JPS6153989A - ロツクビツト - 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】 技術分野 この発明は、石油掘削等に使用され、コーンカッターを
１７ｆｆｆえたロックビットに関する。

従来技術 石油掘削等にはボディーの各レグ内面よりボディーの中
心線に向って斜方向に延設された３本のベアリングピン
のジャーナル部に３個のコーンカッターを軸支して購成
された、トリコーンビットと呼ばれるロックビットが広
゛く使用されている。

この型式のロックビットでは、コーンカッターを軸支す
るジャーナル部には非常に大きな摩擦力及び唾撃力が作
用し、又軸受精度を出すために機械加工をする心安があ
るところがら、ジャーナル部を有するベアリングピンを
ピントボディート別個にベアリングに適した材質を使用
して作り、熱処理及び機械加工を施した後、ピントボデ
ィーのレグに穿設した貫通孔に底合し、電子ビーム溶接
により固着するようにしたものも知られている。

さて、従来のトリコーンビットでは、ベアリングピンの
ジャーナル部の形状は円筒状をなし、ローラベアリング
又はフリクションベアリング等でコーンカッターを軸支
し、円筒状ジャーナル部の端面にスラスト軸受を設けて
軸方向の力を受けるようにするのが一般的であるが、掘
削時の反力はコーンカッター〇円雌面にはソ直角に作用
するので、軸受面に対して斜に力が作用し、片当り等、
局部的に荷重が集中し、異常摩耗が発生し、寿命が短か
くなる欠点があった。又、ジャーナル部が円筒状の場合
は、円筒の端部でコーンカッターの軸受面に段が出来る
ため、コーンカッターの肉厚がこの点で不連続的に変化
して応力集中が発生し、かつ局部的に薄くなるため割れ
が生じ易かった。

本発明は、コーンカッターを軸支するベアリングピンの
ジャーナル部が円筒形に形成された従来のトリコーンビ
ットの上述の問題点を解決した、使用時軸受に対する荷
重の掛り方が合理的で、がっ、コーンカッターの内面に
段ができたり肉厚の不連続的変化ができたりすることに
よる応力集中るロックビットを提供することを目的とす
る。

本発明は、上記の問題点を解決するため、ロックビット
ボディーの各レグよりボディーの中心線に向って斜方向
に延設され、コーンカッターを軸支するベアリングピン
のジャーナル部の形状を高さが半径以上の球冠とし、コ
ーンカッターのジャーナル部からの抜け止め手段を設け
たことを特徴とする。

上記の抜け止め手段は、ベアリングピンの上記ジャーナ
ル部とレグに対する固定部との間の部分の外面と、これ
に接続されるジャーナル部の一部を摺動自在に囲繞し、
外側面をコーンカッタに固定した環状部材とし、少くと
もジャーナル部とコーンカッタ及び抜け止め手段どうし
が摺接する部分は球面とするのがよい。

作　　用 上記の如く、ジャーナル部の形状を球面にしたことによ
り、掘削時コーンカッターの円錐面にほぼ直角に反力が
作用し、ざらに反力の作用方向が変動した場合にも常に
球面に法線方向の接触圧が働らき、従来の円筒形のジャ
ーナル部の如く片当り等が発生せず、接触面蹟が大きく
なるため、面圧が低下し、かつ平均化され、局部的荷重
集中による異常摩耗を回避することができる。

又、コーンカッターの軸受面に段が出来ないのでコーン
カッターの肉厚の不連続的変化及びこれに起因する応力
集中が避けられ、割れの発生を防止することができる。

さらに、少くともジャーナル部外面とコーンカッター及
び抜け止め部材どうしが摺接する部分を球面としたので
、掘削時のコーンカッターの運動に追随し易い。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第４図は本発明によるロックビットの１つのレグとこれ
に植設されたベアリングピン及びこれに軸支された１つ
のコーンカッターとを示す断面図である。

図示の実施例ではロックビットボディー１は３分割して
作られ、その各々にレグ２が一体的に設けられている。

レグ２にはベアリングピン６の基部４を嵌合させて取付
けるための貫通孔５が穿設されている。

ベアリングピン３は基部４と、これと同軸的に設けられ
た、高さが半径以上の球冠状の形状をなすジャーナル部
６と、基部４とジャーナル部６とを結合する高さの低い
円錐台部６′より成る。円錐台部６′の基部４に接続さ
れる方の半径は基部４の半径より若干大きく作られ、レ
グ２に設けられた貫通孔５のレグ内面側には、円錐台部
６′の一部が嵌入するように段差が設けられている。

コーンカッタ７は、上記ジャーナル部６に嵌合する半球
状軸受面８とこれに接続する円筒面で構成される凹入部
を有し、半球面をベアリングピン３のジャーナル部の半
球部に嵌合させて、その１細線の方向がベアリングピン
３の中心線と一致する所定の位置に取付けられる。

コーンカッター７の凹入部の円筒面部には段部１５を設
け、凹入部の入口側の円筒面１４の直径が３＝Ｒ面の直
径よりや−大きくされている。

上記円筒面１４と段部１３と、ベアリングピンろの外面
と、レグ２の内側面とに囲まれて環状り七ス９が形成さ
れ、このリセス９内で４つの面が上記の４つの面に当接
するような台形断面を有する環状抜け止め部材１０を、
ベアリングピン３にコーンカッタ７を取付けた後、これ
ら両部材の間に形成される環状り七ス９内に挿入し、こ
の部材１０の円筒面１４に接する面と円筒面１４とを電
子ビーム溶接により接合しく図中にＥＢＷｌにて示す）
、コーンカッター７のベアリングピン６からの抜け止め
が形成される。

