TWI425991B - 用於與磁性夾頭連接之非鐵製鑽頭 - Google Patents

Description

用於與磁性夾頭連接之非鐵製鑽頭

本發明是關於一種鑽頭；具體而言，本發明是關於一種與磁性夾頭配合使用之鑽頭。

傳統上，通常將鐵製鑽頭用來與磁性夾頭配合使用，但是該鑽頭並不適合於過硬、容易鏽蝕及超高溫的環境中操作。為在上述環境中操作鑽頭，通常會使用碳化合物、鋅及不銹鋼等材質來代替鐵製鑽頭。但若使用上述非鐵製鑽頭，則無法善用磁性夾頭的優勢。目前而言，磁性夾頭擁有許多優勢，例如能快速與鑽頭卡合及拆卸。

用來夾持驅動鑽頭之磁性工具已在數篇美國專利中揭露，例如US 2,471,764(Miller et al.)就揭露一種驅動工具，其中驅動鑽頭及其他物體被磁性地限制於套管中，而且套管附著於把手。

US4,448,097(Rocca)則揭露一種具有相似結構的驅動工具。US6,666,115(Liu)揭露一種具有磁性夾頭之驅動工具。US7,000,509(Shiao)揭露一種驅動工具包含複數個驅動鑽頭，而鑽頭係經由磁性而限制於固定盒中，固定盒包含複數個尖角地儲藏腔室。上述所有專利中，被磁性限制的鑽頭皆為鐵製鑽頭。

綜上所述，所屬技術領域中對於非鐵製鑽頭需求仍然存 在，尤其渴望一種能用來與磁性夾頭接合之非鐵製鑽頭，以及一種用來修改非鐵製鑽頭而使其能與磁性夾頭接合之方法。上述方法包含使具有非鐵製材質之物品磁化及將一些常見的非鐵製材質(例如鋅、碳化合物)磁化，而使其能作為磁性鑽頭、螺絲起子之尖端、插座及結合器械的方法。

本發明之一目的在於提供磁化零件，此零件用於非鐵製鑽頭中，並提供一種磁化非鐵製鑽頭之零件之方法，並能克服許多先前技術的缺陷。

本發明之其他目的在於提供一非鐵製鑽頭，其能與磁力反應。本發明的特色在於將一特殊零件附著於非鐵製鑽頭上而使其磁化。本發明之優勢在於使操作者能藉由磁性夾頭操作非鐵製鑽頭。

本發明額外的目的在於提供一種方法來大量製造能被磁性夾頭運用之非鐵製鑽頭。本發明特色在於此方法能廣泛應用於許多不同的非鐵製鑽頭。本發明的另一優勢在於使非鐵製鑽頭能與磁性夾頭結合而合併使用。

此外，本發明亦提供額外零件而使非鐵製鑽頭能與磁性夾頭合併使用。

本發明亦提供一種方法，此方法能改變非鐵製鑽頭而使其能與磁性夾頭結合。而被使用的材質在磁場中有很強的吸引力，例如具有強磁力的材質，其可分為內在性(永久磁鐵)或誘發性(強磁力材質)。

本發明提供一種裝置，該裝置附著於一非鐵製鑽頭上，使該鑽頭能與磁性夾頭連接而合併使用。此外，本發明也提供一種用來調整非鐵製鑽頭而使其可與磁性夾頭合併使用之方法。該裝置包含一種經磁場吸引之材質，例如，該材質擁有強磁化性質。因此，材質可為永久磁鐵或能被磁化的含鐵材質，也就是說當該材質置於靠近磁場的空間時，就能接觸磁通量線而被磁化。若該材質是永久磁鐵時(材質此時可為圓筒狀而容納於非鐵製鑽頭中)，該材質之磁通量線實質上沿鑽頭之長軸延伸。

