ドリル用潤滑システムのメンテナンス方法：詰まりおよび摩耗の防止

油圧式ロッカードリルには、しばしば混同されがちな2つの明確に異なる潤滑システムがあり、そのうちの一方のみを保守し、他方を無視することが、ドリフターの早期故障の一般的な原因となります。1つ目は油圧回路自体であり、打撃・回転・送り機能を駆動する高圧油が、設計された隙間およびドレイン回路を通じてピストンボア、バルブブロック、および回転ギアトレインを潤滑します。2つ目はシャンク潤滑システムであり、シャンクアダプター、ガイドブッシング、およびシャンクアダプターと回転ドライバーが接触するスプライン界面に、専用の独立した回路からオイルまたはオイルミストを供給するものです。

シャンクの潤滑が行われていない回転ユニットは、短期間で故障します。シャンクとドライバーのスプライン接触部では、30–65 Hzという周波数で、トルクおよび衝撃反力荷重が同時に作用します。この接触部に十分な潤滑が施されていない場合、上記の荷重下で金属同士の接触が生じ、摩耗（フレッティング）、かじり（ゲーリング）、最終的にはスプラインの損傷を引き起こし、シャンクおよび回転チャック部品の両方を交換する必要があります。これは防ぐことのできる故障ですが、そのためには、シャンク潤滑回路がどのような構造になっているか、どこへ潤滑油を供給しているか、そしてその供給が途絶した場合に何が起こるかを理解する必要があります。

シャンク潤滑回路の動作原理

ほとんどの油圧ドリフターは、シャンク潤滑を2つの方法のいずれかで供給します。従来の方式では、キャリアの補助空気回路から得られる圧縮空気、または小型専用コンプレッサーを用いて、ロッカードリルオイルを微細なミスト状に霧化し、キャリブレートされたオリフィスを通じてシャンクハウジング内へ注入します。このオイルミストは、毎回の衝撃サイクルにおいて、スプライン面およびガイドブッシング内径面に潤滑膜を形成します。アトラス・コプコ／エピロックおよびサンドビックのシステムは、歴史的にこの方式を採用しており、ドリフターの機種に応じてシャンク潤滑油消費量は時速600～1,200 gの範囲となります。

サンドビク社がRD1635CFおよびHL1560Tなどのモデルに導入した循環シャンク潤滑（CSL）システムは、異なるアプローチを採用しています。このシステムでは、回転モータ回路から濾過された油圧オイルをシャンクハウジング内に導き、各接触面を潤滑した後、使用済みオイルを油圧システムへ戻して再濾過・再利用します（従来の方式のように排出することはありません）。CSLシステムは、従来のミスト式潤滑システムと比較して、シャンク潤滑オイルの消費量を最大70％削減でき、ドリル本体に別途シャンク用オイルタンクを設置する必要もありません。また、このクローズドループ構成により、潤滑オイルがフラッシング水による汚染をドリルハウジング内へ再び持ち込むことがなくなります。これは、ドリルの姿勢が変化した際に従来のミスト式システムで生じ得る問題です。

シャンク潤滑の不十分さがもたらす影響

シャンクの潤滑が不十分であると、明確な順序で故障が発生します。第1段階：スプラインとドライバー間の摩擦が増大し、回転トルクが上昇します。これはゲージ上の回転圧力読み取り値が通常より高くなる形で現れ、作業員はこれを地層の硬さによるものと誤認しやすく、潤滑不良の問題とは認識しません。第2段階：スプライン接触面に摩耗（フレッティング）が生じ、微細な金属粒子が生成され、これがガイドブッシングのクリアランス内に侵入してシャンクの横方向遊隙を増大させます。その結果、別途説明する通り、ガイドスリーブの摩耗が加速されます。第3段階：スプライン界面でガリングが発生し、シャンクとドライバー表面間に付着性の材料移行（アディヘーシブ・トランスファー）が起こります。その後、衝撃荷重とトルク荷重の複合負荷によってこの付着部が破断し、スプライン根元部に亀裂が発生します。

最初の潤滑不足から目視可能なスプライン損傷が発生するまでの期間は、打撃頻度および地層の硬さに依存します。全打撃頻度で硬質花崗岩を掘削している場合、シャンクへの潤滑不足が原因で、この経過は50～100時間の打撃作業時間以内に生じることがあります。一方、部分的な打撃圧力で軟質地層を掘削している場合は、200時間程度かかることがあります。いずれにせよ、これはドリフターの設計寿命よりも明確に短い期間です。

ドリフター種別ごとの潤滑量および油種仕様

油の仕様は粘度を超えて重要です。ロックスリル用シャンクオイルには、衝撃荷重下でも効果を発揮する被膜形成添加剤が必要です。ピストン打撃時のスプライン界面における瞬間接触圧力は、静的圧力と比較して桁違いに高くなります。汎用油圧油では、この用途に必要なEP（極圧）保護性能が不十分です。専用のロックスリルオイルにはタッキファイア（付着性向上剤）が含まれており、打撃間の金属表面に油膜を保持させ、回転中の遠心力によって剥離されるのを防ぎます。

ローテーションハウジングのドレイン：多くの現場で見落とされがちなメンテナンス工程

油圧ドリフターには、ローテーションモーターのハウジングにドレインポートが設けられており、使用済み潤滑油、岩盤粉塵による汚染物質、および結露水がシャンク部から排出されるようになっています。このドレインが、堆積した異物、ドレインラインの曲がり、あるいは点検後の再接続忘れなどによって閉塞すると、使用済み潤滑油がハウジング内に滞留します。その結果、汚染された油がガイドブッシングのクリアランスを介して打撃ボア内へ侵入し、油圧打撃用作動油と混合します。これにより生じる汚染は、打撃シールおよびピストンボア表面の摩耗を同時に加速させます。

各点検インターバルにおいてドレインラインを確認すること——つまり、流動状態の確認、ラインの圧迫や閉塞の有無の確認、および油がドリル本体から離れた場所へ確実に落下するよう終端部を適切に配置しているかの確認——は5分もかかりません。これにより、次回の点検インターバルで打撃部品を損傷させる原因となる汚染源としてローテーションハウジングが機能することを防ぐことができます。

油圧油のメンテナンス：システムのもう半分

打撃回路用油は、個別の潤滑添加剤を必要としません——油圧油自体がピストンボア、バルブブロックのスプール、および回転モーターに流体動圧膜を提供します。必要なのは清浄性です。汚染された油圧油は、打撃バルブの摩耗、ガイドスリーブシールの摩耗、および回転モーターのスコアリングの主な原因です。打撃回路におけるISO清浄度規格の目標値は16/14/11です。この値よりも汚れた状態で運転されるシステムでは、ドリフター内のすべての高精度クリアランスにおいて同時に摩耗が加速します。

メーカーが推奨する交換間隔でのオイル交換、および金属粒子の混入を引き起こす可能性のある部品故障発生直後の即時交換が、油圧システムの主要な保守作業です。HOVOO社は、すべての主要なドリフターモデルに対応したシールキットを供給しています。オイル交換のスケジュールを立てる際には、シールキットの点検間隔と合わせてください。こうすることで、1回の保守作業で油圧回路に侵入する際に、3週間後に別の保守作業（シールキット点検）のために再び回路に侵入する必要がなくなります。全モデル対応情報は hovooseal.com でご確認いただけます。