(57)【要約】  回転切削工具は、シャンクに取り外し可能に固定される固体の切削ヘッドを有する。この切削ヘッドは、切削ヘッドの前面に隣接する切削部と、全体的に切削部と共に形成されて切削部から後方に延在する取付け部と、を有する。シャンクは、シャンクの前面から後方に延在する受け部を有する。切削ヘッドがシャンクに固定されると、取付け部が受け部内に受けられ、シャンクの前面は、前方に露出されて切削ヘッドの前面に隣接する。
2008517787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンク（２４，２２４）に着脱可能に固定される切削ヘッド（２２，２２２）を備え、前記切削ヘッド（２２，２２２）および前記シャンク（２４，２２４）は、対合する円筒形外周面（２６，２８，２２６，２２８）と、前端溝セクション（３０，３４，２３０，２３４）および後端溝セクション（３２，３６，２３２，２３６）と、前後方向および回転方向Ｒを規定する共通回転軸Ａと、を含む回転切削工具（２０，２２０）であって、
前記切削ヘッド（２２，２２２）は、切削ヘッドの前面（４４，２４４）に隣接する切削部（４２，２４２）と、前記切削部（４２,２４２）から後方に延在する取付け部（４６，２４６）と、を備え、
前記シャンク（２４，２２４）は、シャンクの前面（７０，２７０）から後方に延在する受け部（６８，２６８）を備え、
前記取付け部（４６，２４６）と前記受け部（７０，２７０）は形状および寸法が対合し、それぞれは、前記円筒形外周面（２６，２８，２２６，２２８）と、前記前端および後端の溝セクション（３０，３２，３４，３６，２３０，２３２，２３４，２３６）と、に隣接する少なくとも２つの結合部（５０，７２，２５０，２７２）を備え、
各結合部（５０，７２，２５０，２７２）は、前記回転軸Ａに対して横方向に延在する平坦な底面（５２，７４，２５２，２７４）と、前記円筒形外周面（２６，２８，２２６，２２８）から円筒形内側壁（５６，７８，２５６，２７８）まで全般的に内側に延在するトルク伝達壁（５４，７６，２５４，２７６）と、前記底面（５２，７４，２５２，２７４）から後方に、かつ回転軸Ａに対して周方向に延在する固定壁（５８，８０，２５８，２８０）と、を備え、
各底面（５２，７４，２５２，２７４）は、前記円筒形外周面（２６，２８，２２６，２２８）から前記固定壁（５８，８０，２５８，２８０）に向かって全般的に内側に延在し、かつ前記トルク伝達壁（５４，７６，２５４，２７６）から隣接する前記前端溝セクション（３０，３４，２３０，２３４）まで延在する第１底部（６４，８６，２６４，２８６）と、前記円筒形内壁（２６，２８，２２６，２２８）から前記固定壁（５８，８０，２５８，２８０）まで内側に延在し、かつ隣接する前記後端溝セクション（３２，３６，２３２，２３６）から前記第１底部（６４，８６，２６４，２８６）に向かって周方向に延在して、前記第１底部と同一平面の第２底部（６６，９０，２６６，２９０）と、を備えており、
前記切削ヘッドの結合部（５０，２５０）と前記シャンクの結合部（７２，２７２）は互いに係合し、それらの固定壁（５８，２５８と８０，２８０）、それらのトルク伝達壁（５４，２５４と７６，２７６）、それらの第１底部（６４，２６４，８６，２８６）、および、それらの第２底部（６６，２６６，９０，２９０）は互いに衝合することを特徴とする回転切削工具。
【請求項２】
各シャンクの底面に配置された逃がし通路（８８，２８８）は、前記シャンクの第１および第２底部を分離させ、各逃がし通路は、前記シャンクの第１底部から前記シャンクの固定壁まで延在し、かつ隣接する前記シャンクの溝先端セクションから前記シャンクの第２底部まで周方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
前記第１底部の最大半径方向拡張部Ｒ１は、前記第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項４】
前記第２底部の前記最大半径方向拡張部Ｒ２は、前記固定壁の最大半径方向拡張部ＲＦ以上の大きさであることを特徴とする請求項３に記載の回転切削工具。
【請求項５】
前記シャンクの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｓは、前記切削ヘッドの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｈよりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の回転切削工具。
【請求項６】
第１の間隙（１００，３００）は、対向する切削ヘッドとシャンクの円筒形内側壁との間に存在することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項７】
