エンドミル及びエンドミルの製造方法
【課題】切れ刃の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができるエンドミル及びエンドミルの製造方法を提供すること。
【解決手段】エンドミル１００によれば、切れ刃２１を形成するすくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２１の強度を高めることができる。よって、切れ刃２１に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。
【解決手段】エンドミル１００によれば、切れ刃２１を形成するすくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２１の強度を高めることができる。よって、切れ刃２１に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えたエンドミルに関し、特に、切れ刃の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができるエンドミル及びエンドミルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備える刃部を単結晶ダイヤモンドから構成したエンドミルが知られている。この種のエンドミルとして、例えば、特許文献１には、単結晶ダイヤモンドの（１００）結晶面または（１１０）結晶面により切れ刃のすくい面を構成したエンドミルが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１４８４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、単結晶ダイヤモンドは、極めて硬い性質を備えているものの、結晶面の違いにより硬さが異なり、（１００）結晶面や（１１０）結晶面などは結晶面の中でも比較的に軟らかいとされている。
【０００４】
このため、上述した特許文献１に開示されるエンドミルでは、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中でも比較的に軟らかい（１００）結晶面や（１１０）結晶面によりすくい面を構成しているので、切れ刃の強度を十分に確保できず、工具寿命が不十分であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、切れ刃の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができるエンドミル及びエンドミルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載のエンドミルは、軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備えるものであって、前記刃部は、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備え、そのすくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【０００７】
請求項２記載のエンドミルは、請求項１記載のエンドミルにおいて、前記すくい面は、前記刃部にレーザ加工を施して形成されている。
【０００８】
請求項３記載のエンドミルは、請求項１又は２に記載のエンドミルにおいて、前記切れ刃は、前記刃部の先端側に形成され回転軌跡が半球状を呈すると共に前記軸心方向の平面視において前記工具本体の回転方向に凸となる円弧状の底刃を備え、その底刃を形成する前記すくい面は、前記軸心に対して螺旋状に形成され前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されている。
【０００９】
請求項４記載のエンドミルは、請求項３記載のエンドミルにおいて、前記底刃は、前記刃部の先端に位置する刃先が前記軸心と交わるように構成され、前記刃先を形成する前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００１０】
請求項５記載のエンドミルの製造方法は、軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備え、その刃部に、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備えたエンドミルの製造方法であって、前記刃部にレーザ加工を施して前記すくい面を形成するすくい面形成工程を備え、そのすくい面形成工程により形成される前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００１１】
請求項６記載のエンドミルの製造方法は、請求項５記載のエンドミルの製造方法において、前記工具本体を形成する工具本体形成工程と、前記刃部を形成する刃部形成工程と、その刃部形成工程により形成された前記刃部を前記工具本体形成工程により形成された前記工具本体に取り付ける刃部取付工程とを備え、その刃部取付工程の後に前記すくい面形成工程を行う。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のエンドミルによれば、切れ刃を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面とすることで、切れ刃の強度を高めることができる。よって、切れ刃に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１３】
請求項２記載のエンドミルによれば、請求項１記載のエンドミルの奏する効果に加え、すくい面は、刃部にレーザ加工を施して形成されているので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【００１４】
請求項３記載のエンドミルによれば、請求項１又は２に記載のエンドミルの奏する効果に加え、底刃を形成するすくい面は、軸心に対して螺旋状に形成されているので、切削加工時に底刃に作用する切削抵抗の作用方向を多方向へ分散させることができる。よって、底刃が受ける切削抵抗を低減することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。更に、底刃が受ける切削抵抗を低減することで、切削加工時の振れを抑制できるので、切削精度の向上を図ることができるという効果がある。
【００１５】
また、底刃を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されているので、底刃において使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の底刃の強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃の強度を高めることで、底刃全体の寿命を均等化できるので、底刃が局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１６】
このように、すくい面が軸心に対して螺旋状に形成される場合には、すくい面全体を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することは不可能であるところ、すくい面を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成することで、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃の強度を高めることができるので、切削精度の向上と工具寿命の向上とを両立して図ることができるという効果がある。
【００１７】
なお、請求項３の「単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されている」との記載は、底刃を形成するすくい面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面を横切る場合に限られず、底刃を形成するすくい面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面に接する場合を含む趣旨である。
【００１８】
請求項４記載のエンドミルによれば、請求項３記載のエンドミルの奏する効果に加え、底刃の刃先を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、かかる刃先の強度を高めることができる。よって、底刃が被加工物へ食い付く際に衝撃荷重を受ける刃先の強度を高めることで、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１９】
請求項５記載のエンドミルの製造方法によれば、すくい面形成工程により形成されるすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面とすることで、切れ刃の強度を高めることができる。よって、切れ刃に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００２０】
また、すくい面形成工程は、刃部にレーザ加工を施してすくい面を形成するので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【００２１】
