JP2010526255A

JP2010526255A - 雄ねじ及び雌ねじを備えた管端部のための二部構造のプロテクタ

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Publication number: JP2010526255A
Application number: JP2008540462A
Authority: JP
Inventors: エイジュニアコヴァクスジョージ
Original assignee: スレドガードテクノロジーリミテッド
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: AU2005338298A1; EA013581B1; WO2007057047A1; JP5215864B2; EA200801212A1; EP1960705A1; CA2628674A1; DE102005054815A1; CA2628674C; US7857007B2; EP1960705B1; NO20082584L; US20080222843A1; BRPI0520685A2; UA92374C2; CN1966359A; AU2005338298B2

Abstract

雄ねじ若しくは雌ねじを備えた管端部のための二部構造のプロテクタ（２３，４３）であって、円筒状のプラスチック製のねじ部分（１４，４０）は、管端部のねじを覆うようになっており、金属から成る同じく円筒状の金属製のスリーブ（７，３３）は、ねじ部分の後端を支持するようになっており、ねじ部分とスリーブとは互いに入れ子式に係合していて、係止突起部（１８，４３）及び係止切欠き（２，３１）によって互いに係止されるようになっている形式のものにおいて、両方の構成部分間の遊びのない結合及び熱膨張係数の極めて異なる両方の構成部分間の信頼の高い係止を達成するために、スリーブ（７，３３）は、係止操作時に前方に位置する端縁部（８，３８）でもって、少なくとも係止切欠き（２，３１）の近傍でねじ部分（１４，４０）に密接に成形されている。両方の構成部分間の相対的な回動を、係止部の負荷なしに、ひいては両方の構成部分間の結合部の損傷なしに、防止するようになっている歯部は、結合部の安全性を著しく高めている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の二部構造のプロテクタに関する。本発明はさらに、二部構造のプロテクタの、請求項１３及び１４の上位概念に記載の形式の製造方法に関する。この種のプロテクタ（保護装置）は、端部にねじ若しくは損傷しやすい継手を備えた管の搬送並びに保管のために用いられるものである。例えばドリルストリング管は、粗野な取り扱い並びに劣悪ない保管若しくはストック条件下では損傷しやすいねじ領域を保護されねばならない。この場合にねじは雄ねじ若しくは雌ねじである。これらのねじは損傷、変形並びに汚れに対して保護されねばならない。

ねじを直接に覆うために、プラスチックから成るねじ部分は特に適していて、種々のねじに容易に適合して製造され、かつ特に端部側からのねじ山への衝撃負荷に対して硬くなく、したがって負荷を吸収して、衝撃負荷をねじ山に伝達することはない。これによってねじ山の損傷のない覆いを達成するようになっている。急激な負荷にも耐えるようにするために、この種のプロテクタは金属、有利には鋼から成る円筒状のスリーブを備えており、該スリーブは雄ねじの保護のためにプラスチック製ねじ部分の外周に配置され、若しくは雌ねじの保護のためにプラスチック製ねじ部分の内周に配置されている。両方の場合にねじ部分は前側（ねじ側）で管のねじを覆っていて、後ろ側で金属製のスリーブに支えられている。プロテクタの両方の構成部分は、互いに嵌合されかつ係止されるようになっている。この場合に問題として、ねじ部分に一体成形された係止突起部は、極めて硬く剛性の金属スリーブによって損傷されている。さらに係止部の製作誤差に基づき、スリーブはねじ部分に対して動き、若しくは遊びに基づき管の輸送時にプラスチック製のねじ部分に損傷を与えるおそれがある。スリーブとねじ部との間の係止部は極端な温度下でも保証されていなければならず、この場合に金属（スリーブ）及びプラスチック（ねじ部分）の極めて異なる熱膨張は特に厄介である。ねじ部分とスリーブとの間の係止が不十分である場合には、プロテクタは管のねじから外れてしまうことになる。

