JP2022100665A - カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法 - Google Patents

カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造コストを低減させることができるカッタ刃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１２０と、第１面１３０ａ及び第１面１３０ａに対向した第２面１３０ｂを有し、刃先部１２０に接続された挿入部１３０と、を含むインサート部材１４０と、第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを挟むことによりインサート部材１４０を支持する本体部１１０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、カッタ刃、造粒装置及びカッタ刃の製造方法に関する。
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。
特開平１１－１６５３１６号公報
特許文献１に記載されたようなカッタ刃を用いる場合において、刃先の耐久性を向上させるために、硬化層をろう付けにより接合することが考えられる。しかしながら、ろう付けには、１０００℃程度の温度での加熱を要するので、刃先が変形する。刃先の変形を修正するためには、追加の機械加工を必要とするので、製造コストが増加する。
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。
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、第１面及び前記第１面に対向した第２面を有し、前記刃先部に接続された挿入部と、を含むインサート部材と、前記第１面及び前記第２面を挟むことにより前記インサート部材を支持する本体部と、を備える。
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、前記刃先部に接続された挿入部と、を含み、材料として金属を含むインサート部材と、前記挿入部を挟むことにより前記インサート部材を支持し、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む本体部と、を備える。
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。
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と、第１面及び前記第１面に対向した第２面を有し、前記刃先部に接続された挿入部と、を含むインサート部材を準備するインサート部材準備ステップと、本体部を準備する本体部準備ステップと、前記第１面及び前記第２面を挟むようにして前記インサート部材を支持するように、前記インサート部材を前記本体部に装着させる装着ステップと、を備える。
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と、前記刃先部に接続された挿入部と、を含み、材料として金属を含むインサート部材を準備するインサート部材準備ステップと、金型のキャビティに前記インサート部材を配置させるインサート部材配置ステップと、前記キャビティに、溶融樹脂、溶融金属及びセラミック粉末のうち、少なくともいずれかを含む材料を充填及び固化させることにより、前記挿入部を挟むことで前記インサート部材を支持し、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む本体部を成形するインサート成形ステップと、前記金型から前記インサート部材及び前記本体部を備えたカッタ刃を取り出す取り出しステップと、を備える。
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。
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。 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。 実施形態１に係るカッタ刃を例示した斜視図である。 実施形態１に係るカッタ刃を例示した側面図である。 実施形態１に係るカッタ刃を例示した正面図である。 実施形態１に係るカッタ刃を例示した分解斜視図である。 実施形態１に係るカッタ刃の本体部を例示した側面図である。 実施形態１に係るカッタ刃のインサート部材を例示した側面図である。 実施形態１に係るカッタ刃の製造方法のうち、本体部の溝にインサート部材を装着させる製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態１に係るカッタ刃の製造方法において、インサート部材を本体部に装着する装着ステップを例示した図である。 実施形態１に係るカッタ刃の製造方法のうち、インサート成形による製造方法を例示したフローチャート図である。 実施形態２に係るカッタ刃を例示した斜視図である。 実施形態２に係るカッタ刃を例示した分解斜視図である。 実施形態３に係るカッタ刃を例示した斜視図である。 実施形態３に係るカッタ刃を例示した分解斜視図である。
