(57)【要約】【課題】刃部の大型化を抑制して、製品コストの削減を図ることができる単結晶ダイヤモンドバイト及び単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法を提供すること。【解決手段】素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドにすくい面および逃げ面を形成する構成であるので、刃部３０全体の大きさが、切削に関与する部位に比して、不必要に大型化することを抑制でき、その結果、製品コストの削減を図ることができる。即ち、チップ状に加工可能な比較的大型（例えば、５ｍｍ角）の単結晶ダイヤモンドの原石を準備する必要がなく、ダイヤモンド砥石等に使用されるクラスターダイヤモンド（外形が小さいために精製の際に規格外として選別されたいわゆる「屑ダイヤ」）を利用することができる。【選択図】図１
2010036296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えた単結晶ダイヤモンドバイトにおいて、
前記刃部は、すくい面および逃げ面の稜線が切れ刃とされると共に、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドに前記すくい面および逃げ面を形成して構成されていることを特徴とする単結晶ダイヤモンドバイト。
【請求項２】
前記単結晶ダイヤモンドが載置される載置面を備えると共に、その載置面は、凹状に凹設される凹部を備え、
前記単結晶ダイヤモンドは、前記凹部に嵌め入れられた状態で前記載置面に載置され、その嵌め入れられた部分が銀ろうにより前記凹部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の単結晶ダイヤモンドバイト。
【請求項３】
前記すくい面は、レーザーの照射により形成された面であると共に、前記レーザーの照射による前記すくい面の形成が、前記載置面の切断と同時に行われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単結晶ダイヤモンドバイト。
【請求項４】
すくい面および逃げ面の稜線が切れ刃とされ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えた単結晶ダイヤモンドバイトであって、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドに前記すくい面および逃げ面を形成して構成されている単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法において、
前記単結晶ダイヤモンドが載置される載置面を形成すると共にその載置面に凹状の凹部を凹設する凹設工程と、
その凹設工程により前記載置面に凹設された凹部にペースト状の銀ろうを塗布する塗布工程と、
その塗布工程により前記銀ろうが塗布された凹部へ前記単結晶ダイヤモンドを嵌め入れる嵌入工程と、
その嵌入工程により前記単結晶ダイヤモンドが嵌め入れられた凹部の銀ろうを加熱して前記単結晶ダイヤモンドを凹部に接合する接合工程と、
その接合工程により前記凹部に接合された前記単結晶ダイヤモンドにすくい面および逃げ面を形成して刃部を構成する刃切り工程と、を備えていることを特徴とする単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法。
【請求項５】
前記刃切り工程は、前記すくい面をレーザーの照射により形成すると共に、前記レーザーの照射による前記すくい面の形成を前記載置面の切断と同時に行うものであることを特徴とする請求項４記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法。
【請求項６】
前記凹設工程は、前記載置面の正面視において、前記載置面の端縁から所定距離だけ離間した位置に前記凹部を凹設するものであることを特徴とする請求項５記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶ダイヤモンドバイト及び単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法に関し、特に、刃部の大型化を抑制して、製品コストの削減を図ることができる単結晶ダイヤモンドバイト及び単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、μｍオーダーの微細溝を有する回析格子が使用されている。この回析格子を製造する方法としては、アクリルやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を、回析格子に対応する形状（複数の微細溝を並設した形状）が刻設された金型を用いて、射出成形により製造する方法が一般的である。
【０００３】
金型への微細溝の刻設には、加工精度の向上のため、単結晶ダイヤモンドバイトが使用される。ここで、微細溝の刻設方法について、図６を参照して説明する。図６は、単結晶ダイヤモンドバイト１００及び微細溝２００の模式図である。単結晶ダイヤモンドバイト１００は、図６に示すように、シャンク（図示せず）に締結固定されるチップ１２０に、単結晶ダイヤモンドから構成される刃部１３０がろう付けされている。刃部１３０の先端角θは、微細溝２００の開き角に対応する角度に設定されている。
【０００４】
