(57)【要約】  本発明は、岩盤及びコンクリートの少なくとも一方の機械掘り用装置に用いられる液圧バルブレス衝撃機構に関するものであり、シリンダーボアを備えた機械ハウジング（１０５；２０５）と、シリンダーボア（１１５、２１５）内を動き、しかも動作中に機械ハウジングに対して反復往復動して岩盤及びコンクリートの少なくとも一方の機械掘り用装置に接続可能な工具に直接又は間接に衝撃を与えるように設けられたピストン（１１０；２１０）とを有し、ピストンが、第一の駆動チャンバー（１６０；２６０）及び第一の駆動チャンバーの容積より大きな有効容積をもつ第二の駆動チャンバー（１２５；２２５）を分割する駆動部（１４０；２４０）を備えている。衝撃機構はさらに、衝撃機構の初期加圧中に短い持続時間の間、第二の駆動チャンバーと第一の駆動チャンバーとの間を接続させるように構成した始動手段を有し、第二の駆動チャンバーと第一の駆動チャンバーとの間を接続が、ピストンを自己振動に設定しかつ平衡位置にピストンが静止することになるのを避けるために、一つの完全な行程周期中そのままにできる。さらに本発明は、液圧衝撃機構を有する削岩機、削岩機を有する削岩、並びに液圧バルブレス衝撃機構を始動する液圧解放バルブに関する。本発明はさらにバルブレス型の液圧衝撃機構の始動方法に関する。【選択図】  図１
2014513221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤及びコンクリートの少なくとも一方の機械掘り用装置に用いられる液圧バルブレス衝撃機構であって、
シリンダーボアを備えた機械ハウジング（１０５；２０５）と、
シリンダーボア内に装着され、しかも動作中に機械ハウジングに対して反復往復動して岩盤及びコンクリートの少なくとも一方の機械掘り用装置に接続可能な工具に直接又は間接に衝撃を与えるように設けられた可動ピストン（１１０；２１０）と
を有し、
ピストン（１１０；２１０）が、ピストンと機械ハウジングとの間に形成した第一の駆動チャンバー（１６０；２６０）及び第二の駆動チャンバー（１２５；２２５）を分割する駆動部（１４０；２４０）を備え、
これらの駆動チャンバーが、動作中、加圧下の液圧媒体を含むように構成され、
さらに、機械ハウジングが、シリンダーボア内に開放し、かつ動作中に完全行程周期中において、第一の駆動チャンバーにシステム圧力のような本質的に一定の圧力を連続して供給するように設けられた第一のチャンネル（１５５；２５５）と、シリンダーボアにおけるピストンの位置に応じて、第二の駆動チャンバー（１２５；２２５）を直接接続可能な液圧流体タンク（１３５）に対するような戻り圧力に周期的に接続するように設けられた第二のチャンネル（１６５；２６５）と、シリンダーボアにおけるピストンの位置に応じて、第二の駆動チャンバーを第一の駆動チャンバーに周期的に接続するように設けられた第三のチャンネル（１３０；２３０）とを備え、
第三のチャンネル（１３０；２３０）が、第一のチャンネル及び第二のチャンネルのシリンダーボア内へのそれぞれの開口間でシリンダーボア内に開放する液圧バルブレス衝撃機構において、
さらに、衝撃機構の初期加圧中に短い持続時間の間、第二の駆動チャンバーと第一の駆動チャンバーとの間を接続させるように構成した始動手段を有し、
第二の駆動チャンバーと第一の駆動チャンバーとの間を接続が、ピストンを自己振動に設定しかつ第二の駆動チャンバー（１２５；２２５）における平衡圧力の液圧流体で第二のチャンネル（１６５；２６５）の縁部において第二の駆動面（１２０；２２０）と平衡位置にピストンが静止することになるのを避けるために、一つの完全な行程周期中そのままであり、
前記平衡圧力が、第一の駆動チャンバー（１６０；２６０）に対向する第一の駆動領域（１１５；２１５）と第二の駆動チャンバー（１２５；２２５）に対向する第二の駆動領域（１２０；２２０）と比を掛けた衝撃機構の圧力に達すること
を特徴とする液圧バルブレス衝撃機構。
【請求項２】
前記始動手段が、単に衝撃機構に接続される圧力によって制御される初期加圧中に自律的に作用することを特徴とする請求項１記載の液圧衝撃機構。