圖1為本發明實施例之整體外觀示意圖。此實施例中，本發明之裝置類似釘子。如圖1所示，本發明之裝置10附著於鑽頭30之跟部20。本發明之裝置10包含延長柄41，此延長柄41延長至跟部20結束，並且該裝置10亦包含一徑向沿伸之首部42。延長柄41及首部42可由鐵製材質組成(此材質經暴露於磁場中而磁化)，或可由永久磁鐵構成。在其它實施例中，此延長柄41之頂端43構成一磁極(例如S極)，而首部42之接觸面44包含一相對磁極(例如N極)。此裝置10可用來直接連觸磁性夾頭之磁鐵，而使擁有此裝置之鑽頭能插入磁性夾頭內。

本發明之裝置10能插入鑽孔機之鑽頭中、車床之鑽頭中或其他結合裝置。一般而言，鑽頭30包含圓柱形本體35(例如機軸)或其他大型結構用來容納此裝置10。鑽頭30的跟部20之形狀可為圓形或非圓形(例如多角形)之橫切面。如圖1所示， 裝置10同軸設置於鑽頭30之本體35，因此徑向沿伸之首部42實質上與鑽頭30之本體35之長軸延伸區齊平，換言之，首部42之形狀與鑽頭之本體35之形狀相應且相同。在其它實施例中，鑽頭30可能太大，因此可省略去首部42而只剩下插入的延長柄41。在省去首部42的實施例中，製造成本會相對地下降；而在其它實施例中，鑽頭之軸向凹槽亦可以注滿熔化鐵製材質之方式達成使非鐵製鑽頭磁化的目的。

鑽頭30之跟部20容納於磁性夾頭60中，磁性夾頭60形成插槽62。磁性夾頭60包含永久磁鐵、能被電流磁化之材質或電流線圈。在其它實施例中，磁性夾頭60亦可包含球狀掣子機構，此實施例中鑽頭30之本體35包含溝槽(圖未繪示)，其可用來與球狀掣子機構卡合。在其它實施例中，本體35為圓形橫切面結構，本體35表面可隆起或包含徑向突出邊翼。

圖2a顯示本發明裝置之另一實施例，裝置10包含一矩形板46(也是一種平板結構)。此裝置10較佳包含一首部(圖未繪示)，此首部相似於圖1所示之首部42。此矩形板46可滑動地與鑽頭30中之互補溝槽22連接互動。在此實施例中，該溝槽22可相對於本體長軸α沿軸向及徑向延伸。當近端25開啟及與鑽頭30之跟部20形成隙縫時，該溝槽22之末端23為封閉。此實施例也能以極低成本而用沖壓方式大量製造。本實施例的溝槽能利用許多不同形狀加以改進。

圖2b顯示其中一種變化實施例，當中本發明之裝置10為楔形插入體47。同樣地，此裝置較佳包含一首部(圖未繪示)此首部相似於圖1所示之首部42。此楔形插入體47可滑動地與 鑽頭中之徑向延伸溝槽22連接互動。其中溝槽22可於一端或兩端之本體外表面形成開口。此設計使裝置可滑動地與本體長軸方向α垂直之徑向連接互動。溝槽22之末端23封閉時，近端25為開啟及與鑽頭之跟部20形成隙縫。此設計之優勢在於楔形插入體47幾乎無法被軸向之磁力吸引而脫離。此外，在不同實施例中，溝槽22亦可沿軸向延伸，因此本體35可滑動地於平行長軸α之方向容納此裝置10。

圖2c顯示其中另一種變化實施例，本發明裝置10為X形插入體48。同樣地，此裝置較佳包含一首部(圖未繪示)此首部相似於圖1所示之首部42。此X形插入體48包含兩相互交叉之平板49。此裝置可滑動地與鑽頭中形成X形之軸向延伸溝槽22連接互動。溝槽22之末端23封閉時，近端25為開啟的且與鑽頭之跟部20形成隙縫。此設計提供相對大量之磁性材質，且幾乎沒有影響到鑽頭結構之整體性。

