JP2003211362A - 歯車研削用砥石及びその製造方法 - Google Patents
歯車研削用砥石及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】砥石の台金の形状精度に依存することなく、ま
た、特殊な研削装置又はラップ装置を用いることなく、
高精度で且つ長寿命な歯車研削用砥石及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】円柱状に形成された台金２３の本体部２４
の外周上に、所定の厚さで超砥粒層２９を固着してい
る。超砥粒層２９は、メタルボンドにより構成されてお
り、その外周側には、放電加工により外歯歯車の歯形を
した歯形部３１が形成されている。
た、特殊な研削装置又はラップ装置を用いることなく、
高精度で且つ長寿命な歯車研削用砥石及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】円柱状に形成された台金２３の本体部２４
の外周上に、所定の厚さで超砥粒層２９を固着してい
る。超砥粒層２９は、メタルボンドにより構成されてお
り、その外周側には、放電加工により外歯歯車の歯形を
した歯形部３１が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車の形をした砥
石を被削歯車と噛み合わせて回転させ、被削歯車の歯面
を研削して仕上げる歯車研削に使用する砥石及びその製
造方法に関する。
石を被削歯車と噛み合わせて回転させ、被削歯車の歯面
を研削して仕上げる歯車研削に使用する砥石及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、低騒音化等のため自動車用の
ミッションギア等にも研削加工した精度の高い歯車が用
いられている。その歯車を研削するための方法として、
歯車の形をした砥石を用い、これを被削歯車と噛み合わ
せて回転させ、被削歯車の歯面を研削する方法がある。
ミッションギア等にも研削加工した精度の高い歯車が用
いられている。その歯車を研削するための方法として、
歯車の形をした砥石を用い、これを被削歯車と噛み合わ
せて回転させ、被削歯車の歯面を研削する方法がある。
【０００３】それらの砥石の一例が、特公平７−１０８
４８４号に開示されている。該公報には、台金の歯形部
に電気鍍金により単層の超砥粒層を固着して砥面を形成
し、研削又はラップにより調整研削部が側歯面の歯先面
側の所定部分に形成された砥石が開示されている。
４８４号に開示されている。該公報には、台金の歯形部
に電気鍍金により単層の超砥粒層を固着して砥面を形成
し、研削又はラップにより調整研削部が側歯面の歯先面
側の所定部分に形成された砥石が開示されている。
【０００４】この公報にも記載されている通り、従来の
このタイプの砥石は、超砥粒を電着により台金に固着す
るのが一般的である。しかし、電着によって超砥粒層を
形成する場合、その砥石の形状精度は台金の形状精度に
依存することとなる。形成された砥石の形状精度を高め
るためには超砥粒層を研削又はラップする必要があり、
歯車形状が加工できる特殊な研削装置又はラップ装置が
必要であった。
このタイプの砥石は、超砥粒を電着により台金に固着す
るのが一般的である。しかし、電着によって超砥粒層を
形成する場合、その砥石の形状精度は台金の形状精度に
依存することとなる。形成された砥石の形状精度を高め
るためには超砥粒層を研削又はラップする必要があり、
歯車形状が加工できる特殊な研削装置又はラップ装置が
必要であった。
【０００５】また、電着によって形成される超砥粒層
は、超砥粒の分布状態、大きさ、向き、間隔等が制御不
可能であったため、歯面上の超砥粒の状態が不均一に形
成され、これによって研削された被削歯車の歯面の面粗
さはあまり良好でなく、その形状精度も粗く形成されて
しまう。
は、超砥粒の分布状態、大きさ、向き、間隔等が制御不
可能であったため、歯面上の超砥粒の状態が不均一に形
成され、これによって研削された被削歯車の歯面の面粗
さはあまり良好でなく、その形状精度も粗く形成されて
しまう。
【０００６】また電着の場合、形成される超砥粒層は一
般に単層である。したがって、研削効率が低下するまで
砥石を使用した場合には、簡単な作業でそれを再度使用
することはできず、一度、台金から全ての超砥粒層を剥
がした後に、再び電着により超砥粒層を形成しなければ
ならなかったため、その作業には非常に手間が掛かって
いた。
般に単層である。したがって、研削効率が低下するまで
砥石を使用した場合には、簡単な作業でそれを再度使用
することはできず、一度、台金から全ての超砥粒層を剥
