JPH08303657A - 管接合用のねじ継手 - Google Patents
管接合用のねじ継手Info
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Abstract
うしを密閉接合する手段を提供する。 【構成】 本継手は、内部ねじ(5、6)をもつ2つの
雌ハウジング(3、4)を具えたスリーブ(2)を含
む。ねじのない端部領域(非ねじ領域)(11、12)
をもった互いに対応する外部テーパねじ(7、8)を具
えた2つの金属管の雄エレメント(9、10)が、前記
ねじ(5、6)の中にねじ込まれる。非ねじ領域の正面
壁(13、14)は相互に当接する。その際、これらの
領域の横向きの壁(15、16)と、反対側のスリーブ
(2)の環状の軸線方向通路(17)との間に遊びが存
在する。2対の雄/雌ストップショルダー(18、18
-1、19、19-1)が過剰なねじ込みを防止する。雄
ねじおよび雌ねじの歯の高さは同一である。
Description
油の油脈探査や抽出、地熱利用に使用される管、および
端どうしを接合しなければならないすべての用途の金属
管に関する。
とくに石油産業で使われる抽出管の形成(配管)に使用
することができるが、容器の形成に使用されるような比
較的大口径の管にとくに適している。
が、必要とされる良好な金属強度と良好な密閉性を同時
に与えることができる。
ハウジングを各端部にもつ組立スリーブ(assembly sle
eves)が最も多用される。この端部には、それに対応す
るテーパ付き雄ねじが係合する。
気体がねじに沿って循環するとき、これらのねじは、遊
びをもつため、それ自身では十分密閉性のある接合がえ
られない。これらの流体の漏れはグラファイトのような
固体粒子を充填したグリースを使用することによって遅
らせることができるが、漏れを完全に止めることはでき
ない。加えて、これらの継手はしばしば、十分な弾性変
形を伴う締め付けを受けて所望の密閉状金属/金属接触
を実現する環状の密閉領域(sealing zones)をもって
いる。
9 013号に開示されている。このねじ継手は、雄継手エ
レメントの端部に凹型のテーパ面が形成された当接領域
を含んでいる。このテーパ面は対応する雌テーパ面を担
持する。同時に、この雄当接領域に隣接する凹型のテー
パ付きベアリング表面が凹型のテーパ付き雌面を担持し
て金属/金属密閉を確実化する。欧州特許出願第914204
17.7号はこの型の継手の改良版を開示している。
が、上記ベアリング領域および当接領域が形成されるヒ
ール(踵)が存在するため、雌コンポーネントが顕著な
厚さをもっていなければならない。
771号は、スリーブを使うねじ継手を開示している。こ
の継手では、管の雄側端部が、ねじ込み完了時にスリー
ブ内部で相互に当接する先頭縁を含んでいる。この特許
によれば、これらの先頭縁はある特定の形状(profil
e)(例えばスリーブの内壁を担持する先頭縁の直径が
拡大して、その接触面に金属/金属密閉性を生ずるため
の、凹型のテーパ)をもっている。
することができるが、先頭縁の当接面はねじ込みおよび
取り外しを繰り返すうちに塑性変形し、これら当接面に
おいてのみならずこれらの当接面とスリーブの内壁との
間の接触面においても次第に密閉性が失われていく。ま
た、スリーブ中にねじ込まれる雄端部の深さおよび継手
の機械的強度はかなり変化しうるので、管の先頭縁が互
いに当接する領域における動作状態が再現性においても
信頼性においても低下する。
化する試みを通して、十分な密閉性が実質的に得られる
可能性が模索されてきた。また、継手が反復的なねじ込
みおよび取り外しを受けても、継手の特性が信頼性のあ
る一定なものに維持できるようにすることも模索されて
いる。とくに、継手のいろいろのコンポーネントがもつ
効果を結合することにより、機械的接合手段としての役
割に加えて真の密閉を果たす役割をテーパねじにもたせ
ることの可能性が模索されている。したがって、継手の