本発明の課題は、二部構造のプロテクタ（２つの構成部分から成るプロテクタ）を改善して、スリーブとねじ部分とは互いに遊びなくかつ相互に頑丈に差し嵌められ、ねじ部分を損傷することがなく、極端な温度条件での使用の際にも管端部へのプロテクタのねじ嵌め若しくはねじ戻しの際の操作が問題なく行われ、スリーブとねじ部分との間を良好に結合できるようにすることである。

前記課題を解決するために、本発明では、雄ねじ若しくは雌ねじを備えた管端部のための二部構造のプロテクタであって、円筒状のプラスチック製のねじ部分は、管端部のねじを覆うようになっており、金属から成る同じく円筒状の金属製のスリーブは、前記ねじ部分の後端（管端部へのねじ嵌め方向で見て後方の端部）を支持するようになっており、前記ねじ部分と前記スリーブとは互いに入れ子式に係合していて、係止突起部及び係止切欠きによって互いに係止されるようになっている形式のものにおいて、前記スリーブは、係止操作時に前方に位置する端縁部でもって、少なくとも係止切欠きの近傍でねじ部分に密接に成形されている。

係止切欠きの領域は重要であり、スリーブは、分離につながる運動を阻止し、かつ回転運動（例えば管端部へのプロテクタの装着の際のねじ回し）の際に良好な座着を達成するために、ねじ部分に密着している。このことは、有利には次のようにして達成され、つまりスリーブはまず、テーパー状に延びる端縁部で差し嵌められ、次いで係止切欠きの後で密接な接触のために成形される。

係止切欠きの領域は次の観点から特に重要であり、つまり円周領域の密接な接触は係止部の近傍に制限されてよい。一般的に、密接な接触は前方に位置する端縁部全体にわたって均一に行われ、局所的な遊び若しくは縁部の離れを避けるようになっている。特に有利には、スリーブはキャップ状に形成されており、スリーブの底部で管開口部の閉鎖を行っており、レンチ等の工具の侵入を防止してある。

スリーブの係止操作時に後方に位置する端縁部は、ねじ部分の後方縁部を覆うカール縁部として成形されており、該カール縁部はねじ部分の後方縁部の保護に用いられている。さらにスリーブのカール縁部は、ねじ部分の後方縁部に嵌合する、相対回動防止手段としての歯部を形成しており、歯部はプロテクトの回転負荷の際の係止突起部及び係止切欠きの負荷を防止しており、これによって係止部は負荷されないようになっている。

前方の端縁部の所定の変形加工は、本発明の方法では、有利にはシリンダー状（円柱状若しくは円筒状）に形成された成形ポンチ（変形加工ポンチ）を用いて行われる。スリーブの後方の端部に設けられた突起部は、曲げ加工によってカール縁部に形成され、カール縁部は歯部を備えていてよく、歯部はねじ部分の受容部内に係合するようになっている。

次に本発明を図示の実施例に基づき説明する。図面において、
図１は、プロテクト用の金属スリーブの製造のための打ち抜き薄板片の平面図であり、
図２は、金属スリーブの断面図であり、
図３は、図２の金属スリーブ及び変形加工工具の断面図であり、
図４は、金属スリーブの別の実施例の部分断面図であり、
図５は、プロテクト用のねじ部分を示す図であり、
図６は、プロテクトの断面図であり、
図７は、図６のプロテクト及び変形加工工具の断面図であり、
図８は、プロテクトの別の実施例の側面及び断面図であり、
図９は、雌ねじ用のプロテクトのための打ち抜き薄板片の平面図であり、
図１０は、雌ねじ用の金属スリーブの断面図であり、
図１１は、図１０のプロテクト及び変形加工工具の断面図であり、
図１２は、別の実施例の金属スリーブの部分断面図であり、
図１３は、雌ねじ用のねじ部分の側面及び断面図であり、
図１４は、雌ねじ用のプロテクトの断面図であり、
図１５は、図１４のプロテクト及び変形加工工具の断面図であり、
図１６は、金属スリーブの側面図であり、
図１７は、金属スリーブの端面図であり、
図１８は、金属スリーブの斜視図であり、
図１９は、別の実施例の金属スリーブの側面図であり、
図２０は、金属スリーブの端面図であり、
図２１は、金属スリーブの斜視図である。

