JPH0261679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、鋼鉄管用のジヨイントを締め付ける
のに加えるべき締め付けトルクを決定するための
新規な方法及び、該方法を実施するための装置に
関し、その対称とするジヨイントは円錐形のねじ
山、あるいは又、鉄輪（frettantes）をはめた外
観（表面）と、ねじ締めを制限する臼形軸承から
成り、石油産業、とりわけ石油やガスの鉱管や油
出管の如き気密なジヨイントを表現するのに使わ
れているものである。

（従来技術） 石油産業においては、一般に、円錐截頭状のね
じ山と、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、この臼形軸承に対
しては、雌ねじの端部が、締め付け時に応力とし
て寄りかかつてくる。

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、雌ねじ
の端部が雌ねじの締め付け制限用臼形軸承と接す
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雌ねじのねじ径を減
縮し、雌ねじのねじ径を増加させる様に急激な応
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臼形軸承
に寄りかかつて以後、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するの
は容易ではない。

このように、締め付け制限用臼形軸承と接する
ように、ジヨイントに加えるべきトルクの決定に
は種々の要因が関係する。

トルクの決定の不安定要因としては、関連する
機械仕上の許容度があり、これは一方では雄ね
じ、雌ねじのねじ径にあり、また、他方では臼形
軸承のねじ山に対する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こと
は言えども、比較的生確に決定される限度内で
は、即知の他のジヨイント類とは異なる。また、
締め付け制限用臼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、
ねじ山や臼形軸承と同じ高さに雄ねじの端部をも
つてくるのに利用されるグリース（graisse）の
機械的特性のような比較的安定した要因によつて
もまた、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べき
締め付けトルクに対して、決定的な影響力をもつ
ている。

従来、この種ジヨイントのメーカーは、実際の
使用状態に応じて、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、クラツチに
使用されるグリースが標準のグリースと同じ特性
を示すことがわかるとか、あるいは特性の対応表
を照合するとか、またはクラツチには困難な手段
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
種々の予盾がある。

これらの側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
差が度々生じる可能性がある。

実際、締め付け制限用臼形軸承が軸方向に十分
な力を与えられることは、ねじ山をもつたジヨイ
ントの良い管理にとつ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。もし臼形軸
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下するものである。

その反面、ジヨイントの締め付け時に、臼形軸
承が破損したり、シえなくなるような力を加えな
いことも大事である。

従つてジヨイントを正しく機能させるために
は、正確に決定された締め付けトルクの範囲内
で、トルクを加えることが必要である。

ところで、このようなトルクの範囲とは一定の
広がり、距離がある場合に認められ、特に、２つ
の雄ねじ、すなわち、その臼形軸承とねじ山は管
の通常の厚みをもつているものが、複式雌ねじを
構成するスリーブによつて連結されたスリーブ継
ぎタイプのジヨイントの場合にみられる。

（発明の目的） 本発明の目的は、必ずしも標準のグリースでは
ない特殊なグリースを使つて、特殊なジヨイント
を締め付けるのに要するトルクの範囲を、直接ク
ラツチするためのシンプル、かつ、素早い方法と
それを実施する装置を提供せんとするものであ
る。

（発明の構成） すなわち、本発明は、石油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
雌雄ねじじから成つており、締め付け制限用臼形
軸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、雄ねじと雌ねじの
周囲に目印をつけて、この２つの目印が対面する
位置に来たときに、初めて雄ねじと雌ねじの締め
付け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
側定するようにし、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
の雄ねじ、雌ねじに対して、以上の動作をくり返
すようにし、また、使用されるグリースと共に、
この種のジヨイントに与えるべきトルクの範囲を
上記の如き学習により決定するようにしたことを
特徴としている。

上記の如き本発明の方法によれば、雄ねじと雌
ねじとの間に鉄輪をはめることによつて、締め付
け時に生じる雄ねじの伸長と雌ねじの収縮を考慮
に入れつつ、ねじ刃が雄ねじ上と、雌ねじ上とで
臼形軸承から軸方向に一定距離におかれるための
母線（generatrice）を決定することにより、鉄
輪の全表面に沿つて雄ねじと雌ねじに目印をつけ
るようにし、これらの雄ねじと雌ねじの２つの目
印が対面する時に、制限用臼形軸承の表面はそれ
ぞれ接する。

