(57)【要約】  金属の切削、ミリング、又は削孔のための切削インサート（１００、２００）は、ボディであって、ボディの少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセス（１１１、１１１１）を有するボディと、リセスの内側壁（１１２、１１３）を覆う第１の層（１２０、１１２０）と、センサ配列と、を含む。ボディは、基盤（１１０）を含む。センサ配列は、リセスに沿って伸長するリード（１３０、２３０、２４０）を含む。リードは、リセス内に配置されている導電性材料を含み、第１の層が、導電性材料と基盤との間に位置するようになっている。リセス内の、導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ５）について、リセスの向かい合う内側壁（１１２、１１３）を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の深さにて測定したリセスの幅（Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、８０マイクロメートル以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の旋削、ミリング、又は削孔のための切削インサート（１００、２００）であって、
ボディであって、前記ボディの少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセス（１１１、１１１１）を有し、基盤（１１０）を含むボディと、
前記リセスの内側壁（１１２、１１３）を覆う第１の層（１２０、１１２０）と、
センサ配列であって、前記リセスに沿って伸長するリード（１３０、２３０、２４０）であって、前記リセス内に配置されている導電性材料を含み、前記第１の層が、前記導電性材料と前記基盤との間に位置するようになっているリード（１３０、２３０、２４０）を含むセンサ配列と、を含み、
前記リセス内の、前記導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ５）について、前記リセスの向かい合う前記内側壁（１１２、１１３）を覆う、前記第１の層の部位のそれぞれの間の前記深さにて測定した前記リセスの幅（Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、８０マイクロメートル以下である、切削インサート。
【請求項２】
前記リセスは、前記基盤内に形成されている、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記ボディは、前記第１の層を含み、前記リセスは、前記第１の層内に形成されている、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記リセス内の、前記導電性材料の少なくとも一部位が配置されている深さのそれぞれについて、前記リセスの向かい合う前記内側壁を覆う、前記第１の層の部位のそれぞれの間の前記深さにて測定した前記リセスの幅は、８０マイクロメートル以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記幅は、７５マイクロメートル以下であり、好ましくは、７０マイクロメートル以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記第１の層は、絶縁層である、請求項１から５のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項７】
前記リードの少なくとも一部位は、前記リセスの深さ（Ｄ４）にて配置されており、前記リセス内の、前記リードの上に、空間があるようになっている、請求項１から６のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項８】
前記リセス内に配置された第２の層（６９０）であって、前記リードが、前記第１の層と前記第２の層との間に位置するようになっている第２の層（６９０）を含み、前記第２の層は、絶縁層である、請求項１から７のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項９】
前記第１の層は、前記第２の層よりも、ブラスティングに対する耐性が高い、請求項８に記載の切削インサート。
【請求項１０】
前記リードの少なくとも一部位は、前記リセス内への少なくとも５マイクロメートルの深さ（Ｄ４）にて、例えば、前記リセス内への少なくとも１０又は２０マイクロメートルの深さにて、配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項１１】
前記リードの断面は、少なくとも５マイクロメートルの幅を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項１２】
前記リードは、前記リセスの前記内側壁の少なくとも部位のそれぞれを覆う導電層を含み、前記導電層の厚さ（Ｔ）は、最大で４マイクロメートルであり、好ましくは、最大で３マイクロメートルである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項１３】
前記センサ配列は、第１及び第２の接触領域（１３１、１３２）を含み、前記第１及び第２の接触領域を通して、前記センサ配列は、外部測定回路（３２０）に接続可能であり、前記リードは、前記第１及び第２の接触領域に接続されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項１４】
前記ボディは、前記ボディの部位のそれぞれに少なくとも沿って伸長する複数の細長いリセスを有し、
前記第１の層は、前記リセスの内側壁を覆い、
前記センサ配列は、
第１及び第２の接触領域（２３１、２４１）であって、前記第１及び第２の接触領域を通して、前記センサ配列は、外部測定回路に接続可能である、第１及び第２の接触領域（２３１、２４１）と、
前記ボディの前記リセスのそれぞれに沿って伸長する第１及び第２のリード（２３０、２４０）であって、それぞれが、前記リセスのそれぞれ内に配置されている各導電性材料を含み、前記第１の層が、前記各導電性材料と前記基盤との間に位置するようになっている、第１及び第２のリード（２３０、２４０）と、を含み、
前記第１のリードは、前記第１の接触領域に接続されており、
前記第２のリードは、前記第２の接触領域に接続されており、
前記複数の細長いリセスの内の１つのリセス内の、前記第１又は第２のリードの前記導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さについて、前記リセスの向かい合う内側壁を覆う、前記第１の層の部位のそれぞれの間の前記深さにて測定した前記リセスの幅は、８０マイクロメートル以下であり、
前記第１及び第２のリードのそれぞれは、自由端（２３２、２４２）であって、前記切削インサートの所定の摩耗により、前記自由端が、金属ワークピースにより、又は、前記金属ワークピース上の、前記切削インサートの作業に起因する切り屑により、互いに接続されるよう位置する自由端（２３２、２４２）を提示する、
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項１５】
金属の切削、ミリング、又は削孔のための切削インサート（１００、２００）を製造する方法であって、
ボディであって、前記ボディの少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセス（１１１、１１１１）を有し、基盤（１１０）を含み、第１の層（１２０、１１２０）が、前記リセスの内側壁（１１２、１１３）を覆うボディを提供することと、
前記ボディの少なくとも一部位を覆う、導電性材料の層（４３０）を形成し、前記導電性材料が、前記リセス内にて、前記リセス内の前記導電性材料と前記基盤との間に位置する前記第１の層と共に提供されるようにすることと、
前記ボディの少なくとも一部位をブラスティングにさらし、前記リセス外に位置する前記導電性材料が、前記ボディから除去される一方で、前記リセス内に残っている前記導電性材料が、前記リセスに沿って伸長するリード（１３０、２３０、２４０）を形成するようにすることと、を含み、
