JP4781358B2 - 歯車用ダイヤモンドロータリードレッサならびにそれを用いた歯車加工用砥石のツルーイングおよびドレッシング方法 - Google Patents

Description

この発明は歯車用ダイヤモンドロータリードレッサに関するものである。特に、歯車加工用ウォーム状砥石をツルーイング、またはツルーイングとドレッシングするのに用いる、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサに関するものである。

従来、ダイヤモンドロータリードレッサは、たとえば「新マシニング・ツール辞典」株式会社産業調査会、１９９１年１２月５日付発行（非特許文献１）、特開平５−２６９６６６号公報（特許文献１）、特開平１０−５８２３１号公報（特許文献２）、特開２０００−２４６６３６号公報（特許文献３）、REISHAUER株式会社のホームページ、歯車研削用ダイヤモンド工具（非特許文献２）に開示されている。
特開平５−２６９６６６号公報 特開平１０−５８２３１号公報 特開２０００−２４６６３６号公報 「新マシニング・ツール辞典」株式会社産業調査会、１９９１年１２月５日付発行 REISHAUER株式会社のホームページ、歯車研削用ダイヤモンド工具、［平成１７年６月２３日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.reishauer.co.jp/pro_diamond.html〉

従来の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは寿命が短いという問題があった。
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、長寿命の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを提供することを目的とする。

この発明の１つの局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、歯車加工用砥石をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングするのに用いる、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサであって、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは一対で構成される。さらに、ダイヤモンドロータリードレッサは、１個につき、歯車加工用砥石の右フランク面と左フランク面を別々にツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングすることが可能な２つの作用面が互いにテーパ形状で所定の角度をなすように構成され、一方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の右フランク面とすると、他方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の左フランク面である。

このように構成されたダイヤモンドロータリードレッサは、一方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の右フランク面とすると、他方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の左フランク面である。そして、使用するに従って作用面が摩耗し、要求精度を満足できなくなったときには、それぞれのダイヤモンドロータリードレッサの別の作用面を使用することができる。そのため、片面のみを用いる場合に比べて、少なくとも２倍の寿命が得られる。

好ましくは、歯車加工用砥石は、ウォーム状砥石である。

好ましくは、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは電着法により台金表面にダイヤモンド粒を固着した作用面を有する。

好ましくは、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、反転めっき法によってダイヤモンド粒を固着した作用面を有する。

好ましくは、ダイヤモンド粒の平均粒子径は１０μｍ以上２０００μｍ以下である。
好ましくは、ダイヤモンド粒は結合材により作用面に固着されており、ダイヤモンド粒の結合材からの平均突出量は平均粒径の１％以上７０％以下である。

好ましくは、作用面には柱状ダイヤモンドが埋設され、柱状ダイヤモンドの長手方向に対して、ほぼ直角な端面が作用面に露出している。

この発明に従ったツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行なう方法は、上記の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを用いて歯車加工用砥石をツルーイング、または、ツルーイングとドレッシングを行なう。

好ましくは、一対からなる歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、互いに砥石の異なるフランク面をツルーイング、または、ツルーイングとドレッシングする。

この発明の別の局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、台金と、先端部がテーパ状に形成された、ダイヤモンド粒を結合材で固着したダイヤモンド層と、台金とダイヤモンド層とを接合する接合層とを備えた歯車用ダイヤモンドロータリードレッサであって、ダイヤモンド層の接合面は、凹部を有し、かつ台金の接合面は凸部を有し、かつ接合層は凹部を満たし、凸部を取囲むように形成されている。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、一対で構成され、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、１個につき、歯車加工用砥石の右フランク面と左フランク面を別々にツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングすることが可能な２つの作用面が互いにテーパ形状で所定の角度をなすように構成され、一方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の右フランク面とすると、他方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の左フランク面である。

このように構成された歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは、ダイヤモンド層の接合面は凹部を有し、台金の接合面は凸部を有し、接合層は凹部を満たして凸部を取囲むように形成されているため、ダイヤモンドロータリードレッサが回転軸方向から受ける応力に対して十分に耐え得るダイヤモンド層の接合強度を得ることができる。その結果、長寿命のダイヤモンドロータリードレッサを提供することができる。

