JP4709453B2 - 外圧に耐えるねじ付パイプコネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、外部からの高圧に耐える緊密なシールのために特に重要なパイプ、特に、ガソリン及びガス産業に適したスチールパイプ用のねじ付コネクタであって、このコネクタに結合されたパイプを結合するねじ付コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン及びガス産業で用いられるパイプコネクタは公知であり、それは、内側にねじが切られたメス要素にねじこまれた、外側にねじが切られたオス要素によって構成されている。そのようなコネクタは、ガソリン及びガス井戸のため連続する抽出パイプ又は鋼管を構成するために用いられる。
【０００３】
ガソリン及びガス開発用の井戸の条件の厳しさに応じて、上記のコネクタの基本的構造は、公知のように、互いに圧迫する合成材料又は金属表面のリングのようなシール部材の様々の種類をそれらのコネクタに提供することによって完成されている。
【０００４】
引用される可能性のある例がＥＰ０４８８９１２に開示されている。それは、オス型要素の自由端の近くの雄ねじの後ろの領域内にあるオス型のテーパー面と、メス型要素の対応する領域内にある対応するメス型のテーパー面とを持つ先細りのねじ付コネクタを開示する。この一対のオス型及びメス型の面は、そのコネクタが、パイプ内を循環する流体に対し内側からシールする面を形成するように配置されたときに、互いに圧迫し合う。ＥＰ０４８８９１２に開示されたコネクタには、組立てたときに、それらの２つのオス型及びメス型のねじ付き要素を互いに正確な位置に配置できるようにする、アバットメントも設けられている。
【０００５】
ある用途の場合には、そのコネクタは、パイプ内を循環する内部流体の圧力及びパイプの外側に存在する外部圧力に対し抵抗するとともにシールを行わなければならない。そのようなシールは、関連ある流体が、液体若しくはガスまたはそれらの２つの混合であるか否かにかかわらず、外部の圧力が高い場合（例えば、６００barを超える場合）には、コネクタの信頼性を確保するために重要なものとなる。その様な用途の場合には、所定の圧力を超えると、ＥＰ０４８８９１２号に開示されたような内側シーリング面は、ねじに沿って外側から内側に進行する流体の浸透に対抗することができず、後に、その内側シーリング面が設けられたオス型リップを変形し又は破壊さえすることがあり、その結果、流体がパイプの内側に浸透することになる。
【０００６】
この問題を解消するため、メス型要素の自由端部の近くにシーリング面が配置されたような、ＥＰ０４８８９１２に開示されたタイプのコネクタを提供することが提案されている。
【０００７】
ＦＲ７７１２８５１は、オス型要素の自由端部の近くの内側シール面と、メス型要素の自由端部の近くの外側シール面とを備えるコネクタを開示する。それは、内部圧力及び外部圧力に耐えるものでなければならない。しかし、ＦＲ７７１２８５１によると、それらの２つのシール面の各々はアバットメントと結合しているので、そのコネクタの機能を発揮させること及びその製造はより困難である。寸法の許容が全体的にはない場合又は組立てトルクが過大な場合には、異常な変形が発生することがあり、その変形は、２つのシール面の機能を根本的に変え、さらに、パイプの内側の流体及びパイプ外側の流体に関して緊密性を失わせる。
【０００８】
そのようなコネクタを製造すると高価になる。それは、第１に、それが適切に機能するために機械加工の許容度を必要とし、第２に、厚さの厚いパイプを使用するには、内側のシール面及び外側シール面の両方を製造するためにそのような材料を必要とするからである。
【０００９】
上記の従来技術は、また、オス型及びメス型要素がシール面を有する２つの半径方向及び軸線方向にオフセットされた独立のねじ付き領域（そのようなねじ付き領域はステップと呼ぶこともある）によって構成されたテーパー付き又は直線状の管からなるコネクタも開示する。
【００１０】
それはＥＰ７６７３３５のケースであり、そこには、２つの別々の半径方向及び軸線方向にオフセットされたねじ領域を持ち、それにより、２つの別々の円錐体上に配置されたそれらのねじ領域は互いに軸線方向にオフセットされ、オス要素の自由端部の近くには内側シーリング面があり、メス要素の自由端部の近くには外側シーリング面がある、テーパー付き管からなるコネクタが開示されている。しかし、外側のシーリング面はメス要素の自由端部に近くにあり、パイプの端部にはその面をしっかりと保持するには十分な材料が存在しないので、その外側シーリング面は非常に高い圧力には対抗することができない。
【００１１】
さらに、ＥＰ０１４９６１２は、２つの半径方向及び軸線方向にオフセットされた別々のねじ付き領域を持ち、それにより、２つの別々の円錐体上に配置されたそれらのねじ領域は互いに軸線方向にオフセットされた管から構成されたコネクタを開示する。それらの領域の間にはシール面が形成されている。また、それらの領域は組立ての間ベアリング接触状態にあるオス型及びメス型面によって構成されている。そのコネクタは、また、オス型要素の自由端部の近くの内側シーリング面とメス型要素の自由端部にある斜めのアバットメントとから構成されている。
【００１２】
２つの半径方向及び軸線方向にオフセットされた別々のねじ付き領域の構造のため、ＥＰ０１４９６１２のコネクタは、比較的厚いパイプ壁を必要とし、さらに、それに対応するコスト及び容積のため、それを結合状態で製造することを構想することは困難である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、外部の圧力にしっかりと対抗し、上記のコネクタの欠点は持たないねじ付きパイプコネクタを提供するものである。
【００１４】
つまり、内部圧力に対抗した状態で外部の高圧にも耐え、必要とされるパイプの厚さ及び材料の質の観点と機械加工の観点とから、単純な構造で、ロバストで、さらに経済的なコネクタが求められている。
