KR20170129739A - 전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템 - Google Patents

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Abstract

전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템. 해당 구동 시스템은 전형적 비트-리세스 반작용(구동) 토크 값에서 표면 접촉 패턴 또는 영역을 최대화하여 비트-리세스 표면 접촉 응력, 코팅 손상, 리세스 리임 및 조기 비트 피로 파괴를 최소화하는 경향이 있다. 본 발명의 일 실시예의 목적은 전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예의 목적은 전형적 비트-리세스 반작용(구동) 토크 값에서 표면 접촉 패턴 또는 영역을 최대화하여 비트-리세스 표면 접촉 응력, 코팅 손상, 리세스 리임 및 조기 비트 피로 파괴를 최소화하는 경향이 있는 구동 시스템을 제공하는 것이다.

Description

전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템
관련 출원(우선권 주장)
본 출원은 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합되어 있는 2015년 3월 19일자로 출원된 미국 가출원 제62/135,390호의 혜택을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 구동 시스템, 예컨대, 비트 및 체결구를 포함하는 구동 시스템과 체결구 내에 리세스를 형성하기 위한 펀치에 관한 것이다.
통상적 체결구 구동 시스템 디자인 또는 기하형상은 구동 공구(즉, 비트)와 체결구 구동 특징부(즉, 리세스) 사이에 다양한 표면 접촉 패턴을 초래한다. 예로서, 일부 구동 시스템 기하형상은 "점" 접촉 표면 패턴을 초래하고, 이는 비트가 오목부와 초기 접촉하도록 회전될 때(반작용 토크가 거의 영임), 하나의 점(또는 리세스 주변의 복수의 점)에서 리세스와 접촉한다는 것을 의미한다.
다른 구동 시스템 기하형상은 "선" 접촉 표면 패턴을 초래하며, 이는 비트가 초기 접촉하도록 회전될 때, 복수의 선에서 리세스와 접촉한다는 것을 의미한다. 체결구의 리세스의 내측에 비트를 배치하기 위해, 비트와 리세스 사이에 소정 종류의 간극이 존재하여야 한다. 비트가 회전될 때, 비트와 리세스 사이의 간극은 리세스의 측벽과의 선 접촉이 존재하게 될 때까지 좁아진다. 점 및 선 접촉 시스템 모두는 구동 시스템 전반에 높은 응력을 생성하고, 또한, 비트 파괴를 추가할 수 있다.
또 다른 구동 시스템 기하형상은 비트의 단부로부터 리세스의 상단까지 "면" 접촉 표면 패턴을 초래한다. 일반적으로, "면" 접촉 표면 패턴은 "선" 접촉 표면 패턴보다 유익하며, "선" 접촉 표면 패턴은 "점" 접촉 표면 패턴보다 유익하다.
그러나, "면" 접촉 표면 패턴에 관하여서도, 비트-리세스 반작용 토크(즉, 구동 토크)가 증가함에 따라, 구동 비트 기하형상은 탄성적으로 왜곡(즉, 비틀림 및 압축)되며, 리세스 기하형상도 왜곡(즉, 압축)되어 비트-리세스 접촉 표면 패턴이 비트의 단부로부터 리세스의 상단을 향해 변화 및 이동하게 한다. 반작용 토크가 증가함에 따라, 표면 접촉 패턴 영역은 감소하는 경향이 있고, 따라서, 추가로 비트-리세스 접촉 응력을 증가시킨다. 리세스의 상단에서의 증가된 접촉 응력은 체결구 마감부(즉, 코팅)를 손상시킬 수 있고, 리세스 파괴(리임-아웃(ream-out))를 초래할 수 있다. 비트 상의 증가된 접촉 응력(및 비틀림)은 조기 마모, 리세스 파괴 및 피로 파괴를 유발할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 목적은 전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예의 목적은 전형적 비트-리세스 반작용(구동) 토크 값에서 표면 접촉 패턴 또는 영역을 최대화하여 비트-리세스 표면 접촉 응력, 코팅 손상, 리세스 리임 및 조기 비트 피로 파괴를 최소화하는 경향이 있는 구동 시스템을 제공하는 것이다.