がした後に、再び電着により超砥粒層を形成しなければ
ならなかったため、その作業には非常に手間が掛かって
いた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するためになされたもので、砥石の台金の形状精度に
依存することなく、また、特殊な研削装置又はラップ装
置を用いての研削又はラップを行うことなく、歯形形状
精度の高い歯車研削用砥石及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
決するためになされたもので、砥石の台金の形状精度に
依存することなく、また、特殊な研削装置又はラップ装
置を用いての研削又はラップを行うことなく、歯形形状
精度の高い歯車研削用砥石及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】そして、超砥粒層の表面を加工することで
繰り返し使用することができる歯車研削用砥石を提供す
ることもその目的とする。
繰り返し使用することができる歯車研削用砥石を提供す
ることもその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の歯車研削用砥石は、歯車形状をしており、
その歯形部の少なくとも外層部にメタルボンドにより構
成される超砥粒層を形成する。
に、本発明の歯車研削用砥石は、歯車形状をしており、
その歯形部の少なくとも外層部にメタルボンドにより構
成される超砥粒層を形成する。
【００１０】或る実施の形態において、超砥粒層の外形
形状は、放電加工により形成される。
形状は、放電加工により形成される。
【００１１】また、本発明の歯車研削用砥石の製造方法
は、台金を所定の金型内に配置して、所定の粒度の超砥
粒を所定の割合で含んだメタルボンド素材を金型内に充
填する。これを加圧、加熱して超砥粒層を台金に一体に
焼結する。その後に、放電加工により歯形の外形形状を
形成する。
は、台金を所定の金型内に配置して、所定の粒度の超砥
粒を所定の割合で含んだメタルボンド素材を金型内に充
填する。これを加圧、加熱して超砥粒層を台金に一体に
焼結する。その後に、放電加工により歯形の外形形状を
形成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明するが、本発明の範囲は以下
に示すものに限定されるものではない。
て図面を用いて詳細に説明するが、本発明の範囲は以下
に示すものに限定されるものではない。
【００１３】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る内歯歯車形の研削用砥石１を示す図であり、（イ）は
その正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線における右側面
の半断面図である。
る内歯歯車形の研削用砥石１を示す図であり、（イ）は
その正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線における右側面
の半断面図である。
【００１４】符号３は、丈の短い円筒状の台金であり、
その内周に所定の厚みを有する円筒状の超砥粒層９が固
着されている。この超砥粒層９は、メタルボンドにより
構成されている。そして、その内周側は、内歯歯車の歯
形の形をした歯形部１１に形成されている。この砥石の
製造方法については後述する。
その内周に所定の厚みを有する円筒状の超砥粒層９が固
着されている。この超砥粒層９は、メタルボンドにより
構成されている。そして、その内周側は、内歯歯車の歯
形の形をした歯形部１１に形成されている。この砥石の
製造方法については後述する。
【００１５】なお、台金３の形状は円筒状であることは
必須ではなく、特にその内周面が断面円形であることは
必須ではなく、例えば内歯歯車の形をしていても良い。
すなわち、超砥粒層９が歯形部１１の少なくとも所定の
厚みの外層部を形成するように台金に固着されていれば
良い。
必須ではなく、特にその内周面が断面円形であることは
必須ではなく、例えば内歯歯車の形をしていても良い。
すなわち、超砥粒層９が歯形部１１の少なくとも所定の
厚みの外層部を形成するように台金に固着されていれば
良い。
【００１６】図２は、第２の実施の形態における外歯歯
車形の研削用砥石２１を示す図であり、（イ）はその正
面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断
面図である。
車形の研削用砥石２１を示す図であり、（イ）はその正
面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断