【００１５】
用語「ロバスト」は、例えば６００barから１５００bar程度の高圧に対抗できるコネクタを意味し、それは現場で容易に組立てることのできるものである。
【００１６】
ねじ付きパイプコネクタの製造も求められている。そのコネクタは既に存在するコネクタとほとんど異ならず、２つの別々の半径方向及び軸線方向にオフセットされたねじ付き領域からなり、それにより、２つの別々の円錐体上に配置されたそれらのねじ領域は互いに軸線方向にオフセットされるねじ付きコネクタとは異なり単一のねじ付き領域によって構成されており、また、それは組立体の構造を変えずに単一のねじ付き領域を持つようなコネクタから製造することができる。
【００１７】
内部圧力及び外部圧力の両方に対抗するように用いることのできる単一のシーリング手段を持つコネクタも求められている。
【００１８】
本願発明のコネクタはパイプライン又はストリングの製造に適する。
【００１９】
応用分野はガソリン及びガス産業に限定されず、同様な問題が発生し又は発生することのあるどのような用途にも及ぶ。
【００２０】
限定されない例としては、地熱流体又は水蒸気抽出がある。
【００２１】
そのコネクタは、所望の機械的特性を持ち、さらに、予想される用途の際に要求される腐食強度を持つような、例えば、鋼又は鉄合金若しくは非鉄合金を含むどのような金属材料からでも製造できる。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本願発明のねじ付きパイプコネクタは、第１パイプの端部に配置されたオス型要素と第２パイプ端部に配置されたメス型要素とからなる種類のものである。
【００２３】
オス型要素は、単一のオス型ねじ付き領域によって構成される外側雄ねじからなり、また、メス型要素は、単一のメス型ねじ付き領域によって構成される雌ねじからなり、オス型ねじ付領域はメス型ねじ付き領域に対応し、それにより、それらは一方が他方に組み込むことができる。
【００２４】
雄及び雌ねじにはテーパーが形成され、停止手段が設定位置においてコネクタの組立てを停止することができる。
【００２５】
オス型要素とメス型要素との間にはシーリング部材が挿入されている。そのシーリング部材は、オス型要素上のオス型ベアリング面とメス型要素上のメス型ベアリング面とによって構成されており、それらの２つのベアリング面は、コネクタが組立てられたときに互いにベアリング接触をすることができ、さらに、それぞれが、オス型ベアリング面用のオス型のねじ付き領域の全体的に中央の領域及びメス型ベアリング面用のメス型ねじ付き領域の全体的に中央の領域に配置されており、そのベアリング面では、それぞれのオス型及びメス型ねじが中断されている。
【００２６】
オス型及びメス型ねじが中断されているオス型ねじ付き領域及びメス型ねじ付き領域の「全体的に中央の領域」という言い方は、オス型及びメス型ねじ付き領域のコネクタの軸線に沿ったほぼ中央の位置にある領域又は、ねじ付き領域のコネクタ軸線に沿った長さの最大１／４の長さまでオス型及びメス型ねじ付き領域のコネクタの軸線に沿った中央の位置のいずれかの側まで延出する部分内の領域を意味する。
【００２７】
有利な点として、オス型ねじ付き領域及びメス型ねじ付き領域は完全なねじと不完全な、消滅する又は不備な端部ねじとの両方を囲むと考えられる。
【００２８】
以下の説明では、このシール手段は単に「中央シール手段」と呼ぶ。この用語は上記の全体的に中央の領域の定義に関する情報を考慮して限定的に解釈すべきでない。
【００２９】
オス型要素をメス型要素のセット位置に組み立てることを停止することができる停止手段は、ねじに直接に結合する手段又はねじとは別の手段によって組立てることができる。
【００３０】
ねじにはテーパーが形成されるので、ねじは自然に締りばめになり、また、そのねじに直接に結合された停止手段は、公知のように、既定のトルクまで組立てることによって、又は、組立ての終了時に一致するような、オス型要素上に設けられたものとメス型要素上のものとの２つのマークによって組立てることができる。
【００３１】
ねじから独立した手段に関しては、停止手段は、オス型要素のメス型要素への連続した相対的組立てを妨害するアバットメントとすることができる。
【００３２】
本願発明のコネクタに関する予想されたサービスによると、コネクタは上記のように１個の単体シール手段と中央シール手段とのみからなり、又はその中央シールに加えて第２シール手段も備えることができる。
【００３３】
その第２シール手段は２つのベアリング面によって保証されている金属―金属ベアリング接触のようにそれ自体が知られている手段であり、それらのベアリング面のそれぞれは、一方がオス型要素の自由端の近くに配置され、他方がメス型要素の対応する部分に配置されている。
【００３４】
中央シール手段のベアリング面は、それらがコネクタの組立ての間に互いにベアリング接触することができるのであれば、どのような種類又は形状でもよい。
【００３５】
例えば２つ円筒状面を用いて、オス型ベアリング面をメス型ベアリング面の直径よりもやや大きな直径とし、それによって、組立てシールを形成するときにそれらの２つの面の締りばめを確実にすることができる。
【００３６】
少なくとも１つの円筒状面を用い、他方の面を例えば円環状面とし、又は、前者のものと締りばめさせることのできるような種類のものとすることができる。
【００３７】
オス型ベアリング面及びメス型ベアリング面には同一の構造を持たせる必要はない。
【００３８】
有利点としては、中央シール手段、オス型面又はメス型面のベアリング面の少なくとも一つがテーパーの形成された面によって構成され、そのテーパーはねじのテーパーと同一の方向であるが、有利なことに、オス型要素及びメス型要素の共通軸線に対する角度はその軸線に対するねじのテーパーの角度より大である。
【００３９】