請求項６記載のエンドミルの製造方法によれば、請求項５記載のエンドミルの製造方法の奏する効果に加え、刃部取付工程の後にすくい面形成工程を行うので、工具本体を軸心回りに回転させつつ刃部にすくい面を形成することで、レーザ光の照射軌跡を複雑に制御しなくとも、複雑な形状（例えば、螺旋状など）のすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の第１実施の形態におけるエンドミル１００の詳細構成について説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、第１実施の形態におけるエンドミル１００の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるエンドミル１００の側面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視におけるエンドミル１００の下面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｄ方向視を拡大して示したエンドミル１００の拡大正面図である。なお、図１（ａ）から（ｃ）では、エンドミル１００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００２４】
エンドミル１００は、マシニングセンタ等の加工機械（図示せず）から伝達される回転力により金型等の自由曲面加工を行うための切削工具であり、図１に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成される工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図１（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２０とを備えて構成されている。なお、工具本体１０は、超硬合金から構成される場合に限られず、例えば、工具本体１０を高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００２５】
工具本体１０は、その後端側に設けられるシャンク１１と、そのシャンク１１に連設され工具本体１０の先端側に設けられるボデー１２とを備えて構成されている。シャンク１１は、加工機械に保持される部位であり、軸心Ｏを中心とする円柱状に形成されている。エンドミル１００は、このシャンク１１を介して工具本体１０が加工機械に保持されることで、加工機械から伝達される回転力により軸心Ｏ回りに回転して、チップ２０により被加工物（図示せず）の切削加工を行う。なお、シャンク１１は、円柱状に形成される場合に限られず、例えば、シャンク１１を工具本体１０の先端側から後端側へ向かうにつれて外径が縮小するテーパ状に形成しても良い。
【００２６】
ボデー１２は、刃部２０が取り付けられる部位であり、刃部２０をろう付けするための取付座１３を備えている。取付座１３は、軸心Ｏと平行な平面状に形成され、シャンク１１との境界部から工具本体１０の先端に至るまで延設されている。よって、取付座１３を平面状に形成することで、刃部２０を取付座１３に密着させると共に、取付座１３をシャンク１１との境界部から工具本体１０の先端に至るまで延設することで、刃部２０と取付座１３との接触面積を大きく確保することができる。これにより、取付座１３への刃部２０の取り付け強度を高めることができる。
【００２７】
また、ボデー１２は、シャンク１１に連設され工具本体１０の先端側へ向かうにつれて外径が縮小する半円錐状の半円錐部１２ａと、その半円錐部１２ａに連設されシャンク１１よりも外径の小さい半円柱状の半円柱部１２ｂとを備えて構成され、全体としてシャンク１１の外径よりも小さく形成されている。よって、シャンク１１の外径の大きさに関わらず刃部２０の外周に形成される外周刃２１ｂにより被加工物の切削加工を行うことができる。これにより、高価な単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２０のサイズをシャンク１１の外径とは無関係に小さくできるので、刃部２０のコストを低減して、その分、エンドミル１００を安価に製造することができる。
【００２８】
刃部２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから短冊状に形成され、切れ刃２１と、すくい面２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。切れ刃２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部２０の先端側（図１（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃２１ａと、その底刃２１ａに連接され刃部２０の外周に形成される外周刃２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル１００は、図１（ａ）に示すように、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部が角形状に形成されるスクエアエンドミルとして構成されている。
【００２９】
すくい面２２は、切れ刃２１による被加工物の切削加工時に切りくずを生成および排出するためのものであり、刃部２０の外面であって取付座１３にろう付けされる一面により構成され、軸心Ｏと平行な平面状に形成されている。
【００３０】
逃げ面２３は、切れ刃２１による被加工物の切削加工時に刃部２０と被加工物との接触面積を低減するためのものであり、すくい面２２に対して所定の逃げ角で傾斜する平面状に形成され、底刃２１ａに連設される第１底逃げ面２３ａと、その第１底逃げ面２３ａに連設されると共に第１底逃げ面２３ａよりも逃げ角が大きく設定される第２底逃げ面２３ｂと、外周刃２１ｂに連設される第１外周逃げ面２３ｃと、その第１外周逃げ面２３ｃに連設されると共に第１外周逃げ面２３ｃよりも逃げ角が大きく設定される第２外周逃げ面２３ｄとを備えている。なお、逃げ面２３は、これら４つの逃げ面２３ａ〜２３ｄを備える場合に限られず、例えば、第２底逃げ面２３ｂ及び第２外周逃げ面２３ｄを省略して、第１底逃げ面２３ａ及び第１外周逃げ面２３ｃのみにより逃げ面２３を構成しても良い。
【００３１】
除去面２４は、外周刃２１ｂによる被加工物の切削加工時に刃部２０と被加工物との干渉を回避するためのものであり、刃部２０の外面であって外周刃２１ｂが形成される端面とは反対側の端面に設けられ、図１（ｄ）に示すように、刃部２０が外周刃２１ｂの回転軌跡Ｔの内側に収まるように、すくい面２２に対して所定の角度で傾斜する平面状に形成されている。
【００３２】
また、刃部２０は、すくい面２２を形成する工程において、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成される。これにより、すくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００３３】
次いで、図２を参照して、上述したように構成されるエンドミル１００の製造方法について説明する。図２（ａ）は、刃部２０を工具本体１０に取り付ける刃部取付工程を示す図であり、図２（ｂ）は、刃部２０に切れ刃２１を形成する切れ刃形成工程を示す図である。
【００３４】
エンドミル１００を製造するにあたっては、まず、超硬合金から構成されるブランク（図示せず）にシャンク１１及びボデー１２を加工して工具本体１０を形成すると共に（工具本体形成工程）、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから刃部２０を形成する（刃部形成工程）。
【００３５】
刃部形成工程の後は、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定しつつ刃部２０にレーザ加工を施してすくい面２２を形成する（すくい面形成工程）。
【００３６】
すくい面形成工程の後は、刃部２０を工具本体１０に取り付ける（刃部取付工程）。ここで、刃部取付工程では、図２（ａ）に示すように、すくい面２２を取付座１３にろう付けして刃部２０を工具本体１０に取り付ける。
【００３７】
刃部取付工程の後は、刃部２０にレーザ加工を施して切れ刃２１を形成する（切れ刃形成工程）。ここで、切れ刃形成工程では、図２（ｂ）に示すように、工具本体１０のシャンク１１を加工機械Ｍに保持すると共に工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつレーザ加工機Ｒにより刃部２０にレーザ光（レーザの種類：ヤグレーザ、パルス出力：４ｍＪ、パルス幅：３ｍｓ、パルス周波数：５０ｋＨｚ）を照射して逃げ面２３及び除去面２４を加工する。これにより、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に切れ刃２１が形成される。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル１００によれば、切れ刃２１を形成するすくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２１の強度を高めることができる。よって、切れ刃２１に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。
