(57)【要約】  ピン部材とボックス部材とを有するねじ連結、及び前記ねじ連結を製造し形成する方法である。ピン部材は、ピンねじの山の頂、ピンねじの谷底、ピンロードフランク、及びピンスタブフランクを持ったピンねじを備える。ボックス部材は、ボックスねじの山の頂、ボックスねじの谷底、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクを持ったボックスねじを備える。ピンねじの山の頂、ピンロードフランク、ピンスタブフランク、ボックスねじの山の頂、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクの少なくも一つがその上に形成された少なくも１個の摂動を持つ。ピン部材とボックス部材との選定された組立ての際、少なくも１個の摂動におけるピンねじとボックスねじとの間に増大された接触応力が存在する。
2008527255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンねじの山の頂、ピンねじの谷底、ピンロードフランク、及びピンスタブフラン    クを持ったピンねじを有するピン部材、
ボックスねじの山の頂、ボックスねじの谷底、ボックスロードフランク、及びボッ    クススタブフランクを持ったボックスねじを有するボックス部材
を備え、
ピンねじの山の頂、ピンロードフランク、ピンスタブフランク、ボックスねじの山    の頂、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクの少なくも一つが、そ    の上に形成された少なくも１個の摂動を持ち、
ピン部材とボックス部材との選択された組立てにおいて、少なくも１個の摂動にお    けるピンねじとボックスねじとの間に増加された接触圧力が存在する
ねじ連結。
【請求項２】
ピンねじ及びボックスねじがくさびねじである請求項１のねじ連結。
【請求項３】
少なくも１個の摂動の各が、ピンねじ及びボックスねじの一方にのみ置かれる請求項１のねじ連結。
【請求項４】
少なくも１個の摂動が、これに近接してねじシールが形成されるように位置決めされる請求項１のねじ連結。
【請求項５】
ピンねじ及びボックスねじが自由走行ねじであり、そして少なく１個の摂動の一つがピンスタブフランク及びボックススタブフランクの一方に形成される請求項１のねじ連結。  
【請求項６】
複数の摂動が、ピンねじ及びボックスねじの一方に、実質的サイン状のパターンで形成される請求項１のねじ連結。
【請求項７】
少なくも１個の摂動が、約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）と約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）との間の寸法である請求項１のねじ連結。
【請求項８】
少なくも１個の摂動が、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）と約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）との間の寸法である請求項１のねじ連結。
【請求項９】
ピンねじの谷底及びボックスねじの谷底の少なくも一方の一部分にのみ形成された溝
を更に備え、
少なくも１個の摂動が、溝から離れた位置にねじシールを形成するように選択的に位置決めされる
請求項１のねじ連結。
【請求項１０】
プログラム可能な制御装置を有する工作機械を使用するねじの製造方法であって、
複数の増分に対する回転方向位置に対応する軸方向位置を入力し、第１組の２個の増分間の軸方向位置における変化が、工作機械のための本来の経路に相当する第１の希望ねじリードを持つように選定され、
第２の組の２個の増分間の軸方向位置における変化を入力し、この変化は第１の希望のねじリードより大きい第２の希望ねじリードを有するように選定され、
第３の組の２個の増分間の軸方向位置における変化を入力し、この変化は第１の希望のねじリードより小さい第３の希望ねじリードを有するように選定され、そして
第１の希望リードに戻る
ことを含む方法。
【請求項１１】
工作機械が本体の経路に戻る請求項１０の方法。
【請求項１２】
ピン部材及びボックス部材を備えた連接におけるねじシールの形成方法において、
ピン部材がピンねじの山の頂、ピンねじの谷底、ピンロードフランク、及びピンスタブフランクを有するピンねじを備え、ボックス部材がボックスねじの山の頂、ボックスねじの谷底、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクを有するボックスねじを備える前記方法であって、
ピンねじの山の頂、ピンロードフランク、ピンスタブフランク、ボックスねじの山    の頂、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクの少なくも一つに少な    くも１個の摂動を形成する
ことを含み、
ピン部材とボックス部材との選定された組立てにおいて、少なくも摂動におけるピ    ンねじとボックスねじとの間に増大された接触応力が存在する
前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ケーシング継手、ライナー、ドリルパイプ及びドリルカラー（まとめて「チューブラー」と呼ぶ）は、坑井の掘削、仕上げ、及び作成によく使用される。例えば、掘削坑の高圧（例えば地層の圧力より大きい掘削坑圧力）、及び同様な圧力に対抗して地層を保護するために地層を安定化させるために掘削坑内にケーシング継手を据え付けることがある。ケーシング継手は、ねじ連結、溶接連結、及び本技術において知られるその他の連結によりパイプの端部と端部とを結合させることができる。この連結は、ケーシング継手の外側と坑井の壁面との間に形成された環状の空間及び結合されたケーシング継手の内部の間のシールを形成するように設計される。このシールは、例えば、弾性シール（例えばＯリングシール）とし、連結に隣接して形成された金属対金属のシールとし、或いは本技術において知られる同様なシールとすることができる。ある連結においては、シールは、雌ねじと雄ねじとの間に形成される。この特徴を持った連結は「ねじシール」を持つと言われる。ここで使用される「ねじシール（thread seal)」は、ボックス部材の雌ねじの少なくも一部分とピン部材の雄ねじとの間にシールが形成されることを意味する。
【０００２】