限定されない例示として、中央シール手段のオス型ベアリング面とメス型ベアリング面との間の接触距離は、１から１０ｍｍの範囲内にある。
【００４０】
オス型及びメス型要素のねじは、例えば、三角形又は台形のＡＰＩ（米国石油協会）ねじとすることができ、後者はＡＰＩから世界公知名称として「バットレス」と呼ばれており、その使用はその種のねじを設計する者たちにとってはありふれたものである。
【００４１】
バットレスねじ（又は、のこ歯ねじ）の場合には、それらは、特に、アバットメントと結合するときには、逆方向のフランクを持つことによってねじが互いによりよく係合することができるようにすることができる。
【００４２】
本願発明は、また、本願発明のコネクタを用いる２つのパイプ用のねじ付きコネクタにも関し、その構造は上記のとおりである。
【００４３】
多数の変形が可能である。
【００４４】
第１の変形例では、その結合は一体的なもので、上記のとおり、結合すべき各パイプは、その各端部において交互に本願発明のコネクタの雄型要素及びメス型要素を保持する。
【００４５】
したがって、２つのパイプの一体的な結合は、第１パイプの端部にある雄型要素を第２パイプの端部にある雌型要素にねじ込むことによって実行される。
【００４６】
パイプの形状及び厚さに応じて、外径が予め拡大されているパイプの端部に雌型要素を形成することは都合がよく、その雄型要素はパイプ上に形成され、その端部は必要に応じて例えば熱間成形によって厚くされている。
【００４７】
第２の変形例では、２つのパイプのための結合は、結合されたタイプ、つまり、２つのパイプを結合するカップリングを用いて行われ、また、本願発明の２つのコネクタを利用する。その構造は上記のとおりである。
【００４８】
その場合には、上記の雄型要素は各パイプの端部に形成され、また上記の雌型要素はカップリングの各端部に形成され、結合すべき２つのパイプの２つの端部にある２つの雄型要素はカップリングの２つの雌型要素にねじ込まれる。
【００４９】
その場合には、第１の実施例では、結合すべき２つのパイプの自由端は、組立の完了時にカップリングの内側において互いにベアリング関係になり、その結果、設定位置で組立を停止することができるアバットメントが構成される。
【００５０】
結合状態の第２実施例では、各パイプの自由端はカップリングの中央部分に設けられた停止ラグとベアリング関係を形成する。
【００５１】
添付の図面及び実施例の説明は本願発明のコネクタ及び結合の例を限定するものではない。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本願発明をよりよく表すために、添付図面は故意に簡略化してあり、寸法、角度及び寸法の比率は必然的に考慮していない。いくつかの寸法はかなり誇張してある。
【００５３】
図１及び図２は、雄型要素１及び雌型要素２の共通軸線Ｘ１−Ｘ１を通る平面に沿った部分的な軸線断面図で、それらの要素は、本願発明のねじ付きコネクタ５の第１スチールパイプ３及び第２スチールパイプ４の端部にそれぞれ配置されている。
【００５４】
それらの雄型要素１，雌型要素２は、図２では、結合された状態、つまり、コネクタ５が組立位置にある状態で示されている。図１はその組立前を示す。
【００５５】
結合される前のコネクタをよりよく示すために、雌型要素２は図１においてはその軸線Ｘ１−Ｘ１から半径方向にオフセットされている。
【００５６】
雌型要素２が形成されているパイプ４の端部６の外径は、そのパイプの連続部分４の直径よりも大であり、６の部分における直径はそのパイプの端部を拡大することによって作られている。
【００５７】
雄型要素１は、雄ねじ領域Ｆｍによって構成されている外側の雄ねじからなる。ねじ７は、テーパー成形され、ねじ山及び谷底に関するそのねじの２つの接線によって慣例的に示すように概略を示す。
【００５８】
ねじ７は単一のテーパー上に作られており、そのねじは公知の形状を持ち、そのコネクタのための所望の用途及びそのサービスの条件に適した種類のものである。
【００５９】
ＥＰ０７６７３３５に開示されたコネクタのように、各雄型及び雌型要素上にある、２つの半径方向及び軸線方向にオフセットされた別々のねじ領域（又は２つのねじが形成されたステップ）からなるねじ付きコネクタに対し、本願発明のコネクタは、単一のねじ領域によって構成されたねじを持つコネクタのように形成されている。
【００６０】
したがって、雄ねじが形成された領域Ｆｍは、単一の雄ねじ領域であると考えられ、その長さＬｍは、一方の端部から他方の端部までのねじの軸線方向長さに相当し、その長さは、端部における、不完全な、消滅した又は不十分なねじを含む。
【００６１】
雌型要素２は、雄ねじ部分７に対応するテーパー形成された内側の雌ねじ部分８を持ち、ねじ部７に適合してそれに似たように示されている単一の雌ねじ領域Ｆｆによって構成されている。
【００６２】
それは、単一のねじ領域からなり、その長さＦｆは、一方の端部から他方の端部までのねじ部の軸線方向長さにわたり、その長さはそれらの端部にある不完全な、消滅する、又は不十分なねじを含む。
【００６３】
中央のシール手段９は、ねじ部７，８の雄型要素１と雌型要素２との間に置かれている。
【００６４】
その手段９は、雄型ベアリング面１０及び雌型ベアリング面１１から構成され、それらの面はそれぞれ雄ねじ領域Ｆｍ及び雌ねじ領域Ｆｆの全体的に中央に配置され、その部分では、それぞれの雄ねじ部分及び雌ねじ部分は中断され、２つのベアリング接触１０，１１は、図２の９に示すように、コネクタの結合状態で相互のベアリング接触となることができる。
【００６５】
したがって、面１０及び１１の間の金属−金属接触の圧力は、連続する環状面の形状のシールを形成し、その面はパイプの外側から内側への又はその逆への流体の浸透を阻止する。
【００６６】
