(57)【要約】【課題】電着後の最表面歯形形状を歯車と同一に設定可能な、電着ドレスギヤの歯先電着層厚さと歯元電着層厚さの差異量を少なくし、歯元電着層厚を深くし砥粒保持力を高めかつ歯元電着砥粒密度を高め歯元電着砥粒脱落が少ない長寿命の電着ドレスギヤを提供。【解決手段】インボリュート歯形を有する焼き入れ外歯車の歯面をホーニング仕上げをする図示しない内歯砥石をドレッシングする電着ドレスギヤ 5、6、7であって、ドレスギヤ本体50、60、70の歯部歯元52、62、72が本体の主たるインボリュート歯面51、61、71と交点53、63、73をもち挟角θｋをなす本体歯元面56、66、76を形成させるドレスギヤ本体歯元切欠き55、65、75を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インボリュート歯形を有する焼き入れ外歯車の歯面をホーニング仕上げをする内歯砥石をドレッシングする電着ドレスギヤにおいて、前記ドレスギヤ本体の歯部歯元に、前記本体の主たるインボリュート歯面と交点をもち挟角をなす本体歯元面を形成する切欠きを設けたことを特徴とする電着ドレスギヤ。
【請求項２】
前記インボリュート歯面との交点での実体挟角が120 ゜以下であることを特徴とする請求項１記載の電着ドレスギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インボリュート歯形を有する焼き入れ外歯車の歯面をホーニング仕上げをする内歯砥石をドレッシングする、ドレスギヤ本体に砥粒を電着した、電着ドレスギヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車歯部の形成には、通常、外歯車では加工能率面からホブ加工あるいはギヤシェーパ加工が一般的である。この段階で外歯車の歯部は個々の諸元の形状に殆ど形成され、歯車としての機能を有することになるが、歯車の用途、例えば高速回転仕様あるいは高負荷仕様などでは歯車対の噛み合い振動騒音、ピッチング、耐久性が重要課題となり、さらにシェービング加工などで、歯車歯面を滑らかにかつ高精度に仕立てられる。しかしこれはあくまでも精度向上策であり、より重要な歯車機能を歯車に持たせるために、その後に熱処理を施して材料そのものの強度アップが図られる。この後の熱処理過程では、材料組織の変態により、わずかの歪み、曲がり、変形を伴い、歯車歯部精度が1 〜2 級（旧JIS 級）低下してしまう。この熱処理後の歯車歯部精度を回復することが必要とされる高歯車精度を要する外歯歯車は、研削あるいはギヤホーニング工法などで、再仕上げ加工が施される。従来の加工能率の良いハードギヤホーニング加工に用いられる工具としては、例えば特許文献１で述べる、図２に記載するような、ワーク10を直接加工する（ワーク10と直接噛み合う）内歯砥石 1、内歯砥石 1の歯面 2をドレッシングする、ドレスギヤ本体に砥粒を電着した、ダイヤモンド電着ドレスギヤ 3（ワーク10とほぼ同じ寸法諸元を有し、取付状態も同じであるので、説明の便宜上図２ではワークの10と重複して電着ドレスギヤ 3を示す）からなる。これらの詳細は特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３６１５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来のハードギヤホーニング加工に用いられる電着ドレスギヤは、加工される歯車と同一の諸元、形状で設計製作されることが基本である。つまり加工される歯車の噛み合い特性を電着ドレスギヤに持たせ、その電着ドレスギヤで内歯砥石 1をドレッシングすることで、内歯砥石 1と歯車の噛み合い特性が一致しホーニング加工による歯車の歯面形状崩れを最小限に留めることができる。このようなドレスギヤ 3の歯部 9の歯元面32の形状は、図３（ａ）に示すように、通常の歯車と同様、主たるインボリュート歯面31に連続的でかつ滑らかに連なる歯元面32の形状で設計製作されている。ドレスギヤ 3はレジン系あるいはセラミック系の内歯砥石用のドレッサであるため、鋼材製のドレスギヤ本体30の歯面のみに整粒された直径0.1 から0.2mm のダイヤモンド砥粒35を電着という方法で固着させている。図３（ｅ）は（ａ）の電着ドレスギヤ１歯の全体斜視図、図３（ｆ）は（ａ）の電着ドレスギヤ本体30の概略断面図を示す。
【０００４】
