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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-28
(45)【発行日】2023-08-07
(54)【発明の名称】切削チップ及び被加工部材の製造方法
(51)【国際特許分類】
   B23B 27/22 20060101AFI20230731BHJP
   B23B 27/14 20060101ALI20230731BHJP
   H01T 13/20 20060101ALI20230731BHJP
   H01T 21/00 20060101ALI20230731BHJP
【FI】
B23B27/22
B23B27/14 C
H01T13/20 E
H01T21/00
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2019040738
(22)【出願日】2019-03-06
(65)【公開番号】P2020142325
(43)【公開日】2020-09-10
【審査請求日】2022-02-10
(73)【特許権者】
【識別番号】523194617
【氏名又は名称】NTKカッティングツールズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 貴士
(72)【発明者】
【氏名】続石 真也
【審査官】増山 慎也
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-143316(JP,A)
【文献】国際公開第2019/039724(WO,A1)
【文献】実開昭61-195913(JP,U)
【文献】特開2001-252809(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23B 27/14、22
B23B 29/24
H01T 13/20
H01T 21/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被切削材を切削加工することによって、第1面と、該第1面に略垂直な第2面と、を有する被加工部材を製造するための切削チップであって、
前記被切削材における前記被加工部材の前記第1面に対応した箇所を、切削加工するための第1切削部と、
前記被切削材における前記被加工部材の前記第2面に対応した箇所を、切削加工するための第2切削部と、
を備えており、
前記切削チップをすくい面方向から見た平面視で、
前記第1切削部は、
前記第1面に対応した箇所に接触して切削するための第1切れ刃であって、直線状に延びる第1切れ刃と、
前記第1切れ刃から該第1切れ刃側と反対側の後方に延びる第1すくい面と、
前記第1すくい面の前記後方側にて、前記第1すくい面から所定高さで突出する第1ブレーカ壁部と、
を備え、
前記第2切削部は、
前記第2面に対応した箇所に接触して切削するための第2切れ刃であって、前記第1切れ刃の端部に接続すると共に、前記接続する部分にて曲がって前記第1切れ刃側と反対側に延びる第2切れ刃と、
前記第2切れ刃から該第2切れ刃側と反対側の後方に延びる第2すくい面と、
前記第2すくい面の前記後方側にて、前記第2すくい面から所定高さで突出する第2ブレーカ壁部と、
を備え、
前記第1ブレーカ壁部の前記第1切れ刃側における高さ方向の上端部は、前記第1切れ刃と平行に延びている形状を有し、
前記第1ブレーカ壁部と前記第2ブレーカ壁部との間にて、前記第1ブレーカ壁部と前記第2ブレーカ壁部とに隣接した中間突出部であって、前記第1ブレーカ壁部及び前記第2ブレーカ壁部の前記隣接した部分よりも前記第2切れ刃側に延びるとともに、前記高さ方向に突出する中間突出部を備えており、
前記中間突出部の前記第1切れ刃側における前記高さ方向の上端部と、前記第1ブレーカ壁部の前記上端部とは、同一直線上にあって、前記第1切れ刃と平行に延びている形状を有する、
切削チップ。
【請求項2】
前記切削チップをすくい面方向から見た平面視で、
前記第1切れ刃と前記第1ブレーカ壁部の前記第1切れ刃側における前記高さ方向の前記上端部との第1距離W1と、前記第2切れ刃と前記中間突出部の前記高さ方向の前記上端部との最短距離である第2距離W2と、前記第2切れ刃と前記第2ブレーカ壁部の前記第2切れ刃側における前記高さ方向の上端部との第3距離W3とは、W2<W1、かつ、W2<W3の関係を有する、
請求項1に記載の切削チップ。
【請求項3】
前記第1距離W1と前記第3距離W3とは、W1>W3の関係を有する、
請求項2に記載の切削チップ。
【請求項4】
前記切削チップは、点火プラグの製造に用いられる主体金具の表面の切削加工用である、
前記請求項1~3のいずれか1項に記載の切削チップ。