図１に全体を符号１で表す打ち抜き薄板片は、ほぼ方形の鋼板から成っていて、内側に位置する切欠き部２、並びに下方へ突出する突起部３を有している。このような抜き薄板片は長手方向で環状に曲げられて、互いに当接する縁部４，５を付き合わせた状態で溶接結合され、かつ下方の縁部６に沿って内側へカールされ、図２に示すスリーブ７が形成される。この場合にスリーブの、切欠きに隣接の端縁部８はまず円筒状に形成される。相対する側に成形されているカール縁部９は、突起部３を超えて形成されている。付言すると、図２はスリーブの１つの直径線に沿った断面図ではなく、ある角度の線に沿った断面図である。図示の実施例では４つの切欠き２と同じく４つの突起部３を９０°の角度間隔で設けてあり、図２の左側に断面線は、１つの切欠き２及び１つの突起部３上ではなく、隣接する２つの切欠き２並びに２つの突起部３間に位置している。

図３にはスリーブ７のさらなる変形を示してあり、この場合にスリーブの切欠き２と上方の端縁部８との間に、円錐台及び円柱状の工具（金型）１１を用いて円錐形の開拡部１０を成形してあり、前記工具１１は上方から軸線方向にスリーブ内に押し込まれて、端縁部８を開拡するようになっている。この場合に、カール縁部９は変えられないままになっている。

図４には、別のカール縁部１２を示してあり、該カール縁部は軽いカーリング若しくはフランジング（曲げ変形又は曲げ加工）によって簡単に成形されており、この場合にスリーブのほかの部分は、スリーブ７と同じ形状を有している。カール縁部１２は、カール縁部９と同じように、頑丈なスリーブのための丸みのある環状の稜部１３を成しており、これによってスリーブは、軸線方向並びに半径方向の負荷若しくは荷重に対して強く、つまり耐衝撃性をもって形成されている。カール縁部１２も、突起部３に相当する突起部を備えていてよい。

図５には、スリーブ７に嵌合されるプラスチック製のねじ部分１４を示してあり、該ねじ部分は、管端部を半径方向でも軸線方向でも覆うために、円筒壁１５及び底部１６でもってキャップ状若しくはカップ状に形成されていて、内周面１７にねじ山を備えており、該ねじ山は保護すべき管端部の雄ねじにねじ嵌められるようになっている。ねじ部分は突起部１８を有しており、該突起部はスリーブ７の切欠き２に嵌合するようになっている。突起部１８の上側の環状の縁部は、端部に向かって円錐状に先細りする円錐縁部１９として形成されている。さらに、射出成形されるねじ部分には、受容部２０を設けてあり、該受容部内にはスリーブの突起部３を係合させるようになっており、換言すれば前記受容部２０はスリーブの突起部３を受容するようになっている。

ねじ部分１４はその外形を全体的に軽く円錐形に形成され、つまり、受容部２０に隣接の縁部に向かって軽く細くなり、すなわち軽く減径しており、このことは射出成形用の金型からのねじ部分の取り出しを容易にしている。ねじ部分の相応に軽い円錐形の外周面２１には、軸線方向に延びる縦リブ２２を設けてあり、該縦リブの稜線は外周面に対してテーパーを成して延びていて、円筒形のスリーブの受容（支持）のための円筒形状を画定し、つまりスリーブの円筒形に相当する仮想の円筒面によって規定された支持部を形成している。リブ２２は、ねじ部分４をスリーブなしに、一部構造のプロテクタとして用いる場合には、露出していて、ねじ部分の操作補助手段を成すものであり、つまり例えばねじ部分（プロテクタ）のねじまわし（ねじ嵌め若しくはねじ戻し）の際に滑り止めとして、若しくは工具の係合部として用いられるものである。

