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技術 マイクロドリル

出願人 深せん市金洲精工科技股ふん有限公司
発明者 郭強付連宇
出願日 2014年7月17日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2016-536683
公開日 2016年11月10日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-534889
状態 特許登録済
技術分野 穴あけ工具 穴あけ、型抜、切断刃以外の手段による切断
主要キーワード PCB板 各連通溝 掘削加工 加工寿命 微細孔加工 排出スペース 溝幅比 らせん溝
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年11月10日)のものです。
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図面 (6)

課題・解決手段

本発明は、マイクロドリルの製造分野に属し、本体部2と、前記本体部2の一端に形成されて表面には1つ又は複数の螺旋状の屑排出溝がぐるぐる回って形成されている先端部1と、を含むマイクロドリルを提供する。前記屑排出溝は、長手屑排出溝21と、短手屑排出溝22と、連通溝23と、を含み、前記長手屑排出溝21と前記短手屑排出溝22とが、互いに離間して配置され、同じねじれ角を有し、前記連通溝23により、前記長手屑排出溝21と前記短手屑排出溝22とが連通している。本発明により提供されるマイクロドリルは、連通溝23により、同じねじれ角を有して互いに重ならない長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とを連通させる。それにより、セントロイド回転軸線から逸れて先端部1が揺れ動くことによる穴位置精度への影響を確実になくすことができる。そして、連通溝23により、屑排出溝の幅及び切り屑排出空間を拡大させ、放熱性能を向上させ、ランドの幅を縮小させ、ランドと穴内壁との間の摩擦発熱量を小さくする。更に熱変形により、マイクロドリルが折れることを防ぐ能力を更に向上させることができる。

概要

背景

印刷回路基板(PCB)技術とその製品が急速に発展するにつれて、超硬ドリルに対する需要が年々増加している。また、新型の超硬ドリルは、絶えず開発されているので、超硬ドリルに対する要求もますます高まっている。PCB用超硬ドリル(以下PCBマイクロドリルと呼ぶ。)は、従来のらせんドリルから派生し、複雑な形を有するらせん溝付きの微細孔加工工具である。PCBマイクロドリルは、小さので、光学顕微鏡によってのみ、その先端部の構成をはっきり見ることができる。現在、大部分のPCBメーカーは、NCボール盤によってプリント基板を加工する。NC穴あけは、プリント基板製造プロセスの重要なプロセスの一環である。超硬ドリルは、穴あけ品質と効率とを決定するキー要因である。

従来のマイクロドリルは、主に、ねじれ角の角度を変えることにより、その上にある2つのらせん溝が互いに重なるように形成される。1つの方法では、ねじれ角の角度を増加させて、2つのらせん溝を互いに重ねる。別の方法では、ねじれ角の角度を減少させて、2つのらせん溝を互いに重ねる。上述した2つのらせん溝は、その互いに重なる箇所まで形成され、或いは、互いに重なり、並行して形成される。上述した両者の主な特徴は、ドリルの先端部又は本体部の中間部にある2つのらせん溝が、互いに重なることである。しかし、上述した両者では、次のような問題がある。即ち、先端部の、先端部に接近する箇所にある2つのらせん溝において、互いに重なる部位のセントロイドは、オフセットされている。従って、ドリルが高速に回転する場合、セントロイドが回転軸線から逸れることにより、先端部の揺れが大きくなる。これが、掘削時の穴位置精度及びドリルの耐折れ性能に大きく影響する。

