(57)【要約】【課題】比較的安価で容易に作製することができるとともに、研削加工の高速化を図ることができる研削砥石を提供する。【解決手段】研削対象である歯車５の歯５ａと噛み合わせた状態でその歯車５との相対回転運動により、歯車５の歯５ａを創成研削するようにした歯車用研削砥石４であって、歯車５の軸線と所定の位置関係にある砥石軸線方向に重ね合わされる複数の研削ホイール１０を備え、各研削ホイール１０は、砥石軸線上に中心点を一致させて配される靭性を有する基板１１の周面１５に、研削時に歯車５の歯５ａと係合する研削面１２ａを有する砥石部材１２を固着してなり、重ね合わされた複数の研削ホイール１０における基板１１によって靭性を有する主体部１７を形成するとともに、重ね合わされた複数の研削ホイール１０における砥石部材１２によって主体部１７の周面側に研削時に歯車５の歯５ａと噛み合う雄ねじ状研削部４ａを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削対象である歯車の歯またはねじ軸のねじ部と噛み合わせた状態でその歯車またはねじ軸との相対回転運動により、前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部を創成研削するようにした研削砥石であって、
前記歯車または前記ねじ軸の軸線と所定の位置関係にある砥石軸線方向に重ね合わされる複数の研削ホイールを備え、各研削ホイールは、前記砥石軸線上に中心点を一致させて配される靭性を有する基板の周面に、研削時に前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部と係合する研削面を有する砥石部材を固着してなり、
重ね合わされた前記複数の研削ホイールにおける前記基板によって靭性を有する主体部を形成するとともに、重ね合わされた前記複数の研削ホイールにおける前記砥石部材によって前記主体部の周面側に研削時に前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部と噛み合う研削部を形成するようにしたことを特徴とする研削砥石。
【請求項２】
前記砥石部材を、前記基板の周面から三日月状に張り出した形状とし、前記複数の研削ホイールを、前記砥石軸線回りに前記砥石部材をずらして重ね合わせることを特徴とする請求項１に記載の研削砥石。
【請求項３】
前記基板の周面と前記研削面との距離が全域に亘って一定となるように、前記基板の周面を、前記研削面の形状に沿うような形状に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の研削砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば歯車やボールねじ、ねじゲージ、タップなどを研削するのに用いられて好適な研削砥石に関し、特に、複数の研削ホイールを重ね合わせて構成される研削砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、居住性や燃費を重要視した自動車分野においては、歯面強度の向上や低燃費化のために、トランスミッション等に使用される歯車の加工精度を向上させることが、益々求められている。
【０００３】
従来、歯車の加工精度の向上を図ることを目的として、歯車とねじ状砥石とを噛み合わせた状態で互いに回転させて、歯車の歯を創成研削するようにしたものがある（特許文献１参照）。ここで、ねじ状砥石としては、例えば、砥石母材の周面部分に精密なピッチでねじ状の研削部を軸方向全域に亘って形成し、該研削部の表面に例えばＣＢＮ砥粒をメッキ層を介して台金に固定した電着砥石等が挙げられる。
【０００４】
また、ボールねじやねじゲージ、タップなどのような軸本体の外周面に雄ねじ部が形成されてなるようなねじ軸に対し、精度良く上質の仕上げをするために、１山のねじ山または複数のねじ山を有する砥石を用いて、ねじ軸の雄ねじ部表面を研削するようにした研削法が知られている（例えば特許文献２〜４参照）。
【０００５】
しかしながら、従来の研削砥石では、砥石母材の周面部分にねじ状の研削部を形成するのに高度な技術と多大な加工費が必要となるため、容易に作製することができないという問題点があった。
【０００６】
なお、創成研削の目的で使用されるものではなく、歯車の歯面の凹凸を平坦にする研磨の目的で使用されるものであるが、可撓性のある研磨シートを積層してなる歯車用研磨体（特許文献５参照）の技術を適用すれば、容易に作製することができて上記の問題点を解決し得るものと考えられるが、かかる技術をそのまま適用することはできず、創成研削に適した構造を有するものの出現が望まれている．
【０００７】
また、近時、研削加工の高速化が望まれているが、従来の研削砥石では、砥石母材を主体とした構成で靭性が乏しいため、例えば周速が７２ｍ／ｓを超えるような回転速度で回転させて研削加工を行った場合、砥石母材が割れる恐れがあり、研削加工の高速化を思うように図ることができないという問題点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１８１１７号公報
【特許文献２】特開平５−１３８４３８号公報
【特許文献３】特開平１０−２９６５３７号公報
【特許文献４】特開２０１０−２８４７９６号公報
【特許文献５】特許第５４５０８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、比較的安価で容易に作製することができるとともに、研削加工の高速化を図ることができる研削砥石を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による研削砥石は、
研削対象である歯車の歯またはねじ軸のねじ部と噛み合わせた状態でその歯車またはねじ軸との相対回転運動により、前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部を創成研削するようにした研削砥石であって、
