特開 2024-163553 溝加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163553

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】溝加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23C 3/28 20060101AFI20241115BHJP

   B23C 5/10 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B23C3/28

B23C5/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079279

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 愛樹

【テーマコード（参考）】

3C022

【Ｆターム（参考）】

3C022EE01

3C022EE11

3C022EE17

(57)【要約】

【課題】溝の加工精度を向上することが可能な溝加工方法を提供する。
【解決手段】溝加工方法は、被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する。溝加工方法は、第１方向が鉛直方向に沿うように被削材を配置する工程と、切削開始位置から鉛直方向に沿って上方に切削工具を移動する工程とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する溝加工方法であって、
前記第１方向が鉛直方向に沿うように前記被削材を配置する工程と、
切削開始位置から前記鉛直方向に沿って上方に切削工具を移動する工程とを備える、溝加工方法。

【請求項2】

前記切削工具は、前記切削開始位置から折り返し位置まで前記鉛直方向に沿って上方に移動するとともに、前記折り返し位置から切削終了位置まで前記鉛直方向に沿って下方に移動する、請求項１に記載の溝加工方法。

【請求項3】

被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する溝加工方法であって、
前記第１方向が水平方向に沿うように前記被削材を配置する工程と、
切削開始位置から折り返し位置まで前記水平方向に沿って切削工具を移動する工程と、
前記折り返し位置から切削終了位置まで前記水平方向に沿って加工終了位置まで前記切削工具を移動する工程とを備え、
前記切削工具は、前記切削開始位置から前記折り返し位置まで前記水平方向に沿って移動する際、前記折り返し位置から前記切削終了位置まで前記水平方向に沿って移動する際よりも鉛直方向における下方を通る、溝加工方法。

【請求項4】

前記溝として、前記第１方向に直交する第２方向において隣り合う第１溝及び第２溝が形成され、
前記第１溝と前記第２溝との間にある前記被削材の部分が、フィンとなる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【請求項5】

前記第１方向は、前記被削材の長手方向である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【請求項6】

前記切削工具は、エンドミルである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、溝加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特開２００７－１７５８２号公報（特許文献１）には、切削工具（エンドミル）を用いて被削材の加工を行う方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１７５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

切削工具を用いて、被削材に溝を形成する加工を行うことがある。被削材に第１方向に延びる溝を形成する場合、第１に、被削材は、例えば、第１方向が鉛直方向に沿うように配置される。第２に、切削工具が、鉛直方向に沿って上方から下方に移動する。しかしながら、このように切削工具が移動されると、切り屑の排出性が乏しく、切り屑が切削工具と被削材との間に入り込むことがある。被削材の加工面と切削工具の間に入り込んだ切り屑は、加工精度を低下させる原因となる。

【0005】

本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、溝の加工精度を向上することが可能な溝加工方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の溝加工方法は、被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する溝加工方法である。本開示の溝加工方法は、第１方向が鉛直方向に沿うように被削材を配置する工程と、切削開始位置から鉛直方向に沿って上方に切削工具を移動する工程とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の溝加工方法は、溝の加工精度を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】被削材１００の斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る溝加工方法の工程図である。

【図3】被削材配置工程Ｓ２を説明する正面図である。

【図4】第１工程Ｓ３１を説明する正面図である。

【図5】第２工程Ｓ３２を説明する正面図である。

【図6】図５中のＶＩ－ＶＩにおける断面図である。

【図7】切削工程Ｓ３が複数回行われた後の被削材１００の斜視図である。

【図8】比較例に係る溝加工方法での第１工程Ｓ３１を説明する正面図である。

【図9】実施の形態２に係る溝加工方法の工程図である。

【図10】被削材配置工程Ｓ４を説明する正面図である。

【図11】第１工程Ｓ５１を説明する正面図である。

【図12】第２工程Ｓ５２を説明する正面図である。

【図13】図１２中のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける断面図である。

【図14】切削工程Ｓ５が複数回行われた後の被削材１００の斜視図である。

【図15】比較例に係る溝加工方法での第２工程Ｓ５２を説明する正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0010】

