(57)【要約】【課題】不正螺合を防止するように雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正する方法の提供。【解決手段】本発明の方法は、雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、雌締結具部材は、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、頂点部内に溝を有する少なくとも１つの雌食付きねじ山とを備え、雄締結具部材は、雌締結具部材の内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、シャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄締結ねじ山と、食付き端においてシャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山とを備えている、ことと、締結具部材を互いに対して回転させることとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ねじおよびボルト等のねじ山付き締結具、より具体的には、不正螺合防止締結具の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ山付き締結具技術は、機械、自動車、電車、飛行機、エンジン等の殆どの製造品の構築または製作の基本を成す。ねじ山付き締結具は、実質的に合致する内部螺旋ねじ山を有するナットまたは穴等の嵌合ねじ山付き締結具内にねじ留め可能に係合させられる、一様、非一様、または先細の外部螺旋ねじ山を有するボルト、ねじ、スタッド、ロッド、もしくは他の実質的に丸い部材であり得る。外部および内部ねじ山付き締結具の適切な係合に対して、外部ねじ山付き部材の縦軸は、典型的には、内部ねじ山付き部材の縦軸と実質的に同一線上になければならない。さらに、外部および内部ねじ山付き締結具の適切な係合は、典型的には、雄螺旋の外部ねじ山の頂点が嵌合雌螺旋の内部ねじ山の谷底部と整列させられることを要求する。本開示は、任意のねじ山形態に関するが、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ（ＩＳＯ）メートルねじのねじ山が、図１に示されるように、標準ねじ山の実施例として図示されるであろう。本願で使用される場合、「ねじ山」という指定は、締結具ねじ山螺旋全体、または螺旋の任意の部分的区分に適用され得、ねじ山は、雄締結具部材の場合、締結具のシャンクの周囲の部分的巻線またはいくつかの巻線、もしくは雌締結具部材の場合、内部穴の周囲の部分的巻線またはいくつかの巻線を備え得る。
【０００３】
組み立て中の外部および内部ねじ山付き締結具の間の適切なねじ山係合の達成の失敗は、典型的には、対向する螺旋が係合し、部品が互いに対して回転させられると発生する、２つの螺合状態のうちの１つによって引き起こされる。第１の典型的に「交差螺合」と称される状態は、外部ねじ山付き部材、典型的には、ボルトまたはねじと、内部ねじ山付き部材、典型的には、ナットまたはねじ山付き穴との間に角度不整列と線形軸方向不整列との両方があるときに起こる。具体的には、交差螺合は、それぞれの螺旋軸も角度不整列でありながら、２つの部材が線形整列から少なくとも半ピッチ外れて係合しようとすることの結果である。
【０００４】
図２は、交差螺合した雄および雌締結具部材を図示する。締結具部材が交差螺合されているとき、雄締結具部材１０部材は、雌締結具部材３０と同一線上にはなく、ねじ山は、ねじ山付き螺旋が互いに対して回転させられると無理に進む。ねじ山がそのような無理に押し込まれた状態にあるときに回転が継続する場合、一方または両方の部材のねじ山が、典型的には、構造的に損傷されるであろう。
【０００５】
適切なねじ山係合の達成の失敗を引き起こす第２の螺合状態は、通常、ねじ山が頂点部と谷底部ではなく、頂点部と頂点部で係合するように、２つの螺旋が整列から半ピッチ外れているときに起こる、「不正螺合」と称される。
【０００６】
図３Ａおよび３Ｂは、螺旋軸が不整列ではないが、むしろ本質的に同一線上にある、不正螺合状態を図示する。内部ねじ山は、多くの場合、内部ねじ山の頂点部にわずかなくぼみ、溝、または裂溝３２を伴って製造される。不正螺合は、２つの螺旋が整列から半ピッチ外れるように、外部食付きねじ山１７の頂点部が内部ねじ山の頂点部における溝３２に係合するときに起こる。図３Ｂは、図３Ａの不正螺合状態の拡大図であり、どのようにして内部ねじ山の頂点部におけるそのような溝３２が、通常、内部ねじ山螺旋の本体内では小さいが、螺旋の入口端、すなわち、内部ねじ山の食付きねじ山区分では、若干深くて幅広くあり得るかを図示する。そのような場合において、外部ねじ山螺旋の食付きねじ山１７（および／または螺旋の第１の全ねじ山）の頂点が、対向する内部螺旋における通常の螺旋谷底部に進入しようとするが、代わりに、その頂点内の溝３２において内部ねじ山螺旋に係合する可能性がある。
【０００７】
現在幅広く製造されている内部螺旋の食付きねじ山のいくつかの特性は、不正螺合不具合の可能性を大いに増加させる。
【０００８】
第１に、図４Ａ−４Ｆは、どのようにして雌締結具部材３０の典型的内部食付きねじ山３１が、不正螺合不具合を引き起こす傾向がある、くぼみ、溝、または裂溝３２をそれらの頂点部に有する傾向があるかを図示する。これらの溝３２は、螺旋の入口端において深く、かつ幅広くあり得る。溝３２がその先頭から内部螺旋の中へ進むにつれて、狭くなり、より浅くなる傾向があり、殆どの締結具では、内部螺旋の約半分の回転にわたって大部分が消滅する。したがって、溝３２に最も深い点を形成する表面は、内部食付きねじ山３１内の溝３２が閉鎖し、全ねじ山に接近するにつれて、急速に内部ねじ山螺旋の軸から離れる傾向がある。
【０００９】
第２に、図５Ａ−５Ｂは、締結ねじ山１５を有する、雄締結具部材１０の２つの側面図を図示し、食付きねじ山１７は、通常、先が尖り、および／またはその頂点にある種の突出特徴を有する外形を有することができ、それは、不正螺合不具合を引き起こす傾向がある。図６は、締結ねじ山１５と、交差防止ねじ山１６とを有する雄締結具部材１０の側面図を示し、食付きねじ山１７は、尖った頂点を伴う典型的外形を有する。図７は、雄締ねじ山１５と、交差防止ねじ山１６と、棒先２２とを有する雄締結具部材１０の側面図を示し、食付きねじ山１７は、尖った頂点を伴う曲面と平面との組み合わせを含む典型的外形を有する。雄締結具部材の食付きねじ山の尖った頂点が、図４Ａ−４Ｆに図示される内部ねじ山の頂点部における溝に係合するとき、不正螺合不具合が起こり得る。
【００１０】
第３に、内部および外部食付きねじ山の頂点部における頂点の相対的螺旋角度が、不正螺合不具合を発生させ得る。内部および外部食付きねじ山は、それぞれの製造方法により、異種の螺旋角度を有する傾向がある。食付きねじ山の外部ねじ山頂点の螺旋角度が、食付きねじ山の内部頂点の螺旋角度より大きい場合、外部頂点は、より大幅に湾曲している。これは、初期組み立て中に、２つの食付きねじ山が接触するとき、それらの頂点が本質的に平行ではないことを意味する。より大幅に湾曲したねじ山、すなわち、より大きい螺旋角度を伴うねじ山は、ねじ山上の１つの点で他方のねじ山に接近または交差する傾向があろう。ねじ山上の交差点で、外部食付きねじ山の尖った頂点は、内部ねじ山の頂点部における溝の中へ進入し、不正螺合状態を引き起こし得る。２つのねじ山の軸が同一線上にはない他の向きの状況も、不正螺合不具合につながり得る。
【００１１】
これらの特性が、個別に、または組み合わせて存在し、外部食付きねじ山の尖った頂点が内部食付きねじ山の頂点部における溝の中へ不注意に進入することを可能にするとき、その外部頂点は、それが通常の内部ねじ山に螺入したかのように振る舞い得る。溝から外への経路がないので、外部食付きねじ山の先端は、締結具部材が互いに対して回転させられるにつれて、溝を辿り続け得る。しかしながら、溝は、図４Ａ−４Ｆに示されるように、非常に迅速により狭くなって閉鎖し、その結果、外部ねじ山の尖った頂点が螺合し続けるための経路はない。内部食付きねじ山内の溝の底部に形成される線の螺旋角度は、典型的には、外部ねじ山の頂点部の尖った頂点に形成される線の螺旋角度より若干大きい。これらの線が平行ではないので、すなわち、螺旋角度が異なるので、ねじ山は、迅速に交差し、外部食付きねじ山の尖った頂点は、迅速に内部ねじ山の頂点部における溝の中の表面に接触する。したがって、外部締結具部材の尖った食付きねじ山は、内部ねじ山の頂点部内の縮小する溝に対して大きくなりすぎ、螺合を継続するための経路を与えなくなるまで、いくつかの回転度にわたって自由に螺合することのみ可能である。そのような係合は、多くの場合、外部ねじ山の尖った頂点が内部ねじ山の頂点部における溝の中で引っ掛からせられ、または詰まらせられる。そのような不正螺合妨害点を越えた締結具部材の継続的相対回転は、多くの場合、いずれか一方のねじ山の断片を損傷し、または削り取り、両方のねじ山螺旋の構造的不具合につながる。
【００１２】
さらに、現在製造されている多くの外部食付きねじ山は、特に、食付きねじ山が非常に短い場合、突起または高さの突然の増加を提示するような形状を有する。食付きねじ山が長さにおいて半ピッチ未満（シャンクの周囲で１８０°未満）である場合、食付きねじ山は、高さにおいて急速に増加し、したがって、不正螺合の影響をより受けやすくあり得る。突起または高さの突然の増加を有する外部食付きねじ山が、内部ねじ山の頂点部における溝に螺入されるとき、上で説明されるように、不正螺合不具合が起こり得る。
【００１３】
種々のタイプの食付きねじ山が、現在、業界で使用されている。タッピングねじを除く、全てのねじ山付き締結具の技術分野では、食付きねじ山は、内部ねじ山螺旋の隣接する巻線の間の空間の中へ外部ねじ山螺旋を送給または「食い付かせる」ために利用される。実践では、いくつかの食付きねじ山形状が、この目的で利用されている。殆どの標準ねじ山付き締結具上で使用される、これらのうちのより一般的なものは、従来、螺旋の第１の巻目の一部を利用して、ゼロの高さから全ねじ山高さまで増大し、同時に、幅がより広くなる食付きねじ山デバイスである。典型的な製造プロセス中、この食付きねじ山は、それが容易に製造されることを可能にする、あらゆる自由形態形状を成すことを許可される。この形状は、通常、締結具ヘッドに最も近い螺旋の側面上に１つの６０度側面と、締結具ヘッドから最も遠い側面上に１つの自由形態側面とを含む。食付きねじ山の外形は、製造プロセスとともに、締結具設計毎に有意に変動する。この食付きねじ山区分をねじ転造するために利用される製造方法に固有の変動に起因して、この区分の形状は、通常、その形状が一貫せず、その増大速度が予測不可能である。変動は、外部食付きねじ山の頂点に形成される隆起の形状および線形増大において最も顕著である（図５Ａおよび５Ｂ参照）。典型的食付きねじ山は、典型的には、１つだけの側面が標準６０°角度で平面を有するので、食付きねじ山の頂点に比較的鋭い先端を有する一方で、反対側面の表面は、６０°よりはるかに大きい角度で自由形態であり、２つの側面は、残りの標準ねじ山のように締結具シャンクの縦軸と平行な平面をしてではなく、互いに直接接続する。
【００１４】