ここに使用される幾つかの用語は、パイプストリングを坑井内に降ろしつつ組み立てる際のような、チューブラー継手が、チューブラー部材の中心軸線に沿った垂直方向位置で連結されている場合と普通に理解されるであろうことが分かるであろう。従って、用語「ロードフランク（laod flank）」は、ねじの側壁面であって、ねじの形成された関係のピン部材又はボックス部材の外側端部から遠い方に向いた側壁面を示し、これが、坑井内に吊るされている下方の部材の重量（即ち、引張り力）を支持する。用語「スタブフランクstab flank）」は、ねじの側壁面であって、関係のピン部材又はボックス部材の外側端部に向いた側壁面を示し、これは、継手の最初の組立て中の上方のチューブラー部材の重量、或いは下方のチューブラー部材を坑井の底に押し付けるために加えられる力のような継手を互いに押し付ける力（即ち圧縮力）を支持する。用語ボックスの「前面」は、ボックスねじから外を向いているボックス部材の端部であり、用語ピンの「ノーズ」は連結のねじから外を向いているピン部材の端部である。連結を組み立てる際は、ピンのノーズがボックスの前面内に差し込まれこれを通り過ぎる。
【０００３】
ねじシールを形成するために通常使用されるねじの一形式はくさびねじ（wedge thread）である。図１にくさびねじを有する連結が示される。「くさびねじ」は、ピン部材１０１及びボックス部材１０２において幅（即ち、ロードフランク２２５、２２６とスタブフランク２３２、２３１との間の軸方向距離）が反対向きに増加するねじを特徴とする。くさびねじは、ブローズ（Blose）の特許文献１、リーヴス（Reeves）の特許文献２、オートロフ（Ortloff）の特許文献３、及びモット（Mott)の特許文献４において広く開示され、これら文献の全ては本発明の譲受人に譲渡され、参考文献としてここに組み入れられる。ピン部材１０１においては、ピンねじの山の頂２２２がピン部材１０１の末端に向かって狭くなり、一方、ボックスねじの山の頂２９１は広がる。軸線１０５に沿って（右から左に）動くと、ピンねじの山の頂２２２は広がり、一方ボックスねじの山の頂２９１は狭くなる。
【０００４】
一般に、ねじシールは、広い山の頂と谷底とを有する由走行ねじ（free−running thread）により達成することは困難であるが、くさびねじとして使用されたときはねじシールを持つことができる。以下明らかにされる本発明の実施例に対して種々のねじ形式を使用することができる。適切なねじ形式の一例が、参考文献としてここに組み入れられたクレメンチヒ（Klementich）の特許文献５に開示された半アリ溝式のねじ形式である。別のねじ形式は、ここに参考文献として組れ入れられたチャーチ（Church）の特許文献６に開示されたような多面のロードフランク又はスタブフランクを含む。一般に長方形のオープンねじ形式がワット（Watt）の特許文献７に開示される。以上のねじ形式の各はねじ形式の例であり、これらはくさびねじ又は自由走行ねじのいずれかを有する本発明の実施例のために使用することができる。本技術熟練者はここに含まれる教示が特定のねじ形式に限定されないことを認めるであろう。
【０００５】
くさびねじについては、ねじシールは、ピンのロードフランク２２６とボックスのロードフランク２２５との間及びピンのスタブフランク２３２とボックスのスタブフランク２３１との間の連結の少なくも一部分にわたる干渉のため、連結が組み立てられるときに生ずる発生接触圧力により達成される。フランクの干渉の発生した場所の少なくも一部分にわたり、谷底２９２、２２１と山の頂２２２、２９１との間の密な接近又は干渉が発生したとき、ねじシールが完成する。ピン部材１０１及びボックス部材１０２の谷底と山の頂の間の干渉（「谷底／山の頂の干渉」）の増加、及びフランクの干渉の増加によりより高い圧力に耐えることができる。この特別な連結は、それぞれピン部材１０１及びボックス部材１０２上に置かれた対応するシーリング面１０３と１０４との間の接触による金属対金属の接触も含む。
【０００６】
連結に確実な回転力停止用ショルダーを持たないことが普通であるくさびねじの特徴は組立てが「不確定」であることであり、このため、確実な回転力停止用ショルダーを有する連結よりも、ピン部材とボックス部材との相対位置が、加えられる回転力範囲に対してより多く変動する。ここに使用される「組立て」はピン部材とボックス部材とを、一緒にねじ結合させることを言う。「選定された組立て」は、ピン部材とボックス部材とを、希望の大きさの回転力により、或いはピン部材とボックス部材との（軸方向又は円周方向の）関係位置に基づいてで一緒にねじ結合させることを指す。選定された組立てにおいてフランクの干渉及び谷底／山の頂間の干渉の両者を有するように設計されたくさびねじについては、フランクの干渉及び谷底／山の頂間の干渉の両者は、連結が組み立てられるときに増加する（即ち、回転力の増加がフランクの干渉及び谷底／山の頂間の干渉を増加させる）。谷底／山の頂間に間隙を有するように設計されたくさびねじについては、この間隙は、連結が組み立てられるときに減少する。くさびねじの設計の如何に拘わらず、対応したフランク及び対応した谷底と山の頂は組立て中に互いに近寄る（即ち、間隙が減少し、又は干渉が減少する）。不確定な組立ては、連結における回転力の増加によるフランクの干渉及び谷底／山の頂の干渉の増加を許す。このため、くさびねじは、より大きいフランク干渉及び／又は谷底／山の頂の干渉を有するように連結を設計することにより、又は連結の際の回転力を増加させることによりより高圧の気体及び液体をねじシールできるが、これは同時に組立て中の連結における応力も大きくさせ、使用中の故障を導く可能性がある。
【０００７】
油田のチューブラー連結に使用される自由走行ねじは、連結が組み立てられたとき、ねじシールを形成しないことが普通である。図２は、自由走行ねじを有する従来技術の連結を示す。自由走行ねじは、ロードフランク１５４と１５５、スタブフランク１５７と１５８、山の頂１５９と１６２、及び谷底１６０と１６１を備える。典型的な自由走行ねじを有する連結と同様に、この連結は、それぞれピン部材１０１及びボックス部材１０２に配置された面１５１と１５２との接触により形成される確実な回転力停止ショルダーに依存する。図２に示される確実な回転力停止ショルダーは、通常、「ピンノーズショルダー」と呼ばれる。別の連結においては、確実な回転力停止ショルダーは、ボックスの前面１６３及びピン部材１０１上の組合用ショルダー（図示せず）により形成される。確実な回転力停止ショルダーもまたシールを提供する。これは、ピンねじ及びボックスねじのくさび化により作られるくさびねじとは異なり、自由走行ねじは、組立て中、連結に負荷を加えることを確実な回転力停止ショルダーに依存する。図２に示される連結を組み立てるために、ピン部材１０１とボックス部材１０２とは、面１５１と１５２とが当たるまで互いにねじ結合される。この点において、ピンのロードフランク１５４及びボックスのロードフランク１５５も互いに当たる。希望量の組立て用回転力が連結に加えられるまで、面１５１と１５２及びピンのロードフランク１５４とボックスのロードフランク１５５に負荷を加えるために、追加の回転力がピン部材１０１とボックス部材１０２とに加えられる。
【０００８】
