JPH0785869B2

JPH0785869B2 - 掘削機の軸線方向ベアリングのための装置

Info

Publication number: JPH0785869B2
Application number: JP62108737A
Authority: JP
Inventors: サルミペッカ; キーッカティモ; ムートネンティモ
Original assignee: オイタンペラアクチ−ボラグ
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: GB2193919B; ZA872796B; CH673615A5; US4934465A; SE8701807D0; DE3712485A1; SE500920C2; FI861851A0; FI861851L; AU583725B2; DE3712485C2; AU7185287A; SE8701807L; GB8709594D0; CA1297866C; JPS62259784A; ATA94487A; AT392670B; GB2193919A; FR2598111B1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、本体と、該本体中に嵌合されている衝撃装置
と、該衝撃装置の軸線方向延長部上に位置しているシャ
ンクの回転装置として機能する回転ブッシングと、前記
シャンクを介して前記本体に作用される軸線方向の力を
受留めるために前記本体内に備えられた軸線方向ベアリ
ングとを含む掘削機に設けられた装置であって、前記軸
線方向ベアリングが弾性的に作動するように該軸線方向
ベアリングに圧力媒体を作用させて該軸線方向ベアリン
グを軸線方向に移動可能とする、軸線方向ベアリングの
ための装置に関する。

従来の技術従来の液圧式の衝撃掘削機においては、本体の中に組込
まれた衝撃装置は、掘削ロッドに締付けられるようにな
つたシヤンク上に連続的な軸線方向の衝撃力を与えよう
とするものである。前記シヤンクは、例えば、本体によ
つて支持された回転機構と係合する回転ブツシングによ
つて、本体内に回転自在に、及び軸線方向に滑動自在に
取付けられている。さらに、前記本体は送り架台によつ
て支持され、それに締付けられており、前記送り架台上
において、掘削機は掘削設備の送りビームに沿つて移動
させることができる。

岩石掘削においては、衝撃インパルスが岩石から掘削機
の方へ反射され、そのインパルスによつて生じる力は掘
削機の中で何らかの方法で受留めなければならない。掘
削機を反射衝撃状の引張インパルスに対して保護するた
めに、各種の弾性的な軸線方向のベアリング装置がこの
力を受留めるために開発されてきた。既知の弾性的な軸
線方向ベアリング装置としては、フインランド国特許明
細書第58,816号、ドイツ国公告明細書第2,738,956号、
スウエーデン国公開明細書第440,873号、及びドイツ国
公開明細書第2,610,619号に開示されている装置があ
る。

発明が解決しようとする問題点これらの既知の弾性的な軸線方向ベアリング装置の欠点
は、例えば、その複雑なこと、多数のシールを要するこ
と、また弾性を調節する可能性がない、即ち、既知の軸
線方向べアリングの弾性が一定であるという点である。
さらにその他の欠点は、弾性効果が時間遅れを伴つて現
れ、また掘削機に伝えられる送り力によつて左右される
という点である。

問題点を解決するための手段本発明の目的は、従来技術の前記欠点をなくすことので
きる、掘削機の軸線方向ベアリングのための装置を提供
することにある。後に説明する本発明の実施例に用いら
れている符号を参考のために付記して記述すると、本発
明は、本体６と、該本体６中に嵌合されている衝撃装置
１と、該衝撃装置１の軸線方向延長部上に位置している
シャンク２の回転装置として機能する回転ブッシング３
と、前記シャンク２を介して前記本体６に作用される軸
線方向の力を受留めるために前記本体６内に備えられた
軸線方向ベアリング４とを含む掘削機に設けられ、前記
軸軸方向ベアリング４が弾性的に作動するように該軸線
方向ベアリング４に圧力媒体を作用させて該軸線方向ベ
アリング４を軸線方向に移動可能とする、軸線方向ベア
リング４のための装置において、前記軸線方向ベアリン
グ４の圧力媒体の圧力及び体積流量は調節可能であっ
て、前記掘削機が通常の作業状態にある場合に、前記軸
線方向ベアリング４の位置Ｙが、該軸線方向ベアリング
の両端位置0,ΔＸの間にあるようにされることを特徴と
する。

