JPS596994B2

JPS596994B2 - さく岩機

Info

Publication number: JPS596994B2
Application number: JP55146747A
Authority: JP
Inventors: オ−ブリ−・シ−・ブリツグ
Original assignee: Dravo Corp
Current assignee: Dravo Corp
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1984-02-15
Also published as: CA1136118A; FR2472660A1; AU6269780A; FR2472660B1; DE3037033A1; GB2060738B; AU525829B2; GB2060738A; US4290496A; JPS57116892A; DE3037033C2

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、さく岩槻に関するものである。

さく岩機は、従来から種々の構造のもの、例えば、チセ
ル（のみ）形のカッタービットを用い、岩面に当て、衝
撃をくり返しながらさく岩し、空気などを吹き付けて岩
屑を吹きとばすようなものが知られている。

そして、さらに効率よくするために、水を高圧で噴射す
ることも行なわれているが、これには高圧ポンプが必要
となり、また犬量に水を使用すると水の回収や流れ出す
水の始末に苦労する欠点がある。

この発明は、水などの液体をさく岩時に、使用する構造
くさく岩機の改良を目的とする。

この発明に係るさく岩槻は、レシプロ運動を行う衝撃（
インパクト）用の駆動機構部の軸と、この軸に連結して
軸方向へ連動するカッター機構部とを備えており、カッ
ター機構部はカッタービットをその自由端に有すると共
に液体を容れる貯室構造の空所と加圧シリンダとを有し
、駆動機構部の軸とカッター機構部とにピストン兼バル
ブ部材を介在せしめ、両者の作動によりピストン兼バル
ブ部材を動作せしめて前記軸のインパクトストロークの
間、加圧シリンダから液体をカッタービットへ圧送し、
噴射せしめる一方、前記軸の戻りストロークの間、液体
を前記空所から加圧シリンダへ供給することを特徴とす
るものである。

つぎに、この発明を図示の実施例により詳細に説明する
。

この発明に係るさく岩槻（ロック・ドリル）は、軸方向
に配列されたカッター機構部２と、駆動機構部３とを備
えており、カッター機構部２は駆動機構部３の下端側に
配置され、軸方向へ上下動するように構成されている。

駆動機構部は、通常のインパクト作動型のさく岩槻に用
いられるもので、図示の実施例においては、軸５を吊下
げた下部垂錘部４のみが示されている。

軸５の下端にはピン６′を介してカラー６が取り付けら
れており、ピン６′とカラー６とは互いに結合し、かつ
軸５とも結合している。

カッター機構部２は、円筒状のカッタ一本体７からなり
、カッタ一本体７の下端部には、ウエッジ形またはチセ
ル（のみ）形のカッタービット８が取り付けられ、上端
には空所９が設けられていて、蓋（または、カラー）１
０が嵌められ、その中心を軸５が摺動自在に貫通してい
る。

蓋１０は、図示のように下方へ伸びる突出部を一体に有
し、軸５のレシプロ運動によりこの突出部に空所９内の
カラー６が衝当し、カラー６の動作範囲の上限となるよ
うになっている。

蓋１０は、空所９を形成する周壁に螺合、その他の手段
により止着されている。

空所９（以下、上部空所または貯室として説明する場合
もある）の底部には、その軸方向にそって下部の圧力シ
リンダ１２まで達する中央ボア１１が穿設してある。

中央ボア１１には、ピストン１４が摺動自在に嵌合され
ており、ピストン１４は連結部１５を介してピストン兼
バルブ部材１３の下端に連結している。

ピストン１４の上側に位置する連結部１５は、径がピス
トンの径よりも細くなっており、細身の連結部１５の上
側には、周側面に縦みぞが複数本設けられている案内部
材１６が取り付けられ、ピストン１４、連結部１５、案
内部１６はすべて中央ボア内に摺動自在に嵌合されてい
る。

ピストン兼バルブ部材１３は、上方へ伸びる延長軸部１
７を備えており、延長軸部１７は径が細く構成され、カ
ラー６の下側に連結している。

延長軸部１７の先端はカラー６の下側に設けた取付孔に
嵌めこまれ、延長軸部１７のメンチ１８に、カラー６に
ねじ込まれたピン１９が遊嵌状態に嵌めこまれ、延長軸
部１７はカラー６に連結され、駆動機構部３の軸５と、
ピストン兼バルブ部材１３とカラー６を介して軸方向に
連結し、軸方向へ運動するように構成されている。

また、軸５とピストン１４も、カッター機構部２に対し
軸方向へ上下動する構成になっている。

ピストン兼バルブ部材１３には、細い通路２０が軸方向
に貫通しており、ピストン兼バルブ部材１３の上端、即
ち延長軸部１７の上端は、軸５の下端と対面しており、
軸５と前記バルブ部材１３とが一方向（下方向）に動く
と、延長軸部１７がカラー６に対し、ノツチ１８とピン
１９との遊嵌により僅かではあるが摺動し、延長軸部１
７の上端面が軸５の下端面に密着し、前記通路２０を閉
止する弁作用をなすようになっている。

