【手続補正書】
【提出日】平成19年1月17日(2007.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を含むフレームと、
該空間へ連絡する少なくとも２つの圧力媒体流路と、
前記フレーム内の空間に配設され、第１の制御方向および第２の制御方向に前後に移動可能であり、制御要素がその作動サイクルに従って前後に移動すると前記圧力媒体流路を開閉する制御要素と、
少なくとも１つの第１の作動与圧空間および少なくとも１つの第２の作動与圧空間と、
前記制御要素がその方向を変更すると圧力媒体を第１の作動与圧空間へ供給する第１の制御圧流路と、
前記制御要素がその方向を変更すると圧力媒体を第２の作動与圧空間へ供給する第２の制御圧流路と、
第１の作動与圧空間に作用する圧力媒体の影響によって前記制御要素を第１の制御方向に移動させる少なくとも１つの第１の作動正圧面と、
第２の作動与圧空間内で作用する圧力媒体の影響によって前記制御要素を第２の方向に移動させる少なくとも１つの第２の作動正圧面とを含む、打撃装置の作動サイクルを制御する制御弁において、該制御弁は、
前記制御要素が第１の制御方向に向かって中央位置から第１の最遠位置へ移動すると、第２の作動与圧空間が閉じて密閉与圧空間が形成され、これと同様に、前記制御要素が第２の制御方向に向かって中央位置から最遠位置へ移動すると、第１の作動与圧空間が閉じて密閉与圧空間が形成され、
密閉与圧空間内の圧力媒体は、前記制御要素の運動エネルギーを圧搾して圧力エネルギーに変換し、
前記制御要素がその方向を変更すると、密閉与圧空間内の圧力媒体は再変換されて運動エネルギーになることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の制御弁において、
前記制御要素は長尺状スリーブであって外周および内周を含み、
前記フレーム内の空間の制御要素の周囲には作動与圧空間が形成され、
第１の作動与圧空間の制御要素の外周には第１の窪みが形成され、これと同様に、第２の作動与圧空間には第１の窪みが形成され、これによって該作動与圧空間の容積が増大していることを特徴とする制御弁。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御弁において、
前記制御要素は長尺状スリーブであって外周および内周が設けられ、
前記制御要素の内側にフレーム部があり、該フレーム部は、前記フレームに対して移動不能に配設されて外周を含み、
前記制御要素は、前記フレームとフレーム部との間の環状空間内に可動に配設され、
前記フレーム部の外周上の第１の作動与圧空間には、第２の窪みが形成され、これと同様に、第２の作動与圧空間には、第２の窪みが形成され、
前記制御要素の内周と第２の窪みとの間に補助空間が形成され、
該補助空間を作動与圧空間へ連絡する連絡流路が作動与圧空間と第２の窪みとの間に配されていることを特徴とする制御弁。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御弁において、
該制御弁は、圧力媒体の流れる方向が同一の少なくとも２つの平行な圧力流路を含み、
前記制御要素の一方の制御方向に向かう動作によって、前記平行な圧力流路からの連絡部は、該制御弁を介して実質的に同時に開くことを特徴とする制御弁。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御弁において、
該制御弁の作動サイクルには、圧力流路が開閉される複数の接続時点が設けられ、
第１の最遠位置から第２の最遠位置まで往復する１回の作動サイクルによって打撃装置に少なくとも２つの衝撃パルスが生じることを特徴とする制御弁。
【請求項６】
請求項１に記載の制御弁において、
前記制御要素は長尺体であり、
前記制御要素は第１の制御方向および第２の制御方向に向かって長手方向に前後に移動可能であることを特徴とする制御弁。
【請求項７】
請求項１に記載の制御弁において、
前記制御要素は外周もしくは外周の一部を含み、
前記制御要素は、前記外周に沿った方向であって第１の制御方向および第２の制御方向に前後に移動可能であることを特徴とする制御弁。