図２に示された連結は、ピンスタブフランク１５７とボックススタブフランク１５８との間に存在する大きな間隙１５３のため、ねじシールを達成しない。間隙１５３は、確実な回転力停止ショルダーのある自由走行ねじにどのようにして負荷を加えるかにより生ずる。組立て中、確実な回転力停止ショルダーを押すように連結に回転力を加えることにより、ピン部材１０１は圧縮され、一方、ボックス部材１０２は引張られる。ボックスの前面ショルダーが使用されるときは、ボックス部材１０２が圧縮され、一方、ピン部材１０１は引張れることに注意されたい。ピン部材１０１とボックス部材１０２との間の力は、ピンのロードフランク１５４及びボックスのロードフランク１５５を通して加えられる。ピンのスタブフランク１５７とボックスのスタブフランク１５８とは、組立て中、負荷が加えられない。ロードフランク１５４と１５５との間に接触圧力が生じ、スタブフランク１５７と１５８との間には間隙が生ずる。上述のように、（図１に示されるような）くさびねじは、ロードフランク２２５と２２６及びスタブフランク２３２と２３１の間の干渉のため、部分的にねじショルダーを形成することができる。くさびねじについては、これは、ピンのねじ１０６とボックスのねじ１０７の幅の変動のため、連結の組立ての最後の近くで生ずる。円筒状（即ちテーパーなしの）自由走行ねじのロードフランク１５４と１５５及びスタブフランク１５７と１５８の間に同様な干渉を持つためには、ピンのねじとボックスのねじとは連続した幅を有するので実質的に連結の組立て中を通して干渉があるであろう。更に、谷底／山の頂の干渉は、実質的に連結の組立て中を通して存在するであろう。ねじのかじりをもたらしかつ連結の組立てを難しくする。
【０００９】
ロードフランクがスタブフランクとは異なったリードを有する結果としてくさびねじのねじ幅の変動が生ずる。ねじのリードは１回転当たりの長さで量化することができる。これは、通常、２５．４ｍｍ（１インチ）当たり山数として量化されるねじのピッチの逆数であることに注意されたい。従来技術のくさびねじのリードのグラフが図３Ａに示される。これに関連して、ロードリード１４は連結の長さにわたって一定であり、そして同様に一定であるスタブリード１２より大きい。呼びリードは符号１０で示される。ここに使用される「呼びリード」は、ロードリード１４とスタブリード１２との平均を指す。ねじは、各回転ごとに、ロードリード１４とスタブリード１２との差だけ広がるであろう。ロードリード１４とスタブリード１２との差は、ときには「くさび比（wedge ratio）」と呼ばれる。自由走行ねじ（即ち、非くさびねじ）では、ロードリード１４とスタブリード１２とは実質的に等しく、自由走行ねじに実質的に一定のねじ幅（即ち、ゼロくさび比）を持たせる。
【００１０】
一般に、ねじは、（ロードリード及びスタブリードを含んだ）実質的に一定のねじリードを使用してチューブラー上で切削されるが、典型的にフライス盤又は旋盤による機械加工である製造過程中にねじリードの多少の変動が発生する。機械加工中、ねじリードの変動はねじリードの目標値の上方及び下方へのねじリードの僅かな周期的変動として現れる。この現象は、通常、「ねじのよろめき」と呼ばれる。発生するねじのよろめきは、使用される機械に大きく依存する。これは、ねじを切削する工作機械におけるスロップ又はバックラッシュにより発生することがある。機械加工される金属及び機械加工される部品の寸法も、ねじのよろめきの大きさに影響を与える。工作機械のために位置の「ハンチング」を電子的に制御した結果としても発生する可能性がある。典型的に、ねじのよろめきは、呼びから０．００１２７ｍｍ（０．００００５インチ）から０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）台であり視認することはできない。ねじのよろめきの周期は、典型的にねじ１回転あたり１回である。呼びのねじのよりめきより大きくなるとねじ面の「チャター」として観察することができ、そして連結の廃棄をもたらすことがある。一般に、製造業者は、ねじのよりめきで経験するような呼びからのいかなる変動も、これを無くそうと試みる。
【００１１】
荷重分布の目的のねじリードの意図的な変動が従来技術において明らかにされているが、この発明人は、くさびねじ又は自由走行ねじのためにねじシールを形成するためのねじリードの変動は知らない。応力分布に対する変動ねじリードの一例がデアーデン（Dearden）ほかの特許文献８に明らかにされる。この特許は全体が参考文献としてここに組み入れられる。デアーデンは。異なるリード（デアーデンは２５．４ｍｍ（１インチ）当たりのねじ数として量化されるねじピッチを呼ぶことに注意）を有する３個の部分に分割されたピンねじ及びボックスねじを持った自由走行ねじを有する連結を開示する。図３Ｂに、ボックス部材及びピン部材についてのねじリードのグラフが示される。このグラフに示されるように、連結の一方の端部においては、ピンねじのリード２１はボックスねじのリード２２より大きい。中間部分２３においては、ピンねじのリード２１はボックスねじのリード２２と実質的に等しい。更に、連結の他方の端部においては、ボックスねじのリード２２がピンねじのリード２１より大きい。デアーデンにおいては、ピンねじのリード２１とボックスねじのリード２２との変化は段階的変化である（即ち、リードは実質的に瞬間的に変化する）。デアーデンにより開示された変動するねじリードは、連結の大きな部分にわたり負荷を分布させことを意図し、ねじシールの形成に対する自由走行ねじの不能性については影響を持たない。ダデアーデンは、ロードリード又はスタブリードを互いに独立して変えることを明らかにしていない。
【００１２】
本発明の譲受人に譲渡された特許文献９「特に半径方向に塑性拡張可能な導管用のねじ連結」（シヴィレイ（Sivley））に別の連結が開示される。この特願はその全体が参考文献としてここに取り入れられる。シヴィレイは、ピン部材及びボックス部材の一方又は双方のロードリード及び／又はスタブリードに変動を有する連結を開示する。シヴィレイにより明らかにされた実施例のグラフが図３Ｃに示される。シヴィレイは、ピンねじ及び／又はボックスねじの少なくも一部分にわたり、ロードリード１４を選定された比率でスタブリード１２に関して変えることを明らかにする。図３において、連結は、ロードリード１４とスタブリード１２との間の差により示されるようなくさびねじである。ロードリード１４とスタブリード１２とはねじの端部に向かって直線的な割合で収束する。シヴィレイは、互いに直線的な割合で変化するロードリード１４とスタブリード１２とを有する種々の別の実施例を開示する。ねじのリードの変動が、連結の受ける負荷を連結の長さにわたり分布させる。
【特許文献１】米国特許第ＲＥ３０，６４７号  明細書
【特許文献２】米国特許第ＲＥ３４，４６７号  明細書
【特許文献３】米国特許第４，７０３，９５４号  明細書
【特許文献４】米国特許第５，４５４，６０５号  明細書
【特許文献５】米国特許第５，３６０，２３９号  明細書
【特許文献６】米国特許第６，７２２，７０６号  明細書
【特許文献７】米国特許第６，５７８，８８０号  明細書
【特許文献８】米国特許第４，５８２，３４８号  明細書
【特許文献９】米国特願第１０／１２６，９１８号  明細書