実施の形態１．
実施の形態１に係る溝加工方法を説明する。
図１は、被削材１００の斜視図である。図１に示されているように、被削材１００の構成材料は、例えば、金属材料である。被削材１００は、第１部分１１０と、第２部分１２０とを有している。第１部分１１０は、板状である。第１部分１１０は、第１面１１０ａと、第２面１１０ｂとを有している。第１面１１０ａ及び第２面１１０ｂは、第１部分１１０の厚さ方向における両端面である。第１部分１１０は、平面視において（第１面１１０ａの法線方向に沿って見た際に）、矩形状である。平面視において、第１部分１１０の長手方向は、例えば第１方向ＤＲ１に沿っている。第２部分１２０は、第１面１１０ａ上にあり、第２面１１０ｂとは反対側に突出している。第２部分１２０は、平面視において矩形状である。平面視において、第２部分１２０の長手方向は、第１方向ＤＲ１に沿っている。

【0011】

図２は、実施の形態１に係る溝加工方法の工程図である。図２に示されているように、実施の形態１に係る溝加工方法は、準備工程Ｓ１と、被削材配置工程Ｓ２と、切削工程Ｓ３とを有している。被削材配置工程Ｓ２は、準備工程Ｓ１の後に行われる。切削工程Ｓ３は、被削材配置工程Ｓ２の後に行われる。切削工程Ｓ３は、第１工程Ｓ３１と、第２工程Ｓ３２とを有している。第２工程Ｓ３２は、第１工程Ｓ３１の後に行われる。

【0012】

準備工程Ｓ１では、被削材１００が準備される。図３は、被削材配置工程Ｓ２を説明する正面図である。図３に示されているように、被削材配置工程Ｓ２では、第１方向ＤＲ１が鉛直方向ＶＤに沿うように、被削材１００が配置される。鉛直方向ＶＤは、重力が作用する方向に平行な方向である。

【0013】

図４は、第１工程Ｓ３１を説明する正面図である。図４に示されているように、第１工程Ｓ３１では、切削工具２００が、回転軸回りに回転している状態で、切削開始位置Ｐ１から鉛直方向ＶＤに沿って上方に移動する。鉛直方向ＶＤに沿って上方に移動するとは、重力が作用する方向とは逆の方向に移動することを意味する。切削工具２００は、例えばエンドミルである。第１工程Ｓ３１が行われている際、切削工具２００は、切削工具２００の移動方向における前方にある被削材１００（第２部分１２０）を切削する。つまり、第１工程Ｓ３１が行われている際、切削工具２００は、溝加工を行っている。切削工具２００は、折り返し位置Ｐ２に達するまで移動する。これにより、鉛直方向ＶＤ（第１方向ＤＲ１）に沿って延びる溝１２１が形成される。

【0014】

第１工程Ｓ３１において形成された溝１２１の側面を、側面１２１ａ及び側面１２１ｂとする。側面１２１ａ及び側面１２１ｂは、水平方向ＨＤにおいて互いに間隔を空けて対向している。水平方向ＨＤは、鉛直方向ＶＤに直交する方向である。このことを別の観点から言えば、側面１２１ａ及び側面１２１ｂは、第２方向ＤＲ２において間隔を空けて対向している。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１に直交する方向である。

【0015】

図５は、第２工程Ｓ３２を説明する正面図である。図６は、図５中のＶＩ－ＶＩにおける断面図である。図５及び図６に示されているように、第２工程Ｓ３２では、第１に、切削工具２００の水平方向ＨＤにおける位置が、側面１２１ａから離れるように移動する。第２工程Ｓ３２では、第２に、切削工具２００が、回転軸回りに回転している状態で、折り返し位置Ｐ２から鉛直方向ＶＤに沿って下方に移動する。鉛直方向ＶＤに沿って下方に移動するとは、重力の作用する方向に移動することを意味する。切削工具２００が折り返し位置Ｐ２から鉛直方向ＶＤに沿って下方に移動する際、切削工具２００は、切削工具２００の側方にある被削材１００（第２部分１２０）のみを切削する。つまり、第２工程Ｓ３２が行われている際、切削工具２００は、肩加工（側面加工）を行っている。切削工具２００は、切削終了位置Ｐ３に達するまで移動する。

