(57)【要約】【課題】砥粒の脱落による寿命の短縮を防ぐとともに、クーラントが行き渡り難いときでも砥粒層に溶着が発生するのを防止することが可能な電着砥石を提供する。【解決手段】Ｎｉめっき相４中に砥粒３が分散されて電着された砥粒層５を有してなる電着工具であって、Ｎｉめっき相４を、Ｎｉ−Ｐめっき相４ａの表面にＮｉ−Ｂめっき相４ｂが析出させられたものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉめっき相中に砥粒が分散されて電着された砥粒層を有してなる電着工具であって、上記Ｎｉめっき相は、Ｎｉ−Ｐめっき相の表面にＮｉ−Ｂめっき相が析出させられたものであることを特徴とする電着工具。
【請求項２】
上記Ｎｉ−Ｂめっき相は、ＤＭＡＢを還元剤として析出させられたものであることを特徴とする請求項１に記載の電着工具。
【請求項３】
上記Ｎｉ−Ｂめっき相は、ＮａＢＨ４を還元剤として析出させられたものであることを特徴とする請求項１に記載の電着工具。
【請求項４】
上記砥粒層は、台金に形成された歯型の表面に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電着工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着によりＮｉめっき相中に砥粒が分散されて保持された電着工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電着工具としては、一般的なワークの研磨、研削に用いられる電着砥石を初めとして、例えば特許文献１に記載されたようなギアホーニング砥石をドレッシングするドレスギアや、特許文献２に記載された円環状の台金の内周に歯型が形成された内歯車型電着工具、あるいは特許文献３に記載されたような台金の外周にネジ状の歯型が形成された電着ネジ状工具（ウォーム状工具）のように、台金に形成された歯型の表面に砥粒層が形成されて歯車を加工するのに用いられるものが種々提案されている。ここで、通常このような電着工具では、砥粒層において砥粒を保持する金属めっき相としてＮｉめっき相が用いられ、かかるＮｉめっき相を無電解めっきにより析出させる場合には、次亜リン酸を還元剤としたＮｉ−Ｐめっき相を析出させて砥粒を保持するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２７１１２７号公報
【特許文献２】特開平８−１１８１４５号公報
【特許文献３】特開２００３−２６６２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に記載されたようなドレスギアでは、ワークとなるギアホーニング砥石として近年セラミック系砥石などの硬質なビトリファイド砥石が用いられることが増えてきていることから、Ｎｉめっき相が浸食されることが著しく増加し、これに伴い砥粒が脱落しやすくなって、その寿命が短縮されてしまうことが多くなってきている。一方、特許文献２、３に記載された内歯車型電着工具やネジ状電着工具では、ワークとなる歯車の歯底も研削されることになるが、その際にこのワーク歯車の歯底と電着工具の歯型の先端（歯先）に形成された砥粒層との間にクーラントが行き渡り難く、この歯先に切粉の溶着が生じてしまうという問題があった。なお、これらの課題は、一般的な電着砥石でも、ワークが硬質である場合やクーラントが研削部位に行き渡り難い場合にも惹起されることになる。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、一般的な電着砥石は勿論、特に上記ドレスギアや内歯車型電着工具、あるいはネジ状電着工具のような歯車加工用の電着工具において、砥粒の脱落による寿命の短縮を防ぐとともに、クーラントが行き渡り難いときでも砥粒層に溶着が発生するのを防止することが可能な電着砥石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】
【０００５】