前記歯車または前記ねじ軸の軸線と所定の位置関係にある砥石軸線方向に重ね合わされる複数の研削ホイールを備え、各研削ホイールは、前記砥石軸線上に中心点を一致させて配される靭性を有する基板の周面に、研削時に前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部と係合する研削面を有する砥石部材を固着してなり、
重ね合わされた前記複数の研削ホイールにおける前記基板によって靭性を有する主体部を形成するとともに、重ね合わされた前記複数の研削ホイールにおける前記砥石部材によって前記主体部の周面側に研削時に前記歯車の歯または前記ねじ軸のねじ部と噛み合う研削部を形成するようにしたことを特徴とするものである（第１発明）。
【００１１】
本発明において、前記砥石部材を、前記基板の周面から三日月状に張り出した形状とし、前記複数の研削ホイールを、前記砥石軸線回りに前記砥石部材をずらして重ね合わせるのが好ましい（第２発明）。
【００１２】
本発明において、前記基板の周面と前記研削面との距離が全域に亘って一定となるように、前記基板の周面を、前記研削面の形状に沿うような形状に形成するのが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の研削砥石によれば、重ね合わされた複数の研削ホイールにおける基板によって靭性を有する主体部が形成されるとともに、重ね合わされた複数の研削ホイールにおける砥石部材によって主体部の周面側に研削時に歯車の歯またはねじ軸のねじ部と噛み合う研削部が形成されるので、比較的安価で容易に作製することができるとともに、研削加工の高速化を図ることができる。
【００１４】
また、第２発明の構成を採用することにより、研削部をねじ形状またははすば歯形状に形成することができる。
【００１５】
ところで、基板の周面と研削面との距離が部位によって長い所と短い所とが存在する場合、使用に伴って砥石部材の摩耗が進行すると、基板の周面と研削面との距離が短い箇所が真っ先に摩滅して基板が露出されることになり、この時点で研削砥石としての機能が十全に発揮されないので、基板の周面と研削面との距離が長い箇所では砥石部材が残存していても工具寿命が尽きることになり、資源の無駄遣いであるとともに、工具の長寿命化を図ることができない。
これに対し、基板の周面と研削面との距離が全域に亘って一定である場合、使用に伴って砥石部材の摩耗が進行しても、基板の周面が局所的に露出されるといったことがなくなり、砥石部材の全体を最後まで使い切ることができる。
したがって、第３発明の構成を採用することにより、基板と砥石部材との固着領域を広くとることができて両者をより強固に固着することができるのは勿論のこと、砥石部材の全体を最後まで使い切ることができるので、資源を無駄なく有効に利用することができ、結果、研削砥石の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態の歯車用研削砥石と歯車との噛み合い部の一部を歯車用研削砥石を破断して表す拡大図である。
【図３】第１の実施形態の歯車用研削砥石の分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部拡大図であるである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図である。
【図６】第２の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図である。
【図８】第３の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るねじ軸用研削砥石を用いてねじ軸研削装置によりボールねじを研削する研削動作を示す図で、（ａ）は研削前の準備状態図、（ｂ）はボールねじの一端部を研削している状態図、（ｃ）はボールねじの中間部を研削している状態図、（ｄ）はボールねじの他端部を研削している状態図である。
【図１０】図９（ｃ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】第４の実施形態のねじ軸用研削砥石とねじ軸との噛み合い部の一部をねじ軸用研削砥石を破断して表す拡大図である。
【図１２】第４の実施形態のねじ軸用研削砥石の分解斜視図である。
【図１３】第４の実施形態のねじ軸用研削砥石を構成する研削ホイールを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ部拡大図である。
【図１４】第１の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの変形例の説明図で、（ａ）はねじ条数が１の場合、（ｂ）はねじ条数が３の場合、（ｃ）はねじ条数が４の場合、（ｄ）はねじ条数が５の場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明による研削砥石の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
〔第１の実施形態〕
図１には、本発明の第１の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図が示されている。また、図２には、第１の実施形態の歯車用研削砥石と歯車との噛み合い部の一部を歯車用研削砥石を破断して表す拡大図が、図３には、第１の実施形態の歯車用研削砥石の分解斜視図が、それぞれ示されている。また、図４には、第１の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、正面図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｂ）および（ｂ）のＢ部拡大図（ｃ）が、それぞれ示されている。