１つの「非標準」締結具は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第５，７３０，５６６号（特許文献１）でより完全に説明される、交差防止ねじ山を含む。これらの非標準締結具は、３つのねじ山、すなわち、食付きねじ山１７、交差防止ねじ山１６、および締結ねじ山１５を含む（図６参照）。交差防止ねじ山を有する締結具上の典型的食付きねじ山は、標準締結具上の食付きねじ山と若干異なるが、同じくらい外形および長さの変動の影響を受けやすい。交差防止ねじ山を有する締結具の典型的食付きねじ山の外形は、食付きねじ山螺旋の全ての区分で３つの共通特性を有する。
【００１５】
第１に、図７に示されるように、交差防止ねじ山１６に最も近い食付きねじ山側面１７ｂは、交差防止ねじ山１６で見られるものの半分（またはそれ未満）と大して違わない、本質的に、交差防止ねじ山１６の半分を鏡に映したような曲線を維持する傾向がある。この湾曲食付きねじ山側面１７ｂの基部は、その谷底部を交差防止ねじ山１６と共有する。したがって、その谷底部は、交差防止ねじ山の谷底部の継続であるように見え、食付きねじ山外形の半分は、交差防止ねじ山外形であるように見える。この側面が螺旋の終端に近づくと、曲面は、ますます狭くなり、食付きねじ山がゼロの高さに達すると、最終的に螺旋の終端で消滅する。他方の食付きねじ山側面１７ａは、本質的に平坦であり、かつ、典型的には、螺旋上の場所ならびに製造技法に応じて、全ての区分で有意かつ自由に変動する角度および平面度ならびに凸面度および凹面度で、締結具の軸に対して傾斜する傾向がある。典型的には、この側面の角度、凸面度、または凹面度は、製造中に制御されず、食付きねじ山の長さの全体を通して、角度、増大率、および輪郭が有意に変動する。食付きねじ山が本体の周囲を横断すると、この「平坦な」側面１７ａは、狭くなり、高さが縮小する傾向がある。この「狭小化」は、食付きねじ山１７がシャンクの周囲を横断するにつれて、平坦傾斜側面の谷底部が食付きねじ山１７と交差防止ねじ山１６との間の谷底部にますます近づくことの結果である。最終的に、この平坦傾斜側面１７ａは、食付きねじ山１７の高さおよび幅が螺旋の終端に向かって減少するにつれてゼロまで狭くなる。したがって、食付きねじ山のこの尖った先端が、典型的には、非拘束自由流動金属によって形成されると、食付きねじ山の長さの全体を通して、ならびに締結具毎に、形状が有意に変動する傾向がある。
【００１６】
第３に、食付きねじ山１７の側面は、２つの側面の交差点で、平坦または湾曲頂点部ではなく先端を形成する傾向がある。
【００１７】
図８Ａ−８Ｃは、対向ねじ山転造ダイスの間でそれ転造することによって、ねじ山のない締結具ブランクから締結具を製造するための典型的プロセスの断面側面図を図示する。図８Ａでは、ねじ山転造ダイス４０は、転造に先立った締結具ブランク４１の配置を実証するように分離されている。締結具ブランク４１のシャンク１２は、通常、標準ねじ山の形成を可能にするように一定の直径を有し、ねじ山のない締結具ブランクの食付き端１４は、通常、食付きねじ山の形成を可能にするように面取り９を有する。図８Ｂは、転造位置におけるねじ山転造ダイス４０を示し、ねじ山は、締結具ブランク上に形成され、雄締結具部材１０を形成する。標準および交差防止ねじ山締結具の両方に使用される典型的製造実践では、ねじ山は、ねじ山転造ダイス４０を通して本質的に円筒形のねじ山のない締結具ブランク４１を転がすことによって形成され得る。ダイス４０は、ねじ山転造ダイスに形成された溝の中へ金属を変位させることによって、ねじ山のないブランク４１上にねじ山外形を付与する。図８Ｃに示されるように、締結ねじ山１５は、溝がブランクからの金属で完全に充填されるまで、金属がダイスの溝に流入することを可能にすることによって、ねじ山のない締結具ブランクの一定直径シャンク部分上に形成され得る。締結具のシャンク上に形成される締結ねじ山１５は、金属がダイス内の溝を不完全に充填するので、完全に一様な外形を有する傾向がある。しかしながら、食付きねじ山１７は、締結具ブランクの面取りされた端部からの金属で転造ダイス４０の溝を完全に充填することによって形成され得る。締結具の食付きねじ山区分では、ねじ山螺旋は、転造ダイス内の溝を部分的にのみ充填することによって形成される。部分的充填は、図８Ａに示されるように、締結具ブランクがその端部に面取りを有するため起こる。
【００１８】
図８Ｃは、図８Ｂに示される食付きねじ山区分の拡大図を図示する。ねじ山のない締結具ブランクが、その端部に面取りを有するので、ねじ山転造ダイス４０内の溝を完全に充填するために十分な金属が食付きねじ山領域に存在していない。標準締結具および交差防止ねじ山締結具の両方のための食付きねじ山１７は、食付きねじ山付き区分内のダイス溝を部分的に充填することによって形成される。部分的充填は、金属が上で説明されるように種々の食付きねじ山外形に自由に流入することを可能にする。したがって、食付きねじ山外形は、ブランク、ダイス、およびプロセス変動に起因して、本質的に一貫性がない。殆どの既知の食付きねじ山では、非拘束自由流動金属が種々の食付きねじ山外形を成すことをねじ山転造ダイスが可能にするので、変動が内在する。
【００１９】
いくつかの食付きねじ山外形は、特に不正螺合の影響を受けやすい。ある場合、食付きねじ山外形は、食付きねじ山の長さにわたって過剰に変動し、不正螺合を引き起こす。例えば、食付きねじ山は、過剰に迅速に高さが増加し得、シャンクの周囲の１８０°未満でシャンクから標準ねじ山の全高まで増大する。別の例に対して、食付きねじ山の前方平坦傾斜側面の角度は、過剰に急勾配であり得るので、雌ねじ山との適切な嵌合を可能にすることができない。さらなる例として、食付きねじ山外形は、大幅に尖っている場合があり、それは、初期螺合中に、起こり得る不正螺合および／または内部雌ねじ山との非意図的な望ましくない接触につながり得る。交差防止ねじ山締結具に対して、いくつかの食付きねじ山外形は、交差防止ねじ山が適切な螺合のために締結具部材を整列させる機会を有する前、交差防止ねじ山締結具に内部雌ねじ山に不正螺合させ得る。いくつかの食付きねじ山外形は、交差防止ねじ山が締結具部材を整列させるように内部ねじ山に作用する前、内部および外部ねじ山をそれぞれの螺旋上の望ましくない場所で互いに接触させ、したがって、交差防止ねじ山が雌締結具部材の内部食付きねじ山を覆ってカム作用することを妨害および／または防止する。これは、特に２つの締結具部材の初期角度不整列が高いときに当てはまり得る。加えて、外部雄締結具部材上の多くの食付きねじ山外形は、上で説明されるように、不正螺合状態を引き起こすように内部雌食付き部内の溝に係合し得る。
【００２０】
交差防止ねじ山締結具上で使用されるいくつかの食付きねじ山は、食付きねじ山がシャンクの周囲のちょうど２７０°でゼロの高さから交差防止ねじ山の高さまで増大するように、急勾配の螺旋角度を有する。これら等の低い食付きねじ山の頂点は、内部雌締結具の食付きねじ山内の溝および／または内部全ねじ山内のより小さい溝に係合し得、不正螺合につながる。
【００２１】
交差防止ねじ山締結具上で使用される、なおも他の食付きねじ山では、食付きねじ山外形の幅は、食付きねじ山の高さが食付きねじ山の長さにわたって増加するにつれて、標準ねじ山の幅に類似するように常に維持される。これらの食付きねじ山は、食付きねじ山の全ての区分で異なる外形を形成する傾向がある。それらは、食付きねじ山の先頭付近に非常に平坦な曲線と、食付きねじ山螺旋が次第に交差防止ねじ山の外形に溶け込むにつれて、次第に小さくなる、より尖った外形とを有する傾向がある。これらの食付きねじ山は、食付きねじ山が高さを増大させるにつれて、内部雌食付きねじ山の先端における溝に引っ掛かる傾向があり、それは、不正螺合につながる。
【００２２】
したがって、必要とされるものは、雌締結具部材の内部ねじ山の頂点内の溝の中への食付きねじ山の不正螺合を防止する傾向がある雄締結具部材の外部食付きねじ山である。食付きねじ山は、望ましくない局所的な食付きねじ山高さおよび外形、ならびに大きい螺旋角度を引き起こす製造変動を受けるべきではない。交差防止ねじ山締結具に対して、交差防止ねじ山の性能を妨害するのではなく促進する食付きねじ山が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】米国特許第５，７３０，５６６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２４】
不正螺合を防止する、またはそれに抵抗するための締結具、締結具システム、および方法が、開示される。
【００２５】
本発明の一実施形態は、雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、雌締結具部材は、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、頂点部における溝を有する少なくとも１つの雌食付きねじ山とを備え、雄締結具部材は、雌締結具部材の内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、シャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄締結ねじ山と、シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線であり、少なくとも１つの雄締結ねじ山のねじ山外形の両側面に接し、少なくとも１つの雄締結ねじ山のピッチ線の下方にある弧の半径にほぼ等しい半径を有する弧によって画定される湾曲外形を備えている、食付き端においてシャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山とを備えている、ことと、雄締結具部材の少なくとも１つの雄食付きねじ山が、雌締結具部材の少なくとも１つの雌食付きねじ山の頂点部における溝を通り越し、それに螺入しない一方で、締結具部材を互いに対して回転させることとを含む方法を提供する。
【００２６】
別の実施形態は、雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、雌締結具部材は、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、頂点部における溝を有する少なくとも１つの雌食付きねじ山とを備え、雄締結具部材は、雌締結具部材の内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、シャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄締結ねじ山と、シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線であり、雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高い、食付き端においてシャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山であって、少なくとも１つの雄食付きねじ山は、雄食付きねじ山巻線の端部間で実質的に一定の割合で変化する高さを有する頂点部を備え、雄食付きねじ山は、雄食付きねじ山の全長に沿って、隣接するねじ山巻線の谷底部に定着されている雄食付きねじ山側面を備えている、少なくとも１つの雄食付きねじ山とを備えている、ことと、雄締結具部材の少なくとも１つの雄食付きねじ山が、雌締結具部材の少なくとも１つの雌食付きねじ山の頂点部における溝を通り越し、それに螺入しない一方で、締結具部材を互いに対して回転させることとを含む方法を提供する。
