion (front) rear end face 122c. A rear chamber high-pressure port 123 is provided at the rear portion of the liner (front) 121, and a rear chamber high-pressure communication hole 123a is provided so as to connect the rear chamber high-pressure port 123 and the high-voltage circuit 101. An annular recess is formed on the inner peripheral surface between the rear chamber high-pressure port 123 and the projection (front) rear end face 122c, and this annular recess constitutes the rear chamber high-pressure communication sealing surface 123b. ..

ライナ（後）１２４の後部には、内径側に突出する円環状の突出部（後）１２５が設けられている。突出部（後）１２５は、突出部（後）内径１２５ａ、突出部（後）後端面１２５ｂおよび突出部（後）前端面１２５ｃを有する。ライナ（後）１２１の前端部、すなわち、ライナ（前）１２１との分割面には、バルブ制御ポート１２６が設けられており、バルブ制御ポート１２６とバルブ制御通路１０８とを接続するようにバルブ制御連通スリット１２６ａが設けられている。 At the rear of the liner (rear) 124, an annular protrusion (rear) 125 that protrudes toward the inner diameter side is provided. The protrusion (rear) 125 has a protrusion (rear) inner diameter 125a, a protrusion (rear) rear end face 125b, and a protrusion (rear) front end face 125c. A valve control port 126 is provided at a front end portion of the liner (rear) 121, that is, a dividing surface with the liner (front) 121, and valve control is performed so as to connect the valve control port 126 and the valve control passage 108. A communication slit 126a is provided.

ライナ（後）１２４の中央部には、前方から後方に向けて、後室低圧ポート１２７およびバルブ付勢ポート１２８が前後に離隔して設けられている。また、ライナ（後）１２４の中央部には、後室低圧ポート１２７と低圧回路１０２を接続するように、後室低圧連通孔１２７ａが設けられ、バルブ付勢ポート１２８と高圧回路１０１を接続するように、バルブ付勢連通孔１２８ａが設けられている。 In the center of the liner (rear) 124, a rear chamber low-pressure port 127 and a valve urging port 128 are provided in the front-rear direction so as to be separated from each other in the front-rear direction. A rear chamber low-pressure communication hole 127a is provided in the center of the liner (rear) 124 so as to connect the rear chamber low-pressure port 127 and the low-pressure circuit 102, and connects the valve energizing port 128 and the high-voltage circuit 101. Thus, the valve bias communication hole 128a is provided.

バルブ１３０は、中空円筒状の部材であり、バルブ１３０の内径には、ストレート形状の内径１３５が形成されている。バルブ１３０は、その外周面の略中央に、大径部１３１が形成されている。大径部１３１の後方には、中径部１３２が形成されるとともに、大径部１３１の前方には、小径部（前）１３３が形成されている。また、中径部１３２の後方には、更に小径部（後）１３４が形成されている。中径部には、後室排油孔１３６が設けられている。 The valve 130 is a hollow cylindrical member, and a straight inner diameter 135 is formed on the inner diameter of the valve 130. The valve 130 has a large diameter portion 131 formed substantially at the center of its outer peripheral surface. A medium diameter portion 132 is formed behind the large diameter portion 131, and a small diameter portion (front) 133 is formed in front of the large diameter portion 131. Further, a small diameter portion (rear) 134 is formed behind the medium diameter portion 132. A rear chamber oil drain hole 136 is provided in the middle diameter portion.

バルブ１３０は、大径部１３１と小径部（前）１３３との段部が、バルブ制御ポート１２６に対向するように、バルブライナ１２０に摺嵌されている。また、バルブ１３０は、大径部１３１と中径部１３２との段部が、後室低圧ポート１２７に対向するように、バルブライナ１２０に摺嵌されている。さらに、中径部１３２と小径部（後）１３４との段部が、バルブ付勢ポート１２８に対向するように、バルブライナ１２０に摺嵌されている。 The valve 130 is slidably fitted to the valve liner 120 so that the stepped portion of the large diameter portion 131 and the small diameter portion (front) 133 faces the valve control port 126. Further, the valve 130 is slidably fitted to the valve liner 120 such that the stepped portion of the large diameter portion 131 and the medium diameter portion 132 faces the rear chamber low pressure port 127. Further, the step portion of the medium diameter portion 132 and the small diameter portion (rear) 134 is slidably fitted on the valve liner 120 so as to face the valve biasing port 128.