図６には、ねじ部分１４及びスリーブ７とから成る二部構造の１つのプロテクタ２３を示してある。同軸的な押し嵌めによって、例えばスリーブ７をねじ部分１４のリブの表面に沿って遊びなく被せ嵌めることによって、スリーブ７の上方（前方）の端縁部８は、該端縁部の前方に向かって、つまり端面（端部）に向かって開拡された形状に基づき係止突起部（係止***部）１８を乗り越えるようになっており、係止突起部自体は傾斜面（乗り上げ面）を備えている。スリーブの突起部３もねじ部分の受容部内に達し、つまり受容部内に入り込んで嵌合している。図面に示してあるように、スリーブの突起部３とねじ部分の受容部との間の円周方向での遊びは、係止突起部１８と切欠き２との間の遊びよりも小さくなっており、したがってねじ部分１４はスリーブ７の回転に際してスリーブ７の突起部３によってのみ連行され、係止突起部１８は負荷されないようになっている。

工具１１と同じように円筒形のポンチとして形成された工具２４を用いて行われる閉鎖のための変形加工によって、スリーブ７の縁部１０は、半径方向内側へ圧縮されて、ねじ部分１４の円錐形の領域１９に密着変形させられ、これによってスリーブ７とねじ部分１４とは遊びなく互いに接触しており、係止突起部１８の上方の縁と係止切欠き２の縁との係合による係止部も、緩みのない結合部を形成している。スリーブ７は縁部の圧縮変形によって係止切欠き２の周囲でもねじ部分に密着するようになる。

図８にはプロテクタの別の実施例を示してあり、該プロテクタのスリーブ２５はスリーブ７に相応して形成されており、しかしながら下方に位置する端縁部は、図４のカール縁部１２と同様にもっぱら９０°のカールである。該実施例も突起部２６及び受容部２７によって相対回動不能に形成されており、係止部は負荷されないようになっている。

図９乃至図２１には、雄ねじ用のプロテクタを示してあり、図１乃至図８のプロテクタは雌ねじ用のものである。

図９には、素材若しくは半製品として長方形の打ち抜き薄板片３０を示してあり、該打ち抜き薄板片は、係止のための切欠き３１及び相対回動防止用の歯部形成のための突起部３２を備えていて、図１０に示してあるように、丸曲げされ、かつ継ぎ目を溶接されて、スリーブ３３を形成するようになっており、該スリーブは、円周方向に均一に分配された係止切欠き３１を有していて、かつ下方縁部３４にカール縁部３５を備えており、ここではカール縁部は、前述の実施例のスリーブ７の場合と異なり半径方向外側に形成されている。カール縁部を除いて一貫して円筒形に形成されたスリーブ３３は、軸線方向に移動可能な実質的に円筒形のポンチ状の成形工具３６の円錐形の変形加工面によって、前方の端縁部３８を先細りの円錐形に成形される。

図１２には、フランジ状に外側へ向けて簡単な曲げ加工によって成形されたカール縁部３９の断面を詳細に示してあり、該カール縁部は相対回動防止のための突起部を有していてよいものである。

図１３には、スリーブ３３と嵌合するねじ部分４０を示してある。該ねじ部分は、上方に向かって軽く円錐形に延びる外周面を有しており、該外周面はねじ山４１を備えている。ねじ部分４０は、底部４２を備えてキャップ状若しくはカップ状に形成されている。内側に係止突起部４３を設けてあり、該係止突起部は、ねじ部分をスリーブに被せ嵌める際に前方に位置する側に傾斜面（乗り上げ面）を有している。さらにねじ部分は、図１４に示すスリーブ３３との係止のための受容部４４を有している。この場合に、スリーブ３３のカール縁部３５はねじ部分４０の外側へ突出する端部領域４５を覆っており、該端部領域は、ねじ部分のねじ込みの際のグリップ面（つかみ面）若しくは工具係合面として用いられ、かつ衝撃に対する保護手段をも成している。受容部４４は円周方向で、突起部３２に対してわずかにしか大きくない寸法で形成されており、つまり、受容部４４と該受容部に受容された突起部３２との間の円周方向での遊びは、係止突起部４３と係止切欠き３１との間の円周方向での遊びよりも小さくなっている。このような手段によって、係止部は、スリーブに回転負荷若しくはトルクを与える際に、損傷及び負荷から保護されるようになっている。

