(57)【要約】      （修正有）【課題】研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミル及びその製造方法を提供する。【解決手段】刃部１４は、回転軸心Ｃがその掬い面２６上に位置するように、その掬い面２６と背反する側の面２８においてシャンクの先端部１６に鑞接されたものであることから、先端部１６に刃部１４を鑞接した後にその刃部１４の掬い面２６を研磨することができ、その掬い面２６上に回転中心Ｃが位置するように容易に補正することができる。すなわち、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミルを提供することができる。【選択図】図４
2010137350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、該刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルであって、
前記刃部は、前記回転軸心がその掬い面上に位置するように、該掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接されたものであることを特徴とする小径ダイヤモンドエンドミル。
【請求項２】
軸心方向における前記刃部の前記先端部からの突出長さ寸法Ｌは、軸心方向と垂直を成す方向における該刃部の外径寸法Ｄに対して、Ｄ≦Ｌ≦１０Ｄの範囲内である請求項１に記載の小径ダイヤモンドエンドミル。
【請求項３】
前記刃部は、単結晶ダイヤモンドから成るものである請求項１又は２に記載の小径ダイヤモンドエンドミル。
【請求項４】
平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、該刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法であって、
前記刃部を、その掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接する鑞接工程を含むことを特徴とする小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法。
【請求項５】
前記鑞接工程において前記先端部に鑞接された刃部において、前記回転軸心が該刃部の掬い面上に位置するように該掬い面の研磨を行う研磨工程を含むものである請求項４に記載の小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された小径ダイヤモンドエンドミル及びその製造方法に関し、特に、その研削精度を向上させるための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、その刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルが提案されている。例えば、特許文献１に記載されたエンドミルがそれである。このような小径ダイヤモンドエンドミルは、被削材の表面粗さが非常に小さく且つ寸法精度を要求される超精密加工において好適に用いられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０４９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したような従来の小径ダイヤモンドエンドミルにおける刃部は、その掬い面において前記シャンクの先端部に鑞接される。換言すれば、その先端部に鑞接された側の面が前記刃部の掬い面となるように用いられる。図９は、斯かる従来の技術における小径ダイヤモンドエンドミル１００の先端部の構造を説明する平面図であり、図１０は、その図９を矢印Xの方向から見た側面図である。これらの図に示すように、従来の小径ダイヤモンドエンドミル１００においては、シャンクの先端部１０２に形成された台座１０４に、単結晶ダイヤモンド等から成る刃部１０６が、その掬い面１０８において上記台座１０４に銀鑞等の鑞材１１０により鑞接されて固設されている。斯かる固設は、好適には、回転軸心Ｃが上記刃部１０６の掬い面１０８上に位置するように行われる。このように構成された小径ダイヤモンドエンドミル１００においては、図９に示す刃部１０６の側部が外周刃１１２として機能させられると共に、その外周刃１１２と垂直を成す端部（突端）が底刃１１４として機能させられる。
【０００５】
しかし、上述のように構成された従来の小径ダイヤモンドエンドミル１００においては、上記先端部１０２に対する刃部１０６の鑞接時にその掬い面１０８と回転中心Ｃがずれることにより十分な研削精度が得られなくなるおそれがあった。すなわち、上記刃部１０６をその掬い面１０８において前記先端部１０２に鑞接する態様では、図１０に示す刃部１０６′のようにその掬い面１０８が回転中心Ｃからずれた状態で鑞接されてしまった場合、鑞接後にその掬い面１０８をレーザー加工等により研磨してその掬い面１０８と回転中心Ｃとを合わせる補正が困難であるため、研削精度の向上には限界があった。上記引用文献１に記載された技術では、斯かる不具合を解消するために、切れ刃の掬い面高さを調節する構成としてねじを設けているが、小径ダイヤモンドエンドミルの刃部は極めて小さなものでありその調整は困難であることに加え、ねじを締める動作に伴って掬い面がずれてしまうおそれもあり実用的ではなかった。このため、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミルの開発が求められていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミル及びその製造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】
