JPS594789A - ア−スボ−リングビツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的にはアースボーリングビットに係り、
特に軸受ビンに作用する力ｌターの外向きのスラスト力
を吸収するよう構成されたアースポーリングピッ１−に
係る。

ノ′−スポーリングビットは一般に三つの突出延在する
軸受ビンを備えた本体を有してり、各軸受ビンは円錐形
の回転可能なカッターを受（プるようになっている。カ
ッターと軸受ビンとの間にはジャーナル軸受又はローラ
軸受が配置されており、これらにより穿孔中にビットに
作用する大きなノコが吸収されるようになっている。垂
直下方への穿孔時にはカッターにより軸受ビンに外向き
の力が及ぼされ、これによりカッターは更に軸受ビン上
へ押付けられる。この外向きのスラスト力は軸受ビンの
軸線に垂直な平面に沿ってカッターと軸受ビンとの間に
設けられた一つ又はそれ以上のスラスト面により担持さ
れる。通常これらのスラスト面はそれらのスラスト面に
於ける摩耗を低減すべく炭化タングステンの如ぎ硬質金
属よりなるインレーを有している。

アースボーリングビットの一つとして、比較的深さの浅
い発破孔を穿孔すべく鉱業に於て使用されているアース
ボーリングビットが知られている。

かかるアースボーリングビットに於ては、ビットを冷却
し且切削された岩石等を地表へ吹出ずべく、ｌ−縮空気
がドリルビットを経てポンプ送りされる。

１縮空気の一部は軸受を冷却すべく軸受領域に分流され
る。スラス（〜面及び軸受を充分に冷却することは従来
より一つの問題となっている。

本願出願の優先権主張の基礎となっている米国時ｎ出願
第３８９．７８２Ｍ４．ｔ　ｒＯＰＰＯ８ＥＤＢ　Ｕ　
Ｔ　Ｔ　ＯＮ　　Ｔ　ｌ−Ｉ　ＲＵ　Ｓ王　５ＵＲＦＡ
ＣＥＳＦＯＲＦＡＲＴＨＢＯＲＩＮＧ　　ＢＩＴＪと題
してＪｏｈｎ　Ｍ、　Ｍｕｆｆｉｎｓにより出願された
米国特許と同日付にて出願されたものである。

本発明によるアースボーリングビットに於ては、スラス
ト面は冷却効果を向上させ得るよう設けられている。ス
ラスト面はカッターキＶビテイ内に、好ましくは軸受ビ
ンのノーズ部に配置されており、また軸受ビンのノーズ
部と軸受ビンの外方部との間に設けられた肩部に配置さ
れている。複数個の硬質金属製のインサート体、即ちボ
タンがこれらスラス１へ面の周りに円形列にて互いに隔
置して設けられた孔内に圧入されている。これらの孔の
大きざは、ボタンが軸受ビンの支持金属より外方へ突出
するような大きさに選定されている。ボタンはカッター
内に配設されている通常のインレーに係合する平坦な表
面を有している。これら互いに隔置され突出するボタン
により、空気が軸受を通リスラスト面を通過して自由に
循環することが可能にされている。

以下に添付の図を―照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

第１図に於て、アースボーリングビット１１は三つのヘ
ッドセクション１３（第１図に於てはそのうちの一つの
みが図示されている）を含む本体を有している。各ヘッ
ドセクション１３はそれと一体に形成され突出延在する
軸受ビン１５を有している。軸受ビン１５は実質的に円
柱状の部材であり、ヘッドセクション１３に接続された
円柱状の外方部１７を有している。軸受ビン１５の自由
端には外方部１７よりも直径の小さい内方部１９が形成
されている。軸受ビン１５の先端２１は軸受ビン１５の
軸線に垂直な平坦面をなしている。