微細溝２００の刻設は、まず、ワークＷを溝加工装置のステージに固定し、単結晶ダイヤモンドバイト１００をワークＷに対して相対的に微細溝２００の延設方向（図６紙面垂直方向）へ移動させる。これにより、第１の微細溝２００が刻設される。次いで、単結晶ダイヤモンドバイト１００を、切削開始位置へ復帰させると共に、微細溝２００の幅方向（図６左右方向）へピッチＰだけ平行移動させ、かつ、傾斜角度を所定角度だけ増加させる。そして、上述した工程を繰り返すことで、ワークＷには、ピッチＰで並設される複数の微細溝２００が刻設される。  
【特許文献１】特開１０−３２９２１３号公報（段落［００２５］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、微細溝２００は、ピッチＰが数μｍ（例えば、５μｍ）であり、溝深さ（図６上下方向寸法）についても、ピッチＰと同程度の微細な溝である。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の単結晶ダイヤモンドバイト１００は、数ｍｍ（例えば、５ｍｍ）の単結晶ダイヤモンドの原石からチップ状の刃部１３０を形成する構成であるため、切削に実際に関与する領域が刃部１３０全体の内の一部分（刃先先端）のみとなる、即ち、刃部１３０が不必要に大型化するため、不経済であり、製品コストが嵩むという問題点があった。
【０００７】
一方、微細溝２００の大きさに対応させて、刃部１３０を小さくする構成では、原石をチップ状に加工する際に、原石が無駄に研磨されることで、歩留まりの悪化を招き、また、加工時間が嵩むことで、同様に、製品コストの増加を招く。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、刃部の大型化を抑制して、製品コストの削減を図ることができる単結晶ダイヤモンドバイト及び単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、請求項１記載の単結晶ダイヤモンドバイトは、単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えるものであり、前記刃部は、すくい面および逃げ面の稜線が切れ刃とされると共に、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドに前記すくい面および逃げ面を形成して構成されている。なお、素材粒径とは、単結晶ダイヤモンドにすくい面及び逃げ面を形成する前の原石の状態で測定した粒径であって、その原石の最大径部の粒径をいう。
【００１０】
請求項２記載の単結晶ダイヤモンドバイトは、請求項１記載の単結晶ダイヤモンドバイトにおいて、前記単結晶ダイヤモンドが載置される載置面を備えると共に、その載置面は、凹状に凹設される凹部を備え、前記単結晶ダイヤモンドは、前記凹部に嵌め入れられた状態で前記載置面に載置され、その嵌め入れられた部分が銀ろうにより前記凹部に接合されている。
【００１１】
請求項３記載の単結晶ダイヤモンドバイトは、請求項１又は２に記載の単結晶ダイヤモンドバイトにおいて、前記すくい面は、レーザーの照射により形成された面であると共に、前記レーザーの照射による前記すくい面の形成が、前記載置面の切断と同時に行われている。
【００１２】
請求項４記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法は、すくい面および逃げ面の稜線が切れ刃とされ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えた単結晶ダイヤモンドバイトであって、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドに前記すくい面および逃げ面を形成して構成されている単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法であって、前記単結晶ダイヤモンドが載置される載置面を形成すると共にその載置面に凹状の凹部を凹設する凹設工程と、その凹設工程により前記載置面に凹設された凹部にペースト状の銀ろうを塗布する塗布工程と、その塗布工程により前記銀ろうが塗布された凹部へ前記単結晶ダイヤモンドを嵌め入れる嵌入工程と、その嵌入工程により前記単結晶ダイヤモンドが嵌め入れられた凹部の銀ろうを加熱して前記単結晶ダイヤモンドを凹部に接合する接合工程と、その接合工程により前記凹部に接合された前記単結晶ダイヤモンドにすくい面および逃げ面を形成して刃部を構成する刃切り工程と、を備えている。
【００１３】
請求項５記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法は、請求項４記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法において、前記刃切り工程は、前記すくい面をレーザーの照射により形成すると共に、前記レーザーの照射による前記すくい面の形成を前記載置面の切断と同時に行うものである。
【００１４】
