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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-16
(45)【発行日】2024-04-24
(54)【発明の名称】ドリルからドリルビットにトルクを伝達するためのデバイス
(51)【国際特許分類】
B23B 51/12 20060101AFI20240417BHJP
F16D 1/02 20060101ALI20240417BHJP
F16D 1/06 20060101ALI20240417BHJP
F16D 1/116 20060101ALI20240417BHJP
【ＦＩ】
B23B51/12
F16D1/02 230
F16D1/06 230
F16D1/116
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022535253
(86)(22)【出願日】2020-12-07
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-13
(86)【国際出願番号】 EP2020084806
(87)【国際公開番号】W WO2021115985
(87)【国際公開日】2021-06-17
【審査請求日】2022-06-09
(31)【優先権主張番号】19215082.9
(32)【優先日】2019-12-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591010170
【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】Ｈｉｌｔｉ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｆｅｌｄｋｉｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １００，９４９４ Ｓｃｈａａｎ，Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎ
(74)【代理人】
【識別番号】100123342
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 承平
(72)【発明者】
【氏名】フローリアン ゴェッツ
【審査官】野口 絢子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－２１３４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－２１９１１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０１１００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－１８２６０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ５１／００－５１／１４
Ｆ１６Ｄ １／００－ １／１２
Ｂ２３Ｂ３１／０２
Ｂ２３Ｂ４５／００－４５／１６
Ｂ２３Ｇ １／４６
Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の外側円錐領域（３３）、溝領域（３４）、及び第２の外側円錐領域（３５）、並びにシャンク（１４）の長手方向軸（２４）に平行に延びる長手方向溝（３７、３８）を有するシャンク（１４）と、基体（４１）、中間要素（４２）、及びロックデバイス（４３）を有する工具継手（１３）であって、
前記中間要素（４２）が、内側回転駆動部（６４、６５）が配置された内側面（６２）と、外側回転駆動部（６６、６７）が配置された外側面（６３）と、前記内側面（６２）と前記外側面（６３）とを接続する基面（６１）とを有し、環状に設計された中間要素であり、
前記基体（４１）が、内側円錐領域（４８）と、環状カラー（５１）及び環状肩部（５２）を有する回転駆動領域（４９）とを有し、外側回転駆動溝（５３、５４）が前記環状カラー（５１）に配置され、
前記ロックデバイス（４３）が、受入位置とロック位置との間で前記工具継手（１３）の長手方向軸（２２）に平行に調整可能であり、前記シャンク（１４）が、前記受入位置において前記工具継手（１３）に挿入可能であり、前記ロック位置において前記工具継手（１３）に接続される、工具継手（１３）と
を備える、ドリル（１１）が発生させたトルクをドリルビット（１２）に伝達するためのデバイス（１０）であって、
前記デバイス（１０）の接続状態では、前記中間要素（４２）の前記内側回転駆動部（６４、６５）が前記シャンク（１４）の前記長手方向溝（３７、３８）に係合し、前記中間要素（４２）の前記外側回転駆動部（６６、６７）が前記環状カラー（５１）の前記外側回転駆動溝（５３、５４）に係合する、デバイス（１０）において、
下部回転駆動部（７１、７２）が前記中間要素（４２）の前記基面（６１）に配置され、下部回転駆動溝（５５、５６）が前記環状肩部（５２）に配置され、前記基体（４１）と前記中間要素（４２）との接続状態では、前記下部回転駆動部（７１、７２）が前記下部回転駆動溝（５５、５６）と係合し、前記下部回転駆動部（７１、７２）が前記下部回転駆動溝（５５、５６）と相互作用する、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項2】
