JP2013132725A - 切っ先部を備える工具、切っ先部を備える工具の製造方法、及び切っ先部を備える工具の製造中間体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微細刃物10は、鋼材を準備する工程と、鋼材の刃先部13の形成予定領域よりも広い領域をレーザ焼入れして、鋼材の一部に焼入れ領域21を形成する焼入れ工程と、焼入れ領域21が形成された鋼材を機械加工して、焼入れ領域21内に刃先部13を形成する機械加工工程とを含む製造工程により製造できる。
【選択図】図4
Description
さらに、切っ先部の形状が微細な場合や複雑な場合であっても、焼入れ領域内に切っ先部を形成すればよいため、簡単な機械加工により、精度良く目的とする硬度や硬度分布を有する切っ先部を得ることができる。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図示された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
また、本明細書において、「略同等」等の「略・・」との用語は、「同等」だけでなく「実質的に同等とみなせる状態」を含む。
まず、微細刃物10の構成について詳説する。
図1〜3は、微細刃物10を示す図である。図1,2は、各々微細刃物10を示す斜視図、平面図であり、図3は、図2のAA線断面図であって刃12を幅方向に沿って切断した様子を示す。図3では、レーザ焼入れにより高硬度化した部分にドットを付し、硬度が高い部分ほどドットの密度を高くしている。
図4〜7は、微細刃物10の製造方法を説明するための図である。図4は、微細刃物10の製造工程を示す図であり、図5は、微細刃物10の製造中間体20を示す平面図である。図6は、図5のB部拡大図、図7は、図5のCC線断面図であって焼入れ領域21を幅方向に沿って切断した様子を示す。また、図4〜7では、レーザ焼入れにより高硬度化した部分である焼入れ領域21にドットを付し、図7では、図3と同様に硬度が高い部分ほどドットの密度を高くしている。
上記では、両刃型の刃12を例示したが、角度αとβが略同等でなくてもよい、例えば、図8(a)に示すように、他方の刃面13fを有さず角度βが0である片刃型の刃100であってもよい。また、図8(b)に示すように、片側にそれぞれ2つの刃面102f,103fを有する二段の刃101であってもよい。また、刃101は、両刃型であるが、片刃型の二段刃であってもよい。
図9(a)に示すように、刃110の刃先部111は、刃先部13と同様に、仮想線Xに対して断面形状が左右対称な両刃型である。但し、刃先部111では、仮想線Xの両側において、硬度分布が異なっている。図9(a)に示す断面形状では、仮想線Xの右側部分の方が左側部分よりもレーザ焼入れされた面積が大きく、高硬度領域が右側部分に偏っている。つまり、刃先111tを通る仮想線Xに対して一方側の硬度が他方側の硬度よりも高くなっている。
まず、図10を参照しながら、ピンアレイ30の構成について詳説する。同図では、レーザ焼入れにより高硬度化した部分(焼入れ領域41)にドットを付している。以下では、第1の実施形態の説明と重複する説明は省略し、相違点について詳説する。
図11は、製造中間体40を示す平面図である。同図では、レーザ焼入れにより高硬度化した部分にドットを付している。
ピンアレイ130は、高さが略同一で太さが互いに異なる3種類のピン131,132,133を有する。ピンアレイ130では、最も太いピン131の列が基板31の長手方向中央部に設けられ、3種類のうち太さが中間のピン132の列が基板31の長手方向両端にそれぞれ設けられている。そして、ピン131の列とピン132の列との間に最も細いピン133の列がそれぞれ設けられている。なお、ピンの形状は、円錐形状に限定されず、円柱乃至角柱形状、それらの筒形状、更にそれらのピン先が斜めにカットされた形状等であってもよい。
図13に、複数の焼入れ領域51を有する製造中間体50の平面図を示す。
製造中間体50では、焼入れ領域51の焼入れパターン52がリング形状を呈している。焼入れパターン52のサイズや形状は、各々略同一に形成できるが、サイズや形状のバリエーションを複数設けてもよい。この製造中間体50を機械加工して、例えば、複数のポンチ60を作製することができる。この場合、ポンチ60の刃先部61を焼入れ領域51内に形成することが好適である。つまり、1つの製造中間体から複数の最終製品(切っ先部を備える工具)を作製することができる。
Claims (8)
- 鋼材を加工して形成された切っ先部を備える工具であって、
前記切っ先部は、レーザ焼入れされており、その他の部分よりも硬度が高く、
前記切っ先部及び前記他の部分は、前記レーザ焼入れによる焼入れ酸化膜を有さない表面を有することを特徴とする工具。 - 請求項1に記載の工具において、
基板と、該基板の表面から突出した刃又は針と、を有し、
前記切っ先部は、前記刃又は前記針の先端部に設けられ、前記刃又は前記針の根元部よりも硬度が高いことを特徴とする工具。 - 請求項2に記載の工具において、
前記切っ先部は、その先端を通り前記基板に略垂直な仮想線に対して左右対称な断面形状を有し、当該仮想線の両側で硬度分布が互いに異なることを特徴とする工具。 - 切っ先部を備える工具の製造方法であって、
鋼材を準備する工程と、
前記鋼材の前記切っ先部の形成予定領域よりも広い領域をレーザ焼入れして、前記鋼材の一部に焼入れ領域を形成する焼入れ工程と、
前記焼入れ領域が形成された前記鋼材を機械加工して、前記焼入れ領域内に前記切っ先部を形成する機械加工工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - 請求項4に記載の製造方法において、
前記機械加工工程では、
前記鋼材を機械加工して、基板と、該基板の表面から突出する刃又は針と、を形成し、
前記刃又は針の先端部のみを前記焼入れ領域内に形成して前記先端部に前記切っ先部を設けることを特徴とする製造方法。 - 請求項5に記載の製造方法において、
前記先端部側から視た前記刃の平面視形状には、曲部が含まれ、
前記焼入れ工程では、前記曲部に対応した曲部パターンを含む前記焼入れ領域を形成し、前記曲部パターンの曲率半径が小さくなるに従って前記曲部パターンの幅を広げることを特徴とする製造方法。 - 請求項4〜6のいずれか1項に記載の製造方法において、
前記機械加工工程では、前記切っ先部の先端を前記焼入れ領域の中心からずらして前記鋼材を機械加工することを特徴とする製造方法。 - 切っ先部を備える工具の製造中間体の製造方法であって、
鋼材を準備する工程と、
前記鋼材の前記切っ先部の形成予定領域よりも広い領域をレーザ焼入れして、前記鋼材の一部に焼入れ領域を形成する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
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