JP7477057B2 - カット刃 - Google Patents

Description

本発明は、カット刃に関する。

特許文献１に記載のカット刃は、四角形板状の基材を備えている。基材の外縁のうちの１辺は、刃先となっている。つまり、基材は、刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を備えている。

特開２０２０－１８５６４８号公報

特許文献１に記載のようなカット刃において、刃側部分の表面は平滑となることがある。刃側部分の表面が平滑であると、カット刃によって被切断物を切断する際に、刃側部分の表面に被切断物が密着して、カット刃から被切断物が離れにくくなる虞がある。

上記課題を解決するため、本発明は、外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しているカット刃である。

上記構成によれば、カット刃によって被切断物を切断する際に、突起が被切断物と接触するため、膜本体の突起の近傍は被切断物と接触しにくくなる。そのため、膜本体と被切断物との間に隙間が生じやすくなることにより、被膜全体と被切断物とが密着することを回避しやすくなる。よって、カット刃から被切断物が離れやすくなる。

カット刃から被切断物が離れにくくなることを抑制する。

一実施形態のカット刃の斜視図である。 同実施形態のカット刃の平面図である。 図２における３－３線に沿うカット刃の一部拡大断面図である。 図３における４－４線に沿うカット刃の一部拡大断面図である。 同実施形態における突起の高さの分布を示すグラフである。 同実施形態のカット刃の製造方法を説明する説明図である。

＜カット刃の一実施形態＞
以下、カット刃の一実施形態について説明する。なお、図面は理解を容易にするため構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図中のものと異なる場合がある。

（カット刃について）
図１に示すように、カット刃１０は、基材２０を備えている。基材２０は、主面ＭＦを有する板状である。なお、「主面」とは、板状の部材の表面のうち、最も面積の大きな面のことである。図２に示すように、主面ＭＦに直交する方向を向いて基材２０を視たときに、基材２０は長方形状である。

ここで、図１に示すように、主面ＭＦに直交する方向を向いて基材２０を視たときに、四角形の基材２０の４つの辺のうちの長辺に沿う軸を、第１軸Ｘとする。また、主面ＭＦに直交する方向を向いて基材２０を視たときに、四角形の基材２０の４つの辺のうちの短辺に沿う軸を、第２軸Ｙとする。さらに、主面ＭＦに直交する方向に延びる軸を第３軸Ｚとする。そして、第１軸Ｘに沿う方向の一方を第１正方向Ｘ１とし、第１軸Ｘに沿う方向のうち第１正方向Ｘ１と反対方向を第１負方向Ｘ２とする。第２軸Ｙに沿う方向の一方を第２正方向Ｙ１とし、第２軸Ｙに沿う方向のうち第２正方向Ｙ１と反対方向を第２負方向Ｙ２とする。第３軸Ｚに沿う方向の一方を第３正方向Ｚ１とし、第３軸Ｚに沿う方向のうち第３正方向Ｚ１と反対方向を第３負方向Ｚ２とする。

図２に示すように、基材２０の外縁のうち、第２正方向Ｙ１の端は、刃先２３になっている。つまり、刃先２３は、基材２０の外縁に沿って直線状に延びている。具体的には、基材２０は、基材２０の第２正方向Ｙ１の端の全域に刃先２３を有している。そして、刃先２３は、第１軸Ｘと平行である。また、基材２０の外縁のうち、第２負方向Ｙ２の端は、峰２４になっている。具体的には、基材２０は、刃先２３とは反対側の端の全域に峰２４を有している。峰２４は、刃先２３と同様に第１軸と平行である。

基材２０は、峰側部分２１と、刃側部分２２と、を有している。峰側部分２１は、基材２０のうちの峰２４を含む部分である。第３軸Ｚに沿う方向を向いて基材２０を視たときに、峰側部分２１は、第１軸Ｘに沿う方向に長い長方形状である。峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法、つまり峰側部分２１の厚みは、第１軸Ｘに沿う方向の全域、及び第２軸Ｙに沿う方向の全域に亘って同一である。

