(57)【要約】  第１軸回りに回転可能な切削ヘッドは、キャップ部分と、キャップ部分に接合される剛性取り付け隆起体とを有する。キャップ部分は、複数のヘッド・チップ溝と円周方向に交互である複数の切削部分と、軸方向後方向に面するヘッド基部面とを有する。取り付け隆起体は、第１軸回りに回転対称を呈し、ヘッド基部面から軸方向後方に延在し、複数の円周方向に離間する凸形締め付け面を有する。複数の切削部分は、切削直径を規定し、複数のヘッド・チップ溝には、第１直径を有する仮想第１円が内接し、複数の締め付け面には、第２直径を有する仮想第２円が内接する。第１直径は、第２直径よりも大きく、第２直径は、切削直径の４０パーセント未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転方向（Ｒ１）で第１軸（Ａ１）回りに回転可能な切削ヘッド（２０、１２０）であって、前記切削ヘッド（２０、１２０）は、
複数のＮ個のヘッド・チップ溝（２８）と円周方向に交互である複数のＮ個の切削部分（２６）、及び軸方向後方向（ＤＲ）に面するヘッド基部面（３０）を有するキャップ部分（２２）と、
前記キャップ部分（２２）に接合され、前記ヘッド基部面（３０）から軸方向後方に延在する剛性取り付け隆起体（２４）と、を備え、
前記取り付け隆起体（２４）は、前記第１軸（Ａ１）回りにＮ回回転対称を呈し、複数のＮ個の円周方向に離間する凸形締め付け面（３８）を有し、各前記締め付け面（３８）は、前記第１軸（Ａ１）を含む径方向締め付け二等分線平面（ＰＢ）によって二等分され、
前記複数の切削部分（２６）は、切削円（ＣＣ）に対応する切削直径（ＤＣ）を規定し、
前記第１軸（Ａ１）に直交し、前記キャップ部分（２２）に交差する第１平面（Ｐ１）で取った断面において、前記複数のＮ個のヘッド・チップ溝（２８）には、仮想第１円（Ｃ１）が内接し、前記仮想第１円（Ｃ１）は、複数のＮ個の径方向最内ヘッド溝点（ＮＨ）で第１直径（Ｄ１）を有し、
前記第１軸（Ａ１）に直交し、前記取り付け隆起体（２４）に交差する第２平面（Ｐ２）で取った断面において、前記複数のＮ個の締め付け面（３８）には、第２直径（Ｄ２）を有する仮想第２円（Ｃ２）が内接し、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記第２直径（Ｄ２）より大きく、
前記第２直径（Ｄ２）は、切削直径（ＤＣ）の４０パーセント未満である、切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項２】
前記第２直径（Ｄ２）は、前記切削直径（ＤＣ）の３０パーセント未満である、請求項１に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項３】
各ヘッド溝点（ＮＨ）は、前記第１軸（Ａ１）を含む径方向溝平面（ＰＦ）内に含まれ、各前記径方向溝平面（ＰＦ）は、円周方向に隣接する径方向締め付け二等分線平面（ＰＢ）と共に第１角度（α１）を形成し、
前記第１角度（α１）は、３５度未満である、請求項１又は２に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項４】
前記第２平面（Ｐ２）で取った断面において、
前記複数の締め付け面（３８）は、前記仮想第２円（Ｃ２）と一致する複数の離間する締め付け円弧（４２）を形成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項５】
Ｎ＝３である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項６】
前記取り付け隆起体（２４）は、前記ヘッド基部面（３０）によって完全に覆われている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項７】
前記取り付け隆起体（２４）は、前記複数の締め付け面（３８）と円周方向に交互である複数の接合面（４０）を有し、
各前記接合面（４０）は、２つの円周方向に隣接し合う締め付け面（３８）に交差する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項８】
前記第１軸（Ａ１）に直交し、前記取り付け隆起体（２４）に交差する第３平面（Ｐ３）で取った断面において、前記取り付け隆起体（２４）には、第３直径（Ｄ３）を有する仮想第３円（Ｃ３）が内接し、前記第３直径（Ｄ３）は、前記第２直径（Ｄ２）よりも大きく、
前記第２平面（Ｐ２）は、前記第１平面（Ｐ１）と前記第３平面（Ｐ３）との間に位置する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項９】
前記第３平面（Ｐ３）は、前記複数の締め付け面（３８）に交差し、
各前記締め付け面（３８）は、部分的に円錐形である、請求項８に記載の切削ヘッド（１２０）。
【請求項１０】
前記第３平面（Ｐ３）は、前記複数の締め付け面（３８）に交差せず、各前記締め付け面（３８）は、部分的に円筒形である、請求項８又は９に記載の切削ヘッド（２０）。
【請求項１１】