간단히, 본 발명의 실시예는 체결구를 포함하는 구동 시스템을 제공하고, 체결구는 하나 이상의 아크(arc)로 형성되는 다각형 인벌류트로 형성되거나 단일 아크 구성인 구동 표면을 포함한다. 구동 표면을 형성하는 아크에 관하여, 바람직하게는 각각의 아크가 일정한 반경을 갖는다(즉, 원의 세그먼트이다).
본 발명의 다른 실시예는 하나 이상의 아크로 형성된 다각형 인벌류트로 형성되거나 단일 아크 구성인 구동 표면을 포함하는 비트를 제공한다. 구동 표면을 형성하는 아크에 관하여, 바람직하게는 각각의 아크가 일정한 반경을 갖는다(즉, 원의 세그먼트이다).
본 발명의 다른 실시예는 하나 이상의 아크로 형성된 다각형 인벌류트로 형성되거나 단일 아크 구성인 표면을 포함하는 펀치를 제공한다. 표면을 형성하는 아크에 관하여, 바람직하게는 각각의 아크가 일정한 반경을 갖는다(즉, 원의 세그먼트이다).
본 발명의 동작 및 구조의 조직 및 방식은 그 추가적 목적 및 장점과 함께, 유사 참조 번호가 유사 요소를 나타내는 첨부 도면과 연계하여 이루어지는 이하의 설명을 참조로 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리세스(또는 펀치)를 예시한다.
도 2는 도 1에 도시된 리세스에 대응하는 비트의 단면도이다.
도 3은 도 1의 리세스에 삽입된 도 2의 비트를 도시한다.
도 4는 도 3과 유사하지만, 리세스의 구동 벽과 전체 표면 접촉하도록 비트가 회전된 이후의 비트와 리세스를 도시한다.
도 5는 전체 표면 접촉을 명확하게 도시하는 확대도이다.
도 6은 비트가 회전되기 이전의 비트와 리세스 사이의 간극을 도시하는 확대도이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 리세스의 부분을 도시하지만, 또한, 그 일부 치수를 나타낸다.
도 9 및 도 10은 도 2에 도시된 비트의 부분을 도시하지만, 또한, 그 일부 치수를 나타낸다.
도 11 내지 도 13은 도 1에 도시된 리세스에 관한 도면을 제공한다.
도 14 내지 도 21은 대안 실시예에 관한 도면을 제공한다.
도 22는 실시예들을 비교하는 도면이다.
도 23 내지 도 27은 리세스의 로브 사이에 제공되는 연장하는 벽들의 다양한 형태를 예시한다.
본 발명은 상이한 형태의 실시예가 가능할 수 있지만, 본 개시 내용이 본 발명의 원리의 예시로 고려되고, 본 발명을 예시된 것에 한정할 의도가 없다는 이해와 함께 특정 실시예가 도면에 도시되고 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 복수의 실시예가 본 명세서에 개시되어 있다. 각각의 실시예는 전체 표면 구동 접촉을 갖는 구동 시스템을 제공한다. 구체적으로, 각각의 실시예는 체결구를 포함하고, 체결구는 다각형 인벌류트로 형성되거나 단일 아크 구성으로서 제공되는 구동 표면을 포함하는 리세스를 포함한다.
용어 "인벌류트"에 관하여, 인벌류트는 초기에 기초 원 상에서의 점의 궤적이고, 이는 접선방향 접촉점에 대한 원의 접선을 따른 그 직선 거리가 초기 점으로부터 순간 접점까지 원의 아크를 따른 거리와 동일하도록 이동한다. 대안적으로, 인벌류트는 직선이 미끄럼 없이 원의 원주 둘레에서 구를 때 직선 상의 점의 궤적이다. 인벌류트는 스트링 또는 면사(cotton)가 그 원통형 릴로부터 풀려질 때 예로서 스트링 또는 면사 단편의 단부가 그려내는 경로로서 가장 잘 시각화된다.