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、Ｎｉめっき相中に砥粒が分散されて電着された砥粒層を有してなる電着工具であって、上記Ｎｉめっき相は、Ｎｉ−Ｐめっき相の表面にＮｉ−Ｂめっき相が析出させられたものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明の電着工具において、Ｎｉ−Ｐめっき相の表面に析出させられるＮｉ−Ｂめっき相は、その硬度がＮｉ−Ｐめっき相よりも高硬度とされる。通常のＮｉ−Ｐめっき相の硬度がＨｖ５５０〜６００程度であるのに対して、Ｎｉ−Ｂめっき相は、例えばＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）を還元剤として析出させられたものではＨｖ７００〜７５０程度、ＮａＢＨ４を還元剤として析出させられたものでもＨｖ７００以上の硬度を得ることができる。また、このＮｉ−Ｂめっき相は潤滑性も高い。
【０００７】
従って、このようなＮｉ−Ｂめっき相をＮｉ−Ｐめっき相の表面に析出させて砥粒を保持した電着工具では、たとえ当該電着工具が、台金に形成された歯型の表面に上記砥粒層が形成されている上述したドレスギアや内歯車型電着工具、ネジ状電着工具のような歯車加工用の電着工具であっても、高硬度のＮｉ−Ｂめっき相によってＮｉめっき相の浸食を抑えて砥粒の脱落を防ぐことができるとともに、このＮｉ−Ｂめっき相による潤滑性の向上によって該Ｎｉめっき相に溶着が生じるのも防止することが可能となる。ただし、このようなＮｉ−Ｂめっき相だけでＮｉめっき相が構成されて砥粒が保持されていると、砥粒層の硬度が高くなりすぎて脆くなり、剥離を生じたりするおそれがあるため、本発明ではＮｉ−Ｐめっき相の表面にＮｉ−Ｂめっき相を析出させている。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明の電着工具によれば、たとえ歯車加工用に用いられる工具であっても、砥粒層からの砥粒の脱落を防いでその寿命の延長を図ることができるとともに、砥粒層への切粉の溶着も防止して高精度の加工を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１および図２は本発明の第１の実施形態を示すものであって、本発明をドレスギアに適用した場合を示すものである。すなわち、この図１に示す第１の実施形態のドレスギアＡでは、台金１が鋼材等の金属材料により概略円板状に形成されており、その外周部には、この台金１の周方向を向く一対の歯面２ａと外周側を向く歯先面２ｂとを備えた複数条の歯型２が、周方向に等間隔をなして突出するように、かつこの台金の軸線Ｏ方向に向けて螺旋状に捩れるようにして、該軸線Ｏに直交する断面において歯車形をなすように形成されている。
【００１０】
そして、少なくともこれらの歯型２の表面には、図２に示すようにダイヤモンド砥粒やｃＢＮ砥粒等の超砥粒３をＮｉめっき相４に単層に分散して固着した砥粒層５が形成されており、さらにこの砥粒層５のＮｉめっき相４は、台金１側に析出させられたＮｉ−Ｐめっき相４ａの表面に、Ｎｉ−Ｂめっき相４ｂが析出させられたものとされている。ここで、このＮｉ−Ｂめっき相４ｂは、ＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）またはＮａＢＨ４を還元剤として析出させられたものであり、ＤＭＡＢを還元剤とした場合にはＢの含有量は０．３〜１．０wt％程度、ＮａＢＨ４を還元剤とした場合には４〜５wt％程度とされている。なお、Ｎｉ−Ｐめっき相４ａは次亜リン酸を還元剤として析出させられたものであって、Ｐの含有量は７〜９wt％程度とされている。
【００１１】