前記第３平面（Ｐ３）は、複数のＮ個の円周方向に離間する軸方向ストッパ部分（４４）に交差し、
前記仮想第３円（Ｃ３）は、前記複数の軸方向ストッパ部分（４４）に外接する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０）。
【請求項１２】
各前記径方向締め付け二等分線平面（ＰＢ）は、前記軸方向ストッパ部分（４４）の１つに交差する、請求項１１に記載の切削ヘッド（２０）。
【請求項１３】
各前記軸方向ストッパ部分（４４）は、軸方向前向きストッパ面（４８）を有する、請求項１１又は１２に記載の切削ヘッド（２０）。
【請求項１４】
ヘッド溝深さ（ＨＤ）は、前記ヘッド溝点（ＮＨ）と前記切削円（ＣＣ）との間の径方向距離として規定され、
前記ヘッド溝深さ（ＨＤ）は、前記切削直径（ＤＣ）の２分の１の少なくとも６０％である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）。
【請求項１５】
回転切削工具（５２、１５２）であって、前記回転切削工具（５２、１５２）は、
工具シャンク（５４、１５４）であって、前記工具シャンク（５４、１５４）は、第２軸（Ａ２）に沿って延在し、前記工具シャンク（５４、１５４）の前端部に形成されたヘッド受け入れポケット（５６）を有し、前記ヘッド受け入れポケット（５６）は、前記第２軸（Ａ２）を横断するシャンク支持面（６０）、及び前記シャンク支持面（６０）内に形成した中心凹部（６２）を備える、工具シャンク（５４、１５４）と、
前記ヘッド受け入れポケット（５６）に解放可能に固着される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の切削ヘッド（２０、１２０）と、を備え、
組み立て位置において、
前記ヘッド基部面（３０）は、前記シャンク支持面（６０）に面し、
前記第２軸（Ａ２）は、前記第１軸（Ａ１）と一致し、
前記取り付け隆起体（２４）は、前記中心凹部（６２）内に締め付け保持される、回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項１６】
前記中心凹部（６２）は、複数のＮ個の円周方向に離間する当接部分（７２）を有し、各前記当接部分（７２）は、径方向内向き当接面（７４）を有し、前記複数の締め付け面（３８）は、前記複数の当接面（７４）と締め付け接触する、請求項１５に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項１７】
前記複数の当接部分（７２）は、弾性変位可能である、請求項１６に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項１８】
前記複数の当接部分（７２）は、複数の中間部分（７６）と円周方向に交互であり、
各前記中間部分（７６）は、２つの円周方向に隣接する当接面（７４）に交差する中間面（７８）を有する、請求項１６又は１７に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項１９】
ヘッド基部面（３０）は、シャンク支持面（６０）、又は前記シャンク支持面（６０）からずれた複数の肩面（８２）に接触し、
前記複数の締め付け面（３８）が前記複数の当接面（７４）と締め付け接触する以外、前記取り付け隆起体（２０）の他の部分は、前記中心凹部（６２）と接触しない、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項２０】
前記締め付け面（３８）は、部分的に円筒形であり、
前記径方向締め付け二等分線平面（ＰＢ）の１つで取った断面において、
前記締め付け面（３８）は、前記第１軸（Ａ１）に平行に延在し、
関連する前記当接面（７４）は、前記締め付け面（３８）と一致する、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の回転切削工具（５２）。
【請求項２１】
前記締め付け面（３８）は、部分的に円錐形であり、
前記径方向締め付け二等分線平面（ＰＢ）の１つで取った断面において、
前記締め付け面（３８）は、前記締め付け面（３８）が軸方向後方に延在するにつれて前記第１軸（Ａ１）から外れ、
関連する前記当接面（７４）は、前記締め付け面（３８）と一致する、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の回転切削工具（１５２）。
【請求項２２】
複数のＮ個の円周方向に離間するシャンク・チップ溝（６４）は、前記シャンクの前方端部（５８）から前記第２軸（Ａ２）に沿って延在し、
前記第１軸（Ａ１）に直交し、前記中心凹部（６２）に交差する第４平面（Ｐ４）で取った断面において、前記複数のＮ個のシャンク・チップ溝（６４）には、仮想第４円（Ｃ４）が内接し、前記仮想第４円（Ｃ４）は、複数のＮ個の径方向最内シャンク溝点（ＮＳ）で第４直径（Ｄ４）を有し、
前記第４直径（Ｄ４）は、前記第１直径（Ｄ１）の９０パーセント〜１１０パーセントの間である、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項２３】