【請求項３】
第一のチャンバーにおける圧力が少なくとも平衡圧力を越える際にのみ、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液圧衝撃機構。
【請求項４】
第一のチャンバーにおける圧力が少なくとも全システム圧力の６０％を越える際にのみ、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の液圧衝撃機構。
【請求項５】
最も早くて、初期加圧の開始後、ピストンが平衡位置に到達するのに要する時間に相当する期間の後に、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されることを特徴とする請求項１記載の液圧衝撃機構。
【請求項６】
最も早くて、初期加圧の開始後、０．４秒で、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されることを特徴とする請求項１記載の液圧衝撃機構。
【請求項７】
ピストンがその平衡位置にあることを検出した際にのみ、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されることを特徴とする請求項１記載の液圧衝撃機構。
【請求項８】
第一の駆動チャンバー（１６０；２６０）又は第一のチャンネル（１５５；２５５）における圧力がシステム圧力に達する前に、前記始動手段が、接続（１７５）を開放するように構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の液圧衝撃機構。
【請求項９】
衝撃機構の圧力が前記接続の開放した直前のレベルと同じレベルに達するまで、前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を維持するように構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の液圧衝撃機構。
【請求項１０】
前記始動手段が、駆動チャンバー間の接続を０．２秒の間、開放状態に維持するように構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の液圧衝撃機構。
【請求項１１】
前記始動手段が、液圧解放バルブで構成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の液圧衝撃機構。
【請求項１２】
液圧バルブレス衝撃機構を始動する液圧解放バルブ（３８０）であって、
バルブシリンダーボア（３８６）を備えたバルブハウジング（３８５）と、
バルブシリンダーボア（３８６）内を動くように装着され、非加圧状態では第一の端部位置（図５ａ）を占め、また加圧動作後には第一の端部位置から第二の端部位置（図５ｃ）へ動くように構成されたバルブピストン（３８７）と
を有する液圧解放バルブ（３８０）において、
バルブピストン（３８７）が、第一の端部位置から第二の端部位置へ動く（図５ｂ）間に、入口ポート（３８３）を出口ポート（３８４）に短い持続時間の間接続する手段（３９３）を備えていること
を特徴とする液圧解放バルブ。
【請求項１３】
第一の端部位置に向かう方向にバルブピストンに作用する調整可能な対抗力を発生する手段（３９４、３９５）を有することを特徴とする請求項１２記載の液圧解放バルブ。
【請求項１４】
バルブピストンが第一の駆動面（３９１）を備え、前記第一の駆動面（３９１）が、対抗力に打勝つ際に、前記第一の駆動面（３９１）に働く加圧下の液圧流体と共に、第二の端部位置へ向かってバルブピストンを駆動するように設けられ、
前記バルブピストンがさらに第二の駆動面（３９２）を備え、前記第二の駆動面（３９２）が、単に第二の端部位置へ向かう動きを開始した後にのみ加圧下の前記液圧流体に関連して従うように構成されていること
を特徴とする請求項１２又は１３記載の液圧解放バルブ。
【請求項１５】
