(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管継手の鋼管の雄ねじのねじ底に接触する山部を有する断面プロフィールを周面に備えたスレッドロールと、該スレッドロールを挿通する軸を先端側に備えた２本の測定脚と、基準面を備え該基準面に開口した貫通スリットを備え、前記２本の測定脚を基準面から突出させて該貫通スリット内に摺動移動自在に保持するフレームと、前記測定脚によるねじの測定値と基準値との差を検出するダイアルゲージとを有し、前記スレッドロールが、前記軸の軸方向に遊動可能に嵌挿されており、その軸方向に微調整可能なように軸方向両側にコイルスプリングを備えたことを特徴とする鋼管継手のねじ径測定装置。
【請求項２】
前記スレッドロールは、ロール周縁に、ねじピッチと一致しねじ底に接する山谷形状を有し、前記山部はテーパねじの傾きと平行な頂面を備えることを特徴とする請求項１記載の鋼管継手のねじ径測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鋼管継手のねじ径測定装置の、前記２本の測定脚の基準面からの突出寸法を測定管サイズごとに定めた寸法に設定し、次いで、基準面をマスターゲージ上に載せて測定脚のスレッドロールの相互間隔を調整して固定すると共にダイアルゲージのゼロ点を合わせ、次いで基準面を鋼管の端部に当接させ、スレッドロールの山部を雄ねじ底に接触させ、フレームを左右に揺動させてダイアルゲージの振れの最大値を読みとり、鋼管継手の雄ねじ底径を測定することを特徴とする鋼管継手のねじ径測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管継手のねじ径測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油井用鋼管はねじ継手によって連結される。油井用鋼管は高い内圧と大きなトルク及び推力を受けるので、その継手は優れたシール性能と高い剛性及び強度を有することが必要であり、また、着脱の容易性が要求される。このため、油井用鋼管の継手のねじは特殊な形状のねじを形成すると共に継手部にはテーパを付してあり、正確に加工する必要がある。この加工の精度を検査するために、迅速正確に継手のねじ部の寸法測定を行うことが必要である。
【０００３】
このようなねじ部の寸法検査又は測定には、従来、鋼管の継手部のねじの頂部の内径又は外径を測定すると共に、ねじの形状や高さを測定し、これらの数値を組み合わせて検査結果を示すことが行われていた。例えば、ピンねじ（鋼管側のねじ）は、ねじ山の山頂を測定していた。実際にボックスねじ（カップリング側のねじ）と干渉するのはピンねじの谷底であるので、ねじ山頂の径の測定値からねじの高さ分をマイナスする必要がある。このねじ山の高さはねじハイトゲージで測定し、この測定値を加減算することにより、ねじ径の値を求めていた。
【０００４】
ところで、鋼管継手のねじはテーパを有するので、測定位置によって外径又は内径の値が異なり、測定位置を正確に特定する必要がある。このため、鋼管のねじ部の寸法測定位置は鋼管継手の端部から鋼管径ごとに一定寸法の位置に決められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の油井用鋼管のねじ部の検査ないし測定は、種々の測定値の組み合わせによって行われており、迅速性に欠けることや誤差が大きくなるなどの問題があった。本発明は上記問題点を解決した鋼管継手のねじ径測定装置及び方法を開発し、これを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、鋼管継手部の所定位置のねじの谷底寸法をスレッドロールにて直接測定し、ねじ底径の値を直接求めることができる装置又はスレッドロールに代り円筒ロールにてねじの山頂寸法を測定する装置及びこれらの装置を用いてねじ径を迅速正確に測定する方法を開発した。本発明の装置は、次の技術手段を講じたことを特徴とする鋼管継手のねじ径測定装置である。
（ａ）鋼管継手の雄ねじのねじ底に接触する断面プロフィールを周面に備えたスレッドロール又は鋼管継手のカップリングの雌ねじのねじ山頂面に接触する円筒ロールの何れかのロールと、
（ｂ）スレッドロール又は円筒ロールを挿通する軸を先端側に備えた２本の測定脚と、
（ｃ）基準面を備え基準面に開口した貫通スリットを備え、前記２本の測定脚を基準面から突出させて貫通スリット内に摺動移動自在に保持するフレームと、
（ｄ）前記測定脚によるねじの測定値と基準値との差を検出するダイアルゲージと
から構成されたことを特徴とする鋼管継手のねじ径測定装置である。この測定装置を用いると短時間で正確なねじ底径又はねじ山頂部の径の測定を行うことができる。
【０００７】
上記鋼管継手のねじ径測定装置において、前記スレッドロールは、ロール周縁に、ねじピッチと一致しねじ底に接する山谷形状を有し、山部はテーパねじの傾きと平行な頂面を備え、さらに、軸方向に微調整可能なように軸方向両側にコイルスプリングを備えると好適である。これは、ねじの管端からの距離は１円周の間で１ピッチ分だけ寸法が変わるので、周上の測定位置の変動による微調整を自動的に行うことができるからである。
【０００８】
