JPH05172709A - ミクロトーム用ダイヤモンドナイフおよびその製造方法 - Google Patents

ミクロトーム用ダイヤモンドナイフおよびその製造方法

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JPH05172709A
JPH05172709A JP33846991A JP33846991A JPH05172709A JP H05172709 A JPH05172709 A JP H05172709A JP 33846991 A JP33846991 A JP 33846991A JP 33846991 A JP33846991 A JP 33846991A JP H05172709 A JPH05172709 A JP H05172709A
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JP
Japan
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cutting edge
diamond
knife
microtome
present
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JP33846991A
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English (en)
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Toshiro Kato
寿郎 加藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高い切削性能の耐久性を有するミクロトーム
用ダイヤモンドナイフとその加工方法を提供する。 【構成】 本発明はミクロトーム用ダイヤモンドナイフ
の切刃において、切刃を構成する2つの主切刃面の間に
第三の切刃面として1又は2以上の微小平面を有してな
ることを特徴とし、これにより例えば0.01μm厚さ
の切削が可能である。該第三の微小平面は八面体の結晶
面を刃先に構成したものでもよい。また合成ダイヤモン
ドを用いることも好ましい。さらにこのような構成のミ
クロトーム用ダイヤモンドナイフの製造方法を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はミクロトーム(検鏡用薄
片切断器)および超ミクロトームに使用される切断工具
に関し、特に構成する刃先にダイヤモンドを用いるミク
ロトーム用ダイヤモンドナイフおよびその加工方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ミクロトーム用ダイヤモンドナイフの従
来技術としては、特開昭59−112249号公報に記
載される、ダイヤモンドの自然面である立方体、八面
体、十二面体のそれぞれの組み合せにより刃先の2面を
構成するもの、特開昭61−35330号公報に記載さ
れる、刃先の2平面のうちの特定の1平面を、又は2平
面とも自然に発生する結晶面としたものがある。これら
従来技術では、刃先曲率半径を得るために、2平面のみ
で構成される切刃を前提としており、この2平面を特定
することにより構成刃先を限定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来品より
更に高い平滑な刃先を有し耐摩耗性が高く、強固、強靱
な切刃であって、使用時にカケやチッピングを起こしに
くく耐久性にも優れたミクロトーム用ダイヤモンドナイ
フ及びその製造方法の提供を課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明はミクロトーム用ダイヤモンドナ
イフの切刃において、切刃を構成する2つの主切刃面の
間に第三の切刃面として1又は2以上の微小平面を有し
てなるミクロトーム用ダイヤモンドナイフを提供するも
のである。本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフ
は、第三の切刃面の1又は2以上の微小平面が、八面体
の結晶面を刃先に形成されたものであってもよい。本発
明の上記切刃が合成ダイヤモンドから成るものは、本発
明の特に好ましい実施態様として挙げられる。また、本
発明においては、上記の切刃を構成する2つの主切刃面
が夾角30°〜60°であるものが特に好ましい。上記
本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフの製造方法
として、本発明はダイヤモンド薄板の<211>方向が
刃先になるように研磨機械に固定して、切り刃を構成す
る2つの主切刃面を加工し、該主切刃面の稜線が交差す
る直前で研磨を停止して(111)面を刃先に残存させ
ることにより、2つの主切刃面にはさまれた位置に第三
の微小平面を1以上有する切刃を形成することを特徴と
