(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられる台金の外周部に、上記軸線回りに螺旋状に捩れたネジ状部が形成され、このネジ状部の表面に砥粒が金属めっき層により電着されてなるネジ状電着工具であって、上記金属めっき層からの上記砥粒の砥粒突き出し量が、上記ネジ状部において上記軸線方向の中央部よりも両端部で小さくされていることを特徴とするネジ状電着工具。
【請求項２】
上記ネジ状部の中央部における上記砥粒突き出し量に対して、該ネジ状部の両端部における上記砥粒突き出し量が２５％〜６５％の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載のネジ状電着工具。
【請求項３】
ツルーイングまたはセミツルーイング後の上記ネジ状部の両端部における上記砥粒突き出し量が上記砥粒の平均粒径の３０％以下の範囲とされるとともに、上記ネジ状部の中央部における上記砥粒突き出し量は、上記両端部における砥粒突き出し量よりも大きく、かつ上記砥粒の平均粒径の３０〜５０％の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のネジ状電着工具。
【請求項４】
上記砥粒突き出し量は、上記ネジ状部の両端面と、これら両端面からそれぞれ上記軸線方向において該ネジ状部のネジのピッチの０．５ピッチ〜１．５ピッチの範囲内の位置との間の部分である上記両端部において、上記中央部よりも小さくされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネジ状電着工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台金の外周部に砥粒が電着されたネジ状部が形成されて歯車の歯形を加工するネジ状電着工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯形を加工する工具として、例えば特許文献１、２には、外形略円柱状の台金の外周部にネジ状部が形成されて、その表面にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒が電着されたネジ状電着工具が記載されている。このようなネジ状電着工具では、台金をその中心軸線回りに回転させつつ上記ネジ状部を歯車に噛み合わせることによって超砥粒により研削し、所定の精度の歯形に形成してゆく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６６２４１号公報
【特許文献２】特開２００７−９８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような電着工具では、通常はネジ状部に超砥粒を電着した後にツルーイングを施して、このネジ状部におけるネジ山の外形形状、すなわち金属めっき層から突出した超砥粒の突端を結ぶ包絡面の形状が、加工する歯車の歯形に対応した形状となるように成形するが、こうしてツルーイングが施されたネジ山の表面には上述のように超砥粒が突出していて凹凸が激しく、ツルーイングを施したネジ山の外形形状が歯車の歯形に正確に対応しているかどうかを精度良く測定するのは困難であった。これは、金属めっき層の表面に付着しただけの余剰砥粒をツルーイングを施す前にツルーイングと同様の方法で取り除くセミツルーイング後のネジ山の外形形状を測定する場合も同様である。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、ツルーイングまたはセミツルーイング後のネジ状部におけるネジ山の外形形状を正確に測定することができて、引いては加工する歯車の歯形も高い精度で加工することが可能なネジ状電着工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる台金の外周部に、上記軸線回りに螺旋状に捩れたネジ状部が形成され、このネジ状部の表面に砥粒が金属めっき層により電着されてなるネジ状電着工具であって、上記金属めっき層からの上記砥粒の砥粒突き出し量が、上記ネジ状部において上記軸線方向の中央部よりも両端部で小さくされていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、こうして砥粒突き出し量をネジ状部の軸線方向中央部よりも両端部で小さくするには、例えば一つに、ネジ状部表面に形成される金属めっき層の厚さをネジ状部の中央部よりも両端部で大きくすればよい。これにより、ネジ状部全体に軸線方向に亙って均一にツルーイングまたはセミツルーイングを施した場合には、ネジ状部の両端部では金属めっき層の厚さが大きいために、この金属めっき層表面からのツルーイングされた砥粒の突き出し量は中央部よりも小さくなり、砥粒の突出による凹凸も中央部より小さなものとなる。
