JP2000233302A

JP2000233302A - センタ

Info

Publication number: JP2000233302A
Application number: JP11034209A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hayasaka; 謙司早坂; Teiji Hirashima; 悌司平嶋; Kenichiro Miyazaki; 賢一郎宮崎
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Diamond Industries Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Diamond Industries Co Ltd
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】センタのシャンク先端部と被加工物の接触面
への潤滑油の供給を良くするとともに、センタの製造コ
ストおよび超砥粒焼結体部分の補修コストを低減させ
る。【解決手段】鉄鋼材からなるモールステーパシャンク
のシャンク本体１の先端部２の周面に、ダイヤモンド焼
結体からなる４個の帯状のチップ３を、先端から後部に
向けて放射状に配設し、これらのチップ間の隙間に潤滑
油を保持する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤や円筒研削盤
などに使用され、被加工物の芯押し治具として用いられ
るセンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】研削や孔開けなど様々な加工が可能な旋
盤や円筒研削盤においては、特に被加工物を正確に芯出
しすることが重要であり、芯出しのためのセンタとし
て、シャンク先端部を硬質金属で形成したセンタが用い
られている。シャンク先端部は、切削または研削時に強
い力が集中的に加わるため非常に磨耗しやすく、この先
端部の磨耗は、回転体の中心位置のずれを生じ、これが
加工精度を低下させる大きな要因ともなっている。例え
ば、超硬合金をシャンク先端部に取り付けたセンタの場
合、真円度３μｍ以上の良好な加工精度を維持するため
には、約１０日ごとにシャンク先端部の再研磨が必要と
なる。

【０００３】この摩耗を軽減する対策として、株式会社
産業調査会、事典出版センター発行『新マシニング・ツ
ール事典』の８．４．２工作機械用耐磨工具（Ｐ６４
６）に記載されているように、シャンク先端部に円錐状
に形成したダイヤモンド焼結体のチップを嵌め込んだセ
ンタが実用化されている。また、本出願人もダイヤモン
ド焼結体のチップを用いたセンタとして、特開平９−２
０１７０３号公報、特開平９−２０１７０４号公報、特
開平９−２０１７０５号公報に記載のセンタを提案して
いる。

【０００４】さらに、このような超砥粒焼結体のチップ
を用いたセンタにおいて、口径の大きいセンタ穴用のセ
ンタの場合に超砥粒焼結体の使用量を節減するための方
策が、特開平８−５２６０２号公報や特開平１０−６１
０６号公報に開示されている。

【０００５】特開平８−５２６０２号公報に開示されて
いるセンタは、尖端周辺部を金属質またはサーメット系
高剛性材で構成し、基体の尖端を除く傾斜周面に焼結超
砥粒層を接合したものであり、特開平１０−６１０６号
公報に開示されているセンタは、先端の円錐形状部分
を、円錐形の抑え金、円錐台形の超砥粒焼結体及び円錐
台形の受け金で構成したものである。このように、円錐
形状の先端部の一部のみに超砥粒焼結体を用いるように
することによって、高価な超砥粒焼結体の使用量を節減
しようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、センタの使
用時においては、シャンク先端部と被加工物との摩擦を
低減するために潤滑油が使用されるが、従来のセンタは
シャンク先端部の周面形状が被加工物のセンタ穴の内面
形状とほぼ一致する形状をしており、両者は密接してい
るので、シャンク先端部と被加工物との接触面への潤滑
油の供給が十分に行われにくいという問題がある。

【０００７】また、上記の公開公報に記載のセンタは、
その製造工程が複雑で製造コストが高くなるという問題
があるとともに、補修の点において問題を有している。
超砥粒焼結体は硬度，耐摩耗性に優れている反面、靱性
が低いという欠点がある。このため、センタの使用時に
被加工物との接触による衝撃により超砥粒焼結体に欠損
やクラックが発生することがある。超砥粒焼結体に欠損
やクラックが発生したときに、超砥粒焼結体の部分のみ
を交換しようとする場合、上記の公開公報に記載のセン
タではつぎのような問題がある。