圖3a顯示額外之變化實施例，本發明裝置包含套筒58，套筒58可滑動地容納鑽頭30。鑽頭30之跟部20已經插入套筒58中，而使套筒58與鑽頭30之長軸同軸。套筒58具有內表面50及外表面52，此內表面50與鑽頭30之剖面相應而相容，且通常為非圓形剖面，而外表面52與插槽62橫切面相應而相容，此插槽62為圖1所述之磁性夾頭60之插槽62。只要橫切面為非圓形，套筒58之外表面52可藉由扭矩而卡合於磁性夾頭60或插槽62中，而固定鑽頭30。如圖4b所示之其它實施例中，跟部20可進一步包含一公螺紋，此公螺紋可與螺紋套筒80內之母螺紋互相卡合而固定。

如圖3b之實施例中顯示複數個鑽頭53，每一鑽頭具有不同剖面，他們皆可插入具有相應剖面之套筒58。套筒58之外表面52形成典型幾何形狀(例如1/4英吋標準尺寸)。如圖3b所示，一組不同尺寸之鑽孔機鑽頭53特徵在於都具有標準尺寸之套筒58，這些套筒58都能經由磁性夾頭60之相同插槽62卡合，其卡合方式如圖1所示。此設計讓使用者能快速更替適合使用之鑽頭，而不用改變夾頭插槽尺寸。同樣地，本發明之設計也可使用於不同廠牌(如Phillips、Allen等)之不同尺寸的鑽頭。

此外，尚有許多不同的工具能用來附著本發明裝置於鑽頭或機軸中。在圖1、圖2及圖3所示之實施例中，亦可將材質與鑽頭利用一體成型方式製成來取代附著方式。

在其他不同實施例中，可藉由許多不同工具達成一種可分離式連接的方式。如圖4a所示，本發明裝置10進一步包含一螺栓11，該螺栓11具有一頭部12及一螺紋桿；然而於其他不同實施例中，該螺栓11亦可無任何頭部12。該螺栓11可由鐵製或其他含鐵材質構成，而使鑽頭30能具有強磁性。螺紋桿可經由軸向延伸之螺紋內腔21或徑向延伸之螺紋內腔21之方式(圖未繪示徑向延伸之方式)容納於鑽頭30中。圖4a中，螺栓11卡合於鑽頭30之跟部20。然而在不同實施例中，一根螺栓11或複數根螺栓11皆能置於鑽頭30內。例如，一根螺栓11插入鑽頭30之跟部20，而另一根含鐵螺栓可與鑽頭長軸之徑向方向插入鑽頭(圖未繪示)。在另一實施例中，鐵製螺栓11可卡合入鑽頭30且與鑽頭30之軸向延伸表面83齊平 (故無任何突起)，因此螺栓11延伸方向垂直於鑽頭長軸α方向(圖未繪示)。在上述的其它實施例中，複數個螺栓11可置於鑽頭30內之排列可為非對稱排列(通常只有單一螺栓時)或對稱排列。

相同地，如圖3a所示之套筒58實施例中，鑽頭30是順時針鑽頭。如圖4b所示之實施例中，一種可能的排列可為：鑽頭螺紋套筒80具有順時針之螺紋部81及相應之螺紋內腔82。在其它實施例中，此種可分離地附著方式亦可用球狀掣子機構或螺栓組方式替代。

鐵製基座附著於非鐵製鑽頭之其他方法可經圖5a及圖5b之實施例顯示。如圖5a所示，鐵製釘狀物70容納於鑽頭30之跟部20。釘狀物70包含底部71(或可稱為頭部)。此底部71具有第一表面77，而使用者通常藉此第一表面77按壓釘狀物70。當釘狀物70經按壓而穿透入鑽頭時，第一表面77面朝外。如同一般釘子，柄軸75與底部71是一體成型製成，且柄軸75延伸方向與底部71之第一表面77面對之方向相反，而柄軸75則延伸至端點72處結束。

