JP2000297588A - 円錐状削岩ビット付きドリルヘッド - Google Patents
円錐状削岩ビット付きドリルヘッドInfo
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
- E21B10/25—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details characterised by sealing details
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B12/00—Accessories for drilling tools
- E21B12/02—Wear indicators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
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- F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
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- F16J15/00—Sealings
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- F16J15/326—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals with means for detecting or measuring relative rotation of the two elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シール効果、耐久性に優れたシール装置が
設けられた円錐状削岩ビットを有するドリルヘッドを提
供する。 【解決手段】 シール装置（１０）が、回転部（２）
にて支持され、且つ、回転軸回りの回転面をそれぞれ形
成する第一のシールリップ（１１）及び第二のシールリ
ップ（１３）を有しており、また、それらリップが固定
部に固定された第一のベアリング面（５６）及び第二の
べアリング面（５２）に対してそれぞれ摺接せしめら
れ、圧力の作用下で前記第一のベアリング面（５６）に
対して押圧するように、前記第一のシールリップ（１
１）が配設されていると共に、潤滑剤の圧力の作用下で
前記第二のベアリング面（５２）より離間せしめるよう
に、前記第二のシールリップが配設され、キャビティ
（４０）内が潤滑剤により充填されて、キャビティ内の
圧力が補填されるようにした。
設けられた円錐状削岩ビットを有するドリルヘッドを提
供する。 【解決手段】 シール装置（１０）が、回転部（２）
にて支持され、且つ、回転軸回りの回転面をそれぞれ形
成する第一のシールリップ（１１）及び第二のシールリ
ップ（１３）を有しており、また、それらリップが固定
部に固定された第一のベアリング面（５６）及び第二の
べアリング面（５２）に対してそれぞれ摺接せしめら
れ、圧力の作用下で前記第一のベアリング面（５６）に
対して押圧するように、前記第一のシールリップ（１
１）が配設されていると共に、潤滑剤の圧力の作用下で
前記第二のベアリング面（５２）より離間せしめるよう
に、前記第二のシールリップが配設され、キャビティ
（４０）内が潤滑剤により充填されて、キャビティ内の
圧力が補填されるようにした。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、円錐状削岩ビット（cone rock
bit）を有するドリルヘッドに関するものである。
bit）を有するドリルヘッドに関するものである。
【０００２】
【背景技術】この種の削岩ビットは、一般に、３つの円
錐形状を有することから、「スリー・コーン・ビット
（three-cone bit）」なる名称にて知られ、例えば、30
00〜4000メートル若しくはそれ以上の深さの穿孔作業に
使用されるドリルヘッドが知られている。このようなド
リルヘッドは、（前記のような深さによって）しばしば
400バールを超す圧力、150℃を超え得る温度の下、削岩
された岩石の粉等のドリル・スラッジおよび強い振動が
存在する困難な条件において作動しなければならないこ
とから、回転円錐部の動的シールが、こうした困難な条
件下においても、その機能を維持することは重要であ
る。
錐形状を有することから、「スリー・コーン・ビット
（three-cone bit）」なる名称にて知られ、例えば、30
00〜4000メートル若しくはそれ以上の深さの穿孔作業に
使用されるドリルヘッドが知られている。このようなド
リルヘッドは、（前記のような深さによって）しばしば
400バールを超す圧力、150℃を超え得る温度の下、削岩
された岩石の粉等のドリル・スラッジおよび強い振動が
存在する困難な条件において作動しなければならないこ
