JP2001056075A - 耐焼き付き性の優れた管継手及びその製造方法 - Google Patents
耐焼き付き性の優れた管継手及びその製造方法Info
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- JP2001056075A JP2001056075A JP11230562A JP23056299A JP2001056075A JP 2001056075 A JP2001056075 A JP 2001056075A JP 11230562 A JP11230562 A JP 11230562A JP 23056299 A JP23056299 A JP 23056299A JP 2001056075 A JP2001056075 A JP 2001056075A
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Abstract
で焼き付きが発生すのを防止できる耐焼き付き性の優れ
た管継手及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 管の先端部の外周面にテーパ雄ネジ部を
形成したピンと、短管の両端部の内周面に前記テーパ雄
ネジ部に螺合するテーパ雌ネジ部を形成したボックスと
を捻じ込むカップリングタイプの管継手において、雄ネ
ジの1ピッチが雌ネジの1ピッチより1ミクロン〜7ミ
クロンの範囲で小さいことを特徴とする耐焼き付き性の
優れた管継手、及びこの管継手を旋盤で加工する際に、
雄ネジピッチの設定値を、雌ネジより1ミクロン〜7ミ
クロン小さくしてねじ切りを行う耐焼き付き性の優れた
管継手の製造方法。
Description
き付きが現場作業で問題にされている。鋼管継手の取り
扱い方、潤滑剤塗布の不適切さなど種々原因が考えられ
る。本発明は、ネジのクリアランスを小さくしてシール
性を向上させたうえに、焼き付きを起こしにくい油井管
テーパーネジ継手及びその製造方法に関するものであ
る。また、本技術は、ネジにシール機能を期待する管用
テーパネジ継手全てに適用可能である。
面にこれに対応するテーパ管用雌ネジをもつ短管を接続
するとき、両者のピッチ誤差によりネジが噛み合いにく
くなることを防ぐために、図1に示すAPIバットレス
ネジ継手のようにネジ山側面に隙間を設けている。1
6" 以上のAPI油井管ネジ継手では、このクリアラン
スが30ミクロンから240ミクロンに設定されてい
る。また、許容されるピッチ誤差、累積ピッチ誤差はそ
れぞれ±76ミクロン、±102ミクロンに定められて
おり、クリアランスと同等かそれ以下になるように設計
されている。このように許容されるピッチ誤差よりネジ
クリアランスを大きくとっていれば、ネジ締込み作業
時、ネジピッチ誤差による異常なネジ干渉、ひいては焼
き付きを起こすことはない。
継手にはシール機能が要求され、これに応えるためネジ
山間のクリアランスを出来るだけ小さくしたいニーズが
ある(US2772102号公報、特表平5−5008
42号公報)。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、雌雄ネジピッチの設定を工夫することにより
ネジ締込み時の異常干渉をなくして、焼き付きを防止で
きる耐焼き付き性の優れた管継手及びその製造方法を提
供することを目的とする。
明に係る耐焼き付き性の優れた管継手は、管の先端部の
外周面にテーパ雄ネジ部を形成したピンと、短管の両端
部の内周面に前記テーパ雄ネジ部に螺合するテーパ雌ネ
ジ部を形成したボックスとを捻じ込むカップリングタイ
プの管継手において、雄ネジの1ピッチを雌ネジの1ピ
ッチより1ミクロン〜7ミクロンの範囲で小さくしてい
る。前記目的に沿う第2の発明に係る耐焼き付き性の優
れた管継手は、管の先端部の外周面にテーパ雄ネジ部を
形成したピンと、管の先端部の内周面にテーパ雌ネジ部
を形成したボックスとを捻じ込むインテグラルタイプの
管継手において、雄ネジの1ピッチを雌ネジの1ピッチ
より1ミクロン〜7ミクロンの範囲で小さくしている。
前記目的に沿う本発明に係る耐焼き付き性の優れた管継
手の製造方法は、第1及び第2の発明に係る管継手を旋
盤で加工する際に、雄ネジピッチの設定値を、雌ネジよ
り1ミクロン〜7ミクロン小さくしてねじ切りを行うも
のである。
り僅かにピッチが大きくできたテーパ雄ネジ部の雄ネジ
を捻じ込んでいくときの状況を図2に示す。雄ネジの方
がピッチが大きいので、ネジ山が相手方の谷にある程度
嵌まり込んだ時、雄ネジ先端のスタビングフランク面と
雄ネジ根元のロードフランク面間Lpが、対応する雌ネ
ジのスタビングフランク面とロードフランク面の間Lb
に挟み込まれた状態になる。ここから、奥へと捻じ込み
が進むと、これら接触面に働く面圧はさらに高くなる。
なお悪いことに、締込み終了時には、潤滑を目的に塗布
したグリースがネジ山間に封じ込められており、その圧
力で雄ネジは内側に膨らみその影響でピンは長さ方向に
伸び、締込み時のピッチは加工時より長くなる傾向にあ
る。さらに締込みが進んで、テーパネジが締まりばめ状
態になれば、ピンの縮管は進み、それに伴いピンのピッ
チはさらに伸び上記接触面の面圧は一層高くなる。雄ネ
ジ先端のスタビングフランク面に焼き付きが生じる原因
は以上の理由による。つまり、管用テーパネジのピンの
ピッチは、締込み時のグリース圧力の影響、テーパ嵌合
による締まりばめの影響で、加工時より長くなる性質を
有している。
のピッチをボックス(テーパ雌ネジ部の雌ネジ)のピッ