【０００８】特開平８−５２６０２号公報に記載のセン
タの超砥粒焼結体部分は、雌型と基体の間に供給した超
砥粒粉粒体を焼結して、超砥粒相互間の焼結及び基体と
の接合を行う方法によって形成されるものである。した
がって、欠損やクラックが発生した超砥粒焼結体部分を
補修するためには、超砥粒焼結体部分を削除したうえ
で、再び上記の方法によって超砥粒焼結体部分を形成し
なければならず、補修コストが高いものとなる。

【０００９】特開平１０−６１０６号公報に記載のセン
タの超砥粒焼結体部分は、抑え金の脚部をシャンクの孔
に嵌着するか、抑え金と超砥粒焼結体と受け金をそれら
の接触面で接合するか、抑え金の脚部にねじを立てナッ
トで止めるかして、他の部分とともに固定し、その後、
円錐台形状に加工することによって形成されるものであ
る。したがって、超砥粒焼結体に欠損やクラックが発生
した先端部分を再生させるためには、先端部分を全部取
り外したうえで、新製の場合と同じ工程により先端部分
を製作しなければならず、補修コストが高いものとな
る。

【００１０】本発明が解決すべき課題は、第１にセンタ
のシャンク先端部と被加工物の接触面への潤滑油の供給
を良くすることにあり、第２にシャンク先端部に超砥粒
焼結体を部分的に形成するセンタにおいて、センタの製
造コストおよび超砥粒焼結体部分の補修コストを低減さ
せることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意研究の結果、被加工物と接触するシャ
ンク先端部の周面に潤滑油を保持する空間を形成するこ
とによって、潤滑油の供給を良くすることを可能とし、
また、帯状とした超砥粒焼結体のチップをシャンク先端
部の外周面に配設することによって、センタの製造コス
トおよび超砥粒焼結体部分の補修コストを低減すること
を可能とした。

【００１２】すなわち本発明は、シャンク先端部が円錐
形状または円錐台形状をしたセンタにおいて、被加工物
と接触するシャンク先端部の周面に潤滑油を保持する空
間を形成したことを特徴とする。この空間は、シャンク
先端部の周面に複数個の帯状チップを、隣り合うチップ
との間に潤滑油を保持可能な間隔で配設するか、また
は、シャンク先端部の周面に潤滑油を保持可能な溝を設
けることによって形成することができる。

【００１３】シャンク先端部の周面に潤滑油を保持する
空間を形成することにより、センタ使用時にこの隙間を
通じて潤滑油が円滑に供給されるとともに保持され、セ
ンタ先端部と被加工物との摩擦が軽減される。

【００１４】ここで、前記空間を形成するためにシャン
ク先端部の周面に複数個の帯状チップを、隣り合うチッ
プとの間に潤滑油を保持可能な間隔で配設する場合は、
シャンク先端部の先端から後部に向けて帯状のチップを
放射状に配設するか、または、先端から順次間隔をおい
て多重環状に配設する。また、シャンク先端部の周面に
潤滑油を保持可能な溝を設ける場合は、シャンク先端部
の先端から後部に向かう放射状の溝、または、先端から
順次間隔をおいた多重環状の溝を研削加工または切削加
工により形成する。ここで、潤滑油を保持可能な間隔あ
るいは溝とは、隣り合うチップとの間、あるいは溝のな
かに潤滑油が存在する場合、潤滑油の表面張力と付着力
との関係から、被加工物が回転中でも潤滑油がチップど
うしの間、あるいは溝のなかに留まることが可能な間隔
あるいは溝の幅を指す。

【００１５】前記の帯状チップあるいは溝の配列をシャ
ンク先端部の先端から放射状とした場合は、多重環状と
した場合よりも外部からの潤滑油の供給がより効率的に
なる。他方、帯状チップの配列を多重環状とした場合
は、放射状とした場合に比してチップ外周面の包絡線の
真円度を高めることが容易となる。

【００１６】帯状チップは、シャンク先端部の母材より
も硬質の材料として、超硬合金、サーメット、セラミッ
ク、超砥粒焼結体などを使用することができるが、耐摩
耗性および硬さの点からはダイヤモンドやＣＢＮ（立方
晶窒化硼素）などを５０％以上含む超砥粒焼結体が望ま
しい。超砥粒焼結体を使用する場合は、帯状チップを間
隔をおいて配設することによって、従来の超砥粒焼結体
チップを用いたセンタの場合に比して高価な超砥粒焼結
体の使用量を削減できるので、センタの製造コストを低
減することができる。さらに、チップどうしが非連続で
あるので、いずれかのチップにクラックが発生した場合
でも、他のチップに伝播することがなく、損傷を最小限
にとどめることができる。