【００１９】
＜歯車研削装置の説明＞
図１に示される歯車研削装置１は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸、およびＹ軸廻りのθ軸の合計４つの制御軸系において、Ｘ軸方向に沿って延びる砥石軸線ＳＴ回りに回転駆動される主軸２と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に所定距離を隔てた位置で砥石軸線ＳＴと鈍角を成して食い違う、言い換えれば立体交差するような位置関係にあってＺ軸方向に対し後述する研削対象のはすば歯車の歯の傾き具合に応じて所定の傾斜角度を成す方向に延びるワーク軸線ＳＷ回りに回転駆動されるテーブル軸３とを備えている。
【００２０】
主軸２には、ウォーム状の歯車用研削砥石４が着脱可能に装着され、主軸２の回転により、歯車用研削砥石４が主軸２と共に砥石軸線ＳＴ回りに回転駆動されるようになっている。
テーブル軸３には、研削対象であるはすば歯車５（以下、単に「歯車５」と称する。）が着脱可能に装着され、テーブル軸３の回転により、歯車５がテーブル軸３と共にワーク軸線ＳＷ回りに回転駆動されるようになっている。
【００２１】
歯車研削装置１においては、主軸２およびテーブル軸３の同期回転駆動と、主軸２のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の移動やテーブル軸３のθ軸方向の傾動とにより、歯車用研削砥石４と歯車５との噛み合わせ位置を変えながら歯車５を研削することができるようになっている。
【００２２】
＜歯車用研削砥石の説明＞
歯車用研削砥石４は、図示されない平行な２本の仮想の螺旋曲線に沿って２条のねじ山部を形成したような雄ねじ状研削部４ａを有している。雄ねじ状研削部４ａは、歯車５の歯５ａと噛み合わせ可能な形状寸法に形成されており、雄ねじ状研削部４ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で砥石軸線ＳＴ回りに回転運動させることにより、歯車５の歯５ａを創成研削することができるようになっている。
【００２３】
図３に示されるように、歯車用研削砥石４は、砥石軸線ＳＴ上に中心点（後述するリング状板部１１ａの中心点Ｏ）を一致させた状態で砥石軸線ＳＴの軸線方向に配置されるシート状の複数の研削ホイール１０を備え、これら研削ホイール１０を、砥石軸線ＳＴの軸線方向に積層して図示されない固定手段（例えば接着剤等）で相互に固定して構成されている。
ここで言う研削ホイール１０とは、図２に示されるように、ワークピッチ（歯車５においてピッチ円上のある１つの歯５ａ上の点と隣の歯５ａ上の点との距離をピッチ円に沿って測ったもの）の少なくとも１／４以下の厚みのものであり、砥粒層が外周（または内周）側に凸状に形成されたものをいう（後述する研削ホイール２２，３２，５０についても同様）。なお、研削ホイール１０の厚みがワークピッチに対して厚すぎると（厚みがワークピッチの１／４を超えると）、ワークピッチの山谷の形状に追随することが困難になり、結果多くの仕上げ代となり、加工時間の短縮や省資源化等の目的が達成できなくなるため、研削ホイール１０の厚みをワークピッチの１／４以下とするのが好ましい（後述する研削ホイール２２，３２，５０についても同様）。
【００２４】
＜研削ホイールの説明＞
図２において、白抜き矢印Ｘ１にて示される研削ホイール１０を代表例として説明すると、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、研削ホイール１０は、砥石軸線ＳＴ回りに回転運動可能な基板１１と、研削時に歯車５の歯５ａと係合する研削面１２ａを有する砥石部材１２とを備えて構成されている。
【００２５】
＜基板の説明＞
基板１１は、靭性を有するとともに高強度である金属や樹脂材料で構成され、中心点Ｏを中心として雄ねじ状研削部４ａの谷径を直径とするリング状板部１１ａと、このリング状板部１１ａにおける周方向に１８０°位相がずれた２箇所においてリング状板部１１ａの外周側に三日月状に張り出した２つの張出部１１ｂとを有している。
【００２６】
図４（ａ）に示されるように、基板１１におけるリング状板部１１ａの中心部には、主軸２が挿通可能な中心点Ｏを中心とする挿通孔１３が設けられている。
ところで、基板１１の少なくとも各張出部１１ｂにおける周面１５と研削面１２ａとの距離が部位によって長い所と短い所とが存在する場合、使用に伴って砥石部材１２の摩耗が進行すると、周面１５と研削面１２ａとの距離が短い箇所が真っ先に摩滅して基材１１が露出されることになり、この時点で歯車用研削砥石４としての機能が十全に発揮されないので、周面１５と研削面１２ａとの距離が長い箇所では砥石部材１２が残存していても工具寿命が尽きることになり、資源の無駄遣いであるとともに、工具の長寿命化を図ることができない。
これに対し、図２および図４（ｃ）に示されるように、周面１５と研削面１２ａとの距離（ｔ）が全域に亘って一定である場合、使用に伴って砥石部材１２の摩耗が進行しても、基板１１が局所的に露出されるといったことがなくなり、砥石部材１２の全体を最後まで使い切ることができる。
そこで、周面１５と研削面１２ａとの距離（ｔ）が全域に亘って一定となるように、周面１５を研削面１２ａの形状に沿うような形状に形成する、すなわち、周面１５を、砥石軸線ＳＴに対し平行な平行面部１５ａと、この平行面部１５ａに対して所定の鈍角をなすとともに砥石部材１２の研削面１２ａと略平行となるように砥石軸線ＳＴに対し所定の鋭角をなして傾斜する傾斜面部１５ｂとが連続するような形状に形成することにより、基板１１と砥石部材１２との固着領域を広くとることができて両者をより強固に固着することができるのは勿論のこと、砥石部材１２の全体を最後まで使い切ることができるので、資源を無駄なく有効に利用することができ、結果、歯車用研削砥石４の寿命を延ばすことができる。