인벌류트 프로파일을 생성하기 위해, 예로서, 실린더로부터 스트링을 풀어냄으로써 선이 그려질 수 있다. 실린더는 기초 원이라 지칭될 수 있다. 이러한 풀림 동안 임의의 지점에서, 생성 라인(즉, 스트링)은 실린더와 접선이며, 인벌류트 곡선에 대해 법선이다. 두 개의 인벌류트 프로파일이 서로 접촉하는 경우, 생성 라인은 양 실린더에 대해 접선이며, 종종 압력 라인(pressure line)이라 지칭된다.
수학적으로, 인벌류트 곡선은 다음의 방정식으로부터 얻어진다:
Figure pct00001
여기서, R = 인벌류트 상의 임의의 점에 대한 반경; θ = 인벌류트의 시작으로부터 반경(R)까지의 각도; 그리고, β = 스트링이 그를 통해 풀려져야 하는 각도이다.
생성 라인 길이가
Figure pct00002
와 같고, 또한, 기초 원의 원주의 길이가 각도 β에 대응하면, 다음과 같다.
Figure pct00003
또는
Figure pct00004
그리고, 치환을 통해, 다음과 같아진다.
Figure pct00005
이는 극 좌표(R, θ)에서 인벌류트 곡선의 플로팅을 가능하게 한다.
이 각도를 압력 각도(φ)의 함수로서 다음의 형태로 기재하는 것이 일반적이다.
Figure pct00006
Inv(φ)가 인벌류트 함수인 경우, 그 값은 상이한 기어에 대하여 다수의 서적에 나타나 있다. 이는 그후 아래의 방정식을 사용하여 서로 다른 반경에서의 치형부 두께(T1)의 결정 같은 다수의 계산에서 사용될 수 있다.
Figure pct00007
Figure pct00008
본 발명을 포함하는 체결구, 비트, 펀치 등은 실제 제조 공정 및 재료 조건에서, 현미경으로 보면 완벽한 다각형 인벌류트는 아닌 구동 표면을 가질 수 있음을 주목하여야 한다.
도 1은 리세스(10), 예컨대, 체결구(11) 또는 다른 구조의 리세스를 예시하며(도 1은 또한 펀치(10)의 단부 표면 프로파일을 예시할 수 있음), 리세스(10)는 본 발명의 양호한 실시예에 따른다. 구체적으로, 리세스(10)는 다각형 인벌류트로 형성되는 구동 표면(14)을 각각 갖는 복수의 로브(12)를 제공하도록 구성된다. 양호한 실시예에서, 각각의 구동 표면은 두 개의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되고, 각각의 아크는 서로 다른 반경을 가지지만, 각각의 아크는 일정한 반경을 갖는다(즉, 각각의 아크는 원의 세그먼트이다). 각각의 로브(12) 사이에는 홈(16)이 있고, 이 홈은 인접하는 로브(12) 사이에서 연장하는 벽(18)을 제공한다. 이들 벽(18) 및 이들이 취할 수 있는 상이한 형상은 더 상세히 후술될 것이다.
도 2는 비트(20) 같은 대응하는 외부 구동부의 단면도를 제공하며, 비트(20)는 도 1에 도시된 리세스(10)와 연계하여 제공되고, 비트(20)는 본 발명의 양호한 실시예에 따른다. 구체적으로, 비트(20)의 외부 표면의 프로파일은 도 1에 도시된 리세스(10)의 프로파일에 대응하며, 그래서, 비트(20)는 리세스(10)에 삽입될 수 있고, 내부에 리세스(10)가 형성된 체결구를 구동하기 위해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
비트(20)는 리세스(10)에 대응한다. 이 때문에, 비트(20)는 복수의 로브(21)를 포함하고, 각각의 로브(21)는 다각형 인벌류트로 형성되는 구동 표면 또는 구동 벽(24)을 포함한다. 더 구체적으로, 바람직하게, 구동 표면(24)은 두 개의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되고, 각각의 아크는 일정한 반경을 갖는다(즉, 원의 세그먼트이다). 바람직하게, 홈(21) 사이의 벽(23) 각각은 더 완전히 후술될 바와 같이, 평탄형, 오목 원형, 볼록 정점형 또는 오목 정점형 중 적어도 하나이다.