請求項６記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法は、請求項５記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法において、前記凹設工程は、前記載置面の正面視において、前記載置面の端縁から所定距離だけ離間した位置に前記凹部を凹設するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドにすくい面および逃げ面を形成する構成であるので、刃部全体の大きさが、切削に関与する部位に比して、不必要に大型化することを抑制でき、その結果、製品コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００１６】
即ち、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドを使用する構成であるので、チップ状に加工可能な比較的大型（例えば、５ｍｍ角）の単結晶ダイヤモンドの原石を準備する必要がなく、ダイヤモンド砥石等に使用されるクラスターダイヤモンド（外形が小さいために精製の際に規格外として選別されたいわゆる「屑ダイヤ」）を利用することができる。よって、単結晶ダイヤモンドの材料コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００１７】
また、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンドを使用する構成であれば、この単結晶ダイヤモンドにすくい面および逃げ面を形成して刃部を構成する際に、切削・研磨等による加工で除去されて廃棄される分量を低減して、歩留まりの向上を図ることができる。同時に、加工代を少なくすることができるので、その分、切削・研磨等の加工に要する加工時間を短縮することができる。よって、単結晶ダイヤモンドの材料コスト及び刃部を形成する際の加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００１８】
更に、刃部の面積を十分に小さくすることができるので、刃部（単結晶ダイヤモンド）とその刃部を保持する保持部（シャンク或いはチップ）との熱膨張率の差異に起因するクラック（割れ、亀裂）の発生を抑制することができるという効果がある。
【００１９】
即ち、刃部（単結晶ダイヤモンド）と保持部とが互いに熱膨張率の大きく異なる材料から構成されるため、従来の単結晶ダイヤモンドバイトでは、ろう付けによる加熱の際に、刃部の体積膨張がごく小さくなる（保持部が大きく膨張し、刃部がほとんど膨張しない）。そのため、冷却により収縮されると、熱応力によって、刃部にクラックが発生するという問題点があった。
【００２０】
これに対し、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、刃部を構成する単結晶ダイヤモンドの素材粒径が１ｍｍ未満であるので、かかる刃部と保持部との接触面積を十分に小さくすることができる。その結果、熱膨張率の差異による影響を小さくすることができるので、刃部（単結晶ダイヤモンド）にクラックが発生することを抑制することができる。
【００２１】
請求項２記載の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、請求項１記載の単結晶ダイヤモンドバイトの奏する効果に加え、単結晶ダイヤモンドが載置される載置面に凹部が凹状に凹設され、単結晶ダイヤモンドは、凹部に嵌め入れられた状態で載置面に載置されると共に、その嵌め入れられた部分が銀ろうにより凹部に接合される構成であるので、単結晶ダイヤモンドが小さな素材粒径（１ｍｍ未満）で構成される場合でも、かかる単結晶ダイヤモンドを安定して保持することができると共に、保持する際の工程を簡素化して、加工コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００２２】
即ち、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、単結晶ダイヤモンドが小さな素材粒径で構成されるので、載置面に対する単結晶ダイヤモンドの接触面積の絶対値が小さくなるところ、上述したように、単結晶ダイヤモンドを凹部に嵌め入れる構成とすることで、その分、単結晶ダイヤモンドと凹部との接触面積を確保して、単結晶ダイヤモンドを安定して保持することができる。
【００２３】
また、このように、単結晶ダイヤモンドを凹部に嵌め入れて保持することができれば、かかる単結晶ダイヤモンドを予めチップ状に加工しておく必要がなく、原石のまま凹部に保持させることができる。よって、素材粒径が小さく取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンドに切削・研磨等の加工を施すことを省略することができるので、その分、加工コストを削減することができる。
【００２４】
更に、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、載置面に凹部が凹設され、かかる凹部に単結晶ダイヤモンドを嵌め入れる構成であるので、凹部にペースト状の銀ろうを塗布しておくことで、素材粒径が小さく取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンドを容易に凹部に合わせることができ、その分、加工コストの削減を図ることができる。
【００２５】
請求項３記載の単結晶ダイヤモンドバイト及び請求項５記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法によれば、請求項１又は２に記載の単結晶ダイヤモンドバイトの奏する効果および請求項４記載のダイヤモンドバイトの製造方法の奏する効果に加え、すくい面をレーザーの照射により形成する構成であるので、研磨加工が困難な単結晶ダイヤモンドに対するすくい面の形成を短時間で行うことができ、その結果、加工コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００２６】