【請求項5】
前記請求項1~3のいずれか1項に記載の切削チップを用いて、前記被加工部材を製造する、被加工部材の製造方法であって、
前記被加工部材は、円筒形状又は円柱形状の首部を有するとともに、前記首部の外周面である前記第1面と、前記第1面から径方向外側に略垂直に張り出す前記第2面と、を備えており、
前記被切削材を自身の軸線を中心にして回転させるとともに、前記第1切れ刃が前記第1面に対応した箇所に対向して配置された前記切削チップを、前記首部に対応した箇所に向かって移動させることによって、前記第1面に対応した箇所を前記第1切れ刃によって切削加工するとともに、前記第2面に対応した箇所を前記第2切れ刃によって切削加工する、
被加工部材の製造方法。
【請求項6】
前記被加工部材は、点火プラグの製造に用いられる主体金具である、
請求項5に記載の被加工部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば点火プラグの主体金具等を製造する場合に用いることができる切削チップ、および、例えば点火プラグの主体金具等の被加工部材を製造することができる被加工部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、点火プラグ(即ち、スパークプラグ)の主体金具は、鍛造加工によって成形した鍛造体から、主体金具の各部を切削加工によって削り出して作製されている(特許文献1参照)。
【0003】
この主体金具の輪郭線には起伏が多いことから、切削加工によって主体金具を製造する場合には、主体金具の輪郭線に沿った切れ刃が形成された切削チップが用いられている。
この切削チップとしては、例えば図9Aに示すように、第1切れ刃(P1)と第1切れ刃から曲がって延びる第2切れ刃(P2)を備えた切削チップが知られている。なお、切削チップの第1切れ刃によって、図9Bに示すように、例えば鍛造体(P3)の同図上部の小径部分の根元(P4)を切削加工する際には、同時に、第2切れ刃によって、根元に隣接し且つ小径部分に対して略垂直となった平面(P5)を加工することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第5526161号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した従来の切削チップを用いて、鍛造体を切削して、主体金具の先端側の小径部分の根元(即ち首部)と、首部と略垂直の面(即ち座面)とを形成する場合には、発生する切削切屑の形状が安定せず、場合によっては、切削切屑が主体金具に巻き付くことがあった。
【0006】
これは、首部に対応した箇所から生じる切削切屑の幅と、座面に対応した箇所から生じる切削切屑の幅とが異なり、しかも、それらの切削切屑が流れる方向が交わる関係になりえるからである。
【0007】
本開示は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、例えば主体金具のような被加工部材を切削加工によって製造する場合に、発生する切削切屑の形状を安定化できる切削チップ、及び被加工部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)本開示の一態様は、被切削材を切削加工することによって、第1面と、第1面に略垂直な第2面と、を有する被加工部材を製造するための切削チップに関するものである。
この切削チップは、被切削材における被加工部材の第1面に対応した箇所を、切削加工するための第1切削部と、被切削材における被加工部材の第2面に対応した箇所を、切削加工するための第2切削部と、を備えている。
【0009】
さらに、この切削チップは、すくい面方向から見た平面視で、下記の構成を有する。
第1切削部は、第1面に対応した箇所に接触して切削するための第1切れ刃であって、直線状に延びる第1切れ刃と、第1切れ刃から第1切れ刃側と反対側の後方に延びる第1すくい面と、第1すくい面の後方側にて、第1すくい面から所定高さで突出する第1ブレーカ壁部と、を備えている。
【0010】
第2切削部は、第2面に対応した箇所に接触して切削するための第2切れ刃であって、第1切れ刃の端部に接続すると共に、接続部分にて曲がって第1切れ刃側と反対側に延びる第2切れ刃と、第2切れ刃から第2切れ刃側と反対側の後方に延びる第2すくい面と、第2すくい面の後方側にて、第2すくい面から所定高さで突出する第2ブレーカ壁部と、を備えている。
【0011】
さらに、第1ブレーカ壁部の第1切れ刃側における高さ方向の上端部は、第1切れ刃と平行に延びている形状を有する。