バルブピストンがさらに、第一又は第二の駆動面（３９１）のいずれか或いはペグ（３９８）のカバー面にだけでなく、バルブピストンのカバー面にも開放する第一の排出チャンネル（３８８）を備え、
前記第一の排出チャンネル（３８８）が、ピストンの動いている間に短い持続時間、バルブピストンにおける第二の排出チャンネル（３８９）に接続するように設けられていること
を特徴とする請求項１４記載の液圧解放バルブ。
【請求項１６】
解放バルブが請求項１２〜１５のいずれか一項に従って構成されることを特徴とする請求項１１記載の液圧衝撃機構。
【請求項１７】
解放バルブの開放時間が、前記解放バルブを開放するようにされた加圧下の液圧流体の流れを制限するように構成した一つ又は幾つかの絞りバルブによって制御されることを特徴とする請求項１１又は１６記載の液圧衝撃機構。
【請求項１８】
請求項１〜１１又は請求項１６〜１７のいずれか一項記載の液圧衝撃機構を有することを特徴とする削岩機。
【請求項１９】
請求項１８記載の削岩機を有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項２０】
バルブレス型の液圧衝撃機構を始動する方法であって、
液圧衝撃機構を、加圧下の液圧流体に接触させること、
液圧衝撃機構における第一の駆動チャンバー（１６０；２６０）における圧力が全システム圧力の少なくとも６０％まで上昇した時、或いは第一の駆動チャンバーの加圧が開始してから少なくとも０．４秒経過した時に、衝撃機構における高圧の第一の駆動チャンバーと低圧の第二の駆動チャンバートの間の接続（１７５）を短い持続時間開放すること、
衝撃機構の少なくとも一つの完全な行程周期の間、好ましくは少なくとも０．２秒の期間の間、前記接続を連続して開放状態に維持すること
を含むことを特徴とするバルブレス型の液圧衝撃機構の始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤及びコンクリートの少なくとも一方を機械掘りする装置に用いられる“スライドレス”又は“バルブレス”として知られた形式の液圧衝撃機構、及びかかる衝撃機構を備える掘削及び破砕用装置、並びに衝撃機構を始動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩盤又はコンクリートの機械掘りに用いられる装置は、衝撃型、回転型や回転させながら衝撃する型のものなど種々利用できる。かかる装置の構成要素である衝撃機構が液圧で駆動されることは周知である。機械ハウジングにおけるシリンダーボア内で動くように設けられたハンマーピストンは交互の圧力を受けてシリンダーボア内で往復動するようにされている。交互の圧力は、ほとんどの場合、通常摺動型の別個の切換えバルブを介して得られ、そしてハンマーピストンとシリンダーボアとの間に形成した二つの駆動チャンバーの少なくとも一方を、加圧下の駆動流体、通常液圧流体の入った機械ハウジングにおけるラインと、機械ハウジング内の駆動流体用の排出ラインとに交互に接続する、シリンダーボア内のハンマーピストンの位置によって制御される。このようにして、衝撃機構の衝撃頻度に相当する周期性をもつ周期的に換る圧力が生じる。
【０００３】
また、知られているように、３０年以上の間、しばしば“バルブレス”機構としても知られたスライドレス液体衝撃機構が製造されてきた。別個の切換えバルブを設ける代わりに、バルブレス衝撃機構におけるハンマーピストンは、ハンマーピストンの駆動部によって分離した二つの駆動チャンバーの少なくとも一方に、上述の交互の圧力を付加する仕方で、シリンダーボア内におけるピストンの動き中に、加圧下の駆動流体の供給及び排出を開閉することにより切換えバルブの動作も行なう。従って作動させるための必須条件は、チャンバーを加圧しかつ排出するために機械ハウジングに設けたチャンネルがシリンダーボア内へ開放して、ピストンの往復動中の任意の位置において供給チャンネルと排出チャンネルとの間に直接短絡接続が生じないようにして、開口を分離するようにしている。供給チャンネルと排出チャンネルとの間の接続は、通常、駆動部とシリンダーボアとの間に形成されるギャップシールを介してのみ行われる。そうしないと、有効な動作が行なわれることなしに、高圧ポンプからタンクへ直接駆動流体が流れてしまうので、重大な損失が生じることになろう。