とから、回転円錐部の動的シールが、こうした困難な条
件下においても、その機能を維持することは重要であ
る。
【０００３】現在、実用されているシール装置として
は、環状シール（トーリックシール）タイプと金属−金
属シールタイプの二種類がある。米国特許第4,623,028
号（Reed Tool Company）、米国特許第5,456,327号（Sm
ith International Inc.）、米国特許第5,129,471号（H
ughes Tool Company）には、一つ若しくは二つ以上の環
状シールが用いられたドリルヘッドの例が開示されてい
る。また、欧州特許出願第138,737号（Hughes Tool Com
pany）、米国特許第4,344,629号、米国特許第4,824,123
号、米国特許第4,822,057号（以上三件とも Smith Inte
rnational Inc.）、米国特許第4,838,365号（Reed Tool
Company）、米国特許第4,306,727号（Reed Rock Bit C
ompany）には、金属−金属シールタイプが用いられたも
のの例が開示されている。一般に、金属−金属シールタ
イプは、環状シールタイプのものよりも、寿命、耐久性
において優れている。
は、環状シール（トーリックシール）タイプと金属−金
属シールタイプの二種類がある。米国特許第4,623,028
号（Reed Tool Company）、米国特許第5,456,327号（Sm
ith International Inc.）、米国特許第5,129,471号（H
ughes Tool Company）には、一つ若しくは二つ以上の環
状シールが用いられたドリルヘッドの例が開示されてい
る。また、欧州特許出願第138,737号（Hughes Tool Com
pany）、米国特許第4,344,629号、米国特許第4,824,123
号、米国特許第4,822,057号（以上三件とも Smith Inte
rnational Inc.）、米国特許第4,838,365号（Reed Tool
Company）、米国特許第4,306,727号（Reed Rock Bit C
ompany）には、金属−金属シールタイプが用いられたも
のの例が開示されている。一般に、金属−金属シールタ
イプは、環状シールタイプのものよりも、寿命、耐久性
において優れている。
【０００４】しかしながら、アトランタ（ジョージア）
で、1991年12月１〜６日に開催された米国機械学会（AS
ME）冬季年次総会の議事録として刊行されたMike Hoope
r、Mark Hommelの論文［参照番号：米国機械学会（345
E. 47 St. New York, NY 10017）91-WA-DE-11（１〜11
頁）］には、上記のような従来のシール装置に関する問
題点が指摘されている。
で、1991年12月１〜６日に開催された米国機械学会（AS
ME）冬季年次総会の議事録として刊行されたMike Hoope
r、Mark Hommelの論文［参照番号：米国機械学会（345
E. 47 St. New York, NY 10017）91-WA-DE-11（１〜11
頁）］には、上記のような従来のシール装置に関する問
題点が指摘されている。
【０００５】
【解決課題】そこで、本発明の目的とするところは、円
錐状削岩ビットを有するドリルヘッドであって、エラス
トマにより形成され、従来の円環状シールに比べて、よ
り優れた性能を発揮する装置によって、円錐部がシール
されるようにすることにある。
錐状削岩ビットを有するドリルヘッドであって、エラス
トマにより形成され、従来の円環状シールに比べて、よ
り優れた性能を発揮する装置によって、円錐部がシール
されるようにすることにある。
【０００６】本発明の別の目的とするところは、シール
が長い寿命を有する装置によって構成されることにあ
る。
が長い寿命を有する装置によって構成されることにあ
る。
【０００７】本発明の更に別の目的とするところは、シ
ールが影響を受けることなく、可動部の十分な変形若し
くは角度変位さえもが許容されることにある。
ールが影響を受けることなく、可動部の十分な変形若し
くは角度変位さえもが許容されることにある。
【０００８】本発明の他の目的とするところは、シール
が圧力補填システム（pressure-compensating system）
により生ぜしめられる背圧 （back pressure） への有
効な考慮を伴うことにある。
が圧力補填システム（pressure-compensating system）
により生ぜしめられる背圧 （back pressure） への有
効な考慮を伴うことにある。
【０００９】本発明の更に他の目的とするところは、シ
ールが取り付け容易な装置によって得られることにあ
る。
ールが取り付け容易な装置によって得られることにあ
る。
【００１０】
【解決手段】上記目的のうちの少なくとも一つを達成す
るための、本発明に従う円錐状削岩ビットを有するドリ
