JPS6195193A - 空気作動可逆性衝撃作用機 - 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〉 本発明は一般的に土木工学および道路構築機械に関し、
よシ詳しくは望気作動可逆性衝撃作用機に関する。

本発明は地中に孔を設けるための機械、あるいは地中通
信用ケーシングとして用いられるスチール製チューブを
地中に打込むための機械に応用されて多くの利点を見出
すことができる。

提案された空気作動可逆性衝撃作用機の他の可能性のあ
る応用分野は地中に筒状パイルを打込むこと、深孔泥の
圧縮および複数の小さなノｆイルを直接地中に押込むこ
とを含む。

〈従来の技術〉 広い範囲の利用が空気作動可逆性衝撃作用機に最近発見
されており、可逆性を持たせることは孔から機械を引出
すためおよび次のチューブを地中に打込むためにチュー
ブから機械を離すために必要である。

空気作動可逆性衝撃作用機の常に増加する応用分野はそ
れら機械の信頼性に関する改良を要求する。１５ｍ〜２
０ｍにわたる長さで水平孔を通す間あるいは、（深孔泥
の圧縮や地中にコンクリートパイルを押込む等のような
）垂直孔を通す間で、機械の孔からの引出しが複雑であ
る場合には、衝撃作動を逆転するための機構が特に信頼
性の高いものでなければならない。

その信頼性を高めるために、装置を構造的に簡単にする
ことが極めて重要で６Ｄ、そのことが引出し作業の複雑
性を少なくして製造をより安価にし、且つ後方への衝撃
作用へのより敏速な切換を確実にする。

実質的に中空の円筒形ハウジングと、前記ハウジングの
内側に収容されて軸方向に往復運動し且つその前方部分
あるいは後方部分によってハウジングに衝撃を与えるハ
ンマと、７ランノ機素を通過してハウジングにねじ部に
よって連結された段付チューブを有する装置（***特許
第１．６３４４１７号参照）が知られている。

このような装置の衝撃作用を逆転するために、段付チュ
ーブに固定して取付けられた空気供給ホースを回転する
ことによってハウジングの尾部に向った新しい位置に前
記段付チューブを移動することが必要である。

このような装置においては、垂直あるいは細長い水平の
孔を通す時に前記逆転が複雑であったシあるいは不可能
でさえあったシするために、信頼性が不充分である。

又、前記装置の衝撃作用の逆転は、その作動が圧縮空気
の供給の停止と、圧縮機から空気ホースを外して空気ホ
ースを回転する前にホースを引張ることを含んでいるの
で、装置の効率に影響する多数の時間のかかる作動を必
要とする。

又、公知の他の衝撃作動機（***特許第２３４０；７５
１号参照）が知られておシ、この機械は中空円筒形ハウ
ジングと、ハウジング内で往復運動し且つその前方部分
あるいは後方部分によってハウジング上に衝撃を与える
ように作られたノ・ンマと、固定手段を経てハウジング
の尾部の溝の中に確実に固定され且つハンマに連結され
た段付き形状のチューブを含んで成る。

前述の機械の衝撃作用の逆転のために、ホースとは別に
、可撓性スチールケーブルの使用が行われる。ケーブル
を引張ることによって固定手段の作用が除かれ、段付チ
ー−プが新しい位置へ動かされる。すなわち逆転は回転
運動の代りに段付チューブの簡単な線状運動によって可
能となる。

しかしながらホースは段付チューブを複数の溝との保合
の外に運ぶためおよび、その最も遠い位置で他の複数の
溝に合わせて段付チューブを置くために回されなければ
ならない。結果として、***特許第２，３４０．７５１
号に開示された装置は前述の装置と同じ欠点を基本的に
有することになる。

段付チューブの構成についてのみ前述の機械とは異なる
衝撃作用機械が又知られている（***特許第２，１０５
．２２９号参照）。この機械において段付チューブは放
射方向の複数の貫通通路を有する外側段部と類似した放
射方向の複数の貫通通路を有する内側段部を具備し、□
前記チューブは外側段部に対して回し且つ軸方向に移動
することができるためにハウジングに同軸に固定されて
いる。

逆転衝撃作用への切換は、機械への圧縮空気の多量の供
給によって外側段部に対して内側段部を回すことによっ
てここでは行われる。この装置はホースを回転すること
が必要でないという点で既に説明した装置に優る幾つか
の利点を提供する。

