TWI554348B

TWI554348B - 鑽頭結構

Info

Publication number: TWI554348B
Application number: TW103113942A
Authority: TW
Inventors: 邱世峯; 簡松豪; 林鳳鈺; 趙銘元
Original assignee: 創國興業有限公司
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2016-10-21
Also published as: TW201540398A; CN105014126B; US20150298219A1; US9630261B2; CN105014126A

Description

鑽頭結構

本發明是關於一種鑽頭結構，特別是指一種具有五段式溝部（Groove Portions）之鑽頭結構，用以針對各式物件進行鑽孔；更特別的是，本發明之鑽頭結構係適用於電路板之微孔加工。

請參照圖1，其顯示一種習知的鑽頭結構，習知鑽頭1000具有一本體1010與一柄部1100，本體1010具有一自由端1012與一連接端1016，連接端1016係對應自由端1012設置並與柄部1100連接；其中，本體1010僅具有兩主溝部1020、1022從自由端1012朝連接端1016以非重疊之方式螺旋地延伸。其中，合併參考圖2，習知鑽頭1000之構造簡單，其本體1010具有由兩主溝部1020、1022所形成的兩主鑽刃1020A與1022A、兩副鑽刃1020B與1022B、及非重疊設置的兩主排屑槽（即為兩主溝部1020與1022）；然而，一方面，僅具兩主溝部1020、1022所形成之兩副鑽刃1020B、1022B之切割及鑽孔的效果有限；另一方面，合併參考圖3，其顯示習知鑽頭1000的溝部配置示意圖，而其中非重疊設置的兩主溝部1020、1022會造成本體1010的截面積縮小，而導致本體1010的剛性降低，進而使得該具有較低剛性的習知鑽頭1000不適用於高強度或小尺寸的鑽孔作業。此外，本體1010具有一均勻外徑，將使該習知鑽頭1000於一物件之鑽孔過程中，本體1010與該物件所形成的對應孔壁產生不必要的摩擦，進而造成鑽孔過程的阻力增加以及孔壁表面粗糙等問題。

針對上述之問題，美國專利公告號US7018143B2揭露一種鑽頭，該鑽頭之本體具有一頭部與一身部，該頭部係用於接觸物件並使物件產生鑽孔之用，且具有一較大外徑；該身部具有由該頭部所延伸之兩主溝部用以將該頭部於鑽孔時所產生之鑽屑導引排出，並具有一身部凹溝，使該身部具有一較小外徑，藉以減少該鑽頭本體與其對應之鑽孔間之摩擦，提升鑽孔品質。

再者，中國公告專利號碼CN101791717B與日本公開專利號JP2007307642A分別揭露一種鑽頭，該鑽頭具有兩主溝部，且該兩主溝部係隨著從自由端延伸的過程中，由彼此分離狀態形成彼此重疊狀態進而匯合成一整合之排屑槽，並透過前述兩主溝之重疊狀態而使該鑽頭本體之截面積提升，進而提升該鑽頭之剛性。然而，前述整合之排屑槽之排屑空間可能較原本具有兩主溝之排屑空間較小，而另外造成排屑不良之問題。

又，台灣公開專利號碼TW201338896與中國公告實用新型專利號碼CN202028809U分別揭露一種鑽頭，該鑽頭具有兩主溝部、兩副溝部、以及一本體凹溝。其中，該兩主溝係可對應前述中國公告專利號碼CN101791717B與日本公開專利號JP2007307642A所揭露之兩主溝與整合之排屑溝；該本體凹溝隙可對應具有前述美國專利公告號US7018143B2所揭露之身部凹溝；而該兩副溝部之設置加強該鑽頭整體鑽孔的效果。同樣地，此等先前技術亦具有排屑不良之問題。

綜上所述，儘管前述先前技術中（台灣公開專利號碼TW201338896、中國公告實用新型專利號碼CN202028809U、中國公告專利號碼CN101791717B及日本公開專利號JP2007307642A）具有利用兩主溝之重疊以提升鑽頭剛性之效果，但其具有排屑不良之問題，且於微小尺寸或於高強度之鑽孔加工中仍有剛性需再提升的問題。