また、軸５と前記バルブ部材１３さが互いに反対方向（
上方向）へ動くと、両者の間にスペース１３ａ（第３図
参照）があき、通路２０は開放され、カラー６に設けた
斜めのポート２１と連通ずる。

ポート２１は、空所９と連通し、またピストン兼バルブ
部材１３を介し、圧力シリンダ１２と連通している。

ポート２１の上部口は、１駆動機構部とカッター機構部
との相対移動によりポート２１の上部口が蓋１０の下面
に密接した時、閉止されるもので、この状態は延長軸部
１７の上端面が軸５の下部面に衝当するまで維持される
。

カッター機構のカッタ一本体７にはバイパス２２（第３
図）が設けてある。

バイパス２２の下部口２３は、圧力シリンダ１２に開口
しており、上部口２４は圧力シリンダ１２と上部空所９
との中間位置に臨んでおり、ピストン１４がストローク
上限位置およびその近くに達すると上部口２４は、完全
閉止されると共に、下部口２３は全閉される構成になっ
ている（第３図）。

また、ピストン１４が下限位置またはその近くに達する
と、上部口２４は開き、下部口２３は閉止となる（第５
図）。

第４図に示すように、ピストン１４が中間位置にあると
、下部口２３は圧力シリンダ１２に対し開口し、上部口
２４はピストン兼バルブ部材１３の連結部１５の側面（
ピストン１４の上方で、案内部１６の下方）に確保され
ている環状のスペース２５に対し開口する。

案内部１６の周側面には縦みぞ２６が形成され、縦みぞ
２６は案内部１６の上端（延長軸部１７の下端）からス
ペース２５にわたり設けられている。

カッタ一本体７の上端近傍側面には、上部空所へ水など
の液体を注入する注入口２７とオーバーフローロ２８と
が設けてある。

蓋１０には空気孔２９が設けてあり、空所９内の圧力が
大気と同様になるようになっている。

第２図に示すように、カッタービット８は、カッター機
構部２に対し着脱自由に取り付けられ、ウエッジ形また
は逆円錐形をしており周側面の相対向面には、少くとも
一対の平面部８ａが形成されており、平面部８ａは刃先
８ｂに達している。

そして、圧力シリンダ１２から刃先８ｂに達する小径の
貫通孔８ｃがカッタービット８を軸方向に貫通している
。

貫通孔８ｃは１本又は複数本設けられ、複数本の場合は
、軸方向と平行に設けられ刃先８ｂの両側面に開口して
流出口８ｄが形成されている。

第１図に示すように、前記貫通孔８ｃは、圧力シリンダ
１２の下方へ延びている小径の貫通孔１２ｃと連通ずる
もので、その延長孔として作用する。

第３図に示すように、駆動機構部を作動せしめて軸５を
上方へストロークさせると、カラー６も上昇し、これに
よりピン１９が引きあげられ、ノツチ１８の上壁に当接
する。

これによって、ピストン兼バルブ部材１３は上方へ引き
あげられ、空所９内の液体はこの時点で屈曲したポート
２１からスペース１３ａに流れこみ、ピストン兼バルブ
部材１３の通路２０を通って圧力シリンダ１２へ入り、
貫通孔８ｃからの空気の逆流（吸引）を防ぐ。

カラー６が上限位置に達し（蓋１０の下面に当接）、ポ
ート２１は蓋１０により閉止され、圧力シリンダ１２内
には液体が充満された状態に維持される。

このような状態で、駆動機構部を下方へ押し下げると、
関連機構部分はすべて下方へ押し下げられ、カッタービ
ット８が屈削すべき岩面に衝当すると、軸５とカラー６
とは慣性により岩面方向への動きを継続するが、ピスト
ン兼バルブ部材の下方への動きは軸５の下端が、ピスト
ン兼バルブ部材１３の延長軸部１７の上端に当接し、ス
ペース１３ａと通路２０を閉止するまで液体により緩衝
させられる。

ピストン１４が下方へ動き、バイパス２２の上部口２４
が開くと、圧力シリンダ１２内の液体は、バイパスを通
り上方の空所９へと流れると同時に貫通孔１２ｃ〜８ｃ
を通って、刃先へと流出する。

この時点における刃先側へ流れる液体にかかる圧力は、
適度なものである。

このように刃先へ流れる流体に対する圧力を最初から高
くせず、和らげるようにした理由は、圧力シリンダ（加
圧室）１２を閉止して液体への圧力を高める時点をカッ
タービット８の刃先が岩面に喰いこみ、流出口８ｄが岩
の組織内に没入し、高圧液体噴射が最も効果を現わす岩
の硬い面への噴時が行われる時点に合致するようにする
ためである。

