JPH01103272A - 空圧式削岩機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として小断面岩盤トンネル等の掘削工事に
使用される空圧式削岩機に関するものである。

〔従来技術〕

近年、本邦では小断面岩盤トンネル等の掘削工事が増加
する傾向にあるが、このような比較的小径のシールド工
事でその岩盤を破砕するために油圧式削岩機を使用する
ことは、その油圧ユニットを先端部に設置できないので
、長い油圧配管を必要とし、実用的でなく、また従来の
空圧式削岩機では、その圧縮空気源からの圧縮空気によ
り直接打撃体を打撃するため、破砕力が非常に弱く、硬
い岩盤を破砕するには発破工法を除いて効果的な掘削方
法がなく、コンク°４Ｊ−トブレーカー等で人力掘削に
たよっているのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解消するためになされた
ものであり、空圧式でありながら、大きな破壊力が得ら
れる小型の空圧式削岩機を提供することを目的としたも
のである。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成するための本発明の空圧式削岩機は、
先端に打撃体であるビットを前後進可能に嵌挿し、その
ビットの後部の同軸上に、小断面積部が後部に形成され
たピストンを前後進可能に嵌挿したシリンダーに、コン
プレッサ等の圧縮空気源の吸気管と排気ポートとに三方
切換弁を介して接続され、かつビットの前後進位置に応
じてシリンダー内のピストン前方との連通路が開閉され
る給気ポートを設けると共に、上記圧縮空気源の吸気管
から給気逆止弁を介して給気され、かつシリンダー内の
ピストンの小断面積部と連通する蓄圧器を配設すること
により構成される。

上記の構成からなる空圧式削岩機では、シリンダー内を
前後する小断面積部を後部に有するピストンの前後の断
面積の差により、ピストンを後進させて蓄圧器に加圧し
た空気を蓄圧し、三方切換弁の操作により吸排気ポート
からピストン前方の空気を排気させ、ピストンを急速前
進させてビットを打撃するので、従来の空圧式削岩機の
ように圧縮空気源のみの力でビットを打撃する方式のも
のに比べてより強力な岩盤の破壊力が得られると共に、
打撃後の反力も蓄圧器に連通した空気圧により吸収され
、削岩機本体の衝撃が緩和される。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における空圧式削岩機の給気工程時
の状態を示す側断面図、第２図は第１図の打撃工程時の
状態を示す側断面図、第３図は第１図の空圧式削岩機の
全体配置側面図である。

まず、第１図及び第２図に示すごと（、先端に岩盤１３
を破砕する打撃体であるビット１を前後進可能に嵌挿し
、そのビット１の後部の同軸上に、前方の径りに対して
後部に小さな径ｄを有するピストン３を前後進可能に嵌
挿したシリンダー２に、コンプレッサ１１等の圧縮空気
源の吸気管８と排気ポート７とに三方切換弁５を介して
接続された給排気ポート６が設けられており、この給排
気ポート６と、シリンダー２内のピストン３前方とを連
通するように、このビットｌ内に形成された連通路１２
がこのビットｌの前後進位置に応じて開閉されるように
配設されている。

次に、上記吸気管８から給気逆止弁′９を介して給気さ
れる蓄圧器１０が配設されており、この蓄圧器１０とピ
ストン３の後方の小断面積部ａとが連通ずるようになっ
ている。

なお、上記ビット１は、前後進することにより岩盤１３
を打撃し破壊するが、シリンダー２側に設けられたスト
ッパーボルト４により係止されるようになっている。

また、上記の空圧式削岩機は、第３図のごとくシールド
１４内にホルダー１５で支持装着されており、ピン１６
を支点として矢印Ｒのごとく適宜に俯仰できるようにな
っている。

次に、上記の構成からなる空圧式削岩機の作動について
説明すると、まず準備工程において、蓄圧器１０には給
気逆止弁９経由、例えば７　ｋｇ／ｃｊ程度の圧縮空気
が補給され、その空気圧でピストン３及びビット１がシ
リンダー２内を前進するが、ビット１の前進により、給
排気ポート６は連通路１２に対して閉じられる。

次に、押し付工程として、シリンダー２と共にこの削岩
機本体を岩盤１３の打撃面に押し付けると、ビット１が
後進して給排気ポートが連通路１２に対して開かれる。

更に、第１図の給気工程において、三方切換弁５の切替
により給気を開始し、ピストン３の前後の受圧面の断面
積の差 により、ピストン３は後進して蓄圧器１０には７ｋｇ／
−以上に加圧された空気が蓄圧されて、ピストン３のス
トロークエンド近りでバランスする。

次に、第２図の打撃工程であるが、ピストン３のストロ
ークエンドの検出により三方切換弁５が自動操作により
開となり、蓄圧された空気圧によりピストン３は急速前
進してビット１を打撃するが、その際の打撃ストローク
をＳで示している。

以上により岩盤１３の打撃面が破壊すれば、ビット１の
前進により給排気ポート６は閉じられるので、空打ちは
自動的に防止されるようになっている。

なお、打撃後の反力も蓄圧器１０に連通した空気圧によ
り吸収されるので、削岩機本体の衝撃が緩和される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の空圧式削岩機では、空
圧式であるにも拘わらず、蓄圧空気を利用して長ストロ
ークで岩盤をビットで打撃するので、従来の空圧式のも
のに比べてより大きな破壊力が得られ、硬い岩盤でも強
力に破砕でき、そのあとのズリ処理も容易に行われると
共に、従来のドロップハンマーと異なり、全方向の打撃
が可能になるという利点がある。

また、ビットを打撃するピストンは蓄圧室に連通ずる空
気圧で保持されているので、打撃時のリバウンドを吸収
して削岩機本体の衝撃が緩和されると共に、打撃時にビ
ットの空打ちが自動的に防止されるので安全な作業がで
きるという利点がある。

なお、本発明の空圧式削岩機は主として小断面岩盤トン
ネル等の掘削用に有効に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空圧式削岩機の給気
工程時の状態を示す側断面図、第２図は第１図の打撃工
程時の状態を示す側断面図、第３図は第１図の空圧式削
岩機の全体配置側面図である。 １・・・ビット、２・・・シリンダー、３・・・ピスト
ン、５・・・三方切換弁、６・・・給排気ポート、７・
・・排気ポート、８・・・吸気管、９・・・給気逆止弁
、１０・・・蓄圧器、１１・・・コンプレッサ、１２・
・・連通路、ａ・・・小断面積部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端にビットを、そしてその後部の同軸上に、小断面積
   部が後部に形成されたピストンを、それぞれ前後進可能
   に嵌挿したシリンダーに、圧縮空気源の吸気管と排気ポ
   ートに三方切換弁を介して接続され、かつビットの前後
   進位置に応じてシリンダー内の該ピストン前方との連通
   路が開閉される給排気ポートを設けると共に、上記吸気
   管から逆止弁を介して給気され、かつ、シリンダー内の
   該ピストンの小断面積部と連通する蓄圧器を配設した空
   圧式削岩機。