為了解決上述問題，改善先前技術的不足，本發明目的之一係提供一種鑽頭結構，其具有一第一溝部與一第二溝部(對應先前技術中之兩主溝)，且該第一溝部與該第二溝部係以形成一突出稜部之方式局部地重疊；其中，藉由該第一溝部與該第二溝部係局部地重疊，除了可增加本體之截面積外，亦可避免排屑空間的過度縮減；並透過該突出稜部之結構，可再提升本體之截面積與加強本體結構之剛性。

依據本發明之一實施例，一種鑽頭結構，包含一本體，該本體係為一圓柱體，並具有一自由端、一中間端、及一連接端，該中間端位於該自由端與該連接端之間，該連接端係相對該自由端設置，該本體之自由端至該中間端間界定一第一最大外徑，本體具有一軸向總長度，該軸向總長度係由該自由端至該連接端之軸向距離所定義，且該本體包含一第一溝部、一第二溝部、一第三溝部、一第四溝部、及一第五溝部。該第一溝部係為一槽，從該自由端朝該連接端螺旋地延伸一第一軸向距離，該第一軸向距離係介於該軸向總長度的90%至100%之間；該第二溝部係為一槽，相對該第一溝部配置，從該自由端朝該連接端螺旋地延伸一第二軸向距離，該第二軸向距離係介於該軸向總長度的90%至100%之間，且該第一溝部與該第二溝部係分別從該自由端延伸一預設軸向距離後，以形成一突出稜部之方式局部地重疊；該第三溝部係為一槽，位於該第一溝部與該第二溝部之間，從該自由端朝該連接端螺旋地延伸一第三軸向距離，該第三軸向距離係介於該軸向總長度的6%至36%之間，且該第一溝部係從該自由端起與該第三溝部以一第一軸向長度局部地重疊，該第一軸向長度係介於該軸向總長度的3%至35%之間；該第四溝部係為一槽，相對該第三溝部配置，位於該第一溝部與該第二溝部之間，從該自由端朝該連接端螺旋地延伸一第四軸向距離，該第四軸向距離係介於該軸向總長度的6%至36%之間，且該第二溝部係從該自由端起與該第四溝部以一第二軸向長度局部地重疊，該第二軸向長度係介於該軸向總長度的3%至35%之間；該第五溝部係為一環形槽，自該中間端朝該連接端延伸一第五軸向距離，該第五軸向距離係介於該軸向總長度的70%至95%之間，使該本體之該中間端至該連接端間界定一第二最大外徑，並使該第二最大外徑小於該第一最大外徑，且該第一溝部、該第二溝部、該第三溝部、及該第四溝部係延伸至該第五溝部。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

1‧‧‧鑽頭

10‧‧‧本體

12‧‧‧自由端

14‧‧‧中間端

16‧‧‧連接端

20‧‧‧第一溝部

20A‧‧‧第一主鑽刃

22‧‧‧第二溝部

22A‧‧‧第二主鑽刃

24‧‧‧第三溝部

24A‧‧‧第一副鑽刃

26‧‧‧第四溝部

26A‧‧‧第二副鑽刃

28‧‧‧第五溝部

30‧‧‧突出稜部

40‧‧‧第一重疊區

42‧‧‧第二重疊區

50‧‧‧第三重疊區

52‧‧‧第四重疊區

54‧‧‧第五重疊區

56‧‧‧第六重疊區

100‧‧‧柄部

1000‧‧‧鑽頭

1010‧‧‧本體

1012‧‧‧自由端

1016‧‧‧連接端

1020‧‧‧主溝部

1020A‧‧‧主鑽刃

1020B‧‧‧副鑽刃

1022‧‧‧主溝部

1022A‧‧‧主鑽刃

1022B‧‧‧副鑽刃

1100‧‧‧柄部

D1‧‧‧第一最大外徑

D2‧‧‧第二最大外徑

θc‧‧‧共同重疊弧度

θt‧‧‧整體重疊弧度

圖1為一示意圖，顯示一先前技術之鑽頭的正視圖。

圖2為一示意圖，顯示該先前技術之鑽頭的上視圖。

圖3為一示意圖，顯示該先前技術之鑽頭的主溝部之對應配置關係。

圖4為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的整體正視圖。

圖5A為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的本體正視圖。

圖5B為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的本體側視圖。

圖5C係為圖5B之局部放大示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的第一溝部與第二溝部末端之輪廓。

