(57)【要約】  ガンドリル（２０）は、シャンク（２４）に取外し可能に固定されたカッター（２２）を備え、共通の縦方向軸（Ａ）を有し、さらに、結合する外周面を備える。シャンク結合部（７８）は、シャンクの前端に形成された前方に先細りになるシャンク固定面（８６）を備え、カッター結合部（５８）は、カッターの後端に形成された前方に先細りになるカッター固定面（６８）を備える。シャンク結合部とカッター結合部は、１８０°よりも大きな周辺結合角Φにわたって延びている。シャンク後面の前にカッター前面を位置付け、カッター結合部をシャンク結合部の中に回転軸Ａに対して横向きに滑動可能に挿入し、さらに、カッター結合部とシャンク結合部が同軸を有して噛み合うように、カッターをシャンクに対して回転方向Ｒと反対方向に回転させることによって、シャンクとカッターは組み立てられる。
2008510630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向および回転方向Ｒを定義する縦方向の回転軸Ａを有し、シャンク（２４、２２４）に取外し可能に固定されたカッター（２２、２２２）を備えるガンドリル（２０、２２０）であって、
前記カッター（２２、２２２）が、カッター前端（２２F、２２２F）に近接した切削部（５６、２５６）およびカッター後端（２２Ｒ、２２２Ｒ）に近接したカッター結合部（５８、２５８）を備え、前記カッター結合部（５８、２５８）が、軸方向後ろ向きのカッター支持面（６４、２６４）と、前記カッター切削部（５６、２５６）に向かって前方に延びながら半径方向内側に先細りになるほぼ切頭円錐形のカッター固定面（６８、２６８）と、を備え、
前記シャンク（２４、２２４）が、シャンク前端（２４F、２２４F）に形成されたシャンク結合部（７８、２７８）を備え、前記シャンク結合部（７８、２７８）が、軸方向前向きのシャンク支持面（８２、２８２）と、前記シャンク前端（２４R、２２４R）に向かって前方に延びながら半径方向内側に先細りになるほぼ切頭円錐形のシャンク固定面（８６、２８６）と、を備え、
前記カッター固定面（６８、２６８）が、カッター溝前面（４６、２４６）からカッター溝後面（４８、２４８）まで１８０°よりも大きなカッター周辺角Φｃにわたって周辺に連続的に延びており、さらに、
前記シャンク固定面（８６、２８６）が、シャンク溝前面（４８、２４８）からシャンク溝後面（５０、２５０）まで１８０°よりも大きなシャンク周辺角Φｓにわたって周辺に連続的に延びており、
固定位置において、前記カッター結合部（５８、２５８）と前記シャンク結合部（７８、２７８）が同軸を有して噛み合い、前記カッター支持面（６４、２６４）が前記シャンク支持面（８２、２８２）に接した状態にあり、さらに、
カッター外周面とシャンク外周面（４０、４２、２４０、２４２）、および、カッター溝前面および後面とシャンク溝前面および後面（４４、４８、４６、５０、２４４、２４８、２４６、２５０）が、結合し、互いに整列されていることを特徴とするガンドリル（２０、２２０）。
【請求項２】
流体導管（３４、２３４）が、前記シャンク（２４、２２４）および前記カッター（２２、２２２）を軸方向に貫通して延び、前記流体導管（３４、２３４）が、カッター導管内壁およびシャンク導管内壁（５２、５４、２５２、２５４）を備え、前記カッター（２２、２２２）が前記シャンク（２４、２２４）の固定位置にあるとき、これらの内壁が一致し整列されていることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項３】
前記カッター導管内壁およびシャンク導管内壁（５２、５４、２５２、２５４）が、前記接するカッター支持面およびシャンク支持面（６４、２６４、８２、２８２）とカッター導管開口およびシャンク導管開口（５２、５４、２５２、２５４）でそれぞれ交わり、前記固定位置で、前記カッター導管開口とシャンク導管開口（５２、５４、２５２、２５４）が重なっていることを特徴とする請求項２に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項４】
前記カッター周辺角Φｃが、前記シャンク周辺角Φｓに実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項５】
前記カッター周辺角Φｃおよび前記シャンク周辺角Φｓが、２７０°よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項６】
前記カッター周辺角Φｃおよび前記シャンク周辺角Φｓが、２２０°から２５０°であることを特徴とする請求項４に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項７】
前記カッター周辺角Φｃおよび前記シャンク周辺角Φｓが、２３５°であることを特徴とする請求項４に記載のガンドリル（２０）。
【請求項８】
前記カッター支持面および前記シャンク支持面（６４、８２、２６４、２８２）が、平らであるであることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項９】
前記カッター支持面および前記シャンク支持面（６４、８２、２６４、２８２）が、前記回転軸Ａに垂直であることを特徴とする請求項８に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１０】