内方部１９と外方部１７との接続部には環状肩部２３が
形成されている。肩部２３は軸受ビンの先端２１を含む
平面と平行な平面内に配置されている。

肩部２３内には互いに隔置された複数個のインサート体
、即ちボタン２５が配置されている。第４図に示されて
いる如く、各ボタン２５は炭化タングステンの如き硬質
の耐摩耗性材料にて構成された円柱状の部材である。各
ボタン２５は肩部２３の支持金属に形成された円柱状の
孔内に圧入式に嵌込まれていることが好ましい。肩部２
３の支持金属はボタン２５よりもはるかに軟かい金属で
ある。各ボタン２５のための孔の深さはボタンの長さよ
りも小さく、従って各ボタンは肩部２３の表面より僅か
な長さにて突出している。各ボタン２５は他の全てのボ
タン２５の外端部を含む共通平面内に配置された平坦な
外端部を有している。

第２図に示されている如く、各ボタン２５はボタンの直
径の約半分に等しい距離にて隣接するボタンより隔置さ
れている。ボタン２５は軸受ビン１５に作用する外向き
のスラスト力を吸収するスラスト面を郭定している。

第１図に於て、軸受ビン１５の先端２１には複数個のボ
タン２７が円形に配列された状態にて配置されている。

このボタン２７も炭化タングステンの如き硬質金属のイ
ンサート体である。各ボタン２７は軸受ビン１５の支持
金属に穿孔された孔内に圧入式に固定されている。各ボ
タン２７の長さは孔の深さよりも大きく、これにより各
ボタンは軸受ビン１５の先端２１の表面より所定長さに
て突出した状態にて固定されている。各ボタン２７は他
の全てのボタンの外端部を含む平面内に配置された平坦
な外端部を有している。ボタン２７は軸受ビン１５に作
用する外向きのスラス１へ力を吸収するノーズスラスト
面を郭定している。

軸受ビン１５内にはその軸線に沿って通路２９が設置プ
られており、該通路は軸受ビン１５の先端２１に出口を
有している。通路２９はビット１１の軸線に沿って設け
られた中央通路（図示せず）と連通ずる通路３１と連通
している。中央通路は三つの出口３３を有しており、各
出口には該出口ヘボンブ送りされた空気を吐出するため
のノズル３５が設けられている。中央通路より流れて来
る空気の一部は通路３１及び２９を経て流れ、軸受領域
を通過づる。

各軸受ビン１５は実質的に円錐形の回転可能なカッター
３７を受けるよう構成されている。カッター３７は軸受
ビン１５に嵌合するキ↑？ビティ３９を有しており、軸
受ビン１５により担持されている。キャビティ３９は軸
線方向に延在しており、その入口に於て裏面４０により
囲繞されている。

裏面４０はヘッドセクション１３の内側面より所定の距
離にて隔置されており、ヘッドセクション１３とは摺動
接触しないようになっている。カッター３７は地層を掻
き崩す要素を有する通常の型式のｂのである。これらの
要素はミル加工された歯又は図示の如きインサート体４
１であってよい。

キャビティ３９の底面にはキャビティ３つの軸線に沿う
中央にて一つの大きなボタン４３が配Ｉされている。ボ
タン４３はそれがボタン２７の端部ど囲動的に係合する
よう選定された直径を有している。第３図に示されてい
る如く、ボタン４３の表面は平滑且平坦であり、外向き
のスラスト力を吸収するノーズスラスト面を郭定してい
る。

第１図に於て、キャビティ３９は環状のインレー４５を
有する肩部により分割された直径の小さい部分と直径の
大きい部分とを有している。インレー４５は炭化タング
ステンの如き硬質の耐摩耗性の材料にて構成されている
。インレー４５はキャビティ３９に形成された溝内に肉
盛り溶接により配置されている。第３図に示されている
如く、インレー４５の表面は平滑且平坦であり、ボタン
２５の端部と摺動的に係合し得るようになっ−Ｃいる。

またインレー４５は外向きのスラスト力を吸収するスラ
スト面を郭定している。

第１図に示されたビット１１はキャビティ３９への入口
近傍に装着された一組のローラ軸受４７を含む軸受装置
を有している。ローラ軸受４７は軸受ビン１５の外方部
１７と転勤接触にて係合する円筒状の軸受である。ロー
ラ軸受４７の外端部はヘッドセクション１３の内側面よ
り短い距−１にて隔置されており、ヘッドセクション１
３とは摺動接触にて係合することがないようになってい
る。

