JP2822771B2 - 歯車状ダイヤモンドドレッサーの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車研削用砥石のドレ
ッシングに使用される歯車状ダイヤモンドドレッサーの
製法に関し、殊にエッジ部を使用するドレッシングに優
れた性能を発揮すると共に高いドレッシング性能を有す
るダイヤモンドドレッサーの製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯車状ダイヤモンドドレッサーとは、歯
車状芯金本体の歯面表層部にダイヤモンド砥粒を含む硬
質研磨層が形成されたものであり、その製法は正転法
（ポジティブ法）と反転法（ネガティブ法）に大別され
る。

【０００３】このうち正転法では、歯車状台金の表面に
電着法によって砥粒を固着せしめ、最終工程で研削盤を
用いて所定の歯形形状に仕上げられる。一方反転法で
は、例えばロータリードレッサー等と同様に歯車状マス
ターから反転型を作製し、該反転型の内面にダイヤモン
ド砥粒を電着させた後、その内側に適当な隙間を残して
芯体を装入してから該隙間に金属や樹脂等を充填するこ
とによりドレッサー本体を形成すると共に反転型と接合
一体化し、もしくはダイヤモンド砥粒の電着された前記
反転型の内面側にめっき材を付着堆積させてドレッサー
本体を形成し、次いで砥粒電着層をドレッサー本体の外
周面側に残して反転型を取り除くことによってダイヤモ
ンドドレッサーを得る。

【０００４】上記反転法は、例えば特開平２−２５６４
６４号公報や日経技術図書（株）発行の「ダイヤモンド
ツール」第５６９〜５７１頁等に開示されており、正転
法に較べて大きめの砥粒を使用できるので砥粒保持力が
高く、しかも砥粒の突出高さを揃え易いためドレッシン
グ精度の高い長寿命のドレッサーが得られるといった利
点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記公知文献
に記載されている様な方法（反転法）では、 ドレッサーの両側面に砥粒が付着されていないため、
例えばねじ状砥石のドレッシングを行なう様な場合に側
周縁が簡単に摩耗してドレッシング能を失う、 反転型を除去して砥粒層を露出させても、砥粒はめっ
き金属等に埋込まれた状態になっているので砥粒突出が
不十分であり、満足のいくドレッシング性能が発揮され
難い、 といった欠点がある。

【０００６】本発明は上記の様な欠点に着目してなされ
たものであって、その目的は、ねじ状砥石のドレッシン
グ等を行なう場合でも優れたドレッシング性能を得るこ
とができ、且つ砥粒が表面に十分突出しており優れたド
レッシング性能を発揮し得る様な歯車状ダイヤモンドド
レッサーを提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の構成は、歯車状マスターを用いて易除
去性素材からなる反転型を形成し、該反転型の内周面に
ダイヤモンド砥粒を電着させた後めっき処理を施してこ
れを電着層とし、次いでドレッサーの芯体構成材と電着
層の間隙内に充填成形材料を装入することによりドレッ
サー本体を形成すると共に反転型と接合一体化し、若し
くはダイヤモンド砥粒を電着させた前記反転型の内面側
にめっき材を付着堆積させてドレッサー本体を形成し、
次いで反転型を除去することによりドレッサー本体の外
周歯面に前記ダイヤモンド砥粒電着層を有する歯車状ダ
イヤモンドドレッサーの製法において、反転型は、歯車
状マスターの歯面を含む外周面と第１片側面の少なくと
も外周縁を含む側面を覆う反転型本体と、該反転型本体
の前記第１片側面とは反対側の第２片側面に配置されて
当該第２片側面の少なくとも外周縁を含む側面を覆うド
ーナツ状側面規制板とで構成し、反転型の内周歯面及び
両内側面にダイヤモンド砥粒を電着する工程を含み、前
記電着層とドレッサーの芯体構成材の間に充填成形材料
を装入することによりドレッサー本体を形成すると共に
反転型と接合一体化し、若しくは前記電着層の形成され
た反転型の内面側にめっき材を付着堆積させてドレッサ
ー本体を形成した後、反転型を除去して砥粒電着層を露
出せしめ、更に該砥粒電着層表面の砥粒周辺のめっき材
を除去してダイヤモンド砥粒を突出させるところに要旨
を有するものである。

