(57)【要約】  【課題】シール機構の周速限界を向上させることにより、掘削回転数を上げることができ、また掘削流体の流路径を大きくすることができるロータリパーカッションドリル用スイベル装置を提供する。  【解決手段】スイベル本体４の内周に、回転力と打撃力とをドリルロッドに伝達するためのハンマサブ２が摺動自在かつ回転自在に挿通されるシールケース５を有し、シールケース５の内周にハンマサブ内部の掘削流体の流路１１と連通する環状流路１０が形成されたスイベル装置であって、シールケース４の環状流路１０を挟む軸方向両側に環状シール室１３ａ，１３ｂが形成され、環状シール室１３ａ，１３ｂにハンマサブ２の外周とキー嵌合するカラー１４が設けられ、カラー１４とハンマサブ２の外周との間に該ハンマサブの摺動用の第１シール部材１６が設けられ、カラー１４の外周にハンマサブの回転用の第２シール部材１７が設けられている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイベル本体の内周に、回転力と打撃力とをドリルロッドに伝達するためのハンマサブが摺動自在かつ回転自在に挿通されるシールケースを有し、このシールケースの内周に前記ハンマサブ内部の掘削流体の流路と連通する環状流路が形成されたスイベル装置であって、
前記シールケースの前記環状流路を挟む軸方向両側に環状シール室が形成され、
この環状シール室に前記ハンマサブの外周とキー嵌合するカラーが設けられ、
このカラーと前記ハンマサブの外周との間に該ハンマサブの摺動用の第１シール部材が設けられ、
前記カラーの外周に前記ハンマサブの回転用の第２シール部材が設けられていることを特徴とするロータリパーカッションドリル用スイベル装置。
【請求項２】
前記第１シール部材はＯリングからなり、前記第２シール部材はオイルシールからなることを特徴とする請求項１記載のロータリパーカッションドリル用スイベル装置。
【請求項３】
前記環状シール室は内径が前記カラーの外径よりも大きいリング部材によって仕切られ、このリング部材を挟むように前記オイルシールが１対設けられていることを特徴とする請求項２記載のロータリパーカッションドリル用スイベル装置。
【請求項４】
前記リング部材には前記環状シール室に開口する潤滑油の流路が半径方向に形成されていることを特徴とする請求項３記載のロータリパーカッションドリル用スイベル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータリパーカッションドリル用スイベル装置に関し、さらに詳細には、ドリルロッドに回転力と打撃力とを伝達するハンマサブの外周に設けられるスイベル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリルヘッドに回転駆動機構と打撃機構とを装備し、ドリルロッドを介してビットに回転力と打撃力とを与えて掘削するロータリパーカッションドリルが知られている（例えば特許文献１参照）。このロータリパーカッションドリルによれば、同特許文献１にも記載のように、岩盤のみならず掘削が困難な礫層、転石層でもスピーディな掘削を行うことができる。
【０００３】
このようなロータリパーカッションドリルにおいて、ドリルロッドに回転力と打撃力とを伝達するハンマサブの外周にスイベル装置が設けられる形式のものがある。掘削流体はスイベル装置を介してハンマサブの内部に形成された流路に供給され、ドリルロッドの内部を通ってビットに送られる。
【０００４】
スイベル装置には掘削流体の漏洩を防止するために、ハンマサブの外周との間にパッキンが設けられている。従来、このパッキンとしてはＵパッキンが用いられ、この１種類のパッキンのみで、ハンマサブの回転と摺動の両方の運動に対応している。このため、パッキンの周速限界が低く、早期摩耗の原因となるので掘削の回転数を上げることができない。また、掘削流体の流路径を大きくする場合、ハンマサブの外径も大きくする必要があるが、この場合、所要回転数を得ようとすると周速が大きくなる。この結果、上記と同様の理由により早期摩耗が生じるので、流路径を大きくすることができない。
【特許文献１】特開２００１−１５２７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、シール機構の周速限界を向上させることにより、掘削回転数を上げることができ、また掘削流体の流路径を大きくすることができるロータリパーカッションドリル用スイベル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、スイベル本体の内周に、回転力と打撃力とをドリルロッドに伝達するためのハンマサブが摺動自在かつ回転自在に挿通されるシールケースを有し、このシールケースの内周に前記ハンマサブ内部の掘削流体の流路と連通する環状流路が形成されたスイベル装置であって、
前記シールケースの前記環状流路を挟む軸方向両側に環状シール室が形成され、
この環状シール室に前記ハンマサブの外周とキー嵌合するカラーが設けられ、
このカラーと前記ハンマサブの外周との間に該ハンマサブの摺動用の第１シール部材が設けられ、
前記カラーの外周に前記ハンマサブの回転用の第２シール部材が設けられていることを特徴とするロータリパーカッションドリル用スイベル装置にある。
【０００７】
