JPS59137691A - ねじ装着方法および装着装置 - 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】 本発明はテーパねじ部材の螺合を容易ならしめるねじ装
着方法および装着装置に関するものである． 石油掘削用鋼管を継ぐカップリングのねじ溝は、Φ ＡＰＩ（▲ｍｅｒＬｏａｎＰｅｔｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉ
ｔｕｔｅ）規格に従い一般にラウンドねじの他台形ねじ
、或いは矩形ねじのようなねじ山先端に平坦面があるテ
ーパねじ（以下このようなねじのことをパットレスねじ
という．）か用いられている． ところで例えば長尺の油井鋼管の継手部に締付られたカ
ップリングのテーパめねじとブロテクタのテーパおねじ
とを螺合させるに際しては両者を同一軸心上に保持しカ
ップリング中にプロテクタを遊挿するが、殊に上記バッ
トレスねじの場合テーパめねじの山とテーバおねじの山
とが面接触状態で当接し易いために喰いつきが発生して
うまく螺合できなくなることがあり、その時無理に外力
を加えるとねじ山を損傷させることがあった．本発明は
上記喰いつき現象の発生を防止し、テーパめねじとテー
バおねじとを常に確実容易にかつ円滑に螺合できるねじ
装着方法および装着装置を提供しようとするもので、先
ずその方法から概要を説明する．即ち本発明のねじ装着
方法は、互いに螺合しようとする一対のテーバねじ部材
を間隔を置いて略々同心的に配し、両テーバねじ部材の
間に、いずれか一方のテーバねじ部材に止着可能なるよ
うに且つ該テーパねじ部材のねじ山よりも若干高い案内
片を有する案内部材と、該テーパねじ部材に合致するね
じゲージとを設け、該ねじゲージを該テーバねじ部材に
合致させることで該テーパねじ部材に対し前記案内部材
を予め位置決めして止着した後、該ねじゲージを取除き
両テーパねじ部材を該案内部材を介して装着するように
したもので、次にこのねじ装着方法について、第／図〜
第３図に従いさらに詳しく説明する．第／図において、
ａ，ｂは互いに螺合しようとする一対のテーバねじ部材
で、一方のテーパねじ部材ａ（この場金めねじ部材）は
保持台Ｃ上に固定的に支持され、他方のテーパねじ部材
ｂ（この場合おねじ部材）は台車ｄ上に軸支した回転軸
ｅの先端に保持する．回転軸ｅは伝導ブーり，ベルト岬
を介してモータｆに連繋されていてその駆動でテーパね
じ部材ｂを回転できる。ｇは台車ｄを進退動させるシリ
ンダを示す．かくしてテーバねじ部材ａ，ｂは間隔を置
いて略々同心的に配置すると共に、両テーパねじ部材ａ
，ｂ間には案内部材ｈとねじゲージ１を設ける．案内部
材ｈはその基端部がテーパねじ部材・ａの外周に遊嵌さ
れ保持台０との間にコイルバネｋを介在させ軸方・向に
摺動自在にすると共にビスｌを締付することでは固定で
きるようにする．案内部材ｈの案内片ｍは常態ではテー
パねじ部材ａの山と山とを結ぶことにより成るテーパ面
よりも寸法ｒだけやや高くなるように設けられている．
Ｍい換えれば案内片ｍの内径はテーバねじ部材ａの山と
山とを結んだ仮想円錐の径よりも小さい．該案内片ｍは
テーパねじ部材ａのねじ溝とほぼ同じリード角でほぼ一
巻分の螺旋状であり、弾性によりその内径は拡開し得る
．ねじゲージ１は移動台ｊ上にバネ■によって浮動支持
された減速モータｑの低回転出カ軸に取着されており、
先端部にテーパねじ部材ａのねじ溝と螺合し得るほぼ一
巻分のねじ山Ｓが形成され、該ねじ山Ｓの後方外周に同
じリード角でほぼ一巻分のねじ溝Ｕが形成され、該ねじ
山Ｓとねじ溝Ｕの間隔はテーパねじ部材ａのねじ溝のピ
