特開 2024-72427 カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法

(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】P2024072427

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B26D 1/28 20060101AFI20240521BHJP

   B26D 1/00 20060101ALI20240521BHJP

   B26D 3/00 20060101ALI20240521BHJP

   B29B 9/00 20060101ALI20240521BHJP

   B22D 19/00 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

B26D1/28 B

B26D1/00

B26D1/28 L

B26D3/00 601A

B29B9/00

B22D19/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183230

(22)【出願日】2022-11-16

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】田屋 龍星

【テーマコード（参考）】

3C027

4F201

【Ｆターム（参考）】

3C027AA12

3C027AA17

4F201AJ02

4F201AJ09

4F201BA02

4F201BC02

4F201BD05

4F201BL38

4F201BL39

(57)【要約】

【課題】製造コストを低減させることができるカッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法を提供する。
【解決手段】一実施の形態に係るカッタ刃１は、孔２０５が形成されたプレート面２０４を有するダイプレート２０１のプレート面２０４に沿って摺動することにより、孔２０５からプレート面２０４上に押し出された材料２０６を切断する刃先部２０と、刃先部２０の接合面２５に接合された台金部１０と、を備え、台金部１０は、接合面１５の近傍に、刃先部２０に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分１０Ａを有し、台金部１０は、台金部１０の内部に、刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分１０Ｂを有し、刃先成分検出部分１０Ａは、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少する部分を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

孔が形成されたプレート面を有するダイプレートの前記プレート面に沿って摺動することにより、前記孔から前記プレート面上に押し出された材料を切断する刃先部と、
前記刃先部の接合面に接合された台金部と、
を備え、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記刃先部に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分を有し、
前記刃先成分検出部分は、前記刃先成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記刃先成分の前記濃度が減少する部分を有する、
カッタ刃。

【請求項2】

前記台金部は、メッキまたは溶射により前記刃先部に成膜可能な成膜材料の構成成分である成膜成分を含有した材料を台金材料として含み、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記台金材料に含有された前記成膜成分の前記濃度よりも大きい前記濃度の前記成膜成分が検出された第１成膜成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記台金材料に含有された前記成膜成分の濃度以下の第２成膜成分検出部分を有し、
前記第１成膜成分検出部分は、前記第２成膜成分検出部分に近づくにつれて前記成膜成分の前記濃度が減少する部分を有する、
請求項１に記載のカッタ刃。

【請求項3】

前記刃先部は、炭化チタンを刃先材料として含み、
前記刃先成分は、チタンを含み、
前記台金部は、ニッケルを含有したステンレスを台金材料として含み、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記台金材料に含有された前記ニッケルの前記濃度よりも大きい前記濃度の前記ニッケルが検出された第１ニッケル検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記台金材料に含有された前記ニッケルの濃度以下の第２ニッケル検出部分を有し、
前記第１ニッケル検出部分は、前記第２ニッケル検出部分に近づくにつれて前記ニッケルの前記濃度が減少する部分を有し、
前記台金部は、直接に前記刃先部に接合した、
請求項１に記載のカッタ刃。

【請求項4】

前記台金部は、前記接合面の近傍に、メッキまたは溶射により前記刃先部に成膜可能な成膜材料の構成成分である成膜成分が検出された成膜成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記成膜成分の前記濃度が前記検出限界以下となる成膜成分検出限界以下部分を有し、
前記成膜成分検出部分は、前記成膜成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記成膜成分の前記濃度が減少する部分を有する、
請求項１に記載のカッタ刃。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の前記カッタ刃と、
前記カッタ刃が接続されたカッタ刃ホルダ部と、
前記ダイプレートと、
を備えた造粒装置。

【請求項6】

孔が形成されたプレート面を有するダイプレートの前記プレート面に沿って摺動することにより、前記孔から前記プレート面上に押し出された材料を切断する刃先部の少なくとも所定の接合面に、メッキまたは溶射により成膜材料の膜を成膜するステップと、
前記刃先部を金型のキャビティに配置させるステップと、
台金部に含まれる台金材料を溶融させた溶融材料を前記刃先部の前記接合面に接触させるように、前記溶融材料を前記キャビティに充填させるステップと、
前記溶融材料を固化させて前記刃先部の前記接合面に前記台金部を接合させるステップと、
を備え、
前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記刃先部に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分を有し、
前記刃先成分検出部分は、前記刃先成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記刃先成分の前記濃度が減少する部分を有するようにする、
カッタ刃の製造方法。