前記複数のヘッド・チップ溝（２６）は、前記複数のシャンク・チップ溝（６４）の対応する拡張部である、請求項２２に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【請求項２４】
工具溝深さ（ＴＤ）は、前記シャンク溝点（ＮＳ）と前記切削円（ＣＣ）との間の径方向距離として規定され、
前記工具溝深さ（ＴＤ）は、前記切削直径（ＤＣ）の２分の１の少なくとも６０％である、請求項２２又は２３に記載の回転切削工具（５２、１５２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転切削工具、及び回転切削工具に解放可能に固着される切削ヘッドに関し、切削ヘッドは、金属切削工程全般、特に穴加工作業に使用される剛性取り付け隆起体を有する。
【背景技術】
【０００２】
穴加工作業で使用される切削工具の分野において、切削ヘッドに対する多くの例があり、切削ヘッドは、「円周方向に制限されていない」ポケット凹部を有するヘッド受け入れポケットを有する工具シャンクに解放可能に固着される。
【０００３】
米国特許第５，９５７，６３１号は、回転切削作業のための切削工具組立体を開示しており、切削工具組立体は、取り替え可能切削ヘッドと、工具シャンクとを備え、取り替え可能切削ヘッド及び工具シャンクは、共通の長手方向軸と、対合する外周面とを有する。切削ヘッドは、切削ヘッドの後端部に切削ヘッド取り付け部分を有し、工具シャンクは、工具シャンクの前面に切削ヘッド受け入れ部分を有する。切削ヘッド取り付け部分、及び工具シャンクの切削ヘッド受け入れ部分はそれぞれ、少なくとも２つの結合部分を有し、少なくとも２つの結合部分は、切削ヘッド及び工具シャンクの関連する外周面によって結合され、形状及び寸法が対合する。各結合部分は、基部面と、トルク伝達壁と、固定壁とを有し、各切削ヘッド結合部分の固定壁は、２つの異なるシャンク結合部分の固定壁の隣接し合う末端部の間に、対応する角度距離よりも小さい角度拡張部を有する。切削工具は、最初に、工具シャンク結合部分のそれぞれの固定壁の間で、切削ヘッド受け入れ部分に対して切削ヘッド結合部分の固定壁を挿入するように切削ヘッド取り付け部分を配設し、次に、切削ヘッド結合部分が対応する工具シャンク結合部分の上に完全に重なるまで工具シャンクに対して切削ヘッドを回転させることによって、組み立てられる。切削ヘッド及び工具シャンクの基部面及びトルク伝達壁は、互いに当接し、切削ヘッド及び工具シャンクの固定壁は、噛み合い嵌合される様式で同軸に相互作用し、これにより、工具シャンク上での切削ヘッドの自己締め付けをもたらす。
【０００４】
米国特許第８，０２１，０８８号は、切削ヘッドを有する金属切削工具を開示しており、切削ヘッドは、自己締め付け様式で工具シャンクの前端部上に解放可能に取り付けられる。工具シャンクの前方端部は、一対のシャンク結合部分を備え、それぞれ、前向きシャンク支持面を有する。ポケット凹部は、シャンクの結合部分の間に規定される。ポケット凹部内には、工具シャンクの長手方向軸に平行な複数のシャンク固定面がある。切削ヘッドは、キャップ部分と、キャップ部分から後方向に延在する固定部分とを有する。キャップ部分は、一対のヘッド区分を含み、それぞれ、後向きヘッド基部面を有する。切削ヘッドの固定部分は、切削ヘッドの長手方向軸に平行な複数のヘッド固定面を有する。組み立てた工具において、工具シャンクの前向きシャンク支持面は、切削ヘッドの後向きヘッド基部面を支持する一方で、複数のヘッド固定面は、複数のシャンク固定面に当接する。
【０００５】
剛性取り付け隆起体を有する、改善された切削ヘッドを提供することは、本発明の一目的である。
【０００６】
高速送り速度での切削作業に適した、改善された切削ヘッドを提供することも、本発明の一目的である。
【０００７】
「円周方向に制限された」中心凹部を有するヘッド受け入れポケットを有する工具シャンクに適合する、改善された切削ヘッドを提供することは、本発明の更なる目的である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明によれば、第１回転方向で第１軸回りに回転可能な切削ヘッドを提供し、切削ヘッドは、
複数のＮ個のヘッド・チップ溝と円周方向に交互である複数のＮ個の切削部分、及び軸方向後方向に面するヘッド基部面を有するキャップ部分と、
キャップ部分に接合し、ヘッド基部面から軸方向後方に延在する剛性取り付け隆起体と
を備え、剛性取り付け隆起体は、第１軸回りにＮ回回転対称を呈し、複数のＮ個の円周方向に離間する凸形締め付け面を有し、各締め付け面は、第１軸を含む径方向締め付け二等分線平面によって二等分され、
複数の切削部分は、切削円に対応する切削直径を規定し、
第１軸に直交し、キャップ部分に交差する第１平面で取った断面において、複数のＮ個のヘッド・チップ溝には、複数のＮ個の径方向最内ヘッド溝点で第１直径を有する仮想第１円が内接し、
第１軸に直交し、取り付け隆起体に交差する第２平面で取った断面において、複数のＮ個の締め付け面には、第２直径を有する仮想第２円が内接し、