【請求項８】
圧力媒体の圧力を打撃装置内に設けた衝撃要素の少なくとも１つの作動正圧面へ案内して衝撃パルスを発生させ、
少なくとも１つのフレームおよび１つの制御要素を含み圧力媒体を案内する少なくとも１つの制御弁を用い、
前記制御要素をその作動サイクルに従って第１の制御方向および第２の制御方向に前後に移動させ、
前記打撃装置へ通じる圧力媒体流路を前記制御要素の作動サイクルに従って開閉し、
圧力媒体を、前記制御要素内の第１の作動与圧空間と接続している第１の作動正圧面へ案内し、これによって該制御要素を第１の制御方向に移動させ、
圧力媒体を、前記制御要素内の第２の作動与圧空間と接続している第２の作動正圧面へ案内し、これによって該制御要素を第２の制御方向に移動させる、打撃装置の作動サイクル制御方法において、該方法は、
前記制御要素を第１の制御方向に向かって最遠位置へ移動させることにより、第２の作動与圧空間内に密閉与圧空間を生じさせ、
前記制御要素を第２の制御方向に向かって最遠位置へ移動させることにより、第１の作動与圧空間内に密閉与圧空間を生じさせ、
密閉与圧空間の圧力媒体を圧搾して前記制御要素の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、
前記制御要素がその方向を変更すると、密閉与圧空間内の圧力エネルギーを再変換して運動エネルギーにすることを特徴とする打撃装置の作動サイクル制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記打撃装置における制御弁の１回の作動サイクル毎に複数の衝撃パルスを生じさせることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、
少なくとも２つの平行な圧力媒体の流れを前記制御弁を介して案内し、更に該平行な圧力媒体の流れを、前記衝撃要素の少なくとも１つの作動正圧面へ案内して衝撃パルスを生じさせることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の方法において、
少なくとも２つの平行な圧力媒体の流れを、前記制御弁を介して、前記衝撃要素の少なくとも１つの作動正圧面から遠ざけるよう案内し、これによって衝撃パルスを生じさせることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８ないし11のいずれかに記載の方法において、
圧力媒体を実質的に一定不変の圧力で第１の制御圧流路を介して第１の作動与圧空間内へ供給し、
圧力媒体を実質的に一定不変の圧力で第２の制御圧流路を介して第２の作動与圧空間内へ供給することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８ないし12のいずれかに記載の方法において、
伸長した制御要素を長手方向に移動させることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８ないし12のいずれかに記載の方法において、
前記制御要素をその外周の方向に移動させることを特徴とする方法。
【請求項１５】
フレームと、
該フレーム内に形成された空間内に配設され少なくとも１つの作動正圧面を有し、少なくとも１つの圧力媒体流路へ接続され、これによって、前記作動正圧面に作用する圧力媒体の圧力に影響を及ぼすことによって衝撃パルスを生じる衝撃要素と、
前記衝撃要素へ通じる少なくとも１つの圧力媒体流路の圧力媒体の供給に対して影響を及ぼす前後に移動可能な制御要素を含む少なくとも１つの制御弁とを少なくとも含む削岩用打撃装置であって、
前記制御弁は、
少なくとも第１の作動与圧空間および第２の作動与圧空間と、
圧力媒体を第１の作動与圧空間の中へ供給する第１の制御圧流路と、
圧力媒体を第２の作動与圧空間の中へ供給する第２の制御圧流路と、
前記制御要素を第１の作動与圧空間に対して作用する圧力媒体の影響によって第１の制御方向に移動させる少なくとも１つの第１の作動正圧面と、
前記制御要素を第２の作動与圧空間に対して作用する圧力媒体の影響によって第２の制御方向に移動させる少なくとも１つの第２の作動正圧面とを含む、削岩用打撃装置において、該装置は、