概要

本発明は、マイクロドリルの製造分野に属し、本体部2と、前記本体部2の一端に形成されて表面には1つ又は複数の螺旋状の屑排出溝がぐるぐる回って形成されている先端部1と、を含むマイクロドリルを提供する。前記屑排出溝は、長手屑排出溝21と、短手屑排出溝22と、連通溝23と、を含み、前記長手屑排出溝21と前記短手屑排出溝22とが、互いに離間して配置され、同じねじれ角を有し、前記連通溝23により、前記長手屑排出溝21と前記短手屑排出溝22とが連通している。本発明により提供されるマイクロドリルは、連通溝23により、同じねじれ角を有して互いに重ならない長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とを連通させる。それにより、セントロイドが回転軸線から逸れて先端部1が揺れ動くことによる穴位置精度への影響を確実になくすことができる。そして、連通溝23により、屑排出溝の幅及び切り屑排出空間を拡大させ、放熱性能を向上させ、ランドの幅を縮小させ、ランドと穴内壁との間の摩擦発熱量を小さくする。更に熱変形により、マイクロドリルが折れることを防ぐ能力を更に向上させることができる。

目的

本発明の目的は、穴位置精度に影響を及ぼす問題を解決する印刷回路基板掘削用のマイクロドリルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

本体部と、前記本体部の一端に形成されて表面には複数の螺旋状の屑排出溝がぐるぐる回って形成されている先端部と、を含むマイクロドリルにおいて、前記屑排出溝は、長手屑排出溝と、短手屑排出溝と、連通溝と、を含み、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝とが、互いに離間して配置され、同じねじれ角を有し、前記連通溝により、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝とが連通している、ことを特徴とするマイクロドリル。

請求項2

前記先端部には切削刃が設けられ、前記切削刃は、前記本体部の軸心対称に形成されている2つの主切削刃と、2つの主刃面と、2つの副刃面と、を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロドリル。

請求項3

前記長手屑排出溝は、前記先端部から前記本体部の末端まで形成されている、ことを特徴とする請求項2に記載のマイクロドリル。

請求項4

前記短手屑排出溝は、前記本体部の前段に設けられ、前記先端部から前記本体部の前段の末端まで形成されている、ことを特徴とする請求項3に記載のマイクロドリル。

請求項5

前記短手屑排出溝の長さが、前記長手屑排出溝の長さの70%以下である、ことを特徴とする請求項4に記載のマイクロドリル。

請求項6

前記連通溝は、前記短手屑排出溝と前記長手屑排出溝との間のランドから、前記長手屑排出溝を伴って、前記長手屑排出溝の末尾まで形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロドリル。

請求項7

前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝のねじれ角が、前記長手屑排出溝のねじれ角および前記短手屑排出溝のねじれ角より大きい、ことを特徴とする請求項6に記載のマイクロドリル。

請求項8

前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝のねじれ角が、前記長手屑排出溝のねじれ角および前記短手屑排出溝のねじれ角より小さい、ことを特徴とする請求項6に記載のマイクロドリル。

請求項9

前記本体部には、1つまたは複数の前記連通溝が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロドリル。

請求項10

各前記連通溝は、連続オフセットするように分布されている、ことを特徴とする請求項9に記載のマイクロドリル。

技術分野

0001

本発明は、マイクロドリルの製造分野に属し、特に、印刷回路基板掘削用のマイクロドリルに関する。

背景技術

0002

印刷回路基板(PCB)技術とその製品が急速に発展するにつれて、超硬ドリルに対する需要が年々増加している。また、新型の超硬ドリルは、絶えず開発されているので、超硬ドリルに対する要求もますます高まっている。PCB用超硬ドリル(以下PCBマイクロドリルと呼ぶ。)は、従来のらせんドリルから派生し、複雑な形を有するらせん溝付きの微細孔加工工具である。PCBマイクロドリルは、小さので、光学顕微鏡によってのみ、その先端部の構成をはっきり見ることができる。現在、大部分のPCBメーカーは、NCボール盤によってプリント基板を加工する。NC穴あけは、プリント基板製造プロセスの重要なプロセスの一環である。超硬ドリルは、穴あけ品質と効率とを決定するキー要因である。

