JP7340920B2 - テーパードリルビット及び自動工程 - Google Patents

Description

本開示は、概してテーパードリルビットに関し、具体的にはテーパードリルビットのフルートへと延びる削孔流体用の導管が付いたテーパードリルビットに関する。

テーパー付きファスナは、多くの航空機及び航空宇宙の用途で用いられている特別に設計されたファスナであり、標準のファスナよりも強度がより大きい。テーパー付きファスナは、テーパー付きボルトのシャンクを変形させることなく、テーパー孔を完全に塞ぐように設計されている。ナットは、孔のテーパー壁に対する力によって部品に圧力をかけ、部品同士が押し付けられるのにつれて、径方向の圧迫と軸方向の圧迫を作り出す。これらの力の組み合わせによって、標準のファスナよりも大きな力が生成される。テーパー付きファスナが持っているこれらの利点及び他の利点にもかかわらず、テーパー付きファスナを受容するためのテーパー孔を削孔するのは、困難かつ時間がかかる工程である。

本出願の主題は、現在の最先端技術に応じて、詳細には、現在利用可能な技法によってまだ完全には解決されていない、従来型のテーパードリルビットに関する問題と短所に応じて、開発されてきた。したがって、本願の主題は、上記の先行技術による技法の欠点の少なくとも一部を克服するためのシステム、装置、及び方法の実施形態を提供するために、開発されてきたものである。例えば、一実施形態によると、テーパー孔を形成するためのテーパードリルビットが開示されており、このテーパードリルビットによって、自動工程を用いて高強度材料内に種々の深さでテーパー孔をリーミングするのが容易になる。

本明細書では、テーパー孔を形成するためのテーパードリルビットが開示される。近位端及び遠位端を有するテーパードリルビットは、テーパードリルビットの遠位端から少なくとも部分的に近位端に向けて延びるシャンクと、このシャンクに連結された本体とを含む。本体はテーパー部を含んでおり、シャンクからテーパードリルビットの近位端へと延びている。テーパードリルビットは、近位端から本体の一部に沿って延びる、少なくとも１つのフルートをさらに含む。テーパードリルビットは、遠位端にある入口開口から出口開口へと延びる、導管もまた含む。出口開口は、少なくとも１つのフルートを貫通して形成されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１を特徴付けるものである。

テーパードリルビットは、複数のフルート及び複数の出口開口をさらに含む。この段落中の上記の主題は本開示の実施例２を特徴付けており、実施例２は、上記の実施例１にかかる主題もまた含んでいる。

複数のフルートの各フルートは、複数の出口開口のうちの対応する出口開口を含む。この段落中の上記の主題は本開示の実施例３を特徴付けており、実施例３は、上記の実施例２にかかる主題もまた含んでいる。

少なくとも１つのフルートは、１つよりも多い出口開口を含む。この段落中の上記の主題は本開示の実施例４を特徴付けており、実施例４は、上記の実施例２または３にかかる主題もまた含んでいる。

導管は、１つよりも多い副導管に分岐している主導管を備えており、各副導管は、複数のフルートのうちの対応するフルートへと延びている。この段落中の上記の主題は本開示の実施例５を特徴付けており、実施例５は、上記の実施例２から４のいずれか１つにかかる主題もまた含んでいる。

導管は、テーパードリルビットの中心軸に沿って延びており、中心軸からフルートにある角度を持って延びている。この段落中の上記の主題は本開示の実施例６を特徴付けており、実施例６は、上記の実施例２から５のいずれか１つにかかる主題もまた含んでいる。

出口開口のそれぞれは、テーパードリルビットの長さに沿って、異なる軸方向位置に配置されている。この段落中の上記の主題は本開示の実施例７を特徴付けており、実施例７は、上記の実施例２から６のいずれか１つにかかる主題もまた含んでいる。

出口開口は、テーパードリルビットの中心軸に最も近いフルートの溝形状上の地点に配置されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例８を特徴付けるものであり、実施例８は、上記の実施例１から７のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

出口開口は、近位端から測定してフルート長さの半分を上回る位置で、且つ近位端から測定してフルート長さの４分の３を下回る位置に、配置されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例９を特徴付けるものであり、実施例９は、上記の実施例１から８のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

テーパードリルビットは、カウンタシンクは備えていない。複数の離隔配置されたパッチのそれぞれ１つは、複数のパイロメータのうちのそれぞれ１つの真下に設置されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１０を特徴付けるものであり、実施例１０は、上記の実施例１から９のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

出口開口は、少なくとも１つのフルートの、近位端から測定してフルート長さに沿ったほぼ中点に配置されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１１を特徴付けるものであり、実施例１１は、上記の実施例１から１０のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

本明細書には、テーパー孔をリーミングするための自動システムもまた開示されている。システムは、削孔機械、切削流体を分注するように構成された切削流体分注システム、及びテーパードリルビットを含む。近位端及び遠位端を有するテーパードリルビットは、テーパードリルビットの遠位端から少なくとも部分的に近位端に向けて延びるシャンクと、このシャンクに連結された本体とを含む。本体はテーパー部を含んでおり、シャンクからテーパードリルビットの近位端へと延びている。テーパードリルビットは、近位端から本体の一部に沿って延びる、少なくとも１つのフルートをさらに含む。テーパードリルビットは、遠位端の入口開口から出口開口へと延びる、導管もまた含む。出口開口は、少なくとも１つのフルートを貫通して形成されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１２を特徴付けるものである。

