(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性母材の表面に絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成してなるセンサ付き切削工具において、
前記絶縁層は、酸化アルミニウムからなる層を連続して２層以上積層したものから成ることを特徴とするセンサ付き切削工具。
【請求項２】
前記絶縁層のうち導電性母材側の酸化アルミニウムからなる層の厚みよりセンサ回路側の酸化アルミニウムからなる層の厚みが厚いことを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き切削工具。
【請求項３】
導電性母材の表面に酸化アルミニウムからなる層を連続して２層以上積層した絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成してなるセンサ付き切削工具であって、
前記絶縁層中に存在する導電性物質を前記絶縁層の厚み方向で非連続にしたことを特徴とするセンサ付き切削工具。
【請求項４】
導電性母材の表面に絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成するセンサ付き切削工具の作製方法において、前記導電性母材上に絶縁層を形成した後、その表面をエッチングおよび／または洗浄して更に絶縁層を形成することを特徴とするセンサ付き切削工具の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削加工に使用する工具とその作成方法に関し、特に損耗センサを備えたセンサ付き切削工具およびその作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】
切削加工において、切削工具の逃げ面の摩耗の大きさは一般的に工具寿命の判定基準となる。そのため、切削加工中にインプロセスで速やかに逃げ面の摩耗量を推定することは、高精度加工を維持する上で大変重要である。しかし、加工中に工具の摩耗を直接観察することは作業環境上大変難しい。
【０００３】
そこで、加工を中止して工具を一旦はずして工具顕微鏡などで測定したり、あるいは加工中にインプロセスで摩耗量を知りたい場合は、工具の摩耗に付随して起こる他の現象（切削力や振動の変化など）を工作機械上等の加工点付近に設置したセンサで検出して、検出信号に何らかの信号処理を行って摩耗量を推定している。
【０００４】
しかしながら、インプロセスでは摩耗の定量的な量を求めることが困難であったり、十分な感度や信頼性が得られなかった。
【０００５】
また、切削工具の切刃縁部分の摩耗量を検知することによって、工具寿命を自動的に判定する方法も提案されている。すなわち、切削工具の摩耗量を検知して工具寿命を自己診断する方法であり、導電性のある工具に応用する方法として、絶縁層中に導体路を埋設して、その導体路が切削工程中に破断したときの信号をトリガとして限界摩耗および破断を検出するものである（特開昭６２−８８５５２号公報）。
【０００６】
また、導電性母材の表面に絶縁性の酸化アルミニウム膜をコーティングして工具を形成し、被削材と工具との間に電圧をかけ、酸化アルミニウム膜が摩耗したとき、すなわち寿命になると電流が流れることを利用した工具寿命の検知方法も提案されている（特開昭５９−８１０４３号公報）。
【０００７】
これらの方法は絶縁層の絶縁状態が非常に重要である。上記特開昭６２−８８５５２号公報に示される方法では、絶縁層としてＣＶＤ法またはＰＶＤ法で酸化アルミニウム膜を作製するものである。酸化アルミニウム膜を超硬母材やサーメット母材のような熱膨張係数が異なる母材にＣＶＤ法で成膜する場合、成膜後に酸化アルミニウム膜中に母材まで通じる微細な亀裂（クラック）が発生し、酸化アルミニウム膜の上に導電センサー膜を作製した場合、そのクラックを通じて導電性母材と導電センサー膜が短絡してしまうという問題があった。
【０００８】
また、酸化アルミニウム膜をＰＶＤ法で形成する場合、酸化アルミニウム膜中に母材まで通じるピンホールなどの欠陥ができ、そのピンホールを通じて導電性母材と導電センサー膜が短絡してしまうという問題があった。また、母材の状態により絶縁層中に導電性の未反応物が残ってしまうという問題があった。これらの問題により、安定してセンサ機能を発揮できる回路を作製することは非常に困難であった。
【０００９】
また、上記特開昭５９−８１０４３号公報に示される方法は、絶縁性の酸化アルミニウム膜を得るためには、少なくとも１０μｍ〜１００μｍの酸化アルミニウム膜が必要であることが述べられている。この理由は、酸化アルミニウム膜中に存在するごく小さなクラックやカケが存在するためと述べられている。
【００１０】
この概念を図５に示す。図５中、１は導電膜、２は絶縁層、３は導電性母材、４はクラックやピンホール等の欠陥、５は導電性粒子等の欠陥である。短絡の要因である絶縁層２に存在するクラック、ピンホール、あるいは導電性粒子等の欠陥４、５が存在すると、導電センサ回路を作製するときに、その欠陥４、５等を通じて導電性母材３と導電膜１が短絡してしまう。そのためセンサ回路が正常に機能できず、信頼性の劣るものとなっていた。
【００１１】
このようなことから、従来からセンサ付工具が種々提案されているにも拘らず、未だ実用化されていない。すなわち、少数しか必要としない実験レベルでは製作が可能であっても、切削工具として実用上使用できるものはなかった。
【００１２】
また、上記特開昭５９−８１０４３号公報のように、絶縁層に存在するクラックやカケの影響をなくすために、絶縁層の厚みを厚くすると切削性能の低下を招き、また耐欠損性の劣化の問題を招来することになる。