前記下部回転駆動部（７１、７２）が、前記工具継手（１３）の前記長手方向軸（２２）に垂直な平面（６８）において、前記内側回転駆動部（６４、６５）と整列される、ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記下部回転駆動部（７１、７２）が、前記工具継手（１３）の前記長手方向軸（２２）に垂直な平面（６８）において、前記外側回転駆動部（６６、６７）と整列される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記中間要素（４２）の前記内側回転駆動部（６４、６５）が、第１の幅（Ｂ１）及び第１の深さ（Ｔ１）を有する第１の内側回転駆動部（６４）と、第２の幅（Ｂ２）及び第２の深さ（Ｔ２）を有する第２の内側回転駆動部（６５）とを備え、前記シャンク（１４）の前記長手方向溝（３７、３８）が、第１の長手方向溝（３７）と第２の長手方向溝（３８）とを備え、前記デバイス（１０）の接続状態では、前記第１の内側回転駆動部（６４）が前記第１の長手方向溝（３７）に係合し、前記第２の内側回転駆動部（６５）が前記第２の長手方向溝（３８）に係合する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項5】
前記第１の内側回転駆動部（６４）の前記第１の深さ（Ｔ１）と、前記第２の内側回転駆動部（６５）の前記第２の深さ（Ｔ２）とが同じであり、追加的に、前記シャンク（１４）の前記第２の長手方向溝（３８）が前記第１の外側円錐領域（３３）及び前記溝領域（３４）にわたって延びる、ことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記第１の内側回転駆動部（６４）の前記第１の幅（Ｂ１）と、前記第２の内側回転駆動部（６５）の前記第２の幅（Ｂ２）とが同じである、ことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【請求項7】
前記中間要素（４２）の前記外側回転駆動部（６６、６７）が、第３の幅（Ｂ３）及び第３の深さ（Ｔ３）を有する第１の外側回転駆動部（６６）と、第４の幅（Ｂ４）及び第４の深さ（Ｔ４）を有する第２の外側回転駆動部（６７）とを備え、前記基体（４１）の前記環状カラー（５１）の前記外側回転駆動溝（５３、５４）が、第１の外側回転駆動溝（５３）と第２の外側回転駆動溝（５４）とを備え、前記基体（４１）と前記中間要素（４２）との接続状態では、前記第１の外側回転駆動部（６６）が前記第１の外側回転駆動溝（５３）に係合し、前記第２の外側回転駆動部（６７）が前記第２の外側回転駆動溝（５４）に係合する、ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項8】
前記下部回転駆動部（７１、７２）が、第５の幅（Ｂ５）及び第５の深さ（Ｔ５）を有する第１の下部回転駆動部（７１）と、第６の幅（Ｂ６）及び第６の深さ（Ｔ６）を有する第２の下部回転駆動部（７２）とを備え、前記下部回転駆動溝（５５、５６）が、第１の下部回転駆動溝（５５）と第２の下部回転駆動溝（５６）とを備え、前記基体（４１）と前記中間要素（４２）との接続状態では、前記第１の下部回転駆動部（７１）が前記第１の下部回転駆動溝（５５）と係合し、前記第２の下部回転駆動部（７２）が前記第２の下部回転駆動溝（５６）と係合する、ことを特徴とする請求項４～７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項9】
前記工具継手（１３）の前記長手方向軸（２２）に垂直な平面（６８）において、前記第１の下部回転駆動部（７１）が前記第１の内側回転駆動部（６４）と整列され、前記第２の下部回転駆動部（７２）が前記第２の内側回転駆動部（６５）と整列される、ことを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項10】
前記第１の下部回転駆動部（７１）の前記第５の深さ（Ｔ５）と、前記第２の下部回転駆動部（７２）の前記第６の深さ（Ｔ６）とが同じである、ことを特徴とする請求項８又は９に記載のデバイス。
【請求項11】
前記第１の下部回転駆動部（７１）の前記第５の幅（Ｂ５）と、前記第２の下部回転駆動部（７２）の前記第６の幅（Ｂ６）とが同じである、ことを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１の前文に係る、ドリルからドリルビットにトルクを伝達するためのデバイス（装置）に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、ドリルからドリルビットにトルクを伝達するための公知のデバイスを開示している。トルクを伝達するためのデバイスは、ドリルとドリルビットとの間に配置され、ドリルのドリルモータが発生したトルクをドリルビットに伝達する。トルクを伝達するためのデバイスは、ドリルに永続的に接続された、又は解除可能な接続部を介してドリルに接続された工具継手と、ドリルビットに永続的に接続された、又は解除可能な接続部を介してドリルビットに接続されたシャンクとを備える。
【0003】
