JP2003515021A - ネジ式ジョイントおよび雄ネジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、衝撃掘削用の雄ネジ部材、ネジ式ジョイントおよび雄ネジ部材に関する。このネジ式ジョイントは少なくとも１つの概略円柱状の外周ネジ（１４）および１つの概略円筒状の内周ネジ（１５）を有する。外周ネジ（１４）は、第１のドリルストリング部材（１０Ａ、１０Ｂ）の一体化した一部分を構成する栓部分（１２）を有する。各ネジはそれぞれ、完全形状のネジ部に連なるネジ端部（２１〜２４）を備えている。各ネジ（１４、１５）には、長手方向断面における最小半径（Ｒ）の端部領域がある。概略円柱状の外周ネジ（１４）は第１の軸方向長さ（Ｌ１）を有し、概略円筒状の内周ネジ（１５）は第２の軸方向長さ（Ｌ２）を有し、第１の軸方向長さ（Ｌ１）を第２の軸方向長さ（Ｌ２）より短くしたことにより、円筒状内周ネジ（１５）の両端部領域（２３、２４）が円柱状外周ネジ（１４）に接触しないようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の背景 本発明は、それぞれ独立項の前提部に記載した衝撃掘削用のねじ式ジョイント
および雄ネジ部材に関する。

【０００２】 従来の技術 従来、例えばスエーデン特許公報４６９，６０２号および米国特許公報４，３
３２，５０２を参照に記載されているように、衝撃掘削用削岩機の２部材を締結
するネジ式ジョイントには雄ネジと雌ネジが用いられている。この雄ネジを作製
するには、鋼素材を大径部を有する形状に成形する。大径部の両端は、ネジ切り
工具の少なくとも一部が入る小径のクリアランス面あるいはクリアランス溝に連
なり、更に通常は錐台形の自由端に連なる。大径部には通常の方法でネジが設け
られている。クリアランス溝および自由端表面の形状に応じて、ネジの入口と出
口は鋭利な縁部になっている。これに対応して雌ネジのネジ切り部にも鋭利な縁
部が形成されている。ジョイント使用時に、雄ネジと雌ネジの先端で鋭利な縁部
同士が相手に損傷を生ずる。ジョイントの寿命は通常は雄ネジで決まる。

【０００３】 発明の目的 本発明の目的の１つは、上記のタイプで長寿命にしたネジ式ジョイントを提供
することである。 本発明のもう１つの目的は、上記のタイプで雄ネジを長寿命にしたネジ式ジョ
イントを提供することである。

【０００４】 本発明の目的は、特許請求の範囲に記載の特徴を備えたネジ式ジョイントによ
って達成される。 以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

【０００５】 発明の詳述 本発明のネジ式ジョイント１０は、望ましくは、２つのドリルチューブあるい
はドリルロッド１０Ａ、１０Ｂから成り、ドリルロッド１０Ａ、１０Ｂは各々、
一端に突き出した栓部分（スピゴット）すなわち雄ネジ部分１２および他端にス
リーブすなわち雌ネジ部分１３を備えている。栓部分は概略円柱状の外周ネジ１
４を備え、スリーブは概略円筒状の内周ネジ１５を備えている。ネジ１４、１５
は各々、望ましくは、単一の入口と単一の出口を持つ。図１に示した２つのドリ
ルロッド１０Ａ、１０Ｂを備えた衝撃掘削用のネジ式ジョイントを締結した状態
では、雄ネジ部分１２の自由端面１５が雌ネジ部分の自由端面あるいは突合せ面
１７の領域に入っている。ほとんどの場合、ロッド同士を回転させながら押し付
け合うことにより、ネジ同士を係合させる必要がある。ネジ同士が係合したら、
ロッド同士を更に回転させてることにより、ロッドの自由端面１６を雌ネジ部分
の底部１８に突き合わせ、かつ／または、突合せ面１７を栓部分１２の内側端部
を取り巻く内側肩部１９に突き合わせる。ネジ１４および１５は、従来のように
雄ネジと雌ネジとが側面の一部のみで突き合うように設計されている。曲線部位
同士あるいはネジ山とネジ底とは接触しない。米国特許公報４，９６８，０６８
（この明細書の一部として取り込む）には、本発明を利用できるネジ式ジョイン
トが示されている。雌ネジ部分１３がドリルロッドの一部分を成している。更に
、このドリルロッドは、内部を流体、通常は空気または水が流通する貫通流路２
０を備えている。