ルヘッドの要旨とするところは、円錐状削岩ビットを備
え、その円錐部が、シール潤滑剤を所望の背圧で吐出口
から供給する圧力補填システムが設けられた固定部と、
一つの回転軸回りに回転せしめられる回転部と、それら
固定部と回転部と、それら固定部と回転部との間に設け
られ、被削物が侵入するのを防止する動的シール装置と
を有するドリルヘッドであって、前記シール装置が、前
記回転部にて支持され、且つ、前記回転軸回りの回転面
をそれぞれ形成する第一のシールリップ及び第二のシー
ルリップを有しており、また、それらリップが前記固定
部に固定された第一のベアリング面及び第二のべアリン
グ面に対してそれぞれ摺接せしめられ、前記第一のシー
ルリップが、前記被削物に面する外側面と、前記潤滑剤
のリザーバを形成するキャビティに面する内側面とを含
む一方、前記第二のシールリップが前記圧力補填システ
ムの吐出口に面する外側面と、前記キャビティに面する
内側面とを含み、前記圧力の作用下で前記第一のベアリ
ング面に対して押圧するように前記第一のシールリップ
が配設されていると共に、前記潤滑剤の背圧の作用の下
で前記第二のベアリング面より離間せしめるように前記
第二のシールリップが配設され、キャビティ内が潤滑剤
により充填されて、キャビティ内、特に前記第一のシー
ルリップの外側面と内側面との間の圧力が補填されるよ
うになっていることにある。前記第一のベアリング面
は、例えば、前記円錐部の回転軸となる軸を有する環形
にて規定される軌跡からなっていてもよい。前記第二の
ベアリング面は、例えば、前記円錐部の回転軸となる軸
を有する円筒形にて規定される軌跡からなっていてもよ
い。
るための、本発明に従う円錐状削岩ビットを有するドリ
ルヘッドの要旨とするところは、円錐状削岩ビットを備
え、その円錐部が、シール潤滑剤を所望の背圧で吐出口
から供給する圧力補填システムが設けられた固定部と、
一つの回転軸回りに回転せしめられる回転部と、それら
固定部と回転部と、それら固定部と回転部との間に設け
られ、被削物が侵入するのを防止する動的シール装置と
を有するドリルヘッドであって、前記シール装置が、前
記回転部にて支持され、且つ、前記回転軸回りの回転面
をそれぞれ形成する第一のシールリップ及び第二のシー
ルリップを有しており、また、それらリップが前記固定
部に固定された第一のベアリング面及び第二のべアリン
グ面に対してそれぞれ摺接せしめられ、前記第一のシー
ルリップが、前記被削物に面する外側面と、前記潤滑剤
のリザーバを形成するキャビティに面する内側面とを含
む一方、前記第二のシールリップが前記圧力補填システ
ムの吐出口に面する外側面と、前記キャビティに面する
内側面とを含み、前記圧力の作用下で前記第一のベアリ
ング面に対して押圧するように前記第一のシールリップ
が配設されていると共に、前記潤滑剤の背圧の作用の下
で前記第二のベアリング面より離間せしめるように前記
第二のシールリップが配設され、キャビティ内が潤滑剤
により充填されて、キャビティ内、特に前記第一のシー
ルリップの外側面と内側面との間の圧力が補填されるよ
うになっていることにある。前記第一のベアリング面
は、例えば、前記円錐部の回転軸となる軸を有する環形
にて規定される軌跡からなっていてもよい。前記第二の
ベアリング面は、例えば、前記円錐部の回転軸となる軸
を有する円筒形にて規定される軌跡からなっていてもよ
い。
【００１１】前記第一のシールリップおよび／または前
記第二のシールリップは、有利には、エラストマにより
形成されている。前記第二のシールリップは、前記シー
ルを為す鋭角エッジ（sharp edge）を形成する二つの面
取り面を備えた環状の膨出部（annular bulge）を有し
てもよい。
記第二のシールリップは、有利には、エラストマにより
形成されている。前記第二のシールリップは、前記シー
ルを為す鋭角エッジ（sharp edge）を形成する二つの面
取り面を備えた環状の膨出部（annular bulge）を有し
てもよい。
【００１２】少なくとも一つのシールリップは、有利に
は、例えば、円環形状を構成する予圧の加えられた性向
を有するスプリングからなる背後ばね（backing sprin
g）を有している。
は、例えば、円環形状を構成する予圧の加えられた性向
を有するスプリングからなる背後ばね（backing sprin
g）を有している。
【００１３】好適な具体例によれば、ドリルヘッドは、
前記第一および第二のシールリップが、前記回転部に固
定されて前記回転軸回りに回転する第一の補強部材にて
支持されると共に、それら第一および第二のシールリッ
プのうち少なくとも一方が、第一の補強部材と回転部の
壁部との間に介装される静的シールを形成する延長部を
含むことを特徴とする。前記第一の補強部材は、単一の
部材から構成されていても、若しくは、少なくとも二つ
の部材が結合されることによって構成されていてもよ
い。
前記第一および第二のシールリップが、前記回転部に固
定されて前記回転軸回りに回転する第一の補強部材にて