テーパードリルビットは、スタックアップ内に、第１のテーパー孔を第１の深さまでリーミングし、第２のテーパー孔を第２の深さまでリーミングするように構成されている。この段落中の上記の主題は本開示の実施例１３を特徴付けており、実施例１３は、上記の実施例１２にかかる主題もまた含んでいる。

切削流体分注システムは、入口開口においてテーパードリルビットに連結されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１４を特徴付けるものであり、実施例１４は、上記の実施例１２または１３による主題もまた含んでいる。

本明細書には、複数のテーパー孔をリーミングする方法も開示されている。方法は、スタックアップ内に、第１のテーパー孔を第１の削孔深さまで削孔することを含む。方法は、削孔中に、入口開口と出口開口との間に形成された導管を通って、切削流体を分注することであって、出口開口はテーパードリルビットの少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することもまた含む。方法は、テーパードリルビットを用いて、スタックアップ内に、第２のテーパー孔を第２の削孔深さまで削孔することをさらに含む。方法は、削孔中に、導管内に形成された出口開口から切削流体を分注することをさらに含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１５を特徴付けるものである。

スタックアップは、チタニウムを含む。この段落中の上記の主題は本開示の実施例１６を特徴付けており、実施例１６は、上記の実施例１５にかかる主題もまた含んでいる。

方法は、複数の出口開口に切削流体を分注することであって、各出口開口が異なるフルート上に配置されている、切削流体を分注することをさらに含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１７を特徴付けるものであり、実施例１７は、上記の実施例１５または１６による主題もまた含んでいる。

方法は、複数の出口開口に切削流体を分注することであって、１つよりも多い出口開口が少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することをさらに含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１８を特徴付けるものであり、実施例１８は、上記の実施例１５から１７のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

方法は、同一のテーパードリルビットで孔を種々の削孔深さまで自動的に削孔するように、削孔機械をプログラムすることをさらに含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１９を特徴付けるものであり、実施例１９は、上記の実施例１５から１８のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

方法は、カウンタシンクを用いずに削孔することをさらに含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例２０を特徴付けるものであり、実施例２０は、上記の実施例１５から１９のいずれか１つによる主題もまた含んでいる。

記載されている、本開示の主題の特徴、構造、利点、及び／または特性は、１つ以上の実施形態及び／または実装形態において、任意の適切な態様で組み合わされてよい。以下の記載では、本開示の主題の実施形態が十分に理解されるように、多数の具体的な詳細事項が提示される。本開示の主題が、特定の実施形態または実装形態の具体的な特徴、詳細事項、構成要素、材料、及び／または方法のうちの１つ以上がなくても実践され得ることは、当業者に理解されるであろう。他の事例では、全ての実施形態または実装形態で存在している訳ではないさらなる特徴及び利点が、ある種の実施形態及び／または実装形態において認識されてよい。さらに、ある事例においては、本開示の主題の態様を不明瞭にすることを避けるため、周知の構造、材料、または工程は、図示されていないか、または詳細に記載されていない。本開示の主題の特徴及び利点は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲によって、より完全に明らかにされるか、または、以下に明記する主題を実施することによって、理解され得る。

本主題の利点がより容易に理解され得るように、上記で概説した本主題のより詳細な説明が、添付の図面に示す具体的な実施形態を参照することによって提供される。これらの図面が、本主題の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するとみなされるべきではないことを理解しつつ、以下の図面を使用することによって、本主題についてさらに具体的かつ詳細に、記載し説明する。

本開示の１つ以上の実施形態による、テーパードリルビットの側面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、テーパードリルビットの側面図であり、内部の導管が破線で示されている。 本開示の１つ以上の実施形態による、テーパードリルビットの側面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、テーパードリルビットの背面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、単一のフルート内に複数の出口開口がある、テーパードリルビットの側面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、テーパードリルビットの正面断面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、スタックアップをリーミングしているテーパードリルビットの側面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、スタックアップをリーミングしているテーパードリルビットの側面図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、テーパー孔をリーミングするための自動システムのブロック図である。 本開示の１つ以上の実施形態による、複数のテーパー孔をリーミングする方法の概略フロー図である。

この明細書全体を通じて言及されている「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ／ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、または類似の文言は、この実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。この明細書全体を通じて出現する「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ／ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、及び類似の文言は、全て同一の実施形態を指していてよいが、必ずしもそうでなくともよい。同様に、「実装形態」という語の使用は、本開示の１つ以上の実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造、または特性を有する一実装形態を意味しているが、そうではないことを表す相互の関係が明示されていない限り、一実装形態は、１つ以上の実施形態に関連付けられていてよい。

図１及び図２を参照すると、テーパードリルビット１００の一実施形態が示されている。テーパードリルビット１００は、航空機の部品といった材料内に、テーパー孔を削孔するのに使用される。以下でより詳細に記載されるように、テーパードリルビット１００は、切削流体または冷却液をテーパードリルビット１００のフルートに向かわせる、導管を含む。