する方法を提供する。
【0005】
【作用】従来この種の工具は、2平面からなる切刃の刃
先形状は特定されることなく、更にこの刃先の曲率半径
は限りなく微小であることを包含するものと見なされて
いた。そして一般に切断用刃先曲率半径が切断しようと
する薄片の厚さより充分に小さいものであるならば、よ
り具体的には1/2以下であるならば、良好な切断能力
を得ることができ、ミクロトーム用に有効な切片を作製
できる。しかしながら、2平面からなる切刃には、必ず
有限の曲率半径があり、実効的なナイフ刃先はこの曲率
半径に相関する切断能力の限界を有する。すなわち、図
6において、従来の刃先の断面形状は破線で示され、こ
の場合のナイフ刃先の最小曲率半径はR1 である。この
ダイヤモンドナイフを用いてウルトラミクロトームで切
片切削を行った場合、切削可能な最小切片厚さはR1
二倍以上が限度である。そして、このような形状の従来
のナイフを用いた切削では、最小超薄切片厚さは0.0
3μmであった。
【0006】これに対し、本発明の刃先として、説明を
簡単にするため第三の微小平面が1の例を挙げると、そ
の刃先断面形状は図6の実線で示すものであり、刃先最
小曲率半径R2 は明らかにR1 より小さい。図6の例に
おいて本発明の第三の微小平面の巾を0.05μmとし
た場合、R2 は0.01μmとなり、ウルトラミクロト
ームに使用して切削した場合得られる最小超薄切片厚さ
は0.02μmである。本発明において、第三の微小平
面の巾は好ましくは0.05μm以下であり、後述する
本発明の方法によれば、第三の微小平面の巾を0.02
μmに加工することが可能であるので、本発明により
0.01μm厚さの切削が可能となる。このように、本
発明の刃先の第三の微小平面は、得ようとする切片厚さ
以下の曲率半径を保持できて、これにより従来不可能で
あった非常に薄い切片を切削できるので、ミクロトーム
刃先として非常に有効である。一方この第三の微小平面
は、切断工具としての性能を全く減ずることなく、且つ
刃先強度を増し、刃先の均一性を大幅に向上させること
ができるのである。本発明において、2つの主切刃面の
夾角は30〜60°が好ましい。30°未満では製作が
困難であり、60°以上では実使用に不適当である。さ
らに、このように刃先の微小形状を計測し、ナイフ刃先
を規格化できるようにすることは、工業的に重要なこと
であり、最小の刃先曲率半径を切断工具として利用する
場合、刃先形状に特徴を持たせることは、実際工具とし
て利用する場合、大変有効である。
【0007】そして以下に説明する本発明の製法によれ
ば、安定して均一であり、充分に微小の幅を有する第三
の平面を有する切刃先を作ることができ、本発明のミク
ロトーム用ダイヤモンドナイフを刃先のカケやチッピン
グなく製造することができる。最も有効且つ効率的にダ
イヤモンド原石を適用してダイヤモンドナイフを製造す
る場合、一般的には、ダイヤモンドの特徴ある劈開性を
利用して薄板状に割ったダイヤモンドを使う方法が有効
であることが知られている。劈開したダイヤモンド薄板
をダイヤモンドナイフとして用いた場合、刃先方向の結
晶方位は任意に選ぶことができるが、<211>方向を
選んだ場合は、図7に示すように劈開面及びナイフ軸に
対して70°傾斜した刃先方向に(111)面を得るこ
とができる。一般に(111)面を刃先方向に適用した
場合、ナイフとしての耐久性、硬度は向上するが、刃立
てをする加工は不可能とされてきた。すなわち、(11
1)面を刃先に用いて機械加工による研磨を行った場
合、ダイヤモンドの研磨が容易でないために、刃立てが
仕上がる以前に刃先が欠けてしまい、チッピングを起こ
し易かった。
【0008】本発明においては、この研磨困難な研磨方
向に対して高剛性の研磨機により重荷重をかけることに
より、研磨可能としたものである。その結果、(21
1)面の刃先結晶方位に対して、20°傾斜した(11
1)平面を刃先平面として構成された第三の面を有する
切刃構造を実現することができた。(111)面は、他
の面に比して耐摩耗性が高い為、優先的に発生して安定
した平面形状を形成させることができる。この(11
1)面を、刃先において一様な平面として微小幅で得る
ためには、刃先稜線に対してダイヤモンド結晶の取り付
けや研磨方向を0.5°以下の精度で加工する必要があ
る。
【0009】以下、図を参照して本発明をより具体的に
説明する。図1は本発明の1実施例であり、劈開したダ
イヤモンドを用いて、ナイフ軸に対して70°傾斜した
刃先稜線部に(111)面を形成した例である。図2
は、本発明の他の実施例であり、(100)薄板を用
い、(110)方向を刃先稜線部に位置させて、110
°の対支面角を有する(111)面と(111)面の2
平面で形成した刃先を構成した例である。図3は、本発
明の他の実施例であり、図1の実施例のものに更に、
(100)と(110)平面を形成して3つの微小平面
を組み合せることにより、刃先稜部を形成した例であ