なお、周面１５と研削面１２ａとの距離（ｔ）が全域に亘って一定とは、両者間の距離（ｔ）が全域に亘って完全に一定であることと略一定であることとの両方を含むものである（第４の実施形態においても同様）。
【００２７】
なお、基板１１に設けられる張出部１１ｂの数は、雄ねじ状研削部４ａのねじ条数と一致するものであり、本実施形態では、ねじ条数が２であるので、張出部１１ｂが２つ設けられている。また、２つ張出部１１ｂの一方側の張出部１１ｂに設けられる傾斜面部１５ｂと、他方側の張出部１１ｂに設けられる傾斜面部１５ｂとは、互いに反対向きの配置となる。これは、ねじ条数が２の場合、１条目のねじと２条目のねじとが軸方向に位相をずらして配置されており、研削ホイール１０に設けられた一方側の研削面１２ａは１条目のねじのねじ山の一方側の面を構成するのに対し、他方側の研削面１２ａは２条目のねじのねじ山の他方側の面を構成するからである。
【００２８】
＜砥石部材の説明＞
砥石部材１２は、砥粒を例えばビトリファイドボンド、レジン、メタルボンド等の中から適宜に選択される結合剤で結合してなるものであって、基板１１における各張出部１１ｂから外側に向けて三日月状に張り出したような形状で、各張出部１１ｂの周面に一体的に接合されている。
ここで、砥粒としては、例えばダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＣの中から選択される少なくとも１種以上からなるものが挙げられる。
【００２９】
＜研削機能部の説明＞
研削ホイール１０においては、基板１１における張出部１１ｂとそれに接合される砥石部材１２とによって歯車５の歯５ａの研削に実質的に貢献する研削機能部１６が構成され、この研削機能部１６が周方向に１８０°間隔で２箇所設けられている。
【００３０】
＜歯車用研削砥石の作製方法の説明＞
まず、基板１１の元となる素材基板（基板１１よりも外周側輪郭形状が一回り大きい素材板）を複数枚用意し、これら素材基板における、後述する切削加工または研削加工後に張出部１１ｂとなる部分を砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずらした位置に位置決めしながら複数の素材基板を所定の順番で砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせて素材基板積層体を形成する。この素材基板積層体の外周部に対し所定の切削加工または研削加工を施すことにより、その素材基板積層体の外周部に、作製しようとしている歯車用研削砥石４の雄ねじ状研削部４ａよりも一回り小さな雄ねじ状部を形成して、基板積層体を作製する。このようにして作製された基板積層体は、図３に示されるように、複数の基板１１におけるそれぞれの張出部１１ｂを砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずつずらした位置に位置決めしながら複数の基板１１を砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせてなるものと同等である。
上記の基板積層体を一旦分解し、各基板１１を所定の金型にセットして、各基板１１における張出部１１ｂの周面に砥石部材１２の元となる素材砥石部材を一体的に接合する。
素材砥石部材が接合された複数の基板１１を、上記の基板積層体を構成するように組み立てることにより、素材砥石部材付き基板積層体を作製する。この素材砥石部材付き基板積層体の外周部に対し例えばダイヤモンドドレッサーなどを用いて所定の削り出し加工を施すことにより、その素材砥石部材付き基板積層体の外周部に雄ねじ状研削部４ａを形成する。こうして、歯車用研削砥石４を作製することができる。
【００３１】
以上に述べたように構成される歯車用研削砥石４を用いて歯車５を研削する際には、図１に示されるように、雄ねじ状研削部４ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で雄ねじ状研削部４ａが砥石軸線ＳＴ回りの一方向（図１中記号Ｒ矢印方向）に回転運動するように、主軸２を回転させる。このとき、歯車用研削砥石４を従来（周速：７２ｍ／ｓ）よりも高速な例えば周速が８０〜１００ｍ／ｓとなるような回転速度で回転駆動する。これにより、歯車５の歯５ａが高速で創成研削される。
【００３２】
＜作用効果の説明＞
第１の実施形態の歯車用研削砥石４は、比較的安価な材料（金属や樹脂等）からなる基板１１と研削に必要な箇所だけ設けられる砥石部材１２とよりなる複数の研削ホイール１０で構成され、前述した作製方法によって作製される。このため、比較的安価で容易に作製することができる。
また、歯車用研削砥石４においては、当該歯車用研削砥石４のコアの部分である主体部１７が、重ね合わされた複数の研削ホイール１０における靭性を有する基板１１によって形成され、これによって主体部１７全体が靭性を有するものとなり、この靭性を有する主体部１７の外周側に歯車５の歯５ａと噛み合う雄ねじ状研削部４ａが形成されるので、高速度で研削加工を行っても割れることがなく、研削加工の高速化を図ることができる。
【００３３】
〔第２の実施形態〕
図５には、本発明の第２の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図が示されている。また、図６には、第２の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、正面図（ａ）および（ａ）のＣ−Ｃ線断面図（ｂ）、がそれぞれ示されている。
【００３４】
＜歯車用研削砥石の説明＞
図５に示されるように、第２の実施形態に係る歯車用研削砥石２１は、研削対象である歯車５と噛み合わせ可能なはすば歯車形状の研削砥石であって、歯形状研削部２１ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で砥石軸線ＳＴ回りに回転運動させることにより、歯車５の歯を創成研削することができるようになっている。