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。
（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。
＜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。
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。
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。
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を備えている。ダイプレート２０１、カッタ刃ホルダ部２０２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。
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。
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２０４面上を回転する。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２０４面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２０４面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。
＜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４は、実施形態１に係るカッタ刃１を例示した側面図である。図５は、実施形態１に係るカッタ刃１を例示した正面図である。図６は、実施形態１に係るカッタ刃１を例示した分解斜視図である。図７は、実施形態１に係るカッタ刃１の本体部を例示した側面図である。図８は、実施形態１に係るカッタ刃のインサート部材を例示した側面図である。図３～８に示すように、カッタ刃１は、本体部１１０と、インサート部材１４０と、を備えている。本体部１１０は、インサート部材１４０を挟むことにより、インサート部材１４０を支持している。
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。＋Ｚ軸方向を上方と呼び、－Ｚ軸方向を下方と呼ぶ。上方及び下方は、カッタ刃１を説明する際の便宜上のものであり、実際のカッタ刃１が使用される際の方向を示すものではない。カッタ刃１の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。以下、カッタ刃１の本体部１１０及びインサート部材１４０の各構成を説明する。なお、図が煩雑にならないように、各構成のいくつかの符号を省略している。
＜本体部＞
本体部１１０は、取付部１１１と、峰部１１５と、を有している。取付部１１１及び峰部１１５は、Ｙ軸方向に隣り合って接続されている。本体部１１０は、材料として、例えば、ステンレス鋼等の金属を含んでもよい。また、本体部１１０は、材料として、例えば、耐熱樹脂等の樹脂を含んでもよい。なお、本体部１１０の材料は、金属を含む材料、樹脂を含む材料に限らず、セラミックを含む材料、ファイバ等を含む材料、フィラーを含む樹脂等でもよい。
取付部１１１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に固定される。取付部１１１は、例えば、本体部１１０の－Ｙ軸方向側の部分に形成されている。取付部１１１は、例えば、四角柱状であり、底面１１１ａ、上面１１１ｂ、前面１１１ｃ及び後面１１１ｆを有している。底面１１１ａは、－Ｚ軸方向側の面であり、上面１１１ｂは、＋Ｚ軸方向側の面である。前面１１１ｃは、－Ｘ軸方向側の面であり、後面１１１ｆは、＋Ｘ軸方向側の面である。
取付部１１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に固定するための孔１１３が形成されている。孔１１３は、１個でもよいし、複数個でもよい。孔１１３は、上面１１１ｂから底面１１１ａまで貫通している。例えば、取付部１１１の孔１１３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１１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に固定させるためのものならば、孔１１３以外のものが形成されてもよい。