前記リセス内の、前記導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ５）について、前記リセスの向かい合う前記内側壁（１１２、１１３）を覆う、前記第１の層の部位のそれぞれの間の前記深さにて測定した前記リセスの幅（Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）は、８０マイクロメートル以下である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、金属の旋削、ミリング、又は削孔のための切削インサートの分野に関する。本開示はまた、そのような切削インサートを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削インサートは、例えば、金属の切削、ミリング、又は削孔などの加工作業に用いられてよい。切削インサートの性能を改善する（例えば、切削インサートの全体的な耐久性を改善する、又は、切削インサートの、熱に耐える能力を改善する）ために、各種のジオメトリ、材料、及びコーティングが提案されている。良好な性能を有する切削インサートを提供することに加えて、（例えば、時間が過剰に長くない、及び／又は、多くの複雑なステップを伴わない製造方法を使用して）切削インサートをコスト効率良く製造できることもまた望ましい。
【０００３】
交換可能な切削インサートを用いての、（金属の切削、ミリング、又は削孔などの）加工において、作業中の切削インサートでの状況を様々な方法にて監視又は測定することに関心が集まっている。なぜなら、そのような状況は、加工の性能に影響する場合があるからである。作業パラメータを変更すること、切削インサートの交換、又は、切削インサートの、そのホルダにおける再位置決めに関する決定は、切削インサート自体の状況の各種測定に基づいて、及び／又は、作業中にさらされる切削インサートの状況に基づいて行うことができる。そのような各種測定により、切削インサートの状況の、時間のかかる手動での検査を回避してよく、これにより効率を改善してよく、及び／又は、さらなる自動化作業が達成されてよい。切削インサートの状況の正確な測定／監視、及び、その結果として正しい時に行う正しいアクションは、過剰に摩耗した切削インサートの使用、又は、（過大な振動を伴う、若しくは、過剰に高い温度での作業などの）好ましくない作業状況での切削インサートの作業によるワークピースの損傷を防ぐことに役立つ場合がある。所望する効果を達成するための、各種測定に応答して行われるアクションについて、それらの各種測定が信頼できることが重要である。
【０００４】
ＪＰ２００３１９１１０５Ａに開示する従来技術は、切削エッジの摩耗を検出するセンサ回路が提供された切削ツールを説明する。センサ回路は、容易に剥がれない、又は、接続が切断されない、という意味において安定的であるよう設計されている。センサ回路のコンダクタは、ベース材の表面に形成されたリセス内に配置されている。リセスの幅は、０．１から５ミリメートルであってよい。電流を伝えるコンダクタの能力が監視され、切削エッジの摩耗を検出する。ベース材は導電性材料製であってよい。ベース材とコンダクタとの間に絶縁膜が介在してよい。センサ回路を保護するために、センサ回路の表面上にハードコーティング層が配置されてよい。
【０００５】
しかし、上記の課題の少なくとも１つに対処する、新たな切削インサートを提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の目的は、上記の課題の少なくとも１つに対処する、切削インサートと、同様に、そのような切削インサートを製造する方法と、を提供することである。
【０００７】
したがって、第１の態様によると、金属の切削、ミリング、又は削孔のための切削インサートが提供される。切削インサートは、ボディと、第１の層と、センサ配列と、を含む。ボディは、基盤（又は、ベース材）を含む。ボディは、ボディの少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセス（又は、キャビティ）を有する。第１の層は、リセスの内側壁を覆う。センサ配列は、リセスに沿って伸長するリードを含む。リードは、リセス内に配置されている導電性材料を含み、第１の層が、導電性材料と基盤との間に位置するようになっている。リセス内の、導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さについて、リセスの向かい合う内側壁を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の深さにて測定したリセスの幅は、８０マイクロメートル以下である。換言すると、幅は、リセスにわたって、リセスの第１の側壁を覆う、第１の層の一部位と、第１の側壁とは反対側の、リセスの側壁を覆う、第１の層の別の一部位と、の間に画定される（又は、測定される）。幅は、導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置される（したがって、導電性材料の少なくともいくらかが、リセス内に、幅が画定される／測定されるところよりも深く位置する）深さにて画定される（又は、測定される）。
【０００８】
幅は、例えば、７５マイクロメートル以下、７０マイクロメートル以下、６５マイクロメートル以下、６０マイクロメートル以下、又は、５０マイクロメートル以下であってよい。
【０００９】
切削インサートでの各種測定は、例えば、作業パラメータ、切削インサートの交換、又は、切削インサートの再位置決めに関する決定を行うことに用いられてよい。そのような各種測定は、例えば、センサ配列を介して行われてよい。
【００１０】
切削インサートの表面（又は、の近く）に置かれたリードは、損傷に脆弱であり得るが、リセス内のリードの配置は、そのリードに、少なくともいくらかの程度の、損傷に対する保護を提供し得る。リセスにより、加工の初期段階にリードがすでに落下又は破損しているリスクが減らされ得る。そのため、リードが用いられ、切削インサートの表面に置かれた場合よりも長い時間にわたって、各種測定が行われ得るようになっている。換言すると、リセス内のリードの配置は、センサ配列の寿命、及び／又は、センサ配列を介して行われる各種測定の信頼性を改善し得る。
【００１１】
切削インサートの表面（又は、の近く）に置かれたリードは、切削インサートの、ワークピースとの相互作用中に生成された切り屑又は破片に起因する偶発的な短絡（又は、意図しない電気的接続）に脆弱であり得るが、リセス内のリードの配置は、リードに、少なくともいくらかの程度の、そのような短絡又は各種測定に影響し得る他の干渉に対する保護を提供し得る。これは、センサ配列を介して行われる各種測定の信頼性を改善し得る。
【００１２】
切削インサートは、ブラスティングを使用して後処理され、所望する表面平滑性が提供されてよい、及び／又は、そのブラスティングの結果に起因する残留圧縮応力による、より強いエッジライン性能を可能とされてよい。ブラスティングは、粒子による表面の衝撃加工（ボンバーディング（ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ））を伴ってよい。ブラスティング中に用いられる粒子のサイズは通常、限られている（例えば、粒子の平均直径は、特定の値／閾値未満であり得る）。なぜなら、大きな粒子の運動エネルギが、切削インサートの切削エッジに損傷を与える場合があるからである。小さなブラスティング粒子を使用することは、例えば、大きなブラスティング粒子を使用することよりも、ブラスティングプロセスの良好な制御を可能にし得る。過剰に広範な／広いリセス内にリードを配置することは、ブラスティング粒子がリセスに入ることを可能にし、リードを損傷し得る（又は、さらに、リードを完全に除去し得る）。一方で、十分に狭いリセスは、ブラスティング中にリードを保護し得る。一例として、従来技術の文書であるＪＰ２００３１９１１０５Ａは、数ミリメートルの広さであり得るリセスの使用を説明する。そのような広いリセスがブラスティングにさらされると、ブラスティング粒子が、数ミリメートルの直径でない限り、又は、リードが、ブラスティングの前に、ある種の保護コーティングにより覆われていない限り、リセス内のリードが損傷する（又は、除去される）場合がある。ＪＰ２００３１９１１０５Ａでのものより狭いリセスの使用は、ブラスティング中にリードを良好に保護することを可能にする。したがって、ＪＰ２００３１９１１０５Ａでの切削インサートに対するものより小さいブラスティング粒子の使用が可能となる。
