(57)【要約】パイプの螺旋状のねじ山を保護するための保護部材であって本体を含む。本体は、中心軸、基部を含む上端と、上端の反対側に下端を備え、環状の結合部が基部から下端まで軸方向に延びる。結合部は径方向内側の表面と径方向外側の表面を含む。結合部は、径方向内側の表面から径方向内方に、または径方向外側の表面から径方向外方に突き出た螺旋状のねじ山を含む。螺旋状のねじ山は、パイプのねじのねじ山プロファイルとは異なる凸状のプロファイルを有する。
2014531560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を有し、ねじ山ピッチがＰp、径方向のねじ山高さがＨp、軸方向のねじ山幅がＷpであって、Ｌ４長さ、Ｌ２長さ、ねじ山プロファイルを有するパイプの螺旋状のねじ山を保護するための保護部材であって、
中心軸を有する本体を備えており、この本体が基部を有する上端とこの上端と反対側にある下端とを備えており、環状の結合部がこの基部から軸方向に下端まで延びており、結合部が径方向内側の表面と径方向外側の表面とを備えており、
結合部が、径方向内側の表面から径方向内方に、または径方向外側の表面から径方向外方に突き出た螺旋状のねじ山を含み、
螺旋状のねじ山が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山プロファイルと異なる凸状のプロファイルを有している、保護部材。
【請求項２】
請求項１に記載された保護部材であって、凸状のプロファイルが、径方向内側の表面から径方向内方、または径方向外側の表面から径方向外方に突き出た半円柱状面で形成されている、保護部材。
【請求項３】
請求項１に記載された保護部材であって、凸状のプロファイルが０．０３インチより大きな曲率半径を有するもの。
【請求項４】
請求項３に記載された保護部材であって、曲率半径が０．０４５インチと０．０６インチの間であるもの。
【請求項５】
請求項２に記載された保護部材であって、結合部の螺旋状のねじ山の軸方向長さＬ１が、Ｌ２長さ未満であるもの。
【請求項６】
請求項５に記載された保護部材であって、軸方向長さＬ１が１．０インチを超え１．５インチ未満であるもの。
【請求項７】
請求項６に記載された保護部材であって、螺旋状のねじ山が、基部寄りにあって下端から軸方向に離れているか、下端寄りにあって基部から軸方向に離れているかのいずれかである保護部材。
【請求項８】
請求項２に記載された保護部材であって、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチＰ１が、前記ねじ山ピッチＰpと同じであり、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅Ｗ１が、前記ねじ山幅Ｗpの９０から１１０％で、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山の径方向高さＨ１が、前記ねじ山高さＨpの８０％から１００％である、保護部材。
【請求項９】
請求項１に記載された保護部材であって、結合部の径方向内側の表面または径方向外側の面が、保護部材の中心軸に対して鋭角を成す向きの円錐台面であるもの。
【請求項１０】
請求項１に記載された保護部材であって、
結合部および螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰp、径方向のねじ山高さＨp、軸ねじ山幅Ｗpを有するパイプの螺旋状のねじ山と結合・係合できるように構成されているとともに、
結合部および螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰpで、前記径方向のねじ山高さＨｐとは異なる第２の径方向のねじ山高さＨp’で、前記軸方向のねじ山幅Ｗpとは異なる軸方向のねじ山幅Ｗp’である第２パイプの第２螺旋状のねじ山とも結合・係合できるように構成されている、保護部材。
【請求項１１】
パイプねじを保護する方法であって、
中心軸があり、基部を備えており、径方向内側の表面と径方向外側の表面とを有する環状の結合部がこの基部から軸方向に延びており、結合部の径方向外側の表面または内周面に螺旋状のねじ山があり、この螺旋状のねじ山が凸状のプロファイルを有しているようなねじ保護部材を用意するステップと、
パイプが径方向外側の表面と径方向内側の表面とを備え、パイプの末端からパイプの径方向内側の表面または外側の表面に沿って延びる螺旋状のねじ山を有し、パイプの螺旋状のねじ山のプロファイルが結合部の螺旋状のねじ山の凸状のプロファイルと異なるねじ保護部材をパイプと同軸に整列するステップと、
ねじ保護部材を中心軸の周りにねじ込み方向に回転させ、ねじ保護部材とパイプの末端を軸方向に互いに前進させるステップと、
パイプの螺旋状のねじ山をねじ保護部材の螺旋状のねじ山にねじ込んで噛み合わせるステップとを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された方法であって、パイプの末端と基部との間に環状のシールを形成するステップをさらに含むもの。
【請求項１３】
請求項１２に記載された方法であって、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山とパイプの螺旋状のねじ山をねじ込んで噛み合わせることで、パイプの螺旋状のねじ山とねじ保護部材の螺旋状のねじ山の間を流体が軸方向に通過するのが防止されるようになるステップと、
パイプの末端と基部との間に環状の密封構造を形成することで、パイプの末端と基部との間を流体が径方向に通過するのが防止されるようになるステップとをさらに含む方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載された方法であって、
凸状のプロファイルが、結合部の径方向外側の表面から径方向内側に、あるいは結合部の径方向内側の表面から径方向外側に突き出た半円柱状面で形成されており、
凸状のプロファイルが０．０３インチより大きな曲率半径を有する、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載された方法であって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山が、パイプの螺旋状のねじ山とＬ２長さ未満の範囲で噛み合うもの。
【請求項１６】
請求項１５に記載された方法であって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山がパイプの螺旋状のねじ山と噛み合う螺合領域が少なくとも１．０インチでかつ１．５インチ未満であるもの。
【請求項１７】
請求項１１に記載された方法であって、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山ピッチと同じであり、
ねじコネクタの螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山幅の９０％〜１１０％であり、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山の径方向のねじ山高さが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山高さ８０％〜１００％であるもの。
【請求項１８】
パイプとこのパイプにねじ込み式に結合されたねじ保護部材とを含むアセンブリであって、
パイプが中心軸と、径方向内側の表面と、径方向外側の表面とを有しており、パイプの径方向外側の表面または内側の表面の周りに螺旋状のねじ山を有しており、パイプの螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰp、径方向のねじ山高さＨp、軸ねじ山幅Ｗp、Ｌ４長さ、Ｌ４長さより短いＬ２長さ、およびねじ山プロファイルとを有しており、
ねじ保護部材が中心軸を有しており、基部と環状の結合部を備え、結合部が、基部に接続された第１の端部と、基部から遠い側の第２の端部とを備えており、
結合部が、径方向内側の表面と径方向外側の表面とを有しており、径方向内側の表面または結合部の径方向外表面の周りを取り巻く螺旋状のねじ山を備えており、