取付部１１１には、インサート部材１４０を保持するための溝１１４が形成されてもよい。溝１１４は、例えば、取付部１１１の－Ｘ軸方向側の前面１１１ｃに形成されている。溝１１４は、前面１１１ｃにおいて、Ｙ軸方向に延びている。すなわち、前面１１１ｃにおける溝１１４の開口は、Ｙ軸方向に延びている。溝１１４は、前面１１１ｃにおける開口から＋Ｘ軸方向に形成されている。溝１１４の底は、後面１１１ｆと対向している。溝１１４は、取付部１１１の－Ｙ軸方向側の端面１１１ｇまでつながってもよい。すなわち、溝１１４は、前面１１１ｃ及び端面１１１ｇに形成されてもよい。よって、溝１１４の開口は、前面１１１ｃ及び端面１１１ｇにつながっている。端面１１１ｇにおける溝１１４の開口は、Ｘ軸方向に延びている。
峰部１１５は、例えば、本体部１１０の＋Ｙ軸方向側の部分に形成されている。よって、峰部１１５は、取付部１１１の＋Ｙ軸方向側に接続している。峰部１１５は、例えば、Ｙ軸方向に延びている。峰部１１５は、上面１１５ｂ、前面１１５ｃ、堀込面１１５ｅ及び後面１１５ｆを有している。上面１１５ｂは、＋Ｚ軸方向側の面であり、前面１１５ｃは、－Ｘ軸方向側の面である。堀込面１１５ｅは、－Ｚ軸方向側の面であり、後面１１１ｆは、＋Ｘ軸方向側の面である。峰部１１５は、上面１１５ｂ、前面１１５ｃ、堀込面１１５ｅ及び後面１１５ｆを側面とするＹ軸方向に延びた柱状である。
上面１１５ｂは、例えば、取付部１１１の上面１１１ｂに同一面である。前面１１５ｃには、インサート部材１４０を保持するための溝１１４が形成されている。すなわち、取付部１１１の溝１１４は、峰部１１５にも形成されている。溝１１４は、前面１１５ｃにおいて、Ｙ軸方向に延びている。すなわち、前面１１５ｃにおける溝１１４の開口は、Ｙ軸方向に延びている。溝１１４は、前面１１５ｃにおける開口から＋Ｘ軸方向に形成されている。溝１１４の底は、後面１１５ｆに対向している。溝１１４は、峰部１１５の＋Ｙ軸方向側の端面１１５ｇまでつながってもよい。すなわち、溝１１４は、前面１１５ｃ及び端面１１５ｇに形成されてもよい。よって、溝１１４の開口は、前面１１５ｃ及び端面１１５ｇにつながっている。端面１１５ｇにおける溝１１４の開口は、Ｘ軸方向に延びている。
＜インサート部材＞
インサート部材１４０は、刃先部１２０と、挿入部１３０と、を含む。刃先部１２０及び挿入部１３０は、例えば、板状である。挿入部１３０は、刃先部１２０に接続されている。具体的には、挿入部１３０は、刃先部１２０の刃先と反対側の端部に接続されている。刃先部１２０と挿入部１３０は、鈍角を形成するように接続されている。例えば、Ｙ軸方向から見て、刃先部１２０と挿入部１３０とは１３０°の鈍角を形成してもよい。
刃先部１２０及び挿入部１３０を含むインサート部材１４０は、一体として形成されてもよいし、刃先部１２０及び挿入部１３０を接合して一体化されてもよい。インサート部材１４０は、材料として、ＴｉＣサーメット等の硬化層を含んでもよい。なお、インサート部材１４０は、材料として、ＴｉＣサーメットを含むものに限らず、他の金属を含んでもよいし、セラミック、樹脂を含んでもよい。例えば、ステンレス鋼等の金属を含んでもよい。
また、インサート部材１４０の刃先部１２０及び挿入部１３０は、相互に異なる材料を含んでもよい。例えば、刃先部１２０は、材料として、ＴｉＣサーメットを含み、挿入部１３０は、材料として、金属を含む材料、樹脂を含む材料、セラミックを含む材料、ファイバ等を含む材料、フィラーを含む樹脂等でもよい。
刃先部１２０は、プレート面２０４上を摺動する部分である。刃先部１２０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１２０は、例えば、Ｙ軸方向に延びた板状である。刃先部１２０が挿入部１３０と接続する部分を接続面１２０ｄとすれば、刃先部１２０は、摺動面１２０ａ、傾斜面１２０ｃ、接続面１２０ｄ及び堀込面１２０ｅを有している。刃先部１２０は、例えば、傾斜面１２０ｃ及び堀込面１２０ｅを板面とし、摺動面１２０ａ及び接続面１２０ｄを端面とするＹ軸方向に延びた板状である。
摺動面１２０ａは、プレート面２０４を摺動する。摺動面１２０ａがプレート面２０４を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は刃先によって切断される。摺動面２０ａは、プレート面２０４を摺動することができるように、プレート面２０４に整合する形状となっている。プレート面２０４が平面である場合には、摺動面２０ａも平面である。プレート面２０４が湾曲している場合には、摺動面２０ａは、プレート面２０４の湾曲に対応して湾曲している。
摺動面１２０ａは、本体部１１０における取付部１１１の底面１１１ａと同一面上に位置している。よって、本体部１１０は、摺動面１２０ａと同一面上に位置する底面１１１ａを有する。これにより、インサート部材１４０の位置合わせを容易にすることができる。例えば、インサート部材１４０を本体部１１０に挿入させる際に、位置合わせを容易に行うことができる。また、インサート成形する際に、金型内でのインサート部材１４０の位置合わせを容易に行うことができる。
傾斜面１２０ｃは、摺動面１２０ａに対して傾斜している。例えば、傾斜面１２０ｃは、摺動面１２０ａに対して、５０［ｄｅｇ］傾斜している。摺動面１２０ａ及び傾斜面１２０ｃにより刃先が形成されている。すなわち、摺動面１２０ａと傾斜面１２０ｃとのなす角は、刃先を形成している。