しかも、第1ブレーカ壁部と第2ブレーカ壁部との間にて、第1ブレーカ壁部と第2ブレーカ壁部とに隣接した中間突出部であって、第1ブレーカ壁部及び第2ブレーカ壁部の隣接部分よりも第2切れ刃側に延びるとともに、高さ方向に突出する中間突出部を備えている。
【0012】
この中間突出部の第1切れ刃側における高さ方向の上端部と、第1ブレーカ壁部の上端部とは、同一直線上にあって、第1切れ刃と平行に延びている形状を有する。
このように、本開示の一態様の切削チップは、第1ブレーカ壁部と第2ブレーカ壁部との間にて、第1ブレーカ壁部と第2ブレーカ壁部とに隣接した中間突出部を備えている。詳しくは、第1ブレーカ壁部及び第2ブレーカ壁部の隣接部分よりも第2切れ刃側に延びるとともに、高さ方向に突出する中間突出部を備えている。
【0013】
そのため、この中間突出部があることによって、被加工部材となる被切削材(例えば鍛造体)を切削する際には、第2面から生じる切削切屑を、中間突出部の壁に沿わせるようにして、第1切れ刃側と反対側の後方に流すことができる。つまり、中間突出部があることにより、第2面から生じる切削切屑は、中間突出部と第2面との間に沿って後方に流れるので、第1切れ刃によって生成する切削切屑と、第2切れ刃によって生成する切削切屑とを、容易に分離することができる。この結果、第1面や第2面から生じる切削切屑の形状が安定するという効果がある。なお、通常では、第1切れ刃によって生成する切削切屑よりも、第2切れ刃によって生成する切削切屑の幅は狭い。
【0014】
しかも、この切削チップは、中間突出部の第1切れ刃側における高さ方向の上端部と、第1ブレーカ壁部の上端部とは、同一直線上にあって、第1切れ刃と平行に延びている形状を有する。
【0015】
そのため、第1面から生じる切削切屑の径を容易に安定して生成できるとともに、第1面のうち第2面と連接する部分における領域から生ずる切削切屑の径も容易に安定させることができる。
【0016】
このように、本開示の一態様の切削チップは、上述したように中間突出部が設けられているので、被加工部材の第1面と第2面とを切削加工によって形成する場合には、発生する切削切屑の形状が安定するという顕著な効果を奏する。そのため、切削切屑の径が大きくなって、例えば主体金具に巻き付くことを抑制することができる。
【0017】
なお、ここで略垂直とは、実質的に垂直であることを示し、例えば90度~95度の範囲を採用できる(以下同様)。
(2)本開示の一態様では、切削チップをすくい面方向から見た平面視で、第1切れ刃と第1ブレーカ壁部の第1切れ刃側における高さ方向の上端部との第1距離W1と、第2切れ刃と中間突出部の高さ方向の上端部との最短距離である第2距離W2と、第2切れ刃と第2ブレーカ壁部の第2切れ刃側における高さ方向の上端部との第3距離W3とは、W2<W1、かつ、W2<W3の関係を有していてもよい。
【0018】
このように、「W2<W1、かつ、W2<W3の関係を有すること」により、第2切削部のうち第1切削部との隣接部分に、ブレーカ幅の特に小さい部分を設けることができる。このブレーカ幅の特に小さい部分(即ち切れ刃からブレーカ壁までの距離が小さい部分)があることにより、外周面35aから生じる切削切屑と、第2面から生じる切削切屑とを、より容易に分離することができる。また、第2面から生じる切削切屑を中間突出部の壁に沿わせることができるので、より一層安定した形状の切削切屑を生成することができる。
【0019】
また、「W2<W3の関係を有すること」により、第2切れ刃側のブレーカ幅を十分に確保できるので、第2切削部から生じる切削切屑が、第2面を傷つけにくいという利点もある。
【0020】
(3)本開示の一態様では、第1距離W1と第3距離W3とは、W1>W3の関係を有していてもよい。
第2切削部における切削抵抗は第1切削部における切削抵抗より小さく、第2切削部から生じる切削切屑は、通常、第1切削部から生じる切削切屑よりも細い。従って、「W1>W3の関係を有する」ように構成することで、第1切削部から生じる切削切屑も、第2切削部から生じる切削切屑も、その径が安定するという利点がある。
【0021】
(4)本開示の一態様では、切削チップは、点火プラグの製造に用いられる主体金具の表面の切削加工用であってもよい。
(5)本開示の他の一態様は、上述した切削チップを用いて、被加工部材を製造する、被加工部材の製造方法である。
【0022】
この被加工部材の製造方法では、被加工部材は、円筒形状又は円柱形状の首部を有するとともに、首部の外周面である第1面と、第1面から径方向外側に略垂直に張り出す第2面と、を備えている。
【0023】
そして、この被加工部材の製造方法では、被切削材を自身の軸線を中心にして回転させる。それとともに、第1切れ刃が第1面に対応した箇所に対向して配置された切削チップを、首部に対応した箇所に向かって移動させることによって、第1面に対応した箇所を第1切れ刃によって切削加工するとともに、第2面に対応した箇所を第2切れ刃によって切削加工する。