【００３５】
歯車用研削砥石２１は、図６（ａ）および（ｂ）に示されるようなシート状の研削ホイール２２を複数枚備え、これら研削ホイール２２を砥石軸線ＳＴ上に中心点（後述する基板２３の中心点Ｏ）を一致させた状態で砥石軸線ＳＴの軸線方向に積層し、図示されない固定手段（例えば接着剤等）で相互に固定して構成されている。
【００３６】
＜研削ホイールの説明＞
研削ホイール２２は、砥石軸線Ｓ１回りに回転運動可能な基板２３と、研削時に歯車５の歯５ａと係合する研削面を有する砥石部材２４とを備えて構成されている。
【００３７】
＜基板の説明＞
基板２３は、靭性を有するとともに高強度である金属や樹脂材料で構成され、中心部に主軸２５が挿通可能な中心点Ｏを中心とする挿通孔２６を有し、外周側の輪郭が、歯車５と噛み合わせ可能なはすば歯車の外周側の輪郭よりも一回り小さな歯車形状に形成されている。
【００３８】
＜砥石部材の説明＞
砥石部材２４は、前述した砥石部材１２と同様に、砥粒を例えばビトリファイドボンド、レジン、メタルボンド等の中から適宜に選択される結合剤で結合してなるものであって、歯車５と噛み合わせ可能なはすば歯車の断面形状に一致させるように基板２３の外周面から張り出したような形状で、基板２３の外周面に一体的に接合されている。
【００３９】
＜歯車用研削砥石の作製方法の説明＞
まず、基板２３の元となる素材基板（基板２３よりも外周側輪郭形状が一回り大きい素材板）を複数枚用意し、これら素材基板を砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずらした位置に位置決めしながら複数の素材基板を所定の順番で砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせて素材基板積層体を形成する。この素材基板積層体の外周部に対し所定の切削加工または研削加工を施すことにより、その素材基板積層体の外周部に、作製しようとしている歯車用研削砥石２１の歯形状研削部２１ａよりも一回り小さな歯形状部を形成して、基板積層体を作製する。
上記の基板積層体を一旦分解し、各基板２３を所定の金型にセットして、各基板２３の外周面に砥石部材２４の元となる素材砥石部材を一体的に接合する。
素材砥石部材が接合された複数の基板２３を、上記の基板積層体を構成するように組み立てることにより、素材砥石部材付き基板積層体を作製する。この素材砥石部材付き基板積層体の外周部に対し例えばダイヤモンドドレッサーなどを用いて所定の削り出し加工を施すことにより、その素材砥石部材付き基板積層体の外周部に歯形状研削部２１ａを形成する。こうして、歯車用研削砥石２１を作製することができる。
【００４０】
以上に述べたように構成される歯車用研削砥石２１を用いて歯車５を研削する際には、歯形状研削部２１ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で歯形状研削部２１ａが砥石軸線ＳＴ回りの一方向（図５中記号Ｒ矢印方向）に回転運動するように、主軸２５を回転させる。このとき、歯車用研削砥石２１を従来（周速：７２ｍ／ｓ）よりも高速な例えば周速が８０〜１００ｍ／ｓとなるような回転速度で回転させる。これにより、歯車５の歯５ａが高速で創成研削される。
【００４１】
第２の実施形態の歯車用研削砥石によっても、第１の実施形態の歯車用研削砥石と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
〔第３の実施形態〕
図７には、本発明の第３の実施形態に係る歯車用研削砥石を用いた歯車研削動作を示す斜視図が示されている。また、図８には、第３の実施形態の歯車用研削砥石を構成する研削ホイールの説明図で、正面図（ａ）および（ａ）のＤ−Ｄ線断面図（ｂ）が、それぞれ示されている。
【００４３】
＜歯車用研削砥石の説明＞
図７に示されるように、第３の実施形態に係る歯車用研削砥石３１は、研削対象である歯車５と噛み合わせ可能なはすば内歯車形状の研削砥石であって、歯形状研削部３１ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で砥石軸線ＳＴ回りに回転運動させることにより、歯車５の歯５ａを創成研削することができるようになっている。
なお、歯車用研削砥石３１は、当該歯車用研削砥石３１を支持する図示されない治具を介して図示されない主軸に連結されている。
【００４４】
歯車用研削砥石３１は、図８（ａ）および（ｂ）に示されるようなシート状の研削ホイール３２を複数枚備え、これら研削ホイール３２を砥石軸線ＳＴ上に中心点（後述する基板３３の中心点Ｏ）を一致させた状態で砥石軸線ＳＴの軸線方向に積層し、図示されない固定手段（例えば接着剤等）で相互に固定して構成されている。
【００４５】
＜研削ホイールの説明＞
研削ホイール３２は、砥石軸線ＳＴ回りに回転運動可能な基板３３と、研削時に歯車５の歯５ａと係合する研削面を有する砥石部材３４とを備えて構成されている。
【００４６】
＜基板の説明＞
基板３３は、靭性を有するとともに高強度である金属や樹脂材料で構成され、中心点Ｏを中心とする全体がリング形状で、内周側の輪郭が、歯車５と噛み合わせ可能なはすば内歯車の内周側の輪郭よりも一回り小さな歯車形状に形成されている。
【００４７】
＜砥石部材の説明＞
砥石部材３４は、前述した砥石部材１２と同様に、砥粒を例えばビトリファイドボンド、レジン、メタルボンド等の中から適宜に選択される結合剤で結合してなるものであって、歯車５と噛み合わせ可能なはすば内歯車の断面形状に一致させるように基板３３の内周面から張り出したような形状で、基板３３の内周面に一体的に接合されている。
【００４８】
＜歯車用研削砥石の作製方法の説明＞