雌コンポーネントに対するいろいろな雄コンポーネント
の幾何学的位置を再現可能かつ精確に調整することが、
探求されている。ねじが破損する危険を回避するため、
内部圧力に対する非常に高い耐久力と共に軸方向応力に
対する大きな耐久性をもつねじを造ることが探求されて
いる。これらのねじ形状はまた、膠着(seizing)の危
険をほとんど伴わずに反復的なねじ込みおよび取り外し
を許容しながら、非常に良好な密閉性を得るためのもの
としても考えられている。
雌ハウジング内への第1雄エレメントの十分な締め付け
ができることを保証するため、かつ、後刻、作業場等で
同じスリーブの第2ハウジング中の第2雄エレメントを
適度に締め付けて満足のいく密閉性が得られるようにす
るため、工場内で行われるねじの締め付け精度を確率す
る方策も探求されている。
成できる経済的な継手を与える形状が探求されている。
金属管接合用のねじ継手は、上記の達成課題を実現可能
にする。
ブを含み、そのスリーブは、大きさが同じで共通の軸線
をもつように配置されたテーパ付き内部ねじをもつ2つ
の雌ハウジングを具えている。これらの各ハウジングに
管の雄エレメントがねじ込まれる。この雄エレメントに
は雌ハウジングのねじに対応したテーパ付き外部ねじが
設けられている。そのねじの最小直径部の端を越えたと
ころに、正面壁で終端する非ねじ端部(ねじ切りされて
いない端部)領域がある。2つの雄エレメントのこれら
正面壁は、ねじ込みが完了すると相互に当接する。
法は、ねじ込みが完了したときは雄エレメントの外部領
域の正面壁がスリーブの軸線に垂直な面内で当接するよ
うに定められる。この面は常に精確に定まる軸線上の位
置にあり、スリーブ中心の極めて近くにあることが好ま
しい。
ウジング間にあってスリーブ内に形成される軸線方向の
通路の断面は、2つの雄エレメントの2つの非ねじ端部
領域の外部壁と通路に面したスリーブの内部壁との間に
継手を形成するに足りる遊びが通路全体にわたって存在
するように確定される。
の2つの非ねじ外部領域に属する外部壁とスリーブの軸
線方向の通路に面した内部壁との間には金属/金属接触
による密閉が全く形成されない。しかし、スリーブの軸
線方向に向いた通路のいくつかの領域の間、および非ね
じ端部領域の外部壁に面したいくつかの領域の間には、
不確定な、非連続的かつ非密閉性の接触が生じうる。
に上記の遊びを実現するための工夫に応じたいろいろの
幾何学形状にすることができる。これら壁の形は、例え
ば共通の軸線をもつ円錐形にすることができる。
は円筒形であり、これは2つの雄エレメントの2つの非
ねじ端部領域の外部壁の場合と同様である。この場合、
共通の軸線は継手の軸線である。
締め付けが十分な強さをもち、よく調節されたものであ
り、かつ精確であり、過度にならないようにするため、
本継手はストップショルダー(stop shoulders)を含ん
でいる。したがって2つの雌ハウジングの少なくとも一
方に1つのストップショルダーが設けられており、その
ベアリング面はこれに対応する雄エレメント上に形成さ
れた対応のショルダーのベアリング面に当接するに適し
た面となっている。
を有するときは、この雌ハウジングに対応する雄エレメ
ントをこの雌ハウジングにねじ込んで締め付けれなけれ
ばならない。
とショルダーが設けられていない雄エレメントを区別す
ることによって雄エレメントを特定しなければならない
ことを避けるため、ただ1つの雌ハウジングにショルダ
ーが設けられているときのスリーブにはある形状が与え
られる。その形状とは、ねじ込みと締め付けが行われた
とき、ショルダーを設けてない雌ハウジングはこれに対
応する任意の雄エレメント(ストップショルダーが用意
されているか否かは問わない)を受容することができる
ようにされた形状である。
々、ストップショルダーを設けられていて、そのベアリ
ング表面は、これら2つの雄エレメント各々の上に形成
された対応のショルダーのベアリング表面に当接するに