【００１３】
本発明はこのような問題を解決することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係るセンサ付き切削工具では、導電性母材の表面に絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成してなるセンサ付き切削工具において、前記絶縁層は、酸化アルミニウムからなる層を連続して２層以上積層したものから成ることを特徴とする。
【００１６】
上記センサ付き工具では、前記絶縁層のうち導電性母材側の酸化アルミニウムからなる層の厚みよりセンサ回路側の酸化アルミニウムからなる層の厚みが厚いことが望ましい。
【００１７】
また、請求項３に係るセンサ付き切削工具では、導電性母材の表面に酸化アルミニウムからなる層を連続して２層以上積層した絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成してなるセンサ付き切削工具であって、前記絶縁層中に存在する導電性物質を前記絶縁層の厚み方向で非連続にしたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４に係るセンサ付き切削工具の作製方法では、導電性母材の表面に絶縁層を設け、その上に導電膜から成るセンサ回路を形成してなるセンサ付き切削工具の作製方法において、前記導電性母材上に絶縁層を形成した後、その表面をエッチングおよび／または洗浄して更に絶縁層を形成することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、各請求項に係る発明の実施形態をスローアウエイ工具を例として説明する。なお、ドリル等への応用も可能である。
【００２０】
図１は請求項１に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す図である。図１中、６は導電膜、７は２層目絶縁層、８は１層目絶縁層、９は導電性母材、１０は２層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部、１１は１層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部、１２は１層目絶縁層部の導電性粒子等の欠陥部である。
【００２１】
このセンサ付き切削工具では、連続した２層以上の絶縁層７、８を重ねる。このようにすることで、次工程の導電膜を作製するときに欠陥１１、１２中に導電膜６が侵入することを防ぎ、導電性母材９と導電性回路間で短絡しなくなり、センサ回路として正常に機能させることができる。１層目絶縁層８の作製時にできた欠陥１１や１２は２層目絶縁層７で埋めたり、覆うことができる。また２層目絶縁層７の作製時にできた欠陥１０は、導電膜６の作製時に短絡要因成分が浸入するが、１層目絶縁層８により、導電性母材９と導電膜６の短絡を阻止できる。
【００２２】
導電性母材９としては、酸化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体、サーメット、超硬合金、立方晶窒化ホウ素質焼結体（ＣＢＮ／Ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ／Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｄｉａｍｏｎｄ）、またこのような導電性母材９にＰＶＤ法および／またはＣＶＤ法で周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素の１種乃至２種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物のいずれかひとつの硬質膜（不図示）をコーティングした工具等が使用できる。
【００２３】
酸化アルミニウム質焼結体としては、ＴｉＣを２〜４０重量％、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの酸化物のうち少なくとも１種を０．０１〜重量％、残部がＡｌ2Ｏ3および不可避不純物からなる酸化アルミニウム質焼結体などが使用できる。
【００２４】
窒化珪素質焼結体としては、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算で１．５〜１０モル％、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物を３０〜８０モル％、残部が窒化珪素と希土類酸化物を窒化珪素に対して１０重量％以下、不純物的酸素をＳｉＯ2換算で１０モル％以下の割合から成る窒化珪素質焼結体などが使用できる。
【００２５】
サーメットとしては、Ｔｉを炭化物、窒化物あるいは炭窒化物換算で５０〜８０重量％、周期律表第６ａ族元素を炭化物換算で１０〜４０重量％の割合で含有するとともに（窒素／炭素＋窒素）で表される原子比が０．４〜０．６の範囲内にある硬質相成分７０〜９０重量％と、鉄族金属から成る結合相成分１０〜３０重量％とから成るＴｉＣＮ基サーメットなどある。
【００２６】
超硬合金としては、硬質相と結合相で構成されるものなどがあり、硬質相は、炭化タングステン、または炭化タングステンの５〜１５重量％を周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物で置換したものなどからなり、結合相は、Ｃｏ等の鉄族金属を主成分とするもので、例えば全量中に５〜１５重量％の割合で含有される。
【００２７】