【００１３】
第１の態様に係る切削インサートでは、第１の層は、例えば、リードの導電性材料よりも、ブラスティングに対する耐性が高くてよい。切削インサートをブラスティングにさらす場合、ブラスティング粒子を受けるリセスの幅は、例えば、ブラスティングに耐える、第１の層の能力により、８０マイクロメートル以下であってよい。切削インサートの製造中、リセス外に位置する、導電性材料の部位のそれぞれは、例えば、ブラスティングを介して除去されてよい。一方で、リセス外に位置する、第１の層の部位のそれぞれは、ブラスティングに耐え得る（又は、ブラスティングによっても依然として損傷を受け得ない）。
【００１４】
センサ配列は、例えば、各種測定を行うよう配置されてよい（又は、各種測定を行うことに適するものであってよい）。センサ配列を介して行われる各種測定は、例えば、リードを含む回路の抵抗を測定することを含んでよい。センサ配列を介して行われる各種測定は、例えば、切削インサートの摩耗を検出するために適合されてよい（又は、切削インサートの摩耗を検出することに適するものであってよい）。換言すると、センサ配列は、例えば、切削インサートの摩耗を検出するために配置されてよい（又は、切削インサートの摩耗を検出することに適するものであってよい）。
【００１５】
切削インサートが、各種測定を行うために必要なすべての回路を、必ずしも含む必要がないことが理解されるであろう。外部回路は、例えば、センサ配列を使用して各種測定を行うために、それらセンサ配列に接続可能であってよい。
【００１６】
リセスは、例えば、ボディの１つ又はそれ以上の外面に沿って、例えば、基盤の１つ又はそれ以上の外面に沿って、伸長してよい。
【００１７】
ボディは、例えば、１つ又はそれ以上の層を含んでよい。リセスは、例えば、そのような層の１つ又はそれ以上内に形成されてよい。
【００１８】
リセスの幅は、例えば、リセスの延長線を横断する（又は、に直交する）方向に測定されて（又は、画定されて）よい。換言すると、リセスは、例えば、縦方向に伸長してよい。幅は、例えば、縦方向を横断する（又は、に直交する）方向に測定されてよい。リセスの幅は、例えば、リセスが形成されている、ボディの面（又は、表面）に実質的に平行な方向に測定されて（又は、画定されて）よい。
【００１９】
リセスは、例えば、ボディの表面レベルに近い上部にて、相対的に広く（例えば、８０マイクロメートルより広く）できるが、リセス内へ、下方により狭く、より深く、ボディの表面レベルの下にあってよいことが理解されるであろう。
【００２０】
切削インサートは、任意に、例えば、基盤と第１の層との間、及び／又は、第１の層とリードとの間に配置された、１つ又はそれ以上の追加層を含んでよいことが理解されるであろう。
【００２１】
いくつかの実施形態によると、リセスは、基盤内に形成されてよい。ベース及び基盤は、例えば、同一であってよい。第１の層は、例えば、基盤の少なくとも一部位を覆ってよい。
【００２２】
いくつかの実施形態によると、ボディは、第１の層を含んでよく、リセスは、第１の層内に形成されてよい。第１の層の材料は、例えば、基盤の材料よりも均質であってよい。それにより、リセスが第１の層内に、基盤に形成する際よりも容易に形成されてよい。
【００２３】
いくつかの実施形態によると、リセス内の、導電性材料の少なくとも一部位が配置されている深さのそれぞれについて、リセスの向かい合う内側壁を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の深さにて測定したリセスの幅は、８０マイクロメートル以下である。換言すると、幅は、リセス内の、導電性材料の少なくとも一部位が配置されている深さにて画定されて（又は、測定されて）よい。幅は、例えば、７５マイクロメートル以下、７０マイクロメートル以下、６５マイクロメートル以下、６０マイクロメートル以下、又は、５０マイクロメートル以下であってよい。
【００２４】
いくつかの実施形態によると、第１の層は、絶縁層であってよい。
【００２５】
基盤が導電性を有する場合、第１の層は、例えば、基盤とリードとの間に電気絶縁性を提供してよい。基盤と第１の層との間に導電層がある場合、第１の層は、例えば、導電層とリードとの間に電気絶縁性を提供してよい。
【００２６】
いくつかの実施形態によると、リードの少なくとも一部位は、リセスの深さにて配置されており、リセス内の、リードの上に、空間があるようになっていてよい。
【００２７】
リセス内の、リードの上の空間は、例えば、リードが、ワークピースからの切り屑を介して、又は、切削インサートとワークピースとの間の相互作用中に生成された破片を介して、他のリード又は導電層と意図せずに電気的に接触するリスクを減らし得る。これは、センサ配列を介して行われる各種測定の信頼性を上げ得る。
【００２８】
リセス内の、リードの上の空間は、（例えば、周囲からの空気で満たされて／占められてよい）、例えば、オープンな空間であってよい、若しくは、例えば、１つ又はそれ以上の追加層により少なくとも部分的に占められてよい。
【００２９】
いくつかの実施形態によると、切削インサートは、リセス内に配置された第２の層を含み、リードが、第１の層と第２の層との間に位置するようになっていてよい。第２の層は、絶縁層であってよい。
【００３０】
第２の層により提供された電気絶縁性は、リードが、ワークピースからの切り屑を介して、又は、切削インサートとワークピースとの間の相互作用中に生成された破片を介して、他のリード又は導電層と意図せずに電気的に接触するリスクを減らし得る。これは、センサ配列を介して行われる各種測定の信頼性を上げ得る。
【００３１】
第２の層は、リードの抵抗にさもなければ影響する、リードの酸化を防ぎ（又は、減らし）得る。リードの酸化が減ることは、例えば、センサ配列を介して行われる各種測定の信頼性を上げ得る。
【００３２】
いくつかの実施形態によると、第１の層は、第２の層よりも、ブラスティングに対する耐性が高くてよい。ブラスティングは、例えば、粒子による表面の衝撃加工を含んでよい。
【００３３】
第１の層は、例えば、ブラスティングに耐え得る（又は、ブラスティングによっても依然として損傷を受け得ない）材料を含んでよい。切削インサートの製造中、リセス外に位置する、第２の層の部位のそれぞれは、例えば、ブラスティングを介して除去されてよい。一方で、リセス外に位置する、第１の層の部位のそれぞれは、例えば、そのようなブラスティングに耐え得る（又は、ブラスティングによっても依然として損傷を受け得ない）。より耐性が高い第１の層は、例えば、リセスの外側に残り、加工中にハード（又は、高耐久）層として供されてよい。一方で、耐性が低い第２の層の残りの部位（単一又は複数）は、リセスにより保護されてよく、リードに対する電気絶縁性を提供してよい。
【００３４】
いくつかの実施形態によると、リードの少なくとも一部位は、リセス内に、少なくとも５マイクロメートルの深さにて配置されてよい。リードの少なくとも一部位は、例えば、リセス内に、少なくとも１０マイクロメートル、又は、リセス内に、少なくとも２０マイクロメートルの深さにて配置されてよい。
【００３５】
リセス内に深く配置されたリードの部位のそれぞれは、リセスにより良好に保護されてよく、及び／又は、切削インサートが摩耗する間に、リセス内に浅く配置されたリード（又は、リードの部位のそれぞれ）よりも長持ちしてよい。リードの少なくとも一部位を、リセス内に深く配置することは、例えば、切削インサートが摩耗に顕著にさらされた後でさえも、信頼性の高い各種測定を行うことを可能にし得る。例えば、センサ配列が、特定の程度の摩耗を検出することを意図されている場合、そのような程度の摩耗は、例えば、リセス内に、特定の深さにて配置されたリードが、切削インサートとワークピースとの間の相互作用により影響を受ける（又は、損傷する、若しくは、限界まで摩耗する）と、検出されてよい。
【００３６】