まず、基板３３の元となる素材基板（基板３３よりも内周側輪郭形状が一回り大きい素材板）を複数枚用意し、これら素材基板を砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずらした位置に位置決めしながら複数の素材基板を所定の順番で砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせて素材基板積層体を形成する。この素材基板積層体の内周部に対し所定の切削加工または研削加工を施すことにより、その素材基板積層体の内周部に、作製しようとしている歯車用研削砥石３１の歯形状研削部３１ａよりも一回り小さな歯形状部を形成して、基板積層体を作製する。
上記の基板積層体を一旦分解し、各基板３３を所定の金型にセットして、各基板３３の内周面に砥石部材３４の元となる素材砥石部材を一体的に接合する。
素材砥石部材が接合された複数の基板３３を、上記の基板積層体を構成するように組み立てることにより、素材砥石部材付き基板積層体を作製する。この素材砥石部材付き基板積層体の内周部に対し例えばダイヤモンドドレッサーなどを用いて所定の削り出し加工を施すことにより、その素材砥石部材付き基板積層体の内周部に歯形状研削部３１ａを形成する。こうして、歯車用研削砥石３１を作製することができる。
【００４９】
以上に述べたように構成される歯車用研削砥石３１を用いて歯車５を研削する際には、歯形状研削部３１ａを歯車５の歯５ａに噛み合わせた状態で砥石軸線ＳＴ回りの一方向（図７中記号Ｒ矢印方向）に回転運動するように、図示されない主軸の回転により、歯車用研削砥石３１が取り付けられている図示されない治具を回転させる。このとき、歯車用研削砥石３１を従来（周速：７２ｍ／ｓ）よりも高速な例えば周速が８０〜１００ｍ／ｓとなるような回転速度で回転させる。これにより、歯車５の歯５ａが高速で創成研削される。
【００５０】
第３の実施形態の歯車用研削砥石によっても、第１の実施形態の歯車用研削砥石と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
〔第４の実施形態〕
図９には、本発明の第４の実施形態に係るねじ軸用研削砥石を用いてねじ軸研削装置によりボールねじを研削する研削動作を示す図で、研削前の準備状態図（ａ）、ボールねじの一端部を研削している状態図（ｂ）、ボールねじの中間部を研削している状態図（ｃ）およびボールねじの他端部を研削している状態図（ｄ）が、それぞれ示されている。また、図１０には、図９（ｃ）のＥ−Ｅ線断面図が、図１１には、第４の実施形態のねじ軸用研削砥石とねじ軸との噛み合い部の一部をねじ軸用研削砥石を破断して表す拡大図が、図１２には、第４の実施形態のねじ軸用研削砥石の分解斜視図が、それぞれ示されている。また、図１３には、第４の実施形態のねじ軸用研削砥石を構成する研削ホイールを示す図で、正面図（ａ）、（ａ）のＦ−Ｆ線断面図（ｂ）および（ｂ）のＧ部拡大図（ｃ）が、それぞれ示されている。
なお、以下においては、研削対象のねじ軸の一例としてボールねじを挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、ねじゲージやタップなどのような形態のねじ軸も研削対象となり得るものである。
【００５２】
＜ねじ軸研削装置の説明＞
図９（ａ）〜（ｄ）に示されるねじ軸研削装置４１は、同図（ｃ）において左右方向に延びるＸ軸の負方向側に配されるチャック装置４２と、図において上下方向に延びてＸ軸と直交するＹ軸の正方向側に配されるサドル４３とを備えている。
チャック装置４２は、軸本体４４ａの外周面に雄ねじ部４４ｂが形成されてなるボールねじ４４の一端部を掴んだ状態でそのボールねじ４４をワーク軸線ＳＷ回りに回転させるものであり、サドル４３は、ボールねじ４４を研削するねじ軸用研削砥石４５を、研削体ホルダ４６を介して支持するものであって、Ｘ軸の正および負のそれぞれの方向に自由に移動可能とされている。
【００５３】
＜ねじ軸用研削砥石の説明＞
図１０に示されるように、ねじ軸用研削砥石４５は、ボールねじ４４を差し込み可能なねじ軸差込孔４７を備えている。このねじ軸差込孔４７の内周面には、ボールねじ４４の雄ねじ部４４ｂと係合可能な雌ねじ状研削部４５ａが形成されており、この雌ねじ状研削部４５ａをボールねじ４４の雄ねじ部４４ｂに噛み合わせた状態で、図９（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、チャック装置４２によってボールねじ４４をワーク軸線ＳＷ回りに回転させることにより、雌ねじ状研削部４５ａで雄ねじ部４４ｂを創成研削することができるようになっている。
【００５４】
ねじ軸用研削砥石４５は、図１３（ａ）および（ｂ）に示されるようなシート状の研削ホイール５０を複数枚備え、これら研削ホイール５０を砥石軸線ＳＴ上に中心点（後述するリング状板部５３の中心点Ｏ）を一致させた状態で砥石軸線ＳＴの軸線方向に積層し、図示されない固定手段（例えば接着剤等）で相互に固定して構成されている。
【００５５】
＜研削ホイールの説明＞
図１１において、白抜き矢印Ｘ２にて示される研削ホイール５０を代表例として説明すると、図１３（ａ）および（ｂ）に示されるように、研削ホイール５０は、砥石軸線ＳＴ回りに回転運動可能な基板５１と、研削時にボールねじ４４の雄ねじ部４４ｂと係合する研削面を有する砥石部材５２とを備えて構成されている。
【００５６】
＜基板の説明＞
基板５１は、靭性を有するとともに高強度である金属や樹脂材料で構成され、雌ねじ状研削部４５ａの谷径を直径とする仮想円５３ａと同芯をなしてその仮想円５３ａよりも大きな直径（ねじ軸用研削砥石４５の外径）の円の輪郭線で規定される外形を備えるリング状板部５３と、このリング状板部５３の中央に形成され、ねじ軸差込孔４７（図１０参照）を構成するねじ軸差込開口部５４と、リング状板部５３における周方向に１８０°位相がずれた２箇所においてねじ軸差込開口部５４の内周側に前記仮想円５３ａを越えて三日月状に張り出す２つの張出部５１ｂとを有している。なお、張出部５１ｂの数は、雌ねじ状研削部４５ａのねじ条数と一致するものであり、本実施形態では、ねじ条数が２であるので、張出部５１ｂが２つ設けられている。