結合部の螺旋状のねじ山が、第１の端部と結合部の第２の端部との間に配置されており、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向長さが、パイプの螺旋状のねじ山のＬ２長さより短い、アセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８に記載されたアセンブリであって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山が、パイプのねじのねじ山プロファイルとは異なる凸状のプロファイルを有するもの。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたアセンブリであって、凸状のプロファイルが、径方向内側の表面から径方向内方に、または結合部の径方向外側の表面から径方向外方に突き出た半円柱状面で形成されるもの。
【請求項２１】
請求項２０に記載されたアセンブリであって、凸状のプロファイルが０．０３インチより大きい曲率半径を有するもの。
【請求項２２】
請求項１９に記載されたアセンブリであって、結合部の螺旋状のねじ山の軸方向の長さが１．０を超え１．５インチ未満であるもの。
【請求項２３】
請求項１８に記載されたアセンブリであって、螺旋状のねじ山が、第一の端部寄りにあって第２の端部から軸方向に離れているか、あるいは第２の端部寄りにあって第１の端部から軸方向に離れている、アセンブリ。
【請求項２４】
請求項１８に記載されたアセンブリであって、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山ピッチと同じであり、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山幅の９０から１１０％であり、
結合部の螺旋状のねじ山の径方向のねじ山高さが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山高さの８０〜１００％である、アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府支援の研究開発に関する記載
該当事項なし。
【０００２】
背景
発明の分野
本発明はパイプや筒状体の端部を保護するための器具に関する。特に本発明はパイプの端部にあるねじ山を保護するための器具に関する。
【背景技術】
【０００３】
技術の背景
例えば石油・ガスの掘削・生産で使用されているようなパイプは、複数に分割して製造し、それらを端同士で軸方向に接続することが多い。この接続には、通常、分割パイプの一方の端に雄ねじ、すなわち外部ねじを設け、これと軸方向に隣り合う分割パイプの端に設けた雌ねじ部、すなわち内部ねじにねじ込む方法を用いる。外側にねじ山のあるパイプの雄ねじ端は多くの場合ピン端と呼ばれ、内側にねじ山のあるパイプの雌ねじ端は多くの場合ボックス端と呼ばれる。
【０００４】
パイプの両端は、ねじ山も含め、実際に使用されていないときには、輸送や保管中に腐食したり、他の物体と衝突したり、落としたりして損傷を被る。パイプはこういった損傷によって欠陥が生じたり使用できなくなったりし、結果的に遅延、苦労、費用増加をまねくことがある。このような損傷からパイプの端、特にパイプの端にある雌ねじ山と雄ねじ山を保護するために、ねじ保護部材（thread protector）として知られる器具が一般に使用されている。パイプのピン端とこれに付随する雄ねじ山にはピン端ねじ保護部材を結合して保護し、パイプのボックス端とこれに付随する雌ねじ山にはボックス端ねじ保護部材を結合して保護する。ねじ保護部材は、パイプが他の物体や地面に衝突したり、あるいは外部から衝撃を受けたときに各パイプの端が損傷しないように設計される。また、ねじ保護部材は、パイプやねじが早期に腐食してしまう可能性を低くするために、パイプの端を密封できるように設計される。
【０００５】
石油・ガスの掘削・生産で使用されるパイプは、呼び径が２インチから３０インチ以上までさまざまである。さらに、多くのパイプ製造会社と探査・生産（Ｅ＆Ｐ）会社が、ねじの幾何学的形状（角ねじ、台形ねじ等）、ねじサイズ（ねじ山高さ等）、ねじ山ピッチ（たとえば１インチあたりのねじ山の数）を指定した独自のねじ山形状を開発してきた。また米国石油協会（ＡＰＩ）にはねじの形態に関する基準がいくつかある。その結果、パイプ径とねじ山の形態（すなわちねじ山形状とねじ山ピッチ）の組み合わせは３０００種類以上になる。
【０００６】
分割パイプのピン端とボックス端の両方を保護するため、従来のねじ保護部材は通常２種類提供されている。ピン端ねじ保護部材は、パイプのピン端の周りに配され、雌ねじでピン端の雄ねじ山に係合する。そして、ボックス端ねじ保護部材は、パイプのボックス端に配され、雄ねじでボックス端の雌ねじに係合する。ピン端ねじ保護部材はその雌ねじがピン端の雄ねじと嵌合できるような寸法、構造、デザインになっており、またボックス端ねじ保護部材はその雄ねじがボックス端の雌ねじと噛み合うような寸法、構造、デザインになっている。言い換えれば、ピン端保護部材をピン端にねじ込んでいく際に、ピン端保護部材の雌ねじはピン端の雄ねじの間に嵌合し、ボックス端保護部材をボックス端にねじ込んでいく際に、ボックス端保護部材の雄ねじがボックス端の雌ねじの間の嵌合する。例えば、図１Ａは従来のピン端ねじ保護部材１０が分割パイプ５０のピン端２０の周りに配置された状態を示している。ピン端ねじ保護部材１０は、分割パイプ５０のピン端２０に雄ねじ２１を嵌合・係合する雌ねじ１１を含む。具体的には、雌ねじ１１が雌ねじ１１の間に嵌合し、ピン端２０の雄ねじ２１と噛み合うことができるように、雄ねじ２１と同一のねじ山ピッチ、サイズ、形状を有するように設計される。図１Ａに示すように、雌ねじ１１は通常、雄ねじ２１の不完全ねじないしＬ４長さ分、または少なくとも雄ねじ２１のＬ２長さ分だけ係合する。当技術分野で知られていることであるが、不完全ねじないしＬ４長さは、ねじ山の消失点平面まで測ったねじの軸方向の全長であり、Ｌ２長さは、欠損のない最後の完全ねじがある平面（すなわち有効ねじ長平面）まで測ったねじの軸方向の長さである。
【０００７】
図１Ｂは、従来のボックス端ねじ保護部材３０が分割パイプ５０のボックス端４０の周りに配置された状態を示している。ボックス端ねじ保護部材３０は、ボックス端３０に雌ねじ４１と嵌合・係合する雄ねじ３１が含まれている。具体的には、雄ねじ３１は、雄ねじ３１の間に嵌合し、ボックス端４０の雌ねじ４１と嵌合することを可能にする雌ねじ山４１と同じねじ山ピッチ、サイズ、形状を有するように設計される。図１Ｂに示すように、ねじ保護部材の雄ねじ（たとえば雄ねじ３１）は、通常、雌ねじ（たとえば雌ねじ４１）とＬ４長さ分だけ、あるいは雌ねじと少なくともＬ２長さ分だけ係合する。
【０００８】
前述のように、パイプ径とねじ山の形態には３０００種類以上の組合せがある。したがってねじ保護部材も数百種類あり、それぞれがパイプ径とパイプのねじ山の形態との特定の組合せと嵌合できるような寸法、構成、デザインとなっている。このような数多くの種類のねじ保護部材の製造、ならびに数多くの種類のねじ保護部材の保管にも、かなりの時間と費用がかかる。
【０００９】
したがって当技術分野では依然として様々な形態のねじ山をもつパイプ端部を保護することのできるねじ保護部材が必要とされている。このようなねじ保護部材は特に、製造コストや在庫コストの削減が可能で何回も再利用できるようなものであれば好評を得るであろう。
【発明の概要】
【００１０】
課題の概要
当技術分野におけるこういった必要性は、ひとつの実施例として、中心軸、ねじ山ピッチＰpは、径方向のねじ山高さＨpを、軸方向のねじ山幅Ｗp、Ｌ４長さ、Ｌ２長さ、ねじ山プロファイルを有するパイプの螺旋状のねじ山を保護する保護部材によって対処できる。ひとつの実施例として、保護部材は本体を含む。この本体は、中心軸、基部、上側端部と反対側の下端と、下端に基部から軸方向に延びる環状の結合部を含む上端を有する。径方向内側の表面を含む結合部と、外径面。結合部は、径方向内側の表面から径方向内方、または径方向外側の表面から径方向外方に延びる螺旋状のねじ山を含む。螺旋状のねじ山は、パイプのねじのねじ山プロファイルとは異なる凸状のプロファイルを備える。
【００１１】