従来のハードギヤホーニング加工に用いられる電着ドレスギヤの概略製作手順は、まず図３（ｂ）に示すように、電気メッキ34でドレスギヤ本体30の歯面にダイヤモンド砥粒35を仮固着する。次いで図３（ｃ）に示すように、化学メッキでメッキ層36を成長させ、砥粒把持力を確保するようにされる。しかし結果として図３（ｄ）に示すように、電着ドレスギヤ 3の歯先面37から歯元面32にかけての電着層厚に差異が生じ、電着最表面形状が本体歯面形状と平行にならない。電着ドレスギヤ 3の歯先面37から歯元面32にかけての電着層厚は、具体的には、歯先電着層厚さ38は歯元電着層厚さ39に比べ厚く仕上がる。その量は歯部諸元により異なってくるが、およそ10μm から30μm の範囲で変化してくる。そのため従来の電着ドレスギヤでは、次の技術的課題があった。第１は、電着後の最表面歯形形状を歯車と同一に設定するには、本体歯面歯形は前記差異量をあらかじめ見込んだ補正形状にしておく必要がある。この差異量が多いほど電着後の最表面歯形の再現性が困難になってくる。第２は、歯元電着層厚さ39は歯先電着層厚さ38に比べて浅くなるため、相対的に砥粒35の保持力が弱くドレッシングの際、早期の砥粒脱落を招きやすい。また電着砥粒の分布密度も粗くなるため砥粒への負担も増しやはり砥粒脱落を誘発する。結局ドレスギヤの短寿命に結びつく。
【０００５】
本発明の課題は、かかる従来の電着ドレスギヤの技術的課題を解決した、電着後の最表面歯形形状を歯車と同一に設定可能な、電着ドレスギヤの歯先電着層厚さと歯元電着層厚さとの差異量を少なくし、歯元電着層厚さを深くし砥粒保持力を高めかつ歯元電着砥粒密度を高め、歯元電着砥粒脱落が少ない長寿命の電着ドレスギヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者が上記電着ドレスギヤの技術的課題を検討したところ、電着は基本的には、電気メッキと化学メッキの２大工程を通るが、メッキ層厚に差異をもたらす要因には、少なくとも化学メッキは考えられない。化学メッキは単なる充填効果をもたらすのみである。電気メッキは通電により電着槽のメッキ液からニッケルイオンを発生させ、そのメッキ力を利用してドレスギヤ本体歯面に砥粒を仮固着させるものである。一方、ドレスギヤ本体の歯部断面形状は、図３（ｆ）に示すように、ドレスギヤ本体30歯部の歯幅は歯先面37が薄く歯元面32が厚いという形状特性をもつことから、電流密度が異なることが考えられる。当然、歯先面37は電流密度が高く、歯元面32は電流密度が低くなっていると推察され、これがニッケルイオンの固着量の差異になっていると考えた。かかる考察をもとに、ドレスギヤ本体30歯部の歯元面32にも電流密度を高めうる形状をもたせることを考え、本発明を創作した。
【０００７】
このため本発明は、インボリュート歯形を有する焼き入れ外歯車の歯面をホーニング仕上げをする内歯砥石をドレッシングする電着ドレスギヤにおいて、前記ドレスギヤ本体の歯部歯元に、前記本体の主たるインボリュート歯面と交点をもち挟角をなす本体歯元面を形成する切欠きを設けたことを特徴とする電着ドレスギヤを提供することにより上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ドレスギヤ本体の歯部歯元に、前記本体の主たるインボリュート歯面と交点をもち挟角をなす本体歯元面を形成する切欠きを設けたので、電着後の最表面歯形形状を歯車と同一に設定可能にし、電着ドレスギヤの歯先電着層厚さと歯元電着層厚さとの差異量を少なくし、歯元電着層厚さを深くし砥粒保持力を高め、かつ歯元電着砥粒密度を高め、歯元電着砥粒脱落が少ない長寿命の電着ドレスギヤを提供するものとなった。
【０００９】
好ましくは、前記インボリュート歯面との交点での実体挟角が120 ゜以下にする、ことが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を、図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、（ｂ）は（ａ）とは異なる本発明の第２の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）とはさらに異なる本発明の第３の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、をそれぞれ示す。
【００１１】
図１（ａ）に示す本発明の第１の実施の形態の電着ドレスギヤは、図示しないインボリュート歯形を有する焼き入れ外歯車の歯面をホーニング仕上げをする図示しない内歯砥石をドレッシングする電着ドレスギヤ 5であって、ドレスギヤ本体50の歯部歯元52に、本体50の主たるインボリュート歯面51と交点53をもち挟角θｋをなす本体歯元面56を形成するように、ドリル加工による円形状の穴である切欠き55を設けた。狙いはドレスギヤ本体歯元52に交点53を設け、電流密度をより高めるところにある。この円形状の穴である切欠き55は、図４に示すインボリュート歯形を有する歯車歯面の生仕上げによく用いられる、外周にセレーション81が設けられた複数の刃部82を有するシェービングカッタ80に通常設けられる環状すかし穴85に外見上類似するが、シェービングカッタ80の環状すかし穴85は、刃部82の刃面83にセレーション81を加工するときの、図示しない加工バイト刃先の干渉防止用逃がし穴85である。図３（ｅ）の１歯の全体斜視図で示すように、刃面にセレーションがなく、セレーション加工バイト刃先の干渉防止用の逃がし穴を必要としない電着ドレスギヤ本体50でかかる余分な加工費用を要する環状すかし穴を設ける誘因は全くない。
