JPH03500559A - 液体圧ボーリングマシン - 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】 液体圧ボーリングマシン 技術分野 本発明は一般には鉱山や採石場における作業に関連する装置に関し、特に液体圧 ボーリングマシンに関する。

背景技術 穿孔ツールと、減速機を介して接続されているこの穿孔ツールを回転させる、液 体正圧力管および吐出管を有する液体圧モータと、回転流体ディストリビュータ を介して連通している圧力管および吐出管を有する液体圧衝撃機構と、流体ディ ストリビュータを回転させる駆動部とを具備する液体圧ボーリングマシンが知ら れている（例えば、ソ連特許（ＳＩｌ、Ａ）第１．０７３．４５０号）。上記液 体圧モータはこの液体圧ボーリングマシンにおいて流体ディス）ＩＪピユータを 回転させる駆動部として用いられている。またその流体ディストリビュータを回 転させる液体圧モータに圧力流体を供給するために別の液体正圧力管が用いられ ている。

衝撃の振動数とパワーとを滑らかに制御するために、液体圧衝撃機構の圧力管と 穿孔ツールを回転させる液体圧モータとに接続されたスライド弁が用いられてい る。

液体圧モータを、流体ディストリビュータの回転駆動に使用すれば、圧力流体を 余計に消費せざる得ずしたがって追加のポンプが必要となる。

スライド弁が、穿孔ツールを回転させる液体圧モータの圧力管と液体圧衝撃機構 とに接続されているので、そのスライド弁を制御するのに高圧下の液体がやはり 余計に要る。

更には、上記の装置構成では、穿孔ツールを回転させる液体圧モータを反転させ る時に衝撃機構のノ１ンマーの出す衝撃の振動数とパワーとを制御することがで きない。

すなわち、上記構成はボーリングマシンを、その構造と制御の点で必要以上に複 雑化させるばかりでなくその信頼性や動作効率を低くしてしまう。

発明の要約 本発明は、その液体圧系統のより高い効率が得られるように穿孔ツールと衝撃機 構を液体狂的に制御する一方でこれと同時に穿孔ツールの回転を変化させるある いはその回転ツールの回転運動を停止させる際に衝撃の振動数を変化させること ができて信頼性の高い液体圧ボーリングマシンを提供することを目的とするもの である。

本発明の液体圧ボーリングマシンは、穿孔ツールと、減速機を介して接続されて いるこの穿孔ツールを回転させるものであって、液体正圧力管および吐出管を有 する液体圧モータと、回転流体ディストリビュータを介して接続されている圧力 管および吐出管を有する液体圧衝撃機構と、流体ディストリビュータを回転させ る駆動部とからなり、更には、並列接続された逆止弁および流れ絞り弁とからな る流量調整器を含んでおり、この流量調整器入口は、穿孔ツールを回転させる液 体圧モータの吐出管に、この吐出管に内設した制御用スライド弁を通じて接続さ れ、また流れ制限弁を通じて液体圧モータの吐出管に接続され、一方、流量調整 器の出口は液体圧衝撃機構の吐出管と、また液体圧タービンの形をした、流体デ ィストリビュータを回転させる駆動部の入口とに接続されており、また更に、液 体圧衝撃機構の吐出管の中には液体圧アキュ春レータが設けられていることを特 徴としている。

好ましくは、上記の液体圧タービンは上記流体ディストリビュータの回転部材に 固定されており、また流体ディストリビュータの作動チャンバーがその中に形成 された軸方向通路を通じて回転流体ディストリビュータの吐出空洞と連通し、ま た回転流体ディス）　Ｉ７ビユータの上記吐出空洞は上記液体圧アキュムレータ に連通し続けることである。

上記から明らかなように、液体圧タービンが液体圧衝撃機構および、穿孔ツール を回転させる液体圧モータにおいて消費される液体の合流を使用しておりまた流 量調整器と液体圧アキュムレータが設けられているので、動作効率を高め、液体 圧タービンの確実な始動を得、かつ液体圧系統の機能を拡張することができるも のである。