刃側部分２２は、基材２０のうちの刃先２３を含む部分である。刃側部分２２の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、峰側部分２１の第１軸Ｘに沿う方向の寸法と同一である。
図３に示すように、刃側部分２２の表面のうち第３正方向Ｚ１を向く面を第１基材面２２Ａとする。第１基材面２２Ａは、第２正方向Ｙ１に向かうほど、第３負方向Ｚ２側に位置するように傾斜している。また、刃側部分２２の表面のうち第３負方向Ｚ２を向く面を第２基材面２２Ｂとする。第２基材面２２Ｂは、第２正方向Ｙ１に向かうほど、第３正方向Ｚ１側に位置するように傾斜している。そのため、刃側部分２２は、第２正方向Ｙ１ほど第３軸Ｚに沿う方向の寸法、すなわち厚みが小さくなっている。つまり、刃側部分２２とは、基材２０のうちの刃先２３を含む部分であり、且つ当該刃先２３に向かうほど厚みが小さくなっている部分である。

基材２０の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、例えば１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。基材２０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、例えば２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

基材２０の材質は、超硬合金である。超硬合金は、硬質の金属炭化物の粉末が焼結されたものである。例えば、超硬合金は、炭化タングステンと結合剤であるコバルトとを混合して焼結したものである。

図２に示すように、カット刃１０は、被膜３０を備えている。被膜３０は、基材２０の表面のうちの、刃側部分２２の全面を覆っている。そのため、被膜３０は、基材２０の刃先２３を覆っている。また、被膜３０は、峰側部分２１の表面のうち、第２正方向Ｙ１の端を含む一部分を覆っている。被膜３０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、第１軸Ｘに沿う方向の全域に亘って略一定である。被膜３０の材質は、ダイヤモンドを含んでいる。そのため、被膜３０の材質は、基材２０の材質である超硬合金よりも硬度が大きい。

図３に示すように、被膜３０は、膜本体３１と、複数の突起３２と、を有している。膜本体３１は、基材２０の表面に沿って広がっている。膜本体３１は、以下のように特定される範囲である。先ず、特定するうえで必要な測定範囲を特定する。測定範囲は、刃先２３の第１軸Ｘに沿う方向の中央を通り、且つ第１軸Ｘに直交する断面において、被膜３０の縁の一部を除いた部分の範囲である。例えば、当該断面において、第２軸Ｙに沿う方向に被膜３０が存在する範囲の長さを３等分した３つの範囲のうち、中央部分の範囲を、測定範囲とする。次に、測定範囲において、被膜３０のうち最も厚みの小さい箇所を特定する。最も厚みの小さい箇所は、例えば、刃先２３の第１軸Ｘに沿う方向の中央を通り、且つ第１軸Ｘに直交する断面の測定範囲において、基材２０の表面に直交する被膜３０の寸法が最も小さい箇所とする。次に、当該断面において、当該最も厚みの小さい箇所から基材２０の表面に直交する方向において０．５μｍ外側に離れた特定点を特定する。そして、当該特定点を通り、且つ当該基材２０の表面に平行な仮想線を引く。この場合、被膜３０のうち、当該仮想線と基材２０の表面とで囲まれた範囲が膜本体３１である。

上記のように定義された膜本体３１の表面粗さＲｚは、０．５μｍ以下である。つまり、膜本体３１は、基材２０の表面に沿っており、膜本体３１のうち、基材２０の表面上に存在する箇所の膜厚は、略一定となっている。その一方で、膜本体３１は、表面粗さＲｚが０．５μｍ以下という条件を満たす微細な凹凸を有することがある。なお、図３及び図４では、基材２０の第１基材面２２Ａ及び第２基材面２２Ｂ上に存在する膜本体３１の膜厚Ｔ２は、均一なものとして図示している。

膜本体３１は、刃先２３を覆っている。膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の膜厚Ｔ１は、膜本体３１のうち刃先２３を除く刃側部分２２を覆う箇所の膜厚Ｔ２よりも大きくなっている。膜厚Ｔ２は、刃側部分２２のうち第１基材面２２Ａ及び第２基材面２２Ｂを覆う箇所の厚みである。つまり、膜本体３１の膜厚は、刃先２３を覆う箇所が最も厚くなっている。具体的には、膜厚Ｔ１は、膜厚Ｔ２の２倍以上７倍以下となっている。なお、第１軸Ｘに直交する断面において、基材２０の表面上の特定の点に対して仮想接線を引いたとする。このとき、当該仮想接線に直交する方向での膜本体３１の寸法が、上記特定の点を覆う箇所の膜本体３１の厚みである。ただし、刃先２３を覆う箇所の膜本体３１の膜厚Ｔ１は、刃先２３から膜本体３１の外面のうち第２正方向Ｙ１側の最も離れた箇所までの距離である。つまり、膜厚Ｔ１は、刃先２３から膜本体３１の先端３１Ｅまでの距離である。