【００２７】
さらに別の実施形態は、雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、雌締結具部材は、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、頂点部における溝を有する少なくとも１つの雌食付きねじ山とを備え、雄締結具部材は、雌締結具部材の内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、シャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄締結ねじ山と、シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線である、食付き端においてシャンクの外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山であって、少なくとも１つの雄食付きねじ山は、雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、雄食付きねじ山は、雌締結具部材の内部の雌食付きねじ山の頂点部における溝の中への不正螺合に抵抗するように適合されている高さおよび形状を有する外形を備えている、少なくとも１つの雄食付きねじ山とを備えている、ことと、雄締結具部材の少なくとも１つの雄食付きねじ山が、雌締結具部材の少なくとも１つの雌食付きねじ山の頂点部における溝を通り越し、それに螺入しない一方で、締結具部材を互いに対して回転させることとを含む方法を提供する。
【００２８】
要素の実装および組み合わせの種々の新規詳細を含む上記ならびに他の好ましい特徴が、付随図面を参照して、より具体的に説明され、請求項で指摘されるであろう。本明細書に説明される特定の方法および回路は、限定としてではなく、例証のみとして示されることが理解されるであろう。当業者によって理解されるであろうように、本明細書に説明される原理および特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、種々かつ多数の実施形態で採用され得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、前記方法は、
雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、
前記雌締結具部材は、
前記雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、
前記雌締結具部材の前記内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、前記少なくとも１つの雌食付きねじ山は、頂点部における溝を有する、少なくとも１つの雌食付きねじ山と、
を備え、
前記雄締結具部材は、
前記雌締結具部材の前記内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、
少なくとも１つの雄締結ねじ山であって、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山は、前記少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、前記シャンクの外部上に形成されている、少なくとも１つの雄締結ねじ山と、
前記食付き端において前記シャンクの前記外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山と
を備え、
前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線であり、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、弧によって画定される湾曲外形を備え、前記弧は、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山のねじ山外形の両側面に接し、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山のピッチ線の下方にある弧の半径にほぼ等しい半径を有する、ことと、
前記締結具部材を互いに対して回転させることであって、前記雄締結具部材の前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の前記少なくとも１つの雌食付きねじ山の前記頂点部における前記溝を通り越し、それに螺入しない、ことと
を含む、方法。
（項目２）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも４分の３の巻線である、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも１と５分の１の巻線である、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目４）
前記雄食付きねじ山の端部間の各断面における前記雄ねじ山外形は、ほぼ同一の半径を有する弧によって画定される、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目５）
少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、前記雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の端部間で実質的に一定の割合で変化する高さを有する頂点部を備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目６）
前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山の全長に沿って、隣接するねじ山巻線の谷底部に定着されている雄食付きねじ山側面を備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目７）
前記雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の内部の前記雌食付きねじ山の頂点部における溝の中への不正螺合に抵抗するように適合されている高さおよび形状を有する外形を備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目８）
連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目９）
少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、前記雄締結具部材と前記雌締結具部材とが互いに対して回転させられると、前記雌締結具部材の前記雌締結ねじ山を覆ってカム作用し、それによって、前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸は、実質的に同一線上に整列させられる、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１０）
前記少なくとも１つの雄締結ねじ山の外径より小さい外径を有する少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、複数の平面および曲面によって近似される湾曲形状である外面を備え、少なくとも１つの雄締結ねじ山の外形内に収まる外形を有する、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１１）
前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸を整列させる少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１２）
前記シャンクの前記食付き端に形成されている食付き先端部をさらに備えている、項目１に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１３）
雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、前記方法は、
雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、
前記雌締結具部材は、
前記雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、
前記雌締結具部材の前記内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、前記少なくとも１つの雌食付きねじ山は、頂点部における溝を有する、少なくとも１つの雌食付きねじ山と
を備え、
前記雄締結具部材は、
前記雌締結具部材の前記内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、
少なくとも１つの雄締結ねじ山であって、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山は、前記少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、前記シャンクの外部上に形成されている、少なくとも１つの雄締結ねじ山と、
前記食付き端において前記シャンクの前記外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山と
を備え、
前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線であり、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、前記雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の端部間で実質的に一定の割合で変化する高さを有する頂点部を備え、前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山の全長に沿って、隣接するねじ山巻線の谷底部に定着されている雄食付きねじ山側面を備えている、ことと、
前記締結具部材を互いに対して回転させることであって、前記雄締結具部材の前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の前記少なくとも１つの雌食付きねじ山の前記頂点部における前記溝を通り越し、それに螺入しない、ことと
を含む、方法。
（項目１４）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも４分の３の巻線である、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１５）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも１と５分の１の巻線である、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１６）