いくつかの実施形態によると、リセスは、５０マイクロメートル未満の深さであってよい。リセスは、例えば、４０マイクロメートル未満の深さであってよい。リセスが深すぎる場合、これは、切削インサートの耐久性に影響する場合がある、又は、切削インサートの切削エッジの耐久性に影響する場合がある。
【００３７】
いくつかの実施形態によると、リセスの少なくとも一部位は、切削インサートのすくい面にて、金属ワークピース上での切削インサートの作業中に、金属ワークピースから除去された切り屑に起因するクレータ摩耗にさらされることに脆弱なエリア内に位置してよい。リセスの少なくとも一部位は、例えば、切削インサートの、すくい面とクリアランス面との間の交点により画定される切削エッジから、最大で０．３ミリメートル、又は、少なくとも０．４５ミリメートルの距離に位置してよい。
【００３８】
いくつかの実施形態によると、リードの断面は、少なくとも５マイクロメートルの幅を有してよい。換言すると、リードの断面をとることにより得られるものは、リードから、互いに少なくとも５マイクロメートル離れて位置する少なくとも２つの点を含んでよい。断面は、例えば、リードが伸長する主方向を横断（又は、に直交）する方向にとられてよい。リードの幅が狭すぎる場合、リードは、例えば、切削インサートの製造中に破損する可能性が高くなり得る。小さすぎるリードはまた、リード材料内の不良による破損なく製造することが難しい。
【００３９】
リードは、例えば、リセスに沿って縦方向に伸長してよい。リードの断面は、例えば、縦方向を横断（又は、に直交）する平面にてとられて（又は、形成されて）よい。
【００４０】
いくつかの実施形態によると、リードは、リセスの内側壁の少なくとも部位のそれぞれを覆う導電層を含んでよい。導電層の厚さは、最大で４マイクロメートルであってよい。導電層の厚さは、例えば、最大で３マイクロメートルであってよい。
【００４１】
必要以上に厚いリードを用いることは、例えば、必要以上に多い材料を必要とし得、及び／又は、切削インサートの製造時間を増やし得る。
【００４２】
例えば、厚いリードの代わりに、薄いリードが用いられる場合、摩耗は、より容易に検出され得る。なぜなら、薄いリードに対する摩耗は、厚いリードに対する摩耗よりも、リードの抵抗に大きな影響を与え得るからである。
【００４３】
導電層の厚さは、例えば、少なくとも０．２、０．３、又は０．５マイクロメートルであってよい。リードが薄い場合、切削インサートの製造中などに、いとも容易に破損する場合がある。
【００４４】
いくつかの実施形態によると、センサ配列は、それらを通して、センサ配列が、外部測定回路に接続可能な、第１及び第２の接触領域を含んでよい。リードは、第１及び第２の接触領域に接続されてよい。
【００４５】
外部測定回路は、例えば、第１及び第２の接触領域の間の電気抵抗を測定してよい。抵抗が大きくなることは、例えば、リードが、リセス内に位置していても、切削インサート及びワークピース（又は、ワークピースからの切り屑）の相互作用により影響を受けている（又は、損傷している）ことを示し得る。抵抗が大きくなることはしたがって、切削インサートが、特定のレベルの摩耗に到達したことを示し得る。金属の切削中に抵抗が小さくなることは、例えば、リードが、リセス内に位置するという事実があっても、導電性ワークピース（又は、ワークピースからの切り屑）が、リードと接触していることを示し得る。金属の切削中に抵抗が小さくなることはしたがって、切削インサートが、特定のレベルの摩耗に到達したことを示し得る。
【００４６】
いくつかの実施形態によると、ボディは、ボディの部位のそれぞれに少なくとも沿って伸長する複数の細長いリセスを有してよい。第１の層は、リセスの内側壁を覆ってよい。センサ配列は、第１及び第２の接触領域を含んでよい。それらを通して、センサ配列は、外部測定回路に接続可能となる。センサ配列は、基盤のリセスのそれぞれに沿って伸長する第１及び第２のリードを含んでよい。第１及び第２のリードのそれぞれは、リセスのそれぞれ内に配置されている各導電性材料を含み、第１の層が、各導電性材料と基盤との間に位置するようになっていてよい。第１のリードは、第１の接触領域に接続されてよい。第２のリードは、第２の接触領域に接続されてよい。複数の細長いリセスの内の１つのリセス内の、第１又は第２のリードの導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さについて、リセスの向かい合う内側壁を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の深さにて測定したリセスの幅は、８０マイクロメートル以下であってよい。第１及び第２のリードのそれぞれは、自由端を提示してよい。これらの自由端は、切削インサートの所定の摩耗により、それらの自由端が、金属ワークピースにより、又は、金属ワークピース上の、切削インサートの作業に起因する切り屑により、互いに接続されるよう位置する。換言すると、切削インサートが、所定の摩耗に到達した場合、自由端は続いて、金属ワークピース上の、切削インサートの作業中に、互いに接続される。なぜなら、金属ワークピース、又は、金属ワークピース上の、切削インサートの作業に起因する切り屑が、自由端を互いに接続するからである。
【００４７】
外部測定回路は、例えば、第１及び第２の接触領域の間の電気抵抗を測定してよい。抵抗が小さくなることは、切削インサートが所定の摩耗となったことを示してよい。
【００４８】
第２の態様によると、金属の切削、ミリング、又は削孔のための切削インサートを製造する方法が提供される。この方法は、ボディを提供することを含む。このボディは、ボディの少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセスを含む。ボディは、基盤を含む。第１の層は、リセスの内側壁を覆う。この方法は、ボディの少なくとも一部位を覆う、導電性材料の層を形成し、導電性材料が、リセス内に、リセス内の導電性材料と基盤との間に位置する第１の層と共に提供されるようにすることと、ボディの少なくとも一部位をブラスティングにさらし、リセス外に位置する導電性材料が、ボディから除去される一方で、リセス内に残っている導電性材料が、リセスに沿って伸長するリードを形成するようにすることと、を含む。リセス内の、導電性材料の少なくとも一部位がその下に配置されている、少なくとも深さについて、リセスの向かい合う内側壁を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の深さにて測定したリセスの幅は、８０マイクロメートル以下（又は、７５マイクロメートル以下、７０マイクロメートル以下、６５マイクロメートル以下、６０マイクロメートル以下、５０マイクロメートル以下）である。
【００４９】
ボディは、例えば、基盤と同一であってよい、又は、例えば、基盤に加えて、１つ又はそれ以上の層を含んでよい。リセスは、例えば、基盤、及び／又は、そのような層の１つ又はそれ以上内に提供されてよい。
【００５０】
基盤は、例えば、焼結又は熱間等静圧圧縮成形を介して提供されてよい。
【００５１】
細長いリセスは、例えば、レーザを使用して形作られて／形成されてよい。リセスが基盤内に形成されている場合、細長いリセスは続いて、例えば、基盤を提供する（又は、製造する）際に、適切に形作られた圧縮成形ツールの使用を介して形作られて／形成されてよい。
【００５２】
第１の層及び／又は導電層は、例えば、化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ又はＣＶＤ）又は物理蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ又はＰＶＤ）を使用して形成されてよい。
【００５３】
リセス外に位置する、導電性材料のいくらかが、ブラスティングにより除去される一方で、リセス外に位置する、導電性材料のいくらかがまた、例えば、（例えば、保護コーティングが、その導電性材料のいくらかを、ブラスティングから保護する場合）そのブラスティングの後に残ってよいことが理解されるであろう。リセス内に位置する、導電性材料の少なくともいくらかが、ブラスティングの後に残る一方で、リセス内の、導電性材料のいくらかが、ブラスティングにより除去されてよいこともまた理解されるであろう（例えば、上部にてリセスが広く、リセス内の、導電性材料の最上部が、ブラスティング中に除去される一方で、リセスの下方により深い、より狭い部位内の導電性材料が、ブラスティング後に残る場合）。