支持されると共に、それら第一および第二のシールリッ
プのうち少なくとも一方が、第一の補強部材と回転部の
壁部との間に介装される静的シールを形成する延長部を
含むことを特徴とする。前記第一の補強部材は、単一の
部材から構成されていても、若しくは、少なくとも二つ
の部材が結合されることによって構成されていてもよ
い。
【００１４】特に有利な具体例によれば、ドリルヘッド
は、前記第一および第二のベアリング面が、前記回転軸
の回りに回転する部分からなり、前記固定部に固設され
た第二の補強部材により構成される一方、該第二の補強
部材が、それと前記回転部との間の静的シールを行うシ
ールを有していることを特徴とする。
は、前記第一および第二のベアリング面が、前記回転軸
の回りに回転する部分からなり、前記固定部に固設され
た第二の補強部材により構成される一方、該第二の補強
部材が、それと前記回転部との間の静的シールを行うシ
ールを有していることを特徴とする。
【００１５】また、ドリルヘッドは、前記被削物に面す
る外側面と、前記第一のシールリップの外側面に対向す
る内側面とを有する第三のシールリップを、更に有して
いてもよい。
る外側面と、前記第一のシールリップの外側面に対向す
る内側面とを有する第三のシールリップを、更に有して
いてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体例を図面に基
づいて詳細に説明することとするが、本発明の上記した
以外の態様や利点は、以下の記載を読むことにより、自
ら明らかとなろう。勿論、本発明が、そのような記述や
具体例に限定して解釈されるものではないことも明らか
なところである。
づいて詳細に説明することとするが、本発明の上記した
以外の態様や利点は、以下の記載を読むことにより、自
ら明らかとなろう。勿論、本発明が、そのような記述や
具体例に限定して解釈されるものではないことも明らか
なところである。
【００１７】図１における（ａ）は、「スリー・コー
ン」型の円錐状削岩ビットの回転円錐部を示している。
この回転円錐部は、軸Ｘ−Ｘを有する固定部１と、かか
る軸Ｘ−Ｘの回りに回転させられる可動部２とを含み、
複数の研磨歯３を支持する。可動部２は、上流側におい
て、可動部２の上流面５９と固定部１の肩部５８との間
に形成された外周溝４によって、固定部１から分離して
いる。ドリル・スラッジの如き被削物（drilling matte
r）に接触せしめられるこの溝は、キャビティに開口し
ており、そのキャビティには、ドリル・スラッジの侵入
から可動部２を保護するためのシール１０が設けられて
いる。また、そのハウジングは、外周溝４とは反対側に
おいて、圧力補填システムの吐出口６に連通するダクト
５に連通せしめられている。この圧力補填システムは、
回転円錐部のローラベアリングを保護すると共に、シー
ル１０を潤滑する潤滑流体を圧力下に供給するものであ
る。
ン」型の円錐状削岩ビットの回転円錐部を示している。
この回転円錐部は、軸Ｘ−Ｘを有する固定部１と、かか
る軸Ｘ−Ｘの回りに回転させられる可動部２とを含み、
複数の研磨歯３を支持する。可動部２は、上流側におい
て、可動部２の上流面５９と固定部１の肩部５８との間
に形成された外周溝４によって、固定部１から分離して
いる。ドリル・スラッジの如き被削物（drilling matte
r）に接触せしめられるこの溝は、キャビティに開口し
ており、そのキャビティには、ドリル・スラッジの侵入
から可動部２を保護するためのシール１０が設けられて
いる。また、そのハウジングは、外周溝４とは反対側に
おいて、圧力補填システムの吐出口６に連通するダクト
５に連通せしめられている。この圧力補填システムは、
回転円錐部のローラベアリングを保護すると共に、シー
ル１０を潤滑する潤滑流体を圧力下に供給するものであ
る。
【００１８】図１における（ｂ）に示されるように、シ
ール１０は、第一のシールリップ１１を有し、この第一
のシールリップ１１は、前記外周溝４に面する凹面１４
と、潤滑剤のリザーバを形成するキャビティ４０に面す
る凸面１５とを有している。また、 シールリップ１１
は、軸Ｘ−Ｘの回りに回転させられると共に、略Ｌ字形
断面形状を有する金属製の補強部材（armature）３０の
一部に支持されている。二つの環状領域２３、２４が、
前記Ｌの短脚部３５の側面に位置しており、これによっ
て、シールリップ１１は補強部材３０の上記一部に固定
される。前記Ｌ字の長脚部は、可動部２の一面４１に圧
入される先端領域３３と、環状領域２４の円筒状延長部
２５を収納すべく、その一面４１から離間した領域３４
とを有する。円筒状延長部２５は、静的シール（static
seal）を形成する。
ール１０は、第一のシールリップ１１を有し、この第一
のシールリップ１１は、前記外周溝４に面する凹面１４
と、潤滑剤のリザーバを形成するキャビティ４０に面す
る凸面１５とを有している。また、 シールリップ１１
は、軸Ｘ−Ｘの回りに回転させられると共に、略Ｌ字形