【特許文献１０】米国特許第６，０５０，６１０号  明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来技術においては、油田用チューブラー用に適した自由走行ねじは、地中環境においてチューブラーの受ける圧力差に対して適切なねじシールを提供することに失敗している。くさびねじはねじシールを提供するが、気体の封鎖は困難である。これは、液体を封鎖するよりも困難である。更にねじシールの改良が一般に望まれる。更に要求されるものは、自由走行ねじのためのねじシールであり、かつくさびねじのための改良されたねじシールである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、その一態様において、ピン部材とボックス部材とを有するねじ連結に関する。ピン部材は、ピンねじの山の頂、ピンねじの谷底、ピンロードフランク、及びピンスタブフランクを有するピンねじを持つ。ボックス部材は、ボックスねじの山の頂、ボックスねじの谷底、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクを有するボックスねじを持つ。ピンねじの山の頂、ピンロードフランク、ピンスタブフランク、ボックスねじの山の頂、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクの少なくも一つが、その上に形成された少なくも１個の摂動を持つ。ピン部材とボックス部材との選定された組立てにおいて、少なくも１個の摂動に、ピンねじとボックスねじとの間の増大された接触応力が存在する。
【００１５】
本発明は、別の態様においては、プログラム可能な制御装置を有する工作機械を使用するねじの製造方法に関する。この方法は、複数の増分に対する回転方向位置に対応する軸方向位置を入力することを含む。第１の組の２個の増分間の軸方向位置における変化が、工作機械のための本来の経路に相当する第１の希望のねじリードを持つように選定される。この方法は、更に、第２の組の２個の増分間の軸方向位置の変化を入力し、この変化は第１の希望のねじリードより大きい第２の希望ねじリードを有するように選択される。この方法は、第３の組の２個の増分間の軸方向位置の変化を入力することを含み、この変化は第１の希望のねじリードより小さい第３の希望ねじリードを有し、そして第１の希望リードに戻るように選定され。
【００１６】
本発明は、別の態様においては、連結にねじシールを形成する方法に関する。連結はピン部材とボックス部材とを備え、ピン部材は、ピンねじの山の頂、ピンねじの谷底、ピンロードフランク、及びピンスタブフランクを有するピンねじを備え、ボックス部材は、ボックスねじの山の頂、ボックスねじの谷底、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクを有するボックスねじを備える。この方法は、ピン部材とボックス部材との選定された組立てにおいて、少なくも摂動におけるピンねじとボックスねじとの間に増大された接触応力が存在するように、ピンねじの山の頂、ピンロードフランク、ピンスタブフランク、ボックスねじの山の頂、ボックスロードフランク、及びボックススタブフランクの少なくも一つに少なくも１個の摂動を形成することを含む。
【００１７】
本発明のその他の態様及び利点は以下の説明及び特許請求の範囲より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、チューブラー連結用のねじに関する。より特別には、本発明は、テーパー連結の単一ねじ上に形成された２ステップの特徴を有するねじに関する。
【００１９】
明確化のために、幾つかの用語が以下明確に定義される。ここに使用される「ねじのリード」は一般に、ロードリード、スタブリード、及び呼びリードよりなるグループを指す。
【００２０】
ここで使用される「摂動（perturbation)」は、こぶを形成するために、ねじのロードフランク、スタブフランク、谷底、又は山の頂の本来の経路からの偏倚を指す。経路は、摂動後、摂動前の本来の経路に少なくも部分的に向かって戻る。
【００２１】
ここに使用される「螺旋長さ（helical length)」は、コンタクターが配置されたねじの旋回数を指し、チューブラーの軸線まわりの角度数で表すことができる（即ち、３６０゜が１ねじピッチである）。
【００２２】
本発明の実施例は、ねじの少なくも一部分にわたり、少なくも一方のねじリードに、組み合っているロードフランク間及び／又は組み合っているスタブフランク間の接触圧力のような変動を持つ。ある実施例は、ねじシールを形成するために（谷底から山の頂までで測定された）ねじの高さも変動する。接触圧力の上昇が、摂動の位置におけるねじシールにより達成し得る最大シール圧力を増加させる。接触圧力の低下は、連結を組み立てた後の、増加した量のねじ潤滑剤がピンねじとボックスねじとの間に残る場所を提供するために使用することができる。
【００２３】
図４Ａを参照すれば、本発明の一実施例によるねじリード対軸方向位置のグラフが示される。図４Ｂは図４Ａのグラフに応答する非ラップねじを示す。図４Ａのグラフは、ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａに関するボックスロードリード１４Ｂ及びボックススタブリード１２Ｂを示す。この実施例においては、ピンねじは図示された部分にわたり実質的に一定のロードリード１４Ａ及びスタブロードリード１２Ａを有し、一方ボックスねじはロードリード１４Ｂ及びスタブリード１２Ｂにおける変動により発生した摂動を持つ。本技術の通常の技術者は、別の実施例においては、これに代わって、摂動をピンねじ上に置き得ることを認めるであろう。
【００２４】
図４Ａにおいて、ボックスねじの摂動は、ボックスロードリード１４Ｂが減少する点Ａ１及びボックススタブリード１２Ｂが増加する点Ａ２において開始する。ねじ形状の対応した変化が図４Ｂに示される。ボックスロードフランク２２６及びボックススタブリード２３１は、点Ａ１及びＡ２においてピンネジを「掴み」始める。ボックスロードリード１４Ｂ及びボックススタブリード１２Ｂは、点Ｂ１及びＢ２において本来の値に戻る。これは、連結が組み立てられたときに増加した接触圧力が存在するボックスねじ及びピンねじの部分が、選定された螺旋長さになるまで継続する。点Ｃ１及びＣ２において、ボックスロードリード１４Ｂが増加し、ボックススタブリード１２Ｂが減少する。点Ｃ１とＤ１との間及び点Ｃ２とＤ２との間で、ボックスロードフランク２２６及びボックススタブフランク２３１は、摂動開始以前の本来の経路に戻る。一実施例においては、ボックスロードフランク２２６及びボックススタブフランク２３１の一方又は双方は、本来の経路に完全には戻らない。更に、一実施例においては、ねじリードの最大値と最小値とを異なる大きさにすることができる。例えば、ねじリードは、これを螺旋長さＬに対して本来のねじリードよりｘだけ大きくすることができる。本来の経路に戻すために、同じねじリードを、螺旋長さ２Ｌに対して本来のねじリードより1/2＊ｘだけ小さくするすることができる。本技術の通常の熟練者は、本発明の範囲から離れることなく摂動の多くの変更例を誘導できることを認めるであろう。一実施例においては、摂動は、約３６０゜より小さい螺旋長さを持つことができる。別の実施例においては、摂動は、約１８０゜より小さい螺旋長さを持つことができる。