0003

従来のマイクロドリルは、主に、ねじれ角の角度を変えることにより、その上にある2つのらせん溝が互いに重なるように形成される。1つの方法では、ねじれ角の角度を増加させて、2つのらせん溝を互いに重ねる。別の方法では、ねじれ角の角度を減少させて、2つのらせん溝を互いに重ねる。上述した2つのらせん溝は、その互いに重なる箇所まで形成され、或いは、互いに重なり、並行して形成される。上述した両者の主な特徴は、ドリルの先端部又は本体部の中間部にある2つのらせん溝が、互いに重なることである。しかし、上述した両者では、次のような問題がある。即ち、先端部の、先端部に接近する箇所にある2つのらせん溝において、互いに重なる部位のセントロイドは、オフセットされている。従って、ドリルが高速に回転する場合、セントロイドが回転軸線から逸れることにより、先端部の揺れが大きくなる。これが、掘削時の穴位置精度及びドリルの耐折れ性能に大きく影響する。

発明が解決しようとする課題

0004

従来のマイクロドリルは、1つの屑排出溝の位置をオフセットすることにより、切削刃のうち1つを切除して、屑排出溝の間で互いに重ならないように配置する。或いは、屑排出溝のうち1つのねじれ角の角度を変えることにより、その屑排出溝と他の屑排出溝とが互いに重なるように配置する。従って、先端部の2つの溝が互いに重なる箇所に接近する部位のセントロイドが、回転軸線から逸れるという問題を引き起こしやすく、先端部の大きな揺れを招く。本発明の目的は、穴位置精度に影響を及ぼす問題を解決する印刷回路基板掘削用のマイクロドリルを提供することである。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するため、本発明では、本体部と、前記本体部の一端に形成されて表面には複数の螺旋状の屑排出溝がぐるぐる回って形成されている先端部と、を含むマイクロドリルを提供する。前記屑排出溝は、長手屑排出溝と、短手屑排出溝と、連通溝と、を含む。前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝とが、互いに離間して配置され、同じねじれ角を有し、前記連通溝により、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝とが連通している。

0006

前記先端部には切削刃が設けられ、前記切削刃は、前記本体部の軸心対称に形成されている2つの主切削刃と、2つの主刃面と、2つの副刃面と、を含む。マイクロドリルの先端部が、通常のマイクロドリルの先端部のように完全に対称に形成されているので、穴をあける時の先端部の応力バランスを取る。それにより、1つの切削刃を有するマイクロドリルで穴をあける時に、応力バランスが破壊されて径方向の力を受けて、穴位置精度と穴粗さが悪くなることを避けることができる。上述した構造により、切削刃の耐摩性を大幅に向上させることができる。即ち、同じ切削量切削速度で穴をあける場合、2つの切削刃が1つの切削刃の切削量を担当するので、毎切削刃の送り量を半分にすることができる。従って、マイクロドリルの耐摩性を向上させ、穴粗さをさらに改善させ、加工寿命延ばすことができる。

0007

前記長手屑排出溝は、前記先端部から前記本体部の末端まで形成されている。

0008

前記短手屑排出溝は、前記本体部の前段に設けられ、前記先端部から前記本体部の前段の末端まで形成されている。

0009

前記短手屑排出溝の長さが、前記長手屑排出溝の長さの70%以下である。

0010

前記連通溝は、前記短手屑排出溝と前記長手屑排出溝との間のランドから、前記長手屑排出溝を伴って、前記長手屑排出溝の末尾まで形成されている。前記連通溝は、ねじれ角の角度を変えることにより、長手屑排出溝を伴って、長手屑排出溝の末尾まで形成されている。これにより、屑排出溝の幅とランド幅の比例を増加できる。溝幅比は、本体部のある位置の屑排出溝の幅とランド幅との比率である。従って、マイクロドリルの耐折れ性能を向上させることができる。そして、屑排出溝の幅が拡大するので、切りくずは本体部に付着することが困難になる。