シャンクは、第１の外側円錐領域、溝領域、第２の外側円錐領域、及び円筒領域からスリーブ状に構成され、第１の外側円錐領域、溝領域、第２の外側円錐領域、及び円筒領域にわたって延びる第１の長手方向溝と、第２の外側円錐領域及び円筒領域にわたって延びる第２の長手方向溝とを備える。
【0004】
工具継手は、基体と、中間要素と、ロックデバイスとの３つの部分から構成される。ロックデバイスは、受入位置とロック位置との間で工具継手の長手方向軸に平行に調整可能であり、シャンクは、受入位置において工具継手に挿入可能であり、ロック位置において工具継手に接続される。中間要素は、第１の幅及び第１の深さを有する第１の内側回転駆動部と、第２の幅及び第２の深さを有する第２の内側回転駆動部とを有する内側駆動領域を備え、且つ第３の幅及び第３の深さを有する第１の外側回転駆動部を有する外側駆動領域を備え、環状に設計されている。基体は、内側円錐領域と、第１の外側回転駆動溝を有する回転駆動領域とを有し、スリーブ状の基体である。
【0005】
工具継手とシャンクとの接続状態では、中間要素の第１の内側回転駆動部がシャンクの第１の長手方向溝に係合し、中間要素の第２の内側回転駆動部がシャンクの第２の長手方向溝に係合し、中間要素の第１の外側回転駆動部が第１の外側回転駆動溝に係合する。ドリルのドリルモータが発生したトルクは、第１の内側回転駆動部及び第２の内側回転駆動部によってシャンクに伝達される。
【0006】
特許文献１から知られるトルクを伝達するためのデバイスには、工具継手及びシャンクが、最大約２．５ｋＷまでの出力を有するドリルでしか認められないという欠点がある。高い出力では表面圧力が極めて高くなり、そうすると、工具継手の内側回転駆動部及び外側回転駆動部を損傷する可能性がある。加えて、工具継手の寿命及びシャンクの寿命が短くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】欧州特許第１２１１００５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、特許文献１から知られるトルクを伝達するためのデバイスの工具継手及びシャンクを更に発展させて、新規デバイスが従来デバイスよりも高いトルクを伝達でき、新規シャンクは従来工具継手に接続でき、新規工具継手は従来シャンクに接続できないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的は、本発明により、独立請求項１に記載の特徴によって冒頭に述べたトルクを伝達するためのデバイスの場合に達成される。本発明の有利な態様については、従属クレームに明記されている。
【0010】
本発明によれば、下部回転駆動部が中間要素の基面に配置され、下部回転駆動溝が環状肩部に配置され、基体と中間要素との接続状態では、下部回転駆動部が下部回転駆動溝と相互作用することが提供される。環状肩部の回転駆動溝と相互作用する下部回転駆動部は、回転駆動領域の高さを増やすことなく基体と中間要素との間の接触面積を増加させ、表面圧力が同じのままである場合、したがって、より大きな力及びトルクの伝達を可能にする。接触面積が大きいほど、基体と中間要素との間の表面圧力は低くなり、或いは表面圧力が同じままである場合には、より大きな力及びトルクをより広い接触面積にわたって伝達することができる。
【0011】
好ましくは、下部回転駆動部は、工具継手の長手方向軸に垂直な平面において、内側回転駆動部と整列される。下部回転駆動部が内側回転駆動部と整列されるという事実に起因して、力及びトルクは、最短経路で工具継手からシャンクに伝達される。
【0012】
好ましくは、下部回転駆動部は、工具継手の長手方向軸に垂直な平面において、外側回転駆動部と整列される。下部回転駆動部が外側回転駆動部と整列されるという事実に起因して、力及びトルクは、最短経路で基体から中間要素に伝達される。
【0013】
好ましい態様では、中間要素の内側回転駆動部が、第１の幅及び第１の深さを有する第１の内側回転駆動部と、第２の幅及び第２の深さを有する第２の内側回転駆動部とを備え、シャンクの長手方向溝が、第１の長手方向溝と第２の長手方向溝とを備え、デバイスの接続状態では、第１の内側回転駆動部が第１の長手方向溝に係合し、第２の内側回転駆動部が第２の長手方向溝に係合する。
【0014】
好ましくは、第１の内側回転駆動部の第１の深さと、第２の内側回転駆動部の第２の深さとは同じであり、追加的に、シャンクの第２の長手方向溝が第１の外側円錐領域及び溝領域にわたって延びる。新規工具継手の場合、第２の内側回転駆動部の第２の深さが第１の内側回転駆動部の第１の深さと同じであるという事実に起因して、新規工具継手の場合の第２の内側回転駆動部は、従来工具継手の場合よりも大きな第２の深さを有する。第２の内側回転駆動部の第２の深さがより大きくなることにより、新規工具継手と新規シャンクとの間の接触面積が増え、ドリルからドリルビットに高いトルクを伝達することが可能になる。
【0015】
第２の内側回転駆動部の第２の深さがより大きくなることにより、より強力なドリルのために設計された新規工具継手が、最大約２．５ｋＷまでの出力のドリルにしか認められない従来シャンクに接続可能となることが防止され、したがってドリルの動作安全性が向上する。従来シャンクの第２の長手方向溝は、第２の外側円錐領域にのみわたって延び、新規シャンクの場合よりも深さが小さいため、新規工具継手の第２の内側回転駆動部は深すぎ、従来シャンクの第２の長手方向溝に挿入できない。
【0016】