前記切削ヘッドとシャンクのトルク伝達壁、および前記切削ヘッドとシャンクの円筒形内側壁は、それぞれ前記切削ヘッドおよびシャンクの底面から、前記切削ヘッドおよびシャンクの前面まで延在することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項８】
前記シャンクの前面は、前方に露出されて、前記切削ヘッドの前面に隣接することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項９】
前記トルク伝達壁は、鋭い傾斜角τで、回転軸Ａからそれる方向に前記底面から離れるように延在することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１０】
前記鋭い傾斜角τは２０°以下であることを特徴とする請求項９に記載の回転切削工具。
【請求項１１】
前記底面に隣接する前記回転軸Ａに垂直の断面において、各結合部の前記トルク伝達壁は、前記回転軸Ａから前記トルク伝達壁と前記円筒形外周面との交わるところにある外縁部まで延在する動径ベクトルに対して、半径方向の偏角ρを形成することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１２】
前記半径方向の偏角ρは５°以下であることを特徴とする請求項１１に記載の回転切削工具。
【請求項１３】
前記固定壁は、前記回転軸Ａと同軸に、かつ回転軸Ａから半径方向にそれて、前記底面から離れる方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１４】
前記固定壁は、前記底面から後方に延在して湾曲後面（６０，２６０，８２，２８２）に合併されることを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１５】
前記湾曲後面は、半径方向に内側に湾曲して後方に延在し、前記回転軸Ａに対して全般的に垂直の後面（６２，２６２，８４，２８４）に合併されることを特徴とする請求項１４に記載の回転切削工具。
【請求項１６】
前記切削ヘッドが前記シャンクに固定されたときに、第２の間隙（１０２，３０２）は、前記切削ヘッドおよびシャンクの湾曲後面の間と、前記切削ヘッドおよびシャンクの後面の間と、に存在することを特徴とする請求項１５に記載の回転切削工具。
【請求項１７】
前後方向および回転方向Ｒを規定する回転軸Ａを有し、切削ヘッドの前面（４４，２４４）に隣接する切削ヘッドの切削部（４２，２４２）と、前記切削部（４２，２４２）から後方に延在する取付け部（４６，２４６）と、を備え、前記取付け部は少なくとも２つの切削ヘッドの結合部（５０，１５０）を含む交換可能な切削ヘッド（２２，２２２）であって、
各切削ヘッドの結合部は、前記回転軸Ａに対して横方向に延在する平坦な切削ヘッドの底面（５２，２５２）と、切削ヘッドの円筒形外周面（２６，２２６）から切削ヘッドの円筒形内側壁（５６，２５６）まで全般的に半径方向に内側に延在し、かつ前記切削ヘッドの底面から前方に延在する切削ヘッドのトルク伝達壁（５４，２５４）と、前記切削ヘッドの底面から後方に延在し、かつ前記回転軸Ａに対して前記切削ヘッドの底面に沿って周方向に延在する切削ヘッドの固定壁（５８、２５８）と、を備え、
各切削ヘッドの底面は、前記切削ヘッドの円筒形外周面から前記切削ヘッドの固定壁まで全般的に内側に延在し、かつ前記切削ヘッドのトルク伝達壁から切削ヘッドの前端溝セクション（３０，２３０）まで延在する切削ヘッドの第１底部（６４，２６４）と、前記切削ヘッドの第１底部と同一平面であって、前記切削ヘッドの第１底部から切削ヘッドの後端溝セクション（３２，２３２）まで連続して周方向に延在し、かつ前記切削ヘッドの円筒形内側壁から前記切削ヘッドの固定壁まで内側に延在する切削ヘッドの第２底部（６６，２２６）と、を備えることを特徴とする交換可能な切削ヘッド。
【請求項１８】
前記切削ヘッドの第１底部の最大半径方向拡張部Ｒ１Ｈは、前記切削ヘッドの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｈよりも大きいことを特徴とする請求項１７に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項１９】
前記切削ヘッドの第２底部の前記最大半径方向拡張部Ｒ２Ｈは、前記切削ヘッドの固定壁の最大半径方向拡張部ＲＦＨ以上の大きさであることを特徴とする請求項１８に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２０】
前記切削ヘッドのトルク伝達壁および前記切削ヘッドの円筒形内側壁は、前記切削ヘッドの底面から前記切削ヘッドの前面まで前方に延在することを特徴とする請求項１７に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２１】