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、その刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルであって、前記刃部は、前記回転軸心がその掬い面上に位置するように、その掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、その刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法であって、前記刃部を、その掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接する鑞接工程を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
このように、前記第１発明によれば、平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、その刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルであって、前記刃部は、前記回転軸心がその掬い面上に位置するように、その掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接されたものであることから、前記先端部に刃部を鑞接した後にその刃部の掬い面を研磨することができ、その掬い面上に回転中心が位置するように容易に補正することができる。すなわち、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミルを提供することができる。
【００１０】
ここで、前記第１発明において、好適には、軸心方向における前記刃部の前記先端部からの突出長さ寸法Ｌは、軸心方向と垂直を成す方向におけるその刃部の外径寸法Ｄに対して、Ｄ≦Ｌ≦１０Ｄの範囲内である。このようにすれば、研削精度に優れた、切込量の比較的大きな小径ダイヤモンドエンドミルを提供することができる。
【００１１】
また、好適には、前記刃部は、単結晶ダイヤモンドから成るものである。このようにすれば、研削精度に優れた、研削性の高い小径ダイヤモンドエンドミルを提供することができる。
【００１２】
また、前記第２発明によれば、平板状のダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された、その刃部における外周刃の回転軸心からの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法であって、前記刃部を、その掬い面と背反する側の面において前記先端部に鑞接する鑞接工程を含むものであることから、前記先端部に刃部を鑞接した後にその刃部の掬い面を研磨することができ、その掬い面上に回転中心が位置するように容易に補正することができる。すなわち、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法を提供することができる。
【００１３】
また、前記第２発明において、好適には、前記鑞接工程において前記先端部に鑞接された刃部において、前記回転軸心がその刃部の掬い面上に位置するようにその掬い面の研磨を行う研磨工程を含むものである。このようにすれば、鑞接後の掬い面の補正を工程に含む、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例である小径ダイヤモンドエンドミル１０の構成を説明する平面図であり、図２は、その図１を矢印IIの方向から見た側面図である。これらの図に示すように、本実施例の小径ダイヤモンドエンドミル１０（以下、単にエンドミル１０という）は、円柱形状のシャンク（ストレートシャンク）１２と、そのシャンク１２の先端側に設けられた刃部１４とが、共通の回転軸心（中心線）Ｃ上に一体に設けられて構成されている。このシャンク１２は、所定の超硬材料から円柱形状（円筒状）に構成されたものであり、その全長（長手寸法）は例えば４０ｍｍ程度、外径は４ｍｍφ程度である。
【００１６】
図３は、上記エンドミル１０の先端部の構造を説明する平面図であり、図４は、その図３を矢印IVの方向から見た側面図である。これらの図に示すように、上記エンドミル１０においては、上記シャンク１２の先端部１６に形成された台座１８に、上記刃部１４が銀鑞等の鑞材２０により鑞接されて固設されている。この台座１８は、上記シャンク１２の先端部１６における一部が研削等により切り欠かれて形成されたものであり、軸心方向と垂直を成す方向におけるその台座１８の幅寸法は例えば４ｍｍ程度である。また、本実施例のエンドミル１０においては、図４に示すように、上記刃部１４が固設される台座１８が回転軸心Ｃを含まないように、その回転軸心Ｃとの間に所定の距離を有してその回転軸心Ｃと平行を成すように形成されている。
【００１７】
