JPH0571290A - 削岩機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型化すると共に穿孔能力を向上させた削岩
機を提供する。 【構成】 ケーシング１の先端に削岩用のビット４を備
え、内部に往復移動可能なピストン７を収納すると共に
該ピストンとケーシング１の内周面との間に複数のポー
ト１３ａ，１３ｂ，１３ｃを形成したバルブ体１２を往
復移動可能に配設する。ケーシングの所定位置に圧油を
供給する供給通路１６及び油を排出する排出通路１７を
形成する。ケーシング，ピストン，バルブ体によって形
成した室に圧油を供給することでピストン及びバルブ体
を往復移動させ、ピストンの前進に伴ってビットに打撃
力を付与すると共に、ピストンの後進に伴ってチャック
を介してビットに回転力を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧油の供給によってケー
シングの先端に備えた削岩用のビットに打撃力を付与す
ると共に回転させるように構成した削岩機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、削岩機を用いて岩盤やコンク
リート塊を穿孔したり破砕することが行われている。削
岩機は先端に削岩用のビットを備えており、このビット
に打撃力と回転力とを付与することで、該ビットにより
削岩し得るように構成されている。現在一般に使用され
ている削岩機にあっては、作業員が手持ち操作し得るよ
うな小型の削岩機ではビットの駆動源として圧力空気を
利用し、大型の削岩機ではビットの駆動源として圧油を
利用しているものが多い。上記空圧式削岩機と油圧式削
岩機とを比較した場合、油圧式削岩機の方が穿孔能力が
高いことが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧式削岩
機では、供給された圧油のリークを防止するためのシー
ルが困難であり、ビットに対して打撃力を付与する打撃
部とビットを回転させる回転部とを別系列にせざるを得
なかった。このため、油圧式削岩機の小型化をはかるに
は、回転部にカム或いはクランクを接続し、この機構に
よりピストンを往復移動させるように構成されていた。
従って、小型化された油圧式削岩機ではビットに回転力
を付与することが主となることから、ビットに付与され
る打撃力が弱くなり、岩盤やコンクリート塊の穿孔に適
さなくなるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、駆動源として圧油を用
い、ビットに対し充分な打撃力を付与すると共に、ピス
トンの移動に伴ってビットを回転させることが出来る削
岩機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る削岩機は、ケーシングの先端に削岩用の
ビットを備えると共に該ケーシングの内部に軸方向に往
復移動可能なピストンを収納し、前記ピストンの移動に
よって前記ビットに打撃力を付与すると共にライフルバ
ー機構を介して回転させるように構成した削岩機に於い
て、前記ケーシングの内周面とピストンの外周面との間
に複数のポートを形成したバルブ体を軸方向に往復移動
可能に配設すると共にケーシングの所定位置にピストン
の受圧面に圧油を供給するための供給通路及び油を排出
するための排出通路を形成し、前記供給通路に圧油を供
給することによってピストン及びバルブ体を軸方向に往
復移動させるように構成したものである。

【０００６】

【作用】上記削岩機によれば、圧油の供給に対応してピ
ストンが前進移動したときビットに打撃力を付与すると
共に回転力を付与することが出来る。圧油の持つ圧力は
圧縮空気の持つ圧力よりも充分に高い値であるため、ビ
ットには高い打撃力が付与される。またケーシングの内
周面とピストンの外周面との間に複数のポートを形成し
たバルブ体を配設したことにより、ピストンの往復移動
とバルブ体の往復移動とを連動させることが出来、従っ
て、ピストンを連続的に往復移動させることが出来る。

【０００７】

【実施例】以下上記削岩機の一実施例について図を用い
て説明する。図１は削岩機の断面図、図２は図１のＡ−
Ａ断面図、図３乃至図７はピストンとバルブ体の動作を
説明する動作図である。本発明に係る削岩機は、軸方向
に往復移動可能なピストンをケーシングに収納し、この
ピストンに圧油を作用させて前進させたときビットに高
い打撃力を付与すると共に、ピストンを後進させたとき
ビットを回転させるように構成したものである。この削
岩機は、駆動源が圧油であるため、ピストンに従来の空
圧式削岩機と比較して充分に高い圧力を作用させること
が可能であり、従って、岩盤やコンクリート塊に対する
ビットの穿孔能力を向上させることが可能である。

