(57)【要約】本発明は、正面部（１ａ）、正面部（１ａ）に配置された着脱式カートリッジ（５）、軸アダプタ（３）、及び軸アダプタ（３）用停止リング（４）を備える削岩機に関する。本発明によれば、着脱式カートリッジ（５）の直径は停止リング（４）の直径と少なくとも同じくらい大きく、従って着脱式カートリッジ（５）の脱着中削岩機から正面部（１ａ）を取外すことなく停止リング（４）の着脱が可能である。また本発明は、削岩機に組込む着脱式カートリッジ（５）、停止リング（４）及びドリルリグに関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面部（１ａ）、正面部（１ａ）に配置された着脱式カートリッジ（５）、軸アダプタ（３）及び軸アダプタ（３）のための停止リング（４）を備える削岩機において、
着脱式カートリッジ（５）の直径が停止リング（４）の直径と少なくとも同じくらい大きく、着脱式カートリッジ（５）の脱着中に削岩機から正面部（１ａ）を取外すことなく停止リング（４）の着脱が可能であることを特徴とする削岩機。
【請求項２】
正面部（１ａ）がさらに停止リング（４）のための空洞（１３）を備え、かかる空洞（１３）が、着脱中は開放状態で且つ掘削機の操作中はロックされた状態で停止リング（４）を停めることができるよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の削岩機。
【請求項３】
正面部（１ａ）が停止端部（１０）を備え、さらに停止リング（４）がロックされた状態で停止端部（１０）と接触する前方接触領域を備えることを特徴とする請求項２に記載の削岩機。
【請求項４】
停止リング（１０）が少なくとも２つの角、好ましくは２つ乃至５つの角を備えた多角形の形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の削岩機。
【請求項５】
正面部（１ａ）が停止リング（１０）の着脱のための凹部（１２）を有し、かかる凹部（１２）内に停止リングが嵌合することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の削岩機。
【請求項６】
さらに削岩機が停止リング（４）をそのロックされた状態に保持するためにロックリング（１４）を包含することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の削岩機。
【請求項７】
削岩機がトップハンマーを構成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の削岩機。
【請求項８】
停止リング（４）を備えるトップハンマーの正面部（１ａ）に装着する着脱式カートリッジ（５）において、
着脱式カートリッジ（５）の直径が停止リング（４）の直径と少なくとも同じくらい大きく、着脱式カートリッジ（５）の脱着中トップハンマーから正面部（１ａ）を取外すことなく停止リング（４）の着脱が可能であるように構成したことを特徴とする着脱式カートリッジ。
【請求項９】
トップハンマーに装着する停止リング（４）であって、トップハンマーが正面部（１ａ）及び正面部（１ａ）内に配置された着脱式カートリッジ（５）を備え、
停止リング（４）の直径が着脱式カートリッジ（５）の直径とせいぜい同じくらい大きく、着脱式カートリッジ（５）の脱着中トップハンマーから正面部（１ａ）を取外すことなく停止リング（４）の着脱が可能であるように構成したことを特徴とする停止リング。
【請求項１０】
停止リング（４）が少なくとも２つの角、好ましくは２つ乃至５つの角を備えた多角形の形状であることを特徴とする請求項９に記載の停止リング。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れか一項に記載の削岩機を備えるドリルリグ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文によるトップハンマー等の削岩機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダウンザホール（ＤＴＨ）掘削中においては、ダウンザホール掘削機のドリルビットに極めて近接して圧縮波が発生される。すなわちダウンザホール掘削中において、掘削孔内のドリルストリングの底部にあるドリルビットに衝撃機構が配置される場合である。衝撃機構はドリルビットに直接衝撃を与える。
【０００３】
ピストンは、トップハンマー掘削中、往復運動で移動しトップハンマーの軸アダプタに衝撃を与える。さらに、回転は回転モータから軸アダプタに伝達される。その結果、衝撃エネルギー及び回転は、軸アダプタから１つ或いは幾つかのドリルロッド及びドリルビットを介して岩盤に伝達されて、試錐孔が形成される。回転モータ及び衝撃機構は、トップハンマーの表面レベルに位置する。例えばドリルビットが岩盤中の空洞に遭遇する或いはドリルロッド間のスレッドが打設不要でありドリルビットが岩盤の代わりに‐アイドル衝撃として公知の‐空気に衝撃を加える場合、停止リングは、軸アダプタが軸方向に過度に移動するのを防いで軸アダプタに対する破損の危険を減らしている。停止リングはこのようにして重い負荷に晒される。
【０００４】