前記刃部１４は、単結晶ダイヤモンド等の材料から平板状に構成されたものであり、図３に示すように回転軸心Ｃを中心（対称軸）として非対称に形成されている。すなわち、外周刃２２に対応する側の側面の回転軸心Ｃからの距離ａは、反対側の側面の回転軸心からの距離ｂよりも大きく（ａ＞ｂ）構成されている。斯かる構成により、図３に示す側部が外周刃２２として機能させられると共に、その外周刃２２と垂直を成す端部（突端）が底刃２４として機能させられ、それら外周刃２２及び底刃２４により前記刃部１４が前記エンドミル１０におけるストレート刃として機能する。ここで、上記外周刃２２の回転軸心Ｃからの距離すなわち底刃２４の外径Ｄ（工具径）は１ｍｍ以下、好適には０．５ｍｍ程度である。また、軸心方向における上記刃部１４の前記先端部１６からの突出長さ寸法（有効長）Ｌは、好適にはその刃部１４の外径寸法Ｄに対してＤ≦Ｌ≦１０Ｄの範囲内、例えば０．７５ｍｍ程度である。また、上記外周刃２２の刃長ｌは例えば０．２５ｍｍ程度、刃部１４の厚み寸法ｔは例えば０．３ｍｍ程度である。また、前記刃部１４の鑞接に係る鑞材２０の厚み寸法は例えば０．０５ｍｍ程度である。
【００１８】
また、上述のように構成された刃部１４においては、前記台座１８に鑞接された側の面２８と背反する側の面が掬い面２６として機能する。換言すれば、その掬い面２６と背反する側の面２８において前記先端部１６における台座１８に鑞接されている。前述のように、前記台座１８は回転軸心Ｃを含まないように、その回転軸心Ｃとの間に所定の距離を有して形成されたものであり、前記刃部１４は、図４に示すように、回転軸心Ｃがその掬い面２６上に位置するような（すなわち掬い面２６が回転軸心Ｃを含むような）相対位置関係において、その掬い面２６と背反する面２８においてその台座１８に固設されている。
【００１９】
図５は、前記刃部１４が設計とは異なる相対位置関係において前記台座１８に固設された状態を例示している。すなわち、前記刃部１４の掬い面２６が回転中心Ｃからずれた状態で鑞接されてしまった状態を示している。このようなエンドミル１０においては、そのエンドミル１０を用いた研削に際して前記外周刃２２の回転周面が設計値から隔たった値（例えば設計値より大きな値）となり、それにより設計通りの研削性能が得られず研削精度が低下する。
【００２０】
ここで、本実施例のエンドミル１０における刃部１４は、その掬い面２６と背反する側の面２８において前記台座１８に鑞接されたものであることから、その鑞接後においてレーザー加工乃至ダイヤモンド研磨加工等によりその掬い面を研磨（研削）加工することが可能である。図６は、図５に示す刃部１４の回転中心Ｃからずれた部分３０が研磨加工により削り取られた状態を示している。このようにして、前記刃部１４の掬い面２６が回転中心Ｃからずれた状態で鑞接されてしまったものにおいても、その回転中心Ｃからずれた部分３０を除去して加工後の掬い面２６′が回転中心Ｃを含むように補正（加工）することで、設計通りの好適な研削性能を示すエンドミル１０が得られるのである。
【００２１】
図７は、本実施例のエンドミル１０に係る研削性能を、図９及び図１０に示すような従来のエンドミル１００と対比して説明する図である。この図７に示す値は、工具径０．５ｍｍのエンドミルに関して、実際の研削に際しての切れ刃（外周刃）の回転周面（研削面）の回転中心Ｃからの距離（μｍ）を示しており、図１乃至図４に示すような本実施例のエンドミル１０（実施例）及び図９及び図１０に示すような従来のエンドミル１００（従来例）それぞれについて試料１〜３における値を検出すると共に、その値の平均値を求めた結果である。この図７に示すように、本実施例のエンドミル１０では前記外周刃２２の回転周面の回転中心Ｃからの距離は平均０．８２μｍであり、従来例のエンドミル１００における平均４６．６μｍに比べて非常に小さいことがわかる。これは、前記刃部１４の掬い面２６が回転中心Ｃからずれた状態で鑞接されてしまったものにおいても、斯かる掬い面２６の補正加工を行うことでその掬い面２６を工具回転中心に正確に合わせられるためであると考えらる。図９及び図１０に示すように刃部１０６がその掬い面１０８において台座１０４に鑞接された従来の構成では、研磨できる面積が小さいことに加えその面に鑞材１１０が流れ出していること等によりその掬い面１０８の研磨加工が困難なのである。すなわち、そのように鑞接後の掬い面１０８の加工を行い得ない従来の技術に比べて、本実施例のエンドミル１０では加工の寸法精度が飛躍的に向上させられる。
【００２２】
図８は、本実施例のエンドミル１０の製造工程の要部を例示する工程図である。この図８に示すように、前記エンドミル１０の製造工程では、先ず、それに先だっての工程に続く鑞接工程Ｐ１において、単結晶ダイヤモンド等から図３乃至図４に示すような形状に形成された前記刃部１４が、その掬い面２６と背反する側の面２８において前記シャンク１２の先端部１６に形成された台座１８に、銀鑞等により鑞接される。次に、研磨工程Ｐ２において、上記鑞接工程Ｐ１にて前記先端部１６の台座１８に鑞接された刃部１４において、前記回転軸心Ｃがその刃部１４の掬い面２６上に位置させられるように、レーザー加工乃至ダイヤモンド研磨加工等によりその掬い面２６の研磨加工が行われる。そして、以下の工程において仕上げ加工等が施されたのち、本実施例のエンドミル１０が作成される。
【００２３】