また、第１軸Ｘに直交する断面、すなわち刃先２３に直交する断面において、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角は、膜本体３１の先端３１Ｅに向かって段階的に大きくなっている。具体的には、膜本体３１の外面は、第１傾斜面３１Ａと、第２傾斜面３１Ｂと、第１先端面３１Ｃと、第２先端面３１Ｄと、を有している。第１傾斜面３１Ａは、膜本体３１のうち第１基材面２２Ａを覆う箇所の外面である。第１傾斜面３１Ａの第２正方向Ｙ１の端は、基材２０の刃先２３よりも第２正方向Ｙ１側に位置している。第２傾斜面３１Ｂは、膜本体３１のうち第２基材面２２Ｂを覆う箇所の外面である。第２傾斜面３１Ｂの第２正方向Ｙ１の端は、基材２０の刃先２３よりも第２正方向Ｙ１側に位置している。

第１先端面３１Ｃは、膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の外面である。第１先端面３１Ｃは、膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の先端３１Ｅと第１傾斜面３１Ａとの間の部分である。

第２先端面３１Ｄは、膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の外面である。第２先端面３１Ｄは、膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の先端３１Ｅと第２傾斜面３１Ｂとの間の部分である。

第１傾斜面３１Ａを延長した仮想線Ｌ１と第２傾斜面３１Ｂを延長した仮想線Ｌ２とがなす角のうち、基材２０側の第１角θ１は、９０度よりも小さくなっている。また、第１先端面３１Ｃと第２先端面３１Ｄとがなす角のうち、基材２０側の第２角θ２の角度は、９０度よりも小さくなっている。そして、第２角θ２は、第１角θ１よりも大きくなっている。

突起３２は、膜本体３１の外面から突出している。つまり、突起３２は、被膜３０のうち、被膜３０の表面粗さＲｚが０．５μｍを超える箇所である。突起３２は、半球状となっている。そのため、第１軸Ｘに直交する断面において、突起３２の外面は曲線状になっている。特に、当該断面において、突起３２の外面は、円弧状になっている。そして、膜本体３１の外面に対する突起３２の接触角θ３は、鋭角である。接触角θ３は、膜本体３１の外面と突起３２の外面における膜本体３１との接触箇所における接線Ｌ３とのなす角のうち、突起３２が存在する側の角である。なお、接線Ｌ３は、第１軸Ｘに直交する断面において、当該接触箇所を通るとともに、円弧状の突起３２の外面を含む仮想円の中心と当該接触箇所とを結んだ線分に垂直な直線である。

また、複数の突起３２のうち、一部の突起３２は、膜本体３１の外面のうち、第１傾斜面３１Ａ及び第２傾斜面３１Ｂ上に存在している。そして、複数の突起３２のうち、一部の突起３２は、第２軸Ｙに沿う方向での刃先２３から膜本体３１の先端３１Ｅまでの範囲内に位置している。特に、第１傾斜面３１Ａ及び第２傾斜面３１Ｂのうち、刃先２３よりも第２正方向Ｙ１側の範囲内に位置している。つまり、一部の突起３２は、膜本体３１の外面のうち、刃先２３を通る第３軸Ｚに平行な境界線よりも、膜本体３１の先端３１Ｅが存在する側に位置している。

複数の突起３２は、膜本体３１の外面の全体に分散している。そのため、図４に示すように、複数の突起３２のうち、一部の突起３２は、第１軸Ｘに沿って、間隔を空けて並んでいる。すなわち、図３に示すように、刃先２３に沿って複数の突起３２は、間隔を空けて並んでいる。また、膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たり、突起３２の数は、３個以上１００個以下となっている。なお、膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たりの突起３２の数は、例えば以下のように測定する。先ず、顕微鏡により、膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たりの範囲を、ランダムに５箇所観察する。次に、各範囲の突起３２の数を算出する。そして、５箇所の範囲の突起３２の数の平均値を、膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たりの突起３２の数とする。

また、突起３２の突出量は、刃側部分２２の最大の厚みである基材厚みＴＢに対して、０．５％以上１０％以下である。基材厚みＴＢは、峰側部分２１の厚みと等しくなっている。なお、基材厚みＴＢは、峰側部分２１と刃側部分２２との接触箇所の第３軸Ｚに沿う方向の寸法である。突起３２の突出量は、第１軸Ｘに直交する断面において、突起３２のうち基材２０の表面から当該表面に直交する方向に最も離れた箇所から当該表面までの距離である。