【０００８】
ところが、こうしてツルーイングまたはセミツルーイングがネジ状部の全体に亙って均一に施されたものであると、ネジ山の外形形状すなわち金属めっき層から突出した超砥粒の突端を結ぶ包絡面の形状もネジ状部の全体に亙って一定となる。そこで、砥粒突き出し量が小さくて凹凸の小さい両端部でこのネジ山の外形形状を測定することにより、ネジ状部全体、特に専ら歯車の歯形加工に用いられる中央部でのネジ山外形形状が当該歯車の歯形に対応しているかどうかを正確に測定することが可能となる。また、これらネジ状部の両端部でネジ山の外形形状を測定することにより、両端部の間でツルーイングまたはセミツルーイングを施したときの中央部におけるネジ山外形形状の均一性も確認することができる。
【０００９】
なお、上述のようにネジ状部の両端部で金属めっき層の厚さを中央部よりも大きくして砥粒突き出し量をネジ状部の軸線方向中央部よりも両端部で小さくするには、例えばネジ状部の全体に電解めっきにより砥粒を取り込みつつ金属めっき層を形成した後に、中央部にマスキング等を施してから両端部に追加の電解めっきを施して金属めっき層の大きくしてもよいが、ネジ状部の両端部では電解めっきの際の電流密度が集中しやすく、これに伴い金属めっき層の厚さも中央部より大きくなる傾向があるので、この両端部における金属めっき層が中央部よりも厚い所定の厚さになるまで電解めっきを続けて超砥粒を固着し、次いで超砥粒が分散されていない金属めっき液中に台金を浸漬して無電解めっきにより金属めっき層を必要な厚さにまで成長させることで両端部の金属めっき層の厚さを中央部よりも大きくするようにしてもよい。
【００１０】
また、ネジ状部の両端部における砥粒突き出し量は、上記追加の電解めっきを施す場合のように中央部に対して段階的に小さくなるようにされていてもよく、また中央部から両端部の端面に向けて漸次小さくなるようにされていてもよい。ただし、これらネジ状部の中央部と両端部での砥粒突き出し量の差が小さすぎると上述のような効果を得ることが困難となるおそれがあり、逆に砥粒突き出し量の差が大きすぎるとネジ状部の中央部で砥粒の埋込率を確保できずに砥粒が脱落しやすくなってしまう。このため、上記ネジ状部の中央部における上記砥粒突き出し量に対して、該ネジ状部の両端部における上記砥粒突き出し量が２５％〜６５％の範囲とされるのが望ましい。
【００１１】
さらに、ツルーイングまたはセミツルーイング後のネジ状部の両端部における砥粒突き出し量は上記砥粒の平均粒径の３０％以下とされるのが望ましく、これよりもネジ状部の両端部における砥粒突き出し量が大きいと凹凸が大きくなってネジ山の外形形状を正確に測定することが困難となるおそれがある。なお、このネジ状部の両端部における砥粒突き出し量は０でもよく、すなわちツルーイングまたはセミツルーイングされた砥粒の突端と金属めっき層の表面とが面一とされていてもよく、また埋込率が１００％よりも大きくされていて、砥粒突き出し量が負つまり砥粒が金属めっき層から突出せずに、ツルーイングまたはセミツルーイング後でも砥粒が金属めっき層に埋没させられた状態とされていてもよい。一方、中央部における砥粒突き出し量は、砥粒の保持力と突き出しによる切れ味を考慮して、両端部における砥粒突き出し量よりも大きく、かつ上記砥粒の平均粒径の３０〜５０％の範囲とされるのが望ましい。
【００１２】