適している。
面は、それぞれその端部領域の正面壁から等距離にあ
り、また、2つの雌ショルダーの2つのベアリング表面
は前記軸線方向通路の中央面から等距離にある。一般に
この中央面はスリーブの中央面に相当する。雄端部領域
の正面壁が当接しているときのこれら雄ショルダーのベ
アリング表面相互の離隔距離は、雌ショルダーのベアリ
ング表面相互の離隔距離よりも僅かに大きい。離隔距離
のこの僅かな差異の大きさは、本発明によれば、2つの
雄エレメントをねじ込み、締め付け、正面壁を当接させ
た後は、2対の雄/雌ショルダーストップの少なくとも
一方が、その対の互いに向き合っている2つのベアリン
グ表面間に僅かな遊びを保持するような大きさとされ
る。
雌ねじの幾何学的形状を考慮に入れながら、対応する雄
エレメントをその雌ハウジング内に締め付けることによ
って満足のいく程度の密閉性(sealing)と機械的密着
性(mechanical cohesion)が得られるように、予め定
められる。その際、雄エレメントの当接している正面壁
は前述したように配置される。
ろの位置に配置することができる。
さ、並びにスリーブ上のストップショルダーおよび雄エ
レメント上のストップショルダーの位置は、ねじ込み-
締め付けが行われた状態においては対応するねじ間に正
確かつ完全に調整された干渉が生じるように定められ
る。その結果、後述するねじの幾何学的形状に起因する
接触圧が、ねじの歯の付け根と峰との間に生じる。
e)の全長の一部をなす軸線方向のある長さにわたっ
て、雄ねじの歯が設けられる。この長さをもつ領域はね
じの消滅部を含み、雌ねじの歯の高さに等しい一定の高
さをもっている。
の高さに等しい一定の高さを有する、ねじ領域の全長の
うちの前記一部は、ねじ領域の全長の少なくとも四分の
一に等しい。
はねじ領域の全長にわたり同一であり、この領域では歯
がその本来の高さをもっている。
高さについて共通の定格値および同一の許容差を選択す
ることによって、対向するねじの歯の峰と歯の付け根と
の間に金属/金属接触圧をもつ面積が最大化される。こ
のときの歯の峰と歯の付け根との間の遊びは0.05mm程度
である。
ル)およびストップショルダーの特性の組合せによっ
て、スリーブ両側に十分かつ調整された接触圧を与える
ことができ、スリーブの不規則な変形を起こすことなく
確実な密閉が得られる。
び(すなわち雄ねじおよび雌ねじのフランク(ねじ山の
斜面)間の遊び)は膠着現象の回避および押詰まり(ja
mming)の回避に必要な最小値に制限される。
ルは、ねじ込みが行われてロック状態になったときは、
雄/雌側の活フランク(active flank、別名loading fl
ank、負荷を担っているフランク)が金属/金属接触圧
をもって相互接触する一方、係合フランク(engaging f
lank、別名stabbing flank:係合しているだけのフラン
ク)の遊びが0.03ないし0.09mmとなるように定めること
が好ましい。
内にねじ込んで締め付けた後、正面壁が当接した状態に
なったとき、2対の雄/雌ショルダーのベアリング表面
間の全遊びが好ましい大きさとしては1mm未満、平均値
として0.4mmとなるよう、雄ショルダーのベアリング
表面の離隔距離と雌ショルダーのベアリング表面の離隔
距離との差を定めることが好ましい。
で形成する方法に関する。この方法では、第1の管の雄
エレメントのスリーブへの予備的な接合は工場等でして
おく。この場合、雄エレメントは、その雄ショルダーベ
アリング表面がそれに対応する雌ショルダーベアリング
表面に当接するように締め付けられるまで、ねじ込まれ
る。この例の場合、この当接が生じた時点で、非ねじ端
部領域の正面壁は1mmの数十分の一だけ、前記中央面を
越える。
の組立は、2つの壁がある程度の締め付けを受けて相互
に当接するまでねじ込むことによって行われる。
付けは、第1正面壁に僅かな後方向き移動を起こさせる