面図である。
【００１７】符号２３は円柱状の台金であり、径の大き
な短い円柱であり、その外周上に超砥粒層２９が固着さ
れている本体部２４と、右側の径の小さくなったシャン
ク２６と、両者の中間の径になっている中間部２５とが
一体に形成されている。超砥粒層２９は、前述と同じく
所定の厚みを持ったメタルボンドにより構成されてお
り、その外周側は、外歯歯車の歯形の形をした歯形部３
１となっている。この砥石の製造方法についても後述す
る。
な短い円柱であり、その外周上に超砥粒層２９が固着さ
れている本体部２４と、右側の径の小さくなったシャン
ク２６と、両者の中間の径になっている中間部２５とが
一体に形成されている。超砥粒層２９は、前述と同じく
所定の厚みを持ったメタルボンドにより構成されてお
り、その外周側は、外歯歯車の歯形の形をした歯形部３
１となっている。この砥石の製造方法についても後述す
る。
【００１８】なお、台金２３の本体部２４の形状は円柱
状であることは必須でないことは第１の実施の形態と同
様である。
状であることは必須でないことは第１の実施の形態と同
様である。
【００１９】これらの研削用砥石１、２１の製造方法に
ついて、以下に説明する。
ついて、以下に説明する。
【００２０】先ず、台金３、２３は、所定の金型内に配
置する。そして、超砥粒層９、２９を形成するための所
定の粒度の超砥粒、具体的にはダイヤモンド又は立方晶
硼素（ＣＢＮ）を所定の割合で含んだメタルボンドの素
材を金型内に充填する。そして、これを加圧しながら加
熱することにより焼結すると共に、メタルボンドすなわ
ち超砥粒層９、２９を台金３、２３の内周若しくは外周
に一体に固着する。
置する。そして、超砥粒層９、２９を形成するための所
定の粒度の超砥粒、具体的にはダイヤモンド又は立方晶
硼素（ＣＢＮ）を所定の割合で含んだメタルボンドの素
材を金型内に充填する。そして、これを加圧しながら加
熱することにより焼結すると共に、メタルボンドすなわ
ち超砥粒層９、２９を台金３、２３の内周若しくは外周
に一体に固着する。
【００２１】次に、形彫り放電加工若しくはワイヤー放
電加工により超砥粒層９、２９の内周側若しくは外周側
を加工して、それぞれ前述の歯形を形成する。放電加工
後は、ドレッシング加工を行うことが好ましい。なお、
超砥粒層９、２９を加工する際には、ワイヤー放電加工
が好ましい。
電加工により超砥粒層９、２９の内周側若しくは外周側
を加工して、それぞれ前述の歯形を形成する。放電加工
後は、ドレッシング加工を行うことが好ましい。なお、
超砥粒層９、２９を加工する際には、ワイヤー放電加工
が好ましい。
【００２２】このように、超砥粒層９、２９はメタルボ
ンドで構成されているため、放電加工による外形形状の
形成が可能であり、そのため、台金３、２３の形状精度
に依存することなく、歯形部１１、３１の精密な加工が
可能である。なお、本発明での超砥粒層は、超砥粒が多
層になっている。したがって、最外層の砥粒が磨耗した
場合には、そのまま再度放電加工を施して形状を整える
ことにより、次の層の砥粒を現出させ、繰り返して使用
することができる。
ンドで構成されているため、放電加工による外形形状の
形成が可能であり、そのため、台金３、２３の形状精度
に依存することなく、歯形部１１、３１の精密な加工が
可能である。なお、本発明での超砥粒層は、超砥粒が多
層になっている。したがって、最外層の砥粒が磨耗した
場合には、そのまま再度放電加工を施して形状を整える
ことにより、次の層の砥粒を現出させ、繰り返して使用
することができる。
【００２３】
【実施例】図１、２に示した構成を備える歯車研削用砥
石を以下のような条件で製作して被削歯車の研削を行っ
た。
石を以下のような条件で製作して被削歯車の研削を行っ
た。
【００２４】第１の実施例として、粒度♯６００（平均
粒径２５μｍ）の超砥粒を含むメタルボンドを用いて、
ＳＤ６００Ｎ１５０Ｍ（ＪＩＳ Ｂ ４１３１）の砥石
を製作した。その製造方法は、前述のとおりである。そ
のようにして製作された砥石の歯車部分の輪郭形状精度
は±２μｍ以内の範囲で形成され、非常に良好な仕上が
りであった。
粒径２５μｍ）の超砥粒を含むメタルボンドを用いて、
ＳＤ６００Ｎ１５０Ｍ（ＪＩＳ Ｂ ４１３１）の砥石
を製作した。その製造方法は、前述のとおりである。そ
のようにして製作された砥石の歯車部分の輪郭形状精度
は±２μｍ以内の範囲で形成され、非常に良好な仕上が
りであった。
【００２５】この砥石を用いて、粗加工後の焼き入れ鋼
製の被削歯車（Ｈｒｃ６０）の仕上げ加工を行った。そ
の際の被削歯車の削り代は片側で最大１０μｍであった
が、砥石の切れ味は良好で、被削歯車の歯車の形状精度