しかしながら複数の中間位置は前進衝撃作用と後退衝撃
作用から離れる可能性があるので、圧縮空気の多量供給
は作業員が圧縮空気のあらゆる連続供給に続いた機械機
能に気づくかどうかあるいは機械が全て作動するかどう
かに関して幾分かの不確かさを持つだろうという点でこ
の機械は不利である。他の不利な点はこの機械が構造的
に非常に複雑でアリ、シたがって製造するのが困難であ
るという事にある。

後述される記載中で提案される装置に最も類似性を有す
る装置は***特許第２，７２２，２９８号に開示された
ような空気作動逆転衝撃作用機である。この機械はハウ
ジングと、ハウジングの内側で軸線方向に往復動可能で
あシ且つ１端を開口した軸線方向孔をその尾部部分内に
有するノ１）マと、放射方向貫通通路を含んで成る。ハ
ンマは前方作業室をハウジングとで規定している。ノ翫
つジングの内側に収容されている段付きチーープは大き
い直径と小さい直径から成る実質的に円筒形の段部を有
し、段部は段付チューブ内に設けられた放射方向の通路
を有する。

大きな直径の段部は後方作業室の境界を定めるためにハ
ンマの前記軸線方向孔内に配置され、一方小さな直径の
段部はフランジによってノーウジングの尾部部分内に固
定される。スプリングで付勢されたスリーブが段付チュ
ーブの内側に正確に配置される。空気供給ホースがスプ
リング付勢チューブの軸方向移動をコントロールするだ
めの手段として機能する。機械の前方衝撃作用はスリー
ブが最も前方位置をとった時に開始され、逆転はスリー
ブを最後方位置に動かすことによって完成される。

逆転はホースに単に張力を与えることによって達成され
、機械のそれぞれの機素は前進作用あるいは後退作用の
何れかを実施する位置に何時でもいるので、先行技術の
衝撃作用機の現在迄に記載された構造に内在する諸欠点
を一般的にこの装置は除去する。

しかしながら、この装置でさえいくつかの欠点がない訳
ではない。例えば装置の複数の円筒形表面の内の２つの
上のスリーブの摺動作用と圧力密閉は係合する表面同志
の正確な製造を求め、そのために機械は製造することが
よシ困難になる。又その２つの円筒形表面に沿ったスリ
ーブの摺動が、特に塵がそのような表面に付着した時に
詰まシを生じることになるために信頼性を欠くことにな
る。

又この機械はスプリング付勢のスリーブと段付きチュー
ブによって境界が定められた３個の隔離されたセクショ
ンを含んで成る圧力密閉内部を有する。この内部は複数
の摺動表面の正確性のために同様に密閉状態に作られる
必要がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 機械の衝撃作用を逆転する際の信頼性を改良することが
本発明の目的である。

本発明のさらに他の目的は機械を構造的に簡単にするこ
とである。

〈問題点を解決するための手段〉 前記およびその他の目的とそれに伴う利点は、ハウジン
グと、そのハウジング内に往復移動可能に配置されたハ
ンマと、段付き形状を有する円筒形チューブと、スプリ
ングで付勢された円筒形スリーブと、環状凹部を圧力的
に密封する手段を含んで成９；前記ハンマはその尾部部
分に一端を開放した軸線方向凹部を有し且つ前方作業室
について前記ハウジングとの境界を定める放射方向貫通
通路とを有し；前記円筒形チューブは放射方向貫通通路
を具備した大直径の第１円筒形段部と放射方向貫通通路
を具備した小直径の第２円筒形段部を有し、チューブの
第１段部は後方作業室を形成するために前記ハンマの凹
部の中に配置されており、チューブの第２段部はフラン
ジを用いて前記ハウジングの尾部端部に固定して取付け
られており；前記円筒形スリーブは前記段付チューブの
内側に配置されて軸線方向の移動が可能であり、且つ前
記移動をコントロールする手段が設けられており、前記
円筒形スリーブが前記チューブとで環状凹部を形成して
いる空気作動可逆性衝撃作用機において；前記チューブ
の第１段部と第２段部が同軸に配置され、前記スプリン
グで付勢されたスリーブがチューブの第１段部の内側で
第２段部上に配置され、前記スリーブの外径がチーープ
の第１段部の内径よシ実質的に小さくて、環状通路が前
記第１段部と前記第２段部との間に設けられていること
を特徴とする空気作動可逆性衝撃作用機によって達成さ
れる。