また流体ディストリビュータを回転させる駆動部として液体圧式反動タービンを 使用しているので、ボーリングマシンの構造を簡素化し、重さと大きさとを低減 させるともに信頼性を高くすることができるものである。

また穿孔ツールを回転させる液体圧モータと液体圧衝撃機構とにおいて消費する 流体の合流を使用するために、効率を高め、高い圧力流体消費を低減するととも に、流体ディストリビュータを回転させる液体圧モータへ圧力流体を供給するポ ンプを省略することによってボンピング・ステーションを簡素化し、結果、その ポンピング・ステーションの重さや大きさを小さくすることができる。

また更には、穿孔ツールを回転駆動する液体圧モータの吐出管に流体ディストリ ビュータを通じて流量調整器を接続するので、穿孔ツールの回転方向またへ穿孔 ツールの停止とは無関係に液体圧タービンの回転速度を制御することができる。

また、液体圧衝撃機構の吐出管内に液体圧アキュムレータが設けられているので 、その液体圧衝撃機構のノ＼ンマーの作動ストロークの途中でも液体圧タービン の回転速度を維持することができる。

液体圧系統には逆止弁が設けられているので、液体圧衝撃機構から液体圧タービ ンへの使用された流体全流の搬送が容易になる。

図面の簡単な説明 以下、添付図面に従い、本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の液体圧ボーリングマシンの概略図であり、第２図は流体ディス ）　ＩＪピユータを回転させる駆動部の変更形態の縦断面図であり、また 第３図は第２図の線■−■による断面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明の液体圧ボーリングマシンは、第１図に示すよ引こ、水圧衝撃機構、回転 流体ディスＩ−ＩＪビコータ２・この流体ディストリビュータ２を回転させる、 水圧タービン３の形をした駆動部、水圧モータ４、穿孔ツール５、水圧モータ４ から穿孔ツール５へ回転を伝達する減速機６、三位置方配弁７、流れ制限弁８、 穿孔ツール５を回転させる水圧モータ４および水圧衝撃機構１のそれぞれの水圧 圧力管９，１０、水圧モータ４の吐出管１１、水圧アキュムレータ等のアキュム レータ１２゜１３、流量調整器１４、水圧モータ４の吐出管１５、および水圧衝 撃機構１の吐出管１６から構成されている。

上記の流量調整器１４は、並列接続された逆止弁１７と流れ絞り弁１８とからな る。上記穿孔ツール５の回転方向は上記三位買弁７を回転させることによって変 えられる。穿孔・ツール５を回転駆動する水圧モータ４および水圧衝撃機構１は それぞれに、水圧圧力管９，１０から圧力流体の供給を受ける。また水圧タービ ン２は水圧衝撃機構１および穿孔ツールを回転させる油圧モータ４からの使用さ れた液体の合流によって供給される。流量調整器１４の入口は内設された上記三 位買弁７を通じて水圧モータ４の吐出管１５に、また流れ制限弁８を通じて水圧 モータ４の吐出管１１に接続されている。また、流量調整器１４の出口は水圧衝 撃機構１の吐出管１６に、また水圧衝撃機構１を回転させる駆動部の入口、例え ば水圧タービン３に接続されている。

上記水圧アキュムレータ１２は水圧衝撃機構１の吐出管１６に内設され、一方で 水圧アキュムレータ１３は圧力管１０に中に設けられている。水圧圧力管１０お よび吐出管１６は回転流体ディストリビュータ２を通じて水圧衝撃機構１の対応 する各チャンバーに接続されている。

本発明の第１の好適実施例によれば、流体ディストリビュータ２を回転させる水 圧タービンとして反動式タービン１９が用いられる。この反動式タービン１９は その軸が流体ディストリビュータ２０回転部材２０に固定され、またその作動チ ャンバー２１は内設された軸方向通路２３を通じて流体ディス）　ＩＪピユータ ２の輪状吐出空洞２２と連通ずる。流体ディストリビュータ２の上記輪状吐出空 洞２２は水圧アキュムレータ１２と連通し続ける。水圧衝撃機構１のハンマー２ ６の戻りストローク・チャンバー２５には流体ディス）　ＩＪピユータ２の輪状 圧力空洞２４が接続されている。