図１４に示してあるように、スリーブの嵌合方向で見て前方に位置する縁部３８は、円錐状の領域を備えており、該円錐状の領域は、プロテクタの操作が丁寧でない場合でもスリーブとねじ部分との嵌合（相互の差し嵌め）の際に係止部を損傷しないようになっている。

図１５に示すように、ポンチ状の工具４７の円錐状のヘッド部分４８をスリーブ内に押し込むことによって、スリーブの前方の縁部は曲げ戻され、その結果、ねじ部分４０の内壁に密着して、固着され、係止突起部４３の上方の縁に密接に係合するようになっている。複数構造の工具を用いて、工具の複数の構成部分の拡開運動によって、スリーブの前方に位置する端縁部３８を拡開し、つまり曲げ戻して、ねじ部分に固着させることも可能である。

図１６、図１７、及び図１８には、図１２の実施例に相当するカール縁部３６を備えた１つのスリーブ、つまり縁部を単にフランジとして曲げられて成る１つのスリーブを種々の方向から見て示してある。この場合に突起部は設けられていない。突起部は、ねじ部分内におけるスリーブの面接触の場合には不要であり、それというのはスリーブ５０を介したねじ部分への回転モーメントの導入はおそれられないからである。

図１９乃至図２１に示してある有利な実施例のスリーブ３３は、全体的に１８０°を越えて、かつ突起部をもカールされたカール縁部３５を備えていて、ねじ部分を良好に保護し、かつ係止部に負荷若しくは荷重を与えることなく、スリーブとねじ部分との間の相対回動不能な結合を達成している。

雄ねじ及び雌ねじを備えた管端部のための図示の実施例のプロテクタは、互いに接合される材料が強度、硬さ、特に熱膨張係数を著しく異ならせるものであるものの、頑丈に形成されかつ簡単に製作されるものである。材料の異なる大きさの熱膨張は、特殊な手段によりスリーブの前方に位置する端縁部をねじ部分に密着成形し、かつ歯部による相対回動防止を施してなければ、二部構造のプロテクタを分離若しくは分解させてしまうものである。

プロテクト用の金属スリーブの製造のための打ち抜き薄板片の平面図金属スリーブの断面図図２の金属スリーブ及び変形加工工具の断面図金属スリーブの別の実施例の部分断面図プロテクト用のねじ部分を示す図プロテクトの断面図図６のプロテクト及び変形加工工具の断面図プロテクトの別の実施例の側面及び断面図雌ねじ用のプロテクトのための打ち抜き薄板片の平面図雌ねじ用の金属スリーブの断面図図１０のプロテクト及び変形加工工具の断面図別の実施例の金属スリーブの部分断面図雌ねじ用のねじ部分の側面及び断面図雌ねじ用のプロテクトの断面図図１４のプロテクト及び変形加工工具の断面図金属スリーブの側面図金属スリーブの端面図金属スリーブの斜視図別の実施例の金属スリーブの側面図金属スリーブの端面図金属スリーブの斜視図

符号の説明

２切欠き、３突起部、７スリーブ、８端縁部、９カール縁部、１０拡開部、１１工具、１２カール縁部、１３稜部、１４ねじ部分、１５円筒壁、１６底部、１７内周面、１８突起部、１９円錐縁部、２４工具、２５スリーブ、３０打ち抜き薄板片、３１切欠き、３２突起部、３３スリーブ、３５カール縁部、４０ねじ部分、４１ねじ山、４２底部、４３係止突起部、４４受容部、５０スリーブ