前記機械の提案された構造はチューブの第１円筒形段部
上でのスリーブの滑走を未然に防ぎ、その事が移動中に
スリーブが詰まることを防ぐ。このような構造はスリー
ブの外側底面とスリーブを包含する大直径を有する第１
段部の表面を仕上げる際に精密性を要求しない。

この事は逆に機械を構造的に和尚に簡単にし、たやすく
製造することができるようにする。チューブの第１段部
とスリーブとの間に環状凹部を設けることはスリーブの
移動の間にスリーブが詰まることを防ぎ、この事が機械
全体の信頼性を改良する。

〈実施例〉 他の目的およびそれに伴う利点は添付図面を参照して行
われる本発明の好ましい実施例についてのより詳細な説
明によって明らかにされる。

空気作動可逆性衝撃作用機はハウジング１とハウジング
１の内側に往復運動のために収容されたハンマ２を含ん
で成る。その尾部端部において、ハンマ２は軸線方向孔
と貫通通路３を有する。ハンマ２はハウジング１で前方
作業室４の境界を定める。

ハウジング１は又役付き形状の実質的に円筒形のチュー
ブ５を収容し、円筒形チューブ５は大きい直径の円筒形
段部６と小さな直径の円筒形段部７ｔ−それぞれ有する
。これら段部は互いに相手側に対して同軸に配置される
。チューブ５は段部７に取付けられたフランジ８を用い
てハウジング１の尾部部分に確実に固定される。

段部６は放射方向の貫通通路９を有し、一方段部７は放
射方向の貫通通路１０と軸方向通路１１を有する。段部
６は、ハンマ２に後方作業室１２の境界を定めるために
ハンマ２の軸線方向凹部の内側に配置される。環状の凹
部１３がチューブ５の段部６と段部７との間に配置され
、その環状凹部１３の中で段部７上に軸方向の往復運動
する円筒形スリーブ１４が配置される。この円筒形スリ
ーブ１４は、スリーブ１４と段部６の内側円筒表面との
間の接触を防ぐために、段部６の内側直径よシも実質的
に小さい外径を有する。スリーブ１４と段部６との間に
環状通路１５が形成され、チューブ５０段部７にスプリ
ング１６が載置される。

スプリング１６の一端はフランジ８に担支され、他端は
スリーブ１４の端部表面に担支される。凹部１３を圧力
的に密封する手段がスリーブ１４の端部表面上に配置さ
れた弾性密封機素１７と段部６の内側部分内の座面１８
の形状で提供される。

スリーブ１４の移動はスチールケーブル（第１図および
第２図〕によって、あるいはその一端が空気供給ホース
２１に連結されているチューブ２０（第３図）によって
コン）ａ−ルされる。前記チューブ２０の他端は通路１
０に同定されたピン２２を用いてスリーブ１４に連結さ
れ、段部７に対する軸線方向の移動が可能である。

フランジ８内に作られた孔２４を通じて外界と連通可能
な内部区域２３が７１ウジング１内のノ蔦ンマ２とフラ
ンジ８との間に設けられる。

提案した装置は下記のように作動する。

（、）　　機械の前方衝撃作用の場合 スリーブ１４の正常位置、すなわち装置の頭部端部に対
して最先端にある位置がスプリング１６（第１図〕によ
って維持される。スリーブエ４のこの位置は機械の前方
衝撃作用に対応する。ノ１ウジング１内でのハンマの最
初の位置は任意である。

ケーブル１９は張力がかかっていない。作動に先立って
、機械は圧縮機（図示せず）に連結される。

ホース２１を用いることによって、機械は希望する方向
に向けられ、特種の仕掛は道具あるいは簡単なレバーに
よりて作られた前方の僅かに尖った部分が設けられた掘
られることになる土地に対して押付けられる。

その後に、圧縮機の出口弁が、圧縮空気をホース２１．
チューブ５の軸方向通路１１を通って後方作業室１２に
流すために開けられる。圧縮空気は、ハンマ２がハウジ
ング１の頭部部分の端部表面で停止する迄ハンマ２を動
かすように作用し、第１図に示されたようにハンマ２の
放射方向通路３を開く。それから圧縮空気は前方作業室
４に入る。室４の側でのハンマ２の作業表面域は室１２
側の表面域よシ大きいので、２つの室４．１２に等しい
圧力が加えられている時に室４側でハンマ２に加えられ
ている力は室１２側に作用する力より大きい。その結果
生ずる力の作用のもとに、ハンマ２はフランジ８の方（
第１図において右手側）に動かされることになる。