비트(20)가 리세스(10) 내에 최초 삽입될 때, 비트(20) 및 리세스(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 보여질 수 있고, 비트(20)의 구동 벽(24)과 리세스(10)의 구동 벽(14) 사이에 간극(21)이 존재한다. 비트(20)가 그후 시계방향으로 회전되는 것을 가정하면, 비트(20) 및 리세스(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 나타날 수 있고, 비트(20)의 선행 벽(26)은 리세스(10)의 대응 구동 벽(14)과 결합하고, 비트(20)의 후행 벽(28)은 리세스(10)의 대응 구동 벽(14)으로부터 이격되어 간극(22)을 제공한다.
비트(20)의 선행 벽(26)과 리세스(10)의 대응 구동 벽(14) 사이의 전체 표면 접촉은 도 5에서 가장 잘 볼 수 있으며, 도 5는 리세스(10)의 구동 벽(14) 중 하나와 비트(20)의 선행 벽(26) 중 하나 사이의 인터페이스의 확대도를 제공한다. 전체 표면 접촉은 점(30)으로부터 점(32)까지 연장한다. 다른 한편, 비트(20)가 회전되기 이전의 비트(20)의 선행 벽(26)과 리세스(10)의 대응 구동 벽(14) 사이의 간극(21)은 도 6에서 가장 잘 볼 수 있고, 도 6은 비트(20)의 선행 벽(26)과 리세스(10)의 대응 구동 벽(14) 중 하나의 확대도를 제공한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 그러나, 점(30, 32) 사이의 표면 접촉을 위해, 비트(20)와 리세스(10) 사이의 간극(22)은 일정하고, 바람직하게 비트(20)가 회전하는 동안 일정하게 유지된다.
본 명세서에 다른 구성이 개시되어 있지만, 도 1 및 도 2에 도시된 2개의 아크 다각형 인벌류트 구성이 바람직하다. 이 구성에서, 블렌드 반경(blend radius)(즉, 아크 각각 사이의 섹션)은 워시 아웃(wash away)되지 않는다. 추가적으로, 비트와 리세스 사이에 미소한 간극(22)이 제공된다. 바람직하게는 각각의 아크가 서로 다른 반경을 가지지만, 각각의 아크는 바람직하게는 일정한 반경을 갖는다(즉, 각각의 아크는 원의 세그먼트이다). 도 1에 도시된 A 및 B 치수는 직경이다. 이들 치수를 갖는 것은 이 특징의 측정을 돕고, A 치수에서 더 많은 로브 폭을 제공하며, 헤딩 공구(heading tool)의 칩핑 기회를 감소시키고, 로브에서 비트 영역을 증가시킨다.
도 7은 도 1에 도시된 리세스의 부분을 도시하고, 일부 치수를 나타낸다. 도 8은 리세스의 구동 벽 중 단 하나를 도시하며, 두 개의 아크 각각의 반경(R1, R2)을 포함하는, 일부 다른 치수를 나타낸다. 도시된 바와 같이, R1은 R2와 같지 않지만, R1 및 R2 중 각각의 하나는 일정하다. 치수 각각의 실제 값에 관하여, 하나의 특정 실시예는 예로서 다음(모든 값은 인치 단위)을 제공할 수 있다: R1=0.0198752778, R2=0.0397505556, A=0.155, B=0.1206, Fa=0.0086, Fb=0.0360759556, Ea=0.0086, Eb=0.0360759556, P=0.0689, S=0.0689, Ra=0.007 및 Rb=0.005. Gr 및 G에 관하여, Gr은 17.9021442092 도일 수 있고, G(REF)는 18.9716157232 도일 수 있다. 이는 본 발명의 단 하나의 실시예이고, 여전히 본 발명의 범주 내에 머무르면서 많은 다른 크기, 형상 등이 전체적으로 가능하다.
도 9 및 도 10은 도 7 및 도 8과 유사하지만, 도 2에 도시된 비트(20)에 관련한다. 도시된 바와 같이, 비트는 리세스에 대응하는 형상을 갖는다. 도 11 내지 도 13은 2개 아크 구성에 관한 복수의 도면을 제공하고, 자체적으로 명료하다.