【００３９】
また、すくい面２２は、刃部２０にレーザ加工を施して形成されているので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面２２を容易に形成することができる。
【００４０】
次いで、図３を参照して、第２実施の形態におけるエンドミル２００の詳細構成について説明する。なお、第１実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
図３（ａ）は、第２実施の形態におけるエンドミル２００の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるエンドミル２００の側面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｃ方向視におけるエンドミル２００の下面図である。また、図３（ｄ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｄ方向視を拡大して示したエンドミル２００の拡大正面図である。なお、図３（ａ）から（ｃ）では、エンドミル２００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００４２】
図３に示すように、エンドミル２００は、工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図３（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２２０とを備えて構成されている。
【００４３】
刃部２２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから舌片状に形成され、切れ刃２２１と、すくい面２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。切れ刃２２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部２２０の先端側（図３（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃２２１ａと、その底刃２２１ａに連接され刃部２２０の外周に形成される外周刃２２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル２００は、図３（ａ）に示すように、底刃２２１ａが工具本体１０の先端側に凸となる円弧状に形成され、底刃２２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルとして構成されている。
【００４４】
また、刃部２２０は、すくい面２２を形成する工程において、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成される。これにより、すくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００４５】
上述したように構成されるエンドミル２００の製造方法については、第１実施の形態におけるエンドミル１００の製造方法と同様であるため、その説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル２００によれば、底刃２２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルにおいても、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２２１の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができる。
【００４７】
次いで、図４を参照して、第３実施の形態におけるエンドミル３００の詳細構成について説明する。なお、第１実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
図４（ａ）は、第３実施の形態におけるエンドミル３００の上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるエンドミル３００の側面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｃ方向視におけるエンドミル３００の下面図である。また、図４（ｄ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｄ方向視を拡大して示したエンドミル３００の拡大正面図である。なお、図４（ａ）から（ｃ）では、エンドミル３００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００４９】
図４に示すように、エンドミル３００は、工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図４（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部３２０とを備えて構成されている。
【００５０】
刃部３２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから舌片状に形成され、切れ刃３２１と、ギャッシュ３２５と、すくい面３２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。
【００５１】
切れ刃３２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面３２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部３２０の先端側（図４（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃３２１ａと、その底刃３２１ａに連接され刃部３２０の外周に形成される外周刃３２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル３００は、図４（ａ）に示すように、底刃３２１ａが工具本体１０の先端側に凸となる円弧状に形成され、底刃３２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルとして構成されている。
【００５２】
また、底刃３２１ａは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、刃部３２０の先端に位置する刃先Ｅが軸心Ｏと交わるように構成されると共に、図４（ｄ）に示すように、軸心Ｏ方向の平面視において工具本体１０の回転方向（矢印Ｒ方向）に凸となる円弧状に形成されている。
【００５３】
ギャッシュ３２５は、切れ刃３２１による被加工物の切削加工時に切りくずを収容および排出するためのものであり、刃部３２０の外面であって取付座１３にろう付けされる一面に切れ刃３２１に沿って凹設されている。
【００５４】
すくい面３２２は、切れ刃３２１による被加工物の切削加工時に切りくずを生成および排出するためのものであり、ギャッシュ３２５の溝底面により構成され、外周刃３２１ｂを形成する範囲が軸心Ｏと平行な平面状に形成されると共に、底刃３２１ａを形成する範囲（以下、「底刃３２１ａを形成するすくい面３２２」と称す。）が軸心Ｏに対して螺旋状に形成されている。よって、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２を軸心Ｏに対して螺旋状に形成する（即ち、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２をスパイラルギャッシュにより構成する）ことで、切削加工時に底刃３２１ａに作用する切削抵抗の作用方向を多方向へ分散させることができる。これにより、底刃３２１ａが受ける切削抵抗を低減することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。更に、底刃３２１ａが受ける切削抵抗を低減することで、切削加工時の振れを抑制できるので、切削精度の向上を図ることができる。
【００５５】
また、刃部３２０は、取付座１３にろう付けされる一面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成されると共に、すくい面３２２を形成する工程において、すくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように形成される。これにより、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００５６】