前記切削ヘッドのトルク伝達壁は、鋭い傾斜角τで、回転軸Ａからそれる方向に前記切削ヘッドの底面から離れるように延在することを特徴とする請求項１７に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２２】
前記鋭い傾斜角τは２０°以下であることを特徴とする請求項２１に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２３】
前記切削ヘッドの底面に隣接する前記回転軸Ａに垂直の断面において、各切削ヘッドの前記トルク伝達壁は、前記回転軸Ａから前記切削ヘッドのトルク伝達壁と隣接する切削ヘッドの円筒形外周面との交わるところにある切削ヘッドの外縁部まで延在する動径ベクトルＶに対して、半径方向の偏角ρを形成することを特徴とする請求項１７に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２４】
前記半径方向の偏角ρは５°以下であることを特徴とする請求項２３に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２５】
前記切削ヘッドの固定壁は、前記回転軸Ａと同軸に延在し、かつ座標回転軸Ａから半径方向にそれて前記切削ヘッドの底面から離れる方向に延在するあり形状面を有することを特徴とする請求項１７に記載の交換可能な切削ヘッド。
【請求項２６】
切削ヘッドとシャンクを備える回転切削工具アセンブリであって、
前記切削ヘッドは、前後方向および回転方向Ｒを規定する第１の回転軸と、第１の円筒形外周面と第１前端および第１後端の溝セクションと、切削ヘッドの前面に隣接する切削部と、前記切削ヘッドの前面から後方に延在する取付け部と、を有し、
前記取付け部は、前記第１の円筒形外周面と前記第１前端および第１後端の溝セクションとに隣接する少なくとも第１および第２の切削ヘッドの結合部を備え、前記第１および第２の切削ヘッドの結合部のそれぞれは、前記第１の回転軸に対して横方向に延在する第１の平坦な底面と、前記第１の円筒形外周面から第１の円筒形内側壁まで全般的に内側に延在する第１のトルク伝達壁と、前記第１の平坦な底面から後方に、かつ前記第１の回転軸に対して周方向に延在する第１の固定壁と、を備え、
前記第１の平坦な底面は、前記第１の円筒形外周面から前記固定壁に向かって全般的に内側に延在し、かつ前記第１のトルク伝達壁から隣接する第１前端の溝セクションまで延在する第１底部と、前記第１底部と同一平面であって、前記第１の円筒形内側壁から前記第１の固定壁まで内側に延在し、かつ隣接する第１後端の溝セクションから前記第１の底面に向かって周方向に延在する第２底部と、を備え、
前記シャンクは、第２の回転軸と、第２の外面と、第２前端および第２後端の溝セクションと、シャンクの前面から後方に延在する受け部と、を有し、
前記受け部は、前記第２の円筒形外周面と前記第２前端および第２後端の溝セクションとに隣接する少なくとも第１および第２のシャンクの結合部を備え、前記第１および第２のシャンクの結合部のそれぞれは、前記第２の回転軸に対して横方向に延在する第２の平坦な底面と、前記第２の円筒形外周面から第２の円筒形内側壁まで全般的に内側に延在する第２のトルク伝達壁と、前記第２の平坦な底面から後方に、かつ前記第２の回転軸に対して周方向に延在する第２の固定壁と、を備え、
前記第２の平坦な底面は、前記第２の円筒形外周面から前記固定壁に向かって全般的に内側に延在し、かつ前記第２のトルク伝達壁から隣接する第２前端の溝セクションまで延在する第１底部と、前記第１底部と同一平面であって、前記第２の円筒形内側壁から前記第２の固定壁まで内側に延在し、かつ隣接する第２後端の溝セクションから前記第２の底面に向かって周方向に延在する第２底部と、を備え、
前記回転切削工具アセンブリは、前記切削ヘッドとシャンクとが分離された初期位置から、前記切削ヘッドの結合部と前記シャンクの結合部が互いに係合して、それらの固定壁、それらのトルク伝達壁、それらの第１底部、およびそれらの第２底部が互いに衝合する固定位置に調整可能であることを特徴とする回転切削工具アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換可能な切削ヘッドと、その切削ヘッドが取り付けられるシャンクと、を備えて、穿孔や粉砕などの回転切削作業において使用される切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，９５７，６３１号は回転切削工具を開示しており、その回転切削工具は、シャンクに開放可能に結合される切削ヘッドを備え、切削ヘッドおよびシャンクは、形状および寸法が対合する切削ヘッドとシャンクの外周面が接するようになされており、また回転切削工具は、切削ヘッドの前縁部に切れ刃を有している。切削ヘッドおよびシャンクは、ねじなど他の結合手段に依存せずに、しっかりした保持および安定した結合をもたらす結合構成によって、有利に結合される。それによって、切削ヘッドとシャンクの組立ておよび分解が非常に簡単になる。しかし、組み立てた場合に、切削ヘッドの結合部がシャンクの結合部に完全に重なり、それによって冷却材の切れ刃への送出が妨げられ、切削ヘッドを通る冷却材用通路の形成が必要になることがある。