ッチの整数倍に２分の７ピッチを加えた寸法即ちｎｐ＋
ＯＪＰ（ただしｎほ整数）である．しかしてテーバねじ
部材ａにテーパねじ部材ｂを装着するに際しては、先ず
ねじゲージｉのねじ山Ｓをテーバねじ部材ａのねじ溝に
螺合させねじ溝Ｕに案内片ｍを合致させた状態にてビス
ｌを締付ける．（第２図参照）。

これによってテーパねじ部材ａのリードとねじゲ−ジ１
のねじ溝Ｕのリードとを継からしめる．しかる後ねじゲ
ージｌを取除き第３図に示したように台車ｄを進出させ
テーパねじ部材ｂのねじ溝に案内片ｍを噛合させ螺進す
ることによりテーパねじ部材ａにテーパねじ部材ｂをＶ
ｅ着するものである．このようにこのねじ装着方法によ
れば案内部材ｈを予めテーバねじ部材ａのリードと継が
るように配置し該案内部材を介してテーパねじ部材を螺
合せしめるものであるので、喰いつきは発生することな
く確実に螺着できる．なお案内部材ｈおよびねじゲージ
ｉの形態については種々なる変更が可能で、例えば案内
部材ｈの案内片ｍはテーパねじ部材ｂのねじ溝に噛合し
得るものであれば単なるリブ状の突起であってもよい．
またねじゲージｉについても一端がテーパねじ部材ａの
ねじ溝に噛合し他端が案内片ｍに合致する形態とすれば
他の種々なる形態が想定し得る． 第ｑ図に示した実施例は、案内部材ｈをテーパねじ部材
ｂ＠に取付けるようにしたもので、同図中ｔはテーバね
じ部材ｂを保持するチャックを示し第／図と同一符号は
同一部分または相当部分を示すが、この場合においても
ねじゲージｉの両端を案内片ｍとテーパねじ部材ｂのね
じ溝に予め噛合させることで案内部材ｈをテーバねじ部
材ｂに対して所定位置に設定した後、該ねじゲージｉを
取除きテーパねじ部材島のねじ溝に案内片ｍを噛合させ
て螺合することにより喰い込みが生じることなく確実に
Ｉ！！！着できる． 次には本発明に係る頻し装着装置の具体例をさらに第ｊ
図〜第７２図に従い説明する。

このねじ装着装置では、水平に配置された長方形状の基
板１上にベッド２を長手力向に摺動自在に設け、該ベッ
ドに以下にて詳しく説明する保持機椛Ａとねじゲージ機
構Ｂとグリップ機構Ｃを設ける． 先ず保持機溝Ａにつき説明すると、ベッド２の一端部上
面レこ軸受３．３【こよって一対のねじ軸４．４を垂直
に軸支し、該ねじ軸４．４は下半部４ａに右ねじを形成
し上半部４ｂに左ねじな形成する．ねじ軸４．４のベッ
ド２内空部突出部分には歯車５．５が夫々固着され，該
両歯車６．５にその中間位置に軸支した歯車６を噛合さ
せモータ（図示せず）の駆動によって該歯車６を回転さ
せふとねじ軸４．４が同時に同方向に回転するようにす
る．上下に一分割された保持体７．７は相対する上下面
にカップリング田な上下から挾着し得るように半円弧而
８．８を形成すると共にその両側位置に前記ねじ軸４．
４を串通し、該保持体７．７内の円筒形中空部９．９・
・・・に遊挿したナット１０．１０・・・・に該ねじ軸
４．４を螺合させる．Ｕは各ナット１０の回転を防ぐた
め該ナット１０の一側に形成した縦溝稔中に先端を遊嵌
したビス、１３は各ナット１０を円筒形中空部９中にて
軸方向に付勢している圧縮状のコイルパネを示す。ねじ
軸４．４が回転すると各ナット１０は該ねじ軸嶋４に沿
って移動するので保持体７．７の間隔は可変し半円弧面
８．８間にカップリング加が位置され・ると該カップリ
ングをコイルパネＵの弾性で挾着できる．１４，Ｕは保
持体１．７と同じく上下に２分割された案内部材で、相
対する半円弧面にラウンドねじ１５．正を刻設する．こ
のラウンドねじは前記パットレスねじのようにねじ山先
端に平坦面を有するものと違って丸いねじ山或いは三角
形のねじ山を有する．次に第７０図において案内部材１