本発明による装置の利点は、軸線方向ベアリングがシヤ
ンクに作用する反射インパルスに対する反作用が時間遅
れのないように行われるように調節可能であるという点
にある。さらに他の利点は、軸線方向ベアリングの弾性
が、シヤンクに作用する圧縮反射が掘削機を引張る引張
反射に変化することを防ぐようにすることができ、その
結果として、掘削機に加えられる伸びが従来技術に比べ
て相当減少されるという点にある。本発明による構造
は、例えば、シールを全く必要としないので、簡単であ
る。この簡単な構造のおかけで、製造費や保守費は従来
技術に比べて安い。

以下、本発明について、添付図面を参照しながら、幾つ
かの好的実施例によつて、より詳しく説明することにす
る。

実施例第１図の実施例においては、それ自身よく知られた方法
で、多数の部品によつて形成された本体６の中で衝撃ピ
ストン１が移動可能になつている。前記本体にはシヤン
ク２が支持されていて、それは軸線方向に移動可能であ
り回転可能になつている。前記シヤンク２の回転運動は
分離的な液圧モータ及びギヤ駆動装置によつて行われ
る。この液圧モータ及びギヤ駆動装置は図示されていな
い。回転ブツシング３の外周部には前記ギヤと噛合する
歯が設けられている。回転ブツシング３の内面にはシヤ
ンクの係合歯に関して軸線方向に移動可能な係合歯が設
けられている。回転ブツシング３の外周部は、その両端
において、本体６内に半径方向に取り付けられている。
前記シヤンク２は本体６内においてその前端に取り付け
られ、その後端はベアリング８によつて回転ブツシング
３の中で軸線方向に取り付けられている。

上述したことは当業界においては明らかなことであり、
従つてこれらの詳細や機能についてはここではこれ以上
のことは記述しないことにする。

岩石から掘削機に向かって反射する衝撃インパルスがシ
ャンク２を介して本体６に伝達されるが、この衝撃パル
スを弾性的に受留めるために、シャンク２と本体６との
間には軸線方向ベアリング（圧力ベアリング）が備えら
れている。この軸線方向ベアリングが弾性的に作動する
ように、この軸線方向ベアリングに圧力媒体を作用させ
て、この軸線方向ベアリングを軸線方向に移動可能とし
ている。本発明によると、軸線方向ベアリングの圧力媒
体の圧力及び体積流量は、掘削機の通常の作業状態にお
ける軸線方向ベアリングの位置が、軸線方向ベアリング
の両端位置の間になるように、調節可能になつている。
前記軸線方向ベアリングは好ましくは複数個のピストン
４からなり、これらは本体の中で軸線方向チエンバーの
中でも均一間隔をおいて配置されており、前記チエンバ
ーはシヤンク２の外周に配置され、パイプ７を介して互
いに他と連通している。この構造は第２図から特に明ら
かになる。

第１図から明らかなように、パイプ７は、チエンバー内
におけるピストンの後方で、チエンバーの底部分へ開き
込んでいる。この表現との関連でいうと、掘削機は供給
方向において見られることになる。前記パイプ７は環状
パイプ7aと、このパイプ7aとチエンバーとを相互連結す
るパイプ7bと、入口パイプ7cと、出口パイプ7dとからな
つている。第１図に示す実施例においては、ピストン４
の位置を調節するための圧力媒体は、シャンク２及び回
転ブッシング３のための潤滑用としても使用されてい
る。すなわち、出口パイプ7dから排出された圧力媒体
は、チョーク12を通って、シャンク２及び回転ブッシン
グ３（シャンのカップリング）に流れて、これらを潤滑
している。入口パイプ7cには、軸線方向ベアリングのパ
イプ７における圧力媒体の流量と圧力とを調節するため
に、後述するような液圧的な構成要素が取り付けられて
いる。

軸線方向ベアリングのピストン４の前方への運動は本体
６の中に設けられたリング５によつて制限され、前記リ
ングの内周はピストン４の外周エツヂの周りを包絡した
円周よりも小さい。各ピストン４の後方への運動は対応
するチエンバーの底部によつて制限されている。回転ブ
ッシング３は、前端においては本体６によって支承さ
れ、後端においてはピストン４によって支承されるよう
になっている。ピストン４はどのようなシールもなしに
所定位置に配置されているので、圧力流体は漏れようと
する。本体６内のシヤンクの後端には、圧力流体が衝撃
空間の中へ入り込むのを防ぐために、シール９が設けら
れている。さらに、シール11が、圧力流体として作用す
る油が本体６の前部から出ていくのを防いでいる。上記
において前端とか前部とかの“前”とは、掘削機の送り
方向、すなわち第１図において右から左へ向かう方向に
おける前方を意味し、後端とかの“後”とは、掘削機の
送り方向における後方を意味する。