テーパードリルビット１００は、材料を除去してテーパー孔を作製するように設計された切削ツールである。ある実施形態によると、テーパードリルビット１００は、１つの材料から作成された（例えばワンピースの、切れ目のない、一体成型の構造を形成している）中実のドリルビットである。ある実施形態では、テーパードリルビット１００は、１つの材料から作成された本体と、所定の位置にロウ付けまたは別様に接合された別の材料から作成された、切削リップまたはテーパードリルビット１００の他の特徴部を含む。さらなる別の実施形態では、テーパードリルビット１００は、所定の位置に機械的に保持されている、切削リップまたは他の特徴部を含む。

テーパードリルビット１００は、シャフト状の形状を有しており、第１の端部即ち近位端１０２から第２の端部即ち遠位端１０４へと延びている。テーパードリルビット１００は、遠位端１０４に、ドリルまたは削孔装置によって把持されるように構成された、シャンク１０８を含む。例示されている実施形態では、シャンク１０８は円筒形状である。シャンク１０８は、テーパードリルビット１００の本体１２６の直径よりも大きい直径で示されているが、本体１２６の直径と同じか、またはそれよりも小さい直径を有していてもよい。シャンク１０８は、平滑かつ円形として示されているが、ある実装形態では、動力伝導用の平坦部、舌部、溝、隆起ビード、またはねじ山を含んでいてもよい。さらに、シャンク１０８は、テーパー付きであるか、または非円筒形状であってもよい。

テーパードリルビット１００は、近位端１０２に、高強度材料内に切り込むように構成された、先端部１０６を含む。先端部１０６は、テーパードリルビット１００の残りの部分と一体成形的に形成されていてよいか、または先端部１０６上に固定またはロウ付けされた硬質材料の小片を含んでいてよい。先端部１０６は、チゼルエッジと切削リップを含む。

テーパードリルビット１００は、シャンク１０８から近位端１０２へと延びる本体１２６を含む。本体１２６は、ほぼ一定の直径を含む第１の部分とテーパー部１１４を含み、テーパー部１１４は、第１のリーマー直径１１６から先端部１０６における第２のリーマー直径１１８へと、テーパー部１１４の長さに沿ってテーパーが付いている。テーパー部１１４のテーパー、即ちテーパー部１１４の長さにわたる直径の変化は、ほぼ一定である。

本体１２６は、本体１２６内に切り込まれた（または形成された）複数のフルート１２２を含む。フルート１２２は、先端部１０６から少なくとも部分的にシャンク１０８に向けて、本体１２６の一部に沿って渦状になっている、螺旋状の溝である。フルート１２２は、螺旋状として示されているが、ある実施形態では直線状であってよい。フルート１２２は、本体１２６に沿って、フルート長さ１１２にわたって延びている。テーパードリルビット１００の実施形態は、限定しないが、１、２、３、またはそれよりも多数のフルート１２２を含む、異なる数のフルート１２２を含んでいてよい。テーパードリルビット１００は、フルート１２２間に、山部（ｌａｎｄ）１２７を含んでいる。山部は、第１のリーマー直径１１６から先端部１０６の第２のリーマー直径１１８へとテーパーが付いている、本体１２６の末梢部である。

テーパードリルビット１００は、山部１２７の前縁において、切れ刃１２８を含んでいる。従来型の円筒状ドリルビットの場合には、切れ刃は先端部に配置されており、切削は全て、ドリルビットの先端において行われる。しかし、テーパードリルビットの場合は円筒状ドリルビットとは異なっており、テーパードリルビット１００は、テーパー部１１４の長さに沿って切削またはリーミングを行い、切れ刃１２８は、フルート１２２の長さに沿って延びている。各フルート１２２に対して、近隣を走る切れ刃１２８が存在している。

テーパードリルビット１００は、遠位端１０４における入口開口１３５から出口開口１４２へと延びる、導管１４０（例えば図２を参照）を含んでいる。導管１４０は、主に中心軸１１０に沿って走っており、テーパードリルビット１００の長さの一部に沿って延びている。導管１４０は、エルボー部において中心軸１１０からある角度で延びており、フルート１２２上の出口開口１４２まで延びている。導管１４０は、切れ刃１２８及びテーパードリルビット１００を切削中に冷却するため、切削流体（即ち油、冷却液、または潤滑剤など）を切れ刃１２８に分注するように構成されている。切削流体を送達することによって、テーパードリルビット１００の切削能力が増強され、テーパードリルビット１００の寿命が延ばされる。

出口開口１４２は、フルート１２２の長さに沿った様々な位置に配置されていてよい。示されている実施形態では、出口開口１４２は、フルート１２２のフルート長さ１１２に沿ったほぼ中点に配置されている。「ほぼ」とは、フルート長さ１１２の中点から５％以内の任意の位置を含む。ある実施形態では、出口開口１４２は、近位端１０２から測定してフルート長さ１１２の半分を上回る位置で、且つ近位端１０２から測定してフルート長１１２さの４分の３を下回る位置に配置されている。ある実施形態では、出口開口１４２は、近位端１０２から測定してフルート長さ１１２の半分を下回る位置に配置されている（例えば、より先端１０６近くに配置されている、図７の出口開口１４２を参照）。