前記カッター結合部（５８）が、前記カッター固定面（６８、２６８）から遠ざかるように軸方向に延び、かつ前記カッター前面（４４、２４４）から前記カッター後面（４６、２４６）まで周辺に連続的に延びているカッター円筒面（６６、２６６）を備え、さらに、
前記シャンク結合部（８６、２８６）が、前記シャンク固定面（８６、２８６）から遠ざかるように軸方向に延び、かつ前記シャンク前面（４８、２４８）から前記シャンク後面（５０、２５０）まで周辺に連続的に延びているシャンク円筒面（８４、２８４）を備えることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１１】
前記固定位置において、第１のギャップ（９８、２９８）が、前記カッター円筒面（６６、２６６）と前記シャンク円筒面（８４、２８４）の間に円周方向に連続的に延びていることを特徴とする請求項１０に記載のガンドリル（２０）。
【請求項１２】
前記カッター結合部（５８、２５８）が、前記回転方向Ａから向きが逸れかつカッター結合壁（６２、２６２）（４０、２４０）から遠ざかるようにほぼ軸方向前方に延びるカッター止め壁（７６、２７６）を有するカッター止め要素（７０、２７０）を備え、さらに、
前記シャンク結合部（７８、２７８）が、前記回転方向Ａに向きかつ前記シャンク結合壁（８０、２８０）から遠ざかるようにほぼ軸方向前方に延びるシャンク止め壁（９６）を有するシャンク止め要素（９０）を備えることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１３】
前記固定位置において、前記カッター止め壁（７６、２７６）と前記シャンク止め壁（９６、２９６）が接していることを特徴とする請求項１２に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１４】
前記カッター止め要素（７０、２７０）が、ほぼ半径方向外向きのカッター円筒壁（７２、２７２）および軸方向後ろ向きのカッター上面（７４、２７４）を備え、
前記シャンク止め要素（９０、２９０）が、ほぼ半径方向内向きのシャンク円筒壁（９２、２９２）および軸方向前向きのシャンク上面（９４、２９４）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１５】
前記固定位置において、第３のギャップ（１０２、３０２）が、前記カッター円筒壁（７２、２７２）と前記シャンク円筒壁（９２、２９２）の間に存在していることを特徴とする請求項１４に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１６】
前記固定位置において、第４のギャップ（１０４、３０４）が、前記カッター上面（７４、２７４）と前記シャンク上面（９４、２９４）の間に存在していることを特徴とする請求項１４に記載のガンドリル（２０、２２０）。
【請求項１７】
軸方向後ろ向きのカッター中間面（６０）が、前記カッター固定面（６８）と前記カッター外周面（４０）の間にあり、さらに、
軸方向前向きのシャンク中間面（８８）が、前記シャンク固定面（８６）と前記シャンク外周面（４２）の間にあることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２０）。
【請求項１８】
第２のギャップ（１００）が、前記カッター中間面と前記シャンク中間面の間に存在していることを特徴とする請求項１７に記載のガンドリル（２０）。
【請求項１９】
前記固定位置において、後ギャップ（３１０）が、前記カッター円筒面（２６６）に近接して配置されたほぼ軸方向後ろ向きのカッター後面（３０６）と、前記シャンク円筒面（３０８）に近接して配置されたほぼ軸方向前向きのシャンク後面（２８８）との間に存在していることを特徴とする請求項１に記載のガンドリル（２２０）。
【請求項２０】
回転軸Ｒを有し、さらに、カッター外周面（４０、２４０）と、カッター前端（２２F、２２２F）に近接したカッター切削部（５６、２５６）と、カッター後端（２２R、２２２R）に近接したカッター結合部（５８）と、カッター前面および後面（４４、４６、２４４、２４６）を有しほぼ半径方向にカッター外周面（４０、２４０）まで延びた軸方向に延びる溝（２６、２２６）と、を備える、ガンドリル（２０、２２０）のシャンク（２４、２２４）に取り付けるための取替え可能なカッター（２２、２２２）であって、
前記カッター結合部（５８、２５８）が、軸方向後ろ向きのカッター支持面（６４、２６４）と、前記切削部（５６、２５６）から遠ざかるように軸方向後方に延び、かつ前記カッター前面（４６、２４６）から前記カッター後面（４８、２４８）まで１８０°よりも大きな周辺カッター角Φｃにわたって周辺に連続的に延びるカッター結合壁（６２、２６２）と、を備え、
前記カッター結合壁（６２、２６２）が、前記カッター切削部（５６、２５６）に近接した前方に先細りするカッター固定面（６８、２６８）まで前方に延びる後方に配置されたカッター円筒面（６６、２６６）を備えることを特徴とする取替え可能なカッター（２２、２２２）。
【請求項２１】