円筒形段部６によって放射方向通路３を閉鎖した後、す
なわち室４への圧縮空気の供給を停止した後でも引続い
て、ハンマ２は室４内の膨張空気の圧力の作用を受けて
その移動を続ける。ハンマ２の放射方向通路３が段部６
の放射方向通路９に一致すると、空気は室４から通路３
および通路９を通って凹部１３に入れられ、その後内部
区域２３に入って、フランジ８の複数の孔２４を経て外
界に逃失する。

室４には圧力がなくなシ、一方室１２は連続的に圧縮空
気の圧力に曝されているので、ハンマ２はハウジング１
の頭部端部に向けて（第１図で見た左側にン移動し、ハ
ウジングの内側端部面に衝撃を与える。

衝撃の瞬間に、室４は前述の方法で圧縮空気で充満され
、かくして前述のサイクルが繰返えされる。

ハウジング１上への衝撃作用は機械を地中に侵入させ（
孔を掘る場合〕、あるいは機械にスチールパイプが同軸
で連結されている場合には、地中にスチール／４イブを
押込ませる。

（ｂ）　　機械の後方作用の場合 このような逆転はその機械によって前に作られた孔から
機械を戻すために通常必要とされる。

機械を後方衝撃作用に切換えるために、圧縮空気の供給
を停止することなしにケーブル１９（第１図および第２
図）に引張力を与えること、そしてスプリング１６の圧
縮力に打勝つことによってスリーブの最も後方位置へス
リーブ１４を動かすこと、云い換えれば第１図に示され
た位置から第２図に示された位置に動かすことが必要で
ある。

この後者の位置で、弾性密封機素１７は座面１８との完
全な接触状態になり、それによって環状凹部１３が圧力
密封される。この事が円筒形段部７の放射方向通路１０
を開かせ、この事が段部６の半径方向通路９と環状凹部
１３の機能を換える。よシ詳しくはそれら部分は排出通
路のシステムから離されて、圧縮空気を作業室４へ供給
する通路のシステムへの保合に移されることになる。

第２図に示された提案された機械における複数の機素の
相対的な配置において、圧縮機から圧縮された空気はホ
ース２１と軸線方向通路１１に沿って後方作業室１２に
移動され、そして放射方向通路１０を通って環状凹部１
３に移動される。環状凹部１３内の圧縮空気の圧力は段
部７の座面１８に対して密封機素１７を押付けるように
スリーブ１４に作用してスリーブをその位置に保ち、か
くしてスプリング１６の圧縮力に打勝っている。

室１２内の圧縮空気の圧力の作用によって、ハンマ２は
ハウジング１の頭部端部の端部面に向ってその移動を開
始する。ハンマ２の放射方向通路３が段部６の放射方向
通路９に合うように動かされると、圧縮空気は環状凹部
１３から室１４に流れるようになる。この事がハンマ２
の移動を減速してハウジング１のフランジ８から一定の
距離でハンマ２を停止させる。

室４が圧縮空気で充満されると、ハンマ２はフランジ８
に向って移動してフランジ８に衝撃を与える。衝撃を与
えた瞬間に、圧縮空気は室４からハンマ２の放射方向通
路３を経て、第２図において最もよく示されるように内
部区域２３に入り、その後フランジ８の複数の孔２４を
経て外界に逃失する。

フランジ８に衝撃を与えた後に続いて、ハンマ２は前述
の方法でサイクルを再始動するために、ハウジング１の
頭部端部に向けてハンマの移動を開始するように室１２
内の空気の圧力によって打込まれる。

提案された機械の衝撃作用の信頼性の高い可逆性は下記
の条件が満たされた時に確実にされる。

Ｐｌ＞Ｐｒ　　　　　　（１） Ｐａ＞Ｐ２＋Ｐｒ　　　（２）　　ここでＰｌはスプリ
ング１６の初期圧縮力でラシ、Ｐ２はスプリング１６の
最終的な圧縮力で２１、Ｐｒは機械の前方衝撃作用の間
におけるホース２１の移動に対する抵抗（摩擦抵抗）の
力である（第３図）。