前記雄食付きねじ山の端部間の各断面における前記雄ねじ山外形は、ほぼ同一の半径を有する弧によって画定される、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１７）
少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、前記雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の端部間で実質的に一定の割合で変化する高さを有する頂点部を備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１８）
前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山の全長に沿って、隣接するねじ山巻線の谷底部に定着されている雄食付きねじ山側面を備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目１９）
前記雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の内部の前記雌食付きねじ山の頂点部における溝の中への不正螺合に抵抗するように適合されている高さおよび形状を有する外形を備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２０）
連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２１）
少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、前記雄締結具部材と前記雌締結具部材とが互いに対して回転させられると、前記雌締結具部材の前記雌締結ねじ山を覆ってカム作用し、それによって、前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸は、実質的に同一線上に整列させられる、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２２）
前記少なくとも１つの雄締結ねじ山の外径より小さい外径を有する少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、複数の平面および曲面によって近似される湾曲形状である外面を備え、少なくとも１つの雄締結ねじ山の外形内に収まる外形を有する、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２３）
前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸を整列させる少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２４）
前記シャンクの前記食付き端に形成されている食付き先端部をさらに備えている、項目１３に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２５）
雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法であって、前記方法は、
雄締結具部材の食付き端を雌締結具部材に挿入することであって、
前記雌締結具部材は、
前記雌締結具部材の内部に形成されている少なくとも１つの雌締結ねじ山と、
前記雌締結具部材の前記内部に形成されている少なくとも１つの雌食付きねじ山であって、前記少なくとも１つの雌食付きねじ山は、頂点部における溝を有する、少なくとも１つの雌食付きねじ山と
を備え、
前記雄締結具部材は、
前記雌締結具部材の前記内部に挿入するための食付き端を有するシャンクと、
少なくとも１つの雄締結ねじ山であって、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山は、前記少なくとも１つの雌締結ねじ山と嵌合するように適合されている複数のねじ山巻線として、前記シャンクの外部上に形成されている、少なくとも１つの雄締結ねじ山と、
前記食付き端において前記シャンクの前記外部上に形成されている少なくとも１つの雄食付きねじ山と
を備え、
前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも半分の巻線であり、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、前記雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、前記雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の内部の前記雌食付きねじ山の頂点部における溝の中への不正螺合に抵抗するように適合されている高さおよび形状を有する外形を備えている、ことと、
前記締結具部材を互いに対して回転させることであって、前記雄締結具部材の前記少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の前記少なくとも１つの雌食付きねじ山の前記頂点部における前記溝を通り越し、それに螺入しない、ことと
を含む、方法。
（項目２６）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも４分の３の巻線である、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２７）
前記雄食付きねじ山は、前記シャンクの周囲の少なくとも１と５分の１の巻線である、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２８）
前記雄食付きねじ山の端部間の各断面における前記雄ねじ山外形は、ほぼ同一の半径を有する弧によって画定される、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目２９）
少なくとも１つの雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の開始端で最も低く、前記雄食付きねじ山巻線の他方の端部で最も高く、前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山巻線の端部間で実質的に一定の割合で変化する高さを有する頂点部を備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３０）
前記雄食付きねじ山は、前記雄食付きねじ山の全長に沿って、隣接するねじ山巻線の谷底部に定着されている雄食付きねじ山側面を備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３１）
前記雄食付きねじ山は、前記雌締結具部材の内部の前記雌食付きねじ山の頂点部における溝の中への不正螺合に抵抗するように適合されている高さおよび形状を有する外形を備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３２）
連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３３）
少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、前記雄締結具部材と前記雌締結具部材とが互いに対して回転させられると、前記雌締結具部材の前記雌締結ねじ山を覆ってカム作用し、それによって、前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸は、実質的に同一線上に整列させられる、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３４）
前記少なくとも１つの雄締結ねじ山の外径より小さい外径を有する少なくとも１つの雄交差防止ねじ山をさらに備え、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山は、複数の平面および曲面によって近似される湾曲形状である外面を備え、少なくとも１つの雄締結ねじ山の外形内に収まる外形を有する、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３５）
前記シャンクの縦軸および前記雌締結具部材の縦軸を整列させる少なくとも１つの交差防止ねじ山をさらに備え、連続ねじ山螺旋が、前記少なくとも１つの雄食付きねじ山と、前記少なくとも１つの雄交差防止ねじ山と、前記少なくとも１つの雄締結ねじ山とを備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
（項目３６）
前記シャンクの前記食付き端に形成されている食付き先端部をさらに備えている、項目２５に記載の雄締結具部材と雌締結具部材との間の平行移動不整列を補正し、不正螺合を防止する方法。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本明細書の一部として含まれる、付随の図は、本開示されるシステムおよび方法の種々の実施形態を図示し、上で挙げられる一般的説明ならびに以下で挙げられる発明を実施するための形態とともに、本締結具、締結具システム、および締結具方法の原理を説明して教示する役割を果たす。
【００３０】
【図１】図１は、頂点部、側面、谷底部、ピッチ、ねじ山角度、内径、および外径を含む、標準ねじ山のいくつかの部分が識別される、標準ねじ山を伴う従来技術の雄締結具部材の側面図を図示する。
【００３１】
【図２】図２は、従来技術の締結具との潜在的交差螺合の状態である、不整列縦軸を伴う従来技術の雄および雌締結具部材の側面図を図示する。
【００３２】
【図３】図３Ａおよび３Ｂは、締結具の潜在的不正螺合のためにピッチがずれているように、互いに対して平行移動的に不整列である、従来技術の雄および雌締結具部材の側面図を示し、図３Ｂは、図３Ａに対する拡大図である。
【００３３】
【図４−１】図４Ａ−４Ｆは、雌食付きねじ山が、その頂点部に溝を有する、雌締結具部材の内部に雌食付きねじ山を有する従来技術の雌締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００３４】
【図４−２】図４Ａ−４Ｆは、雌食付きねじ山が、その頂点部に溝を有する、雌締結具部材の内部に雌食付きねじ山を有する従来技術の雌締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００３５】
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、尖った食付きねじ山を有する、従来技術の雄締結具部材の側面図を示す。
【００３６】
【図６】図６は、交差防止ねじ山に溶け込む尖った食付きねじ山を有する従来技術の雄締結具部材の側面図を図示する。
【００３７】
【図７】図７は、食付き先端部と、交差防止ねじ山に溶け込む尖った食付きねじ山とを伴う従来技術の雄締結具部材の側面図を示す。
【００３８】
【図８−１】図８Ａ−８Ｃは、ダイスの間で転造されている従来技術の締結具ブランクの側面図を示し、食付きねじ山が自由形態であるように、締結具ブランクの金属がダイス内の溝を部分的にのみ充填することを可能にすることによって、どのようにして食付きねじ山が典型的に締結具上に形成されるかを図示する。