また、このＮｉめっき相４におけるめっきの硬度は、Ｎｉ−Ｐめっき相４ａの硬度がＨｖ５５０〜６００程度であるのに対し、ＤＭＡＢを還元剤としたＮｉ−Ｂめっき相４ｂではＨｖ７００〜７５０、ＮａＢＨ４を還元剤としたＮｉ−Ｂめっき相４ｂでもＨｖ７００以上と、表面のＮｉ−Ｂめっき相４ｂが台金１側のＮｉ−Ｐめっき相４ａよりも高硬度とされている。さらに、図２に示すように、上記Ｎｉめっき相４においてこのＮｉ−Ｂめっき相４ｂはＮｉ−Ｐめっき相４ａよりもその厚さが薄ければ良く、より好ましくはＮｉめっき相４全体の厚さに対して１〜４０％の範囲内とされる。なお、この図２において超砥粒３にはツルーイングが施されてその突き出し量が均一とされ、砥粒層３の外形形状、寸法が、加工すべきワークに応じたものに整形されている。
【００１２】
このようなドレスギアＡを製造するには、所定の形状、寸法に形成した台金１に必要に応じてマスキングを施して、まず還元剤として次亜リン酸を添加するとともに超砥粒３を分散したＮｉめっき液中にこの台金１を浸漬し、歯型２の表面にＮｉ−Ｐめっき相４ａを析出させつつ、超砥粒３を取り込んで固着する。なお、このＮｉ−Ｐめっき相４ａの形成の前に、台金１の表面に下地めっきを施してもよい。そして、こうしてＮｉ−Ｐめっき相４ａが所定の厚さにまで析出して超砥粒３が固着されたなら、台金１を上記Ｎｉめっき液から引き上げて水洗し、次いで還元剤としてＤＭＡＢまたはＮａＢＨ４を添加したＮｉめっき液に浸漬し、上記Ｎｉ−Ｐめっき相４ａの表面にＮｉ−Ｂめっき相４ｂを上述のような所定の厚さで析出させて被覆する。
【００１３】
このように製造される本実施形態のドレスギアＡは、例えば図３に示すように、同じ電着工具である内歯車型電着工具Ｂの円環状をなす台金１１の内周部に形成された歯型１２と互いの軸線Ｏ，Ｐが所定の軸交差角をもつようにして噛合させられ、これらの軸線Ｏ，Ｐ回りに互いに回転させられることにより、上記歯型１２の表面に電着により形成された砥粒層１３のドレッシング（目立て）を行うのに使用される。なお、この電着内歯車型砥石Ｂにおいても、その歯型１２は円環状をなす台金１１の軸線Ｐ方向に向けて螺旋状に捩れるように形成されている。ただし、その周方向を向く両歯面１２ａは、当該電着内歯車型砥石Ｂにより加工されるワークである被削歯車の歯型形状に応じて図４に示すように断面凹曲面状に形成され、この両歯面１２ａおよび歯底面１２ｃとに上記砥粒層１３が形成されている。
【００１４】
従って、上記構成のドレスギアＡによれば、その砥粒層５において超砥粒３を保持するＮｉめっき相４が、Ｎｉ−Ｐめっき相４ａの表面にＮｉ−Ｂめっき相４ｂを析出させたものであるので、上述したように硬質のこのようなＮｉ−Ｂめっき相４ｂによってＮｉめっき相４の耐摩耗性を向上させることができる。このため、かかるドレスギアＡによりドレッシングされるワークとしてのギアホーニング砥石が、上述のように本実施形態と同じ電着工具である内歯車型電着工具Ｂであったり、あるいは硬質なセラミック系のビトリファイド砥石であったりしても、Ｎｉめっき相４が浸食されるのを抑えるとともに超砥粒３を強固に保持することができ、これにより該超砥粒３のの脱落を防いで電着工具としての寿命の延長を図ることが可能となる。
【００１５】
また、このようなＮｉ−Ｂめっき相４ｂは硬質であるとともに摩擦係数も小さく、従ってＮｉめっき相４の表面潤滑性および耐溶着性を向上させることもできる。このため、ドレッシング時に発生した細かい切粉などが砥粒層５のＮｉめっき相４に溶着してワークの加工品位を損なったりすることも防止することができ、高精度の加工を促すことが可能となる。
【００１６】
その一方で、このＮｉめっき相４の台金１側はＮｉ−Ｐめっき相４ａによって形成されているので、例えばＮｉめっき相４全体がＮｉ−Ｂめっき相４ｂにより形成されている場合に比べ、砥粒層５の硬度が高くなりすぎるのは抑えることができ、こうして砥粒層５が高硬度となりすぎることにより脆くなって剥離を生じ易くなったりするのを防ぐことができる。しかも、上記Ｎｉ−Ｂめっき相４ｂを析出させるのに還元剤として用いられるＤＭＡＢやＮａＢＨ４はＮｉ−Ｐめっき相４ａを析出させる次亜リン酸などに比べて高価であるとともに取り扱い性も良くないという問題があるが、本実施形態ではこのような還元剤を用いて析出させられるＮｉ−Ｂめっき相４ｂの厚さがＮｉ−Ｐめっき相４ａよりも薄く、超砥粒３はその大部分がこのＮｉ−Ｐめっき相４ａによって保持されることになるので、製造に要するコストや労力が増大するのを抑えることができる。