【0024】
このように、上述した切削チップを用いることにより、被切削材の加工箇所、即ち被加工部材(例えば主体金具)の第1面(例えば首部の外周面)と第2面(例えば座面)とに対応した箇所を切削加工する場合には、発生する切削切屑の形状が安定する。そのため、切削切屑の径が大きくなって、例えば主体金具に巻き付くことを抑制することができる。
【0025】
従って、主体金具等の被加工部材を製造する際の作業効率が向上するという効果がある。
(6)本開示の他の一態様では、被加工部材は、点火プラグの製造に用いられる主体金具であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1】実施形態の点火プラグを示す部分断面図である。
図2】点火プラグの製造方法を示す工程図である。
図3】主体金具の製造方法を示す工程図である。
図4】鍛造体(被切削材)の形状を示す側面図である。
図5】切削工具によって主体金具を製造する状態を示す説明図である。
図6】切削チップの形状を示す平面図である。
図7図7Aは切削チップの一部を拡大して示す平面図、図7B図7AのI-I断面を示す断面図、図7C図7AのII-II断面を示す断面図、図7D図7AのIII-III断面を示す断面図である。
図8】切削チップによって主体金具を製造する状態を示す説明図である。
図9】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本開示が適用された切削チップ及び被加工部材の製造方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.実施形態]
[1-1.点火プラグ]
まず、被加工部材である主体金具が用いられる点火プラグ(即ちスパークプラグ)について、図1を参照して説明する。
【0028】
図1に示すように、点火プラグ1は、軸心である軸線Oに沿って延びる長尺の部材である。なお、以下の説明では、図1の下方を点火プラグ1の「先端側」と呼び、図1の上方を点火プラグ1の「後端側」と呼ぶ。
【0029】
点火プラグ1は、中心電極3と、絶縁碍子5と、主体金具7と、接地電極9と、を備える。この点火プラグ1の軸線Oは、中心電極3、絶縁碍子5および主体金具7の各部材の軸心でもある。
【0030】
点火プラグ1の中心電極3は、棒状の電極である。この中心電極3は、インコネル(登録商標)を始めとするニッケルを主成分とするニッケル合金からなる。中心電極3の外側面は、絶縁碍子5によって外部から電気的に絶縁されている。中心電極3は、内部に熱伝導性に優れる芯部を有していてもよい。例えば、芯部は主に銅からなる。
【0031】
中心電極3の先端側は、絶縁碍子5の先端側から突出している。中心電極3の後端側は、絶縁碍子5の後端側へと電気的に接続されている。この中心電極3の後端側は、シール体11、セラミック抵抗13、シール体15、端子金具17を介して、絶縁碍子5の後端側へと電気的に接続されている。
【0032】
絶縁碍子5は、筒状の絶縁体である。この絶縁碍子5は、アルミナを始めとする絶縁性セラミックス材料を焼成してなる。絶縁碍子5は、軸線Oに沿った貫通孔である軸孔19を備える。軸孔19には、中心電極3、シール体11、セラミック抵抗13、シール体15、端子金具17が収容されている。
【0033】
主体金具7は、筒状の金属体である。この主体金具7は、ニッケルメッキされた低炭素鋼製の金属体である。なお、主体金具7は、亜鉛メッキされた低炭素鋼製の金属体であってもよいし、メッキされていない(無メッキの)ニッケル合金製の金属体であってもよい。
【0034】
主体金具7は、中心電極3から電気的に絶縁された状態で、絶縁碍子5の外側面にカシメ固定されている。主体金具7には、先端側から後端側へと順に、先端面21、先端部23、胴部25、溝部27、工具係合部29、カシメ部31が形成されている。
【0035】
主体金具7の先端面21は、主体金具7の先端側に形成されている。この先端面21は、中空円状の面であり、先端面21には、接地電極9が接合されている。先端面21の中央からは、絶縁碍子5および中心電極3が突出している。
【0036】
胴部25は、溝部27よりも外周方向に張り出した鍔状部である。胴部25は、内燃機関30との間に配置されたガスケット33を圧縮する。
先端部23は、胴部25より細径で、胴部25よりも先端側に突出する筒状部分である。先端部23の外周面にはネジ山が形成された取付ネジ部24が設けられている。なお、本実施形態では、主体金具7の取付ネジ部24を内燃機関30のネジ孔30aに螺合させることによって、点火プラグ1を内燃機関30に取り付けることが可能である。
【0037】