バルブ１３０は、ライナ１２０に摺嵌された状態において、小径部（前）前端部１３３ａが後室高圧ポート１２３に対向するように形成され、バルブ１３０がストローク前端にある場合は、前端部１３３ａが後室高圧連通シール面１２３ｂに当接して後室高圧ポート１２３を閉止するようになっている。
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。 The valve 130 is formed so that the small-diameter portion (front) front end portion 133a faces the rear chamber high-pressure port 123 in a state where the valve 130 is slidably fitted to the liner 120. When the valve 130 is at the stroke front end, the front end portion 133a is The rear chamber high-pressure communication sealing surface 123b is brought into contact with the rear chamber high-pressure port 123 to close it.
Further, when the valve 130 is at the rear end of the stroke, the front end portion 133a and the rear chamber high pressure communication sealing surface 123b are separated from each other, thereby forming an opening width W in the axial direction and allowing the rear chamber high pressure port 123 to communicate. It is like this. That is, these rear chamber high-pressure port 123, rear chamber high-pressure communication hole 123a, rear chamber high-pressure communication sealing surface 123b, and valve small-diameter portion (front) front end portion 133a are described in "Means for Solving Problems". It constitutes the "disconnection means".

さらに、バルブ１３０は、ライナ１２０に摺嵌された状態において、バルブ１３０がストローク前端にある場合は、後室排油孔１３６は、後室低圧ポート１２７に連通し、ストローク後端にある場合は、後室排油孔１３６は閉塞されて後室低圧ポート１２７が閉止されるようになっている。すなわち、これら、後室低圧ポートポート１２７、後室低圧連通孔１２７ａおよび後室排油孔１３６が本発明の「低圧接断手段」を構成している。 Further, when the valve 130 is slidably fitted to the liner 120, if the valve 130 is at the stroke front end, the rear chamber oil drain hole 136 communicates with the rear chamber low pressure port 127, and if it is at the stroke rear end. The rear chamber oil drain hole 136 is closed, and the rear chamber low pressure port 127 is closed. That is, these rear chamber low-pressure port port 127, rear chamber low-pressure communication hole 127a and rear chamber drainage hole 136 constitute the "low-pressure connection/disconnection means" of the present invention.

バルブ内径１３５は、その摺動軌跡が、突出部（前）内径１２２ａおよび突出部（後）内径１２５ａと同一面となるように形成されている。バルブ内径１３５の摺動軌跡と突出部（前）内径１２２ａおよび突出部（後）内径１２５ａが、バルブカートリッジ内壁１４０ｂを構成している。バルブ１３０の前後ストロークは、突出部（前）後端面１２２ｃと突出部（後）前端面１２５ｃとによって規制される。 The valve inner diameter 135 is formed so that its sliding locus is flush with the protruding portion (front) inner diameter 122a and the protruding portion (rear) inner diameter 125a. The sliding locus of the valve inner diameter 135, the protrusion (front) inner diameter 122a, and the protrusion (rear) inner diameter 125a form the valve cartridge inner wall 140b. The front-rear stroke of the valve 130 is restricted by the protrusion (front) rear end face 122c and the protrusion (rear) front end face 125c.

