JPH0375796B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ２つの雌ねじを備えたスリーブにねじ込むこ
とによつて組み立てることができる、雄ねじを備
えた２つの雄エレメントを有し、前記雄エレメン
トの端部が、接合を行つたときに互いに当接し、
前記スリーブが合成材料ライニングを有する、石
油産業に使用することができる鋼管用継手におい
て 前記合成材料ライニング５が、前記各雌ねじ２
の少なくとも一定の長さに貼られ、前記合成材料
ライニング５が、接合を行つた状態で、前記スリ
ーブ１の金属部分と各雄エレメント２，２′との
間に存在する〓間の体積及び形状に対応し、前記
〓間の寸法形状は、接合を行つた状態で、ねじ山
間に可能な限り最大の〓間を与える機械加工公差
の限界にあり、前記合成材料ライニング５は、ス
リーブ１の中間部分６と、前記雄エレメント３，
３′の端部が互いに当接するスリーブ１の平面７
に対して横方向に対称な２つの凹面９，９′とに
存在し、前記各端部８，８′が、形状が前記凹面
９，９′に対応する凸テーパ１０，１０′を提供
し、前記凸テーパ１０，１０′と合成材料の前記
凹面９，９′の夫々の寸法形状は、前記雄エレメ
ントの端部とスリーブとの間に可能な限り最大の
〓間を提供する機械加工の公差の限界で、前記各
凸テーパ１０，１０′が、凹面９，９′に当接し、
前記雄エレメントの端部８，８′が互いに当接す
る前に前記合成材料ライニング５を加圧するよう
になつている、ことを特徴とする前記鋼管用継
手。

２ 前記ねじ山が、「バツトレス」タイプの台形
ねじ山であるということを特徴とする、請求の範
囲第１項に記載の継手。

３ 前記継手上に及ぼされた軸方向引張り力を支
持するねじ山４の有効フランク４ａが、継手の軸
に対して鉛直な平面に対し５度以上傾斜した入隅
Ａを形づくつていることを特徴とする、請求の範
囲第１項又は第２項のいずれかに記載の継手。

４ 前記スクーブ１上の円錐台状凹面９，９′と
ねじ山４の間にある合成材料ライニング５の部分
１１，１１′が、継手のねじ込みの際に雄エレメ
ントがライニングのこの部分に干渉しないよう
に、雄エレメントの相応する部分の最大限の直径
以上の直径を呈していること、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 前記ねじ込みの際に、雄エレメントの円錐台
状凸形ベベル１０，１０′がスリーブ１の円錐台
状面９，９′を、これらの表面に対し鉛直に測定
して約0.2〜0.6mmだけ圧縮させることを特徴とす
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、合成材料ライニング５がPolathane
XPE又は微孔性構造のRIM１６０などのような
ウレタンエラストマ、ポリカーボネート又はポリ
オレフイン又はポリアミドにより構成されている
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 前記ねじ山２，４が円錐台状であることを特
徴とする、請求の範囲第１項から第６項までのい
ずれかに記載の継手。

８ 前記、スリーブ１の内側中央部分６が円筒形
であることを特徴とする、請求の範囲第１項から
第７項までのいずれかに記載の継手。

明細書 本発明は、その端部が軸方向に互いにかみ合わ
されている２つの雄エレメントと１つのスリーブ
から成るタイプの、特に石油産業に用いることの
できる鋼管用ネジ込み継手に関するものである。

石油産業で用いられている管用継手が、特に、
機械加工が容易でかつ損傷に対して敏感でないも
のでありながら、たとえそれが曲げ及び大きな引
張り力又は軸圧縮力を受けているという仮定の下
であつても内側或いは外側に及ぼされる非常に強
い圧力に対して完全な気密性を保つことができる
ものである、といつた両立し難い一定数の特徴を
呈さなくてはならない、ということは既知のこと
である。

又、継手のエレメントは、継手を他のエレメン
トと新たにネジ合わせる際に得られる気密性の質
に対し不利な影響を及ぼすことなく、互換性がな
くてはならない。

現在石油産業において用いられているネジ込み
継手には、往々にして円錐形であり、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雌ス
リーブ内に２つの雄エレメントを機械的に維持す
る雄及び雌のネジ山がついている。