ここで図３を参照すると、複数の出口開口が付いたテーパードリルビット１００が示されている。テーパードリルビット１００は、図１及び図２に関連して示されているのと同様の、内部導管を含む。導管１４０は、面取りされた表面１４６が遠位端１０４にある入口開口１３５から、複数の出口開口１４２まで、延びている。導管１４０は、主に中心軸１１０に沿って走っており、テーパードリルビット１００の長さの一部に沿って、主導管１４１に沿って延びている。ある実施形態では、導管１４０は、主導管１４１及び少なくとも１つの副導管１４３を含む。示されている実施形態では、主導管１４１は、分岐合流部１４５において、２つの副導管１４３に分岐している。副導管１４３は、中心軸１１０からある角度で延びており、各副導管１４３は、各フルート１２２上の各出口開口１４２まで延びている。

示されている実施形態は、２つの出口開口１４２を含む。ある実施形態は、２つよりも多い出口開口１４２を含んでいてよい。ある実施形態では、複数のフルート１２２の各フルート１２２が、出口開口１４２を含む。即ち、ある実施形態では、導管１４０は、１つよりも多い副導管１４３に分岐している主導管１４１を含んでおり、各副導管１４３は、複数のフルート１２２のうちの対応するフルート１２２へと延びている。

複数の出口開口１４２の位置は、テーパードリルビット１００の長さに沿って、同じ位置であってよい。即ち、主導管１４１は単一の分岐合流点１４５において全ての副導管１４３へと分岐していてよく、各副導管１４３は、中心軸１１０から対応する出口開口１４２へと、同じ角度で延びていてよい。ある実施形態では、複数の出口開口１４２はそれぞれ、テーパードリルビット１００の長さに沿って、異なる軸方向位置に配置されていてよい。例えば、第１の出口開口１４２は、近位端１０２から測定してフルート長さ１１２の４分の３の位置に配置されていてよく、一方で第２の出口開口１４２は、近位端１０２から測定してフルート長さ１１２の半分の位置に配置されていてよい。

ここで図４を参照すると、テーパードリルビット１００の背面図が示されている。図示されている実施形態は、シャンク１０８及び導管１４０を示している。導管１４０は、入口開口１３５からスタートして、テーパードリルビット１００の中心軸１１０に沿って延びている。

ここで図５を参照すると、単一のフルート１２２内に複数の出口開口１４２が付いた、テーパードリルビット１００の側面図が示されている。示されている実施形態では、複数の副導管１４３は、同一のフルート１２２の、テーパードリルビット１００の長さに沿った異なる位置へと、延びていてよい。上記のように、テーパードリルビット１００は、テーパー部１１４全体に沿って切削を行う。それによって、テーパー部１１４全体に沿って、摩擦と熱が増大する。テーパー部１１４全体に沿って熱が生成されるのにつれて、複数の副導管１４３が、テーパードリルビット１００の長さに沿ってより効率的に切削流体を供給してよい。従来型のドリルビットでは、切削流体は、ドリルビットの外側を伝って冷却液を流すか、または削孔に先立って冷却液を塗布することによって、ドリルビットの先端において供給される。図５に示されている実施形態では、切削流体は、切れ刃１２８により近い位置に分注されてよく、それによって、切れ刃１２８の長さに沿った切削流体のより効率的な分配が可能になるであろう。

ここで図６を参照すると、テーパードリルビット１００の平面１４９（図５）における正面断面図が示されている。示されている実施形態は、４つのフルート１２２と、フルート１２２間にある４つの山部１２７とを含む。示されている実施形態は、テーパードリルビット１００の中心軸１１０に沿って走る、主導管１４１をさらに図示している。主導管１４１は、４つの副導管１４３へと分岐している。各副導管１４３は、主導管１４１から各出口開口１４２へと延びている。テーパードリルビット１００は４つのフルート１２２を含んでいるため、各副導管１４３は、別々のフルート１２２へと延びている。示されている実施形態は、フルートの溝形状１２３もまた図示している。溝形状１２３は、フルート１２２によって作成された溝の形状である。溝形状１２３の例が図６に図示されているが、溝形状１２３は、複数の異なる形状及び構成を呈していてよい。

示されている実施形態では、出口開口１４２は、溝形状１２３の谷部内の最低地点に配置されている。言い換えれば、出口開口１４２はそれぞれ、テーパードリルビット１００の中心軸１１０に最も近いフルート１２２の溝形状１２３上の地点に、配置されている。こうした構成によって、第２の導管１４３を可能な限り短くすることが可能になっている。他の実施形態では、出口開口１４２は、溝形状１２３の後縁傾斜（ｔｒａｉｌｉｎｇ ｓｌｏｐｅ）上の切れ刃１２８のより近くを含む、溝形状１２３上の他の地点に配置されていてよい。他の実施形態では、出口開口１４２は、溝形状１２３の前縁傾斜（ｌｅａｄｉｎｇ ｓｌｏｐｅ）上に配置されていてよい。