【００５４】
ブラスティングは、粒子による基盤のボンバードメントを含んでよい。ブラスティングに用いられる粒子の平均直径は、例えば、（リセスの向かい合う内側壁を覆う、第１の層の部位のそれぞれの間の、リセスの特定の深さにて測定した）上記のリセスの幅と少なくとも同程度の大きさであってよい。ブラスティングに用いられる粒子の平均直径は、例えば、少なくとも５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、６５マイクロメートル、７０マイクロメートル、７５マイクロメートル、又は、８０マイクロメートルであってよいし、若しくは、４０から８０マイクロメートルの範囲、又は、５０から７０マイクロメートルの範囲にあってよい。
【００５５】
第１の層は、例えば、好ましくはＣＶＤを用いて製造された、α−Ａｌ２Ｏ３、κ−Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、又はＡｌＮの層であってよい。
【００５６】
リードの導電性材料は、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＨｆＣ、ＣｒＣ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＺｒＣＮ、ＴｉＢ２、ＴｉＢＮ、ＡｌＴｉＮ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、及びＮｉの１つ又はそれ以上などの、金属、炭化物、ホウ化物、窒化ホウ素、又は炭窒化物を含んでよい。
【００５７】
いくつかの実施形態によると、この方法は、ボディの少なくとも一部位をブラスティングにさらす前に、ボディの少なくとも一部位を覆う第２の層を形成し、第２の層の少なくとも一部位がリセス内に提供され、リセス内に位置する導電性材料を覆うようにすることを含んでよい。
【００５８】
第２の層は、例えば、絶縁性を有してよい。
【００５９】
第１の層は、例えば、第２の層よりも、ブラスティングに対する耐性が高くてよい。ブラスティング中、リセス外に位置する、第２の層の一部位は、例えば、除去されてよい一方で、ブラスティングの前にリセス内に提供された第２の層の少なくとも一部位は、ブラスティングの後にも、リセス内に残ってよい。
【００６０】
本開示の実施形態は、特許請求の範囲に列挙する特徴のすべての可能な組み合わせに関することに留意されたい。さらに、第１の態様に係る、切削インサートを説明する様々な実施形態はすべて、第２の態様に係る、この方法の実施形態と組み合わせ可能であり、その逆もまたしかりであることが理解されるであろう。
【００６１】
以下において、例示的な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】１つの実施形態に係る、センサ配列を含む切削インサートの上面図である。
【図２】図１からの切削インサートの一部位の断面図であり、センサ配列のリードが配置されているリセスを示す。
【図３】図１からの切削インサートが用いられてよい、例示的な切削ツールの一部位の斜視図である。
【図４】図１から図３からの切削インサートの一部位の断面図であるが、ブラスティングにさらす前のものである。
【図５】１つの実施形態に係る、切削インサートの一部位の断面図であり、ここではリードは、リセス内に、図２の切削インサートに比較して、さらに下に位置する。
【図６】１つの実施形態に係る、図２の切削インサートに比較して、追加的な絶縁層を含む切削インサートの一部位の断面図である。
【図７】図６からの切削インサートの一部位の断面図であるが、ブラスティングにさらす前のものである。
【図８】１つの実施形態に係る、図７の切削インサートと同様の、追加的な絶縁層を含む切削インサートの一部位の断面図であるが、追加的な絶縁層の特定の部位のそれぞれが除去されている。
【図９】図８からの切削インサートの一部位の断面図であるが、ブラスティングにさらした後のものである。
【図１０】１つの実施形態に係る、図１の切削インサートとは異なるセンサ配列を含む切削インサートの上面図である。
【図１１】１つの実施形態に係る、図２の切削インサートと同様の切削インサートの一部位の断面図であるが、リセスは、基盤内の代わりに、層内に形成されている。
【００６３】
すべての図は模式的であり、必ずしも原寸ではなく、実施形態のそれぞれを明らかにするために、一般的に必要な構成要素のみを示す一方で、他の構成要素が省略されていたり、単に提案されていたりする場合がある。特に示さない限りは、異なる図面において、同様の参照番号は同様の構成要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１は、１つの実施形態に係る、センサ配列を含む切削インサート１００の上面図である。図２は、図１からの切削インサート１００の一部位の断面図であり、センサ配列のリード１３０が配置されているリセス１１１を示す。図２に示す断面は、図１のラインＡに沿って、リード１３０の方向に直交する方向にとられており、切削インサート１００の一部位のみを含む。切削インサート１００の斜視図が、図３に提供されている。これはまた、切削インサート１００が用いられてよい例示的な切削ツールの一部位をも示す。切削インサート１００は、金属の切削、ミリング、又は削孔などの加工作業での使用に適合されている。
【００６５】
切削インサート１００は、基盤１１０（又は、ベース材１１０）を含む。基盤１１０は、基盤１１０の少なくとも一部位に沿って伸長する細長いリセス１１１（又は、キャビティ１１１）を有する。リセス１１１を図２の断面図に示すが、これは、上から、又は、斜視図にて見た際にはっきりと見ることができるものでない場合がある。明確さを理由として、リセス１１１はしたがって、図１及び図３には示していない。一方、図１及び図３は、（リセス１１１内に配置されており、リセス１１１にしたがう）リード１３０が、切削インサート１００に沿ってどのように伸長するかを示している。リセス１１１は、図１及び図３に示すリード１３０と同様に、切削インサート１００に沿って伸長してよい。基盤１１０は、例えば、平行六面体として形作られてよいが、すくい面１６０に孔１５０を含む。基盤１１０は、例えば、コバルトバインダを含むタングステン炭化物などの焼結炭化物を含んで（又は、製であって）よい。
【００６６】
切削インサート１００は、リセス１１１の内側壁１１２及び１１３を含む、基盤１１０の少なくとも一部位を覆う第１の層１２０を含む。第１の層１２０は絶縁層であり、例えば、α−Ａｌ２Ｏ３（アルファ相での三酸化二アルミニウム）を含んで（又は、製であって）よい。第１の層１２０は、例えば、熱バリアとして機能してよい。第１の層はさらに、金属切削作業において高い耐摩耗性を有する層であってよい。第１の層１２０の厚さは、１から１５マイクロメートルの範囲にある。
【００６７】
切削インサート１００は、リセス１１１に沿って伸長するリード１３０を含むセンサ配列を含む。リード１３０は、リセス１１１内に配置されている導電性材料１３０を含み、第１の層１２０が、導電性材料１３０と、リセス１１１の内側壁１１２及び１１３と、の間に位置するようになっている。導電性材料１３０は、例えば、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、及び／又はＴｉＣ（炭化チタン）などの適切な窒化物及び／又は炭化物を含んでよい。本実施形態では、リード１３０は、第１の層１２０の上に、リセス１１１内に配置された導電性コーティング又は層の形態にて提供されている。導電層１３０の厚さＴは、０．１から５マイクロメートルの範囲にある。
【００６８】
本実施形態では、基盤１１０と第１の層１２０との間に位置する内層１４０がある。内層１４０は、例えば、ＴｉＣＮなどのＴｉ（Ｃ、Ｎ、Ｏ）を含んでよい。Ｚｒ（Ｃ、Ｎ）、ＡｌＴｉＮ、又はＨｆ（Ｃ、Ｎ）に基づく組成などの、他の組成もまた想到される。内層１４０の厚さは、１から１５マイクロメートルの範囲にある。内層１４０は、切削ツールの耐摩耗性などの、高い耐摩耗性を提供することに好適である。第１の層１２０は、リード１３０と、導電性を有してよい内層１４０との間に、電気絶縁性を提供する。