圖6為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的第一溝部、第二溝部、第三溝部、第四溝部、及第五溝部之對應配置關係。

圖7為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的上視圖。

圖8為一示意圖，顯示本發明一實施例之鑽頭的第一溝部與第二溝部局部重疊，及其與第五溝部配置關係之一截面。

圖9為一示意圖，係根據圖8用以顯示本發明所定義之共同重疊弧度與整體重疊弧度。

請參閱圖4，其顯示本發明一實施例之鑽頭1的整體示意圖；鑽頭1具有一本體10與一柄部100，本體10具有一自由端12、一中間端14、及一連接端16；中間端14位於自由端12與連接端16之間，連接端16係相對自由端12設置，並與柄部100連接。請參閱圖5A、5B、6，其分別進一步顯示本發明之一實施範例之鑽頭1的本體10之正面、側面、及各溝部之配置關係的示意圖；其中，本體10之自由端12與中間端14之間界定一第一最大外徑D1，且本體10包含一第一溝部20、一第二溝部22、一第三溝部24、一第四溝部26、及一第五溝部28。第一溝部20係為一槽，並從自由端12朝連接端16螺旋地延伸。第二溝部22係為一槽，其係相對第一溝部20配置，並從自由端12朝連接端16螺旋地延伸，且第一溝部20與第二溝部22係分別從自由端12延伸一預設軸向距離後，以形成一突出稜部30之方式局部地重疊；更具體的說明，參照圖5C所示，第一溝部20與第二溝部22之靠近該連接端16之末端分別具有之一第一輪廓220與一第二輪廓222，第一輪廓220與第二輪廓222係以突出稜部30彼此連接；較佳的，第一輪廓220與第二輪廓222係為一U形或V形輪廓；更佳的，第一輪廓220與第二輪廓222係共同連接以形成一W形之輪廓。第三溝部24係為一槽，且位於第一溝部20與第二溝部22之間，並從自由端12朝連接端16螺旋地延伸，且第一溝部20係從自由端12起與第三溝部24局部地重疊。第四溝部26係為一槽，其係相對第三溝部24配置，且位於第一溝部20與第二溝部22之間，並從自由端12朝連接端16螺旋地延伸，且第二溝部22係從自由端12起與第四溝部26局部地重疊。第五溝部28係為一環形槽，並從中間端14朝連接端16延伸，使本體10之中間端14與連接端16之間界定一第二最大外徑D2，並使第二最大外徑D2小於第一最大外徑D1，且第一溝部20、第二溝部22、第三溝部24、及第四溝部26係延伸至第五溝部28；亦即，第一溝部20、第二溝部22、第三溝部24、及第四溝部26係分別與第五溝部28局部地重疊。較佳的，第一最大外徑D1係介於0.05mm至1.8mm之間。透過以上第一溝部20、第二溝部22、第三溝部24、及第四溝部26之配置，可提升鑽頭1於鑽孔時之品質；透過第五溝部28之配置，可減少鑽頭1之本體10於鑽孔時與孔壁間之摩擦；透過第一溝部20、第二溝部22、第三溝部24、第四溝部26、及第五溝部28間之局部重疊的配置，可提升鑽頭1本體10之體積或任一處的截面積，進而提升鑽頭1之本體10的剛性。其中，當以形成突出稜部30之方式使第一溝部20與第二溝部22局部重疊，一方面，透過第一溝部20與第二溝部22之局部重疊，可提升鑽頭1之本體10的體積或任一處的截面積，進而提升鑽頭1之本體10的剛性；另一方面，透過突出稜部30形成於第一溝部20與第二溝部22之重疊區域間，使本體10對應第一溝部20與第二溝部22之位置分別形成較個別之第一溝部20與較個別之第二溝部22更小的兩拱形結構，進而提升鑽頭1之本體10的剛性；再者，藉由第一溝部20與第二溝部22的局部重疊，使第一溝部20與第二溝部22所形成之對應排屑槽具有適當之排屑空間。