堀込面１２０ｅは、傾斜面１２０ｃに対向した面である。堀込面１２０ｅは、例えば、凹状に湾曲してもよい。堀込面１２０ｅは、堀込面１１２ｅに滑らかにつながってもよい。また、堀込面１２０ｅは、峰部１１５の前面１１５ｃにおける溝１１４から下方の部分に接する。
挿入部１３０は、例えば、板状である。挿入部１３０は、Ｙ軸方向に延びている。挿入部１３０が刃先部１２０と接続する部分を接続面１３０ｄとすれば、挿入部１３０は、第１面１３０ａ、第２面１３０ｂ、接続面１３０ｄ及びエッジ面１３０ｅを有している。第１面１３０ａは、－Ｚ軸方向に面している。第２面１３０ｂは、＋Ｚ軸方向に面している。よって、第２面１３０ｂは、第１面１３０ａに対向している。エッジ面１３０ｅは、第１面１３０ａの周縁と第２面１３０ｂの周縁とに接続されている。挿入部１３０は、第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを板面とし、エッジ面１３０ｅ及び接続面１３０ｄを端面とするＹ軸方向に延びた板状である。
挿入部１３０は、本体部１１０の溝１１４の内部に位置している。本体部１１０は、挿入部１３０を挟むことによりインサート部材１４０を支持する。よって、峰部１１５は、挿入部１３０を挟む溝１１４を有する。なお、峰部１１５及び取付部１１１は、ともに、挿入部１３０を挟む溝１１４を有してもよい。例えば、本体部１１０は、第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを挟むことによりインサート部材１４０を支持してもよい。挿入部１３０における刃先部２０が接続された部分と対向したエッジ面１３０ｅは、本体部１０の溝１４の底面に接触する。また、本体部１１０の峰部１１５は、溝１１４において挿入部１３０に接し、前面１１５ｃの溝１１４から下方の部分で刃先部１２０に接してもよい。
挿入部１３０は、取付部１１１の溝１１４まで延びてもよい。この場合には、挿入部１３０に孔１３３が形成されてもよい。孔１３３は、孔１１３と連通し、ボルトによってカッタ刃ホルダ部２０２に固定されてもよい。インサート部材１４０を本体部１１０に挿入させた場合には、インサート部材１４０は、本体部１１０に対して交換可能でもよい。
＜カッタ刃の製造方法＞
次に、本実施形態に係るカッタ刃１の製造方法を説明する。カッタ刃１は、本体部１１０及びインサート部材１４０を別々に形成し、本体部１１０の溝１１４にインサート部材１４０を装着することにより製造してもよい。また、カッタ刃１は、インサート成形により、製造されてもよい。インサート成形は、具体的には、金型の内部にインサート部材１４０を配置させ、金型の内部に溶融樹脂を充填及び固化させることにより製造する。この場合には、本体部１１０は、材料として樹脂を含んでもよい。なお、インサート成形する場合には、樹脂成形（樹脂＋フィラーも含む）に限らず、金属成形、セラミック成形でもよい。以下で、本体部１１０の溝１１４にインサート部材１４０を装着させる製造方法及びインサート成形による製造方法を説明する。
＜本体部の溝にインサート部材を装着させるカッタ刃の製造方法＞
図９は、実施形態１に係るカッタ刃の製造方法のうち、本体部１１０の溝１１４にインサート部材１４０を装着させる製造方法を例示したフローチャート図である。図９に示すように、本体部１１０の溝１１４にインサート部材１４０を装着させるカッタ刃１の製造方法は、インサート部材準備ステップ（ステップＳ１１）、本体部準備ステップ（ステップＳ１２）及び装着ステップ（ステップＳ１３）を備えている。なお、インサート部材準備ステップと、本体部準備ステップとの順序を逆にしてもよい。すなわち、ステップＳ１１で本体部準備ステップを行い、ステップＳ１２でインサート部材準備ステップを行ってもよい。
まず、ステップＳ１１に示すように、インサート部材準備ステップでは、インサート部材１４０を準備する。インサート部材１４０は、射出成型により形成してもよいし、３Ｄプリンタにより形成してもよい。インサート部材１４０は、材料として、ＴｉＣサーメット等のように、金属を含むようにしてもよいし、樹脂（フィラーを含んでもよい）、セラミックを含むようにしてもよい。インサート部材１４０は、刃先部１２０と挿入部１３０とを含むように形成する。
刃先部１２０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。挿入部１３０は刃先部１２０に接続されている。
インサート部材準備ステップにおいて、挿入部１３０は、第１面１３０ａ及び第１面１３０ａに対向した第２面１３０ｂを有するようにしてもよい。また、挿入部１３０は、第１面１３０ａの周縁と第２面１３０ｂの周縁とに接続されたエッジ面１３０ｅを有するようにしてもよい。刃先部１２０は、プレート面２０４を摺動する摺動面１２０ａを有するようにしてもよい。インサート部材１４０の刃先部１２０及び挿入部１３０は、相互に異なる材料として、ＴｉＣサーメット等のように、金属を含むようにしてもよいし、樹脂（フィラーを含んでもよい）、セラミックを含むようにしてもよい。