【０００８】

【作用】本発明では、前述の様な反転法を利用して歯車
状ダイヤモンドドレッサーを製造する際に、樹脂等の易
除去性素材からなる反転型を、歯車状マスターの歯面を
含む外周面と第１片側面の少なくとも外周縁を含む側面
を覆う反転型本体と、該反転型本体の前記第１片側面と
は反対側の第２片側面に配置されて当該第２片側面の少
なくとも外周縁を含む側面を覆うドーナツ状側面規制板
とで構成し、該反転型の内周歯面及び両内側面にダイヤ
モンド砥粒を電着してからめっき処理を施し、次いでそ
の内側にドレッサーの芯体構成材を挿入してから該芯体
構成材と反転型との隙間に充填成形材料を挿入して反転
型と接合一体化し、もしくは電着層の形成された反転型
内面へのめっき材の付着堆積を行なってドレッサー本体
を形成し、その後反転型を除去することにより、ドレッ
サーの歯面のみならず両側面の少なくとも外周縁を含む
側面にもダイヤモンド砥粒電着層が形成されたドレッサ
ーを得るものであり、それによりドレッサーの両側面の
少なくとも外周縁を含む側面にも十分なドレッシング能
を付与することができる。更に本発明では、反転型を除
去した後のドレッサー表面に埋込まれたダイヤモンド砥
粒の周辺に存在するめっき金属を除去することによって
砥粒を突出させるところにもう一つの特徴を有するもの
であり、それによってダイヤモンド砥粒のドレッシング
能力をより効果的に発揮させることができる。

【０００９】以下、実施例図面を参照しつつ本発明の構
成及び作用効果を具体的に説明するが、本発明はもとよ
り下記図示例によって制限を受けるものではなく、前・
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施する
ことはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

【００１０】

【実施例】本発明を実施するに当っては、まず図１に示
す様な金型の台芯２に歯車状マスター１をセットし、外
枠３と内枠４の間に樹脂粉末等の易除去性成形材料を充
填した後、押型５で図面の上方側から押圧することによ
って反転型本体６を圧縮成形する。ここで使用される易
除去性成形材料としては、例えばフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエス
テル樹脂等が使用されるが、ここで使用される素材は、
要は成形後簡単に除去し得るものであればその種類はど
のようなものであってもよい。この圧縮成型工程では、
必要により加熱を併用することも可能である。

【００１１】この圧縮成型工程でまず注意しなければな
らないのは、得られる反転型本体６の図１上方側に、歯
車状マスター１における片側面（第１片側面）の少なく
とも外周縁を含む側面を覆う第１片側面規制部６ａを形
成することであり、この第１片側面規制部６ａは、以下
に順を追って説明する如く最終的に得られるドレッサー
の片側面（第１片側面）に砥粒電着層を形成するために
不可欠の要件となる。図２は歯車状マスター１の横断面
相当図であり、図２に示した鎖線は第１片側面規制部６
ａの内径線を表している。

【００１２】圧縮成形を完了した後は金型を分解し、成
形された反転型本体６に対し内枠４を相対的に下方へ押
し下げることによって、該反転型本体６から歯車状マス
ター１を抜き出す。このとき、図３に示す如く歯車状マ
スタ１の外面側に図面下方側に拡大する僅かなテーパー
を設けておけば、反転型本体６からの歯車状マスター１
の抜き出しが容易になるので好ましい。また該マスター
１にこの様なテーパーを設けておけば、成形される反転
型本体６の内面側には成形状態で図１の下方側に拡開す
るテーパーが形成される。しかしこの反転型本体６から
マスター６を抜き出すと、反転型本体６における図面下
方の未拘束の開口部側は内径に対して0.04〜0.08％程度
縮径するのに対し、第１片側面規制部６ａのフランジ効
果により拘束された図面上方側は殆ど縮径しない。従っ
てこの縮径量に見合ったテーパーを歯車状マスター１に
形成しておけば、反転型本体６の寸法精度を高めること
ができるので好ましい。