十分なトルクをかけて行うことが好ましい。この場合、
第1雄エレメントのショルダーの接触面は接触を維持し
たままでも維持しなくてもよく、第1正面壁は前記中央
面を越えて後方に移動しないことが好ましく、第2雄エ
レメントのショルダーが存在する場合には、第2雄エレ
メントショルダーのベアリング表面が接触するほどまで
第1正面が後退しないことが好ましい。
の軸線に垂直な面内に存在する、全体として平坦な環状
の面を有することが好ましい。
ハウジングから雄ねじが抜けることに対する優れた抵抗
力を得るため、雄ねじおよび雌ねじの歯には歯の活フラ
ンク(負荷フランク)に負の角度を与えることが好まし
い。この角度はねじの軸線に垂直な面に対して3°から
15°の間にあることが好ましい。
雄ねじの歯の係合フランク(engaging flankあるいはst
abbing flank)に絶対値のより大きな角度を与えること
が好ましい。この角度はねじの軸線に垂直な面に対して
例えば約10°から45°である。また、絡み合い(ca
tching)によりねじを破損することなく雌ハウジング内
に雄エレメントを導入することを助けるため、雄ねじの
歯の先端に結びつく最大直径部分に、ある角度の係合フ
ランクを設けることが好ましい。その角度はねじの軸線
に垂直な面に対して30°と70°の間にあると有利で
ある。
域における結合後のねじ寸法をよりよく制御するため、
ねじの傾斜に平行な傾斜を、雄ねじおよび雌ねじの歯の
峰および付根に設けることが好ましい。この傾斜は、例
えば継手の軸線に対して約2.5ないし8%である。
域の端部と非ねじ端部の開始位置との間に位置すること
が好ましい。この非ねじ端部は、2つの雌ハウジング間
にあるスリーブの環状通路中に嵌入される雄ねじ部分で
ある。したがって雌ストップショルダーはこの環状通路
のいずれかの側に位置する。
件に応じて合金あるいは非合金の炭素鋼が使用される。
特定の動作条件に適合するためには、ステンレススチー
ルまたは耐熱性スチール(refractory steel)、あるい
はまた他の金属もしくは合金が使用される。
際に膠着を起こす危険を低減するため、適当な粘性をも
つ油またはグリースのような適当な潤滑油が使用され
る。有利なことに、摩擦係数を低下させ、膠着を回避す
る表面処理済を使用することができる。このような処理
剤の使用はスリーブのみに限定することができ、コンポ
ーネントが非合金製あるいは僅かに合金化したスチール
製である場合は、処理剤は亜鉛(Zn)燐酸塩もしくはマ
ンガン(Mn)燐酸塩で燐酸塩処理すればよい。この燐酸
塩処理によって、ねじ継手の組立に油を使用することが
可能となる。燐酸塩処理は、電気メッキ等により析出さ
せた銅(Cu)、クロミウム(Cr)、ニッケル(Ni)、錫
(Sn)、鉛(Pb)その他の適当な金属を薄く沈着させる
ことで置換することができる。油あるいはグリースは雄
ねじおよび雌ねじ間の非常に小さな遊びに適合するもの
が使用される。
継手、及びその形成方法を述べる。
スチール製のスリーブ2を含むねじ継手1全体の断面図
である。鎖線X1-X1はその軸線である。これらのハウジ
ングには内部のテーパねじ5、6が設けられており、こ
れらのねじに、接合すべき2つのスチール管の雄エレメ
ント9、10の外部テーパねじ7、8が係合する。
に、各雄エレメント9、10は正面壁13、14をもっ
た非ねじ端部領域11、12を含んでいる。これらの正
面壁は同一の直径をもち、それぞれほぼ平坦で、スリー
ブの軸線X1-X1に対して垂直な面内にある環状の当接面
を含む。各端部領域11、12の長さは、各雄エレメン
ト9、10が十分にそのハウジング中にねじ込まれてロ
ックされるとき、正面壁13、14がある適当な密閉度
をもって相互に当接することができるように定められ
る。したがってこれらの正面壁の当接面は、スリーブ2
の中央の面X2-X2の付近に在る。非ねじ端部領域11、
12の外部表面15、16は円筒形であり、スリーブ2
の軸線向きの環状通路の円筒形の内部表面17の直径よ
