(57)【要約】中心軸（Ａ）を有するドリルビット（１）は、ドリルビット（１）の一端のドリルチップ（３）を終端とするテーパ状切削端（２）部分と、ドリルビット（１）の他端から延出するシャンク（４）と、を有する。複数の縦溝（５）がドリルビット（１）に形成され、シャンク（４）の近傍から切削端部（２）まで螺旋状に延在している。各縦溝（５）は、縦溝前方側壁（６）と、縦溝後方側壁（７）と、縦溝（５）の各々の間に画定されてテーパ状切削端部（２）まで延在するランド（９）と、を有する。各ランド（９）は、前方近傍の縦溝（５）の縦溝後方側壁（７）とともに二次刃先（１１）を画定する前方ランドマージン（１０）を有する。各ランド（９）は、ランドマージン（１０）から後方近傍の縦溝（５）まで延在するランド逃げ面（１２）も有する。各ランド（９）はさらに、後方近傍の縦溝（５）の縦溝前方側壁（６）にランド逃げ面（１２）を融合するランド移行領域（１２）を有する。中心軸（Ａ）に対して垂直にランド（９）を通るいかなる断面においても、各ランド（９）のランドマージン（１０）は中心軸（Ａ）の周囲の円（Ｂ）の上に位置して、各逃げ面（１２）と各ランド移行領域（１３）とが円（Ｂ）の完全に内側に位置する。
2013521899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を有するドリルビットであって、
前記ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
前記ドリルビットの他端から延びるシャンクと、
前記ドリルビットに形成されて、前記シャンクの近傍から前記切削端部まで螺旋状に延びる複数の縦溝であって、各々が縦溝前方側壁および縦溝後方側壁を有する縦溝と、
各前記縦溝の間に画定されて前記切削端部まで延びるランドと、を備え、
各ランドが、
前記ランドのすぐ前方にある前記縦溝の前記縦溝後方側壁と隣接する前方ランドマージンと、
前記ランドのすぐ後方にある前記縦溝に向かって前記マージンから延びるランド逃げ面と、
前記ランドのすぐ後方にある前記縦溝の前記縦溝前方側壁に前記ランド逃げ面を融合するランド移行領域と、を有し、
前記中心軸に対して垂直に前記ランドを通る任意の断面において、各前記ランドの前記ランドマージンが前記中心軸の周りに延びる円の上に位置し、各前記ランド逃げ面および各前記ランド移行領域が前記円の完全に内側に位置する、ドリルビット。
【請求項２】
各前記ランドについて、前記ランドマージンが、前記ランドのすぐ前方にある前記縦溝の前記縦溝後方側壁とともに二次刃先を画定する、請求項１のドリルビット。
【請求項３】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド逃げ面が凸状に湾曲している、請求項１のドリルビット。
【請求項４】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド逃げ面が、前記ランド逃げ面と前記ランドマージンとの間の接合部で、前記ランドマージンに対して前記中心軸に向かって傾斜している、請求項１のドリルビット。
【請求項５】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド逃げ面が、前記ランド逃げ面と前記ランドマージンとの間の接合部で、前記ランドマージンに対して５〜１５度の角度で前記中心軸に向かって傾斜している、請求項４のドリルビット。
【請求項６】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド逃げ面が前記ランドマージンから前記中心軸に向かって内向きに湾曲している、請求項１のドリルビット。
【請求項７】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド移行領域が、湾曲しており、前記ランドのすぐ後方にある前記縦溝の前記縦溝前方側壁に前記ランド逃げ面をスムーズに融合する、請求項１のドリルビット。
【請求項８】
各前記ランドの各前記断面において、前記ランド移行領域が、前記ドリルビットの全径の少なくとも０．２倍の半径を有する、請求項１のドリルビット。