カッター止め要素（７０、２７０）が、前記カッター結合壁（６２、２６２）から遠ざかるように軸方向前方に、前記カッター後面（４６）に近接した前記カッター切削部（５６）まで延びていることを特徴とする請求項２０に記載のカッター（２２、２２２）。
【請求項２２】
前記カッター止め要素（７０、２７０）が、前記カッター後面（４８、２４８）の方に接線方向前方に開いていることを特徴とする請求項２１に記載のカッター（２２、２２２）。
【請求項２３】
前記カッター止め要素（７０、２７０）が、前記カッター外周面（４０、２４０）の方に半径方向外側に開いていることを特徴とする請求項２１に記載のカッター（２２、２２２）。
【請求項２４】
前記カッター止め要素（７０、２７０）が、ほぼ軸方向後ろ向きのカッター上面（７４、２７４）と、ほぼ半径方向外向きのカッター円筒壁（７２、２７２）と、前記カッター結合部（５８、２５８）から遠ざかるように前記カッター上面（７４、２７４）まで延び、かつ前記カッター円筒壁（７２、２７２）から前記カッター外周面（４０、２４０）まで延びるカッター止め壁（７６、２７６）と、を備えることを特徴とする請求項２１に記載のカッター（２２、２２２）。
【請求項２５】
軸方向後ろ向きのカッター中間面（６０）が、前記カッター固定面（６８）と前記カッター外周面（４０）の間にあり、かつ、前記カッター支持面（６４）が、前記カッター円筒面（６６）に近接した前記カッター後端（２２R）にあることを特徴とする請求項２１に記載のカッター（２２）。
【請求項２６】
前記カッター支持面（２６４）が、前記カッター固定面（２６８）と前記カッター外周面（２４０）の間にあり、かつ、ほぼ軸方向後ろ向きのカッター後面（３０６）が、前記カッター円筒面（２６６）に近接した前記カッター後端（２２２R）にあることを特徴とする請求項２１に記載のカッター（２２２）。
【請求項２７】
カッター（２２、２２２）およびシャンク（２４、２２４）を備えるガンドリル（２０、２２０）を組み立てる方法であって、前記ガンドリル（２０、２２０）は、中心に延び前後方向および回転方向Ｒを定義する縦方向回転軸Ａを有し、さらに、カッター外周面およびシャンク外周面（４０、４２、２４０、２４２）と、カッター溝前面および後面およびシャンク溝前面および後面（４４、４８、４６、５０、２４４、２４８、２４６、２５０）を備え、
前記シャンク（２４、２２４）は、シャンク前端（２４F、２２４F）に形成され、かつ前方に先細りになるシャンク固定面（８６）と後方に延びるシャンク円筒面（８４）と軸方向前向きのシャンク支持面（８２）を備えるシャンク結合部（７８、２７８）を備え、前記シャンク固定面（８６、２８６）および前記シャンク円筒面（８４、２８４）は、シャンク前面（４８、２４８）からシャンク後面（５０、２５０）まで１８０°よりも大きな角度Φｓに沿って周辺に連続的に延び、
前記カッター（２２、２２２）は、カッター前端（２２F、２２２F）に近接した切削部（５６、２５６）およびカッター後端（２２R、２２２R）に近接したカッター結合部（５８、２５８）を有し、前記カッター結合部（５８、２５８）は、前方に先細りになるカッター固定面（６８、２６８）、後方に延びるカッター円筒面（６６、２６６）、および後ろ向きのカッター支持面（６４、２６４）を備え、前記カッター固定面（６８、２６８）および前記カッター円筒面（６６、２６６）は、カッター前面（４６、２４６）からカッター後面（４８、２４８）まで１８０°よりも大きな角度Φｃに沿って周辺に連続的に延び、
前記カッター前面（４６、２４６）が前記シャンク後面（５０、２５０）に面した状態で、前記カッター（２２、２２２）および前記シャンク（２４、２２４）を位置付けするステップと、
前記カッター固定面（６８、２６８）と前記シャンク固定面（８６、２８６）の間に接触が形成されるまで、前記カッター結合部（５８、２５８）を前記シャンク結合部（７８、２７８）の中に滑動可能に挿入するステップと、
前記カッター固定面（６８）が前記シャンク固定面（８６）に接し、かつカッター外周面とシャンク外周面（４０、４２、２４０、２４２）および、カッター溝前面および後面とシャンク溝前面および後面（４４、４８、４６、５０、２４４、２４８、２４６、２５０）が整列するまで、前記カッター（２２）を前記シャンク（２４）に対して前記回転方向Ｒと反対の方向に回転するステップと、を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取外し可能に固定されたカッターおよび単一直線溝を有するガンドリル組立品に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、駆動手段から分離することができる多部分ドリルを開示している。このドリルは、螺旋の形をした噛み合い切込み配列の結合機構をこれらの部分の対応するオス端部とメス端部に使用して、これらの部分を互いに同軸に接合し、ドリルのシャンク（駆動部分）のカッター（被駆動部分）を取外し可能に固定する。駆動部分（シャンク）は、その駆動端部に中空円筒形のスリーブを備え、スリーブに同軸関係の切込みを備え、切込みに２つの非平行端面を備え、一方の端面はその上に螺旋を有するが、他方の面はその全長にわたって平らでかつツールの回転軸に垂直であり、さらに、螺旋に逆テーパを備えている。被駆動部分（カッター）は、ほぼ円筒形の本体を備え、円筒形部分を形成する本体に切込みを備え、円筒形部分に拡大同軸フランジを備え、拡大フランジに２つの非平行端面を備え、一方の端面は螺旋を有するが、他方の面はその全長さにわたって平らでかつツールの回転軸に垂直であり、さらに、螺旋に逆テーパを備えている。カッターのフランジとシャンクの切込みの協働で、フランジは駆動部分の２つの非平行面の間にしっかりと噛み合っているので、複合ロッキングおよび駆動手段が形成され、一方で、カッターの円筒面は駆動部の中空スリーブの中を導かれ、その結果、駆動部分の２つの溝表面とカッターは互いに位置合せされるようになる。
