JPS587087A - 二重カム作用を有するジヨ−アセンブリ− - 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】 本発明はパワートングに使用される二重カム作用を有す
るジョーアセンブリーに［、ｆる。

井戸掘削操作においては、パイプ、ロッド或いは他の軸
方向伸長体をその端のネジ部分で結合あるいは離脱する
几めにこれらの部材を把持し回転するためにパワートン
グが使用される。

通常の場合、トングはパイプ全長に渡りトングを下降さ
せる必要なくしてパイプの結合部の周シにトングを位置
させることが出来るように中心開口とスロートと含有す
るハウジングを有している型である。

トングが操作されると、パイプ把持手段（通常ジョーと
言われる）は前記中心開口の周りで回転させられ、これ
らのジョーはパイプあるいは軸方向伸長体を把持しこれ
らを軸方向に回転する。ジョニの把持作用を更に詳細に
ながめると、殆んどのトングはこの把持作用をジョーフ
レームに取付けられ几カムを、ローターの内面に沿った
カム面に沿ってロックするロータ一手段によシ達成ｌ−
ている。このカム面に対スルカムの作用がジョーを半径
方向内側に動かしダイアセンブリーがパイプを係合する
。カム角度が小さければ小さい程、大きな把持力が得ら
れる。

し、かしこのカム角度を小さくすると、しばしばパイプ
を変形する力を発生することになる。従来のトングでは
、カム角度を減少させようとする幾多の試みがなされた
が、その多くは失敗した。というのはカム角度を有効に
減少させることが不可能であったからである。冥際使用
されるカム角度の変動範囲は小さいの・で、ジョーアセ
ン７”　ＩＪ　−ｔ’！非常に限定されたパイプ半径の
範囲にしか使用することが出来なかつｔｏよって本発明
の目的＃：を第１のカム作用及び第２のカム作用を有す
るジョーアセンブリーと、このジョーアセンブリーを使
用し友パワートングを提供することにより、第１のカム
作用のカム角度を減少しこれによシ把持力を増大しスリ
ップを減少することである。

本発明の他の目的は、第１のカム作用のカム角度を減少
したジョーアセンブリー及びこれを使用したパワートン
グを提供することにより、パイプ或は類似しｔ輪方向伸
長体の損傷を防止することである。

本発明の他の目的は、多くの範囲のパイプ或は同様の軸
方向伸長体に使用出来るジョーアセンブリー及びこのジ
ョーアセンブリーを使用し次パワートングを提供するこ
とＫより、異ったサイズのパイプにより強制される不、
必要な変更から時間とコストとを節約することである。

パワートングと共に使用される本発明によるジョーアセ
ンブリーによると、ダイアセンブリ−とジョーフレーム
との間の相対運動により引き起こされる第２のカム作用
を提供するととくより二重カム作用を提供し、これＫよ
り第１のカム角度を減少し、把持力を増大することがで
きる。このジョーアセンブリーは、トングアセンブリー
に使用される一対のジョーの範囲を増大することができ
る。本発明のジョーアセンブリー及びパワートングは、
カム７オロワーがジョーフレームの後部に回転可能に取
付けられ、ジョーフレームがドラグアセンブリ−（しば
しばドラグドラム、キャリヤ部材、ドラグプレートある
いはプレート部材と称される）に回転可能に取付けられ
るジョーアセンブリーの望ましい実施態様に沿って説明
される。しかしこの発明はジョーフレームがドラグアセ
ンブリ−の半径方向の間隙に摺動可能に取付けられるパ
ワートングを４含むものである。この発明は更に、ジョ
ーフレームの後部及びドラグアセンブリ−に回動可能［
３ｍ付けられたレノ、（−アームにカムフォロワーが固
着あるいは回転可能に取付けられた時にも、使用するこ
とが出来る。