当技術分野におけるこれら等の必要性は、別の実施例であるパイプ用ねじを保護するための方法によっても対処できる。ひとつの実施例として、本方法では中心軸を有するねじ保護部材を用いる。このねじ保護部材は、基部と、基部から軸方向に延びる環状の結合部とを含む。結合部は、径方向内側の表面と径方向外側の表面を含む。径方向外側の表面または結合部の径方向内側の表面は、螺旋状のねじ山を含む。螺旋状のねじ山は凸状のプロファイルを含む。さらにこの方法では同軸パイプをねじ保護部材を整列させる。パイプは、径方向外側の表面、径方向内側の表面、および径方向内側の表面またはパイプの外周面に沿ってパイプの末端から延びる螺旋状のねじ山を有している。結合部の螺旋状のねじ山の凸状のプロファイルと異なるねじのプロファイルを有するパイプの螺旋状のねじ山。さらに、この方法では、中心軸の周りにねじ保護部材をねじ込み方向に回転し、軸方向に一緒にねじ保護部材、パイプの末端を前進させる。さらに、この方法では、パイプの螺旋状のねじ山をねじ保護部材の螺旋状のねじ山にねじ込んで係合させる。
【００１２】
当技術分野におけるこれら等の必要性は、別の実施例であるアセンブリによっても対処できる。実施例では、アセンブリは、中心軸、径方向内側の表面、径方向外側の表面、および径方向外側の表面またはパイプの径方向内側の表面の周りに延びる螺旋状のねじ山を有するパイプを備える。パイプの螺旋状のねじ山はねじ山のピッチＰp、径方向のねじ山高さＨpを、軸方向のねじ山幅Ｗp、Ｌ４長さ、Ｌ４長さより短いＬ２長さ、およびねじ山プロファイルを有する。また、アセンブリは、ねじパイプに結合されたねじ保護部材を備える。ねじ保護部材は、基部と、第１の端部で基部に接続し第２の端部が基部から遠い側にある環状の結合部とで構成されている。結合部は、径方向内側の表面、径方向外側の表面、および径方向内側の周りに延びる螺旋状のねじ山を有している表面または結合部の外径面。結合部の螺旋状のねじ山は、第１の端部と結合部の第２端部との間に配置されている。結合部の螺旋状のねじ山は、パイプの螺旋状のねじ山のＬ２長さより短い軸方向長さを有する。
【００１３】
本明細書で説明する各種実施例は、特定の従来の装置、システム、方法に関連する様々な欠点に対処することを意図した種々の特徴や利点を組み合わせて構成される。後述の本発明の詳細な説明が良く理解できるよう、本発明の特徴および技術的利点はかなり広く概説している。当業者であれば、以下の詳細な説明を読み添付の図面を参照することにより、上記の様々な特性が、その他の特徴も含め、容易にわかるであろう。また、ここに開示した概念および具体的な実施例は、本発明の同じ目的を実施する修正や別構造の設計のための基礎として容易に利用することができるものと当業者には理解できるはずである。また、そのような均等な構成が添付の特許請求の範囲に記載した本発明の主旨および範囲から逸脱しないことは当業者であれば理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の好ましい実施例を詳細に説明するため、ここで添付の図面に触れておく。
【図１Ａ】図１Ａは従来のピン端ねじ保護部材の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは従来のボックス端ねじ保護部材の断面図である。
【図２】図２は本明細書で説明する原理に従ったピン端ねじ保護部材の実施例の斜視図である。
【図３】図３は図２のピン端ねじ保護部材の上面図である。
【図４】図４は図３の断面４−４に沿った図２のピン端ねじ保護部材の断面図である。
【図５】図５は図４の断面５−５に沿った図２のピン端ねじ保護部材の拡大部分断面図である。
【図６】図６は分割パイプのピン端に連結された、図２のピン端ねじ保護部材の断面図である。
【図７】図７はピン端ねじ保護部材と図２の断面７−７に沿った図２のピン端の拡大部分断面図である。
【図８】図８は本明細書で説明する原理に従ったボックス端ねじ保護部材の実施例の斜視図である。
【図９】図９は図８のピン端ねじ保護部材の上面図である。
【図１０】図１０は図９の断面１０−１０に沿った図８のピン端ねじ保護部材の断面図である。
【図１１】図１１は図１０の断面１１−１１に沿った図２のピン端ねじ保護部材の拡大断面図である。
【図１２】図１２は分割パイプのボックス端に連結された図８のボックス端ねじ保護部材の断面図である。
【図１３】図１３は図１２の断面１３−１３に沿った図２のボックス端ねじ保護部材およびボックス端の拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
一部の好ましい実施例の詳細な説明
以下の説明は様々な例示的な実施例を対象とする。しかしながら、本明細書で開示する例は適用範囲が広いことや、どの実施例の説明もその実施例を例示する意図であって特許請求の範囲を含む本開示の範囲がその実施例に限定されることを示唆する意図はないことが当業者であれば理解できるであろう。
【００１６】
以下の説明および特許請求の範囲の全体を通して特定の用語を使用することで、特定の特徴または構成要素を参照する。当業者が理解している通り、人が異なれば同じ特徴または構成要素を指す名前も異なることがある。この文書では、名前は異なるが機能は同じであるような複数の構成要素や機能を区別する意図はない。また図面は必ずしも縮尺通りではない。ここでの特定の機能や構成要素は縮尺を誇張して示したり幾分概略的に示したりする場合があり、また明瞭かつ簡潔にするために従来の要素の詳細の一部を示さない場合がある。
【００１７】
以下の説明および特許請求の範囲では「含む」「構成される」（including/comprising）の用語をオープンエンド形式で使用しているため、「含むが、これらに限定されない」を意味するものと解釈すべきである。また、「結合する」（couple/couples）という用語は、間接接続、直接接続のいずれの意味も意図している。したがって、第１の器具が第２の器具に結合する場合、その接続形態は直接的な接続によるものであっても、または別の器具、部品、接続構造を介した間接的な接続によるものであってもよい。本明細書で使用する「軸方向」（axial/axially）という用語は概して中心軸（たとえば身体またはポートの中心軸）に沿っていること、あるいは中心軸に平行であることを意味し、一方で「径方向」（radial/radially）という用語は概して中心軸に直交することを意味する。例えば、軸方向の距離は、中心軸に沿って、あるいは中心軸と平行に測った距離を意味し、径方向距離は中心軸に対して垂直に測った距離を意味する。
【００１８】
図２から図４と図６を見ると、ここで説明する原理に従ったピン端ねじ保護部材１００の実施例が示されている。図６では、ねじ保護部材１００は、従来のパイプ継手または３００のピン端３１０に結合された状態で示されている。ねじ保護部材１００は、一度ピン端３１０に装着されると、ピン端３１０の雄ねじ山３１１を損傷（他の物体との衝突、腐食等）から保護する。
【００１９】
ねじ保護部材１００には中心軸１５０があり、上側に閉塞端１００ａが、この端１００ａの反対側である下側に開放端１００ｂがある。また、ねじ保護部材１００は閉塞端１００ａに基部１１０を備え、基部１１０から環状体ないし結合部１２０が軸方向に開放端１００ｂまで延びている。図６に最も良く表れているが、使用中、結合部１２０は開放端部１００ｂを通してパイプ３００のピン端３１０を同軸状態で受け、ピン端３１０の末端３１２が基部１１０と軸方向に接し密封状態に係合するようになる。結果的に、結合部１２０は雌型のボックス１２０であると説明することもできる。
【００２０】
ねじ保護部材１００は両端１００ａ、ｂの間を軸方向に測った高さがＨ100である。この高さＨ100をピン端３１０の雄ねじ山３１１の軸方向長さＬ311以上とすることで、結合部１２０がピン端３１０の雄ねじ山３１１に被さり、雄ねじ山３１１を完全に覆って損傷から遮るようになっているのが好ましい。
【００２１】
引き続き図２から図４と図６を見ると、この実施例では、基部１１０は外半径をＲ110とする概して円形である。さらに基部１１０は、平坦な外側面１１０ａと、この面１１０ａの反対側にある環状で平坦な内側面１１０ｂとを備える。これらの平坦な面１１０ａ、１１０ｂは軸１５０に対して垂直な向きの平面にある。図４と図６に最も良く表れているが、内側面１１０ｂの径方向外側の部分は、ボックス端３１０の末端３１２に当てて接触・密封するための環状の座面１１１となる。基部１１０の外側面１１０ａの径方向外周側からは、環状のバンパー１１２が軸方向に延びている。このバンパー１１２には、周方向に間隔をあけて凹部１１３が複数設けられる。この実施例では、周方向に等間隔で凹部１１３が４つ設けられている。この凹部１１３は、ピン端３１０への取り付けや取り外しの際にねじ保護部材１００に積極的に噛み合わせて回転トルクを加えることにより、ねじ保護部材１００を軸１５０周りに回転させることができるようにするための構造および機構となる。図２から図４と図６に示す実施例では４つの凹部１１３が軸１５０の周りに９０°ごとの一様な間隔で設けられているが、一般には、凹部（たとえば凹部１１３）は任意の適切な数だけ設けてもよく、さらに凹部は角度間隔が均一であっても不均一であってもよい。