回転ブツシング３とシヤンク２のカツプリングとに関す
る構造と潤滑とは、例えば、フインランド特許明細第6
6,459号に記述されているようなものであつてもよい。
潤滑に関していうと、ここでは、空気がシール９の前方
においてシヤンク２の後端に吹きかけられると言うこと
ができる。第１図においては、空気の流れは（IP）によ
つて示されている。空気の機能は、油をベアリング上の
潤滑点にまで送給し、流れの変化を補償し、キヤビデシ
ヨンの発生を防止することである。空気は、油がフイル
ターにかけられ、タンクの中へ送られる前に、油から除
去される。

第１図の実施例に用いられている軸線方向ベアリング
は、第３図から第５図においては拡大されて示されてい
る。本発明について、以下それらの図を参照しながら記
述する。

第３図において、軸線方向ベアリングのピストン４の運
動の制限範囲は、参考文字（△Ｘ）で示されている。こ
こで用いられる“運動の制限範囲”という表現はピスト
ンが動くことのできる軸線方向の運動範囲を意味してい
る。上述したように運動の範囲は、リング５及びチエン
バーの底部とによつて制限されている。第３図において
は、ピストン４はチエンバーの底部から測つて（Ｙ）の
位置に位置している。パイプ７に供給された圧力はピス
トン４に力を加え、各々のピストン４が回転ブツシング
３の上に押し付けられ、これがさられにシヤンク２上に
押し付けられる。この状態を示したのが第３図である。

衝撃ピストン１のシヤンク２と頭部上における行程はス
テツプ状のものであり、シヤンクを急速に（△Ｚ）だけ
移動させる。これが第４図に示されている。

その後、回転ブツシング３はピストン４によつて移動さ
せられて、急速にシヤンク２の動きに追従し、従つて再
び回転ブツシングはシヤンク２に押し付けられることに
なる。これが第５図に示されている。

衝撃ピストン１によつて生じた行程の後で、岩石から反
射された応力インパルスは、シヤンク２を上述した方向
とは逆の方向へ、急速にステツプ状に移動させる。反射
されたインパルスが到着すると、回転ブツシング３は、
しかしながら、第５図に示した位置にあつて、従つて、
シヤンク２の軸線方向の運動は軸線方向ベアリングの弾
性ピストン４によつて受留められる。ピストン４と回転
ブツシングとは、余り遅れもしないで、シヤンクの動き
に追従するので、シヤンク２に作用する反射インパルス
は、反射インパルスの入力遅れとは無関係に、軸線方向
ベアリングのピストンによつて受留めることができる。

もし、ピストン４が最前方位置へ移動された状態、即
ち、Ｙ＝△Ｘの状態になると、ピストン４はそれ以上シ
ヤンクの移動に追従できなくなる。従つて、シヤンク２
は何の支持もなしに残されることになり、従つてシヤン
ク上に作用する反射された圧縮応力インパルスが引張イ
ンパルスとして戻つてきて、装置及びその連結部を引張
ることになる。回転ブツシング３は掘削機に伝えられる
供給力によつて移動され、シヤンク２をつかまえること
になる。しかしながら、このことは非常な時間遅れを伴
つて生じ、その時間の間に軸線方向ベアリングのピスト
４はシヤンク上に作用する反射インパルスを減衰させる
ことができない。

他方では、ピストン４が最後方位置、即ち、Ｙ＝０の位
置にある時には、弾性は全く関係がないことがわかるで
あろう。

今までに述べてきたことを基にすると、第３図から第５
図までの操作を得るため、即ち、全ての条件の下で弾性
を得るために、掘削機の操作中にピストンは前述した両
端位置の間に位置していなければならないことがわか
る。従つて、ピストンの位置は次の条件を満足しなけれ
ばならない。