４．１４には取付用のソケットボルト１６．１６・・・
・がコ木宛夫々そのボルト頭部をスナップリング１７に
よって止着して水平に固植され、該ソケットボルト１６
．１６・・・・を前記保持体７．１中に貫挿して案内部
材１４．１４を軸方向に進退動自在なるように支持する
と共に、該保持体７．７から突出したソケットボルト１
６，１６・・・・の他端部に受板２７，２７を螺着する
．そして該受板ｄ．２７と保持体７．７との間のソケッ
トボルト１６．１６・・・・の外局にコイルパネ邦を装
着し該コイルパネ摺の弾性で受板ｄ．２７を後方へ押圧
しソケットボルト謔．１６・・・・を牽引させて案内部
材１４．１４を保持体７．７の前面に圧着させる．また
保持体７．７の背面に固植したボルト１９．１９を受板
２７．２７に開設した透孔中に遊挿すると共に、一方の
受板１７ｖ−固定用シリンダ飢を取付け１シリンダを作
動させるとそのピストンロッド先端ηがボルトｌ９の外
周に接離するよ５にして該シリンダの作動で案内部材１
４．１４の進退動が止着されるようにする． 第７．２図において、ベッド２の上面には上記保持機構
▲から延びたアリ溝状の案内レールｎと、該案内レール
に直交した同じ《アリ溝状の案内レールＵが形成され，
案内レール２４に沿って摺動自在なる移動台怒上に模擬
ねじ機構Ｂ，案内レールスに沿って摺動自在なる移動台
部上にグリップ機構Ｃが設けられる． 第ｔ図においてねじゲージ機構Ｂは、移動台δ上に設け
た支台悠にシリンダ四を支持し、該シリンダ器中に中空
筒体Ｉを該シリンダ四の両端壁を貫通させて軸方向に摺
動自在に配設し、さらに該中空筒体（至）内にねじゲー
ジ３１を配設する．ねじゲージｊは軸先端部にほぼ一巻
き分のねじ山よりなる一対のラウンドねじ３２８，３２
ｂを軸方向の間隔ｌを隔てて取着し、該間隔ｌはカップ
リングクのテーパめねじおよび案内部材１４のラウンド
ねじ１５のピッチの整数倍であるようにする．ねじゲー
ジ３１の他端部には軸孔羽を形成し、該軸孔羽の内周面
にスプライン溝を形成する．３４は移動台δ上の据付台
あに設定されたモータで、該モータの回転軸に固着した
スプライン軸部を前記軸孔おに遊挿しそのスプラインど
うしを噛合させる。３７．３７・・・・はねじゲージ３
１の軸外周面と中空筒体頷の両端部内周面との間に介在
させたゴム製の環状体でその弾力性によってねじゲージ
３１を若干遊動可能なるように輔支する．また中空筒体
お内にねじゲージ３１に外嵌状のコイルバネ３Ｂ，３８
を設け、該両コイルパネア．３８の一端を座金３９．３
９を介在させて環状体Ｊ，３７に担持させると共ｔこ他
端を該ねじゲージ３１の軸外周に形成した鍔部の，４０
に当接させ、ねじゲージ３１がこのコイルバネア，３８
の弾カ性によって軸方向ｔこも遊動可能なるようにする
．また中空的体Ｘはシリンダ２９中にＯリングｄ，４１
を介在させて気密に挿入し、中空筒体艶の外周に形成し
たピストン部４２をシリンダ９の内周面に摺接させ、該
シリンダ四の両端部に作動流体流入用のポート招．４４
を開設する． 第ｔ図においてグリップ機構Ｃは、移動台か上に設けた
支持台６に中空筒体弱を支持し、該中空筒体中にグリッ
パー軸４７を遊動自在に支承する．即ち、第ｊ図におい
てグリッパー軸４７の外周面と中空筒体祁の両端部内周
面との間にゴム製の環状体４８．４８を介在させその弾
カ性によってグリッパー軸Ｃを若干遊動可能なるように
軸支すると共に、グリッパー軸ぐの外周に歯車紛を嵌着
し、該歯車尋の両側を挾むようにコイルバネω，ＦＩＪ
をグリ、ツバー軸Ｃの外周に配し該コイルバネ恥，５０
の一端は座金５１，５］を介して環状体侶，４８に担持