【００２２】
引き続き図２から図４と図６を見ると、結合部１２０は中心軸１２５が前記の軸１５０と同軸になっており、上側にある基端１２０ａで基部１１０につながり、基部１１０から遠い側である下側に自由端１２０ｂがある。結合部１２０内には中央に通路ないし穴１２１が端部１２０ａ，ｂ間を軸方向に延びており、穴１２１は少なくとも部分的にピン端３１０（図６）を受けるように形成されている。基部１１０は基端１２０ａのところで穴１２１を横切り、穴１２１を閉じて塞ぐ。一方、自由端１２０ｂでは穴１２１が開口していることで、保護部材１００の開口部１０１が形成されている。
【００２３】
結合部１２０には、径方向外側の表面１２２と、内半径をＲ123とする径方向内側の表面１２３とがある。図４に最も良く表れているが、この実施例では自由端１２０ｂから基端１２０ａに行くにつれて内側の表面１２３が径方向内側に先細っている。具体的には、内側の表面１２３は軸１２５、１５０に対して鋭角α１２３を成す向きとなっている。このように表面１２３はそれぞれ円錐台状であると説明することもできる。その結果、基端部１２０ａから軸方向に自由端１２０ｂに行くにつれて半径Ｒ123は増加する。他の実施例として、ピン端保護部材（たとえば保護部材１００）の径方向内側の表面（たとえば表面１２３）は円柱状であっても（すなわち先細っていなくても）よい。
【００２４】
図４から図６を見ると、結合部１２０は内側の表面１２３の基端１２０ａと自由端１２０ｂとの間に螺旋状の雌ねじ山１３０を備えている。ねじ山１３０は前記の軸１２５、１５０と一致する螺旋軸の周りを取り巻いており、ねじ山ピッチがＰ130であってこれはねじ山１３０が完全に１周したときの軸方向の（中心間の）長さに等しい。この実施例では、ねじ山１３０が自由端１２０ｂ寄りに配置されており、基端１２０ａからは軸方向に離れている。また、図５に最も良く表れているが、ねじ山１３０はその上端と下端との間を（中心間で）軸方向に測った長さがＬ130である。この実施例では、軸方向長さＬ130は、ピン端３１０にある雄ねじ山３１１の不完全ねじ長さ（ないしＬ４長さＬ311）より短く、より具体的には雄ねじ山３１１のＬ２長さＬ311’より短い。この雄ねじ山３１１についてとそのＬ４長さＬ311とＬ２長さＬ311’については以下で詳細に扱う。
【００２５】
図４と図５に最も良く表れているが、ねじ山１３０は、軸１５０に垂直な基準面１３６に対してねじ角θ130を成す向きになっている。これを含めいかなる特定の理論によっても限定されないが、ねじ角θ130は内半径Ｒ123とねじ山ピッチＰ130の関数である。一般的に、ピン端ねじ保護部材（たとえばねじ保護部材１００）については、ねじ角（たとえばねじ角θ130）がねじ保護部材の内半径（たとえば内半径Ｒ123）に対し負の相関して、ねじ山ピッチ（たとえばねじ山ピッチＰ130）に対し正の相関がある。言い換えれば、特定のねじ山ピッチに対し、ねじ保護部材内半径が増加するにつれてねじ角は減少し、特定のねじ保護部材内半径に対し、ねじ山ピッチが増加するにつれてねじ角は増加する。
【００２６】
図５を見ると、ねじの中心軸に対し垂直に切ったねじ山（たとえばねじ山１３０）の断面形状は、その幾何学的形状ないしねじ山プロファイルと呼ぶことができる。この実施例では、ねじ山１３０のプロファイルは表面１２３から径方向内側に突き出た凸面１３１で形成される丸形、あるいは半円形、あるいは半円柱状である。ねじ山１３０の面１３１の曲率半径Ｒ130は、０．０３インチより大きいのが好ましく、０．０４５インチと０．０６インチの間であるとさらに好ましい。ねじ山１３０は、ねじ山１３０の根元で測った軸方向の幅Ｗ１３０が半径Ｒ130の２倍およびねじ山ピッチＰ130の半分に等しく、およびねじ山１３０の径方向に最も内側の点に径方向内側のに内側表面１２３から測ったねじ山高さＨ130を有している。ほとんどの用途では、ねじ山高さＨ130が０．０１５インチと０．０７インチの間であるのが好ましいが、０．０４５インチと０．０６５インチの間であるとなお好ましく、０．０５０インチと０．０６０インチの間であるとさらに好ましい。
【００２７】
図６および図７を見ると、ピン端ねじ保護部材１００が従来のパイプ３００のピン端３１０に装着された状態が示されている。ピン端３１０には、ピン端外半径Ｒ310を成す円錐台形状の径方向外側の表面３１４がある。掘削やパイプ生産においては従来通りだが、軸方向に末端３１２に向かうにつれて外面３１４が内側に先細っている。したがって、軸方向に末端３１２に向かうにつれて外半径Ｒ310は減少する。ほとんどのパイプについて、ピン端の外表面（たとえばピン端３１０の外面３１４）は、通常、パイプの中心軸に対して０°から３°、ほとんどの場合１°から２°の角度で先細っている。前述の内面１２３の角度α１２３（図４）は、保護部材１００がピン端３１０に装着されたときに内面１２３が先細った外周面３１４と平行になるように選ぶのが好ましい。言い換えれば、表面１２３の角度αは取り付くピン端の外表面の角度と同じとするのが好ましい。ピン端の外表面が先細っていない（たとえばピン端３１０の表面３１４が先細っていない）ような用途では、ボックスの内面（たとえば結合部１２０の内面１２３）が円柱状（つまり半径が一定）であってもよい。
【００２８】
ピン端３１０の外部螺旋状のねじ山３１１はピン端３１０の周りを取り巻いており、終端３１２からねじ山３１１の消失点までを軸方向に測った不完全ねじ長さ（すなわちＬ４長さ）がＬ311である。また、雄ねじ山３１１は、終端３１２から欠けのない最後の完全なねじ山３１１までを軸方向に測ったＬ２長さがＬ311’である。図７に最も良く表れているが、雄ねじ山３１１は、ねじ山３１１の１の完全に一周した時の軸方向（中心間）の幅であるねじ山ピッチがＰ311であり、表面３１４からねじ山３１１の径方向最も外側の点まで径方向外側に測ったねじ山高さがＨ311であり、ねじ山ピッチＰ311の半分に等しいねじ山幅Ｗ３１１、基準平面１３６に対するねじ角がθ311、ねじ山の幾何学的形状ないしプロファイルが台形である。従来のパイプ（たとえばパイプ３００）のピン端は通常インチ当たり５〜１０本の雄ねじ山があるため、ピンのねじ山ピッチは通常０．１インチと０．２インチとの間である。
【００２９】
前記のように、雌ねじ山１３０のプロファイルが丸状または半円状または半円柱状であるのに対し、雄ねじ山３１１のプロファイルは台形状である。双方のねじ山１３０、３１１はねじ山プロファイルが異なる（つまり円形と台形状である）ものの、雌ねじ山１３０が雄ねじ山３１１にねじ込んで結合できるように構成されている（すなわち、ねじ山１３０の各巻きは軸方向についてねじ山３１１の軸方向に隣接する巻きの間に来る）。具体的に言えば、雌ねじ山１３０のねじ山ピッチＰ130は雄ねじ山３１１のねじ山ピッチＰ311と同じであり、雌ねじ山１３０のねじ角θ130は雄ねじ山３１１のねじ角θ311と同じである。また、保護部材１００は、ねじ保護部材１００がピン端３１０にねじ込まれたときに雌ねじ山１３０が雄ねじ山３１１と径方向に重なるような大きさである。したがって、両ねじ山１３０、３１１の螺合領域３１５では、内半径Ｒ123から雌ねじ山高さＨ130を引いた差が、外半径Ｒ310に雄ねじ山高さＨ311を足した和より小さい。双方の表面１２３、３１４が先細っているため、雌ねじ山１３０が雄ねじ山３１１の全長Ｌ311にわたって径方向に重なり合わないことは理解できるはずである。例えば、末端３１２の近くでは両ねじ山１３０、３１１が径方向に重なり合わないことがある。しかしながら、ねじ保護部材１００をピン端３１０に装着したとき、雄ねじ山３１１は雌ねじ保護部材の表面１２３と干渉しないのが好ましく、雌ねじ山１３０はピン端の外側の表面３１４と干渉しないのが好ましい。雌ねじ山１３０のねじ山高さＨ130を雄ねじ山３１１のねじ山高さＨ310と異ならせ、かつ、ねじ山幅Ｗ１３０を雄ねじ山３１１のねじ山幅Ｗ３１０と異ならせてた上で、なおねじ山１３０が雄ねじ山３１１と噛み合うことができるようにすることも可能である。
【００３０】
