JPH02504176A - 動力要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 動力要素 本発明は鉱業に間し、また、本発明はより特定的には動力要素（ｐｏｗｅｒｅｄ 　ｓｅｍｂｅｒ）を扱うものである。

発明の背景 液圧スプリッタ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　５ｐｌｉｔｔｅｒｓ）は、広く鉱業に使 用されており、それらの構造は、重量及び寸法を増やすことなくスプリッタによ って発現される指向的な力のそれ以上の増加の可能性を実際的に使い果たしてい る。

さらに、液圧スプリッタの伝動が試錐孔の外側に設けられているという事実も、 同様に、液圧システムの圧力の増加における液圧スプリッタの壁の厚さを増加す ることを必要とするので、液圧スプリッタの重量の増加をもたらす。

液圧スプリッタの作動要素は、試錐孔の口部にのみ配置されている事実が液圧ス プリッタの適用分野をかなり制限し、指向的な破断（ｆ　ｒａｅｔｕｒｅ　）の 伝達として、最高のスプリッティングフォース（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ　ｆｏｒｃ ｅ）は周辺の最も近い作動要素にまでしか可能でなく、試錐孔の口部における負 荷の集中は予定したスプリッティング面の形成よりもブロックの破砕面を生じる ことがある。

動力要素の根本的に新しい設計の供給＜ＳＵ、＾、　１０３３８２９）は、指向 的なスプリッティングフォースの増加を達成することを可能にさせる。

共軸に取り付けられている柔軟な管状室を収容し、軸方向に分かれるケーシング （ｐａｒＬｉｎｇｅａｓｉｎｇ）と、夫々ケーシングの分割Ｒ（ｅａｓｉｎｇｐ ａｒｔｉＢ　１ｉｎｅ）　＠に取り付けられている一対のスペーサインサート（ ｓｐａｃｅｒ　１ｎｓｅｒｔｓ）を有する動力要素は、技術上知られている。前 記インサートは、前記ケーシングの軸について垂直の面による切断面において台 形であり、このトラベジウム（ｔｒａｐｅｚｉｕｍ　）の大きい底辺は柔軟な室 （ｆｌｅｘｉｂｌｅｃｈａｍｂｅｒ　）に支えられており、またその側面はケー シングの内壁に支えられている。さらに、この動力要素は、夫々が柔軟な室の内 部に流体を供給するために予定されているニップルを有している一対のリングを 有する。柔軟な室の各端部は、該ニップルとリングの間に配置されている。孔が あけられている管状コアは、柔軟な室の内部に延びるように、その縦軸に沿って 設けられている。該コアの各端部は、ニップルの形に作られている。各リングは 、ニップルの外側のねじ山に結合する内側のねし山を有するブシュの形である。

したがって、該リングは、管状コアによって、互いに堅く確保されている。該リ ングは、柔軟な室の端部を密封するために予定されている。

圧力下に流体が柔軟な室の内部空間に供給されるとき、ケーシングの部分は、柔 軟な室及びスペーサインサートの両方の作用下に張力が掛けられる。この従来技 術の動力要素は、低い能率で欠陥がある。

ここでの効率は、予め決められた方向に向う動力要素によって発生される力対柔 軟な室によって発生される力の比率を意味している。そのために、動力要素は、 柔軟な室によって発生される制限された力、例えば１０ＭＰａのために、岩石塊 から花崗岩のような天然の岩石のブロックを割り取る（ｓｐｌｉｔ）ための広範 囲にわたる使用を見い出せなかった。動力要素が予め決められた方向に向う必要 な力、すなわちスプリッティング（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）平面に対して垂直であ る必要な力を発生することができなかったのは、このためである。これは、管状 コア内に発生する実質的に軸方向の負荷がコアの張力を生じるという事実のため である。これにより、ケーシングの端面と柔軟な室の方に面しているリングのそ れぞれの端面との間に形成する隙間がもたらされる８柔軟な室の材料はこの隙間 へ向って「ｆＬ出」じｆｌｏｗ　ｏｕｔ”）し、次いで破壊される。さらに、コ アの張力は、流体の漏れをもたらす柔軟な室の両端の密封損を生じる。コアの延 長部は、その横断面積を増大せしめることによって減少せしめられてもよい、し かしながら、これにより、動力要素の大きさおよび金属使用の実質的増大または ケーシングの可動部分の作動工程の減少がもたらされ、またその大きさが不変の ままである場合には（それは特別の材料および潤滑材の使用を必要としないが故 に望ましくない）、インサートの側面とケーシングの内面とのかみ合い点におけ る単位圧力の増大がもたらされる。スペーサインサートの台形配置が最適なもの でないこともまた特記されるべきである。なぜならば、試錐孔の表面に対するケ ーシングの分割部分（ｐａｒｔｉｎｇ　ｈａｔνｅｓ）の不均一圧力により、隙 間が、各インサートの側面とケーシングの内面との間に、柔軟な室の材料がこの 隙間の方へ涜出しうるように形成されているからである。