本発明の基本構成要素は、ジョーフレーム、とのジョー
フレームに摺動自在に取付けられ次ダイアセンブリ−及
びカムフォロワ一手段である。ダイアセンブリ−は望ま
しくは、ジョーフレームの前部即ち回転されるシリンダ
ー状物体側に取付けられ、カムフォロワ一手段は望まし
くはジョーフレームの後部に結合される。回転パワート
ングに於いては、パイプに付与される把持力は、パワー
トングのカム面部分と協働し軸方向伸長体に係合・離脱
運ＩＩＪｔ−与えるジョーフレームの第一のカム作用を
付与するカムフォロワーにより発生される。本発明に於
いて本、パワートングのジョーは前述したように作用す
るが、本発明はさらにダイアセンブリ−左ジョーフレー
ムとの間の相対運動により引き起こされる第２のカム作
用を含むものであ・る。

以下本発明を図面を参照してさらに詳細に説明すること
にする。

まず第一に、第１同、第６図及び第７図を参照する。第
１図はジョーアセンブリーの詳細構造を示している“。

ジョーアセンブリー１は主に３つの部分から構成される
。これらの部分は、ジョーフレーム２、ダイアセンブリ
−１７、カムフォロワ一手段１８である。本明細書でい
うジョーフレーム２の前部とは回転されるべき軸方向伸
長体２６に面する側をいう。ジョーフレーム２は、メー
ンボデイ部分１９と離間した上下側部分２０とから構成
される。上下側部分２゜は、後で説明するようにダイア
センブリ−１７を取付ける溝４３をその間に形成する。

上下側部分２０はさらに三日月形スロット１５を有し、
このスロットの凹面は回転されるべき軸方向伸長体２６
の方を向いている。

ダイアセンブリ−１７は、主に３つの基本構成部分から
成る。ダイアセンブリ−１７の主な部分はダイホルダー
３である。ダイホルダー３は、ビン７により上下側部分
２０中に保持される。このビン７は、ダイホルダー３を
連結し、三日月形スロット１５の中で保持される。上下
側部分２０により形成される溝４３中に常にあるダイホ
ルダー−３の部分は突出部１０と呼ばれる。望ましい実
施態様は、上下側部分２０によシ形成された＠４３ｆ有
している。望ましい実施態様の上下側部分２０は、実質
上プレート形状であり、それぞれ互に平行に位置して＄
４３を形成している。しかしながら、溝４３は、ジョー
フレーム２に直接機械加工によシ形成されるか或は上下
１Ｉｉ１部分２０は収斂する形状に形成され、ダイホル
ダーの突出ｓ１０はテーパ状に形成され、上下側部分２
０により形成されたチー−ハ状溝４３中に嵌合するよう
圧してもよい。

ダイアセンブリ−１７の第二の部分は軸方向伸長体２６
に［接接触するダイインサー）　６１である。望ましい
実施態様のダイインサート６ｔはダイホルダー３に形成
されたスロット２１中に嵌合する。ダイアセンブリ−１
７の第、三の部分はダイインサート６をダイホルダー３
中に保持するワッシャーヘッドスクリュウ９である。吃
し必要ならば、ダイインサート６を省略して歯４ムを直
接ダイホルダー３に形成することもできるが、ダイイン
サート６を設けた場合には、ダイホルダー３を変更せず
して、歯４４だけを交換することができる。ダイホルダ
ー−３に形成されるスロット２１を有しない層脱可能な
ダイインサート６を採用することもできる。

ダイアセンブリ−１７は変位手段により中立位置に保持
される。例えば第１図は、変位手段　　′としてジョー
フレーム２とダイアセンブリ−１７との間に設けられ友
コイルスプリング８を示している。望ましい実施態様に
於いては、両方向からダイアセンブリ−１７を中立位置
に抑圧するために２つのスプリング８が使用されている
が、第１図においてはそのうちの１つしか示されていな
い。

ダイアセンブリ−１７とダイホルダー３との間の相対運
＃を限定するために停止手段（ストッパー）が利用され
る。停止手段は相対運動を限定するのでカム角度の減少
を限定し、これにより軸方向伸長体２６に対する損傷を
防止する。