また、砥粒突き出し量が小さくされるネジ状部の両端部の軸線方向における範囲は、これが小さすぎて例えばネジ山の一対の斜面のうち一方の斜面の軸線方向の幅にすら及ばない範囲であると、この両端部においてネジ山の外形形状を正確に測定することができず、一方この範囲が大きすぎても、測定のための両端部が必要以上にネジ状部の多くの部分を占めるだけとなって非効率的あるいは非経済的である。このため、上記砥粒突き出し量は、上記ネジ状部の両端面と、これら両端面からそれぞれ上記軸線方向において該ネジ状部のネジのピッチの０．５ピッチ〜１．５ピッチの範囲内の位置との間の部分である上記両端部において、上記中央部よりも小さくされるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、ツルーイングまたはセミツルーイング後のネジ状部の両端部において、歯車の歯形加工を行うネジ状部の中央部におけるネジ山の外形形状を正確に測定することができ、この測定結果に基づいて歯車の歯形を高精度に加工することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す（ａ）側面図、（ｂ）図（ａ）に示す側面図に対応する位置での金属めっき層の厚さを示す図、（ｃ）図（ａ）に示す側面図に対応する位置での砥粒突き出し量を示す図である。
【図２】図１に示す実施形態のネジ状部の両端部におけるネジ山の軸線に沿った拡大断面図である。
【図３】図１に示す実施形態のネジ状部の中央部におけるネジ山の軸線に沿った拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態におけるネジ状電着工具は、鋼材等からなる外形が図１（ａ）に示すような概略多段円柱状の台金１の外周部に、この台金１の軸線Ｏ回りに捩れる１または複数条の螺旋状のネジ状部２が形成され、このネジ状部２の表面に、ｃＢＮやダイヤモンド等の超砥粒よりなる砥粒３がＮｉ等の金属めっき層４によって略単層に電着されて固定された砥粒層５が形成され、さらにこの砥粒層５にツルーイング、または電着により金属めっき層４の表面に付着しただけの余剰の砥粒３をツルーイングと同様の方法で取り除くセミツルーイングが施されたものである。なお、台金１におけるネジ状部２の形状、寸法は軸線Ｏ方向に亙って一定とされている。
【００１６】
ここで、台金１の中心部には軸線Ｏに沿って貫通する図示されない取付孔が形成されるとともに、台金１の両端部６はネジ状部２のネジの谷底の径よりも小さな外径とされ、この両端部６にはキー溝７が形成されている。なお、この両端部６の表面には砥粒層５は形成されていない。このようなネジ状電着工具は、上記取付孔に図示されない回転軸が挿通されて、この回転軸に設けたキーが上記キー溝７に噛合することにより回転軸と一体に軸線Ｏ回りに回転させられて、ワークである歯車の歯形研削に用いられる。
【００１７】
さらに、本実施形態では、上記ネジ状部２における金属めっき層４の厚さＴが、図３に示すネジ状部２の軸線Ｏ方向中央部２Ａにおける厚さよりも、図２に示すネジ状部２の軸線Ｏ方向両端部２Ｂにおける厚さが大きくなるようにされている。ここで、本実施形態では、上述のように台金１の両端部６がネジ状部２の谷底の径よりも小さくされることにより、ネジ状部２の両端部２Ｂには軸線Ｏに垂直な端面２Ｃが台金１の両端部６の周りに形成されており、図１（ｂ）に示すように金属めっき層４の厚さＴは、中央部２Ａにおける金属めっき層４の厚さ（平均の厚さ）Ｔ０から、ネジ状部２の上記両端面２Ｃに向かうに従い漸次大きくなるようにされて、この端面２Ｃの位置で最大の厚さとなるようにされている。
【００１８】
また、ツルーイングまたはセミツルーイングは、砥粒層５が形成されたネジ状部２のネジ山８に対して、その軸線Ｏに沿った断面の外形形状がネジ状部２の全体に亙って均一となるように施されるものである。従って、図２および図３に示すように、金属めっき層４への砥粒３の埋込率、すなわち砥粒３の粒径に対する金属めっき層４への砥粒３の埋込深さの割合は、両端部２Ｂで中央部２Ａよりも大きくなり、そして、図１（ｃ）および図２、図３に示すように、金属めっき層４の厚さＴが大きくされたネジ状部２の両端部２Ｂにおいては、この金属めっき層４の厚さＴの変化と相反するようにして、金属めっき層４の表面からの砥粒３の砥粒突き出し量Ｐは中央部２Ａの砥粒突き出し量（平均の砥粒突き出し量）Ｐ０よりも小さくなる。
【００１９】