新規シャンクの場合の第２の長手方向溝は、従来シャンクの場合よりも深さが大きいため、新規シャンクは従来工具継手に接続され得る。従来中間要素の第２の内側回転駆動部は、新規シャンクの第２の長手方向溝と係合する。新規シャンクは強力なドリルのために設計され、従来工具継手よりも大きな力及びトルクに認められるが、これは動作上必須ではない。許容最大値よりも小さい出力又はトルクでシャンクを動作させることは、シャンクの寿命に好影響を与え得る。
【0017】
特に好ましくは、第１の内側回転駆動部の第１の幅と、第２の内側回転駆動部の第２の幅とは同じである。第１の内側回転駆動部及び第２の内側回転駆動部の深さが同じであり、且つ幅が同じであることには、第１の長手方向溝に第１の内側回転駆動部を、又は第２の長手方向溝に第２の内側回転駆動部を割り当てる必要がないという利点がある。各内側回転駆動部は、任意の長手方向溝に挿入され得る。
【0018】
好ましい態様では、中間要素の外側回転駆動部が、第３の幅及び第３の深さを有する第１の外側回転駆動部と、第４の幅及び第４の深さを有する第２の外側回転駆動部とを備え、基体の環状カラーの外側回転駆動溝が、第１の外側回転駆動溝と第２の外側回転駆動溝とを備え、基体と中間要素との接続状態では、第１の外側回転駆動部が第１の外側回転駆動溝に係合し、第２の外側回転駆動部が第２の外側回転駆動溝に係合する。第２の外側回転駆動部は、基体と中間要素との間の接触面積を増加させ、これにより、より大きな力及びトルクの伝達を可能にする。接触面積が大きいほど、基体と中間要素との間の表面圧力は低くなり、或いは表面圧力が同じままである場合には、より大きな力及びトルクをより広い接触面積にわたって伝達することができる。
【0019】
好ましい態様では、下部回転駆動部が、第５の幅及び第５の深さを有する第１の下部回転駆動部と、第６の幅及び第６の深さを有する第２の下部回転駆動部とを備え、下部回転駆動溝が、第１の下部回転駆動溝と第２の下部回転駆動溝とを備え、基体と中間要素との接続状態では、第１の下部回転駆動部が第１の下部回転駆動溝と係合し、第２の下部回転駆動部が第２の下部回転駆動溝と係合する。このような第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部の形成及び中間要素の基面への第２の下部回転駆動部の配置には、回転駆動領域の高さを増やすことなく、基体と中間要素との間の接触面積を増加させ、加えて、中間要素にかかる荷重が他の領域に移動されるという利点がある。
【0020】
好ましくは、工具継手の長手方向軸に垂直な平面において、第１の下部回転駆動部は第１の内側回転駆動部と整列され、第２の下部回転駆動部は第２の内側回転駆動部と整列される。第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部が第１の内側回転駆動部及び第２の内側回転駆動部と整列されるという事実に起因して、力及びトルクは、最短経路で工具継手からシャンクに伝達される。
【0021】
特に好ましくは、第１の下部回転駆動部の第５の深さと、第２の下部回転駆動部の第６の深さとは同じである。第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部の深さが同じであることには、力又はトルクが、第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部を介して、基体から中間要素に均一に伝達されるという利点がある。
【0022】
特に好ましくは、第１の下部回転駆動部の第５の幅と、第２の下部回転駆動部の第６の幅とは同じである。第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部の深さが同じであり、且つ幅が同じであることには、力又はトルクが、第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部を介して、基体から中間要素に均一に伝達され得るという利点がある。加えて、第１の下部回転駆動溝に第１の下部回転駆動部を、又は第２の下部回転駆動溝に第２の下部回転駆動部を割り当てる必要がない。
【0023】
本発明の実施例を、図面を参照して以下に説明する。ここでは実施例を原寸に比例して示すことは必ずしも意図されておらず、むしろ、図面は、概略的に、及び／又は説明のために有用であればわずかに変形した形態で表されている。ここでは、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、実施例の形態及び詳細に関連する様々な修正及び変更を行うことができることを考慮に入れるべきである。本発明の一般的な概念は、以下に示され、説明される好ましい実施例の正確な形態又は詳細に限定されず、又は特許請求の範囲で請求される技術的範囲と比較して限定され得る技術的範囲に限定されない。所与の寸法範囲に対して、言及された制限内の値もまた制限値として開示されるものとし、所望に応じて使用及び請求され得るものとする。簡単にするために、以下では、同一若しくは類似の部品、又は同一若しくは類似の機能を有する部品に対して同一の参照符号を使用する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明による、ドリルに接続される工具継手と、ドリルビットに接続されるシャンクとから構成され、ドリルからドリルビットにトルクを伝達するためのデバイスを示す図である。