第１図では停止手段は、ジョーフレームの内端１６に接
触する突出部１０である。

望ましい実施態様においては、ダイアセンブリ−１７は
円形彎曲接触面５に摺動可能に取付けられる。他の接触
面形状でも作動はするが、円形彎曲接触面５の形状をと
ることによりダイアセンブリ−１７と、ジョーフレーム
２との間に連続接触を得ることができる。この円形彎曲
接触面５の半径は、回転されるべき軸方向伸長体２６の
半径よりも小さいのが望ましい。円形彎曲接触面５の焦
点はジョーアセンブリー１がパイプをつかんだ時、ダイ
アセンブリ−１７とジョーフレーム２との間の相対運動
が、軸方向伸長体２６に関してダイアセンブリ−１７１
を中径方向内側に動かすようなカム作用を発生１させる
ような点に位置している。前述し友ように、円形接触面
５の半径は、軸方向伸長０体２６の半径よりも小さい。

ジョーアセンブリー１が軸方向伸長体２６を係合し友時
は、軸方向伸長体２６−とダイインサート６との間の摩
擦がダイアセンブリ−１７を固定するように動く。ジョ
ーフレーム２がどちらかの方向に続けて回転する時には
、円形接触面５の焦点が前述した位置にある時には（第
２図及びａ！３図参照）ジョーフレーム２とダイアセン
ブリ−１７との間の相対運動がダイアセンブリ−１７を
軸方向伸長体２６の中心方向に移動するようになる。ダ
イアセンブリ−１７とジョーフレーム２との間の相対運
動によって引き起こされるカム作用（ジョーアセンブリ
ー１がトングに取付けられた時には第２のカム作用と称
する）はカム角度を減少し、把持力を増大することＫな
る。把持力が増大されるのでジョーアセンブリー１は大
きな範囲の軸方向伸長体２６に適用可能である。

ジョーアセンブリー１の第三の主な要素はカムフォロア
一手段１８である。望ましい実施態様によるカムフォロ
ワ一手段はジョーアセンブリー２の後部に回転可能に取
付けられるローラの如き円形カム面接触部材４である。

望ましい実１１１Ａ幡様においては、カム面接触部材７
Ｉは回転可能に取付けられているが、回転可能でなく固
着されたカム面接触部材４も採用可能であり、さらにカ
ム面接触部材４は非円形でもよ匹。第１図においては、
ローラビン１２がカム面接触部材４はジョーフレーム２
の後部に取付ける友めに使用される。

第７図は本発明にかかるジョーアセンブリーを取付は几
パワートング２２を示している。ハウジング２３はスロ
ート（のど）２４と呼ばれる開口を有している。スロー
ト２４は掛は金２５が覆っており、掛は金２５を開くこ
とによりトング２２を輪方向伸表一体２６の筒りに位置
付けさせることができる。掛Ｈ金２５の反対側にハウジ
ング２３はロータ２７を回転する駆！ｌ１７１手段を有
して＾る。駆動手段はどの様なタイプでもよいが、第７
図に示されている駆動手段は、油圧モータ２ｇからなり
、図示しない膚車列を介して２つのピニオンギヤ２９及
び３０ｆ回転する。ピニオンギヤ２９及び３０はロータ
２７の外周上に投げられ次面３１と噛み合う。２つのビ
ニオシギヤ２９及び３０の間の間隔は環状ロータ２７の
開口或はスロートａ　７　氷どちらか一方のピニオンギ
ヤ２９及び３００位置に米九時にも連続してロータ２７
を回転出来るような位置関係にある。

環状ロータ２７はハウジング２３に担持され、−ハウジ
ング２３に関してハウジング２３０両側に垂直な軸の周
りに回転可能である。ロータ２７゛の内周面上で互に正
反対位置で２つのカム面３２は通常トング２２を軸方向
伸長体２６の周）Ｋ取付ける７’ｊＪ６にジョーアセン
ブリーを外方向に開くための中立位置３３を有している
。ロータ２７はハウジング２３のスロート２４と整合可
能な開口、即ちスロート４７を有している。