【請求項7】

前記溶融材料を前記キャビティに充填させるステップにおいて、
前記台金材料は、前記成膜材料の構成成分である成膜成分を含有するようにし、
前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記台金材料に含有された前記成膜成分の濃度よりも大きい前記濃度の前記成膜成分が検出された第１成膜成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記台金材料に含有された前記成膜成分の濃度以下の第２成膜成分検出部分を有し、
前記第１成膜成分検出部分は、前記第２成膜成分検出部分に近づくにつれて前記成膜成分の前記濃度が減少する部分を有するようにする、
請求項６に記載のカッタ刃の製造方法。

【請求項8】

前記成膜材料の膜を成膜するステップの前に、前記溶融材料を固化させた場合に、前記膜が消失し、前記台金部が直接に前記刃先部に接合する前記膜の厚さを取得するステップをさらに備え、
前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、
前記台金部は、直接に前記刃先部に接合するようにする、
請求項６に記載のカッタ刃の製造方法。

【請求項9】

前記膜の厚さを取得するステップにおいて、
前記接合面に成膜されたニッケルを含むニッケル膜に前記溶融材料を接触させ、前記溶融材料を固化させた場合に、前記ニッケル膜が消失し、前記台金部が直接に前記刃先部に接合する前記ニッケル膜の厚さを取得し、
前記成膜材料の膜を成膜するステップにおいて、
前記刃先部は、炭化チタンを刃先材料として含み、
前記刃先成分は、チタンを含むようにし、
前記メッキまたは前記溶射により前記接合面に前記ニッケル膜を成膜し、
前記溶融材料を前記キャビティに充填させるステップにおいて、
前記台金部は、ニッケルを含有させたステンレスを台金材料として含むようにし、
前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記台金材料に含有された前記ニッケルの前記濃度よりも大きい前記濃度の前記ニッケルが検出された第１ニッケル検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記台金材料に含有された前記ニッケルの濃度以下の第２ニッケル検出部分を有し、
前記第１ニッケル検出部分は、前記第２ニッケル検出部分に近づくにつれて前記ニッケルの前記濃度が減少する部分を有するようにする、
請求項８に記載のカッタ刃の製造方法。

【請求項10】

前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、
前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記成膜材料の構成成分である成膜成分が検出された成膜成分検出部分を有し、
前記台金部は、前記台金部の内部に、前記成膜成分の前記濃度が検出限界以下となる成膜成分検出限界以下部分を有し、
前記成膜成分検出部分は、前記成膜成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記成膜成分の前記濃度が減少する部分を有するようにする、
請求項６に記載のカッタ刃の製造方法。

【請求項11】

前記溶融材料を前記キャビティに充填させるステップ及び前記接合面に前記台金部を接合させるステップは、大気中において行われる、
請求項６～１０のいずれか１項に記載のカッタ刃の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ダイプレートに形成された孔から押し出された樹脂材料を切断するカッタ刃が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－０９６８８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、ロウ付けにより刃先部を台金部に接合する方法は、刃先の仕上げ工程を必要とする。また、仕上げ工程によって、刃先部または台金部は、損傷を受ける場合があり、歩留まりが低下する。よって、ロウ付けにより刃先部を台金部に接合する方法は、製造コストを低減することが困難である。

【0005】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施の形態にかかるカッタ刃は、孔が形成されたプレート面を有するダイプレートの前記プレート面に沿って摺動することにより、前記孔から前記プレート面上に押し出された材料を切断する刃先部と、前記刃先部の接合面に接合された台金部と、を備え、前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記刃先部に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分を有し、前記台金部は、前記台金部の内部に、前記刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分を有し、前記刃先成分検出部分は、前記刃先成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記刃先成分の前記濃度が減少する部分を有する。

【0007】

一実施の形態に係る造粒装置は、上記カッタ刃と、前記カッタ刃が接続されたカッタ刃ホルダ部と、前記ダイプレートと、を備える。

【0008】

一実施の形態にかかるカッタ刃の製造方法は、孔が形成されたプレート面を有するダイプレートの前記プレート面に沿って摺動することにより、前記孔から前記プレート面上に押し出された材料を切断する刃先部の少なくとも所定の接合面に、メッキまたは溶射により成膜材料の膜を成膜するステップと、前記刃先部を金型のキャビティに配置させるステップと、台金部に含まれる台金材料を溶融させた溶融材料を前記刃先部の前記接合面に接触させるように、前記溶融材料を前記キャビティに充填させるステップと、前記溶融材料を固化させて前記刃先部の前記接合面に前記台金部を接合させるステップと、を備え、前記接合面に前記台金部を接合させるステップにおいて、前記台金部は、前記接合面の近傍に、前記刃先部に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分を有し、前記台金部は、前記台金部の内部に、前記刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分を有し、前記刃先成分検出部分は、前記刃先成分検出限界以下部分に近づくにつれて前記刃先成分の前記濃度が減少する部分を有するようにする。