【０００３】
切削工具の切れ刃の望ましい冷却および潤滑を容易にするには、米国特許第４，７４４，７０４号、米国特許第６，５３０，７２８号、米国特許第６，５５１，０３６号に開示されたスペード様形状（spade-like shape）を有する切削ヘッドを使用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スペード様切削ヘッドは全般的に薄く、シャンクの一部が切れ刃に隣接する領域まで前方に延在して、切れ刃に冷却液を送出しやすくすることができる。しかし、切れ刃の厚さが低減されているため、ねじなどの幾つかのクランプ手段を追加する必要があり、その場合でも、切れ刃に作用する接線力によってシャンクが不利に変形されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、シャンクに着脱可能に固定される切削ヘッドと、前後方向および回転の方向Ｒを規定する共通の回転軸Ａと、備える回転切削工具を提供し、切削ヘッドおよびシャンクは、対合する円筒形外周面と前端および後端の溝セクションとを有する。この切削ヘッドは、切削ヘッドの前面に隣接する切削部と、この切削ヘッドの前面から後方に延在する取付け部と、を備え、シャンクは、シャンクの前面から後方に延在する受け部を備える。取付け部と受け部は形状および寸法が対合し、それぞれは、円筒形外周面と、隣接する前端および後端の溝セクションと、に接する少なくとも２つの結合部を備え、また回転軸Ａに対して横方向に延在する平坦な底面と、円筒形外周面から円筒形内側壁まで全般的に内側に延在するトルク伝達壁と、底面から後方に、かつ回転軸Ａに対して周方向に延在する固定壁と、を備えており、各底面は、円筒形外周面から固定壁に向かって全般的に内側に延在し、かつトルク伝達壁から隣接する前端の溝セクションまで延在する第１底部と、第１底部と同一平面であって、円筒形内側壁から固定壁まで内側に延在し、かつ隣接する後端の溝セクションから第１底部に向かって周方向に延在する第２底部と、を備える。取付けおよび受け部のクランプ部分は互いに係合し、それらの固定壁、それらのトルク伝達壁、それらの第１の底面、およびそれらの第２底部が互いに衝合する。
【０００６】
好ましくは、各シャンクの底面に配置される逃がし通路は、シャンクの第１および第２底部を分離させ、シャンクの第１底部からシャンクの固定壁まで延在し、かつ隣接するシャンクの溝先端セクションからシャンクの第２底部まで周方向に延在する。
【０００７】
さらに好ましくは、第１底部の最大半径方向拡張部Ｒ１は、第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２よりも大きく、第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２は、固定壁の最大半径方向拡張部ＲＦ以上の大きさである。
【０００８】
またさらに好ましくは、シャンクの第２底部の最大半径拡張部Ｒ２Ｓは、切削ヘッドの第２底部の最大半径拡張部Ｒ２Ｈよりも大きい。
【０００９】
通常、第１の間隙は、対向する切削ヘッドとシャンクの円筒形内側壁との間に存在する。
【００１０】
好ましくは、シャンクの前面は前方に露出されて、切削ヘッドの前面に隣接する。
【００１１】
さらに好ましくは、切削ヘッドとシャンクのトルク伝達壁、および切削ヘッドとシャンクの円筒形内側壁は、切削ヘッドとシャンクの底面から切削ヘッドとシャンクの前面まで前方に延在する。
【００１２】
必要に応じて、トルク伝達壁は、鋭い傾斜角で、回転軸Ａからそれる方向に底面から離れるように延在する。
【００１３】
好ましくは、鋭い傾斜角は２０°以下である。
【００１４】
全般的に、底面に隣接する回転軸Ａに垂直の断面において、各結合部のトルク伝達壁は、回転軸Ａからトルク伝達壁と円筒形外周面との交わるところにある外縁部まで延在する動径ベクトルに対して、半径方向の偏角を形成する。
【００１５】
好ましくは、半径方向の偏角は５°以下である。
【００１６】
通常、固定壁は、回転軸Ａと同軸に、かつ回転軸Ａから半径方向にそれて、底面から離れる方向に延在する。
【００１７】
好ましくは、固定壁は、底面から後方に延在して湾曲後面に合併される。
【００１８】
さらに好ましくは、湾曲後面は、半径方向に内側に湾曲して後方に延在し、回転軸Ａに対して全般的に垂直の後面に合併される。
【００１９】