ドラグアセンブリ−３４（時々ドラグドラム或いはキャ
リヤ部材と呼ばれる）は互に平行に結合され九一般的に
環状形状のプレート部材３４α及び３４ｈ（以後符号３
４で示す）から形成されロータ２７の回転軸と同一の軸
のまわりでハウジング２３の中で回転可能に取付けられ
ている。ドラグアセンブリ−３４は軸方向伸長体２６を
挿入可能なように、ロータ２７のスロート４７と整合す
る開口即ちスロート４８を有している。望まし実施態様
においては、２つのプレート部材がボルトでサンドイッ
チ状に平行に取付けられているが、実質上１つのディス
ク形状部材でも使用可能である。ｉ！ましい実施態様に
おいては、ジョーアセンブリー１は２つのプレート部材
の間にはさまれて取付けられ、穴ＩＩに挿入されるボル
トに１シ２つのプレート部材に回動可能に取付けられる
。第、４図に示される実施態様ではドラグアセンブリ−
３５はレバーアーム３６に回動可能に連結され、このレ
バーアーム３６も又ジョーアセンフＩＪ−Ｌ３７に回動
可能に取付けられる。第５図に示己九実施態様において
はジョーアセンブリー３８はドラグアセンブリ−４０の
半径方向隙間３９内に取付けられる。第５図に示されて
いるように、半径方向隙間はプレート部材によシ画成さ
れた面に垂直に取付けられ７ｔ２つの互いに平行な壁４
１によって形成され、プレート部材によってサンドイッ
チ状にはさまれることにより、ジョーアセンブリー３８
が摺動して取付けられる様な稽、すなわち半径方向隙間
を形成する。

トング２２の作用に関しては第２図を参雇すると、ロー
タ２７がギヤの歯３１を介してピニオンギヤ２９及び３
０により時計方向に回転させられており、これによりカ
ム面３２がカム面接触部材４に押圧される。カム面接触
部材４がカム面３２上でロックされると、ジョーフレ−
ム２は半径方向内側に回動させられて、ダイアセンブリ
１７のダイインサート６を係合する。

ロータ２７が連続して時計方向に回転するにつれてジョ
ーフレーム２とダイアセンブリ−１７との間の相対運動
が起り、ダイアセンブリ−１７はジョーフレーム２に関
して反時計方向に回転し、第２のカム作用を引き起こす
。この第２のカム作用は、突出部１ｏがジョーフレーム
の内肩１６に衝突することによって限定される。ロータ
２７がジョーフレーム２とダイアセンブリ−１７と共に
続けて回転するにつれて摩擦手段４２は解放されドラグ
アセンブリ−３４がジョーアセンブリー１、軸方向伸長
体２６及びロータ２７と共に回転するようになる。

第４図に示された実施例にお匹ては、カム面接触部材４
５がレバー３６を押し、次りでこのレバー３６がジョー
フレーム３７を内情に回動する点を除いて前述し次第１
の実施例と同様な作用をする。