る。図4は、本発明の他の実施例であり、(211)平
面の板状ダイヤモンドに対して、(711)面を形成す
ることにより、(111)面とのなす角が刃先稜部を構
成した例である。図5は本発明の製造方法の一具体例を
説明する図である。(111)自然面が明瞭であり、平
滑且つ結晶面方位の均一な一面を有するダイヤモンド板
を材料とし、図に破線で示すように2つの主切刃面を研
磨加工してゆき、該2主切刃面の突き合わせ稜線が交差
する直前で研磨を終了することにより、2つの主切刃面
の間に微小平面を刃先として有する、(111)自然面
の平滑直線性を有する有効な切刃を得ることができる。
【0010】実施例1 劈開により得られた薄板状のダイヤモンドを<211>
方向が刃先にくるように結晶方位を規定して、金属ホル
ダーに接着した後、このダイヤモンドを固定したホルダ
ーを機械研磨加工により45°の切刃先を有するダイヤ
モンドナイフ形状にするために、2平面の加工をする。
この2平面の加工は、切刃稜線が交差する直前の所で停
止する。ダイヤモンド板の自然外形面である(111)
平面が0.05μmの幅で切刃先に均一に面を形成して
残存する位置までとする(図5参照)。2平面の加工を
(111)面を残して停止した場合、均一高平滑面でし
かも耐摩耗性が高い上に、切刃として強固、強靱なもの
とすることができる。さらにこの加工法で得られた切刃
先は、従来の加工法による切刃先にくらべ、容易にカ
ケ、チッピングのない切刃形状となるとともに、ナイフ
として使用した場合にもカケ、チッピングを起こしにく
く、耐久性に優れたナイフとなることが確かめられた。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、刃先にカケ、チッピン
グのない良好な切刃稜を製造することができる。そし
て、本発明により、主切刃の稜に形成した第三の平面は
平滑で均質な為、切刃の全刃巾に対して、均等な切削性
能を発揮する。本発明の切刃先をナイフとして使用した
場合には、高い耐久性を有し、容易にカケ、チッピング
を起こすことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフの
一具体例の切刃を説明する概略図である。
【図2】本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフの
別の一具体例の切刃を説明する概略図である。
【図3】本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフの
別の一具体例の切刃を説明する概略図である。
【図4】本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフの
別の一具体例の切刃を説明する概略図である。
【図5】本発明の製法の加工手順を説明する概略説明図
である。
【図6】本発明の刃先形状と従来品の刃先形状の断面を
比較して示した概略説明図である。
【図7】本発明のミクロトーム用ダイヤモンドナイフに
おいてナイフ軸に対して70°傾斜した刃先方向に(1
11)面を得た例の説明図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミクロトーム用ダイヤモンドナイフの切
    刃において、切刃を構成する2つの主切刃面の間に第三
    の切刃面として1又は2以上の微小平面を有してなるミ
    クロトーム用ダイヤモンドナイフ。
  2. 【請求項2】 上記2つの主切刃面の夾角が30°〜6
    0°であることを特徴とする請求項1記載のミクロトー
    ム用ダイヤモンドナイフ。
  3. 【請求項3】 上記第三の切刃面の1又は2以上の微小
    平面が、八面体の結晶面を刃先に形成されたものである
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のミクロト
    ーム用ダイヤモンドナイフ。
  4. 【請求項4】 上記切刃が合成ダイヤモンドから成るこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    のミクロトーム用ダイヤモンドナイフ。
  5. 【請求項5】 ダイヤモンド薄板の<211>方向が刃
    先になるように研磨機械に固定して、切り刃を構成する
    2つの主切刃面を加工し、該主切刃面の稜線が交差する
    直前で研磨を停止して(111)面を刃先に残存させる
    ことにより、2つの主切刃面にはさまれた位置に第三の
    微小平面を1以上有する切刃を形成することを特徴とす
    るミクロトーム用ダイヤモンドナイフの製造方法。
  6. 【請求項6】 上記ダイヤモンド薄板が合成ダイヤモン
    ドからなることを特徴とする請求項5記載のミクロトー
    ム用ダイヤモンドナイフの製造方法。
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