【００３９】
【図８−２】図８Ａ−８Ｃは、ダイスの間で転造されている従来技術の締結具ブランクの側面図を示し、食付きねじ山が自由形態であるように、締結具ブランクの金属がダイス内の溝を部分的にのみ充填することを可能にすることによって、どのようにして食付きねじ山が典型的に締結具上に形成されるかを図示する。
【００４０】
【図９Ａ】図９Ａおよび９Ｂは、図９Ｂが拡大図であり、ヘッドと、シャンクとを有する、本発明の雄締結具部材の側面図を図示し、シャンクは、同一の螺旋内に締結ねじ山と、交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する。
【００４１】
【図９Ｂ】図９Ａおよび９Ｂは、図９Ｂが拡大図であり、ヘッドと、シャンクとを有する、本発明の雄締結具部材の側面図を図示し、シャンクは、同一の螺旋内に締結ねじ山と、交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する。
【００４２】
【図１０−１】図１０Ａ−１０Ｅは、食付きねじ山が交差防止ねじ山に定着される、同一の螺旋内に交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４３】
【図１０−２】図１０Ａ−１０Ｅは、食付きねじ山が交差防止ねじ山に定着される、同一の螺旋内に交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４４】
【図１１−１】図１１Ａ−１１Ｅは、食付きねじ山が次の巻線に定着される、同一の螺旋内に締結具ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４５】
【図１１−２】図１１Ａ−１１Ｅは、食付きねじ山が次の巻線に定着される、同一の螺旋内に締結具ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４６】
【図１２−１】図１２Ａ−１２Ｅは、食付きねじ山が交差防止ねじ山に定着されず、締結ねじ山外形の中間にある、同一の螺旋内に交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４７】
【図１２−２】図１２Ａ−１２Ｅは、食付きねじ山が交差防止ねじ山に定着されず、締結ねじ山外形の中間にある、同一の螺旋内に交差防止ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４８】
【図１３−１】図１３Ａ−１３Ｅは、食付きねじ山が次の巻線に定着されず、依然として締結ねじ山外形内にある間に、可能な限り次の巻線から遠い、同一の螺旋内に締結具ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００４９】
【図１３−２】図１３Ａ−１３Ｅは、食付きねじ山が次の巻線に定着されず、依然として締結ねじ山外形内にある間に、可能な限り次の巻線から遠い、同一の螺旋内に締結具ねじ山と、食付きねじ山とを有する本発明の雄締結具部材の断面側面図および端面図を図示する。
【００５０】
【図１４−１】図１４Ａ−１４Ｅは、雄締結具部材の雄食付きねじ山が、不正螺合に抵抗する、またはそれを防止するように、雌食付きねじ山の頂点部における溝を通り越している、雌締結具に挿入されている本発明の雄締結具部材の断面側面図を示す。
【００５１】
【図１４−２】図１４Ｆは、食付きねじ山を有する雌締結具部材の端面図である。
【００５２】
【図１５−１】図１５Ａ−１５Ｃは、シャンクの食付き端に食付き先端部を有する本発明の雄締結具部材の側面図を示す。
【００５３】
【図１５−２】図１５Ａ−１５Ｃは、シャンクの食付き端に食付き先端部を有する本発明の雄締結具部材の側面図を示す。
【００５４】
【図１６】図１６Ａ−１６Ｄは、食付き先端部を有する、雄締結具の断面側面図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、類似構造または機能の要素は、概して、図の全体を通して例証目的で類似参照番号によって表される。図は、本明細書に説明される種々の実施形態の説明を促進することのみを意図している。図は、本明細書に開示される本教示の全ての側面を説明するわけではなく、請求項の範囲を限定しない。
【００５６】
本開示の教示によると、本発明は、ねじ山螺旋に新規の先頭（別様に、ねじ山付き締結具の「食付きねじ山」と称される）を提供することによって、すなわち、その独特の輪郭が雌締結具部材の内部ねじ山螺旋の食付きねじ山および／または全ねじ山の頂点に存在するいかなる溝の中へも深く進入しないような、および／またはその中に留まらないようなものである不正螺合防止整列食付きねじ山を提供することによって、前述の必要性を満たし、既存の締結具技術の他の欠点ならびに欠陥をも克服する。不正螺合防止輪郭を伴う食付きねじ山は、螺旋の約１と５分の１のの巻目にわたって締結具上に存在し得、食付きねじ山の全ての軸方向区分で、本質的に同一の幅広い湾曲頂点外形を維持する。
【００５７】
図９Ａおよび９Ｂは、本発明の一実施形態を図示し、図９Ｂは、図９Ａに示される締結具の食付き端部分の拡大図である。図９Ａおよび９Ｂに示されるように、締結具は、不正螺合を防止する、交差防止ねじ山および食付きねじ山を両方とも備えている。この実施形態の雄締結具部材１０は、雄締結具部材１０のシャンク１２上で外部に巻かれるねじ山１１の螺旋を有する、ボルトまたはねじである。ヘッド１３が、雄締結具部材１０のシャンク１２の一方の端部に形成され、回転トルクを加えるための手段によって係合されるように適合される。ヘッド１３は、平坦、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ、Ｔｏｒｘ、または類似ねじ回しブレードを受け取るようにスロット付きであり得る、もしくはレンチ、ソケット、Ａｌｌｅｎ、またはヘッドに回転係合するための他の手段による係合のための複数の表面を有し得る。ヘッド１３は、回転係合を締結具に与えるための当技術分野で公知である任意の形態を成し得る。雄締結具シャンクはまた、雌締結具部材が締結のためにその上に回転螺合され得るように、溶接または他の手段によって等、締結されるべきデバイスの一部に接続され得る。この場合、締結されるべきデバイスの一部に接続される特徴は、雄締結具部材のヘッドである。
【００５８】
雄締結具部材１０のシャンク１２の周囲に巻かれるねじ山１１の螺旋は、ヘッド１３から締結具の食付き端１４までシャンク１２の周囲で進むにつれて、その長さにわたっていくつかの異なる外形を成し得る。これらの多様なねじ山外形は、図９Ａおよび９Ｂを参照して議論される。ヘッド１３に隣接して、標準締結具上で見出されるような締結ねじ山１５のいくつかの巻線があり得る（図１参照）。これらのねじ山は、螺旋１１がヘッド１３から離れて巻かれると、その後に交差防止ねじ山１６の短い区分が続き得、締結ねじ山１５は、同一の螺旋１１上の交差防止ねじ山１６に溶け込む。交差防止ねじ山１６は、ねじ山螺旋の１つの巻目の少なくとも一部が内径から外径まで過渡的曲面を有するように、交差防止ねじ山機能を螺旋のその区分に与える外形を有する。交差防止ねじ山１６の詳細な説明は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる米国特許第５，７３０，５６６号で提供される。交差防止ねじ山１６の後に、螺旋１１上に食付きねじ山１７が続き得る。これらのねじ山外形の全ては、それらの具体的な局在的形状および輪郭がどのようであっても、締結ねじ山１５の外形によって画定される包絡線内に含まれる。
【００５９】
雄締結具部材の代替実施形態では、ねじ山１１の螺旋は、締結ねじ山１５が食付きねじ山１７に直接溶け込むように、交差防止ねじ山を伴わずに、締結ねじ山１５と、食付きねじ山１７とを備えている。
【００６０】
図９Ｂに示されるように、食付きねじ山１７は、食付きねじ山１７が融合点１８において交差防止ねじ山１６と接合する螺旋１１上の場所から始まり、螺旋終端点１９まで螺旋１１の周囲に１と５分の１の回転延びている。融合点１８では、食付きねじ山１７は、ねじ山軸から測定されるようなその最高点または最も高い点に到達し、交差防止ねじ山１６に合致する高さおよび外形を有する。融合点１８から、食付きねじ山１７が螺旋終端点１９で終端するまで、食付きねじ山１７は、雄締結具部材１０の周囲で１と５分の１の巻目にわたって、ヘッド１０から離れて螺旋１１を辿る。締結ねじ山１５の谷底部から測定されるような食付きねじ山の高さは、それが雄締結具部材１０の食付き端１４に向かって締結具本体の周囲に巻かれるにつれて、その全長にわたって本質的に一定の割合で減少する。一実施形態では、食付きねじ山１７の高さの減少率は、その高さおよび幅が締結ねじ山１５の谷底部の高さにおいて螺旋終端点１９で本質的にゼロ（最小直径）に達するまで、螺旋の約１と５分の１の巻目の長さを利用することによって計算される減少率を有意に上回らず、かつ有意に下回らない。
【００６１】
雄締結具部材１０の食付き端１４から、食付きねじ山１７は、締結ねじ山１５の谷底部によって画定される直径の円筒上のゼロの高さにおいて始まり得る。食付きねじ山頂点の先端は、標準ねじ山谷底部の高さから始まり得、次いで、食付きねじ山がヘッド１３に向かって締結具の本体の周囲に巻かれるにつれて、その頂点は、一定の割合で、谷底部の高さおよび締結具の螺旋の軸から分岐し得、頂点は、その先頭における本質的にゼロから、融合点１８におけるほぼ交差防止ねじ山１６の高さである、ちょうど標準ねじ山のピッチ線未満の高さまで、高さを増大させる。この高さの増加中、食付きねじ山外形の幅は、食付きねじ山が締結具の本体の周囲に進むにつれて、次第に増加する。
【００６２】
本発明の一側面では、不正螺合防止食付きねじ山は、螺旋先頭から螺旋の次の区分とのその融合まで、締結具本体の周囲に進むにつれて、ねじ山の高さが指定された最大の一定割合で増加するように成形され得る。代替実施形態では、食付きねじ山は、増加率が、雌締結具部材内で不正螺合されことになり得る食付きねじ山の頂点部での急勾配点を提示しない限り、螺旋の任意の数の巻目にわたってシャンクの周囲に延び得る。増加率は、外部食付きねじ山外形の頂点の含まれる螺旋テーパ角度が一貫し、外部食付きねじ山が任意の通常の組み立て角度で受け取る内部ねじ山付き部材に提示された場合、通常の内部ねじ山螺旋の食付きねじ山の頂点内の任意の溝に容易に進入し得る、急角度の表面、突起、急勾配、または他の非一貫性特徴を提示しないようなものであり得る。したがって、２つの部材の嵌合食付きねじ山のそれぞれの隆起を形成する頂点が、組み立て中の任意の時点で接触するとき、２つの頂点が据え付け者によって加えられている軸荷重により互いの上をスライドする前、外部締結具の頂点は、それが内部頂点における任意の溝の中へ増大するような急速な速度で高さが増加しない（かつ互いの中への２つのねじ山螺旋のさらなる進行を防止する）。外部食付きねじ山外形は、２つの食付きねじ山が互いに接触し、次いで、締結具が組み立て中に回転させられるにつれて、２つのねじ山の無理な押し込みおよび／または詰まりを伴わずに、互いを通り過ぎてスライドすることを可能にする。
【００６３】