【００１３】こうして得られる反転型本体６の前記第１
片側面規制部６ａとは反対側に、図４（反転型の縦断面
図）に示す如くドーナツ状側面規制板７を配置し、これ
らを一体として反転型Ｉが構成される。このドーナツ状
側面規制板７は、最終的に得られるドレッサー１のもう
一方の片側面（第２片側面）に砥粒電着層を形成するた
めの不可欠の要件となる。

【００１４】この反転型Ｉの内周側歯面および両内側面
（第１、第２片側面）に、常法に従ってダイヤモンド砥
粒を電着させる。尚電着処理を行なうには、反転型Ｉが
導電性を有していなければならないので、反転型Ｉの構
成素材中に導電性粉末等を含有させて反転型Ｉ自体に導
電性を持たせたり、或は構成素材が導電性を有していな
い場合は、内周歯面および両内側面に導電性物質を塗布
し、もしくはめっき、コーティング等の化学的導電処理
を施すことにより導電性を与えてから電着処理を行なえ
ばよい。使用されるダイヤモンド砥粒としては、メッシ
ュ＃３０〜＃１４０程度の粒径のものが好ましい。

【００１５】次いで、電着された砥粒の上に電気めっき
又は無電解めっき等によってめっき処理を施して電着層
を０．７〜５．０ｍｍ程度に厚くすることにより電着歯
面強度を高める。

【００１６】こうして電着及びめっき処理された該反転
型Ｉを再び図１に示した様な金型にセットし、該反転型
Ｉの中心位置に図５（縦断面図）に示す様な芯体構成材
８をセットして金型を組み立てる。尚芯体構成材８に
は、内周面から外周面方向へ貫通する穴９を任意の位置
に任意数穿設しておく。芯体構成材としてはＦｅ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ，Ａｌ等の金属もしくはそれらの合金が一般的
であるが、用途によっては熱硬化性樹脂や繊維強化樹脂
等を使用することも可能である。

【００１７】そしてこの穴８から前記反転型Ｉと芯体構
成材８との隙間にフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の合
成樹脂あるいは錫−鉛合金等の低融点合金等からなる充
填成形材料を挿入し、図６（縦断面図）に示す様に砥粒
電着層１０の形成された反転型Ｉと芯体構成材８を充填
成形材層１１を介して接合一体化した後、金型から脱型
する。充填成形材料として樹脂を使用する場合は、ガラ
ス繊維、金属繊維、炭素繊維、ウイスカー等の強化繊維
あるいは金属粉末やセラミックス粉末等の充填強化材を
併用することによって充填成形材層１１を強化すること
も有効である。

【００１８】尚上記では、反転型Ｉ内に芯体構成材８を
配置してから両者の隙間に充填成形材を装入し、これら
を接合一体化する例を示したが、他の方法として、内側
歯面および両内側面にダイヤモンド砥粒電着層１０を形
成した反転型Ｉの更に内面側に、電気めっき法等によっ
て適当な金属を付着堆積させ、該めっき堆積層をドレッ
サー本体として成形することも可能である。

【００１９】次いでドレッサー本体と反転型Ｉの接合一
体化物の軸心を確保しつつ、最外周側の易除去性素材か
らなる反転型Ｉを機械加工等によって除去して砥粒電着
層１０を露出させると、外周歯面および両側面の少なく
とも外周縁を含む側面に砥粒電着層１０を有するドレッ
サーが得られる。

【００２０】但しこの砥粒電着層１０を単に露出させた
だけでは、ダイヤモンド砥粒が電着層１０内に埋め込ま
れた状態であるためドレッシング性能が有効に発揮され
にくい。そこで本発明では、露出した該砥粒電着層１０
の表面に化学処理、機械的ホーニング、放電加工等の処
理を施し、ダイヤモンド砥粒の間に存在するめっき材を
除去することによって砥粒を突出させる。突出の程度
は、ドレッサーに要求されるドレッシング性能や仕上げ
性能の程度等を考慮して決める。この突出長さが大きく
なり過ぎると、ドレッシング工程で砥粒が脱落し易くな
るので、突出長さはダイヤモンド砥粒の直径に対して１
／２程度以下、より好ましくは１／３程度以下に抑える
のがよい。