「雄ねじ領域Ｆｍと雌ねじ領域Ｆｆとの全体的に中央の領域」は、長さＬｍ及びＬｆに沿って中央の位置の設けられた領域、又はねじ部の長さＬｍ，Ｌｆの１／４に等しい長さだけ長さＬｍ及びＬｆの中央位置の両側に延在する領域を意味する。なお、その位置は、耐えるべき流体の外側からの圧力及びパイプの厚さの関数として選択される。
【００６７】
表面１０及び１１が組立の終了時に完全に一致するために、本願発明のコネクタは、雌型要素２に対する雄型要素１の相対的軸線方向の設定位置で組立を停止することができる停止手段を備える。図１及び図２の場合には、そのような停止手段は、雄型要素１２及び雌型要素１３上に厚いラインとして示された２つのマーク１２，１３によって公知の方法で構成される。要素１，２の組立は、図２に示すように、それらのマーク１２，１３が一致すると停止することができる。
【００６８】
マーク１２，１３は、ねじの締りばめを雄ねじ部分７と雌ねじ部分８との間に形成することができるねじのテーパー形状によって、雄ねじ部分７と雌ねじ部分８との間に所定の締りばめが形成されるように位置決めされる。
【００６９】
「縛りばめ」は、雄ねじ領域７上の位置におけるコネクタの軸線に対する半径と、組立後の雌ねじ領域上の対応する位置における半径との間の領域Ｌｍ及びＬｆのレベルに組立前に存在する積極的な差を意味する。
【００７０】
有利なことに、ベアリング面１０、１１の間でコネクタの軸線に関して測定された締りばめは、ねじ部７，８の間に存在する締めしろと少なくとも同じか望ましくはそれよりも大きくなるように決められており、それにより、結合された位置までのベアリング面の組立経路が短くなる。
【００７１】
中央のシール手段９の両側にある、雄ねじ領域Ｆｍと雌ねじ領域Ｆｆの両方のねじ部分は、例えば、コネクタを図５，６及び７に示されているように難なく組み立てたり外したりできるように、中断されている。
【００７２】
上記のように中央のシール手段９によって得られるシールは、特に、外側からの高い圧力に有効である。それは、全体的に中央の位置の雄型及び雌型ベアリング面１０，１１が、雄型要素１と雌型要素２との両方におけるパイプ厚さに関して十分な厚さの金属によって保持されているからである。
【００７３】
有利なことに、少なくともサービスのある条件のために注意が払われていて、雄型要素１に関して、雄型ベアリング面のレベルにある部材の厚さはパイプ３の厚さの少なくとも５０％となっている。
【００７４】
そのような条件を満たすことは、例えば、ＥＰ０４８８９１２における場合のようにコネクタのシール面が雄型要素の端部のねじ部を越えて設けられている場合には、不可能である。
【００７５】
雄型要素のためにそのベアリングのレベルにおける厚さを増加させると問題が生じる。それは、コネクタが非常に小さなテーパー率を持たなければならなくなり、それにより、雄型要素を雌型要素に係合させることに関して困難性が生じ、さらに、非常に大きな直径及び長さを必要とし、その結果、雌型要素が非常に高価になってしまうからである。
【００７６】
本願発明のコネクタは、単一のねじ領域を持つ従来のテーパー形成されたねじ部から作ることができる。
【００７７】
つまり、２つの別々の軸線方向及び半径方向にオフセットされたねじ部又はステップから成る従来のコネクタよりもかなり薄いパイプが必要となる。したがって、本願発明のコネクタは、非常にコンパクトで、材料に関して安価であり、さらに、機械加工が容易である。
【００７８】
さらに、中央のシール手段９の全体的に中央の部分のために、雄ねじ領域は完全なねじを持つ雄型要の端部１４まで延在することができ、その部分から雌型要素２の効率が計算される。
【００７９】
したがって、コネクタの体積を雌型要素に関して減少することができる。つまり、雌型要素２の外径を、雄型要素の端部にシール面を有する従来のコネクタに対して減少することができる。
【００８０】
同様に、雌ねじ部分８は、パイプ３の適当な外径を得るまで雌型要素の自由端部に向って延長することができる。したがって、コネクタの効率はパイプ３の１００％となる。このことは、雌型要素の自由端部にベアリング面を持つコネクタでは達成できない。
【００８１】
図３は図１及び図２のコネクタの変形例を示す。
【００８２】
コネクタ１５は、部分的な軸線方向断面のように接続された状態で示す。つまり、軸線Ｘ２−Ｘ２の上方の部分のみを示す。
【００８３】
図１及び図２のコネクタと同様に、それは雄型要素１６及び雌型要素１７からなり、各々には、雄型１８及び雌型１９の単一のテーパー形状のねじ領域が設けられている。
【００８４】
中央のシール手段２０は、雄型１８及び雌型１９のねじ部の全体的に中央にある領域、ここでは、雌ねじ領域１９の長さＬ’ｆの中央の位置に配置されている。
【００８５】
雌型要素１７への雄型要素１６の組立を停止できる停止手段は、雌型要素上の内側ショルダー２２によって形成されるアバットメント２１によって構成され、そのショルダーは軸線Ｘ２−Ｘ２を横切るように向い、その上には雄型要素１６の端部２３が保持され、その端部はそれがショルダー２２に保持されるように所望の形状を持つ。
【００８６】
結合コネクタ１５は、所望の組立トルクに達したときに、アバットメント２によって止められる。
【００８７】
明らかに、要素は、ねじ部１８，１９及び中央シール手段２０の両方が、存在する締めしろの結果として、締りばめを提供するように、配置される。
【００８８】
必要であれば、その場合には、雄ねじ部分１８を雌ねじ部分１９に良好に係合し、それにより、アバットメント２１の反対側にあるねじ部のフランクをベアリング接触状態に置くために、逆のフランクを持つ「バットレス」タイプの雄ねじ及び雌ねじ部１８，１９を用いることができる。
【００８９】
図４は図１及び図２の別の変形例の軸線Ｘ３−Ｘ３の上方の軸線方向部分断面図である。
【００９０】
その結合状態では、そのコネクタ２４は雄型要素２５及び雌型要素２６を備えており、各々には別々の雌型２７及び雌型２８の単一のテーパー状のねじ部分が設けられている。
【００９１】