同様に、雄エレメントの端部が互いに突合わせ
になり、その結果規定のトルクが得られるやいな
やネジ込みを停止させることができるような継手
もある。

このタイプの継手は又、継手のネジ込みの際に
一般に金属対金属の気密性を得るのに充分な圧力
で互いに接触することになるような形で設置され
ている少なくとも一対の気密面を有している。

同様に、フランス特許第8415551号より、雄及
び雌エレメントのネジ山に対しネジ山全体を構成
する雄エレメントと雌エレメントの表面が連続的
に接触するように完全に一致する形状を与えるこ
とによつてネジ山レベルの気密性を得る手段も知
られている。

このタイプの継手の特徴は、継手の第１のエレ
メントが、継手のネジ込み状態においてエレメン
ト間に考えられる最大の遊びを可能にするような
加工許容誤差を限界寸法とする第１エレメントと
第２エレメント間のネジ込み状態での遊びの形及
び体積に正に一致する形及び体積の合成材料製パ
ツキンを、少なくともそのネジ山の一定長全体に
わたつて有していることにある。

このような条件の下で、かかる継手が混合構造
をもつ第１のエレメントそして完全に金属製の第
２のエレメントから構成されており、ネジ込みの
際に第２のエレメントのネジ山上に圧縮応力を及
ぼす第１のエレメントのネジ山の周りの表面の一
部分が金属製であるのに対し、締付けの際に第２
のエレメントとの遊びを存続させる金属製の第１
のエレメントのネジ山の周辺表面の一部分は、完
全に金属製の第２のエレメントの限界加工許容誤
差ではもはや継手の２つのエレメントのネジ込み
の際にいかなる遊びも存在しないよう合成材料で
パツキンされているということがわかる。

このようにして、こうして第１のエレメント上
にはめ込まれた合成材料ブロツクの形状は、加工
許容誤差の結果生じる軽い圧縮しか受けないため
に、既存のごとく、完全に金属製の第２のエレメ
ントのネジ山形状に適合させるためネジ込みの際
に修正される必要はない。

このタイプの継手において、合成材料として
は、例えば微孔性構造のRIM１６０又は
polathane XPEといつた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
ドを用いることが望ましい。

本発明は、内部ストツパをもたないスリーブに
より２つの雄エレメントが結合され、雄エレメン
トの２つの端部は継手のネジ込みの際互いに支持
し合うことになること、そしてネジ山レベルでス
リーブの内側に適用される合成材料が雄エレメン
トの端部が合わさる場所の近くにてスリーブの中
央ゾーン内において連続的に続いていることを特
徴とする、このタイプの継手に関するものであ
る。

本発明の目的は、スリーブが混合構造をもつこ
と、そして、継手のネジ込み状態において考えら
れる最大の遊びを可能にする加工許容誤差を限界
とする大きさの、混合スリーブの金属部分と相応
する雄エレメントの各々の間のネジ込み状態にお
ける遊びの形及び体積に正に一致する形及び体積
をもつ合成材料製パツキンが、そのネジ山の各々
の少なくとも一定長全体にわたつてついているこ
と、さらにこの合成材料製パツキンがその中で雄
エレメントの端部が接触するスリーブの中央面の
両側に対称的に配置された２つの円錐台状の凹面
を呈しているスリーブの内部中央部分内に延びて
いること、雄エレメントの端部がその外部周辺上
に合成材料製パツキンの円錐台状の凹面の各々に
一致する形状の円錐台状の凸形ベベルを有してい
ること、雄エレメントの凸形円錐台状ベベルなら
びに前記合成材料製パツキンの円錐台状の凹面の
それぞれの寸法が、雄エレメントの各々の端部と
スリーブの間の最大の遊びを存続させるような製
造許容誤差の場合に雄エレメントの各々の端部の
円錐台状凸形ベベルが合成材料製パツキンの相応
する円錐台状凹面を支えとし、雄エレメントの端
部が互いに接触する前にこのパツキンを圧縮する
ようなものであること、を特徴とする、２つの雄
エレメントのネジ山つき端部が２重ネジ山をもつ
スリーブによつて互いに連結され、雄エレメント
の端部がネジ込みの際に互いに対して突合わさる
ことになるようなタイプの、特に石油産業向けの
鋼管用継手、にある。

