JPS612991A - 鋼鉄管用ジヨイント締め付けトルクの範囲決定方法及びその装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、鋼鉄管用のノヨイン）・を締め付（Ｊろのに
加えるへき締め付（目・ルクを決定４゛るための新規な
方法及び、該方法を実施するための装置に関し、その対
称と４′ろジヨイントは円錐形のねし山、あろい（」又
、鉄輪（ｆｒｃ（ｔａｎｔｃｓ）を（Ｊめた外観（表面
）と、わし締めを制限４−ろ臼形軸承から成り、石油産
業、とりわけ石油やガスの拡管や抽出管の如き気密なジ
ヨイントを実現ずろのに使われているしのである。

（従来技術） ｌｉ曲産業においては、一般に、円錐截頭状のねし山と
、このねじ山の先の雌ねじの内部に配置された締め付け
制限用臼形軸承を有するジヨイントが鋼鉄管用に使われ
ているが、この［−１形軸承に対しては、雄ねじの端部
が、締め付け時に応力として寄りかかってくる。

ねじ山や、あるいは又、雌雄ねじの表面には鉄輪がはめ
られているのが普通であるから、雄ねじの端部が雌ねじ
の締ぬ付け制限用［１杉軸承と接するには、ねじ山と同
じ高さに、あるいは又、鉄輪をはめられた表面と同程度
に雄ねじのねし径を減縮し、雌ねじのねし径を増加させ
ろ様に急激な応力を働きかける必要があるが、実際問題
として、雄ねじの端部が雌ねじの締め付け制限用［］杉
軸承に寄りかかって以後、雌ねじに雄ねじを締め付ける
ときに応力としてのトルクを簡単に決定４゛るのは容易
ではない。

このように、締め付け制限用「−１彩軸承と接４゛ろよ
うに、ジヨイントに加えるべきトルクの決定には種々の
要因か関係４゛ろ。

トルクの決定の不安定要因としては、関連４−る機械（
１Ｎ−の許容度があり、これは一方では雄ねし、雌ねじ
のねじ径にあり、また、他方でけ臼形軸承のねじ山に対
ずろ軸方向の位置である。

だがしかし、これらの要素は不安定であるとは言えども
、比較的正確に決定される限度内でけ、既知の他のジヨ
イント類とは異なる。また、締め付け制限用ＦＪ形軸承
と接するのに必要な締め付けトルクは、例えばジヨイン
トを締める前に、わじ山やＦ１形軸承と同じ高さに雄ね
じの端部をもってくるのに利用されるグリース（ｇｒａ
ｉｓｓｅ）の機械的特性の、Ｌうな比較的安定した要因
によってちまた、左右される。

このように、利用されるグリースの特性は、よりよくジ
ヨイントを締め付けるために加えるへき締め付けトルク
に対して、決定的な影響力をらっている。

従来、この種ジヨイントのメーカーは、実際の使用状性
に応して、標準のグリースを使用して、決定した締め付
け最大トルクの範囲を、各ジヨイントの種類毎に決めて
いる。しかし、クラッチに使用されるグリースが標準の
グリースと同じ特性を示４゛ことがわかるとか、あるい
は特性の対応表を照合するとか、またはクラッチに施す
には困難な手段を通じて、標準のグリースと、実際に使
われるグリースとの差を計算に入れるとかいうことには
種々の矛盾がある。

ごれらの測定や決定には時間がかかり、複雑であるので
、重大な影響をもたらすおそれのある誤差が度々中じる
可能性がある。

実際、締め付け制限用「１形軸承が軸方向に十分な力を
与えられることは、ねし山をもったジヨイントの良い管
理にとって非常に決定的であり、特に、鋼鉄管が軸方向
に圧迫される時には、ジヨイントの採用条件となる程重
要である。もＬ　Ｆ３杉軸承に十分な軸方向の力が与え
られなければ、ジヨイントの機能は急激に低Ｆ４−るも
のである。