また、先端部23の根元は、ネジ山が形成されていない円筒形状の首部35となっている。この首部35には、前記ガスケット33が外嵌されている。さらに、胴部25の先端には、ガスケット33が着座する座面(第2面)37が形成されている。なお、首部35の外周面(第1面)35aと外周面35aに連接された座面37とのなす角度θ1(図5参照)は、略垂直(例えば90度~95度の範囲)となっている。
【0038】
溝部27は、胴部25と工具係合部29との間に形成されている。溝部27は、主体金具7を絶縁碍子5にカシメ固定する際に外周方向に膨出した部位である。
工具係合部29は、溝部27よりも外周方向に張り出した鍔状部である。工具係合部29は、点火プラグ1を内燃機関30に取り付けるための工具(図示せず)に係合する形状を有する。
【0039】
カシメ部31は、主体金具7を絶縁碍子5にカシメ固定する際に、絶縁碍子5に密着するように塑性加工された部位である。本実施形態では、主体金具7のカシメ部31と、絶縁碍子5との間の領域には、粉末のタルク(滑石)が封止されている。
【0040】
[1-2.点火プラグの製造方法]
次に、点火プラグ1の製造方法の概略について説明する。
図2に示すように、点火プラグ1を製造する際には、中心電極3を製作する工程(ステップS100)、絶縁碍子5を製作する工程(ステップS110)、主体金具7を製作する工程(ステップS120)をそれぞれ行うことによって、中心電極3、絶縁碍子5および主体金具7をそれぞれ用意する。なお、主体金具7を製造する方法についての詳細は後述する。
【0041】
そして、中心電極3、絶縁碍子5および主体金具7を用意した後、これらの部品を組み付けて点火プラグ1を製作する工程(ステップS130)を経て、点火プラグ1が完成する。
【0042】
具体的には、点火プラグ1の部品を組み付ける工程(ステップS130)では、中心電極3を絶縁碍子5に挿入し、更に、その絶縁碍子5を主体金具7に挿入する。その後、主体金具7を絶縁碍子5にカシメ固定し、主体金具7に接合されている接地電極9を折り曲げると、点火プラグ1が完成する。
【0043】
[1-3.主体金具の製造方法]
次に、主体金具7の製造方法を説明する。
図3に示すように、主体金具7を製造する際には、まず、鍛造加工(ステップS200)を行う。具体的には、冷間鍛造機を用いて、主体金具7の素材である円柱状の低炭素鋼材(例えば、JIS規格のS10CやS15C等)を複数回に分けてプレスし、主体金具7の元となる形状に成形した鍛造体(即ち被切削材)41(図4参照)を作成する。
【0044】
なお、この鍛造体41の外形形状は、主体金具7の先端側(即ち先端部23)に対応する先端部41cの外径G1、先端部41aと反対側の後端部41bの外径G2、先端部41aと後端部41bとの間の中間部41cの外径G3が、それぞれ異なっている円柱である。なお、G3>G2>G1である。
【0045】
鍛造加工の後、切削加工(ステップS210)を行う。具体的には、鍛造加工で作成した鍛造体41の外周および内周を旋盤(図示せず)で切削することによって、主体金具7(即ち被加工部材)の各部の形状を削り出す。なお、この切削加工の詳細については後述する。
【0046】
切削加工の後、接地電極9を主体金具7に溶接する(ステップS220)。本実施形態では、主体金具7に溶接する際の接地電極9は、完成品とは異なり、真っ直ぐに延びた線材である。
【0047】
接地電極9を主体金具7に溶接した後、主体金具7の先端部23にネジ山を形成するネジ切り加工(ステップS230)を行う。その後、主体金具7にメッキ加工(ステップS240)を行うことにより、主体金具7が完成する。
【0048】
[1-4.切削工具]
次に、上述した切削加工を行う際に用いられる切削工具の全体構成について説明する。
図5に示すように、主体金具7を切削加工によって製造する場合には、鍛造体41を切削する切削工具(即ち、バイト)43が用いられる。なお、図5は、切削加工直後の状態を示している。
【0049】
切削工具43は、3つの保持部(即ち、シャンク)45、47、49と、4つの切削チップ51、53、55、57と、を備える。なお、保持部45~49や切削チップ51~57の数は、特に限定されない。
【0050】
各切削チップ51~57は、それぞれ略中央に、各切削チップ51~57を厚み方向に貫通する保持孔61、63、65、67を備えており、各保持孔61、63、65、67にそれぞれ固定ネジ(図示せず)をねじ込むことによって、各保持部45~49に固定されている。なお、保持部45に切削チップ51が固定され、保持部47に切削チップ53が固定され、保持部49に切削チップ55、57が固定されている。
【0051】
