JPS5833403B2 - 流体回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に流体で作動されるパーカッションドリル
または一般に流体ドリフタと呼ばれるものに関する。

さらに詳細には本発明はドリルが穴明けの困難なところ
で用いられるときにインパクト機構に最大流体力を与え
るようになった、そのようなドリルと共に使用するため
の制御回路に関する。

これまで掘削を均一なものにするためおよびドリルビッ
トの疲労を均一にさせるために、掘削中にドリルビット
を回転させるための独立した装置を用いることは知られ
ている。

またインパクト機構の往復動作を生じさせるために別個
の動力源を用いることも知られている。

流体ドリフタの一例は本国特許第３７０１３８６号に示
されており、その内のインパクト機構をここに概略的に
示す。

上記のことに加えて、別個の動力源がインパクト機構と
掘削されるべき地層に向うビットとを動かしそしてドリ
ルが′さらに高速で掘削を行うように、そこに連続した
動力を与える送り機構を駆動するために設けられる。

この動力源はまたドリルのビットの交換、ドリルスチー
ル等の付加または除去のため、地層からインパクト機構
を離すためにも用いられる。

各穴明は操作中、そして特に掘削の困難な地層に出会っ
たときに、この送り機構はインパクト機構に動力を与え
る。

送り機構が設置条件に近づきあるいは到達すると、流体
送り回路内の圧力が予定値を越えないようにするための
逃がし弁が設けられる。

通常はこの圧力は設置条件に近づくとき予定値を越え、
そして流体が流体溜めに循環によりもどされる。

このような回路に用いられる定変位ポンプはこのときか
なりの流体が付加的な仕事をせずにこの回路を循環する
ため極めて能率の悪い動作をすることになる。

本発明の一つの目的はインパクト機構に付加的な力を与
えるために送り機構内のポンプによっつ（られる過圧力
を利用する流体ドリフタを附勢するための改良された流
体回路を提供することである。

他の目的は、比較的掘削し易い地層に遭遇したときに、
制御回路が自動的に流体の分岐を防止するような、改良
された流体回路を提供することである。

さらにもう一つの目的は、インパクト機構の地層に向い
或は地層から離れる運動の間流体の分岐を防止するよう
に自動的に閉じる、ドリフタ用の改良された液圧回路を
提供し、送り機構に全流体流が与えられるようにするこ
とである。

附加的な目的は、インパクト機構及び送り機構の両者に
対して電流状態が要求されるような地層状態或は作業状
態であるときに、インパクト機構に対する金泥及び送り
機構に対する金泥が共に与えられるような、流体ドリフ
タの改良された制御回路を提供することである。

本発明が提供するものは、流体ドリフタによって与えら
れる送り力とインパクト力とを制御する、改善された流
体回路である。

この流体回路は、附勢される往復ピストンを有してイン
パクト力を生じさせるようにするインパクト機構と、流
体モータによって附勢され、掘削されている地層に向っ
て、及び該地層から離れるように前記のインパクト機構
を動かすようにする送り機構とを有している。

本発明の回路装置は、さらにその特徴として、インパク
ト機構に通じて該インパクト機構に加圧流体を供給する
導管を有する第１の出力手段と、送り機構に通じて該送
り機構に加圧流体を供給する導管を有する第２の出力手
段と、入口が前記の第２の出力手段中の導管に連結され
、出力が前記の第１の出力手段中の導管と連結される弁
手段とを有する。

この弁手段は通常的には閉じているが、第２の出力手段
中の圧力が予め定められた圧力を越える時に、該第２の
出力手段中の導管から第１の出力手段中の導管へ流体を
通過させるようにし、それによってインパクト機構がフ
ィード機構から加圧流体を受入れてインパクト力を増大
させるようになっている。

以下図面について上記目的を達成するための本発明の詳
細な説明する。

図面は流体ドリフタ１０と流体動力回路を示す。

ドリフタ１０は往復ピストンまたはストライカ１６を包
むハウジング１４を有するインパクト機構１２を有する
。

ハウジング１４はピストン１６の往復動作を生じさせる
ように孔と通路で適正に構成される。

シャンクパー１８はハウジング１４から伸びる。

シャンクパー１８の一端はピストン１６が当るようにな
っており、他端はその下端でドリルビット２２に接続す
るドリルスチール２０に接続している。

勿論必要であれば複数のドリルスチール２０を使用して
もよい。

この部材はドリフタ１０で掘削される穴の深さの関数で
ある。

流体回転モータ２４がハウジング１４”に装着される。

モータ２４の目的は地層の掘削中にシャンクパー１８、
ドリルスチール２０およびドリルピッ１２２０回転を生
じさせることである。

インパクト機構１２は送り機構２６に装着される。

送り機構は掘削されるべき地層に対してインパクト機構
１２を動かすようになっている。

同じく流体的に附勢される送りモータ２８は送り機構２
６に装着されてインパクト機構１２を所望の方向に動か
すように構成される。

前述のように、回転モータ２４はビット２２の回転を与
えるように構成される。

モータ２４の動力は導パイプ３２でモータ２４に接続す
る回転ポンプ３０からとり出される。

モータ２４は同じくパイプ３４により流体溜め３６に接
続する。

パイプ３２と３４に動作しうるように配置されているの
は三位量弁３８であり、その一つの位置でポンプ３０か
らモータ２４への流れを阻止し、第二位置でポンプ３０
からモータ２４への流れを可能にする。

