(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器にワークと液体を入れ、該容器に振動を与えることによって容器内のワークを容器内壁に衝突させ、該衝突によりワークのコーナー部を塑性変形させて面取りすることを特徴とするワークの面取り方法（ただし、容器にメディアを投入して加工するものを除く）。
【請求項２】
前記ワークが、Ｉｒ基合金、Ｐｔ基合金、及びＲｈ基合金の何れかであることを特徴とする請求項１に記載のワークの面取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの特定部位を面取りするための加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関に用いられるスパークプラグの技術分野においては、貴金属からなるプラグチップ電極（微細金属チップ）が用いられている。
このようなプラグチップの製造にあたっては、通常、はじめに原料粉末を混合し、さらに溶解して溶解体を成形する。そして、その溶解体に圧延処理および成形処理を施して棒状に引き延ばして線材に加工し、これを適当な厚さに切断することによって、円柱形状やディスク形状の微細金属チップに形成する。
【０００３】
図１には、従来より一般的に用いられているプラグチップの断面写真、及びそのコーナーエッジ部の拡大写真を示す。
同図に示すように、プラグチップを構成する結晶粒子は、繊維状に柱軸方向に延伸されているため、柱軸方向（図面の水平方向）の外力を受けると割れや欠けが生じやすい。特にＩｒ基合金等のプラグチップは脆いため、プラグチップの製造後の搬送時や次工程での組み立て時に、部品どうしが接触，衝突すると、プラグチップに容易に割れ・欠けが生じるといった問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１に開示の如く、プラグチップの両端面のコーナーエッジ部をＲ面取り加工したものが提案されている。かかるＲ面取り加工されたプラグチップによれば、割れや欠けの発生は低減され、柱軸方向の外力に対する耐久性は向上する。
【特許文献１】特開２００５−２５１６０６号公報
【０００５】
そして、このようなＲ面取り加工の方法として、バレル加工による方法が提案されている。しかしながらバレル加工は、面取りに適したメディアの選定が難しく、また、メディアによる全体の研削を伴うため特定部位（コーナーエッジ部）だけを限定的に面取りするのには適していなかった。
またバレル加工以外にも、ワークの一つ一つを個々に面取りする方法も検討されたが、量産性が極端に悪く加工コストが高くなり、しかも、製品間で面取り具合にバラツキが生じるといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、量産性があり、加工コストの低減が可能なワークの面取り加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ガラスビン等の硬質容器にワークと液体を入れ、該容器に振動を与えることによって容器内のワークを容器内壁に衝突させ、該衝突によりワークのコーナー部を塑性変形させて面取りする。
【０００８】
上記方法で加工可能なワークには、あらゆる金属部品が含まれ、具体例としては、Ｉｒ基合金、Ｐｔ基合金、又はＲｈ基合金から成る耐熱部品（プラグチップ電極等）が挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一度に多数のワークに対してほぼ均等に面取り加工を施すことができるため、面取り具合にバラツキのない製品を効率的かつ低コストで大量生産することができる。その結果、ワークに対する面取り加工のコストを大幅に低減させることが可能になる。
また、バレル加工と違って、容器内にメディアを投入しないので、ワークに応じたメディアの選定が必要ない。しかも、面取り加工後にワークとメディアを選り分ける必要がないので、加工が終われば、加工品を速やかに次工程に供することができる。
また、上記方法で加工されたコーナーエッジ部は金属組織の変形を伴ってＲ面状（又はテーパー状）になるので、該コーナーエッジ部に外力が作用しても、力が一点に集中せずに分散して逃げやすくなる。したがって、後の組み立て工程等において衝撃を受けた場合でも、割れや欠けを抑制できるといった効果が奏される。
さらに、容器内壁への衝突によって塑性変形を受けると、コーナーエッジ部及びその周囲では加工硬化が生ずるので、面取り部による力の分散効果との相乗効果で、割れや欠けに対する抑制効果がより高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、面取り加工すべきワークの具体例として内燃機関用のプラグチップ（微細金属チップ）を挙げて、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