【００６９】
切削インサート１００（同様に、切削インサートを製造する方法）を、図１、図２、及び図４を参照して以下にさらに説明する。しかし、切削インサート１００のセンサ配列の目的をまず、図１から図３を参照して説明する。
【００７０】
リード１３０は、切削インサート１００内に提供された、センサ配列の一部分である。図１に示すように、センサ配列はまた、第１及び第２の接触領域１３１及び１３２をも含む。センサ配列は、それらを通して、外部測定回路に接続可能になっている。リード１３０は、第１及び第２の接触領域１３１及び１３２に接続されており、リード１３０の抵抗を、接触領域１３１及び１３２を介して測定できるようになっている。センサ配列は、第１の接触領域１３１から、リード１３０を通って、第２の接触領域１３１までの閉ループを形成するため、測定される抵抗は、非常に低くなり得る。しかし、切削インサート１００が、リード１３０が配置されている領域において摩耗にさらされると、リード１３０は最終的に、損傷又は限界まで摩耗する場合がある（リセス内に少なくとも奥深く配置されていない場合）。金属の切削中、切削インサート１００がワークピースと相互作用すると、ワークピース自体、又は、ワークピースからの切り屑が、切削インサート１００に対する摩耗を引き起こす場合があり、最終的にリセス１１１内へ下方に到達し、リード１３０が損傷する場合がある。
【００７１】
リード１３０に対する損傷が、リード１３０の抵抗を増やすことがあっても、この抵抗は、切削インサートが切削している（「切削中」とも呼ばれる）際に、それほど容易には検出され得ない。実際には、リード１３０が損傷している場合であっても、測定される抵抗は低くなり得る。なぜなら、ワークピース（又は、ワークピースからの切り屑）が導電性を有する場合があり、これが、リード１３０の損傷した部位を電流が通過することに寄与する場合があるからである。しかし、切削インサート１００が切削していない（「切削休止」とも呼ばれる）際には、リード１３０に対する損傷が、増加した抵抗により示されてよい（又は、呈されてよい）。なぜなら、ワークピース又は切り屑が、電流を通すことに寄与しないからである。したがって、切削インサート１００の摩耗が、切削休止中に増えた抵抗の検出を介して検出されてよい。切削インサート１００が特定のレベルの摩耗に到達したことが、センサ配列を介して検出されると、切削インサート１００は、例えば、新たな切削インサートと交換されてよい。
【００７２】
図３は、切削インサート１００が用いられてよい、例示的な切削ツールの一部位の斜視図である。切削ツールは、切削インサート１００を保持するためのツールホルダ３１０と、リード１３０の抵抗を測定するためにツールホルダ３１０に接続された測定回路３２０と、を含む。ツールホルダ３１０は、電気接点３１１及び３１２を有する。これらは、切削インサート１００がツールホルダ３１０により保持されると、切削インサート１００の接触領域１３１及び１３２のそれぞれに、電気的に接続される。本例では、電気接点３１１及び３１２は、ホルダ３１０上に提供された突出部３１３の下側に露出しており、切削インサート１００がホルダ３１０に取り付けられると、切削インサート１００の接触領域１３１及び１３２と接触するようになっている。測定回路３２０は、切削インサート１００のセンサ配列に、ツールホルダ３１０の接点３１１及び３１２を通して接続されている。切削インサート１００は、すくい面１６０に貫通孔１５０を有する。ホルダ３１０には、スクリュ孔３１４が提供されている。これらにより、切削インサート１００のホルダ３１０への締結が、スクリュ３３０を用いて可能になっている。
【００７３】
図１から図３を参照して上述した切削インサート１００は、単一のリード１３０のみを有する。しかし、切削インサートのセンサ配列が複数のリードを含む実施形態が想到されてよい。切削インサートは、例えば、切削インサートの他の側／面などにて、切削インサートの他の領域における各種測定を行うための、複数のリードと、関連付けられた接触領域と、を含んでよい。切削インサートが載置されるツールは、そのような複数のリードの電気抵抗を測定するための、電気接点と、測定回路と、を含んでよい。
【００７４】
図１０は、１つの実施形態に係る、複数のリードを含む切削インサート２００の上面図である。切削インサート２００のリードは、異なる箇所の摩耗を監視するために、３つのペアにグループ化されている。それらのペアの１つのみを説明するが、リードの他のペアは、類似して配置されている。
【００７５】
第１のリード２３０は、第１の接触領域２３１に接続されている。第２のリード２４０は、第２の接触領域２４１に接続されている。センサ配列は、図３を参照して上述した切削インサート１００及び測定回路３２０と同様の方法にて、接触領域２３１及び２４１を介して、外部測定回路に接続可能である。リード２３０及び２４０は、例えば、図２を参照して上述したリセス１１１と同様に、リセスのそれぞれ内に配置されてよい。リード２３０及び２４０は、自由端２３２及び２４２を提示する。これらは、切削インサート２００の所定の摩耗により、自由端２３２及び２４２が、金属ワークピースにより、又は、金属ワークピース上の、切削インサート２００の作業に起因する切り屑により、互いに接続されるよう位置する。換言すると、リード２３０及び２４０はそれぞれ、切削インサート２００が十分に摩耗する前には、互いに接続されない自由端２３２及び２４２にて終わる。
【００７６】
外部測定回路は、接触領域２３１及び２４１の間の抵抗を測定する。初期的には、自由端２３２及び２４２は互いに接続されず、測定される抵抗は高くなる（換言すると、図１及び図３を参照して上述した閉ループセンサ配列とは反対に、切削インサート２００のセンサ配列は、開ループセンサ配列である）。切削インサート２００が摩耗にさらされると、リード２３０及び２４０の自由端２３２及び２４２は（自由端２３２及び２４２が、リセス内に奥深く配置されていない限り）最終的に露出し、ワークピース又はワークピースからの切り屑により、互いに接続される。このようになると、測定される抵抗は減少する。これは、切削中（つまり、金属の切削中）に検出されてよい。換言すると、所定の摩耗に到達したことを検出するために、切削インサート２００が切削を休止するまで待つ必要がない。切削インサート２００が特定のレベルの摩耗に到達したことが、センサ配列を介して検出されると、切削インサート２００は、例えば、新たな切削インサートと交換されてよい。
【００７７】
切削インサートのセンサ配列が、異なるタイプのリードを含み、及び／又は、切削インサートの異なる領域内に位置してよいことが理解されるであろう。開ループセンサ配列（図１０を参照して説明するようなもの）及び閉ループセンサ配列（図１を参照して説明するようなもの）の組み合わせが、例えば、切削インサートに用いられてよい。センサ配列は、例えば、切削インサートの切削エッジ１８０に近い箇所の摩耗を測定するよう配置されてよい。センサ配列のリードは、例えば、クレータ摩耗を監視するために、すくい面１６０に、又は、クリアランス面１７０に配置されてよい。
【００７８】
リードを（切削インサートの表面の代わりに）リセス内に配置することは、リードが加工の初期段階に損傷したり、又は、落下したりするリスクを減らす。リードは、例えば、特定の深さにて配置され、切削インサートが特定のレベルの摩耗にさらされると、その摩耗による影響のみを受けるようになっていてよい。
【００７９】
図１から図３を参照して上述した切削インサート１００を製造する方法を、図１、図２、及び図４を参照して説明する。図４は、切削インサート１００の、図２に示すものと同じ部位の断面図であるが、ブラスティングにさらす前のものである。切削インサート１００は、例えば、以下のように製造されてよい。
【００８０】
まず、例えば、金属粉末の焼結又は熱間等静圧圧縮成形などの、一般的な製造方法を介して、基盤１１０が提供される。基盤１１０は、例えば、おおよその平行六面体として、（図１に示すように、中央に孔１５０を含んで）形作られてよい。
【００８１】