【発明の効果】

【0009】

前記一実施の形態によれば、製造コストを低減させることができるカッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１に係るカッタ刃を用いる造粒装置を例示した構成図である。

【図2】実施形態１に係るカッタ刃を用いる造粒装置において、ダイプレートを例示した斜視図である。

【図3】実施形態１に係るカッタ刃を例示した斜視図である。

【図4】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。

【図5】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分において、刃先成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部における接合面からの距離を示し、縦軸は、刃先成分の濃度を示す。

【図6】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。

【図7】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分において、成膜成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部における接合面からの距離を示し、縦軸は、成膜成分の濃度を示す。

【図8】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。

【図9】実施形態１に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分において、ニッケルの濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部における接合面からの距離を示し、縦軸は、ニッケルの濃度を示す。

【図10】実施形態１の変形例に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。

【図11】実施形態１の変形例に係る台金部と刃先部との接合面を含む接合部分において、成膜成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部における接合面からの距離を示し、縦軸は、成膜成分の濃度を示す。

【図12】実施形態１に係るカッタ刃の製造方法を例示したフローチャート図である。

【図13】実施形態１に係るカッタ刃の製造方法において、刃先部及び刃先部の接合面に成膜された膜を例示した断面図である。

【図14】実施形態１に係るカッタ刃の製造方法において、金型のキャビティに配置された刃先部を例示した断面図である。

【図15】実施形態１に係るカッタ刃の製造方法において、金型のキャビティに充填された溶融材料を例示した断面図である。

【図16】実施形態２に係るカッタ刃の製造方法を例示したフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0012】

（実施形態１）
実施形態１に係るカッタ刃及びカッタ刃の製造方法を説明する。まず、カッタ刃を用いる装置の例として、造粒装置を説明する。その後、カッタ刃及びカッタ刃の製造方法を説明する。

【0013】

＜水中造粒装置＞
図１は、実施形態１に係るカッタ刃を用いる造粒装置を例示した構成図である。図２は、実施形態１に係るカッタ刃を用いる造粒装置において、ダイプレートを例示した斜視図である。図１では、枠内に、造粒装置の一部の分解図を示している。

【0014】

図１及び図２に示すように、造粒装置は、例えば、水中造粒装置２００である。水中造粒装置２００は、押出装置１００の下流側に接続されている。押出装置１００は、駆動部１０１、減速機１０２、シリンダ１０３、スクリュ１０４を備えている。モータ等の駆動部１０１は、減速機１０２によって調整された回転をスクリュ１０４に伝達させる。よって、スクリュ１０４は、シリンダ１０３の内部で、調整された駆動部１０１の動力源によって回転する。

【0015】

シリンダ１０３の所定の位置からシリンダ１０３の内部に投入された材料２０６は、回転するスクリュ１０４によって、水中造粒装置２００側に押し出される。投入された材料２０６は、例えば、樹脂材料である。押出装置１００は、例えば、樹脂材料を、シリンダ１０３内における加熱及びスクリュ１０４の回転により、可塑化及び混錬させ、溶融樹脂として水中造粒装置２００側に押し出す。

【0016】

水中造粒装置２００は、ダイプレート２０１、カッタ刃ホルダ部２０２、駆動部２０３及びカッタ刃１を備えている。ダイプレート２０１、カッタ刃ホルダ部２０２及びカッタ刃１は、水中に配置されている。ダイプレート２０１は、プレート面２０４を有している。プレート面２０４には、複数の孔２０５が形成されている。回転するスクリュ１０４によって押し出された材料２０６は、プレート面２０４に形成された孔２０５からプレート面２０４上に押し出される。プレート面２０４上に押し出された材料２０６は、例えば、溶融樹脂である。図２では、図が煩雑にならないように、いくつかの孔２０５及び材料２０６のみに符号を付している。

【0017】

ダイプレート２０１及びプレート面２０４は中心軸Ｃを有している。カッタ刃ホルダ部２０２は、ダイプレート２０１に対向して設けられている。カッタ刃ホルダ部２０２は、駆動部２０３の動力源によって、中心軸Ｃを回転軸にして回転する。カッタ刃ホルダ部２０２は、複数のカッタ刃１を保持している。図１では、図が煩雑にならないように、いくつかのカッタ刃１のみに符号を付している。