【０００８】先ず、図１及び図２により、削岩機Ａの構
成について説明する。図に於いて、ケーシング１の先端
（図１の下側、以下同じ）内部には、外周にラチェット
状のつめ歯２ａを有し且つ内周にリードの長い螺旋溝２
ｂが形成された所謂ライフルバー機構を有するチャック
２が回転可能に装着されている。図２に示すように、ケ
ーシング１には、チャック２のつめ歯２ａと対応する位
置にバネ３ａによって付勢された複数のつめ３が回動可
能に取り付けられており、該つめ３によってチャック２
の回転が規制されている。そしてチャック２に削岩用の
ビット４が着脱可能に取り付けられている。上記チャッ
ク２は従来の空圧式削岩機と同様に構成されたものであ
る。

【０００９】ケーシング１の内部には、後端（図１の上
側、以下同じ）から略中央にかけて室５が形成されてい
る。前記室５の後端側には操作用の把手６が固着され、
この把手６によって室５が閉塞されている。この把手６
の先端であって室５に挿入される部分には、後述するピ
ストン７に嵌合するガイド突起８が設けられている。室
５の先端側はピストン７の胴部７ａの径と等しい径で形
成された縮径部９によって規制されている。

【００１０】上記の如く形成された室５には、先端外周
に螺旋溝７ｂが形成されたピストン７がケーシング１の
軸方向に往復移動可能に収納されている。前記螺旋溝７
ｂはチャック２の内周に形成された螺旋溝２ｂと噛合し
ており、ピストン７の後進移動に伴ってチャック２を一
方向に回転させる機能を有している。ピストン７の後端
側の内周には所定深さの穴７ｃが形成されており、この
穴７ｃに把手６に設けたガイド突起８が嵌合している。
またピストン７の胴部７ａはケーシング１の縮径部９と
接触している。従って、ガイド突起８と穴７ｃ、及び胴
部７ａと縮径部９とが夫々接触することで、ピストン７
は室５の軸心と一致して往復移動し得るように構成され
ている。

【００１１】ピストン７の胴部７ａの所定位置から後端
側にかけて拡径部７ｄが形成されており、胴部７ａと拡
径部７ｄとで構成される段部が後進用受圧面10として構
成され、ピストン７の後端側の端面が前進用受圧面11と
して構成されている。前記後進用受圧面10の面積は前進
用受圧面11の面積よりも小さく形成されている。更に、
ピストン７の拡径部７ｄには、後述するバルブ体12に圧
油を供給するための流通溝７ｅが全周にわたって形成さ
れている。

【００１２】ピストン７に於ける拡径部７ｄの外周面と
ケーシング１の内周面との間には、筒状に形成され且つ
複数のポート13（13ａ〜13ｃ）を形成したバルブ体12が
ケーシング１の軸方向に往復移動可能に配設されてい
る。バルブ体12の内径はピストン７に於ける拡径部７ｄ
の外径と等しい寸法で形成され、且つ外径は夫々軸方向
の位置に対応して異なる寸法を持って形成されている。
即ち、バルブ体12の先端側円筒部12ａの外径は後端側円
筒部12ｂの外径よりも小さく形成されている。またバル
ブ体12の略中央部には、拡径部12ｃが形成されており、
該拡径部12ｃの外径は、先端側円筒部12ａ，後端側円筒
部12ｂの外径よりも大きい寸法を有している。上記の如
く構成されたバルブ体12に於いて、先端側円筒部12ａの
端面が後退用受圧面14ａとして構成されると共に拡径部
12ｃの先端側の端面も後退用受圧面14ｂとして構成さ
れ、且つ後端側円筒部12ｂの端面が前進用受圧面15とし
て構成されている。従って、後退用受圧面14ａ或いは後
退用受圧面14ｂの面積は前進用受圧面15の面積よりも小
さく、且つ後退用受圧面14ａと14ｂを加算した面積は前
進用受圧面15の面積よりも大きく形成されている。バル
ブ体12に於けるポート13ａ〜13ｃは、先端側円筒部12
ａ，拡径部12ｃ，後端側円筒部12ｂに夫々形成されてい
る。