０＜Ｙ＜△Ｘこの条件は軸線方向ベアリングの圧力媒体の圧力及び体
積流量が調節されて、通常状態におけるピストンの位置
が常に両端位置の間にあることを含んでおり、従つて全
ての通常運動条件の下での減衰ピストン４の両方向への
動きが可能となる。

第１図は前述してきた操作を行うことのできる１つの好
ましい液圧連結を示している。圧力媒体として用いられ
る液圧流体は、ポンプ20によつてパイプ17を通つて、抵
抗カウンター弁13を通つて入口パイプ7Cの中へ供給され
る。圧力調節弁15によつて系統の圧力を適当に調節する
ことによつて、望みの操作が行われる。軸線方向のベア
リングの弾性は抵抗カウンター弁13によつて望みの値に
調節することができる。ピストン４の速さは、カウンタ
ー弁13を介してパイプ７を加圧する蓄圧器14によつて得
られる。

第６図から第８図は本発明の他の実施例を示しており、
軸線方向ベアリングそれ自身は第１図の実施例と類似し
ているが、液圧連結部が第１図の液圧連結部と異なつて
いる。

第６図から第８図までの例においては、パイプ７の平均
圧力は弁15によつて調節される。従つて前記弁15は、例
えば、１つのピストン４の位置を基礎にして機械的に制
御される。そのような制御について認識するための方法
が第８図に示されている。

第８図を参照すると、圧力調節弁15は１つのピストン４
に機械的に連結されたスピンドルによつて形成されてい
る。これによつてピストン４がスピンドル15を直接的に
制御し、これがさらに軸線方向のベアリングの入口パイ
プ7cに連結されたパイプ（Ａ）（第８図参照）の圧力を
調節し、この圧力はピストン４の位置に応じて、ポンプ
20の圧力（Ｐ）（パイプ17）あるいは絞られたタンク連
結部16（第８図参照）の圧力のいずれかに連結されてい
る。ピストン４が最前方限度に接近すると、パイプ７の
中の圧力は減少し、また、対応的に、ピストン４が最後
方位置に接近すると、パイプ７の中の圧力は増加する。
このようにして、ピストンの平均的な位置はこれら両端
位置の間に位置することになる。