【００５７】
ところで、基板５１の少なくとも各張出部５１ｂにおける周面５６と研削面５２ａとの距離が部位によって長い所と短い所とが存在する場合、使用に伴って砥石部材５２の摩耗が進行すると、周面５６と研削面５２ａとの距離が短い箇所が真っ先に摩滅して基材５１が露出されることになり、この時点でねじ軸用研削砥石４５としての機能が十全に発揮されないので、周面５６と研削面５２ａとの距離が長い箇所では砥石部材５２が残存していても工具寿命が尽きることになり、資源の無駄遣いであるとともに、工具の長寿命化を図ることができない。
これに対し、図１１および図１３（ｃ）に示されるように、周面５６と研削面５２ａとの距離（ｔ）が全域に亘って一定である場合、使用に伴って砥石部材５２の摩耗が進行しても、基板５１が局所的に露出されるといったことがなくなり、砥石部材５２の全体を最後まで使い切ることができる。
そこで、周面５６と研削面５２ａとの距離（ｔ）が全域に亘って一定となるように、周面５６を研削面５２ａの形状に沿うような形状に形成することにより、基板５１と砥石部材５２との固着領域を広くとることができて両者をより強固に固着することができるのは勿論のこと、砥石部材５２の全体を最後まで使い切ることができるので、資源を無駄なく有効に利用することができ、結果、歯車用研削砥石４の寿命を延ばすことができる。
【００５８】
＜砥石部材の説明＞
砥石部材５２は、前述した砥石部材１２と同様に、砥粒を例えばビトリファイドボンド、レジン、メタルボンド等の中から適宜に選択される結合剤で結合してなるものであって、基板５１における各張出部５１ｂから内側に向けて三日月状に張り出したような形状で、各張出部５１ｂの周面に一体的に接合されている。
【００５９】
＜研削機能部の説明＞
研削ホイール５０においては、基板５１における張出部５１ｂとそれに接合される砥石部材５２とによってねじ軸４４の雄ねじ部４４ｂの研削に実質的に貢献する研削機能部５７が構成され、この研削機能部５７が周方向に１８０°間隔で２箇所設けられている。
【００６０】
＜ねじ軸用研削砥石の作製方法の説明＞
まず、基板５１の元となる素材基板（基板５１よりも内周側輪郭形状が一回り大きい素材板）を複数枚用意し、これら素材基板における、後述する切削加工または研削加工後に張出部５１ｂとなる部分を砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずらした位置に位置決めしながら複数の素材基板を所定の順番で砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせて素材基板積層体を形成する。この素材基板積層体の内周部に対し所定の切削加工または研削加工を施すことにより、その素材基板積層体の内周部に、作製しようとしているねじ軸用研削砥石４５の雌ねじ状研削部４５ａよりも一回り小さな雌ねじ状部を形成して、基板積層体を作製する。このようにして作製された基板積層体は、図１２に示されるように、複数の基板５１におけるそれぞれの張出部５１ｂを砥石軸線ＳＴの回りの一方向に互いに所定角度ずつずらした位置に位置決めしながら複数の基板５１を砥石軸線ＳＴ方向に重ね合わせてなるものと同等である。
上記の基板積層体を一旦分解し、各基板５１を所定の金型にセットして、各基板５１における張出部５１ｂの周面に砥石部材５２の元となる素材砥石部材を一体的に接合する。
素材砥石部材が接合された複数の基板５１を、上記の基板積層体を構成するように組み立てることにより、素材砥石部材付き基板積層体を作製する。この素材砥石部材付き基板積層体の内周部に対し例えばダイヤモンドドレッサーなどを用いて所定の削り出し加工を施すことにより、その素材砥石部材付き基板積層体の内周部に雌ねじ状研削部４５ａを形成する。こうして、ねじ軸用研削砥石４５を作製することができる。
【００６１】
上記のようにして複数の研削ホイール５０が積層されてなるねじ軸用研削砥石４５は、図１２に示されるように、研削砥石ホルダ４６によって保持されることでその形態が維持される。
ここで、研削砥石ホルダ４６は、一対のリングプレート４６ａと所要のボルト４６ｂから構成され、一対のリングプレート４６ａでねじ軸用研削砥石４５を両端側から挟み込み、それらリングプレート４６ａを所要のボルト４６ｂで締結することにより、複数の研削ホイール５０の積層状態が強固に保持され、ボールねじ４４の研削動作に耐えてその形態を維持することができる。
なお、複数の研削ホイール５０における互いに隣接する研削ホイール５０間を接着剤等の固着手段で固着することによっても、複数の研削ホイール５０の積層状態を強固に保持することができ、必ずしも研削砥石ホルダ４６を要するものではない。
【００６２】
＜ボールねじの研削動作の説明＞
次に、ねじ軸用研削砥石４５を用いたボールねじ４４の研削動作について、主に図９を用いて説明する。
【００６３】
まず、図９（ａ）に示されるように、チャック装置４２でボールねじ４４の一端部を掴み、他端を自由端として、ボールねじ４４を片持ち支持の状態とするとともに、研削砥石ホルダ４６によって保持された状態のねじ軸用研削砥石４５を、研削ホイール５０の砥石部材５２がボールねじ４４の雄ねじ部４４ｂに接触するようにサドル４３に装着する。
次いで、図９（ｂ）に示されるように、ねじ軸差込孔４７（図１０参照）内にボールねじ４４が差し込まれるようにサドル４３をＸ軸の負方向側へと移動させ、ボールねじ４４がねじ軸差込孔４７に差し込まれた状態でボールねじ４４の一端部寄りに位置した所でサドル４３を停止させる。そして、ボールねじ４４の雄ねじ部４４ｂとねじ軸用研削砥石４５の雌ねじ状研削部４５ａとを係合させるようにサドル４３によりＹ軸の負方向側へ押付力を作用させて雌ねじ状研削部４５ａを雄ねじ部４４ｂに押し付けながら、チャック装置４２の作動でボールねじ４４をワーク軸線ＳＷ回りに回転させる。このときの回転は、例えばボールねじ４４をボルトに、ねじ軸用研削砥石４５をそのボルトに螺合するナットに置き換えたと仮定したときに、ナットに対しボルトを緩める方向の回転と同等である。