なお抜け止め部材１０とコーンカッター円筒面１４との
固着は電子ビーム溶接によらず第４ａ図に示す如く螺合
により固着することも可能である。

コーンカッター７の軸受は用凹入部に段差部１３を設け
たので、電子ビーム溶接の際電子ビームがコーンカッタ
ー７とジャーナル部６との接触部に１０の断面積を大き
くすることを可能とし、該部材１０とベアリングピン４
との間に軸受は部に泥水が侵入することを防止するパツ
キン１２を装着するスペース１１が確保される。

抜け止め部材１０のベアリングピン４に当接する部分は
コーンカッター７の軸受部８とはソ同心同径の球面とさ
れている。

コーンカッタ１は図にはタングステンカーバイドインサ
ートタイプのものを示したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、ミルドツースタイプのコーンカッター
等種々のタイプのものに適用することができる。

以上の如く、コーンカッター７を取付けて抜け止めを施
したベアリングピン３との組立体は、ベアリングピン３
の基部４をレグ２の貫通孔５に嵌合させレグの外側から
電子ビーム溶接（図中にＥＢＷ２により表示）により一
体に結合され、その後、３分割されたボディー１は電子
ビーム溶接により一体化される。ベアリングピン６とレ
グ２との電子ビーム溶接の際、電子ビームはベアリング
ピン６の円筒状基部４と円錐台部６′との間の段部によ
り止り、パツキン１２の焼損が防止される。

この実施例では、ベアリングピン３の基部を円筒状にし
てレグ２に嵌合し、電子ビーム溶接により結合した後、
６分割されたボディーを電子ビー　−ム溶接により一体
化するものとしたが、第２図に示す如く、ベアリングピ
ン６の基部４及びレグ２の貫通孔５を夫々適当な頂角の
円錐形とした場合は、ベアリングピン４とコーンカッタ
ースとの組立体はビットボディー１の中心線ＣＬを通り
互いに１２０°で交わる平面で分割された自身の領域よ
りはみ出すことなく、レグ２の貫通孔５にベアリングピ
ンの基部４を嵌合させることができるのでビットボディ
ー１は６１分割せずに一体に製作することができる。

又、第６図に示す如く、レグ２のシャツテール部２ａを
貫通孔５からその幅だけ先端迄切り欠き、コーンカッタ
ー７を取付けたベアリングピン３をレグ２のシャツテー
ル先端からこの切欠きを通して貫通孔５に嵌合させ、そ
の俵、あらかじめ切欠き部の形状に合せて作った部材１
５を切欠き部に嵌め込みベアリングピンの基部４と一体
に電子ビーム溶接により一体化することによっても、ビ
ットボディーを分割せず一体に作ることができる。

本実施例の装置では、ジへ・−ナル部乙の外面とコーン
カッター７の軸受面８は互いに嵌合する球面であり、か
つ抜け止め部材１０のジャーナル面に当接する金属面も
同じ球面に作られているので、コーンカッター７はベア
リングピン３の中心線の回りに自白に回転できるのみな
らず、球の中心を中心としてベアリングピン３に対しで
ある範囲内で傾けることも可能となる。したがって、掘
削時コーンカッター７に作用する反力の方向に容易に追
随してコーンカッター７が傾こうとした場合は、コーン
カッター７の底面とレグ２の内面との互いに当接する面
の最上部が強く押圧される。この点は球の中心からの距
離が大きく、レグの肉厚も厚いので、従来のベアリング
よりも荷重が小さくなり有利である。しかもこの部分が
摩耗してもコーンカッターは球の中心のまわりに容易に
傾くことができるので、ある程度摩耗しても支障なく使
用することができ、寿命が長くなる利点がある。

その他の作用は前述のとおりである。

効　　果 以上の如く、本発明によれば、ベアリングビンのジャー
ナル部の接触面積が大きくとれ、面圧が少なくなるとと
もに平阜化され、又、掘削時の反力の掛り方に無理がな
く、寿命の向上に効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第４図は本発明の実施例のロックビットの１つのレグと
これに取付けられたベアリングビン及びコーンカッター
を示す縦断面図、第４ａ図はその変形実施例を示す縦断
面図、第２図は本発明の他の実施例を示す同様の縦断面
図、第６図は本発明の池の実施例の斜視図である。 １・・・ビットボディー　　２・・・レグ３・・・ベア
リングビン　　４・・・その基部７・・・コーンカッタ
ー　　８・・・軸受面１０・・・抜け止め部材　　１２
・・・パツキン第４ａ図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボディーの各レグよりボディーの中心線に向って
   斜方向に延設されたベアリングピンのジャーナル部に夫
   々コーンカッターを軸支して成るロックビットにおいて
   、上記のベアリングピンのジャーナル部の形状が高さが
   半径以上の球冠であり、コーンカッターの該ジャーナル
   部からの抜け止め手段を設けたことを特徴とするロック
   ビット。
2. （２）上記の抜け止め手段が上記ベアリングピンのジャ
   ーナル部と上記レグに対する固定部との間の部分の外面
   とこれに接続されるジャーナル部の一部を摺動自在に囲
   繞し、外側面をコーンカッタに固定した環状部材であり
   、少くともジャーナル部とコーンカッタ及び抜け止め手
   段どうしが摺接する部分は球面であることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載のロックビット。