更具體的說明，如圖5A、5B及圖7所示，本體10具有一軸向總長度，該軸向總長度係由自由端12至連接端16之軸向距離所定義。第一溝部20係從自由端12朝連接端16螺旋地延伸一第一軸向距離，以形成一第一主鑽刃20A與一第一排屑槽；其中，第一主鑽刃20A係界定於自由端12與中間端14之間；第一溝部20即為該第一排屑槽。第二溝部22係從自由端12朝連接端16螺旋地延伸一第二軸向距離，以形成一第二主鑽刃22A與一第二排屑槽；其中，第二主鑽刃22A係界定於自由端12與中間端14之間；第二溝部22即為第二排屑槽。第三溝部24係從自由端12朝連接端16螺旋地延伸一第三軸向距離，以形成一第一副鑽刃24A與一第三排屑槽；其中，第一副鑽刃24A係界定於自由端12與中間端14之間；第三溝部24即為第三排屑槽。第四溝部26係從自由端12朝連接端16螺旋地延伸一第四軸向距離，以形成一第二副鑽刃26A與一第四排屑槽，其中第二副鑽刃26A係界定於自由端12與中間端14之間；第四溝部26即為第四排屑槽。第五溝部28係自中間端14朝連接端16延伸一第五軸向距離。較佳的，該第一軸向距離與該第二軸向距離係分別介於該軸向總長度的90%至100%之間。較佳的，該第三軸向距離與該第四軸向距離係分別介於該軸向總長度的6%至36%之間。較佳的，該第五軸向距離係介於該軸向總長度的70%至95%之間。在一較佳實施範例中，該第一軸向距離與該第二軸向距離相同，該第三軸向距離與該第四軸向距離相同。在一另較佳實施範例中，該第一軸向距離與該第二軸向距離係介於1.0mm至12.0mm之間，該第三軸向距離與該第四軸向距離係介於0.3mm至1.5mm之間。其中，應注意的是，本發明所述之連接端16並不以與柄部100連接為限，所述連接端16係主要被界定為用於定義本體10之總長度，且其與具有最大軸向距離之溝部間具有一末端軸向距離，該末端軸向距離為該最大軸向長度之九分之一。

其中，第一溝部20係從自由端12起與第三溝部24以一第一軸向長度局部地重疊，並具有一第一重疊區40；第二溝部22係從自由端12起與第四溝部26以一第二軸向長度局部地重疊，並具有一第二重疊區42。較佳的，該第一軸向長度與該第二軸向長度係分別介於該軸向總長度的3%至35%之間。較佳的，前述之第一溝部20與第二溝部22從自由端12開始以形成一突出稜部30之方式局部地重疊之預設軸向距離係介於該軸向總長度的30%至60%之間。

請參閱圖8，其顯示本發明一實施例之鑽頭1的第一溝部20與第二溝部22局部重疊，及其與第五溝部28配置關係之一截面。其中，第一溝部20係與第二溝部22以形成一突出稜部30之方式局部的重疊，並延伸於第五溝部28之中，而具有一第三重疊區50、一第四重疊區52、一第五重疊區54、及一第六重疊區56；其中，第三重疊區50係為第一溝部20與第二溝部22重疊之區域；第四重疊區52係為第一溝部20與第五溝部28重疊之區域；第五重疊區54係為第二溝部22與第五溝部28重疊之區域；第六重疊區56係為第一溝部20、第二溝部22及第五溝部28重疊之區域。其中，第五溝部28係使本體10具有最大第二外徑D2，且最大第二外徑D2小於最大第一外徑D1，藉以避免本體10具有鑽刃(20A、22A、24A、及26A)以外之區域與對應形成之鑽壁間的摩擦。其中，請參閱圖9，第一溝部20與第二溝部22之局部重疊定義一共同重疊弧度θc與一整體重疊弧度θt；共同重疊弧度θc係為第一溝部20與第二溝部22的重疊區域(即為前述之第三重疊區50)之邊界之對應位在本體10的最大第二外徑上D2之兩點與本體10之軸心所界定之一夾角，而第一溝部20與第二溝部22係自共同重疊弧度θc大於零時實質地重疊；整體重疊弧度θt係為第一溝部20與第二溝部22重疊時，第一溝部20與第二溝部22的非重疊區域之邊界之對應位在本體10的最大第二外徑D2上之兩點與本體10之軸心所界定之一夾角。較佳的，第一溝部20與第二溝部22之重疊定義一最大共同重疊弧度與一對應整體重疊弧度，其中，該最大共同重疊弧度係為第一溝部20與第二溝部22的重疊區域之邊界之對應位在本體10的最大第二外徑D2上之兩點與本體10之軸心所界定之一最大夾角，該對應整體重疊弧度係為對應該最大共同重疊弧度之第一溝部20與第二溝部22的非重疊區域之邊界之對應位在本體10的最大第二外徑D2上之兩點與本體10之軸心所界定之一夾角，且該最大共同重疊弧度係介於該對應整體重疊弧度的10%至60%間，藉以使本體10具有良好的排屑效果及較高的剛性；更佳的，該最大共同重疊弧度係介於該對應整體重疊弧度的25%至40%間，使本體10具有最佳化的排屑效果與剛性。