その反面、ジヨイントの締ぬ付け時に、ｒ　］　ＪＦｅ
軸承が破損したり、使えなくなるような力を加えないこ
とら人事である。

従って、ジヨイントを＋［、Ｌ　＜機能さｌるた島には
、正確に決定された締め付（月・ルタの範囲内で、トル
クを加えることか必要である。

ところで、このようなトルクの範囲とは一定の広がり、
距離かある場合に認められ、特に、２つの雄ねし、ずな
わら、その［１杉軸承とねし山は管の通常の厚みをも−
）でいろものか、複式雌ねしを構成オるスリ　ブによっ
て連結されたスリ　ブ継ぎタイプのジヨイントの場合に
みられろ。

（発明の目的） 本発明の目的は、必ずしら標準のグリ　スではない特殊
なグリースを使って、特殊なノヨイン］・を締め付（す
るのに要ずろトルクの範囲を、直接クラッチに決定電ろ
ためのノンプル、かっ、素瞥凸）方法とそれを実施する
装置を提供せんと４′るしのである。

（発明の構成） すなわち、本発明は、石ＡＩ＋産業用の鋼鉄管のための
ジヨイントに加える締め付けトルクの範囲を決定するの
に適用される。本発明の対称とするジヨイントは、鉄輪
をはめられた円錐截頭状のねじ山、あるいは又、鉄輪を
はめられた表面を有する雌雄ねじから成っており、締め
付け制限用〔」軸承承は締め付けの時に軸方向に圧迫さ
れる。本発明によるトルク決定の方法は、雄ねしと雌ね
じの周囲に目印をつけて、この２つの目印が対面する位
置に来た時に、初めて雄ねじと雌ねじの締め付（Ｊ制限
用臼形軸承が接触するようにし、ねじ山と臼形軸承にグ
リースを塗布後、２つの目印が対向する位置の向うにジ
ヨイントを作用させる一定の角度に対して、ねじの正し
い向きに、ねじの回転させるのに十分なトルクを与えて
、ジヨイントをねじ留めして、この締め付けに必要なト
ルクを測定するようにし、さらに、機械の遊びに起因す
る寸法変化を考慮に入れて、十分な数の同タイプの雄ね
し、雌ねじに対して、以−Ｌの動作をくり返すようにし
、また、使用されろりリ　スと共に、ごの種のノーｌイ
ンドにｌｊえろへきトルクの範囲を］−記の如き学習に
より決定するよつにしたことを特徴としている。

上記の如き本発明の方法によれば、雄わしと雌ねじとの
間に鉄輪をはめるごとによって、締め（・１０時に生じ
る雄ねじの伸長と雌ねしの収縮を考慮に入れ−シつ、ね
し刃が雄ねし上と、雌ねじトとて臼形軸承から軸方向に
・定距離におかれるための１号線軸ｅｎｅｒａｉｒｉｃ
ｅ）を決定するごとにより、鉄輪の全表面にｉｌ）って
雄わしと雌ねしに［１印を−ノ（ｌるようにし、これら
の雄ねじと雌ねじの２つの１１１１が対面する時に、制
限用［−１形軸承の表面はそれぞれ接する。

一般には、締め付け制限用「］形軸承がｒ７いに接触す
るために成る量のトルクを加える必要があろ鉄輪は、主
としてねし山と同じ高さで（（Ｉられろ。

ただし、このＩ・ルタは、防漏性を確実なしのと４゛る
のに十分な力を加えられた鉄輪の防漏性表面の存在によ
ってム生じるごとがある。

本発明は又、円筒形のねじ山を有した、つまり、鉄輪を
はめず、防漏性の表面のような鉄輪表面を有するジヨイ
ントにも適用できる。

また、本発明は、上記方法を実施するためのらのとして
、一対の符号合わせのための物指から成ることを特徴と
する装置を提供することを目的としている。本発明の装
置として、これら一対の物指は、雄ねじか雌ねじの締め
付け制限用臼形軸承に対応する「１杉軸承、ねじ山に対
応すれねじ溝、モして物指が連結されているねじ−Ｌに
目印をつけることを可能にするすき間等の手段から成り
、目印と対向するねじ溝の位置とＦ１形軸承との距離は
雄ねじ−１でも、雌ねじ上でも同じである。

