JPH0355711B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ シーリング機構が、とりつけられた状態で継
手のできるかぎり大きなあそびを可能にするよう
な加工許容誤差を最高限度とする寸法の、継手の
そのエレメント１とその他のエレメント３の間
に、ネジ付けされた状態にて存在するようなあそ
び１７の容積及び形状にほぼ一致する容積及び形
状をもつ、合成材料製のパツキンで構成されてい
ること、そして合成材料製のパツキンが、連続す
るネジ込みの際に著しい永久変形を全く受けない
ことを特徴とし、雄エレメント３と雌エレメント
１はネジ４により結合され、一方各々のネジ山の
輪郭の表面の一部分１１，１３はネジ付けされた
状態にて、他のエレメントのネジ１２，１４上に
強く適合され、継手のエレメントのうち少なくと
も１方は、ネジの１ピツチ以上の長さに相当する
軸方向距離のところに、ネジ山の高さより大きい
深さをもちシーリング機構を含む１つ以上の溝１
８を備えているようなタイプの、とくに石油業界
で用いられる鋼管用のネジ付き継手。

２ 前記、合成材料製のパツキンの寸法が、とり
つけられた状態でできるかぎり大きな継手のあそ
びを可能にする加工許容限度に相当する寸法をや
や超えることを特徴とする、請求の範囲第１項に
記載の継手。

３ 前記、上述の溝１８がばち形断面を有するこ
とを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項記
載の継手。

４ 前記、合成材料製パツキンが相当する溝１８
の表面に付着することを特徴とする、請求の範囲
第１項から第３項までのいずれかに記載の継手。

５ 前記、雄エレメント３の端部付近で雌エレメ
ント１のネジ上にある、パツキンを備えた単独の
溝を有することを特徴とする、請求の範囲第１項
から第４項までのいずれかに記載の継手。

６ 前記、合成材料として例えば微細構造の
PolathaneXPE又はRIM160のようなウレタン・
エラストマ、ポリカーボネート、ポリオレフイン
又はポリアミドを使用することを特徴とする、請
求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載
の継手。

７ シーリング機構が、とりつけられた状態で継
手のできるかぎり大きなあそびを可能にするよう
な加工許容誤差を最高限度とする寸法の、継手の
そのエレメント１とその他のエレメント３の間
に、ネジ付けされた状態にて存在するようなあそ
び１７の容積及び形状にほぼ一致する容積及び形
状をもつ、合成材料製のパツキンが、連続するネ
ジ込みの際に著しい永久変形を全く受けず、雄エ
レメント３と雌エレメント１はネジ４により結合
され、一方各々のネジ山の輪郭の表面の一部分１
１，１３はネジ付けされた状態にて、他のエレメ
ントのネジ１２，１４上に強く適合され、継手の
エレメントのうち少なくとも１方は、ネジの１ピ
ツチ以上の長さに相当する軸方向距離のところ
に、ネジ山の高さより大きい深さをもちシーリン
グ機構を含む１つ以上の溝１８を備えているよう
なタイプの、とくに石油業界で用いられる鋼管用
のネジ付き継手の製造方法において、 前記溝を含むエレメント１８の中又は上にネジ
込まれなくてはならない継手エレメントの最低許
容限度に相当する寸法、又はかかる最低許容限度
よりやや小さい寸法のネジを含むマンドレル１９
を、溝を含むエレメント１８の上又は中にネジ込
むこと、そしてかかるマンドレルの中に配置され
た複数の流路２０，２１を用いて、溝１８のレベ
ルにて、重合の後相当する溝の内側に付着するこ
とにより合成材料製パツキンを作り上げるような
合成材料を射出することを特徴とするパツキンを
有する継手を製造するための方法。

８ シーリング機構が、とりつけられた状態で継
手のできるかぎり大きなあそびを可能にするよう
な加工許容誤差を最高限度とする寸法の、継手の
そのエレメント１とその他のエレメント３の間
に、ネジ付けされた状態にて存在するようなあそ
び１７の容積及び形状にほぼ一致する容積及び形
状をもつ、合成材料製のパツキンで構成されてい
ること、そして合成材料製のパツキンが、連続す
るネジ込みの際に著しい永久変形を全く受けず、
雄エレメント３と雌エレメント１はネジ４により
結合され、一方各々のネジ山の輪郭の表面の一部
分１１，１３はネジ付けされた状態にて、他のエ
レメントのネジ１２，１４上に強く適合され、継
手のエレメントのうち少なくとも１方は、ネジの
１ピツチ以上の長さに相当する軸方向距離のとこ
ろに、ネジ山の高さより大きい深さをもちシーリ
ング機構を含む１つ以上の溝１８を備えているよ
うなタイプの、とくに石油業界で用いられる鋼管
用のネジ付き継手の製造方法において、 前記継手のエレメント１の１つの中に作られた
溝１８の中に充分な質量の合成材料を適用し、そ
の重合を誘発した後、実現したいと思う圧縮を考
慮に入れて、製造最低許容誤差に相当する寸法を
もつ他のエレメントのネジの輪郭に正確に一致す
る形状をこれに与えるようこの合成材料を加工す
ることを特徴とする継手を製造するための方法。

