JPH05504103A - アキシャル軸受 - 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】 アキシャル軸受 Ｃ技術分野］ 本発明はフレームと、同フレーム内に装備される衝撃装置と、同衝撃装置の軸方 向延長上に位置決めされるシャンクと、同ンヤンクを回転させる手段と、上記フ レーム内に装備されシャンクを貫いてフレームに作用する軸方向力を受取るアキ シャル軸受と、から成るドリル機のアキシャル軸受用構成で、アキンヤル軸受が シャンクに外接する外周に沿ってフレーム内に形成された軸方向ハウジング内に 収納され導管系統と相互接続された幾つかのピストンにより構成され、同ピスト ンが更にシャンクに作用してそれをピストンの背面に対して作用する作業油の影 響の下にドリル機の前方部分方向へ押しやるようになったものに関する。

〔背景技術〕

今日使用されている油圧衝撃ドリル機においては、フレーム内に装備される衝撃 装置は連続する軸方向衝撃をドリルロッドに取付けたシャンクに対して加えるよ うにしである。上記シャンクはたとえばフレームにより支持された回転機構と係 合するフレームブシュによってフレームに対して回転自在かつ軸方向にスライド 可能に取付ける。フレーム自体は、送りキャリランに固定し、その上部でドリル 機がドリル装置の送りレールに沿って変位するようになっている。

岩をドリルすると、一定の衝撃が岩からドリル機へ反射して抵抗によりひきおこ される力は何らかの形でドリル機に受取られる必要がある。このためにドリル機 に対して種々の屈曲アキシャル軸受の構成が開発されており、それらを反射する 衝撃状の応力衝撃から保護するようになっている。かかる構成はＦｌ特許明細書 ５８８１６．ＤＥ出願公告２７３８９５６．ＳＥ公告明細書４４０８７３、およ びＤＥ公報２６１０６１９に開示されたものを包含する。

従来技術より公知のこれら屈曲アキシャル軸受装置は複雑であるという欠点の他 に、多数のンールを必要とし、屈曲性を調節することができない。即ち、アキシ ャル軸受の剛性が不変であるという欠点を有する。もう一つの欠点は上記屈曲現 象が遅れて発生し、ドリル機に加えられる送りパワーに依存するという点である 。

Ｆｌ特許出願８８１８５１はアキシャル軸受がシャンク周囲に径方向に位置決め された数個のピストンを備えることによって作業油の圧力がピストンの一端に作 用することによってピストンが所定領域内のシャンク部分を調節するようになっ た構成を開示している。

しかし、一定の場合には、シャンクの衝撃点がそれぞれの特定点で正確に決定で きる一方、アキシャル軸受の屈曲性を維持できることが必要であるが、そうした ことは本構成の場合には十分に達成することは不可能である。

〔発明の開示〕

本発明の目的は上記従来技術の欠点を回避したドリル機のアキンヤル軸受の構成 を提供することである。

このことは、ドリル機の前方部分方向への若干のピストンの走行長さが、それら がその最前方位置にありシャンクがピストンにより支持される時にシャンクの衝 撃面がほぼその最適衝撃点に位置するように限定することによって少なくともド リル中におけるピストンの背面に作用する作業油の圧力が、それを前方に押しや るように全ピストンによってシャンクに対して加えられる力全体がドリル中にド リル機に作用する送り力を上廻るようにすることによって実現することができる 。

〔発明の効果〕

本発明の構成の利点は、作業油の圧力によってピストンが前方に移動するとき、 ピストンの幾つかがその最前方位置で停止することによって、ピストンにより支 持される時に、シャンクが常にその最適衝撃点に位置決めされる点である。だが 、衝撃後ピストンの幾つかは衝撃運動中シャンクに追従することによって復帰衝 撃中に衝撃点に達する前にシャンクの復帰運動を減衰するようになっている。シ ャンクが衝撃点に達する時に、全ピストンは復帰衝撃を効率的に減衰する。新た な衝撃が加えられるたびに、シャンクは常に衝撃点に位置することになる。