はじめに、ガラスビン等の硬質容器を用意し、これにワークとして複数のプラグチップを入れ、併せて液体（水または油）を入れる。続いて、密閉した状態の硬質容器に直動振動（垂直方向または水平方向の振動）を与える。振動を与えている間は、容器内のすべてのプラグチップが容器内壁に衝突し、その結果、塑性変形を受けやすいワークのコーナーエッジ部に応力が集中して、該コーナー部がＲ面状に変形する。
【００１２】
上記方法で面取り加工したプラグチップの断面写真、及びそのコーナーエッジ部の拡大写真を図２に示す。
図２に示すとおり、プラグチップのコーナーエッジ部では、柱軸方向に延びていた金属組織が変形して屈曲し、当該エッジ部の外観がＲ面状に加工されているのが分かる。
【００１３】
上記方法によれば、一度に多数のプラグチップに対してほぼ均等に面取り加工を施すことができるため、面取り具合にバラツキのない製品を効率的かつ低コストで大量生産することができる。その結果、ワークに対する面取り加工のコストを大幅に低減させることが可能になる。
また、バレル加工と違って、容器内にメディアを投入しないので、ワークに応じたメディアの選定が必要ない。しかも、面取り加工後にワークとメディアを選り分ける必要がないので、加工が終われば、加工品を速やかに次工程に供することができる。
また、上記方法で加工されたコーナーエッジ部は金属組織の変形を伴ってＲ面状になるので、該コーナーエッジ部に外力が作用しても、力が一点に集中せずに分散して逃げやすくなる。したがって、後の組み立て工程等において衝撃を受けた場合でも、割れや欠けを抑制できるといった効果が奏される。
さらに、容器内壁への衝突によって塑性変形を受けると、コーナーエッジ部及びその周囲では加工硬化が生ずるので、面取りされたＲ面による力の分散効果との相乗効果で、割れや欠けに対する抑制効果が高められる。
【００１４】
なお、上記液体は必ずしも用いる必要はないが、円柱形状のワークについて面取り加工する場合には、上記のとおり硬質容器に液体を入れることが望ましい。円柱形状の場合に液体を入れないと、ワークどうしが衝突したときに相手側のエッジ部によって損傷を受けるからである。
【００１５】
また、上記方法では、ワークを容器内壁又は底面に衝突させて塑性変形させているが、これと併せて、ワークのコーナーエッジ部を研削させるようにしてもよい。例えば、加工に先立って、容器内壁（底面及び／又は側面）に予めプレート状、シート状、又は棒状の研削部材（例えば研磨紙）を貼り付け或いは固定してもよい。これにより、容器内壁にワークが衝突した際に、そのコーナーエッジ部が塑性変形すると同時に研削されるので、より効果的に面取り加工を施すことが可能になる。
【００１６】
なお、本明細書では、面取り加工の代表例としてコーナーエッジ部をＲ面状に加工することを挙げるが、この出願でいう「面取り加工」には、Ｒ面状に湾曲加工する態様のみならずテーパー状に加工する態様も含まれる。
【００１７】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、塑性変形によってＲ面取り部が形成されるが、同時に、コーナーエッジ部には、柱軸方向に盛り上がって生じた凸部が形成される（図２参照）。このような凸部の形成は用途によっては好ましくなく、また、製品精度を確保する観点からも、面取り加工によってワークの寸法に変化が生じるのは好ましくない。
そこで、凸部の形成を抑制するのに適した実施形態について、以下説明する。
【００１８】
はじめに、プラグチップの素となる線材を複数本束ね、その状態で樹脂等の接着剤で塗布して固める。これをワイヤーソーやダイシングソーで複数枚にスライス加工して、所定の厚みのプレート状スライス片（円柱状またはディスク状のプラグチップの集合体）を複数枚用意する。
次に、このスライス片の切断面両面に対しブラスト処理を施す。ブラスト処理では、切断面に対してほぼ垂直に投射材又は研磨材を吹き付けるようにし、それによって、プラグチップのコーナー部が研削される。
なお、ブラスト処理は湿式、乾式のいずれでもよい。
【００１９】
続いて、ブラスト処理を終えたスライス片の樹脂を除去してプラグチップを取り出し、これらを硬質容器に投入して、上記第１実施形態と同様の塑性変形による面取り加工を施す。
【００２０】
上記方法で面取り加工したプラグチップの断面写真、及びそのコーナーエッジ部の拡大写真を図３に示す。
図３に示すとおり、プラグチップのコーナーエッジ部では、柱軸方向に延びていた金属組織が変形し、当該エッジ部の外観がＲ面状に加工されているのが分かる。しかも、直動振動による塑性変形に先立ってコーナーエッジ部を研削しているので、図２に示すような凸部の形成が抑制されている。したがって、本実施形態によれば、ワークの寸法を変えることなく、コーナーエッジ部を面取りすることができる。
【００２１】
なお、ブラスト処理を利用する研削による面取り加工と、容器を用いる塑性変形による面取り加工の実施順序は、上述したものに特に限定されず、はじめに第１実施形態で述べた面取り加工を施し、その後工程として上述したブラスト処理を行うようにしてもよい。
