JPH0742563Y2 - 単結晶ダイヤモンド切刃 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、単結晶ダイヤモンド切刃に関し、詳しく
は、加工物の表面に鏡面加工を施す場合に用いられる切
刃の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、円筒状加工物表面に鏡面仕上げ加工を行う単結晶
ダイヤモンド切刃として、第４図（ａ）（ｂ）に示す形
状のものが知られている。

このチップは、加工面に対して平行に配置される切刃下
面１と、その下面１の一端から所定の角度で傾斜する側
刃２を有し、すくい面に、側刃２側に向かって下向きに
傾斜する傾斜面３を設けた構造になっている。

上記チップを用いた加工は、第５図に示すように、傾斜
した側刃２を切削方向に向けて送りを与えて行うが、こ
の場合、側刃２が切屑を生成して加工面を形成していく
一方で、切刃下面１と側刃２との交差部４において、チ
ップＢと加工物Ｃとが相対的に変位運動することによ
り、こすりが生じ、加工面にはムシレ、スクラッチが発
生する。

このムシレ、スクラッチは次に移動してくる切刃下面１
に削りとられると共に、この下面１のこすりにより加工
物表面はバニシングされて鏡面状態に仕上げられる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来のダイヤモンド切刃においては、す
くい面の傾斜面３上に切刃下面１と側刃２の交差部４を
設けることにより、交差部４の位置を切刃下面１に対し
てわずかに後退させ、その後退により交差部４と傾斜面
３の開始点７との間で切込み量を変化させ、ムシレ等の
発生を抑えるようにしている。

このため、安定して良質な鏡面を得るためには、切刃下
面１と側刃２との交差部４と、切刃下面１における傾斜
面３の開始点７との寸法ｘを所定の範囲内で設定しなけ
ればならない。この寸法ｘは、実際上０〜0.05mmの範囲
にあるのが適当とされており、この範囲よりはずれた場
合は、交差部４で形成されたムシレ、スクラッチが切刃
下面１で除去しきれずに加工表面に残ったり、切屑が加
工物に干渉して表面粗さが悪くなり、鏡面が得られない
という不具合が生じ易い。

しかしながら、上記寸法ｘを０〜0.05mmの範囲で厳密に
形成するのは極めて難しい。すなわち、チップの切刃下
面１や側刃２及びすくい面上の傾斜面３等はそれぞれ研
磨加工により形成されるために、寸法ｘを上記範囲内で
設定するには、作業段取りなどを極めて正確に行うこと
が必要になって作業に長い時間がかかり、コスト高を強
いられるという問題がある。

上記のごとき問題は、上述した円筒面旋削用の切刃形状
と共に、円板面（端面）旋削や工具側が回転するフライ
ス加工用の切刃にも同様にいえる。すなわち、円板面
（端面）旋削における鏡面加工用切刃を例に採れば、こ
の切刃は第７図に示すように形状をし、切刃部分は円筒
面旋削用と基本的に同一の形状を持っている。この場合
も側刃２と切刃下面１の一端との寸法ｘ′を３面研磨に
よって精密に設定する必要がある。

一方、鏡面加工用切刃として、第８図と第９図に示すよ
うなものもある。第８図の切刃は、切刃下面１を大きな
曲率の曲線刃で形成したもので、この切刃では、切削中
外乱により切刃と加工物とが相対運動しても、切刃下面
１と加工物表面との接触状態が同じなので、ムシレ、ス
クラッチが発生せず、又、製作が容易であるという利点
がある。しかし、上記切刃では、送りマークを消すため
切刃の曲率Ｒを大きくすると、切刃下面１と加工物との
接触長さが大きくなって、切削抵抗の増大から加工物の
反りやビビリが発生しやすくなり、表面うねりが大きく
なる欠点がある。

一方、第９図の切刃は、切刃下面１の両端を、0.1R〜0.
5Rの曲率半径ｒをもつ曲線刃５を介して、側刃２と接線
接続の状態で交わるように形成し、切刃下面１と曲線刃
５との継ぎ目部を、第10図に示すように、大きな曲率半
径Ｒ′の切刃５′で研磨加工したものである。しかし、
上記チップでは、曲率半径の大きな切刃５′の寸法を、
研磨時に精度良く管理することは困難であり、寸法のバ
ラツキによる切削性能のバラツキが大きいという問題が
ある。また、曲線刃５の曲率半径ｒを、実際に研磨加工
する切刃５′の曲線半径Ｒ′に近づけると、製作性は良
くなるが、切削抵抗が大きくなり、加工物の反り、ビビ
リが発生する欠点がある。