上述したように構成されるエンドミル３００を製造するにあたっては、まず、工具本体形成工程を行うと共に刃部形成工程を行う。刃部形成工程の後は、刃部取付工程を行うと共にすくい面形成工程および刃部形成工程を行う。なお、すくい面形成工程では、工具本体１０のシャンク１１を加工機械に保持すると共に工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつレーザ加工機により刃部３２０にレーザ光を照射してギャッシュ３２５を加工する（図２（ｂ）参照）。これにより、ギャッシュ３２５の溝底面にすくい面３２２が形成される。このように、工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつ刃部３２０にすくい面３２２を形成することで、レーザ光の照射軌跡を複雑に制御しなくとも、螺旋状のすくい面３２２を容易に形成することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル３００によれば、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されているので、底刃３２１ａにおいて使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の底刃３２１ａの強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃３２１ａの強度を高めることで、底刃３２１ａ全体の寿命を均等化できるので、底刃３２１ａが局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができる。
【００５８】
本実施の形態のように、すくい面３２２が軸心Ｏに対して螺旋状に形成される場合には、すくい面３２２全体を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することは不可能であるところ、すくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成することで、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃３２１ａの強度を高めることができるので、切削精度の向上と工具寿命の向上とを両立して図ることができる。
【００５９】
また、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、刃先Ｅの強度を高めることができる。よって、底刃３２１ａが被加工物へ食い付く際に衝撃荷重を受ける刃先Ｅの強度を高めることで、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６０】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６１】
例えば、上記第１実施の形態では、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部が角形状に形成され、エンドミル１００がスクエアエンドミルとして構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部を円弧状に形成して、エンドミル１００をラジアスエンドミルとして構成しても良い。
【００６２】
上記第３実施の形態では、刃部３２０の取付座１３にろう付けされる一面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面とされ、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、底刃３２１ａと外周刃３２ｂとの連接部のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成しても良く、或いは、外周刃３２１ｂを形成するすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成しても良い。また、上記第３実施の形態では、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面とされ、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と接するように構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、底刃３２１ａの一部分の範囲（例えば、底刃３２１ａの全長の１０％に対応する幅など）を形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成しても良い。
【００６３】
いずれの場合にも、切れ刃３２１において使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の切れ刃３２１の強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して切れ刃３２１の強度を高めることで、切れ刃３２１全体の寿命を均等化できるので、切れ刃３２１が局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６４】
上記各実施の形態では、刃部２０，２２０，３２０が取付座１３にろう付けされて刃部２０，２２０，３２０が工具本体１０に取り付けられる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、接着剤などを用いて刃部２０，２２０，３２０を工具本体１０に取り付けても良く、或いは、ねじ等を用いて刃部２０，２２０，３２０を工具本体１０に取り付けても良い。
【００６５】
上記第１実施の形態では、刃部取付工程の後に切れ刃形成工程を行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、刃部形成工程の後であって刃部取付工程の前に切れ刃形成工程を行っても良い。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、エンドミル１００，２００，３００の製造工程において、工具本体形成工程の後に刃部形成工程を行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、工具本体形成工程の前に刃部形成工程を行っても良く、或いは、工具本体形成工程と刃部形成工程とを同時に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は、第１実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｄ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【図２】（ａ）は、刃部を工具本体に取り付ける刃部取付工程を示す図であり、（ｂ）は、刃部に切れ刃を形成する切れ刃形成工程を示す図である。
【図３】（ａ）は、第２実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【図４】（ａ）は、第３実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｃ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｄ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００，２００，３００ エンドミル
１０ 工具本体
２０，２２０，３２０ 刃部
２１，２２１，３２１ 切れ刃
２２，３２２ すくい面
３２１ａ 底刃
Ｅ 刃先
Ｏ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶ダイヤモンドから構成される刃部を備えたエンドミルに関し、特に、切れ刃の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができるエンドミル及びエンドミルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備える刃部を単結晶ダイヤモンドから構成したエンドミルが知られている。この種のエンドミルとして、例えば、特許文献１には、単結晶ダイヤモンドの（１００）結晶面または（１１０）結晶面により切れ刃のすくい面を構成したエンドミルが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１４８４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、単結晶ダイヤモンドは、極めて硬い性質を備えているものの、結晶面の違いにより硬さが異なり、（１００）結晶面や（１１０）結晶面などは結晶面の中でも比較的に軟らかいとされている。
【０００４】
このため、上述した特許文献１に開示されるエンドミルでは、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中でも比較的に軟らかい（１００）結晶面や（１１０）結晶面によりすくい面を構成しているので、切れ刃の強度を十分に確保できず、工具寿命が不十分であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、切れ刃の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができるエンドミル及びエンドミルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載のエンドミルは、軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備えるものであって、前記刃部は、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備え、そのすくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【０００７】