何故ならば、ピストンに作用する力は全体として送り力よりも大きいが、送り力 は、そのストロークの長さが衝撃点に制限されたピストンの運動が停止した後に シャンクに追従可能なピストンによってつくりだされる全体の力を上廻るからで ある。

本発明のもう一つの利点は、それが製造するのに簡単で、ストローク長の異なる ピストンが構成する上で非常に簡単で経済的であるという点である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、本発明を図面について詳細する。

第１図の例では、衝撃ピストンｌはそれ自体公知の方法で一連の構成部品により 構成したフレーム６内を移動する。ンヤンク２はフレームブシュにより軸方向に 移動回転可能に固定する。

別個の油圧モータがギヤトランスミッションを介してシャンク２に対して回転運 動を付与する。油圧モータとギヤトランスミッンヨンはそれ自体公知であるから 図示しない。フレームブンユ３の外周は上記ギヤと係合可能な歯を備えている。

フレームブシュ３の内側面はシャンクのギヤに対して軸方向に移動可能な係合ギ ヤを備える。フレームブシュ３はその外周に沿って径方向にその両端をフレーム ６にジャーナルに支えられる。

これらの事項はそれ自体当業者には公知のことであるから、その詳細はこれ以上 論じない。

岩からドリル機に反射する衝撃抵抗を受け取るためにフレーム６はそれに作用す る作業油の影響下に軸方向に移動するように構成することによってより屈曲性を もたせた軸圧軸受を備える。アキシャル軸受は、シャンク２と外接する周縁に沿 ってフレーム内に設けられたアキシャルハウジング内に装入され導管系統７と相 互接続された幾つかのピストン４ａ、４ｂにより構成する。この構造は特に第２ 図より明らかである。

第１図より判るように、導管系統７はドリル機の送り方向に見た時、ハウジング 内に装入したピストン背後の各ハウジング下部に開いて構成される。導管系統７ はリング形導管７ａ、導管７ａからハウジングへ至る導管：および入口管７Ｃと 出口管７ｄとにより構成する。第１図の例では、シャンクのギヤ部分へ至る潤滑 剤の流れを調節するスロットル手段１２が出口導管７ｄ内に装入される。アキシ ャル軸受の導管系統７における作業油の流れと圧力を調節する油圧構成部品は入 口導管７Ｃと接続する。これらについては以下に述べる。

アキンヤル軸受のピストン４ａ、４ｂの前進運動はフレーム６内に設けられたリ ミッタリング５により制限される。リミ・ツタリング５の内周はピストン４ａ、 ４ｂの外縁附近にひいた包絡線の周縁よりも小さい。各ピストン４ａ、４ｂの後 方運動はそれぞれのハウジングの底部によって制限される。シャンク２はその背 後に設けられた別個の支持リング８によって支持され、支持リング８の背面はピ ストン４ａ、４ｂの前面に支承される。

ピストン４ａ、４ｂはシールなしに所定位置に取付けられるから、作業油の洩れ が発生し、作業油の衝撃空間内への逃げはシール９によって防止される。シール ９はフレーム６内のンヤンクの後方端に位置決めされる。フレーム６の前部から の作業油として働くオイルの逃げはシール１１によって防止される。

上記の如く、“前方”という用語はドリル機の送り方向への運動をさすものとし 、それに応じて“後方“という用語は送り方向と反対の運動をさすものとする。

フレームブンユ３のギヤ部分とンヤンク２の構造と潤滑は例えばＦＴ特許明細書 ６６４５９に開示されたようなものとすることができる。潤滑については、ここ ではエアがシール９前のンヤンク２の後端に付与されることを指摘しておくにと どめる。

第１図では、エアの吹き付けは参照記号ＩＰによって示しである。エアの働きは 、オイルをベアリング上の潤滑地点に運び、流れのばらつきを平滑化してキャビ テーションを防ぐことである。