【００１７】ここで、シャンク先端部に設けるチップあ
るいは溝の数は、シャンク先端部の大きさ、および後述
するチップの大きさにもよるが、チップあるいは溝を放
射状に配列する場合は、先端部周方向に等間隔に５〜１
５個程度とし、先端から順次間隔をおいて多重環状に配
列する場合は、先端部軸方向に等間隔に３〜１０個程度
とするのが適当である。

【００１８】シャンク先端部の周面にチップを配設する
場合の個々のチップの幅は２〜１０ｍｍの範囲とするの
が望ましい。チップの幅が２ｍｍより小さいと製造時お
よび使用時に欠損しやすくなり、１０ｍｍを超えると潤
滑油がシャンク先端部に均等に行き渡りにくくなる。ま
た、チップを配設したときのシャンク先端部周面からの
チップの突出量は０．０２〜０．１ｍｍの範囲とするの
が望ましい。チップの突出量が０．０２ｍｍより小さい
と十分な潤滑油の保持が困難となり、０．１ｍｍを超え
ると製造時および使用時に欠損しやすくなる。隣り合う
チップの間隔は０．０２〜０．５ｍｍの範囲とするのが
望ましい。この間隔が０．０２ｍｍより狭いと表面張力
の関係で潤滑油が隙間に入ることができず、０．５ｍｍ
を超えると潤滑油の保持が困難となる。

【００１９】チップの製作は、超硬合金の場合は、原料
粉末を金型プレス、冷間等方圧プレスなどで仮成形後、
真空焼結、熱間等方圧プレスにより製作し、セラミック
の場合は、原料粉末を金型プレス、冷間等方圧プレスな
どで仮成形後、加圧焼結、熱間等方圧プレスにより製作
することができる。超砥粒焼結体の場合は、ダイヤモン
ドあるいはＣＢＮ粉末を金属、セラミックス、サーメッ
トなどの結合剤と混合し、超高圧焼結（５〜７ＧＰａ）
にて製作することができる。さらに必要により、研削加
工により寸法形状を精密に仕上げてもよい。シャンク先
端部へのチップの取り付けは、金属ロウ付け法が適して
いる。金属ロウ付け法によれば、チップを所定の位置に
正確に配設することができ、また、取り付け、交換の作
業性もよい。

【００２０】シャンク先端部の周面に溝を設ける場合の
個々の溝の幅は０．０２〜０．５ｍｍの範囲とするのが
望ましい。溝の幅が０．０２ｍｍより小さいと表面張力
の関係で潤滑油が隙間に入ることができず、０．５ｍｍ
を超えると潤滑油の保持が困難となる。また、溝の深さ
は０．０２〜０．１ｍｍの範囲とするのが望ましい。溝
の深さが０．０２ｍｍより小さいと潤滑油の保持が困難
となり、０．１ｍｍを超えると衝撃力に対して溝の縁が
欠損しやすくなる。隣り合う溝の間隔は０．５〜１０ｍ
ｍの範囲とするのが望ましい。この間隔が０．５ｍｍよ
り狭いと被加工物との接触面積が小さくなるため耐摩耗
性が低下し、１０ｍｍを超えると潤滑油がシャンク先端
部に均等に行き渡りにくくなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態を
示すセンタの正面図、図２は図１のセンタの先端部の拡
大図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。
図３は使用時の状態を示す要部の一部切欠正面図であ
る。

【００２２】本実施形態のセンタは、シャンク先端部の
周面に複数個の帯状チップを、シャンク先端部の先端か
ら後部に向けて放射状に配設したセンタである。図にお
いて、１は鉄鋼材（ＳＫ５）からなる外径３１．６ｍ
ｍ、テーパ番号４のモールステーパシャンクのシャンク
本体、２は角度６０度の円錐台形状のシャンク先端部で
ある。シャンク先端部２に帯状のチップ３を、先端から
後部に向けて放射状に４個配設している。