従来のピン端ねじ保護部材は、特定の組み合わせの直径、ねじ山ピッチ、ねじ角、ねじ山プロファイル、ねじ山幅、ねじ山高さをもつピン端に適合する寸法と構造になっている。本明細書に記載しているピン端ねじ保護部材１００の実施例は、特定の組み合わせの直径、ねじ山ピッチ、ねじ角をもつピン端に適合する寸法と構造ではあるが、従来のピン端ねじ保護部材とは異なり、ねじ山プロファイル、ねじ山幅、ねじ山高さの組み合わせが異なるピン端に用いることができる。特に、本明細書に記載するピン端保護部材１００の実施例では、丸状または半円状または半円柱状のねじ山形状を有する雌ねじ山１３０を用いることで、ねじ山幅Ｗ３１０がねじ山幅Ｗ１３０の９０％から１１０％の間（すなわち、ねじ山幅Ｗ１３０がねじ山幅Ｗ３１０の９０％〜１１０％の範囲）であり、ねじ山高さＨ310がねじ山高さＨ130の１００％〜１２５％の間（すなわち、ねじ山高さＨ130がねじ山高さＨ310の８０％から１００％の範囲）であるような任意のピン端の雄ねじ山３１１に十分に係合できるようにしている。この特徴の組合せとすることによって、所定の直径、ねじ山ピッチ、ねじ角をもつものの、ねじ山プロファイル、ねじ山高さ、およびねじ山幅が異なる多様な種類のピン端にピン端ねじ保護部材１００を装着できるようにしつつ、同時に、ＡＰＩ仕様５ＣＴ／ＩＳＯ１１９６０のねじ保護部材設計検証の要件のような、安定性試験、トルク・振動試験、軸衝撃試験、角衝撃試験、腐食試験、剥離試験などを含むピン端ねじ保護部材に関する基準や試験に十分合格できるようなねじ係合を確保できる。このとおり、ピン端ねじ保護部材１００の実施例は、似たような寸法であってねじ山プロファイル、ねじ山高さ、ねじ山幅の異なるパイプに使用できるような汎用性のあるねじ保護部材を得る可能性を提供する。その結果、ピン端ねじ保護部材１００の実施例によれば、一定のねじ山ピッチおよびねじ角を有するある直径のピン端に対し、ねじ山プロファイル、ねじ山幅、ねじ山高さのあらゆる可能な組合せを考慮した場合に製造・格納しなければならないねじ保護部材の種類を減らすことによって、ねじ保護部材の在庫・保管要件を削減する可能性が得られる。
【００３１】
図６を見ると、ねじ保護部材１００をピン端３１０に装着するには、末端３１２を開口部１０１に軸方向に挿入し、雄ねじ山３１１が雌ねじ山１３０に当たるまで軸方向に進める。次に、凹部１１３を介してねじ保護部材１００に回転トルクを加え、ねじ保護部材１００をパイプ３００に対して軸１５０周りに矢印１６１の方向に回転させる。ねじ保護部材１００を回転させると同時に、ピン端３１０を開口部１０１から軸方向に穴１２１に押し込んでいくことによって、ねじ山１３０、３１１同士を噛み合わせ、ピン端ねじ保護部材１００をピン端３１０にねじ込んでいく。保護部材１００は、末端３１２が基部１１０の座面１１１に軸方向に当たり密封状態となるまでピン端３１０にねじ込むのが好ましい。
【００３２】
ピン端ねじ保護部材１００をピン端３１０から緩めて取り外すには、凹部１１３を介してねじ保護部材１００に回転トルクを加え、ねじ保護部材１００をパイプ３００に対し軸１５０周りに矢印１６２の方向（前記の方向１６１の逆向き）に回転させる。方向１６２に回転させると同時に、ねじ山１３０、３１１が完全に外れるまで、ねじ保護部材１００をピン端３１０から軸方向に引き抜く。
【００３３】
前述したように、従来のピン端ねじ保護部材の雌ねじは、通常、対応するピン端の雄ねじにＬ４長さの範囲で噛み合うか、あるいは雄ねじに少なくともＬ２長さの範囲で噛み合う。しかしながら、本明細書で説明する実施例では、ねじ保護部材１００の雌ねじ山１３０は軸方向長さＬ130の範囲にあって、これはピン端３１０の雄ねじ山３１１のＬ４長さＬ311より短く、また雄ねじ山３１１のＬ２長さＬ311’よりも短い。したがって、雌ねじ山１３０は雄ねじ山３１１のＬ４長さＬ311またはＬ２長さＬ311’の範囲で噛み合うことができない。これによって、ねじ保護部材１００のピン端３１０に対する緩め・取り外しあるいは取り付け・ねじ込みが、同様のサイズの従来のねじ保護部材に比べて少ない時間と労力でできるようになる。具体的には、雌ねじ山１３０の軸方向長さが従来より短いので、保護部材１００をピン端３１０に対し少ない回転でねじ込み・取り外しすることができる。しかし、軸方向の長さＬ130は、腐食性流体が保護部材１００とピン端３１０の間を通って軸方向に流れるの抑制ないし防止し、衝撃を受けても保護部材１００をピン端３１０に付いたまま維持するのに十分なねじ山１３０、３１１の噛み合わせが可能となる長さにするのが好ましい。具体的には、雄ねじ山１３０の軸方向長さＬ130は、１．０インチより長いのが好ましく、１．０インチより長く１．５未満であるであるとさらに好ましい。
【００３４】
雌ねじ山１３０が末端３１２から遠い側である雄ねじ山３１１の下部で密封状態に係合するように配置されていることによって、パイプ３００外の腐食性流体（たとえば水）が雄ねじ３１１のＬ４長さＬ311の範囲のいかなる部分に達することも抑制ないし防止できるようにするものと理解すべきである。末端３１２と基部１１０が環状の座面１１１の範囲で密封状態に接触させることで、パイプ３００内の腐食性流体が雄ねじ山３１１のいかなる部分に達するのを抑制ないし防止できる。
【００３５】
図８から図１０までと図１２を見ると、ここで説明する原理に従ったボックス端ねじ保護部材２００の実施例が示されている。図１２では、ねじ保護部材２００は、パイプ３００のボックス端３２０に結合されて示されている。ボックス端３２０は、上述のピン端３１０の反対側にある。ねじ保護部材２００をボックス端３２０に装着すると、ボックス端３００の雌ねじ山３２１が損傷（他の物体との衝突、腐食等）から保護される。
【００３６】
ねじ保護部材２００は中心軸２５０があり、上側に閉塞端２００ａを、この端２００ａの反対側である下側に開口端２００Ｂを備えている。ねじ保護部材２００は両端２００ａ，ｂの間を軸方向に測った高さがＨ200である。また、ねじ保護部材２００は、上端２００ａで基部２１０を備え、この基部２１０から環状体ないし結合部２２０がもう一方の端２００ｂまで軸方向に延びている。図１２に最も良く表れているが、使用時は、結合部２２０がパイプ３００のボックス端３２０の中に軸方向に延びており、基部２１０がボックス端３２０の末端３２２に軸方向に当たって密封状態に接触している。結局、結合部２２０は雄型のピンとして説明することができる。
【００３７】
図８から図１０と図１２を見ると、この実施例では、基部２１０は外半径がＲ210であるほぼ円形である。基部２１０はさらに、軸２５０に垂直な平面上にあってピン２２０から遠い側である上方を向いた平坦な外側表面２１０ａを備えている。また、基部２１０がピン２２０を越えて径方向外向きに延びていることにより、保護部材２００の周りに周方向に延びる環状フランジ２１１が形成されている。このフランジ２１１により、軸２５０に垂直な平面上にあってピン２２０に向かって下方を向いた平坦な環状の座面２１２が形成されている。図１２に最も良く表れているが、座面２１２はボックス端３２０の末端３２２に密封状態で接触する。基部２１０の径方向外周付近には、基部２１０の外側表面２１０ａからは環状バンパー２１３が軸方向に延びている。バンパー２１３には、周方向に間隔のあいた凹部２１４が複数ある。この実施例では、周方向に均一に間隔を空けた凹部２１４が４つ設けられている。この凹部２１４は、ボックス端３２０から取り付けや取り外しの際に、積極的にねじ保護部材２００に係合させねじ保護部材２００に回転トルクを加えることで、軸２５０を約ねじ保護部材２００を回転させるための構造および機構となる。図８から図１０および図１２に示す実施例では４つの凹部２１４が軸２５０周りに９０°ごとの一様な間隔で設けられているが、一般には、凹部（たとえば２１４凹部）は任意の適切な数だけ設けてもよく、さらに凹部の角度間隔は均一または不均一であってもよい。
【００３８】
図８から図１０および図１２を見ると、ピン２２０には前記の軸２５０と同軸に揃った中心軸２２５があり、基部２１０に接続された上側の基端２２０ａと、基部２１０から遠い側の下側の自由端２２０ｂを備えている。ピン２２０の中には中央通路ないし穴２２１が両端２２０ａ，ｂの間を軸方向に延びており、少なくとも部分的にパイプ３００のボックス端３２０の内部に来るようになっている（図１２）。端２２０ａでは、基部２１０が穴２２１を横切って、閉じるように塞いでいる。この実施例では、穴２２１は端２２０ｂで開放しているが、この穴２２１はパイプ３００のいかなる部分も受けるように構成されていないので、他の実施例として、下部の自由端（たとえば端２２０ａ）が閉じていてもよい。
【００３９】