【０００６】 雄ネジすなわち概略円柱状の外周ネジ１４は、完全形状のネジ部から連なって
少なくとも１つの外側ネジ端部２１と少なくとも１つの内側ネジ端部２２とを有
する。雌ネジすなわち概略円筒状の内周ネジ１５は、完全形状のネジ部から連な
って少なくとも１つの外側ネジ端部２３と少なくとも１つの内側ネジ端部２４と
を有する。ネジ端部２１〜２４は各々鋭利な縁部があり、これはネジ切り前に設
けたクリアランスすなわち栓部分１２の錘形クリアランス３１、３２とスリーブ
１３の円筒状クリアランス３３、３４が設けてあるためである。図３に示したよ
うに、この縁部は長手方向断面におけるネジの最小半径Ｒを規定している。

【０００７】 雄ネジ１４と雌ネジ１５は、締め付けたときに雌ネジ１５の両端部あるいは両
端部領域２３、２４が雄ネジ１４と接触しないように、両者の長さおよび位置を
相互に関係付けてある。ここで「接触しない」とは、ジョイントを締め付けた状
態で、両端部２３、２３が雄ネジから間隔をおいていることを言う。この状態は
以下のようにして確保される。雄ネジ１４はネジ端部２１、２３間が第１の軸方
向長さＬ１であり、雌ネジ１５はネジ端部２３、２４間が第２の軸方向長さＬ２
である。長さＬ１は長さＬ２より短い。言い換えると、錐台形クリアランス３１
、３２間の距離が、円筒形クリアランス３３、３４間の距離よりも短い。ジョイ
ントを締め付けた状態で、栓部分１２の自由端面１６と雌ネジ１５の内側ネジ端
部あるいは端部領域２４との距離Ｌ３は、栓部分の自由端面１６と雄ネジの外側
ネジ端部あるいは端部領域２１との距離Ｌ４よりも短い。ジョイントの外側端部
についても同じ関係がある。すなわち、ジョイントを締め付けた状態で、栓部分
１２の肩部１９と雌ネジ１５の外側ネジ端部あるいは端部領域２３との距離Ｌ５
は、栓部分の肩部１９と雄ネジの内側ネジ端部あるいは端部領域２２との距離Ｌ
６よりも短い。

【０００８】 栓部分１２の外側端部および内側端部には錐台形の案内面２５、２６があって
、雌ネジ１５の個々の側面においてそれぞれ錐台形案内面２７、２８と軸方向に
協調して作動する。錐台形案内面の仮想錐頂点は衝撃の方向Ｆを向いている。雄
ネジ１４の長さＬ１は船部材の長さＬの５０〜８０％である。雄ネジ１４の両側
のネジ端部領域２１、２２はそれぞれ栓部分の両端１６、１９から距離Ｌ４、Ｌ
６に設けてある。

【０００９】 以上の実施形態においては錘台形のネジを示したが、本発明は全ての衝撃削岩
機用ネジ，例えばロープネジに用いることができる。雌ネジ部分あるいは雄ネジ
部分はドリルロッドあるいはドリルチューブに設ける代わりに、削岩ドリルビッ
トに設けてもよい。図４に、硬質金属ボタンを備えた衝撃削岩用削岩ドリルビッ
ト１０Ｃに本発明のネジ式ジョイントを適用した例を示す。図中、上記と同じ参
照番号を用いてある。

【００１０】 本発明の原理は、栓部分アダプタとドリルロッドを締結するネジ式ジョイント
に適用することもできるし、緩い延長スリーブを備えた２つのドリルロッド間を
締結するネジ式ジョイントに適用することもできる。 他の観点から、特許請求の範囲の範囲内において、本発明を自由に改変するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、同一形状の２つのドリル部材を締結している本発明によるネジ式ジョ
イントを一部断面で示す図である。