【図3A】本発明による、トルクを伝達するためのデバイスのシャンクを示す側面図である。
【図5A】工具継手の基体を示す側面図である。
【図5C】工具継手の基体を、工具継手の中間要素との境界部で示す平面図ある。
【図6A】工具継手の中間要素を示す側面図である。
【図6C】工具継手の中間要素を、基体との境界部で示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１は、本発明による、ドリル１１からドリルビット１２にトルクを伝達するためのデバイス１０を示している。デバイス１０は、ドリル１１とドリルビット１２との間に配置され、ドリル１１からドリルビット１２にトルクを伝達する。
【0026】
デバイス１０は、ドリル１１に接続される工具継手１３と、ドリルビット１２に接続されるシャンク１４とから構成される。デバイス１０は、第１の接続部１５を介してドリル１１に接続され、第２の接続部１６を介してドリルビット１２に接続される。デバイス１０の接続状態では、トルクは、以下の構成要素、すなわち、ドリル１１の駆動シャフト１７、工具継手１３、シャンク１４、及びドリルビット１２を介して伝達される。デバイス１０の接続状態は、工具継手１３とシャンク１４とが接続された状態として定義される。
【0027】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明によるデバイス１０の工具継手１３を備えたドリル１１（図２Ａ）と、シャンク１４を備えたドリルビット１２（図２Ｂ）とを示している。工具継手１３とシャンク１４とは、接続状態において、図１の本発明によるデバイス１０を形成する。
【0028】
工具継手１３は、実施例では解除可能な接続部として設計される第１の接続部１５を介してドリル１１に接続される。或いは、工具継手１３は、解除不能な第１の接続部１５を介してドリル１１に接続することができる。工具継手１３は摩耗する部品であるため、工具継手１３を別個の構成要素として設計し、解除可能な第１の接続部を介してドリル１１の駆動シャフト１７に接続することは理にかなっている。ドリル１１が認められた工具継手１３でのみ操作されることを確保するために、第１の接続部１５を特殊な工具でのみ操作され得るように設計することは理にかなっている。
【0029】
シャンク１４は、実施例では解除可能な接続部として設計される第２の接続部１６を介してドリルビット１２に接続される。この目的のためには、ドリルビット１２は、シャンク１４の外側ねじ山に接続される内側ねじ山を有する。解除可能な第２の接続部１６は、例えば、メートルＩＳＯねじ接続部又は他の解除可能な接続部として設計される。解除可能な第２の接続部１６の代わりに、シャンク１４は、ドリルビット１２に解除不能に接続することができる。この目的のためには、シャンク１４は、例えば溶接又は他の方法によって、ドリルビット１２に解除不能に接続され得る。
【0030】
駆動シャフト１７は、工具継手１３とドリル１１との接続状態では、工具継手１３の長手方向軸２２と一致する第１の回転軸２１を中心として回転可能であるように設計される。ドリルビット１２は、シャンク１４とドリルビット１２との接続状態では、シャンク１４の長手方向軸２４と一致する第２の回転軸２３を中心として動作の際に回転可能であるように設計される。区別するために、工具継手１３の長手方向軸２２を第１の長手方向軸２２と呼び、シャンク１４の長手方向軸２４を第２の長手方向軸２４と呼ぶ。ドリル１１とドリルビット１２との接続状態では、第１の長手方向軸２２と第２の長手方向軸２４とは、互いに同軸上に配置される。
【0031】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明による、デバイス１０の非接続状態における、トルクを伝達するためのデバイス１０のシャンク１４を、側面図（図３Ａ）及び図３ＡのＡ－Ａ断面に沿った縦断面図（図３Ｂ）で示している。シャンク１４は、第１の部分２６と第２の部分２７とから構成され、実施例では、第１の部分２６と第２の部分２７とは一体に形成され、中央貫通孔２８を有する。
【0032】
シャンク１４の第２の部分２７は、外側ねじ山２９を有して、ドリルビット１２の適合する内側ねじ山と共に第２のねじ接続部１６を形成する。シャンク１４の第１の部分２６は、５つの部分から構成され、前部領域３２と、第１の外側円錐領域３３と、溝領域３４と、第２の外側円錐領域３５と、円筒領域３６とを備える。第１の外側円錐領域３３及び第２の外側円錐領域３５は、ドリルビット１２の方向に拡大する第１の円錐外面又は第２の円錐外面を有する。円錐外面は、例えば旋盤加工によって製造される。第１の円錐外面及び第２の円錐外面を一度に製造することにより、高い製造精度を実現することができる。
【0033】
シャンク１４は、シャンク１４の第２の長手方向軸２４に平行に延び、第１の部分２６の外側に配置された第１の長手方向溝３７及び第２の長手方向溝３８を有する。第１の長手方向溝３７及び第２の長手方向溝３８は、同じに形成され、第１の外側円錐領域３３、溝領域３４、及び第２の外側円錐領域３５にわたって、また円筒領域３６にわたって延びる。第１の長手方向溝３７及び第２の長手方向溝３８は、シャンク１４の円周方向３９に一様に分布し、交互に配置され、各第１の長手方向溝３７が、２つの第２の長手方向溝３８の間に配置される。実施例では、シャンク１４は、３つの第１の長手方向溝３７と３つの第２の長手方向溝３８とを有する。