【０００３】
正確な回転位置決めと共に確実なロックを実現するために、特許文献１の噛み合う表面は、厳しい公差に研削されなければならない。しかし、たとえこれらの表面が初期に正確に合っていても、稼動中の変形によって寸法変化が生じることがあり、過回転を防止する明確な回転止めがないので、これらの部分は、特に使用荷重の下で、互いに相対的に回転することがあり、それによって、回転位置合せがずれて、過締付け、先端部取外し困難、および流体の流れおよびチップに対する外乱をもたらす。その上、カッターは駆動部分に挿入されるので、カッターの円筒面と駆動部分の中空スリーブの間に隙間嵌めが存在しなければならず、それによって、これら２つの部分の間の正確な軸合せが妨げられる。
【０００４】
特許文献２および特許文献３は、多部分ガンドリルツールを開示し、この場合、ツールは、部分に互いに同軸のネジ山をつけて延長することができる。ネジは、形が螺旋形で、ツールの部分を同軸に位置合せするための手段として雄ネジと雌ネジを互いにロックするために特定のねじれ角範囲がある。カッターの前肩部は、シャンクのアバットメント（ａｂｕｔｍｅｎｔ）と協働し、これら２つの表面の間の公差は極めて重要である。その理由は、この公差は、カッターのネジをシャンクのネジ山付き対向穴に回し込むのを制限するからである。しかし、確実な止めおよびトルク伝達手段のないことによって、上述の問題が起こることがある。すなわち、回転位置合せのずれ、過締め付け、先端部取外しの困難、および流体の流れおよびチップに対する外乱が起こることがある。その上、カッターとシャンクの軸方向位置合せは、カッターの肩部とシャンクのアバットメントの間の厳しい公差に依拠するので、これらの２つの部分の間の正確な軸方向位置合せは、達成し難い。
【０００５】
先端部取外し可能ガンドリルの他の例は、特許文献４に開示されており、この特許は、形成された雄部分を対応する大きさおよび形に作られた雌部分に滑り嵌合することによって、ツールの長さを延長する装置を示している。確実なトルク伝達および回転位置合せは、先端部およびシャンクを貫通する横穴の中にガンドリルの回転軸に対して横方向に挿入される横ピンによって実現される。しかし、セラミックまたは焼結超硬合金組成など非常に硬い材料で作られたカッター（または、先端部）は、横に穴をあけるのが難しく、かつ費用がかかる。その上、そのようなピンは、シャンクへのカッターの取付けおよび取替えを複雑にする。
【０００６】
特許文献５は、取外し可能な切削先端部を有するツイストドリルを開示し、このドリルは、ツール本体および切削先端部を貫通して延びる流体導管を有している。切削部をツール本体に接続するために、突起部が前面の溝に入るように、切削部とツール本体が長手方向で集められる。そして、切削部はツール本体に対して回転して前面の溝を背面の溝と位置合せし、同時に、突起部が凹部に入って差込みピンを形成するようにし、切削先端部の支持面はツール本体の前面に接している状態になる。しかし、特許文献５で開示されたドリルは、ガンドリルで必要とされる十分な軸方向および横方向支持を実現することができない。この場合、切削先端部はシャンクを支持しかつ導いて、まっすぐな穴をあけることを保証するようにシャンクを軸方向と横方向で位置合せしなければならない。さらに、特許文献５で開示された接続方法は、ただ１つの溝のある切削ツールに応用することができない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，３０４，８１６号明細書
【特許文献２】米国特許第３，１５３，３５６号明細書
【特許文献３】米国特許第Ｒｅ．２６，４５２号明細書
【特許文献４】米国特許第２，３４６，５４６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，９７１，６７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、カッターの素早い簡単な取替えを容易にすると同時に前述の不利点を大いに減少しまたは克服する、取外し可能に固定されたカッターを有する単一溝付きガンドリルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従って、前後方向および回転方向Ｒを定義する縦方向回転軸Ａを有するガンドリルが提供される。ガンドリルは、シャンクに取外し可能に固定されたカッターを備える。カッターは、カッター前端に近接したカッター切削部およびカッター後端に近接したカッター結合部を備える。カッター結合部は、軸方向後ろ向きのカッター支持面を備える。シャンクは、シャンク前端に形成されたシャンク結合部を備える。