【００１７】
ところで、このように上記第１の実施形態では本発明をドレスギアＡに適用して、図３に示したように内歯車型電着工具Ｂの砥粒層１３にドレッシングを施す場合について説明したが、本発明の第２の実施形態として、この内歯車型電着工具Ｂの歯面１３ａや歯底面１３ｃ、あるいは歯先面１３ｂに形成される砥粒層１３において、そのＮｉめっき相４を図２に示したのと同様に台金１１側のＮｉ−Ｐめっき相４ａとその表面のＮｉ−Ｂめっき相４ｂとから構成するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、図５は、本発明の第３の実施形態を示すものであって、本発明を電着ネジ状工具に適用した場合を示している。すなわち、この第３の実施形態である電着ネジ状工具Ｃは、軸線Ｑを中心とした外形略円筒状をなす台金２１の外周に、この軸線Ｑ回りに螺旋状に捩れる１または複数条のネジ状の歯型２２が形成され、この歯型２２の軸線Ｑ方向を向く両歯面２２ａと外周側を向く歯先面２２ｂの表面に、図２に示したのと同様の台金１１側に析出させられたＮｉ−Ｐめっき相４ａと、このＮｉ−Ｐめっき相４ａの表面に析出させられたＮｉ−Ｂめっき相４ｂとからなるＮｉめっき相４に超砥粒３を分散して固着した砥粒層２３が形成されてなるものであり、上記軸線Ｑ回りに回転されつつ、この歯型２２をワークとしての被削歯車にウォーム状に噛合させることにより、この被削歯車の歯面の仕上げ加工等を行う。
【００１９】
このような第２、第３の実施形態の内歯車型電着工具Ｂ、電着ネジ状工具Ｃでも、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、これら内歯車型電着工具Ｂや電着ネジ状工具Ｃでは、ワークとなる歯車の歯底も研削されることになるが、その際にこのワーク歯車の歯底と電着工具の歯型２２の先端（歯先面１３ｂ，２２ｂ）に形成された砥粒層１３，２３との間にクーラントが行き渡り難く、この歯先面１３ｂ，２２ｂに切粉の溶着が生じてしまうという問題があるが、本発明では上述のようにＮｉめっき相４の潤滑性が向上することから、このような切粉の溶着を一層確実に防止することが可能となる。
【００２０】
なお、上記第１ないし第３の実施形態ではいずれも、歯車を加工する内歯車型電着工具Ｂや歯車自体をワークとする歯車加工用の電着工具に本発明を適用した場合について説明したが、上述したＮｉめっき相４の浸食や溶着の発生は、このような歯車加工用の電着工具に限らず惹起される問題である。従って、本発明は、このような歯車加工用電着工具以外の、ワークの研削や研磨を行う一般的な電着砥石や、ワークの切断等を行う電鋳ブレード等の電着薄刃砥石、あるいは半導体ウェハ等のＣＭＰ加工を行うパッドのコンディショニングを行うＣＭＰコンディショナなどに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態のドレスギアＡを示す斜視図である。
【図２】図１に示すドレスギアＡの砥粒層５の拡大断面図である。
【図３】図１に示すドレスギアＡにより、本発明の第２の実施形態とされ得る内歯車型電着工具Ｂにドレッシングを施す場合を示す斜視図である。
【図４】図３に示す電着内歯車型砥石Ｂの歯型２２の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の電着ネジ状工具Ｃを示す一部破断した側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１，１１，２１  台金
２，１２，２２  歯型
３  超砥粒（砥粒）
４  Ｎｉめっき相
４ａ  Ｎｉ−Ｐめっき相
４ｂ  Ｎｉ−Ｂめっき相
５，１３，２３  砥粒層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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