チより短くしておけば、グリース圧力又は締まりばめで
ピンが縮管してピッチが長くなっても、異常干渉をする
ことを防げる。図3に、ピンのピッチをボックスのピッ
チより小さくした場合のテーパネジ嵌合の最終段階を示
す。今度は、ピン先端ロードフランク面とピン根元のス
タビングフランク面間Lpp、Lbbで接触することに
なる。つまり、ピンのピッチが伸びればこれら接触は緩
和されることになり、先の例のように締込みに伴います
ます異常面圧が立つのとは反対に、締込みにともない面
圧が下がる造りとなっている。
に、ネジ込み作業性からネジは粗ネジにしたいが一方で
シール性は確保したいのでネジクリアランスは粗ネジに
も拘わらず出来るだけ小さくしたいという場合に特に効
果を発揮するものである。
え方は、テーパ雄ネジの完全ネジ山数にこのピッチ差を
乗じた値が、せいぜい大きくてもネジクリアランスより
は小さくなるようにすべきである。また、最低、個々の
ネジ山のピッチ誤差の影響を受けたとしても、締め込ん
でいけば、ボックスとのピッチ差が集積して必ずピン先
端のネジ山ロードフランクから接触し始めるようなピッ
チのずらしであるべきである。
ミクロン、ネジ山数を15山とすれば1ピッチのずれは
65/15≒4ミクロンとなる。1ミクロンでもピン先
端における累積ピッチ誤差は15ミクロンなので、ピン
をボックスに捻じ込んで接触を開始するときは、恐らく
先端のロードフランクからになる可能性が高いが、1
山、1山のピッチ誤差が15ミクロン以上あるようなネ
ジ切りの加工精度ならば、ピン先端以外のロードフラン
クが先に接触することも有り得る。そうなると、わざわ
ざピッチを短くした意味がなくなる。NC旋盤を使う場
合には、実際のネジのクリアランスも加味すると1〜7
ミクロンの間で適当なピッチずらし量が設定できると考
える。機械精度に自信があり、加工したネジのピッチ誤
差が小さければ、このずらし量は小さいほどよい。
6.1mmの油井管に、ピッチ3山/in.、テーパ1
/10、ネジ山高さ2.9mmのネジを加工した継手を
示す。ネジ山側面のクリアランスは、狙い65ミクロン
である。本継手にはシール性が必要なため、テーパネジ
部には0.8mmの締め代ΔDを設けている。この継手
にグリースを塗布して、締込み試験を行ったところ、本
来ピンとボックスが完全に噛み合う1ターン手前より、
締込みトルクが上昇を開始した。ネジは締まりばめ状態
になっていないので、どこかにまだネジクリアランスが
あり円滑に締まっていい筈だが、ネジの累積ピッチ誤差
のためネジ側面が接触しトルクが発生してしまったと考
えられる。3ton・mにて締込み終了後、その継手を
緩めてネジ山のダメージを検査したところ、雄ネジ先端
の第一ネジ山のスタビングフランク面の付け根に近い部
分とそれに対応した雌ネジ奥のネジ山スタビングフラン
ク面のネジ山頂側に擦り傷が観察された。この問題を解
決する為に、NCプログラムの雌ネジのピッチは8.4
67mmとし、雄ネジのピッチを4ミクロン小さい8.
463mmとして継手を加工した。その結果、初期の位
置からトルクが立ち上がり、さらに締込み完了後、再び
ネジを緩めてネジ山を検査したがダメージはなかった。
図5は、図4と同じネジ寸法緒元であるが、雌雄ネジ継
手構造が請求項2に示すインテグラルタイプとしたネジ
継手の実施例である。さらに雄ネジ先端及び雄ネジ根元
部にネジ無しショルダー部を配置している。本発明はネ
ジ列部に関する発明であり、その適用が図4及び図5に
示すカップリングタイプであろうと、インテグラルタイ
プであろうと、発明の効果を損なうものではない。
管継手において、雄ネジの1ピッチを雌ネジの1ピッチ
より1ミクロン〜7ミクロンの範囲で小さくすることに
よって著しく耐焼き付き性を改善することができる。
ネジ山形状を示す説明図である。
の嵌合を示す説明図である。
の嵌合を示す説明図である。
き付き性の優れたカップリングタイプの管継手の説明図
である。
たインテグラルタイプの管継手の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 管の先端部の外周面にテーパ雄ネジ部を
形成したピンと、短管の両端部の内周面に前記テーパ雄
ネジ部に螺合するテーパ雌ネジ部を形成したボックスと
を捻じ込むカップリングタイプの管継手において、雄ネ
ジの1ピッチが雌ネジの1ピッチより1ミクロン〜7ミ
クロンの範囲で小さいことを特徴とする耐焼き付き性の
優れた管継手。 - 【請求項2】 管の先端部の外周面にテーパ雄ネジ部を
形成したピンと、管の先端部の内周面にテーパ雌ネジ部
を形成したボックスとを捻じ込むインテグラルタイプの
管継手において、雄ネジの1ピッチが雌ネジの1ピッチ
より1ミクロン〜7ミクロンの範囲で小さいことを特徴
とする耐焼き付き性の優れた管継手。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の管継手を旋盤で加
工する際に、雄ネジピッチの設定値を、雌ネジより1ミ
クロン〜7ミクロン小さくしてねじ切りを行うことを特
徴とする耐焼き付き性の優れた管継手の製造方法。
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---|---|---|---|
JP23056299A JP4210005B2 (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 耐焼き付き性の優れた管継手及びその製造方法 |
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