【0016】

第２工程Ｓ３２により形成された溝１２１の側面を、側面１２１ｃとする。側面１２１ｃは、水平方向ＨＤにおいて、側面１２１ａと間隔を空けて対向している。水平方向ＨＤにおける側面１２１ａと側面１２１ｃとの間の距離は、水平方向ＨＤにおける側面１２１ａと側面１２１ｂとの間の距離よりも大きい。つまり、第２工程Ｓ３２が行われることにより、溝１２１は、水平方向ＨＤにおいて拡幅されることになる。

【0017】

切削工程Ｓ３が複数回繰り返されることにより、複数条の溝１２１が水平方向ＨＤに沿って並んで形成される。図７は、切削工程Ｓ３が複数回行われた後の被削材１００の斜視図である。図７に示されているように、水平方向ＨＤにおいて隣り合う２つの溝１２１の間にある第２部分１２０が、フィン１２２となる。このようにして、実施の形態１に係る溝加工方法が行われることにより、第１方向ＤＲ１に沿って延びる複数のフィン１２２を有する被削材１００が得られる。

【0018】

実施の形態１に係る溝加工方法の変形例を説明する。
上記においては、切削工程Ｓ３が第１工程Ｓ３１及び第２工程Ｓ３２を有する例を説明したが、第２工程Ｓ３２は溝１２１を拡幅するために行われる。そのため、第１工程Ｓ３１のみで所望の幅の溝１２１を得られる場合には、第２工程Ｓ３２は省略されてもよい。

【0019】

実施の形態１に係る溝加工方法の効果を、比較例と対比して説明する。
比較例に係る溝加工方法は、準備工程Ｓ１と、被削材配置工程Ｓ２と、切削工程Ｓ３とを有している。しかしながら、比較例に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ３１において、切削開始位置Ｐ１から鉛直方向ＶＤに沿って下方に切削工具２００が移動する。また、比較例に係る溝加工方法では、折り返し位置Ｐ２から鉛直方向ＶＤに沿って上方に切削工具２００が移動する。これらの点に関して、比較例に係る溝加工方法は、実施の形態１に係る溝加工方法と異なっている。

【0020】

第１工程Ｓ３１では、溝加工が行われるため、被削材１００（第２部分１２０）から発生する切り屑の量が多い。図８は、比較例に係る溝加工方法での第１工程Ｓ３１を説明する正面図である。図８に示されているように、比較例に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ３１において形成されている途中の溝１２１が鉛直方向ＶＤに沿って下方から上方に延びているため、第１工程Ｓ３１において発生した切り屑が排出される経路が乏しい。その結果、比較例に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ３１において発生した切り屑が切削工具２００と被削材１００との間に入り込むことがある。切り屑が切削工具２００と被削材１００との間に入り込むと、溝１２１の加工精度が低下する。

【0021】

他方で、実施の形態１に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ３１において形成されている途中の溝１２１が鉛直方向ＶＤに沿って上方から下方に延びている（図４参照）。そのため、実施の形態１に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ３１において形成されている途中の溝１２１が切り屑の排出経路になり、第１工程Ｓ３１において発生した切り屑は、当該排出経路に沿って重力の作用により排出されやすい。その結果、実施の形態１に係る溝加工方法によると、切り屑が切削工具２００と被削材１００との間に入り込むことが抑制されることにより、溝１２１の加工精度が向上する。

【0022】

実施の形態２．
実施の形態２に係る溝加工方法を説明する。ここでは、実施の形態１に係る溝加工方法と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。
図９は、実施の形態２に係る溝加工方法の工程図である。図９に示されているように、実施の形態２に係る溝加工工程は、準備工程Ｓ１と、被削材配置工程Ｓ４と、切削工程Ｓ５とを有している。被削材配置工程Ｓ４は、準備工程Ｓ１の後に行われる。切削工程Ｓ５は、被削材配置工程Ｓ４の後に行われる。切削工程Ｓ５は、第１工程Ｓ５１と、第２工程Ｓ５２とを有している。第２工程Ｓ５２は、第１工程Ｓ５１の後に行われる。

【0023】

図１０は、被削材配置工程Ｓ４を説明する正面図である。図１０に示されるように、被削材配置工程Ｓ４では、第１方向ＤＲ１が水平方向ＨＤに沿うように、被削材１００が配置される。