シャンク結合部は、軸方向前向きのシャンク支持面を備える。カッター結合部は、前方に延びながら半径方向内側に先細りになる前方に配置されたほぼ切頭円錐形のカッター固定面を備える。カッター固定面は、カッター溝前面からカッター溝後面まで１８０°よりも大きなカッター周辺角Φｃにわたって周辺に連続的に延びている。シャンク結合部は、前方に延びながら半径方向内側に先細りになる前方に配置されたほぼ切頭円錐形のシャンク固定面を備える。シャンク固定面は、シャンク溝前面からシャンク溝後面まで１８０°よりも大きなシャンク周辺角Φｓにわたって周辺に連続的に延びている。固定位置において、カッター結合部とシャンク結合部は同軸を有して噛み合い、カッター支持面がシャンク支持面に接した状態にあり、その結果、カッター外周面とシャンク外周面、および、カッター前面および後面とシャンク前面および後面が、結合し、互いに整列されるようになる。
【００１０】
望ましい場合には、ガンドリルは流体導管を備えることができる。流体導管は、シャンクおよびカッターを軸方向に貫通して延び、流体導管はシャンク導管およびカッター導管を備え、シャンク導管およびカッター導管はシャンク導管内壁およびカッター導管内壁を備え、カッターがシャンクの固定位置にあるときシャンクとカッターの導管内壁は一致し整列されている。カッター導管内壁およびシャンク導管内壁は、接するカッター支持面およびシャンク支持面とカッター導管開口およびシャンク導管開口でそれぞれ交わり、その結果、固定位置で、カッター導管開口とシャンク導管開口は重なっている。
【００１１】
一般に、カッター周辺角Φｃは、シャンク周辺角Φｓに実質的に等しい。
【００１２】
好ましくは、カッター周辺角Φｃおよびシャンク周辺角Φｓは、２７０°よりも小さい。
【００１３】
さらに好ましくは、カッター周辺角Φｃおよびシャンク周辺角Φｓは、２２０°から２５０°である。
【００１４】
もっと好ましくは、カッター周辺角Φｃおよびシャンク周辺角Φｓは、２３５°である。
【００１５】
典型的に、カッター支持面およびシャンク支持面は、平らで、回転軸Ａに垂直である。
【００１６】
望ましい場合には、カッター結合部は、カッター固定面から遠ざかるように軸方向に延びかつカッター前面からカッター後面まで周辺に連続的に延びるカッター円筒面を備えることができ、さらに、シャンク結合部は、シャンク固定面から遠ざかるように軸方向に延びかつシャンク前面からシャンク後面まで周辺に連続的に延びるシャンク円筒面を備える。
【００１７】
典型的に、カッターがシャンクに固定されたとき、第１のギャップが、カッター円筒面とシャンク円筒面の間に円周方向に連続的に延びている。そして、第２のギャップが、カッター中間面とシャンク中間面の間に存在している。
【００１８】
一般に、カッター結合部は、回転方向Ｒから向きが逸れかつカッター結合壁から遠ざかるようにほぼ軸方向前方に延びるカッター止め壁を有するカッター止め要素を備え、さらに、シャンク結合部は、回転方向Ｒに向きかつシャンク結合壁から遠ざかるようにほぼ軸方向前方に延びるシャンク止め壁を有するシャンク止め要素を備える。カッター止め要素は、ほぼ半径方向外向きのカッター円筒壁および軸方向後ろ向きのカッター上壁を備え、シャンク止め要素は、ほぼ半径方向内向きのシャンク円筒壁および軸方向前向きのシャンク上面を備える。
【００１９】
好ましくは、固定位置において、カッター止め壁とシャンク止め壁は、接している。
【００２０】
さらに好ましくは、固定位置において、第３のギャップが、カッター円筒壁とシャンク円筒壁の間に存在している。
【００２１】
もっと好ましくは、第４のギャップが、カッター上面とシャンク上面の間に存在している。
【００２２】
望ましい場合には、軸方向後ろ向きのカッター中間面が、カッター固定面とカッター外周面の間にあり、さらに、軸方向前向きのシャンク中間面が、シャンク固定面とシャンク外周面の間にある。カッターがシャンクに固定されたとき、第２のギャップが、カッター中間面とシャンク中間面の間に存在している。
【００２３】
代わりに、固定位置において、後ギャップが、カッター円筒面に近接して配置されたほぼ軸方向後ろ向きのカッター後面と、シャンク円筒面に近接して配置されたほぼ軸方向前向きのシャンク後面との間に存在している。
【００２４】
本発明に従ったガンドリルを組み立てる方法は、カッター溝前面がシャンク後面に面した状態でカッターおよびシャンクを半径方向で滑動可能に位置付けするステップと、カッター固定面とシャンク固定面の間に接触が形成されるまで、カッター結合部をシャンク結合部の中に滑動可能に挿入するステップと、カッター固定面がシャンク固定面に接しかつカッター止め壁がシャンク止め壁に接するまで、カッターをシャンクに対して固定位置まで回転方向Ｒと反対の方向に回転するステップと、を備える。
【００２５】