エアはオイルが濾過されタンク内へ通される前にオイルから除去される。

第１図の実施例に使用されるアキンヤル軸受は第３図〜８図で拡大して示しであ る。以下本発明をこれら図面について説明する。

第３図において、ピストン４ａと４ｂの運動の制限範囲はそれぞれ参照記号Δａ とΔｂによって示す。同図に使用される運動の制限範囲とはピストンの運動の軸 方向範囲をさすものである。この運動範囲は上記の如く、制限リング５とそれぞ れのハウジングの底部とによって制限される。本発明において、ピストン４ａの 運動範囲とピストン４ｂの運動範囲とはそれらが等しくないようにドリル機の前 方部分に向けて制限される。即ち、制限リング５はピストン４ａがピストン４ｂ よりも距離にわたってドリル機の前方端方向へ移動可能な凹所５ａを備える。

第３図において、ピストン４ａと４ｂはハウジングの底部から測定してΔＹの位 置にある。導管系統７に付与される圧力はピストン４に対して一定の力を及ぼし 、各ピストン４ｂは支持リング８に支承される。支持リング８自体はシャンク２ に支承される。この状況は第３図に示す。ピストン４ａ、４ｂに作用する作業油 の圧力によってつくりだされた力はドリル工程中におけるドリル機の送り圧力よ りも大きいから、ピストン４ａ。

４ｂはピストン４ｂが制限リング５上の衝合面が支承される距離まで前方へ移動 する。シャンク２の衝撃面、従ってンヤンクは衝撃力の伝達を考えると最適衝撃 点にあり、ピストン４ａを介してシャンクに作用する力はピストン４ｂの運動が 妨げられるためにドリル機に作用する送り力よりも小さいため、より遠くへ移動 することができ、その結果、この力はシャンクを衝撃点を超えて前方へ押しやる ことができない。

シャンク２が衝撃点まで後方へ移動した後、より制限された運動範囲を有するピ ストン４ｂはシャンクの支持リング８を受取り、シャンクが復帰衝撃の作用で更 に後方へ移動すると、ピストン４ａ、４ｂの結合力によって復帰運動が弱められ 、復帰衝撃は急速に停止されることになる。

シャンク２の端に作用する衝撃ピストンｌの衝撃によってシャンクの急速な段階 的な変位がひきおこされる。この状況は第４図に示す。

この状況の後、ピストン４ａは支持リング８を変位させ、再びンヤンク２に対し て加圧されるようにシャンク２の運動に素早く追従する。この状況は第５図に示 す。

衝撃ピストンｌによりつくりだされた衝撃の後に、岩から反射する応力衝撃によ ってシャンク２の急速な段階状の変位がつくりだされる。但し、その方向は上記 の方向と逆である。だが、反射した衝撃を受取ると、支持リング５は第５図に示 す位置にあり、シャンク２の軸方向運動はアキシャル軸受の屈曲ピストン４ａに よって受取られる。ピストン４ａは支持リング８の後面がより制限された運動範 囲を有するピストン４ｂの前面に衝突する迄シャンクの後方運動を弱め、その後 に、ピストン４ａと４ｂは共に第６図に示すようなシャンクの運動を制限するこ とになる。ピストン４ａ、４ｂと支持リング８はほとんど遅れずにシャンクの運 動に追従するため、シャンク２に作用する反射衝撃は、反射衝撃の進入の遅れに かかわらずアキシャル軸受のピストンによって受取られることが可能となる。そ の後、ピストン４ａ、４ｂは第３図に示すように、シャンクを再び新たな衝撃の ために衝撃点へと押し戻すことになる。

第１図は望ましい油圧接続を示す。同接続によって上記動作が実行される。圧力 油として使用される作業油はポンプ２０によって導管１７を介してスロットル手 段１３を介して入口導管７ａへ導入される。所望の動作は圧力調節弁１５によっ て系の圧力を適当なレベルに調節することによって連成される。

ピストン４ａ、４ｂの速度は蓄圧器１４によって実現される。

蓄圧器１４は導管系統７を加圧し、スロットル手段１３は作業油のポンプ２０方 向への流れを減少させる。

第７図に示す構成の場合、導管７ｂ内に構成された凹所１７内へ延びるバー状突 起１６がピストン４ｂの後面内に設けられる。突起１６と凹所１７間に残存する ギャップは、ピストン４ｂ背後から逃れる作業油のスロットルとしての働きを行 い、それに応じてピストンが前方に運動した時にピストン背後からの作業油の流 れを一定程度に絞る。スロットルの性質と行い得る拡大は、突起１６の長さと形 を変化させることによって影響を受ける。同様にして、ピストンの通路に沿った どの点でスロットルが作用しはじめるかを決定することができる。突起はピスト ン４ｂから細まるように構成することによって、ギャップはまず大きくなり、ピ ストン４ｂが後方に移動するにつれて小さくなり、それと同時にスロットルの効 果を大きくする。