【0024】

図１１は、第１工程Ｓ５１を説明する正面図である。図１１に示されているように、第１工程Ｓ５１では、切削工具２００が、回転軸回りに回転している状態で、切削開始位置Ｐ４から鉛直方向ＶＤに沿って折り返し位置Ｐ５まで移動する。第１工程Ｓ５１が行われている際、切削工具２００は、切削工具２００の移動方向における前方にある被削材１００（第２部分１２０）を切削する。つまり、第１工程Ｓ５１が行われている際、切削工具２００は、溝加工を行っている。これにより、水平方向ＨＤ（第１方向ＤＲ１）に沿って延びる溝１２１が形成される。

【0025】

第１工程Ｓ５１において形成された溝１２１の側面を、側面１２１ｄ及び側面１２１ｅとする。側面１２１ｄ及び側面１２１ｅは、鉛直方向ＶＤにおいて互いに間隔を空けて対向している。このことを別の観点から言えば、側面１２１ｄ及び側面１２１ｅは、第２方向ＤＲ２において間隔を空けて対向している。側面１２１ｄは、側面１２１ｅよりも鉛直方向ＶＤにおける下方にある。

【0026】

図１２は、第２工程Ｓ５２を説明する正面図である。図１３は、図１２中のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける断面図である。図１２及び図１３に示されているように、第２工程Ｓ５２では、第１に、切削工具２００の水平方向ＨＤにおける位置が側面１２１ｄから離れるように移動する。第２工程Ｓ５２では、第２に、切削工具２００は、回転軸回りに回転している状態で、折り返し位置Ｐ５から水平方向ＨＤに沿って切削終了位置Ｐ６まで移動する。この際、切削工具２００は、水平方向ＨＤに沿って切削開始位置Ｐ４から折り返し位置Ｐ５まで移動する際よりも、鉛直方向ＶＤにおける上方を移動することになる。切削工具２００が折り返し位置Ｐ５から水平方向ＨＤに沿って移動する際、切削工具２００は、切削工具２００の側方にある被削材１００（第２部分１２０）のみを切削する。つまり、第２工程Ｓ５２が行われている際、切削工具２００は、肩加工を行っている。

【0027】

第２工程Ｓ５２により形成された溝１２１の側面を、側面１２１ｆとする。側面１２１ｆは、鉛直方向ＶＤにおいて、側面１２１ｄと間隔を空けて対向している。鉛直方向ＶＤにおける側面１２１ｄと側面１２１ｆとの間の距離は、鉛直方向ＶＤにおける側面１２１ｄと側面１２１ｅとの間の距離よりも大きい。つまり、第２工程Ｓ５２が行われることにより、溝１２１は、鉛直方向ＶＤにおいて拡幅されることになる。

【0028】

切削工程Ｓ５が複数回繰り返されることにより、複数条の溝１２１が鉛直方向ＶＤに沿って並んで形成される。図１４は、切削工程Ｓ５が複数回行われた後の被削材１００の斜視図である。図１４に示されているように、鉛直方向ＶＤにおいて隣り合う２つの溝１２１の間にある第２部分１２０が、フィン１２２となる。このようにして、実施の形態２に係る溝加工方法が行われることにより、第１方向ＤＲ１に沿って延びる複数のフィン１２２を有する被削材１００が得られる。

【0029】

実施の形態２に係る溝加工方法の効果を、比較例と対比して説明する。
比較例に係る溝加工方法は、準備工程Ｓ１と、被削材配置工程Ｓ４と、切削工程Ｓ５とを有している。図１５は、比較例に係る溝加工方法での第２工程Ｓ５２を説明する正面図である。比較例に係る溝加工方法では、第２工程Ｓ５２において、折り返し位置Ｐ５から水平方向ＨＤに沿って切削終了位置Ｐ６まで移動する際、切削工具２００が、切削開始位置Ｐ４から水平方向ＨＤに沿って折り返し位置Ｐ５まで移動する際よりも、鉛直方向における下方を通る。この点に関して、比較例に係る溝加工方法は、実施の形態２に係る溝加工方法と異なっている。