第三位置で流体はポンプ３０からパイプ３４を通りモー
タ２４へそしてパイプ３２を通り溜め３６へと流れる。

弁３８は第一、三位置のときモータ２４を夫々逆の方向
に回転させることになる。

ピストン１６を駆動する動力はパイプ４４に接続するパ
イプ４２を介してインパクトポンプ４０からとり出され
る。

パイプ４４はポンプ４０から溜め３６へ二位置インパク
ト弁４６を介して伸びる。

弁４６が図示の位置のとき、ポンプ４０からの流体は弁
４６を通り溜め３６に流れ、かくしてパイプ４２を通っ
てピストン１６には向わない。

弁４６が他の位置のとき溜め３６へと伸びるパイプ４４
は阻止され、その結果流体はパイプ４４からパイプ４２
を通りインパクト機構１２へと向い、ピストン１６を往
復させる。

インパクト機構に連結される導管すなわちパイプ４２，
４４、弁４６並びにポンプ４０の組合せを、第１の出力
手段と指称する。

送りモータ２８を駆動する動力は送りポン７４８により
与えられる。

ポンプ４８はパイプ５２により三位量弁５０に接続する
。

弁５０はパイプ５４によりモータ２８の一方の側にそし
てパイプ５６により他方の側に接続する。

図示のごとく、パイプ５４は弁５０からモータ２８に直
接伸びている。

減圧装置５８がパイプ５６に設げである。送り機構に通
ずる導管すなわちパイプ５２，５６、弁５０並びにポン
プ４８の組合せを第２の出力手段と指称する。

装置５８は可調整の減圧装置６０とチェック弁６４を含
んだバイパス６２を有する。

弁６４は流体がモータ２８からパイプ５６を通るときバ
イパス６２を自由に流れうるようにするが、その流れが
パイプ５６を通ってモータ２８に入るときそれを阻止す
るように構成される。

かくして減圧装置６０は流れがパイプ５６を通りモータ
２８へと向うときのみ有効となる。

パイプ５６を通りモータ２８への流れはモータ２８を送
り機構２６とインパクト機構１２を穴明けされるべき地
層に向けて駆動する方向に回転させる。

弁５０は一つの位置で流体をパイプ５２を通じ送りポン
プ４８から該弁５０を介して直接パイプ５４に、そして
モータ２８へと流すように構成される。

パイプ５４から流体が入っているとき、モータ２８はそ
の地層からインパクト機構１２をはなすような方向に回
転する。

流体がパイプ５４からモータ２８へと流れるとき、その
流体はバイア５６を通りそして弁５０を通り、そこでパ
イプ６６から溜め３６に向げられる。

バイブロ８は減圧弁５８と送り弁５０の間のパイプ５６
から、インパクト機構１２に入るバイア４２の中間部ま
で伸びる。

バイブロ８内に動作的に配置されているのは可調整の感
圧バイパス弁７０であり、この弁は通常は閉じているが
モータ２８とパイプ５６内の圧力が予定のプリセット値
を越えるときバイブロ８を通りパイプ４２に向う流れを
許すようになっている。

弁７０は好適にはパイプ５２と５６内の最大期待圧また
は最大所望送り圧よりわずかに高い圧力で開くようにセ
ットされる。

これまで述べたところから、モータ２８はインパクト機
構１２とビット２２を地層と係合させるように駆動する
ことがわかる。

モータ２８はプリセットされた予定値をこえるまで地層
の抵抗によりそこに圧力が生じるまでそこに力を加えつ
づける。

この点で、バイパス弁７０が開いてパイプ５６を通じて
流れる過度の流体圧力がバイブロ８を通り４２を介して
インパクト機構１２に流れるようにする。

この付加的な流体の流れと圧力はインパクト機構１２に
適用される動力を増加させ、それによりさらに高い効率
が地層の穴明けにおいて得られる。

流体ドリフタ１０の動作の説明のためにこれが掘削され
るべき地層に隣接して置かれているものとする。

ポンプ３０，４０，４８が動作していると、回転弁３８
は流体がポンプ３０からパイプ３２を通じてモータ２４
に流れて出してそこからパイプ３４を通り、溜め３６に
もどるような位置に動かされる。

もしビット２２を反対方向に回転したい時には、流れが
パイプ３４を通って反対方向に流れるように弁３８を位
置度えすることが出来る。

ピストン１６の往復は必要であればビット２２が掘削さ
れるべき地層と係合する前にスタート出来る。

ピストン１６の往復は流体がポンプ４０からパイプ４４
，４２を通りインパクト機構１２に流れるようにインパ
クト弁４６を閉じることにより行われる。

利用しうるドリフタ１０の一つの形式のものの動作の詳
細は米国特許第３７０１３８６号にある。

インパクト機構１２が送り機構２６の上の位置にあると
、ピストン１６はシャンクパー１８、ドリルスチール２
０、ビット２２が・・ウジング１４のバー１８とピスト
ン１６が係合しない位置にこれら部材を保持するに充分
な重量をもつためにシャンクパー１８には当らない。