【0018】

例えば、円形状のカッタ刃ホルダ部２０２の周縁に等間隔でカッタ刃１は保持されている。そして、カッタ刃ホルダ部２０２の回転に伴って、各カッタ刃１は、プレート面２０４上を回転する。各カッタ刃１は、プレート面２０４に沿って摺動することにより、孔２０５からプレート面２０４上に押し出された材料２０６を切断する。例えば、孔２０５からプレート面２０４上に押し出された溶融樹脂は、カッタ刃１によって切断される。切断された溶融樹脂は、水中において固化し、樹脂ペレットとなる。

【0019】

＜カッタ刃＞
次に、カッタ刃１を説明する。図３は、実施形態１に係るカッタ刃１を例示した斜視図である。図３に示すように、カッタ刃１は、台金部１０と、刃先部２０と、を備えている。台金部１０の接合面１５は、刃先部２０の接合面２５に接合されている。

【0020】

ここで、カッタ刃１を説明するために、ＸＹＺ直交座標軸系を導入する。カッタ刃１をプレート面２０４上に配置した場合に、プレート面２０４に直交する方向をＺ軸方向とする。刃先が延びる方向をＹ方向とする。Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。

【0021】

＜台金部＞
台金部１０は、取付部１１と、峰部１２と、を有している。取付部１１及び峰部１２は、Ｙ軸方向に隣り合って接続されている。台金部１０は、材料として、例えば、ステンレスを含んでいる。よって、台金部１０は、鉄、ニッケル、クロム等を含有したステンレスを台金材料として含んでいる。なお、台金材料は、鉄、ニッケル、クロム等を含有したステンレスに限らず、さらに他の金属を含むステンレスでもよいし、ステンレス以外の材料でもよい。場合によっては、台金材料は、樹脂材料を含む材料等でもよい。

【0022】

取付部１１は、プレート面２０４に沿って摺動するための動力を伝達するカッタ刃ホルダ部２０２に接続される。取付部１１は、例えば、台金部１０の＋Ｙ軸方向側の部分に形成されている。取付部１１は、例えば、四角柱状であり、底面１１ａ、上面１１ｂ、前面１１ｃ及び背面１１ｄを有している。底面１１ａは、－Ｚ軸方向側の面であり、上面１１ｂは、＋Ｚ軸方向側の面である。前面１１ｃは、－Ｘ軸方向側の面であり、背面１１ｄは、＋Ｘ軸方向側の面である。

【0023】

取付部１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に接続するための孔１３が形成されている。孔１３は、１個でもよいし、複数個でもよい。孔１３は、上面１１ｂから底面１１ａまで貫通している。例えば、取付部１１の孔１３と、カッタ刃ホルダ部２０２の孔とにボルトを挿入することにより、カッタ刃１をカッタ刃ホルダ部２０２に固定する。なお、取付部１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に接続させるためのものならば、孔１３以外の溝等が形成されてもよい。

【0024】

峰部１２は、プレート面２０４に刃先部２０を挟んで対向している。峰部１２には、刃先部２０が接合されている。峰部１２は、例えば、台金部１０の－Ｙ軸方向側の部分に形成されている。峰部１２は、例えば、Ｙ軸方向に延びている。峰部１２は、底面１２ａ、上面１２ｂ、前面１２ｃ及び背面１２ｄを有している。底面１２ａは、－Ｚ軸方向側の面であり、上面１２ｂは、＋Ｚ軸方向側の面である。前面１２ｃは、－Ｘ軸方向側の面であり、背面１２ｄは、＋Ｘ軸方向側の面である。例えば、前面１２ｃは、傾斜面１４を有している。前面１２ｃの傾斜面１４に刃先部２０の接合面２５が接合されている。よって、台金部１０における峰部１２の傾斜面１４は、接合面１５となっている。なお、刃先部２０は、台金部１０における峰部１２の前面１２ｃに限らず、他の部分に接合してもよい。台金部１０は、直接に刃先部２０に接合してもよい。具体的には、台金部１０は、ニッケル膜等の成膜材料の膜を介さず、直接に刃先部２０に接合してもよい。なお、場合によっては、台金部１０は、ニッケル膜等の成膜材料の膜を介して、刃先部２０に接合してもよい。