更具體的說明，第一溝部20與第二溝部22分別具有一第一主溝深度與一第二主溝深度，第三溝部24與第四溝部26分別具有一第一副溝深度與一第二副溝深度，第五溝部28具有一環溝深度。於一實施範例中，該第一主溝深度大於該第一副溝深度，該第二主溝深度大於該第二副溝深度，該一副溝深度與該第二副溝深度皆係大於該環溝深度。較佳的，該第一主溝深度與該第二主溝深度係介於0.01mm至0.8mm之間，該第一副溝深度與該第二副溝深度係介於0.005mm至0.05mm之間，該環溝深度係介於0.004mm至0.02mm之間。於一另實施範例中，該第一主溝深度與該第二主溝深度係從自由端12朝連接端16漸縮，使該第一主溝深度與該第二主溝深度分別具有一最大第一主溝深度與一最大第二主溝深度於自由端12，且分別具有一最小第一主溝深度與一最小第二主溝深度於最靠近連接端16之一端，該第一最大主溝深度大於該第一副溝深度，該第二最大主溝深度大於該第二副溝深度，該一副溝深度與該第二副溝深度皆係大於該環溝深度；藉由第一主溝深度與第二主溝深度之漸縮配置，使得鑽頭1之接近連接端1的本體10之截面積變大，進而提升本體10之剛性。其中，應注意的是，本發明所稱之「漸縮」係包含連續性漸縮配置與非連續性漸縮配置之兩種態樣；於連續性漸縮配置中，舉例而言，每一個較靠近連接端16之第一主溝之深度係小於每一個較靠近自由端12之第一主溝深度；於非連續性漸縮配置中，舉例而言，在自由端12之第一切溝深度係大於在連接端16之第一切溝深度，且介於自由端12與連接端16之間之至少一段第一切溝之深度係為相同。

於一再實施範例中，該第一主溝深度大於該第二主溝深度，該第二主溝深度大於該第一副溝深度，該第一副溝深度大於該第二副溝深度，該第二副溝深度大於該環溝深度。與具有第一溝部深度係與第二溝部深度相同，且第三溝部深度係與第四溝部深度相同之一對照鑽頭相比，並基於具有相同之第一溝部深度的情況下，本實施範例之鑽頭1藉由以上各溝部之深度不同之配置，使本體10之截面積係大於對照鑽頭之本體的截面積，進而使本體10具有較高的剛性。

應注意的是，本發明中所述關於長度、深度、距離、及直徑之尺寸，係以0.001mm為一個調整單位；舉例而言，第一直徑D1係介於之可選擇的數值係分佈為0.05mm、0.051m、0.052mm、......、0.179mm、0.18mm；亦即第一直徑D1之數值係以0.001mm為間距做等差級數分佈於0.05-0.18mm間之任一者。同理，本創作中所述之有關角度之尺寸係以0.01度為一個調整單位。同理，本創作中所述之有關比例之範圍係以1%為一個調整單位。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。