第１直径は、第２直径より大きく、
第２直径は、切削直径の４０パーセント未満である。
【０００９】
また、本発明によれば、回転切削工具を提供し、回転切削工具は、工具シャンクであって、工具シャンクは、第２軸に沿って延在し、工具シャンクの前端部に形成されたヘッド受け入れポケットを有し、ヘッド受け入れポケットは、第２軸を横断するシャンク支持面、及びシャンク支持面内に形成した中心凹部を備える、工具シャンクと、ヘッド受け入れポケットに解放可能に固着される、上記した種類の切削ヘッドと
を備え、組み立てた位置において、
ヘッド基部面は、シャンク支持面に面し、
第２軸は、第１軸と一致し、
取り付け隆起体は、中心凹部内に締め付け保持される。
【００１０】
次に、より良好に理解するため、単に例として、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。一点鎖線は、部材の部分図のための境界線を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による切削ヘッドの斜視図である。
【図２】図１に示す切削ヘッドの側面図である。
【図３】図１に示す切削ヘッドの底面図である。
【図４】図２に示す切削ヘッドの線ＩＶ−ＩＶに沿って取った断面図である。
【図５】図２に示す切削ヘッドの線Ｖ−Ｖに沿って取った断面図である。
【図６】図２に示す切削ヘッドの線ＶＩ−ＶＩに沿って取った断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による切削ヘッドの斜視図である。
【図８】図７に示す切削ヘッドの側面図である。
【図９】図７に示す切削ヘッドの底面図である。
【図１０】図８に示す切削ヘッドの線Ｘ−Ｘに沿って取った断面図である。
【図１１】図８に示す切削ヘッドの線ＸＩ−ＸＩに沿って取った断面図である。
【図１２】図８に示す切削ヘッドの線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って取った断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態による回転切削工具の分解斜視図である。
【図１４】図１３に示す回転切削工具の側面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態による工具シャンクの端面図である。
【図１６】図１４に示す回転切削工具の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って取った断面図である。
【図１７】図１６に示す回転切削工具の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿って取った断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態による回転切削工具の分解斜視図である。
【図１９】図１８に示す回転切削工具の側面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による工具シャンクの端面図である。
【図２１】図１９に示す回転切削工具の線ＸＸＩ−ＸＸＩに沿って取った断面図である。
【図２２】図２１に示す回転切削工具の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿って取った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１態様は、第１回転方向Ｒ１で第１軸Ａ１回りに回転可能な切削ヘッド２０、１２０に関する。
【００１３】
明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、同じ参照数字は、第１実施形態の切削ヘッド２０及び第２実施形態の切削ヘッド１２０の両方に共通する特徴のために使用されていることは了解されよう。
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態では、切削ヘッド２０、１２０は、好ましくは、炭化タングステン等の超硬合金の成形プレス及び焼結によって製造することができ、被覆しても、被覆しなくてもよい。
【００１５】
図１〜図３及び図７〜図９に示すように、切削ヘッド２０、１２０は、キャップ部分２２と、キャップ部分２２に接合される剛性取り付け隆起体２４とを備える。
【００１６】
切削ヘッド２０、１２０は、単一の一体化構造とすることができ、取り付け隆起体２４は、キャップ部分２２と同じ剛性を有し、弾性取り替え可能要素がなくてよいことは了解されよう。
【００１７】
図１〜図３及び図７〜図９に示すように、キャップ部分２２は、複数のＮ個のヘッド・チップ溝２８と円周方向に交互である複数のＮ個の切削部分２６と、軸方向後方向ＤＲに面するヘッド基部面３０とを有する。複数の切削部分２６は、切削円ＣＣに対応する切削直径ＤＣを規定し、切削円ＣＣは、第１軸Ａ１を中心とする。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態では、Ｎは、厳密に３とすることができ、キャップ部分２２は、３つのヘッド・チップ溝２８と円周方向に交互である３つの切削部分２６を有することができる。