断面形状を有する金属製の補強部材（armature）３０の
一部に支持されている。二つの環状領域２３、２４が、
前記Ｌの短脚部３５の側面に位置しており、これによっ
て、シールリップ１１は補強部材３０の上記一部に固定
される。前記Ｌ字の長脚部は、可動部２の一面４１に圧
入される先端領域３３と、環状領域２４の円筒状延長部
２５を収納すべく、その一面４１から離間した領域３４
とを有する。円筒状延長部２５は、静的シール（static
seal）を形成する。
【００１９】シールリップ１１が溝４に面していること
から、ドリル・スラッジの圧力が上昇すると、シールリ
ップ１１の接触領域１２が、補強部材５０の一部の脚部
５４の面５６に対して押圧される傾向となり、これによ
って、ドリル・スラッジに対する確実なシールが付与さ
れる。
から、ドリル・スラッジの圧力が上昇すると、シールリ
ップ１１の接触領域１２が、補強部材５０の一部の脚部
５４の面５６に対して押圧される傾向となり、これによ
って、ドリル・スラッジに対する確実なシールが付与さ
れる。
【００２０】前記補強部材５０の一部は、前記脚部５４
に対し直角である脚部５１を有しており、この脚部５１
は、（例えば、ラム等を使用して、）固定部１の円筒領
域６１に圧入される。その際、エラストマシール６０が
両者間に介装され、このエラストマシール６０は壁部６
０の領域において静的シールを形成する。
に対し直角である脚部５１を有しており、この脚部５１
は、（例えば、ラム等を使用して、）固定部１の円筒領
域６１に圧入される。その際、エラストマシール６０が
両者間に介装され、このエラストマシール６０は壁部６
０の領域において静的シールを形成する。
【００２１】シール１０は、カフ部（cuff）１６とヒー
ル部（heel）２６とを有する第二のシールリップ１３を
有する。この第二のシールリップ１３は、キャビティ４
０に面する一面１９と、ダクト５に面する一面１９とを
含み、それらの面１８、１９は両面間において円形のシ
ール用鋭角エッジ１７を規定している。更には、例え
ば、円環形状（toric annulus）を形成すべく自身が閉
ループ状に巻かれ且つ与圧の加えられた性向を有するス
プリング等からなるばね２０が、シールリップ１３の溝
に配設され、直立保持部（retaining upstand）２１に
より保持されている。このばねにより、シールリップ１
３は、金属製補強部材５０のベアリング面５２に対して
押圧せしめられている。また、シールリップ１１も、ば
ね２０’を有していてもよい。ばね２０’は前記ばね２
０と同様のタイプのものでよく、このばね２０’は前記
面１４を押し、これによって、接触領域１２は前記面５
６に押圧されている。
ル部（heel）２６とを有する第二のシールリップ１３を
有する。この第二のシールリップ１３は、キャビティ４
０に面する一面１９と、ダクト５に面する一面１９とを
含み、それらの面１８、１９は両面間において円形のシ
ール用鋭角エッジ１７を規定している。更には、例え
ば、円環形状（toric annulus）を形成すべく自身が閉
ループ状に巻かれ且つ与圧の加えられた性向を有するス
プリング等からなるばね２０が、シールリップ１３の溝
に配設され、直立保持部（retaining upstand）２１に
より保持されている。このばねにより、シールリップ１
３は、金属製補強部材５０のベアリング面５２に対して
押圧せしめられている。また、シールリップ１１も、ば
ね２０’を有していてもよい。ばね２０’は前記ばね２
０と同様のタイプのものでよく、このばね２０’は前記
面１４を押し、これによって、接触領域１２は前記面５
６に押圧されている。
【００２２】シールリップ１３のヒール部２６は、補強
部材３８の一部の短脚部３２において、直立把握部（ca
tching upstand）２３を有する。補強部材３８は略Ｌ字
形断面形状を有し、その主脚部３１の円筒状外側面３６
は前記金属製補強部材３０の領域３４の内側面に対して
圧入されている。
部材３８の一部の短脚部３２において、直立把握部（ca
tching upstand）２３を有する。補強部材３８は略Ｌ字
形断面形状を有し、その主脚部３１の円筒状外側面３６
は前記金属製補強部材３０の領域３４の内側面に対して
圧入されている。
【００２３】シールリップ１３がキャビティ４０に面し
ていることから、ダクト５内の圧力が上昇すると、その
圧力上昇により、前記面１８には力が作用する傾向とな
り、鋭角エッジ１７がベアリング面５２から離間する方
向に持ち上げられることにより、自由通路が形成され、
潤滑剤がその流路を通じてキャビティ４０内に充填さ
れ、シールリップ１１が潤滑される。
ていることから、ダクト５内の圧力が上昇すると、その
圧力上昇により、前記面１８には力が作用する傾向とな
り、鋭角エッジ１７がベアリング面５２から離間する方
向に持ち上げられることにより、自由通路が形成され、
潤滑剤がその流路を通じてキャビティ４０内に充填さ
れ、シールリップ１１が潤滑される。