さらに、従来安定した鏡面形成を目的としたダイヤモン
ドバイトとして、特開昭59−232702号公報には、加工面
に平行に載置される直線状の切刃稜に対して傾斜する側
刃の間に、その両者と正接する円弧状切刃を設けたもの
が提案されている。

しかし、上記の提案のバイトは、円弧状切刃と側刃が正
接して接続し、その交差部が大きな曲率半径をもって形
成されるために、切刃と加工物との接触長さが大きくな
り、前述した第８図の構造と同じように切削抵抗が大き
く、ビビリ等が発生しやすい欠点がある。特に、鏡面加
工を行うような微小な切込み量を考えた場合、両端部に
大きな曲率半径の接続部分をもつ円弧状切刃は切込み量
に対して大きな接触長さをもつことになり、大きな切削
抵抗が生じる。

この考案は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、製
作が簡単で切刃形状精度が高く、安定した鏡面加工が行
える切刃を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この考案は、第１図及
び第３図に示すように、加工面に対して平行に配置され
る直線状の切刃下面１と、その切刃下面１に対して10度
〜60度の角度範囲で傾斜する直線状の側刃２を備え、上
記切刃下面１と側刃２の間に切刃下面１と接線接続する
曲線刃６を設け、その曲線刃６と側刃２を、両者が接線
接続する位置から切刃下面１側に寄った位置で交差さ
せ、かつ、この曲線刃６と上記側刃２との交差する点８
が切刃下面１より切込み量以下の範囲で設定されている
ものとしたのである。

上記の構成の切刃Ａは、切刃下面１に対して円弧の一部
が接線状態で交わるように曲線刃６を形成し、所定の寸
法ｙから傾斜させて側刃２を形成する。この切刃下面１
から側刃２と曲線刃６との交差部８までの寸法ｙは、切
込み量を越えない範囲で設定する。

上記の構造でなる切刃Ａでは、曲線刃６から切刃下面１
の間で切込み量が連続的に変化し、切込みが切刃下面１
に向かって徐々に減少していくため、接続部でのムシレ
等の発生を抑制することができる。このため、第４図に
示す従来の切刃のように、すくい面に傾斜面３を設けて
交差部４の位置を切刃下面１より後退させる必要がな
く、３面研磨によって傾斜面３の開始点７と側刃２の交
差部との間の寸法ｘを厳しい範囲内に入れる必要がな
い。

また、切刃下面１を側刃２の開始点との間の寸法ｙを切
込み量以下に設定するのは、直線刃の一方の端部の位置
を決めるだけであるので、比較的楽な作業であり、製作
作業が容易になる。

なお、曲線刃６の曲率半径Ｒは、曲線刃６の一端と切刃
下面１が接線接続するが、曲線刃６の他端と側刃２が接
線接続せずに、切刃下面１に近い位置で接続するような
大きさで形成するが、具体的には1R〜30Rの範囲内で設
定するのが良く、詳しくは、円筒面旋削用は10R〜30R、
平面切削用は1R〜5Rの範囲で設定するのがよい。また、
側刃２の切刃下面１に対する傾斜角度αは、10°〜60°
の範囲で設定するが、通常45°に設定するのがよい。

第６図は、この考案を円板の端面旋削用の鏡面加工切刃
に適用した例を示しており、曲線刃６は図示のように片
側だけでなく、切刃下面１の両側に設けてもよい。

本考案の切刃Ａでは、加工物に接触するのは、曲線刃６
と側刃２の一部であり、その曲線刃６と側刃２とが角部
をもって交差するため、第８図及び特開昭59−232702号
公報に示される従来の切刃に比べて接触長さが小さくな
り、切削抵抗が小さく抑えられる。従って、加工物の反
りやビビリの発生が抑えられ、安定した鏡面加工が行え
る。

また、従来の切刃では、切刃下面１と側刃２の交差部４
はピン角であったために、切刃のチッピングを防いでそ
の安定化をはかるため、加工開始時に切刃のならし加工
が必要であったが、本考案の切刃Ａは、上記交差部が曲
線刃６となっているので、チッピング等の恐れがなくな
り、このため、ならし加工が大幅に短縮され、作業性が
向上できる利点がある。なお、上記説明では、旋削加工
について示したが、勿論フライス加工にも適用すること
ができる。