させ他端は座金反，５２を介して歯車４９の両側面に当
接させ、コイルパネ恥，５０の弾カ性によってグリッパ
ー軸４７が軸方向にも遊動可能なるようにする．グリッ
パー軸４７は中空よなっていて内部にシリンダ＆が設け
られ該シリンダ団の作動１ｆｌｌｌ５４の先端に円錐台
形のコーン聞をスラストベヤリング団を介しナット障に
より止着する．グリッパー軸４にはフランジ部詔が形成
され、その前面にグ分割されたフィンガー醗がホルダー
のにて外径が拡大縮少自在に保持され、該フィンガー艶
の内側はコーン関の外周斜面に当接している．このため
作動軸間が牽引されコーン団がフランジ部郭側に引かれ
るとフィンガー印はコーン団の外局斜面に押圧されて拡
径しブロテクタ６１の内周面に圧着し該ブロテクタ釘を
グリップすることができる．前記歯車４９はモータ軸の
減速回転軸に止着された歯車６３に喘合されている。

このように構成された装置では第７２図においてベッド
２をカップリング加側１こ摺動させ保持体７．７間をこ
カップリング加を移動不能に挾着する．そしてシリンダ
２１のピストンロッド先端ηはボルト１９から退避させ
ておいて案内部材１４．１４を軸方向に少しく進退動自
在なるように支持する．しかる後モータ努を作動させて
ねじゲージ３１を所定方向に回転させる２同時にポート
４に作動流体を圧入させピストン部４２に加わる圧力に
よって中空筒体Ｊを進出させることによって該ねじゲー
ジ３１を進出させラウンドねじ３１を案内部材１４．１
４のラウンドねじ１５．１５に螺合させる．この螺合は
ラウンドねじどうしであるので喰いつきが発生する惧れ
はなく、また、該ねじゲージ３１は軸心が若千遊動可能
なるように保持されているので自動調心作用が働いてス
ムースにねじ込まれかつねじゲージ３１のラウンドねじ
３２ｂを案内部材１４．１４に螺合させつつラウンドね
じ３２ａをカップリング加へと螺合させることができる
。なおカップリング加はパットレスのテーパめねじが内
周に刻設されているが、ラウンドねじ３２ａの螺進に対
してはパットレスねじどうしを螺合させる場合のような
喰いつきはラウンド山のため生じずスムースに螺合する
．そのとき一方のラウンドねじ３２ｂは案内部ＩＪ’ｌ
４，１４に螺合状態にあり、他方のラウンドねじ３２＆
はカップリング加に螺合するので、両ねじのリードが継
がるべく案内部材１４，ｌ４は保持体７．７から間１１
ｇ浮上する．そこでねじゲージ３１の回転進出を締止さ
せシリンダｎのピストンロッド先端ｎをボルト１９に圧
着させて受板Ｉをボルト１９を介して保持体７．７に固
定させることでソケットボルト１６．１６・・・・を介
して一体に継かった案内部材１４．１４をその両ねじの
リードが継かった状態にて固定する．モしてモータ勢を
逆転しねじゲージ３１を後退させてカップリング加、案
内部材１４．１４から抜脱させ該ねじゲージ機構Ｂを案
内レール別に沿ってベッド２上の横脇位置に退避させ、
次にブロテクタ伝を保持したグリップ機構Ｃを案内しー
ル久に沿って進出ざせモータ６２の駆動でブロテクタ６
１を所定方向に回転させる．なお該グリップ機構Ｃの進
出に使われる駆動源については図示しないがベッド２内
に設けられる．そしてブロテクタ但を案内部相’ｌ４，
１４に螺合させる．そのときの螺合も案内部材１４．１
４がラウンドねじてあるのでスムースである．そしてさ
らにプロテクタ釘を螺進させたとき案内部材１４．１４
のラウンドねじのリードとカップリング加のテーバめね
じとのリードは継がるように予め保持されているので、
ブロテクタ６１はカップリング加にスムースに螺合でき
るものである．なおブロテクタ６１はグリッパー軸４７
を環状体栃を介して支持することで軸心が若干遊動可能