このようにネジ状部２の両端部２Ｂにおける金属めっき層４の厚さＴを中央部２Ａの厚さＴ０よりも大きくして、両端部２Ｂの砥粒突き出し量Ｐを中央部の砥粒突き出し量Ｐ０より小さくするには、例えば台金１の砥粒層５を形成しない両端部６や上記取付孔、あるいはネジ状部２の端面２Ｃを適宜マスキングした上で、この台金１を砥粒３が分散させられたＮｉ等の金属めっき液中に浸漬して、同じくこの金属めっき液中に浸漬された電極との間で通電させて電解めっきを施すことにより、まずネジ状部２の全体に亙って砥粒３を取り込みつつ所定の厚さの金属めっき層４を形成し、次いでネジ状部２の両端部２Ｂを除いてその表面にマスキングをして追加の電解めっきを施すことにより、この両端部２Ｂの金属めっき層４の厚さを増大させ、しかる後に砥粒が分散されていない金属めっき液中に台金を浸漬して無電解めっきにより金属めっき層４を成長させて、中央部２Ａが厚さＴ０で両端部２Ｂがこれよりも大きな厚さＴの金属めっき層４を形成するようにしてもよい。この場合には、追加の電解めっきが施された両端部２Ｂにおいて金属めっき層４は、中央部２Ａの金属めっき層４に対して一段段差を介してその厚さＴが増大させられることになり、両端部２Ｂの砥粒突き出し量Ｐは中央部２Ａの砥粒突き出し量Ｐ０に対して、厚さＴが段差を介して増大させられるところで一段段階的に小さくなる。
【００２０】
ただし、このような電解めっきにおいては、ネジ状部２の両端部２Ｂで通電の際に電流密度が集中しやすいため、金属めっき層４の厚さＴが厚くなる傾向がある。そこで、これを利用して、電解めっきによる金属めっき層４の厚さをネジ状部２の両端部２Ｂで中央部２Ａよりも大きくなるようにしながら砥粒３を固着し、次いで砥粒３が分散されていない金属めっき液中に台金１を浸漬して無電解めっきにより金属めっき層４を成長させることにより、ネジ状部２における両端部２Ｂの金属めっき層４の厚さＴを中央部２Ａの厚さＴ０よりも大きくして、両端部２Ｂの砥粒突き出し量Ｐを中央部の砥粒突き出し量Ｐ０より小さくするようにしてもよい。この場合の両端部２Ｂにおける金属めっき層４の厚さＴは、図１（ｂ）に示したように端面２Ｃ側に向かうに従い漸次増大させられることになり、両端部２Ｂの砥粒突き出し量Ｐは図１（ｃ）に示したように端面２Ｃ側に向かうに従い漸次減少させられることになる。
【００２１】
従って、このように構成されたネジ状電着工具では、こうして金属めっき層４からの砥粒３の砥粒突き出し量Ｐがネジ状部２の中央部２Ａの砥粒突き出し量Ｐ０よりも小さくされた両端部２Ｂにおいて、砥粒層５の表面における凹凸が小さくなるので、ツルーイングまたはセミツルーイング後のネジ山８の外形形状を正確に測定することが可能となる。
【００２２】
そして、この両端部２Ｂにおけるネジ山８の外形形状は、同じくツルーイングまたはセミツルーイングが施されたネジ状部２の中央部２Ａにおけるネジ山８の外形形状、すなわち金属めっき層４から突出した砥粒３の突端を結ぶ包絡面の形状と一致しているので、上記両端部２Ｂにおけるネジ山８の外形形状に基づいて、歯形加工に用いられるこの中央部２Ａのネジ山８の外形形状を正確に測定することができる。このため、かかる外形形状に基づいて、ワークである歯車に研削加工される歯形の形状も正確に把握することができ、これにより高精度の歯形加工を行うことが可能となる。
【００２３】
また、上記構成のネジ状電着工具では、ネジ状部２の両端部２Ｂにおいて砥粒突き出し量Ｐが中央部２Ａよりも小さくされていて、そのネジ山８の外形形状が正確に測定可能であり、従ってツルーイングまたはセミツルーイングをこれら両端部２Ｂの間でネジ状部２の全体に亙って連続的に行った場合に、これら両端部２Ｂでのネジ山８の外形形状が一致していれば、中央部２Ａにおいても高い精度でネジ山８の外形形状が両端部２Ｂと一致しているものと確認することができる。従って、いずれか一方の端部２Ｂのみによる測定結果よりもさらに正確に中央部２Ａのネジ山８による歯形形状を把握することができ、一層高精度の歯形加工を図ることができる。
【００２４】