なお、研磨加工では、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面を加工することができないため、すくい面の形成に際し、（１１１）結晶面を加工する必要が生じた場合には、単結晶ダイヤモンドを取り外し、その結晶面の向きを変更（（１１１）結晶面を加工する必要がない向きに変更）しつつ、取り付け直し、再度、研磨加工を行う必要があり、加工コストが嵩む。単結晶ダイヤモンドの結晶面の向きを予め把握して取り付け向きなどを設定することも可能であるが、工数が嵩み、加工コストの増加を招く。
【００２７】
これに対し、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、レーザーの照射によりすくい面を形成する構成であるので、（１１１）結晶面を加工する必要が生じた場合でも、かかる（１１１）結晶面をレーザーにより溶融させてすくい面を容易に形成することができる。よって、単結晶ダイヤモンドを取り外してその向きを変更して付け直すという作業を行う必要がないので、その分、加工コストを削減することができる。
【００２８】
また、単結晶ダイヤモンドの結晶面の向きを予め把握する必要がなく、かかる単結晶ダイヤモンドを任意の向きで凹部に嵌め入れることができるので、この点からも、加工コストの削減を図ることができる。特に、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトのように、単結晶ダイヤモンドの素材粒径が１ｍｍ未満と小さい場合には、その結晶面の向きの把握に工数が嵩むため、単結晶ダイヤモンドを凹部へ嵌め入れる際の向きを任意とすることができることが有効となる。
【００２９】
更に、本発明の単結晶ダイヤモンドバイトによれば、レーザーの照射によるすくい面の形成が、載置面の切断と同時に行われる、即ち、載置面に固定された状態の単結晶ダイヤモンドに対してすくい面の形成を行う構成であるので、単結晶ダイヤモンドの素材粒径が小さくその取り扱いが困難な場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンドを容易かつ高精度に加工することができるという効果がある。
【００３０】
また、すくい面の形成と載置面の切断とが、レーザーの照射によって、同時に行われる構成であるので、すくい面を形成する工程と、載置面の外形を形成する工程とをそれぞれ別工程として行う必要がなく、これら両工程を一の工程で行うことができるので、工数を低減して、加工コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００３１】
請求項４記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法によれば、単結晶ダイヤモンドが載置される載置面に凹状の凹部を凹設し（凹設工程）、その凹部にペースト状の銀ろうを塗布した後（塗布工程）、凹部へ単結晶ダイヤモンドを嵌め入れ（嵌入工程）、銀ろうを加熱することで、単結晶ダイヤモンドを凹部に接合する（接合工程）ので、素材粒径が小さい（１ｍｍ未満）の単結晶ダイヤモンドから刃部を構成する場合であっても、製造コストを抑制して、製品コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００３２】
即ち、凹設工程によって載置面に凹状の凹部を予め凹設しておき、この凹部へ嵌入工程によって単結晶ダイヤモンドを嵌め入れる構成であるので、単結晶ダイヤモンドを予めチップ状に加工しておく必要がなく、原石のまま凹部に保持させることができる。よって、素材粒径が小さく取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンドに切削・研磨等の加工を施す場合と比較して、加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００３３】
また、嵌入工程では、単結晶ダイヤモンドを凹部へ嵌め入れる前に、かかる凹部にペースト状の銀ろうを塗布しておくので、例えば、複数の単結晶ダイヤモンドを載置面上へ振り掛けるだけで、それら複数の単結晶ダイヤモンドの内の一つを銀ろうにより素材を保持させることができ、その結果、素材粒径が小さく取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンドを容易に凹部に合わせることができる。これにより、加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００３４】
更に、刃切り工程は、接合工程により単結晶ダイヤモンドが凹部に接合された後に行われるので、凹部に接合された状態の単結晶ダイヤモンドに対し、すくい面及び逃げ面を形成することができるので、単結晶ダイヤモンドの素材粒径が小さくその取り扱いが困難な場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンドに刃部を容易かつ高精度に加工することができるという効果がある。
【００３５】
