JP2018503042A - バランスのとれたねじ山形状および同形状を採用する管状体ならびにそれらに関する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2015年1月22日に出願した「バランスのとれたねじ山形状および同形状を採用する管状体ならびにそれらに関する方法」と題する米国特許出願第14/602,947号の利益を主張するとともに、あらゆる目的に関して参照によりその全体を本明細書に援用する。
適用なし
上式において、
Ysは接続部100を形成する材料の降伏強度であり、
Ltはピン60のねじ山領域の軸方向の長さであり(この長さはピン60に沿う規定の基準点からピン先端部の長さを引いて測ることができる)、
Rtは平均ねじ山径であり、
TPIは中心軸(例えば軸55)に沿う単位長さあたりのねじ山の密度であり、通常は軸方向の単位距離あたりのねじ山の数で示される。
Claims (25)
- 管状部材の一端に配置することができ、長手方向軸を有するねじ式ピンコネクタであって、
ピン外側肩部と、ピン内側肩部と、これらピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域内にある複数のねじ山とを含み、
ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、接続するねじ式ボックスコネクタのボックス外側肩部とピン外側肩部とを係合するようになっており、
ピン内側肩部はピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されており、ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、ピン内側肩部とボックスコネクタのボックス内側肩部とを係合するようになっており、
複数のねじ山が、長手方向軸に対して1フィートあたり1.0〜1.5インチの比率で先細りしており、
ねじ山のそれぞれは、
頂部と、
頂部に対し半径方向内側にある底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、スタブフランクはロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置しており、
複数のねじ山はロードフランクを塑性変形させるために必要な力の大きさを表す支持強度と、ロードフランクとスタブフランクとの間でねじ山をせん断するのに必要な軸方向の力の大きさを表すせん断強度とを有し、この複数のねじ山の支持強度とせん断強度との差異が±5%以内であることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。 - 請求項1のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山のそれぞれに、
頂部とスタブフランクとの間に延び、第一曲率半径を有する第一アール部と、
頂部とロードフランクとの間に延び、第二曲率半径を有する第二アール部とを備え、
第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。 - 請求項2のねじ式ピンコネクタであって、第一曲率半径が第二曲率半径の少なくとも4倍以上大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項3のねじ式ピンコネクタであって、第一曲率半径が0.065インチであり、第二曲率半径が0.015インチであることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項1のねじ式ピンコネクタであって、ねじ山のそれぞれのスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、ねじ山のそれぞれのロードフランクが前記半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αとβが等しいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項1のねじ式ピンコネクタであって、ねじ山のそれぞれのスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、ねじ山のそれぞれのロードフランクが前記半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αがβよりも大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項6のねじ式ピンコネクタであって、αが45度に等しく、βが30度に等しいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項7のねじ式ピンコネクタであって、長手方向軸に沿った断面で見たときに、ねじ山の部分集合のそれぞれの底部に楕円形の湾曲を有することを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 請求項1のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山が長手方向軸に対して1フィートあたり1.25インチの比率で先細りしていることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
- 長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを含む管状部材を製造する方法であって、
(a)管状部材の第一端にねじ式ピンコネクタを形成するステップを備え、ねじ式ピンコネクタはピン外側肩部と、ピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されるピン内側肩部とを含み、
(b)管状部材の第二端にねじ式ボックスコネクタを形成するステップを備え、ねじ式ボックスコネクタはボックス外側肩部と、ボックス外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されたボックス内側肩部とを含み、
(c)ピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域にピン部材に沿って複数のピンねじ山を形成するステップと、ボックス外側肩部とボックス内側肩部との間の領域にボックス部材に沿って複数のボックスねじ山を形成するステップとを備え、ピンねじ山とボックスねじ山はそれぞれ1フィートあたり1.0〜1.5インチの比率で長手方向軸に沿って先細りしており、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山は1インチあたりのねじ山数(TPI)で測定される軸方向の密度を有し、ピンねじ山のそれぞれとボックスねじ山のそれぞれは、
頂部と、
底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、ピンねじ山のそれぞれのスタブフランクはピンねじ山のロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置しており、ボックスねじ山のそれぞれのスタブフランクはボックスねじ山のロードフランクよりもボックス外側肩部の近くに位置しており、