本発明の別の側面では、食付きねじ山は、螺旋の全ての軸方向区分で一定の外形を有し得、外形は、食付きねじ山の長さの全体を通して頂点外形が本質的に変化しない、指定半径の平滑曲線に近い本質的に尖っていない広い曲線、もしくは一連の平面および／または曲線であり得、雌締結具部材の内部ねじ山の頂点に存在する溝との望ましくない接触の場合、雄締結具部材の外部ねじ山頂点が、いかなるそのような溝にも容易に進入せず、内部ねじ山の溝と接触しているとき、それが回転するにつれて、内部ねじ山溝にますます尖った、または一貫していない頂点を提示しない。そのように構成されると、雄締結具部材の食付きねじ山は、受け取り螺旋の食付きねじ山の頂点に存在するいかなる溝にも螺入して引っ掛からないこともあり、それによって、不正螺合を回避するか、または、そうでなければ、螺旋の隣接する交差防止ねじ山区分の交差防止ねじ山運動に起因して起こる必要な軸方向再整列に干渉する。
【００６４】
本発明の実施形態の別の側面では、雄締結具部材の外部食付きねじ山の頂点は、締結具本体の周囲の標準ねじ山外形螺旋経路の包絡線内で、本質的に非螺旋形の環状リングを形成する。したがって、雌締結具部材の内部食付きねじ山の螺旋形状の頂点に提示されたとき、雄締結具部材の外部食付きねじ山の頂点は、内部食付きねじ山の頂点内の溝を横断して延びる。締結具部材が互いに対して回転させられるとき、雄締結具部材の外部食付きねじ山の頂点は、雌締結具部材の内部食付きねじ山の頂点内の溝を通り越し、それに螺入しない。
【００６５】
本発明の実施形態は、外部ねじ山付き部材が内部ねじ山付き部材に係合するとき、不正螺合を防止し得る。本発明の実施形態は、外部ねじ山付き部材が内部ねじ山付き部材に係合するとき、交差螺合を防止し得る。本発明の実施形態は、嵌合螺旋ねじ山を有する、２つのねじ留め可能に取付可能な部材の間の線形不整列（非共線性）を補正し得る。本発明の実施形態は、嵌合螺旋ねじ山を有する、２つのねじ留め可能に取付可能な部材の間の角度不整列（角度非共線性）を補正し得る。本発明の実施形態は、第１の部材の１つ以上のねじ山に、第２の部材のねじ山を覆ってカム作用させ、それによって、第１および第２の部材を角度共線整列させることによって、第１の締結部材と第２の締結部材との間の角度不整列を補正する。
【００６６】
本発明の実施形態は、雄ならびに雌部材を共線整列および／または共線整列させるプロセスにおいて、頂点に沿ってスライドし、雌締結部材の溝の縁を越えて横断しながら、雌締結部材の内部ねじ山の頂点に存在する任意の溝を乗り越える雄締結部材の外部食付きねじ山を提供することによって、雄締結部材と雌締結部材との間の線形不整列を補正する。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態は、締結具内の交差防止ねじ山のカム作用中、内部ねじ山螺旋の頂点との外部ねじ山螺旋の食付きねじ山区分の不慮の接触を最小限にする。食付きねじ山は、食付きねじ山の種々の断面で一貫した食付きねじ山外形を有し得る。食付きねじ山は、締結具シャンクにおけるその終端点から、次のねじ山形態が、交差防止ねじ山、標準ねじ山、または任意の他の既知のねじ山形態であるかどうかにかかわらず、それが次のねじ山形態に溶け込む点まで、一定の最大増大率を有し得る。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態は、雄締結具部材の先端に、雄部材と雌部材との間の不整列角度を制約する芯端先または棒先等の突出直径特徴を有する。
【００６９】
締結具設計の考慮事項は、交差防止ねじ山および不正螺合特徴を締結具に追加しながら、締結具のための包絡線の長さを維持することである。本発明の実施形態は、締結具の全長にわたって設計包絡線を超えることなく、不正螺合を低減させる食付きねじ山と、交差防止ねじ山と、棒先とを含む。
【００７０】
本発明の一側面では、雄締結具部材の食付きねじ山は、食付きねじ山に隣接するねじ山の谷底部に可能な限り近く、その外部食付きねじ山頂点（中心）を維持することによって、雌締結具部材の内部ねじ山螺旋に不正螺合しないこともある。それによって、食付きねじ山は、通常の外部ねじ山螺旋の包絡線内に本質的に非螺旋形のねじ山を形成し、したがって、食付きねじ山が、溝の中へ係合または不正螺合することなく、内部ねじ山の頂点内の任意の螺旋溝を意図的に越えることを可能にする。
【００７１】
本発明の側面は、螺旋の隣接する交差防止ねじ山区分のねじ山カム作用中、螺旋の食付きねじ山区分が干渉することを防止し得る。食付きねじ山が本質的に一定の増大率を有し、食付きねじ山が隣接する交差防止ねじ山の外形に円滑に溶け込むねじ山外形を有する場合、干渉が回避され得、それによって、食付きねじ山は、締結具部材を整列させるというその通常の機能を達成することにおいて交差防止ねじ山を補助するために起こる必要があり得る任意のさらなるカム作用を支援する。
【００７２】
本発明のある実施形態は、交差防止ねじ山のねじ山カム作用中、雌締結具部材の内部ねじ山の頂点との雄締結具部材の食付きねじ山の干渉を排除し得る。干渉は、食付きねじ山の長さにわたって、高さ、幅、および外形が一貫して変化する、一貫性のある完全に形成された広い湾曲食付きねじ山外形によって排除され得る。
【００７３】
雄締結具部材上の食付きねじ山の長さに応じて、それは、内部ねじ山の頂点とのその潜在的接触点で一貫した最大ねじ山高さを意図的に提示し、雄締結具部材が雌締結具部材に挿入されるときの内部ねじ山螺旋の頂点との食付きねじ山の望ましくない接触を防止し得る。
【００７４】
図１０Ｅは、本発明の食付きねじ山を有する、交差防止ねじ山締結具の端面図を示す。雄締結具部材１０の食付き端１４は、この図において明確に見えている。食付き端１４の外周は、標準谷底部の直径２０によって画定される。螺旋終端点１９から、食付きねじ山１７は、融合点１８で交差防止ねじ山１６に溶け込むまで、時計回り方向に１と５分の１の巻目で締結具の周囲に巻かれるにつれて、高さが増大する。食付きねじ山頂点部２１は、一定の割合で高さが増大する。交差防止ねじ山頂点部２１は、融合点２８で締結ねじ山１５に溶け込むように増大するまで、高さが殆ど一定である。締結ねじ山頂点部２３は、最も大きい高さを有する。
【００７５】
図１０Ａは、図１０ＥのＡ−Ａで得られたねじ山の断面図を図示する。図１０Ａでは、食付きねじ山１７の２つの巻線が、交差防止ねじ山１６の１つの巻線に隣接して示されている。図１０Ａの左に示される、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、その全高の約１／６である。図１０Ａの中央に示される、食付きねじ山１７の高い方の巻線は、交差防止ねじ山１６との融合点１８にあるので、その全高であり、食付きねじ山１７の全高および交差防止ねじ山１６の高さは両方とも、締結ねじ山１５のピッチ直径２４よりわずかに低い（図１０Ａに示されていない）。例証目的で、締結ねじ山外形２５は、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の高い方の巻線に重ね合わせられた点線によって示される。
【００７６】
本実施形態では、食付きねじ山１７は、ねじ山螺旋１１の周囲に進行するにつれて広い湾曲外形を有する。食付きねじ山１７は、その頂点部１７ｃを通して谷底部から谷底部まで、本質的に一定の半径方向曲面を維持する。任意の軸方向区分内のその外形の頂点部１７ｃは、任意のそのような区分内の本質的に同一の半径Ｒの曲線上の最高点である。食付きねじ山外形を画定する曲線の半径Ｒは、食付きねじ山外形に重ね合わせられる標準ねじ山外形の仮想側面に本質的に接するであろう点における各谷底部から曲線を延長することによって、決定される。これは、食付きねじ山１７が最も高い、すなわち、食付きねじ山１７の高さが締結具のピッチ線２４の直下にある融合点１８にある場合、行われる。食付きねじ山１７が全ての区分でその外形に同一の曲率を有するように、ねじ山外形の高さが、融合点１８から螺旋終端点１９まで延びるにつれて縮小されるので、半径Ｒは、食付きねじ山１７の長さの全体を通して本質的に一定のままである。したがって、食付きねじ山１７の幅は、融合点１８においてその最大値にあり、その幅が螺旋終端点１９でゼロになるまで、その高さが減少するにつれて減少する。
【００７７】
図１０Ａ−１０Ｅに示される実施形態の食付きねじ山１７はまた、交差防止ねじ山１６と共有する谷底部へのその近接性を維持する。食付きねじ山１７は、融合点１８から締結具の周囲に巻かれるにつれてより小さくなるので、それは、螺旋１１の隣接する交差防止ねじ山１６の谷底部に本質的に定着された（ａｎｃｈｏｒｅｄ）ままである。
【００７８】
図１０Ａは、図１０ＥのＡ−Ａで得られたねじ山の断面図を図示する。融合点１８で、半径方向湾曲食付きねじ山１７を通って垂直に延びている正中線は、融合点１８における交差防止ねじ山１６の中心線でもある、締結ねじ山外形２５の垂直中心線上に位置する。食付きねじ山１７が螺旋終端点１９に向かって締結具の周囲に巻かれるにつれて、食付きねじ山外形の垂直正中線は、締結ねじ山外形２５の垂直中心線から分岐し、１つの完全な巻目にわたって隣接する交差防止ねじ山１６のねじ山谷底部に次第に接近し、食付きねじ山螺旋の別の１／５巻目にわたってそれ自体と共有するねじ山谷底部に接近する。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７の正中線は、隣接する谷底部の正中線にほぼ交差する。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７の外形は、その高さおよび幅が本質的にゼロに達するように縮小される一方で、軸方向に雄締結具部材１０上にあるその位置は、食付きねじ山１７の隣接する巻線の谷底部にほぼ達している。これは、隣接するねじ山の谷底部に食付きねじ山１７の谷底部１７ｂを定着する効果を及ぼす一方で、食付きねじ山１７の反対の谷底部１７ａは、締結ねじ山外形２５の反対の谷底部を去り、隣接する交差防止ねじ山１６の谷底部に次第に接近する。このようにして、食付きねじ山頂点部１７ｃは、締結ねじ山外形２５の螺旋経路の包絡線内で、雄締結具部材１０の周囲に本質的に環状のリングを形成する。
【００７９】
図１０Ｄは、図１０ＥのＤ−Ｄで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は、食付きねじ山谷底部１７ｂが交差防止ねじ山１６の谷底部と共有されるように、交差防止ねじ山１６に隣接する。締結ねじ山外形２５および交差防止ねじ山外形２６は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７に重ね合わせられている。この位置で、食付きねじ山１７は、その最も大きい高さの約７９％である。谷底部１７ａから食付きねじ山頂点部１７ｃを通って他方の谷底部１７ｂまで食付きねじ山１７の外形を画定する、曲線の半径Ｒは、図１０Ａに示される融合点における湾曲食付きねじ山外形の半径と同一である。食付きねじ山谷底部１７ｂが、交差防止ねじ山１６の谷底部と共有され続ける一方で、反対の食付きねじ山谷底部１７ａは、重ね合わせられた締結ねじ山外形２５によって示されるように、標準ねじ山の谷底部があろう場所に類似する位置からシフトしている。
【００８０】