도 14 내지 도 16은 대안 실시예에 관한 복수의 도면을 제공하고, 역시 자체적으로 명료하다. 구체적으로, 도 14 내지 도 16은 하나의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되는 것으로서 리세스의 구동 벽 각각이 제공되는 구성을 도시하며, 상기 아크는 일정한 반경을 갖는다(즉, 이는 원의 세그먼트이다).
도 17 내지 도 19는 또 다른 실시예에 관한 복수의 도면을 제공하며, 자체적으로 명료하다. 구체적으로, 도 17 내지 도 19는 3개 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되는 것으로서 리세스의 구동 벽 각각이 제공되는 구성을 도시하며, 각각의 아크는 서로 다른 반경을 갖지만, 각각의 아크는 일정한 반경을 갖는다(즉, 각각의 아크는 원의 세그먼트이다).
도 20 내지 도 21은 또 다른 실시예에 관한 복수의 도면을 제공하며, 자체적으로 명료하다. 구체적으로, 도 20 및 도 21은 각각이 단일 아크 구성으로 이루어지는 것으로서 리세스의 구동 벽 각각이 제공되는 구성을 도시하며, 아크의 반경은 일정하다(즉, 아크는 원의 세그먼트이다).
도 22는 상이한 실시예들을 비교하는 도면이다. 참조 번호 200은 원형 인벌류트 - 높이 정확도를 나타내고, 참조 번호 202는 다각형 인벌류트 - 1 아크를 나타내고, 참조 번호 204는 다각형 인벌류트 - 2 아크를 나타내고, 참조 번호 206은 다각형 인벌류트 - 3 아크를 나타내고, 참조 번호 208은 1개 아크 구성(수직 아크)을 나타낸다.
도 1 및 도 2는 로브(12) 사이의 벽(18)이 평탄한 것으로서 제공되는 구성을 예시한다. 이는 좌측에 리세스(10)와 우측에 비트(20)를 도시하는 도 23에 매우 양호하게 도시되어 있다. 벽(18)이 총체적으로 육각형 형상을 형성하는 구성을 제공하기 때문에 이는 벽(18)에 관한 양호한 구성이며, 따라서, 육각 공구(hex tool)가 리세스 내에 삽입될 수 있고, (도 23의 우측에 도시된 대응 비트에 추가로) 체결구를 구동하기 위해 사용될 수 있다.
도 24 내지 도 27 각각은 대안 실시예를 도시하고, 각각의 경우에, 리세스는 우측에 도시되어 있고, 대응 비트(유사한 형상)는 우측에 도시되어 있다. 도 24에 도시된 실시예에서, 홈 사이의 벽(18) 각각은 반원형(즉, 볼록 원형)이고, 참조 번호(40)를 갖는 원을 나타낸다.
도 25에 도시된 실시예에서, 로브(14) 사이의 벽(18) 각각은 오목 원형이다. 도 26에 도시된 실시예에서, 로브(14) 사이의 벽(18) 각각은 볼록 정점형이다. 도 27에 도시된 실시예에서, 로브(14) 사이의 각각의 벽(18)은 오목 정점형이다.
본 명세서에 설명된 리세스 중 어떠한 것의 깊이도 구체적으로 도시 또는 설명되지 않지만, 리세스 중 임의의 것의 깊이는 구동 시스템의 원하는 특성과 용례에 따라서 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 예로서, 깊이는 평탄형(예로서, 리세스 저부에서의 깊이가 평탄할 수 있음), 원추형, 구형 저부 구비 등일 수 있다. 예로서, 깊이는 구동 벽 각각이 리세스 내로의 하향 진행에 관하여 반원통형이도록 이루어질 수 있다.
본 명세서에 개시된 리세스 중 임의의 것과 결합하도록 제공되는 비트에 관하여, 바람직하게 비트는 미소하게 나선형인 것으로서 제공된다(즉, 미리-비틀려짐). 이러한 방식의 면 접촉 패턴 리세스 기하형상의 사용은 대응하는 미소하게 나선형인 비트 기하형상과 조합된다.