【0034】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明による、シャンク１４が工具継手１３に接続された接続状態における、トルクを伝達するためのデバイス１０を、側面図（図４Ａ）及び図４ＡのＡ－Ａ断面に沿った縦断面図（図４Ｂ）で示している。
【0035】
工具継手１３は、基体４１と、中間要素４２と、ロックデバイス４３とから構成される。中間要素４２は、工具継手１３とシャンク１４との間の境界部を形成し、トルクは中間要素４２からシャンク１４に伝達される。工具継手１３の接続状態は、基体４１、中間要素４２、及びロックデバイス４３が接続された状態として定義される。
【0036】
ロックデバイス４３は、基体４１に対して調整可能に設計され、ロックデバイス４３は、工具継手１３の第１の長手方向軸２２に平行に走る長手方向４４に変位可能であり、第１の長手方向軸２２を中心として回転可能である。ロックデバイス４３は、基本位置、受入位置、及びロック位置と呼ばれる複数の位置の間で調整可能である。工具継手１３にシャンク１４を中間嵌めで接続できるようにするために、ロックデバイス４３は、長手方向４４に基本位置から受入位置に移動される。受入位置では、シャンク１４は工具継手１３に挿入される。デバイス１０をロックするために、ロックデバイス４３は、ロック位置まで第１の長手方向軸２２を中心として回転される。この過程では、ロック要素４５がシャンク１４の溝領域３４に係合し、シャンク１４を工具継手１３にロックする。ロックデバイス４３の基本位置は任意選択であり、省略可能である。ロックデバイス４３の受入位置及びロック位置は必須である。
【0037】
【0038】
基体４１は、中央貫通孔４７を有するスリーブ状の基体であり、複数の部分から構成され、実施例では、複数の部分は一体で作られる。内側ねじ山に加え、基体４１は、シャンク１４と相互作用する内側円錐領域４８と、中間要素４２と相互作用する回転駆動領域４９とを備える。内側円錐領域４８は、ドリルの方向に拡大する円錐内面を有する。デバイス１０の接続状態では、基体４１の内側円錐領域４８とシャンク１４の第１の外側円錐領域３３及び第２の外側円錐領域３５とが、中間嵌め接続部を形成する。
【0039】
回転駆動領域４９は、環状カラー５１と環状肩部５２とから段差状に形成される。第１の外側回転駆動溝５３及び第２の外側回転駆動溝５４が、環状カラー５１に設けられ、上記溝が、工具継手１３の接続状態では、中間要素４２の第１の外側回転駆動部及び第２の外側回転駆動部と相互作用し、第１の下部回転駆動溝５５及び第２の下部回転駆動溝５６が、環状肩部５１に設けられ、上記溝が、デバイス１０の接続状態では、中間要素４２の第１の下部回転駆動部及び第２の下部回転駆動部と相互作用する。第１の外側回転駆動溝５３及び第２の外側回転駆動溝５４は、「外側回転駆動溝」という用語で総称され、第１の下部回転駆動溝５５及び第２の下部回転駆動溝５６は、「下部回転駆動溝」という用語で総称される。
【0040】
第１の外側回転駆動溝５４及び第２の外側回転駆動溝５５は、回転駆動領域４９の環状カラー５１において基体４１の円周方向５７に一様に分布し、交互に配置され、各第１の外側回転駆動溝５５が２つの第２の外側回転駆動溝５６の間に配置される。第１の下部回転駆動溝５６及び第２の下部回転駆動溝５７は、環状肩部５２において基体４１の円周方向５７に一様に分布し、交互に配置され、各第１の下部回転駆動溝５５が、２つの第２の下部回転駆動溝５６の間に配置される。
【0041】
実施例では、環状カラー５１は、３つの第１の外側回転駆動溝５３及び３つの第２の外側回転駆動溝５４を有し、環状肩部５２は、３つの第１の下部回転駆動溝５５及び３つの第２の下部回転駆動溝５６を有する。
【0042】
図６Ａ～図６Ｃは、工具継手１３の中間要素４２を、側面図（図６Ａ）、図６ＡのＡ－Ａ断面に沿った縦断面図（図６Ｂ）、及び基体４１との境界部の平面図（図６Ｃ）で示している。デバイス１０の接続状態では、中間要素４２は、基体４１とシャンク１４との間に配置され、トルクは、基体４１から中間要素４２を介してシャンク１４に伝達される。
【0043】
中間要素４２は、基面６１と、内側面６２と、外側面６３とを有し、環状に設計された中間要素である。内側面６２は内側駆動領域を形成し、外側面６３は外側駆動領域を形成する。内側面６２において、中間要素４２は、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５を有し、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５は、デバイス１０の接続状態では、シャンク１４の第１の長手方向溝３７及び第２の長手方向溝３８に係合する。外側面６３において、中間要素４２は、第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７を有し、第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７は、工具継手１３の接続状態では、基体４１の環状カラー５１上の第１の外側回転駆動溝５３及び第２の外側回転駆動溝５４に係合する。
【0044】