請求項２記載のエンドミルは、請求項１記載のエンドミルにおいて、前記すくい面は、前記刃部にレーザ加工を施して形成されている。
【０００８】
請求項３記載のエンドミルは、請求項１又は２に記載のエンドミルにおいて、前記切れ刃は、前記刃部の先端側に形成され回転軌跡が半球状を呈すると共に前記軸心方向の平面視において前記工具本体の回転方向に凸となる円弧状の底刃を備え、その底刃を形成する前記すくい面は、前記軸心に対して螺旋状に形成され前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されている。
【０００９】
請求項４記載のエンドミルは、請求項３記載のエンドミルにおいて、前記底刃は、前記刃部の先端に位置する刃先が前記軸心と交わるように構成され、前記刃先を形成する前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００１０】
請求項５記載のエンドミルの製造方法は、軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備え、その刃部に、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備えたエンドミルの製造方法であって、前記刃部にレーザ加工を施して前記すくい面を形成するすくい面形成工程を備え、そのすくい面形成工程により形成される前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００１１】
請求項６記載のエンドミルの製造方法は、請求項５記載のエンドミルの製造方法において、前記工具本体を形成する工具本体形成工程と、前記刃部を形成する刃部形成工程と、その刃部形成工程により形成された前記刃部を前記工具本体形成工程により形成された前記工具本体に取り付ける刃部取付工程とを備え、その刃部取付工程の後に前記すくい面形成工程を行う。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のエンドミルによれば、切れ刃を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面とすることで、切れ刃の強度を高めることができる。よって、切れ刃に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１３】
請求項２記載のエンドミルによれば、請求項１記載のエンドミルの奏する効果に加え、すくい面は、刃部にレーザ加工を施して形成されているので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【００１４】
請求項３記載のエンドミルによれば、請求項１又は２に記載のエンドミルの奏する効果に加え、底刃を形成するすくい面は、軸心に対して螺旋状に形成されているので、切削加工時に底刃に作用する切削抵抗の作用方向を多方向へ分散させることができる。よって、底刃が受ける切削抵抗を低減することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。更に、底刃が受ける切削抵抗を低減することで、切削加工時の振れを抑制できるので、切削精度の向上を図ることができるという効果がある。
【００１５】
また、底刃を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されているので、底刃において使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の底刃の強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃の強度を高めることで、底刃全体の寿命を均等化できるので、底刃が局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１６】
このように、すくい面が軸心に対して螺旋状に形成される場合には、すくい面全体を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することは不可能であるところ、すくい面を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成することで、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃の強度を高めることができるので、切削精度の向上と工具寿命の向上とを両立して図ることができるという効果がある。
【００１７】
なお、請求項３の「単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されている」との記載は、底刃を形成するすくい面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面を横切る場合に限られず、底刃を形成するすくい面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面に接する場合を含む趣旨である。
【００１８】
請求項４記載のエンドミルによれば、請求項３記載のエンドミルの奏する効果に加え、底刃の刃先を形成するすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、かかる刃先の強度を高めることができる。よって、底刃が被加工物へ食い付く際に衝撃荷重を受ける刃先の強度を高めることで、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１９】
請求項５記載のエンドミルの製造方法によれば、すくい面形成工程により形成されるすくい面は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面とすることで、切れ刃の強度を高めることができる。よって、切れ刃に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００２０】
また、すくい面形成工程は、刃部にレーザ加工を施してすくい面を形成するので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【００２１】
請求項６記載のエンドミルの製造方法によれば、請求項５記載のエンドミルの製造方法の奏する効果に加え、刃部取付工程の後にすくい面形成工程を行うので、工具本体を軸心回りに回転させつつ刃部にすくい面を形成することで、レーザ光の照射軌跡を複雑に制御しなくとも、複雑な形状（例えば、螺旋状など）のすくい面を容易に形成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の第１実施の形態におけるエンドミル１００の詳細構成について説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、第１実施の形態におけるエンドミル１００の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるエンドミル１００の側面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視におけるエンドミル１００の下面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｄ方向視を拡大して示したエンドミル１００の拡大正面図である。なお、図１（ａ）から（ｃ）では、エンドミル１００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００２４】
エンドミル１００は、マシニングセンタ等の加工機械（図示せず）から伝達される回転力により金型等の自由曲面加工を行うための切削工具であり、図１に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成される工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図１（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２０とを備えて構成されている。なお、工具本体１０は、超硬合金から構成される場合に限られず、例えば、工具本体１０を高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００２５】
工具本体１０は、その後端側に設けられるシャンク１１と、そのシャンク１１に連設され工具本体１０の先端側に設けられるボデー１２とを備えて構成されている。シャンク１１は、加工機械に保持される部位であり、軸心Ｏを中心とする円柱状に形成されている。エンドミル１００は、このシャンク１１を介して工具本体１０が加工機械に保持されることで、加工機械から伝達される回転力により軸心Ｏ回りに回転して、チップ２０により被加工物（図示せず）の切削加工を行う。なお、シャンク１１は、円柱状に形成される場合に限られず、例えば、シャンク１１を工具本体１０の先端側から後端側へ向かうにつれて外径が縮小するテーパ状に形成しても良い。
【００２６】