中央のシール手段２９は、雌ねじ領域２８の長さＬ”ｆに沿ったほぼ中央の位置に設けられている。図１の手段と同様に、その手段は、結合状態で一方が他方に載る雄型シール面及び雌型シール面によって構成される。
【００９２】
その際、雄型要素２５を雌型要素２６に組込むことを設定位置に停止することができる停止手段が、図３の例と同様な方法で、アバットメント３０によって構成され、雌型要素のテーパー加工された凸状のショルダー３１が、雄型要素２５の対応する凹状のテーパー加工された端部３２のためにベアリング面として機能する。
【００９３】
その例では、アバットメント３０は、図３の場合にはアバットメント２１は軸線Ｘ２−Ｘ２と直交しているが、再入テーパーとして知られているアバットメントのような再入テーパーを持つ。
【００９４】
さらに、コネクタ２４は、雄型２７の内側端部３４と雌型２８の端部とアバットメント３０との間に設けられた第２のシール手段３３を備え、その手段は、雄型の凸状のテーパー加工された面３５によって構成されており、その面は、結合状態では、対応する雌型の凹状のテーパー加工された面３６と密接したベアリング接触状態になる。
【００９５】
中央シール手段２９はパイプの内部の流体及びパイプの外側の流体に対抗するシールを確実にする一方、いくつかの特別な過酷な状況では、外側の流体に対抗するシールとして中央シール手段２９を用い、さらに、図４の例のように、第２のシール手段３３を用いることが重要である。この例では、限定されないがシール面の形状をしていて、それが内部流体に対抗する緊密なシールを保証する。
【００９６】
変形例では、そのシール手段は、例えば、それ自体が知られているシール器具のようなシールリングによって構成することができる。
【００９７】
コネクタが３３のような第２のシール手段を持つ場合には、中央シール手段２９を雌型要素の端部に向って片寄らせることが可能である。
【００９８】
有利なことに、その中央シール手段は、長さＬ”ｆを持つ雌ねじ部分の区分ＡＢの範囲内に保持されており、ＡはＬ”ｆの中央位置を表し、Ｂは雌型要素２６の自由端側条のＬ”ｆの半分の中央位置に設けられた位置である。
【００９９】
図３に示すように、コネクタが中央シール手段のみから構成されている場合に、その手段が外部及び内部の両方の材料に対抗するシールとして機能するときには、有利なことに、中央シール手段２０は、Ｌ’ｆの長さの１／４を表す区域ＣＤ内に置かれることによって、長さＬ’ｆを持つ雌ねじ部の中央位置Ｃの中央位置からずらされる。そのずらしはこの場合には雄型要素１６の自由端側に向う。
【０１００】
すべての例においては、中央シール手段（２０，２９）を通過し、軸線と直交する断面、つまり、Ｐ１−Ｐ１（図３）又はＰ２−Ｐ２（図４）となるものの内にあるその中央シール手段のレベルでは、確実に、十分な量の材料が雄型（ｈ１ｍ、ｈ２ｍ）及び雌型（ｈ１ｆ、ｈ２ｆ）側に供給されてシール面を保持する。
【０１０１】
限定しない方法として、ｈ１ｍ、ｈ２ｍ、ｈ１ｆ及びｈ２ｆは、パイプ３，４の厚さの５０％の近くに維持されるが、その厚さの３０％から８０％までの間の大きさまで変えることができる。
【０１０２】
雄型構成要素の内側の面の直径が、例えば、雄型の端部の壁を円錐形にすることによってパイプの本体の直径よりも小さくされている場合には、ｈ１ｍ及びｈ２ｍの値をそのパイプの本体の厚さの８０％よりもほんのわずか大きくすることができる。
【０１０３】
図５、図６及び図７は図２の領域Ｉのいくつかの実施例の拡大した図である。
【０１０４】
図５は、テーパー加工された雄ねじ部分７及びテーパー加工された雌ねじ部分８を示しており、それらは、それらのそれぞれの歯によって結合されかつ表示されている。
【０１０５】
限定されない例によると、ねじ部は、「バットレス」タイプの台形ＡＰＩねじであり、それは互いに噛み合う雄型３４及び雌型３５の負荷フランクと雄型３６及び雌型３７のスタブフランクとともにそれ自体が知られている。
【０１０６】
雌ねじ部８の歯のクレスト（頂）３８は、互いのねじの干渉によって雄ねじの歯７の底面３９に対し締りばめの状態にあり、対応して、雄ねじのクレストはめねじ部の底面を圧迫する。
【０１０７】
明らかに、雌ねじ部分と雄ねじ部分との間で相違点は予想できるが、それらは常に組み立てたれたときに締りばめを形成する。
【０１０８】
例えば、雌ねじ部８のクレスト３８は、雄ねじ部のクレストが雌ねじ部の底面を圧迫しない間、互いのねじ部の干渉によって雄ねじの歯７の底面３９と締りばめを形成することができる。
【０１０９】
Ｇ１及びＧ２は円錐体の図形要素を表しており、それは雄ねじ部７及び雌ねじ部８の最高の空間的な必要条件を画定する。その図形要素の傾斜は、理解を容易にするために意図的に誇張してある。
【０１１０】
雄ねじ部分７及び雌ねじ部分８の両方とも設定長さにわたって中断されていて中央シール手段９のための空間を形成している。その長さはねじ部の３から５ピッチ程度の長さまで変更することができる。
【０１１１】
シール手段９を形成する雄型１０及び雌型１１ベアリング面は図形要素Ｇ３に対応して平行に面取りされた円錐面であり、その図形要素の斜面はねじ部の斜面よりも高いほうが有利である。
【０１１２】
図形要素Ｇ１、Ｇ２の斜面とベアリング面Ｇ３の図形要素の斜面との間の違いαは望ましくは２０°に限定されている。
【０１１３】
コネクタが組み立てられると、面１０，１１は接触圧力によって互いに圧迫し合ってシールを確実なものとする。
【０１１４】
その接触圧力は、面１０，１１における干渉の程度が大きくなるにつれてすべて高くなり、その干渉によって、その圧力の源である弾性変形が生じる。
【０１１５】
図５は、２つの面１０，１１の間、つまり、コネクタの軸線Ｘ１−Ｘ１と直交する方向に測定されたｄ１における実際の干渉を表すために、組立前のそれらの面の幾何学的配置によって意図的にそれらの面を示す。干渉の程度が大きくなるにつれて、それらの面の接触圧力は高くなる。
【０１１６】
組立状態において、それらの面が接触圧力によって互いに接触状態にあるときには、接触ラインは図形要素Ｇ３に沿ったものとなる。