本発明を実施するにあたって、ねじ山の表面と、ジヨイ
ントの雄ねじ、雌ねじの締め付け制限用Ｆ］形軸承とに
対応した表面をもった略円筒形の雄物指、雌物指を利用
することができる。雄物指の目印は、締め付け後に２つ
の物指の締め付け制限の表面が接するとき、雄物指の目
印と一致する。

本発明に従って、ジヨイントのねじ」−に目印をつける
には、目印をつけるために連結しなければならない雄ね
じと雌ねじに、対応する物指を締め付けるだけで十分で
ある。

本発明の物指は空気調節弁、つまり、完全な円筒形の物
指かられずかに伸びた円周部分から成Ｕ−ｒている。

この方法により、比較的薄い、例えば数センチメートル
の厚さで済む物指が、雄ねじあるいは雌ねじのねじ山に
容易に噛合わされ、物指のＦｌ形軸承かジヨイントのね
じ締め付け制限用ＥＪ形軸承に寄りかかるまで、前記調
節弁をねじ山に沿って移動させる時、ジヨイント」二に
目印の位置を決めることができる。

特にソンブルな実施頼様として、物指は管の母線の方向
に対応する方向に展開されたすき間を有し、印っけの手
段がこのすき間を横切ることによってジヨイント上への
印っけがなされる。

以Ｆ、本発明をよりよく理解するために、代表例として
、その一実施例を、添付の図面に基づいて説明するが、
これは例示のためであり、いかなる限定の意味も含まれ
ない。

（実施例） 図面において、第１図は、哩ねじを」二にのせた雄ねじ
の断面図であり、この雌ねじは雄ねじ−１−の目印に対
応する位置にある。

第３図は第１図の雄ねじと組合わせるべきジヨイントの
雌ねじの断面図であって、雄物指は、目印の実現に通じ
る位置にある雌ねじの上に置かれている。

第１図において、雄ねじｌの端部は、締め付け制限用Ｆ
」軸承承（ｂｕｔｅｅ）　２と円錐截頭状のねじ山３を
備えている。雌ねじの締め付け制限用臼形軸承に対応し
て、臼形軸承５を備えた雌物指（ｃａｌｉｂｒｅ）４は
、ねじ＃６の一部と同じく（本実施例においては、ねじ
条数は３本）、雄ねじの端部に置かれている。

第１図の位置で、物指４は、ねじの正しい方向に手で回
転させられ、臼形軸承２と５との接触を確実にする非常
に弱い圧縮力が加えられる。第２図に見られるように、
物指４は数センチしか幅がなく、操作が簡単である。

実施例では、物指４は三日月形の切込み７を存し、雄ね
じ１の加工されていない部分に目印　（ｒｅｐｅｒｅ）
　８をつけることができる。この目印８は、露呈した尖
頭のおかげで、軽く彫ることにより実現され、ペンキを
使ったり、あるいは他の塗料を使ったりして印をつけら
れる。

本発明において、雌物指は、締め付け制限用Ｆ］形軸承
５に対応する臼形軸承と、ねじ山６の一部によって初め
て雄ねじと噛合う。物指４は、例えば防漏性の表面と同
じ高さで雄ねじｌに接する必要はない。

第１図には又、ねじ溝の側面と目印に通じる雄ねじの端
部との間の基準距離Ｉ、が示されている。

第３図の断面図には雌ねじ９が表わされている。

この雌ねじ９は、締め付け制限用ＥＥ形軸承ｌＯと、雄
ねじのねじ山３に対応する円錐截頭状のねじ山ＩＩを有
する。

この雌ねじ」−には、臼形軸承１３と、数本のねじ条＋
４（本実施例では３本に減らされている）とを備えた雄
物指１２がおかれている。雄物指１２は、臼形軸承１０
と１３とが接するまでの間、雌ねじ−１−を手で回転さ
せられる。こうすることによって、雄物指は雌ねじの母
線上に正確に位置することができ、よって、基準となる
ねじ溝と締め付け制限用臼形軸承１０との距離が、雄ね
じ上の対応する距離と等しくなるのである。