反動式タービン１９の作動チャンバー２１はケーシング２９の正接孔２７（第３ 図参照）と内部２８とを通じて吐出管３０と連通している　（第２図および第１ 図参照）。

水圧流体ディストリビュータ２の回転部材２０（第２図参照）には、輪状の圧力 空洞２４および吐出空洞２２に接続された長手方向溝３１．３２が形成されてい る。水圧衝撃機構１のハンマーの作動ストローク・チャンバー３３は上記の長手 方向溝３１．３２を通じて上記の圧力空洞２４または吐出空洞２２と連通してい る。

本発明の液体圧ボーリングマシンの動作は下記の通である。

このマシンの動作サイクルは、作動流体を圧力管９（第１図参照）と１０に沿っ て、穿孔ツール５を回転させる水圧モータ４および水圧衝撃機構１へそれぞれ供 給することによって制御される。この場合、三位買弁７は穿孔ツール５の回転を 停止させたり、逆転させたりする。消費流体は水圧モータ４から三位買弁７へ流 れ、更に２つの平行な流れに分割され、その流れの片方は流れ制限弁８を通じて 水圧吐出管１１へ搬送され、他方の流れは流量調整器１４を通じて搬送され、水 圧衝撃機構１やアキュムレータ１２の吐出流と合流して水圧タービン３へ向わせ られる。吐出管１１に設けられた流れ制限弁８によって、逆止弁１７を開くに充 分な圧力差を生じさせ、これによって、穿孔ツール５を回転させる水圧モータ４ からの流体の大部分が水圧タービン３へ流れ、流体残部は流れ制限弁８を通じて 吐出管１１に至ることになる。水圧タービン３に入る流体はこのタービン３を作 動する。この水圧タービン３は流体ディストリビュータ２を低速で回転させ始め る。回転流体ディストリビ二−タ２は水圧衝撃機構１のハンマー２６の作動スト ローク・チャンバー３３を圧力管１０および吐出管１６と交互に連通させる。水 圧衝撃機構１の作動ストローク・チャンバー３３が流体ディストリビュータ２を 通じて吐出管１６と連通ずると、ハンマー２６の戻りストローク・チャンバー２ ５が圧力管１０と連通し続けるのでハンマー２６を逆ストロークに移動させる。

同時に、液体はハンマー２６によって作動ストローク・チャンバー３３から水圧 アキュムレータ１２、水圧タービン３および流量調整器１４へ吐出される。水圧 衝撃機構１から逆止弁１７へ搬送された液体によってこの弁が閉じられる。こう して、使用された液体全体は水圧アキュｌ、レータ１２を満たし、水圧タービン ３へ流入し、このタービンは流体ディストリビュータ２の回転速度を実質的に増 加させることになる。水圧流体ディストリビュータ２によって作動ストローク・ チャンバー３３が圧力管１０と連通させられると、ハンマー２６は作動ストロー クを行ない、穿孔ツール５に衝撃を与える。ハンマー２６の作動ストロークは戻 りストローク・チャンバーおよび作動ストローク・チャンバーにおけるハン７− ２６の横断面の差によって生じるものである。同時的に、水圧衝撃機構１の吐出 管１６のアキュムレータ１２は流体の吐出を行い、水圧タービン３への流体供給 を行うが、これによって流体ディストリビュータ２が実質的に同じ速度で回転さ せられ続ける。水圧衝撃機構１への液体供給が遮断されると、水圧タービン３は より低い速度で回転し、逆止弁１７は開き、そして水圧モータ４は水圧タービン ３へ液体を搬送し始める。この水圧タービンは水圧衝撃機構１への流体供給が再 開するまで流体ディストリビュータ２を低速度（低回転数）で回転させ続ける。