バルブカートリッジ内壁１４０ｂの径は、ピストン後室内径１０４ａよりも径小であり、バルブカートリッジ内壁１４０ａがピストン小径部１１４を囲繞するように構成されている。そして、突出部（前）前端面１２２ｂの一部は、ピストン後室内径１０４ａから内径側へと突出しており、ピストン大径部（後）後端面１１２ａに対向している。
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。 The diameter of the valve cartridge inner wall 140b is smaller than the piston rear chamber inner diameter 104a, and the valve cartridge inner wall 140a is configured to surround the piston small diameter portion 114. A part of the protruding portion (front) front end surface 122b protrudes from the piston rear chamber inner diameter 104a toward the inner diameter side and faces the piston large diameter portion (rear) rear end surface 112a.
The valve 130 is urged forward because the valve energizing port 128 is always connected to the high pressure circuit 101, but the operation of the piston 110 connects the valve control passage 106 shown in FIG. 2 to the high pressure circuit 101. When the high pressure oil is supplied to the valve control port 126, the pressure receiving area difference between the valve control port 126 and the piston urging port 128, that is, the diameter difference between the large diameter portion 131 and the small diameter portion (front) 133 is large. Since it is larger than the diameter difference between the diameter portion 131 and the medium diameter portion 132, it is adapted to retract.

次に、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０を用いてさく孔作業を行う場合を説明する。
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。 Next, a case will be described in which a punching operation is performed using the striking mechanism 90 of the hydraulic down the hole drill according to the present embodiment.
The state above the center line in FIG. 2 represents the state immediately after the striking position of the piston 110. That is, as shown in the figure, in the state immediately after the striking position, the piston 110 moves forward and the switching groove 115 causes the piston retreat control port 106 and the oil discharge port 107 to communicate with each other. Therefore, the valve control passage 108 is connected to the low pressure circuit 102, and the valve 130 moves forward. As a result, the piston rear chamber 104 is low-pressure connected by the "low-voltage connection/disconnection means". The piston front chamber 103 is always connected to the high-voltage circuit 101, and the piston 110 starts retreating together with the repulsion from a transmission member (not shown).

ピストン１１０が加速しながら後退し、先ず、排油ポート１０７とピストン後退制御ポート１０６との連通が遮断される。次いで、大径部（前）１１１によってピストン前室１０３とピストン前進制御ポート１０５が連通し、バルブ制御通路１０８を介してバルブ制御ポート１２６に高圧油が供給される。そのため、バルブ１３０は後方へと移動し、上記「高圧接断手段」によってピストン後室１０４は高圧回路に接続される。これにより、ピストン１１０は、後退減速しながら後死点まで後退し、図２中の中心線の下側の後退状態に至り前進を開始する。以下、上記のサイクルが繰り返される。 The piston 110 moves backward while accelerating, and first, the communication between the oil discharge port 107 and the piston backward movement control port 106 is cut off. Next, the large diameter portion (front) 111 connects the piston front chamber 103 and the piston advance control port 105, and high pressure oil is supplied to the valve control port 126 via the valve control passage 108. Therefore, the valve 130 moves rearward, and the piston rear chamber 104 is connected to the high pressure circuit by the "high pressure connection/disconnection means". As a result, the piston 110 retracts to the rear dead center while decelerating in the backward direction, reaches a retracted state below the center line in FIG. 2, and starts to advance. Hereinafter, the above cycle is repeated.

ここで、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０によれば、バルブカートリッジ１４０をピストン後室１０４内に配設し、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とによって構成されているので、構成が簡素で低コストである。 Here, according to the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of the present embodiment, the valve cartridge 140 is disposed in the piston rear chamber 104, and the valve cartridge 140 is slidably fitted to the valve 130 and the valve 130 so as to be able to move forward and backward. In addition, since it is configured by the valve liner 120 that regulates the front-back stroke of the valve 130, the configuration is simple and the cost is low.