第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５は、「内側回転駆動部」という用語で総称される。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に垂直に、第１の内側回転駆動部６４は、第１の幅Ｂ１及び第１の深さＴ１を有し、第２の内側回転駆動部６５は、第２の幅Ｂ２及び第２の深さＴ２を有する。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に平行に、第１の内側回転駆動部６４は、第１の高さＨ１にわたって延び、第２の内側回転駆動部６５は、第２の高さＨ２にわたって延びる。中間要素４２とシャンク１４との間の表面圧力をできるだけ小さく設定するために、第１の高さＨ１及び第２の高さＨ２はできるだけ大きくされる。
【0045】
第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７は、「外側回転駆動部」という用語で総称される。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に垂直に、第１の外側回転駆動部６６は、第３の幅Ｂ３及び第３の深さＴ３を有し、第２の外側回転駆動部６７は、第４の幅Ｂ４及び第４の深さＴ４を有する。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に平行に、第１の外側回転駆動部６６は、第３の高さＨ３を有し、第２の外側回転駆動部６７は、第４の高さＨ４を有する。基体４１と中間要素４２との間の表面圧力をできるだけ小さく設定するために、第３の高さＨ３及び第４の高さＨ４はできるだけ大きくされる。
【0046】
第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７は、工具継手１３の第１の長手方向軸２２に垂直な平面６８において、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５とそれぞれ整列される。この配置には、力が基体４１からシャンク１４に直接伝達されるという利点がある。デバイス１０の接続状態では、力は、中間要素４２の外側面６３上の第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７上に流れる。力は、中間要素４２を介して、中間要素４２の内側面６２上の第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５に伝達され、第１の内側回転駆動部６４が、第１の長手方向溝３７に力を伝達し、第２の内側回転駆動部６５が、第２の長手方向溝３８に力を伝達する。
【0047】
内側回転駆動部６４、６５及び外側回転駆動部６６、６７に加えて、中間要素４２は、第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２を有し、第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２は、中間要素４２の基面６１に配置され、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５にそれぞれ合流する。第１の下部回転駆動部７１は第１の内側回転駆動部６４に合流し、第２の下部回転駆動部７２は第２の内側回転駆動部６５に合流する。
【0048】
第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２は、「下部回転駆動部」という用語で総称される。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に垂直に、第１の下部回転駆動部７１は、第５の幅Ｂ５及び第５の深さＴ５を有し、第２の下部回転駆動部７２は、第６の幅Ｂ６及び第６の深さＴ６を有する。工具継手１３の第１の長手方向軸２２に平行に、第１の下部回転駆動部７１は、第５の高さＨ５を有し、第２の下部回転駆動部７２は、第６の高さＨ６を有する。基体４１と中間要素４２との間の表面圧力をできるだけ小さく設定するために、第５の高さＨ５及び第６の高さＨ６はできるだけ大きくされる。
【0049】
実施例において示す中間要素４２は、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５として、第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７として、並びに第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２として設計されたすべての回転駆動部を有する。第２の外側回転駆動部６７は、任意選択である。基体４１と中間要素４２との間の接触面積は、第２の外側回転駆動部６７によって増加する。
【0050】