ボデー１２は、刃部２０が取り付けられる部位であり、刃部２０をろう付けするための取付座１３を備えている。取付座１３は、軸心Ｏと平行な平面状に形成され、シャンク１１との境界部から工具本体１０の先端に至るまで延設されている。よって、取付座１３を平面状に形成することで、刃部２０を取付座１３に密着させると共に、取付座１３をシャンク１１との境界部から工具本体１０の先端に至るまで延設することで、刃部２０と取付座１３との接触面積を大きく確保することができる。これにより、取付座１３への刃部２０の取り付け強度を高めることができる。
【００２７】
また、ボデー１２は、シャンク１１に連設され工具本体１０の先端側へ向かうにつれて外径が縮小する半円錐状の半円錐部１２ａと、その半円錐部１２ａに連設されシャンク１１よりも外径の小さい半円柱状の半円柱部１２ｂとを備えて構成され、全体としてシャンク１１の外径よりも小さく形成されている。よって、シャンク１１の外径の大きさに関わらず刃部２０の外周に形成される外周刃２１ｂにより被加工物の切削加工を行うことができる。これにより、高価な単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２０のサイズをシャンク１１の外径とは無関係に小さくできるので、刃部２０のコストを低減して、その分、エンドミル１００を安価に製造することができる。
【００２８】
刃部２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから短冊状に形成され、切れ刃２１と、すくい面２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。切れ刃２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部２０の先端側（図１（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃２１ａと、その底刃２１ａに連接され刃部２０の外周に形成される外周刃２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル１００は、図１（ａ）に示すように、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部が角形状に形成されるスクエアエンドミルとして構成されている。
【００２９】
すくい面２２は、切れ刃２１による被加工物の切削加工時に切りくずを生成および排出するためのものであり、刃部２０の外面であって取付座１３にろう付けされる一面により構成され、軸心Ｏと平行な平面状に形成されている。
【００３０】
逃げ面２３は、切れ刃２１による被加工物の切削加工時に刃部２０と被加工物との接触面積を低減するためのものであり、すくい面２２に対して所定の逃げ角で傾斜する平面状に形成され、底刃２１ａに連設される第１底逃げ面２３ａと、その第１底逃げ面２３ａに連設されると共に第１底逃げ面２３ａよりも逃げ角が大きく設定される第２底逃げ面２３ｂと、外周刃２１ｂに連設される第１外周逃げ面２３ｃと、その第１外周逃げ面２３ｃに連設されると共に第１外周逃げ面２３ｃよりも逃げ角が大きく設定される第２外周逃げ面２３ｄとを備えている。なお、逃げ面２３は、これら４つの逃げ面２３ａ〜２３ｄを備える場合に限られず、例えば、第２底逃げ面２３ｂ及び第２外周逃げ面２３ｄを省略して、第１底逃げ面２３ａ及び第１外周逃げ面２３ｃのみにより逃げ面２３を構成しても良い。
【００３１】
除去面２４は、外周刃２１ｂによる被加工物の切削加工時に刃部２０と被加工物との干渉を回避するためのものであり、刃部２０の外面であって外周刃２１ｂが形成される端面とは反対側の端面に設けられ、図１（ｄ）に示すように、刃部２０が外周刃２１ｂの回転軌跡Ｔの内側に収まるように、すくい面２２に対して所定の角度で傾斜する平面状に形成されている。
【００３２】
また、刃部２０は、すくい面２２を形成する工程において、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成される。これにより、すくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００３３】
次いで、図２を参照して、上述したように構成されるエンドミル１００の製造方法について説明する。図２（ａ）は、刃部２０を工具本体１０に取り付ける刃部取付工程を示す図であり、図２（ｂ）は、刃部２０に切れ刃２１を形成する切れ刃形成工程を示す図である。
【００３４】
エンドミル１００を製造するにあたっては、まず、超硬合金から構成されるブランク（図示せず）にシャンク１１及びボデー１２を加工して工具本体１０を形成すると共に（工具本体形成工程）、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから刃部２０を形成する（刃部形成工程）。
【００３５】
刃部形成工程の後は、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定しつつ刃部２０にレーザ加工を施してすくい面２２を形成する（すくい面形成工程）。
【００３６】
すくい面形成工程の後は、刃部２０を工具本体１０に取り付ける（刃部取付工程）。ここで、刃部取付工程では、図２（ａ）に示すように、すくい面２２を取付座１３にろう付けして刃部２０を工具本体１０に取り付ける。
【００３７】
刃部取付工程の後は、刃部２０にレーザ加工を施して切れ刃２１を形成する（切れ刃形成工程）。ここで、切れ刃形成工程では、図２（ｂ）に示すように、工具本体１０のシャンク１１を加工機械Ｍに保持すると共に工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつレーザ加工機Ｒにより刃部２０にレーザ光（レーザの種類：ヤグレーザ、パルス出力：４ｍＪ、パルス幅：３ｍｓ、パルス周波数：５０ｋＨｚ）を照射して逃げ面２３及び除去面２４を加工する。これにより、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に切れ刃２１が形成される。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル１００によれば、切れ刃２１を形成するすくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２１の強度を高めることができる。よって、切れ刃２１に生じる欠けや摩耗などを抑制することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。
【００３９】
また、すくい面２２は、刃部２０にレーザ加工を施して形成されているので、硬さに優れるが故に研磨加工などでは加工が困難な単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面をレーザ光により溶融させることで、その（１１１）結晶面にすくい面２２を容易に形成することができる。
【００４０】
次いで、図３を参照して、第２実施の形態におけるエンドミル２００の詳細構成について説明する。なお、第１実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
図３（ａ）は、第２実施の形態におけるエンドミル２００の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるエンドミル２００の側面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｃ方向視におけるエンドミル２００の下面図である。また、図３（ｄ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｄ方向視を拡大して示したエンドミル２００の拡大正面図である。なお、図３（ａ）から（ｃ）では、エンドミル２００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００４２】
図３に示すように、エンドミル２００は、工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図３（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部２２０とを備えて構成されている。
【００４３】
刃部２２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから舌片状に形成され、切れ刃２２１と、すくい面２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。切れ刃２２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部２２０の先端側（図３（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃２２１ａと、その底刃２２１ａに連接され刃部２２０の外周に形成される外周刃２２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル２００は、図３（ａ）に示すように、底刃２２１ａが工具本体１０の先端側に凸となる円弧状に形成され、底刃２２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルとして構成されている。
【００４４】