本発明に従うと、バツトレスタイプの円錐台状
台形のネジ山をもつ雄エレメント端部とスリーブ
を作ることが有利である。

本発明の特別の実施態様に従うと、継手に及ぼ
される軸方向引張り力を支持するネジ山の有効フ
ランクは、継手の軸に対し鉛直な平面に対し５度
以上傾斜した入隅を形成する。

本発明に従うと、スリーブ上に固定され円錐台
状凹面とネジ山の間にある合成材料製パツキンの
一部分は、継手のネジ込みに際し雄エレメントが
このパツキン部分に干渉しないように、雄エレメ
ントの相応する部分の考えられる最大直径以上の
内径を呈することが望ましい。

本発明に従うと、スリーブのパツキンの円錐台
状の面ならびに雄エレメントの円錐台状の凸形ベ
ベルのレベルで、雄エレメントの端部について最
小直径を与える加工許容誤差の場合においては、
約0.4〜1.2mmの直径干渉部が存在することが望ま
しい。換言すると、雄端部の円錐台状凸形ベベル
がスリーブの合成材料製パツキンの円錐台状凹形
面を0.1〜0.6mm以上の深さで圧縮することが望ま
しい。

本発明に従つた継手は、既知の継手に比べ複数
の利点を示している。

まず第一に、雄エレメント端部の円錐台状凸形
ベベルとスリーブのパツキンの円錐台状凹形ベベ
ルの間の接触は、ネジ山レベルで得られる気密性
及び雄エレメントの端部が互いに張りつくことに
なるという事実から得られる気密性に付加される
補足的な気密性を確保する。

さらに、本発明によると、合成材料製パツキン
で内面全体がライニングされているスリーブを得
ることができ、こうしてこの面上のあらゆる腐食
問題を避けることができる。

最後にスリーブの内面をライニングし雄エレメ
ントの形状と一致する合成材料製パツキンの形状
のおかげで、受けているさまざまな機械的応力に
対してきわめて優れた耐性をもつモノリシツク継
手を得ることができる。

本発明によると、その機械加工が非常に単純で
（実際「バツトレス」継手のものに相当する）、油
又はガスの高圧に対し気密性を有ししかも、ネジ
山レベルのバンデイングが少なく雄エレメント端
部が突き合わさつている完全にモノリシツクなも
のである、「プレミアム」と呼ばれる継手グルー
プに属する高品質の継手が得られる。

こうして極めて経済的な方法で高品質の継手が
実現できるのである。

本発明に従つた継手は、フランス特許第
8415551号の記述中に示されているように製造す
ることができる。

特に、本発明に従つたスリーブのパツキンを構
成するよう圧力下で合成材料を中で射出できるオ
リフイスが備つたマンドレルである、雄エレメン
トの製造許容誤差を考慮して最小寸法に一致する
雄エレメント端部の形状をもつ２つのマンドレル
によつて、構成される装置を用いることができ
る。

本発明をより良く理解するため、ここで例示と
して、いかなる制限的意味も与えずに、添付図面
に表面され例としてとられたいくつかの実施態様
について説明していこうと思う。

なお図面中： 第１図は、本発明に従つた継手の一部分の概略
的断面図である。

第２図は、第１図のスリーブの中央部分の部分
断面図である。

第３図は、第１図の雄エレメントの端部の部分
断面図である。

第４図は、逆になつた支持フランクをもつネジ
山の派生型の断面図である。

第５図は、スリーブの内面上に合成材料製パツ
キンを実現できるよにする装置の断面図である。

第１図、第２図及び第３図には、本発明に従つ
た継手の第一の実施態様の部分断面図が概略的に
示されている。

この継手は、内側円錐台状ネジ山２がその端部
各々に備わり、その内側には同じく相応する外側
ネジ山４が備わつた２つの雄エレメント３及び
３′の端部がかみ合つてくるような１つのスリー
ブ１から成り立つている。

第１図には、雄エレメント３の端部のみが表わ
されている。雄エレメント３′の形状は、雄エレ
メント３の端部のものと同じ（つまり対称）なの
である。

第２図及び第３図には、一方ではスリーブ１の
中央部分、他方では雄エレメントの端部３及び
３′が示されている。

これまでの未公開の特許出願明細書中にすでに
記述されているように、スリーブの雌ネジ山２と
雄エレメントの端部の雄ネジ山４の間に含まれて
いる自由空間は、この場合スリーブ１の内面上に
固定されている合成パツキン５で充てんされてい
る。