ここで図７を参照すると、スタックアップ３００内にテーパー孔をリーミングしている、テーパードリルビット１００が示されている。スタックアップ３００は、チタニウム３０２及びアルミニウム３０４を含む、複数の材料層を含む。チタニウムは、切削が難しい高強度材料である。チタニウム内部に切り込むことによって、大量の熱が生成され得る。この熱によって、切削ツールが損傷され、脆化が生じる可能性がある。本書に記載されているテーパードリルビット１００の実施形態によって、チタニウム内部にテーパー孔を切削することが可能になる。テーパー孔は、アルミニウムといったより柔らかい材料内に切削する方が容易である。しかし、フルート１２２における切削流体の分注を可能にする導管１４０を含むテーパードリルビット１００によって、切れ刃１２８のより効率的な冷却と、チタニウムといった高強度材料内へのテーパー孔のより迅速な切削とが可能になる。加えて、ドリルビットを製造に供する年数が長くなり、それによって単一のテーパードリルビット１００でより多数のテーパー孔をリーミングすることが可能になる。図示されているスタックアップ３００はチタニウム３０２及びアルミニウム３０４を含んでいるが、他のスタックアップ３００は、チタニウム３０２のみ、他の硬質金属、もしくはアルミニウムといった他の軟質金属、またはこれらの組み合わせを含んでいてよい。

再び図７を参照すると、スタックアップ３００内にテーパー孔がリーミングされている。テーパー孔が切削されているときに、切削流体が、入口開口１３５から主導管１４１を通って複数の出口開口１４２へと、供給される。出口開口１４２がフルート１２２の長さに沿って存在していることで、テーパードリルビット１００をより長くして、より長いテーパー孔を削孔することができる。テーパードリルビット１００がより長いことで、単一のテーパードリルビット１００によって複数の深さを切削することができる。従来型のドリルビットでは、ドリルビットは、テーパー孔を種々の深さにリーミングするように構成されていない。従来型のドリルビットにおいて深さを制御する一方法は、従来型ドリルビット上のカウンタシンクを通じてである。カウンタシンクは、ドリルビットが特定の深さを超えてリーミングすることを制限する。それによって、テーパー孔を単一の深さまでリーミングするのにドリルビットを使用することが、可能になる。本明細書に記載の実施形態は、テーパードリルビット１００上のカウンタシンクを含んでいない。

したがって、図７に図示されているスタックアップ３００と図８に図示されているスタックアップとにテーパー孔をリーミングするのに、同一のテーパードリルビット１００が使用されてよい。どちらのテーパー孔に対しても、同一のドリルビット１００が使用される。スタックアップ３００内に多数のテーパー孔をリーミングするときには、単一のテーパードリルビット１００を利用可能であることによって、機械加工の時間を劇的に削減することが可能になる。なぜなら、異なるサイズのテーパー孔をリーミングするときに、テーパードリルビット１００を取り外して入れ替える必要がないからである。時間と費用の節約によって、生産時間の削減が可能になり、さらには必要なドリルビットの数の削減も可能になる。

ここで図９を参照すると、テーパー孔をリーミングするための自動システム４００のブロック図が示されている。自動システム４００は、種々のサイズのテーパー孔をリーミングするための時間と機械加工費用とを、さらに削減するように構成されている。自動システム４００は、テーパードリルビット１００を含む。自動システム４００のテーパードリルビット１００は、残りの特徴に関連して本明細書に記載されている特徴のうちの一部または全部を含んでいてよい。自動システム４００は、テーパードリルビット１００を通ってテーパードリルビット１００上の出口開口１４２へと切削流体４０２を分注するように構成された、切削流体分注システム４０８をさらに含む。自動システム４００は、シャンク１０８においてテーパードリルビット１００を把持し、テーパードリルビット１００を高回転速度で回転するように構成された、削孔機械４０４をさらに含む。

自動システム４００は、削孔用コンピュータシステム４０６をさらに含む。削孔用コンピュータシステム４０６は、限定しないが、プロセッサ、メモリ、コンピュータハードウェア及びソフトウェア、並びにモジュールといった、本明細書に記載のシステム４００の構成要素の制御を可能にするため、図示されていない様々な構成要素を含んでいてよい。ある実施形態では、削孔用コンピュータシステム４０６は、テーパードリルビット１００を通る切削流体４０２の流れを調節するように構成されている。削孔用コンピュータシステム４０６は、複数のテーパー孔に対するテーパードリルビット１００の切削深さを制御するように、さらに構成されていてよい。

ある実施形態では、削孔用コンピュータシステム４０６は、図７及び図８に示すスタックアップ３００といったスタックアップ内に削孔されるべき複数のテーパー孔を、削孔深さに対応した２つ以上の群の大きさに分類するように構成されている。削孔用コンピュータシステム４０６は、各テーパー孔を、関連づけられた群の大きさに対応する深さまで削孔するようにプログラムされている。削孔用コンピュータシステム４０６があることで、複数のテーパー孔を異なる深さまでリーミングするのに、同じテーパードリルビット１００が使用され得る。