【００２４】ダクト５内の圧力がドリル・スラッジの圧
力を上回ったときには、潤滑剤は、シールリップ１１を
持ち上げてベアリング５６から離間させる傾向となり、
溝４の方へ流出する。対照的に、潤滑剤の圧力がドリル
・スラッジの圧力より低くなったときには、シールリッ
プ１１がその確実なロック機能を働かせる一方で、キャ
ビティ４０内が潤滑剤により満杯であることは維持さ
れ、これによって、キャビティ４０は、シールリップ１
１、１３の活動部１２、１７への継続的な潤滑を保証し
得るリザーバを構成することとなる。
力を上回ったときには、潤滑剤は、シールリップ１１を
持ち上げてベアリング５６から離間させる傾向となり、
溝４の方へ流出する。対照的に、潤滑剤の圧力がドリル
・スラッジの圧力より低くなったときには、シールリッ
プ１１がその確実なロック機能を働かせる一方で、キャ
ビティ４０内が潤滑剤により満杯であることは維持さ
れ、これによって、キャビティ４０は、シールリップ１
１、１３の活動部１２、１７への継続的な潤滑を保証し
得るリザーバを構成することとなる。
【００２５】図２の具体例は、図１における（ｂ）に示
された上記具体例とは、第三のシールリップ７０がある
という点において異なる。この第三のシールリップ７０
は、前記領域２５が延長されたもので、金属製補強部材
５０の脚部５４の環状面５７に対して押圧されている。
ここで、脚部５４は、延長部７１を有しており、この延
長部７１によって、環状面５７の面積、すなわち、シー
ルリップ７０の支持面積が拡大されている。
された上記具体例とは、第三のシールリップ７０がある
という点において異なる。この第三のシールリップ７０
は、前記領域２５が延長されたもので、金属製補強部材
５０の脚部５４の環状面５７に対して押圧されている。
ここで、脚部５４は、延長部７１を有しており、この延
長部７１によって、環状面５７の面積、すなわち、シー
ルリップ７０の支持面積が拡大されている。
【００２６】図２のシールは、更に、シールリップ７５
を有している。このシールリップ７５は、シールリップ
１１の領域２３が延長されたもので、その先端部７６に
おいて、直立保持部２１の面２２に対して押圧されてお
り、これによって、潤滑剤リザーバ４０の容積が制限さ
れている。シールリップ７０は、被削物に面する外側面
７７と、シールリップ１１の外側面１４に対向する内側
面７８とを有する。尚、領域２３、２５の外側領域６
１’、２５’は、一つ又は複数の膨出部若しくは波状部
を有しており、静的シールを向上させている。
を有している。このシールリップ７５は、シールリップ
１１の領域２３が延長されたもので、その先端部７６に
おいて、直立保持部２１の面２２に対して押圧されてお
り、これによって、潤滑剤リザーバ４０の容積が制限さ
れている。シールリップ７０は、被削物に面する外側面
７７と、シールリップ１１の外側面１４に対向する内側
面７８とを有する。尚、領域２３、２５の外側領域６
１’、２５’は、一つ又は複数の膨出部若しくは波状部
を有しており、静的シールを向上させている。
【００２７】図３のシールは、図１における（ａ）、
（ｂ）のシールとほぼ同じであるが、シールリップ１５
が脚部３５に対して二つの環状領域２３、２４’によっ
て固定されている点、及び、それが、多極式磁気エンコ
ーダ（multiple-pole magneticencoder）１００とセン
サ１０１を有しているという点において異なる。エンコ
ーダ１００とセンサ１０１のうち一方は固定部１によっ
て支持され、他方は可動部２によって支持され、互いに
対向している。センサ１０１は、例えば、ホール効果式
センサ（Hall-effect sensor）でよく、脚部５４のその
先端５７付近に収容されており、多極式磁気エンコーダ
１００の環状領域１０５に対向している。エンコーダ１
００は、円筒領域１０６を含み、この円筒領域１０６
は、前記延長部２５と同様に、領域３４と面４１との間
の利用可能なスペース内に収容されている。多極式磁気
エンコーダの領域１０５は少なくとも二つの磁気領域を
有し、それらの極性は「北」と「南」との間を交互に繰
り返している（詳細図参照）。エンコーダ１００は、エ
ラストマ部品の形態により形成され、上記磁気領域にお
いてはフェライトが埋め込まれ、公知の方法にて励磁さ
れる。前記領域１０５の環状平面１０７は、符号解読の
目的のため、センサ１０１に対向している。エンコーダ
１００は可動部２に、センサ１０１は固定部１に、それ
ぞれ固設されている。これによって、ツールの可動部２
の回転の確認を可能とする検出が行われ、その回転速度
の測定および／または制御が可能となる。
（ｂ）のシールとほぼ同じであるが、シールリップ１５
が脚部３５に対して二つの環状領域２３、２４’によっ
て固定されている点、及び、それが、多極式磁気エンコ
ーダ（multiple-pole magneticencoder）１００とセン
サ１０１を有しているという点において異なる。エンコ
ーダ１００とセンサ１０１のうち一方は固定部１によっ