本発明に従うと、パツキン５は、スリーブの中
央円筒面上に続行している。

本発明に従うと、合成材料製パツキン５上に本
発明に基づいて作られる２つの円錐台状凹形面９
及び９′は、雄エレメント３及び３′の前面８及び
８′がそれに沿つて互いに張りついている１つの
平面７内で連結している。

第２図にも、合成材料製のパツキン５が上に延
びているスリーブの内側中央円筒面６、ならびに
稜９ａに沿つて連結している本発明に従つた２つ
の円錐台状凹形面９及び９′がみられる。

同様に第３図にも、同じく第２図のライン９ａ
に相対する平面７内で合わさる雄エレメント３及
び３′の端部８及び８′がみられる。

第３図をみてもわかるように、雄エレメントの
外周には、その凹形円錐台状面９及び９′の形と
一致する形状の凹形ベルト１０及び１０′がつい
ている。

本発明によると、雄エレメントの円錐台状凸形
ベベル１０及び１０′及びスリーブ２の円錐台状
凸形面９及び９′の寸法及び位置は、継手のネジ
込みの際、雄エレメントの端部８及び８′が接触
する瞬間において、ベベル１０及び１０′が補足
的な気密性を与えるようすでにスリーブの円錐台
状面９及び９′上に圧縮力を加えているようなも
のである。

例として、直径約100mmの継手について、ベベ
ル１０及び１０′は、鉛直に測定して円錐台状面
９及び９′から0.2〜0.6mmの圧縮を加えることが
できる。

本発明に基づくと、円錐台状表面９，９′の両
側のスリーブのパツキンの表面１１及び１１′の
内径は、ネジ込みの際に合成材料製パツキンの部
分１１及び１１′の変形が全くひき起こされない
よう、雄エレメントの部分１２及び１２′の外径
より大きいものであることが望ましい。

第４図には、第１図から第３図までに示されて
いる継手のネジ山の派生型が示されている。

このさらに拡大した図にも、再度、それぞれネ
ジ山２及び４が備わつた雄エレメント３の端部と
スリーブ１がみられる。

ネジ山の支持面４ａは、継手の軸に対して左に
ずれた状態で入隅を形づくつている。

本発明に従うと、この実施態様においては、角
度Ａの値が５度以上であることが望ましい。

同様に第４図には、ネジ山の後方非支持面と継
手の軸に鉛直が平面が成す角度Ｂも示されてい
る。この角度Ｂは例えば10度から45度といつた広
範囲にわたつて変化しうる。

第５図には、本発明に従つた合成材料製のパツ
キンをいかに製造できるかが示されている。

断面で見たこの図にも、ネジ山が備わりその内
部には、製造許容誤差の最小値に一致する寸法の
雄管端部の外表面に相応する外表面をもつ２つの
同一のマンドレル１２がネジ込まれているスリー
ブ１がみられる。

これらのマンドレル１２及び１２′には、それ
自体スリーブ１とマンドレルの間にある体積に二
次通路を介して結びつけらている一連の縦方向通
路が備わつている。

こうして、前述のもののような合成材料を通路
１３内に注入することにより、本発明に従つたパ
ツキンを作り上げることができる。

又、二次通路１４により、ネジ山レベルにおい
てもスリーブの円筒部分６においてもパツキン５
を作り上げることができ、こうして円筒部分６で
円錐台状の面９及び９′が得られる。

成形の際にパツキンがマンドレル１２及び１
２′に付着しないようにするには、取付け前にこ
れらの円錐台状面に付着防止剤を噴霧するだけで
充分である。

このように、本発明は、単純かつ経済的な手段
を用いて実現できるということがわかる。

当然のことながら、上述の実施態様は例として
挙げられたものにすぎず、本発明の範囲から逸脱
することなく、望まれるあらゆる修正を受けるこ
とができるものである。

特に、本発明がここで記述されてきたネジ山の
タイプに制限されるものでなく、その他のネジ山
形状も用いることができる、ということは明白で
ある。

最後に、合成材料製のスリーブのパツキンの内
部面は、ここで記されているものと異なる方法に
よつても実現できるということは、言うまでもな
い。