【００１９】
また、本発明のいくつかの実施形態では、ヘッド基部面３０は、平坦とすることができる。
【００２０】
図１〜図３及び図７及び図９に示すように、各切削部分２６は、先頭面３２を有することができ、先頭面３２は、軸方向前方に面し、第１回転方向Ｒ１に対して、各先頭面３２は、円周方向に隣接する回転前方ヘッド・チップ溝２８に交差し、切れ刃３４を形成することができる。
【００２１】
３つの切削部分２６、したがって、３つの切れ刃３４を有する本発明の実施形態に関し、切削ヘッド２０、１２０は、有利には、高速送り速度での切削作業で使用し得ることは了解されよう。
【００２２】
また、図１〜図３及び図７〜図９に示すように、各切削部分２６は、第１回転方向Ｒ１に対向して面するトルク伝達面３６を有することができる。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態では、第１回転方向Ｒ１に対して、各トルク伝達面３６は、円周方向に隣接し、後で回転するヘッド・チップ溝２８に通じることができる。
【００２４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、各トルク伝達面３６は、ヘッド基部面３０に交差することができる。
【００２５】
更に、本発明のいくつかの実施形態では、各トルク伝達面３６は、平坦とすることができる。
【００２６】
図１〜図３及び図７〜図９に示すように、取り付け隆起体２４は、ヘッド基部面３０から軸方向後方に延在し、第１軸Ａ１回りにＮ回回転対称を呈する。
【００２７】
明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、Ｎ回回転対称は、無限次の回転対称を含まないことは了解されよう。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態では、取り付け隆起体２４は、ヘッド基部面３０によって完全に囲むことができる。
【００２９】
図１〜図３及び図７〜図９に示すように、取り付け隆起体２４は、複数のＮ個の円周方向に離間する凸形締め付け面３８を有し、各締め付け面３８は、第１軸Ａ１を含む径方向締め付け二等分線平面ＰＢによって二等分される。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態では、取り付け隆起体２４は、複数の締め付け面３８と円周方向に交互である複数の接合面４０を有することができ、各接合面４０は、２つの円周方向に隣接し合う締め付け面３８に交差することができる。
【００３１】
図４及び図１０に示すように、第１軸Ａ１に直交し、キャップ部分２２に交差する第１平面Ｐ１で取った断面において、複数のＮ個のヘッド・チップ溝２８には、仮想第１円Ｃ１が内接し、仮想第１円Ｃ１は、複数のＮ個の径方向最内ヘッド溝点ＮＨで第１直径Ｄ１を有する。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態では、第１平面Ｐ１は、ヘッド基部面２８に隣接して位置することができる。
【００３３】
また、本発明のいくつかの実施形態では、各ヘッド溝点ＮＨは、第１軸Ａ１を含む径方向溝平面ＰＦ内に含めることができ、各径方向溝平面ＰＦは、円周方向に隣接する径方向締め付け二等分線平面ＰＢと共に第１角度α１を形成することができる。
【００３４】
更に、本発明のいくつかの実施形態では、第１角度α１は、３５度未満、即ち、α１＜３５°とすることができる。
【００３５】
また更に、本発明のいくつかの実施形態では、第１回転方向Ｒ１に対して、各径方向溝平面ＰＦは、径方向溝平面ＰＦの円周方向に隣接する径方向締め付け二等分線平面ＰＢに対して先に回転するように位置することができる。
【００３６】
図５及び図１１に示すように、第１軸Ａ１に直交し、取り付け隆起体２４に交差する第２平面Ｐ２で取った断面において、複数のＮ個の締め付け面３８には、第２直径Ｄ２を有する仮想第２円Ｃ２が内接する。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、複数の締め付け面３８は、複数の離間する締め付け円弧４２を形成することができ、複数の離間する締め付け円弧４２は、仮想第２円Ｃ２と一致する。
【００３８】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、取り付け隆起体２４には、仮想第２円Ｃ２の外側に延在する部分がない。
【００３９】
更に、本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、各締め付け面３８は、第１円周方向角度範囲Ｅ１を有することができ、第１円周方向角度範囲Ｅ１は、２５度よりも大きい、即ち、Ｅ１＞２５°である。
【００４０】