【請求項９】
前記ドリルビットが前記縦溝を３本有する、請求項１のドリルビット。
【請求項１０】
前記切削端部が少なくとも３個のチップ面を含み、各前記チップ面が前記ランドの一つから前記ドリルチップまで延び、各前記チップ面が、前記縦溝の端近傍から前記ドリルチップまで延びる第１チップ面領域と、前記第１チップ面領域から前記ランド近傍まで延びる第２チップ面後部領域とを有し、前記第２チップ面領域が前記縦溝により分離され、
各前記第１チップ面領域が、
前方チップマージンと、
前記チップマージンから後方近傍の前記チップ面の前記第１チップ面領域まで延びるチップ逃げ面と、
近傍の前記縦溝と連通する第１端を有して前記ドリルチップまで延びる溝であって、各前記チップマージンが、前方近傍の第１チップ面領域の前記溝とともに第３刃先を画定する、溝と、
前記チップ逃げ面を前記溝に融合するチップ移行領域と、を有し、
前記中心軸に対して垂直に前記第１チップ面領域を通る任意の断面において、各前記第１チップ面領域の前記チップマージンが、前記中心軸の周りの円の上に位置して、各前記チップ逃げ面と各前記チップ移行領域と各前記溝とが前記円の完全に内側に位置する、請求項９のドリルビット。
【請求項１１】
各前記第２チップ面領域が、
前方近傍の前記縦溝の前記縦溝後方側壁とともに一次刃先を画定する前方面マージンと、
前記マージンの近傍から後方近傍の前記縦溝まで延びる面逃げ面と、
後方近傍の前記縦溝の前記縦溝前方側壁に前記面逃げ面を融合する面移行領域と、を有し、
前記中心軸に対して垂直に前記第２チップ面領域を通る任意の断面において、各前記第２チップ面領域の前記面マージンが前記中心軸の周りに延びる円の上に位置し、各前記面逃げ面および各前記面移行領域が前記円の完全に内側に位置する、請求項１０のドリルビット。
【請求項１２】
前記ドリルビットが整形外科用ドリルビットである、請求項１のドリルビット。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項のドリルビットを形成する方法であって、
単一の研削ホイールによる１回の研削作業によって、各前記縦溝と近傍の前記ランド移行領域と近傍の前記ランド逃げ面とを研削することを含む方法。
【請求項１４】
中心軸を有するドリルビットであって、
前記ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
前記ドリルビットの他端から延びるシャンクと、
前記ドリルビットに形成されて前記シャンクの近傍から前記切削端部まで螺旋状に延びる少なくとも３本の縦溝であって、各々が縦溝前方側壁および縦溝後方側壁を有する縦溝と、
各前記縦溝の間に画定されて前記テーパ状切削端部まで延びるランドと、を備え、
前記切削端部が少なくとも３個のチップ面を含み、各前記チップ面が前記ランドの一つから前記ドリルチップまで延び、各前記チップ面が、前記縦溝の端の近傍から前記ドリルチップまで延びる第１チップ面領域と、前記第１チップ面領域から前記ランドの近傍まで延びる第２チップ面後部領域と、を有し、前記第２チップ面領域が前記縦溝により分離され、
各前記第１チップ面領域が、
前方先端マージンと、
前記チップマージンから、後方近傍の前記チップ面の前記第１チップ面領域まで延びるチップ逃げ面と、
近傍の前記縦溝と連通する第１端を有するとともに前記ドリルチップまで延びる溝であって、各前記チップマージンが、前方近傍の第１チップ面領域の前記溝とともに三次刃先を画定する、溝と、
前記チップ逃げ面を前記溝に融合するチップ移行領域と、を有し、
前記中心軸に対して垂直に前記第１チップ面領域を通る任意の断面において、各前記第１チップ面領域の前記チップマージンが、前記中心軸の周りに延びる円の上に位置して、各前記チップ逃げ面と各前記チップ移行領域と各前記溝とが前記円の完全に内側に位置する、ドリルビット。
【請求項１５】
各前記第１チップ面領域について、前記チップマージンが前記三次刃先によって画定されることにより最小幅を有する、請求項１４のドリルビット。
【請求項１６】
各前記第２チップ面領域が、