りも小さな直径を有する。対向するこれら2つの環状表
面間の遊びは、雄エレメント9、10をそれらのハウジ
ング3、4内で締め付けるとき、および正面壁13、1
4を相互的に当接させるように締め付けるときに生ずる
弾性変形に対して、外部表面15、16が内部表面17
の外周面のどことも連続的かつ密閉的に接触しないよう
にさせることができる十分な大きさをもっている。
調節するため、また、各雄エレメント9、10をその対
応の雌ハウジング3、4内に過度にねじ込むことにより
生ずる過度の締め付けを防止するため、2対の雄/雌ス
トップショルダー18、18-1および19、19-1を
使って締め付けを調節する。雄ストップショルダーのこ
れら2対のベアリング表面18、19は、対応する端部
領域11、12の正面壁13、14から等距離にあり、
雌ストップショルダーの2つのベアリング表面18-1、
19-1はスリーブの中央面X2-X2から等距離にある。さ
らに、雌ストップショルダーのベアリング表面18-
1、19-1の離隔距離は、端部領域11、12の正面
13、14が当接しているときの2つの雄ショルダーの
ベアリング表面の離隔距離よりも小さい。この離隔距離
の差は、ねじ込みよって2つの雄エレメント9、10が
それらのハウジング3、4中にしっかりとロックされて
おり、かつ正面13、14が相互に当接状態にロックさ
れているときでも、図1および図2に示すように少なく
とも1対のベアリング表面(18、18-1など)の位
置で僅かな遊び「d1」が残るように、定められる。弾性
変形を別にして、この遊び「d1」は、当接面を形成して
いる対応の雄エレメントの正面の壁をスリーブ中央面か
ら離隔している距離の2倍であることに注意されたい。
例えば14インチ(355.6mm)の外径の管を接合す
る場合、全遊び「d1」は、通常、約0.15ないし0.4
mmでよい。
は、図2に線図で示すように、対応するストップショル
ダー対のベアリング表面19、19-1が当接するま
で、工場等で初め雄エレメント10をハウジング4内の
スリーブ2に接合する。この時点で端部領域12の正面
壁14が、全遊び「d1」の半分にほぼ等しい距離だけ中
央面X2-X2を越える。端部領域12およびその正面壁1
4のこの位置は点線で示してある。この接合が行われた
後、例えば初期組立の期間中とか数本の管の修理期間中
などに、作業場等で他方の雄エレメント9をその正面壁
13が正面壁14に当接するまでハウジング3中にねじ
込まれる。この時点では対応する雄ストップショルダー
および雌ストップショルダーのベアリング表面18、1
8-1の間には僅かな遊び「d1」が存在することがわか
る。実施に当たっては正面が当接するように締め付けを
十分に行うことが必要である。この締め付けはベアリン
グ表面19、19-1の分離を来たすことがあり、とく
に面18、18-1の当接のために過度のねじ込みが行
われた場合は分離を来たす。正面壁の当接を超える締め
付けを行うときのトルクは急速に増大するので、トルク
を測定することにより、および/または正面壁13、1
4を相互に当接状態に締め付けるための所望量の締め付
けに必要な角度変位を測定することにより、調節するこ
とができる。後述する雄ねじおよび雌ねじの形状と組み
合わせたストップショルダーのこのような配置によっ
て、ねじの接触圧を所望される程度に調節することが可
能となり、このようにしてねじ面に求められる密閉度を
得ることが可能となる。
エレメントはストップショルダーのベアリング表面18
-、18-1の当接を越えて前進することガできないこ
と、そのような締め付けは正面壁13、14間の当接面
に相応の後退を起こすこと、およびベアリング面18、
18-1のの当接が本ねじ継手の正しいねじ込みを補完
的に保証することに注目されたい。
拡大図である。本発明によれば、この接合によって機械
的強度と密閉性とが組み合わされる。
域はねじ切りが消滅する部分を含む領域の長さであり、