また更に、本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、複数の接合面４０は、第２仮想円Ｃ２の内側に位置することができる。
【００４１】
本発明の第１態様によれば、第１直径Ｄ１は、第２直径Ｄ２よりも大きく、第２直径Ｄ２は、切削直径ＤＣの４０パーセント未満、即ち、Ｄ２＜０．４０×ＤＣである。
【００４２】
本発明は、複数のヘッド・チップ溝２８が有利には大きな容量を有する切削ヘッド２０、１２０を提供するものであり、取り付け隆起体２４に交差することなく、チップを効率的に排出することは了解されよう。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態では、第２直径Ｄ２は、好ましくは、切削直径ＤＣの３０パーセント未満、即ち、Ｄ２＜０．３０×ＤＣとすることができる。
【００４４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第２直径Ｄ２は、切削直径ＤＣの１０パーセントよりも大きい、即ち、Ｄ２＞０．１０×ＤＣとすることができる。
【００４５】
図６及び図１２に示すように、第１軸Ａ１に直交し、取り付け隆起体２４に交差する第３平面Ｐ３で取った断面において、取り付け隆起体２４には、第３直径Ｄ３を有する仮想第３円Ｃ３が内接することができ、第３直径Ｄ３は、第２直径Ｄ２よりも大きい、即ち、Ｄ３＞Ｄ２である。
【００４６】
図４及び図１０からわかるように、ヘッド溝深さＨＤは、ヘッド溝点ＮＨと切削円ＣＣとの間の径方向距離として規定される。したがって、ヘッド溝深さＨＤは、切削直径ＤＣと第１直径Ｄ１との間の差の２分の１、即ち、ＨＤ＝１／２（ＤＣ−Ｄ１）である。本発明の１つの目的は、切削ヘッドが、拡大した溝を有することであるため、ヘッド溝深さＨＤは、好ましくは、切削直径ＤＣの２分の１の少なくとも６０％、即ち、切削半径の６０％である。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２は、第１平面Ｐ１と第３平面Ｐ３との間に位置することができる。
【００４８】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第３直径Ｄ３は、第１軸Ａ１に直交するあらゆる断面において取り付け隆起体２４に外接するあらゆる仮想円の最大直径とすることができる。
【００４９】
図２に示すように、本発明の第１実施形態の切削ヘッド２０では、第３平面Ｐ３は、複数の締め付け面３８に交差せず、各締め付け面３８は、部分的に円筒形とすることができる。
【００５０】
また、本発明の第１実施形態では、第３平面Ｐ３は、複数のＮ個の円周方向に離間する軸方向ストッパ部分４４に交差することができ、仮想第３円Ｃ３は、複数の軸方向ストッパ部分４４に外接することができる。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態に関し、複数の軸方向ストッパ部分４４は、取り付け隆起体２４の遠位端に膨出部４６を形成し得ることは了解されよう。
【００５２】
図２に示すように、各径方向締め付け二等分線平面ＰＢは、軸方向ストッパ部分４４の１つに交差することができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態では、各軸方向ストッパ部分４４は、軸方向前方に面するストッパ面４８を有することができる。
【００５４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、複数の軸方向ストッパ部分４４は、環状移行溝５０によって複数の締め付け面３８から軸方向に離間させることができる。
【００５５】
図８に示すように、本発明の第２実施形態の切削ヘッド１２０では、第３平面Ｐ３は、複数の締め付け面３８に交差することができ、各締め付け面３８は、部分的に円錐形とすることができる。
【００５６】
また、本発明の第２実施形態では、取り付け隆起体２４は、ヘッド基部面３０の軸方向後方に第１距離Ｌ１を拡張させることができ、第３平面Ｐ３は、第２平面Ｐ２から第２距離Ｌ２だけずらすことができ、第２距離Ｌ２は、第１距離Ｌ１の半分よりも大きい、即ち、Ｌ２＞Ｌ１／２とすることができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態に関し、取り付け隆起体２４は、あり継ぎ形状とし得ることは了解されよう。
【００５８】
図１３、図１４、図１８及び図１９に示すように、本発明の第２態様は、第２軸Ａ２に沿って延在する工具シャンク５４、１５４を有する回転切削工具５２、１５２、及び工具シャンク５４、１５４の前端部５８で、工具シャンク５４、１５４のヘッド受け入れポケット５６に解放可能に固着される切削ヘッド２０、１２０に関する。
【００５９】
明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、同じ参照数字は、第１実施形態の切削工具５２及び第２実施形態の切削工具１５２の両方に共通する特徴のために使用されていることは了解されよう。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態では、工具シャンク５４、１５４は、好ましくは、工具鋼から製造することができる。