【００２５】
図４Ａ及び４Ｂは、図解の目的でねじの摂動を誇張した例である。図４Ｂのくさびねじは、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の接触点が点Ｂ１とＣ１との間及びＢ２とＣ２との間の摂動であるように特に組み立てられる。図４Ｂで見ることできるように、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の間隙は誇張されている。一実施例においては、ねじリード及び螺旋長さの変更により、摂動が大きさで約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）と約０．１２７ｍ（０．００５インチ）との間であるよう選定することができる。別の実施例においては、摂動の大きさを約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）と約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）との間とすることができる。図４Ｂの連結は、摂動における最初の接触を過ぎて組み立てられるため、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の間隙により、摂動における接触圧力がねじを局部的に変形させることを無くすであろう。連結が希望の回転力又はピン部材とボックス部材との希望の相対位置に組み立てられた後は、図４Ｂの点Ａ１とＤ１との間及び点Ａ２とＤ２との間の摂動におけるロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間には、ねじのその他の部分よりの大きい接触圧力が存在するであろう。
【００２６】
各摂動の螺旋長さは希望のように変えることができるが、製造方法が螺旋長さの変動を制限する。例えば、一実施例においては、コンピューター数値制御旋盤（ＣＮＣ）を使用することができる。ＣＮＣ機は、ＣＮＣプログラムにより制御することができる。典型的に、ＣＮＣプログラムは、制御の各軸についての位置より構成される。例えば、ＣＮＣ旋盤が軸方向位置と回転方向位置とを持つ場合は、プログラムは、各回転方向位置に対応する軸方向位置の値を持つであろう。ＣＮＣ旋盤は、通常は毎分回転数（ＲＰＭ）で測定された設定速度で回転するので、ＣＮＣプログラムは、典型的に、部品が機械で回転されるときの順序及び設定された増分の回転方向位置を持つ。回転方向位置の間隔を空ける増分は、通常は、旋盤の「分解能」と呼ばれる。例えば、分解能が約９０゜であるならば、約９０゜の各逐次増分に対するデータ点が存在するであろう。各増分に対して軸方向位置が選定されるであろう。典型的に、ＣＮＣ旋盤は点間を実質的の一定の速度で軸方向位置を動かすであろう。速度は、対応した回転方向位置と実質的に同じ時間で次の軸方向位置に到達するに必要なように選定される。各回転に対してねじのリードと実質的に等しい距離だけ軸方向位置が前進するような増分のための値を計算することにより、ねじのリードを選ぶことができる。例えば、１回転当たり２５．４ｍｍ（１インチ）のリードは、９０゜ごとに６．３５ｍｍ（１／４インチ）だけ前進するであろう。本技術の通常の技術者は、その他の製造方法を使用するために上の教示を適用することができる。例えば、制御軸を４個（Ｘ、Ｙ、Ｚ、及び回転方向）有するＣＮＣフライス盤を使用することができる。
【００２７】
使用される機械の分解能が、摂動の呼び螺旋長さを限定することがある。９０゜の例について続けると、最小の摂動は約１８０゜（リードの増加が９０゜、リードの減少が９０゜）であろう。最大接触圧力が（図４Ａ及び４Ｂと同様に）延長された長さにわたることを望むならば、摂動の最小螺旋長さは約２７０゜（リードの増加が９０゜、本来のリードが９０゜、リードの減少が９０゜）である。より高い分解能（即ち、より小さい回転方向の増分）は、摂動の螺旋長さのより大きな融通性を許す。本技術の通常の熟練者は、本発明の範囲から離れることなく摂動形成のためにより大きい又はより小さい分解能を有する機械を使用できることを認めるであろう。
【００２８】
摂動を有するねじを形成するために使用される製造方法、特に特定の機械が摂動の実際の形と大きさに影響を与えるであろう。図５Ａは、本発明の一実施例による軸方向位置に関するピンロードリード１４Ａのグラフを示す。図５Ｂは、図５Ａのグラフに対応する摂動の理想形状を示し、一方、図５Ｃは、使用される機械の結果として、摂動の実際の形がどうであるかを示す。図５Ａにおいて、ピンロードリード１４Ａは、ピンロードフランク２２５及びボックスロードフランク２２６の間の接触圧力を上昇させるように点Ａにおいて選定された量だけ増加する。次いで、ピンロード１４Ａは、点Ｂにおいて本来のピンロードリード１４Ａに戻る。点Ｃにおいて、ピンロードリード１４Ａは、先の増加とほぼ同じ量だけ減少し、ピンロードフランク２２５は、点Ｄにおいて、ほぼその本来の経路に戻る。理想的には、図５Ａのピンロードリード１４Ａのグラフに対応するピンロードフランク２２５は実質的に図５Ｂに示されようである。図５Ｂにおいて、ピンロードフランク２２５は、点Ａにおいて瞬間的に変化し、そして点Ｂまで（図５Ａに示されたピンロードリード１４Ａにおける変化とほぼ等しい）直線的な一定の傾斜である。次いで、点Ｃにおいて、ピンロードフランク２２５は、点Ｄまでその本来の経路に戻り始める。運動部分の運動量と制御の応答時間が、図５Ｃに示されるようにより滑らかに摂動から出る結果を生む。ある実施例においては、この曲線は実質的にサイン曲線である。摂動の正確な形状は製造方法により変化するが、接触圧力上昇の便益をなお現実化することができる。
【００２９】
一実施例においては、摂動は、ねじの仕上げ用通過（「スキムカット」）中に形成することができる。ここで使用されるスキムカットは、第１の切削に続くねじの切削を呼ぶ。典型的に、スキムカットは材料から０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）又はそれ以下を除去する。スキムカット中の材料の除去は少量であるため、摂動の大きさに対するより高い機械加工の許容差を達成することができる。しかし、機械加工された摂動は、ＣＮＣプログラム内にコード化されたものより大きさが小さいことがあることに注意すべきである。これは、主に、切削中におけるねじによる機械工具の押し戻しによる。結果として、ＣＮＣプログラムに０．５０８ｍｍ（０．００２インチ）の摂動がコード化された場合、実際の摂動が僅か０．０１９０５ｍｍ（０．０００７５インチ）しかないことがある。本技術の通常の技術者は、特定の機械の特性が、入力された摂動と得られた摂動との間で寸法の変動が生ずることを認めるであろう。この相違は、選定された機械の精度が知られるとき、希望の摂動の寸法が得られるように入力摂動の寸法を増加することにより、選定された機械に対して修正することができる。