〔実施例〕

次に、この考案の単結晶ダイヤモンド切刃Ａを、アモル
ファスシリコン感光体ドラムの基板加工に適用する例に
ついて説明する。

感光体ドラムとして、最近、従来のセレンやOPC等の光
電変換部材に代わり、アモルファスシリコンを用いたド
ラムが商品化されているが、このアモルファスシリコン
（以下、ａ−Siと略する）感光体ドラムのアルミニウム
基板を加工する場合、その基板に要求される鏡面性は、
従来の感光体ドラムに比べて厳密な精度が要求される。

即ち、基板面にムシレやスクラッチがあると、その上に
ａ−Si層を気相成長させた場合、ムシレ等の存在する部
位に膜欠陥が引き起こされ、画質が劣化するという欠点
が生じる。したがって、上記基板の加工には、安定した
切削性能を備える切刃が要求される。

この考案の切刃Ａを、上記ａ−Si感光体ドラムの鏡面加
工に適用した場合、切刃下面１に連続する曲線刃６と側
刃２により常に安定した鏡面仕上げ面が得られると共
に、曲線刃６の作用により、従来のダイヤモンド切刃に
比べて切刃のならしが著しく容易で、かつ確実になり、
鏡面加工の作業性の向上をはかることができる。その結
果、ａ−Si感光体ドラムの製造効率を大きく向上させる
ことができ、製造時間の短縮をはかることができる。

なお、上記のようなアルミニウム基板の円筒旋削に適用
する場合、切刃Ａの各種寸法を、下記に示す数値範囲に
設定しておくとよい。

即ち、曲線刃６の接線接続位置から交差部８までの寸法
ｘ″は0.1〜1mmの範囲で、望ましくは、0.2〜0.6mmの範
囲で設定する。この範囲であれば、アルミニウム基板の
結晶粒界に最適なバニシングをかけることができる。

また、曲線刃６の曲率半径Ｒは、10〜30mmの範囲に設定
するのが良い。この範囲であれば、アルミニウム基板に
対して、非常に狭い角度範囲内で簡単に刃物台の位置を
設定することができ、優れた画像が安定して得られる基
板を形成することができる。

さらに、寸法ｙは、切込み量以下の範囲内で、0.5〜20
μｍの範囲に、好ましくは１〜10μｍの範囲で設定する
と、ムシレやスクラッチの発生が抑えられる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案の切刃は、曲線刃の一端を切刃
下面に接線接続し、他端を側刃に接線接続させずに切刃
下面に近い位置で交差させ、その曲線刃と側刃の一部で
切り込みを行うので、切刃形状を簡単な研磨作業で形成
できると共に、切刃強度を向上でき、かつ切刃と加工物
との接触長さを小さくできる。したがって、切刃のなら
し加工を不要にできると共に、切削抵抗の減少によりビ
ビリのない安定した加工を実現でき、加工精度の向上と
製作上のコスト低減がはかれる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る切刃の平面図、第２図は同上の
側面図、第３図は同上の要部拡大図、第４図（ａ）は従
来例を示す平面図、（ｂ）は同上の側面図、第５図は従
来切刃による切削状態を示す図、第６図はこの考案を円
盤の端面旋削用の切刃に適用した平面図、第７図は従来
の円盤の断面旋削用の切刃を示す平面図、第８図及び第
９図はそれぞれ他の従来例を示す平面図、第10図は第９
図の要部拡大図であり、第11図（ａ）は従来例を示す斜
視図、（ｂ）はこの考案に係る切刃を示す斜視図であ
る。 １……切刃下面、２……側刃、６……曲線刃、８……交
差点、Ａ……単結晶ダイヤモンド切刃。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 菅家 康 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６ 京セラ株式会社滋賀八日市工場内 (72)考案者 岡 幸嗣 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 (72)考案者 小畠 一志 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−232702（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−44601（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加工面に対して平行に配置される直線状の
   切刃下面と、その切刃下面に対して10度〜60度の角度範
   囲で傾斜する直線状の側刃を備え、上記切刃下面と側刃
   の間に切刃下面と接線接続する曲線刃を設け、その曲線
   刃と側刃を、両者が接線接続する位置から切刃下面側に
   寄った位置で交差させ、かつ、この曲線刃と上記側刃と
   の交差する点が上記切刃下面より切込み量以下の範囲で
   設定されていることを特徴とする単結晶ダイヤモンド切
   刃。
2. 【請求項２】上記曲線刃の曲率半径が、1mm〜30mmの範
   囲で設定されていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第（１）項記載の単結晶ダイヤモンド切刃。