一般には、締め付け制限用臼形軸承が互いに接
触するために或る量のトルクを加える必要がある
鉄輪は、主としてねじ山と同じ高さで得られる。
ただし、このトルクは、防漏性を確実なものとす
るのに十分な力を加えられた鉄輪の防漏性表面の
存在によつても生じることがある。

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も
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、これらの一対の
物指は、雄ねじか雌ねじの締め付け制限用臼形軸
承に対応する臼形軸承，ねじ山に対応すれねじ
溝、そして物指が連結されているねじ上に目印を
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臼形軸承との
距離は雄ねじ上でも、雌ねじ上でも同じである。

本発明を実施するにあたつて、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
用臼形軸承とに対応した表面をもつた略円筒形の
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に、雄物指の目印と一致す
る。

本発明に従つて、ジヨイントのねじ上に目印を
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
筒形の物指からわずかに伸びた円周部分から成立
つている。

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、物指の臼形軸
承がジヨイントのねじ締め付け制限用臼形軸承に
寄りかかるまで、前記調節弁をねじ山に沿つて移
動させる時、ジヨイント上に目印の位置を決める
ことができる。

特にシンプルな実施態様として、物指は管の母
線の方向に対応する方向に展開されるすき間を有
し、印つけの手段がこのすき間を横切ることによ
つてジヨイント上への印つけがなされる。

以下、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、雌ねじを上にのせた
雄ねじの断面図であり、この雌ねじは雄ねじ上の
目印に対応する位置にある。

第３図は第１図の雄ねじと組合せるべきジヨイ
ントの雌ねじの断面図であつて、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１の端部は、締め付け
制限用臼形軸承（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、ねじ溝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を有
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、ペンキを使つたり、あるいは他の塗
料を使つたりして印つけられる。

本発明において、雌物指は、締め付け制限用臼
形軸承５に対応する臼形軸承と、ねじ山６の一部
によつ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１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Ｌ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、締め付け制限用臼形軸承１０
と、雄ねじのねじ山３に対応する円錐截頭状のね
じ山１１を有する。

この雌ねじ上には、臼形軸承１３と、数本のね
じ条１４（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１
２は、臼形軸承１０と１３が接するまでの間、雌
ねじ上を手で回転させられる。こうすることによ
つて、雄物指は雌ねじの母線上に正確に位置する
ことができ、よつて、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、上述の方法によつて、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
に沿つて雄ねじと雌ねじのねじ山と同じ高さにあ
らわれる鉄輪に関して、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つの目印が一致して、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つては、ま
ず、同じ特性をもつ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
をねじ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側定する。目印８と
８′は、締め付け制限用臼形軸承に加えるべき軸
方向の力によつ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個のジヨイントについて
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
つた一組しか備え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、ジヨイントね
じ上の目印の位置は、最初の臼形軸承が接触する
臼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、目印が対面するときに雄ねじ１の制
限用臼形軸承２と、雌ねじのそれとが互いに接す
る目印を雄ねじと雌ねじ上につけ、グリースを塗
つた後に、一定の再度ずれをもつて、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でき締め付
けトルクの範囲を上記学習により決定するように
したもので、実用的効果の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、雌ねじを上にのせた雄ねじの断面
図、第２図は第１図の上面図、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図の上面図である。 １……雄ねじ、２，５，１０，１３……臼形軸
承、３，１１……ねじ山、４……物指、６……ね
じ溝、７……切込み、８，８′……目印、９……
雌ねじ、１４……ねじ条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石油産業用鋼鉄管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方法であつて、上記
   ジヨ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２，１
   ０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つた後、２つの目
   印が対面する位置の向うに、ジヨイントが機能す
   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ヨイントに与
   え、そして、この締め付けに必要なトルクを側定
   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、ジヨ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 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   雄ねじと雌ねじ上の目印は、各ねじ毎の母線を決
   定することによつて決められ、この母線によつて
   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 特許請求の範囲第２項記載の方法であつて、
   円錐形のねじ山の場合には、鉄輪の全表面に沿つ
   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 特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに
   記載の方法であつて、２つの目印が対面する位置
   の向うのジヨイントの取付角の差は５〜15度であ
   るもの。 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
   鋼鉄管のジヨ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つ
   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ヨ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 特許請求の範囲第５項記載の装置であつて、
   ねじ条の表面と、ジヨイントの雄ねじ、雌ねじの
   臼形軸承２，１０とに対応する表面をもつた略円
   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 特許請求の範囲第５項記載の装置であつて、
   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 特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれか
   に記載の装置であつて、物指４，１２上の目印７
   の取付角は、ジヨ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。