さらに、すべての突起３２のうち、突起３２の突出量が基材厚みＴＢに対して０．５％以上７％以下である突起３２の割合は、９０％以上となっている。具体的には、図５に示すように、基材厚みＴＢが０．１ｍｍの実施例について、突起３２の突出量を測定した。膜本体３１の先端３１Ｅから膜本体３１の外面を沿って０．３ｍｍ、且つ第１軸Ｘに沿って７０ｍｍの範囲に存在する突起３２の突出量をすべて測定した。その結果、すべての突起３２の突出量が７μｍ以下であった。つまり、すべての突起３２の突出量が基材厚みＴＢに対して０．５％以上７％以下であった。

（カット刃の製造方法について）
次に、カット刃１０の製造方法を説明する。
カット刃１０の製造方法は、基材準備工程と、被膜形成工程と、を備えている。

先ず基材準備工程を行う。基材準備工程では、主面ＭＦを有する板状の板状部材を準備する。そして、主面ＭＦに直交する方向に板状部材を視たときの板状部材の外縁の一部を機械加工により切削して、刃側部分２２を有する基材２０を形成する。

次に、被膜形成工程を行う。被膜形成工程では、基材準備工程で準備した基材２０の表面のうちの刃側部分２２の表面を少なくとも含む一部分に、ダイヤモンドコーティングを行う。ダイヤモンドコーティングは、化学蒸着、いわゆるＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式によって行う。

具体的には、先ず、基材２０の前処理を行う。基材２０の前処理では、基材２０の表面から薬液等により、結合剤であるコバルトを除去する。これにより、基材２０の表面に、炭化タングステンの粒子を露出させる。

次に、前処理をした基材２０の表面に、ダイヤモンドの粒子を種付けする種付け処理を行う。種付け処理では、ダイヤモンドのナノ粒子と当該ナノ粒子より大きいダイヤモンドの粒子とを分散させた溶媒に、基材２０を浸漬させる。これにより、基材２０の表面における炭化タングステンに、ダイヤモンドの粒子を付着させる。

次に、図６に示す製膜装置５０を用いて、ダイヤモンドコーティングを行う。製膜装置５０は、反応ガスが流入されるチャンバ６０を備えている。チャンバ６０は、化学蒸着させるための反応空間６１を有している。また、チャンバ６０は、反応空間６１に反応ガスを流入するための流入口６２を有している。また、チャンバ６０は、反応空間６１から反応したガスを排気するための排気口６３を有している。

製膜装置５０は、チャンバ６０内の基材２０を加熱する熱源８０を備えている。熱源８０は、フィラメントである。熱源８０が基材２０の刃先２３側に位置するように基材２０はチャンバ６０内で保持される。

製膜装置５０において基材２０をチャンバ６０内に保持した状態で、反応ガスであるメタンと水素とを流入させる。そして、基材２０を６００～８００℃で所定時間維持されるように熱源８０を制御する。これにより、基材２０の表面に付着したダイヤモンドの粒子が成長し、略均一にダイヤモンドコーティングがされることで、被膜３０を製膜する。この際、種付け処理で付着させた粒子のうち、大きいダイヤモンド粒子が付着した箇所は、厚みが大きくなるように成長する。そのため、膜本体３１の外面から突出する突起３２が形成される。

次に、被膜３０のうち刃先２３を覆う箇所について、先端３１Ｅ、第１先端面３１Ｃ及び第２先端面３１Ｄを形成する。具体的には、被膜３０のうち刃先２３を覆う箇所について、イオンエッチングで加工する。このとき、イオンビームの出力等を制御する。これにより、第１軸Ｘに直交する断面において、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角を、膜本体３１の先端３１Ｅに向かって段階的に大きくなるように形成する。このように、基材２０に被膜３０が形成されて、カット刃１０が製造される。

（実施形態の作用について）
上記実施形態のカット刃１０を用いて、被切断物を切断する場合、カット刃１０を第２軸Ｙに沿う方向に往復運動させる。そして、刃側部分２２を被切断物に接触させることで、被切断物を切断する。ここで、刃側部分２２の表面を覆う被膜３０は、膜本体３１に加えて、突起３２を有している。そのため、被切断物には、突起３２が接触する。突起３２が接触すると、当該突起３２の近傍の膜本体３１の外面と被切断物との間には、隙間が生まれる。