好ましくは、結合材は焼結合金である。
好ましくは、結合材はニッケルめっきである。

好ましくは、ニッケルめっきは反転めっき法によって形成されている。
好ましくは、ダイヤモンド粒の平均粒径は１０μｍ以上２０００μｍ以下である。

好ましくは、ダイヤモンド粒の結合材からの平均突出量は、平均粒径の１％以上７０％以下である。

好ましくは、ダイヤモンド層には、さらに柱状のダイヤモンドが埋設され、柱状ダイヤモンドの長手方向に対してほぼ直角な端面が作用面に露出している。

好ましくは、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは歯車加工用砥石をツルーイング、または、ツルーイングとドレッシングするのに用いる歯車用ダイヤモンドロータリードレッサであって、テーパ状のダイヤモンド層は、いずれか一方のダイヤモンド層の角度が歯車の圧力角以下に設定されている。

好ましくは、歯車加工用砥石はウォーム状砥石である。
この発明に従ったツルーイング、または、ツルーイングとドレッシングを行なう方法は、上記の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを一対用いて歯車加工用砥石をツルーイング、またはツルーイングとドレッシングを行なう方法である。

好ましくは、台金は単一材料で一体的に構成される。
本発明の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、一対で使われる。すなわち、２個の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを１組にして使うものである。本発明の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、１個につき歯車加工用砥石の右フランク面と左フランク面を別々にツルーイング、または、ツルーイングおよびドレッシングすることが可能なテーパ状の作用面を有する。ここで、テーパ状の作用面は、直線で形成される場合、曲線で形成される場合、および直線と曲線の両方で形成されるものがあり、歯車の使用に合わせて適宜テーパ形状を決定する。

そして、歯車加工用砥石は、ウォーム状砥石であることが好ましい。しかしながら、砥石形状がウォーム状に限定されるものではなく、その他の形状の砥石にも適用可能であることは言うまでもない。

さらに詳しくは、本発明の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、電着法により台金表面にダイヤモンド粒を固着した作用面を有する。ここで電着法としてニッケルめっきによる電着法を用いることが好ましい。さらに詳しくは、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、反転めっき法によってダイヤモンド粒を固着した作用面を有する。反転めっき法としてニッケルめっきによる反転めっき法を用いるのがより好ましい。作用面に固着されるダイヤモンド粒の平均粒子径は１０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。ここでダイヤモンド粒は歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの作用面の形状精度を満足できるより粗粒のものを用いることで長寿命化と優れた切れ味を達成できるので好ましい。一般的には、反転めっき法による製造方法の方が作用面のより高い形状精度が得られる。さらに、粗粒のダイヤモンド粒を用いても、ダイヤモンド粒の突出端のばらつきがなく、極めて高精度なものが得られるという特徴がある。ダイヤモンド粒の平均粒子径は２０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上２００００μｍ以下であることが最も好ましい。

さらに詳しくは、ダイヤモンド粒の結合材からの平均突出量は平均粒径の１％以上７０％以下であることが好ましい。

ここで突出量を測定するには、ダイヤルゲージを用いる方法などが提案されているが最も正確にダイヤモンド粒の突出端から結合材までの段差を測定するにはＹＺＧＯ（三次元表面構造解析顕微鏡）を用いるのが適当である。平均突出量は、たとえば任意に選ばれた１００個のダイヤモンド粒の突出量を測定し、その平均値をダイヤモンド粒の平均粒径で割った値に１００を掛けた数字に％を付して定義した。作用面には数千から数十万個のダイヤモンド粒が固着されているため全部のダイヤモンド粒の突出量を測定するには大変な手間がかかる。この理由により、１００個程度の平均値を採用するのが実用的である。平均突出量が１％未満では切れ味が十分でなく加工能率の低下の原因となり、７０％を超える場合はダイヤモンド粒の保持力が低下して脱落の原因となる。ダイヤモンド粒の保持力を高めて脱落を防止し、十分な加工能率を得るためには、突出量が３％以上６０％以下であることがより好ましく、５％以上５０％以下であることが最も好ましい。

さらに詳しくは、作用面には柱状ダイヤモンドが埋設され、柱状ダイヤモンドの長手方向に対して、ほぼ直角な断面が作用面に露出していることが好ましい。

ここで、柱状ダイヤモンドは、柱状単結晶ダイヤモンド、柱状多結晶ダイヤモンドなどを用いることができる。特に摩耗しやすい外周のエッジ部を補強するのに用いるのがより好ましい。