次に、本発明の鋼管継手の雌ねじのねじ底径の測定方法は、上記の鋼管継手のねじ径測定装置に前記スレッドロールを装着し、前記２本の測定脚の基準面からの突出寸法を測定管サイズごとに定めた寸法に設定し、次いで、基準面をマスターゲージ上に載せて測定脚のスレッドロールの相互間隔を調整して固定すると共にダイアルゲージのゼロ点を合わせ、次いで基準面を鋼管の端部に当接させ、スレッドロールの山部を雄ねじ底に接触させ、フレームを左右に揺動させてダイアルゲージの振れの最大値を読みとり、鋼管継手の雄ねじ底径を測定することを特徴とする鋼管継手のねじ径測定方法である。この方法により、鋼管の端部から所定の距離の雄ねじ底径を１測定で正確に測定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。先ず本発明の鋼管継手のねじ径測定装置が測定する鋼管継手について図１０〜図１２を用いて説明する。図１０は鋼管継手の縦断面図で図１０（ａ）は雄ねじ１１１を備えた鋼管端１１０の断面図、図１０（ｂ）はこの雄ねじ１１１に螺合する雌ネジ１０１を備えたカップリング１００の縦断面図である。本発明のねじ測定装置は、鋼管端１１０の雄ねじ１１１のねじ底径１１６又はカップリング１００の雌ねじの頂部の径１０５を測定するものである。
【００１１】
先ず鋼管の端１１０の雄ねじ１１１について説明する。鋼管継手のねじは特殊なねじ山形状をもつテーパねじである。その径は鋼管端１１０の端面１１４から管径ごとに定められた一定距離１１５の所定位置１１７のねじ底径１１６を測定する。またカップリング１００ではその端面１０２から管径ごとに定められた一定距離１０４の所定位置１０３のねじ山頂部の径１０５を測定する。この鋼管端１１０の所定位置１１７とカップリング１００の所定位置１０３とはこの鋼管継手を組立てたときねじが噛合って対向する位置である。図１１は図１０（ｂ）の一部拡大断面図である。図１２は、さらに拡大されたねじを示し、カップリング１００の雌ねじ１０１と鋼管端１１０の雄ねじ１１１との噛合わせを示している。このねじは鋼管端１１０の雄ねじ１１１のねじ底面１１２とカップリング１００側の雌ねじ１０１のねじ山頂面１０６とを接触させた状態で、スタッビングフランク側の雌ねじ面１０７と雄ねじ面１１３との隙間を最適化して鋼管長手方向の耐圧縮性を確保するようになっている。従って、ねじは形状が精度よく所定寸法に正確に形成されていることが重要である。
【００１２】
図１は本発明の実施例の鋼管継手のねじ径測定装置１の側面図、図２はその平面図である。本発明の鋼管継手のねじ径測定装置１は、２本の測定脚１０と、この２本の測定脚１０を取付けるフレーム３０とダイアルゲージ５０とを基本要素としている。測定脚１０は先端部の軸１４にスレッドロール１１を挿入して装着している。軸１４は測定すべきねじ部のテーパに合致するように測定脚１０の中心軸に対して傾いている。鋼管１１０側の雄ねじ１１１の径を測定するときは軸１４は外向きに傾けた状態に取りつける。スレッドロール１１はスレッドリングを３個連接したプロフィール形状を有している。このスレッドリングは周縁部が鋼管の継手部のねじ山の間に進入してねじ底に接触する形状のリングとなっている。スレッドロール１１の山頂部１１ａは鋼管継手のテーパねじの傾きと平行な頂面を備えている。このスレッドロール１１は測定脚１０の先端の軸１４に軸方向に遊動可能に嵌挿されており、その軸方向両側にコイルスプリング１２を備え、止め金具１３によって止めつけられている。２個のコイルスプリング１２は互いに対向してスレッドロール１１を両側から押すように付勢されており、スレッドロール１１は２個のコイルスプリング１２によって、所定の中央位置に静止している。測定脚１０の根元側部分１５はフレーム３０の貫通スリット３１内に保持され、スリット３１内で任意の位置に固定できるようになっている。この固定は下パッド１６、上パッド１７によってフレームに挟みつけて固定するようになっている。フレーム３０は基準面３２を基準にして、測定脚１０の突出長さを自由に調整できるようになっている。測定脚１０の他端には、測定脚の取付方向を示す切欠１８が設けられている。この切欠１８の方向によりスレッドロール１１の取付軸１４の傾きが内向きか外向きかを示すようになっている。２個の測定脚１０のうちダイアルゲージ５０側の一方の測定脚１０はフレーム３０のスリット３１内でスリット３１に沿って微動可能に保持され、その微動を検出するダイアルゲージ５０がフレーム３０の一端側に取付けられている。
【００１３】
本発明の鋼管継手のねじ径測定装置１は測定脚１０の間隔をマスターゲージ４５に合わせて設定し、フレーム３０の基準面３２を鋼管のねじ継手の端面に接触させ、２個のスレッドロール１１をねじ底に当接させ、ねじ底直径をマスターゲージ４５の基準値とダイアルゲージ５０によって比較し、ねじの測定、検査を行うものである。
【００１４】
次に、図１に示す本発明のねじ径測定装置１の使用方法について説明する。図１に示す装置は鋼管端の雄ねじのねじ底径を測定するものである。
【００１５】
図３はフレーム３０に測定脚１０を取りつけ、フレーム３０の基準面３２からスレッドロール１１の端までの突出長さをスケール３３により測定すべき鋼管ねじ寸法１１５（図１０参照）に合わせる工程を示している。図３では、雄ねじを測定する場合を示しており、測定脚１０の切欠１８は外向きになっており、スレッドロール１１の軸１４は、下端が外向きに開いている。
【００１６】