雄物指は第１図の雌物指と同様に、三日月形の切込み７
を有するが、この切込みにより、雌ねじの周囲に目印８
°を付けることが可能となる。

本発明によれば、」二連の方法によって、２つの目印８
と８°がジヨイントの締め付けで一致するときに、雄ね
じの端部の臼形軸承が雌ねじの臼形軸承１０と接する様
に、２つの目印８と８″が一致する前に、雄ねじと雌ね
じのトルクを容易に素早く決定することができる。また
、鉄輪の全表面に沿って雄ねじと雌ねじのねじ山と同じ
高さにあられれる鉄輪に関して、ジヨイントに締めると
きに雄ねじが伸びたり（径方向への収縮が原因である）
、雌ねじが縮んだり（径方向の膨張が原因である）する
場合に、２つのねじの長さの変化や目印８や８“の位置
、そして、ジヨイントを締め付ける時に２つの目印か一
致して、臼形軸承の各表面が接する仕方等を考慮に入れ
るのが望ましい。

本発明の方法を実行に移すにあたっては、まず、同じ特
性をもった雄ねじと雌ねじの対を十分な数選んで、各ジ
ヨイントのねじに後述の方法で目印をつける。

ジヨイントを締め付けるのに使用するグリースをねし山
と締め付け制限用雄ねじに塗り、各ジヨイント毎に締め
付けトルクを測定する。目印８と８′は、締め付け制限
用［］形軸承に加えるべき軸方向の力によって左右され
る一定の回転角だけずれている。

実際には、この取付角の差は５度から１５度の範囲であ
る。

各ジヨイント毎に測定されたトルクは、概略ガウス曲線
の形状をなし、機械の許容度や使用されるグリースの特
性を計算に入れながら、ジヨイントに加えるべき締め付
けトルクの最小値、最大値を容易に決定することができ
る。

一般には、加えるべき締め付けトルクの範囲を正確に得
るには、１０〜２０個のジョイン］・についてトルクを
測定するので十分である。

上述の本発明の実施例は限定の性格をもつものではなく
、特許請求の範囲内で変形することができる。

特に、物指は空気調節弁の形状をしたものがとりわけ好
ましいが、管用に一般に使われている円筒状の物指を使
用することもできる。

最後に、本発明は締め付け制限用臼形軸承をたった一組
しか備えていないジヨイントに限定されるものではない
のは勿論のこと、ジヨイントのねじ上の目印の位置は、
最初の臼形軸承が接触するＥ］形軸承に対しと決定して
もよく、あるいは、締め付け制限用臼形軸承には種々の
対がある。

上記実施例に詳記した如く、本発明は、円錐形のねじ山
と、締め付け制限用臼形軸承とを有する石油産業用パイ
プの管状ジヨイントの締め付けトルクを決定する方法、
及び、この方法を実践する装置にして、目印が対面する
時に雄ねじ（１）の制限用Ｆｊ形軸承（２）と、雌ねじ
のそれとが互いに接する様な目印を雄ねじと雌ねじＬに
つけ、グリースを塗った後に、一定の再度ずれをもって
、２つの目印が対面する点の向うねじを回転させるに足
りるトルクを与えながら締め付けを行ない、このトルク
を測定して、十分な個数のジヨイントに対して、この動
作を繰返して学習し、そして、使用されるグリースと共
に、ジヨイントに与えるべき締め付けトルクの範囲を−
１−記学習により決定するにうにしたもので、実用的効
果の大なるもので