ここで図１０を参照すると、複数のテーパー孔をリーミングする方法５００の一実施形態が示されている。方法５００は、５０２において、スタックアップ内に第１のテーパー孔を第１の削孔深さまで削孔することと、５０４において、削孔中に、入口開口と出口開口との間に形成された導管を通って、切削流体を分注することであって、出口開口はテーパードリルビットの少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することを含む。方法５００は、５０６において、テーパードリルビットを用いて、スタックアップ内に、第２のテーパー孔を第２の削孔深さまで削孔することをさらに含む。方法５００は、５０８において、導管内に形成された出口開口から切削流体を分注することを含む。方法は、ここで終了する。

ある実施形態では、方法は、スタックアップ内に削孔されるべき複数のテーパー孔を、削孔深さに対応した２つ以上の群の大きさに分類するように構成されている。ある実施形態では、方法は、各テーパー孔を、関連づけられた群の大きさに対応する深さまで削孔するように、削孔機械をプログラムすることを含んでいてよい。

ある実施形態では、スタックアップはチタニウムを含む。ある実施形態では、スタックアップはチタニウムとアルミニウムの組み合わせを含む。ある実施形態では、スタックアップはチタニウムと他の高強度材料の組み合わせを含む。

ある実施形態では、方法は、複数の出口開口に切削流体を分注することであって、各出口開口が異なるフルート上に配置されている、切削流体を分注することをさらに含む。ある実施形態では、方法は、複数の出口開口に切削流体を分注することであって、１つよりも多い出口開口が少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することをさらに含む。

ある実施形態では、方法は、同一のテーパードリルビットで孔を種々の削孔深さまで自動的に削孔するように、削孔機械をプログラムすることをさらに含む。ある実施形態では、方法は、第１のテーパー孔及び第２のテーパー孔の削孔中に、カウンタシンクを用いずに削孔することをさらに含む。

方法は、図示された順番で記載されているが、複数の順序付けられた組み合わせのうちのいずれによって進行してもよい。

上記の説明において、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「上方（ｏｖｅｒ）」、「下方（ｕｎｄｅｒ）」などといった、特定の語が使用されていることがある。これらの語は、相互関係について触れている場合、必要に応じて、説明に何らかの明確性をもたらすために使用されている。しかし、これらの語が、絶対的な関係性、位置、及び／または配向を含意することは意図されていない。例えば、ある対象物に関して、この対象物の上下を逆にするだけのことで、「上側」表面が「下側」表面になり得る。それでも、これは依然として同じ対象物である。さらに、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という語、及びこれらの変化形は、別様に明記されていない限り、「～を含むが、それらに限定されるわけではない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味している。列挙されているアイテムは、別様に明記されていない限り、これらのアイテムのいずれかまたは全てが相互排他的及び／または相互包括的であることを含意しない。「１つの（ａ／ａｎ）」、及び「その／この（ｔｈｅ）」という語は、別様に明記されていない限り、「１つ以上の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」という意味を表わす。さらに、「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という語は、「少なくとも２つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｔｗｏ）」のことであると定義され得る。

加えて、この明細書において、１つの要素が別の要素に「連結されている（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という事例は、直接的及び間接的な連結を含んでいることができる。直接連結とは、１つの要素が別の要素に連結されること、及び、別の要素と何らかの接触をしていることであると、定義され得る。間接連結とは、２つの要素間の連結であって、互いに直接的に接触してはいないが、連結された要素同士の間に１つ以上のさらなる要素を有する連結のことであると、定義され得る。さらに、本書で使用される場合、１つの要素を別の要素に固定することは、直接的に固定することと、間接的に固定することとを含むことができる。加えて、本書で使用される場合、「隣接（ａｄｊａｃｅｎｔ）」は必ずしも接触を意味するものではない。例えば、１つの要素は、別の要素に接触することなしに、その要素に隣接していることができる。

本明細書において、アイテムのリストと共に使用される「～のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」という表現は、列挙されたアイテムのうちの１つ以上による種々の組み合わせが使用可能であることと、リスト中のアイテムのうちの１つだけが必要とされ得ることを、意味している。アイテムとは、特定の対象物、物品、またはカテゴリのことであり得る。言い換えると、「～のうちの少なくとも１つ」は、リストの中から、アイテムの任意の組み合わせ、または任意の数のアイテムが使用され得るが、リストの中のアイテムの全てが必要とされるわけではないことを意味している。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」とは、例えば、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、または「アイテムＢとアイテムＣ」を意味し得る。ある場合には、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、限定しないが例として、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、または他の適切な組み合わせを意味し得る。

別様の指定がない限り、「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」などの用語は、本明細書では単に符号として使用されており、これらの語が指しているアイテムに対して、順序的、位置的、または序列的な要件を課すことを意図するものではない。さらに、例えば「第２」のアイテムに言及することによって、例えば「第１」の、またはより小さい数がふられたアイテム、及び／または、例えば「第３」の、またはより大きな数がふられたアイテムの存在が、必要とされることも、排除されることもない。