前記制御弁の制御要素が第１の制御方向に向かって中央位置から第１の最遠位置へ移動すると、第２の作動与圧空間が閉じて密閉与圧空間が形成され、これと同様に、前記制御要素が第２の制御方向に向かって中央位置から第２の最遠位置へ移動すると、第１の与圧空間が閉じて密閉与圧空間が形成され、
密閉与圧空間内の圧力媒体によって、前記制御要素の運動エネルギーは圧搾されて圧力エネルギーに変換され、
前記制御要素がその方向を変更すると、密閉与圧空間内の圧力エネルギーは再変換されて運動エネルギーになり、
前記制御弁は外部からの制御なしにその作動サイクルを実行することを特徴とする削岩用打撃装置。
【請求項１６】
請求項15に記載の打撃装置において、
前記制御弁の作動サイクルには、圧力流路が開閉される複数の接続時点が設けられ、
第１の最遠位置から第２の最遠位置まで往復する前記制御弁の１回の作動サイクルによって該打撃装置に少なくとも２つの衝撃パルスが生じることを特徴とする打撃装置。
【請求項１７】
請求項15または16に記載の打撃装置において、
前記制御弁は、圧力媒体の流れる方向が同一の少なくとも２つの平行な圧力流路を含み、
前記制御要素の一方の制御方向に向かう動作によって、前記平行な圧力流路からの連絡部は、前記制御弁を介して実質的に同時に開くことを特徴とする打撃装置。
【請求項１８】
請求項15ないし17のいずれかに記載の打撃装置において、
前記衝撃要素は圧搾バーを含み、
該衝撃要素は、作動正圧面へ送られる圧力媒体の影響によって該打撃装置のフレームに対して押し付けられ、これによって、前記衝撃要素は長手方向に圧搾を行ない、
前記制御弁は、作動正圧面に対して作用する圧力媒体を迅速に放出し、これによって、前記衝撃要素はその元の長さ方向位置を回復して衝撃パルスを生じることを特徴とする打撃装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図３は、本発明による制御弁２の一実施例を示す。制御弁２の使用に関連する手段は、この弁の第１の端部内に形成されている作動部90の中に配設してよく、更に、圧力媒体の制御に関連する手段、すなわち連絡手段は、この弁の第２の端部内に形成されている制御部91の中に配設してよい。制御弁２はフレーム３と、制御要素５とを有する。この制御要素５は細長いスリーブ様の物体にしてよく、これはフレーム３に対して軸方向に移動させることができる。制御要素５は第１の作動正圧面60を含んでよく、これは方向Ａに作用し、制御弁２の第１の作動与圧空間61へ連結される。更に、制御要素５は第２の作動正圧面62を含んでよく、これは方向Ｂに作用し、制御弁２の第２の作動与圧空間63へ連結される。制御要素５の外周にはショルダ64を設けてよく、これは、作動与圧空間61、63から排出流路65への連絡部を、制御要素５が軸方向に移動すると、開閉することができる。また、制御要素５が軸方向に移動すると、第１の制御圧流路66から第１の作動与圧空間61への連絡部が開閉される。これと同様に、制御要素５は、第２の制御圧流路67から第２の作動与圧空間63への連絡部を開閉するように配設可能である。図３から分かるように、スリーブの外周上のショルダ64の両側には、窪みを設けてよい。これらの窪みのおかげで、作動与圧空間61および63の容積が大きくなっている。更に、作動与圧空間61および63を、スリーブの内側のフレーム部3a内に任意に作られる補助空間70および71へ、連絡流路68および69を介して連結することができる。これらの補助空間70および71は作動与圧空間61および63の容積を大きくすることを目的としている。場合によっては、制御要素５内に設けた複数の窪み80のみで、あるいはこれらに代えて補助空間70、71のみで、作動与圧空間61、63の容積を十分に大きくすることができる。作動与圧空間61、63が十分に大きな容積を有すれば、後述するように、この中に、制御要素５を軸方向へ移動させるのに使用する圧力エネルギーを蓄積することができる。図３は、中間位置にある制御要素５を示し、これは、ここから方向Ａに対してはその第１の最遠位置まで移動し、同様に方向Ｂに対してはその第２の最遠位置まで移動することが可能である。