本發明之其它實施例中，釘狀物給予非鐵製鑽頭具有鐵製特性之性質，尤其是釘狀物70可移除地且摩擦地容納於鑽頭30之跟部20。鑽頭30為了容納產生摩擦滯留之釘狀物70，鑽頭30會形成一軸向延伸之管道，此管道之內徑略小於釘狀物之柄軸75之外徑。在其他變化的實施例中，釘狀物之柄軸75可經黏著劑固定於鑽頭內部，此時釘狀物之柄軸75容納於鑽頭軸向延伸之腔室內。因此，此釘狀物-鑽頭之連接方式使 非鐵製鑽頭與鐵製材質結合，並給予非鐵製鑽頭一能經由磁化鐵製材質(或含鐵材質)而具有強磁性的特性。

在另一實施例中，包含典型鐵製大頭釘的大型鑽頭並不會使大型鑽頭磁化，此鑽頭30與鐵製基座91結合(顯示於圖5a)。鐵製基座91之外徑92較佳是與鑽頭30之跟部20的橫切面一致。在此實施例中，鐵製基座91之外徑92之橫切面為六角形。此實施例中，鐵製基座91可與鐵製釘狀物70一體成形製成、黏著、或以其他方式附著上釘狀物70。此釘狀物70較佳設置於鑽頭跟部20與螺栓11(如圖4a及圖4b所示)之間。因此螺栓11是固定於鑽頭30上。

如圖5b所示之其它實施例中，不使用釘狀物，而改用接著劑73來直接固定鐵製基座91於鑽頭30之跟部20，且不需要釘狀物設置於鐵製基座91與跟部20之間。當鐵製基座91如圖5b所示，本發明亦可利用鐵質銼屑、金屬粉末及黏著劑與非鐵製鑽頭結合，而給予鑽頭鐵製材料之特性。例如，黏著劑混合鐵質銼屑或鐵質金屬粉末後，可沿著長軸延伸表面83將鑽頭表面附著上與銼屑或粉末混合之黏著劑。此設計不只給與鑽頭30鐵製材質的特性，亦使其乾燥。此外，與鐵質銼屑接合之鑽頭也可增加摩擦力，進而增加夾頭與鑽頭之間的咬合。

永久磁鐵之材質可自釹、鐵、磁性合金、Mumetal(為一種約25%鐵、75%鎳以及其他少量元素之合金)以及地球少量元素如釤化鈷及釹鐵硼化合物中選擇，來做成可適用於上述實施例的形狀及尺寸。而本發明之強磁性之材質包括鎳、鈷、鐵及上述化合物及合金。

本發明之用於填充機軸之磁性填充物不只能用來填充金屬製機軸亦可填充其他材質之機軸，例如但不限於，塑膠、尼龍、纖維玻璃、陶瓷等材質。除了機軸外，本發明之填充物亦可與上述各式各樣之用具連接。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10‧‧‧裝置