また歯が本来の高さを有するねじ領域の長さ全体を含む
利点を有する領域であるが、この領域で雄ねじの歯の高
さhmは、雌ねじの歯の高さhfと同じに選択されている。
hmおよびhfに対する遊びは、±0.025mmであること
が好ましい。
に沿って測定されており、図3では軸線X5-X5のみが軸
線X1-X1に平行である。
許容誤差は別にすると、図1および図2に示す雄エレメ
ント9のねじ7に属する雄ねじの歯22等の峰21等
は、スリーブ2のねじ5に属する雌ねじ24、25の間
にある雌ねじの歯の付け根23等にロックされた状態で
接触している。
ねじ7に属する雄ねじの歯22、28等の間にある雄ね
じの歯の付け根26等と接触している。
ける接線X3-X3およびX4-X4は、平行であり、かつ、ねじ
の軸線X1-X1に対する平行線X5-X5に関して角度「A」だ
け傾斜している。この角度は、管の直径およびねじのピ
ッチに応じて実質的な限度内で変化しえ、例えば1.7
9°ないし3.58°の間で変化しうる。
ト9-10のねじ7-8の形状、大きさ、および整合のさ
せ方は、ねじ込みが行われた状態にあるときの雄エレメ
ント9-10と雌ハウジング3-4との間の干渉を確実化
するため、テーパ全体を考慮に入れた上で定められる。
この干渉は上記ストップショルダーが存在することによ
って完全に調節され、一定に保たれる。その結果、図3
に示すように機械的には高度に単体に近い接合が得られ
る。この結果は以下に述べる、活フランク29等が負の
傾斜をもつという事実によって補強される。
よび雌ねじの各歯24等の活フランク(負荷フランク)
29の角度は負である。すなわちこのフランクは、活フ
ランクの台に隣接するねじの軸線X1-X1に垂直な面に対
して外方に向けて傾斜している。この例の場合、角度
「B1」は−10°であり、好ましい角度として約−3°
から−15°の間で選択することができる。雌ハウジン
グ23内にロックされている雄ねじ22等の場合は活フ
ランク29等とそれが担持する雌ねじの歯24のフラン
クとの間には遊びが全くないことに注目されたい。
分30は、この係合フランク30の台に隣接する軸線X1
-X1に垂直な平面に対して約20°の角度で内側に向け
て傾斜されている。
45°の間で変化しうる。継手の製造工作および組立を
容易にするため、この角度の絶対値は活フランクの角度
よりも大きいことが好ましい。この係合フランクの上方
部分に角度「B3」で傾斜した利点のある随意選択的切り
欠き31を含めることができる。図3に示す場合、この
角度「B3」はX1-X1と垂直に交差する平面に対して約5
5°である。この角度「B3」は、例えば約30°ないし
70°の間で変化しうる。この切り欠きは、上に一般的
に述べたように、雄エレメントをその雌ハウジング中に
導入する際およびねじこみ開始時に中心線の不整合が生
じた場合に雄ねじと雌ねじの絡み合い(catching)が発
生する危険性を低下させることができる。
対向する雌ねじのフランクとの間に僅かな遊び「d2」が
保持され、その結果、締め付け時、雌雄ねじの峰どうし
の間、雌雄ねじの歯どうしの間および歯と各ハウジング
の間に、正しい締め付け干渉が生じる。このとき、確実
に十分な締め付けを与える僅かな弾性変形が関与する。
旋径路をもつねじ溝に沿って生じる漏洩(すなわち非密
閉性)を来すことがないよう、十分に小さな大きさにと
どめる必要がある。
の手段は、グラファイトあるいは鉛のような予定量の微
細固体粒子を含むことができる潤滑油、油、あるいはグ
リースを使用することである。これらの混入粒子を再ね
じ込みに先だって除去することは可能であるが、そのた
めは補足的な処理が必要である。それゆえ、多くの場
合、ねじの軸線方向の少なくともある長さ(例えばねじ
の軸線方向の全長の少なくとも三分の一)にわたる遊び
は、できるだけ小さくすることが好ましい。また、活フ
ランク上の遊びがゼロとみなすと、この遊びの値は、係
合フランク上で約0.03から0.09mmの間となる「d