そして、この打撃機構９０によれば、ピストン後室１０４と高圧回路１０１とを接断する高圧接断手段と、ピストン後室１０４と低圧回路１０２とを接断する低圧接断手段とを有し、高圧接断手段と低圧接断手段とは、バルブ１３０の前進および後退動作に応じた位置におけるバルブライナ１２０とバルブ１３０相互の協働により、ピストン１１０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ので、それぞれの油圧経路を簡素に且つ可及的に短い距離で構成することができる。そのため、この打撃機構９０によって圧力損失を低く抑えることができる。 Further, according to the striking mechanism 90, there is provided a high-pressure connection/disconnection means for connecting/disconnecting the piston rear chamber 104 and the high-pressure circuit 101, and a low-pressure connection/disconnection means for connecting/disconnecting the piston rear chamber 104 and the low-pressure circuit 102. The high-pressure connection/disconnection means and the low-pressure connection/disconnection means cause the piston 110 to alternately perform forward movement and backward movement by cooperation of the valve liner 120 and the valve 130 at positions corresponding to forward and backward movements of the valve 130. Since the oil passages are switched as described above, the respective hydraulic passages can be configured simply and with the shortest possible distance. Therefore, the hitting mechanism 90 can suppress the pressure loss to a low level.

また、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０は、バルブライナ１２０の前後に、内径側に突出する円環状の突出部（前）１２２および突出部（後）１２５をそれぞれ設け、これら突出部（前）１２２、突出部（後）１２５の内径１２２ａ、１２５ａと、バルブ内径１３５の摺動方向での軌跡とを同一面に設定してバルブカートリッジ内壁１４０ｂを構成し、このバルブカートリッジ内壁１４０ｂが、ピストン小径部１１４を囲繞するように設けられているので、本実施形態の圧油経路中には、従来の打撃機構の給排油孔２６ｃのように、通路面積が拡大するような箇所が存在しないため油圧効率を向上させることができる。 Further, the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of the present embodiment is provided with an annular projecting portion (front) 122 and a projecting portion (rear) 125 projecting toward the inner diameter side in front of and behind the valve liner 120, respectively. The inner diameters 122a and 125a of the (front) 122 and the protruding portion (rear) 125 and the locus in the sliding direction of the valve inner diameter 135 are set on the same plane to form the valve cartridge inner wall 140b. Since it is provided so as to surround the piston small-diameter portion 114, in the pressure oil passage of the present embodiment, there is a portion where the passage area is enlarged, such as the oil supply/drain hole 26c of the conventional striking mechanism. Since it does not exist, hydraulic efficiency can be improved.

特に、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０は、「高圧接断手段」をバルブカートリッジ１４０の前部に構成しており、この高圧接断手段を、バルブライナ１２０に開口した後室高圧ポート１２３および後室高圧連通孔１２３ａ、並びに、バルブ小径部（前）前端部１３３ａとバルブライナ１２０の後室高圧連通シール面１２３ｂとの間で相対的に形成される開口幅Ｗによって構成したので、ピストン後室１０４に近接して高圧接断手段が配設され、さらに、開口幅Ｗによる連通が、孔による連通と比べて圧損が少ないことから油圧効率を高くする上で優れている。 In particular, the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of the present embodiment has a "high-pressure connection/disconnection means" in the front part of the valve cartridge 140, and this high-pressure connection/disconnection means is opened in the valve liner 120 to form a rear chamber high pressure. The port 123 and the rear chamber high pressure communication hole 123a, and the opening width W relatively formed between the valve small diameter portion (front) front end portion 133a and the rear chamber high pressure communication sealing surface 123b of the valve liner 120 are configured. A high-pressure connection/disconnection means is disposed in the vicinity of the piston rear chamber 104, and the communication by the opening width W is excellent in increasing hydraulic efficiency because the pressure loss is smaller than the communication by the holes.

本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０を組み立てるには、先ず、シリンダチューブ１００にフロントブッシュ１５１およびシールリテーナ（前）１５０を装着し、ピストン１１０をシリンダチューブ１００の後方から前方へと装着する。次に、予めバルブライナ１２０とバルブ１３０を組付けた状態のバルブカートリッジ１４０を、シリンダチューブ１００内に後方から前方へと装着する。 To assemble the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of this embodiment, first, the cylinder tube 100 is mounted with the front bush 151 and the seal retainer (front) 150, and the piston 110 is mounted from the rear side to the front side of the cylinder tube 100. .. Next, the valve cartridge 140 in which the valve liner 120 and the valve 130 are assembled in advance is mounted in the cylinder tube 100 from the rear to the front.