【０１１７】
ベアリング面１０，１１はクリアランス４０，４１によって囲まれており、それらは上流及び下流で必要とされ、それにより、雄型要素を雌型要素と係合させて問題なく組み立てることができ、さらに、加工機械を用いなくて済むようになる。
【０１１８】
図６及び図７は中央シール手段４２，４３の変形例を示す。
【０１１９】
図６において、雄型ベアリング面４４は切頭面４４によって構成されており、その図形要素Ｇ４はねじ部７，８の図形要素Ｇ１及びＧ２と平行である。雌型ベアリング面４５は円環状の面によって構成されている。
【０１２０】
図７において、雄型ベアリング面４６は円環状で、雌型ベアリング面は図形要素Ｇ１及びＧ２と平行な図形要素Ｇ５によって切頭されている。
【０１２１】
ベアリング面の干渉を図６及び図７に示す。その位置ではそれらは最大、つまり、それぞれ、ｄ２、ｄ３である。
【０１２２】
図６及び図７に示すそれらのベアリング面は、図５に示す面１０及び１１よりも短い組立軌跡を持つ面であるという利点を持つ。しかし、面４４／４５又は４６／４７で形成される接触圧力の分配は面１０，１１に対するものとは異なる。
【０１２３】
本願発明に含まれた雄型及び雌型ベアリングの面は、それらがコネクタの結合された状態において一方を他方に圧迫することができるのであればどのような形状でも良い。
【０１２４】
有利なことに、それらのベアリング面の最大体積は、ねじ部の空間要求の限界を画定する図形要素Ｇ１及びＧ２の間に存在する空間によって画定される。
【０１２５】
実際には、中央シール手段９，４２，４３及び／又は面１０−１１，４４−４５，４６−４７の相互ベアリングの効果を強化するために、さらに、コネクタが３３のような第２シール手段を備える場合にその第２シール手段の効率を高める必要があるときには、中央シール手段の一方の側に設けられたねじ部の一部の一方のねじのクレスト（山の頂）とねじの谷底との間の半径方向への干渉を減少し又は無効にすることさえできる。
【０１２６】
２の要素の一方、つまり、コネクタの雄型要素又は雌型要素に関するその目的のために、コネクタの軸線に関して測定された０．００５ｍｍから０．１０ｍｍまでの範囲内の距離まで、図形要素Ｇ１及びＧ２の位置を離すことができ、それは、一方が雄ねじ部分上で機能する場合には図形要素Ｇ１の一部を処理し、雌ねじ部分上で機能する場合にはＧ２の一部を処理することによって行い、その部分は中央シール手段の左側として図５，６，７に、また、中央シール手段の右側として図５，６，７に示されており、図形要素Ｇ１又はＧ２の一部を別々に処理することによって行う。
【０１２７】
そのような方法においては、中央シール手段の左側上に配置された部分とよぶ図形要素Ｇ１又はＧ２の部分と、右側に配置された部分との両方ともが、コネクタの軸線に関して示された量だけ半径方向に僅かにずらされている間平行に維持される。
【０１２８】
直前に説明し、さらに、前に説明したように単一の雌ねじ領域及び単一の雄ねじ領域に基づいて基本的に残されるコネクタの全体的な機能は、その原理においてはすべてのものに関して変更されず、シールの特徴は、各特定の状況において、ねじ部の一方、つまり、中央シール手段の領域の両側の間の雄型又は雌型ねじ部を半径方向にオフセットすることによって利点となることができる。
【０１２９】
図８，９及び１０は２つのパイプの間を接続する結合タイプの３つの実施例を示す。各々は本願発明の２つのコネクタを用いている。
【０１３０】
図８はカップリング５１を用いる２つのパイプ４９，５０の接続４８の軸線Ｘ４−Ｘ４を貫通する軸線断面図である。
【０１３１】
接続４９，５０された各パイプは、端部に雄型要素５３，５４を備える。
【０１３２】
カップリング５１には、中央停止ラグ５２が設けられており、カップリングの各端部は雌型要素５５，５６からなる。
【０１３３】
要素５３−５５及び５４−５６のそれぞれの結合の各々は本願発明のコネクタを構成する。
【０１３４】
雄型要素５３，５４及び雌型要素５５，５６は、それぞれの構成が上記の説明に対応しさらに各々が本願発明を構成するように互いに関連するようになっている。この場合、図４に示すように、各コネクタは、中央シール手段５７，５８に加えて、図４において３３で説明するタイプの第２のシール手段からなる。
【０１３５】
雄型要素を雌型要素に組み入れることを設定位置において停止する停止手段は、ここでは、カップリング５１の停止ラグ５２によって構成されており、それは図４に３０で示すアバットメントと同じタイプのアバットメント６１，６２として機能する。
【０１３６】
したがって、本願発明による接続は、本願発明の２つのコネクタによって構成される。
【０１３７】
図９は、図８の実施例の変形例で、カップリング６５によって２つのパイプ６３，６４を結合する本願発明の接続のＸ５−Ｘ５に沿った軸線方向断面図を示す。
【０１３８】
図８に対し、カップリング６５は図８の停止ラグ５２のようなラグは備えていない。
【０１３９】
その場合には、接続を形成するそれぞれの雄型及び雌型要素６６−６７及び６８−６９によって構成される本願発明の２つのコネクタは、雄型要素６６，６８の端部７１，７２を互いにベアリング接触させることによって形成されている共通のアバットメント７０を含む。
【０１４０】
その共通のアバットメントは、本願発明のそれらの２つのコネクタのための共通の手段を構成して設定位置において組立を停止し、それによって、各コネクタの中央シール手段７３，７４の雄型及び雌型ベアリング面を完全に一致させる。
【０１４１】
さらに、第２シール手段が、接続を形成するコネクタのねじ領域を越えたカップリングの中央領域の７５，７６に設けられている。その接続は、例えば、テーパー処理された２つの干渉面の金属対金属ベアリングによる公知の方法によって行われる。
【０１４２】
