JPH0115748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、地中を掘削する用途に主として使用
されるターボドリル（ダウンホールモータ）の下
部メカニカルシールに関する。

従来の技術 第４図に示すように、筒状の本体１の一端側に
はタービン２を設け、このタービン２と連結した
シヤフト３先端のロータ４にビツト５を取付け、
図示しないマツドポンプから送られる泥水によつ
てタービン２を回転し、それによつてシヤフト
３、ロータ４、ビツト５を回転してビツト５で岩
盤に孔６（坑井）を穿孔すると共に、タービン２
を回転した泥水はシヤフト３の孔７を通過してビ
ツト５より噴出し、掘削した切粉を泥水化して孔
６と本体１の環状空間（アニユラス）８より地上
に圧送排土するターボドリルが知られている。

この様なターボドリルにおいてはシヤフト３に
大きな負荷が作用するので、シヤフト３と本体１
との間に、シヤフト３を支持するラジアルベアリ
ング９及び流体差圧によるスラスト力を支持する
スラストベアリング１０を設けると共に、これら
ラジアルベアリング９、スラストベアリング１０
の潤滑油と外部流体（前記の泥水）とを遮蔽する
ためにシヤフト３と本体１との間には上部メカニ
カルシール１１と下部メカニカルシール１２とを
設けてある。

前記下部メカニカルシール１２には切粉を泥水
化して地上に圧送する泥水圧力が常に作用し、そ
の泥水の圧力は切粉排除を効果的に行なうために
高圧となつているので、下部メカニカルシール１
１は高圧に耐えるものでなければならない。

また、ターボドリルは曲げ掘り用としての使用
煩度が多く、この様にして使用するとシヤフト３
が変形し、コニカル偏心運動の原因となるので、
下部メカニカルシール１２はコニカル偏心運動し
てもシール面が追随してシール面より密封液体が
漏洩しないようにすることが必要となる。

第５図は従来の下部メカニカルシールの断面図
であり、本体１側のフローテイングシート１３と
対向したシールリング１４を断面Ｌ形状のドライ
ブカラー１５に設け、ドライブカラー１５をドラ
イブピン１６を介してシヤフト３に固定したリテ
ーナ１７に連結し、ドライブカラー１５をスプリ
ング１８で押してシールリング１４をフローテイ
ングシート１３に圧着している。

そして、シール面１９で発生するトルクは圧
力・温度・油の種類・摺動材質等によつて異なる
が、20〜30Kg・ｍにもなる事があるので、ドライ
ブカラー１５とリテーナ１７の間隙は出来るだけ
短かくしてあり、またリテーナ１７とドライブピ
ン１６の接触部はドライブピン１６の接触面圧を
下げるために長くして、前記の高トルクを伝える
ことができるようにしてある。

考案が解決しようとする問題点 第６図に示すようにコニカル偏心運動、つまり
本体中心１′に対してシヤフト中心３′がθ度傾む
いて回転すると、第７図に示すようにシヤフト３
の傾むきによつてドライブピン１６がリテーナ１
７に対して傾動してドライブカラー１５も斜めに
なるから、シールリング１４とフローテイングシ
ート１３との間（つまり、シール面）が開口して
密封流体が漏洩する。

つまり、フローテイングシート１３は本体１側
に固定され、シールリング１４側はシヤフト３と
ともに回転するので、シヤフト３がラジアルベア
リングを支点にしてたわむと、シールリング１４
が追随できずにそのたわみ角相当分シール面１９
がクサビ状に開口する。

問題点を解決するための手段及び作用 ドライブピンとリテーナとを回転方向には一体
となつて回転し、軸方向接着長さを短かくし、か
つ半径方向に切欠きを設け、この方向に相対変位
可能に連結し、ドライブカラーの内径側とシヤフ
ト側との隙間を大きくして、コニカル偏心運動が
加わつた時にシヤフトとリテーナとがドライブピ
ン及びドライブカラーに対して傾動変位してシー
ルリングが初期位置に維持するようにしたもの。

実施例 第１図は下部メカニカルシールの断面図、第２
図は右側面図であり、リテーナ１７は円板２０の
周方向に等間隔に半径方向溝２１を複数形成した
もので、その半径方向溝２１に臨む円板２０の部
分に外周面に開口した半径方向の切欠溝２２が形
成され、この切欠溝２２にドライブピン１６の基
部を遊嵌すると共に、先部をドライブカラー１５
に螺合連結してある。

前記ドライブカラー１５は筒体２４とフランジ
２５とによつて断面略Ｌ形状となり、そのフラン
ジ２５のネジ孔２６にドライブピン１６の先部が
螺合してドライブピン１６とリテーナ１７の接触
点をドライブカラー１５に近い位置にセツテイン
グしてあると共に、筒体２４の内周側一側には環
状突起２７を一体形成し、この環状突起２７をシ
ヤフト３に嵌合したスリーブ２８に当接してスリ
ーブ２８と内周面２４ａとの間に隙間S₁を形成
し、ドライブカラー内径側とスリーブ２８との隙
間を広くして、ドライブカラー１５とスリーブ２
８、つまりシヤフト３とが相対変位し易くして
る。

２９はＯリングである。

しかして、リテーナ１７とドライブピン１６と
は回転方向には一体となつて回転するが、半径方
向には相対的に変位できると共に、ドライブカラ
ー１５はリテーナ２８に対して相対的に傾動変位
し易くなるので、第３図に示すようにコニカル偏
心運動が加わるとシヤフト３とリテーナ２８とは
リテーナ１７とともにドライブピン１６、ドライ
ブカラー１５に対して傾動変位し、シールリング
１４は初期姿勢を維持するからシール面１９が開
くことがない。

考案の効果 コニカル偏心運動が加わつた時にシヤフト３と
リテーナ１７とは一体となつてドライブピン１６
及びドライブカラー１５に対して傾動変位するか
ら、シールリング１４は初期位置を維持してシー
ル面１９が開くことがなく、密封流体の漏洩を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の実施例を示す下部メ
カニカルシールの断面図、右側面図、第３図は動
作説明図、第４図はターボドリルの概略説明図、
第５図は従来の下部メカニカルシールの断面図、
第６図はコニカル偏心運動の説明図、第７図は不
具合説明図である。 １は本体、３はシヤフト、１３にフローテイン
グシート、１４はシールリング、１５はドライブ
カラー、１６はドライブピン、１７はリテーナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体１側のフローテイングシート１３とシヤフ
   ト３側のシールリング１４とを摺接してシール面
   １９とし、シールリング１４を支持するドライブ
   カラー１５に固着したドライブピン１６とシヤフ
   ト３側に固定したリテーナ１７とを回転方向には
   一体となつて回転し、かつ半径方向には相対変位
   可能に連結すると共に、前記ドライブカラー１５
   の内径側とシヤフト３側との隙間S₁を大きくした
   ことを特徴とするターボドリルの下部メカニカル
   シール。