【0030】

第１工程Ｓ５１では、溝加工が行われるため、被削材１００（第２部分１２０）から発生する切り屑の量が多い。比較例に係る溝加工方法では、側面１２１ｄが側面１２１ｅよりも鉛直方向において上方にある。そのため、比較例に係る溝加工方法では、重力の作用により切削工具２００と側面１２１ｄとの間に切削油が入り込みにくい。すなわち、比較例に係る溝加工方法では、第１工程Ｓ５１が行われている際に切り屑が切削油とともに排出されがたい。その結果、切り屑が切削工具２００と側面１２１ｄとの間に入り込んでしまうことにより側面１２１ｄの加工精度が低下する。第２工程Ｓ５２では側面１２１ｄに対して切削加工が行われないため、切削工程Ｓ５の終了後も側面１２１ｄの低い加工精度が維持される。そのため、比較例に係る溝加工方法では、溝１２１の加工精度が不十分となる。

【0031】

他方で、実施の形態２に係る溝加工方法では、側面１２１ｄが側面１２１ｅよりも鉛直方向において下方にあるため、切削油が側面１２１ｄと切削工具２００との間に切削油が入り込みやすく、切り屑が側面１２１ｄと切削工具２００との間から切削油とともに排出されやすい。そのため、実施の形態２に係る溝加工方法では、側面１２１ｄの加工精度が向上する。このように、実施の形態２に係る溝加工方法によると、側面１２１ｄと切削工具２００との間に切り屑が入り込むことが抑制されることにより、側面１２１ｄの加工精度、ひいては溝１２１の加工精度が向上する。

【0032】

（付記）
本開示の諸態様を、付記としてまとめて記載する。

【0033】

＜付記１＞
被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する溝加工方法であって、
前記第１方向が鉛直方向に沿うように前記被削材を配置する工程と、
切削開始位置から前記鉛直方向に沿って上方に切削工具を移動する工程とを備える、溝加工方法。

【0034】

＜付記２＞
前記切削工具は、前記切削開始位置から折り返し位置まで前記鉛直方向に沿って上方に移動するとともに、前記折り返し位置から切削終了位置まで前記鉛直方向に沿って下方に移動する、付記１に記載の溝加工方法。

【0035】

＜付記３＞
被削材に第１方向に沿って延びる溝を形成する溝加工方法であって、
前記第１方向が水平方向に沿うように前記被削材を配置する工程と、
切削開始位置から折り返し位置まで前記水平方向に沿って切削工具を移動する工程と、
前記折り返し位置から切削終了位置まで前記水平方向に沿って加工終了位置まで前記切削工具を移動する工程とを備え、
前記切削工具は、前記切削開始位置から前記折り返し位置まで前記水平方向に沿って移動する際、前記折り返し位置から前記切削終了位置まで前記水平方向に沿って移動する際よりも鉛直方向における下方を通る、溝加工方法。

【0036】

＜付記４＞
前記溝として、前記第１方向に直交する第２方向において隣り合う第１溝及び第２溝が形成され、
前記第１溝と前記第２溝との間にある前記被削材の部分が、フィンとなる、付記１から付記３のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【0037】

＜付記５＞
前記第１方向は、前記被削材の長手方向である、付記１から付記４のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【0038】

＜付記６＞
前記切削工具は、エンドミルである、付記１から付記５のいずれか１項に記載の溝加工方法。

【0039】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0040】

１００ 被削材、１１０ 第１部分、１１０ａ 第１面、１１０ｂ 第２面、１２０ 第２部分、１２１ 溝、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ，１２１ｆ 側面、１２２ フィン、２００ 切削工具、ＤＲ１ 第１方向、ＤＲ２ 第２方向、ＨＤ 水平方向、ＶＤ 鉛直方向、Ｐ１ 切削開始位置、Ｐ２ 折り返し位置、Ｐ３ 切削終了位置、Ｐ４ 切削開始位置、Ｐ５ 折り返し位置、Ｐ６ 切削終了位置、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 被削材配置工程、Ｓ３ 切削工程、Ｓ３１ 第１工程、Ｓ３２ 第２工程、Ｓ４ 被削材配置工程、Ｓ５ 切削工程、Ｓ５１ 第１工程、Ｓ５２ 第２工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】