0011

一実施形態では、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝のねじれ角が、前記長手屑排出溝のねじれ角および前記短手屑排出溝のねじれ角より大きい。上述した構造において、長手屑排出溝と短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝は、長手屑排出溝と短手屑排出溝とをより緩やかに連通させることができる。

0012

他の実施形態では、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝のねじれ角が、前記長手屑排出溝のねじれ角および前記短手屑排出溝のねじれ角より小さい。上述した構造において、長手屑排出溝と短手屑排出溝の末尾との間のランドにある連通溝は、長手屑排出溝と短手屑排出溝とをより速く連通させることができる。

0013

前記本体部には、複数の連通溝が設けられている。

0014

更に、各前記連通溝は、連続オフセットするように分布されている。これにより、先端部のセントロイドが軸心から逸れる程度をさらに下げ、更に穴位置精度を向上させることができる。

発明の効果

0015

従来技術に比べて、本発明により提供されるマイクロドリルは、連通溝により、同じねじれ角を有して互いに重ならない長手屑排出溝と短手屑排出溝とを連通させた。それにより、セントロイドが、回転軸線から逸れて先端部が揺れ動くことによる穴位置精度への影響を、確実になくすことができる。そして、連通溝により、屑排出溝の幅が拡大することで、切り屑排出空間が拡大し、放熱性能を向上させることができる。また、連通溝により、ランドの幅が縮小し、ランドと穴内壁との間の摩擦発熱量が小さくなる。更に熱変形により、マイクロドリルが折れることを防ぐ能力を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の一実施形態に係るマイクロドリルの構成を示す概略斜視図である。
図1に示す実施形態における連通構と短手屑排出溝とが連通している箇所の断面を示す図である。
図1に示す実施形態における連通構と短手屑排出溝と長手屑排出溝とが連通している箇所の断面を示す図である。
図1に示す実施形態における連通構と長手屑排出溝とが連通している箇所の断面を示す図である。
図1に示す実施形態における連通構と長手屑排出溝とが連通している箇所末尾部の断面を示す図である。

実施例

0017

本発明に係る目的、技術手段及び利点をより分かりやすくするために、以下、添付図面と実施形態を参照して、本発明についてさらに具体的に説明する。ここで記述される具体的な実施形態は、解釈用に過ぎず、本発明は、これに限定されない。

0018

以下、具体的な添付図面を参照しつつ、本発明に係る具体的な実現方法を詳細に説明する。

0019

従来のマイクロドリルは、1つの屑排出溝の位置をオフセットすることにより、切削刃のうち1つを切除して、屑排出溝の間で互いに重ならないように配置する。或いは、屑排出溝のうち1つのねじれ角の角度を変えることにより、その屑排出溝と他の屑排出溝とが互いに重なるように配置する。これにより、先端部の2つの溝が互いに重なる箇所に接近する部位のセントロイドが、回転軸線から逸れるという問題を引き起こしやすくし、先端部の大きな揺れを招き、穴位置精度に影響を及ぼす。本発明により提供されるマイクロドリルは、連通溝により、同じねじれ角を有して並行する長手屑排出溝と短手屑排出溝とを連通させる。これにより、2つの溝の間の連通を実現する。更に、セントロイドが、回転軸線から逸れないことを確保し、穴位置精度をさらに確保できる。

0020

本発明の実施形態は、2つ以上の刃を含むマイクロドリルに対しても適用可能である。以下、直径が6.5mmより小さく、2つの刃と2つの屑排出溝を含むマイクロドリルを例にして説明する。

0021

図1に示すように、本実施形態におけるマイクロドリルは、本体部2と、本体部2の一端に形成されて表面には複数の螺旋状の屑排出溝がぐるぐる回って形成されている先端部1と、を含む。ただし、複数の屑排出溝は、長手屑排出溝21と、短手屑排出溝22と、連通溝23と、を含む。そして、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とは、互いに離間して配置され、同じねじれ角を有する。また、連通溝23により、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とは、連通している。