請求項６記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法によれば、請求項５記載の単結晶ダイヤモンドバイトの製造方法の奏する効果に加え、凹設工程では、載置面の正面視において、その載置面の端縁から所定距離だけ離間した位置に凹部が凹設されるので、単結晶ダイヤモンドの素材粒径が小さい場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンドを確実に保持して、刃切り工程におけるすくい面および逃げ面の形成を安定して行うことができるという効果がある。
【００３６】
即ち、凹設工程において、載置面の端縁と重なる位置に凹部が形成されていると（例えば、正面視円形の凹みとして凹部が形成され、その円形の端縁の一部が載置面の端縁に重なり切り取られている場合、或いは、載置面の端縁から内方へ向けて延設される凹溝として凹部が形成されている場合など）、凹部の端縁の一部が開放された状態となり、その分、凹部と単結晶ダイヤモンドとの接触面積が減少される。その結果、凹部による単結晶ダイヤモンドの保持強度が低下され、刃切り工程において、すくい面等の形成時に不安定になるという問題がある。これに対し、本発明では、上述のように構成することで、かかる問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における単結晶ダイヤモンドバイト１の上面図であり、（ｂ）は、単結晶ダイヤモンドバイト１の正面図である。なお、図１では、単結晶ダイヤモンドバイト１の長手方向長さの図示が省略されている。
【００３８】
単結晶ダイヤモンドバイト１は、図１に示すように、シャンク１０と、そのシャンク１０に締結固定されるチップ２０とを備えるスローアウェイバイトとして構成され、旋盤、形削り盤、平削り盤あるいは立削り盤などに装着されて使用される。
【００３９】
なお、単結晶ダイヤモンドバイト１は、比較的微細な加工（例えば、切り込み深さ１０μｍ以下）の使用を目的とする工具であり、本実施の形態における単結晶ダイヤモンドバイト１は、金型（液晶表示装置に使用される回析格子の射出成形用の金型）に微細溝を刻設する際に使用される。
【００４０】
具体的には、溝加工装置のホルダーにシャンク１０を保持させ、ホルダーとステージとを相対移動させることで、チップ２０をステージ上の被加工物（金型）に対して平行移動させ、そのチップ２０（刃部２１）により金型に平行移動方向へ延びる微細溝を刻設する。
【００４１】
この場合、本発明の単結晶ダイヤモンドバイト１によれば、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）から刃部３０を構成しているので、刃部３０全体の大きさが、切削に関与する部位に比して、不必要に大型化することを抑制でき、その結果、製品コストの削減を図ることができる。
【００４２】
シャンク１０は、図１に示すように、単結晶ダイヤモンドバイト１の骨格をなす部位であり、高速度工具鋼から断面正方形の直方体状に構成されている。このシャンク１０の先端側（図１左側）には、平坦面状の座面１１が形成されており、この座面１１には、締結ボルトＢによりチップ２０が機械的に締め付けられている。
【００４３】
チップ２０は、シャンク１０の座面１１に締結固定されるスローアウェイチップであり、図１に示すように、刃部３０を備えると共に、超硬合金から一定の板厚を有する板状の小片として構成されている。このチップ２０は、単結晶ダイヤモンドバイト１の先端側（図１左側）に対応する部位が、図１（ａ）に示すように、上面視三角形状に構成されており、この上面視三角形状の先端部に刃部３０が配設されている。
【００４４】
次いで、チップ２０の詳細構成について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、チップ２０の上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線におけるチップ２０の断面図である。刃部３０は、切削に直接あずかる部位であり、単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）から構成されると共に、チップ２０の載置面２１に凹設された凹部２１ａに銀ろうｗによりろう付けされている。
【００４５】
刃部３０は、図２に示すように、すくい面３１と、逃げ面３２と、これらすくい面３１及び逃げ面３２の稜線に形成される切れ刃３３とを備える。切れ刃３３は、図２（ａ）に示すように、先端側（図２（ａ）左側）へ向かうほど幅が狭くなる上面視Ｖ字状に形成されている。この切れ刃３３の先端角θは、微細溝２００（図６参照）の開き角に対応している。
【００４６】
ここで、本実施の形態における刃部３０は、後述するように、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）にすくい面３１及び逃げ面３２を形成して構成されている。そのため、刃部３０全体の大きさが、切削に関与する部位に比して、不必要に大型化することを抑制でき、その結果、製品コストの削減を図ることができる。なお、素材粒径とは、単結晶ダイヤモンド３０ｍにすくい面３１及び逃げ面３２を形成する前の原石の状態で測定した粒径であって、その原石の最大径部の粒径をいう。
【００４７】