より具体的には、前記第１シール部材はＯリングからなり、前記第２シール部材はオイルシールからなる。また、前記環状シール室は内径が前記カラーの外径よりも大きいリング部材によって仕切られ、このリング部材を挟むように前記オイルシールが１対設けられている。さらに、前記リング部材には前記環状シール室に開口する潤滑油の流路が半径方向に形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、シール機構として、打撃によるハンマサブの摺動に対する第１シール部材と、ハンマサブの回転に対する第２シール部材が設けられているので、シール機構の周速限界の向上を図ることができる。これにより、掘削回転数を上げることができ、また掘削流体の流路径を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施形態を示し、ハンマサブの軸方向断面図である。ドリルヘッド５０は、図示しないが、ハンマサブ２に回転力を伝達する回転駆動機構と、打撃力を伝達する打撃機構とが設けられている。スイベル装置１は、この実施形態では、ドリルヘッド５０の前部にボルト３により取り付けられているが、ドリルヘッド５０に内蔵されるタイプのものもある。
【００１０】
スイベル装置１はドリルヘッド５０に固定されるスイベル本体４と、このスイベル本体４の内周に装着されたシールケース５とを備えている。スイベル本体４及びシールケース５はいずれも環状のものであり、ハンマサブ２はシールケース５に挿通されている。ハンマサブ２は打撃により軸方向に往復動し、また回転する部材であることから、シールケース５に対して摺動自在かつ回転自在である。このハンマサブ２の前端にドリルロッド６が連結される。
【００１１】
スイベル本体４にはその外周に開口する掘削流体の供給口７が設けられ、この供給口７はスイベル本体４の内周に形成された外側環状流路８と連通している。また、シールケース５の内周には外側環状流路８と連通孔９を介して連通する内側環状流路１０が形成されている。ハンマサブ２の内部には軸方向に沿って流路１１が形成され、この流路１１は半径方向に沿って形成された複数の連通孔１２を介して内側環状流路１０と連通可能となっている。以上の構成により、供給口７から供給された掘削流体は、外側環状流路８、連通孔９、内側環状流路１０、連通孔１２及び流路１１を通ってドリルロッド６内に送られる。
【００１２】
シールケース５の内周には内側環状流路１０を挟む軸方向両側に環状シール室１３ａ，１３ｂが形成されている。これらの環状シール室１３ａ，１３ｂにはカラー１４がそれぞれ収容され、このカラー１４はすべりキー１５を介してハンマサブ２の外周に嵌合されている。これにより、ハンマサブ２はカラー１４に対して回転は不能であるが、摺動は可能となっている。このカラー１４とハンマサブ２の外周との間には、第１シール部材であるＯリング１６が配置されている。
【００１３】
環状シール室１３ａ，１３ｂには、さらにカラー１４の外周に配置されて第２シール部材であるオイルシール１７が収容されている。環状シール室１３ａ，１３ｂは、内径がカラー１４の外径よりも大きなリング部材１８によって仕切られ、このリング部材１８を挟むようにオイルシール１７は各環状シール室１３ａ，１３ｂに１対ずつ配置されている。これらのオイルシール１７に対してカラー１６、すなわちハンマサブ２が回転自在となっている。
【００１４】
リング部材１８には環状シール室１３ａ，１３ｂに開口する潤滑油の流路１９が半径方向に形成されている。この流路１９はシールケース５及びスイベル本体４にそれぞれ形成された流路２０，２１と連通し、オイルシール１７及びＯリング１６にグリスなどの潤滑油が供給されるようになっている。
【００１５】
上記のようなスイベル装置１によれば、シール機構として、打撃によるハンマサブ２の摺動に対してはＯリング１６が負担することになる。他方、ハンマサブ２の回転運動に対してはオイルシール１７が負担することになる。このため、シール機構の周速限界が向上する。これにより、掘削回転数を上げることができ、またハンマサブ２に形成される掘削流体の流路１１の径を大きくすることができる。
【００１６】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、内側環状流路１０の両側に環状シール室１３ａ，１３ｂがそれぞれ１つずつ形成されているが、内側環状流路１０の両側に複数の環状シール室を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態を示し、ハンマサブの軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      スイベル装置
２      ハンマサブ
４      スイベル本体
５      シールケース
６      ドリルロッド
７      掘削流体の供給口
８      外側環状流路
１０      内側環状流路
１１      流路
１３ａ，１３ｂ      環状シール室
１４      カラー
１５      すべりキー
１６      Ｏリング
１７      オイルシール
１８      リング部材
１９      流路
５０      ドリルヘッド
【図１】
2006118261.tif 000003