【0025】

＜刃先部＞
刃先部２０は、プレート面２０４上を摺動する部分である。刃先部２０は、孔２０５が形成されたプレート面２０４を有するダイプレート２０１のプレート面２０４に沿って摺動することにより、孔２０５からプレート面２０４上に押し出された材料２０６を切断する。刃先部２０は、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）を刃先材料として含んでいる。例えば、刃先部２０は、炭化チタンの焼結体を含んでいる。なお、刃先部２０は、刃先材料として、炭化チタンを含む材料に限らず、炭化タングステン（ＷＣ）等の他の金属を含む材料でもよい。刃先材料は、刃先成分を構成成分として含む。例えば、刃先材料が炭化チタンを含む場合には、刃先成分は、チタン（Ｔｉ）を含む。

【0026】

刃先部２０は、例えば、刃先がＹ軸方向に延びた板状である。刃先部２０は、底面２０ａ及び上面２０ｂを有している。底面１２ａは、－Ｚ軸方向側の面であり、上面１２ｂは、＋Ｚ軸方向側の面である。刃先部２０の底面２０ａは、台金部１０の接合面１５と接合する接合面２５を有している。なお、刃先部２０の形状は、台金部１０と接合する接合面２５を有していれば、板状に限らず、角柱状でもよい。また、刃先部２０は、底面２０ａ以外の他の部分に接合面２５を有してもよい。

【0027】

図４は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。図４に示すように、台金部１０の接合面１５は、刃先部２０の接合面２５に接合されている。台金部１０は、接合面１５の近傍に、刃先成分検出部分１０Ａを有している。刃先成分検出部分１０Ａは、刃先部２０に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された部分である。刃先部２０が炭化チタンを刃先材料として含む場合には、刃先成分は、チタンを含む。また、台金部１０は、台金部１０の内部に、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂを有している。刃先成分検出限界以下部分１０Ｂは、刃先成分の濃度が検出限界以下となる部分である。刃先成分の濃度が検出限界以下とは、質量分析器等の濃度検出器により刃先成分の濃度が検出限界以下であることを意味する。

【0028】

図５は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分において、刃先成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部１０における接合面１５からの距離を示し、縦軸は、刃先成分の濃度を示す。図５に示すように、刃先成分検出部分１０Ａは、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少する部分を有している。

【0029】

図５では、刃先成分検出部分１０Ａにおいて、刃先成分の濃度は、単調に減少している。しかしながら、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少する部分を有するとは、刃先成分検出部分１０Ａにおいて、刃先成分の濃度が単調に減少することに限らない。例えば、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少する部分を有するとは、刃先成分検出部分１０Ａにおいて、刃先成分の濃度が一旦増加してピークを形成した後、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少してもよい。また、刃先成分検出部分１０Ａにおいて、刃先成分が一定の濃度を示した後、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて急激に減少してもよい。明細書の以降の説明においても、濃度が減少する部分を有するとは、同様の意味で用いられる。

【0030】

図６は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。図６に示すように、台金部１０は、接合面１５の近傍に、第１成膜成分検出部分１０Ｃを有している。第１成膜成分検出部分１０Ｃは、台金材料に含有された成膜成分の濃度よりも大きい濃度の成膜成分が検出された部分である。

【0031】

ここで、台金部１０は、メッキまたは溶射により刃先部２０に成膜可能な成膜材料の構成成分である成膜成分を含有した材料を台金材料として含んでもよい。具体的には、メッキまたは溶射により刃先部２０に成膜可能な成膜材料は、例えば、ニッケルである。成膜成分は、ニッケルである。よって、台金部１０は、ニッケルを含有したステンレスを台金材料として含んでもよい。その場合には、台金部１０は、接合面１５の近傍に、もともと台金材料に含有されたニッケルの濃度よりも大きい濃度のニッケルが検出された部分（第１ニッケル検出部分、図８及び図９参照。）を有している。なお、成膜材料は、メッキまたは溶射により刃先部２０に成膜可能な材料であれば、ニッケルに限らず、例えば、ステンレス等の台金材料に含有されるクロム等でもよいし、ステンレス等の台金材料に含有されない金属等でもよい。

【0032】

台金部１０は、台金部１０の内部に、第２成膜成分検出部分１０Ｄを有している。第２成膜成分検出部分１０Ｄは、台金材料に含有された成膜成分の濃度以下の部分である。具体的には、例えば、台金部１０がニッケルを含有したステンレスを台金材料として含む場合には、台金部１０は、台金部１０の内部に、もともと台金材料に含有されたニッケルの濃度以下の部分（第２ニッケル検出部分、図８及び図９参照。）を有している。