また、このように、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンド３０ｍを使用する構成であるので、チップ状に加工可能な比較的大型（例えば、５ｍｍ角）の単結晶ダイヤモンドの原石を準備する必要がなく、ダイヤモンド砥石等に使用されるクラスターダイヤモンド（外形が小さいために精製の際に規格外として選別されたいわゆる「屑ダイヤ」）を利用することができる。よって、単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）の材料コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００４８】
また、このように、素材粒径が１ｍｍ未満の単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）を使用する構成であれば、この単結晶ダイヤモンド３０ｍにすくい面３１及び逃げ面３２を形成して刃部３０を構成する際に、切削・研磨等による加工で除去されて廃棄される分量を低減して、歩留まりの向上を図ることができる。同時に、加工代を少なくすることができるので、その分、切削・研磨或いはレーザー加工等の加工に要する加工時間を短縮することができる。よって、単結晶ダイヤモンド３０ｍの材料コスト及び刃部３０を形成する際の加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００４９】
更に、刃部３０の面積を十分に小さくすることができるので、刃部３０とチップ素材２０ｍ（保持部）との熱膨張率の差異に起因するクラック（割れ、亀裂）の発生を抑制することができる。即ち、刃部３０（単結晶ダイヤモンド３０ｍ）とチップ素材２０ｍとが互いに熱膨張率の大きく異なる材料から構成されるため、従来の単結晶ダイヤモンドバイトでは、ろう付けによる加熱の際に、刃部の体積膨張がごく小さくなる（チップ素材が大きく膨張し、刃部がほとんど膨張しない）。そのため、冷却により収縮されると、熱応力によって、刃部にクラックが発生するという問題点があった。
【００５０】
これに対し、本実施の形態では、刃部３０を構成する単結晶ダイヤモンド３０ｍ（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）の素材粒径が１ｍｍ未満であるので、かかる刃部３０とチップ素材２０ｍとの接触面積を十分に小さくすることができる。その結果、熱膨張率の差異による影響を小さくすることができるので、刃部３０（単結晶ダイヤモンド３０ｍ）にクラックが発生することを抑制することができる。
【００５１】
次いで、図３から図５を参照して、単結晶ダイヤモンドバイト１の製造方法について説明する。図３（ａ）は、チップ素材２０ｍの上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるチップ素材２０ｍの断面図である。
【００５２】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、チップ素材２０ｍの断面図であり、図５（ａ）は、チップ素材２０ｍの上面図であり、図５（ｂ）は、チップ素材２０ｍの断面図である。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図５（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるチップ素材２０ｍの断面図に対応する。
【００５３】
チップ素材２０ｍは、単結晶ダイヤモンド３０ｍがろう付けされる部材であり、超硬合金から一定の板厚を有すると共にチップ２０よりも若干大きな外形を有する板状の小片として構成されている。単結晶ダイヤモンドバイト１の製造に際しては、まず、チップ素材２０ｍの一面側（図３（ａ）紙面手前側）に平坦面状の載置面２１を形成すると共に、その載置面２１に凹状の凹部２１ａを凹設する（凹設工程）。
【００５４】
ここで、凹設工程では、図３（ａ）に示すように、載置面２１の正面視（チップ素材２０ｍの上面視）において、その載置面２１の端縁から所定距離だけ離間した位置に凹部２１ａが凹設される。これにより、嵌入工程（図４（ｂ）参照）において凹部２１ａに嵌め入れられる単結晶ダイヤモンド３０ｍの素材粒径が小さい場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンド３０ｍを確実に保持して、刃切り工程（図５参照）におけるすくい面３１および逃げ面３２の形成を安定して行うことができる。
【００５５】
即ち、凹設工程において、載置面２１の端縁と重なる位置に凹部２１ａが形成されていると（例えば、図３（ａ）に示すように、凹部２１ａが正面視円形に形成され、その円形の一部が載置面２１の端縁によって切り取られている場合）、凹部２１ａの端縁の一部が開放された状態となり、その分、凹部２１ａと単結晶ダイヤモンド３０ｍとの接触面積が減少される。その結果、凹部２１ａによる単結晶ダイヤモンド３０ｍの保持強度が低下され、刃切り工程において、すくい面３１等の形成時に不安定になるという問題がある。これに対し、本発明では、上述のように構成することで、かかる問題を解消することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、凹設工程における凹部２１ａの凹設がボールエンドミルを使用して行われる。これにより、凹部２１ａは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、球面状の凹部となるので、チップ２０の先端部における強度を確保して、耐久性を確保することができると共に、単結晶ダイヤモンド３０ｍを安定した状態で凹部２１ａに保持して、その脱落を防止することができる。