【００１３】上記の如く構成されたピストン７及びバル
ブ体12に於いて、ピストン７の拡径部７ｄの長さ，流通
溝７ｅの長さ、バルブ体12の長さ，バルブ体12に形成さ
れるポート13ａ〜13ｃの位置等は、予め設定された削岩
機Ａの性能に応じて設計される。

【００１４】ケーシング１の内部に形成された室５は、
収納されたピストン７及びバルブ体12によって複数の室
５ａ〜５ｅに分割されている。室５ａは、ケーシング１
の内周面とピストン７の胴部７ａ及び拡径部７ｄとによ
って規定され、該室５ａに供給された圧油はピストン７
の後進用受圧面10に作用する。室５ｂは、ケーシング１
の内周面及びバルブ体12の内周面とピストン７の拡径部
７ｄによって規定され、該室５ｂに供給された圧油はピ
ストン７の前進用受圧面11及びバルブ体12の前進用受圧
面15に作用する。室５ｃは、ケーシング１の内周面及び
ピストン７の拡径部７ｄの外周面とバルブ体12の先端側
の端面とによって規定され、該室５ｃに供給された圧油
はバルブ体12の後退用受圧面14ａに作用する。室５ｄ
は、ケーシング１の内周面とバルブ体12の先端側円筒部
12ａの外周面及び拡径部12ｃとによって規定され、該室
５ｄに供給された圧油はバルブ体12の後退用受圧面14ｂ
に作用する。室５ｅは、室５ａの先端側に形成されてお
り、ケーシング１の内周面とピストン７の胴部７ａの外
周面とによって規定されている。室５ｅに於けるケーシ
ング１の内径はピストン７の拡径部７ｄの外径と略等し
い寸法を持って形成されている。従って、ピストン７が
前進して拡径部７ｄが室５ｅに至ると、該室５ｅにある
圧油がピストン７に対するクッションとして作用する。

【００１５】ケーシング１の後端側所定位置には、ピス
トン７の先端側に形成された後進用受圧面10と対応する
室５ａ，後端側に形成された前進用受圧面11と対応する
室５ｂに圧油を供給するための供給通路16（16ａ，16
ｂ）、及びバルブ体12に形成されたポート13ｂ，13ｃを
通して油を排出するための排出通路17（17ａ，17ｂ）が
夫々形成されている。上記供給通路16，排出通路17は、
夫々図示しないホースを介して油圧ユニットと接続され
ている。また供給通路16には圧油の供給を調整するため
に図示しないバルブが構成されている。

【００１６】削岩機Ａでは、岩盤やコンクリート塊を穿
孔する際に発生する粉塵が内部に侵入して削岩機Ａを構
成する摺動部分に悪影響を及ぼす虞がある。このため、
本実施例では、把手６，ガイド突起８，ピストン７にブ
ロー用の圧縮空気を供給する通孔18を形成し、該通孔18
を通して圧縮空気をブローさせることで、ケーシング１
の縮径部９とピストン７の胴部７ａとの摺動面，ピスト
ン７の螺旋溝７ｂとチャック２の螺旋溝２ｂとの噛合面
等に対する粉塵の侵入を防止している。

【００１７】ケーシング１の縮径部９に於ける内周面の
所定位置にはシール部材19ａが配置されており、該面と
ピストン７の胴部７ａとの接触面から油のリークを防止
し得るよう構成されている。また同様にガイド突起８の
外周面にもシール部材19ｂが配置され該面とピストン７
の穴７ｃとの接触面からの油のリークを防止している。