【００３０】
図６を参照すれば、本発明の一実施例による軸方向位置に関するボックスロードリード１４Ｂのグラフが示される。図６Ｂは、対応しているボックスロードリード２２６を示す。図６Ｂにおいて、摂動の形状は、ねじの形成に使用される機械のため僅かに曲げられる。ピンロードフランク２２５とボックスロードフランク２２６との間の増加した接触圧力を達成するために、ボックスロードリード１４Ｂが点Ａにおいて減少する。摂動を形成するためにピンロードリード１４Ａを変える図５Ａの逆であることに注意されたい。互いに関連して図５Ａ及び６Ａを観察すると、ねじの選ばれた位置における接触圧力を高くするために、ピンねじ又はボックスねじのどちらかが摂動を持ち得ることが示される。ボックスロードリード１４Ｂを小さくすることは、ピンロードリード１４Ａを大きくすることと実質的に同じ結果が得られる。図４Ａに示されるように、スタブリード１２Ａ及び１２Ｂにおける変化は、ロードリード１４Ａ及び１４Ｂとは逆である。例えば、一実施例において、ピンロードフランク２２５及びピンスタブフランク２３２上に摂動を持つために、ほぼ同じ軸方向位置においてピンロードインチ１４Ａを増加させかつピンスタブリード１２Ａを減らすことができる。本質的に、ピンねじが広げられ、隣接しているボックスねじとの間の接触圧力を増加させる。ボックス部材上に摂動を持たせることにより実質的に同じ効果を得るために、図４Ａに示されるように、ボックスロードリード１４Ｂを減少させかつボックススタブリード１２を減少させることができる。
【００３１】
図７Ａ及び７Ｂに、本発明の一実施例による摂動が示される。図７Ａはピンロードリード１４Ａを示し、図７Ｂはピンロードフランク２２５上の対応している摂動を示す。この実施例においては、ピンロードリード１４Ａは、点Ａにおいて選定された量だけ増加する。ピンロードリード１４Ａは、点Ｂにおいて、本来のピンロードリード１４Ａの下方に同じ選定された量だけ減少する。ピンロードフランク２２５がほぼその本来の経路に戻る点Ｃ及において摂動が終わる。図７Ｂに示される対応した摂動は丸いこぶに似ている。
【００３２】
図８を参照すれば、本発明の一実施例による多摂動が示される。図８はピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａのグラフを含む。図８に示された実施例は、上述のような機械のよろめき効果に類似しているため「誘導されたねじのよろめき」と呼ぶことができる。ねじのよろめきは、ＣＮＣプログラム内にねじリードの変化をプログラミングすることにより「誘導」することができる。図８においては、誘導されたねじのよろめきは、点８０１Ａ及び８０１Ｂにおいて始まり、この点において、（この実施例においては「瞬間的ピンロードリード」と呼ぶ）ピンロードリード１４Ａ及び（この実施例においては「瞬間的ボックスロードリード」と呼ぶ）ボックスロードリード１２Ａが上方及び下方に変動し始め、これが波状のピンロードフランク２２５及びピンスタブフランク２３２を生ずる。一様な正及び負のよろめきを持つために、ピンロードリード１４Ａ及びボックスロードリード１２Ａにおける初期増加は螺旋長さＬを持ち、次いでピンロードフランク２２５及びピンロードフランク２３２が本来の経路と交差するように、ピンロードリード１４Ａ及びボックスロードリード１２Ａにおける続く減少は螺旋長さ２Ｌを持つことができる。点８０２Ａ及び８０２Ｂにおいて本来の経理に戻るために、増強されたねじリードの螺旋長さを掛けて大きくされたピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａの総増加量は、螺旋長さを掛けて大きくされたピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａにおける総減少量と実質的に等しい。
【００３３】
例えば、図８において、総螺旋長さ５Ｌについて、ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａは、それぞれ、平均ピンロードリード８１０及び平均ピンスタブリード８１１より小さい。ピンロードフランク２２５及びピンスタブフランク２３２は、ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａが、総螺旋長さ５Ｌについて、それぞれ、平均ピンロードリード８１０及び平均ピンスタブリード８１１以上になった後で、点８０２Ａ及び８０２Ｂにおいてそれらの本来の経路に戻る。本技術の通常の熟練者は、任意の点におけるピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａの増加又は減少の絶対値が等しくない場合は、螺旋長さが同じである必要のないことを認めるであろう。例えば、一実施例において、ピンロードリード１４Ａの増加を、平均ピンロードリード８１０の上で平均１回転当たり約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）とすることができ、そしてピンロードリード１４Ａの減少を、平均ピンロードリード８１０の下で平均１回転当たり約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）とすることができる。この実施例においては、ピンロードリード１４Ａにおける減少の螺旋長さは、ピンロードフランク２２５の本来の経路に戻すために、ピンロードリード１４Ａにおける増加のの螺旋長さの約２倍にすることができる。言い換えると、本発明のある実施例は呼びから非対称的に変えることができる。本技術の通常の熟練者は、ねじリードの増加及び減少は、それぞれの螺旋長さと同様に、本発明の範囲か離れることなく変え得ることを認めるであろう。更に、本発明の実施例は、自己の本来の経路に完全には戻らない摂動を持つことができる。
【００３４】
図８について説明を続ければ、グラフに対応したねじの断面が示される。断面は、グラフの点Ａ、Ｂ、及びＣに対応して符号Ａ、Ｂ、及びＣが付される。図４Ｂのくさびねじは、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の接触点のみが摂動にあるように部分的に組み立てられる。この特別な実施例においては、摂動の各最大と最小が実質的に同じ組立て位置で接触するように正負の摂動の絶対値が等しい。この接触は、それぞれ局部的最小及び局部的最大にある断面Ａ及びＣにおいて示される。摂動の局部的最小（断面Ａ）においては、スタブフランク２３１と２３２とが接触している。摂動の局部的最大（断面Ｃ）においては、ロードフランク２２５と２２６とが接触している。平均ピンロードリード８１０及び平均ピンロードリード８１１においては（即ち、本体の経路においては）、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の間隙は実質的に等しく、これが断面Ｂに示される。