前方近傍の前記縦溝の前記縦溝後方側壁とともに一次刃先を画定する前方面マージンと、
近傍の前記マージンから後方近傍の前記縦溝まで延びる面逃げ面と、
前記後方近傍の縦溝の前記縦溝前方側壁に前記面逃げ面を融合する面移行領域と、を有し、
前記中心軸に対して垂直に前記第２チップ面領域を通る任意の断面において、各前記第２チップ面領域の前記面マージンが、前記中心軸の周りの円の上に位置して、各前記面逃げ面および各前記面移行領域が前記円の完全に内側に位置する、請求項１４のドリルビット。
【請求項１７】
中心軸を有するドリルビットであって、
前記ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
前記ドリルビットの他端から延びるシャンクと、
前記ドリルビットに形成されるとともに、前記シャンクの近傍から前記切削端部まで螺旋状に延在する少なくとも３本の縦溝であって、各々が縦溝前方側壁および縦溝後方側壁を有する少なくとも３本の縦溝と、
各前記縦溝の間に画定されるとともに、前記テーパ状切削端部まで延びるランドと、を備え、
前記切削端部が少なくとも３個のチップ面を含み、各前記チップ面が前記ランドの一つから前記ドリルチップまで延び、各前記チップ面が、前記縦溝の端の近傍から前記ドリルチップまで延在する第１チップ面領域と、前記第１チップ面領域から前記ランドの近傍まで延びる第２チップ面後部領域とを有し、前記第２チップ面領域が前記縦溝により分離され、
各前記第２チップ面領域が、
前方近傍の前記縦溝の前記縦溝後方側壁とともに一次刃先を画定する前方面マージンと、
前記マージンの近傍から後方近傍の前記縦溝まで延びる面逃げ面と、
前記後方近傍の縦溝の前記縦溝前方側壁に前記面逃げ面を融合する面移行領域と、を有し、
前記中心軸に垂直に前記第２チップ面領域を通る任意の断面において、前記第２チップ面領域の各々の前記面マージンが、前記中心軸の周りの円の上に位置して、各前記面逃げ面と各前記面移行領域とが前記円の完全に内側に位置する、ドリルビット。
【請求項１８】
各前記第２チップ面領域について、前記前方面マージンが前記一次刃先により画定されることによって最小幅を有する、請求項１７のドリルビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルビットの分野に関し、特に整形外科用ドリルビットに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルビットは、ロッドの作用前端から後端に向かって延在するロッドの側壁に、縦溝として知られる２本以上の螺旋溝を研削して、ロッドの後端に円筒形のシャンクを残すことにより、高強度金属材料のロッド／シャフトから形成される。ロッドの全径を画定するランドによって、縦溝が分離されている。そのままではランドと穿設される孔の壁との間に発生する抗力を低下させるため、ランドの各々の後方領域が第２作業で研削されて、逃げ面として知られるようにドリルビットのこの部分の直径が若干短くされる。こうして、ランドのマージンとして知られる、ドリルの全径を画定する前方部分のみが残される。マージンの前方エッジは、切れ刃として知られる近傍の縦溝の後方側壁とともに二次刃先を画定する。穿孔作業中には、ランドのマージン部分のみが、穿孔される材料の孔の壁と嵌合することにより、ドリルビットに作用する抗力を著しく低下させ、したがってドリルビットが動かなくなる可能性を軽減する。
【０００３】
ドリルビットの切削端部は、ロッドの端領域を研削して尖端として知られる略円錐形の端部を設け、２本の縦溝の設計ではチゼルエッジ、３本以上の縦溝の設計では尖端チップに向かって、各ランドから端面またはチップ面を延出させることによって形成される。一次刃先は、チップ面の各々の前方エッジと近傍の縦溝の後方近傍の側壁との間の接合部により画定される。ドリル孔の端で穿孔材料を切削するのは、これらの一次刃先である。材料から切り出された削り屑はドリルビットの後部まで縦溝を通過し、これにより、縦溝の後端から排出されるように、より多くの材料が切り取られるか削り取られて縦溝を通過するための空間が生じる。縦溝の長さには制限があり、縦溝が一杯になると、材料が縦溝を流れなくなる。すると削り屑材料は切削面へ戻されるか、径方向外向きに送られる。この結果、縦溝の中の圧力が上昇して、ドリルビットの正常な機能が停止することになる。この圧力は、縦溝の奥行および幅に左右される。