【０００４】
駆動チャンバーの排出用のチャンネルが閉じられる瞬時から該駆動チャンバーの加圧用のチャンネルが開くまで、或いはその逆の間、ピストンを動かし続けるためには、駆動チャンバー内の圧力を容積の変化の結果としてゆっくりと変化させる必要がある。これは、摺動型の典型的な衝撃機構の場合普通であるものに対して大きくされる少なくとも一方の駆動チャンバーの容積を通して行なわれ得る。
【０００５】
通常用いられる液圧流体の圧縮率が低いので、容積は大きいことが必要である。圧縮率Ｋは、容積の相対変化と圧力の変化との比として定義され、すなわちＫ＝（ｄＶ／Ｖ）／ｄＰである。しかし、圧縮率の目安として圧縮率のモジュラスβを用いるのがより普通である。これは、上述のように定義した圧縮率の逆数であり、すなわちβ＝ｄＰ／（ｄＶ／Ｖ）である。圧縮率のモジュラスの単位はパスカルである。上記の定義は本明細書を通して用いられる。
【０００６】
容積は、チャンバーの加圧のためにチャンネルの開口に向かってハンマーピストンが動いている間に受けるチャンバーの容積の変化中に、チャンバー内の圧力がチャンネルの開放前にピストンの動きを逆転させるのに十分でないように十分大きくなければならない。
【０００７】
特許文献１には、上方の駆動チャンバーには交互に変わる圧力を、また工具の接続部に最も近い下方のチャンバーには一定の圧力を供給するという原理に従ってバルブレス液圧衝撃機構が記載されている。ここで切望されることは、圧力の変わるチャンバーに対して直接働く非線形アキュムレーターシステムを導入することにより効率を改善することにある。これは二つの別個の気体アキュムレーターによって示され、これら二つの気体アキュムレーターの一方は高い充填圧力をもち、他方の気体アキュムレーターは低い充填圧力をもつ。
【０００８】
バルブレス機構の一つの一般的な問題点は、ピストンの自己振動を開始させることが難しいことにある。ハンマーピストンは、システム圧力が接続されると、自己振動を開始するよりはむしろ平衡位置を取る傾向がある。一つの伝統的な始動方法は、短い期間の間に衝撃機構に対して手動で圧力コネクター及び戻りコネクターを交換することにある。一貫して信頼できる方法は公知でなく、そしてこの形式の機械はしばしば始動の問題に遭遇する。これらの始動の問題は一部ランダムな仕方で起き、また一部は例えば液圧ポンプの交換及びその後の状態の変化に関連している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＳＵ１０６８５９１Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発明の目的及び発明の最も重要な特徴
本発明の一つの目的は、始動特性を相当に改善し、そして誤始動の回数を低減する機会を提供するバルブレス液圧衝撃機構の設計を提供すること、またバルブレス液圧衝撃機構の始動用の始動装置及び方法を提供すること、さらには本発明による液圧衝撃機構を有する削岩装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、独立請求項の記載に従って達成される。別の有利な実施形態は従属請求項に記載される。
【００１２】
発明者等の研究が示すところによれば、始動中の問題は、恐らく、圧力が第二のチャンバーに形成し始めるまで、第二のチャンバーに向かう方向に駆動される液圧バルブレス衝撃機構の初期加圧中のピストンによるものである。そしてピストンは方向を変え、戻りラインが第二のチャンバーに開放するまで動き続ける。この第二のチャンバーはその後圧力が平衡となるまで排出され、ピストンは戻りラインの縁部における平衡位置に静止したままである。
【００１３】