【0033】

図７は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分において、成膜成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部１０における接合面１５からの距離を示し、縦軸は、成膜成分の濃度を示す。図７に示すように、第１成膜成分検出部分１０Ｃは、第２成膜成分検出部分１０Ｄに近づくにつれて成膜成分の濃度が減少する部分を有している。

【0034】

例えば、台金部１０がニッケルを含有したステンレスを台金材料として含む場合を説明する。図８は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。図９は、実施形態１に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分において、ニッケルの濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部１０における接合面１５からの距離を示し、縦軸は、ニッケルの濃度を示す。

【0035】

図８及び図９に示すように、台金部１０は、接合面１５の近傍に、もともと台金材料に含有されたニッケルの濃度よりも大きい濃度のニッケルが検出された第１ニッケル検出部分１０Ｅを有する。第１ニッケル検出部分１０Ｅは、前述の第１成膜成分検出部分１０Ｃをニッケルで限定した場合である。台金部１０は、台金部１０の内部に、台金材料に含まれるニッケルの濃度以下の第２ニッケル検出部分１０Ｆを有する。第２ニッケル検出部分１０Ｆは、前述の第２成膜成分検出部分１０Ｄをニッケルで限定した場合である。第１ニッケル検出部分１０Ｅは、第２ニッケル検出部分に近づくにつれてニッケルの濃度が減少する部分を有する。

【0036】

（変形例）
変形例として、メッキまたは溶射により刃先部２０に成膜可能な成膜材料が台金材料にもともと含有されていない場合を説明する。図１０は、実施形態１の変形例に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分を例示した断面図であり、図３のＩＶ線の断面を示す。図１１は、実施形態１の変形例に係る台金部１０と刃先部２０との接合面１５及び２５を含む接合部分において、成膜成分の濃度を模式的に例示したグラフであり、横軸は、台金部１０における接合面１５からの距離を示し、縦軸は、成膜成分の濃度を示す。

【0037】

図１０及び図１１の変形例に示すように、成膜材料が台金材料に含有されていない場合には、台金部１０は、接合面１５の近傍に、メッキまたは溶射により刃先部２０に成膜可能な成膜材料の構成成分である成膜成分が検出された成膜成分検出部分１０Ｇを有する。台金部１０は、台金部１０の内部に、成膜成分の濃度が検出限界以下となる成膜成分検出限界以下部分１０Ｈを有する。成膜成分検出部分１０Ｇは、成膜成分検出限界以下部分１０Ｈに近づくにつれて成膜成分の濃度が減少する部分を有する。

【0038】

＜カッタ刃の製造方法＞
次に、本実施形態のカッタ刃の製造方法を説明する。図１２は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法を例示したフローチャート図である。図１３は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法において、刃先部２０及び刃先部２０の接合面２５に成膜された膜３０を例示した断面図である。図１４は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法において、金型３１のキャビティ３２に配置された刃先部２０を例示した断面図である。図１５は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法において、金型３１のキャビティ３２に充填された溶融材料３３を例示した断面図である。

【0039】

図１２のステップＳ１１及び図１３に示すように、刃先部２０の少なくとも接合面２５に、メッキまたは溶射により成膜材料の膜３０を成膜する。例えば、メッキまたは溶射により、少なくとも接合面２５にニッケル膜を成膜する。なお、成膜材料の膜３０を成膜する際には、刃先部２０の全体に成膜材料の膜３０を成膜してもよい。刃先部２０は、炭化チタンを刃先材料として含み、刃先成分は、チタンを含むようにしてもよい。

【0040】

次に、図１２のステップＳ１２及び図１４に示すように、刃先部２０を金型３１のキャビティ３２に配置させる。

【0041】

次に、図１２のステップＳ１３及び図１５に示すように、溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる。具体的には、台金部１０に含まれる台金材料を溶融させた溶融材料３３を刃先部２０の接合面２５に接触させるように、溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる。溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる際には、台金材料は、成膜材料の構成成分である成膜成分を含有するようにしてもよい。例えば、台金部１０は、ニッケルを含有させたステンレスを台金材料として含むようにしてもよい。溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる工程は、大気中において行われてもよい。