コーティング層（不図示）としてはＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物を０．１μｍから１０μｍ、Ａｌの酸化物を０．１μｍから１０μｍ、ＴｉＡｌの窒化物を０．１μｍから１０μｍなどで形成され、これら硬質膜の１種類およびまたは２種以上を上記超硬合金、サーメット、セラミックなどの母材にコーティングしたものである。
【００２８】
導電性母材９と導電膜６を絶縁する絶縁層７、８は、ＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法、イオンプレーティング、スパッタリング、蒸着等のＰＶＤ法、めっき法などで形成される。絶縁層７、８を例えばスパッタリング法で形成する場合、Ａｒ雰囲気で行なう。成膜条件はターゲットの汚れを落とすために、プレスパッタリングを１分以上、母材のエッチングを１分以上、さらにターゲットのプレスパッタリングを１分以上行なった後、例えば酸化アルミニウムの成膜を膜厚に応じて５分から２００分の間で行なう。また、ＣＶＤ法で形成する場合、キャリアガスとしてＨ2を用い、反応ガスとしてＣＯ2、ＨＣｌ、ＡｌＣｌ3を用い、成膜温度は８５０℃から１１００℃の間で行い、炉内圧力は４０ｍｂａｒ〜３００ｍｂａｒの間で行なう。またこれら絶縁層７、８の材質は、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の絶縁性の物質でもかまわない。
【００２９】
この方法によって多層の絶縁層７、８を作製するとよい。絶縁層７、８の総厚みは０．１〜２０μｍにすることが望ましい。絶縁層７、８を０．１μｍ以上とするのはそれ以下では絶縁効果がなくなる恐れがあるためである。また、絶縁層７、８の厚みは２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下がよい。絶縁層７、８の厚みが２０μｍ以上になると切削性能（特に耐欠損性）に悪影響を及ぼすためである。
【００３０】
導電膜６はＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等の鉄族金属、あるいはＡｌなどの金属材料やＴｉＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ3Ｃ2、Ｍｏ2Ｃ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＮｂＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＶＣＮ、ＮｂＣＮ、ＴａＣＮ、ＣｒＣＮ等の周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ等で形成される。この中でも、ＴｉＮはスローアウェイチップの母材に対する接合力が強いこと、被削材と反応せず、センサの電気抵抗値が常に所定値を示し、スローアウェイチップの摩耗度合い、欠損の発生の有無を正確に検出することができること、被削材の加工表面に反応生成物による傷が形成されるのを有効に防止できること、耐酸化性に優れ、酸化物生成によるセンサの電気抵抗値の変化がなく、スローアウェイチップの摩耗度合い、欠損の発生の有無を正確に検出することができること、等の理由から好適に使用し得る。
【００３１】
ＣＶＤ法やイオンプレーティング、スパッタリング、蒸着等のＰＶＤ法、めっき法等を採用することによってスローアウェイチップの母材のほぼ全面に所定厚みに導電性膜が被着される。その後、レーザ加工によって、導電性膜が所定パターンに加工され、導電膜６とする。
【００３２】
導電膜６は、その厚みが０．０５μｍ未満の薄いものでは、母材表面への接合が弱くなるとともにセンサの電気抵抗値が高くなり、スローアウェイチップの摩耗度合いや欠損を正確に検出するのが困難となってしまう危険性がある。また２０μｍを超得る導電性膜を形成しようとすると、形成時に導電性膜の内部に大きな応力が発生して残留し、この残留応力によって、導電膜６の母材表面への接合が弱いものとなってしまう危険性がある。
【００３３】
その後、レーザー加工等の方法で刃先のすくい面および逃げ面に刃先稜線と平行になるようにセンサ回路を形成する。センサ幅は一般的には０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍでよいと考得るが、寿命設定により任意の幅を持たせるとよい。これにより電気絶縁性のよいセンサ回路を作製することができる。
【００３４】
また、絶縁層７、８としては、耐酸化性、耐摩耗性に優れることからは、酸化アルミニウムおよび／または酸化ジルコニウムを用いることが望ましい。
【００３５】
図２は、請求項３に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す図である。図２において、１３は導電膜、１４は２層目絶縁層、１５は１層目絶縁層、１６は導電性母材、１７は２層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部、１８は１層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部、１９は１層目絶縁層部の導電性粒子等の欠陥部である。２層目絶縁層１４を、１層目絶縁層１５の厚さより厚くすることで、１層目絶縁層１５の作製時にできた欠陥１８をより効率的に埋めることができる。これにより導電性母材１６と導電性回路間での短絡を防ぎ、センサ回路として正常に機能することができるようになる。
【００３６】