【００６１】
また、いくつかの実施形態では、切削ヘッド２０、１２０は、締め付けねじ等の更なる締結部材を必要とせずに、ヘッド受け入れポケット５６に解放可能に固着することができる。
【００６２】
図１５及び図２０に示すように、ヘッド受け入れポケット５６は、第２軸Ａ２を横断するシャンク支持面６０と、シャンク支持面６０内に形成した中心凹部６２とを有する。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態では、シャンク支持面６０は、軸方向前方に面することができ、中心凹部６２は、第２軸Ａ２に沿って延在することができる。
【００６４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、複数のＮ個の円周方向に離間するシャンク・チップ溝６４は、シャンクの前方端部５８から第２軸Ａ２に沿って延在することができる。
【００６５】
回転切削工具５２、１５２の組み立て位置において、
ヘッド基部面３０は、シャンク支持面６０に面し、
第２軸Ａ２は、第１軸Ａ１と一致し、
取り付け隆起体２４は、中心凹部６２内に締め付け保持される。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態では、複数のＮ個の駆動部材６６は、シャンク支持面６０から軸方向前方に突出させることができ、各駆動部材６６は、第１回転方向Ｒ１に面する駆動面６８を含むことができ、各駆動面６８は、トルク伝達面３６の１つと接触させることができる。
【００６７】
図１６及び図２１に示すように、第１軸Ａ１に直交し、中心凹部６２に交差する第４平面Ｐ４で取った断面において、複数のＮ個のシャンク・チップ溝６４には、仮想第４円Ｃ４が内接し、仮想第４円Ｃ４は、複数のＮ個の径方向最内シャンク溝点ＮＳで第４直径Ｄ４を有する。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態では、第４直径Ｄ４は、第１直径Ｄ１の９０パーセント〜１１０パーセントの間、即ち、Ｄ１×０．９０＜Ｄ４＜Ｄ１×１．１０とすることができる。
【００６９】
図１６及び図２１からわかるように、工具溝深さＴＤは、シャンク溝点ＮＳと切削円ＣＣとの間の径方向距離として規定される。したがって、工具溝深さＴＤは、切削直径ＤＣと第４直径Ｄ４との間の差の２分の１、即ち、ＴＤ＝１／２（ＤＣ−Ｄ４）である。本発明の１つの目的は、工具が、拡大した溝を有することであるため、工具溝深さＴＤは、好ましくは、切削直径ＤＣの２分の１の少なくとも６０％、即ち、切削半径の６０％である。
【００７０】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第４平面Ｐ４は、第２平面Ｐ２と一致させることができる。
【００７１】
図１５及び図２０に示すように、複数のシャンク・チップ溝６４は、工具シャンク５４、１５４の円筒形シャンク外周面７０内に形成することができる。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態では、複数のシャンク・チップ溝７０は、第２軸Ａ２に沿って螺旋状に延在することができる。
【００７３】
また、本発明のいくつかの実施形態では、複数のヘッド・チップ溝２８は、複数のシャンク・チップ溝７０の対応する拡張部とすることができる。
【００７４】
図１５、図１６、図２０及び図２１に示すように、中心凹部６２は、複数のＮ個の円周方向に離間する当接部分７２を有することができ、各当接部分７２は、径方向内向き当接面７４を有することができ、複数の締め付け面３８は、複数の当接面７４と締め付け接触することができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態では、複数の接合面４０は、中心凹部６２と接触しなくてよい。
【００７６】
また、本発明のいくつかの実施形態では、複数の当接部分７２は、複数の中間部分７６と円周方向に交互とすることができ、各中間部分７６は、２つの円周方向に隣接する当接面７４に交差する中間面７８を有することができる。
【００７７】
更に、本発明のいくつかの実施形態では、複数の当接部分７２は、弾性変位可能とすることができる。
【００７８】
複数の当接面７４が複数の中間面７８と円周方向に交互であるために、ヘッド受け入れポケット５６は、「円周方向に制限された」中心凹部６２を有することができ、このことは、複数の当接部分７２の弾性を改善し、工具シャンク５４、１５４の耐用寿命を延長し得ることは了解されよう。
【００７９】
切削ヘッド２０、１２０が「円周方向に制限された」中心凹部６２を有する工具シャンク５４、１５４に解放可能に固着され、ヘッド・チップ溝２８がシャンク・チップ溝６４と対応する本発明の実施形態に関し、ヘッド・チップ溝２８を取り付け隆起体２４に交差させる必要がないことも了解されよう。
【００８０】