またさらに好ましくは、切削ヘッドがシャンクに固定されたときに、湾曲後面と、取付けおよび受け部の後面と、の間に第２の間隙が存在する。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、回転切削工具のシャンクに取り付けるための交換可能な切削ヘッドを提供し、それは、前後方向および回転方向Ｒを規定する回転軸Ａを有し、また切削ヘッドの前面に隣接する切削ヘッドの切削部と、その切削部から後方に延在する取付け部と、を備える。この取付け部は、少なくとも２つの切削ヘッドの結合部を備え、各切削ヘッドの結合部は、回転軸Ａに対して横方向に延在する平坦な切削ヘッドの底面と、切削ヘッドの円筒形外周面から切削ヘッドの円筒形内側壁まで全般的に半径方向に内側に延在し、かつ切削ヘッドの底面から前方に延在する切削ヘッドのトルク伝達壁と、切削ヘッドの底面から後方に、かつ切削ヘッドの底面に沿って回転軸Ａに対して周方向に延在する切削ヘッドの固定壁と、を備える。各切削ヘッドの底面は、切削ヘッドの円筒形外周面から切削ヘッドの固定壁まで全般的に内側に延在し、かつ切削ヘッドのトルク伝達壁から切削ヘッドの前端溝部まで延在する切削ヘッドの第１底部と、切削ヘッドの第１底部と同一平面であって、切削ヘッドの後端の溝セクションから切削ヘッドの第１底部まで連続して周方向に延在し、かつ切削ヘッドの円筒形内側壁から切削ヘッドの固定壁まで内側に延在する切削ヘッドの第２底部と、を備える。
【００２１】
他の態様によれば、本発明は回転切削工具を対象とし、その回転切削工具は切削ヘッドとシャンクを備え、それらが分離された初期位置から、切削ヘッドの結合部とシャンクの結合部が互いに係合して、それらの固定壁、それらのトルク伝達壁、それらの第１底部、およびそれらの第２底部が互いに衝合する固定位置に調整可能である。
【００２２】
本発明をよりよく理解するため、また本発明を実際に実施する方法を示すために、次に添付の図面を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は回転切削工具に関し、ドリルによって例示される。先ず、図１および２に注目されたい。本発明の第１の実施形態によるドリル２０は、交換可能な切削ヘッド２２と、前後方向および回転方向Ｒを規定する共通回転軸Ａを有するシャンク２４と、を備える。切削ヘッド２２およびシャンク２４は、はまり合って連続する切削ヘッドおよびシャンクの円筒形外周面２６、２８と、はまり合う切削ヘッドとシャンクの先端と後端の溝セクション３０、３２、３４、３６と、を有し、それらの溝セクションは、ドリル２０が組み立てられた場合に、２つの連続した、好ましくはらせん状の切削ヘッドおよびシャンクの溝３８、４０を形成する。したがって、ドリル２０は回転軸Ａの周りの１８０°の回転対称性を有する。
【００２４】
次に、図３から５に注目されたい。切削ヘッド２２は、通常、固体の超硬合金（例えば、タングステンカーバイド）などの硬質合金からなり、一般に、超硬合金を加圧し焼結して製造される。切削ヘッド２２は、切削ヘッドの前面４４に隣接する切削部４２と、全体的に切削部４２と共に形成されて切削部４２から後方に延びる取付け部４６と、を備える。切削部４２は切れ刃４８を備え、それは、切削ヘッドの前面４４と、各切削ヘッドの前端溝セクション３０と、が交わるところに形成される。切削部４２は、任意の適切な設計を有することができるが、それは本発明の主題ではないため、本明細書ではさらに記載はしない。
【００２５】
取付け部４６は、１対の同一の切削ヘッド結合部５０を備える。各切削ヘッドの結合部５０は、切削ヘッドの円筒形外周面２８および隣接する切削ヘッドの前端および後端の溝セクション３０、３２に接し、回転軸Ａに対して垂直の平坦な切削ヘッドの底面５２、および切削ヘッドのトルク伝達壁５４を備える。切削ヘッドのトルク伝達壁５４は、切削ヘッドの底面５２から切削ヘッドの前面４４まで前方に向かって、かつ切削ヘッドの円筒形外周面２８から切削ヘッドの円筒形内側壁５６まで全般的に半径方向内側に延在する。切削ヘッドの円筒形内側壁５６は、切削ヘッドの底面５２から切削ヘッドの前面４４までは回転軸Ａに対して平行に、かつ切削ヘッドのトルク伝達壁５４から隣接する切削ヘッドの後端溝セクション３６までは周方向に延在する。
【００２６】
各切削ヘッドの結合部５０は、さらに、切削ヘッドの前端と後端の溝セクション３０，３２の間で回転軸Ａに対して周方向に延在する切削ヘッドの固定壁５８を備える。切削ヘッドの固定壁５８は、切削ヘッドの底面５２から離れるように回転軸Ａからそれる方向に、かつ回転軸Ａと同軸に切削ヘッドの湾曲後面６０まで延在する円錐形のあり形状（dovetail-shaped）の表面を有する。切削ヘッドの湾曲後面６０は、半径方向内側に湾曲して、切削ヘッドの固定壁５８から後方に延在し、共通の切削ヘッドの後面６２に合併される。切削ヘッドの後面６２は、２つの切削ヘッドの結合部５０を接合し、回転軸Ａに対して垂直に延在する。
【００２７】