本明細書で使用される場合、特定の機能を実施する「よう構成／設定された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、さらなる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。言い換えると、特定の機能を実施する「よう構成／設定された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ／または設計されている。本明細書で使用されている「ように構成された」という表現は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアがさらなる改変なしで特定の機能を実行することを可能にする、それらのシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアの、既存の特性を意味している。本開示の目的に関しては、特定の機能を実施する「ように構成／設定され」ていると記載されているシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、さらにまたは代わりに、その機能を実施する「ように適合している（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、及び／または、実施する「ように動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」と記載されていてもよい。

本書に含まれる概略フロー図は、概して、論理フロー図として記載されている。そのため、図示されている順序及び符号が付されているステップは、提示されている方法の一実施形態を表すものとなっている。図示されている方法の１つ以上のステップまたはステップの一部と、機能、論理、または効果の点で均等である、他のステップ及び方法も想起されてよい。加えて、用いられている形式及びシンボルは、方法の論理ステップを説明するために提示されているものであり、方法の範囲を限定するものではないことは、理解される。フロー図には様々な種類の矢印及び線が用いられ得るが、これらが対応する方法の範囲を限定するものではないことは、理解される。実際、いくつかの矢印またはその他の結合子は、本方法の論理フローのみを示すために使用されていてよい。例えば、矢印は、図示されている方法の列挙されたステップ間の、不特定の長さの待機時間またはモニタリング時間を示していてよい。加えて、特定の方法が発生する順序は、図示されている対応するステップの順序に厳密に従うことも、従わないこともある。

さらに、本開示は下記の条項による実施形態を含む。

条項１．テーパー孔を形成するためのテーパードリルビットであって、近位端及び遠位端を有し、
テーパードリルビットの遠位端から少なくとも部分的に近位端に向かって延びるシャンクと、
シャンクに連結された本体であって、テーパー部を含み、シャンクからテーパードリルビットの近位端へと延びる本体と、
近位端から本体の一部に沿って延びる、少なくとも１つのフルートと、
遠位端の入口開口から出口開口へと延びる導管であって、出口開口は、少なくとも１つのフルートを貫通して形成されている、導管と
を備える、テーパードリルビット。

条項２．複数のフルートと、
複数の出口開口と
をさらに備える、条項１に記載のテーパードリルビット。

条項３．複数の出口開口のうちのそれぞれが、複数のフルートのうちのそれぞれの上に配置されている、条項２に記載のテーパードリルビット。

条項４．少なくとも１つのフルートが、１つよりも多い出口開口を備える、条項２に記載のテーパードリルビット。

条項５．導管が、１つよりも多い副導管に分岐している主導管を備えており、各副導管は、複数のフルートのうちの対応するフルートへと延びている、条項２に記載のテーパードリルビット。

条項６．導管が、テーパードリルビットの中心軸に沿って延びており、中心軸からフルートにある角度を持って延びている、条項２に記載のテーパードリルビット。

条項７．出口開口のそれぞれが、テーパードリルビットの長さに沿って、異なる軸方向位置に配置されている、条項２に記載のテーパードリルビット。

条項８．出口開口が、テーパードリルビットの中心軸に最も近いフルートの溝形状上の地点に配置されている、条項１に記載のテーパードリルビット。

条項９．出口開口が、近位端から測定してフルート長さの半分を上回る位置で、且つ近位端から測定してフルート長さの４分の３を下回る位置に配置されている、条項１に記載のテーパードリルビット。

条項１０．テーパードリルビットがカウンタシンクを備えていない、条項１に記載のテーパードリルビット。

条項１１．出口開口が、少なくとも１つのフルートの、近位端から測定してフルート長さに沿ったほぼ中点に配置されている、条項１に記載のテーパードリルビット。

条項１２．テーパー孔をリーミングするための自動システムであって、
削孔機械、並びに
近位端及び遠位端を有するテーパードリルビットであって、
テーパードリルビットの遠位端から少なくとも部分的に近位端に向かって延びるシャンクと、
シャンクに連結された本体であって、テーパー部を含み、シャンクからテーパードリルビットの近位端へと延びる本体と、
近位端から本体の一部に沿って延びる、少なくとも１つのフルートと、
遠位端の入口開口から出口開口へと延びる導管であって、出口開口は、少なくとも１つのフルートを貫通して形成されている、導管と、
導管内に切削流体を分注するように構成された切削流体分注システムとを備える、テーパードリルビット
を備える、自動システム。

条項１３．テーパードリルビットが、スタックアップ内に、第１のテーパー孔を第１の深さまでリーミングし、第２のテーパー孔を第２の深さまでリーミングするように構成されている、条項１２に記載のシステム。

条項１４．切削流体分注システムが、入口開口においてテーパードリルビットに連結されている、条項１２に記載のシステム。

条項１５．複数のテーパー孔をリーミングする方法であって、
スタックアップ内に第１のテーパー孔を第１の削孔深さまで削孔することと、
削孔中に、入口開口と出口開口の間に形成された導管を通って切削流体を分注することであって、出口開口はテーパードリルビットの少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することと、
テーパードリルビットで、スタックアップ内に第２のテーパー孔を第２の削孔深さまで削孔することと、
削孔中に、導管内に形成された出口開口から切削流体を分注することと、を含む方法。