始動の信頼性は、動作中にシステム圧力すなわち衝撃機構圧力に絶えず接続される第一の駆動チャンバーと、動作中に圧力の交番する第二の駆動チャンバーとの間の接続が最初の始動時の短い時間にすなわち機械が加圧されている時に確立される場合には劇的に増大されることが示されている。二つのチャンバーのこのような短期間の接続により、これらチャンバーにおける圧力間に不平衡及び従ってピストンに作用する力の不平衡が生じることは明らかである。ピストンはこのようにして、自己振動に設定される。この自動振動は、接続が保持される限り限定した振幅で連続するが、接続が閉成した後は全振幅に達する。
【００１４】
下記の事象の少なくとも一つが起った後にこの接続が最初に確立される場合にはさらに有利である。
第一のチャンバーにおける圧力が平衡圧力を越える；
第一のチャンバーにおける圧力が全システム圧力の６０％又は代わりに７０％を越える；
第一のチャンバーにおける圧力が１５０バールを越える；
初期加圧の始動後平衡位置に到達するのにピストンに要求される時間に達した；
初期加圧の始動後０．４秒が経過した；
ピストンが平衡位置にあると検出した。
【００１５】
始動手段が二つのチャンバー間の接続を開放すると、まだ接続されない第二のチャンバーに加圧流体が充填されることになるので、これまで確立されている衝撃機構の圧力の減少が生じる。
【００１６】
衝撃機構の圧力のこの一時的な減少が終了するまで接続が開放状態に留まる場合にはさらに有利である。これは、圧力の測定又は持続時間の制御を通して行なわれ得る。少なくとも０．２秒の持続時間が適当である持続時間の制御の場合について立証した。しかし、間隔０．３〜１．０秒の持続時間が好ましい。
【００１７】
これを達成する一つの手段は、圧力の増加する駆動流体が供給される際に自動遅延を伴って開放する液圧解放バルブの形式の始動バルブであり得る。
【００１８】
かかるバルブは、バルブの開放圧力を決めるためにバルブピストンに作用する調整可能なばね張力をもつ戻りばねと、バルブの開放時間を調整するために多数の制限部又は代わりに可変制限部とで構成され得る。かかるバルブについては図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ピストンの下側にすなわち接続され得る工具に対向している側に一定圧力をもち、またピストンの上面に交互の圧力をもつバルブレス液圧衝撃機構の原理を示す図。
【図２】上方駆動チャンバーと下方駆動チャンバーとの間のチャンネルに始動手段を設けた図１と同様な原理を示す図。
【図３】本発明の実施形態を示す横断面図であり、左側にバルブレス液圧衝撃機構の原理部分を示し、右側には解放バルブの形式の始動手段を示し、また加圧流体の供給の仕方を点線で示す。
【図４】“エッジ制限部”として知られた制限部の一実施形態を示す図。
【図５】解放バルブの形式の本発明による始動手段の実施形態を示す図。
【図５ａ】接続した圧力がバルブを開放するための予め設定したレベルに達する前のバルブの閉じた状態を示す図。
【図５ｂ】脈動状態すなわち加圧流体を通過させるために短い持続時間の間バルブを開放する状態を示す図。
【図５ｃ】始動操作自体が完了した後のバルブの閉じた状態を示し、一度達成するとバルブ加圧下に保持される限り維持される限りこの状態が維持される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面を参照して以下本発明の複数の実施形態について説明する。本発明の保護範囲はこれらの実施形態に限定されるものではなく、独立請求項で定義される。
【００２１】
“スライドレス”機構として知られた液圧バルブレス衝撃機構の原理は、図１に示されている。機械ハウジング１０５にはシリンダーボアが設けられ、このシリンダーボア内にハンマーピストン１１０がこのボア内で軸線方向に動けるように装着されている。ハンマーピストン１１０は二つの駆動面１１５、１２０を備え、これら二つの駆動面１１５、１２０は、ハンマーピストンの隣接部より直径の大きい駆動部１４０で分離されている。駆動面は、衝撃機構に加圧流体が接続された際に、駆動面の領域で増倍した流体の圧力に相応した圧力を受ける。駆動面１１５に作用する力は、ハンマーピストン１１０を右方へ駆動し、また駆動面１２０に作用する力は、ハンマーピストン１１０を左方へそして岩盤又はコンクリートを機械掘りするために接続され得る工具に向って駆動する。