各切削ヘッドの底面５２は、切削ヘッドの第１底部６４と切削ヘッドの第２底部６６を備え、それらは、連続した平坦な同一平面である。切削ヘッドの第１底部６４は、切削ヘッドの固定壁５８から切削ヘッドの円筒形外周面２６まで全般的に半径方向外側に、かつ、切削ヘッドのトルク伝達壁５４と、隣接する切削ヘッドの前端溝セクション３０と、の間に延在する。切削ヘッドの第２底部６６は、隣接する切削ヘッドの後端溝セクション３４までは、切削ヘッドの第１底部６４と共に連続的に、かつ切削ヘッドの固定壁５８から切削ヘッドの円筒形内側壁５６までは、第１底部６４から周方向に離れるように外側に延在する。切削ヘッドの第１底部の最大半径方向拡張部Ｒ１Ｈは切削ヘッドの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｈよりも大きく、Ｒ２Ｈは、切削ヘッドの固定壁の最大半径方向拡張部ＲＦＨ以上の大きさである。
【００２８】
次に、図６および７に注目されたい。シャンク２４は、シャンクの前面７０から後方に延在する受け部６８を備える。受け部６８は、切削ヘッドの結合部５０と数、形状、および寸法で対合するシャンクの結合部７２を備える。各シャンクの結合部７２は、シャンクの円筒形外周面２８、および隣接するシャンクの前端と後端の溝セクション３４，３６に接し、回転軸Ａに対して垂直の平坦なシャンクの底面７４を備える。シャンクの結合部７２は、さらにシャンクのトルク伝達壁７６を備え、それは、シャンクの底面７４からシャンクの前面７０までは前方に、かつ、シャンクの円筒形外周面２８からシャンクの円筒形内側壁７８までは全般的に半径方向内側に延在する。シャンクの円筒形内側壁７８は、シャンクの底面７４からシャンクの前面７０までは回転軸Ａに対して平行に前方に、シャンクのトルク伝達壁７６から隣接するシャンクの後端溝セクション３６までは周方向に延在する。
【００２９】
各シャンクの結合部７２はさらにシャンクの固定壁８０を備え、この固定壁８０は、隣接するシャンクの前端と後端の溝セクション３４，３６の間で回転軸Ａに対して周方向に延在する。シャンクの固定壁８０は円錐形のあり形状（dovetail-shaped）の表面を有し、この表面は、回転軸Ａからそれる方向にシャンクの底面７４から離れるように、かつ回転軸Ａと同軸に延在して、シャンクの湾曲した後面８２に合併し、この後面８２は、半径方向に内側に湾曲してシャンクの固定壁８０から後方に延在し、共通のシャンクの後面８４に合併し、この後面８４は、２つのシャンクの結合部７２を接合して、回転軸Ａに対して垂直に延在する。
【００３０】
シャンクの底面７４はシャンクの第１底部８６を備え、この第１底部８６は、シャンクの円筒形外周面２８から、シャンクの固定壁８０に隣接する弓形のシャンクの逃がし通路８８まで半径方向の内側に延在し、シャンクのトルク伝達壁７６から、隣接するシャンクの後端溝セクション３４まで周方向に延在する。シャンクの逃がし通路８８は、シャンクの第１底部８６からシャンクの固定壁８０まで半径方向に内側に延在し、かつ隣接するシャンクの前端溝セクション３４から隣接するシャンクの後端溝セクション３６に向かって、シャンクの固定壁８０に沿って周方向に延在する。シャンクの第２底部９０は、シャンクの逃がし通路８８から隣接するシャンクの後端溝セクション３６まで周方向に延在し、かつシャンクの円筒形内側壁７８とシャンクの固定壁８０との間で半径方向に延在する。シャンクの第１および第２底部８６，９０は、平坦な同一平面である。シャンクの第１底部の最大半径方向拡張部Ｒ１Ｓ（図８参照）は、シャンクの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｓ（図７参照）よりも大きく、Ｒ２Ｓは、シャンクの固定壁の最大半径方向拡張部ＲＦＳ（図８参照）以上の大きさである。シャンクの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｓは、図７において最もよく分かるように、切削ヘッドの第２底部の最大半径方向拡張部Ｒ２Ｈよりも大きい。
【００３１】
各シャンクの結合部７２はシャンクの突起部９２を備え、その突起部９２は、シャンクの底面７４から軸方向前方に延在し、その中にシャンクの流体管路９４が形成されている。シャンクの突起部７２は、シャンクの円筒形外周面２８、隣接するシャンクの後端溝セクション３２、シャンクのトルク伝達壁７６、シャンクの円筒形内側壁７８、および前方に面するシャンクの突起部上面９６に囲まれている。２つのシャンクの突起部上面９６は、共にシャンクの前面７０を形成する。流体管路９４は、全般的に前方に向けられた流体排出口９８内にて終端し、その流体排出口９８は、シャンクの突起部上面９６内に少なくとも部分的に形成される。
【００３２】
全般的に、シャンクの第１および第２底部８６，９０、シャンクのトルク伝達壁７６、およびシャンクの固定壁８０は、それぞれ切削ヘッドの第１および第２底部６４，６６、切削ヘッドのトルク伝達壁５４、および切削ヘッドの固定壁５８の方向付け（orientation）に対応する。切削ヘッドの固定壁５８およびシャンクの固定壁８０は、切削ヘッド２２がシャンク２４に固定された場合に、それらが締まり嵌めされるように設計される。
