(57)【要約】  【課題】ダイヤモンドの相当する耐磨耗性を発揮するとともに、形状設計が自由であって、製作コストにおいても有利である。  【解決手段】本発明のレースセンタ１は、ワークと接触する作用面として機能するところの先端部分２１と脚部分２２とからなるヘッド部２と、このヘッド部２を固定するボディ部３との２個のパーツから基本的に構成されている。このヘッド部２は、ＷＣ−Ｃo系超硬合金より形成され、その先端部分２１の円錐形の作用面２１ａは、耐磨耗性を発揮するようＣＶＤ法によるダイヤモンド膜４によって被覆されおり、かつその脚部分２２は、前記先端部分２１から同軸に延びる円柱状の部分であり、後記のボディ部３に固定されるに十分な直径と長さを備えている。そして、この脚部分２２は、ボディ部３の一端に設けた嵌着孔３１に焼きばめ方式により着脱可能に嵌着し固定している。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具であって、ＷＣ−Ｃo系超硬合金より形成される先端部分と脚部分とからなるヘッド部の、少なくとも先端部分の作用面がＣＶＤ法によるダイヤモンド膜で被覆されるとともに、その脚部分がボディ部に着脱可能に固定され、ヘッド部とボディ部とが一体化されていることを特徴とする耐磨耗治具。
【請求項２】
前記ヘッド部の脚部分を、前記ボディ部に焼きばめにより嵌着し固定したものである請求項１に記載の耐磨耗治具。
【請求項３】
前記ダイヤモンド被膜の厚さが６〜２０μｍである請求項２に記載の耐磨耗治具。
【請求項４】
前記耐磨耗治具がレースセンタである請求項３に記載の耐磨耗治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐磨耗治具、例えば旋盤や円筒研削盤などの用いられるワークの芯押し治具（レースセンタ）の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から旋盤や円筒研削盤による機械加工において、回転するワークの回転中心を支持するためレースセンタが使用される（特許文献１参照）。特に、このような機械加工においてワークの正確に芯出しすることは不可欠な要素であり、この目的に用いられるレースセンタは、焼き入れ鋼や超硬合金など硬質金属で製作されるのが通常である。
【特許文献１】特開平１１−３０９６５１号公報：請求項１、段落（００３３）、図１、図５
【０００３】
レースセンタの先端部は、尖鋭形状に形成され、ワークと接触する作用面として機能するので、ワークとの間で強い応力がかかるため磨耗が激しいことから、耐磨耗性に優れた材料が選択される。しかし、このレースセンタを製作する際の加工のし易さ、コストなどの観点から、前記のように焼き入れ鋼や超硬合金など硬質金属が用いられるのであるが、耐磨耗性の点で改善の余地があった。
【０００４】
また、これら硬質金属以上の耐磨耗性を持つ材料として燒結ダイヤモンドなどは、耐磨耗性の点で良い結果が得られるものの、成形などの加工が著しく困難なうえ、素材自体のコストが高いので普及するに至っていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、レースセンタのような先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具について、ダイヤモンドの相当する耐磨耗性を発揮するとともに、形状設計が自由であって、製作コストにおいても有利である耐磨耗治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題は、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具であって、ＷＣ−Ｃo系超硬合金より形成される先端部分と脚部分とからなるヘッド部の、少なくとも先端部分の作用面がＣＶＤ法によるダイヤモンド膜で被覆されるとともに、その脚部分がボディ部に着脱可能に固定され、ヘッド部とボディ部とが一体化されていることを特徴とする本発明の耐磨耗治具によって、解決することができる。
【０００７】
また、本発明は、前記ヘッド部の脚部分を、前記ボディ部に焼きばめにより嵌着し固定したものであるのが好ましく、さらに前記ダイヤモンド被膜の厚さが６〜２０μｍであるもの、さらに前記耐磨耗治具がレースセンタであるのが最も好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の耐磨耗治具は、ヘッド部とボディ部との２部材が一体化されている治具であって、ヘッド部の耐磨耗性が要求される先端部分をＷＣ−Ｃo系超硬合金より形成し、その作用面をＣＶＤ法によるダイヤモンド膜で被覆しているので、ダイヤモンド相当の耐磨耗性が得られ、ダイヤモンド被覆は部分的なので製作コストを抑えることができる。さらに、ダイヤモンド膜を利用するので、被膜は母材形状に倣って形成されるから、被覆後に形状加工の必要がない他、形状設計が自由になるなどコスト上の利点が得られる。
【０００９】
そして、本発明におけるヘッド部は先端部分と脚部分とからなり、その脚部分が前記ボディ部に焼きばめなどの手法により着脱可能に固定するようにしているので、耐磨耗治具の全体を超硬合金で製作する必要がないことになり、この点からも製作コストが有利となる。
【００１０】