【０００４】
一般的なドリルビット設計はまた、削り屑材料が縦溝を通過するには非効率的であって、ドリルビットの作用端の逃げ面に削り屑材料が溜まってその効率を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の短所の少なくとも一つを実質的に克服するか少なくとも改善することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の態様において、本発明は、中心軸を有するドリルビットであって、
ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
ドリルビットの他端から延出するシャンクと、
ドリルビットに形成されるとともにシャンクの近傍から切削端部まで螺旋状に延在する複数の縦溝であって、縦溝前方側壁と縦溝後方側壁とを各々が有する縦溝と、
縦溝の各々の間に画定されるとともにテーパ状切削端部まで延在するランドであって、
ランドのすぐ前方にある縦溝の縦溝後方側壁に隣接する前方ランドマージンと、
ランドのすぐ後方にある縦溝に向かってマージンから延出するランド逃げ面と、
ランドのすぐ後方にある縦溝の縦溝前方側壁にランド逃げ面を融合するランド移行領域と、
を各々が有するランドと、
を包含し、
中心軸に対して垂直にランドを通るいかなる断面においても、各ランドのランドマージンが、中心軸の周囲に延在する円の上に位置して、各ランド逃げ面と各ランド移行領域とがこの円の完全に内側に位置する、
ドリルビットを提供する。
【０００７】
一般的に、各ランドについて、ランドのすぐ前方にある縦溝の縦溝後方側壁とともにランドマージンは二次刃先を画定する。
【０００８】
一般的に、各ランドの各断面において、逃げ面は凸状に湾曲している。
【０００９】
一般的に、各ランドの各断面において、ランド逃げ面とランドマージンとの間の接合部ではランド逃げ面がマージンに対して中心軸に向かって傾斜している。
【００１０】
各断面において、ランド逃げ面とランドマージンとの間の接合部ではランド逃げ面がランドマージンに対して各ランドの中心軸に向かって５から１５度の角度で傾斜していることが好ましい。
【００１１】
代替的に、各ランドの各断面において、ランド逃げ面はランドマージンから中心軸に向かって内向きに湾曲している。
【００１２】
一般的に、各ランドの各断面において、ランド移行領域は湾曲しており、ランドのすぐ後方にある近傍の縦溝の縦溝前方側壁にランド逃げ面をスムーズに融合する。
【００１３】
一般的に、各ランドの各断面において、ランド移行領域はドリルビットの全径の少なくとも０．２倍の半径を有する。
【００１４】
一般的に、ドリルビットは３本の縦溝を有している。
【００１５】
一般的に、ドリルビットは整形外科用ドリルビットである。
【００１６】
第二の態様において、本発明は、
単一の研削ホイールによる一回の研削作業において、各縦溝と近傍の移行領域と近傍の逃げ面とを研削すること、
を包含する、第一の態様のドリルビットを形成する方法を提供する。
【００１７】
第三の態様において、本発明は、中心軸を有するドリルビットであって、
ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
ドリルビットの他端から延出するシャンクと、
ドリルビットに形成されるとともにシャンクの近傍から切削端部まで螺旋状に延在する少なくとも３本の縦溝であって、縦溝前方側壁と縦溝後方側壁とを各々が有する縦溝と、
縦溝の各々の間に画定されるとともにテーパ状切削端部まで延在するランドと、
を包含し、
切削端部が少なくとも３個のチップ面を包含し、各チップ面が、ランドの一つからドリルチップまで延在し、各チップ面が、縦溝の端の近傍からドリルチップまで延在する第１チップ面領域と、第１チップ面領域からランドの近傍まで延在する第２チップ面後部領域とを有し、第２チップ面領域が縦溝により分離され、