また、刃部２２０は、すくい面２２を形成する工程において、すくい面２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成される。これにより、すくい面２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００４５】
上述したように構成されるエンドミル２００の製造方法については、第１実施の形態におけるエンドミル１００の製造方法と同様であるため、その説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル２００によれば、底刃２２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルにおいても、単結晶ダイヤモンドの結晶面の中で最も硬さに優れているとされる（１１１）結晶面をすくい面２２とすることで、切れ刃２２１の強度を高めて、工具寿命の向上を図ることができる。
【００４７】
次いで、図４を参照して、第３実施の形態におけるエンドミル３００の詳細構成について説明する。なお、第１実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
図４（ａ）は、第３実施の形態におけるエンドミル３００の上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるエンドミル３００の側面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｃ方向視におけるエンドミル３００の下面図である。また、図４（ｄ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｄ方向視を拡大して示したエンドミル３００の拡大正面図である。なお、図４（ａ）から（ｃ）では、エンドミル３００の軸心Ｏ方向の長さを一部省略して図示している。
【００４９】
図４に示すように、エンドミル３００は、工具本体１０と、その工具本体１０の先端（図４（ａ）〜（ｃ）左側）に取り付けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部３２０とを備えて構成されている。
【００５０】
刃部３２０は、天然または人工の単結晶ダイヤモンドから舌片状に形成され、切れ刃３２１と、ギャッシュ３２５と、すくい面３２２と、逃げ面２３と、除去面２４とを備えている。
【００５１】
切れ刃３２１は、被加工物を切削加工するためのものであり、すくい面３２２と逃げ面２３とが交差する稜線部に形成され、刃部３２０の先端側（図４（ａ）〜（ｃ）左側）に形成される底刃３２１ａと、その底刃３２１ａに連接され刃部３２０の外周に形成される外周刃３２１ｂとを備えている。なお、本実施の形態におけるエンドミル３００は、図４（ａ）に示すように、底刃３２１ａが工具本体１０の先端側に凸となる円弧状に形成され、底刃３２１ａの回転軌跡が半球状を呈するボールエンドミルとして構成されている。
【００５２】
また、底刃３２１ａは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、刃部３２０の先端に位置する刃先Ｅが軸心Ｏと交わるように構成されると共に、図４（ｄ）に示すように、軸心Ｏ方向の平面視において工具本体１０の回転方向（矢印Ｒ方向）に凸となる円弧状に形成されている。
【００５３】
ギャッシュ３２５は、切れ刃３２１による被加工物の切削加工時に切りくずを収容および排出するためのものであり、刃部３２０の外面であって取付座１３にろう付けされる一面に切れ刃３２１に沿って凹設されている。
【００５４】
すくい面３２２は、切れ刃３２１による被加工物の切削加工時に切りくずを生成および排出するためのものであり、ギャッシュ３２５の溝底面により構成され、外周刃３２１ｂを形成する範囲が軸心Ｏと平行な平面状に形成されると共に、底刃３２１ａを形成する範囲（以下、「底刃３２１ａを形成するすくい面３２２」と称す。）が軸心Ｏに対して螺旋状に形成されている。よって、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２を軸心Ｏに対して螺旋状に形成する（即ち、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２をスパイラルギャッシュにより構成する）ことで、切削加工時に底刃３２１ａに作用する切削抵抗の作用方向を多方向へ分散させることができる。これにより、底刃３２１ａが受ける切削抵抗を低減することができ、その分、工具寿命の向上を図ることができる。更に、底刃３２１ａが受ける切削抵抗を低減することで、切削加工時の振れを抑制できるので、切削精度の向上を図ることができる。
【００５５】
また、刃部３２０は、取付座１３にろう付けされる一面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面となるように結晶面を選定して形成されると共に、すくい面３２２を形成する工程において、すくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように形成される。これにより、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されている。
【００５６】
上述したように構成されるエンドミル３００を製造するにあたっては、まず、工具本体形成工程を行うと共に刃部形成工程を行う。刃部形成工程の後は、刃部取付工程を行うと共にすくい面形成工程および刃部形成工程を行う。なお、すくい面形成工程では、工具本体１０のシャンク１１を加工機械に保持すると共に工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつレーザ加工機により刃部３２０にレーザ光を照射してギャッシュ３２５を加工する（図２（ｂ）参照）。これにより、ギャッシュ３２５の溝底面にすくい面３２２が形成される。このように、工具本体１０を軸心Ｏ回りに回転させつつ刃部３２０にすくい面３２２を形成することで、レーザ光の照射軌跡を複雑に制御しなくとも、螺旋状のすくい面３２２を容易に形成することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるエンドミル３００によれば、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されているので、底刃３２１ａにおいて使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の底刃３２１ａの強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃３２１ａの強度を高めることで、底刃３２１ａ全体の寿命を均等化できるので、底刃３２１ａが局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができる。
【００５８】
本実施の形態のように、すくい面３２２が軸心Ｏに対して螺旋状に形成される場合には、すくい面３２２全体を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することは不可能であるところ、すくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成することで、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して底刃３２１ａの強度を高めることができるので、切削精度の向上と工具寿命の向上とを両立して図ることができる。
【００５９】
また、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２は、単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されているので、刃先Ｅの強度を高めることができる。よって、底刃３２１ａが被加工物へ食い付く際に衝撃荷重を受ける刃先Ｅの強度を高めることで、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６０】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６１】
例えば、上記第１実施の形態では、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部が角形状に形成され、エンドミル１００がスクエアエンドミルとして構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、底刃２１ａと外周刃２１ｂとの連接部を円弧状に形成して、エンドミル１００をラジアスエンドミルとして構成しても良い。
【００６２】