この切削加工では、主体金具7となる部材(詳しくは切削加工前の鍛造体41)を、鍛造体41の軸線Oを旋盤の回転軸に一致させて固定する。そして、旋盤の回転軸を回転させることによって鍛造体41を回転させながら、切削工具43を回転軸に直交する方向から鍛造体41に押し当てることによって、主体金具7の各部の形状を削り出す。
【0052】
具体的には、切削チップ51によって、主体金具7の先端側(図5の上方)の端部の形状が削り出される。
切削チップ53によって、主体金具7の首部35の外周面(第1面)35aと座面(第2面)37との形状が削り出される。
【0053】
切削チップ55によって、胴部25の先端側及び後端側の端部の形状が削り出される。
切削チップ57によって、主体金具7の後端側(図5の下方)の端部の形状が削り出される。
【0054】
[1-5.切削チップ]
次に、前記切削チップ51~57のうち、鍛造体41に対して、前記首部35と座面37となる部分の切削加工を行う切削チップ53について説明する。
【0055】
図6及び図7に示すように、切削チップ53は、板状であり、厚み方向から見た平面視で、略多角形の形状を有している。なお、ここで平面視とは、XYZの直交座標系で、XY平面に垂直なZ軸方向(紙面に垂直の方向)から見たものである。言い替えれば、後述する第1すくい面87や第2すくい面93が形成された側から見たもの(即ちすくい面側みた平面視)である。
【0056】
この切削チップ53は、鍛造体41を切削加工する部分として、図6の左右方向に、一対の切削部80L、80Rを備えている。なお、一対の切削部80L、80Rは、保持孔63を挟んで点対称に設けられた同じ構成のものであるので、以下では、一方(図6の左側の切削部80L)を例に挙げて説明する。
【0057】
切削部80Lは、鍛造体41を切削加工して、主体金具7の首部35の外周面(第1面)35aを形成する第1切削部81と、座面(第2面)37を形成する第2切削部83と、を備えている。
【0058】
また、この切削チップ53はすくい面方向(即ちZ軸方向)から見た平面視で、下記の構成を有している。
第1切削部81は、鍛造体41における主体金具7の外周面35aに対応した箇所(即ち鍛造体41の一部)に接触して切削するための第1切れ刃85であって、直線状に延びる第1切れ刃85を備えている。ここでは、第1切れ刃85は、平面視で直線である。
【0059】
さらに、第1切削部81は、第1切れ刃85から第1切れ刃85側と反対側の後方(図6の右側)に延びる第1すくい面87と、第1すくい面87の前記後方側にて、第1すくい面87から所定高さでZ軸方向の手前側(図6参照)に突出する第1ブレーカ壁部89と、を備えている。
【0060】
なお、図7Bに示すように、第1ブレーカ壁部89は、第1すくい面87から、Z軸方向の上方に(詳しくは斜め後方に)向けてせり上がっている。この第1ブレーカ壁部89の高さ(即ち第1すくい面87の最も低い部分からの高さ)は、例えば0.77~0.92mmの範囲のうち例えば0.84mmである。
【0061】
第2切削部83は、鍛造体41における主体金具7の座面37に対応した箇所(即ち鍛造体41の一部)に接触して切削するための第2切れ刃91を備えている。つまり、第1切れ刃85の端部(図6の下方の端部)に接続すると共に、その接続部分にて曲がって第1切れ刃85側と反対側(図6の右側)に延びる第2切れ刃91を備えている。なお、平面視で、第1切れ刃85と第2切れ刃91とのなす角度θ2は、略垂直(例えば90度~95度)である。
【0062】
さらに、第2切削部83は、第2切れ刃91から該第2切れ刃91側と反対側の後方(図6の上方)に延びる第2すくい面93と、第2すくい面93の前記後方側にて、第2すくい面93から所定高さでZ軸方向の手前側に突出する突出する第2ブレーカ壁部95と、を備えている。
【0063】
なお、図7Dに示すように、第2ブレーカ壁部95は、第2すくい面93から、Z軸方向の上方に(詳しくは斜め後方に)向けてせり上がっている。この第2ブレーカ壁部95の高さ(即ち第2すくい面93の最も低い部分からの高さ)は、例えば0.68~0.83mmの範囲のうち例えば0.75mmである。
【0064】
また、第1ブレーカ壁部89の第1切れ刃85側における前記高さ方向の上端部89aは、第1切れ刃85と平行にY軸方向に沿って延びている形状を有している。ここでは、第1ブレーカ壁部89の上端部89aは、平面視で直線である。
【0065】
さらに、第1ブレーカ壁部89と第2ブレーカ壁部95との間には、第1ブレーカ壁部89と第2ブレーカ壁部95とに隣接した中間突出部97を備えている。この中間突出部97は、第1ブレーカ壁部89及び第2ブレーカ壁部95の隣接部分よりも第2切れ刃91側に延びるとともに、前記高さ方向に突出している。
【0066】