第１チップ面領域の各々が、
前方チップマージンと、
後方近傍のチップ面の第１チップ面領域に向かってチップマージンから延出するチップ逃げ面と、
近傍の縦溝と連通する第１端を有するとともにドリルチップまで延在する溝であって、前方近傍のドリルチップ面の溝とともに各チップマージンが一次刃先を画定する、溝と、
チップ逃げ面を溝と融合するチップ移行領域と、
を有し、
中心軸に対して垂直に第１チップ面領域を通るいかなる断面においても、各第１チップ面領域のチップマージンが、中心軸の周囲に延在する円の上に位置して、各チップ逃げ面と各チップ移行領域と各溝とがこの円の完全に内側に位置する、
ドリルビットを提供する。
【００１８】
各第１チップ面領域について、チップマージンは、三次刃先により画定され、これによって最小幅を有する。
【００１９】
第四の態様において、本発明は、中心軸を有するドリルビットであって、
ドリルビットの一端のドリルチップを終端とするテーパ状切削端部と、
ドリルビットの他端から延出するシャンクと、
ドリルビットに形成されるとともにシャンクの近傍から切削端部まで螺旋状に延在する少なくとも３本の縦溝であって、縦溝前方側壁と縦溝後方側壁とを各々が有する縦溝と、
各縦溝の間に画定されるとともにテーパ状切削端部まで延在するランドと、
を包含し、
切削端部が少なくとも３個のチップ面を含み、各チップ面がランドの一つからドリルチップまで延在し、各チップ面が、縦溝の端の近傍からドリルチップまで延在する第１チップ面領域と、第１チップ面からランドの近傍まで延在する第２チップ面後部領域とを有し、第２チップ面領域が縦溝により分離され、
第２チップ面領域の各々が、
前方近傍の縦溝の縦溝後方側壁とともに一次刃先を画定する前方面マージンと、
近傍のマージンから後方近傍の縦溝まで延在する面逃げ面と、
後方近傍の縦溝の縦溝前方側壁に面逃げ面を融合する面移行領域と、
を有し、
中心軸に対して垂直に第２チップ面領域を通るいかなる断面においても、各第２チップ面領域の面マージンが、中心軸の周囲に延在する円の上に位置して、各面逃げ面と各面移行領域とがこの円の完全に内側に位置する、
ドリルビットを提供する。
【００２０】
第２チップ面領域の各々について、前方面マージンが一次刃先により画定され、これによって最小幅を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ドリルビットの斜視図である。
【図２】図１のドリルビットの切削端部の拡大斜視図である。
【図３】図１のドリルビットの正面図である。
【図３ａ−ｅ】それぞれ図３のＡ−Ａ〜Ｅ−Ｅ断面における図１のドリルビットの各断面図である。
【図４】図１のドリルビットの端面図である。
【図５】図１のドリルビットの断片的正面図である。
【図５ｈ−ｋ】それぞれ図５のＨ−Ｈ〜Ｋ−Ｋ断面における図１のドリルビットの各断面図である。
【図６】図１のドリルビットの形成に使用するための研削ホイールの断片的断面図である。
【図７】図１のドリルビットの変形についての、図３ａに対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態を、単なる例として以下で説明する。
添付図面を参照すると、ドリルビット１は、ドリルビット１の前部作用端のドリルチップ３を終端とするテーパ状切削端部２を有し、ドリルビット１の反対側の後端からはシャンク４が延出している。シャンク４は、ドリルのチャックに通常の方法で収容される構造を有し、一般的には円筒形であるが、断面が六角形であるか他の適当な形状でもよい。ドリルビット１には、複数の縦溝５が形成されている。図の実施形態では、シャンク４の近傍から切削端部２まで各々が延在する３本の縦溝５が設けられている。縦溝５の各々はドリルチップ３に向かって切削端部２に延在するが、切削端部２がテーパ状である結果、ドリルチップ３の直前で終了している。
【００２３】