【００２３】チップ３は、ダイヤモンド焼結体を素材と
し、短辺２．２ｍｍ、長辺８．１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、
厚さ１．０ｍｍの台形状に成形加工したものであり、こ
のチップ３をシャンク先端部２周面に埋め込み、銀ロウ
によって接合している。チップ間隔ｇは０．２ｍｍ、チ
ップ突出量ｈは０．０５ｍｍであり、被加工物が回転中
でもこの空間に潤滑油を保持することができる。また、
この空間は放射状に形成されているので、図３に示す被
加工物５のセンタ穴６とチップ３の接触面４に外部から
の潤滑油の供給が円滑にかつ確実に行われる。本実施形
態の場合、シャンク先端部の有効径は４〜１４ｍｍとな
る。

【００２４】また、４個のチップ３はたがいに不連続で
あるので、いずれかのチップにクラックが発生した場合
でも、クラックが他のチップに伝播することがなく、ク
ラックや欠損が発生したチップのみを交換すればよいの
で、補修のコストを低減することができる。さらに、チ
ップ３はロウ付け法によりシャンク先端部に取り付けて
いるので、チップの取り付け、交換の作業性もよい。

【００２５】図４は本発明の第２の実施形態を示すセン
タの正面図、図５は図４のセンタの先端部の拡大断面図
である。本実施形態のセンタは、シャンク先端部の周面
に複数個の帯状チップを、先端から順次間隔をおいて多
重環状に配設したセンタである。

【００２６】図において、１１は鉄鋼材（ＳＫ５）から
なる外径３１．６ｍｍ、テーパ番号４のモールステーパ
シャンクのシャンク本体、１２は角度６０度の円錐台形
状のシャンク先端部である。シャンク先端部１２に帯状
のチップ１３を周回させて、先端から順次間隔をおいて
多重環状に４個配設している。

【００２７】チップ１３は、第１実施形態のチップ３と
同様にダイヤモンド焼結体を素材とし、幅２．０ｍｍ、
厚さ１．６ｍｍで配設位置のシャンク先端部１２周面の
埋め込み外径に合わせた内径に成形加工したものであ
り、このチップ３をシャンク先端部１２周面に埋め込
み、銀ロウによって接合している。チップ間隔ｇは０．
１３ｍｍ、チップ突出量ｈは０．０５ｍｍであり、被加
工物が回転中でもこの空間に潤滑油を保持することがで
きる。本実施形態の場合も、シャンク先端部の有効径は
４〜１４ｍｍとなる。

【００２８】また、４個のチップ１３はたがいに不連続
であるので、第１実施形態のチップ３と同様に、いずれ
かのチップにクラックや欠損が発生した場合は、当該チ
ップのみを交換すればよく、チップの取り付け、交換の
作業性もよい。

【００２９】図６はシャンク先端部の周面に潤滑油を保
持可能な溝を設けた別の実施形態を示すシャンク先端部
の断面図である。同図の（ａ）は超硬合金からなるシャ
ンク先端部２２の先端から後部に向かう放射状の溝２３
を設けたものであり、同図の（ｂ）は同じく超硬合金か
らなるシャンク先端部３２の先端から順次間隔をおいた
多重環状の溝３３を設けたものである。溝２３および３
３は、被加工物が回転中でも潤滑油が溝２３，３３のな
かに留まることが可能な幅および深さとしている。

【００３０】〔試験例〕超砥粒焼結体チップを用いた例
として、図１および図４に示した本発明のセンタ（発明
品１、２）、特開平８−５２６０２号公報の図１に記載
のセンタと同様な構造のセンタ（比較品１）、特開平１
０−６１０６号公報の図９に記載のセンタと同様な構造
のセンタ（比較品２）を用いて旋盤による旋削加工試験
を行った。図７はセンタの使用態様を示す図であり、被
加工物Ｗの両端をセンタＣで支持し、回し金Ｒで被加工
物Ｗに回転を伝達する。表１に試験に供したセンタの主
な仕様を、表２に試験結果を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】旋削条件被加工物材質：ＪＩＳＧ４４０３ＳＫＨ１１焼入
材外径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍ回転周速度：１０ｍ／ｍｉｎ加工時間：１５００Ｈｒ