次に、ステップＳ１２に示すように、本体部準備ステップでは、本体部１１０を準備する。本体部１１０は、射出成型により形成してもよいし、３Ｄプリンタにより形成してもよい。本体部準備ステップにおいて、本体部１１０は、材料として、金属を含むようにしてもよいし、樹脂（フィラーを含んでもよい）、セラミックを含むようにしてもよい。本体部１１０は、底面１１１ａを有するようにしてもよい。また、本体部１１０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１１１と、峰部１１５と、を有するようにしてもよい。さらに、本体部１１０は、溝１１４を有するようにしてもよい。例えば、峰部１１５及び取付部１１１は、挿入部１３０を挟む溝１１４を有するようにしてもよい。
図１０は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法において、インサート部材１４０を本体部１１０に装着する装着ステップを例示した図である。
次に、図９のステップＳ１３及び図１０に示すように、装着ステップでは、本体部１１０にインサート部材１４０を装着させる。具体的には、挿入部１３０の第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを挟むようにしてインサート部材１４０を支持するように、インサート部材１４０を本体部１１０に装着させる。例えば、挿入部１３０を溝１１４に挿入することにより、第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを挟むようにする。挿入部１３０における刃先部１２０が接続された部分と対向したエッジ面１３０ｅは、溝１１４の底で、本体部１１０に接触するようにしてもよい。また、峰部１１５は、前面１１５ｃにおいて、刃先部１２０の堀込面１２０ｅに接するようにしてもよい。孔１１３と孔１３３とを連通させ、ボルトで固定できるようにしてもよい。
インサート部材１４０は、本体部１１０に対して交換可能となるように装着してもよい。例えば、インサート部材１４０を、本体部１１０に装着させる際に、ボルトを用いて装着する。また、本体部１１０は、摺動面１２０ａを同一面上に位置する底面１１１ａを有するように装着してもよい。具体的には、取付部１１１の底面１１１ａは、摺動面１２０ａと同一面上に位置するように装着させる。このようにして、カッタ刃１を製造することができる。
＜インサート成形によるカッタ刃の製造方法＞
図１１は、実施形態１に係るカッタ刃１の製造方法のうち、インサート成形による製造方法を例示したフローチャート図である。図１１に示すように、インサート成形によるカッタ刃１の製造方法は、インサート部材準備ステップ（ステップＳ２１）と、金型のキャビティにインサート部材１４０を配置させるインサート部材配置ステップ（ステップＳ２２）と、キャビティに、溶融樹脂、溶融金属及びセラミック粉末のうち、少なくともいずれかを含む材料を充填及び固化させることによりインサート成形を行うインサート成形ステップ（ステップＳ２３）と、金型からカッタ刃１を取り出す取り出しステップ（ステップＳ２４）と、を備えている。
まず、図１１のステップＳ２１に示すように、インサート部材準備ステップでは、インサート部材１４０を準備する。ステップＳ２１は、図９のステップＳ１１と同様である。なお、インサート成形による場合には、インサート部材１４０は、材料として金属を含むものが好ましい。
次に、ステップＳ２２に示すように、インサート部材配置ステップでは、インサート部材１４０を金型のキャビティ内に配置する。
次に、ステップＳ２３に示すように、インサート成形ステップでは、インサート部材１４０を配置させた金型のキャビティに、溶融樹脂、溶融金属及びセラミック粉末のうち、少なくともいずれかを含む材料を充填及び固化させる。これにより、インサート成形を行う。インサート成形によって、挿入部１３０を挟むことによりインサート部材１４０を支持し、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む本体部１１０を成形する。
次に、ステップＳ２４に示すように、取り出しステップでは、金型からインサート部材１４０及び本体部１１０を備えたカッタ刃１を取り出す。このようにして、カッタ刃１を製造することができる。
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。その後、比較例と対比させながら、本実施形態の効果を説明する。
（比較例）
例えば、比較例として、特許文献１のようなカッタ刃は、刃先の耐久性を向上させるために、硬化層をろう付けにより接合することが考えられる。しかしながら、ろう付けには、１０００℃程度の温度での加熱を要するので、刃先が変形する。刃先の変形を修正するためには、追加の機械加工を必要とするので、製造コストが増加する。
また、ろう付けは、炉の中で行わなければならず、一連の処理を作業者が見ることができない。よって、ろう付けされた部分の出来栄えの良否に対して直接的な作業を行うことができず、ろう付けの歩留まりに対する管理をすることが困難である。