上述の実施例は本発明を拘束しようとするものではな
く、本発明は特許請求の範囲の中で各種変更することが
できる。従つて、本発明あるいはその部分は図面に示し
たものと全く同じである必要はなく、他の種類の解決法
も同様に可能である。第６図の実施例においては、弁15
はまた、１つのピストンの平均的な位置を測定する計測
センサーから得られる信号によつて制御することもでき
る。従つて、弁15は、例えば、電気的な比例弁であつて
もよい。ピストンが位置しているチエンバーはどのよう
な適当な方法、例えば、本体内に適当な寸法のシリンダ
ーを孔ぐりすることによつて構成することもできる。従
つて、ピストンは直線的なシリンダーピン等で作つても
よい。軸線方向ベアリングは必ずしも図面通りのピスト
ンによつて形成されなくてもよいが、他の種類の解決
法、例えば、低い円筒状の本体によつて形成されたベア
リングであつてもよい。軸線方向ベアリングの調節のた
めに用いられる液圧系統は、図からわかるように、シヤ
ンクのカツプリングの潤滑系統と直列的に連結されてい
てもよいが、これが唯一の可能性のあるものではなく、
軸線方向ベアリングの調節系統とシヤンクのカツプリン
グの潤滑系統とは、もし必要ならば、分離的な独立系統
によることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の軸線方向ベアリングを備え
た掘削機の側面図、第２図は第１図のII−II線に沿つて
みた断面図、第３図は本発明の別の実施例の拡大図、第
４図は衝撃ピストンがその行程を完了した後の第３図に
示された実施例の状態を示す図、第５図は第３図に示さ
れた実施例のピストンが移動した後の状態を示す図、第
６図は本発明の他の実施例による装置を備えた掘削機を
示す図、第７図は第６図のVII−VII線に沿つてみた断面
図、第８図は第７図に示された装置の１つの好ましい実
施例を示す図である。図において、１……衝撃装置２……シヤンク３……回転ブツシング４……ピストン６……本体７……パイプ 12……チヨーク 13……抵抗カウンター弁 14……蓄圧器 15……圧力調整弁 16……タンク連結部 20……ポンプである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体（６）と、該本体（６）中に嵌合され
ている衝撃装置（１）と、該衝撃装置（１）の軸線方向
延長部上に位置しているシャンク（２）の回転装置とし
て機能する回転ブッシング（３）と、前記シャンク
（２）を介して前記本体（６）に作用される軸線方向の
力を受留めるために前記本体（６）内に備えられた軸線
方向ベアリング（４）とを含む掘削機に設けられ、前記
軸線方向ベアリング（４）が弾性的に作動するように該
軸線方向ベアリング（４）に圧力媒体を作用させて該軸
線方向ベアリング（４）を軸線方向に移動可能とする、
軸線方向ベアリング（４）のための装置において、前記軸線方向ベアリング（４）の圧力媒体の圧力及び体
積流量は調節可能であって、前記掘削機が通常の作業状
態にある場合に、前記軸線方向ベアリング（４）の位置
（Ｙ）が、該軸線方向ベアリングの両端位置（0,ΔＸ）
の間にあるようにされることを特徴とする、掘削機の軸
線方向ベアリングのための装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
て、前記軸線方向ベアリングは軸線方向チェンバー内に
組込まれた複数個のピストン（４）によって形成され、
前記チェンバーは前記シャンク（２）の円周方向におい
て前記本体（６）の中に配置され、かつパイプ（７）を
介して互いに他と連通している、掘削機の軸線方向ベア
リングのための装置。
【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
て、前記パイプ（７）の中へ供給される圧力媒体の圧力
は、圧力媒体を供給しているポンプ（20）の吐出側に設
けられた圧力調整弁（15）によって望みの値に調節する
ことができ、前記圧力媒体は抵抗カウンター弁（13）を
介して前記パイプ（７）内へ供給されるようになってお
り、前記軸線方向ベアリングの弾性は抵抗カウンター弁
（13）によって調節可能であり、また前記ピストン
（４）を急速に動かすために圧力媒体を加圧すること
は、前記抵抗カウンター弁（13）を介して前記パイプ
（７）に連結された蓄圧器（14）によって行われる、掘
削機の軸線方向ベアリングのための装置。
【請求項４】特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
て、前記パイプ（７）の圧力調整は、圧力媒体を供給し
ているポンプ（20）の吐出側に設けられた圧力調整弁
（15）によって、該パイプ（７）の平均圧力を調節する
ことによって行われる、掘削機の軸線方向ベアリングの
ための装置。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の装置におい
て、前記圧力調整弁（15）の調節は１つのピストン
（４）の位置を基礎にして行われる、掘削機の軸線方向
ベアリングのための装置。
【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の装置におい
て、前記圧力調整弁（15）は前記ピストン（４）に機械
的に連結されたスピンドルによって形成され、前記スピ
ンドルは前記パイプ（７）の中へ供給される圧力媒体の
圧力を、前記ピストン（４）の位置に応じて、前記ポン
プ（20）の圧力と、絞られたタンク連結部（16）の圧力
との間に調節するように配置されている、掘削機の軸線
方向ベアリングのための装置。
【請求項７】特許請求の範囲第４項記載の装置におい
て、前記圧力調整弁（15）は前記ピストン（４）の平均
位置を測定する計測センサーからの信号によって調節可
能な、電気的な比例弁である、掘削機の軸線方向ベアリ
ングのための装置。
【請求項８】特許請求の範囲第３項から第７項までのい
ずれか１項に記載の装置において、前記軸線方向ベアリ
ング（４）の位置を調節する圧力媒体系統は、チョーク
（12）を介して前記シャンク（２）のカップリングの潤
滑系統と直列に連結されている、掘削機の軸線方向ベア
リングのための装置。
【請求項９】特許請求の範囲第１項から第８項までのい
ずれか１項に記載の装置において、前記ピストン（４）
の端面は、前記回転ブッシング（３）のためのベアリン
グ面として機能する、掘削機の軸線方向ベアリングのた
めの装置。
【請求項１０】特許請求の範囲第１項から第９項までの
いずれか１項に記載の装置において、前記ピストン
（４）は、硬金属、ステライト、等の耐摩耗性材料でで
きている、掘削機の軸線方向ベアリングのための装置。