【００５７】
凹設工程により、チップ素材２０ｍの載置面２１に凹部２１ａを凹設した後は（図３参照）、図４（ａ）に示すように、凹部２１ａ内に銀ろうｗを塗布する（塗布工程）。なお、銀ろうｗは、メタル、フラックス及びバインダーが混合されたペースト状に構成されており、ディスペンサーによって凹部２１ａ内へ定量吐出される。
【００５８】
塗布工程により、凹部２１ａ内にペースト状の銀ろうｗが塗布された後は（図４（ａ）参照）、図４（ｂ）に示すように、凹部２１ａ内へ単結晶ダイヤモンド素材３０ｍを嵌め入れる（嵌入工程）。そして、その嵌入工程により単結晶ダイヤモンド３０ｍが嵌め入れられた凹部２１ａの銀ろうｗを加熱して、単結晶ダイヤモンド３０ｍを凹部２１ａに接合する（接合工程）。
【００５９】
このように、本実施の形態では、凹設工程によって載置面２１に凹状の凹部２１ａを予め凹設しておき、この凹部２１ａへ嵌入工程によって単結晶ダイヤモンド３０ｍを嵌め入れる構成であるので、単結晶ダイヤモンド３０ｍを予めチップ状に加工しておく必要がなく、原石のまま凹部に保持させることができる。よって、素材粒径が小さく（１ｍｍ未満）取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンド３０ｍに切削・研磨等の加工を施す場合と比較して、加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００６０】
また、嵌入工程では、単結晶ダイヤモンド３０ｍを凹部２１ａへ嵌め入れる前に、かかる凹部２１ａにペースト状の銀ろうｗを塗布しておくので（塗布工程）、例えば、複数の単結晶ダイヤモンド３０ｍを載置面２１上へ振り掛けるだけで、それら複数の単結晶ダイヤモンド３０ｍの内の一つを銀ろうｗにより保持させることができ、その結果、素材粒径が小さく取り扱いが困難な単結晶ダイヤモンド３０ｍを容易に凹部２１ａに合わせることができる。これにより、加工コストを削減して、その分、製品コストの削減を図ることができる。
【００６１】
接合工程により、凹部２１ａに単結晶ダイヤモンド３０ｍが接合された後は（図４（ｂ）参照）、単結晶ダイヤモンド３０ｍにレーザー（レーザーの種類：ヤグレーザー、パルス出力：４ｍＪ、パルス幅：３ｍｓ、パルス周波数：５０ｋＨｚ）を照射して、すくい面３１及び逃げ面３２を形成して刃部３０（いずれも図２参照）を構成する（刃切り工程）。
【００６２】
このように、刃切り工程は、接合工程により単結晶ダイヤモンド３０ｍが凹部２１ａに接合された後に行われるので、凹部２１ａに接合された状態の単結晶ダイヤモンド３０ｍに対し、すくい面３１及び逃げ面３２を形成することができるので、単結晶ダイヤモンド３０ｍの素材粒径が小さくその取り扱いが困難な場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンド３０ｍに刃部３０（図２参照）を容易かつ高精度に加工することができる。
【００６３】
なお、刃切り工程は、具体的には、図５（ａ）に示すように、仮想線Ｌ１，Ｌ２に沿ってチップ素材２０ｍ及び単結晶ダイヤモンド３０ｍにレーザーを照射すると共に、図５（ｂ）に示すように、仮想線Ｌ３に沿って単結晶ダイヤモンド３０ｍにレーザーを照射することで、すくい面３１及び逃げ面３２（図２参照）を加工する。これにより、すくい面３１と逃げ面３２との稜線に切れ刃３３が形成され、刃部３０を構成することができる（図２参照）。
【００６４】
このように、本実施の形態では、すくい面３１及び逃げ面３２（図２参照）をレーザーの照射により形成する構成であるので、研磨加工が困難な素材粒径の小さい単結晶ダイヤモンド３０ｍに対するすくい面３１等の形成を短時間で行うことができ、その結果、加工コストの削減を図ることができる。
【００６５】
ここで、研磨加工では、単結晶ダイヤモンド３０ｍの（１１１）結晶面を加工することができないため、すくい面３１の形成に際し、（１１１）結晶面を加工する必要が生じた場合には、単結晶ダイヤモンド３０ｍを取り外し、その結晶面の向きを変更（（１１１）結晶面を加工する必要がない向きに変更）しつつ、凹部２１ａに取り付け直し、再度、研磨加工を行う必要があり、加工コストが嵩む。この場合、単結晶ダイヤモンド３０ｍの結晶面の向きを予め把握して取り付け向きなどを設定することも可能であるが、工数が嵩み、加工コストの増加を招く。
【００６６】
これに対し、本実施の形態では、上述したように、レーザーの照射によりすくい面３１等を形成する構成であるので、（１１１）結晶面を加工する必要が生じた場合でも、かかる（１１１）結晶面をレーザーにより溶融させてすくい面３１等を容易に形成することができる。よって、単結晶ダイヤモンド３０ｍを取り外してその向きを変更して付け直すという作業を行う必要がないので、その分、加工コストを削減することができる。
【００６７】
また、単結晶ダイヤモンド３０ｍの結晶面の向きを予め把握する必要がなく、かかる単結晶ダイヤモンド３０ｍを任意の向きで凹部に嵌め入れることができるので（例えば、上述したように、載置面２１に複数の単結晶ダイヤモンド３０ｍを振り掛ける）、この点からも、加工コストの削減を図ることができる。
【００６８】
特に、本実施の形態のように、単結晶ダイヤモンド３０ｍの素材粒径が１ｍｍ未満と小さい場合には、その結晶面の向きの把握に工数が嵩むため、単結晶ダイヤモンド３０ｍを凹部へ嵌め入れる際の向きを任意とすることができることが有効となる。