明細書 本発明はネジ山のレベルに位置づけされたシー
リング装置を備えた、石油業界において特に使用
可能な鋼管用ネジつき継手に関するものである。

石油業界で用いられる管用の継手が、特に、機
械加工が容易で損傷を受けにくいものでありなが
らその内外で及ぼされる非常に強い圧力に対して
も完全な気密性を確保でき、しかも、曲げや、軸
方向の大きな圧縮又は引張り応力を受けている場
合においてさえかかる気密性を保つことができる
ことを含む、一定数の特徴を有していなくてはな
らないことは、周知の事実である。

又、継手のエレメントは、他のエレメントと新
たにネジ込みする際に得られる気密性に不利な影
響を与えることなく、互換性を有していることが
必要である。

現在石油業界で用いられているネジ付き継手は
まず第一に、特に継手上に及ぼされる軸方向引張
り力を支持しながら管の２つのエレメントを互い
の中に機械的に保持する、往々にして円錐状の
（ただし、円筒形であつてもよい）雄及び雌ネジ
を有している。

ほとんどの場合において、既存の継手は、規定
のネジ込みトルクが得られるや否や雌のエレメン
トに対し雄エレメントを固定するという効果をも
つ、ネジ込み制限ストツパと呼ばれるストツパを
も同様に備えている。

最後に、このタイプの継手にはさらに、継手の
ネジ込みの際に、気密性が得られるよう充分な圧
力で互いに適用されることにより互いに接触し合
うことになるよう配置されている、少なくとも１
対の気密面が含まれている。

ほとんどの場合において、この気密性は金属対
金属タイプの接触によつて得られるが、場合によ
つては、例えばその変形によつて継手の気密性を
確保又はそれに寄与するPTFEのリングのよう
な、プラスチツク製継手に、気密面を結びつける
こともできる。

特に、継手のネジ込みに際し、雄エレメントが
継手の塑性変形を誘発し継手はその初期形状を失
なつて雄エレメントの形状に適合していくよう
に、例えばPTFE製のかかる環状のリングを気密
面のレベル或いはネジ切りのレベルで雌エレメン
ト上に作られた溝の中に置く方法が知られてい
る。

しかし、かかるプラスチツク継手には、設置が
むずかしく、実際には継手の解体そしてその後の
再組立の毎に交換されなくてはならない、という
欠点がある。

雌エレメントの中に作られた溝の中に置かれる
だけでよいプラスチツク材料製のリングで構成さ
れたこのような継手は、実際雄エレメントがその
ネジとはめ込み合うことができるよう、極めて強
く変形されなくてはならない。

これは実際上プラスチツク製継手の破壊をひき
起こし、こうしてこの継手はそのエレメントを後
日組立てるのに使用不能となる。その上、この変
形の際にプラスチツク製継手に課せられる大きな
応力は往々にしてプラスチツク製継手の移動を誘
発し、継手はこうしてその溝から引き抜かれその
役割を果たさなくなる。

同様に、特に建物の給水又はセントラルヒーテ
イングの供給用としてネジ込みされた継手の気密
性を得るため、気密性確保のためのネジ込みの際
に変形させられる熱可塑性材料を用いてエレメン
トの１つのネジ山をカバーするという技法も知ら
れている。

これらのシーリング装置は、従来雌エレメント
内へのネジ込みの前に雄エレメントのネジ山上に
巻きつけられるPTFE製リボン又は繊維の使用に
代わる目的をもつものである。

これらはこれらのエレメントのネジ山のレベル
に熱可塑性材料を予じめ置くためのものである。

この場合又エレメントを互いに交換し必要な気
密性を保ちながら継手をゆるめ、それを再度締め
ることは一般に不可能である。

本発明は特に石油業界用の鋼管用継手に、ネジ
山のレベルで充分な気密性を与えることを目的と
するものである。この場合、この気密性は、継手
のエレメントの１つと一体を成すプラスチツク製
エレメントにより得られ、かかる継手エレメント
は、その後のそのネジ込みの間信頼できる形で再
使用が可能である。