そして、本発明の歯車加工用砥石のツルーイング、ドレッシング方法は、一対からなる歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、お互いに、砥石の異なるフランク面をツルーイングまたは、ツルーイングおよびドレッシングすることを特徴とするものである。

この発明に従えば長寿命のダイヤモンドロータリードレッサを提供することができる。

この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。 別の局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法の第一工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法の第二工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法の第三工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法の第四工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。 別の局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。 この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。 この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。 実施の形態２に従った図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを製造する方法を示す平面図である。 実施の形態２に従った図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを製造する方法を示す平面図である。 比較例に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を説明するために示す一部断面を含む側面図である。 別の局面に従った砥石の側面図である。 別の局面に従った砥石の側面図である。 歯車の圧力角を説明するための図である。 ダイヤモンド粒の突出量を説明するための断面図である。 柱状ダイヤモンドを説明するための一部断面を含む斜視図である。 この発明の実施の形態３に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの正面図である。 図２１中の矢印XXIIで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。 図２１中のXXIII−XXIII線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態４に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの正面図である。 図２４中の矢印XXVで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。 図２４中のXXVI−XXVI線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態５に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの平面図である。 図２７中の矢印XXVIIIで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。 図２７中のXXIX−XXIX線に沿った断面図である。

符号の説明

１，６ 回転軸、８ ウォーム状砥石、５０ 歯車、５１ ピッチ、８１ 左フランク面、８２ 右フランク面、１０１ 歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ、１０２ ダイヤモンド粒、１０３ ニッケルめっき層、１０４ 接合層、１０５ 台金、１０６ 凸部、１２３ ダイヤモンド層、１２４ 穴、１４１ 回転シャフト、１５２ ダイヤモンド粒。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。図１を参照して、反転めっき法により製造された歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１は、ダイヤモンド粒１０２と、ニッケルめっき層１０３と、接合層１０４と、台金１０５とを有する。ダイヤモンド粒１０２とニッケルめっき層１０３とがダイヤモンド層１２３を構成している。ダイヤモンド層１２３は接合層１０４を構成する低融点合金を用いて鋼製の台金１０５に接合されている。ダイヤモンド層１２３を強固に台金１０５に接合するために、図１で示すように、台金１０５の厚みの厚い部分、すなわちボス部１０５ｂまでダイヤモンド層１２３を延長する構造とすることが好ましい。ダイヤモンド粒１０２は粗粒を用いることが可能であり、特に長寿命で高精度のものが得られる。ここでは、平均粒径が約４３０μｍのダイヤモンド層を用いている。ここで工作物の歯車の圧力角は２０°で、角度α１は２０°、角度α２は１９．５°である。

台金１０５は円筒形状であり、その内周面である穴１２４に回転シャフト１４１が嵌め合わせられる。台金１０５は回転軸１を中心とした対称形状である。台金１０５の外周部には凸部１０７が設けられ、凸部１０７は半径方向外側に向かって突出する構造とされる。

台金１０５の外周面を覆うように接合層１０４が設けられる。接合層１０４は必ずしも低融点金属である必要はなく、ダイヤモンド層１２３と台金１０５とを強固に接続できる材料であれば接着剤でもよい。ダイヤモンド層１２３は接合層１０４の上に構成されており、接合層１０４から離れた部分にダイヤモンド粒１０２が一致し、このダイヤモンド粒１０２がニッケルめっき層１０３により保持されている。ダイヤモンド層１２３にはテーパ形状の作用面１１１，１１２が設けられており、作用面１１１，１１２は砥石と接触して砥石のドレッシングまたはツルーイングを行なう面である。ダイヤモンド層１２３の軸方向長さはＴとされる。ダイヤモンド粒は図１のように砥石に作用する部分のみに固着するか、もしくは全面に固着する。さらに、回転軸１から凸部１０７までの距離（半径）はＲ１であり、回転軸１からダイヤモンド層１２３までの距離はＲ２であり、Ｒ２はＲ１よりも大きい。

図２は、別の局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。図２を参照して、ダイヤモンド層１２３の端部には、傾斜の緩やかな傾斜部１１３が設けられている点で、図１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと異なる。