削岩中破壊されて遊離した掘削屑は、連続的に試錐孔から運び出されなければならない。これは、トップハンマーの正面部からフラッシュコネクタ及びフラッシュハウジングを通って軸アダプタに導入される例えば空気或いは水のフラッシング媒体によって行なわれる。フラッシング媒体は、軸アダプタの通路及びドリルロッドを通り抜けて、最終的にドリルビットを通って試錐孔に放出される。それによって掘削屑は、ドリルロッドと試錐孔の端部との間の空間を通って流れ出る。これがどのように達成されるかの例は、特許文献１で見ることができ、それによれば、フラッシュハウジング、正面誘導部及びカバープレートを備える密閉カートリッジを正面部に設けている。このカートリッジは、正面部を完全に取り外すことなくフラッシュ密閉を交換できるようにされている。
【０００５】
特許文献１によって明らかにされた削岩機に関する１つの問題点は、軸アダプタ及びその停止リングの商品寿命が短く一定周期で交換する必要があるということである。軸アダプタ交換の都度、正面部を完全に削岩機から取り外すことが要求される。これは多数の側面ボルトが未完成であるに違いないこと、さらに最も重要なことは、作業者がその停止リングや軸アダプタ等を備えた正面部で構成される比較的重い負荷量を持ち上げる必要があることを意味している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１４８３７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題点を解決するトップハンマー等の削岩機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本削岩機は、正面部、正面部に設けられた着脱式カートリッジ、軸アダプタ、及び軸アダプタ用停止リングを有している。本発明によれば、着脱式カートリッジの直径は停止リングの直径に少なくとも等しい。これによって、着脱式カートリッジの取出し中、削岩機から正面部を取り外すことなく停止リングの着脱が可能となる。このようにして、作業者にとっては特に少ない負担で迅速且つ容易に着脱を行なうことができる。
【０００９】
本発明は、好ましい実施形態及び添付図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】停止リングがロックされた状態にある組立てられた削岩機の正面部を示す側面図。
【図２】停止リングがロックされた状態にあり、密閉カートリッジが取り外された状態における図１の削岩機の正面部を示す側面図。
【図３】停止リングがその開放状態あり、密閉カートリッジ及びロックリングが取り外された状態における図１の削岩機の正面部を示す側面図。
【図４ａ】停止リングがその開放状態にある、削岩機の正面部を背後から見た図。
【図４ｂ】停止リングがその開放状態にある、削岩機の正面部を背後から見た分解斜視図。
【図５ａ】停止リングがそのロック状態にある、削岩機の正面部を背後から見た図。
【図５ｂ】停止リングがそのロック状態にある、削岩機の正面部を背後から見た斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図３は、本発明によるトップハンマーのような削岩機の正面部１ａを示している。削岩機は、図１では組立てられ、図２及び図３では部分的に分解されている。削岩機は、特に正面部１ａを備えたハウジング１を有している。ハンマーピストン２は、ハウジング１の内部で往復運動を行うように設けられている。ハンマーピストン２は、軸アダプタ３の上方部に対して衝撃を介して作用する。ドリルストリング要素（図示していない）は、軸アダプタ３にそしてドリルビット（図示していない）に接続されている。軸アダプタ３は、送り及び回転力と共に衝撃力を岩盤に伝達する。以下、用語「前方」は岩盤に向かう方向を、また「後方」は岩盤から遠ざかる方向を表すのに使用される。
【００１２】
停止リング４は、軸アダプタ３を保護するために配置されている。例えばドリルビットが岩盤中の空洞に遭遇する或いはドリルロッド間のスレッドが打設不要でありドリルビットが岩盤の代わりに空気に衝撃を加える場合、停止リング４は、軸アダプタ３が軸方向に過度に移動するのを阻止して破損の危険を低減している。
【００１３】
カートリッジ５は、軸アダプタ３の周囲に着装された例えば密閉カートリッジ５の形態で正面部１ａに示されている。カートリッジ５は、例えば下記のうちの１つ或いは幾つかを備えている：カバープレート６、案内部７及びフラッシュハウジング８。カートリッジの正確な中身は無関係である。カートリッジは、密閉カートリッジよりも別の着脱式カートリッジであってもよい。またカートリッジは個々に着脱できる幾つかの部分から構成されてもよい。重要なことは、カートリッジが正面から停止リング４を着脱できるよう設計されていることである。図１〜図３では、停止リング４の直径と少なくとも同じくらい大きい直径を持つカートリッジ５によって行なわれる。
【００１４】
停止リング４は、軸アダプタ３からの強力な力を受け得る。当然停止リング４は、カートリッジ５に対して直接当接するよう配置することが可能であるが、同時にカートリッジ５に損傷を引き起こす可能性もあるためこれはそれほど適切ではない。
【００１５】
代わりに、図１〜図３では、停止リング４は、停止リング４を正面部１ａの停止端部１０と接触させるようにする少なくとも１つの前方接触領域９を備えるように装着されて構成される。これによって、停止リング４が軸アダプタ３から受ける力がカートリッジ５ではなく正面部１ａに伝達されることを保証している。
【００１６】