管の２つのエレメントを機械的に連結させると
いう、その第一の機能を果たさせるためには、雄
エレメントの各々のネジ山は必ず軸方向にそして
最も頻繁には（円錐台状のネジの場合）放射方向
に、雌エレメントの相応するネジ山上に適合しな
くてはならない、ということがわかつている。

その結果、一方では継手のネジ込みの際互いに
強く適合される表面、そして他方では、互いに一
定の距離において向かい合つておりその間にネジ
内のあそびがある雄エレメントと雌エレメントの
表面を、継手のネジ山の輪郭は締まつた状態で、
分割することができる。

雄エレメント及び雌エレメントの表面が互いに
離されているネジ山の輪郭のこの部分が存在して
いることにより、今日まで実際上、このタイプの
継手のネジ山のレベルで充分な気密性を保つこと
は不可能であつた。

実際、雄ネジと雌ネジの相当する表面の間にこ
のあそびが存在することは、このレベルにおける
あらゆる気密性を妨げる、ネジ山に沿つたほぼら
せん状の漏えい路を作り上げてしまう。

本発明は、かかるらせん状の漏えい路に沿つて
置かれ効果的かつ反復してこの路を塞ぐようなシ
ーリングの実現を基礎にしている。

本発明の目的は、継手の少なくとも１つのエレ
メントが、ネジ山のピツチ１つ分以上の長さに相
当する軸方向距離のところにネジ山の高さより大
きい深さの溝を１つ以上有し、かかる溝には、と
りつけられた状態でできるかぎり大きい継手のあ
そびを可能にするような加工許容誤差を最高限度
とする寸法の、継手のそのエレメントとその他の
エレメントの間に、ネジ込みされた状態にて存在
するあそびの容積及び形状に少なくとも一致する
容積及び形状をもつ合成材料製のパツキンが備わ
つていることを特徴とし、雄エレメントと雌エレ
メントがネジによつて結合され、一方各々のネジ
山の輪郭の表面の一部分は、その他のエレメント
のネジ山上に、ネジ込みされた状態にて強く適合
させられているようなタイプの、特に石油業界で
使用可能な鋼管用のネジ付き継手、をその目的と
している。

このような条件の下で、本発明に従つた継手は
ネジ込みの前に成形され、ネジ込みの後他のエレ
メントのネジ山の輪郭の形状と厳密に相補性のあ
る外部形状をもつ合成材料製のパツキンが充てん
された１つ以上の溝（ただし継手のネジ込みの際
に生じうる圧縮を考慮に入れる）の備わつた継手
の第１のエレメント、そして全体が金属製である
か又は第１のエレメント同様パツキンを含む溝を
１つ以上をもつ従来の第２のエレメントから成
る。

又このような継手において、その存在について
上に喚起されているらせん状の漏えい路は、継手
がネジ込みされたとき合成材料製のパツキンは他
のエレメントのネジの周囲全体にわたり弾性的に
支持されていることから、溝のレベルで気密な形
で中断されている。

溝の中にもち込まれた合成材料の塊は、ネジ込
みの際に他のエレメントのネジ山形状に合うよう
成形されなくてよいため、この合成材料は単に軽
く圧縮を受けるだけで、劣化は示さず、雌エレメ
ント内に加工された溝の中にPTFEのような合成
材料製のリングを置く場合以前そうであつたよう
にネジ込み毎にこれを交換する必要はない。

さらにこの合成材料は、溝の壁に強く付着する
ため、偶発的にひき抜かれる危険性は無い。

本発明に従うと、ネジ山レベルでエレメントの
少なくとも１つに作られた溝は、合成材料製のパ
ツキンが、他のエレメントのネジ込みの際に伝わ
つてくる応力の作用の下で、これを収納する溝か
ら外れ出ることがないようにばち形の断面を呈し
ていることが望ましい。

合成材料のパツキンを受ける唯一の溝を含んで
いる好ましい実施形態においては、かかる溝は、
雄エレメントの端部側にあるネジ山端部の周辺
で、雌エレメント上に作られる。

しかしかかる溝は、雌エレメントの他のネジ山
点でも作ることができ、さらには雄エレメントの
ネジ山のいずれかの点にて作つても本発明の範囲
から逸脱することはない。

エレメントのうち少なくとも１つの中に作られ
た各々の溝中に含まれている合成材料製のパツキ
ンは、さまざまな手法を用いて得ることができ
る。

本発明に従つた第１の方法によると、プラスチ
ツクのパツキンの圧縮を系統的に得たい場合、溝
を含むエレメントの中又は上にネジ込まれなくて
はならない継手エレメントの最低許容限界に相当
する寸法の、又はかかる限界よりもやや小さい寸
法の、ネジ山を有するマンドレルを、溝を含むエ
レメントの上又は中にネジ込みそしてこのマンド
レルの中に配置された複数の流路を用いて溝のレ
ベルにて、重合の後相当する溝の表面に付着する
ことにより当該継手のエレメントと一体を成す本
発明に従つた合成材料製のパツキンを作り上げる
合成材料を、射出する。