次に、図２で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法について説明する。なお、図３では、図２で示す傾斜部１１３を有するダイヤモンドロータリードレッサの使用方法について説明するが、傾斜部１１３を有していない図１で示すような歯車用ダイヤモンドロータリードレッサも同様に使用することが可能である。

図３および４は、この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。図３を参照して、一対の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１を用いてウォーム状砥石８をツルーイングまたはドレッシングすることができる。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ２０１は歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１と同一の構造を有し、具体的には台金２０５、接合層２０４、ニッケルめっき層２０３とダイヤモンド粒２０２とにより構成されるダイヤモンド層２２３、２つの作用面２１１，２１２を有する。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１の穴１２４，２２４に回転シャフト１４１，２４１が嵌め合わせられている。一対の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１が、それぞれがウォーム状砥石８の異なるフランク面に接触している。具体的には歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１が左フランク面８１に接触し、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ２０１が右フランク面８２に接触している。ウォーム状砥石８の回転に同期してウォーム状砥石８の回転軸６方向に送りをかけながらツルーイングおよびドレッシングが行なわれる。ここで、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１の回転軸１またはウォーム状砥石８の回転軸６のいずれか一方を微調整して所望の形状精度が得られるようにする。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は矢印２で示す方向にスライドすることが可能である。

図４を参照して、長時間歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１を使用することによってダイヤモンド粒１０２，２０２が摩耗し、要求精度を満足できなくなる場合がある。この場合には、図４で示すようにそれぞれの歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１の別の作用面を使うことが可能である。

つまり、図３で示す工程では、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１の作用面１１１と歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ２０１の作用面２１１を用いていたのに対し、図４で示す工程では、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１の作用面１１２と歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ２０１の作用面２１２とを用いている。このように作用面を２回使うことができるので長寿命となる。しかも、歯車研削装置に取付けた歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１を交換する期間が延長されるので、生産性の向上にも貢献することができる。

実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを用いて、ウォーム状砥石８のツルーイングおよびドレッシングを実施したところ、極めて高精度で高能率であり、しかも長寿命が得られた。実施例１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、図１５で示す比較例の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの性能比較を行なったところ、実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは比較例に比べて４倍以上の寿命で、より高精度であり、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの交換に要するロスタイムが減少し、生産性も向上した。

歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、台金１０５、２０５と、先端部がテーパ状に形成された、ダイヤモンド粒１０２，２０２を結合材としてのニッケルめっき層１０３，２０３で固着したダイヤモンド層１２３，２２３と、台金１０５，２０５とダイヤモンド層１２３，２２３を接合する接合層１０４，２０４とを備え、ダイヤモンド層１２３，２２３の接合面は、凹部１０６，２０６を有し、かつ、台金１０５，２０５の接合面は、凸部１０７，２０７を有し、かつ、接合層１０４，２０４は、凹部１０６，２０６を満たし、凸部１０７，２０７を取囲むように形成されている。

ニッケルめっき層１０３，２０３が焼結合金により構成されていてもよい。ニッケルめっき層１０３，２０３は、反転メッキ法によって形成されている。

歯車加工用砥石は、ウォーム状砥石８であり、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１を一対で用いて、歯車加工用砥石をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行なう。台金１０５，２０５は、単一材料で一体的に構成されることが好ましい。

次に、実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法について説明する。図５から８は、この発明の実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの製造方法を示す断面図である。図５を参照して、まず母型３０１を作製する。母型３０１には台金を挿入するための穴３１２が設けられ、さらに穴３１２では、径が大きくなった部分であり作用面を構成する凹部３１１が設けられている。母型３０１は中空円筒形状であり、その内部に台金が挿入される構成とされる。

図６を参照して、母型３０１のうち、ダイヤモンドを付着させない部分にマスキング３０４を施す。マスキング３０４の材質としては、ダイヤモンドおよびニッケルめっき層を付着させないような電気絶縁材料で構成することが好ましい。凹部３１１にはマスキング３０４を行なわず、それ以外の部分にマスキングを行なう。マスキングがなされた母型３０１をニッケルめっき槽３０３に浸す。ニッケルめっき槽３０３は容器３０２にめっき液が満たされた構成であり、ニッケルめっき槽３０３内にダイヤモンド粒が分散して存在している。母型３０１の凹部３１１にダイヤモンド粒１０２およびニッケルめっき層１０３を付着させる。