Ｐ＆は座面１８に向ってスリーブ１４を押付けるように
作用する、環状凹部１３内の圧縮空気の圧力によって生
ずる力である。

提案された機械の作用の逆転への切換は始動の前と前方
衝撃作用モードにおける作動中の両方で機械への圧縮空
気の供給を停止することなしに行うことができる。

機械の後方衝撃作用の間中で、環状凹部１３は連続的に
圧縮空気の圧力下にあシ、その事が環状凹部１３のスリ
ーブ１４による連続的閉鎖を保証し、その結果、スリー
ブ１４を座面１８に係合させる安定した位置を保証する
。

環状凹部１３の開放、すなわち大気中との連通は圧縮空
気の供給が停止された時にのみ可能であり、その事はス
リーブを第１図に示された位置にスプリング１６を用い
て移動することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気作動可逆性衝撃作動機の縦断
面図でおシ、機械の前方衝撃作用に対応する各機素の相
互位置を示している。 第２図は本発明による機械の逆転作用における各機素の
相互位置を示す第１図同様の縦断面図である。 第３図は本発明による機械の他の実施例を示す縦断面図
である。 １・・・ハウジング、２・・・ハンマ、３・・・ハンマ
の尾部端部における放射方向貫通通路、４・・・前方作
業室、５・・・段付形状のチューブ、６・・・チューブ
５の大直径の円筒形段部、７・・・チューブ５の小直径
の円筒形段部、８・・・フランジ、９・・・円筒形段部
６の放射方向貫通通路、１０・・・円筒形段部７の放射
方向貫通通路、１１・・・円筒形段部７の軸方向通路、
１２・・・後方作業室、１３・・・チューブ５の段部６
と段部７間の環状凹部、１４・・・スリーブ、１５・・
・環状通路、１６・・・スプリング、１７・・・密封機
素、１８・・・座面、１９・・・ケーブル、２０・・・
チューブ、２１・・・圧縮空気供給ホース、２２・・・
ピン、２３・・・内部区域、２４・・・フランジ８内の
複数の孔。 以下余白 （２１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　へ
１１０発　明　者　　アレキサンドル　デミ　　ソ連国
。 ヤノビチ　フイロノフ　　　２１ ０発　明　者　　ブラデイミール　バシ　　ソ連国。 リエビチ　クリマシコ　　チーラ ■出　願　人　　プロイズボドストベン　　ソ連国。 ノエ　オビエデイネニ エ　“ストロイマシ” ミンスク、ウリツアツンヤンスカヤ、２．コルプクワル
チーラ　１９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング（１）と、該ハウジング（１）内に往復
   移動可能に配置されたハンマ（２）と、段付き形状を有
   する円筒形チューブ（５）と、スプリングで付勢された
   円筒形スリーブ（１４）と、環状凹部（１３）を圧力的
   に密封する手段（１７、１８）を含んで成り； 前記ハンマ（２）はその尾部部分に一端を開放した軸線
   方向凹部を有し且つ前方作業室（４）について前記ハウ
   ジング（１）との境界を定める放射方向貫通通路（３）
   とを有し； 前記円筒形チューブ（５）は放射方向貫通通路（９）を
   具備した大直径の第１円筒形段部（６）と放射方向貫通
   通路（１０）を具備した小直径の第２円筒形段部（７）
   を有し、チューブ（５）の第１段部（６）は後方作業室
   （１２）を形成するために前記ハンマ（２）の凹部の中
   に配置されており、チューブ（５）の第２段部（７）は
   フランジ（８）を用いて前記ハウジング（１）の尾部端
   部に固定して取付けられており； 前記円筒形スリーブ（１４）は前記段付チューブ（５）
   の内側に配置されて軸線方向の移動が可能であり、且つ
   前記移動をコントロールする手段が設けられており、前
   記円筒形スリーブ（１４）が前記チューブ（５）とで環
   状凹部（１３）を形成している空気作動可逆性衝撃作用
   機において； 前記チューブ（５）の第１段部（６）と第２段部（７）
   が同軸に配置され、前記スプリングで付勢されたスリー
   ブ（１４）がチューブ（５）の第１段部（６）の内側で
   第２段部（７）上に配置され、前記スリーブ（１４）の
   外径がチューブ（５）の第１段部（６）の内径より実質
   的に小さくて、環状通路（１５）が前記第１段部（６）
   と前記第２段部（７）との間に設けられていることを特
   徴とする空気作動可逆性衝撃作用機。