派生型としては、流路が備わつていないマンド
レルを用い、これを、充分な質量の合成材料を溝
の中に適用した後で、溝を含むエレメントの中又
は上にネジ込むこともできる。

本発明に従つたもう一つの方法によると、継手
エレメントの１つの中に作られた溝の中に充分な
質量の合成材料を適用し、その重合を誘発させ、
次に、実現したい圧縮を考慮に入れて、他のエレ
メントのための製造最低許容誤差に相当する寸法
をもつ、他のエレメントのネジ山の輪郭に正確に
一致する形状を与えるようにこの合成材料を加工
する。

本発明に従うと、合成材料としては微小細胞構
造のPolathaneXPE又はRim160のようなウレタ
ン・エラストマ、ポリカーボネイト、ポリオレフ
イン又はポリアミドを用いることが有利である。

本発明をよりよく理解させるために制限的な意
味をなさずに例示として、以下のようなものを含
む添付図面に表わされている複数の実施形態をこ
こで説明していきたいと思う： −第１図は本発明に従つた、合成材料のパツキン
及び溝を備えた雌エレメントを有する継手の断
面図である。

−第２図は本発明に従つた合成材料製のパツキン
の外のネジ山レベルに存在するあそびを示す、
第１図のの従つた、拡大断面図である。

−第３図は第１図のの部分の拡大断面図であ
る。

−第４図は本発明に従つた合成材料製のパツキン
の実施形態を示す概略的断面図である。

第１図には本発明に従つた継手の半断面図を示
した。

この継手は相当する外側の円錐ネジ山４によつ
て雄エレメント３をかみ合わせることのできる内
側錐ネジ山２を有する雌エレメント、すなわちス
リーブ１で構成されている。

雌エレメントの内部に配置されたストツパ５は
ネジ込みを制限するため雄エレメントの端部６で
支承として役立ち、一方それぞれ雌エレメントと
雄エレメント上に配置された一対の表面７及び８
は金属対金属タイプの継手の気密性を確保してい
る。

第２図では雄エレメント３のネジ山９がどのよ
うに雌エレメント１のくり抜き部分１０の中にか
み合うかがわかる。ネジ込み制限ストツパ５の存
在、及びネジ山の円錐度を考慮に入れ、ネジ山９
の歯前１１はくり抜き部１０の歯面１１に対し軸
方向に強く適合された状態にある。同様に、雄エ
レメント３のネジ山の底１３は雌エレメントのネ
ジ山頂部１４に対し放射方向に強く適合されてい
る。

ここに図示されている実施形態において、雄ネ
ジのくぼみに支持されているのは雌ネジの頂部で
あるが加工に際しネジ山９の高さをくり抜き部１
０の高さより大きく作つた場合にはその逆であつ
てもよい。

このような条件の下で雄エレメントのネジ山の
全周を考えると、ネジ山の底部１３及びねじ山の
歯面１１上で雌エレメントは雄エレメントと強く
適合し、こうしてこのゾーン内の気密性が保たれ
ていることがわかる。これに反して雄エレメント
のネジ山９の頂部１５及び後方歯面１６のレベル
では、雌エレメントと雄エレメントの間に必ずあ
そびが存在する。第２図に17番として示されてい
るこのあそびは、これまでネジ山のレベルで充分
な気密性を得ることができなかつた原因となつて
いたものである。

実際、第２図に１つのネジ山レベルで示されて
いるこのあそびは雄エレメントと雌エレメントの
間をネジ山全体に沿つてらせん状に続いて存在し
ていることがわかる。

第１図にある合成材料製のパツキン１８はまさ
にネジ山１ピツチ以上のレベルでこのあそびを完
全に塞ぐことによりこの漏えい路を中断すること
をその目的としている。

第３図には第１図のの部分を拡大して示し
た。

第３図にも合成材料のパツキンを備えた溝１８
がみられる。ネジにほぼ平行な溝の底部１８ａ
は、本発明に従うと、溝を含むエレメントのネジ
山のくぼみを超えたところにある、ということが
わかる。できれば、溝の深さは、ネジ山の高さの
約２倍にほぼ等しいことが望ましい。