ピストン４ａは短いピン状の突起１８と、導管７ｂの入口端の突起１８と整合し て設けられたそれに対応する凹所１９を備える。上記凹所は突起１８と凹所１９ の間に狭いギャップが残るような寸法をとる。突起１８が凹所１９のエツジに達 すると、作業油の流れはしぼりはじめ、その凹所底部に対するピストン４ａの衝 突が少なくとも遅れるか、多くの場合、スロットル効果のために妨げられる。

第７図のスロットル手段は可能な選択肢であるが、それらは種々の方法で変形す ることができる。全ピストンはピストンのタイプに応じて同種又は異種のスロッ トルを備えることができる。更に、ピストンの若干のみがスロットルを備え、異 なるタイプのスロットルをドリル機の性質に応じて使用するようにすることもで きる。

第８図は制限リング５の側面図である。同図では凹所５ａは、例えばピストン４ ａがピストン４ｂよりも上部方向へ更に制限リング５の軸方向に、かくしてドリ ル機の軸方向へ移動することができるように一つおきにピストン４ａに形成され る。かかりやすくするために、図８はｌピストン４ａと１ピストン４ｂのみを示 す。第８図は両方のピストン４ａと４ｂがドリル機の軸方向に可能な限り前方方 向へ移動した時の状況を示す。ピストン４ｂはそれによって制限リング５の上部 エツジ上に支持され、ピストン４ａは凹所５ａの底部上に支持され、上部エツジ と下部は衝合面として作用する。その結果、ピストンは軸方向に異なる高さに位 置決めされる。

上記実施例は決して本発明を限定する趣旨ではなく、本発明は請求範囲の範囲で 種々の形で変形可能である。従って、本発明もしくはその一部は図面に示すもの と全（同一であるには及ばず、他の解決方法も同様に可能である。

ピストンを収納するハウジングは任意の適当な方法で、例えばフレーム内の適当 な大きさのドリルシリンダによって構成することも可能である。それに応じて、 ピストンは真直ぐなシリンダビン等で構成することも可能であり、図面のような 構成ではなく、他の形のピストンを使用することも可能である。更に、それらに 関連する図面と解説はピストンが２群に分割され若干のピストンが衝撃ピストン へドリル機を持来たすために必要とされるような範囲までドリル機の前方端方向 へ移動可能である一方、他のピストンがそこから前方方向へ、例えばほぼシャン クの運動長にわたって移動可能となった構成に関係するものであるとはいえ、ピ ストンを２つ以上の群に分割し、一方のピストン群が衝撃点に対する距離の一部 を運動し、残りが上記例に記したものと等しい距離、即ち更に長い距離を運動す るようにすることによってシャンクの復帰運動が異なるピストン群が動作上交互 に接続される時に段階状に弱められるようにすることも同様にして可能である。

アキシャル軸受を調節するために使用される油圧系統は図に示すようにシャンク のギヤ部分の潤滑系統とシリーズ接続することができる。だが、このことは唯一 の選択肢ではなく、アキシャル軸受の調節系統と／ヤングのギヤ部分の潤滑系統 を必要に応じて互いに別個にすることもできる。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は、本発明のアキシャル軸受構成を備えたドリル機の主要な特徴の側面図 である。

第２図は、第１図の矢印１１−　ＩＩに沿って描いた断面図である。

第３図は、本発明の構成の拡大図である。

第４図は、衝撃ピストンにより行われる衝撃の後における第３図の構成図である 。

第５図は、シャンクの復帰衝撃の初期段階における第３図、４図の構成図である 。

第６図は、復帰衝撃の最終段階における第３図、４図の構成図である。

第７図は、ピストンの後部が復帰運動中に連続的にかつ、復帰運動が通例よりも 後方に延びた時に反射効果を大きくするためにスロットル手段を備えたもう一つ の実施例図である。