軸５に連結のカラー６が空所９の肩部へ接近した時点で
、ピストン１４によりバイパスの下部口２３は閉止され
る（第５図）。

この時点で、岩表面に喰いこんだカッター機構部２は、
その前進を停止するが、軸５と垂錘部４の慣性質量によ
り軸５は、ピストン兼バルブ部材１３を強力に押し、こ
の結果圧力シリンダ１２内の液体に最高圧の圧力がかか
り、液体は貫通孔８ｃを通り、噴射効率が最もよい岩の
硬い組織面へ向けての液体噴射が流出口８ｄを介して行
なわれる。

そして、噴射後は、第６図に示すように軸５は、上方へ
のストロークを開始し、次の作動サイクルへと移る。

その場合、ノツチ１８の遊嵌により軸５が上方へストロ
ークし出すと、通路２０は開放され、圧力シリンダ１２
内へ液体が流入し、水、粒状物などの逆流を惹起する吸
引力が圧力シリンダ内に極力生じないようになっている
。

岩石へのインパクトストローク後、駆動機構部による軸
５の後退ストローク（上方へのストローク）が開始され
ると、空所９から′液体が圧力シリンダ１２へと流れ、
圧力シリンダ１２と貫通孔１２ｃ〜８ｃに充満し、水や
岩屑などの吸引による逆流を防止する。

そして、上方へのストロークが上限に近づくと、ピスト
ン１４は上部口２４を閉止し、ポート２１、通路２０の
みが、空所９と圧力シリンダ１２との連通路として残さ
れる（第３図）。

しかしながら、上昇ストロークの間、ビットからの水の
放出は、引き続き行なわれる。

ピストン兼バルブ部材が下方へ下り始めると、上部口２
４は開き、液体は空所９から案内部１６の縦みぞを通り
、スペース２５からピストン１４が下部口２３を徐々に
閉じて圧力が上昇傾向にあるシリンダ１２内へ入る。

そして、下部口２３が第５図に示すように閉止されると
、上方からの液体又は空気の供給は遮断され、圧力シリ
ンダ１２内の水はトラツプされ、この時点で最高の圧縮
力が生じ、シリンダ１２内にトラツプされていた水は、
開放通路として残された貫通孔１２ｃ〜８ｃを通り、最
高の圧力で刃先からタイミングよく噴出される。

以上、述べたように機構は、きわめて簡単なもので、外
部ポンプなどの複雑な付帯設備を必要とせず、比較的小
量の液体を操作サイクルで、しかも最も効率のよい時点
で高圧の噴射を行える点、さく岩槻としてきわめてすぐ
れた作用・効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示すもので、第１図は要
部の一部断面側面図、第２図はカッティングビットの側
面図、第３図から第６図は要部拡大断面図を示すもので
、第３図はカッタービットを駆動する軸が上昇ストロー
クの過程中にある状態のもの、第４図は前記軸が下降ス
トロークの過程中にある状態のもの、第５図は前記軸が
下降ストロークの下限に近づいた状態のもの、第６図は
前記軸が下限位置から上昇ストロークへ転じる時点の状
態をそれぞれ示したものである。２・・・・・・カッター機構部、３・・・・・・駆動機
構部、４・・・・・・垂錘部、５・・・・・・軸、６・
・・・・・カラー、１・・・・・・カッタ一本体、８・
・・・・・カッタービット、８ｂ・・・・・・刃先、８
ｃ，１２ｃ・・・・・・貫通孔、８ｄ・・・・・・放出
口、９・・・・・・空所、１０・・・・・・蓋、１１・
・・・・・中央ボア、１２・・・・・・圧カシリンダ、
１３・・・・・・ピストン兼バルブ部材、１４・・・・
・・ピストン、１５・・・・・・連結部。