ピン２２０は外半径がＲ222である外径面２２２を有する。図１０に最も良く表れているが、この実施例では、端２２０ａから端２２０ｂに行くにつれて外面２２２は径方向内側に先細っている。具体的には、外表面２２２がピン軸２２２、２２５に対して鋭角αを成す向きになっている。したがって、表面２２２は円錐台状であると説明することもできる。結果として、基端２２０ａから軸方向に自由端２２０ｂに行くにつれて半径Ｒ222は減少する。
【００４０】
図８、図１０、図１１を見ると、ピン２２０の外面２２２には両端２２０ａ、ｂの間に螺旋状の雄ねじ山２３０が設けられている。ねじ山２３０は、前記の軸２２５、２５０と一致する螺旋軸の周りを取り巻いており、ねじ山２３０が完全に一巻きしたときの軸方向の（中心間の）幅であるねじ山ピッチがＰ230である。この実施例では、ねじ山２３０は基端２２０ａ側に配置され、自由端２２０ｂから軸方向に離れている。また、図１０に最も良く表れているが、ねじ山２３０は、ねじ山１３０の上端と下端との間を軸方向に（中心間で）測った長さがＬ230である。この実施例では、軸方向長さＬ230はボックス端３２０の雌ねじ山３２１のＬ４長さＬ321より短く、具体的には雌ねじ山３２１のＬ２長さＬ321’より短い。雌ねじ山３２１についてと、そのＬ４長さＬ321およびＬ２長さＬ321’については以下で詳細に説明する。
【００４１】
図１０に最も良く表れているが、ねじ山２３０は、軸２５０に対して垂直な向きの基準面２３６に対してねじ角θ230を成す向きになっている。このことを含めいかなる特定の理論によって限定するわけではないが、ねじ角θ230は外半径Ｒ222とねじ山ピッチＰ230の関数である。一般に、ボックス端ねじ保護部材（たとえばねじ保護部材２００）について、ねじ角（たとえばねじ角θ230）はねじ保護部材の外半径（たとえば内半径Ｒ222）と負の相関にあり、ねじ山ピッチｐ（たとえばねじ山ピッチＰ230）と正の相関にある。言い換えれば、ある決まったねじ山ピッチに対し、ねじ保護部材の外半径が大きくなるとねじ角が小さくなり、ある決まったねじ保護部材の外半径に対し、ねじ山ピッチが大きくなるとねじ角が大きくなる。
【００４２】
図１１を見ると、雄ねじ山２３０の拡大部分断面図が示されている。前述したように、ねじの中心軸に対して垂直にとったねじ（たとえばねじ山２３０）の断面形状は、幾何学的形状（geometry）、もしくはねじ山プロファイルと呼ぶことがある。この実施例では、ねじ山２３０は、表面２２２から径方向外向きに突き出た凸状の面２３１が成す丸形、半円形、または半円柱状である。ねじ山２３０の表面２３１は曲率半径がＲ230であり、これは０．０３インチより長いことが好ましく、０．０４５インチと０．０６の間であるとさらに好ましい。さらに、ねじ山２３０はねじ山２３０の根元で測った軸方向の幅がＷ２３０であり、これは半径Ｒ230の二倍やねじ山ピッチＰ230の半分に等しく、また径方向外側の表面２２３からねじ山２３０の径方向に最も外側の点まで測ったねじ山高さがＨ230である。ほとんどの目的では、ねじ山高さＨ230は０．０１５インチと０．０５インチの間であるのが好ましく、０．０２０インチの間でピンと０．０３５であるとさらに好ましい。
【００４３】
図１２と図１３を見ると、ボックス端ねじ保護部材２００は、従来のパイプ３００のをボックス端３２０に取り付けられて示されている。ボックス端３２０は、内半径がＲ320である円錐台状の径方向内側の表面３２４を有する。掘削やパイプ製造では従来からあるように、末端３２２から軸方向に行くにつれ内面３２４は内側に先細りになっている。したがって、末端３２２から離れて軸方向に行くにつれ内半径Ｒ320は減少する。ほとんどのパイプの場合、ボックス端の内面（たとえばボックス端３２０の内面３２４）は、通常パイプの中心軸に対して０°から３°の間、ほとんどの場合１°から２°の間の角度で先細っている。外面２２２の角度α２２２は、前述した保護部材１００がボックス端３２０に装着されたとき、外面２２２が先細った内面３２４と平行になるように選択するのが好ましい。言い換えれば、表面２２２の角度α２２２は取り付くボックス端の内周面の角度と同じであるのが好ましい。ピン端の外面には、先細っていない（たとえばボックス端３２０の表面３２４が先細っていない）ような目的では、ピンの外表面（たとえばピン２２０の外面２２２）は円柱状（すなわち半径が一定）であってもよい。
【００４４】
ボックス端２２０の内部の螺旋状のねじ山３２１は、ボックス端２２０内にあり、末端３２２からねじ山３２１の消失点まで軸方向に測った不完全ねじ長さ（すなわちＬ４長さ）がＬ321である。また、雌ねじ山３２１は、末端３２２から欠損のない最後の完全ねじ山３２１まで軸方向に測っているＬ２長さがＬ321’である。図１３に最も良く表れているが、雌ねじ山３２１は、ねじ山３２１の一巻きの幅を軸方向（中心間）に計ったねじ山ピッチがＰ321であり、表面３２４からねじ山３２１径方向に最も内側の点までを径方向内向きに測ったねじ山高さがＨ321であり、ねじ山ピッチＰ321の半分に等しいねじ山幅がＷ３２１であり、基準面２３６に対するねじ角がθ321で、ねじ山の幾何学的形状ないしプロファイルが台形である。従来のパイプ（たとえばパイプ３００）のボックス端は、通常、雄ねじが１インチ当たり５〜１０本あり、したがってねじ山ピッチは普通０．１インチと０．２インチとの間である。
【００４５】
前述したように、雌ねじ山３２１のプロファイルが台形であるのに対し、雄ねじ山２３０は、丸形、半円形ないし半円柱状である。ねじ山２３０、３２１はねじ山プロファイルが異なる（つまり円形と台形）が、雄ねじ山２３０は、雌ねじ山３２１とねじ込み式に嵌合するように構成されている（すなわちねじ山２３０の各巻きは、ねじ山３２１の軸方向に隣接する巻きの間に軸方向に配置されている）。特に、雄ねじ山２３０のねじ山ピッチＰ230は雌ねじ山３２１のねじ山ピッチＰ321と同じであり、ねじ山２３０のねじ角θ230は雌ねじ山３２１のねじ角θ331と同じである。また、保護部材２００は、ねじ保護部材２００がボックス端３２０にねじ込まれたときに、雄ねじ山２３０が雌ねじ山３２１と径方向に重なるような寸法である。したがって、両ねじ山３２１、２３０間の螺合領域３２５では、外半径Ｒ222に雄ねじ山高さＨ230を足した和が、内半径Ｒ320から雌ねじ山高さＨ321を引いた差よりも大きい。しかし、ねじ保護部材２００がボックス端３２０に取り付けられている状態では、雌ねじ山３２１が雄ねじ保護部材面２２２と干渉せず、雄ねじ山２３０がボックス端の内面３２４と干渉しないのが好ましい。雄ねじ山２３０のねじ山高さＨ230を雌ねじ山３２１ねじ山高さＨ320と異ならせ、かつ、ねじ山幅Ｗ２３０を雌ねじ山３２１のねじ山幅Ｗ３２０と異ならせてもなお、依然としてねじ山２３０を雌ねじ山３２１と噛み合わせることができるようにすることが可能である。
【００４６】
従来のボックス端ねじ保護部材は直径、ねじ山ピッチ、ねじ角、ねじ山の形、ねじ山幅、ねじ山高さの特定の組み合わせを有するボックス端に合わせた寸法および構造である。ここで説明するボックス端ねじ保護部材２００の実施例は、直径、ねじ山ピッチ、ねじ角の特定の組み合わせを有するボックス端に適合する寸法および構造としているが、従来のピン端ねじ保護部材とは異なり、ねじ山プロファイル、ねじ山幅、ねじ山高さの組み合わせが異なるものに使用することができる。特に、ここで説明するボックス端保護部材２００の実施例では、丸形、半円状ないし半円柱状のねじ山形状を有する雄ねじ山２３０を用いることで、ねじ山幅Ｗ３２０がねじ山幅Ｗ２３０の９０％〜１１０％（すなわち、ねじ山幅Ｗ２３０がねじ山幅Ｗ３２０の９０％から１１０％の範囲）であり、ねじ山高さＨ320がねじ山高さＨ230の１００％〜１２５％の間（即ち、ねじ山高さＨ230がねじ山高さＨ320の８０％から１００％の範囲）であるような任意のボックス端はを有する雌ねじ山３２１をと十分に係合するようにしている。このような特徴の組み合わせにより、所定の直径、ねじ山ピッチ、ねじ角を有するが、ねじ山プロファイル、ねじ山高さ、ねじ山幅が異なる多様な種類のボックス端にねじ保護部材２００を装着することを可能とし、同時に、ＡＰＩ仕様５ＣＴ／ＩＳＯ１１９６０のねじ保護部材設計検証の要件など、安定性試験、トルク・振動試験、軸衝撃試験、角衝撃試験、腐食試験を含むボックス端ねじ保護部材に関する規格や試験に合格するのに十分なねじ係合を確保する。ボックス端ねじ保護部材２００の実施例は、一定のねじ山ピッチおよびねじ角を有する所与の直径のピン端について、ねじ山プロファイル、ねじ山高さ、ねじ山幅の異なる同様の寸法のパイプに使用可能な汎用性のあるねじ保護部材を得る可能性を提供する。その結果、ボックス端ねじ保護部材２００の実施例は、ねじ山プロファイル、ねじ山幅、ねじ山高さのすべての可能な組合せを考慮して製造・格納しなければならないねじ保護部材の数を減らすことによって、ねじ保護部材の在庫・保管要件を緩和する可能性を提供する。