0022

上述したマイクロドリルを採用して、PCB板材に掘削加工を施す方法は、以下の特徴を有する。

0023

1)2つの屑排出溝が、同じねじれ角を有し、互いに離間して配置されて随伴する構造を採用する。この構造では、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とが、互いに離間して配置され、随伴して同じねじれ角を有する。これにより、マイクロドリル全体のセントロイドが、回転軸線から逸れないことを確保できる。従って、セントロイドが、回転軸線から逸れて先端部が揺れ動くことによる穴位置精度への影響を、確実になくし、穴位置精度を向上させることができる。

0024

2)連通溝により、長手屑排出溝と短手屑排出溝とが連通する構造を採用する。この構造では、連通溝により、長手屑排出溝と短手屑排出溝との間のランドを切除して、マイクロドリルの排出スペースを拡大させ、切りくずを分流させる。これにより、切りくずを早く排出させることができる。従って、切削で生じた熱を放出するのに役立ち穴あけ用工具面の温度を下げ、先端部を保護する。そして、マイクロドリルの使用寿命を延ばし、使用コストを下げることができる。

0025

本実施形態では、前記先端部1には、切削刃11が設けられている。ここで、切削刃11は、2つの主切削刃と、2つの主刃面と、2つの副刃面と、を含む。各主切削刃と各主刃面と各副刃面とは、いずれも本体部2の軸心に対称に分布されている。この先端部の構成は、通常のマイクロドリルと同じである。本実施形態でのマイクロドリルの先端部が、通常のマイクロドリルの先端部のように対称に形成されているので、穴をあける時に先端部1の応力バランスを取ることができる。1つの切削刃を有するマイクロドリルで穴をあける時に、応力バランスが破壊されることにより、径方向の力を受ける。このことによる穴位置精度と穴粗さが悪くなることを避けることができる。このような先端部の構造は、1つの切削刃を有するマイクロドリルにより、切削刃の耐摩性を大幅に向上させることができる。即ち、同じ切削量と切削速度で穴をあける場合、2つの切削刃が1つの切削刃の切削量を担当するので、毎切削刃の送り量を半分にすることができる。従って、マイクロドリルの耐摩性を向上させ、穴粗さをさらに改善させ、加工寿命を延ばすことができる。

0026

前記長手屑排出溝21は、先端部1から本体部2の末端まで形成されている。前記長手屑排出溝21のねじれ角は、変化しない。前記短手屑排出溝22は、本体部2の前端部に設けられ、先端部1から本体部2の前段まで形成されている。ここで、本体部2の前段は、本体部2の前段の尾部である。短手屑排出溝22のねじれ角も変化しない。そして、長手屑排出溝21のねじれ角は、短手屑排出溝22のねじれ角と同じである。両者は、互いに離間して配置されている。短手屑排出溝22は、長手屑排出溝21に随伴して、短手屑排出溝22の末尾まで形成されている。2つの屑排出溝が同じねじれ角を有して互いに随伴するこのような構造により、マイクロドリル全体のセントロイドが、回転軸線から逸れないことを確保することができる。従って、セントロイドが、回転軸線から逸れて、先端部が揺れ動くときの穴位置精度への影響を確実になくす。そして、穴位置精度を向上させ、穴粗さを確保することができる。当然、具体的な状況或いは実際の需求によって、他の実施形態では、短手屑排出溝22は、本体部2の他の箇所まで形成されてもよい。例えば、本体部2の中段まで形成される。

0027

前記短手屑排出溝22の長さは、前記長手屑排出溝21の長さの70%以下である。このような構造は、穴粗さに対する要求が高い加工領域、又は、切りくずの排出がしにくい加工領域に使うことができる。例えば、ガラス転移温度が低く、切りくずが容易に融解されるので、十分な排出スペースを提供するために2つの屑排出溝で切りくずを排出しなければならない加工領域、或いは、マイクロドリルの屑排出溝が長いため、ドリルの根部が折れやすい加工領域に使うことができる。当然、具体的な状況或いは実際の需求によって、他の実施形態では、短手屑排出溝22と連通溝23とは、他の長さを採用してもよい。