つまり、中間突出部97は、第1ブレーカ壁部89と第2ブレーカ壁部95との間から、図6の下方に向かって、同図の下方ほど幅(即ちX方向の寸法)が狭くなるように突出している。なお、中間突出部97の高さは、第1ブレーカ壁部89及び第2ブレーカ壁部95の高さと同じである。
【0067】
詳しくは、中間突出部97より図7Aの右側では、第2ブレーカ壁部95と第2切れ刃91との距離(即ち第2すくい面93の幅:奥行き)はほぼ一定であり、第2ブレーカ壁部95は滑らかに湾曲しているが、第2ブレーカ壁部95の左端の中間突出部97との接続部分では、中間部突出部97は図7Aの左下方に向けて急角度(例えば同図の上下方向に対して約45度の角度)で直線状に折れ曲がっている。なお、中間部突出部97の同図の右側(折れ曲がった部分等)は直線となっている。
【0068】
しかも、中間突出部97の第1切れ刃85側における高さ方向の上端部97aと、第1ブレーカ壁部89の上端部89aとは、同一直線上にあって、第1切れ刃85と平行にY軸方向に沿って延びている。
【0069】
なお、第1ブレーカ壁部89と中間突出部97とは連続しているが、第1ブレーカ壁部89と中間突出部97とは、第2ブレーカ壁部95と中間突出部97との接続部分と同じ位置(図7Aの上下方向における同じ位置)にて区分することができる。即ち、第1ブレーカ壁部89と中間突出部97とは、第1切れ刃85(即ち前記同一直線)に対する法線のうち、前記接続部分を通る法線にて区分することができる。
【0070】
また、第2ブレーカ壁部95と中間突出部97とは、中間突出部97が折れ曲がって、第2すくい面93の幅が狭くなった箇所にて区分することができる。つまり、中間突出部97の図7Aの右側の部分が、第2ブレーカ壁部95から折れ曲がっているので、第2ブレーカ壁部95と中間突出部97とは、前記折れ曲がる部分にて区分することができる。なお、この折れ曲がる部分(即ち前記接続部分)は、第2すくい面93のうち、図7Aにおける上端に位置する。
【0071】
また、本実施形態では、前記平面視で、第1切れ刃85と第1ブレーカ壁部89aの第1切れ刃85側における前記高さ方向の上端部89aとの第1距離W1と、第2切れ刃91と中間突出部97の高さ方向の上端部97aとの最短距離である第2距離W2と、第2切れ刃91と第2ブレーカ壁部95の第2切れ刃91側における高さ方向の上端部95aとの第3距離W3とは、W2<W1、かつ、W2<W3の関係を有している。
【0072】
なお、第3距離W3は、第2切れ刃91と第2ブレーカ壁部95の上端部95aとの距離であるが、第3距離W3が位置によって異なる場合には、最大の距離の平均を採用する。また、第3距離W3は、第2切れ刃91の平面視での接線と垂直な法線方向における距離である。
【0073】
さらに、第1距離W1と第3距離W3とは、W1>W3の関係を有している。
ここで、第1距離W1としては、例えば1.4~1.6mmの範囲内の例えば1.5mmを採用できる。第2距離W2としては、例えば0.4~0.6mmの範囲内の例えば0.5mmを採用できる。第3距離W3としては、例えば0.9~1.1mmの範囲内の例えば1.0mmを採用できる。
【0074】
そして、このような構成の切削チップ53を用いて、上述したように鍛造体41の切削加工を行って主体金具7を製造する場合には、図8に示すように、(主体金具7となる)鍛造体41を旋盤に取り付け、鍛造体41を自身の軸線Oを中心にして回転させるとともに、切削工具43を鍛造体41の(主体金具7の)首部35に相当する部分に向かって移動させる。
【0075】
詳しくは、第1切れ刃85が首部35の外周面35aに対応した箇所に対向して配置された切削チップ53を、鍛造体41において首部35を形成する部分に向かって移動させる。これによって、外周面35aに対応した箇所を第1切れ刃85によって切削加工して、外周面35aを形成するとともに、座面37に対応した箇所を第2切れ刃91によって切削加工して、座面37を形成する。
【0076】
[1-6.効果]
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)本実施形態の切削チップ53は、第1ブレーカ壁部89と第2ブレーカ壁部95との間にて、第1ブレーカ壁部89と第2ブレーカ壁部95とに隣接した中間突出部97であって、第1ブレーカ壁部89及び第2ブレーカ壁部95の隣接部分よりも第2切れ刃91側に延びるとともに、高さ方向に突出する中間突出部97を備えている。
【0077】
そのため、この中間突出部97によって、主体金具7となる鍛造体41を切削する際には、座面37から生じる切削切屑を、中間突出部97の壁に沿わせるようにして、第1切れ刃85側と反対側の後方に流すことができる。つまり、中間突出部97があることにより、座面37から生じる切削切屑は、中間突出部97と座面37との間に沿って後方に流れるので、第1切れ刃85によって生成する切削切屑と、第2切れ刃91によって生成する切削切屑とを、容易に分離することができる。この結果、外周面35aや座面37から生じる切削切屑の形状が安定するという効果がある。