2」をもつことができる。適当な粘性をもつ油またはグ
リースを使用したときは、「d2」の大きさと共に密閉度
も調節することができる。
合金化したスチール製スリーブの場合、亜鉛燐酸塩処理
またはマンガン燐酸塩処理のような先行の表面処理剤を
使用することができる。このような処理剤は適当な粘性
の油と連携してスチールの摩擦係数を低下させる。
で十分である。
ッキにより銅、クロミウム、ニッケル、錫、鉛その他の
金属を薄く沈着させてもよい。これらの金属の沈着は、
合金または非合金のステンレススチールまたは高硬度ス
チールにおよぶ広範囲なスチールに対して行うことがで
きる。摩擦係数を低下させて膠着を防止するため、他の
沈着方法も公知方法にしたがって使用することができ
る。
状と大きさに対して相対的に定めた雄ねじの歯の幾何学
形状と大きさを採用し、これに上述のショルダー状スト
ップシステムを組み合わせるおかげで、雌ハウジングと
雄エレメントとの間の接合状態における干渉が完全に調
節される。その際、2つの継手端部はあたかもそれらが
独立であるかのごとく処理し、組み立てることができ
る。
が設けられていないにも拘わらず、本継手を用いれば、
標準的ねじ継手の使用が許されないという制限が課され
る石油工業における抽出条件の下でも水あるいは石油の
ような液体に対して優秀な密閉性を与える継手が得られ
る。
し当接ヒールを生ずるための環状スリーブの厚さが無い
ために経済的であるという利点と、スリーブ内に形成さ
れる注目すべき軸線方向通路の形状と遊びとのおかげ
で、作業場での組立が簡単であるという利点を有する。
とができるが、石油採掘井戸のケーシングのような大直
径の管、たとえば外径が127mm(5インチ)ないし5
08mm(20インチ)のものにとって特に有用である。
ただし上記の用途例および寸法例はあくまでも単なる例
示のためである。
の範囲の一部をなす種々多様な実施例の要旨である。
るが、対称な軸線上部のみを図示する。
トを締め付けたときの、互いに当接した状態を示す。
態の拡大図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 内部ねじ(5、6)をもつ2つの雌ハウ
ジング(3、4)を具えたスリーブ(2)の環状の軸線
方向通路(17)内に係合する非ねじ端部領域(11、
12)を含んだ、該雌ねじに対応した外部テーパねじ
(7、8)付き管の雄エレメント(9、10)が、各該
内部ねじにねじ込まれるようにされており、該非ねじ端
部領域が正面壁(13、14)を含み、ねじ込みが完了
したときは該2つの雄エレメント(9、10)の正面壁
が相互に当接するようにされている管接合用のねじ継手
において、 該非ねじ端部領域(11、12)が該環状の軸線方向通
路(17)の内側で遊びをもって滑動し、 雌ハウジングおよびそれに対応する雄エレメント上に設
けた雄および雌ストップショルダー(18、18-1、
19、19-1)対の少なくとも1つが、各該雄エレメ
ント(9、10)をその雌ハウジング(3、4)内で軸
線方向に精確に位置させるとともに、当接する正面壁
(13、14)を軸線方向に精確に位置させることがで
き、 該雄ねじの歯が、ねじ領域の全長の一部に相当する軸線
方向のある長さにわたって、該雌ねじの歯の高さに等し
い一定の高さを有し、該雄ねじと該雌ねじとの間に干渉
が生ずることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項2】 請求項1に記載のねじ継手において、該
2つのハウジングおよびそれらに対応する雄エレメント
上に雄および雌ストップショルダーが2対設けられてい
ることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項3】 請求項2に記載のねじ継手において、該
雄ストップショルダー(18、19)の各々が該雄ねじ
領域の小直径端と非ねじ端部領域(11、12)の開始