なるように保持されているので案内部材１４．１４との
螺合時にも自動調心作用がある．螺合が完了できたらシ
リンダ団を作用させてコーン聞を進出させフィンガー恥
を収縮させることでプロテクタ机の保持を解除した後グ
リップ機構Ｃを後退させ一連の作業が終了する． このように本発明のねじ装着装置によれば、螺合が容易
なラウンドねじを内周に刻設した案内部材をカップリン
グの開口端面に同心状に配置し、同じく螺合が容易なラ
ウンドねじを形成したねじゲージを該案内部材からカッ
プリングにわたり螺挿することで該案内部材をカップリ
ングのねじり一ドと継がる所定位置に固定してから、ブ
ロテクタを該案内部材を介して螺合させるものであるの
で、パットレスねじてもねじ山どうしが喰いつくような
螺合不良が生じることなく常に確！！に装着できる．な
お、ラウンドねじどうしのカップリングとブロテクタの
はめ合いはバット・レスに比べ容易なことは当然である
． 以上説明したように本発明は一対のテーパねじ部材の装
着を容品円滑に行わしめるため、ネジ面を損傷すること
なく所要トルクにて強力に螺着せしめることが出来る．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第７図はねじ装着方法の
概要を示した縦断面図，ｔｔＳ２図および第３図はその
作動状態を示した縦断面図．第ｑ図は同じくねじ装着方
法の概要を示した縦断面図である．第Ｓ図〜第７２図は
装置の具体例を示し第Ｓ図はその縦断面図，第６図は平
面図．第７図は第Ｓ図のｆｆｒ−１線矢視図，＠．ｒ図
は第Ｓ図のＩＶ−Ｎ線断面図．第タ図は第Ｓ図のｖ−ｖ
ｓｓ断面図．第７０図は第３図のＶＩ−ＶＩ線断面図．
第／／図は第ｊ図の■１−■線断面図，第７２図は作動
状態を示した要部の縦断面図である． ａ，ｂ・・・・テーパねじ部材，ｈ・・・・案内部材，
ｉ・・・・ねじゲージ，Ａ・・・・保持機描．Ｂ・・・
・ねじゲージ機構．Ｃ・・・・グリップ機構．２・・・
・ベッド，７．７・・・・保持体，１４・・・・案内部
材．１５・・・・ラウンドねじ．２０・・・・カップリ
ング，２１・・・・固定用シリンダ，３ｌ・・・・ねじ
ゲージ．３２ａ．３２ｂ・・・・ラウンドねじ，６１・
・・・ブロテクタ． −５７２− ５７３一 ５７４− −５７５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに螺合しようとする一対のテーパねじ部材を間
   隔を置いて略々同心的に配し、両テーバねじ部材の間に
   、いずれか一方のテーバねし部材に止着可能なるように
   且つ該テーバねじ部材のねじ山よりも高い案内片を有す
   る案内部材を、該テーパねじ部材に合致するねじゲージ
   とを設け、該ねじゲージを該テーバねじ部材に合致させ
   ることで該テーバねじ部材に対し前記案内部材を予め位
   置決めして止着した後、該ねじゲージを取除き両テーバ
   ねじ部材を該案内部材を介して装着するようにしたねじ
   装着方法． ２，一方のテーバねじ部材の保持機構をベッド上に設け
   、更にラウンドねじを刻設した案内部材を該保持機構に
   設けて、前記テーパねじの螺合側端面に同心的に配置し
   、該案内部材を該保持機構に適宜止着する固定手段を設
   け、案内部材のねじ山と前記テーバねじのねじ山を該ね
   じ山のピッチの整数倍め距離に位置決めするねじゲージ
   を軸支し更に他のテーパねじ部材を保持して該他方のテ
   ーバねじ部材を前記案内部材を介して一方のテーパねじ
   部材に螺合させるグリップ機構をベッド上に設けたこと
   を特徴とするねじ装着装置．