【００４７】
今度は図１２を見ると、ねじ保護部材２００をボックス端３２０に取り付けるには、端２００ｂをボックス端３２０内に軸方向に挿入し、端２２０ｂにある雄ねじ山２３０が雌ねじ山３２１に当たるまで軸方向に前進させる。次に、凹部２１４を介して保護部材２００に回転トルクを加えて、パイプ３００に対しねじ保護部材２００を軸２５０の周りに矢印２６１の方向に回転させる。ねじ保護部材２００を回転させると同時に、ボックス端３２０をボックス端３２０に軸方向端部３２０に押し込んでいくことにより、双方のねじ山２３０、３２０を噛み合わせ、ボックスにボックス端ねじ保護部材２００をねじ込んでいく。保護部材２００は、末端３２２がフランジ２１１の座面２１２に軸方向に当たり、密封状態に接触するまで、ボックス端３２０にねじ込むのが好ましい。
【００４８】
ボックス端３２０からボックス端ねじ保護部材２００を緩めて取り外すには、凹部２１４を介してねじ保護部材２００に回転トルクを与え、ねじ保護部材２００をパイプ３００に対して軸２５０周りに矢印２６２の方向（前記の方向２６１と逆向き）に回転させる。方向２６２に回転させると同時に、ねじ山２３０、３２１が完全に外れるまでねじ保護部材２００を軸方向にボックス端３２０から引き抜く。
【００４９】
前述したように、従来のボックス端ねじ保護部材の雄ねじは、一般的に対応するボックス端の雌ねじとＬ４長の範囲で噛み合うか、または雌ねじとＬ２長さの範囲で噛み合う。しかしながら、ここで説明する実施例では、ねじ保護部材２００の雄ねじ山２３０は、ボックス端３２０の雌ねじ山３２１のＬ４長さＬ321より短くかつボックス端３２０の雌ねじ３２１Ｌ２長さＬ321’より短い軸方向長さＬ230の範囲にある。このように、雄ねじ山２３０は雌ねじ山３２１に対し、Ｌ４長さＬ321またはＬ２長さＬ321’の範囲で噛み合うことがない。これにより、ボックス端３２０に対するねじ保護部材２００の装着・ねじ込みや緩め・取り外しが、同様のサイズの従来のねじ保護部材に比べて少ない時間と労力でできる。具体的には、雄ねじ山２３０の軸方向長さが短いため、保護部材２００はボックス端３２０に対するねじ込み・取り外しが少ない回転でできる。しかし、軸方向のＬ２長さＬ321’は、腐食性流体が保護部材２００とボックス端３２０の間を軸方向に流れるのを抑制ないし防止し、衝撃を受ける場合でも保護部材２００がボックス端３２０に付いた状態を維持するのに十分なねじ山２３０、３２１同士の噛み合わせを可能となるよう、十分長いことが好ましい。具体的には、雌ねじ山３２１の軸方向長さＬ230が１．０インチより長いことが好ましく、１．０インチより長く１．５インチ未満であるとさらに好ましい。雄ねじ山２３０は、末端３２２寄りにある雌ねじ山３２１の上部で密封状態に係合するように配置されていることによって、雌ねじ山３２１のＬ４長さのいかなる部分にも腐食性流体（たとえば水）が達するのを規制ないし防止していることを理解できるはずである。
【００５０】
図２から図６に示すピン端ねじ保護部材１００の実施例は単一の一体構造である。特に、バンパー１１２を含む基部１１０と結合部１２０は、鋳造、成型等の方法で、単一の部品として形成される。したがって、基部１１０と結合部１２０は一体である。他の実施例では、ピン端ねじ保護部材（たとえば基部１１０、結合部１２０、バンパー１１２）の二つ以上のセクションは、次に互いに取り付けられる別個の部品として形成してもよい。ピン端ねじ保護部材１００と同様に、図８から図１２に示すボックス端ねじ保護部材２００の実施例も単一の一体構造である。特に、バンパー２１３を含む基部２１０とピン２２０は、鋳造、成型等の方法で単一の部品として形成される。他の実施例では、ボックス端ねじ保護部材（たとえば基部２１０、ピン２２０、バンパー２１３等）は、二つ以上の部分を別個の部品として形成し、その後組み付けてもよい。
【００５１】
ねじ保護部材１００、２００はいずれも、ピン端ねじ保護部材１００とボックス端ねじ保護部材２００は、耐久性があり耐腐食性のある材料で構成されているのが好ましい。衝撃に対して塑性変形して衝撃エネルギーが内部摩擦や熱エネルギーに変換され、すなわち伝達エネルギーを消費しつくすか実質的に減らし、エネルギーを装着するパイプ３００のねじ山に到達したり損傷させるのを防止するようになっているのが好ましい。各ねじ保護部材１００、２００は、したがって、衝撃エネルギーのような外力を受けたときにかなりのエネルギーを吸収する材料で構成されているのが好ましい。材料は、エネルギーを必要とするたわみ、変形および／または降伏または屈服することによって、衝撃エネルギーを吸収する。明細書に記載されたねじ保護部材（たとえばねじ保護部材１００、２００）の実施に適した材料の例は、限定されないが、高密度ポリエチレン材料（たとえばＰｈｉｌｌｉｐｓ  ６６製のＭａｒｌｅｘ（登録商標）ＨＨＭ  ５５０２  ＢＮまたはＨＸＭ  ５０１００）がある。
【００５２】
好ましい実施例を示して説明してきたが、当業者によって本明細書の範囲または教示内容から逸脱することなく改変を行うことができる。本明細書で説明した実施例は単なる例示であり、限定されない。本明細書で説明したシステム、装置、方法には本発明の範囲内で多くの変形および修正が可能である。例えば、様々な部品の相対的な寸法や種々の部品を作る材料等のパラメータは変えることができる。したがって、保護の範囲は、本明細書に記載した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲は請求項の対象物の全ての均等物を含む。別段の記載がないかぎり、方法に係る請求項の各工程は任意の順序で実行してもよい。このような方法に係る請求項における各工程の前に、（ａ）（ｂ）（ｃ）または（１）（２）（３）のような識別子を記載しているのは、工程に特定の順序を意図したり指定したりするというものではなく、その工程を後で参照するのを簡素化するために使用している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月17日(2012.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を有し、ねじ山ピッチがＰｐ、径方向のねじ山高さがＨｐ、軸方向のねじ山幅がＷｐであって、Ｌ４長さ、Ｌ２長さ、ねじ山プロファイルを有するパイプの螺旋状のねじ山を保護するための保護部材であって、
中心軸を有する本体を備えており、この本体が基部を有する上端とこの上端と反対側にある下端とを備えており、環状の結合部がこの基部から軸方向に下端まで延びており、結合部が径方向内側の表面と径方向外側の表面とを備えており、
結合部が、径方向内側の表面から径方向内方に、または径方向外側の表面から径方向外方に突き出た螺旋状のねじ山を含み、
螺旋状のねじ山が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山プロファイルと異なる凸状のプロファイルを有している、保護部材。
【請求項２】
請求項１に記載された保護部材であって、凸状のプロファイルが、径方向内側の表面から径方向内方、または径方向外側の表面から径方向外方に突き出た半円柱状面で形成されている、保護部材。
【請求項３】
請求項１に記載された保護部材であって、凸状のプロファイルが０．０３インチより大きな曲率半径を有するもの。
【請求項４】
請求項３に記載された保護部材であって、曲率半径が０．０４５インチと０．０６インチの間であるもの。
【請求項５】
請求項２に記載された保護部材であって、結合部の螺旋状のねじ山の軸方向長さＬ１が、Ｌ２長さ未満であるもの。
【請求項６】
請求項５に記載された保護部材であって、軸方向長さＬ１が１．０インチを超え１．５インチ未満であるもの。
【請求項７】
請求項６に記載された保護部材であって、螺旋状のねじ山が、基部寄りにあって下端から軸方向に離れているか、下端寄りにあって基部から軸方向に離れているかのいずれかである保護部材。
【請求項８】
請求項２に記載された保護部材であって、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチＰ１が、前記ねじ山ピッチＰｐと同じであり、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅Ｗ１が、前記ねじ山幅Ｗｐの９０から１１０％で、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山の径方向高さＨ１が、前記ねじ山高さＨｐの８０％から１００％である、保護部材。