Claims

雄ねじ若しくは雌ねじを備えた管端部のための二部構造のプロテクタ（２３，４３）であって、ほぼ円筒状のプラスチック製のねじ部分（１４，４０）は、管端部のねじを覆うようになっており、金属から成る同じくほぼ円筒状の金属製のスリーブ（７，３３）は、前記ねじ部分（１４，４０）の後端を支持するようになっており、前記ねじ部分（１４，４０）と前記スリーブ（７，３３）とは互いに入れ子式に係合していて、係止突起部（１８，４３）及び係止切欠き（２，３１）によって互いに係止されるようになっている形式のものにおいて、前記スリーブ（７，３３）は、係止操作時に前方に位置する端縁部（８，３８）でもって、少なくとも係止切欠き（２，３１）の近傍でねじ部分（１４，４０）に密接に成形されていることを特徴とする、雄ねじ若しくは雌ねじを備えた管端部のための二部構造のプロテクタ。
ねじ部分（１４，４０）はキャップ状に形成されている請求項１に記載のプロテクタ。
スリーブ（７，３３）の係止操作時に後方に位置する端縁部は、ねじ部分（１４，４０）の後方縁部を覆うカール縁部（９，１２，３５，３９）として成形されている請求項１又は２に記載のプロテクタ。
スリーブのカール縁部（９，３５）は、ねじ部分（１４，４０）の後方縁部に嵌合する、相対回動防止手段としての歯部を形成している請求項３に記載のプロテクタ。
スリーブのカール縁部（９，３５）は、歯部としての突起部（３，３２）を有しており、該突起部は、ねじ部分（１４，４０）に設けられた受容部（２０，４４）内に係合するようになっている請求項４に記載のプロテクタ。
スリーブのカール縁部（９，３５）は、断面で見て少なくとも９０°の曲げ部として形成されている請求項３から５のいずれか１項に記載のプロテクタ。
係止突起部（１８，４３）と係止切欠き（２，３１）との間の円周方向の遊びは、スリーブのカール縁部（９，３５）の歯部（３，３２；２０，４４）の円周方向の遊びよりも大きくなっている請求項４から６のいずれか１項に記載のプロテクタ。
係止突起部（１８，４３）はねじ部分（１４，４０）に設けられていて、係止操作時のスリーブ（７，３３）のための傾斜面を形成している請求項１から７のいずれか１項に記載のプロテクタ。
雌ねじを備えた管端部用のプロテクタ（４３）は、ねじ部分のねじ領域（４１）から外側へ突出する回転フランジ（４５）を備えている請求項１から８のいずれか１項に記載のプロテクタ。
雄ねじを備えた管端部用のプロテクタ（２３）は、ねじ部分の外周面に縦リブ（２２）を備えている請求項１から８のいずれか１項に記載のプロテクタ。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の二部構造のプロテクタの製造のための方法であって、係止切欠き（２，３１）を備えた円筒状の金属製のスリーブ（７，３３）を製作して、該スリーブを、射出成形されたプラスチック製のねじ部分（１４，４０）に係止されるまで、該ねじ部分に対して同軸的に移動させて、該ねじ部分と互いに入れ子式に係合させる形式のものにおいて、スリーブ（７，３３）は係止操作の前に、前方に位置する端縁部（８，３８）を、少なくとも係止切欠き（２，３１）の近傍でねじ部分（１４，４０）に対して傾斜させて離すように成形され、次いで係止操作の後にねじ部分（１４，４０）に接触するように成形されることを特徴とする、二部構造のプロテクタの製造のための方法。
前方に位置する端縁部の係止操作の前の変形加工は、軸線方向に移動可能な１つの成形ポンチを用いて行われる請求項１１に記載の方法。
前方に位置する端縁部の係止操作の後の変形加工は、成形ポンチを用いて行われる請求項１１又は１２に記載の方法。
請求項４から７のいずれか１項に記載の二部構造のプロテクタの製造のための方法であって、係止切欠きを備えた円筒状の金属製のスリーブ（７，３３）を製作して、該スリーブを、射出成形されたプラスチック製のねじ部分（１４，４０）に係止されるまで、該ねじ部分に対して同軸的に移動させて、該ねじ部分と互いに入れ子式に係合させる形式のものにおいて、前記スリーブ（７，３３）の後方の縁部に歯部としての突起部（３，３２）を形成し、前記後方の縁部をカール縁部（９，３９）として成形して、前記突起部（３，３２）を前記ねじ部分（１４，４０）に向けるようにすることを特徴とする、二部構造のプロテクタの製造のための方法。