新規工具継手１３は、下部回転駆動部７１、７２及び下部回転駆動溝５５、５６を有する点で従来工具継手と異なる。このような第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２の形成及び中間要素４２の基面６１への第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２の配置には、回転駆動領域４９の高さを増やすことなく、基体４１と中間要素４２との間の接触面積が大きくなるという利点がある。加えて、中間要素４２にかかる荷重が他の領域に移動される。第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７から第１の内側回転駆動部６４又は第２の内側回転駆動部６５に力を伝達する際に生じる力の流れは、工具継手１３の第１の長手方向軸２２に垂直な平面６８において主に走り、第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２から第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５にそれぞれ力を伝達する際に生じる力の流れは、工具継手１３の第１の長手方向軸２２に主に平行に走る。中間要素４２にかかる荷重がより良好に分散され、それにより、中間要素４２の長寿命化につながる。
【0051】
デバイス１０の実施例では、第１の下部回転駆動部７１の第５の深さＴ５は、第２の下部回転駆動部７２の第６の深さＴ６と同じである。第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２の深さが同じである（Ｔ５＝Ｔ６）ことには、力又はトルクが、第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２を介して、基体４１から中間要素４２に均一に伝達されるという利点がある。加えて、デバイス１０の実施例では、第１の下部回転駆動部７１の第５の幅Ｂ５は、第２の下部回転駆動部７２の第６の幅Ｂ６と同じである。第１の下部回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２の深さが同じであり（Ｔ５＝Ｔ６）、且つ幅が同じである（Ｂ５＝Ｂ６）ことには、力又はトルクが、第１の回転駆動部７１及び第２の下部回転駆動部７２を介して、基体４１から中間要素４２に均一に伝達され得るという利点があり、加えて、第１の下部回転駆動溝５５に第１の下部回転駆動部７１を、又は第２の下部回転駆動溝５６に第２の下部回転駆動部７２を割り当てる必要がないという利点がある。
【0052】
実施例において示す新規工具継手１３では、第１の内側回転駆動部６４の第１の深さＴ１は、第２の内側回転駆動部６５の第２の深さＴ２と同じである。従来工具継手では、第２の内側回転駆動部の第２の深さは、第１の内側回転駆動部の第１の深さよりも小さい。第２の内側回転駆動部の第２の深さがより大きくなることにより、新規工具継手と新規シャンクとの間の接触面積が増え、ドリルからドリルビットにより大きい力及びトルクを伝達することが可能になる。また、第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５の深さが同じ（Ｔ１＝Ｔ２）であることには、シャンク１４の第２の長手方向軸２４に垂直な平面における第２の長手方向溝３８の寸法が、第２の内側回転駆動部６５と組み合わされるには小さすぎるため、新規工具継手を従来シャンクと組み合わせることはできないという利点がある。
【0053】
デバイス１０の実施例では、第１の内側回転駆動部６４の第１の幅Ｂ１は、第２の内側回転駆動部６５の第２の幅Ｂ２と同じである。従来工具継手では、第２の内側回転駆動部の第２の幅は、新規工具継手よりも小さい。第１の内側回転駆動部６４及び第２の内側回転駆動部６５の深さが同じであり（Ｔ１＝Ｔ２）、且つ幅が同じである（Ｂ１＝Ｂ２）ことには、第１の長手方向溝３７に第１の内側回転駆動部６４を、又は第２の長手方向溝３８に第２の内側回転駆動部６５を割り当てる必要がないという利点がある。
【0054】
実施例に示す新規工具継手１３は、新規工具継手１３が第２の外側回転駆動部６７及び第２の外側回転駆動溝５４を有する点で従来工具継手とは異なる。デバイス１０の接続状態では、第２の外側回転駆動部６７は、基体４１の第２の外側回転駆動溝５４に係合する。第２の外側回転駆動部６７及び回転駆動溝５４は、基体４１と中間要素４２との間の接触面積を増加させ、これにより、より大きな力及びトルクの伝達を可能にする。接触面積が大きいほど、基体４１と中間要素４２との間の表面圧力は低くなり、或いは表面圧力が同じままである場合には、より大きな力及びトルクとより広い接触面積にわたって伝達することができる。
【0055】
デバイス１０の実施例では、第１の外側回転駆動部６６の第３の深さＴ３は、第２の外側回転駆動部６７の第４の深さＴ４と同じである。第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７の深さが同じである（Ｔ３＝Ｔ４）ことには、力又はトルクが、第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７を介して、基体４１から中間要素４２に均一に伝達されるという利点がある。加えて、デバイス１０の実施例では、第１の外側回転駆動部６６の第３の幅と第２の外側回転駆動部６７の第４の幅とは、同じである。第１の外側回転駆動部６６及び第２の外側回転駆動部６７の深さが同じであり（Ｔ３＝Ｔ４）、且つ幅が同じである（Ｂ３＝Ｂ４）ことには、第１の外側回転駆動溝５３に第１の外側回転駆動部６６を、又は第２の外側回転駆動溝５４に第２の外側回転駆動部６７を割り当てる必要がないという利点がある。各外側回転駆動部は、任意の外側回転駆動溝に挿入され得る。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】