図４、図５は２本の測定脚１０の間隔を合わせる工程を示すもので、まず図４に示すように一方の測定脚１０ａをスパナ４１で緩めてスリット３１中で動くようにし矢印４２で示すように任意の位置（１０ｂで示す位置）まで動かす。次いで図５に示すようにフレーム３０の基準面３２を基準ゲージ４５上に載せ、図４で動かしておいた測定脚１０ｂを矢印４４方向に動かし、マスターゲージ４５の基準側面４７にスレッドロール１１を当接させ、測定脚１０をスパナ４３で固定する。このとき、他方の測定脚も１０ｃ，１０ｄで示すように微動させ、その中立位置にセットする。
【００１７】
図６は鋼管継手１００のねじ端部に測定装置１を載せ、スレッドロール１１をねじ底に接触させた状態で測定装置１を左右に微小揺動させダイアルゲージ５０の読みを読んでいる工程である。ダイアルゲージ５０は、測定装置１をマスターゲージ４５に合わせるとき、図７に示すように指示針５１の振れをダイアルゲージの周枠を矢印５２のように回動させて図８に示すように目盛０に合わせてある。図６に示すように、測定装置１を左右に微小揺動させるとダイアルゲージの読みは左右に振れるが、その時の最大振れの目盛を読み取る。この最大振れの目盛がマスターゲージとの差（測定径の精度）となる。この値が所定値以内であればねじは合格であり、所定値を超えると不良品である。本発明のねじ径測定装置はこのように、簡易、正確に鋼管継手のねじ径を測定することができる。
【００１８】
図９は、ねじ山の頂面の径を測定する実施例のねじ径測定装置１で、図１の実施例との差異は、図１のスレッドロール１１の代りに円筒ロール７１を装着しており、その傾きが逆向になっていることである。その他は図１の実施例と同じである。符号も同一符号を付して示してある。この図９に示すねじ径測定装置１の使用方法は、図１に示す装置について図３〜図８を用いて説明したのと同様である。異なる点は、円筒ロール７１が接するのは雌ねじの頂面であり、図１０（ｂ）に示す雌ねじ１０１の所定位置１０３の山頂部の径１０５であり、図１に示す装置が雌ねじ１１１の底面の径１１６を測定するのとは異なっている。従って、図５に示すマスターゲージ４５も内径に基準面がある形状となっている。また、図３で示す距離（図１０（ａ）に示す距離１１５）に代って、距離（図１０（ｂ）に示す距離１０４）を用いる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼管継手のねじ径測定を迅速、正確に行うことができ、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の測定装置の側面図である。
【図２】実施例の測定装置の平面図である。
【図３】測定脚の突出長さを設定する工程の説明図である。
【図４】測定脚の間隔を設定する工程の説明図である。
【図５】測定脚の間隔を設定する工程の説明図である。
【図６】鋼管継手ねじ径測定する工程の説明図である。
【図７】ダイヤルゲージの説明図である。
【図８】ダイヤルゲージの説明図である。
【図９】別の実施例の測定装置の側面図である。
【図１０】鋼管継手の断面図で、（ａ）は鋼管端、（ｂ）はカップリングである。
【図１１】鋼管継手の部分拡大断面図である。
【図１２】鋼管継手のねじの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１    測定装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ    測定脚
１１    スレッドロール
１１ａ    山頂部
１２    コイルスプリング
１３    止め金具
１４    軸
１５    根元側部分
１６    下パッド
１７    上パッド
１８    切欠
３０    フレーム
３１    スリット
３２    基準面
３３    スケール
４１    スパナ
４２    矢印
４３    スパナ
４４    矢印
４５    マスターゲージ
４６    頂面
４７    基準側面
５０    ダイアルゲージ
５１    指示針
５２    矢印
６０    矢印
７１    円筒ロール
１００    鋼管継手（カップリング）
１０１    雌ねじ
１０２    端面
１０３    所定位置
１０４    距離
１０５    径
１０６    ねじ山面
１０７    雌ねじ面（スタッビングフランク側）
１１０    鋼管端
１１１    雄ねじ
１１２    ねじ底
１１３    雄ねじ面（スタッビングフランク側）
１１４    端面
１１５    距離
１１６    径
１１７    所定位置
【図１】
0004706110.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004706110.tif 000004
【図４】
0004706110.tif 000005
【図５】
0004706110.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004706110.tif 000008
【図８】
0004706110.tif 000009
【図９】
0004706110.tif 000010
【図１０】
0004706110.tif 000011
【図１１】
0004706110.tif 000012
【図１２】
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