【図２】 図２は、本発明の雄ネジ部材の斜視図である。

【図３】 図３は、本発明の雌ネジ部材の断面斜視図である。

【図４】 図４は、削岩用ドリルビットとドリルとを締結している本発明のネジ式ジョイ
ントの断面図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃掘削用のネジ式ジョイントであって、少なくとも１つの
   概略円柱状の外周ネジ（１４）と１つの概略円筒状の内周ネジ（１５）を備え、
   上記外周ネジ（１４）は栓部分（１２）にあって第１のドリルストリング部材（
   １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）の一体化した一部分を構成し、上記ネジの各々には完
   全形状のネジ部に連なるネジ端部（２１〜２４）があり、上記ネジの各々（１４
   、１５）には長手方向断面での最小半径（Ｒ）の端部領域がある、ネジ式ジョイ
   ントにおいて、 上記概略円柱状の外周ネジ（１４）は第１の軸方向長さ（Ｌ１）を有し、上記
   概略円筒状の内周ネジ（１５）は第２の軸方向長さ（Ｌ２）を有し、上記第１の
   軸方向長さ（Ｌ１）は上記第２の軸方向長さ（Ｌ２）より短くしてあることによ
   り、上記内周ネジ（１５）の両端部領域（２３、２４）が上記外周ネジ（１４）
   と接触しないようになっていることを特徴とするネジ式ジョイント。
2. 【請求項２】 上記栓部分（１２）の内側端部にある肩部（１９）が上記栓
   部分（１２）の自由端の方を向いた突合せ面を有し、上記内周ネジ（１５）が形
   成されているスリーブが第２のドリルストリング部材に連なり、上記スリーブは
   内側突合せ面（１８）を有する請求項１記載のネジ式ジョイント。
3. 【請求項３】 上記栓部分（１２）の自由端面（１６）と上記内周ネジ（１
   ５）の内側端部領域（２４）との距離（Ｌ３）は上記栓部分（１２）の自由端面
   （１６）と上記外周ネジ（１４）の外側端部領域（２１）との距離（Ｌ４）より
   も短く、上記栓部分（１２）の内側端部（１９）と上記内周ネジの外側端部領域
   （２３）との距離（Ｌ５）は上記栓部分の上記内側端部と上記外周ネジの内側端
   部領域（２２）との距離（Ｌ６）よりも短い請求項１記載のネジ式ジョイント。
4. 【請求項４】 上記栓部分（１２）の外側端部および内側端部には、上記内
   周ネジ（１５）の軸方向両端にある上記錐台形案内面（２７、２８）と協調して
   作動する錐台形案内面（２５、２６）がある請求項４記載のネジ式ジョイント。
5. 【請求項５】 衝撃掘削用のネジ式ジョイントの一部を構成する雄ネジ部材
   であって、少なくとも１つの概略円柱状の外周ネジ（１４）を備え、上記外周ネ
   ジ（１４）は栓部分（１２）にあって第１のドリルストリング部材（１０Ａ、１
   ０Ｂ）の一体化した一部分を構成し、上記ネジ（１４）には完全形状のネジ部に
   連なるネジ端部（２１、２２）があり、上記ネジ（１４）には長手方向断面での
   最小半径（Ｒ）の端部領域があり、上記栓部分（１２）は長さ（Ｌ）を有する、
   雄ネジ部材において、 上記概略円柱状の外周ネジ（１４）の長さ（Ｌ１）は上記栓部分の長さ（Ｌ）
   の５０〜８０％であり、上記外周ネジ（１４）の両端部領域（２１、２２）は上
   記栓部分の端部（１６、１９）から距離を置いており、上記栓部分（１２）の内
   側端部にある肩部（１９）が上記栓部分（１２）の自由端の方を向いた突合せ面
   を有することを特徴とする雄ネジ部材。
6. 【請求項６】 上記栓部分（１２）の外側端部および内側端部には錐台形案
   内面（２５、２６）がある請求項５記載の雄ネジ部材。