図３は請求項４に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す図である。図３において、２０は導電膜、２１は絶縁層、２２は導電性母材、２３はクラックやピンホール中に存在する導電膜物質、２４は導電性物質であり、導電性物質２３、２４が導電膜２０と導電性母材２２の間で非連続になることで、導電膜２０と導電性母材２２の間の短絡を防ぐことができる。絶縁層２１の厚み方向の導電性母材２２および／または導電膜２０からなる途中でピンホールやクラック中に存在する導電性物質２３、２４を非連続にすることが重要である。それにより、導電性母材２２と導電性回路間で短絡しなくなり、センサ回路として正常に機能することができる。
【００３７】
次に、請求項５に係るセンサ付き切削工具の作製方法を説明する。例えば図１において、２層目絶縁層７を形成する前に、エッチングや洗浄の工程を入れることで、１層目絶縁層８部のクラックやピンホール等の欠陥部１１、１２を２層目絶縁層７で塞ぎやすくする。１層目絶縁層８を成膜したときピンホールができるところをエッチングや洗浄で、ピンホール部分の表面を活性化させることで２層目以降の絶縁層７を成膜しやすくすることにより、１層目絶縁層８中のピンホール部を２層目絶縁層７で塞ぎ、導電性母材９から導電センサ回路間の短絡を防ぎ、センサ回路として正常に機能させることができる。
【００３８】
【実施例】
−実施例１−
実施例として以下のサンプル１を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミックを用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、１層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置はＡｒ雰囲気の高周波スパッタリング装置でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。
【００３９】
次に２層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。その後、導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜し回路を作製したところ、電気絶縁性のよいセンサ回路を作製することができた。電気絶縁性の調査は図４に示す方法で行なった。図４において、２７は導電性母材、２６は１層目絶縁層、２５は２層目絶縁層、２８はテスターである。電気抵抗の測定結果を表１に示す。
【００４０】
従来技術のサンプルとして以下のサンプル２を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、スパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜して回路を作製したところ、電気絶縁性の悪いセンサ回路ができた。電気絶縁性の測定は図４に示す方法で行なった。電気抵抗の測定結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0003924438.tif 000002
【００４２】
−実施例２−
本発明実施例として以下のサンプル３を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、１層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。次に２層目にスパッタリングで５μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を１００分行なった。その後、導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜し回路を作製したところ、電気絶縁性のよいセンサ回路を作製することができた。電気絶縁性の調査は図４に示す方法で行なった。電気抵抗の測定結果を表２に示す。
【００４３】
サンプルとして以下のサンプル４を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、スパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。次に２層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜し回路を作製したところ、電気絶縁性の悪いセンサ回路ができる。電気絶縁性の調査は図４に示す方法で行なった。電気抵抗の測定結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
0003924438.tif 000003
【００４５】
−実施例３−
本発明実施例として以下のサンプルを作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、１層目にスパッタリングで１μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を２０分行なった。次に２層目にスパッタリングで５μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を１００分行なった。その後、導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜し回路を作製し断面を確認したところ、図２に示すように、絶縁層中のピンホール、クラック内に存在する導電膜物質２３、導電性物質２４が絶縁層の厚み方向で非連続になっていることが確認できた。
−実施例４−