本発明をより適切に理解するために、また本発明を実際にどのように実施するかを示すために、これから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】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に従ったガンドリル２０が図１に示されている。ガンドリル２０は、前後方向を定義する縦方向回転軸Ａのまわりに回転方向Ｒを有し、さらに、シャンク前端２４Fでシャンク２４に取外し可能に固定されたカッター２２を備えている。単一の直線溝２６は、シャンク２４およびカッター２２に沿って軸方向に延び、互いに溝角γで配置された前面２８および後面３０を備える。溝の前面２８と後面３０は、回転軸Ａに近接した溝頂部３２で交わっている。ガンドリル２０は、さらに、導管内壁３６およびカッター前端２２Fの流体吐出口３８を備え軸方向に全体を通して延びている流体導管３４を備えている。カッター２２がシャンク２４の作動固定位置に取り付けられたとき、カッターおよびシャンクの外周面４０、４２、カッターおよびシャンクの前面４４、４８および後面４６、５０、およびカッターおよびシャンクの導管内壁５２、５４は、結合し、互いに整列されている。
【００２７】
今、図２から５に注意を払われたい。カッター２２は、カッター前端２２Fに近接した切削部５６およびカッター後端２２Rに近接したカッター結合部５８を備える。切削部５６は、任意の適切な設計の切削形状寸法を備えることができる。カッター結合部５８は、後ろ向きのカッター中間面６０を有し、この面６０は、カッター前面４４からカッター後面４６まで円周方向に延び、かつカッター外周面４０からカッター結合壁６２まで半径方向内側に延びている。カッター結合壁６２は、カッター前面４４からカッター後面４６まで円周方向に、かつカッター中間面６０から遠ざかるように後ろ向きのカッター支持面６４に向かって後方に、連続的に延びている。カッター導管内壁５２は、カッター導管開口５２Aでカッター支持面６４と交わっている。
【００２８】
カッター結合壁６２は、カッター支持面６４に近接した後方に配置されたカッター円筒面６６と、カッター円筒面６６からカッター中間面６０に向かって半径方向内側に先細りになりながら軸方向前方に延びる前方に配置されたほぼ切頭円錐形のカッター固定面６８と、を備える。図４に最適に示されているように、カッター結合壁６２は、１８０°よりも大きなカッター周辺結合角ΦCに沿って円周方向に連続して延びている。一般に、カッター周辺結合角ΦCは、２１０°から２７０°、より一般には、２２０°から２６０°である。特定の実施形態に従って、カッター周辺結合角ΦCは、ほぼ２３５°である。
【００２９】
カッター結合部５８は、さらに、凹部の形をしたカッター止め要素７０をカッター外周面４０の後部に備える。カッター止め要素７０は、３つの表面で制限されている。すなわち、ほぼ半径方向外向きのカッター円筒壁７２、ほぼ軸方向後ろ向きのカッター上面７４、および平らなカッター止め壁７６であり、このカッター止め壁７６は、カッター中間面６０からカッター上面７４までほぼ軸方向前方にかつカッター円筒壁７２からカッター外周面４０までほぼ半径方向外側に延びながら、回転方向Ｒからほぼ接線方向に向きが逸れている。カッター止め要素７０は、カッター後面４６に対して接線方向に、カッター中間面６０に対して軸方向後方に、かつカッター外周面４０に対して半径方向外側に、開いている。
【００３０】
図２および図６から図８に注意を払われたい。シャンク結合部７８は、シャンク前端２４Fにあり、シャンク結合壁８０を備え、このシャンク結合壁８０は、溝２６のシャンク前面４８からシャンク後面５０まで円周方向に、かつ前向きのシャンク支持面８２に向かって後方に連続的に延びている。シャンク導管内壁５４は、シャンク導管開口５４Aでシャンク支持面８２と交わっている。
【００３１】
シャンク結合壁８０は、シャンク支持面８２から遠ざかる方向に延びる後方に配置されたシャンク円筒面８４と、シャンク円筒面８４から前向きのシャンク中間面８８に向かって半径方向内側に先細りになりながら軸方向前方に延びる前方に配置されたほぼ切頭円錐形のシャンク固定面８６と、を備える。シャンク止め要素９０は、シャンク中間面８８から遠ざかるように延び、ほぼ半径方向内向きのシャンク円筒壁９２を備え、このシャンク円筒壁９２は、シャンク固定面８６から前向きのシャンク上面９４まで延びている。回転方向Ｒでほぼ接線方向を向く平らなシャンク止め壁９６は、シャンク中間面８６からシャンク上面９４までほぼ軸方向前方に延び、かつシャンク円筒壁９２からシャンク外周面４２までほぼ半径方向外側に延びている。シャンク中間面８８は、シャンク固定面８６から遠ざかるようにシャンク外周面４２まで半径方向外側に延び、かつ溝２６のシャンク前面４８からシャンク止め壁９６まで角度で連続的に延びている。一方で、シャンク止め要素９０は、シャンク止め壁９６から溝２６のシャンク後面４８まで角度で延びている。
【００３２】
図７により適切に示されているように、シャンク外周面４２とシャンク結合壁８０の両方は、シャンク周辺角Φｓにわたって角度的に連続して延び、シャンク周辺角Φｓは、カッター周辺結合角Φｃに実質的に等しい。
【００３３】
ここで、図９から１１に注意を払われたい。カッター２２のシャンク２４への固定は、カッター２２の解放位置と比較して、カッター前面４４がシャンク後面５０に面しかつカッター結合部５８がシャンク結合部７８に近接した状態でカッター２２を位置付けし、カッター固定面６８がシャンク固定面８６に接するまでカッター結合部５８をシャンク結合部７８の中に滑り込ませることによって、達成される。カッター２２をシャンク２４に対してガンドリル２０の回転方向Ｒと反対に回転することで、カッター２２は図１および１２に示す固定位置に位置付けされ、シャンク結合部７８はカッター結合部５８を完全に包んでいる。カッター２２をシャンク２４から取り出すために、カッター２２は、シャンク２４に対して回転方向Ｒに解放位置まで回される。解放位置で、シャンク２４からカッター２２を取り外すことができ、次に、新しいカッター２２をシャンク２４に固定することができる。