さらに、摩耗により擦り減った硬化層を、交換することはできないので、一定期間使用したカッタ刃は、廃棄しなければならない。よって、製造コストが増加する。
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態のカッタ刃１は、インサート部材１４０を本体部１１０で挟むことにより支持する。よって、ろう付けのように高温で加熱する必要がないので、インサート部材１４０及び本体部１１０の変形を抑制することができる。これにより、インサート部材１４０及び本体部１１０の変形を修正するための追加の機械加工を必要としないので、製造コストを大幅に低減させることができる。
本体部１１０が、材料として、樹脂を含む場合には、カッタ刃１を軽量化することができる。これにより、造粒装置の運転時に消費される電力を低減することができる。
インサート部材１４０を金型のキャビティに配置させ、インサート成形によりカッタ刃１を製造する場合には、安価な樹脂を原料とするので、製造コストを低減することができる。
刃先部１２０の摺動面１２０ａと、本体部１１０の底面１１１ａとは同一面上に位置するようにしてもよい。これにより、カッタ刃１をプレート面２０４上で摺動させる場合に、抵抗なく摺動させることができる。また、インサート部材１４０を本体部１１０に装着させる際に、位置合わせを容易に行うことができる。例えば、平らな面上に本体部１１０及びインサート部材１４０を配置させて装着することができる。また、インサート成形する場合には、金型のキャビティに配置する際にインサート部材１４０の位置合わせを容易にする。
本体部１１０における取付部１１１から峰部１１５に渡って溝１１４を形成し、挿入部１３０を取付部１１１及び峰部１１５によって挟むようにしてもよい。これにより、インサート部材１４０の支持を強固にすることができる。また、挿入部１３０の第１面１３０ａ及び第２面１３０ｂを挟むことによりインサート部材を支持するので、インサート部材１４０の支持を強固にすることができる。挿入部１３０におけるエッジ面１３０ｅは、本体部１１０の溝１１４の底面に接触する。これによっても、インサート部材１４０の支持を強固にすることができる。
（実施形態２）
次に、実施形態２のカッタ刃を説明する。本実施形態のカッタ刃は、インサート部材の挿入部の形状が実施形態１と異なっている。図１２は、実施形態２に係るカッタ刃２を例示した斜視図である。図１３は、実施形態２に係るカッタ刃２を例示した分解斜視図である。図１２及び図１３に示すように、本実施形態のカッタ刃２は、本体部２１０及びインサート部材２４０を備えている。
＜本体部＞
本体部２１０は、取付部２１１及び峰部２１５を有している。取付部２１１及び峰部２１５は、Ｙ軸方向に隣り合って接続されている。取付部２１１は、例えば、本体部２１０の－Ｙ軸方向側の部分に形成されている。取付部２１１は、例えば、四角柱状であり、底面２１１ａ、上面２１１ｂ、前面２１１ｃ及び後面２１１ｆを有している。取付部２１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に接続するための孔２１３が形成されている。取付部２１１には、実施形態１と異なり、インサート部材２４０を保持するための溝は形成されていない。すなわち、前面２１１ｃ及び端面２１１ｇは、溝を有していない。
峰部２１５は、例えば、本体部２１０の＋Ｙ軸方向側の部分に形成されている。よって、峰部２１５は、取付部２１１の＋Ｙ軸方向側に接続している。峰部２１５は、上面２１５ｂ、前面２１５ｃ、堀込面２１５ｅ及び後面２１５ｆを有している。前面２１５ｃには、インサート部材２４０を保持するための溝２１４が形成されている。溝２１４は、前面２１５ｃにおいて、Ｙ軸方向に延びている。すなわち、前面２１５ｃにおける溝２１４の開口は、Ｙ軸方向に延びている。溝２１４は、前面２１５ｃにおける開口から＋Ｘ軸方向に形成されている。溝２１４の底は、後面２１５ｆに対向している。このように、本実施形態では、溝２１４は、峰部２１５の前面２１５ｃに形成されている。また、溝２１４は、峰部２１５の端面２１５ｇには形成されなくてもよい。
インサート部材２４０は、刃先部２２０と、挿入部２３０と、を含む。刃先部２２０は、摺動面２２０ａ、傾斜面２２０ｃ、接続面２２０ｄ及び堀込面２２０ｅを有している。挿入部２３０は、第１面２３０ａ、第２面２３０ｂ、接続面２３０ｄ及びエッジ面２３０ｅを有している。本実施形態の挿入部２３０は、峰部２１５の溝２１４内に位置している。挿入部２３０は、実施形態１と異なり、取付部２１１まで延びていない。本実施形態におけるカッタ刃２の上記以外の構成は、実施形態１と同様である。また、本実施形態のカッタ刃２の製造方法は、溝２１４及び挿入部２３０の形状が異なる以外は、実施形態１と同様である。
本実施形態のカッタ刃２によれば、挿入部２３０を小さくすることができるので、挿入部２３０にＴｉＣサーメット等の金属を用いた場合に、製造コストを低減することができる。また、カッタ刃２を、さらに、軽量化することができ、消費電力を低減することができる。
（実施形態３）