図１０Ｃは、図１０ＥのＣ−Ｃで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は、食付きねじ山谷底部１７ｂが交差防止ねじ山１６の谷底部と共有されるように、交差防止ねじ山１６に隣接する。締結ねじ山外形２５および交差防止ねじ山外形２６は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７に重ね合わせられている。この位置で、食付きねじ山１７は、その最も大きい高さの約５８％である。谷底部１７ａから食付きねじ山頂点部１７ｃを通って他方の谷底部１７ｂまで食付きねじ山１７の外形を画定する、曲線の半径Ｒは、図１０Ａに示される融合点における湾曲食付きねじ山外形の半径と同一である。食付きねじ山谷底部１７ｂが、交差防止ねじ山１６の谷底部と共有され続ける一方で、反対の食付きねじ山谷底部１７ａは、重ね合わせられた締結ねじ山外形２５によって示されるように、標準ねじ山の谷底部があろう場所に類似する位置からさらにシフトしている。
【００８１】
図１０Ｂは、図１０ＥのＢ−Ｂで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は、食付きねじ山谷底部１７ｂが交差防止ねじ山１６の谷底部と共有されるように、交差防止ねじ山１６に隣接する。締結ねじ山外形２５および交差防止ねじ山外形２６は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７に重ね合わせられている。この位置で、食付きねじ山１７は、その最も大きい高さの約３７％である。谷底部１７ａから食付きねじ山頂点部１７ｃを通って他方の谷底部１７ｂまで食付きねじ山１７の外形を画定する、曲線の半径Ｒは、図１０Ａに示される融合点における湾曲食付きねじ山外形の半径と同一である。食付きねじ山谷底部１７ｂが、交差防止ねじ山１６の谷底部と共有され続ける一方で、反対の食付きねじ山谷底部１７ａは、重ね合わせられた締結ねじ山外形２５によって示されるように、標準ねじ山の谷底部があろう場所に類似する位置からさらにシフトしている。
【００８２】
再度、図１０Ａを参照すると、食付きねじ山１７のより低い部分が、図の左側で見えている。食付きねじ山１７が螺旋の１と５分の１の巻目にわたって延びているので、食付きねじ山１７の２つの巻線が、図１０Ａで可視であり、すなわち、食付きねじ山１７の全高巻線は、図の中央にあり、食付きねじ山１７のほぼ終端した巻線は、図の左側にある。ほぼ終端する巻線の谷底部１７ｂは、食付きねじ山１７の全高巻線の谷底部１７ａと共有される。この非常に低い高さでさえも、ほぼ終端する巻線の食付きねじ山１７は、他の位置における湾曲外形の半径と同一である半径Ｒを有する湾曲外形を有する。
【００８３】
図１０Ａ−１０Ｅに図示される本発明の実施形態は、湾曲外形、頂点高さの一定の最大変化率、および締結具シャンクの周囲の非螺旋巻線を組み合わせる食付きねじ山１７を図示する。これらの複合特徴は、内部雌食付きねじ山の頂点内のいかなるくぼみおよび／または溝にも係合することなく、食付きねじ山１７が、内部ねじ山付き雌部材（図示せず）の食付きねじ山に沿って、かつその上でスライドすることを可能にし得る。それによって、雄締結具部材１０の食付きねじ山１７は、交差螺合および／または不正螺合が回避され得るように、隣接する交差防止ねじ山１６が、内部ねじ山付き雌部材（図示せず）との任意の角度もしくは軸方向不整列をより効果的に補正することを可能にし得る。
【００８４】
図１１Ａ−１１Ｅは、食付きねじ山を有する雄締結具部材の別の実施形態を図示する。図１１Ｅは、食付き端１４の図であり、図１１Ａ−１１Ｄは、図１１Ｅに示される位置で軸方向に得られた断面図である。この雄締結具部材１０は、締結ねじ山１５の巻線と、食付きねじ山１７の２と４分の１より多くの巻線とを有する。図１１Ｅに示されるように、食付きねじ山１７は、その高さがゼロである螺旋終端点１９から始まり、食付きねじ山１７が締結ねじ山１５に溶け込む融合点１８でその全高に達するまで、シャンクの周囲に巻かれるにつれて、高さが増大する。
【００８５】
図１１Ａは、図１１ＥのＡ−Ａで得られたねじ山の断面図を図示する。図１１Ａを参照すると、食付きねじ山１７のより低い部分が、図の左側で見えている。食付きねじ山１７が螺旋の２と４分の１より多くの巻目にわたって延びているので、食付きねじ山１７の３つの巻線、すなわち、左により低い巻線、中央に中間の巻線、および右により高い巻線が、図１１Ａで見えている。食付きねじ山１７は、螺旋終端点１９から締結具の周囲に巻かれるにつれて、より高くなり、食付きねじ山螺旋の１つの完全な巻目にわたって、それ自体の中間サイズの巻線と共有する谷底部に定着されたままである。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７は、隣接する谷底部の正中線にほぼ交差する。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７の外形は、その高さおよび幅が本質的にゼロに達するように縮小される一方で、軸方向に雄締結具部材１０上にあるその位置は、ほぼ食付きねじ山１７の隣接する巻線の谷底部にある。これは、隣接する巻線の谷底部に食付きねじ山１７の谷底部１７ｂを定着する効果を及ぼす一方で、食付きねじ山１７の反対の谷底部１７ａは、（点線によって示される）締結ねじ山外形２５の反対の谷底部を去り、定着された谷底部１７ｂに次第に接近する。このようにして、食付きねじ山頂点部１７ｃは、締結ねじ山外形２５の螺旋経路の包絡線内で、雄締結具部材１０の周囲に本質的に環状のリングを形成する。断面Ａ−Ａでは、最も低い食付きねじ山巻線は、全高の約８．３％であり、中間の食付きねじ山巻線は、全高の約５２．７％であり、最も高い食付きねじ山巻線は、全高の約９７．２％である。
【００８６】
図１１Ｂは、図１１ＥのＢ−Ｂで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、低い方の食付きねじ山谷底部１７ｂが高い方の食付きねじ山谷底部１７ａと共有されるように、食付きねじ山１７の高い方の巻線に隣接する。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の巻線に重ね合わせられている。断面Ｂ−Ｂで、低い方の食付きねじ山巻線は、全高の約１９．４％であり、高い方の食付きねじ山巻線は、全高の約６３．９％である。谷底部１７ａから食付きねじ山頂点部１７ｃを通って他方の谷底部１７ｂまで食付きねじ山１７の低い方の巻線の外形を画定する、曲線の半径Ｒは、締結ねじ山外形２５の谷底部から谷底部まで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である。短い方の巻線の食付きねじ山谷底部１７ｂが、食付きねじ山１７の高い方の巻線の谷底部１７ａと共有され続ける一方で、反対の食付きねじ山谷底部１７ａは、重ね合わせられた締結ねじ山外形２５によって示されるように、標準ねじ山の谷底部があろう場所に類似する位置からシフトさせられる。
【００８７】
図１１Ｃは、図１１ＥのＣ−Ｃで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、低い方の食付きねじ山谷底部１７ｂが食付きねじ山１７の高い方の巻線の谷底部１７ａと共有されるように、高い方の巻線に隣接する。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の巻線に重ね合わせられている。断面Ｃ−Ｃで、低い方の食付きねじ山巻線は、全高の約３０．５％であり、高い方の食付きねじ山巻線は、全高の約７５．０％である。食付きねじ山外形は、締結ねじ山外形２５の谷底部から谷底部まで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である半径Ｒを有する曲面を備え得る。
【００８８】
図１１Ｄは、図１１ＥのＤ−Ｄで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、低い方の巻線の食付きねじ山谷底部１７ｂが食付きねじ山１７の高い方の巻線の谷底部１７ａと共有されるように、高い方の巻線に隣接する。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の巻線に重ね合わせられている。断面Ｄ−Ｄで、低い方の食付きねじ山巻線は、全高の約４１．７％であり、高い方の食付きねじ山巻線は、全高の約８６．１％である。高い方の巻線の食付きねじ山外形は、食付きねじ山を製造するために使用される転造ダイスの構成に応じて、曲面および直線面の組み合わせを備え得る。具体的には、高い方の巻線の食付きねじ山外形は、図１１Ｄに示されるように、交差防止ねじ山と標準ねじ山との間の組み合わせを備え得る。食付きねじ山の低い方の巻線は、谷底部１７ａから谷底部１７ｂまで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である半径を伴う曲線を有し得る。
【００８９】
図１２Ａ−１２Ｅは、食付きねじ山を有する雄締結具部材の別の実施形態を図示する。図１２Ｅは、食付き端１４の図であり、図１２Ａ−１２Ｄは、図１２Ｅに示される位置で軸方向に得られた断面図である。この雄締結具部材１０は、食付きねじ山１７、交差防止ねじ山１６、および締結ねじ山１５の巻線を有する。図１２Ｅに示されるように、食付きねじ山１７は、その高さがゼロである螺旋終端点１９から始まり、食付きねじ山１７が締結ねじ山１６に溶け込む融合点１８でその全高に達するまで、シャンクの周囲に巻かれるにつれて、高さが増大する。
【００９０】
図１２Ａは、図１２ＥのＡ−Ａで得られたねじ山の断面図を図示する。図１２Ａを参照すると、食付きねじ山１７のより低い部分が、図の左側で見えている。食付きねじ山１７が螺旋の１つより多くの巻目にわたって延びているので、食付きねじ山１７の２つの巻線および交差防止ねじ山１６の１つの巻線、すなわち、左に食付きねじ山１７のより低い巻線、中央に食付きねじ山１７のより高い巻線、および右に交差防止ねじ山巻線が、図１２Ａで見えている。食付きねじ山１７は、螺旋終端点１９から締結具の周囲に巻かれるにつれて、より高くなるが、本実施形態では、それ自体の隣接する巻線の谷底部に定着されたままではない。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７は、（点線で示され、食付きねじ山１７に重ね合わせられた）締結ねじ山外形２５の中間にほぼ位置付けられる。螺旋終端点１９では、食付きねじ山１７の外形は、その高さおよび幅が本質的にゼロであるように縮小される一方で、軸方向に雄締結具部材上にあるその位置は、食付きねじ山１７の隣接する巻線の谷底部から離れている。断面Ａ−Ａでは、低い方の食付きねじ山巻線は、全高の約１６．７％であり、高い方の食付きねじ山巻線は、食付きねじ山１７の全高の約１００％であり、交差防止ねじ山１６は、その全高である。図１２Ａおよび１２Ｅに示されるように、食付きねじ山１７は、それが交差防止ねじ山１６に溶け込む融合点１８で、その全高にある。図１２Ｅに示されるように、交差防止ねじ山１６は、第２の融合点２８で締結ねじ山１５に溶け込む。
【００９１】
図１２Ｂは、図１２ＥのＢ−Ｂで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は、それらを分離する空間があるので、隣接する交差防止ねじ山１６と谷底部を共有しない。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の巻線に重ね合わせられている。断面Ｂ−Ｂでは、食付きねじ山は、その全高の約３７．５％である。谷底部１７ａから食付きねじ山頂点部１７ｃを通って他方の谷底部１７ｂまで食付きねじ山１７の外形を画定する、曲線の半径Ｒは、締結ねじ山外形２５の谷底部から谷底部まで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である。