ハンマーピストンは、シャンクアダプタ１５０に衝撃を与え、そしてシャンクアダプタ１５０は工具（図示していない）に衝撃を与える。シャンクアダプタ１５０はまた、岩盤又はコンクリートに対する連続した衝撃が同一部位に衝撃を与えないようにするために、回転ユニット（図示していない）と相互作用するスプライン又は嵌歯を備えている。加圧流体を圧力ライン１５５に接続し、そして戻りラインを低圧源すなわち直接流体タンク１３５に接続した平衡状態では、ハンマーピストンはシリンダーボア内で往復動し、そして単位周期毎に一回、シャンクアダプタ１５０を介して工具に衝撃を与えるようにされる。ハンマーピストンの駆動部は、この往復動中に、第一の小さな駆動チャンバー１６０と第二の大きな駆動チャンバー１２５との間の接続チャンネル１３０を開閉する。駆動部１４０は、同様にして、第二の大きな駆動チャンバー１２５と戻りチャンネル１６５との接続を開閉する。第二の大きな駆動チャンバーは、それに連続して接続される作動容積（図１及び図２に楕円として示す）と共に第一の駆動チャンバーの容積より相当に大きな有効容積をもっている。作動容積は、図１及び図２に示すものの他に多数の異なった仕方で第二の駆動チャンバーに接続されて構成される。作動容積は、例えば、シリンダーボアの周りに同心的に設けられる機械ハウジングにおける空洞として構成され得る。重要なこととしては、作動容積が第二の駆動チャンバーに連続してすなわち完全な行程周期中に中断なしに接続されることである。
【００２２】
供給チャンネル１３０とチャンバー１２５との間の接続が開放されるように、駆動部１４０が戻りチャンネル１６５ヘの接続を閉じた後、運動エネルギーによって交互の圧力によってハンマーピストン１１０を駆動チャンバー１２５内に十分に動かすために、チャンバー内に収容されている油の容積をピストンで圧縮することによる結果として、チャンバー内の圧力の増加が供給チャンネル１３０をチャンバー内に開放する前に、ピストンの方向を逆転させるようには大きくない十分に大きな容積をもつことが必要であり、それで圧力は全衝撃機構圧力に上昇でき、そしてこのようにしてピストンは反対方向に駆動され得る。この目的のために駆動チャンバーは、作動容積（楕円として図示されている）に接続される。駆動チャンバーと作動容積との間のこの接続は行程周期を通じて維持されるので、駆動チャンバーの容積と作動容積との和を“有効駆動チャンバー容積”として定義する。
【００２３】
機能設計は、２５０バールのシステム圧力に対して３リットルの有効容積、２００ジュールの衝撃エネルギー、５ｋｇのハンマーピストン重量、６．４ｃｍ２の第一の駆動面１１５の面積及び１６．５ｃｍ２の第二の駆動面１２０の面積及びを伴う。駆動部の長さは７０ｍｍであり、またシリンダーボアに対する接続において第二の駆動チャンバー１２５に対する供給チャンネル１３０と戻りチャンネル１６５との間の間隔は４５ｍｍである。
【００２４】
ピストンの一側に一定圧力が掛り、他側に交互に変わる圧力が掛るこの形式のバルブレス衝撃機構に加えて、ハンマーピストンの両側に交互に変わる圧力を掛ける変更も利用可能である。
【００２５】
これらの形式の衝撃機構に伴う共通の問題点は、始動操作が信頼できないことにある。圧力が接続されると、すなわち圧力が最初に１５５に溜まり始めると、ピストンは右方へ動く。ピストンはまず戻りライン１６５を閉じ、続いて第一の駆動チャンバーから第二の駆動チャンバーへの接続部１３０を開放する。従って、第二の駆動チャンバー１２５内の圧力は、ピストンの動きが反転するまで上昇する。そして戻り接続部１６５はこの時点で再び開放し、第二のチャンバーの圧力は降下する。この結果として、ピストンは再びその動きを反転し、右方へ動く。問題点は、第二の駆動面１２０が戻りライン１６５の縁部において平衡している図１の状態において、直ちにまたは数周期の後にピストンが静止状態となること及び第二の駆動チャンバー１２５内に平衡圧力が維持されることになることにより始動操作に失敗することにあるものと思われる。このことは、二つの駆動面１１５、１２０を介して二方向に等しい力がピストンに作用することを意味している。