図の実施形態では、ドリルビット１が、ドリルビット１の後部から見た時に時計方向に回転する構造を有する。本明細書では、ドリルビットの様々な特徴は「前方の」または「後方の」と称される。この用語は、ドリルビットの所定の回転時にそれぞれ前方または後方にある特徴を指している。縦溝５の各々は、縦溝前方側壁６（予定の回転方向の反対側）と、縦溝後方側壁７（予定の回転方向の側）とを有する。縦溝前方側壁６は、間に設けられた縦溝底部８により縦溝後方側壁７に結合されている。図３ａ〜３ｄの断面図に最も分かりやすく示されているように、縦溝前方側壁６と縦溝底部８と縦溝後方側壁７とは、スムーズで連続的な表面を事実上形成する。縦溝５は、一般的には約１３°、または図の実施形態については約２０°であるねじれ角でそれぞれ形成されるが、異なる用途についてはねじれ角が所望通りに調節されてもよい。一般的なねじれ角は８°〜４５°であり、より一般的には８°〜２０°である。縦溝５の螺旋は、ドリルビット１が予定の方向に回転する際に各縦溝５の後端が前端の後方にあるような構造を有する。縦溝底部８は、ドリルビットの中心軸Ａに対して約１度という若干のテーパを有しており、シャンク４に向かって縦溝５の奥行が減少している。
【００２４】
縦溝５の各々の間には、ランド９が画定されている。図３ａの断面図で最も分かりやすく示されているように、各ランド９は、ランド９のすぐ前方にある縦溝５の近傍の縦溝後方側壁７と隣接して二次刃先１１を画定する前方ランドマージン１０を有する。各ランド９はまた、ランド９のすぐ後方にある縦溝５の近傍の縦溝前方側壁６に向かってランドマージン１０から延出するランド逃げ面１２も有する。図７に示されたドリルビット１´の変形では、使用時に最小の切削動作のみを実施するか切削動作を実施しないように、ランドマージン１０´と近傍の縦溝後方側壁７´との間の接合部１１´は凸状に湾曲している。
【００２５】
図３ａに最も分かりやすく示されているように、ランド移行領域１３はランド逃げ面１２を近傍の縦溝前方側壁６に融合する。これは、ランド逃げ面と縦溝前方側壁とが尖鋭エッジで合流する一般的な先行技術のドリルビットとは対照的といえるだろう。ランド逃げ面１２を縦溝前方側壁６にスムーズに融合するように、移行領域１３は一般的に湾曲している。ランド移行領域１３は、ドリルビットの中心軸Ａに対して垂直な横断面（図３ａに示された横断面など）で測定されると、ドリルビット１の全径の０．２〜０．３倍の半径を有することが好ましい。図の特定の実施形態では、ドリルビット１は４．５ｍｍの直径を有し、移行領域は１．１５ｍｍの半径を有する。湾曲しているのではなく、ランド移行領域１３の各々が一つ、好ましくは二つ以上の面取り表面により画定されてもよい。
【００２６】
ランドマージン１０は、ドリルビット１の形成材料である円筒形シャフトから切削により除去されていないランド９の部分的円筒形部分を構成する。図の実施形態において、ランドマージン１０は約０．２ｍｍの幅（断面で測定）を有するが、ランドマージン１０が、二次刃先１１により事実上画定される最小幅を有することも考えられる。ランドマージン１０の各々は、中心軸Ａの周囲に延在してドリルビットの全径（図の実施形態ではシャンク４の直径と等しい）と等しい直径を有する円Ｂの上に位置している。各ランドのランド逃げ面１２とランド移行領域１３とは、ドリルビット１の形成材料である円筒形シャフトから研削により除去される。したがって、中心軸Ａに対して垂直にランド９を通る任意の断面において、図３ａに示されているように、各ランド逃げ面１２とランド移行領域１３とは円Ｂの完全に内側に位置している。ランド逃げ面１２は凸状に湾曲しており、ランド逃げ面１２とランドマージン１０との間の接合部ではランドマージン１０に対して中心軸Ａに向かって傾斜しており、ランドマージン１０とランド逃げ面１２との間にエッジを画定するのが一般的である。代替的に、図７に示されたドリルビット１´の変形のように、ランド逃げ面１２´がランドマージン１０´から中心軸Ａに向かって徐々に湾曲しており明確なエッジが間に残されなくてもよい。図１〜５に示された実施形態では、断面で測定されると、ランド逃げ面１２はランドマージン１０に対して約１１°の角度だけその間の接合部で傾斜している。傾斜角度は５〜１５度が一般的だろう。そのため、ランド逃げ面１２では、ドリルビットの全径よりも若干短い直径を有するにすぎない部分的な円筒形である一般的な先行技術の設計よりも、表面と円Ｂとの間に広いエリアが設けられる。