【００１８】次に上記の如く構成された削岩機Ａに於け
るピストン７及びバルブ体12の往復移動動作について図
３乃至図７を用いて説明する。尚、前記各図は動作を説
明するための模式図であり、図に於いて20は供給通路16
の経路に設けたアキュムレーター、21は排出通路17の経
路に設けたアキュムレーターである。図３は、バルブ体
12が後退限にあり、且つピストン７が前進限から僅かに
後進方向に移行した状態を示しており、この状態を初期
状態としてピストン７及びバルブ体12の移動動作を説明
する。図に示す状態に於いて、圧油は供給通路16ａから
室５ａ、該室５ａを通って室５ｃ、及びバルブ体12のポ
ート13ａを通って室５ｄに供給されている。このとき、
バルブ体12の後退用受圧面14ａ，14ｂに圧油が作用して
該バルブ体12は後退限に位置し、前進用受圧面15によっ
て圧油の供給通路16ｂを閉鎖すると共にピストン７の拡
径部７ｄによってポート13ｂを閉鎖し、且つポート13ｃ
が室５ｂと排出通路17ｂを連通させている。またピスト
ン７の後進用受圧面10に圧油が作用し、該ピストン７を
矢印方向に後進させると共に室５ｂにある油をポート13
ｃから排出通路17ｂを通して排出している。

【００１９】図４はバルブ体12が図３の状態を維持して
更にピストン７が矢印方向に後退している状態を示して
いる。ピストン７の後進動作中に供給通路16に供給され
る圧油はアキュムレーター20に蓄積され、且つ排出通路
17から排出される油はアキュムレーター21に蓄積され
る。ピストン７の矢印方向への後進に伴って、ピストン
７の螺旋溝７ｂと噛合するチャック２には該螺旋溝７ｂ
のリードに応じた回転力が付与されて一方向に回動し、
同時にビット４がチャック２と同一方向に回動する。

【００２０】図５はピストン７が後進限に到達した状態
を示している。このとき、バルブ体12の先端側円筒部12
ａの内周面がピストン７の拡径部７ｄの外周面と接触
し、ポート13ａが閉鎖されて室５ｄに対する圧油の供給
が停止する。またピストン７の流通溝７ｅを介してポー
ト13ａとポート13ｂが連通し、室５ｄにある油はポート
13ｂから排出通路17ａを通って排出される。このため、
バルブ体12には後退用受圧面14ａに作用する圧油により
発生する後退力と、前進用受圧面15に作用する圧油によ
り発生する前進力との差に応じた力が作用することとな
る。前述したように、後退用受圧面14ａの面積よりも前
進用受圧面15の面積の方が大きいことから、バルブ体12
には前進力が作用して矢印方向への前進を開始する。

【００２１】図６はバルブ体12が前進して供給通路16ｂ
が開放された状態を示している。このとき、供給通路16
ｂの開放に伴って、アキュムレーター20に蓄積された圧
油が放出され、室５ｂには一時に豊富な圧油が供給され
てピストン７の前進用受圧面11に作用する。即ち、ピス
トン７の後進用受圧面10及び前進用受圧面11には同時に
圧油が作用することとなる。そして前進用受圧面11の面
積の方が後進用受圧面10の面積よりも大きいことから、
ピストン７には前進力が作用して矢印方向への前進を開
始し、更に、室５ｂに多量の圧油が供給されることか
ら、ピストン７の前進速度が大きくなる。