【００２６】
図２には、二つの駆動チャンバー１６０、１２５の間に開放できる接続がどのようにして確立されるかを示している。この接続は、シリンダーボア内のピストンの位置に依存せず、代わりに始動手段１８０の状態に依存するだけである。
【００２７】
重要なこととしては、始動手段１８０が衝撃機構の初期の加圧中に接続を確立し、そして始動手段が完全な行程周期中に中断なしに接続のままであるような状態に置かれることにある。
【００２８】
有利には、始動手段は、単に衝撃機構に接続される圧力によって制御される初期加圧中に自律的に機能する。
【００２９】
また有利には、始動手段は、単に第一のチャンバー１６０における圧力が平衡圧力すなわち加圧下におかれる駆動面からピストンにおける力が二方向において等しい第二のチャンバーにおける圧力を越えた時にのみチャンバー間の接続を開放する。
【００３０】
また、始動手段は、単に第一の駆動チャンバーにおける圧力が全衝撃機構圧力の６０％を越えた時にのみ駆動チャンバー間の接続を開放するように構成されるのが有利であり得る。衝撃機構圧力は通常システム圧力と同じである。
【００３１】
圧力を測定する装置は、これらの圧力に関連した開放規準を定めるために第一のチャンバー１６０又は第一のチャンネル１５５に装着され得、また開放は、圧力を測定するこの装置からの信号に依存して開始され得る。この信号は、流体信号か又は電気信号であり得る。従って、始動手段１８０は、圧力制御型バルブか又は電気制御型バルブであり得る。
【００３２】
代わりに、有利には、始動手段の開放はまた、衝撃機構の加圧が開始されてから経過した時間に依存し得る。
【００３３】
始動手段の開放のためのさらに代わりの例としては、シリンダーボア内におけるハンマーピストン１１０の位置に依存し得る。この例では、シリンダーボア内におけるハンマーピストンの位置を測定するための手段を設ける必要がある。
【００３４】
有利には、始動手段の開放は、第一の駆動チャンバー内又は第一の駆動チャンバーに供給するチャンネル内の圧力が全衝撃機構圧力又はシステム圧力に達する前に行なわれる。
【００３５】
さらに有利には、チャンバー間の接続は、圧力が接続の開放前のレベルと同じレベルに達するまで開放状態に保持される。圧力を測定する装置はこのために用いられ得る。
【００３６】
接続は少なくとも０．２秒間、好ましくは０．３〜１．０秒の間開放状態に保持されるのが有利であり得る。
【００３７】
始動手段は液圧解放バルブから成るのが特に有利である。
【００３８】
液圧解放バルブ３８０は、単にバルブの初期加圧中にのみ、入口ポート３８３と出口ポート３８４との間の短期間接続を確立する手段を備えるべきである。
【００３９】
加圧下の液圧流体は、一つ又は幾つかの絞り部３８２を介して制御ポート３８１に到達する。絞り部は、制御ポートに対する限流を行ない従って図５ａに示す第一の端部位置から図５ｃに示す最終の第二の端部位置への動きにおいて、解放バルブのピストン３８７の速度に影響を与えるように作用する。かかる絞り部は、図４に示すように縁絞り部であり得る。開口は直径０．５ｍｍであるのが適切である。一つ又は幾つかのかかるむ絞り部は解放バルブからの脈動の長さに影響を与えるために直列に装着され得る。所望の脈動の長さを達成するために六個以上使用する必要がない。代わりに、図３に示すように、調整可能な絞り部が設けられる。
【００４０】
加圧下の駆動流体が制御ポート３８１に到達すると、駆動流体はバルブピストン３８７における第一の小さな駆動面３９１に衝撃を与える。そしてバルブピストンは右方へ動き、短い距離動いた後、バルブピストンにおける第二の大きな駆動面３９２ヘの接続が開放する。従って力は増大し、バルブピストンの速度は上昇する。
【００４１】