図１６及び図２１に示すように、第２平面Ｐ２で取った断面において、第２軸Ａ２と同軸である仮想第５円Ｃ５は、中心凹部６２を内接し、複数の当接面７４に接触することができる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、複数の当接面７４は、複数の離間する当接円弧８０を形成することができ、複数の離間する当接円弧８０は、仮想第５円Ｃ５と一致する。
【００８２】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第２平面Ｐ２で取った断面において、複数の中間面７８は、仮想第５円Ｃ５の外側に位置することができる。
【００８３】
更に、本発明のいくつかの実施形態では、仮想第５円Ｃ５は、第５負荷直径ＤＬ５を有することができ、第５負荷直径ＤＬ５は、第２直径Ｄ２に等しくてよい。
【００８４】
第５負荷直径ＤＬ５は、複数の当接面７４に印加される径方向外側の力の存在下で測定し得ることは了解されよう。
【００８５】
複数の当接面７４に印加される径方向外側の力の不在下、仮想第５円Ｃ５は、第５負荷直径ＤＬ５未満である第５無負荷直径（図示せず）を有し得ることも了解されよう。
【００８６】
本発明のいくつかの実施形態では、ヘッド基部面３０は、シャンク支持面６０、又はシャンク支持面６０からずれた複数の肩面８２に接触することができる。
【００８７】
そのような組み立て構成において、複数の締め付け面３８が複数の当接面７４と締め付け接触する以外、取り付け隆起体２４の他の部分は、中心凹部６２と接触することがないことは了解されよう。
【００８８】
図１７に示すように、本発明の第１実施形態の切削工具５２では、径方向締め付け二等分線平面ＰＢの１つで取った断面において、締め付け面３８は、部分的に円筒形であり、第１軸Ａ１に平行に延在することができ、関連する当接面７４は、締め付け面３８と一致し得る。
【００８９】
本発明のそのような実施形態では、複数の締め付け面３８と複数の当接面７４との間の締め付け接触は、もっぱら径方向に向けられることは了解されよう。
【００９０】
図１７に示すように、本発明の第１実施形態の切削工具５２において、各当接部分７２は、軸方向後向き停止面８４を有することができ、複数のストッパ面４８は、複数の停止面８４から軸方向に離間させることができる。
【００９１】
過剰な軸方向「引っ張り」力が第１実施形態の切削ヘッド２０に作用する例において、ヘッド基部面３０は、シャンク支持面６０に接触したままでなく、複数のストッパ面４８は、複数の停止面８４に接触することができ、こうして、切削ヘッド２０が工具シャンク５４から外れないようにすることは了解されよう。
【００９２】
図２２に示すように、本発明の第２実施形態の切削工具１５２では、径方向締め付け二等分線平面ＰＢの１つで取った断面において、締め付け面３８は、部分的に円錐形であり、締め付け面３８が軸方向後方に延在するにつれて第１軸Ａ１から外れることができ、関連する当接面７４は、締め付け面３８と一致し得る。
【００９３】
本発明のそのような実施形態では、複数の締め付け面３８と複数の当接面７４との間の締め付け接触は、軸方向及び径方向の両方に向けられることは了解されよう。
【００９４】
本発明は、回転切削工具５２、１５２を組み立てる方法に更に関し、方法は、
ａ）ヘッド基部面３０をシャンク支持面６０に面するように向けるステップと、
ｂ）第１軸Ａ１と第２軸Ａ２とを位置合わせするステップと、
ｃ）複数の締め付け面３８と複数の中間面７８とを回転式に位置合わせするステップと、
ｄ）取り付け隆起体２４を中心凹部６２に挿入するステップと、
ｅ）複数の締め付け面３８が複数の当接面７４に接して保持されるまで、切削ヘッド２０、１２０をその第１軸Ａ１回りに回転させるステップと、を含む。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態では、ステップｄ）において、取り付け隆起体２４は、ヘッド基部面３０がシャンク支持面６０又は複数の肩面８２と接触するまで中心凹部６２に挿入することができる。
【００９６】
また、本発明のいくつかの実施形態では、ステップｅ）において、切削ヘッド２０、１２０は、第１回転方向Ｒ１とは反対の方向で、各駆動面６８がトルク伝達面３６の１つに接触するまでその第１軸Ａ１回りに回転させることができる。
【００９７】
本発明は、ある程度の詳細まで説明しているが、以下で請求する本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく様々な代替形態及び修正形態を行い得ることを理解されたい。
【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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【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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