は５μｍの範囲内に入っていた。なお、ドレッシング加
工を行わない砥石では、切れ味が悪く、１０μｍの削り
代が十分に取りきれなかった。
製の被削歯車（Ｈｒｃ６０）の仕上げ加工を行った。そ
の際の被削歯車の削り代は片側で最大１０μｍであった
が、砥石の切れ味は良好で、被削歯車の歯車の形状精度
は５μｍの範囲内に入っていた。なお、ドレッシング加
工を行わない砥石では、切れ味が悪く、１０μｍの削り
代が十分に取りきれなかった。
【００２６】第２の実施例として、粒度♯３２５（平均
粒径４６μｍ）の超砥粒を含むメタルボンド砥石を用い
て、第１の実施例と同じ方法で砥石を製作した。その砥
石の輪郭形状精度は、±２μｍを超え、第１の実施例の
輪郭形状精度よりも劣っていた。そして、ドレッシング
加工を行って研削した場合に、切れ味は良好であった
が、被削歯車の輪郭形状精度は±５μｍを超え、第１の
実施例より輪郭形状精度が劣っていた。
粒径４６μｍ）の超砥粒を含むメタルボンド砥石を用い
て、第１の実施例と同じ方法で砥石を製作した。その砥
石の輪郭形状精度は、±２μｍを超え、第１の実施例の
輪郭形状精度よりも劣っていた。そして、ドレッシング
加工を行って研削した場合に、切れ味は良好であった
が、被削歯車の輪郭形状精度は±５μｍを超え、第１の
実施例より輪郭形状精度が劣っていた。
【００２７】第３の実施例として、粒度♯８００（平均
粒径２０μｍ）の超砥粒を含むメタルボンド用いて、第
１の実施例と同じ方法で砥石を製作した。その砥石の輪
郭形状精度は、非常に良好であったが、超砥粒の粒径が
小さすぎるため砥石の切れ味が劣り、実施例１より形状
精度が劣った。
粒径２０μｍ）の超砥粒を含むメタルボンド用いて、第
１の実施例と同じ方法で砥石を製作した。その砥石の輪
郭形状精度は、非常に良好であったが、超砥粒の粒径が
小さすぎるため砥石の切れ味が劣り、実施例１より形状
精度が劣った。
【００２８】以上の実施例から、超砥粒の粒度は♯６０
０程度が精度が良く、切れ味も良好に研削できることが
判明した。
０程度が精度が良く、切れ味も良好に研削できることが
判明した。
【００２９】また、電着により製作した砥石と比較し
た。この場合、ワイヤー放電加工により台金を歯車形状
に製作して、粒度♯６００の超砥粒を電着させた。その
砥石で研削を行った場合、形成された被削歯車の輪郭形
状精度は１０μｍを超え、製品として使用できなかっ
た。このことから、電着による場合では十分な形状精度
の砥石の製作が困難であることが判明した。
た。この場合、ワイヤー放電加工により台金を歯車形状
に製作して、粒度♯６００の超砥粒を電着させた。その
砥石で研削を行った場合、形成された被削歯車の輪郭形
状精度は１０μｍを超え、製品として使用できなかっ
た。このことから、電着による場合では十分な形状精度
の砥石の製作が困難であることが判明した。
【００３０】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明では、歯形部
の少なくとも外層部をメタルボンドからなる超砥粒層で
構成したので、放電加工による高い精度の外形形状の形
成が可能である。そのため、台金の形状精度に依存する
ことなく精度の高い砥石の製作が可能である。そして、
特殊な研削装置又はラップ装置を用いる必要がなくな
る。
の少なくとも外層部をメタルボンドからなる超砥粒層で
構成したので、放電加工による高い精度の外形形状の形
成が可能である。そのため、台金の形状精度に依存する
ことなく精度の高い砥石の製作が可能である。そして、
特殊な研削装置又はラップ装置を用いる必要がなくな
る。
【００３１】さらに、超砥粒層が所定の厚みを持って形
成され、その砥粒が多層になっているので、その外形形
状の補修作業ができ、砥石を繰り返し使用することがで
きるために経済的である。
成され、その砥粒が多層になっているので、その外形形
状の補修作業ができ、砥石を繰り返し使用することがで
きるために経済的である。
【００３２】
【図１】第１の実施の形態における内歯歯車形の研削用
砥石を示す図であり、（イ）はその正面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断面図である。
砥石を示す図であり、（イ）はその正面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断面図である。
【図２】第２の実施の形態における外歯歯車形の研削用
砥石を示す図であり、（イ）はその正面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断面図である。