【００２７】
ランド逃げ面１２では、ランド９の大部分と穿設される孔との間に間隙が設けられ、これにより、ドリルビット抗力を通常の方法で低下させる。上記のように、特にランド移行領域１３に向かって一般的な先行技術の設計で設けられるものよりも、この間隙は概して大きい。この大きな間隙は、ランド移行領域１３により設けられる付加的な間隙とともに、縦溝５が一杯になって圧力が上昇し始める際に削り屑がドリルビット１を通過するための付加的な二次流路となる。ランド移行領域１３はまた、すぐには縦溝５に送られずに、ランド逃げ面１２へ移動した削り屑材料が縦溝５へ流入する機会を与える。ランド移行領域１３は、ランド逃げ面１２から近傍の縦溝５へ削り屑を積極的に誘導する減圧領域を確実に発生させる。こうして、ランド逃げ面領域１２に挟まった削り屑材料の増加によって、ドリルビット１の効率が影響を受けることがない。
【００２８】
縦溝５と近傍のランド移行領域１３とランド逃げ面１２の各々は、ドリルビット１の形成材料であるシャフトを、単一形状の研削ホイールによる一回の研削作業で研削することにより形成される。これは、二つの別々の研削ホイールを利用する別々の研削作業により縦溝と逃げ面とが別々に形成される一般的な先行技術のプロセスとは対照的である。したがって、ドリルビット１の生産は、先行技術プロセスよりもはるかに効率的となり得る。縦溝５と近傍のランド移行領域１３とランド逃げ面１２とを一回の作業で形成するのに適した研削ホイール１００の外側作用部分の輪郭が、図６に示されている。この輪郭は、ドリルビットの特定の尖端に対応する４個の尖端１０１〜１０４を効果的に有する。図示された輪郭の左エッジにある第１尖端１０１は、二次刃先１１に対応する。輪郭の頂点を形成する第２尖端１０２は縦溝底部８に対応する。輪郭の底を形成する第３尖端は、ランド移行領域１３の中心に対応する。図示された輪郭の右エッジにある第４尖端１０４は、ランド逃げ面１２とランドマージン１０との間の接合部に対応する。
【００２９】
整形外科用ドリルビットとして使用されるための構造を有する場合には、ドリルビットは一般的にステンレス鋼で形成されるが、所望であれば他の適当な高強度金属材料が利用されてもよい。
【００３０】
特に図２および４を参照すると、ドリルビット１のテーパ状切削端部２は、一つ一つがランド９の各々に対応する３個のチップ面１４を含む。各チップ面１４は対応のランド９からドリルチップ３まで延在して、対応のランド９のテーパ端を事実上構成する。チップ面１４は、図の実施形態では約６０°であるドリル尖端刃先角を画定するが、穿孔される材料に合わせてドリル尖端角が所望通りに変更されてもよい。５０°〜８０°のドリル尖端角が一般的であるが、より一般的なのは６０°〜８０°である。縦溝５は、縦溝底部８を分離する中央ウェブ１５の厚さまでテーパ状切削端部２が先細りとなったところで終了するまで、チップ面１４の間に延在する。
【００３１】
各チップ面１４は、二つの領域に分離される。第１チップ面領域１６は、縦溝５の各々の端１７の近傍からドリルチップ尖端３まで延在している。この第１チップ面領域１６は、チップ面１４の各々が縦溝５を間に挟まずに合流する切削端部２の硬質前方端を構成する。第２チップ面領域１８は、第１チップ面領域１６から近傍のランド９の前方端まで延在する領域を構成する。第２チップ面領域１８の各々は、縦溝５の一つにより分離されている。
【００３２】
第２チップ面領域１８の各々は、ランド９の各々と類似の構造を有する。この構造は、第２チップ面領域１８における連続的な断面を表す図３ｂ〜３ｄの断面図の各々から最も良く分かる。各第２チップ面領域１８は、第２チップ面領域１８のすぐ前方にある縦溝５の近傍の縦溝後方側面７とともに一次刃先２１を画定する前方面マージン２０を有する。二次刃先１１が凸状に湾曲するか面取りされている実施形態については、近傍の二次刃先１１と隣接する各一次刃先２１の後部移行領域も凸状に湾曲するか面取りされることが考えられる。