【００３５】
図８の連結は摂動の最初の接触を過ぎて組み立てられるため、ロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間の間隙は、ねじを局部的に変形させる摂動における接触圧力として現れないであろう。連結が希望の回転力又はピン部材とボックス部材との相対位置に組み立てられた後、最大及び最小の摂動におけるロードフランク２２５と２２６との間及びスタブフランク２３１と２３２との間に、ねじの残りの部分よりよりも大きい接触圧力が存在するであろう。また、前述のように、谷底２９２と山の頂２９１との間及び谷底２２１と山の頂２２２との間は、連結が組み立てられたときに減少し、又は完全に閉鎖されるであろう。
【００３６】
図９を参照すれば、本発明の一実施例による多摂動が示される。図９は、ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａのグラフを含む。図９に示された実施例は、ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａが同時に増減しないことを除いて図８に示された「誘導されたねじのよろめき」と同様である。ピンロードリード１４Ａ及びピンスタブリード１２Ａは、摂動の各でピンねじを広げ及び狭くするように向かい合った位置で増加及び減少する。換言すれば、この実施例においては、ピンロードリード１４Ａは、ピンスタブリード１２Ａが平均スタブリード８１１より小さい所と実質的に同じ場所で平均ロードリード８１０より大きい。ピンスタブリード１２Ａの減少と組み合わせられたピンロードリード１４Ａの増加がねじを広げ（断面Ａ参照）、一方、ピンスタブリード１２Ａの増加と組み合わせられたピンロードリード１４Ａの減少がねじを狭くする（断面Ｂ参照）。連結の組立て中、断面Ａに示されたような幅の広げられた部分においてフランク間の接触が生ずるであろう。広い部分における接触が発生したとき、断面Ｂに示されるような狭い部分におけるフランク間の間隙がまだ存在するであろう。連結の選定された組立ての際、フランク間の実質的に全ての間隙は現れず、連結は、広い部分におけるフランク間の増加された接触圧力を持つであろう。
【００３７】
本発明の実施例は、ピン部材及び／又はボックス部材上に可変のねじ高さ（即ち、谷底及び／又は山の頂におけるよろめき）を持つこともできる。図９に示された実施例は、ピンねじの高さにおける変動を含む。この特別な実施例においては、ピンねじの高さは、断面Ｂと比較して断面Ａに示されるように、ピンねじの幅の増加がボックスねじの谷底２２１とピンねじの山の頂２２２との間に干渉を発生させる所とほぼ同じ位置でピンねじの高さが増加する。
【００３８】
谷底／山の頂の干渉における変動は、自由走行ねじを有する実施例について特に有用である。図２に関連して上述されたように、自由走行ねじについて、クサビねじと同様なねじシールを持つために、円柱状の自由走行ねじによる従来技術の連結は、ロードフランク１５４と１５５との間及びスタブフランク１５７と１５８との間の干渉を必要とするであろう。この干渉は、ピンねじ及びボックスねじが連続幅を有するため、実質的に連結の組立てを通して存在する。更に、谷底／山の頂の干渉は、有るとすると、連結の組立てを実質的に通して存在するであろう。これが、ねじのかじり及び連結の組立ての困難をもたらす。
【００３９】
本発明の一実施例においては、ピン部材及びボックス部材の一方又は双方は、ロードフランク、スタブフランク、谷底、及び／又は山の頂に摂動を有する自由走行ねじを持つことができる。好ましくは、１個又は複数の位置においてねじシールが形成されるように摂動を位置決めすることができる。これは、ロードフランク干渉、スタブフランク干渉、及び谷底／山の頂の干渉が互いに接近して存在するように摂動の寸法及び位置を選定することにより達成される。そこで、自由走行ねじは、これを、本発明の一又はそれ以上の実施例におけるねじシールを形成するようにさせることができる。自由走行ねじの一部分にのみねじシールを形成することにより、連結の全体を通して存在するフランク干渉及び谷底／山の頂の干渉を持つことに比べてかじりの危険が減少される。本技術の通常の熟練者は、連結の組立て中に加えられるロードフランクにおける摂動は、自由走行ねじのロードフランクに内在する高い接触圧力のため、ねじシールの形成には要求されないことを認めるであろう。
【００４０】
くさびねじの中間組立てのため、ピン部材又はボックス部材のどちらかが全ての摂動を持つことがより望ましい。或いは、ピン部材及びボックス部材上の摂動を、互いに接触しないねじの部分（即ち、摂動が干渉しないように十分に異なった軸方向位置）に置くことができる。典型的に確実な回転力停止ショルダーを有する自由走行ねじに対しては、ピン部材及びボックス部材の相対位置は、くさびねじよりは小さい量であるが幾分か不確定であるため、ピン部材かボックス部材のどちらかが摂動を有することも望ましい。
【００４１】
本技術の通常の熟練者は、摂動により作られる接触圧力の希望の大きさは、封鎖すべき圧力、封鎖すべき物質、及び連結に使用される材料に基づいて変え得ることを認めるであろう。上述のように、より高い接触圧力は、より高圧を封鎖する性能を生む。更に、液体より封鎖することがより困難な気体を連結により封鎖すべき場合は、より大きい接触圧力が望まれる。連結に使用される材料が最大許容接触圧力を限定する。例えば、耐食合金（ＣＲＡ）は、典型的に、その他の高張力鋼よりも（摂動により生ずるような）局部的応力による破損に対してより影響を受け易い。本技術の通常の熟練者は、連結に使用される材料を考慮して希望の接触圧力を選ぶことができるであろう。或いは、希望の接触圧力の観点から材料を選定することができる。
【００４２】
本発明の実施例は、ピンねじ及び／又はボックスねじの谷底に１個又は複数個の応力逃がし溝を備えることができる。かかる応力逃がし溝は、本発明の譲受人に譲渡されたエンダール（Enderle）ほかの特許文献１０に教示される。この特許は、その全てが参考文献としてここに取り入れられる。エンダールは、連結の組立て中に捕捉された潤滑剤を逃がす応力逃がし溝を開示する。捕捉された潤滑剤は、回転力の読み取りを誤らせ、連結の組立てを不正確にすることがある。更に、捕捉された潤滑剤は、連結内部で圧力の増強が生じた場合、組立て中に連結を破損させることがある。この問題は、典型的に、潤滑剤の粘度がより高くなり圧力の増強を解放するために連結から逃げ得る可能性の小さい寒冷環境において発生する。連結が高速回転速度で組み立てられる場合は、この問題が悪化することがある。
【００４３】