11‧‧‧螺栓

12‧‧‧頭部

20‧‧‧跟部

21‧‧‧螺紋內腔

22‧‧‧溝槽

23‧‧‧末端

25‧‧‧近端

30‧‧‧鑽頭

35‧‧‧本體

41‧‧‧延長柄

42‧‧‧首部

43‧‧‧頂端

44‧‧‧接觸面

46‧‧‧矩形板

47‧‧‧楔形插入體

48‧‧‧X形插入體

49‧‧‧平板

50‧‧‧內表面

52‧‧‧外表面

53‧‧‧一組不同尺寸之鑽頭

58‧‧‧套筒

60‧‧‧磁性夾頭

62‧‧‧插槽

70‧‧‧釘狀物

71‧‧‧底部

72‧‧‧端點

73‧‧‧接著劑

75‧‧‧柄軸

77‧‧‧第一表面

80‧‧‧螺紋套筒

81‧‧‧螺紋部

82‧‧‧螺紋內腔

83‧‧‧長軸延伸表面

91‧‧‧鐵製基座

92‧‧‧外徑

圖1為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處實施例之外觀示意圖；圖2a為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處另一實施例之示意圖；圖2b為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處另一實施例之示意圖；圖2c為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處另一實施例之示意圖；圖3a為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處實施例之外觀示意圖；圖3b為本發明之複數個非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處實施例之外觀示意圖；圖4a為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處實施例之外觀示意圖； 圖4b為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處另一實施例之外觀示意圖；圖5a為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處另一實施例之外觀示意圖；圖5b為本發明之非鐵製鑽頭與磁性夾頭接合處之另一實施例之外觀示意圖。

10‧‧‧裝置

20‧‧‧跟部

30‧‧‧鑽頭

35‧‧‧本體

41‧‧‧延長柄

42‧‧‧首部

43‧‧‧頂端

44‧‧‧接觸面

60‧‧‧磁性夾頭

62‧‧‧插槽

Claims (16)

1. 一種用於與一磁性夾頭連接之裝置，包含：一鑽頭，具有一第一接合部，該鑽頭由一非鐵材質製成，該第一接合部形成為一楔形溝槽；以及一首部，具有一第二接合部，該首部由一鐵材質製成，該第二接合部形成為一插入體；其中，該磁性夾頭係與該首部磁性合作，該第一接合部接合附著地容納該第二接合部。
2. 如請求項1所述之鑽頭，其中該首部之材質包含一永久磁鐵。
3. 如請求項1所述之裝置，其中該第二接合部實質上包覆於該第一接合部內。
4. 如請求項1所述之裝置，其中該首部是可分離地連接於該鑽頭。
5. 如請求項2所述之裝置，其中該第二接合部與該第一接合部接合時，該第二接合部之磁通量線實質上沿該鑽頭之一長軸延伸。
6. 如請求項1所述之裝置，其中該首部之材質可選自鐵、鎳、鈷、釹、鐠及上述金屬之合金。
7. 如請求項1所述之裝置，其中該首部之材質為強磁性。
8. 如請求項1所述之裝置，其中該首部與該鑽頭一體成型製成。
9. 一種非鐵製鑽頭配合使用於一磁性夾頭之方法，該方法包含：附著由一材質製成之一鐵製裝置於該非鐵製鑽頭，該非鐵製鑽頭藉由該鐵製裝置與該磁性夾頭之磁性作用，使得該非鐵製鑽頭藉由該鐵製裝置與該磁性夾頭配合使用；其中，該非鐵 製鑽頭具有一楔形溝槽，該鐵製裝置具有一插入體，該非鐵製裝置藉由該插入體容納接合於該楔形溝槽內而附著於該非鐵製裝置。
10. 如請求項9所述之方法，其中該材質包含一永久磁鐵。
11. 如請求項9所述之方法，其中該材質實質上包覆於該非鐵製鑽頭內。
12. 一種將一非鐵製用具轉換為具有磁性反應之一用具之裝置，該非鐵製用具包含一第一接合部，該裝置包含：一第二接合部，形成為一插入體並是由一鐵材質製成；其中，該第一接合部形成為一楔形溝槽，且該第二接合部可滑動地容納並接合於該第一接合部，該裝置藉由該第二接合部與該第一接合部接合而附著於該非鐵製用具，使得具有磁性反應之該用具可與一磁性夾頭配合使用。
13. 如請求項12所述之裝置，其中該第二接合部實質上包覆於該非鐵製用具內。
14. 如請求項12所述之裝置，其中該第二接合部可分離地連接於該非鐵製用具。
15. 如請求項12所述之裝置，其中該第二接合部與該非鐵製用具一體成型製成而能實質上包覆於該非鐵製用具內。
16. 如請求項12所述之裝置，其中該第二接合部藉由一黏著層而附著該非鐵製用具上，該黏著層連接該材質及該非鐵製用具。