次に、リヤブッシュ１５２とシールリテーナ（後）１５３をシリンダチューブ１００に装着し、最後に、ジョイント部材１５４を後方から螺着してシリンダチューブ１００、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）を共締めして固定する。
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。 Next, the rear bush 152 and the seal retainer (rear) 153 are attached to the cylinder tube 100, and finally, the joint member 154 is screwed from the rear side so that the cylinder tube 100, the valve cartridge 140, the rear bush 152, and the seal retainer are attached. Tighten (rear) together and fix.
On the other hand, in order to disassemble the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of the present embodiment, first, the joint member is removed, and the piston 110 is pressed from the front to the rear. The valve cartridge 140, the rear bush 152, and the seal retainer (rear) 153 can be taken out from the cylinder tube 100 by contacting the front end surface of the cartridge 140, that is, the protruding (front) front end surface 122b. The piston 110 is extracted from the rear as it is, and finally, the front bush 151 and the seal retainer (front) 150 are extracted from the front using a predetermined jig.

このように、本実施形態の油圧ダウンザホールドリルの打撃機構９０は、組付け作業および分解作業が容易であり、特に、バルブカートリッジ１４０の形状によって分解時の作業性に優れている。
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。 As described above, the striking mechanism 90 of the hydraulic down-the-hole drill of the present embodiment is easy to assemble and disassemble, and particularly has excellent workability at the time of disassembling due to the shape of the valve cartridge 140.
As described above, one embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings as appropriate, but the striking mechanism of the hydraulic down the hole drill according to the present invention is not limited to the above embodiment, and it should depart from the gist of the present invention. Of course, it is permissible to make various other modifications and change each component.

４０回転機構
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 40 rotation mechanism 50 swivel mechanism 60 joint pipe 70 accumulator mechanism 80 bit 90 striking mechanism 100 cylinder tube 101 high pressure circuit 102 low pressure circuit 103 piston front chamber 104 piston rear chamber 104a piston rear chamber diameter 104b piston rear chamber inner diameter end face 104c piston rear chamber diameter Large diameter portion 105 Piston advance control port 106 Piston retreat control port 107 Oil discharge port 108 Valve control passage 109 Threaded portion 110 Piston 111 Large diameter portion (front)
112 Large diameter part (rear)
112a Large diameter part (rear) Rear end surface 113 Medium diameter part 114 Small diameter part 115 Switching groove 116 Hollow passage 120 Valve liner 121 Liner (front)
122 Projection (front)
122a protrusion (front) inner diameter 122b protrusion (front) front end face (valve cartridge front end face)
122c Protruding part (front) Rear end face 123 Rear chamber high-pressure port 123a Rear chamber high-pressure communication hole 123b Rear chamber high-pressure communication sealing surface 124 Liner (rear)
125 protrusion (rear)
125a protrusion (rear) inner diameter 125b protrusion (rear) rear end face (valve cartridge rear end face)
125c protrusion front end face 126 valve control port 126a valve control communication slit 127 rear chamber low pressure port 127a rear chamber low pressure communication hole 128 valve energizing port 128a valve energizing communication hole 130 valve 131 large diameter part 132 medium diameter part 133 small diameter part ( Previous)
133a small diameter part (front) front end part 134 small diameter part (rear)
135 Inner diameter 136 Rear chamber oil drain hole 140 Valve cartridge (switching valve mechanism)
140a Valve cartridge outer diameter 140b Valve cartridge inner wall 150 Seal retainer (front)
151 Front bush 152 Rear bush 153 Seal retainer (rear)
154 Joint member