【００２２】
以上、ワークの具体例として主に円柱状またはディスク状のプラグチップを挙げて説明したが、本発明に適用可能なワークの種類及び形状は特に限定されず、上述した方法で面取り可能な耐熱部品その他のあらゆる金属部品が含まれる。
【００２３】
［ワークについての最良の形態］
次に、上述した加工方法に適したワークの形態について説明する。
【００２４】
ワークの硬度は、好ましくはビッカース硬さHVで１５０以上であり、より好ましくは２００以上である。
ワークの硬度が１５０未満では軟らかすぎるため、コーナーエッジ部のみの変形に止まらず良好なＲ面取り形状は得られないからである。
【００２５】
ワークがプラグチップである場合には、ワークの直径は、好ましくはφ０．２５〜φ３．０mmであり、より好ましくはφ０．３〜φ１．０mmの範囲である。
ワークの直径がφ０．２５未満のサイズ及びφ３．０を超えるサイズは、プラグ電極チップの実用上の形状が無いからである。
【００２６】
ワークの直径と長さのアスペクト比は、好ましくは０．３〜１０であり、より好ましくは０．５〜５である。
アスペクト比が０．３未満では振動処理時にワークどうしが重なり（くっつく）為であり、また、１０を超えると処理時にワーク長さが曲がる為、何れも良好なＲ面取り形状が得られないからである。
【００２７】
ワークとしてＩｒ基合金を用いる場合には、Ｉｒに１％以上のＰｔ、Ｒｈ、Ｎｉを第２元素又は第３元素として添加したものを用いることができる。
【００２８】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【実施例】
【００２９】
試料として複数種のプラグチップ（微細金属チップ）を用意し、以下の要領で各試料に対し面取り加工を施した。各試料の組成，形状，硬さHVは、表１に示すとおりであった。
【００３０】
［実施例１］
上記第１実施形態で述べた方法に従って、プラグチップのＲ面取り加工を試みた。
すなわち、硬質容器としてガラスビンを用意し、これにワーク（プラグチップ）を投入するとともに、水を容器に対し約半量入れた。続いて、容器を密封して振動発生装置（振とう機）に固定し、上下方向の直動振動を２０分付与して、プラグチップのコーナー部にＲ面取りを形成した。
主な実施条件は以下のとおりであった。
【００３１】
直動振動条件：  硬質容器  50mLガラスビン
ワーク数量  1,000個
水  25mL
直動振動時間（上下）  20min
ストローク  40mm
サイクル  100回/min
【００３２】
［実施例２］
上記第２実施形態で述べた方法に従って、プラグチップのＲ面取り加工を試みた。
すなわち、線材を束ねて樹脂で固め、ワイヤーソーでスライス加工したプレートの切断面両面に乾式ブラスト処理を施した後、樹脂を除去してプラグチップを取り出した。
次いで、硬質容器としてガラスビンを用意し、これに上記微細金属チップを投入するとともに、水を容器に対し約半量入れた。続いて、容器を密封して振動発生装置（振とう機）に固定し、上下方向の直動振動を２０分付与して、プラグチップのコーナー部にＲ面取りを形成した。
主な実施条件は以下のとおりであった。
【００３３】
ブラスト条件：  投射材材質  SiC
投射材粒度  #1000
投射圧力  0.9Mpa
直動振動条件：  実施例１と同じ
【００３４】
［実施例３］
上記実施例２におけるブラスト処理と直動振動の順序を入れ替えて、プラグチップのＲ面取り加工を試みた。
すなわち、はじめに実施例１と同様に硬質容器を直動振動させて、微細金属チップのコーナー部にＲ面取りを形成した。次いで、硬質容器から取り出したプラグチップにブラスト処理を施した。
【００３５】
実施例１〜３のそれぞれについての実施結果を表１に示す。
表１に示すとおり、本発明によれば、ワークのコーナーエッジ部をＲ面取りできることが確認された。
ただし、Pt-5wt%Rhについては、ワークの硬度が足りず軟らかすぎたため、コーナーエッジ部に良好なＲ面取り形状は得られなかった。
【００３６】
【表１】
0005318376.tif 000002
【００３７】
続いて、Ｒ面取りが確認された試料について、落下テストを行い、Ｒ面取り品の割れ・欠けを評価した。その結果、Ｒ面取り未加工品と比較して、割れ・欠けに対する抑制効果があることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のプラグチップを示す断面写真であり、右側にはそのコーナーエッジ部の拡大写真を示す。
【図２】第１実施形態に従って面取り加工を施したプラグチップを示す断面写真であり、右側にはそのコーナーエッジ部の拡大写真を示す。
【図３】第２実施形態に従って面取り加工を施したプラグチップを示す断面写真であり、右側にはそのコーナーエッジ部の拡大写真を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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