JPH0342156Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、主として地中を掘削する用途に使用
されるダウンホールモータ、例えばターボドリ
ル、特に下部シールに作用する圧力差を低減する
圧力ブツシユに関するものである。

従来の技術 第５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、
地上にある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、ビート５を回転してビツ
ト５で岩盤に孔６（杭井）を穿孔すると共に、タ
ービン２を回転した泥水をシヤフト３の孔７を通
してロータ４よりビツト５に噴出し、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ダウンホールモ
ータが知られている。

この様なダウンホールモータにおいてはシヤフ
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との間にはメカ
ニカルシールより成る上部シール１１とメカニカ
ルシールより成る下部シール１２とを設けてあ
る。

前記下部シール１２は固定構造であり、上部シ
ール１１は軸方向にスライドする浮動構造であつ
て泥水と密封潤滑油の間でフロートしていると共
に、タービン２を通つた泥水（圧力P_O−P_T）は
アニユラス８に流れ、かつ上部シール１１に作用
し、ビツト絞り１３で減圧された泥水（圧力P_O
−P_T−P_N）はアニユラス８に排出される。

このために、下部シール１２はビツト絞り１３
で発生する差圧P_Nに常にさらされていると共に、
その差圧P_Nは切粉の排除を効果的に行なうため
にある程度の高圧が要求されるから、下部シール
１２は高圧に耐える高価なものが必要であり、コ
スト的にも耐久性の面でも問題がある。

そこで、本出願人は先に第６図に示すように、
シヤフト３の軸承部よりも上方に、本体側の外筒
１３′とシヤフト側の内筒１４との間に隙間１５
を有する減圧ブツシユ１６をシヤフト３と本体１
との間に設けて軸承部に作用する泥水の圧力を減
圧したダウンホールモータを出願した。

考案が解決しようとする問題点 先に出願した減圧ブツシユであると、土砂粒子
を含んだ泥水が隙間１５を通過する際に摩耗する
から、耐久性確保のためには耐摩耗性に優れた硬
質材料、例えば超硬合金、セラミツクスで外筒１
３′と内筒１４とを作製する必要がある。

しかし、超硬合金、セラミツクスなどの耐摩耗
性に優れた硬質材料で外筒１３′、内筒１４を作
製すると次の問題がある。

衝撃的な負荷に弱く、外筒１３′と内筒１４と
が回転時に衝突した際に欠けたり、割れたりする
ことがあると共に、一般的に高ヤング率（鋼の２
〜３倍）のための接触部のなじみ性が悪く、シヤ
フト３がかたがつたりすると片当りとなつて極部
的に高面圧となりサーマルクラツクないしはピツ
トが発生する。

したがつて、先に出願した減圧ブツシユでは耐
久性に劣るとの問題点がある。

問題点を解決するための手段及び作用 減圧ブツシユを構成する内筒または外筒の少な
くとも一方を弾性材を介して取付けて、この弾性
材により衝撃力を吸収できると共に、シヤフトの
かたがりによる片当りを防止できるようにしたも
のである。

実施例 第３図はダウンホールモータの下部断面図であ
り、上部シール１１の上方におけるシヤフト３と
本体１との間には減圧絞り２０が設けられ、この
減圧絞り２０は、第１図に示すようにシヤフト３
の外周に嵌合しかつナツト２１で段部２２に押し
つけ固定したWCなどの超硬材より成る内筒２３
及びシヤフト１の内周に嵌合固着した綱材より成
る保持筒体２４の内周に一対の粘弾性体、例えば
ゴム２５を介して取着したWCなどの超硬材より
成る外筒２６とより成り、その両者間に環状の隙
間２７を軸方向に形成したものであり、（P_O−
P_T）の圧力の泥水は隙間２７を通過する際に減
圧されてP_Aの圧力となる。

この様であるから、上部シール１１に作用する
圧力は泥水圧力（P_O−P_T）よりも著しく低圧で、
かつアニユラス８の圧力と等しくなり、ビツト絞
り１３を通過した泥水の圧力もアニユラス８の圧
力と略等しくなるので、下部シール１２にはビツ
ト絞り差圧が加わらないから、下部シール１２は
あまり高圧に耐える必要がなく、安価で耐久性の
良い下部シールとなる。

また、何らかの事由で異常圧が発生した際に
は、その異常圧が隙間２７を通る際に吸収されて
上部シール１１には直接作用しないから、下部シ
ール１２を異常圧から保護することができる。

また、外筒２６を粘弾性体であるゴム２５で支
持体から衝突等の衝撃的な負荷を減衰、吸収で
き、欠けたり、割れたりすることがないと共に、
シヤフト３の軸方向のかたがりを吸収し内筒２３
と外筒２６の片当りを防止して負荷圧の均等化を
計り得る。

また、ゴム２５は軸方向に一対設けられている
から、同一体積のゴムにより支持した場合に比較
して半径方向ばね定数が約半減し、シヤフト３の
振れ回り変位量を容易に吸収し、面圧の低下を計
り得る。

また、ゴム２５の外筒２６との接合内周面には
凹部２８が形成されて外筒２６とゴム２５との接
合部は凹凸形状となつているから、内筒２３と外
筒２６との間の摩擦で発生するトルクに十分対抗
した剪断強度を保有することができる。

第４図は第２実施例を示し、外筒２６を２分割
してあると共に、シヤフト３と本体１との間に、
WCなどの超硬材より成る内側スリーブ２９と綱
材より成る支持スリーブ３０に固着したWCなど
の超硬材より成る外側スリーブ３１を備えたジヤ
ーナル軸受３２を設けて両者間の間隔を一定に保
持して内筒２３と外筒２６との間の隙間２７を一
定に維持している。

この場合には泥水は支持スリーブ３０の孔３３
より隙間２７を通つて排出される。

以上の実施例ではゴム２５を外筒２６に取着し
たが、内筒２３側に取着しても良いし、内筒２３
と外筒２６の両方に取着しても良いと共に、ゴム
２５を分割せずに一体としても良い。

考案の効果 泥水の圧力を、減圧ブツシユ２０の内筒２３と
外筒２６との隙間２７を流通する間に減圧できる
から、下部シールにビツト絞り差圧が作用しない
から、下部シールはあまり高圧に耐える必要がな
く、安価で耐久性の良い下部シールを用いること
ができる。

また、少なくとも内筒２３又は外筒２６のどち
らか一方は弾性材を介して取付けてあるから、衝
突時の衝撃的な負荷を減衰、吸収でき、欠けた
り、割れたりすることがないと共に、シヤフト３
の軸方向のかたがりを吸収して内筒２３と外筒２
６とが片当りしないようにでき、常に負荷圧の均
等化を計り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の実施例を示し、第１
図は減圧ブツシユ部分の断面図、第２図は減圧ブ
ツシユの断面図、第３図は全体概略断面図、第４
図は他の実施例を示す減圧ブツシユ部分の断面図
であり、第５図はダウンホールモータの全体断面
図、第６図は先に出願したものの概略断面図であ
る。 １は本体、３はシヤフト、２０は減圧ブツシ
ユ、２３は内筒、２６は外筒、２７は隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体１とシヤフト３との間におけるシヤフト３
   の軸承部分の上方に、内筒２３と外筒２６との間
   に軸方向の隙間２７を有する減圧ブツシユ２０
   を、その内筒２３と外筒２６の少なくともどちら
   か一方を弾性材を介して設けたことを特徴とする
   ダウンホールモータ。