【００６４】
上記のボールねじ４４の回転運動により、ねじ軸用研削砥石４５は、図９（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、雄ねじ部４４ｂから雌ねじ状研削部４５ａに加えられる推力によってサドル４３と共にボールねじ４４の他端側へと送られ、これによってボールねじ４４の一端部寄りの部位から他端部に亘って雄ねじ部４４ｂが雌ねじ状研削部４５ａに擦り付けられて、ボールねじ４４の全体が研削されることになる。さらに、ボールねじ４４によるねじ軸用研削砥石４５の送り動作が進むと、遂にはボールねじ４４からねじ軸用研削砥石４５が外れて雄ねじ部４４ｂと雌ねじ状研削部４５ａとの係合が解除され、これをもって１サイクルの研削動作が終了する。
【００６５】
なお、上記の研削動作は、ねじ軸用研削砥石４５における雌ねじ状研削部４５ａの周方向の一部分を使用して行われるものであり、雄ねじ部４４ｂと係合する雌ねじ状研削部４５ａの部位を雌ねじ状研削部４５ａの周方向に徐々にずらすことによって、いつも新しい研削面での研削となり、新品時の研削性能を長く維持することができる。
【００６６】
＜作用効果の説明＞
第４の実施形態のねじ軸用研削砥石４５によっても、重ね合わされた複数の研削ホイール５０における基板５１によって靭性を有する主体部５８が形成されるとともに、重ね合わされた複数の研削ホイール５０における砥石部材５２によって主体部５８の内周面側に研削時にねじ軸４４の雄ねじ部４４ｂと噛み合う雌ねじ状研削部４５ａが形成されるので、比較的安価で容易に作製することができるとともに、研削加工の高速化を図ることができる。
【００６７】
以上、本発明の研削砥石について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００６８】
第１の実施形態において、歯車用研削砥石４を外観視樽形形状に形成し、研削対象をその歯車用研削砥石４と噛み合わせ可能なはすば内歯車とする態様もあり得る。
【００６９】
第１の実施形態においては、雄ねじ状研削部４ａのねじ条数が２である場合の態様例を示したが、これに限定されるものではなく、ねじ条数が１の場合や、３以上の場合もあり得る。
例えば、ねじ条数が１の場合は、図１４（ａ）に示されるように、研削ホイール１０において研削機能部１６が１箇所だけ設けられ、ねじ条数が３の場合は、同図（ｂ）に示されるように、研削機能部１６が周方向に１２０°間隔で３箇所設けられ、ねじ条数が４の場合は、同図（ｃ）に示されるように、研削機能部１６が周方向に９０°間隔で４箇所設けられ、ねじ条数が５の場合は、同図（ｄ）に示されるように、研削機能部１６が周方向に７２°間隔で５箇所設けられるといった具合に、ねじ条数と同じだけの研削機能部１６が周方向に等角度間隔で設けられる（第４の実施形態についても同様）。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の研削砥石は、比較的安価で容易に作製することができるとともに、研削加工の高速化を図ることができるという特性を有していることから、例えば歯車やボールねじ、ねじゲージ、タップなどの創成研削の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１，２１，３１    歯車研削装置
４                歯車用研削砥石
４ａ              雄ねじ状研削部
５                歯車
５ａ              歯
１０，２２，３２  研削ホイール
１１，２３，３３  基板
１１ｂ            張出部
１２，２４，３４  砥石部材
１２ａ            研削面
１５              周面
１５ｂ            傾斜面部
１７，２６，３５  主体部
２１ａ            歯形状研削部
３１ａ            歯形状研削部
４１              ねじ軸研削装置４１
４４              ボールねじ
４４ｂ            雄ねじ部
４５              ねじ軸用研削砥石
４５ａ            雌ねじ状研削部
５０              研削ホイール
５１              基板
５１ｂ            張出部
５２              砥石部材
５２ａ            研削面
５６              周面
５６ｂ            傾斜面部
５８              主体部
【図１】
2017164827.tif 000003
【図２】
2017164827.tif 000004
【図３】
2017164827.tif 000005
【図４】
2017164827.tif 000006
【図５】
2017164827.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017164827.tif 000009
【図８】
2017164827.tif 000010
【図９】
2017164827.tif 000011
【図１０】
2017164827.tif 000012
【図１１】
2017164827.tif 000013
【図１２】
2017164827.tif 000014
【図１３】
2017164827.tif 000015
【図１４】
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