本発明の好ましい実施形態に従うと、溝の側縁
部１８ｂ及び１８ｃは、溝にばち形断面を与える
よう傾斜しており表面１８ａ，１８ｂ及び１８ｃ
は互いに丸味を帯びた部分で結合されている。

第３図をみると、本発明に従つて、溝の中に含
まれる合成材料のパツキンが、ネジ込み後、エレ
メント３のネジ山のまわりの自由空間の全てを占
めていることがわかる。

特に、合成材料が、エレメント３のネジ山の連
続的部分１１，１５，１６，１３などの上に連続
して適用されることがわかる。前述のように、合
成材料製のパツキン及び溝の幅は、らせん状の漏
えい路を確実に閉塞できるよう、ネジ山の１ピツ
チより大きい。

本発明に従うと、溝１８の中にある合成材料の
パツキンの内側周囲は、たとえ他のエレメントの
ネジ山が、加工許容誤差を考慮に入れて可能であ
る最低寸法で作られている場合であつても、他の
エレメントのネジ山との間にいかなるあそびも残
さないようなものでなくてはならない。

又、本発明に従うと、溝及び合成材料製のパツ
キンを有するエレメントの中にネジ込まれるエレ
メントの正確な寸法がいかなるものであれ（これ
らの寸法の変動は加工誤差による場合もある）、
合成材料製パツキンと他のエレメントのネジ山の
間には軽い圧縮力が及ぼされることが望ましい。

このようにして質が良く、エレメントの相互交
換を伴う何度もの継手のネジ込み及びネジ外しの
後でさえ、信頼性を高く保ちつづけるような、ネ
ジ山レベルでのシーリングが得られる。

本発明に従つたこのシーリングは当然のことな
がら単独でも、又、第１図に示されている継手の
表面７及び８で得られる金属対金属のシーリング
のようにその他のシーリングと合わせても用いる
ことができる。

第４図には本発明に従つた合成材料製パツキン
を得ることを可能にする方法の１つを利用できる
装置が示されている。

この第４図は第１図のものと同じ雌エレメント
１を表わしている。

雌エレメント１内にネジ込まれたマンドレル１
９は、ネジ山の加工許容誤差を考慮に入れて、他
の金属エレメントについて可能な最低寸法に相当
する形状をもつ、外側円錐台状ネジ山を１つ備え
ている。系統的に溝１８内に合成材料の軽い圧縮
を得たい場合、マンドレル１９のネジ山寸法は、
継手のネジ山の製造許容誤差により許される最低
寸法よりやや小さい。

マンドレル１９にはその周辺上に貫孔された縦
方向の一連の流路２０がついておりこれらは溝１
８の空間に、放射状の流路２１によつて接続され
ている。

合成材料のパツキンを作るためには、マンドレ
ル１９のネジ山の相当する面上に接着防止剤を塗
布した後、マンドレルを雌エレメント１の中にネ
ジ込み、次に溝１８の空間を満たすよう流路２０
により合成材料を射出する。

合成材料の重合の後、マンドレルを外し、本発
明に従つた、合成材料製パツキンが得られる。こ
のパツキンは、雌エレメント１の中に何らかの雄
エレメントをネジ込んだときネジ山レベルに完壁
かつ反復性の気密性を与えることになる。

もう一つの製造方法によると、溝１８に充分な
量の合成材料を適用し、これを重合させた後、合
成材料が充分に硬くなつた時点で、前述のような
ものに相当する寸法で雄エレメントのネジ山の断
面形状を与えるよう、それを機械的に加工する。

使用されるプラスチツク材料はPolathaneXPE
の名で知られているウレタン化合物である。

当然のことながら、上述の実施形態は制限的な
性格も全くもたず、本発明の範囲から逸脱するこ
となく、望ましいあらゆる修正を受入れることが
可能である。

特に、ここで論述されてきた実施例において合
成材料を含む溝を備えているのは雌エレメントで
あるが、雄エレメント上に合成材料を含む溝を作
ることも同様に可能である。

さらに、当然のことながら溝はネジのさまざま
な場所につけることができ、場合によつては本発
明に従つた合成材料が満たされた２つの溝を作る
こともできる。

最後に本発明に従つたシーリング装置が、単独
でも、又例えば金属対金属タイプの他のシーリン
グ装置と合わせてでも用いることができ、本発明
が適用されている継手にはネジ込み制限ストツパ
が備わつていてもいなくてもよい、ということは
明かである。

同様に、本発明はネジが円錐台状である継手、
又は円筒形である継手にも適用可能である。

最後に、合成材料製の２つのパツキンのレベル
でシーリングができ上がるように相応し合う２つ
の溝を雌エレメント上と雄エレメント上に１つず
つ作ることもできる。