本発明実施例として以下のサンプル５を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、１層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。次に２層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。その後、導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜し回路を作製したところ、電気絶縁性のよいセンサ回路を作製することができた。電気絶縁性の調査は図４に示す方法で行なった。電気抵抗の測定結果を表３に示す。
【００４６】
従来技術サンプルとして以下のサンプル５を５個作製した。導電性母材としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系セラミック用母材を用いた。導電性母材と導電膜を絶縁する絶縁層として、スパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気でプレスパッタリングを３分、母材のエッチングを１２分、ターゲットのプレスパッタリングを１５分、成膜を６０分行なった。次に２層目にスパッタリングで３μｍの酸化アルミニウム膜を作製した。スパッタリング装置は高周波スパッタリング装置を用いてＡｒ雰囲気で、成膜を６０分行なった。導電膜をＰＶＤでＴｉＮを成膜して回路を作製したところ、電気絶縁性の悪いセンサ回路ができる。電気絶縁性の調査は図４に示す方法で行なった。電気抵抗の測定結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
0003924438.tif 000004
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係るセンサ付き切削工具では、導電性回路を形成する前記絶縁層は、酸化アルミニウムからなる層を連続して２層以上積層したものから成ることから、次工程の導電膜作製時に欠陥中に導電膜が侵入することを防ぎ、導電性母材と導電性回路間で短絡しなくなり、センサ回路として正常に機能することができる。
【００５０】
また、請求項２に係るセンサ付き切削工具では、導電性母材側の酸化アルミニウムからなる層の厚みよりセンサ回路側の絶縁層の厚みを厚くすることから、絶縁層において１層目の酸化アルミニウムからなる層（導電性母材側）の厚みをなるべく薄くし、それによってできたピンホールなどの欠陥を２層目の酸化アルミニウムからなる層（導電性回路側）の厚みを厚くすることで塞ぐことができる。
これにより導電性母材と導電性回路間での短絡を防ぎ、センサ回路として正常に機能することができるようになる。
つまり、ＰＶＤ法においてピンホールなどの欠陥が存在するところには、成膜しにくいという欠点があり、また工具として使用するため厚膜化による耐欠損性能の劣化を考慮すると、絶縁層の厚みはなるべく薄い方がよい。
【００５１】
また、請求項３に係るセンサ付き切削工具では、絶縁層の厚み方向の導電性母材および／または導電膜からなる途中でピンホール、クラック中に存在する導電性物質を非連続にしたことで、導電性母材と導電性回路間で短絡しなくなり、センサ回路として正常に機能することができる。
【００５２】
また、請求項４に係るセンサ付き切削工具の作製方法では、導電性母材上に絶縁層を形成した後、その表面をエッチングおよび／または洗浄して更に絶縁層を形成する。
すなわち、ピンホールなどの欠陥は母材の汚れや残留水分などにより表面が活性化されていない箇所で発生することが知られている。
そのため１層目の絶縁層を成膜したときにピンホールができるところをエッチングや洗浄で、ピンホール部分の表面を活性化させることで２層目以降の絶縁層を成膜しやすくすることにより、ピンホール部を２層目の絶縁層で塞ぎ、導電性母材から導電センサ回路間の短絡を防ぎ、センサ回路として正常に機能することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す断面図である。
【図２】請求項３に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す断面図である。
【図３】請求項４に係るセンサ付き切削工具の一実施形態を示す断面図である。
【図４】電気絶縁性の測定方法の概略を示す図である。
【図５】従来のセンサ付き切削工具を示す断面図である。
【符号の説明】
１：導電膜
２：絶縁層
３：導電性母材
４：クラックやピンホール等の欠陥
５：導電性粒子等の欠陥
６：導電膜
７：２層目絶縁層
８：１層目絶縁層
９：導電性母材
１０：２層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部
１１：１層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部
１２：１層目絶縁層部の導電性粒子等の欠陥部
１３：導電膜
１４：２層目絶縁層
１５：１層目絶縁層
１６：導電性母材
１７：２層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部
１８：１層目絶縁層部のクラックやピンホール等の欠陥部
１９：１層目絶縁層部の導電性粒子等の欠陥部
２０：導電膜
２１：絶縁層
２２：導電性母材
２３：クラックやピンホール中に存在する導電膜物質
２４：導電性物質
２５：導電膜
２６：絶縁層
２７：導電性母材
２８：テスター
【図１】
0003924438.tif 000005
【図２】
0003924438.tif 000006
【図３】
0003924438.tif 000007
【図４】
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【図５】
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