【００３３】
切削ヘッド２２とシャンク２４が完全に分離された初期位置から、互いに非常に接近された「分離位置」までドリルを調整することができる。切削ヘッド２２をシャンク２４の前に位置付けて、取付け部４６が受け部６８内に配置されるまで、切削ヘッド２２をシャンク２４に向けて軸方向に移動させることによって、ドリル２０が組み立てられる。これは、切削ヘッドの結合部５０をシャンクの結合部７２の間に挿入することによって行われ、これにより、それぞれの切削ヘッドの前端溝セクション３０がシャンクの後端溝セクション３６に対面し、切削ヘッドの後面６２がシャンクの後面８４と衝合する。こうして得られた位置は、「分離位置」と呼ばれる。この位置では、切削ヘッドがシャンクに固定されていないからである。
【００３４】
図８において最もよく分かるように、切削ヘッド２２は、対応する切削ヘッドとシャンクのトルク伝達壁５４，７６が衝合し、対応する切削ヘッドとシャンクの固定壁５８，８０が互いに係合するまで、切削ヘッド２２をドリル２０の回転方向Ｒと反対の方向に回転させることによって、分離位置から固定位置に移動される。固定位置では、切削ヘッド２２がシャンク２４によってしっかり保持され、それぞれの切削ヘッドの第１底部６４が対応するシャンクの第１底部８６によって支持され、それぞれの切削ヘッドの第２底部６６が対応するシャンクの第２底部９０によって支持される。ドリル２０の組立て中に、切削ヘッドの第２底部６６がシャンクの逃がし通路８８に沿って自由に接触せずに移動できるようにすることにより、逃がし通路８８は、切削ヘッドの第２底部６６とシャンクの第１底部８６の早まった係合を阻止し、切削ヘッドとシャンクの第１底部６４，８６が先に接触してから、切削ヘッドとシャンクの第２底部６６，９０が接触するようにして、やはりシャンクの第１底部８６と切削ヘッドの第２底部６６の接触も阻止され、それによって切削ヘッド２２とシャンク２４の簡単で完全な係合が容易になる。
【００３５】
切削ヘッド２２をシャンク２４に固定する場合、切削ヘッドとシャンクの第１底部６４，８６の衝合によって、切削ヘッド２２が軸方向に前方に移動させられ、切削ヘッドとシャンクの固定壁５８，８０が互いに係合して、切削ヘッド２２のシャンク２４に対する完全な自己クランプ嵌めおよび自己心合わせがなされる。さらに、切削ヘッドとシャンクの固定壁５８，８０のインタロック式雄雌係合（interlocking male-female engagement）は、ドリル２０が機械加工されるワークピース（図示せず）から引き抜かれたときに、切削ヘッド２２がシャンク２４から分離されることを阻止する。固定位置において、第１の間隙１００が、対向する切削ヘッドとシャンクの円筒形内側壁５６，７８との間に存在する（図９および１０参照）。固定壁５８，８０の相互係合により、第２の間隙１０２が、対応する切削ヘッドとシャンクの湾曲後面６０，８２と後面６２，８４の間に存在する。第１および第２の間隙１００、１０２により、切削ヘッド２２とシャンク２４の組立てまたは分解中における不要な摩擦が回避される。したがって、上記から分かるように、切削ヘッドおよびシャンクを、その２つが完全に分離された第１の初期位置から、切削ヘッドがシャンクに固定されていない第２の分離位置とし、また、その分離位置から第３の固定位置とすることができる。
【００３６】
図１、２、および８に示したように、シャンクの突起部上面９６は、前方に露出されて、切削ヘッドの前面４４に隣接しており、切れ刃４８および穿孔される穴の底部（図示せず）に切削流体を効率的に送出しやすくする。
【００３７】
切削作業中、切れ刃４８に作用する軸方向の力は、切削ヘッドとシャンクの底面５２，７４の衝合によって支持される。切削ヘッド２２のための広範な軸方向の支持は、対応するシャンクおよび切削ヘッドの第１底部６４，８６の衝合によってもたらされ、それは、切削ヘッドおよびシャンクの円筒形外周面２６，２８まで拡張する。軸方向の支持は、対応する切削ヘッドとシャンクの第２底部６６，９０の衝合によって向上される。切削ヘッドおよびシャンクの第１底部６４，８６は、切削ヘッドおよびシャンクの第２底部６６，９０に対して角度的に変位されるため、切削ヘッドとシャンクの第２底部６６，９０の衝合によってもたらされる追加の軸方向の支持は、シャンク２４内において切削ヘッド２２を安定させることの助けになり、また実質的に切削ヘッド２２がシャンク２４に対して傾斜することを阻止する助けになる。
【００３８】
切削力の接線方向成分は、シャンクのトルク伝達壁７６によって対抗される。切削力の接線方向成分を効率的に支持するために、トルク伝達壁７６を半径方向に向け、それによって生成される反力は、できるだけ小さい半径方向成分を有するようにする。さらに、切削ヘッドおよびシャンクのトルク伝達壁５４，７６は、それぞれ切削ヘッドおよびシャンクの底面５２，７４に対して垂直であり、それによって生成される反力の軸方向成分は最小限に抑えられる。