柔軟な管状室内における流体圧力を増大して、増大した指向性スプリッティング フォース（ｓｐｌｉｔｔｉＢ　ｆｏｒｃｅ）を発生することが必要なために、米 国特許第４，６９０，４６０号に開示されている動力要素の装備がもたらされる 。

この従来技術の動力要素は、同軸的に取付けられた柔軟な管状室を収容している 軸方向分割ケーシングを含んでなる。ケーシングは、スペーサインサートを収容 しており、それらインサートのそれぞれは、ケーシング軸に対して垂直な平面内 のケーシング分割線側面上に置かれておりまた柔軟な室を支える台形の大きな方 の底面およびケーシングの内壁を支える台形の側面を持つ台形横断面を有してい る。一対のニップルが、柔軟な室の内部空間に流体を供給しかつそれから空気を 逃がすために設けられており、それらのニップルはその縦軸に沿って運動するた めのケーシングの端面の側面上に置かれており、そして柔軟な室の各端部分ニッ プルの頭部に取りつけるための手段が設けられている。柔軟な管状室の各端部を ニップルの頭部に取りつけるための手段はブシュ（ｂｕｓｈｉｎ＆＞を有してな り、このブシュは、ニップルの頭部の円錐面の傾斜角度に対応する角度で、ブシ ュの縦軸に対して傾斜しているｆ線を有している円錐部分と共役した円筒形部分 を持っているニップルを収容するための中央通路を有するリングに剛性固定され ており、またリングの円錐面の母線は、ニップルの別の円錐面の傾斜角度に対応 する角度で、リングの縦軸に対し、で傾斜している。

動力要素の上記ｎ４造により、その適用分野、例えば、動力要素によって発生さ れる最大の指向性力の増大のために（それは、柔軟な室内の流体圧力の縦方向成 分である軸方向の力を取り上げる動力要素のケーシングによって達成される）、 地殻（ｅａｒｔｈｃｒｕｓｔ　）の応力状態、「岩石衝撃Ｊ　（’ｒｏｃｋ　５ ｈｏｃｋｓ”）の防止等を評価する目的で、堅い自然石の大形ブロックを非爆発 的に割り取りまた岩石境内の試錐孔を破壊するための適用分野を拡大することが 可能になる。ケーシングの分割部分（ｐａｒｔｉｎｇｈａｌνｅｓ）が動力要素 の運転中に実質的な軸方向の力を取り上げるので、それによって動力要素の予め 応力の加えられたデザインが設けられている。これがケーシングにおける塑性変 形を許さず、それによって動力要素の信頼性が増大しまたその寿命が引き延ばさ れる。運転中の動力要素の信頼性は、柔軟な室内の流体圧力の実質的な増大と共 に、軸方向剛性の増大のために増す、なぜならば、ケーシングとリングのフラン ジとの間に高圧力下で形成する微小隙間がより小さくなるからである。加えて、 これらの微小隙間は、柔軟な管状室を取り囲んでいる弾性要素の拡大によって補 償され、各弾性要素はケーシングの内面に設けられた環状溝内に収容されている 。各弾性要素はリングの端面、環状溝の表面およびスペーサインサートの端面と かみ合っている。これにより、柔軟な室の材料の空間への“流出”が許されず、 かくして１００ＭＰａを超えてしよい柔軟な室内の高い流体圧力と共に、運転中 の動力要素の信頼性が実質的に増大する。

しかしながら、動力要素の上記精造は、動力要素の容量を低下せしめ、スプリッ ティングフォースの指向性を減少せしめまた動力要素の長さ、かくしてその重量 を増大せしめるような、ケーシングの分割部分の制限された工程を特徴としてい る。

発明の要約 本発明は、柔軟な管状室（ｔｕｂｕｌａｒ　ｃｈａＩＩｂｅｒ）の複数の端を取 り付けるための手段が動力部材（ｐｏｗｅｒｅｃｊ　＋ｍｅｍｂｅｒ）によって 出力される指向性のスプリッティングフォース（ｃｌｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｐ ！ｉｔ、ｔｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ）の増加により動作の信頼性を高めるように構成 された動力部材を提供する課題に基づくものである。