【００３４】
カッター２２が、シャンク２４の中で、解放位置から固定位置まで回転されるときに、シャンク固定面８６は、カッター固定面６８を軸方向後方に押し進めるので、その結果、カッター支持面６４はシャンク支持面８２に接して、カッター２２をシャンク２４に確実に正確に位置付けするようになる。固定位置において、シャンク導管開口５４Aとカッター導管開口５２Aは重なるので、その結果、カッターおよびシャンクの導管内壁５２、５４は、結合し、整列するようになり、それによって、シャンク２４およびカッター２２を通り抜け流体吐出口３８に至る冷却剤の流れを助長する。図１３に示されるように、カッター固定面６８とシャンク固定面８６は同軸で噛み合って、シャンク２４の中でカッター２２の自己締付けおよび自己芯合せを実現する。カッター結合部５８とシャンク結合部７８の両方は、１８０°よりも大きな周辺角Φｃ、Φｓにわたってそれぞれ円周方向に連続的に延びているので、シャンク固定面８６は、カッター２２をシャンク２４と軸方向で整列するように力強く動かす。カッター２２とシャンク２４の確実な回転位置決めおよび位置合せは、シャンク止め壁９６に接するカッター止め壁７６によって達成され、シャンク２４からカッター２２へのトルク伝達を助長する。固定位置において、第１のギャップ９８が、カッター円筒面６６とシャンク円筒面８４の間に円周方向に延び、第２のギャップ１００が、カッター中間面６０とシャンク中間面８８の間に存在し、第３のギャップ１０２が、カッター円筒壁７２とシャンク円筒壁９２の間に存在し、さらに、第４のギャップ１０４が、カッター上面７４とシャンク上面９４の間に存在している。
【００３５】
今、本発明の第２の実施形態に従ったガンドリル２２０を示す図１４に注意を払われたい。第２の実施形態に従ったガンドリル２２０は、第１の実施形態に従ったガンドリル２０の特徴と同様な多くの特徴を有するので、第２の実施形態に従ったガンドリル２２０の同様な特徴は、以下の本明細書で、第１の実施形態に従ったガンドリル２０の参照数字から２００だけシフトされた参照数字で参照される。
【００３６】
第２の実施形態に従ったガンドリル２２０は、一実施形態に従って、ガンドリル２０の回転軸Ａおよび回転方向Ｒとほぼ同じように定義される回転軸Ａおよび回転方向Ｒを有する。ガンドリル２２０は、シャンク前端２２４Fでシャンク２２４に取外し可能に固定されたカッター２２２を有する。シャンク２２４とカッター２２２の両方は、シャンク２２４およびカッター２２２に沿って軸方向に延びる単一直線溝２２６を有する。この溝は、回転軸Ａに近接した溝頂部２３２で交わる前面２２８と後面２３０を有する。導管内壁２３６およびカッター前端２２２Fに形成された流体吐出口２３８を有する溝導管２３４が、ガンドリル２２０を貫通して軸方向に延びている。カッター２２２がシャンク２２４の作動固定位置に取り付けられたとき、カッターおよびシャンクの外周面２４０、２４２、カッターおよびシャンクの前面２４４、２４８および後面２４６、２５０、およびカッターおよびシャンクの導管内壁２５２、２５４は、結合し互いに整列されている。
【００３７】
今、図１５から１７に注意を払われたい。カッター２２２は、カッター前端２２２Fに近接した切削部２５６およびカッター後端２２２Rに近接したカッター結合部２５８を備える。後ろ向きのカッター支持面２６４が、カッター前面２４４からカッター後面２４６まで円周方向に延び、かつカッター外周面２４０からカッター結合壁２６２まで半径方向内側に延びている。カッター導管内壁２５２は、カッター導管開口２５２Aでカッター支持面２６４と交わっている。
【００３８】
カッター結合壁２６２は、カッター前面２４４からカッター後面２４６まで円周方向に、かつカッター支持面２６４から遠ざかるように後ろ向きのカッター後面３０６に向かって後方に連続的に延びている。カッター結合壁２６２は、カッター後面３０６に近接した後方に配置されたカッター円筒面２６６と、カッター円筒面２６６からカッター支持面２６４に向かって内側に先細りになりながら軸方向前方に延びる前方に配置されたほぼ切頭円錐形のカッター固定面２６８と、を備える。
【００３９】
カッター結合部２５８は、さらに、凹部の形をしたカッター止め要素２７０をカッター外周面４０の後部に備える。カッター止め要素２７０は、３つの表面で制限されている。すなわち、ほぼ半径方向外向きのカッター円筒壁２７２、ほぼ軸方向後ろ向きのカッター上面２７４、および、回転方向Ｒからほぼ接線方向に向きが逸れ、カッター支持面２６４からカッター上面２７４までほぼ軸方向前方に延び、さらにカッター円筒壁２７２からカッター外周面２４０までほぼ半径方向外側に延びる平らなカッター止め壁２７６である。カッター止め要素２７０は、カッター後面２４６に対して接線方向に、カッター支持面２６４に対して軸方向後方に、かつカッター外周面２４０に対して半径方向外側に、開いている。
【００４０】