결과적으로, 거의 0의 반작용 토크에서, 비트의 단부가 먼저 리세스와 접촉하고, 토크가 증가함에 따라, 비트-리세스 표면 접촉 패턴 영역이 확장되고, 비트의 단부로부터 리세스의 상단까지 연장한다.
본 발명의 실시예를 체결구의 헤드에 리세스 형태로 구현되는 것으로서 설명하였지만, 실시예는 설명된 리세스와 일관적인 외부 프로파일을 갖는 외부 구동부(비트 같은) 형태를 취할 수 있다. 사실, 본 명세서에 제공된 도면은 이런 실시예에도 마찬가지로 적용된다. 추가적으로, 도면은 6개 로브 시스템을 도시하지만, 본 발명은 더 많거나 더 소수의 로브, 예컨대, 3개, 4개 또는 5개 로브 시스템을 포함하는 시스템에 관련하여 구현될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예를 도시 및 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 수정을 안출할 수 있다.

Claims (20)

  1. 체결구이며,
    리세스와,
    리세스 내의 구동 표면을 포함하고,
    상기 구동 표면은 다각형 인벌류트 및 단일 아크 구성 중 적어도 하나로 형성되는, 체결구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리세스는 복수의 로브를 제공하도록 구성되며, 각각의 로브는 다각형 인벌류트로 형성되는 구동 표면을 포함하는, 체결구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리세스는 복수의 로브를 제공하도록 구성되며, 각각의 로브는 두 개의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되는 구동 표면을 포함하는, 체결구.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 아크는 서로 다른 반경을 가지며, 아크 각각은 각각에서 원의 세그먼트인 일정한 반경을 갖는, 체결구.
  5. 제3항에 있어서, 각각의 로브 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 평탄한, 체결구.
  6. 제3항에 있어서, 각각의 로브 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 오목 원형인, 체결구.
  7. 제3항에 있어서, 각각의 로브 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 볼록 정점형인, 체결구.
  8. 제3항에 있어서, 각각의 로브 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 오목 정점형인, 체결구.
  9. 비트이며,
    구동 표면을 포함하고,
    상기 표면은 다각형 인벌류트 및 단일 아크 구성 중 적어도 하나로 형성되는, 비트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비트는 복수의 홈을 포함하며, 각각의 홈은 다각형 인벌류트로 형성되는 표면을 포함하는, 비트.
  11. 제9항에 있어서, 상기 비트는 복수의 홈을 포함하며, 각각의 홈은 두 개의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되는 표면을 포함하는, 비트.
  12. 제11항에 있어서, 각각의 아크는 서로 다른 반경을 가지며, 아크 각각은 일정한 반경을 갖고, 각각은 원의 세그먼트인, 비트.
  13. 제11항에 있어서, 각각의 홈 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 평탄한, 비트.
  14. 제11항에 있어서, 각각의 홈 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 오목 원형인, 비트.
  15. 제11항에 있어서, 각각의 홈 사이의 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 볼록 정점형 및 오목 정점형 중 적어도 하나인, 비트.
  16. 펀치이며,
    표면을 포함하고,
    상기 표면은 다각형 인벌류트 및 단일 아크 구성 중 적어도 하나로 형성되는, 펀치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 펀치는 복수의 홈을 포함하며, 각각의 홈은 다각형 인벌류트로 형성되는 표면을 포함하는, 펀치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 펀치는 복수의 홈을 포함하며, 각각의 홈은 두 개의 아크를 포함하는 다각형 인벌류트로 형성되는 표면을 포함하는, 펀치.
  19. 제16항에 있어서, 각각의 아크는 서로 다른 반경을 가지며, 아크 각각은 일정한 반경을 갖고, 각각은 원의 세그먼트인, 펀치.
  20. 제16항에 있어서, 각각의 홈 사이에 벽을 더 포함하며, 상기 벽은 평탄형, 오목 원형, 볼록 정점형 또는 오목 정점형인, 펀치.
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