上記第３実施の形態では、刃部３２０の取付座１３にろう付けされる一面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面とされ、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、底刃３２１ａと外周刃３２ｂとの連接部のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成しても良く、或いは、外周刃３２１ｂを形成するすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成しても良い。また、上記第３実施の形態では、底刃３２１ａの刃先Ｅを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面とされ、底刃３２１ａを形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と接するように構成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、底刃３２１ａの一部分の範囲（例えば、底刃３２１ａの全長の１０％に対応する幅など）を形成するすくい面３２２が単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成しても良い。
【００６３】
いずれの場合にも、切れ刃３２１において使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位のすくい面３２２を単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成することで、かかる部位およびその近傍の切れ刃３２１の強度を他の部位と比較して相対的に高めることができる。よって、使用頻度の高い部位または加工条件が厳しく欠けや摩耗などが生じ易い部位を特定して切れ刃３２１の強度を高めることで、切れ刃３２１全体の寿命を均等化できるので、切れ刃３２１が局所的に劣化することを防止して、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６４】
上記各実施の形態では、刃部２０，２２０，３２０が取付座１３にろう付けされて刃部２０，２２０，３２０が工具本体１０に取り付けられる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、接着剤などを用いて刃部２０，２２０，３２０を工具本体１０に取り付けても良く、或いは、ねじ等を用いて刃部２０，２２０，３２０を工具本体１０に取り付けても良い。
【００６５】
上記第１実施の形態では、刃部取付工程の後に切れ刃形成工程を行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、刃部形成工程の後であって刃部取付工程の前に切れ刃形成工程を行っても良い。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、エンドミル１００，２００，３００の製造工程において、工具本体形成工程の後に刃部形成工程を行う場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、工具本体形成工程の前に刃部形成工程を行っても良く、或いは、工具本体形成工程と刃部形成工程とを同時に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は、第１実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｄ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【図２】（ａ）は、刃部を工具本体に取り付ける刃部取付工程を示す図であり、（ｂ）は、刃部に切れ刃を形成する切れ刃形成工程を示す図である。
【図３】（ａ）は、第２実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【図４】（ａ）は、第３実施の形態におけるエンドミルの上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるエンドミルの側面図であり、（ｃ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｃ方向視におけるエンドミルの下面図であり、（ｄ）は、図４（ａ）の矢印ＩＶｄ方向視を拡大して示したエンドミルの拡大正面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００，２００，３００ エンドミル
１０ 工具本体
２０，２２０，３２０ 刃部
２１，２２１，３２１ 切れ刃
２２，３２２ すくい面
３２１ａ 底刃
Ｅ 刃先
Ｏ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備えたエンドミルにおいて、
前記刃部は、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備え、
そのすくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
前記すくい面は、前記刃部にレーザ加工を施して形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
【請求項３】
前記切れ刃は、前記刃部の先端側に形成され回転軌跡が半球状を呈すると共に前記軸心方向の平面視において前記工具本体の回転方向に凸となる円弧状の底刃を備え、
その底刃を形成する前記すくい面は、前記軸心に対して螺旋状に形成され前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドミル。
【請求項４】
前記底刃は、前記刃部の先端に位置する刃先が前記軸心と交わるように構成され、
前記刃先を形成する前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とする請求項３記載のエンドミル。
【請求項５】
軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備え、その刃部に、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備えたエンドミルの製造方法において、
前記刃部にレーザ加工を施して前記すくい面を形成するすくい面形成工程を備え、
そのすくい面形成工程により形成される前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とするエンドミルの製造方法。
【請求項６】
前記工具本体を形成する工具本体形成工程と、
前記刃部を形成する刃部形成工程と、
その刃部形成工程により形成された前記刃部を前記工具本体形成工程により形成された前記工具本体に取り付ける刃部取付工程とを備え、
その刃部取付工程の後に前記すくい面形成工程を行うことを特徴とする請求項５記載のエンドミルの製造方法。
【請求項１】
軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備えたエンドミルにおいて、
前記刃部は、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備え、
そのすくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
前記すくい面は、前記刃部にレーザ加工を施して形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
【請求項３】
前記切れ刃は、前記刃部の先端側に形成され回転軌跡が半球状を呈すると共に前記軸心方向の平面視において前記工具本体の回転方向に凸となる円弧状の底刃を備え、
その底刃を形成する前記すくい面は、前記軸心に対して螺旋状に形成され前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面と交わるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドミル。
【請求項４】
前記底刃は、前記刃部の先端に位置する刃先が前記軸心と交わるように構成され、
前記刃先を形成する前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とする請求項３記載のエンドミル。
【請求項５】
軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の先端に設けられ単結晶ダイヤモンドから構成される刃部とを備え、その刃部に、切れ刃と、その切れ刃を形成するすくい面とを備えたエンドミルの製造方法において、
前記刃部にレーザ加工を施して前記すくい面を形成するすくい面形成工程を備え、
そのすくい面形成工程により形成される前記すくい面は、前記単結晶ダイヤモンドの（１１１）結晶面により構成されていることを特徴とするエンドミルの製造方法。
【請求項６】
前記工具本体を形成する工具本体形成工程と、
前記刃部を形成する刃部形成工程と、
その刃部形成工程により形成された前記刃部を前記工具本体形成工程により形成された前記工具本体に取り付ける刃部取付工程とを備え、
その刃部取付工程の後に前記すくい面形成工程を行うことを特徴とする請求項５記載のエンドミルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２３１９２（Ｐ２０１０−２３１９２Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８２７９（Ｐ２００８−１８８２７９）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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