【００６９】
更に、本実施の形態によれば、レーザーの照射によるすくい面３１の形成が、載置面２１（チップ素材２０ｍ）の切断と同時に行われる、即ち、載置面２１に固定された状態の単結晶ダイヤモンド３０ｍに対してすくい面３１等の形成を行う構成であるので、単結晶ダイヤモンド３０ｍの素材粒径が小さくその取り扱いが困難な場合であっても、かかる単結晶ダイヤモンド３０ｍを容易かつ高精度に加工することができる。
【００７０】
また、すくい面３１の形成と載置面２１（チップ素材２０ｍ）の切断とが、レーザーの照射によって、同時に行われる構成であるので、すくい面３１を形成する工程と、載置面２１（チップ素材２０ｍ）の外形を形成する工程とをそれぞれ別工程として行う必要がなく、これら両工程を一の工程で行うことができるので、工数を低減して、加工コストの削減を図ることができる。
【００７１】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７２】
例えば、上記実施の形態では、シャンク１０及びチップ素材２０ｍを高速度工具鋼及び超硬合金から構成する場合を説明したが、これらの材質は必ずしもこれに限られるものではなく、他の材料から構成することは当然可能である。
【００７３】
上記実施の形態では、単結晶ダイヤモンドバイト１をスローアウェイバイトとして構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の構造を採用することは当然可能である。他の構造としては、例えば、チップ２０をシャンク１０にろう付けした付刃バイトが例示される。或いは、シャンク１０の座面１１に上述した凹部２１ａを凹設し、その凹部２１ａに単結晶ダイヤモンド３０ｍを嵌め入れてろう付けする構造としても良い。
【００７４】
上記実施の形態では、凹部２１ａがボールエンドミルにより凹設される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、凹部２１ａが他の工具により凹設されることは当然可能である。他の工具としては、例えば、ドリル、フライスなどが例示される。
【００７５】
また、上記実施の形態では、凹部２１ａが球面状の凹として構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、凹部２１ａが他の形状により構成されることは当然可能である。例えば、ドリル加工により凹設された円錐状の凹であっても良く、或いは、断面Ｕ字あるいは断面コ字状の溝であっても良い。凹部２１ａを溝として構成する場合は、両端が載置面２１の端縁に達していても良く、一端のみが載置面２１の端縁に達していても良い。
【００７６】
上記実施の形態では説明を省略したが、嵌入工程において、凹部２１ａ内へ単結晶ダイヤモンド素材３０ｍを嵌め入れた後、接合工程へ移行する前に、単結晶ダイヤモンド３０ｍを凹部２１ａ内へ押圧する工程（押圧工程）を実施しても良い。これにより、接合強度の向上を図ることができる。但し、本実施の形態における単結晶ダイヤモンドバイト１は、微細加工用であり切削抵抗が小さいので、押圧工程を省略することは当然可能である。この場合は、工数を低減して、製造コストの削減を図ることができる。
【００７７】
上記実施の形態では、仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を直線で構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、これら仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の少なくとも一部を曲線で構成することは当然可能である。また、すくい面３１を曲面で構成することは当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態における単結晶ダイヤモンドバイトの上面図であり、（ｂ）は、単結晶ダイヤモンドバイトの正面図である。
【図２】（ａ）は、チップの上面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線におけるチップの断面図である。
【図３】（ａ）は、チップ素材の上面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるチップ素材の断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれチップ素材の断面図である。
【図５】（ａ）は、チップ素材の上面図であり、（ｂ）は、チップ素材の断面図である。
【図６】単結晶ダイヤモンドバイト及び微細溝の模式図である。
【符号の説明】
【００７９】
１        単結晶ダイヤモンドバイト
１０      シャンク
２０      チップ
２０ｍ    チップ素材
２１      載置面
２１ａ    凹部
３０      刃部
３０ｍ    単結晶ダイヤモンド
３１      すくい面
３２      逃げ面
３３      切れ刃
ｗ        銀ろう
【図１】
2010036296.tif 000003
【図２】
2010036296.tif 000004
【図３】
2010036296.tif 000005
【図４】
2010036296.tif 000006
【図５】
2010036296.tif 000007
【図６】
2010036296.tif 000008