したがって、制御要素５は両最遠位置および中央位置の両方において、制御機能を遂行可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図３に示す制御要素５には複数の平行な排出流路72aないし72cを含めてよく、これらを通して、圧力媒体を、制御要素５が中間位置にある場合、打撃装置１からタンクへ通じる流路73へ流すことができる。制御要素５を中間位置から方向ＡもしくはＢに移動させると、平行な排出流路72aないし72cから流路73への連絡部が閉鎖される。これと同時に、圧力流路74から作動圧流路75aもしくは75bへの連絡部が開く。このように、図３に示す制御弁２の作動サイクルは、複数の接続時点を含む。図３の制御弁２が第１の最遠位置から第２の最遠位置まで移動すると、左から右への一方向の移動中に２つの制御機能を行なうことができる。すなわち、第１の最遠位置においては圧力媒体を圧力媒体流路75aを通して打撃装置１へ流すことができ、中間位置においては圧力媒体を打撃装置１から遠ざけて平行排出流路72aないし72cを通してタンクへ流入させることができ、第２の最遠位置においては圧力媒体は流路75bを通って打撃装置１へ流入する。制御弁２を打撃装置１へ接続し、衝撃要素５を方向ＡもしくはＢに１回、軸方向に移動させることによって、打撃装置１に１つの衝撃パルスを生じさせることができる。この場合、打撃装置１の作動周波数を制御弁２の作動周波数の倍にしてよい。制御弁の作動サイクルに複数の接続時点を設ければ、制御弁２の作動サイクル毎に、より多くのストローク数を生成することができる。この場合、制御弁２の作動周波数は、打撃装置１の衝撃周波数に比較してさらに小さくしてよく、例えば1/4、1/6などにしてよい。実質的に同時に開かれる平行排出流路72aないし72cの数を選択することにより、それらの平行流路全体で十分な断面積を形成させ、これによって、弁を介して必要な流量を迅速に搬送可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
更に、制御要素５の１回の前後動によって圧力媒体流路を開閉して、例えば弁の作動サイクル毎に２つ、４つもしくは６つなどの、複数の衝撃パルスを打撃装置１に発生させる、本発明思想による制御弁２を作ることも可能である。このように、制御弁２の作動周波数を小さくすることが可能である。一方、弁の作動サイクル毎に複数の衝撃パルスを生成可能な制御弁を用いて、打撃装置１の衝撃周波数を、制御弁２の作動周波数を制約要因とすることなく、増大させることが可能である。制御要素５の制御方向における動きは、弁作動サイクルにおける接続時点の数によって決定することができる。すなわち、接続時点数が大きいほど、制御要素５の移動を長くすることができる。更に、制御要素５の速度を様々な接続時点において異なるようにしてよいため、制御弁のフレーム３内に作られている流路の大きさは、各接続時点において流路が実質的に等しい時間だけ開くよう、決定してよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明による制御弁２は外部からの制御を必要としないため、打撃装置１の作動サイクルを制御するのは容易であり、制御弁２の構造を比較的簡単にすることができる。更に、上述の開放点dpおよびdtを適切に決定することによって、制御圧流路66および67に対して作用する圧力に対して更に影響を及ぼし、制御弁２の作動に様々な方法で影響を及ぼすことができる。図３および図４に示す方式の他の利点は、それぞれの圧力損失が小さいことである。この結果、制御圧流路66および67からの連絡部は、作動与圧空間61および63に対して作用する圧力が制御要素５の移動のために上昇して制御圧流路66および67に対して作用する圧力と等しくになるまで、作動与圧空間61および63に対して開かないよう、上記点dpおよびdtの位置を決定可能となる。更に、作動与圧空間61および63から排出流路65への連絡部が、作動与圧空間61および63内の圧力が低下して実質的にタンク内の圧力と等しくなるまで開かないよう、上記点dpおよびdtの位置を決定可能である。