【図面の簡単な説明】

第１図は、雌ねじを−ににのせた雄ねじの断面図、第２
図は第１図の」−面図、第３図は第１図の雄ねじと組合
わせるべきジヨイントの雌ねじの断面図、第４図は第３
図の−１−面図である。 １・・雄ねじ、２、５，１０．１３・・Ｅ］形軸承、３
゜１１・・ねじ山、４・・物指、６・・ねじ溝、７　切
込み、８，８′・目印、９・・・雌ねし、１４・ねじ条
。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）石油産業用鋼鉄管のジョイントに加える締め付け
   トルクの範囲を決定する方法であって、上記ジョイント
   は夫々円錐截頭状の鉄輪をはめたねじ山（３、１１）を
   備え、かつ締め付け時に軸方向に圧迫される締め付け制
   限用の一対の臼形軸承（２、１０）を有する雄ねじ（１
   ）及び雌ねじ（９）から成り、まず上記雄ねじと雌ねじ
   の周囲に目印を決め、該目印の位置は、２つの目印が対
   面する位置に来たとき、雄ねじ（１）の臼形軸承（２）
   と雌ねじ（９）の臼形軸承（１０）が初めて接触するよ
   うな位置であり、かつねじ山と臼形軸承にグリースを塗
   った後、２つの目印が対面する位置の向うに、ジョイン
   トが機能する一定の角度に対して、ねじの正しい方向に
   ねじを回転させるに十分なトルクをジョイントに与え、
   そして、この締め付けに必要なトルクを測定し、さらに
   機能の許容度に起因する寸法変化を考慮に入れるために
   、十分な個数の同種類の雄ねじと雌ねじについて、以上
   の動作を繰返して、グリースと共に、ジョイントに加え
   るべき締め付けトルクの範囲を決定するようにしたこと
   を特徴とする方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法であって、雄ね
   じと雌ねじ上の目印は、各ねじ毎の母線を決定すること
   によって決められ、この母線によってねじ条が臼形軸承
   から、軸方向に一定距離隔てられているもの。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の方法であって、円錐
   形のねじ山の場合には、鉄輪の全表面に沿ってねじ山間
   の鉄輪による雄ねじの膨張と、雌ねじの収縮を計算に入
   れているもの。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載
   の方法であって、２つの目印が対面する位置の向うのジ
   ョイントの取付角の差は５〜１５度であるもの。
5. （５）夫々円錐截頭状の鉄輪をはめたねじ山（３、１１
   ）を備え、かつ締め付け時に軸方向に圧迫される締め付
   け制限用の一対の臼形軸承（２、１０）を有する雄ねじ
   （１）及び雌ねじ（９）から成る石油産業用鋼鉄管のジ
   ョイントに加える締め付けトルクの範囲を決定する方法
   を実施するための装置であって、一対の目印物指（４、
   １２）を備え、該目印物指は、各々雄ねじの臼形軸承、
   あるいは雌ねじの臼形軸承（２、１０）に通じる臼形軸
   承（５、１３）と、対応するねじのねじ山に通じるねじ
   溝（６、１４）と、前記物指と連結したねじ上に目印（
   ８、８′）をつけるためのすき間（７）のような手段と
   を備えて、目印に対向する位置にあるねじ溝と臼形軸承
   との距離は雄ねじ上も、雌ねじ上も同じ山であるように
   したことを特徴とするジョイントに加えるべき締め付け
   トルクの範囲を決定する装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載の装置であって、ねじ
   条の表面と、ジョイントの雄ねじ、雌ねじの臼形軸承（
   ２、１０）とに対応する表面をもった略円筒形の雌雄２
   つの物指（４、１２）を有し、雄物指の目印（７）は、
   締め付け後に２つの臼形軸承の表面が接するときに、雌
   物指（７）の目印と一致するもの。
7. （７）特許請求の範囲第５項記載の装置であって、円筒
   形物指の幅をせばめた扇形の空気調節弁の形状をしてい
   るもの。
8. （８）特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれかに記
   載の装置であって、物指（４、１２）上の目印（７）の
   取付角は、ジョイントにおけるねじ山の間の鉄輪の異な
   る領域で、雄ねじが膨張（伸長）したり、雌ねじが収縮
   したりすることを考慮に入れてあるもの。