弁７によって穿孔ツール５の回転が停止させられると、液体は圧力管９から吐出 管１５に沿い、流量調整器１４を通じて水圧タービンへ流れ、このタービンを回 転させる。これと共に、水圧タービン３は連続的に回転し、その一方では水圧衝 撃機構１を、圧力管１０へ流体供給することによって随時作動させて、穿孔ツー ル５を回転させる水圧モータとは無関係に衝撃運動を行わせることができる。こ の水圧衝撃機構１の出す衝撃の振動数は、流れ絞り弁１８によって流体ディス） 　ＩＪピユータ２の回転速度を変えることによって制御される。逆止弁１７を閉 じた後、水圧タービン３にだけ水圧衝撃機構１において使用された液体が供給さ れてその液体によって流体ディストリビュータ２が最大速度で回転させられ、そ の結果、水圧衝撃機構１のハンマーの出す衝撃の振動数が最高になる。衝撃の振 動数を下げるには、流体ディストリビュータ２の回転速度を変える必要があり、 この回転速度変更は絞り弁１８を制御することによって行うことができる。絞り 弁１８を開くき、流体は流れ制限弁１８・８を通じて水圧衝撃機構１の吐出管１ ６から吐出管１１へ戻される。水圧タービンへの流体供給量が少くなると、流体 ディス）　ＩＪピユータ２の回転速度も低くなる。また絞り弁１８が完全に開い た状態において、流体ディス）　ＩＪピユータ２の回転速度を下げることによっ て水圧衝撃機構１のハンマーの出す衝撃の振動数を最低にすることができる。こ の衝撃振動数を高くするには、絞り弁１８を閉じなければならないが、この弁を 閉じることによって吐出管１１への流体供給量が少なくなると共に水圧タービン ３への液体流量が増大し、これによって、水圧タービン３の回転速度が高くなる ものである。従って、水圧タービン３は、起動の後、水圧衝撃機構１において使 用された流体の流れを余計に受け、その結果として逆止弁１７が閉じられ、また 流体ディストリビュータ２の回転速度が高くなる。逆に、絞り弁１８を制御する ことによって、水圧衝撃機構ｌの吐出管から吐出管１１′Ｊ６よび油圧タービン ３へ液体を再分配することができ、それによって水圧衝撃機構１のハンマーの出 す衝撃の振動数を変えることができる。

流体ディストリビュータ２を回転させる、反動式タービン１９（第２図参照）の 形をした駆動部を有する水圧ボーリングマシンの動作は下記の通りである。

液体は水圧アキュムレータ１２および輪状吐出空洞２２へ搬送され、同所より軸 方向通路２３に沿って水圧タービン３０作動チャンバー２１へと更に搬送される 。この水圧タービン３の作動チャンバー２１から液体は正接孔２７を通って流れ 、作動チャンバー２１から正接孔２７を通じて内部２８へ逃げる流体ジェットに よって水圧タービンを回転させる。そして液体は更に内部２８から吐出管３０へ 流れる。

正接孔２７を通じて逃げる流体の反動推力によって水圧タービンが回転しかつ流 体ディスｌ−ＩＪピユータ２を回転させる。

回転中、４その流体ディス）　ＩＪピユータ２はその長手方向溝３１゜３２を通 じてハンマー２６の作動ストローク・チャンバー３３を輪状吐出空洞２２および 圧力空洞２４と交互に連通させる。

水圧流体ディストリビュータ２の長手方向溝３２によって作動ストローク・チャ ンバー３３が輪状吐出空洞２２と連通させられると、その戻りストローク・チャ ンバー２５が圧力管１０と連通し続けるので、ハンマー２６は戻りストロークを 行う。ハンマー２６は作動ストローク・チャンバー３３から流体ディストリビュ ータ２の長手方向溝３２を通じて輪状吐出空洞２２および水圧アキュムレータ１ ２へ流体を吐出する。この動作過程において、水圧アキュムレータ１２に液体が 充填される。そして、液体は作動ストローク・チャンバー３３から軸方向通路２ ３を通じて反動式水圧タービン１９の作動チャンバー２１へ搬送される。

正接孔２７が回転流体ディス）ＩＪピユータの吐出管１６へ供給された流体をす でに通過させているので、ここでは開孔によって、水圧衝撃機構１において使用 された流体も搬送され、その結果として、水圧タービンの回転速度が高くなる。