次に、実施形態３のカッタ刃を説明する。本実施形態のカッタ刃は、インサート部材の刃先部の形状が実施形態１及び２と異なっている。図１４は、実施形態３に係るカッタ刃３を例示した斜視図である。図１５は、実施形態３に係るカッタ刃３を例示した分解斜視図である。図１４及び図１５に示すように、本実施形態のカッタ刃３は、本体部３１０及びインサート部材３４０を備えている。
＜本体部＞
本体部３１０は、取付部３１１及び峰部３１５を有している。取付部３１１及び峰部３１５は、Ｙ軸方向に隣り合って接続されている。取付部３１１は、例えば、本体部３１０の－Ｙ軸方向側の部分に形成されている。取付部３１１は、例えば、四角柱状であり、底面３１１ａ、上面３１１ｂ、前面３１１ｃ及び後面３１１ｆを有している。取付部３１１には、カッタ刃ホルダ部２０２に接続するための孔３１３が形成されている。取付部３１１には、実施形態１と異なり、インサート部材３４０を保持するための溝は形成されていない。すなわち、前面３１１ｃ及び端面３１１ｇは、溝を有していない。
峰部３１５は、例えば、本体部３１０の＋Ｙ軸方向側の部分に形成されている。よって、峰部３１５は、取付部３１１の＋Ｙ軸方向側に接続している。峰部３１５は、上面３１５ｂ、前面３１５ｃ、下面３１５ｈ及び後面３１５ｆを有している。実施形態１及び２と異なり、峰部３１５には、インサート部材２４０を保持するための溝は形成されていない。よって、峰部３１５の前面３１５ｃ及び端面３１５ｇは、溝を有していない。また、実施形態１及び２と異なり、峰部３１５は、堀込面を有しておらず、下面３１５ｈを有している。そして、下面３１５ｈには、段差面３１６が形成されている。
段差面３１６は、下面３１５ｈよりも＋Ｚ軸方向側に凹んでいる。下面３１５ｈは、段差面３１６を、－Ｘ軸方向側が開いたコの字（Ｕ字）状に囲んでいる。下面３１５ｈは、段差面３１６の＋Ｙ軸方向側でＸ軸方向に延び、段差面３１６の＋Ｘ軸方向側でＹ軸方向に延び、段差面３１６の－Ｙ軸方向側でＸ軸方向に延びている。
インサート部材３４０は、刃先部３２０と、挿入部３３０と、を含む。刃先部３２０は、摺動面２２０ａ、傾斜面３２０ｃ、接続面３２０ｄ及び堀込面３２０ｅを有している。挿入部３３０は、第１面３３０ａ、第２面３３０ｂ、接続面３３０ｄ及びエッジ面３３０ｅを有している。本実施形態において、挿入部３３０の第２面３３０ｂは、峰部３１５の段差面３１６と接触している。例えば、挿入部３３０の第２面３３０ｂは、峰部３１５の段差面３１６と接合してもよい。また、峰部３１５の＋Ｙ軸方向側の段差及び－Ｙ軸方向側の段差は、挿入部３３０をＹ軸方向に挟んでもよい。よって、本体部３１０は、Ｙ軸方向に挿入部３３０を挟むことによりインサート部材３４０を支持する。
本実施形態におけるカッタ刃３の上記以外の構成は、実施形態１及び２と同様である。また、本実施形態のカッタ刃３の製造方法は、峰部３１５、刃先部３２０及び挿入部３３０の形状が異なる以外は、実施形態１及び２と同様である。
本実施形態のカッタ刃３によれば、刃先部３２０を小さくすることができるので、刃先部３２０にＴｉＣサーメット等の金属を用いた場合に、製造コストを低減することができる。また、カッタ刃３を、さらに、軽量化することができ、消費電力を低減することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。
１、２、３ カッタ刃
１１０、２１０、３１０ 本体部
１１１、２１１、３１１ 取付部
１１１ａ、２１１ａ、３１１ａ 底面
１１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ 上面
１１１ｃ、２１１ｃ、３１１ｃ 前面
１１１ｆ、２１１ｆ、３１１ｆ 後面
１１１ｇ、２１１ｇ、３１１ｇ 端面
１１３、２１３，３１３ 孔
１１４、２１４ 溝
１１５、２１５、３１５ 峰部
１１５ｂ、２１５ｂ、３１５ｂ 上面
１１５ｃ、２１５ｃ、３１５ｃ 前面
１１５ｅ、２１５ｅ 堀込面
１１５ｆ、２１５ｆ、３１５ｆ 後面
１１５ｇ、２１５ｇ、３１５ｇ 端面
１２０、２２０、３２０ 刃先部
１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ 摺動面
１２０ｃ、２２０ｃ、３２０ｃ 傾斜面
１２０ｄ、２２０ｄ、３２０ｄ 接続面
１２０ｅ、２２０ｅ、３２０ｅ 堀込面
１３０、２３０、３３０ 挿入部
１３０ａ、２３０ａ、３３０ａ 第１面
１３０ｂ、２３０ｂ、３３０ｂ 第２面
１３０ｄ、２３０ｄ、３３０ｄ 接続面
１３０ｅ、２３０ｅ、３３０ｅ エッジ面
１３３ 孔
１４０、２４０、３４０ インサート部材
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
３１５ｈ 下面
３１６ 段差面

Claims (17)

  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、第１面及び前記第１面に対向した第２面を有し、前記刃先部に接続された挿入部と、を含むインサート部材と、
    前記第１面及び前記第２面を挟むことにより前記インサート部材を支持する本体部と、
    を備えたカッタ刃。