0028

本実施形態では、前記連通溝23は、前記長手屑排出溝21と前記短手屑排出溝22との間のランドから、前記長手屑排出溝21の末尾まで形成されている。前記連通溝23が、前記長手屑排出溝21を伴って、ぐるぐる回って形成されるので、連通溝23により、短手屑排出溝22の末尾と長手屑排出溝21との間のランドが切除される。従って、短手屑排出溝22と長手屑排出溝21とは連通される。そして、連通溝23は、長手屑排出溝21を伴って、長手屑排出溝21の末尾までぐるぐる回って形成される。

0029

前記連通溝23は、ねじれ角の角度を変えることにより、短手屑排出溝22と長手屑排出溝21とを連通させる。本実施形態では、連通溝23は、長手屑排出溝のねじれ角および前記短手屑排出溝のねじれ角より、大きいねじれ角を採用する。具体的には、即ち、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22の末尾との間のランドにある連通溝のねじれ角は、長手屑排出溝21のねじれ角および短手屑排出溝22のねじれ角より大きい。これにより、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とをより緩やかに連通させることができる。当然、実際の状況によって、他の実施形態では、連通溝23は、長手屑排出溝21のねじれ角および短手屑排出溝22のねじれ角より、小さいねじれ角を採用してもよい。即ち、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22の末尾との間のランドにある連通溝23のねじれ角は、長手屑排出溝21のねじれ角および短手屑排出溝22のねじれ角より小さい。これにより、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とをより速く連通させることができる。

0030

図2図5に示すように、前記連通溝23が、前記長手屑排出溝21及び短手屑排出溝22に連通する過程は以下の通りである。

0031

まず、前記連通溝23は、短手屑排出溝22と連通され、長手屑排出溝21と隔離される。

0032

次に、前記連通溝23は、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22とに、同時に連通される。

0033

そして、前記連通溝23は、長手屑排出溝21と連通され、短手屑排出溝22と隔離される。ここで、短手屑排出溝22の形成過程は終了する。

0034

最後に、前記連通溝23と長手屑排出溝21とが連通され、互いに随伴して、長手屑排出溝21の末尾まで形成されている。上述した連通過程は、すべてこれで終了する。

0035

前記連通溝23は、ねじれ角の角度を変えることにより、短手屑排出溝22および長手屑排出溝21と連通し、長手屑排出溝21を伴って、長手屑排出溝21の末尾まで形成されている。これにより、溝幅比を減少させることができる。即ち、本体部のある位置の屑排出溝の幅とランド幅の比率を減少させることができる。従って、マイクロドリルの耐折れ性能を向上させることができる。そして、屑排出溝の幅は拡大するので、切りくずは本体部に付着することが困難になる。

0036

前記連通溝23は、長手屑排出溝21と短手屑排出溝22との間のランドに設けられているので、マイクロドリルのランドの幅を縮小させ、ランドと穴内壁との間の摩擦発熱量が小さくなる。従って、穴あけ用工具面の温度を下げ、マイクロドリルの使用寿命を延ばし、使用コストを下げることができる。

0037

本実施形態では、1つの連通溝を採用する。当然、他の実施形態では、実際の状況と需求によって、複数の連通溝23を採用してもよい。各連通溝は、前記長手屑排出溝21と短手屑排出溝22との間のランドに、連続オフセットするように分布される。これにより、上述の1つの連通溝を採用する場合と同じ効果を得るだけではなく、セントロイドが軸心から逸れる程度をさらに下げ、穴位置精度をさらに向上させることができる。

0038

上記は、本発明に係る好ましい実施形態に過ぎず、本発明は、これに限定されない。本発明の精神と要旨を逸脱しない範囲での修正、等価の変更及び改良などは、いずれも本発明の範囲に含まれる。

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