流体ディス）　ＩＪピユータ２の回転速度が従って高くなる。流体ディストリビ ュータ２の長手方向溝３１によって作動ストローク・チャンバー３３が輪状圧力 空洞２４と連通させられると、ハンマー２６は、作動ストローク・チャンバー３ ３および戻りストローク・チャンバー２５におけるハンマー２６の横断面の差に よって作動ストロークを行う。ハンマーに作用する力の差によってハンマー２６ の作動ストロークが開始させられる。流体ディストリビュータ２によってハンマ ー２６が作動ストロークに切り替えられた後、作動ストロークの最中およびハン マー２６が戻りストロークへ切り替えられる前では、水圧衝撃機構１からは水圧 タービンには液体が供給されない。但し、水圧アキュムレータ１２が流体を吐出 して水圧タービンへ供給するので、水圧タービンはその回転速度を維持する。ハ ンマー２６が作動ストロークを終了すると、流体ディストリビュータ２が回転す るので、長手方向溝によって作動ストローク・チャンバー３３が輪状吐出チャン バー２２と連通させられる。ハンマー２６は戻りストロークを行い、ハンマー２ ６によって流体が作動ストローク・チャンバー３３から輪状吐出空洞２２へ流出 してその液体が水圧アキュムレータ１２を満たし、更にはその液体が軸方向通路 を通って水圧タービン３の作動チャンバー２１へ流れる。

ここで、サイクルが終了させられて、その再開を待つ状態となる。

以上の説明から明かなように、本発明の液体ボーリングマシンは従来技術に比し て、下記のような長所、すなわち水圧衝撃機構、アキュムレータおよび、穿孔ツ ールを回転させる水圧モータからの液体の合流する流れを用いて油圧タービンを 回転させることによる効率の向上、吐出管に流れ制限弁を設けることにより、液 体を、弁から流量調整器を通って水圧タービンへ流すことができるため、様々な 回転方向への水圧タービンの起動または穿孔ツールの回転停止を確実に行えるの で衝撃の振動数を制御する際の水圧衝撃機構の機能拡張、 を有している。

産業の利用性 本発明の液体圧ボーリングマシンは採鉱場、鉱山、採石場などにおいて発破の孔 を形成したり、横坑や導抗を作ったりするのに利用できる。

手続補正帯（方式） 平成２年／１月７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．穿孔ツール（５）と、減速機（６）を介して接続されているこの穿孔ツール （５）を回転させるものであって、液体圧圧力管（９）および吐出管（１１）を 有する液体圧モータ（４）と、回転流体ディストリビュータ（２）を介して接続 されている圧力管（１０）および吐出管（１６）を有する液体圧衝撃機構（１） と、流体ディストリビュータ（２）を回転させる駆動部とを具備する液体圧ボー リングマシンにおいて、更に、逆止弁（１７）および流れ絞り弁（１８）とから なる流量調整器（１４）を含んでおり、この流量調整器（１４）入口は、穿孔ツ ール（５）を回転させる液体圧モータ（４）の吐出管（１５）に、この吐出管（ １５）に設けた制御用スライド弁（７）を通じて接続され、また流れ制限弁（８ ）を通じて液体圧モータ（４）の吐出管（１１）に接続され、一方、流量調整器 （１４）の出口は液体圧衝撃機構（１）の吐出管（１６）と、また液体圧タービ ン（３）の形をした、流体ディストリビュータ（２）を回転させる駆動部とに接 続されており、また更に、液体圧衝撃機構（１）の吐出管（１６）には液体圧ア キュムレータ（１２）が設けられている、液体圧ボーリングマシン。 ２．上記液体圧タービン（３）は上記流体ディストリビュータ（２）の回転部材 （２０）に固定されており、．また流体ディストリビュータ（２）の作動チャン バー（２１）がその中に形成された軸方向通路（２３）を通じて回転流体ディス トリビュータ（２）の吐出空洞（２２）と連通し、また回転流体ディストリビュ ータ（２）の上記吐出空洞（２２）は上記液体圧アキュムレータ（１２）に連通 し続ける、請求の範囲第１項に記載の液体圧ボーリングマシン。