砥石を示す図であり、（イ）はその正面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線における右側面の半断面図である。
１ 内歯歯車形の研削用砥石
３、２３ 台金
９、２９ 超砥粒層
１１、３１ 歯形部
２１ 外歯歯車形の研削用砥石
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小嶋 久稔
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 片岡 和喜
東京都千代田区紀尾井町４番１号 旭ダイ
ヤモンド工業株式会社内
(72)発明者 中ノ坊 徹
三重県上野市西明寺天津川2231 旭ダイヤ
モンド工業株式会社三重第２工場内
Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB03 BA02 BA21 BB02
BC02 BG03 CC02 CC19 CC30
EE03
Claims (3)
- 【請求項１】 歯形部の少なくとも外層部を超砥粒層で
構成した、歯車研削用の歯車形砥石において、前記超砥
粒層が、メタルボンドにより構成されていることを特徴
とする、歯車研削用砥石。 - 【請求項２】 請求項１記載の歯車研削用砥石におい
て、前記超砥粒層の外形形状は、放電加工により形成さ
れることを特徴とする、歯車研削用砥石。 - 【請求項３】 歯形部の少なくとも外層部を超砥粒層で
構成した、歯車研削用の歯車形砥石の製造方法におい
て、台金に、前記歯形部の少なくとも外層部を構成する
メタルボンドを固着する工程と、前記外層部の外形形状
を放電加工により形成する工程とを含むことを特徴とす
る、歯車研削用の歯車形砥石の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002011929A JP2003211362A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 歯車研削用砥石及びその製造方法 |
| US10/347,994 US6942555B2 (en) | 2002-01-21 | 2003-01-20 | Gear-shaping grindstone and method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002011929A JP2003211362A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 歯車研削用砥石及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003211362A true JP2003211362A (ja) | 2003-07-29 |
Family
ID=27606026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002011929A Pending JP2003211362A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 歯車研削用砥石及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6942555B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003211362A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040072518A1 (en) * | 1999-04-02 | 2004-04-15 | Applied Materials, Inc. | Platen with patterned surface for chemical mechanical polishing |
| US20050042978A1 (en) * | 2003-08-21 | 2005-02-24 | Eastman Kodak Company | Compliant polishing element and method of manufacturing the same |
| JP5285526B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2013-09-11 | 三菱重工業株式会社 | 内歯車加工方法およびそれに使用する工具のドレス方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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