図１８から図２０に注意を払われたい。シャンク結合部２７８は、シャンク前端２２４Fに形成され、シャンク結合壁２８０を有し、このシャンク結合壁２８０は、溝２２６のシャンク前面２４８からシャンク後面２５０まで円周方向に、かつ前向きのシャンク支持面２８２から前向きのシャンク後面３０８に向かって後方に、連続的に延びている。シャンク導管内壁２５４は、シャンク導管開口２５４Aでシャンク支持面２８２と交わっている。
【００４１】
シャンク結合壁２８０は、シャンク後面３０８から遠ざかる方向に延びるシャンク円筒面２８４と、シャンク円筒面２８４からシャンク支持面２８２に向かって前方に延びるシャンク固定面２８６と、を備える。シャンク止め要素２９０は、シャンク支持面２８２から遠ざかるように延び、ほぼ半径方向内向きのシャンク円筒壁２９２を備え、このシャンク円筒壁２９２は、シャンク固定面２８６から前向きのシャンク上面２９４まで延びている。回転方向Ｒでほぼ接線方向を向く平らなシャンク止め壁２９６は、シャンク支持面２８２からシャンク上面２９４までほぼ軸方向前方に、かつシャンク円筒壁２９２からシャンク外周面２４２までほぼ半径方向外側に延びている。
【００４２】
ここで、図２１および２２に注意を払われたい。カッター２２２が、シャンク２２４の中で解放位置から固定位置に回転するときに、シャンク固定面２８６は、カッター支持面２６４がシャンク支持面２８２に接するようにカッター固定面２６８を軸方向後方に力強く動かして、カッター２２２をシャンク２２４中に確実に正確に位置付けする。シャンク導管開口２５４Aおよびカッター導管開口２５２Aは重なり、その結果、カッターおよびシャンクの導管内壁２５２、２５４は、結合し整列するようになり、それによって、シャンク２２４およびカッター２２２を通り抜け流体吐出口２３８に至る冷却剤の流れを助長する。固定位置において、第１のギャップ２９８が、カッター円筒面２６６とシャンク円筒面２８４の間で円周方向に延び、後ギャップ３１０がカッター後面３０６とシャンク後面３０８の間に存在し、第３のギャップ３０２が、カッター円筒壁２７２とシャンク円筒壁２９２の間に存在し、さらに、第４のギャップ３０４が、カッター上面２７４とシャンク上面２９４の間に存在している。
【００４３】
本発明はある程度詳細に説明したが、本発明はガンドリルに限定されず、また添付の特許請求のような本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正が加えられるかもしれないことは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に従ったガンドリルを示す透視図であり、カッターが固定位置でシャンクに取り付けられている。
【図２】図１に示すガンドリルを示す分解組立透視図である。
【図３】図２に示すガンドリルのカッターを示す背面透視図であり、カッター結合部を示す。
【図４】図３に示すカッターを示す背面図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿ったカッターを示す断面図である。
【図６】図２に示すガンドリルのシャンクを示す前面透視図である。
【図７】図６に示すシャンクを示す前面軸方向図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿ったシャンクを示す部分断面図である。
【図９】解放位置にある図１および２に示すカッターおよびシャンクを示す透視図である。
【図１０】図９に示すカッターおよびシャンクを示す前面図である。
【図１１】図９の面ＸＩ−ＸＩに沿ったカッターおよびシャンクを示す軸方向断面図である。
【図１２】図１に示すガンドリルを示す側面図であり、固定位置にあるカッターおよびシャンクを示す。
【図１３】図１２の線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った拡大断面図であり、固定位置で結合されたカッターとシャンクを詳細に示す。
【図１４】本発明の第２の実施形態に従ったガンドリルを示す分解組立透視図である。
【図１５】図１４に示すガンドリルのカッターを示す背面透視図である。
【図１６】図１５に示すカッターを示す背面図である。
【図１７】図１６の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿ったカッターを示す部分断面図である。
【図１８】図１４に示すガンドリルのシャンクを示す前面透視図である。
【図１９】図１８に示すシャンクを示す前面軸方向図である。
【図２０】図１９の線ＸＸ−ＸＸに沿ったシャンクを示す部分断面図である。
【図２１】図１４に示すガンドリルを示す上面図であり、固定位置で結合されたカッターとシャンクを示す。
【図２２】図２１の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿ったガンドリルを示す拡大断面図である。
【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】
2008510630.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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