【００３３】
第２チップ面領域１８のすぐ後方にある縦溝５の近傍の縦溝前方側壁６に向かって、面マージン２０から面逃げ面２２が延在している。図の実施形態では、ランドマージン１０の場合のようにより実質的なマージンではなく、一次刃先２１により画定される細い線として面マージン２０が事実上表されており、面逃げ面２２は面マージン２０とスムーズに融合している。面移行領域２３は、面逃げ面２２を縦溝前方側壁６に融合する。やはりこれは、チップ面が一般的に縦溝前方側壁と尖鋭エッジで合流する一般的な従来技術のドリルビットと対照的である。
【００３４】
図３ｃを参照すると、面マージン２０の各々は、中心軸Ａの周囲に延在して、テーパ状切削端部２がテーパ状であるとするとドリルビットの全径と比較して短い直径を有する円Ｃの上に位置している。面逃げ面２２と面移行領域２３とは、切削端部２の基本的テーパ形状から研削される。したがって、中心軸Ａに対して垂直に第２チップ面領域１８を通るいかなる断面においても、図３ｃに示されているように、各面逃げ面２と面移行領域２３とは円Ｃの完全に内側に位置している。
【００３５】
ランド逃げ面１２と同じような方法で、面逃げ面２２はドリルビット１への抗力を低下させる。ランド移行領域１３に関連して上述したのと同じような方法で、面逃げ面２２を近傍の縦溝前方側壁に融合する面移行領域２３の構造も、縦溝５へ直接にではなく面逃げ面２２の近傍のエリアへ最初に通過する余分な削り屑の流れを改善する。
【００３６】
図２，３ｅ，４を参照すると、第１ドリル面領域１６は、ランド９と第２チップ面領域１８の両方の構造のいくつかの態様も共有している。各第１チップ面領域１６は、近傍の第１チップ面領域１６の後方エッジとともに三次刃先２５を画定する前方チップマージン２４を有する。面マージン２０のように、チップマージン２４は一般的に、三次刃先２５を構成するラインにより画定される。しかし、チップマージン２４がさらに広い幅を有してもよい。後方近傍の第１チップ面領域１６に向かって、チップマージン２４からチップ逃げ面２６が延在している。チップ逃げ面２６と、すぐ後方にある第１チップ面領域１６のチップマージン２４により画定される三次刃先との間において、各第１チップ面領域１６には溝２７が形成されている。湾曲したチップ移行領域２８は、各チップ逃げ面２６を近傍の溝２７に融合する。チップ移行領域２８の各々は、近傍の面移行領域２３が連続したものでもある。溝２７の各々は近傍の縦溝５と連通しておりドリルチップ３まで延在するが、大部分の用途では、図２および４に見られるように溝がドリルチップ３までずっと延在していないことも考えられる。これは主として、ドリルチップ３のこのような微小領域に溝２７を製作する際の制限による。各三次刃先２５が近傍の一次刃先２１のスムーズな延長部を構成するように、近傍の縦溝５のスムーズな連続部として各溝２７が事実上形成されることが考えられる。
【００３７】
図３ｅに示されているように、チップマージン２４の各々は、中心軸Ａの周囲に延在する円Ｄの上に位置する。チップ逃げ面２６とチップ移行領域２８と溝２７の各々は、円Ｄの完全に内側に位置している。
【００３８】
チップ逃げ面２６はまた、ともに抗力を低下させて削り屑の通過のためのスペースを設けるランド逃げ面１２と面逃げ面２２の両方と類似した方法で機能する。溝２７の各々は、ドリルチップ３の近傍からの削り屑を縦溝５へ送るため削り屑の流路となる。これは、切削端部の硬質端部分が実質的にピラミッド形状であって削り屑の通過のための流路が設けられない一般的な従来技術のドリルビットと対照的といえるだろう。また三次刃先２５の近傍に溝２７を配設すると、ピラミッド形状端部の設計の場合よりも効率的で尖鋭な三次刃先２５が得られる。
【００３９】
当業者であれば、本明細書の開示範囲から逸脱せずに記載のドリルビットを様々に変形可能であることを理解するだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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