基盤１１０における細長いリセス１１１は、適切に形作られた圧縮成形ツールを使用することにより、焼結又は圧縮成形中に形成されてよい。代替的に、基盤１１０を製造した後に、レーザ（ピコ秒レーザなど）を用いて、リセス１１１が形成され得る。本実施形態では、リセス１１１は、テーパ形状（又は、Ｖ字形状）であり、リセス１１１内の下方に深いところよりも上部にて広くなっている。垂直側壁のあるリセス、又は、曲面側壁のある、Ｕ字形状若しくは半円形状のリセスなど、リセス１１１が異なる形状を有する実施形態もまた想到される。リセス１１１の形状は、例えば、リセスを提供するために用いられる方法に依存してよい。リセス１１１は、例えば、少なくとも５、１０、又は２０マイクロメートルの深さであってよい。リセス１１０の深さは、例えば、リセス１１１が形成されている基盤１１０の表面１１４から、リセス１１１の底１１５までの垂直距離Ｄ３として測定されてよい。リセス１１１の深さＤ３は、例えば、１から５０マイクロメートルの範囲、好ましくは、１０から５０マイクロメートルの範囲、又は、２０から４０マイクロメートルの範囲にあってよい。
【００８２】
層（又は、コーティング）が続いて、基盤１１０に、化学蒸着（ＣＶＤ）、又は、物理蒸着（ＰＶＤ）などのいくつかの他の方法を使用して適用される。第１の層１２０は、リセス１１１の内側壁１１２及び１１３を含め、基盤１１０を覆うよう形成されている。導電性材料の層４３０が続いて形成され、基盤１１０を覆い、導電性材料４３０が、リセス１１１内に、リセス１１１内の導電性材料４３０と、リセス１１１の内側壁１１２及び１１３と、の間に位置する第１の層１２０と共に提供されるようになっている。本実施形態では、内層１４０は、基盤１１０と第１の層１２０との間に適用されている。内層１４０、第１の層１２０、及び導電層４３０は、基盤１１０を覆うＣＶＤスタックを形成する。
【００８３】
リード１３０の一部位は、例えば、リセス１１１内に、リセス１１１が形成されている基盤１１０の表面１１４から測定される、少なくとも５、１０、又は２０マイクロメートルの深さＤ４にて配置されてよい。
【００８４】
基盤１１０は、続いて、トップブラスティングにさらされ、リセス１１１外に位置する、導電性材料４３０のそれらの部分が、基盤１１０から除去される一方で、リセス１１１内に残っている導電性材料４３０が、リセス１１１に沿って伸長する（図１に示すような）リード１３０を形成するようになっている。意図するように機能するようなこのブラスティング手順について、リセス１１１の幅は、ブラスティング中に用いられるブラスティング粒子のサイズに関して適切に選択される。
【００８５】
リセス１１１の幅は、様々な方法にて表現され得る。第１の幅Ｗ１は、例えば、リセス１１１の左側壁１１２とリセス１１１の右側壁１１３との間にて測定され得る。本実施形態では、リセス１１１は、テーパ形状（又は、Ｖ字形状）であり、リセス１１１内の下方に深いところよりも上部にて広くなっている。第１の幅Ｗ１はしたがって、側壁１１１及び１１２の上部にて測定し、リセス１１１の、可能な最大の幅を得るようにしてよい。第１の幅Ｗ１は、例えば、１００マイクロメートル以下、９０マイクロメートル以下、又は８０マイクロメートル以下であってよい。
【００８６】
しかし、本開示では、リセス１１１の幅を、ブラスティング中に用いられるブラスティング粒子を受けるものとして考慮することがより有益である。なぜなら、十分に狭いリセス１１１は、リセス１１１内の導電性材料４３０を、ブラスティングから保護し得るからである。この幅がしたがって、リセス１１１の向かい合う内側壁１１２及び１１３を覆う、第１の層１２０の部位のそれぞれの間にて測定される。換言すると、幅は、リセス１１１の左側壁１１２を覆う、第１の層１２０の一部位から、リセス１１１の右側壁１１３を覆う、第１の層１２０の一部位まで、測定される。幅は、リセス１１１の異なる深さにて測定されてよい。幅を、リセス１１１内の、その下に導電性材料４３０がある深さにて測定し、幅が十分に狭い場合にそのような導電性材料４３０が保護されてよいようにすることが有益である。
【００８７】
本実施形態では、幅（以降、第２の幅Ｗ２と呼ぶ）は、例えば、リセス１１１の最上位部に対応する深さＤ１にて測定されてよい。第２の幅Ｗ２が、ブラスティング粒子のサイズに比較して十分に狭い場合、これは、多かれ少なかれ、リセス１１１内の導電性材料４３０のすべてが、ブラスティング中に、リセス１１１により保護されることを可能にする。その結果、図１に示すように、リセスの上部まで完全に伸長するリード１３０となる。そのような結果は、例えば、ブラスティング粒子が、８０マイクロメートルを超える平均直径を有し、第２の幅Ｗ２が、最大で８０マイクロメートル、好ましくは、７０マイクロメートル未満である場合に得られてよい。ブラスティング粒子の平均直径は、例えば、７０マイクロメートルであってよい。リセス１１１の第２の幅Ｗ２は、例えば、６０マイクロメートル、又は、５０マイクロメートルであってよい。第１の層１２０及び／又は内層１４０が十分に厚い限りは、第１の幅Ｗ１は依然として、ブラスティング粒子の平均直径より大きくできることが理解されるであろう。
【００８８】
第２の幅Ｗ２が、ブラスティング粒子のサイズに比較して大きすぎる（例えば、第２の幅Ｗ２が１００マイクロメートルであるものの、ブラスティング粒子の平均直径が７０マイクロメートルである）場合、リセス１００内に位置する導電性材料４３０のいくらかが続いて、ブラスティング中に除去され得る。幅（以降、第３の幅Ｗ３と呼ぶ）が続いて、リセス１１１がさらに狭くなっている、リセス１１１内の下方により深いところ（例えば、リセス１１１内の半分ほどの深さＤ２）にて測定されてよい。第３の幅Ｗ３が、ブラスティング粒子のサイズに比較して十分に狭い場合（例えば、第３の幅Ｗ３が、ブラスティング粒子の平均直径よりも狭い場合）、これは、リセス１１１内のその深さＤ２の下に位置する導電性材料４３０が、ブラスティング中に、リセス１１１により保護されることを可能にする。その結果、図５に示すように、リセス１１１内に位置し、第３の幅Ｗ３が測定されるその深さＤ２まで伸長するリード５３０となる。換言すると、リード５３０は、リセス１１１の上部まで完全には伸長しない。これは、例えば、リード５３０が、ワークピース、ワークピースからの切り屑、又は、加工中に生成された破片と意図せずに電気的に接触し、リード５３０を介して行われる各種測定の信頼性に影響し得ることのリスクを減らす。
【００８９】
ブラスティング中、基盤１１０には、露出するその層のそれらと同様に、粒子による衝撃加工が行われる。第１の層１２０は、ブラスティングに耐えるよう適合されており、リセス１１１が、ブラスティング粒子のサイズに比較して十分に狭い限りは、ブラスティング粒子が、リセス１１１内側に位置する導電性材料４３０に到達しないようになっている。ブラスティングは、第１の層１２０の所望する表面平滑性を提供し、ブラスティングの結果に起因する、第１の層１２０内の残留圧縮応力による、より強いエッジライン性能を可能とするよう用いられる。したがって、ブラスティングの後に残る切削インサート１００は、各種測定に用いられてよいリード１３０（又は、５３０）と、切削インサート１００のための所望する加工性能を提供する、リセス１１１外側の第１の層１２０と、を有する。
【００９０】
ブラスティング粒子のサイズは、大きすぎるべきではない。なぜならそれは、過剰に高い運動エネルギを伴うからである。過剰に高い運動エネルギは、例えば、切削インサートの切削エッジを損傷のリスクにさらす場合がある。ブラスティング粒子の平均直径は、例えば、切削インサートの切削エッジの半径の最大で２倍程度の大きさであってよい。切削エッジの半径は、例えば、２５から５０マイクロメートルの範囲にあってよい。それでもなお、リセス１１１は、ブラスティング粒子に比較して十分に狭く、リセス１１１内の少なくともいくらかの導電性材料４３０が、ブラスティング中に、ブラスティング粒子から保護され得るようになっているべきである。
【００９１】
図１、図２、及び図４に関する上記の製造方法は、センサ配列を含む切削インサート１００を提供する効率的な方法である。リセス１１１が、（レーザを使用してリセス１１１を形成する代わりに）適切に形作られた圧縮成形ツールの使用を介して形成された場合、センサ配列は、例えば、センサ配列を含まない、ＣＶＤコートされた切削インサートの製造に用いられる、一般的な製造ステップによる一部分として提供されてよい。換言すると、切削インサートにセンサ配列を導入するために、（例えば、エッチング又はレーザを含む）専用製造ステップを使用する必要がなくともよい。