図７を参照して、ニッケルめっき槽３０３から母型３０１を取出した後に穴３１２に鋼製の台金１０５を挿入する。台金１０５とニッケルめっき層１０３との間に低融点のビスマス系合金からなる接合層を流し込み固化させる。これにより台金１０５に対してニッケルめっき層１０３およびダイヤモンド粒１０２からなるダイヤモンド層を固着させる。

図８を参照して、ダイヤモンド層１２３と台金１０５とを固着した後に母型３０１を除去する。このとき台金１０５の凸部１０７の径が母型３０１の穴３１２の径より小さくなっているため母型３０１をたとえば分解することにより母型３０１からダイヤモンド層１２３を剥離する。このとき、ダイヤモンド粒１０２の露出部はニッケルめっき層１０３の表面と同一面上にある。

最後に台金１０５を仕上げ、さらにダイヤモンド層１２３のニッケルめっき層１０３を少し除去してダイヤモンド粒１０２を突出させることにより図１で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサが完成する。

（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。図９を参照して、この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１ではダイヤモンド層１２３の開口径Ｒ２が回転軸１から凸部１０７先端までの径Ｒ１に比べて小さくなっている点で、実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと異なる。なお、図９では、ダイヤモンド層１２３と台金１０５との間に存在する接合層を省略している。

凸部１０７として、台金１０５の接合面に連続した凸部として設ける方法と断続した凸部として設ける方法のいずれも採用することができる。

凹部１０６として、ダイヤモンド層１２３の接合面に溝として設ける方法と、適当な間隔をおいた窪みとして設ける方法のいずれも採用することができる。

凸部１０７と凹部１０６は、ダイヤモンド層１２３の最大接合強度が得られるように適宜その寸法を決定する。なお、この構造を採用する場合には、ダイヤモンド層１２３の幅Ｔ（回転軸方向の幅）が５０ｍｍ以下の場合に高い接合強度が得られるので好ましい。さらに、ダイヤモンド層１２３の幅Ｔが４５ｍｍ以下の場合により好ましく、４０ｍｍ以下の場合に最も好ましい。そして、結合材は焼結合金であることが好ましい。ここで、焼結合金としては、銅、錫、鉄、コバルト、ニッケル、銀、タングステン、モリブデン、タングステンカーバイドなどの金属粉末を２種類以上混合し、焼結したものを用いることができる。

そして、結合材はニッケルめっきであることが好ましい。
ここで、結合材としては、銅めっき、クロムめっきなどを用いることができるが、ニッケルめっきが最も好ましい。そして、ニッケルめっきは反転めっき法によって形成されたものが好ましい。図９で示すように、Ｒ１がＲ２よりも大きくてもよい。

図１０は、別の局面に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの断面図である。図１０を参照して、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１は公知のニッケルめっきによる電着法で製造された歯車用ダイヤモンドロータリードレッサであり、ニッケルめっき層１０３によりダイヤモンド粒１０２は台金１０５に固着されている。ここで、ダイヤモンド粒１０２の平均粒径は約９０μｍであり、角度α１は２０°、角度α２は１９．５°とした。図１０の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサも同様に一対として用いることができる。

図１１は、この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。図１２は、この発明の実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を示す一部断面を含む側面図である。

図１１を参照して、作用面１１１で左フランク面８１に当接させ、作用面２１１に右フランク面８２を当接させる。その後作用面１１１，２１１が摩耗すると図１２で示すように別の作用面１１２，２１２を右フランク面８２および左フランク面８１に接触させてツルーイングまたはドレッシングを行なう。この点に関しては図１０で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでも同様である。図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを用いてウォーム状砥石のツルーイングおよびドレッシングを実施したところ、きわめて高精度で高能率であり、しかも長寿命が得られた。図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと図１５の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサとを比較したところ、図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは比較例に比べて４倍以上の寿命で、より高精度であり、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの交換に要するロスタイムが減少し、生産性が向上した。また、図１０で示す構造の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを用いてウォーム状砥石のツルーイングおよびドレッシングを行ない、図１５の製品と比較したところ、図１０の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは比較例と比較して２倍以上の寿命で、ドレッサの交換に要するロスタイムが減少し生産性が向上した。

