JPS62502834A - 流体モ−タ - 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】 発明の名称 流体モータ ［発明の分野］ 本発明は回転部品に圧力を与えて流体の流れから動力を得る液圧モータに関する 。

本発明は長いドリルストリング（列）の下端部に下向き穴（ダウンホール）ドリ ルモータとして取付けられかつドリルビット（刃）の潤滑冷却用として通常使用 される加圧スラリにより駆動される種類の液圧モータに関連づけて説明される。

しかし１本モータは（一部の変更の有無にかかわらず）高トルク低速モータとし て万能型の静水圧伝達装置に使用できるので２本発明は上記の種類のモータに制 限されるものではない。

［背景技術］ 各種の形式の下向き穴ドリルモータは公知であるが、最も広く知られているもの はターボドリルである。その名が意味するように、ターボドリルはドリリング泥 を作動流体とする多段タービン原理に基づいている。

工業用として用いられている又は未だ実験段階にある他の正排水量液圧モータは 偏心ローブ（葉状）ロータ（単一ポンプとして）とフレキシブルなベーンを有す る型のものである。多くの下向き穴ターボドリル又は正排水量モータは比較的長 い軸長に亘って駆動流体のゆるやかな圧力落下に基づいて高トルク・低速特性［ 発明の開示］ 本発明の目的は比較的短い軸寸法内で高トルク低速モータの液圧モータを提供す ることにある。このモータは一定方向の穴明けに特に適しており、堀穴又は井戸 用に簡単かつ頑強なものである。

本発明によれば、液圧モータは複数のシリンダを限定する室を形成するボディと 、出力軸に連結された室内駆動要素と、順次シリンダと協働するローブ（葉状部 材）を有しかつ駆動要素上に取りつけられた多葉状ロータと、各ローブの所定位 置間でロータ内部に導入される流体をシリンダに案内する各ローブの通路から成 り、ローブはシリンダより力を受け、その力がトルクとして駆動要素に伝達され る。

３つのローブをそれぞれもつ３つのロータと１０ケのシリンダを有することが好 ましいが１本発明の原理は３０−タ／３０−ブで、６，８又は９ケのシリンダ構 成の場合にも同様に適用できる。

モータは部分組みできるので、各個別の動力モジュール（モータ）は１つ以上の 他のモジュールとライン状に連結して最終軸力を増加することができる。

本発明の好ましい実施態様では１作動流体はドリルストリング（列）の端部でド リルビットを潤滑冷却しかつ岩屑を洗い流す加圧泥スラリである。作動流体は交 互に各段を通過し、全流量の一部は各中間段で取出されてその段でのモジュール に原動力を与える。実際には、モータモジュールは流体的には並列に機械的には 直列に動作することになる。

［図面の簡単な説明］ 本発明を容易に理解しかつ実用化するために、添付図を用いて本発明を説明する 。

第１図は本発明の１実施例による単段液圧モータの断面図。

第２図は第２段ないし第１図の第１段に接続されるべきモジュール液圧モータの 断面図。

第３図は流体を導入しかつ第１図の液圧モータのシリンダから流体を排出するポ ート配置図。

第４図は流体を伝達しかつ第２図の液圧モータのシリンダから流体を排出するポ ート配置図。

第５図は第１図モータの中央部分解図。

第６図は下向き穴ドリルストリング、モータ、ドリルビットの配置略図である。

第１図及び第２図の液圧モータはそれぞれ中空ボディ１０を有する。この中空ボ ディ１０はボルトｌｌで適所に保持される非駆動端部ハウジング１２と駆動端部 ハウジング１３により閉鎖体をなす。中空ボディｌＯの内面に形成される複数の 半径方向のスロットないし凹部（くぼみ）　１４はモータの作動シリンダを構成 する（第３図参照）。第１及び第２段は実質的に類似であり同時に説明する。