上記の課題は、一つの軸方向に分かれるケーシング（ｐａｒＬ−ｉｎｇ　ｅａｓ ｉｎｇ）を備え、該ケーシングは、同軸に取り付けられた一つの柔軟な管状室と 、夫々が該ケーシングの分かれる面の側に、且つ該ケーシングの軸線に対して垂 直な面に位置し、前記柔軟な室に支持される台形の大きな底辺と前記室の壁の内 面に支持される側辺を持った台形の横断面を有する複数のスペーサインサート（ ｓｐａｃｅｒ　１ｎｓｅｒｔｓ）と、前記ケーシングの縦軸に沿った移動用の前 記ケーシングの複数の端面の側に設けられており、前記柔軟な室の内部に流体を 供給するためと前記室からの空気を逃がすための一対のニップルと、前記柔軟な 管状室をニップル頭部に取り付けるための手段とを備える動力部材において、本 発明により、前記柔軟な室の各端をニップル頭部に取り付けるための手段が、前 記ゲージング内に収容され、前記ケーシングの軸線と一列整列するその軸線を持 った中央の通路を限定し、はぞ及びほぞ穴継ぎ手（ｔｅａｏｒ＋　ａｎｄ　＊ｏ ｒｔｉｓｅ　ｊｏｉｎｔ）によって相互に連結された一対の円筒状ブシュを備え 、前記通路の壁は、前記ケーシングの縦軸と平行に描かれた面において、相互に 対面するそれらの大きな底面を有する二つの円錐台の外形を有し、前記通路の円 錐面の一方の母線は前記ニップル頭部の一つの円錐面の母線と実質的に平行に延 びており、前記通路の他方の母線はニップル頭部の円錐面の今一つの母線と実質 的に平行に延びていることによって解決される。

この動力部材の構造は、分かれるケーシングの各半部の内面に設けられた環状溝 内Ｉ＼の柔軟な室の端を取り付けるための手段の適応（ａｅｅｏｍｍｏｄａｔｉ ｏｎ）のため、寸法及び金属の使用の減少を６たらす１本発明による動力部材の 構造は、いくつかの部品、即ち、複数の弾性円錐状リング、複数のワッシャ及び 複数のリングを省くことを可能にする。複数のブシュの各々の端面は、管状の柔 軟な室の有効寿命を実質的に長くするように動作中複数のスペーサインサートの 複数の端面とケーシングの複数の分かれた半部の間に、環状の微小間隙（ｍｉｅ ｒｏｃｌｅａｒａｎｃｅ）が生じることを妨げる。ニップルが柔軟な室の材料の 弾性の限界内での軸方向移動用に設けられているので、柔軟な室の付加的自己密 封（ｓｅｌｆ−ｓｅａｌｉｎｇ）が流体の負圧が弾性の室（ｅｌａｓｔｉｃｃｈ ａｍｂｅｒ　）に供給される。室の内部の圧力が高い程、ニップル頭部の円錐面 と、複数の円筒状ブシュの夫々の円錐面の間にその複数の端を締め付ける圧力が より強くなる。これは、高い圧力下に柔軟な室の内部の密封の損失（ｌｏｓｓ） を妨げる。

複数のリングのないことは、ケーシングの複数の分かれる半部のストローク（５ ｔｒｏｋｅ　）の増加をもたらし、動作中の動力部材の効率及びその一般的な効 率を高める。

この動力部材の構造は、ケーシングの複数の半部のストロークの増加をもたらす 。後者は予め定められたスプリッティング面の方向に破砕が生ずる時間の減少を もたらす１本発明による動力部材は、簡単な設計の点で有利であり、その結果そ れは動作中より信頼できるようになる。加えて、ケーシングの各端の部分におけ る壁厚の増加は、動作中の動力部材の信頼性をさらに高く高めることをもたらす 。

動力部材を構成する部品の数の減少は、動作のためのその準備時間の削減をもた らし、また高度の修繕可能性（ｒｅｐａｉｒ−ａｂｉｌｉｔｙ）を確保する。

二つの円筒状ブシュが半径方向に延びる複数の締結具によって相互に連結されて いることが有利である。

この動力部材の構造は、複数のブシュが締結具の材料の弾性限界内で圧力の供給 に基づいて軸方向に移動でき、またゲージングの複数の分かれる半部の張力に基 づいて現れる環状の微小間隙が複数のブシュの複数の端面のケーシングの環状溝 の壁に及ぼす圧力により、補われるので、その動作中の信頼性を高める。