圧力解放用として作用するピンねじ及び／又はボックスねじの谷底の応力逃がし溝に内在する一つの問題は、応力逃がし溝が、ねじシールを有するねじの部分をねじシールする性能を低下させることである。エンダールにより明らかにされたように、応力逃がし溝はねじの限定された部分にわたり任意の形状又は変動する深さで使用されるため、ねじのその他の部分は、（例えば、ねじ上の１個又は複数個の摂動の形成による）内部圧力又は外部圧力に対するシールを形成するために使用することができる。かかる実施例においては、１個又は複数個の摂動が応力逃がし溝から適切に離されて位置決めされた所にねじシールが存在する。
【００４４】
一実施例においては、図８及び９に示された摂動を、エンダールにより開示された応力逃がし溝の代わりに使用することができる。図８及び９に示された周期的な又は誘導されたねじのよろめきは、ねじに沿って間隔を空けられた接触圧力の低い小さなポケット又は間隙を生ずる。エンダールにより開示された応力逃がし溝は、主に余分なねじ潤滑油のための出口を提供することにより機能する。これに代わって、潤滑油を連結から出すのではなくて連結内に集めるために間隔を空けられたポケットを設けることができる。本願の発明者は、増加した接触圧力による潤滑油の摂動間の中間捕捉が、改良されたねじシールを提供し得ると考える。更に、捕捉された潤滑油を持つことは、使用後のチューブラーの分解を助けるに十分な潤滑油が有ることを保証する。
【００４５】
上述のように、呼び寸法からの周期的な変動が製造過程中に自然に発生する（「自然変動」）。製造業者は、少なくも呼びから幾分かの変動が有る自然変動を最小にするするために種々の段階を取るが、これが希望の許容値内であるならば受け入れることができる。自然振動の正確な位置と大きさとは製造中は未知であるため、自然振動に関する摂動の位置にかかわらず便益が得られるように摂動の大きさを選定することが望ましい。例えば、特別な機械加工用の組織（例えば、機械、機械工具、固定具、材料、部品の寸法）は、約±０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）台の自然振動を典型的に発生する。連結内に、摂動のある便益が（自然振動により打ち消されることなく）確実に有るように、摂動の寸法を自然振動の約２倍（即ち、±０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ））に選ぶことができる。
【００４６】
連結の特徴は摂動の希望の寸法に影響を与える。理想的には、金属対金属シール（即ち、ねじシール）が形成されるとき、表面は、表面を「バニシング（burnishing)」する短い距離の接触擦りの状態に入る。ここに使用される「バニシング」は、表面の僅かな研磨又は平滑化を意味する。大きすぎる接触圧力かつ大きすぎる長さの表面接触は、かじりを発生させることがある。かじりは、摺動接触が継続して潤滑油が追い出され、摩擦が大きくなり、温度が上昇したときに発生する。望ましくないかじりを避けるために、摂動は、組立て中の長い長さの滑り接触を防止するような大きさにすべきである。ねじシールを形成するために、組み合っている表面（例えばロードフランク、スタブフランク、及び谷底と山の頂）の間の接触圧力は、典型的に、材料の降伏強度の約２５％から約１００％である。閉鎖されたねじ形式（例えば、アリ溝ねじ）は、一般に、接触圧力が範囲の高い方の端部に向かうことを許す。理想的には、ねじシールが形成される。接触圧力が急速に上昇しそしてねじシールを形成する有効範囲内の接触圧力で終わる状態で短距離にわたり一緒になることによりねじシールが形成される。
【００４７】
くさびねじのくさび比は、摂動の希望の寸法に影響を与えるパラメーターである。本質的に、くさび比は、いかに「迅速に」（即ち、組立て中、面の接触が何センチメートルにわたって）表面が接触に入るかを決定する。一般に、大きなくさび比は小さいくさび比より大きい摂動を許す。一実施例においては、摂動の寸法は、くさび比の約０１倍から約０．２倍の間に選定することができる。例えば、くさび比が約０．５０８ｍｍ（０．０２インチ）であるならば、摂動の希望の寸法は約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）から約０．１０１６ｍｍ（約０．００４インチ）の間になるであろう。
【００４８】
摂動の大きさの選定に当たって考える別の要因は材料であり、これはかじりの感受性に影響を与え得る。例えば、ＣＲＡは、炭素鋼よりもかじりを起こし易い。そこで、ＣＲＡ製の連結は（他のすべてのパラメーターが同じであるとして）同寸法の摂動を有する炭素鋼製の連結よりもより多くのねじのかじりを持つであろう。ＣＲＡ製の連結は、かじりを防ぐために、より小さい摂動を持つことができる。
【００４９】
本発明は限られた数の実施例に関して説明されたが、この開示の便益を有する本技術の熟練者は、ここに明らかにされた本発明の範囲から離れることなく、その他の実施例を考え得ることを認めるであろう。従って、本発明の範囲は、これを特許請求の範囲のみにより限定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】くさびねじを有する従来技術の連結の断面を示す。
【図２】自由走行ねじを有する従来技術の連結の断面を示す。
【図３Ａ−Ｃ】従来技術の連結用のねじのリードグラフを示す。
【図４Ａ】本発明の一実施例によるねじリードのグラフを示す。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたグラフによる非ラップねじの一部分を示す。
【図５Ａ】本発明の一実施例によるねじリードのグラフを示す。
【図５Ｂ−Ｃ】図５Ａに示されたグラフによる非ラップねじの一部分を示す。
【図６Ａ】本発明の一実施例によるねじリードのグラフを示す。
【図６Ｂ】図６Ａに示されたグラフによる非ラップねじの一部分を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施例によるねじリードのグラフを示す。
【図７Ｂ】図７Ａに示されたグラフによる非ラップねじの一部分を示す。
【図８】本発明の一実施例によるねじの対応する断面を有するねじリードを示す。
【図９】本発明の一実施例によるねじの対応する断面を有するねじリードを示す。
【図１Ａ−Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ−Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ−Ｂ】
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【図５Ａ−Ｃ】
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【図６Ａ−Ｂ】
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【図７Ａ−Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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