ウォーム状砥石８をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングするのに用いる、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、一対で構成され、さらに、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、１個につき、歯車加工用砥石の右フランク面８２と左フランク面８１を別々にツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングすることが可能なテーパ状の作用面１１１，１１２，２１１，２１２を有する。

歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、電着法により、台金１０５，２０５表面にダイヤモンド粒１０２，２０２を固着した作用面１１１，１１２，２１１，２１２を有してもよく、また、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、反転めっき法によって、ダイヤモンド粒１０２，２０２を固着した作用面１１１，１１２，２１１，２１２を有する。

ダイヤモンド粒１０２，２０２の平均粒子径は、１０μｍ〜２０００μｍであることが好ましく、ダイヤモンド粒１０２，２０２は結合材としてのニッケルめっき層１０３，２０３により作用面１１１，１１２，２１１，２１２に固着されており、ダイヤモンド粒１０２，２０２のニッケルめっき層１０３，２０３からの平均突出量（Ｈ１）は、平均粒径（Ｄ１）の１％以上７０％以下であることが好ましい。

作用面１１１，１１２，２１１，２１２には、柱状ダイヤモンド１５２が埋設され、柱状ダイヤモンドの長手方向に対して、ほぼ直角な端面１５３が作用面１１１，１１２，２１１，２１２に露出していてもよい。

歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１を用いて、歯車加工用砥石をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行う。

一対からなる歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、互いに、ウォーム状砥石８の異なる左および右フランク面８１，８２をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングする。

図１３および図１４は、実施の形態２に従った図９で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを製造する方法を示す平面図である。図１３を参照して、実施の形態２に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは凸部１０７が大きいため製造工程において台金１０５を母型３０１に挿入することが困難となる。そのため、台金１０５を第一部分１１０５、第二部分２１０５および第三部分３１０５の３つに分割する。これによって、分割した各々のピースを母型３０１内に挿入し挿入後組合せることで台金１０５を構成することができる。図１３で示す構成では台金１０５を母型３０１から抜き取るときには母型３０１を破壊する必要が生じる。なお、このような分割された台金１０５は実施の形態１に従った台金としても採用することができる。

図１４で示すように母型３０１を分割してもよい。図１４では、母型３０１は第一部分１３０１、第二部分２３０１および第三部分３３０１に分割されており、それぞれを組合せることで１つの母型３０１が構成される。このような分割された母型３０１を用いれば、中心に位置する台金１０５を分割する必要がなく、さらに台金１０５の外周部に低融点合金からなる接合層１０４を流し込んだ後であっても母型３０１を破壊することなく台金１０５を母型３０１から取出すことが可能となる。

また、このような図１４で示す分割された母型３０１は、実施の形態１に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１を製造するのに用いることも可能である。

図１５は、比較例に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと、それを用いたドレッシング方法を説明するために示す一部断面を含む側面図である。図１５を参照して、比較例に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１では、一つの作用面１１２，２１２のみが設けられている点で、実施の形態に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと異なる。そのため、使用可能な作用面が実施の形態に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと比べて少なく、寿命が短い。

図１５で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、ダイヤモンドディスクまたはディスクドレッサと呼ばれ、電着法により製造される。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサでは、鋼製の台金１０５，２０５に平均粒径が９０μｍのダイヤモンド粒がニッケルめっきにより一層だけ固着されている。歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの片面にのみ作用面１１２，２１２が形成されている。

図１６および１７は、別の局面に従った砥石の側面図である。図１６を参照して、ウォーム状砥石８の径が軸方向に移動するにつれて変化してもよい。この場合、ウォーム状砥石８はテーパ形状であり、円錐形状とされその円錐表面に右フランク面８２および左フランク面８１が構成される。

また図１７で示すように傾斜が変化するようなウォーム状砥石８を用いてもよい。この場合、局面上に右フランク面８２および左フランク面８１が構成される。

図１８は、歯車の圧力角を説明するための図である。図１８を参照して、歯車５０のピッチ点５１における接線と半径方向の半径線とのなす角Ａが圧力角である。

歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１，２０１は、歯車加工用のウォーム状砥石８をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングするのに用いる、ダイヤモンドロータリードレッサであって、テーパ状のダイヤモンド層１２３，２２３は、いずれか一方のダイヤモンド層の角度（α１，α２）が、歯車５０の圧力角（Ａ）以下に設定されている。