Claims

A cylinder tube and a piston front chamber which has a medium diameter portion, a large diameter portion and a small diameter portion in this order from the front in the axial direction and which is always connected to a high pressure circuit between the medium diameter portion and the inner peripheral surface of the cylinder tube. A piston that is slidably fitted in the cylinder tube so as to define a piston rear chamber between the small diameter portion and the inner peripheral surface of the cylinder tube, and the piston rear chamber. A striking mechanism of a hydraulic down the hole drill comprising a switching valve mechanism alternately connected to a high pressure circuit and a low pressure circuit,
The switching valve mechanism includes a valve cartridge disposed coaxially with the piston in the piston rear chamber and always in non-contact with the piston .
The valve cartridge is
A valve that moves forward and backward according to the force of the pressure oil that acts on the pressure receiving surface itself by switching the oil passages associated with the forward and backward movements of the piston, and the valve is slidably fitted on the inner circumference of the valve so that the valve can move forward and backward. low pressure for connecting and disconnecting with and a valve liner you controls backward and forward stroke, the high pressure disconnection means for connecting and disconnecting the said high-voltage circuit and the piston rear chamber, and the said piston rear chamber low-voltage circuit of the valve with Constitutes the disconnection means,
The high-pressure connection/disconnection means and the low-pressure connection/disconnection means perform forward movement and backward movement of the piston by switching operation of a hydraulic path between the valve liner and the valve at a position corresponding to forward and backward movement of the valve. A striking mechanism for a hydraulic down-the-hole drill characterized by switching oil passages so that they are alternately performed.

The valve liner has front and rear in the axial direction of the valve liner, each having an annular projecting portion projecting to the inner diameter side,
The inner diameter of the protruding portion and the locus of the inner diameter of the valve in the sliding direction are set on the same plane to form the inner wall of the valve cartridge,
The striking mechanism of the hydraulic down the hole drill according to claim 1, wherein an inner wall of the valve cartridge is provided so as to surround the small diameter portion of the piston.

A cylinder tube and a piston front chamber which has a medium diameter portion, a large diameter portion and a small diameter portion in this order from the front in the axial direction and which is always connected to a high pressure circuit between the medium diameter portion and the inner peripheral surface of the cylinder tube. A piston that is slidably fitted in the cylinder tube so as to define a piston rear chamber between the small diameter portion and the inner peripheral surface of the cylinder tube, and the piston rear chamber. A striking mechanism of a hydraulic down the hole drill comprising a switching valve mechanism alternately connected to a high pressure circuit and a low pressure circuit,
The switching valve mechanism includes a valve cartridge disposed inside the piston rear chamber,
The valve cartridge is
A valve that moves forward and backward in response to the force of the pressure oil that acts on the pressure receiving surface itself, and is disposed coaxially with the piston so that the valve can be slidably fitted forward and backward and that the forward and backward stroke of the valve can be restricted. With a valve liner, a high pressure connection means for connecting and disconnecting the piston rear chamber and the high pressure circuit, and a low pressure connection means for connecting and disconnecting the piston rear chamber and the low pressure circuit,
The valve liner has front and rear in the axial direction of the valve liner, each having an annular projecting portion projecting to the inner diameter side,
The inner diameter of the protruding portion and the locus of the inner diameter of the valve in the sliding direction are set on the same plane to form the inner wall of the valve cartridge,
The inner wall of the valve cartridge is provided so as to surround the small diameter portion of the piston,
The high-pressure connection/disconnection means and the low-pressure connection/disconnection means perform forward movement and reverse movement of the piston by switching operation of the hydraulic line by the valve liner and the valve at positions corresponding to forward and backward movements of the valve. A striking mechanism for a hydraulic down-the-hole drill characterized by switching oil passages so that they are alternately performed.

The high-pressure connecting/disconnecting means is formed in a front portion of the valve cartridge, and has a rear chamber high-pressure communication hole opened in the valve liner, and a rear chamber formed in a front end portion of the valve and an inner peripheral side of the valve liner. The striking mechanism of the hydraulic down-the-hole drill according to any one of claims 1 to 3, which is configured by an opening width formed relatively to the high-pressure communication seal surface.

The front end face of the valve cartridge is formed into a diameter smaller than the inner diameter of an inner diameter the piston rear chamber, any one of the claims 1 to 4 facing the rear end surface of the large diameter portion of the piston The impact mechanism of the hydraulic down the hole drill described in the item.