本発明による動力部材は、１　ｋ、の重量、３０−　　の半径及び３００　ｍｗ Ｉの長さについて、約６０，０００　ｋｇの力を出し、質量（ｍａｓｓ　）単位 当たり出される動力は、指向性力を出すために使用されている世界で最良の入手 し得る装置の場合の５乃至１０倍である。したがって、今、採鉱業において普及 している液圧スプリッタ（ｈｙｃｌｒａｕｌｉｃ　５ｐｌｉｔｔｅｒ）並びに４ ０乃至４５　ｍ＃ｌの直径の試錐孔中で１５０トンの力を出す構造部は、２５　 ｋｇの重量があり、また同試錐孔の直径について１５０トンのスプリッティング フォースを出す本発明による動力部材は、２．５　ｋ、の重量があるのみである 。

本発明による動力部材は、製造が容易であり、供給不足のく５ｈｏｒｌｓｕｐｐ ｌｙ）構造材料及び複雑化した製造装置を必要とせず、保守の簡単さと高い修繕 可能性を特徴とする。

図面の簡単な説明 本発明のその他の目的並びに利点は、添付の図面に示された下記の特別な例から 明らかとなるであろう。

図面において： 第１図は、部分的に縦断面で、本発明による動力部材を略図的に示し； 第２図は、第１図の■−■線に沿って取られた断面図であり、第３図は、第１図 の■−■線に沿って取られた断面図である。

発明の実施の最良の態様 本発明による動力部材は、例えば、その後に複数のブロックに割りながら、試錐 孔の線に沿って岩石の（ｍａｓｓ　）から複数の大寸法のブロック（ｂ　１ｏｃ ｋｓ　）を剥ぎ取ること（ｓｔｒｉｐｐｉｎ２−ｏｆｆ）により、天然石の採石 場（ｑｕａｒｒｉｅｓ　）を採掘するために設計されたもので、軸方向に分かれ るケーシングの形態のケーシング１　（第１図）を備え、該ケーシングは、同軸 に取り付けられた柔軟な管状室２と、複数のスペーサインプート３を備え、各ス ペーサインサートは前記ゲージング１の分かれる面の側に、且つ前記ケーシング １の軸線に対して垂直な面に位置せしめられており、また台形の横断面を有し、 該台形の大きな底辺は、柔軟な管状室２に支持されており、またその側辺は、前 記ケーシング１の壁の内面に支持されている。二つのニップル４（第１図）が柔 軟な管状室２の内部に流体を供給するためと柔軟な管状室２からの空気を逃がす ために設けられており、該ニップルは、ケーシングの縦軸に沿っての移動用のケ ーシング１の複数の端面の側に位置せしめられている。前記動力部材には、柔軟 な管状室２の各端をニップル４の頭部６に収り付けるための手段５が備えられて いる。この手段５は一対の円筒状のブシュ７によって形成され、該ブシュはほぞ 及びほぞ穴継ぎ手によって相互に連結され、前記ケーシング内に位置を定められ 、前記ケーシング１の軸線に一列に整列したその軸線を有する中央の通路を限定 している。前記はぞ及びほぞ穴継ぎ手は、ここで円筒状ブシュ８の環状肩部と円 筒状ブシュ７内の管状溝を意味する。前記通路の各壁９及び１０は、ケーシング １の縦軸と平行に描かれる面において円錐台の母線（ｇｅｎｅｒａｎｉ）である 、二つの円錐台はそれらの大きな底面を相手の方に向けて位置を定められている 。前記通路の壁９は、ニップル４の頭部６の一方の円錐面の母線１１と実質的に 平行に延びており、また前記通路のもう一つの壁１０は前記ニップル頭部６の今 一つの円錐面の母線１２と実質的に平行に延びている。前記円筒状ブシュ７及び ８は、半径方向に延びる複数の締結具１３（第３図）によって相互に結合されて いる。前記ケーシング１は、円筒状ブシュ７及び８を収容する環状溝１４（第１ 図）を有している。複数のガイドビン（ｇｕｉｄｅ　ｐｉｎｓ）　１７　（第３ 図）が、柔軟な管状室の弾性変形に基づく前記ケーシング１の複数の半部の半径 方向の均一な移動を確保するために設けられている。