【００９２】
図１２Ｃは、図１２ＥのＣ−Ｃで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は、依然として、隣接する交差防止ねじ山１６と谷底部を共有しない。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７の巻線に重ね合わせられている。断面Ｃ−Ｃでは、食付きねじ山は、食付きねじ山１７の全高の約５８．３３％である。食付きねじ山外形は、締結ねじ山外形２５の谷底部から谷底部まで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である半径Ｒを有する曲面を備え得る。
【００９３】
図１２Ｄは、図１２ＥのＤ−Ｄで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７は依然として、隣接する交差防止ねじ山１６から間隔を置かれる。締結ねじ山外形２５は、点線で示され、相対サイズおよび外形が容易に明白であり得るように、食付きねじ山１７に重ね合わせられている。断面Ｄ−Ｄでは、低い方の食付きねじ山は、全高の約７９．２％である。食付きねじ山外形は、谷底部１７ａから谷底部１７ｂまで延びているであろう（交差防止ねじ山外形２６に類似する）弧の半径と同一である半径を伴う曲線を有し得る。
【００９４】
図１３Ａ−１３Ｅは、食付きねじ山を有する雄締結具部材の別の実施形態を図示する。図１３Ａは、図１３ＥのＡ−Ａで得られたねじ山の断面図を図示する。図１３Ａを参照すると、食付きねじ山１７のより低い部分が、図の左端側で見えている。食付きねじ山１７が螺旋の２と４分の１より多くの巻目にわたって延びているので、食付きねじ山１７の３つの巻線、すなわち、左端により低い巻線、中央に中間の巻線、および右により高い巻線が、図１３Ａで見えている。食付きねじ山１７は、螺旋終端点１９から締結具の周囲に巻かれるにつれて、より高くなり、小さい巻線は、（食付きねじ山に重ね合わせられた点線で示される）締結ねじ山外形２５内に留まりながら、それは、食付きねじ山螺旋の１つの完全な巻目にわたって、それ自体の中間サイズの巻線から可能な限り遠くに留まる。図１３Ｂは、図１３ＥのＢ−Ｂで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、食付きねじ山１７の隣接する高い方の巻線から可能な限り遠くにある。図１３Ｃは、図１３ＥのＣ−Ｃで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、（食付きねじ山に重ね合わせられた点線で示される）締結ねじ山外形２５内に留まりながら、依然として、食付きねじ山１７の隣接する高い方の巻線から可能な限り遠くにある。図１３Ｄは、図１３ＥのＤ−Ｄで得られたねじ山の断面図を図示する。雄締結具部材１０の周囲のこの位置で、食付きねじ山１７の低い方の巻線は、隣接する高い方の巻線と谷底部をまだ共有していない。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態では、食付きねじ山の全長にわたって、螺旋の約１と５分の１の巻目で、その外形は、その頂点において曲線であり得、曲線は、任意の区分で、その外形が雌締結具部材の内部食付きねじ山に存在する任意の溝を効果的に乗り越えるように、全ての軸方向区分で同一の半径を有する。
【００９６】
食付きねじ山の代替実施形態は、締結具のシャンクの周囲に巻かれるにつれて一定の割合で増大する高さを有していないが、本発明の食付きねじ山の一側面は、それが、雌締結具部材の内部食付きねじ山の頂点内の溝の中に引っ掛かり、それに螺入し続け得る、食付きねじ山の高さまたは輪郭の局在的突起、先端、もしくは突然の増加を有していないことである。本発明のいくつかの実施形態は、不正防止食付きねじ山が雌締結具部材の内部食付きねじ山に存在するいかなる溝に進入することも防止する、一様な外形と相まって一定の増大率を有する、食付きねじ山を有する。本発明の実施形態は、食付きねじ山が、最小の加えられた軸力で雌締結具部材の内部食付きねじ山に存在する任意の溝の上でスライドすることをさらに可能にする食付きねじ山外形を有する。したがって、雄締結具部材は、雌締結具部材のいかなる頂点溝にも螺入しないこと、および／またはそれを掴まないこともある。
【００９７】
図１４Ａ−１４Ｆは、内部食付きねじ山を有する雌締結具部材と、その中に挿入されているが、部材のいかなる相対的回転も伴わない対応する雄締結具部材との断面図および端面図である。内部食付きねじ山３１を有する雌締結具部材３０は、図４Ａ−４Ｅに図示されるものと同一である。図１４Ｆで識別される位置におけるねじ山の断面図である、図１４Ａ−１４Ｆに示されるように、雄締結具部材１０は、回転移動を伴わずに雌締結具部材に挿入され得る。部材がねじ山の係合のために互いに対して回転させられる前、雄締結具部材１０の食付きねじ山１７は、溝３２の任意の区分でその中へ進入することなく、雌締結具部材３０の内部食付きねじ山３１の頂点内の溝３２の異なる深度を乗り越える。
【００９８】
図１５Ａ−１５Ｃは、食付きねじ山と、種々の食付き先端部（ｌｅａｄ−ｉｎ  ｐｏｉｎｔ）とを有する、本発明の雄締結具部材の側面図を示す。雄締結具部材１０のシャンク１２の周囲に巻かれるねじ山１１の螺旋は、ヘッド（図示せず）から締結具の食付き端１４までシャンク１２の周囲に進むにつれて、その長さにわたっていくつかの異なる外形を成し得る。雄締結具部材１０は、締結ねじ山１５のいくつかの巻線を有し得、締結ねじ山１５は、標準ねじ山（図１参照）または当業者に公知である任意の他のねじ山であり得る。螺旋１１が食付き端１４に向かって巻かれるにつれて、締結ねじ山１５の後、交差防止ねじ山１６の短い区分が続き得、締結ねじ山１５は、同一の螺旋１１上の交差防止ねじ山１６に溶け込む。交差防止ねじ山１６は、ねじ山螺旋の１つの巻目の少なくとも一部が内径から外径まで過渡的曲面を有するように、交差防止ねじ山機能を螺旋のその区分に与える外形を有する。交差防止ねじ山１６の詳細な説明は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第５，７３０，５６６号で提供される。図１０Ａ−１０Ｅを参照して詳細に説明されるように、交差防止ねじ山１６の後、食付きねじ山１７が螺旋１１上で続き得る。これらのねじ山外形は、それらの具体的な局在的形状および輪郭がどのようであっても、締結ねじ山１５の外形によって画定される包絡線内に含まれ得る。食付き端１４において、食付き先端部５０が、雄締結具部材１０上に形成される。食付き先端部５０の詳細な説明が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第６，０６２，７８６号で提供される。図１５Ａでは、食付き先端部５０は、食付きねじ山１７におけるより大きい直径から先端におけるより小さい直径まで先細になる。図１５Ｂでは、食付き先端部５０は、締結ねじ山１５の最小直径よりわずかに大きい直径を伴う円筒形状である。図１５Ｃでは、食付き先端部５０は、締結ねじ山１５の最小直径よりわずかに小さい直径を伴う円筒形状である。他の実施形態では、当業者に公知である任意の食付き先端部が、雄締結具部材の食付き端上に形成され得る。なおも他の実施形態は、食付きねじ山および／または締結ねじ山の谷底部における最小直径より直径が大きい食付き先端部を備え得る。より大きい直径の食付き先端部が雄締結具部材に追加される場合、食付きねじ山は、比較的短くあり得、食付きねじ山の高さの変化率は、同一である。比較的短い食付きねじ山は、食付きねじ山が、より高い表面、すなわち、より大きい直径の食付き先端部上で終端することの結果であり得る。
【００９９】
食付きねじ山１７の最小直径は、交差防止ねじ山１６または締結ねじ山１５の最小直径より小さいことも、大きいこともあり得る。例えば、図１５に示されるように、食付き先端部５０は、締結ねじ山１５の最小直径より大きい外径を有し得る。食付きねじ山１７の最小直径は、螺旋終端点１９において最大であり得、食付きねじ山１７の最小直径は、食付きねじ山が融合点１８までシャンクの周囲に巻かれるにつれてより小さくなり得、締結ねじ山１５の最小直径に達するまで、食付きねじ山１７から交差防止ねじ山１６を通した各巻線とともに、さらに小さくなり得る。類似実施形態では、最小直径は、より小さくなり得るが、締結具は、食付き先端部を有していない。食付き先端部を伴う、または伴わない代替実施形態では、最小直径は、食付きねじ山１７が螺旋終端点１９から融合点１８に向かって巻かれるにつれてより大きくなり得、融合点１８を越えてさらに大きくなり得る。代替実施形態では、最小直径は、食付きねじ山１７から次のねじ山まで、より小さく、またはより大きく規則的に続くが、食付きねじ山１７の巻線全体にわたって一定のままであり得る。
【０１００】
図１６Ａ−１６Ｂは、本発明の異なる雄締結具部材上の異なる食付きねじ山１７および交差防止ねじ山１６の断面側面図を図示し、異なる締結具は、食付きねじ山１７の周囲に異なる最小直径を有する。これらの構成は、食付きねじ山の不正螺合機能性を変化させることなく、食付きねじ山の谷底部における直径を変化させることが可能であることを図示する。図１６Ａでは、締結具１０は、交差防止ねじ山１６の最小直径より直径がより大きく、食付きねじ山１７までしか延びていない円筒食付き先端部４３を有し、食付きねじ山側面１７ｂが食付きねじ山１７の右側に存在するが、反対側には側面がない。図１６Ｂでは、締結具１０は、交差防止ねじ山１６の最小直径より直径が大きい円筒食付き先端部４３を有し、それは、交差防止ねじ山１７まで延びており、食付き先端部４３を貫いて上に突出する食付きねじ山１７がない。これは、どのようにして食付きねじ山１７が、１と５分の１の巻線から、約１つの巻線まで短縮され得るかを図示し、食付きねじ山の一部が、比較的大きい直径の食付き先端部４３によって覆われている。図１６Ｃでは、締結具１０は、交差防止ねじ山１６の最小直径より直径が小さい円筒食付き先端部４４を有し、食付き先端部４４は、食付きねじ山１７までしか延びておらず、食付きねじ山側面１７ｅは、食付きねじ山側面１７ｂより大きい。図１６Ｄでは、締結具１０は、交差防止ねじ山１６の最小直径より直径が小さい円筒食付き先端部４４を有し、食付き先端部４４は、交差防止ねじ山１６まで延びており、食付きねじ山側面１７ｅおよび１７ｆは、同一のサイズであるか、またはほぼ同一のサイズである。
【０１０１】
したがって、本発明は、目的を実行し、記述される目標および利点、ならびにそれに内在する他のものを達成するようによく適合される。本発明の現在好ましい実施形態が、開示の目的で挙げられているが、所望の結果を達成するための詳細または手順の多数の変化が、容易に当業者に想起され、本発明の精神および添付の請求項の範囲内に包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１６】
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【外国語明細書】
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