端部ハウジング１２．１３は中空ボディｌＯにより限定される室内の駆動要素１ ５を支持するテーパローラベアリングｔｅ、　１７を有する。

油又はグリースがベアリング１［ｉ、　１７内でポリマシール板１Ｂと板ｌｅａ によりシールされる。ポリマシール板１８は駆動要素ないしロータ１５の係合面 をシールし。

シール板１８ａは非駆動端部切欠きシャフト２４（第２図）　、　２４ａ　（第 １図）と駆動端部類シャフト２６（第２図）　、　２６ａ　（第１図）に取付け られたロックリング２０の係合面をシールする。第２図に示すように、シール圧 力はシール板１８．１８ａにそれぞれ作用する圧縮バネ４０、４１により得られ る。

駆動要素１５（第２図）は３つの等間隔に配置された円形中空ビンで共に接続さ れる２つのフランジ付構成要素１９．１９ａから成る。各ビン２１はビン２１上 で回転自在の３つのローブ（葉状部材）２３をもつロータ２２を支持する。第２ 段モータ用駆動要素も又フランジ構成要素１９．１９ａ間に３つの移送チューブ ５０を有する（第４図）。第１段用駆動要素はフランジ構成要素１９．１９ａ（ 第３図）間に３つのロータトーションビン５１を有す第３．４図に示すごとく、 ロータローブ２３は、駆動要素１５とロータ２２（反対方向）が回転するときに 順次各シリンダ１４と係合し、圧力流体が導入されるシール室を形成する。

ポート（穴）の配置と流体がシリンダ１４に移送されかつそこから排出される流 体移送の方法は、第１図の第１段モータについては第３図に第２図の第２段モー タについては第４図にそれぞれ示されている。高圧（即ち、流入）流体は実線で 、低圧（即ち、排出）流体は破線で示す。非駆動端部フランジ構成要素１９は中 空短シャフト２４（第２図）　、　２４ａ　（第１図）と加圧流体路２５（第２ 図）　、　２５ａ　（第１図）を有する。駆動流体はこの流体路２５を通って矢 印Ａの方向に第１，２図のモータ内に導入される。

駆動端部フランジ構成要素１９ａには通路２７（第２図）をもつ中空短シャフト ２６（第２図）がある。この通路２７を通って、加圧駆動流体の一部が第２図の モータの場合には第１図のモータ側へ矢印Ｂの方向に排出される。環状コネクタ フランジ２８が用いられて第１及び第２段を接合する。１ユニツトの駆動端部層 シャフト２Ｂと次のユニットの非駆動端部シャフトがシール２９を介して接合さ れる。

各ロータピン２１にはポートスロット３１があリスロット３１は順次ロータ２２ の３つの対応するポート３１とオーバラップする。ロータポート３２は各ローブ ２３を介してシリンダ室１４への加圧流体通路で、シリンダからローブを押して 動力ストロークを与える。

ロータポート３２は各ローブ２３のトップデッドセンタ（上死点）で開きローブ がシリンダから離れる点で閉じる。ロータ２１に発生する力はトルクとして駆動 要素１５とモータの最終出力シャフト（図示せず）に伝達される。

動作中は、モータのボディは排出圧力の流体で充満している。ローブ２３がシリ ンダ１４に入ると、流体は作動サイクルの一部でシール解除する各ローブ２３の 周辺部で軸方向矩形状の溝３３内で移動される。多段モータでは、排出流体は矢 印りの方向に非駆動端部板１２の通路３４により又駆動端部板１３の通路３５を 介して第１段から排出される。モータが最終段又は第１図モータの場合のように 単段のときは、全加圧流体は駆動要素１５により回転エネルギに変換される。作 動後の流体はボディ１０内に排出され次に通路２７ａを介してドリルビット（第 １，３図の矢印Ｃ）に入る。

本発明の液圧モータを下向穴ドリルモータとして用いた場合を第６図に示す。第 ６図では第１モータユニツト６０が供給ライン６２から送られる入口供給流体を 導入するバイブロ１（ドリル列）の下方フランジに直接ボルト付けされる。最終 モータユニットの外側シャフトはドリルビット６４に直接又は中間カップリング を介して接続される。