なお、これらネジ状部２の両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐが大きくなると、この両端部２Ｂにおける砥粒層５の凹凸が激しくなってネジ山８の外形形状の正確な測定が困難となるおそれがある。このため、ネジ状部２の両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐは砥粒３の平均粒径の３０％以下とされるのが望ましく、例えば砥粒突き出し量Ｐが０であって、砥粒３の埋込率は１００％であり、すなわち砥粒３の突端と金属めっき層４の表面とが面一となってネジ山８の外形形状を形成するようにされていてもよい。また、両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐが負であって、砥粒３の埋込率が１００％を上回り、すなわち電着後に両端部２Ｂで砥粒３が金属めっき層４に埋没するようにされたものが、ツルーイングまたはセミツルーイング後でも砥粒３が露出するこなく金属めっき層４に埋没したままの状態とされていてもよい。なお、図１（ｃ）に示したように両端部２Ｂにおいて砥粒突き出し量Ｐが端面２Ｃ側に向かうに従い漸次減少しているような場合には、この端面２Ｃの近傍において砥粒突き出し量Ｐが砥粒３の平均粒径の３０％以下とされていればよい。
【００２５】
一方、ネジ状部２の中央部２Ａにおける砥粒３の砥粒突き出し量Ｐ０は、これが大きすぎると砥粒３の埋込率が小さくなり、金属めっき層４によって砥粒３を確実に保持することができなくなって砥粒３の脱落が著しくなり、工具寿命が短縮されてしまうおそれがある一方、逆に中央部２Ａの砥粒突き出し量Ｐ０が小さすぎると砥粒３による切れ味が損なわれ、効率的な歯車の研削が阻害されるおそれがある。このため、このネジ状部２の中央部２Ａにおける砥粒３の砥粒突き出し量Ｐ０は、両端部２Ｂの砥粒突き出し量Ｐよりも大きな範囲内において、さらに砥粒３の平均粒径の３０〜５０％の範囲内とされるのが望ましい。
【００２６】
さらに、ネジ状部２の両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐと、中央部２Ａにおける砥粒突き出し量Ｐ０との差が小さすぎると、中央部２Ａのネジ山８の外形形状を測定しても変わらないことになり兼ねず、その一方でこれら砥粒突き出し量Ｐ、Ｐ０の差が大きすぎると、たとえ両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐが０の場合であっても中央部２Ａにおける砥粒突き出し量Ｐ０が大きくなりすぎて砥粒３の脱落を招くおそれがある。
【００２７】
このため、砥粒突き出し量Ｐは、ネジ状部２の中央部２Ａでの砥粒突き出し量Ｐ０に対して両端部２Ｂにおける砥粒突き出し量Ｐが２５〜６５％の範囲とされるのが望ましい。勿論、図１（ｃ）に示したように砥粒突き出し量Ｐが両端部２Ｂにおいて端面２Ｃ側に向かうに従い漸次減少している場合には、上記と同様にこの端面２Ｃの近傍において上記範囲とされていればよい。
【００２８】
さらにまた、こうして砥粒突き出し量Ｐが中央部２Ａよりも小さくされる両端部２Ｂの範囲については、両端面２Ｃからの軸線Ｏ方向の範囲が小さすぎるとネジ山８の外形形状の正確な測定が困難となるおそれがある一方、この範囲が大きすぎても、こうして砥粒突き出し量Ｐが小さくて研削に使用し難い測定のための部分が必要以上に多くなるだけであるので、不経済で非効率的となる。
【００２９】
このため、ネジ状部２において中央部２Ａよりも砥粒突き出し量Ｐが小さくなる両端部２Ｂは、ネジ状部２の両端面２Ｃと、これら両端面２Ｃからそれぞれ軸線Ｏ方向において該ネジ状部のネジのピッチの０．５ピッチ〜１．５ピッチの範囲内の位置との間の部分とされるのが望ましい。特に、両端面２Ｃからそれぞれ最小限の０．５ピッチ分ずつの範囲で砥粒突き出し量Ｐが小さくされていれば、合わせて１山分のネジ山８の外形形状を正確に測定することが可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１  台金
２  ネジ状部
２Ａ  ネジ状部２の中央部
２Ｂ  ネジ状部２の端部
２Ｃ  ネジ状部２の端面
３  砥粒
４  金属めっき層
５  砥粒層
８  ネジ状部のネジ山
Ｏ  台金１の軸線
Ｔ  金属めっき層４の厚さ
Ｔ０  中央部２Ａにおける金属めっき層４の厚さ
Ｐ  砥粒突き出し量
Ｐ０  中央部２Ａにおける砥粒突き出し量
【図１】
0005423463.tif 000002
【図２】
0005423463.tif 000003
【図３】
0005423463.tif 000004