前記動力部材は、次の様に働く、流体がニップル４（第１図）を通して柔軟な管 状室２の内側の空間に供給され、柔軟な環状室は膨張し、そして力が柔軟な管状 室２及び複数のスペーサインサート３の部分の両方に直接に接するケーシング１ の複数の半部に伝えられる。流体の作用中、ニップル４の柔軟な管状室２の内側 の空間において、ニップルは、柔軟な室２の複数の端の自己密封を確保するよう に、即ちニップル４の頭部６の円錐面と円筒状ブシュの７及び８の円錐面の間で それらの端を締めることによって、柔軟な室２の材料の弾性の限界内で軸方向に 移動する。前記ブシュ７及び８の各々の端面は、複数のスペーサインサート３の 複数の端面と前記ケーシング１の複数の分かれる半部の間に生ずるのを妨げ、そ れによって柔軟な室２が「流れ出ること（Ｒｏｗｉｎｇｏｕｔ）　Ｊを妨げる。

動作圧力が零に下がるとき、前記動力部材の総ての可動部は複数の柔軟なリング １６の作用下に最初の位置に戻る。

工業的適用の可能性 本発明は、最０有利には、複数の試錐孔の列に沿って、天然石（ｎａｔｕｒａｌ 　５ｔｏｎｅ）の大形ブロックをはぎ取ること、また、その後でそれらをブロッ クに割ること、堅い岩石を採掘する鉱業の非爆発性の掘進をすること並びに古い 建築物及び他の建造物の基礎を破壊することに使用することができる０本発明の 動力要素は、試錐孔に使用される場合、岩床堆積物（ｓｈｅｅｔ　ｄｅ−ρｏｓ ｉｔｅ）採掘するときに天盤のつぶれ難いのを弱くシ１石炭層の積極的な脱ガス 処理、石油のフラクチャリング及びガス形成（８ａｓ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）− 場の状Ｎ　（ｆｉｅｌｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）下の岩石塊の応カー歪み状態 の調査並びに強力な小形伝動として、プレス、ジヤツキ、ギロチン及びかなり指 向的な力を発現することが必要な他の装置のアクチェータ要素に適用を見いだす ことができる。

この本発明による動力要素は、１　ｋｇの重さで、且つ３０　＋ｓ＋ｓの直径及 び３００ＩＩＩＭの長さを有して、約６０００　ｋｇの力を発現し、これにより 発現された質量単位当たりの動力は、指向的な力を発現することを予定された世 界中で最も良い装置のその大きさの５〜１０倍である。したがって、今日、建築 物において広く使用され、直径４０〜５０ＩｅＩＩの試錐孔において１５０トン のスプリッティングフォースを発現する液圧スプリッタは、２５　ｋｇの重さが あるが、同様な直径の試錐孔を予定し、１５０トンの力を発現する本発明の動力 要素は、唯の２．５　ｋ、の重さがあるにすぎない。

本発明の動力要素は、製造が簡単であり、小型であり、補給不足の精造材料及び 高性能な装置を必要とせず、また、容易な整備及び高度に修繕可能（ｒｅｐａｉ ｒａｂｉｌｉｔｙ）を特徴とする。

国際￥８査報乞

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．軸方向に分かれるケーシング（ａｘｉａｌｌｙｐａｒｔｉｎｇｃａｓｉｎｇ ）（１）を備えており、該ケーシングが、同軸に取り付けられた柔軟な管状室（ ２）と、夫々が該ケーシング（１）の分割面の側及び該ケーシング（１）の軸に 対し垂直な面内に設けられており、柔軟な室（２）に支持されている大きな底辺 及びケーシング壁内面に支持されている側面を有する台形の断面のスペーサイン サート（３）と、柔軟な室（２）の内部に流体を供給し、前記ケーシングの縦軸 に沿った移動用の前記ケーシング（１）の複数の端面の側に設けられ前記室から 空気を逃がすための、一対のニッブル（４）と、該ニッブルの頭部（６）に前記 柔軟な室の各端部を取り付けるための手段（５）を収容する動力要素において、 ニッブル（４）の頭部（６）に柔軟な管状室（２）の各端部を取り付けるための 手段（５）は、ほぞ及びほぞ穴継手によって連結され、ケーシング（１）内に設 けられそしてケーシング（１）の軸と整列する軸を有する中央の通路を限定して いる一対の円筒状ブシュ（７，８）によって形成されており、ケーシング（１） の縦軸と平行に描かれた平面内の通路の壁が、互いの方に向いているその大きな 底面を有する一対の円錐台の形をしており、該通路の円錐面の一つの母線が、ニ ッブル（４）の頭部（６）の一つの円錐面の母線と実質的に平行に延びており、 該通路の他の母線は、ニッブル（４）の頭部（６）の他の円錐面の母線と実質的 に平行に延びていることを特徴とする動力要素。
2. ２．二つの円筒状ブシュ（７，８）が、放射状に延びている複数の締結具（１３ ）により相互に連結されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の動力 要素。