バルブピストンの周囲部におけるリング型トラック３９３を介して図５ｂに示すように、入口ポート３８３と出口ポート３８４との間の接続は簡潔に開放される。この接続は、バルブピストンが図５ｃに示すように第二の端部位置へ向かって動き続ける際に閉じられる。バルブピストンは、衝撃機構が加圧下に保持される限りこの第二の端部位置に留まる。衝撃機構の圧力が解放されると、バルブピストンは戻りばね３９４によって第一の端部位置へ押し戻される。戻りばねの張力は、バルブハウジング３８５トねじ接続しているばねテンショナー３９５によって調整され得る。
【００４２】
第一のバルブピストン駆動面３９１と第二のバルブピストン駆動面３９２との間の転移部は、バルブハウジング３８５における円錐状座と第一の端部位置においてシールを形成する円錐状ペグとして構成される。このペグには、Ｏリングシール３９８のトラックが設けられ得る。
【００４３】
ペグの小さな端部直径が７．５ｍｍである場合に、ばね力の適当な設定は６３０Ｎである。このようにして、バルブは、十分な衝撃機構圧力が達成した際に初めて開放することが達成される。
【００４４】
開放の機会にマイナスに作用し得る流体の包囲量を避けるために、バルブピストンの駆動面のまわりの仕切り室は、図５ａに示すようにバルブピストンが再び第一の端部位置に復帰する前に、排出されるのが有利である。この目的で、排出ポート３９０が設けられ、第二の排出チャンネル３８９は、排出ポート３９０をバルブハウジングにおけるシリンダーボアに接続している。
【００４５】
さらに、バルブピストン自体には第一の排出チャンネル３８８が設けられ、この第一の排出チャンネル３８８は、第一の駆動面又は第二の駆動面或いはこれら駆動面を接続するカバー面にだけでなく、好ましくはリング型トラックの形状のバルブピストンのカバー面にも開放している。
【００４６】
バルブピストンの他側すなわち戻りばねの作用する側において仕切り室の排出を行なうことは同様に有利である。これは、排出チャンネル３９６、３９７を介して行うことができる。
【００４７】
液圧解放バルブは衝撃機構の機械ハウジング１０５；２０５内に完全に一体化され得るか或いは衝撃機構に接続できる別個のユニットとして構成され得る。
【００４８】
本発明による衝撃機構は削岩機に組み込まれることが認められる。削岩機は例えば衝撃機構の他に回転ユニットを有し得る。
【００４９】
上記による削岩機は、岩盤やコンクリートを機械掘りしている間、削岩機を位置決め及び整列させるために削岩リグに設けられ得る。
【００５０】
本発明による衝撃機構は、液圧破砕機に同様にして一体化され得、液圧破砕機は削岩リグ又は掘削機に装着され得る。
【符号の説明】
【００５１】
１０５、２０５：機械ハウジング
１１０、２１０：ハンマーピストン
１１５、２１５：第一の駆動面
１２０、２２０：第二の駆動面
１２５、２２５：第二の駆動チャンバー
１３０、２３０：第三のチャンネル
１３５        ：液圧流体タンク
１４０、２４０：駆動部
１５０        ：シャンクアダプタ
１５５、２５５：第一のチャンネル（圧力ライン）
１６０、２６０：第一の駆動チャンバー
１６５、２６５：第二のチャンネル（戻りチャンネル）
１７５        ：接続
１８０        ：始動手段
３８０        ：液圧解放バルブ
３８１        ：制御ポート
３８２        ：絞り部
３８３        ：入口ポート
３８４        ：出口ポート
３８５        ：バルブハウジング
３８７        ：解放バルブのピストン
３８８        ：第一の排出チャンネル
３８９        ：第二の排出チャンネル
３９０        ：排出ポート
３９１        ：第一の小さな駆動面
３９２        ：第二の大きな駆動面
３９３        ：リング型トラック
３９４        ：戻りばね
３９６        ：排出チャンネル
３９７        ：排出チャンネル
３９８        ：Ｏリングシール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【国際調査報告】
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