【００３３】

【表２】

【００３４】表２に示すように、発明品１、２のセンタ
は、被加工物とセンタとの接触面への潤滑油の供給が良
好であることにより、チップ摩耗量は比較品１，２の１
／５以下であった。発明品１のセンタではチップにクラ
ックがが発生していたが、複数のチップを不連続に配設
しているため他のチップに伝播することなく、１個のチ
ップのみにとどまっていた。これに対し比較品１のセン
タでは、一体成形されたチップを使用しているため発生
したクラックが軸方向へ伝播していた。

【００３５】各センタの補修コストを表３に示す。

【表３】

【００３６】発明品１，２のセンタでは、クラックが発
生したチップのみを取り外して交換することにより簡単
に補修することができる。これに対し比較品１，２のセ
ンタでは、チップが一体成形されているため、チップ全
体を交換しなければならず、補修コストが発明品１，２
のセンタの場合の約１０倍となる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３８】（１）シャンク先端部の周面に複数個の帯
状チップを、隣り合うチップとの間に潤滑油を保持可能
な間隔で配設するか、または、シャンク先端部の周面に
潤滑油を保持可能な溝を設けることによって、被加工物
と接触するシャンク先端部の周面に潤滑油を保持する空
間を形成することにより、センタ使用時にこの隙間を通
じて潤滑油が円滑に供給されてセンタ先端部と被加工物
との摩擦が軽減される。

【００３９】（２）帯状チップあるいは溝の配列をシャ
ンク先端部の先端から放射状とすることにより、外部か
らの潤滑油の供給をより効率的にすることができる。ま
た、帯状チップの配列を多重環状とした場合は、放射状
とした場合に比してチップ外周面の包絡線の真円度を高
めることが容易となる。

【００４０】（３）シャンク先端部への帯状チップの取
り付けをロウ付け法で行うことにより、チップを所定の
位置に正確に配設することができ、また、取り付け、交
換の作業性がよくなる。

【００４１】（４）帯状チップとして超砥粒焼結体を使
用し、この帯状チップを間隔をおいて配設することによ
って、従来の超砥粒焼結体チップを用いたセンタの場合
に比して高価な超砥粒焼結体の使用量を削減でき、セン
タの製造コストを低減することができる。また、チップ
どうしが非連続であるので、いずれかのチップにクラッ
クが発生した場合でも、他のチップに伝播することがな
く、損傷を最小限にとどめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すセンタの正面
図である。

【図２】図１のセンタの先端部の拡大図であり、
（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。

【図３】使用時の状態を示す要部の一部切欠正面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施形態を示すセンタの正面
図である。

【図５】図４のセンタの先端部の拡大断面図である。

【図６】シャンク先端部の周面に潤滑油を保持可能な
溝を設けた別の実施形態を示すシャンク先端部の断面図
である。

【図７】加工試験におけるセンタの使用態様を示す図
である。

【符号の説明】

１，１１シャンク本体２，１２，２２，３２シャンク先端部３，１３チップ４接触面５被加工物６センタ穴２３，３３溝ｇチップ間隔ｈチップ突出量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平嶋悌司福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地ノリタケダイヤ株式会社内 (72)発明者宮崎賢一郎福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地ノリタケダイヤ株式会社内Ｆターム(参考） 3C045 FE07 FE12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャンク先端部が円錐形状または円錐台
形状をしたセンタにおいて、被加工物と接触するシャン
ク先端部の周面に潤滑油を保持する空間を形成したこと
を特徴とするセンタ。
【請求項２】前記シャンク先端部の周面に複数個の帯
状チップを、隣り合うチップとの間に潤滑油を保持可能
な間隔で配設することによって前記の空間を形成した請
求項１記載のセンタ。
【請求項３】前記帯状チップを、シャンク先端部の先
端から後部に向けて放射状に、または、先端から順次間
隔をおいて多重環状に配設した請求項２記載のセンタ。
【請求項４】前記帯状チップを金属ロウによってシャ
ンク先端部に接合して配設した請求項２または３記載の
センタ。
【請求項５】前記帯状チップが超砥粒焼結体である請
求項２〜４のいずれかに記載のセンタ。
【請求項６】前記シャンク先端部の周面に潤滑油を保
持可能な幅の溝を設けることによって前記の空間を形成
した請求項１記載のセンタ。
【請求項７】前記溝を、シャンク先端部の先端から後
部に向けて放射状に、または、先端から順次間隔をおい
て多重環状に形成した請求項６記載のセンタ。