  2. 前記インサート部材は、材料として金属を含み、
    前記本体部は、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む、
    請求項１に記載のカッタ刃。
  3. 前記挿入部は、前記第１面の周縁と前記第２面の周縁とに接続されたエッジ面を有し、前記挿入部における前記刃先部が接続された部分と対向した前記エッジ面は、前記本体部に接触する、
    請求項１または２に記載のカッタ刃。
  4. 前記インサート部材は、前記本体部に対して交換可能である、
    請求項１～３のいずれか１項に記載のカッタ刃。
  5. 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、前記刃先部に接続された挿入部と、を含み、材料として金属を含むインサート部材と、
    前記挿入部を挟むことにより前記インサート部材を支持し、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む本体部と、
    を備えたカッタ刃。
  6. 前記刃先部は、前記プレート面を摺動する摺動面を有し、
    前記本体部は、前記摺動面と同一面上に位置する底面を有する、
    請求項１～５のいずれか１項に記載のカッタ刃。
  7. 前記本体部は、
    前記プレート面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に接続される取付部と、
    前記刃先部に接した峰部と、
    を有し、
    前記取付部の底面は、前記摺動面と同一面上に位置する、
    請求項６に記載のカッタ刃。
  8. 前記峰部及び前記取付部は、前記挿入部を挟む溝を有する、
    請求項７に記載のカッタ刃。
  9. 請求項１～８のいずれか１項に記載のカッタ刃と、
    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。
  10. 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、第１面及び前記第１面に対向した第２面を有し、前記刃先部に接続された挿入部と、を含むインサート部材を準備するインサート部材準備ステップと、
    本体部を準備する本体部準備ステップと、
    前記第１面及び前記第２面を挟むようにして前記インサート部材を支持するように、前記インサート部材を前記本体部に装着させる装着ステップと、
    を備えたカッタ刃の製造方法。
  11. 前記インサート部材は、材料として金属を含むようにし、
    前記本体部は、材料として、樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含むようにする、
    請求項１０に記載のカッタ刃の製造方法。
  12. 前記挿入部は、前記第１面の周縁と前記第２面の周縁とに接続されたエッジ面を有するようにし、前記挿入部における前記刃先部が接続された部分と対向した前記エッジ面は、前記本体部に接触するようにする、
    請求項１０または１１に記載のカッタ刃の製造方法。
  13. 前記インサート部材は、前記本体部に対して交換可能にする、
    請求項１０～１２のいずれか１項に記載のカッタ刃の製造方法。
  14. 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、前記刃先部に接続された挿入部と、を含み、材料として金属を含むインサート部材を準備するインサート部材準備ステップと、
    金型のキャビティに前記インサート部材を配置させるインサート部材配置ステップと、
    前記キャビティに、溶融樹脂、溶融金属及びセラミック粉末のうち、少なくともいずれかを含む材料を充填及び固化させることにより、前記挿入部を挟むことで前記インサート部材を支持し、材料として樹脂、金属及びセラミックのうち、少なくともいずれかを含む本体部を成形するインサート成形ステップと、
    前記金型から前記インサート部材及び前記本体部を備えたカッタ刃を取り出す取り出しステップと、
    を備えたカッタ刃の製造方法。
  15. 前記刃先部は、前記プレート面を摺動する摺動面を有するようにし、
    前記本体部は、前記摺動面と同一面上に位置する底面を有するようにする、
    請求項１０～１４のいずれか１項に記載のカッタ刃の製造方法。
  16. 前記本体部は、
    前記プレート面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に接続される取付部と、
    前記刃先部に接した峰部と、
    を有するようにし、
    前記取付部の底面は、前記摺動面と同一面上に位置するようにする、
    請求項１５に記載のカッタ刃の製造方法。
  17. 前記峰部及び前記取付部は、前記挿入部を挟む溝を有するようにする、
    請求項１６に記載のカッタ刃の製造方法。
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