【００３９】
しかしながら、様々な実施形態は、様々な構成のトルク伝達壁を備えることができる。本発明の第２の実施形態によるドリル２２０は、図１１および１２に示される。ドリル２２０は、第１の実施形態によるドリル２０と同様の多くの特徴を有するため、同様の特徴は、以下ではドリル２０の番号を２００だけ桁送りした参照番号で示す。ドリル２２０は、シャンク２２４に固定される切削ヘッド２２２を備える。切削ヘッド２２４は、切削ヘッドの前面２４４に隣接する切削部２４２、および切削部２４２から後方に延びる取付け部２４６を備える。
【００４０】
切削部は、上記で多くを論じたように、切削ヘッドの溝２３８の切削ヘッドの前端および後端の溝部２３０，２３２、および切れ刃２４８を備える。取付け部２４６は、１対の同一の切削ヘッドの結合部２５０を備える。切削ヘッドの結合部２５０は、回転軸Ａに対して垂直の平坦な切削ヘッドの底面２５２と、切削ヘッドのトルク伝達壁２５４と、を備え、そのトルク伝達壁２５４は、切削ヘッドの底面２５２から切削ヘッドの前面２４４まで前方に延在し、かつ、切削ヘッドの円筒形外周面２２６から切削ヘッドの円筒形内側壁２５６まで内側に延在する。切削ヘッドの円筒形内側壁２５６は、切削ヘッドの底面２５２から切削ヘッドの前面２４４まで回転軸Ａに対して平行に延在し、かつ切削ヘッドのトルク伝達壁２５４から隣接する切削ヘッドの後端溝セクション２３２まで周方向に延在する。
【００４１】
シャンクは、シャンクの前面２７０から後方に延在する知る受け部２６８を備える。シャンクの受け部２６８は、切削ヘッドの結合部２５０と数、形状、および寸法で対合するシャンクの結合部２７２を備える。各シャンクの結合部２７２は、回転軸Ａに対して垂直の平坦なシャンクの底面２７４と、シャンクのトルク伝達壁２７６と、を備え、そのトルク伝達壁２７６は、シャンクの底面２７４からシャンクの前面２７０まで前方に延在し、かつ、シャンクの円筒形外周面２２８からシャンクの円筒形内側壁２７８まで内側に延在する。シャンクの円筒形内側壁２７８は、シャンクの底面２７４からシャンクの前面２７０まで回転軸Ａに対して平行に延在し、シャンクのトルク伝達壁２７６から隣接するシャンクの溝２４０のシャンクの後端溝セクション２３６まで周方向に延在する。
【００４２】
図１１において最もよく分かるように、切削ヘッドおよびシャンクのトルク伝達壁２５４，２７６は、０°と２０°の間の鋭い傾斜角τで、回転軸Ａからそれる方向に切削ヘッドおよびシャンクの底面２５２から離れるように延在する。特定の実施形態では、傾斜角τは１５°である。図１２において最もよく分かるように、切削ヘッドおよびシャンクの底面２５２に隣接する回転軸Ａに垂直の断面で見ることができるように、切削ヘッドとシャンクのトルク伝達壁２５４、２７６は、回転軸Ａから切削ヘッドおよびシャンクの外縁部２９１Ｃ，２９１Ｓまで延在する動径ベクトル（radius vector）Ｖに対して、半径方向の偏角ρを形成し、その外縁部２９１Ｃ，２９１Ｓは、切削ヘッドおよびシャンクのトルク伝達壁２５４，２７６と、切削ヘッドおよびシャンクの円筒形外周面２２６と、がそれぞれ交わるところに形成される。半径方向の偏角ρは、外縁部２９１Ｃ，２９１Ｓに対して、動径Ｖのどちら側でも０°と５°の間の値を有することができる。特定の実施形態において、半径方向の偏角は１．５°である。
【００４３】
やはり第１の実施形態と同様に、第１の間隙３００および第２の間隙３０２は、切削ヘッドとシャンクとの間の類似の位置に出現する。
【００４４】
ある程度詳細に本発明を記載したが、理解されるように、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるドリルを示す部分斜視図である。
【図２】図１で示したドリルを示す上面図である。
【図３】図１で示したドリルの切削ヘッドを示す斜視図である。
【図４】図３で示した切削ヘッドを示す上面図である。
【図５】図３で示した切削ヘッドを示す底面図である。
【図６】図１で示したドリルのシャンクを示す部分斜視図である。
【図７】図６で示したシャンクを示す上面図である。
【図８】図１で示したドリルを示す側面図である。
【図９】図８の線ＩＸ−ＩＸに沿って切り取られた、図１で示したドリルを示す断面図である。
【図１０】図２の線Ｘ−Ｘに沿って切り取られた、図１で示したドリルを示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態によるドリルを示す側面図である。
【図１２】図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って切り取られた、図１１で示したドリルを示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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