ピン部材を他の管状部材のボックス部材にねじ係合するとき、複数のピンねじ山のそれぞれが、半径方向の投影距離Hcの間でロードフランクに沿って、対応するボックスねじ山と接触し、
ボックス部材を別の管状部材のピン部材にねじ係合するとき、複数のボックスねじ山のそれぞれは、半径方向の投影距離Hcの間でロードフランクに沿って、対応するピンねじ山と接触し、
ピンねじ山およびボックスねじ山に関する2(√3)(HC)(TPI)の積が0.95以上かつ1.05以下となるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山を形成することを特徴とする方法。 - 請求項10の方法であって、
(d)ピンねじ山のそれぞれおよびボックスねじ山のそれぞれの頂部とスタブフランクとの間に第一曲率半径を有する第一アール部を形成するステップと、
(e)ピンねじ山のそれぞれおよびボックスねじ山のそれぞれの頂部とロードフランクとの間に第二曲率半径を有する第二アール部を形成するステップとをさらに備え、第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とする方法。 - 請求項10の方法であって、ステップ(c)が
(c1)複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、長手方向軸からの半径に対して角度αの傾きを有するスタブフランクを形成するステップと、
(c2)複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、前記半径に対して角度βの傾きを有するロードフランクを形成するステップとを備え、角度αが角度βよりも大きいことを特徴とする方法。 - 請求項10の方法であって、ステップ(c)が
(c1)複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、長手方向軸からの半径に対して角度αの傾きを有するスタブフランクを形成するステップと、
(c2)複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、半径に対して角度βの傾きを有するロードフランクを形成するステップとをさらに備え、角度αが角度βと等しいことを特徴とする方法。 - 請求項10の方法であって、
(d)ピンねじ山のそれぞれの底部と、ボックスねじ山のそれぞれの底部とに、楕円形の湾曲を形成するステップをさらに備える方法。 - 請求項10の方法であって、ステップ(c)に、TPIが3.5でHCが0.0830インチとなるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山とを形成する工程を含むことを特徴とする方法。
- 請求項10の方法であって、ステップ(c)に、TPIが3.0でHCが0.0967インチとなるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山とを形成する工程を含むことを特徴とする方法。
- 長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを有する管状部材であって、
第一端に設けた第一ねじ式ボックスコネクタと、
第二端に設けた第一ねじ式ピンコネクタとを備え、第一ピンコネクタには、
ピン外側肩部と、
ピン内側肩部と、
複数のねじ山とを含んでおり、
ピン外側肩部は、ピンコネクタを別の管状部材の第二のねじ式ボックスコネクタにねじ係合するときに、第二のボックスコネクタのボックス外側肩部と係合するようになっており、
ピン内側肩部はピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されており、ピンコネクタを第二のボックスコネクタにねじ係合するときに、ピン内側肩部が第二のボックスコネクタのボックス内側肩部と係合するようになっており、
複数のねじ山はピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域にあり、1フィートあたり1.0〜1.5インチの比率で長手方向軸に対して先細りしており、複数のねじ山のそれぞれは、
頂部と、
頂部に対し半径方向内側にある底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、スタブフランクはロードフランクよりもピン内部肩部の近くに位置し、
複数のねじ山は1インチあたりのねじ山数で測定される軸方向の密度(TPI)を有し、
ピンコネクタを第二のボックスコネクタにねじ係合するとき、ねじ式ピンコネクタの複数のねじ山のそれぞれが、半径方向の投影距離HCの間でロードフランクに沿って第二のボックスコネクタの対応するボックスねじ山と接触し、
2(√3)(HC)(TPI)の積が0.95以上かつ1.05以下となるように、複数のねじ山を形成することを特徴とする管状部材。 - 請求項17の管状部材であって、各ねじ山が
頂部とスタブフランクとの間に延びて第一曲率半径を有する第一アール部と、
頂部とロードフランクとの間に延びて第二曲率半径を有する第二アール部とをさらに含み、
第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とする管状部材。 - 請求項18の管状部材であって、第一曲率半径が第二曲率半径の少なくとも4倍以上大きいことを特徴とする管状部材。
- 請求項19の管状部材であって、第一曲率半径が0.065インチであり、第二曲率半径が0.015インチであることを特徴とする管状部材。
- 請求項17の管状部材であって、各ねじ山のスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、各ねじ山のロードフランクが半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αとβが等しいことを特徴とする管状部材。
- 請求項17の管状部材であって、各ねじ山のスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、各ねじ山のロードフランクが半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αがβよりも大きいことを特徴とする管状部材。
- 請求項22の管状部材であって、αが45度に等しく、βが30度に等しいことを特徴とする管状部材。
- 請求項23の管状部材であって、長手方向軸に沿った断面で見たときに、各ねじ山の底部に楕円形の湾曲を有することを特徴とする管状部材。
- 請求項17のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山が長手方向軸に対して1フィートあたり1.2〜1.3インチの比率で先細っていることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
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