第５図に示された実施例においては、カム面接触部材４
６がジョーフレーム３８を他の実施態様におけるように
内方に回動する代りに、半径方向内方に押す点を除いて
前述した第１の実施例と同様に作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施態様のジョーアセンブリ
ーの一部断面平面図、 第２図及び＠３図は第７図に示されたトングの作動図、 第４図はカムフォロワ一手段がジョーフレームの後部に
回動可能に取り付けられたレバーアームを含んでいる本
発明の他の実施爬様を示す概略図、 第５図はジョーアセンブリーがドラグアセンブリ−の半
径方向隙間に摺動可能に取り付けられ九本発明の更に他
の実施態様を示す平面図、第６図は本発明のダイアセン
ブリ−の平面図、′第７図は本発明のジョーアセンブリ
ーを取り　　・付けたトングの平面図である。 １はジョーアセンブリー、２はジョー７レーム、３はグ
イホルダー、４Ｆｉ力ム面接触部材、６はダイインサー
ト、ｇはスプリング、１７はダイアセンブリ゛−１１８
ｉカム７オロワ一手段、２２はパワートング、２３はハ
ウジング、１２５は掛は金、２６は軸方向伸長体、２７
は１−タ、２ｇは油圧モータ、２９＃３ｏはピニオンギ
ヤ、３２はカム面、３４はドラグア七ンブリーである。 代理人　弁理士　米　原　正　章 弁理士　松　本　　　　昂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　軸方向伸長体に係合離脱運動可能なようにパワート
   ングに担持されたジョーフレームと、シＥｌ−７Ｌ／−
   ムに結合され、パワートングのカム面部分と協働して軸
   方向伸長体に偽金離脱可能なようにジョーフレームに第
   １のカム作用を与えるカムフォロワ一手段と、ジョーフ
   レームとの接触面に沿ってそれ自身とジョーフレームと
   の間に相対運動を生じさせるように摺動可能にジョーフ
   レームに取シ付けられ、ジョーフレームの第１カム作用
   とは独立してそれ自身を軸方向伸長体の半径方向に押圧
   する第２のカム作用をジョーフレームと協動して提供す
   るダイアセンブリーとから構成されることｔ−特徴とす
   る軸方向伸長体を回転する為のパワートングに使用され
   る二重カム作用を有するジョーアセンブリー。 ２　前記カムフォロワ一手段は、ジョ−フレームに回転
   可１ｆｆｌＫ結合されたカム面接触部材よ〕なる特許請
   求の範囲第１項記載のジョーアセンブリー。 ３　前記ダイアセンブリ−と前記フレームとの興の接触
   面の曲率半径は、回転される軸方向伸長体の半径よシも
   小さいことｔ−特徴にする特許請求の範囲第１項記載の
   ジョーアセンブリー。 ４　前記接触面は円形面であり、この円形接触面の焦点
   は前記ジョーアセンブリーが軸方向伸長体に係合し友時
   、前記ジョーフレームとダイアセンブリーとの問いずれ
   の方向における相対運動も第二のカム作用を生じさせる
   ような点に位置していることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載のジョーアセンブリー。 ５　前記ダイアセンブリ−は、ダイホルダーと着脱可能
   なダイインサートを含んでいることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のジョーアセンブリー。 ６　前記ダイアセンブリ−は、前記フレームの溝に嵌合
   する突出部分を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のジョーアセンブリー。 ７　前記ジョーフレームは、前記溝を形成するように上
   下側部分を含み前記突出部分はビン手段により、前記溝
   中に保持され、このピン手段は前、記ジョーフレームの
   上下側部分に形成され友三日月状スロット中を摺動可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲＃Ｉ６項記載の
   ジョーアセンブリー。 ８　前記ジョーフレームは、ジョー７Ｌ／−Ａとダイア
   センブリ−との間の相互運動を限定するストッパーを含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載或
   は第６項記載のジョーアセンブリー。 ９　前記ジョーアセンブリーが、軸方向伸長体と係合し
   ていない時前記ダイアセンブリ−を前記ジョーフレーム
   に関して申立位置に押圧する変位手段をさらに含んでい
   ることｔ−特徴とする特許請求の範囲第１項或は第６項
   記載のジョーアセンブリー。 １０　　前記変位手段は、前記ダイアセンブリ−と前記
   ジョーフレームとの間に設けられたコイルスプリングで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のジョ
   ーアセンブリー。 １１　　前記カム７才ロワ一手段は、前記ジョーフレー
   ムに回転可能に支承され几レバ、−アームと前記ジョー
   フレームの反対側でこのレバーアームに固着され−たカ
   ム面接触部材とを含んでいることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のジョーアセンブナ−０ １２前記カムフォロワ一手段は、前記ジョーフレームに
   回転可能に支承されたレバーアームと前記ジョーフレー
   ムの反対側で、このレバーアームに回転可能に連結され
   友カム面接触部材とを含んでいることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のジョーアセンブリー。 （ Ｉ３　　前記パワートングのドラグアセンブリ−に　　
   ・前記ジョーアセンブリーを取付ける取付手段を更に含
   んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ジョーアセンブリー。 １４　　前記取付手段は、前記ジョーフレームを前記ド
   ラグアセンブリ−に回転可能に連結する手段を含んでい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載のジョ
   ーアセンブリー。 １５　　前記取付手段は、前記ジョーフレームに回転可
   能に結合されたレバーアームを含んでおり、このレバー
   アームは更に前記ドラグアセンブリ−に回転可能に結合
   されていることを特徴とする特許請求の範囲＠１３項記
   載のジョーアセンブリー。 １６　　前記レバーアームは、前記カム面接触部材に連
   結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１５項
   記載のジョーアセンブリー。 １）　前記取付手段は、ドラグアセンブリ−の半径方向
   間隙中で前記ジョーフレームを摺動可能ＫＩＲ付はるこ
   と２ｊ−％徽とする特許請求の範囲第１３項記載のジョ
   ーアセンブナー。