また、使用後、先端部分が磨耗した場合は、再生のためヘッド部を交換することができるので、ランニングコストが抑制できる利点がある。また、脚部分の固定を焼きばめにより行えば、着脱を繰り返し行っても、剛性が変化しないので精度が高く維持できる利点が得られる。よって本発明は、従来の問題点を解消した耐磨耗治具として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の耐磨耗治具に係る実施形態について、図１〜３を参照しながら説明する。本発明は、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具に関するものであるが、その代表的ものとして、旋盤や円筒研削盤における、回転するワークを支持するためレースセンタ１を事例として説明する。
【００１２】
このレースセンタ１は、如上の通り、旋盤など機械加工において、その先端部でもって回転するワークを確実に支持するため、尖鋭形状に形成され、ワークと接触する作用面として機能するよう、すぐれた耐磨耗性が要求されるところの先端部分２１と脚部分２２とからなるヘッド部２と、このヘッド部２を固定するボディ部３との２個のパーツから基本的に構成されている。
【００１３】
そして、このヘッド部２は、ＷＣ−Ｃo系超硬合金より形成されるが、形態としては、図３に例示するように、先端部分２１と脚部分２２が連続して一体となっている円錐ストレートタイプ（図３Ａ）、先端部分２１から段差をもって縮径した脚部分２２が連続して一体となっている円錐段付きタイプ（図３Ｂ）がある。
【００１４】
しかしそのいずれも、その先端部分２１に形成される円錐形の作用面２１ａは、ＣＶＤ法によるダイヤモンド膜４によって被覆されていて、ワーク（図示せず）と接触して要求される耐磨耗性を発揮するよう構成されている。このダイヤモンド膜４は、通常のＣＶＤ法によって形成される膜でよく、耐磨耗性の観点からその膜厚は６〜２０μｍの範囲が必要十分であって好ましい。
また、その脚部分２２は、前記先端部分２１から同軸に延びる円柱状の部分であり、後記のボディ部３に固定されるに十分な直径と長さを備えている。
【００１５】
次に、このボディ部３について説明すると、前記脚部分２２を着脱可能に、かつ同軸に固定して、ヘッド部２とボディ部３とを一体化できるものであり、例えば、ヘッド部２の脚部分２２を、ボディ部３の一端に設けた嵌着孔３１に焼きばめ方式により嵌着し固定した形態が好ましい。
【００１６】
このように、焼きばめ方式で固定すれば、ボディ部３を再加熱することにより、ヘッド部２をボディ部３から取外すことができるので、消耗したヘッド部２を新品と交換したり、リサイクルに供するなどが容易に行える利点があって、全体を入れ換える必要がなくメンテナンスコストを低減できる効果がある。
【００１７】
この焼きばめ方式による嵌着、固定とは、あらかじめ前記ボディ部３の嵌着孔３１の内径を、脚部分２２の外径より小径に成形しておき、前記ボディ部３を一旦、加熱して、嵌着孔３１の内径を熱膨張によって拡径させ、脚部分２２を挿入して、冷却することによって縮径させて、挿入した脚部分２２を弾性的に把持するものをいう。前記内径と外径との差、加熱温度などの条件は、材料の弾性率、熱膨張係数、最終的な把持力などに応じて予め設定するものとする。
【００１８】
また、このボディ部３自体は、ヘッド部２を上記のように固定するための固有強度を有していればよく、必ずしも、ヘッド部２のような超硬合金で形成する必要はない。例えば、硬度ＨＲＣ４０〜４５のＳＫ材クラスの鋼材が利用可能である。従って、本発明のレースセンタ１では、超硬合金のヘッド部２と、より安価な素材で形成されるボディ部３から構成されるので、全体の材料コストを大幅に低減できる利点が得られるのである。
【００１９】
以上の説明では、本発明の好ましい事例であるレースセンタについて説明しているが、本発明は、これに限定されず、先端部分に耐磨耗性が要求される耐磨耗治具一般に適用されることは言うまでもないことである。
【実施例】
【００２０】
膜厚６〜２０μｍのＣＶＤダイヤモンド膜を設けたヘッド部を備えた本発明の構造のレースセンタを実施例１とし、ＣＶＤダイヤモンド膜を設けていない超硬レースセンタを比較例１１として、円筒状窒化珪素焼成品の研削を、１日５時間稼動×３０日間（のべ１５０時間）行い、加工精度が劣化した場合を耐用時間（工具寿命）と判定した。この結果、比較例では新品との交換が３回、必要であったが、実施例では加工精度の劣化は認められず、ダイヤモンド膜の磨耗も観察できなかった。
この結果につき、寿命をのべ時間で表示すると、表１の通りである。
【００２１】
【表１】
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実施例１：ＣＶＤダイヤモンド膜を設けたレースセンタ
比較例１１：ＣＶＤダイヤモンド膜を設けていない超硬レースセンタ
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態であるレースセンタを示す要部断面図。
【図２】本発明のレースセンタのボディ部を示す側面図。
【図３】本発明のヘッド部の１事例を示す側面断面図（Ａ）、他の事例の側面断面図（Ｂ）。
【符号の説明】
【００２３】
１：レースセンタ
２：ヘッド部、２１：先端部分、２１ａ：作用面、２２：脚部分
３：ボディ部、３１：嵌着孔
４：ダイヤモンド膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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