【請求項９】
請求項１に記載された保護部材であって、結合部の径方向内側の表面または径方向外側の面が、保護部材の中心軸に対して鋭角を成す向きの円錐台面であるもの。
【請求項１０】
請求項１に記載された保護部材であって、
結合部および螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰｐ、径方向のねじ山高さＨｐ、軸ねじ山幅Ｗｐを有するパイプの螺旋状のねじ山と結合・係合できるように構成されているとともに、
結合部および螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰｐで、前記径方向のねじ山高さＨｐとは異なる第２の径方向のねじ山高さＨｐ’で、前記軸方向のねじ山幅Ｗｐとは異なる軸方向のねじ山幅Ｗｐ’である第２パイプの第２螺旋状のねじ山とも結合・係合できるように構成されている、保護部材。
【請求項１１】
パイプねじを保護する方法であって、
中心軸があり、基部を備えており、径方向内側の表面と径方向外側の表面とを有する環状の結合部がこの基部から軸方向に延びており、結合部の径方向外側の表面または内周面に螺旋状のねじ山があり、この螺旋状のねじ山が凸状のプロファイルを有しているようなねじ保護部材を用意するステップと、
パイプが径方向外側の表面と径方向内側の表面とを備え、パイプの末端からパイプの径方向内側の表面または外側の表面に沿って延びる螺旋状のねじ山を有し、パイプの螺旋状のねじ山のプロファイルが結合部の螺旋状のねじ山の凸状のプロファイルと異なるねじ保護部材をパイプと同軸に整列するステップと、
ねじ保護部材を中心軸の周りにねじ込み方向に回転させ、ねじ保護部材とパイプの末端を軸方向に互いに前進させるステップと、
パイプの螺旋状のねじ山をねじ保護部材の螺旋状のねじ山にねじ込んで噛み合わせるステップとを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された方法であって、パイプの末端と基部との間に環状のシールを形成するステップをさらに含むもの。
【請求項１３】
請求項１２に記載された方法であって、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山とパイプの螺旋状のねじ山をねじ込んで噛み合わせることで、パイプの螺旋状のねじ山とねじ保護部材の螺旋状のねじ山の間を流体が軸方向に通過するのが防止されるようになるステップと、
パイプの末端と基部との間に環状の密封構造を形成することで、パイプの末端と基部との間を流体が径方向に通過するのが防止されるようになるステップとをさらに含む方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載された方法であって、
凸状のプロファイルが、結合部の径方向外側の表面から径方向内側に、あるいは結合部の径方向内側の表面から径方向外側に突き出た半円柱状面で形成されており、
凸状のプロファイルが０．０３インチより大きな曲率半径を有する、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載された方法であって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山が、パイプの螺旋状のねじ山とＬ２長さ未満の範囲で噛み合うもの。
【請求項１６】
請求項１５に記載された方法であって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山がパイプの螺旋状のねじ山と噛み合う螺合領域が少なくとも１．０インチでかつ１．５インチ未満であるもの。
【請求項１７】
請求項１１に記載された方法であって、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山ピッチと同じであり、
ねじコネクタの螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山幅の９０％〜１１０％であり、
ねじ保護部材の螺旋状のねじ山の径方向のねじ山高さが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山高さ８０％〜１００％であるもの。
【請求項１８】
パイプとこのパイプにねじ込み式に結合されたねじ保護部材とを含むアセンブリであって、
パイプが中心軸と、径方向内側の表面と、径方向外側の表面とを有しており、パイプの径方向外側の表面または内側の表面の周りに螺旋状のねじ山を有しており、パイプの螺旋状のねじ山が、ねじ山ピッチＰｐ、径方向のねじ山高さＨｐ、軸ねじ山幅Ｗｐ、Ｌ４長さ、Ｌ４長さより短いＬ２長さ、およびねじ山プロファイルとを有しており、
ねじ保護部材が中心軸を有しており、基部と環状の結合部を備え、結合部が、基部に接続された第１の端部と、基部から遠い側の第２の端部とを備えており、
結合部が、径方向内側の表面と径方向外側の表面とを有しており、径方向内側の表面または結合部の径方向外表面の周りを取り巻く螺旋状のねじ山を備えており、
結合部の螺旋状のねじ山が径方向内側の表面または径方向外側の表面にねじ領域を有しており、このねじ領域が第１の端部と結合部の第２の端部との間に配置され、かつ、軸方向について結合部の第１の端部または第２の端部のうち他方よりも一方の近くに位置しており、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向長さが、パイプの螺旋状のねじ山のＬ２長さより短い、アセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８に記載されたアセンブリであって、ねじ保護部材の螺旋状のねじ山が、パイプのねじのねじ山プロファイルとは異なる凸状のプロファイルを有するもの。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたアセンブリであって、凸状のプロファイルが、径方向内側の表面から径方向内方に、または結合部の径方向外側の表面から径方向外方に突き出た半円柱状面で形成されるもの。
【請求項２１】
請求項２０に記載されたアセンブリであって、凸状のプロファイルが０．０３インチより大きい曲率半径を有するもの。
【請求項２２】
請求項１９に記載されたアセンブリであって、結合部の螺旋状のねじ山の軸方向の長さが１．０を超え１．５インチ未満であるもの。
【請求項２３】
請求項１８に記載されたアセンブリであって、
結合部の螺旋状のねじ山のねじ山ピッチが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山ピッチと同じであり、
結合部の螺旋状のねじ山の軸方向のねじ山幅が、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山幅の９０から１１０％であり、
結合部の螺旋状のねじ山の径方向のねじ山高さが、パイプの螺旋状のねじ山のねじ山高さの８０〜１００％である、アセンブリ。
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月2日(2014.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
2014531560.tif 000019
【図３】
2014531560.tif 000020
【図４】
2014531560.tif 000021
【図５】
2014531560.tif 000022
【図６】
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【図７】
2014531560.tif 000024
【図８】
2014531560.tif 000025
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014531560.tif 000028
【図１２】
2014531560.tif 000029
【図１３】
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【国際調査報告】
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