て支持され、他方は可動部２によって支持され、互いに
対向している。センサ１０１は、例えば、ホール効果式
センサ（Hall-effect sensor）でよく、脚部５４のその
先端５７付近に収容されており、多極式磁気エンコーダ
１００の環状領域１０５に対向している。エンコーダ１
００は、円筒領域１０６を含み、この円筒領域１０６
は、前記延長部２５と同様に、領域３４と面４１との間
の利用可能なスペース内に収容されている。多極式磁気
エンコーダの領域１０５は少なくとも二つの磁気領域を
有し、それらの極性は「北」と「南」との間を交互に繰
り返している（詳細図参照）。エンコーダ１００は、エ
ラストマ部品の形態により形成され、上記磁気領域にお
いてはフェライトが埋め込まれ、公知の方法にて励磁さ
れる。前記領域１０５の環状平面１０７は、符号解読の
目的のため、センサ１０１に対向している。エンコーダ
１００は可動部２に、センサ１０１は固定部１に、それ
ぞれ固設されている。これによって、ツールの可動部２
の回転の確認を可能とする検出が行われ、その回転速度
の測定および／または制御が可能となる。
【図１】本発明に係るドリルヘッドの一例を示す説明図
であって、（ａ）は、本発明に従うシールを備えた回転
円錐形状部の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）にお
ける丸印のシール部の拡大詳細図である。
であって、（ａ）は、本発明に従うシールを備えた回転
円錐形状部の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）にお
ける丸印のシール部の拡大詳細図である。
【図２】本発明に従うシールの他の形態のものを示す説
明図である。
明図である。
【図３】本発明の好ましい例を示す説明図であって、変
位角度が検出可能とされている例を示している。
位角度が検出可能とされている例を示している。
１：固定部 ２：可動部 ３：研磨歯 ４：外周溝 １０： シール １１：第一のシールリップ １３：第二のシールリップ ２０：ばね ４０：キャビティ ７０：第三のシールリップ １００：多極式磁気エンコーダ １０１：センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・ベッソン フランス国 78470 サン・レミー・レ・ シェヴルーズ リュ・デ・シェーヌ 36 (72)発明者 パトリック・フェイヨー フランス国 49000 アンジェ リュ・ミ シェレ 15 (72)発明者 ベルナール・ティシェ フランス国 49500 ニワゾー レ・サブ ロン（番地なし) (72)発明者 ピエール・レクール フランス国 94270 ル・クレムラン・ビ セートル アヴニュ・シー・ジッド 59
Claims (11)
- 【請求項１】 円錐状削岩ビットを備え、その円錐部
が、潤滑剤を所望の背圧で吐出口から供給する圧力補填
システムが設けられた固定部と、一つの回転軸回りに回
転せしめられる回転部と、それら固定部と回転部との間
に設けられ、被削物が侵入するのを防止する動的シール
装置とを有するドリルヘッドであって、 前記シール装置（１０）が、前記回転部（２）にて支持
され、且つ、前記回転軸回りの回転面をそれぞれ形成す
る第一のシールリップ（１１）及び第二のシールリップ
（１３）を有しており、また、それらリップが前記固定
部に固定された第一のベアリング面（５６）及び第二の
べアリング面（５２）に対してそれぞれ摺接せしめら
れ、 前記第一のシールリップ（１１）が、前記被削物に面す
る外側面（１４）と、前記潤滑剤のリザーバを形成する
キャビティ（４０）に面する内側面（１５）とを含む一
方、前記第二のシールリップ（１３）が前記圧力補填シ
ステムの吐出口に面する外側面（１８）と、前記キャビ
ティ（４０）に面する内側面（１９）とを含み、 前記圧力の作用下で前記第一のベアリング面（５６）に
対して押圧するように、前記第一のシールリップ（１
１）が配設されていると共に、前記潤滑剤の背圧の作用
下で前記第二のベアリング面（５２）より離間せしめる
ように、前記第二のシールリップが配設され、キャビテ
ィ（４０）内が潤滑剤により充填されて、キャビティ内
の圧力が補填されるようになっていることを特徴とする
ドリルヘッド。 - 【請求項２】 前記第一のベアリング面（５６）が前
記円錐部の回転軸となる軸を有する環形にて規定される
軌跡からなると共に、前記第二のベアリング面（５２）
が前記円錐部の回転軸となる軸を有する円筒形にて規定
される軌跡からなることを特徴とする請求項１に記載の
ドリルヘッド。 - 【請求項３】 前記第一のシールリップ（１１）およ
び前記第二のシールリップ（１３）が、エラストマによ
り形成されていることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載のドリルヘッド。 - 【請求項４】 前記第二のシールリップ（１３）が、
前記シールを為す鋭角エッジ（１７）を形成する二つの