共通のアバットメント７０を中央の位置に正確に配置するために、ステップ７７，７８が、接続を形成する各コネクタの雄型要素６６，６８上、さらに、雌型要素６７，６９の上にショルダーの形状に作られる。
【０１４３】
カップリング６５のように形成された雌型ショルダーの間の軸線方向距離は、雄型要素６６，６８の端部７１，７２がそれらの共通のアバットメント７０を押しているときに、それらの雄型ショルダーの間の軸線距離よりもわずかに小さくなるように配置され、それにより、それらのショルダーは雄型要素６６，６８の端部７１，７２のベアリング接触を阻害することはない。
【０１４４】
図９は、雄型及び雌型ショルダーのステップ７７の一方の側のみが接触状態にあり、わずかな軸線方向への遊びが、対応する雄型及び雌型ショルダーの間のステップ７８の側に存在することも示す。
【０１４５】
ステップ７７，７８のそれぞれの雄型及び雌型ショルダーの位置は、共通のアバットメント７０が、組立ての間、カップリングの中央位置、つまり、対称の軸線Ｙ１−Ｙ１の面上又はその直ぐ近くに形成されるように配置される。
【０１４６】
図１０は図９の実施例の変形例で、カップリング８１を介して２つのパイプ７９，８０を結合する本願発明の接続のＸ６−Ｘ６に沿った軸線方向断面図を示す。
【０１４７】
図９に対し、接続を形成するそれぞれの雄型及び雌型要素８２−８３及び８４−８５によって構成される本願発明の２つのコネクタの各々が、中央シール手段８６，８７のみによって構成されている。
【０１４８】
図８及び図９に対し、第２シール手段はない。
【０１４９】
接続は、雄型要素８２，８４及び雌型要素８３，８５の両方の上に形成された共通のアバットメント８９及びステップ９０，９１からも構成されており、それらの要素はカップリングの対称Ｙ２−Ｙ２の面内に又はその近くにそのアバットメント８９を正確に配置するように機能する。
【０１５０】
それらのステップが図９に関して説明したのと同様に機能するように望ましい軸線方向への遊びが設けられている。
【０１５１】
それに対し、接続の中央領域８８はシール面を持ってなく、雄型要素８２，８４のねじが形成されていない端部が、８９の位置で衝突するまでカップリング８１の中央領域８８の自由な半径方向遊びによって滑動する。
【０１５２】
明らかに、組立タイプの２つのパイプの接続は本願発明の単一のコネクタを用いる本願発明によって行われる。
【０１５３】
そのような接続のために、例えば、図３及び図４とともに図１及び図２も参考にすべきである。
【０１５４】
その場合、接続すべき各パイプ３，４はその端部に本願発明の雄型要素又は雌型要素を交互に保持し、その接続は、第１のパイプの一方の端部上の雄型要素１を第２のパイプ４の一方の端部にある雌型要素２に組み入れることによって行われる。
【０１５５】
上記で説明したように、本願発明のコネクタ及びそれらのコネクタを用いて行われた接続は特に強固であるとともに、所望の外側及び内側シール性能を持つ。
【０１５６】
それは、２つの半径方向及び軸線方向にオフセットされたねじ領域を持つ現存するコネクタに対し、それらが形成されるテーパ−の整列が崩れることなく、ねじ部が単一のねじ領域によって構成されているという事実から得られることである。
【０１５７】
さらに、中央シール手段の配置のため、ねじ部の完全なねじが第２シール手段が設けられていない場合に２つの端部まで延在することができる。
【０１５８】
そのことは、コネクタの引っ張り効率が、ねじ部の端部におけるシール面を持つ同一の寸法のコネクタの効率よりも高いことを意味する。
【０１５９】
明らかに、ねじ部のテーパ−は、雄型要素が容易に雌型要素と係合するように選択されている。
【０１６０】
有利なことに、また、限定されない方法では、ねじ部は軸線に対する斜面が２．８６°又はそれ以上となるように選択される。
【０１６１】
本願発明のコネクタ及び接続は、高圧に抵抗するためのものであるが、通常は厚くて大きな直径のパイプから生じるものの専用ではない。
【０１６２】
本願発明の多数の変形例を作ることができる。それらのすべてが本願のクレームの範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、非結合状態にある、本願発明のねじ付きコネクタの雄型及び雌型要素の部分的な軸線方向への断面図である。
【図２】 図２は、状態にある、図１の本願発明のコネクタを示す。
【図３】 図３は、合された状態にある、本願発明のコネクタの部分的な軸線方向への断面図であり、そのコネクタは図２のコネクタの変形例である。
【図４】 図４は、合された状態にある、本願発明のコネクタの部分的な軸線方向への断面図であり、そのコネクタは図２のコネクタの別の変形例である。
【図５】 図５は、本願発明のコネクタの中央シール手段の第１の実施例を示す図２の部分１の拡大図である。
【図６】 図６は、図５の変形例で、本願発明のコネクタの中央シール手段の別の実施例を示す。
【図７】 図７は、図５の別の変形例で、本願発明のコネクタの中央シール手段のさらに別の実施例を示す。
【図８】 図８は、本願発明の２つのねじ付きコネクタを用いる、本願発明のねじ付き及び結合された接続の結合部における軸線方向断面図で、その結合は中央の停止ラグを備える。
【図９】 図９は、本願発明の２つのねじ付きコネクタを用いる、さらに本願発明のねじ付き及び結合された接続の結合部における軸線方向断面図で、その結合は中央停止ラグを持たない。
【図１０】 図１０は、本願発明の２つのねじ付きコネクタを用いる、さらに別の本願発明のねじ付き及び結合された接続の結合部における軸線方向断面図で、その結合は中央停止ラグを持たない。

Claims (20)

1. 第１パイプ（３）の端部に配置された雄型要素（１）と、第２パイプ（４）の端部に配置された雌型要素（２）と、中央シール手段（９）とを備え、該中央シール手段が雄型ベアリング面（１０）及び雌型ベアリング面（１１）によって形成され、該ベアリング面はコネクタの接続位置において互いに押し合うことができ、前記雄型要素（１）が外側のテーパ−処理された雄ねじ部分（７）を備え、前記雌型要素が前記雄ねじ部分（７）に対応する内側のテーパー処理された雌ねじ部分（８）を備え、さらに、停止手段（１２，１３，２１）を設けて該コネクタの接続状態において前記雄型要素（１）を前記雌型要素（２）に組み入れることを設定位置において停止することができるようにするねじ付きパイプコネクタであって、