【００２２】図７はバルブ体12が前進限に到達し且つピ
ストン７が前進中の状態を示している。このとき、室５
ｃはバルブ体12の先端側円筒部12ａによって閉塞され
る。またピストン７は急速前進し、該ピストン７の先端
がビット４と衝突することで、ビット４に打撃力を付与
する。ピストン７の前進に伴って、拡径部７ｄの外周面
とバルブ体12の先端側円筒部12ａの内周面との係合が解
除されると、室５ａにある圧油がピストン７の拡径部７
ｄに形成した流通溝７ｅからポート13ａを通って室５ｄ
に供給される。このため、バルブ体12の後退用受圧面14
ａ，14ｂに圧油が作用することとなり、バルブ体12は後
退を開始する。ピストン７はバルブ体12の後端側円筒部
12ｂによって供給通路16ｂが閉鎖されるまで前進を継続
する。このとき、ピストン７の螺旋溝７ｂと噛合するチ
ャック２にはピストン７の前進に伴う回転力が付与され
る。然し、チャック２がつめ３によって回転を阻止され
るため、ピストン７が相対的に回転する。ピストン７の
拡径部７ｄが室５ｅに到達すると、室５ｅにある油がク
ッションとなりピストン７の前進を停止させる。そして
バルブ体12が後退限に到達することで、図３の状態に戻
り、ピストン７が後進を開始する。

【００２３】上記の如く、供給通路16に圧油を供給する
ことによって、バルブ体12を往復移動させると共にピス
トン７を往復移動させることが可能である。またバルブ
体12，ピストン７はケーシング１に形成した室５の軸心
に沿った往復移動を行うものであって特別な回転部分を
有するものではない。このため、室５に供給された圧油
のリークを防止することが容易となり、削岩機Ａの小型
化をはかることが可能となる。

【００２４】本実施例に於いて、ビット４に対する打撃
数は毎分3000回を得ることが可能であり、またビット４
の回転数は毎分 300回転を得ることが可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
削岩機によれば、圧油の供給に対応してピストンが前進
したときビットに打撃力を付与すると共に、ピストンが
後進したときビットに回転力を付与することが出来る。
このため、削岩機を小型化することが出来、且つ穿孔能
力を向上させることが出来るという特徴を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】削岩機の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】ピストンが前進限から僅かに後退を開始した位
置にあり且つバルブ体が後退限にある初期状態を示す動
作図である。

【図４】ピストンが後退過程にあり且つバルブ体が後退
限にある状態の動作図である。

【図５】ピストンが後退限に到達しバルブ体が前進を開
始する状態の動作図である。

【図６】ピストンが前進を開始し且つバルブ体が前進過
程にある状態の動作図である。

【図７】ピストンが前進過程にあり且つバルブ体が前進
限から後退を開始しする状態の動作図である。

【符号の説明】

Ａは削岩機、１はケーシング、２はチャック、２ａはつ
め歯、２ｂは螺旋溝、３はつめ、４はビット、５，５ａ
〜５ｅは室、６は把手、７はピストン、７ａは胴部、７
ｂは螺旋溝、７ｄは拡径部、７ｅは流通溝、８はガイド
突起、９は縮径部、10は後退用受圧面、11は前進用受圧
面、12はバルブ体、13ａ〜13ｃはポート、14ａ，14ｂは
後退用受圧面、15は前進用受圧面、16，16ａ，16ｂは供
給通路、17，17ａ，17ｂは排出通路、18は通孔、19ａ，
19ｂはシール部材、20，21はアキュムレーターである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの先端に削岩用のビットを備
   えると共に該ケーシングの内部に軸方向に往復移動可能
   なピストンを収納し、前記ピストンの移動によって前記
   ビットに打撃力を付与すると共にライフルバー機構を介
   して回転させるように構成した削岩機に於いて、前記ケ
   ーシングの内周面とピストンの外周面との間に複数のポ
   ートを形成したバルブ体を軸方向に往復移動可能に配設
   すると共にケーシングの所定位置にピストンの受圧面に
   圧油を供給するための供給通路及び油を排出するための
   排出通路を形成し、前記供給通路に圧油を供給すること
   によってピストン及びバルブ体を軸方向に往復移動させ
   るように構成したことを特徴とした削岩機。