面取り面（１８、１９）を備えた環状の膨出部（２６）
を有することを特徴とする請求項３に記載のドリルヘッ
ド。 - 【請求項５】 前記第一および第二のシールリップ
（１１、１３）のうち少なくとも一方が、背後ばね（２
０）を有していることを特徴とする請求項３または請求
項４に記載のドリルヘッド。 - 【請求項６】 前記背後ばね（２０）が、円環形状を
構成する予圧の加えられた性向を有するスプリングであ
ることを特徴とする請求項５に記載のドリルヘッド。 - 【請求項７】 前記第一および第二のシールリップ
（１１、１３）が、前記回転部（２）に固定されて前記
回転軸回りに回転する第一の補強部材（３０、３８）に
て支持されると共に、それら第一および第二のシールリ
ップ（１１、１３）のうち少なくとも一方が、第一の補
強部材（３０、３８）と前記固定／回転部（２）の壁部
（４１、４２）との間に介装される静的シールを形成す
る延長部を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載のドリルヘッド。 - 【請求項８】 前記第一の補強部材が、少なくとも二
つの部材（３０、３８）が結合されることによって構成
されていることを特徴とする請求項７に記載のドリルヘ
ッド。 - 【請求項９】 前記第一および第二のベアリング面
（５６、５２）が、前記回転軸の回りに回転する部分か
らなり、前記固定部（１）に固設された第二の補強部材
（５０）により構成される一方、該第二の補強部材（５
０）が、それ（５０）と前記固定部（１）との間の静的
シールを行う静的シール（６０）を有していることを特
徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のドリルヘッ
ド。 - 【請求項１０】 第三のシールリップ（７０）を更に
含み、且つ、その第三のシールリップが、前記被削物に
面する外側面（７７）と、前記第一のシールリップ（１
１）の外側面（１４）に対向する内側面（７８）とを有
することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載
のドリルヘッド。 - 【請求項１１】 多極式磁気エンコーダ（１００）とセ
ンサ（１０１）とを更に含み、それらエンコーダとセン
サのうち一方が前記固定部（１）側に支持され、他方が
前記回転部（２）側に支持され、互いに対向せしめられ
ていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに
記載のドリルヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9903813 | 1999-03-26 | ||
| FR9903813A FR2791390B1 (fr) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Tete de forage presentant un trepan a cones |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297588A true JP2000297588A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=9543687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000085095A Pending JP2000297588A (ja) | 1999-03-26 | 2000-03-24 | 円錐状削岩ビット付きドリルヘッド |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6401843B1 (ja) |
| EP (1) | EP1039094B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000297588A (ja) |
| AU (1) | AU758373B2 (ja) |
| CA (1) | CA2302406A1 (ja) |
| FR (1) | FR2791390B1 (ja) |
| MX (1) | MXPA00002887A (ja) |
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| DE10235079A1 (de) * | 2002-07-31 | 2004-02-19 | Carl Freudenberg Kg | Manschettendichtung |
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| CN108328245B (zh) * | 2017-01-18 | 2021-06-15 | 斯凯孚公司 | 用于连铸机的密封盒 |
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