尚臼−ラ軸受４７は内向きのスラスト力を吸収するため
のものではない。

また上）本の軸受装置はローラ軸受４７よりも直径の小
さい一組のローラ軸受４９を含りでいてよい。ローラ軸
受４９は円筒状に配列されており、軸受ビン１５の内方
部１９に設けられたレース内に配置されている。ローラ
軸受４９もキャビティ３９及び軸受ビン１５ど転動接触
にて係合している。

カッター３７は複数個のボール５１により軸受ビン１５
」−に保持されている。ボール５１はカッター３７が軸
受ビン１５上に挿入された後にカッターを軸受ビンに固
定する。ボール５１は通路５３を経てレース内に配置さ
れる。ボール５１は通路５３内に挿入されたリテーナ５
５により所定の位置に保持されている。通路５３は軸受
へ通路３１より空気を導く働きもなす。

作動に於ては、ピッ］〜１１が穿孔されている孔内に下
降され且回転駆動され、これにより各カッター３７が対
応する軸受ビン１５の軸線の周りに回転せしめられる。

ローラ軸受４７及び４９を含む減摩軸受によりビット１
１に及ぼされる下向きのスラスト力が吸収される。外向
きのスラスト力はボタン４３がボタン２７と摺動接触し
、インレー４５がボタン２５と摺動接触することによっ
て吸収される。ドリルパイプ内を下方ヘボンブ送りされ
た空気はノズル３５を経て吐出され、またその一部は通
路３１及び２９を経てカッター３７と軸受ビン１５との
間の空間へ流入する。この空気はボタン２７の間を経て
流れ、次いで方向転換して半径方向外方へ流れる。この
空気はローラ軸受４９の間の空間及びボタン２５の間の
空間を通過し、更にボール５１の間及びローラ軸受４７
の間を流れて裏面４０に於てビット外へ流出づ−る。

本発明は種々の重要な利点を有している。互いに隔置さ
れたボタンにより多量の冷却空気が貫流するための空隙
が与えられ、これによりスラスト面の寿命が長くされる
。スラスト面の耐摩に＋Ｉが優れていることにより、ス
ラスト面よりも耐摩耗性の劣るヘッドセクションを構成
する材料とカッターが直接摺動接触するようになるまで
の期間が長くされる。このことによりビットの寿命が長
くされる。

以上に於ては本発明を特定の実に例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアースボーリングビットの一部を
示す縦断面図である。 第２図は第１図に示されたアースポーリングピッ１〜の
軸受ビンをその先端方向より見た拡大部分図である。 第３図は第１図に示されたカッターのキャビティを第１
図の左上方より見た部分図である。 第４図は第２図の線ＩＶ−ＩＶによる第１図に示された
アースボーリングビットの軸受ビンを示す部分断面図で
ある。 １１・・・アースボーリングビット、１３・・・ヘッド
セクション、１５・・・軸受ビン、１７・・・外方部、
１９・・・内方部、２１・・・先端、２３・・・肩部、
２５．２７・・・ボタン、２９．３１・・・通路、３３
・・・出口、３５・・・ノズル、３７・・・カッター、
３９・・・キャビティ。 ４０・・・裏面、４１・・・インサート体、４３・・・
ボタン。 ４５・・・インレー、４７．４９・・・［ｌ−ラ軸受、
５１・・・ボール、５３・・・通路、５５・・・リテー
ナ　　　゛特許出願人　　ヒユーズ・ツール・カンパニ
ー化　　理　　人　　　　弁　　理　　士　　　　明　
　石　　昌　　毅Ｆｚ：５ｒ、３ ｈゾ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 突出延在する軸受ビンを有する本体と、前記軸受ビンを
   回転可能に受ける軸線グツ向キャビティを有するカッタ
   ーとを有し、前記軸受ビンは該軸受ビンの軸線に垂直で
   あり前記キャビティ内に形成されたスラスト面に摺動可
   能に係合する少なくとも一つのスラスト面を有している
   如きアースボーリングビットにして、前記スラスト面の
   少なくとも一方のスラスト面は他方のスラスト面と摺動
   接触にて係合する複数個の耐摩耗性ボタンを含んでいる
   ことを特徴とするアースボーリングビット。