   前記雄ねじ部分（７）が、単一の円錐体上に配置される雄ねじ領域を備え、前記雌ねじ部分も雌ねじ領域を備え、
   前記中央シール手段の前記雄型及び雌型ベアリング面が、該雄型ベアリング面（１０）のための雄ねじ領域及び雌型ベアリング面（１１）のための雌ねじ領域の全体的に中央の領域に配置され、前記雄ねじ領域と前記雌ねじ領域の内では前記雄ねじ部分及び雌ねじ部分が中断している、ねじ付きパイプコネクタ。
2. 請求項１のコネクタにおいて、前記雄ねじ領域及び前記雌ねじ領域は完全なねじと、不完全な、消滅する又は不十分な端部を持つねじとを含むコネクタ。
3. 請求項１又は２のコネクタにおいて、前記中央シール手段は、前記雄ねじ領域又は雌ねじ領域の中央位置から、前記中央位置の両側に向かって、最大で前記ねじ領域の１／４の長さと等しい長さまで延在する領域内に配置することができるコネクタ。
4. 請求項１乃至３のいずれかのコネクタにおいて、該コネクタの接続状態において前記雄型要素を前記雌型要素に組み入れることを前記設定位置において停止することができる前記停止手段は、前記ねじ部分に直接に接続された手段（１２，１３）によって構成されているコネクタ。
5. 請求項１乃至３のいずれかのコネクタにおいて、該コネクタの接続状態において前記雄型要素を前記雌型要素に組み入れることを前記設定位置において停止することができる前記停止手段は、前記ねじ部分とは別の手段によって構成されているコネクタ。
6. 請求項５のコネクタにおいて、前記ねじ部分とは別の手段はアバットメントであるコネクタ。
7. 請求項１乃至６のいずれかのコネクタにおいて、前記中央シール手段の前記ベアリング面、前記雄型ベアリング面又は前記雌型ベアリング面の少なくとも１つは、テーパー処理された面によって構成されており、そのテーパーは前記ねじ部分のテーパーと同一の方向にあり、さらに、前記コネクタの軸線に関する角度はこの軸線に関する前記ねじ部分のテーパーの角度よりも大であるコネクタ。
8. 請求項７のコネクタにおいて、前記コネクタの軸線に対する前記テーパー処理されたベアリング面の角度は、その軸線に対する前記ねじ部分のテーパーの角度よりも最大２０°の値まで大きいコネクタ。
9. 請求項１乃至８のいずれかのコネクタにおいて、前記中央シール手段の前記雄型及び雌型ベアリング面の最大体積は、前記雄ねじ部分および前記雌ねじ部分それぞれのクレストを繋ぐ面と谷底を繋ぐ面の間に存在する空間によって画定されるコネクタ。
10. 請求項１乃至９のいずれかのコネクタにおいて、前記中央シール手段の前記雄型ベアリング面及び前記雌型ベアリング面は、２つのテーパー処理された面を有し、そのテーパーは前記ねじ部分のテーパーよりも高いコネクタ。
11. 請求項１乃至１０のいずれかのコネクタにおいて、前記中央シール手段の一方の側に設けられた前記雌ねじ部分の谷底または前記雄ねじ部分の谷底の部分は、前記中央シール手段の他方の側に設けられた前記雄ねじ部分のクレストまたは前記雌ねじ部分のクレストの部分に関して僅かに半径方向に前記コネクタの軸線から離れているコネクタ。
12. 請求項１乃至１１のいずれかのコネクタにおいて、第２シール手段を備えるコネクタ。
13. 請求項１２のコネクタにおいて、前記第２のシール手段は、前記雄型要素の自由端部の近くに設けられた雄型ベアリング面と前記雌型要素の対応する位置に設けられた雌型ベアリング面とによって設けられ、前記雄型及び雌型ベアリング面が該コネクタの組立の間に互いにベアリング接触を行うようになるコネクタ。
14. 請求項１乃至１３のいずれかのコネクタにおいて、前記中央シール手段の前記雄型及び前記雌型ベアリング面における干渉は前記雄ねじ部分と前記雌ねじ部分との間の干渉よりも大きいコネクタ。
15. ２つのパイプのための組立タイプのねじ接続方法において、請求項１乃至１４のいずれかによるコネクタによって形成され、前記コネクタの前記雄型要素は第１パイプの端部に形成され、前記雌型要素は前記第２パイプの端部に形成される接続方法。
16. 請求項１５の接続方法において、前記雌型要素は延長されたパイプの一方の端部に形成され、前記雄型要素は選択的に厚くされたパイプの一方の端部に形成される接続方法。
17. ねじ付カップリング（５１）による２つのパイプ（４９，５０）の接続方法において、請求項１乃至１４のいずれかによる前記２つのコネクタによって形成され、１つの雄型要素（５３，５４）がパイプ（４９，５０）の各端部に形成され、雌型要素（５５、５６）がカップリング（５１）の各端部に形成され、各パイプの１つの雄型要素が前記カップリングの一方の端部の各雌型要素内に結合される接続方法。
18. 請求項１７の接続方法において、接続状態において、各雄型要素（４９、５０）の自由端部は、中央停止ラグ（５２）を形成するカップリング（５１）の部分とベアリング接触を行い、それにより、２つのアバットメント（６１、６２）を形成する接続方法。
19. 請求項１７の接続方法において、接続状態において、前記雄型要素（６６、６８）の２つの自由端部（７１，７２）は互いにベアリング接触を行い、それにより、共通のアバットメント（７０、８９）を形成する接続方法。
20. 請求項１９の接続方法において、ショルダーを形成するステップ（７７、７８、９０、９１）が各雄型要素（６６、６８）及び前記カップリングの前記中央部分に近い各雌型要素（６７、６９）内に形成され、前記ショルダーによって前記共通のアバットメント（７０、８９）は正確に配置される接続方法。

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