【0042】

次に、図１２のステップＳ１４に示すように、溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる。そして、台金部１０は、接合面１５の近傍に、刃先部２０に含まれる刃先材料の構成成分である刃先成分が検出された刃先成分検出部分１０Ａを有するようにする。また、台金部１０は、台金部１０の内部に、刃先成分の濃度が検出限界以下となる刃先成分検出限界以下部分１０Ｂを有するようにする。さらに、刃先成分検出部分１０Ａは、刃先成分検出限界以下部分１０Ｂに近づくにつれて刃先成分の濃度が減少する部分を有するようにする。

【0043】

溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる際には、台金部１０は、接合面１５の近傍に、台金材料に含有された成膜成分の濃度よりも大きい濃度の成膜成分が検出された第１成膜成分検出部分１０Ｃを有するようにしてもよい。台金部１０は、台金部１０の内部に、台金材料に含有された成膜成分の濃度以下の第２成膜成分検出部分１０Ｄを有するようにしてもよい。そして、第１成膜成分検出部分１０Ｃは、第２成膜成分検出部分１０Ｄに近づくにつれて成膜成分の前記濃度が減少する部分を有するようにしてもよい。

【0044】

例えば、溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる際には、台金部１０は、接合面１５の近傍に、台金材料に含有されたニッケルの濃度よりも大きい濃度のニッケルが検出された第１ニッケル検出部分１０Ｅを有するようにしてもよい。また、台金部１０は、台金部１０の内部に、台金材料に含有されたニッケルの濃度以下の第２ニッケル検出部分１０Ｆを有するようにしてもよい。そして、第１ニッケル検出部分１０Ｅは、第２ニッケル検出部分１０Ｆに近づくにつれてニッケルの濃度が減少する部分を有するようにしてもよい。溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる工程は、大気中において行われてもよい。

【0045】

なお、上述した変形例のように、成膜材料が台金材料に含まれない材料の場合には、溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる際に、台金部１０は、接合面１５の近傍に、成膜材料の構成成分である成膜成分が検出された成膜成分検出部分１０Ｇを有するようにする。また、台金部１０は、台金部１０の内部に、成膜成分の濃度が検出限界以下となる成膜成分検出限界以下部分１０Ｈを有するようにする。そして、成膜成分検出部分１０Ｇは、成膜成分検出限界以下部分１０Ｈに近づくにつれて成膜成分の濃度が減少する部分を有するようにする。

【0046】

（比較例）
次に、本実施形態の効果を説明する前に、比較例を説明する。比較例のカッタ刃の製造方法は、接合面２５に成膜材料の膜３０を成膜せず、刃先部２０の接合面２５に直接に台金部１０の溶融材料３３を接触させて固化させる方法である。具体的には、比較例のカッタ刃の製造方法は、例えば、ステンレスを溶融させ、炭化チタンを含む刃先部２０に直接に溶融したステンレスを接触させる方法である。

【0047】

比較例のカッタ刃の製造方法は、溶融材料３３を直接に刃先部２０の接合面２５に接触させる際に、接合面２５において形成される酸化膜が原因で接合が困難となる。例えば、溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる工程及び溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる工程は、大気中において行われる。製造装置の都合上、このような工程の雰囲気制御は行えない場合があり、大気中での接合に限られるからである。したがって、大気中において、溶融材料３３により高温状態になった接合面２５には、酸化膜が形成されてしまう。

【0048】

（本実施形態の効果）
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態は、刃先部２０の接合面２５にメッキまたは溶射により成膜材料の膜３０を形成した後、溶融材料３３を接合面２５に接触させる。したがって、溶融材料３３をキャビティ３２に充填させる工程及び溶融材料３３を固化させて刃先部２０の接合面２５に台金部１０を接合させる工程を大気中において行ったとしても、接合面２５に成膜された膜３０により、酸化膜の形成を抑制することができる。よって、台金部１０と刃先部２０とを、溶融接合あるいは拡散接合させることができる。これにより、台金部１０と刃先部２０との接合を強固にすることができる。

【0049】

また、本実施形態のカッタ刃１は、台金部１０の接合面１５の近傍に、刃先成分が検出された刃先成分検出部分１０Ａを有している。例えば、台金部１０の断面を分析した場合に、台金部１０における溶融・凝固したステンレスの領域にもチタンが検出される。これによって、台金部１０と刃先部２０とは、溶融接合あるいは拡散接合していると考えられる。したがって、台金部１０と刃先部２０との接合を強固にすることができる。よって、カッタ刃１の歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる。

【0050】

さらに、台金部１０の接合面１５の近傍に、成膜成分が検出された第１成膜成分検出部分１０Ｃを有している。具体的には、接合面１５の近傍に、第１ニッケル検出部分１０Ｅを有している。よって、台金部１０と刃先部２０との接合を強固にすることができる。