【００２１】かくして得られるダイヤモンドドレッサー
は、例えば図７に示す如く外周歯面及び両側面の少なく
とも外周縁にダイヤモンド砥粒が適度に突出した電着表
面を有しており、両側縁の角部を利用したドレッシング
にも支障なく適用することができる。しかも最終工程で
実施されるダイヤモンド砥粒突出処理を施していない場
合は、砥粒を保持している電着めっき材（Ｎｉ等）がド
レッシング工程で削り取られ、一部は再びドレッシング
された砥石表面に付着して目詰まりを起こしたり、ドレ
ッシング精度を悪化させるという問題を生じることがあ
るが、本発明では砥粒周辺のめっき材を予め除去してい
るので、こうした問題を生じることもなく、ドレッシン
グされた砥石は優れた研削能力と研削精度が保障され
る。

【００２２】ちなみに図８（Ａ）、（Ｂ）は、平均粒径
が０．４ｍｍのダイヤモンド砥粒及び保持用めっき材と
してＮｉを使用し、最終の砥粒突出処理を行なっていな
い比較ドレッサーと、表面研磨処理により砥粒を0.05〜
0.1 ｍｍ突出させた本発明ドレッサーを使用して研削用
砥石をドレッシングし、その砥石にて鋼製の歯車を研削
を加工した場合におけるワーク歯型の表面プロフィルを
示したものであり、本発明ドレッサーを用いて得たもの
の表面プロフィル［図８（Ｂ）］は、比較ドレッサーを
用いたもの［図８（Ａ）］に較べて均質であり、ドレッ
シング精度に明確な差が現れている。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、ド
レッシング能力及びドレッシング精度に優れ、且つエッ
ジを使用する加工にも適したダイヤモンドドレッサーを
提供し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する金型を例示する縦断面説明図
である。

【図２】歯車状マスターの横断面説明図である。

【図３】歯車状マスターの好ましい例を示す縦断面図で
ある。

【図４】反転型を示す縦断面図である。

【図５】ドレッサーの芯体構成材を示す縦断面図であ
る。

【図６】反転型と芯体構成材を接合一体化した状態を示
す断面説明図である。

【図７】本発明で得たドレッサーを例示する見取り図で
ある。

【図８】比較ドレッサーと本発明ドレッサーを用いて加
工した歯車の表面プロフィルを対比して示す図である。

【符号の説明】

１ 歯車状マスター ２ 台芯 ３ 外枠 ４ 内枠 ５ 押型 ６ 反転型本体 ７ ドーナツ状側面規制板 ８ ドレッサーの芯体構成材 ９ 穴 １０ 砥粒電着層 １１ 充填成形材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−256464（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−164576（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 53/07 - 53/075 B24B 53/12 - 53/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車状マスターを用いて易除去性素材か
   らなる反転型を成形し、該反転型の内周面にダイヤモン
   ド砥粒を電着させた後めっき処理を施してこれを電着層
   とし、次いでドレッサーの芯体構成材と電着層の隙間内
   に充填成形材料を装入してドレッサー本体を形成すると
   共に反転型と接合一体化し、若しくはダイヤモンド砥粒
   を電着させた前記反転型の内面側にめっき材を付着堆積
   させてドレッサー本体を形成し、次いで反転型を除去す
   ることによりドレッサー本体の外周歯面に前記ダイヤモ
   ンド砥粒電着層を有する歯車状ダイヤモンドドレッサー
   の製法において、 反転型は、歯車状マスターの歯面を含む外周面と第１片
   側面の少なくとも外周縁を含む側面を覆う反転型本体
   と、該反転型本体の前記第１片側面とは反対側の第２片
   側面に配置されて当該第２片側面の少なくとも外周縁を
   含む側面を覆うドーナツ状側面規制板とで構成し、反転
   型の内周歯面及び両内側面にダイヤモンド砥粒を電着す
   る工程を含み、前記電着層とドレッサーの芯体構成材と
   の間に充填成形材料を装入してドレッサー本体を形成す
   ると共に反転型と接合一体化し、若しくは前記電着層の
   形成された反転型の内面側にめっき材を付着堆積させて
   ドレッサー本体を形成した後、反転型を除去して砥粒電
   着層を露出せしめ、更に該砥粒電着層表面の砥粒周辺の
   めっき材を除去してダイヤモンド砥粒を突出させること
   を特徴とする歯車状ダイヤモンドドレッサーの製法。