第８図は、リミッタの実施例の側面図である。

要　約　書 従来技術の欠陥を回避したアキシャル軸受の構成を提供すること。

ドリル機はフレームと、同フレーム内に装入された衝撃装置と、衝撃装置の軸方 向延長上に位置決めされたシャンクを備える。上記フレームは更に、シャンクを 介してフレームに作用する軸方向力を受取るために一連のピストンによって構成 されるアキシャル軸受を備える。若干のピストンのドリル機の前方部分方向へ至 る運動の長さはそれらピストンがその前方位置にありシャンクがピストンにより 支持される時にシャンクがほぼその最適衝撃点にあるように制限される。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．フレームと、同フレーム内に装入される衝撃装置と、衝撃装置の軸方向延長 上に位置決めされるシャンクと、同シャンクを回転させる手段と、シャンクを介 してフレームに作用する軸方向力を受取るためにフレーム内に装入されるアキシ ャル軸受と、を備え、上記アキシャル軸受がシャンクを包囲する周囲に沿ってフ レーム内に構成された軸方向ハウジング内に収納され導管系統と相互接続される 数本のピストンにより構成され、上記ピストンが更にピストンの後面に作用する 作業軸の作用の下にドリル機の前方部分方向へ押しやるようにシャンクに作用す るように構成されたドリル機におけるアキシャル軸受において、ピストンの若干 のドリル機の前方部分への連動の長さがそれらが最前方位置にありシャンクがピ ストンにより支持される時にシャンクの衝撃面がほぼその最適衝撃点に位置する ように制限されることによって、少なくともドリル中におけるピストンの後面に 作用する作業油の圧力がそれを前方に押しやるように全ピストンによりシャンク に行使される力全体がドリル中にドリル機に作用する送り力を上廻るように構成 されるようにした前記アキシャル軸受。
2. ２．シャンクの衝撃点位置からドリル機の前方部分方向へ至るピストンの幾つか の運動の長さが衝撃点からドリル機の前方部分へ向かうシャンクの運動の長さと ほぼ等しく、ピストンがシャンクの連動にほぼ追従するように構成される請求項 １のアキシャル軸受。
3. ３．シャンクの衝撃点位置からドリル機の前方部分方向へ至るピストンの若干の 運動の長さが、シャンクのドリル機の前方部分方向への運動の長さよりも短くな るように制限される請求項１又は２のアキシャル軸受。
4. ４．ピストンとシャンク間に支持リングを備え、支持リングの後面がピストンの 前面と接触し、支持リングの前面が支持中に衝撃ピストンの支持面と接触する請 求項１〜３の何れかに記載のアキシャル軸受。
5. ５．ドリル機の後方部分方向に面する制限面を有する制限リングを備え、上記制 限面がそれらの前面がそれらと整合する一定の衝合面に衝突した時にドリル機の 前方部分方向へ至るピストンの運動を制限することによって、ドリル機の軸方向 の少なくとも２つの地点に衝合面が存在し、ピストンの若干がそれらの衝合面に 支承され、シャンクがピストンに支承された時にシャンクがほぼその最適衝撃点 にあるようになった請求項１〜４の何れかに記載のアキシャル軸受。
6. ６．ピストンの少なくとも若干が後面にピン状の突起を備え、それに対応する凹 所がピストンのハウジングに至る作業油導管内に構成されることによって突起と 凹所の間に作業油が流れるためのギャップが残り、突起とそれに対応する凹所が 作業油の流れを制限するスロットル手段を構成する請求項１〜５の何れかに記載 のアキシャル軸受。
7. ７．ピストンの後面上の突起がピストンの連動の長さよりも短く、ピストンがシ ャンクの衝撃点に対応する位置から更に後方のドリル機の後方端方向へ運動する とき上記突起が凹所内へ装入される請求項６のアキシャル軸受。
8. ８．ピストンの後面における突起の長さが少なくともピストンの運動の長さと等 しく、突起の端部が常に凹所内にあり、ピストンのハウジングと導管間に連続的 に作動する作業油のスロットル手段を構成する請求項６のアキシャル軸受。