図１９は、ダイヤモンド粒の突出量を説明するための断面図である。図１９を参照して、ニッケルめっき層１０３がダイヤモンド粒１０２を保持しており、ダイヤモンド粒１０２の一部分はニッケルめっき層１０３に埋込まれ、残りの部分はニッケルめっき層１０３から露出している。この露出部分の高さがｈ１であり、ダイヤモンド粒１０２の直径がＤ１である。

図２０は、柱状ダイヤモンドを説明するための一部断面を含む斜視図である。図２０を参照して、ニッケルめっき層１０３が柱状ダイヤモンド１５２を保持していてもよい。柱状ダイヤモンド１５２は角柱状または円柱状のいずれであってもよい。柱状ダイヤモンド１５２の長手方向に直交する端面１５３がニッケルめっき層１０３から露出している。なお、図２０では、ニッケルめっき層１０３が柱状ダイヤモンド１５２と粒状のダイヤモンド粒１０２との両方を保持しているが、柱状のみ、または粒状のみのダイヤモンドをニッケルめっき層１０３が保持していてもよい。

ダイヤモンド粒１０２，２０２の平均粒子径は、１０μｍ〜２０００μｍであることが好ましい。ダイヤモンド粒１０２，２０２の結合材からの平均突出量は、平均粒径の１％以上７０％以下であることが好ましい。ダイヤモンド層１２３，２２３には、さらに柱状ダイヤモンド１５２が埋設され、柱状ダイヤモンド１５２の長手方向に対して、ほぼ直角な端面１５３が作用面１１１に露出していてもよい。

（実施の形態３）
図２１は、この発明の実施の形態３に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの正面図である。図２１を参照して、実施の形態３に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１は円板形状の台金１０５を有し、その台金１０５の外周に、円周方向に延在するようにダイヤモンド層１２３が設けられる。ダイヤモンド層１２３はニッケルめっき層１０３と、ニッケルめっき層１０３から露出するダイヤモンド粒１０２とにより構成されている。図２１で示す平面図では作用面１１２が表れており、作用面１１２と反対側にも図２１では示されていない別の作用面１１２が設けられる。図２１では、ダイヤモンド層１２３の半径方向の幅は一定であるが、必ずしも幅を一定にする必要はなく、必要に応じて幅の広いところと狭いところを設けてもよい。

図２２は、図２１中の矢印XXIIで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。図２２を参照して、ダイヤモンド層１２３の上端部および下端部は「Ｖ」字状であり、２つの作用面１１１，１１２が互いにテーパ形状で所定の角度をなすように構成されている。

図２３は、図２１中のXXIII−XXIII線に沿った断面図である。図２３を参照して、テーパ形状の作用面１１１，１１２には、ダイヤモンド粒１０２とニッケルめっき層１０３とにより構成されるダイヤモンド層１２３が構成しており、ダイヤモンド層１２３は図示しない接合層により台金１０５に固着されている。

（実施の形態４）
図２４は、この発明の実施の形態４に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの正面図である。図２５は、図２４中の矢印XXVで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。図２６は、図２４中のXXVI−XXVI線に沿った断面図である。

図２４から図２６を参照して、実施の形態４に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１では、貫通した穴１２４の形状が実施の形態３に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサと異なる。具体的には、図２４から図２６で示す歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ１０１では穴１２４の径がより大きく設計されている。これによりより太い回転シャフトを受入れることが可能となる。

（実施の形態５)
図２７は、この発明の実施の形態５に従った歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの平面図である。図２８は、図２７中の矢印XXVIIIで示す方向から見た歯車用ダイヤモンドロータリードレッサの左側面図である。図２９は、図２７中のXXIX−XXIX線に沿った断面図である。

図２７から図２９では、ダイヤモンド層１２３の半径方向の長さがより大きい歯車用ダイヤモンドロータリードレッサを示している。より大きなダイヤモンド層１２３を有するため、加工量を大きくでき、ウォーム状砥石の右フランク面および左フランク面の深さが深くなった場合にも対応することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (19)