【0051】

また、本実施形態のカッタ刃１の製造方法は、ロウ付けを省略することができる。よって、ロウ付けに必要な時間及びコストを低減することができる。また、仕上げ工程を不要とすることができ、刃先部２０または台金部１０に発生する損傷を抑制することができる。

【0052】

（実施形態２）
次に、実施形態２を説明する。本実施形態は、カッタ刃１の製造方法において、溶融材料を固化させた場合に、膜３０が消失する厚さを取得する。図１６は、実施形態２に係るカッタ刃１の製造方法を例示したフローチャート図である。

【0053】

図１６のステップＳ１０に示すように、本実施形態のカッタ刃１の製造方法は、刃先部２０の接合面２５にメッキまたは溶射により成膜材料の膜３０を成膜するステップＳ１１の前に、台金部１０が直接に刃先部２０に接合する膜の厚さを取得するステップＳ１０を有している。具体的には、刃先部２０の接合面２５に成膜された成膜材料の膜３０に溶融材料３３を接触させ、溶融材料３３を固化させた場合に、膜３０が消失し、台金部１０が直接に刃先部２０に接合する膜３０の厚さを取得する。例えば、接合面２５に成膜されたニッケル膜に溶融材料３３を接触させ、溶融材料３３を固化させた場合に、ニッケル膜が消失し、台金部１０が直接に刃先部２０に接合するニッケル膜の厚さを取得する。

【0054】

成膜材料の膜３０に溶融材料３３を接触させ、溶融材料３３を固化させた場合に、膜３０が消失し、台金部１０が直接に刃先部２０に接合する膜３０の厚さは、台金材料及び刃先材料によって異なってもよいし、台金部１０及び刃先部２０の形状によって異なってもよい。消失する膜３０の厚さは、例えば、数百μｍ以下であり、数十μｍ以下、場合によっては、数μｍ以下である。例えば、消失する膜３０の厚さは、１～１０μｍでもよいし、１０μｍ～１００μｍでもよいし、１００μｍ～９００μｍでもよい。また、１ｎｍ～１０ｎｍでもよいし、１０～１００ｎｍでもよいし、１００～９００ｎｍでもよい。

【0055】

このようにして取得した厚さの膜３０を接合面２５に成膜することにより、ステップＳ１４の溶融材料３３を固化させて接合面２５に台金部１０を接合させるステップＳ１４において、台金部１０は、直接に刃先部２０に接合するようにすることができる。図１６におけるステップＳ１１～Ｓ１４は、それぞれ図１２におけるステップＳ１１～Ｓ１４と同様である。

【0056】

本実施形態によれば、溶融材料３３を固化させて接合面２５に台金部１０を接合させた場合に、成膜材料の膜３０を消失させることができる。よって、台金部１０と刃先部２０とを、溶融接合あるいは拡散接合させることができ、台金部１０と刃先部２０との接合を強固にすることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１及び変形例の記載に含まれている。

【0057】

以上、本開示を実施形態に基づき具体的に説明したが、本開示は、実施形態１～２及び変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施形態１～２及び変形例の各構成を組み合わせたものも本開示の技術思想の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１ カッタ刃
１０ 台金部
１０Ａ 刃先成分検出部分
１０Ｂ 刃先成分検出限界以下部分
１０Ｃ 第１成膜成分検出部分
１０Ｄ 第２成膜成分検出部分
１０Ｅ 第１ニッケル検出部分
１０Ｆ 第２ニッケル検出部分
１０Ｇ 成膜成分検出部分
１０Ｈ 成膜成分検出限界以下部分
１１ 取付部
１１ａ 底面
１１ｂ 上面
１１ｃ 前面
１１ｄ 背面
１２ 峰部
１２ａ 底面
１２ｂ 上面
１２ｃ 前面
１２ｄ 背面
１３ 孔
１４ 傾斜面
１５ 接合面
２０ 刃先部
２０ａ 底面
２０ｂ 上面
２５ 接合面
３０ 膜
３１ 金型
３２ キャビティ
３３ 溶融材料
１００ 押出装置
１０１ 駆動部
１０２ 減速機
１０３ シリンダ
１０４ スクリュ
２００ 水中造粒装置
２０１ ダイプレート
２０２ カッタ刃ホルダ部
２０３ 駆動部
２０４ プレート面
２０５ 孔
２０６ 材料

【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】

【図16】