なお、カット刃１０で被切断物を切断すると、被膜３０の表面のうち、突起３２の表面に、被切断物の一部が凝着する。一方で、膜本体３１には、被切断物は凝着しない。つまり、カット刃１０が被切断物から離れる際に、突起３２が被切断物を押し退けている。

（実施形態の効果について）
（１）上記実施形態によれば、カット刃１０によって被切断物を切断する際に、突起３２が被切断物と接触するため、膜本体３１の外面のうち、当該突起３２の近傍の箇所は、被切断物と接触しなくなる。そのため、膜本体３１の外面と被切断物との間に隙間が生じることにより、被膜３０の全体と被切断物とが密着することを回避できる。よって、カット刃１０から被切断物が離れやすくなる。また、被膜３０の一部である突起３２は、ダイヤモンドを含んでいる。そのため、突起３２が被切断物と接触しても、突起３２が膜本体３１から欠けたり割れたりしにくい。

（２）上記実施形態によれば、膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の膜厚Ｔ１は、膜本体３１のうち刃先２３を除く刃側部分２２を覆う箇所の膜厚Ｔ２よりも大きくなっている。そのため、刃先２３を覆う膜本体３１の先端３１Ｅの近傍が鋭利になりやすい。

（３）上記実施形態によれば、膜厚Ｔ１は、膜厚Ｔ２の２倍以上となっている。そのため、カット刃１０における基材２０の刃先２３近傍の強度を相当に向上させることができる。また、膜厚Ｔ１は、膜厚Ｔ２の７倍以下となっている。そのため、刃側部分２２を覆う被膜３０の外面は、過度に鋭利となっていない。よって、カット刃１０の先端３１Ｅが被切断物と衝突しても、欠けたり割れたりすることをより抑制できる。

（４）上記実施形態によれば、第１軸Ｘに直交する断面において、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角は、膜本体３１の先端３１Ｅに向かって段階的に大きくなっている。膜本体３１の外面同士のなす角を変化させることで、カット刃１０を第２軸Ｙに沿う方向に往復運動させて被切断物を切断する際に、膜本体３１の先端３１Ｅの近傍において、被切断物と接触しない箇所が生まれやすくなる。そのため、膜本体３１の先端３１Ｅの近傍が、被切断物と密着することを回避できる。

（５）上記実施形態によれば、複数の突起３２のうち、一部の突起３２は、刃先２３から膜本体３１の先端３１Ｅまでの範囲内に位置している。つまり、突起３２が刃先２３の近傍にも位置している。そのため、カット刃１０で、相応に薄い被切断物を切断する場合でも、突起３２がより被切断物と接触しやすい。よって、カット刃１０は、被切断物を密着することをより確実に回避できる。

（６）上記実施形態によれば、複数の突起３２のうち、一部の突起３２は、刃先２３に沿って間隔を空けて並んでいる。カット刃１０を第２軸Ｙに沿う方向に往復運動して被切断物を切断する際に、複数の突起３２が被切断物と接触しやすい。この場合、複数の突起３２間において、膜本体３１と被切断物との間の空間を大きく得やすくなる。

（７）上記実施形態によれば、第１軸Ｘに直交する断面において、突起３２の外面は曲線状になっている。そのため、突起３２が被切断物と接触しても、突起３２が欠けたり割れたりすることをより抑制できる。また、突起３２が被切断物と接触することで、被切断物に過度な傷等が発生しにくくなる。

（８）上記実施形態によれば、膜本体３１の外面に対する突起３２の接触角θ３は、鋭角である。そのため、突起３２が被切断物と接触しても、突起３２が欠けたり割れたりすることをさらに抑制できる。また、突起３２が被切断物と接触することで、被切断物に過度な傷等が発生しにくくなる。

（９）上記実施形態によれば、突起３２の突出量は、刃側部分２２の最大の厚みである基材厚みＴＢに対して、０．５％以上１０％以下である。突起３２の突出量が、基材厚みＴＢに対して０．５％以上であるため、被切断物がカット刃１０から離れやすくなるという効果を十分に発揮できる。また、突起３２の突出量が、基材厚みＴＢに対して１０％以下であるため、突起３２が被切断物の表面に過度に傷をつけることを防げる。