【0078】
また、この切削チップ53は、中間突出部97の第1切れ刃85側における高さ方向の上端部97aと、第1ブレーカ壁部89の上端部89aとは、同一直線上にあって、第1切れ刃85と平行に延びている形状を有する。そのため、外周面35aから生じる切削切屑の径を容易に安定して生成できるとともに、外周面35aのうち座面37と連接する部分における領域から生ずる切削切屑の径を容易に安定させることができる。
【0079】
一方、中間突出部97の第1切れ刃85側における高さ方向の上端部97aと、第1ブレーカ壁部89の上端部89aとが、同一直線上とされていない場合は、次の点が懸念される。
【0080】
中間突出部97の第1切れ刃85側における高さ方向の上端部97aが第1切れ刃85側に延びている場合は、外周面35aのうち座面37と連接する部分の領域における切削抵抗が大きくなり、そして当該領域から生じる切削切屑の径が安定しないおそれがある。また、中間突出部97の第1切れ刃85側における高さ方向の上端部97aが第1切れ刃85と反対側の後方に延びている場合は、座面37から生じる切削切屑を、中間突出部97の壁に沿わせるようにして、第1切れ刃85側と反対側の後方に流すことが困難になるおそれがある。
【0081】
このように、本実施形態の切削チップ53は、鍛造体41のうち、主体金具7の首部35の外周面35aと座面37に対応した箇所を切削加工する場合には、発生する切削切屑の形状が安定するという顕著な効果を奏する。そのため、切削切屑の径が大きくなって、体金具7に巻き付くことを抑制することができる。
【0082】
従って、主体金具7を製造する際の作業効率が向上するという効果がある。
(1b)本実施形態では、第1距離W1と第2距離W2と第3距離W3とは、W2<W1、かつ、W2<W3の関係を有していることにより、第2切削部83のうち第1切削部81との隣接部分に、ブレーカ幅の特に小さい部分を設けることができる。
【0083】
このブレーカ幅の特に小さい部分があることにより、外周面25aから生じる切削切屑と、座面37から生じる切削切屑とを、より容易に分離することができる。また、座面37から生じる切削切屑を中間突出部97の壁に沿わせることができるので、より一層安定した形状の切削切屑を生成することができる。
【0084】
また、W2<W3の関係を有することにより、第2ブレーカ壁部95側のブレーカ幅を十分に確保できるので、第2切削部83から生じる切削切屑が、座面37を傷つけにくいという利点もある。
【0085】
(1c)本実施形態では、第1距離W1と第3距離W3とは、W1>W3の関係を有している。これにより、第1切削部81から生じる切削切屑も、第2切削部83から生じる切削切屑(即ち第1切削部81から生じる切削切屑よりも幅の狭い切削切屑)も、その径が安定するという利点がある。
【0086】
[1-7.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
本実施形態の、主体金具7、外周面35a、座面37、鍛造体41、切削チップ53、第1切削部81、第2切削部83、第1切れ刃85、第1すくい面87、第1ブレーカ壁部89、第2切れ刃91、第2すくい面93、第2ブレーカ壁部95、中間突出部97は、それぞれ本開示の、被加工部材、第1面、第2面、被切削材、切削チップ、第1切削部、第2切削部、第1切れ刃、第1すくい面、第1ブレーカ壁部、第2切れ刃、第2すくい面、第2ブレーカ壁部、中間突出部の一例に相当する。
【0087】
[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【0088】
(2a)例えば、本開示の範囲内において、切削チップの形状を適宜変更することができる。
(2b)また、被切削材は鍛造体でなくてもよい。すなわち、鍛造加工が不要な形状の素材を用意して、これを被切削材としてもよい。
【0089】
(2c)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【0090】
1…点火プラグ
7…主体金具
35…首部
35a…外周面(第1面)
37…座面(第2面)
41…鍛造体
53…切削チップ
81…第1切削部
83…第2切削部
85…第1切れ刃
87…第1すくい面
89…第1ブレーカ壁部
91…第2切れ刃
93…第2すくい面
95…第2ブレーカ壁部
97…中間突出部
図1
図2
図3
図4
図5
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図7
図8
図9