地層に向ってのインパクト機構１２の動作は弁５０をポ
ンプ４８からモータ２８への流れがパイプ５２，５６を
通じで生じる位置に動かすことにより行われる。

モータ２８からの流体はパイプ５４、弁５０、パイプ６
６を通り溜め５６にもどる。

この流れ方向ではモータ２Ｂはインパクト機構１２が下
向きすなわち地層に向って動かされるような適正な回転
方向を有する。

ビット２２が地層と係合した後にパイプ５６の流体圧は
モータ２８に加えられてインパクト機構を地層に対して
保持するための下向きの力を維持する。

この時間中ピストン１６は往復してバー１８と係合し、
そしてインパクト力をビット２２に与える。

掘削が比較的容易であれば、すなわちビット２２が大き
な困難を伴ずに貫通すれば、この系全体は上述のごとく
に動作しつづける。

他方、それが困難であればモータ２８はインパクト機構
１２に下向きの力を与えつづけるがインパクトの動作は
殆んどあるいは全く生ぜず、かくしてモータ２８は設置
条件に近づく。

この条件に近づくと、バイパス弁７０のプリセット圧を
越える圧力がモータ２８とパイプ５６に生じる。

これが生じると、バイパス弁７０が開き、パイプ５２か
ら前述のようにパイプ４２と接続するパイフロ８へ流れ
うるようにする。

ポンプ４８はこのときポンプ４０によりインパクト機構
１２に供給されている流体を増加するためパイプ４２を
通りインパクト機構１２に加圧流体を供給している。

かくして穴明けが極めて困難な場合ではこの系は地層貫
通速度を増すためインパクト機構１２に付加的動力を供
給するための手段を与える。

そして再び掘削が容易な地層に遭遇した時、バイパス弁
７０は閉じてバイブロ８に向う分岐する流れは停止する
。

地層からビット２２を除去する必要があるとき、弁５０
はポンプ４８が流体をパイプ５４を介してモータ２８に
供給する位置にもどされる。

この流れが生じると、モータ２８の回転方向は逆転して
バイパス弁７０が閉じ、モータ２８からの流体がパイプ
５６と弁５８のバイブロ２とを通り６６を介して溜め３
６に流れるようにする。

モータ２Ｂのこの方向の回転はインパクト機構１２を上
向きに、すなわち地層から離れるように動かす。

ドリフタ１０はこのときは父そのスタート位置にもどさ
れる。

必要であればこの回転弁、インパクト弁、および送り弁
は閉位置としうる。

上記したことから、この系はインパクト機構１２に最大
力が必要なときにインパクト機構のピストン１６に最大
圧最大量の流体を与えるものであることがわかる。

この系はまた掘削が最も困難であるときドリフタ１０に
送り力を維するために充分な量の流体を送りモータに与
える。

ポンプ４８からのこの流体の量と圧力は必要時に自動的
に別方向にふり分けられ、そしてしかもインパクト機構
１２をいずれかの方向に送り機構２６に沿って高速で動
かす必要のあるときに送りモータ２８へ最大流体量を与
える。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による流体ドリフタの制御用の流体回路の
概略図である。 １０・・・・・・ドリフタ、１２・・・・・・インパク
ト機構、１６・・・・・・ピストン、２４・・・・・・
流体モータ、２６・・・・・・送り機構、２８・・・・
・・送りモータ、３０・・・・・・ポンプ、４０・・・
・・・インパクトポンプ、４６・・・・・・インパクト
弁、４８・・・・・・送りポンプ、５０・・・・・・送
り弁、５８・・・・・・減圧装置、６４・・・・・・チ
ェック弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体ドリフタによって与えられる送り力とインバク
   ・トカとを制御する流体回路において、流体圧によって
   附勢される往復ピストンを有してインパクト力を生じさ
   せるようにするインパクト機構と、流体モータによって
   附勢され、掘削されている地層に向って、及び該地層か
   ら離れるように前記のインパクト機構を動かすようにす
   る送り機構とを有する流体回路であって、 インパクト機構に通じて該インパクト機構に加圧流体を
   供給する導管を有する第１の出力手段と、送り機構に通
   じて該送り機構に加圧流体を供給する導管を有する第２
   の出力手段と、 入口が前記の第２の出力手段中の導管５６に連結され、
   出口が前記の第１の出力手段中の導管４２と連結される
   弁手段７０であって、通常的には閉じているが、第２の
   出力手段中の圧力が予め定められた圧力を越える時に、
   前記の導管５６から前記の導管４２へ流体を通過させる
   ようにし、それによってインパクト機構が送り機構から
   加圧流体を受入れてインパクト力を増大させるようにな
   っている弁手段、 とを有する流体回路。