このように、本実施例によれば、平板状のダイヤモンドから成る刃部１４がシャンク１２の先端部１６に一体的に固設された、その刃部１４における外周刃２２の回転軸心Ｃからの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミル１０であって、前記刃部１４は、前記回転軸心Ｃがその掬い面２６上に位置するように、その掬い面２６と背反する側の面２８において前記先端部１６に鑞接されたものであることから、前記先端部１６に刃部１４を鑞接した後にその刃部１４の掬い面２６を研磨することができ、その掬い面２６上に回転中心Ｃが位置するように容易に補正することができる。すなわち、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミル１０を提供することができる。
【００２４】
また、軸心方向における前記刃部１４の前記先端部１６からの突出長さ寸法Ｌは、軸心方向と垂直を成す方向におけるその刃部１４の外径寸法Ｄに対して、Ｄ≦Ｌ≦１０Ｄの範囲内であるため、研削精度に優れた、切込量の比較的大きな小径ダイヤモンドエンドミル１０を提供することができる。
【００２５】
また、前記刃部１４は、単結晶ダイヤモンドから成るものであるため、研削精度に優れた、研削性の高い小径ダイヤモンドエンドミル１０を提供することができる。
【００２６】
また、本実施例によれば、平板状のダイヤモンドから成る刃部１４がシャンク１２の先端部１６に一体的に固設された、その刃部１４における外周刃２２の回転軸心Ｃからの距離が１ｍｍ以下である小径ダイヤモンドエンドミル１０の製造方法であって、前記刃部１４を、その掬い面２６と背反する側の面２８において前記先端部１６に鑞接する鑞接工程Ｐ１を含むものであることから、前記先端部１６に刃部１４を鑞接した後にその刃部１４の掬い面２６を研磨することができ、その掬い面２６上に回転中心Ｃが位置するように容易に補正することができる。すなわち、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミル１０の製造方法を提供することができる。
【００２７】
また、前記鑞接工程Ｐ１において前記先端部１６に鑞接された刃部１４において、前記回転軸心Ｃがその刃部１４の掬い面２６上に位置するようにその掬い面２６の研磨を行う研磨工程Ｐ２を含むものであるため、鑞接後の掬い面２６の補正を工程に含む、研削精度に優れた小径ダイヤモンドエンドミル１０の製造方法を提供することができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００２９】
例えば、前述の実施例では、単結晶ダイヤモンドから成る刃部１４がシャンク１２の先端部１６に一体的に固設されたエンドミル１０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、多結晶ダイヤモンドから成る刃部がシャンクの先端部に一体的に固設された小径ダイヤモンドエンドミルにも本発明は好適に適用されるものである。
【００３０】
また、前述の実施例では、図８に示す研磨工程Ｐ２において、回転軸心Ｃが刃部１４の掬い面２６上に位置するように研磨加工が行われるものであったが、例えば前記鑞接工程Ｐ１に続いて検査工程を設け、その検査工程において検出される前記刃部１４の掬い面２６と回転軸心Ｃとの相対位置関係が予め定められた誤差の範囲内である場合には、前記研磨工程Ｐ２における研磨加工は必ずしも行われなくともよい。
【００３１】
また、前述の実施例において、前記シャンク１２は、外径が一定の円柱形状のストレートシャンクであったが、径寸法が直線的に変化しているテーパシャンク等を備えたエンドミルに本発明が適用されても当然に構わない。
【００３２】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例である小径ダイヤモンドエンドミルの構成を説明する平面図である。
【図２】図１を矢印IIの方向から見た側面図である。
【図３】図１のエンドミルの先端部の構造を説明する平面図である。
【図４】図３を矢印IVの方向から見た側面図である。
【図５】図１の小径ダイヤモンドエンドミルにおいて、刃部が設計とは異なる相対位置関係において台座に固設された状態を例示している。
【図６】図５に示す小径ダイヤモンドエンドミルから、刃部の回転中心からずれた部分が研磨加工により削り取られた状態を示している。
【図７】図１乃至図４に示す本実施例のエンドミルに係る研削性能を、図９及び図１０に示すような従来のエンドミルと対比して説明する図である。
【図８】本発明の一実施例である小径ダイヤモンドエンドミルの製造工程の要部を例示する工程図である。
【図９】従来の技術における小径ダイヤモンドエンドミルの先端部の構造を説明する平面図である。
【図１０】図９を矢印Xの方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：小径ダイヤモンドエンドミル
１２：シャンク
１４：刃部
１６：先端部
２２：外周刃
２６、２６′：掬い面
２８：掬い面と背反する面
Ｃ：回転軸心
Ｐ１：鑞接工程
Ｐ２：研磨工程
【図１】
2010137350.tif 000003
【図２】
2010137350.tif 000004
【図３】
2010137350.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010137350.tif 000009
【図８】
2010137350.tif 000010
【図９】
2010137350.tif 000011
【図１０】
2010137350.tif 000012