1. 歯車加工用砥石（８）をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングするのに用いる、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１、２０１）であって、
   前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、一対で構成され、
   さらに、前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、１個につき、歯車加工用砥石の右フランク面（８２）と左フランク面（８１）を別々にツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングすることが可能な２つの作用面が互いにテーパ形状で所定の角度をなすように構成され、
   一方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の右フランク面とすると、他方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の左フランク面である、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
2. 前記歯車加工用砥石（８）は、ウォーム状砥石である、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
3. 前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、電着法により、台金（１０５，２０５）表面にダイヤモンド粒（１０２，２０２）を固着した作用面（１１１，１１２，２１１，２１２）を有する、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
4. 前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、反転めっき法によって、ダイヤモンド粒（１０２，２０２）を固着した作用面（１１１，１１２，２１１，２１２）を有する、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
5. 前記ダイヤモンド粒（１０２，２０２）の平均粒子径は、１０μｍ〜２０００μｍである、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
6. 前記ダイヤモンド粒（１０２，２０２）は結合材（１０３，２０３）により前記作用面（１１１，１１２，２１１，２１２）に固着されており、前記ダイヤモンド粒（１０２，２０２）の前記結合材（１０３，２０３）からの平均突出量（Ｈ１）は、平均粒径（Ｄ１）の１％以上７０％以下である、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
7. 前記作用面（１１１，１１２，２１１，２１２）には、柱状ダイヤモンド（１５２）が埋設され、前記柱状ダイヤモンドの長手方向に対して、ほぼ直角な端面（１５３）が前記作用面（１１１，１１２，２１１，２１２）に露出している、請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
8. 請求項１に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）を用いて、歯車加工用砥石をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行う方法。
9. 前記一対からなる歯車用ダイヤモンドロータリードレッサは、互いに、砥石（８）の異なるフランク面（８１，８２）をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングする、請求項８に記載のツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行う方法。
10. 台金（１０５、２０５）と、
    先端部がテーパ状に形成された、ダイヤモンド粒（１０２，２０２）を結合材（１０３，２０３）で固着したダイヤモンド層（１２３，２２３）と、
    前記台金（１０５，２０５）と前記ダイヤモンド層（１２３，２２３）を接合する接合層（１０４，２０４）とを備えた、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサであって、
    前記ダイヤモンド層（１２３，２２３）の接合面は、凹部（１０６，２０６）を有し、
    かつ、前記台金（１０５，２０５）の接合面は、凸部（１０７，２０７）を有し、
    かつ、前記接合層（１０４，２０４）は、前記凹部（１０６，２０６）を満たし、前記凸部（１０７，２０７）を取囲むように形成され、
    前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、一対で構成され、
    前記歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）は、１個につき、歯車加工用砥石の右フランク面（８２）と左フランク面（８１）を別々にツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングすることが可能な２つの作用面が互いにテーパ形状で所定の角度をなすように構成され、
    一方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の右フランク面とすると、他方のダイヤモンドロータリードレッサが作用するのは砥石の左フランク面である、歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
11. 前記結合材（１０３，２０３）は、焼結合金である、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
12. 前記結合材（１０３，２０３）は、ニッケルめっきである、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
13. 前記ニッケルめっきは、反転メッキ法によって形成されている、請求項１２に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
14. 前記ダイヤモンド粒（１０２，２０２）の平均粒子径は、１０μｍ〜２０００μｍである、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
15. 前記ダイヤモンド粒（１０２，２０２）の結合材からの平均突出量は、平均粒径の１％以上７０％以下であることを特徴とする、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
16. 前記ダイヤモンド層（１２３，２２３）には、さらに柱状ダイヤモンド（１５２）が埋設され、前記柱状ダイヤモンド（１５２）の長手方向に対して、ほぼ直角な端面（１５３）が作用面（１１１）に露出している、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
17. 前記歯車加工用砥石（８）は、ウォーム状砥石である、請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。
18. 請求項１０に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ（１０１，２０１）を一対で用いて、歯車加工用砥石をツルーイングまたは、ツルーイングとドレッシングを行う方法。
19. 前記台金（１０５，２０５）は、単一材料で一体的に構成される、請求項１８に記載の歯車用ダイヤモンドロータリードレッサ。

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