【００９２】
トップブラスティングが、切削インサート１００のすくい面での、リセス１１１外に位置する導電性材料４３０を除去するために用いられる場合、導電性材料はその後、トップブラスティング後に、切削インサートの他の面／側（クリアランス面など）に残ってよい。トップブラスティング後に切削インサートのクリアランス面に残っている導電性材料４３０の層が厚すぎる場合、この層はその後、切削インサートの性能に影響する場合がある。
【００９３】
リード１３０は、例えば、リセス１１１におけるその全長にわたって伸長してよいことが理解されるであろう。しかし、（例えば、摩耗が予想される領域から遠くに位置する）リード１３０のいくらかの部位のそれぞれが、リセス１１１内の代わりに、切削インサート１００の表面に提供されてよい実施形態もまた想到される。切削インサートは、リセス内に配置されたリードと、同様に、切削インサートの表面に配置されたリードと、を含んでよいことが理解されるであろう。リード１３０の異なる部位のそれぞれが、例えば、リセス１１１内に、異なる深さにて配置されてよく、リセス１１１の幅が、リセス１１１の延長線に沿って異なってよいこともまた理解されるであろう。基盤１１０は、例えば、リセス１１１の深さが、切削インサート１００に沿って異なるようにし得る、（例えば、突起部及び谷を含む）特定の表面ジオメトリを有し、切削性能及び／又は耐久性を改善してよい。リード１３０の異なる部位のそれぞれもまた、異なる形状、厚さ、又は直径を有してよい。リード１３０は、好ましくは、製造中にいとも容易に破損しないよう、十分に厚い（例えば、少なくとも０．５マイクロメートルの厚さＴ）。
【００９４】
図２に描く断面において、リード１３０は、リセス１１１の第２の幅Ｗ２と少なくとも同程度の大きさの直径を有することが理解されるであろう。図５に描く断面にて、リード５３０は、リセス１１１の第３の幅Ｗ３と少なくとも同程度の大きさの直径を有することもまた理解されるであろう。
【００９５】
図６は、１つの実施形態に係る、図２の切削インサート１００に比較して、追加的な絶縁層６９０を含む切削インサートの一部位の断面図である。追加的な絶縁層６９０は、例えば、κ−Ａｌ２Ｏ３（カッパ相での三酸化二アルミニウム）を含んでよく、リード１３０に対する電気絶縁性を提供する。図６の切削インサートは、図１から図４を参照して説明した切削インサート１００と同様の方法にて製造されるが、第２の層７９０が、ブラスティングの前に、図７（これは、図６からの切削インサートの一部位の断面図であるが、ブラスティングにさらす前のものである）に示すように形成されることを除く。基盤１１０がブラスティングにさらされる前に、第２の層７９０が形成され、基盤１１０を覆うようになっている。第２の層７９０の少なくとも一部位がリセス１１１内に提供され、リセス１１１内に位置する導電性材料４３０を覆う。ブラスティングが行われると、リセス１１１外に位置する、第２の層７９０のそれらの部分が除去される一方で、リセス１１１内に位置する、第２の層７９０のそれらの部分が残り、追加的な絶縁層６９０を（図６に示すように）形成する。
【００９６】
追加的な絶縁層６９０は、リード１３０が、ワークピース、ワークピースからの切り屑、又は、加工中に生成された破片と意図せずに電気的に接触し、リード１３０を介して行われる各種測定の信頼性にさもなければ影響し得ることのリスクを減らす。本例では、リード１３０の上端１３３及び１３４以外のすべてが、追加的な絶縁層６９０により絶縁されている。絶縁層６９０はまた、リード１３０を、リード１３０の抵抗に影響し得る酸化から保護する。
【００９７】
図８は、１つの実施形態に係る、図７の第２の層７９０と同様の、第２の層８９０を含む切削インサートの一部位の断面図であるが、第２の層８９０の特定の部位８９１及び８９２が除去されている。図９は、図８からの切削インサートの一部位の断面図であるが、ブラスティングにさらした後のものである。
【００９８】
本実施形態では、（追加的な絶縁層である）第２の層８９０は、ブラスティングに耐性のある（つまり、ブラスティングを介しても除去されない）タイプである。追加的な絶縁層８９０は、例えば、α−Ａｌ２Ｏ３（アルファ相での三酸化二アルミニウム）を含んでよい。追加的な層８９０は導電層４３０を保護するので、ブラスティングの前に、レーザ又はエッチングを用いて、リセス１１１の両側の、追加的な層８９０の部位８９１及び８９２を除去する。これは、それらの除去された部位８９１及び８９２の下に位置する導電性材料４３０が、ブラスティング中に除去されることを可能にし、リード９３０が、リセス１１１内に形成されるようにする。本実施形態では、導電性材料９３１及び９３２が、リセス１１１の両側に残るが、これらは、リセス１１１内のリード９３０には接続されない。
【００９９】
図６及び図７を参照して上述した実施形態に係る、切削インサートを製造することの利点は、（図８及び図９を参照して説明した実施形態とは反対に）リード１３０を形成するためのエッチング又はレーザの使用を必要としないことである。その代わりに、層のすべては、ＣＶＤスタック内に提供され得、リード１３０は、第１の層１２０の切削性能を改善するために用いられる、同じブラスティング作業を介して形成され得る。
【０１００】
図１から図４を参照して上述した切削インサート１００では、リセス１１１は、基盤１１０内に形成されている。しかし、リセス１１１が、基盤１１０自体の代わりに、基盤１１０を覆う層内に形成される実施形態もまた想到される。リセス１１１は、例えば、第１の層１２０内、又は、内層１４０内に形成され得る。図１１は、そのような実施形態にしたがう切削インサートの一部位の断面図である。リード１３０が、基盤１１０内に形成されたリセス１１１内に伸長する図２とは反対に、図１１のリード１３０は、（絶縁性を有し、図２を参照して上述した第１の層１２０と同じ材料製であってよい）第１の層１１２０内に形成されたリセス１１１１内に伸長する。図１１では、基盤１１０、内層１４０、及び第１の層１１２０が共に、それに沿ってリセス１１１１が伸長するボディとみなされてよい。リセス１１１１は、第１の層１１２０内に形成されるため、第１の層１１２０は、リセス１１１１の内側壁を覆う。第１の層１１２０は、リード１３０と基盤１１０との間に（及び、リード１３０と内層１４０との間にも）位置する。リセス１１１１は、例えば、レーザの使用を介して、第１の層１１２０内に形成されてよい。
【０１０１】
図２に関して同様に、リセス１１１１の幅Ｗ４は、リセス１１１１の上部に近い深さＤ５にて測定され、リード１３０が、その深さＤ５の下に位置するようになっていてよい。幅Ｗ４は、リセス１１１１の向かい合う側壁を覆う、第１の層１１２０の部位のそれぞれの間にて測定され、例えば、８０マイクロメートル以下であってよい。本発明は決して、上記の例示的な実施形態に限定されないことを当業者は理解する。それどころか、特許請求の範囲内での多くの変形及びバリエーションが可能である。例えば、切削インサートのリセス及びリードは、図１及び図１０に示すそれらの例示的な通路／パターンとは異なって形作られた通路／パターンに沿って伸長してよい。さらに、開示する実施形態に対するバリエーションが、特許権を主張する本発明の実施において、本図面、本開示、及び添付の本特許請求の範囲の検討により、当業者により理解され、達成され得る。特許請求の範囲では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素又はステップを排除しない。不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を排除しない。特定の測定値が、互いに異なる独立請求項に列挙されているという単なる事実は、それらの測定値の組み合わせが、利点となるように使用できないということを示さない。特許請求の範囲に記載のいずれの参照符号は、本発明の範囲を制限するものと理解されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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