特に、本実施形態においては、基材厚みＴＢ、すなわち、峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。つまり、基材２０の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、相当に小さい。よって、突起３２の突出量が過度に大きくなると、被切断物と接触した際に、基材２０が歪んでしまう虞がある。上記実施形態によれば、突起３２の突出量は、相応に小さいため、このような基材２０の歪みの発生を防止できる。

（９）上記実施形態によれば、すべての突起３２のうち、突起３２の突出量が基材厚みＴＢに対して０．５％以上７％以下である突起３２の割合は、９０％以上となっている。つまり、複数の突起３２の大半は、基材厚みＴＢに対して、０．５％以上７％以下の突出量となっている。そのため、突起３２の突出量が過度にばらつくことで、一部の突起３２に負荷が偏ることを抑制できる。

（１０）上記実施形態によれば、膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たり、突起３２の数は、３個以上１００個以下となっている。複数の突起３２と被切断物とが接触することで、１平方ミリメートルの範囲において、膜本体３１の大半で被切断物との間に空間が生まれやすい。また、１平方ミリメートルの範囲において、突起３２の数が１００個以下である。そのため、過度に突起３２が多くなることで、被切断物に過度の傷等が発生しにくい。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。

・基材２０の形状は、上記実施形態の例に限られない。例えば、基材２０の形状は、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、正方形状や、第１軸Ｘに沿う方向よりも第２軸Ｙに沿う方向の寸法が長い長方形状であってもよい。また例えば、基材２０の形状は、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、刃先２３及び峰２４の一方又は両方が、円弧状に延びていても、波状に延びていてもよい。

・基材２０は、所謂両刃に限られず、片刃であってもよい。さらに、刃先２３は、所謂のこぎり刃であってもよい。この場合、刃先２３は、基材２０の外縁に沿って、曲線状に延びていてもよい。

・基材２０の材質は、上記実施形態の例に限られない。例えば、基材２０の材質は、炭化チタンや、炭窒化チタン等を含む超硬合金であってもよい。また、基材２０の材質は、超硬合金に限られず、鋼材や、セラミックスであってもよい。

・基材２０の大きさは、上記実施形態の例に限られない。基材２０の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、１００ｍｍより小さくてもよいし、２５０ｍｍより大きくてもよい。基材２０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、２０ｍｍより小さくてもよいし、３０ｍｍより大きくてもよい。また、峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、０．０５ｍｍより小さくてもよいし、０．５ｍｍより大きくてもよい。

・基材２０のうち刃先２３が存在する範囲は、上記実施形態の例に限らない。例えば、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、長方形の短辺に刃先２３が位置していてもよいし、長方形の１辺のうちの一部に刃先２３が位置していてもよい。

・基材２０の表面のうち、被膜３０に覆われる範囲は、上記実施形態の例に限られない。被膜３０は、少なくとも刃先２３を覆っていればよい。例えば、被膜３０が基材２０の表面のすべてを覆っていてもよい。

・膜本体３１のうち刃先２３を覆う箇所の膜厚Ｔ１は、膜本体３１のうち刃先２３を除く刃側部分２２を覆う箇所の膜厚Ｔ２以下であってもよい。膜厚Ｔ１がより大きければ、刃側部分２２を覆う被膜３０がより鋭利となり、被切断物を切断しやすくなる。

・第１軸Ｘに直交する断面において、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角は、膜本体３１の先端３１Ｅに向かって連続的に大きくなっていてもよい。例えば、刃先２３を覆う膜本体３１の外面は、第１軸Ｘに直交する断面において、円弧状となっていてもよい。この場合、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角は、膜本体３１の先端３１Ｅに向かうほど、連続的に大きくなる。これにより、膜本体３１の先端３１Ｅの近傍は、過度に鋭利とならないため、先端３１Ｅの近傍が欠けたり割れたりすることが起きにくくなる。

・第１軸Ｘに直交する断面において、第１角θ１の角度は、９０度以上となっていてもよいし、第２角θ２の角度は、９０度以上となっていてもよい。刃側部分２２の形状や、被切断物に併せて、変更すればよい。

・第１軸Ｘに直交する断面において、膜本体３１の先端３１Ｅを挟んだ膜本体３１の外面同士がなす角のうち、基材２０が存在する側の角は、膜本体３１の先端３１Ｅに向かって一定の大きさであってもよい。この場合であっても、被膜３０の材質は、ダイヤモンドを含んでいるため、相応に、膜本体３１の先端３１Ｅの欠けや割れを防止できる。