条項１６．スタックアップがチタニウムを含む、条項１５に記載の方法。

条項１７．複数の出口開口に切削流体を分注することをさらに含み、各出口開口が異なるフルート上に配置されている、条項１５に記載の方法。

条項１８．複数の出口開口に切削流体を分注することであって、１つよりも多い出口開口が少なくとも１つのフルート上に配置されている、切削流体を分注することをさらに含む、条項１５に記載の方法。

条項１９．同一のテーパードリルビットで孔を種々の削孔深さまで自動的に削孔するように、削孔機械をプログラムすることをさらに含む、条項１５に記載の方法。

条項２０．カウンタシンクを用いずに削孔することをさらに含む、条項１５に記載の方法。

本主題は、その主旨や本質的な特性から逸脱することなしに、他の具体的な形態で実施され得る。記載の実施形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的なものではないとみなすべきである。特許請求の範囲の目的及び均等範囲に含まれるあらゆる変更は、特許請求の範囲に包含されるものとする。

Claims (4)

1. テーパー孔を形成するためのテーパードリルビット（１００）であって、近位端（１０２）及び遠位端（１０４）を有し、
   前記テーパードリルビット（１００）の前記遠位端（１０４）から少なくとも部分的に前記近位端（１０２）に向かって延びるシャンク（１０８）と、
   前記シャンク（１０８）に連結された本体（１２６）であって、テーパー部（１１４）を含み、前記シャンク（１０８）から前記テーパードリルビット（１００）の前記近位端（１０２）へと延びる本体（１２６）と、
   前記近位端（１０２）から前記本体（１２６）の一部に沿って延びる、少なくとも１つのフルート（１２２）と、
   前記遠位端（１０４）の入口開口（１３５）から出口開口（１４２）へと延びる導管（１４０）であって、前記出口開口（１４２）は、前記少なくとも１つのフルート（１２２）を貫通して形成されている、導管（１４０）と
   を備え、前記テーパードリルビット（１００）が、
   複数のフルート（１２２）と、
   複数の出口開口（１４２）であって、前記複数の出口開口（１４２）のそれぞれが前記複数のフルート（１２２）のうちのそれぞれ１つの上に配置されている複数の出口開口（１４２）
   をさらに備え、
   前記導管（１４０）が、１つよりも多い副導管（１４３）に分岐している主導管（１４１）を含んでおり、各副導管（１４３）は、前記複数のフルート（１２２）のうちの対応するフルート（１２２）へと延びており、
   前記主導管（１４１）が、前記テーパードリルビット（１００）の中心軸（１１０）に沿って延びており、前記複数の出口開口（１４２）の位置が、前記テーパードリルビット（１００）の長さに沿って同じ位置にあり、前記主導管（１４１）は、単一の分岐合流点（１４５）において全ての前記副導管（１４３）に分岐し、各副導管（１４３）は、前記中心軸（１１０）から対応する前記出口開口（１４２）へ同じ角度で延びており、
   各出口開口（１４２）が、前記テーパードリルビット（１００）の中心軸（１１０）に最も近い前記フルート（１２２）の溝形状上の地点に配置されている、
   テーパードリルビット（１００）。
2. 各出口開口（１４２）が、前記近位端（１０２）から測定してフルート（１２２）長さの半分を上回る位置で、且つ前記近位端（１０２）から測定して前記フルート（１２２）長さの４分の３を下回る位置に配置されている、請求項１に記載のテーパードリルビット（１００）。
3. 複数のテーパー孔をリーミングする方法であって、
   スタックアップ内に第１のテーパー孔を第１の削孔深さまで削孔することと、
   削孔中に、入口開口（１３５）と出口開口（１４２）の間に形成された導管（１４０）を通って切削流体を分注することであって、前記出口開口（１４２）はテーパードリルビット（１００）の少なくとも１つのフルート（１２２）上に配置されている、切削流体を分注することと、
   前記テーパードリルビット（１００）で、前記スタックアップ内に第２のテーパー孔を第２の深さまで削孔することと、
   削孔中に、前記導管（１４０）内に形成された前記出口開口（１４２）から切削流体を分注することと、を含み、前記方法が、
   複数の出口開口（１４２）に切削流体を分注することをさらに含み、各出口開口（１４２）は、異なるフルート（１２２）上に位置し、前記導管（１４０）が１つよりも多い副導管（１４３）に分岐している主導管（１４１）を含み、各副導管（１４３）は、複数のフルート（１２２）のうちの対応するフルート（１２２）へと延びており、前記主導管（１４１）が、前記テーパードリルビット（１００）の中心軸（１１０）に沿って延びており、前記複数の出口開口（１４２）の位置が、前記テーパードリルビット（１００）の長さに沿って同じ位置にあり、前記主導管（１４１）は、単一の分岐合流点（１４５）において全ての前記副導管（１４３）に分岐し、各副導管（１４３）は、前記中心軸（１１０）から対応する前記出口開口（１４２）へ同じ角度で延びており、
   各出口開口（１４２）が、前記テーパードリルビット（１００）の中心軸（１１０）に最も近い前記フルート（１２２）の溝形状上の地点に配置されている、
   方法。
4. 前記スタックアップがチタニウムを含む、請求項３に記載の方法。

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