図４ａ、図４ｂ及び図５ａ、図５ｂは、停止リング４の実施形態について示している。図４ａ、図４ｂ及び図３は、停止リング４の着脱中の停止リングの開放状態を示している。図５ａ、図５ｂ、図１及び図２は、削岩機の操作中の停止リング４のロックされた状態を示している。正面部１ａは、図４ａ及び図５ａで背面から示されている。停止リング４は、僅かに丸みを帯びた３つの角を備えた僅かに丸みを帯びた多角形として設計されている。３つの角より別の角数、好ましくは２つ乃至５つの角が使用可能である。角数が増加するにつれて正面部１ａの接触領域９は減少する、従って、停止リング４が晒される力はより弱まって正面部１ａに伝達される。また多角形以外の形状でも十分に動作するが、多角形は小型で製造するのが容易な耐久性のある形状であり、これらの理由で好まれている。
【００１７】
正面部１ａは、停止リング４を着脱可能にする形状を備えた凹部１２を備え、図４ａでは、凹部１２を介して停止リング４を着脱可能にしている。凹部１２は停止リング４と同じ形状を有することが望ましい。停止リング１４のための空洞１３は、凹部１２の後部にミル加工されている。空洞１３は、停止リング４がロックされた状態或いは開放状態で停まることができるように構成されている。停止リング４が空洞１３に挿差された場合、停止リング４は開放状態からロックされた状態まで、実施例では３つの角を有して、６０度回転することができ、図５ａでは、停止リングの接触領域９がロックされた状態で停止端部１０に接触するようになる。
【００１８】
削岩機は削岩中振動し、従ってこのような仕方で停止リング４自体を回転させ開放状態に戻し得る深刻な危険が存在する。これは望ましいものではないので、停止リング４はロック装置、例えばロックリング１４を備えることが適切である。
【００１９】
ロックリング１４は、停止リング４及び凹部１２の形状と類似した形状を有し、従って凹部１２を介してロックリングを装着することも可能である。さらに、停止リング４がそのロック状態にある場合、ロックリング１４は停止リング４と正面部１ａとの間を通過するロックカム１５を備えている。停止リング４が上述のようなロックされた状態に所定の位置で回転した場合、ロックカム１５が停止リング４と正面部１ａとの間の区画へ入り込むようにロックリング１４は装着される。これにより、停止リング４が回転してその開放状態に戻るのを不可能にしている。空洞１３は、停止リング４が開放状態とロックされた状態との間でのみ回転できるように構成されているので、停止リング４は任意の他の方角に回転することができない。
【００２０】
ロックリング１４は凹部１２とほぼ同じ長さを有している、従って、カートリッジ５が正面部１ａのその所定の位置に装着される場合、ロックリング１４はカートリッジ５によって所定の位置に保持されるであろう。しかしロックリング１４の長さは凹部１２の長さより若干小さくなるような許容範囲であるのが望ましい。これによって、接触領域９を介して停止リング４に晒される力を主に正面部１ａに伝達することを保証し、ロックリング１４及び前方のカートリッジ５にはそれ程の高い力を伝達しない。
【００２１】
図１〜図３において、カートリッジ５は正面部１ａにネジによって装着されている。それに代わって、例えばカバープレートによって押され所定の位置にロックされるよう設計されている場合、これが個別に保持されているならば装着が多少容易ではあるけれども、カートリッジ５にロックリング１４を統合することも可能である。
【００２２】
ロックリング１４及び停止リング４の少なくとも一方には、脱着をより簡単にするために脱着手段１６及び１７を備えることができる。図１〜図５において、ロックリング１４は２つのネジ穴１６を備えている。脱着中、長い２本のネジをネジ穴１６に展開することができ、自由にロックリング１４を引き抜くことが容易である。図３によれば、停止リング４は同様なネジ穴１７を備えている。ロックリング１４が脱着された後、再度停止リング４を回転させることが可能である。代わりに、２本の長いネジを停止リングのネジ穴１７に展開することができる、それによって停止リング４はその開放状態まで回転させて引き出すことができる。
【００２３】
停止リング４は、このような方法で、その重量のすべてを伴う正面部１ａを完全に取外す必要なく着脱可能である。
【００２４】
本発明は、当然、上述の例に制限されるものではなく添付の特許請求の範囲内で変更することができる。本発明は、例えば、軸アダプタに衝撃を与えるピストン手段を備えるすべての削岩機、すなわち圧縮波をドリルビットのすぐ近くで生ずることがないすべての削岩機に関するものである。本発明は、例えば、トップハンマーに関するものであるがトップハンマーに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２５】
１  ：ハウジング
１ａ：正面部
２  ：ピストン
３  ：軸アダプタ 
４  ：停止リング
５  ：カートリッジ
６  ：カバープレート
７  ：案内部
８  ：フラッシュハウジング
９  ：接触領域
１０：停止端部
１２：凹部
１３：空洞部
１４：ロックリング
１５：ロックカム
１６：ネジ穴
１７：ネジ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
2013527043.tif 000008
【図５ｂ】
2013527043.tif 000009
【国際調査報告】
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