Claims

【特許請求の範囲】１レシプロ運動を行う衝撃（インパクト）用の駆動機
構部の軸と、この軸に連結して軸方向へ連動するカッタ
ー機構部とを備えており、カッター機構部は、カッター
ビットをその自由端に有すると共に液体を容れる貯室構
造の空所と加圧シリンダとを有し、駆動機構部の軸とカ
ッター機構部とにピストン兼バルブ部材を介在せしめ、
両者の作動によりピストン兼バルブ部材を動作せしめて
前記軸のインパクトストロークの間、加圧シリンダから
液体をカッタービットへ圧送し、噴射せしめる一方、前
記軸の戻りストロークの間、液体を前記空所から加圧シ
リンダへ供給することを特徴とするさく岩機。２ピストン兼バルブ部材は駆動機構部の軸とカッター
機構部両者に対し相対的運動を行い、前記軸とカッター
機構部が戻りストロークを行う際、カッタービットから
加圧シリンダへの吸引作用を防ぐように構成されている
特許請求の範囲第１項記載のさく岩機。３カッター機構部には、空所および前記軸とカッター
機構部との間を連通して、両者の戻りストロークの間、
カッタービットから液体を流出せしめる貫通路が設けら
れている特許請求の範囲第１項記載のさく岩槻。４駆動機構部の軸とカッター機構部とは軸方向に摺動
自在に連結され、カッター機構は筒状の本体から構成さ
れ、その上部に液体を貯める空所を有し、空所下方から
中央ボアが穿設され、中間に加圧シリンダが形成され、
一方の端部に、カッタービットが取り付けられる機構で
あって、カッタービットの先端には刃部が位置し、駆動
機構部は、カッター機構部の本体の空所に摺動自由に装
着されている軸を備え、この軸の先端にはカラーが取り
付けられ、ピストン兼バルブ部材は、前記中央ボアに摺
動自由に装置され、その先端に加圧シリンダの加圧を行
うピストンを有し、前記カラーに対し遊嵌状態ｔこ連結
して軸方向へ上下動するよう構成され、前記加圧シリン
ダからカッタービットの刃先へ達する液体噴射用の貫通
路が設けられ、前記本体とピストン兼バルブ部材とに前
記軸とピストン兼バルブ部材とが、戻り（上昇）ストロ
ークすると前記空所内の液体が加圧シリンダ内へ流入し
、前記両者が下降ストロークすると加圧された液体が前
記貫通路を通り噴出するような作用を伴う通路とポート
とを設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のさく岩槻。５駆動機構部の軸の下降ストローク下限位置において
、最高圧で液体が噴出されるように構成されている特許
請求の範囲第１項記載のさく岩機。６駆動機構部の軸とピストン兼バルブ部材きは前者に
対し後者が遊嵌状態に連結し、前記軸が下降ストローク
下限位置に達してもピストン兼バルブ部材は、慣性によ
り下降し、加圧シリンダへの加圧を行う特許請求の範囲
第１項又は第５項記載のさく岩機。７ピストン兼バルブ部材の液体通路が駆動機構部の軸
により閉止されても液体が加圧シリンダへ流入するよう
に構成され、かつカッタービットから加圧シリンダへ液
体が吸引によって逆流しないように構成されている特許
請求の範囲第１項記載のさく岩機。８駆動機構部により突出した軸が上下への軸方向運動
を行い、この軸がカッター機構部と連結していて両者は
軸方向への相対運動を行い、カッター機構部は一方に前
記軸と連結する部材を、かつ他端部には刃部を備え、カ
ッター機構部内に加圧シリンダが設けられ、加圧シリン
ダには、刃部先端に開口している流出口と結ぶ貫通孔を
連通しており、カッター機構部の本体には、ピストン兼
バルブ部材のピストンの軸方向のストロークにより開閉
するバイパスを備え、このバイパスの部分的開閉により
ピストンによる加圧シリンダへの加圧力を和らげると共
にピストン兼バルブ部材の軸方向への慣性によるストロ
ークにより、加圧シリンダを最終的に加圧して最大圧力
で加圧シリンダ内の液体をカッタービットの刃部より噴
出せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のさく岩機。９カッター機構部の本体に設けた空所を閉塞する蓋に
駆動機構部の軸を摺動自在に貫通せしめ、その先端にカ
ラーを連結し、カラーは本体の空所内に位置し、このカ
ラーにより前記軸は、カッター機構部から抜けないよう
になっていて、前記軸の上昇ストロークにより、カッタ
ー機構部も前記上昇ストロークの上限近くまで上昇し、
前記軸が下降ストロークの下限に達するとピストン兼バ
ルブ部材のピストンが慣性により最終的な下降ストロー
クを行い、さく岩すべき岩石の面に、カッタービットを
衝描せしめると共に、最高圧力でさく岩部分に液体を噴
射するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は同第８項記載のさく岩機。１０カッター機構部の本体に設けた空所に連通ずる注
入口を本体胴部に設け、前記空所を閉塞する蓋に駆動機
構部の軸を摺動自在に貫通せしめ、その先端にカラーを
連結し、カプーは、本体の空所内に位置し、このカデー
により前記軸はカッター機構部から抜けないようになっ
ていて、前記軸の上昇ストロークによりカッター機構部
も前記上昇ストロークの上限近くまで上昇し、前記軸が
下降ストロークの下限に達すると、ピストン兼バルブ部
材のピストンが慣性により最終的な下降ストロークを行
い、さく岩すべき岩石の面に、カッタービットを衝尚せ
しめると共に最高圧力でさく岩部分に液体を噴射するよ
うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のさく岩槻。