【００１２】
ドレスギヤ本体歯元52に交点53を設け、電流密度をより高める効果を得るには、ドレスギヤ本体50の本体歯元面56が主たるインボリュート歯面51に対し交点53でなす挟角θｋが、θk ＜120 ゜であるべきであることもわかった。
したがって本体歯元面56の歯元形状は必ずしもドリル加工による円形である必要はなく図２（ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態の電着ドレスギヤ 6のように、ドレスギヤ本体70の歯部歯元72が本体70の主たるインボリュート歯面71と交点73をもち、挟角θｋをなす平坦な本体歯元面76を形成するよう切欠き75を設けてもよい。さらに、図２（ｃ）に示す本発明の第３の実施の形態の電着ドレスギヤ 7のように、ドレスギヤ本体60の歯部歯元62が本体60の主たるインボリュート歯面61と交点63をもち、挟角θｋがほぼ90°をなす本体歯元面66を形成するような切欠き65を設けてもよい。
【実施例１】
【００１３】
表１に示すドレスギヤ諸元で、図１（ａ）の本発明の第１の実施の形態の電着ドレスギヤ本体にドリル加工によるφ4.0mm の円形状の穴55を設けたドレスギヤ本体と、図３（ａ）に示すようなかかる円形状の穴を設けていないドレスギヤ本体について、それぞれ砥粒を実際に電気メッキ及び化学メッキで電着メッキ層を電着して電着ドレスギヤを作成し、各電着ドレスギヤの各歯元の埋め込み率％を、
各歯元の埋め込み率％＝メッキ層厚み／砥粒高さ× 100  で算出して比較し、その結果を表２に示す。φ4.0mm の円形状の穴である切欠きを設けた本発明の第１の実施の形態の電着ドレスギヤの歯元電着層厚さは、歯先電着層厚さなみに近づき、歯元電着層厚さを深くし砥粒保持力を飛躍的に高め、かつ歯元電着砥粒密度も高まった。これにより、歯元電着砥粒脱落が少ない長寿命の電着ドレスギヤとなった。本発明の最も大きな効果は、歯元埋め込み率％が大きくなり、砥粒把持力が高くなり、従来の電着ドレスギヤのような砥粒脱落による短寿命現象は激減し、また電着最表面の歯形と本体歯形との平行度誤差が縮まったため、電着ドレスギヤの本体歯形修整量も少なくてすみ、歯形研削が容易になった。
【００１４】
【表１】
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【表２】
2006212726.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、（ｂ）は（ａ）とは異なる本発明の第２の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）とはさらに異なる本発明の第３の実施の形態を示す電着ドレスギヤの１歯の要部半断面図、をそれぞれ示す。
【図２】従来のハードギヤホーニング加工での、ワーク、内歯式砥石、電着ドレスギヤの加工状態を示し、（ａ）は軸直角方向からみた断面図、（ｂ）は、軸方向からみた右半分部分説明図である。
【図３】（ａ）は従来のハードギヤホーニング加工での、電着ドレスギヤ１歯の概略断面図、（ｂ）はドレスギヤ本体の歯面にダイヤモンド砥粒を電気メッキで仮固着する要部拡大説明図、（ｃ）は（ｂ）でダイヤモンド砥粒を電気メッキで仮固着した上に、化学メッキでメッキ層を成長させる要部拡大説明図、（ｄ）は（ｃ）の化学メッキでメッキ層を成長させた後の１歯の半分の要部を拡大した概略断面図、（ｅ）は（ａ）の電着ドレスギヤ１歯の全体斜視図、（ｆ）は（ａ）の電着ドレスギヤ本体の概略断面図を示す。
【図４】インボリュート歯形を有する歯車歯面の生仕上げによく用いられる、外周にセレーションが設けられた複数の刃部を有するシェービングカッタ１歯の全体斜視図。
【符号の説明】
【００１６】
5、6、7 ：電着ドレスギヤ
50、60、70：ドレスギヤ本体  
51、61、71：ドレスギヤ本体の主たるインボリュート歯面
52、62、72：ドレスギヤ本体の歯部歯元
53、63、73：交点
55、65、75：ドレスギヤ本体歯元切欠き
56、66、76：ドレスギヤ本体歯元面
θｋ：挟角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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