部との間に位置しており、該雌ストップショルダー(1
8-1、19-1)の各々が該雌ねじ領域の小直径端と該
スリーブの軸線方向通路の開始部との間に位置している
ことを特徴とするねじ継手。 - 【請求項4】 請求項2または3に記載のねじ継手にお
いて、 該正面壁(13、14)が当接しているときの該雄ショ
ルダーのベアリング表面(18、19)の離隔距離が、
該雌ショルダーのベアリング表面(18-1、19-1)
の離隔距離よりも大きいことを特徴とするねじ継手。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のね
じ継手において、雄ねじの歯が雌ねじの歯の高さに等し
い一定の高さを有する前記軸線方向の長さが、該ねじ領
域の全長の少なくとも四分の一に等しいことを特徴とす
るねじ継手。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のね
じ継手において、歯が本来の高さをもつねじ領域の全体
にわたり、該雄ねじの歯が該雌ねじの歯の高さに等しい
一定の高さをもつことを特徴とするねじ継手。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載のね
じ継手において、該雄ねじおよび雌ねじの歯の活フラン
クが負の角度にされていることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載のね
じ継手において、該雄ねじの歯の係合フランクが該活フ
ランクの傾斜よりも大きな絶対値の傾斜を有することを
特徴とするねじ継手。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載のね
じ継手において、該係合フランクの上方部分が30°な
いし70°の傾斜を有することを特徴とするねじ継手。 - 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
ねじ継手において、雄ねじの歯の該係合フランク(3
0、31)面における残留遊び(d2)がほぼ0.03な
いし0.09mmであることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに記載
のねじ継手において、該歯の峰と付け根との間に存在す
る遊びがほぼ0ないし0.05mmであることを特徴とす
るねじ継手。 - 【請求項12】 請求項1ないし10のいずれかに記載
のねじ継手において、該雄ねじおよび該雌ねじの歯の峰
(21、27)と付け根(23、26)が該ねじの傾斜
(X3-X3)に平行であることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項13】 請求項1ないし12のいずれかに記載
のねじ継手において、該スリーブの表面の状態が、その
摩擦係数を低下させ、膠着を防止する処理によって改変
されていることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項14】 請求項1ないし12のいずれかに記載
のねじ継手において、該正面壁が全体として平面状の環
状面を有し、その環状面が該スリーブの軸線に垂直な平
面内にあることを特徴とするねじ継手。 - 【請求項15】 請求項1ないし14のいずれかに記載
のねじ継手の形成方法であって、対応する該第1対ショ
ルダーベアリング表面(19、19-1)が相互に当接
するまで行われる、該第1雄ねじエレメント(10)を
スリーブ(2)に接合する最初のねじ込みおよび締め付
けと、これら2つの雄エレメントの正面壁(13、1
4)が当接するまで行われる次の該第2雄エレメント
(9)のねじ込みとを含み、その際、該第2対ショルダ
ーのベアリング表面(18、18-1)間の遊びを維持
することを特徴とするねじ継手接合方法。
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