従って、液圧モータでは圧力下で供給される流体の流れから回転部品に動力が得 られることが理解されよう。

本モータは深井戸用下向き穴掘削モータとして主として設計されているが、高ト ルク低速モータとして一般の静水圧（液圧式）伝達装置に適宜゛な変更を加える ことにより応用できる。

モータは“段別°組立てが容易にでき、上記の各個別モータが１つ以上の他のモ ータと直線状に連結されて最終出力シャフトの出力が増加される。

ドリルモータとして用いられるときは９作動流体は従来から用いられるドリルビ ットフラッシュ・潤滑・冷却用の加圧流スラリであり、スラリは順次各段を通過 する。全流量の一部が各モータ段で取出されてその駆動要素に駆動力を与える。

作動工程から排出後の流体はモータボディから排出され、泥層を洗い流し。

モータ出力シャフトに取付けられたドリルビットを潤滑かつ冷却する。

本発明の範囲と境界を逸脱せずに設計・構造の詳部については各種の変更態様が 可能である。例えば、一般的用途の場合には１本発明の液圧モータの様に下向き 穴ドリルモータとしての厳格な直径上の制限を受けることはなく、従って作動流 体（油圧のごとき）の入口−出口接続は１つの板上で又はモータの非駆動端部の 鋳物上で行うこともできよう。

：８２ Ｆ／θ、４− 国際調査報告 ＵＳ　３８１０７２１　ＤＥ　２１４０９７０　ＦＲ２１６２８２６ＪＰ４８０ ３５４０７ＤＥ　２２２０９４３　ＦＲ２１８２４３８

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のシリンダを限定しかつ有する室を形成するボディと，出力シャフトに 連結される該室内の駆動要素と，該シリンダと順次協働するローブ（葉状部材） を有しかつ該駆動要素上に取付けられた多葉ロータと，各ローブの所定の位置間 でロータの内部に導入される流体をシリンダに案内する各ローブの通路とから成 り，該ローブがシリンダから力を受けかつ発生した力がトルクとして駆動要素に 伝達されることを特徴とする液圧モータ。
2. ２．該駆動要素が複数の中空ピンにより共に間隔を介して接続される一対のフラ ンジ手段を有し，かつ多葉ロータが各中空ピンに軸支されていることを特徴とす る請求の範囲第１項記載のモータ。
3. ３．該フランジ手段の１つが駆動端部フランジ手段であり，他が非駆動端部フラ ンジ手段であり，上記非駆動端部フランジ手段には駆動流体をモータに導入する 中空短シャフトを有しかつ上記駆動端部フランジ手段が出力シャフトに接続され ていることを特徴とする請求の範囲第２項記載のモータ。
4. ４．上記モータは，１つのモータの駆動端部フランジ手段が類似液圧モータの非 駆動端部フランジ手段に接続されかつ類似液圧モークヘ駆動流体を排出する中空 短シャフトを有する多段モータであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の モータ。
5. ５．駆動端部フランジが全排出流体をドリルピットに導く中空短シャフトを有す ることを特徴とする請求の範囲第３項記載のモータ。
6. ６．各ロータ中空ピンが各ローブの通路と順次重なるポートを有し．作動流体が 非駆動端部フランジ手段から中空ピンヘさらにピンのポートを介してローブに次 いで各シリンダに導入されることを特徴とする請求の範囲第３項記載のモータ。
7. ７．各ローブがその周辺部に軸方向溝を有して，ローブ移動時にローブとシリン ダ間のシールを解除することを特徴とする請求の範囲第６項記載のモータ。
8. ８．請求の範囲第１項記載の第１モータと請求の範囲第１項記載の第２モータと から成り，流量の一部を各モータから取出して作動流体が各モータに順次流され ることを特徴とする液圧モータ。