・膜本体３１の外面における１平方ミリメートル当たり、突起３２の数は、２個以下であってもよいし、１０１個以上であってもよい。突起３２の近傍において、膜本体３１の外面と被切断物との間に、十分な空間が得られればよい。

・すべての突起３２のうち、突起３２の突出量が基材厚みＴＢに対して０．５％以上７％以下である突起３２の割合は、９０％未満であってもよい。また、突起３２の突出量は、基材厚みＴＢに対して、０．５％未満であってもよいし、１０％を超えていてもよい。つまり、基材厚みＴＢに対する突起３２の突出量の大きさは、被切断物の種類等に併せて変更してもよい。例えば、被膜３０の内部に内包物が存在する場合、突出量の大きい突起３２が存在し得る。

・突起３２の形状は、上記実施形態の例に限られない。例えば、膜本体３１の外面に対する突起３２の接触角θ３は、直角であってもよいし、鈍角であってもよい。また例えば、第１軸Ｘに直交する断面において、突起３２の外面は、直線状になっていてもよい。つまり、突起３２が多角形状になっていてもよい。

・複数の突起３２は、刃先２３に沿って間隔を空けて並んでいなくてもよい。例えば、複数の突起３２は、刃先２３に直交する方向にのみ、間隔を空けて並んでいてもよい。また例えば、刃先２３に直交する方向及び刃先２３に沿う方向のいずれにも位置をずらしながら、複数の突起３２が並んでいてもよい。

・突起３２は、刃先２３から膜本体３１の先端３１Ｅまでの範囲内に存在していなくてもよい。例えば、突起３２は、膜本体３１のうち、第１基材面２２Ａ及び第２基材面２２Ｂを覆う範囲にのみ、存在していてもよい。また例えば、上述した製造方法において、被膜３０のうち刃先２３を覆う箇所についてのイオンエッチングを省略することにより、突起３２の先端３１Ｅの近傍に、突起３２が存在していてもよい。

・上記実施形態において、カット刃１０は、上記実施形態による製造方法によって製造されるものに限られない。例えば、ダイヤモンドコーティングを行った後に、スパッタリング等によって、突起３２を形成してもよい。

１０…カット刃
２０…基材
２１…峰側部分
２２…刃側部分
２３…刃先
３０…被膜
３１…膜本体
３２…突起

Claims (7)

1. 外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み且つ前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、
   前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、
   前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、
   前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しており、
   前記膜本体のうち前記刃先を覆う箇所の膜厚は、前記膜本体のうち前記刃先を除く前記刃側部分を覆う箇所の膜厚よりも大きくなっている
   カット刃。
2. 外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み且つ前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、
   前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、
   前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、
   前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しており、
   前記刃先は前記外縁に沿って延びており、
   前記刃先に直交する断面において、前記膜本体の先端を挟んだ前記膜本体の外面同士がなす角のうち、前記基材が存在する側の角は、前記膜本体の先端に向かって段階的又は連続的に大きくなっている
   カット刃。
3. 外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み且つ前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、
   前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、
   前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、
   前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しており、
   前記刃先に直交する断面において、前記突起の外面は、曲線状になっている
   カット刃。
4. 前記刃先に直交する断面において、
   前記突起の外面は、円弧状になっており、
   前記膜本体の外面に対する前記突起の接触角は、鋭角である
   請求項３に記載のカット刃。
5. 外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み且つ前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、
   前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、
   前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、
   前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しており、
   前記突起の突出量は、前記刃側部分の最大の厚みに対して、０．５％以上１０％以下である
   カット刃。
6. すべての前記突起のうち、前記突起の突出量が前記刃側部分の最大の厚みに対して０．５％以上７％以下である前記突起の割合は、９０％以上である
   請求項５に記載のカット刃。
7. 外縁の少なくとも一部が刃先になっている板状であり、前記刃先を含み且つ前記刃先に近づくほど厚みが小さくなる刃側部分を有する基材と、
   前記基材の表面のうち、少なくとも前記刃側部分の表面を覆う被膜と、を備え、
   前記被膜の材質は、ダイヤモンドを含んでおり、
   前記被膜は、前記刃側部分の表面に沿う膜本体と、前記膜本体の外面から突出する突起と、を有しており、
   前記突起を複数有しており、
   前記膜本体の外面における１平方ミリメートル当たり、前記突起の数は、３個以上１００個以下である
   カット刃。

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