(57)【要約】【課題】ヘリカルブローチによるブローチ加工において、被切削体であるワークの右歯面および左歯面に対する切削加工精度の差異をなくし、仕上げ加工部の軸方向における長さを短くする。【解決手段】ヘリカルブローチ１の仕上げ加工部４を、軸方向に分割された第一の仕上げ加工用シェル２０と第二の仕上げ加工用シェル３０とで構成し、前記第一の仕上げ加工用シェル２０に、所定の歯形ねじれ角αおよび第一の刃溝ねじれ角β1から成る第一の仕上げ加工刃５０を形成し、前記第二の仕上げ加工用シェル３０に、前記所定の歯形ねじれ角αおよび前記第一の刃溝ねじれ角β1とは異なる第二の刃溝ねじれ角β2から成る第二の仕上げ加工刃６０を形成して成る。【選択図】図１
2014151430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の歯形ねじれ角を有する仕上げ加工刃を外周側に形成した円筒状の仕上げ加工用シェルを備えるヘリカルブローチであって、
前記仕上げ加工用シェルを、軸方向に分割された第一の仕上げ加工用シェルと第二の仕上げ加工用シェルとで構成し、
前記第一の仕上げ加工用シェルに、前記所定の歯形ねじれ角および第一の刃溝ねじれ角から成る第一の仕上げ加工刃を形成し、
前記第二の仕上げ加工用シェルに、前記所定の歯形ねじれ角および前記第一の刃溝ねじれ角とは異なる第二の刃溝ねじれ角から成る第二の仕上げ加工刃を形成した
ことを特徴とするヘリカルブローチ。
【請求項２】
前記第一の仕上げ加工刃は、被切削体における歯すじに沿う一方の歯面を切削し、
前記第二の仕上げ加工刃は、前記被切削体における歯すじに沿う他方の歯面を切削する
ことを特徴とする請求項１に記載のヘリカルブローチ。
【請求項３】
前記第一の仕上げ加工刃のすくい角および前記第二の仕上げ加工刃のすくい角を、共に鋭角とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘリカルブローチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリカルブローチに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の一種である内歯車を切削する加工方法の一つとして、刃が鋸状に並んだ切削工具であるブローチを用いたブローチ加工がある（例えば、特許文献１）。これは、ブローチおよび被切削体であるワークをブローチ加工専用の加工機であるブローチ盤に設置し、ワークに対してブローチを引き抜く、または固定したブローチに対してワークを引き抜くことによりワークに内径加工を施すものである。
【０００３】
ブローチは多数の切刃が鋸状に並んで形成された棒状の刃物であり、ブローチの切刃は一端側（加工方向先行側）から他端側（加工方向後行側）へ向かって刃の高さ・刃幅が漸増するように寸法順に配列されている。ブローチの特徴は、一つの切削工具に種々の加工工程を組み込むことができることである。例えば、ワークに粗加工を施すための粗加工部とワークに仕上げ加工を施す仕上げ加工部を有するブローチを用いた場合には、ブローチ盤において、ワークに対してブローチを一回引き抜くだけで、粗加工および仕上げ加工が完了し、ワークを内歯車に形成することができる。
【０００４】
ブローチ加工は、ワークまたはブローチを一回引き抜くだけなので、ワークに対する粗加工から仕上げ加工までの加工速度が他の内径加工に比べて速い。また、ブローチ加工によるワークの仕上がり寸法は加工に使用したブローチの最終刃（加工方向最後端の仕上げ加工刃）と略同じになるので、高精度の切削加工が可能であり、切削加工の繰り返し精度も高い。
【０００５】
ブローチの一種にヘリカルブローチがあり、これは内歯車の歯すじを歯車軸に対して傾けたヘリカル内歯車を切削加工するためのものである。このヘリカルブローチおよびワークをブローチ盤に設置し、ワークに対してヘリカルブローチを回転させながら引き抜くことにより、ワークをヘリカル内歯車に形成することができる。
【０００６】
従来のヘリカルブローチの一例を図４に示し、従来のヘリカルブローチにおけるワークの仕上げ加工の様子を図５に示す。
図４に示すように、ヘリカルブローチ１０１は、粗加工部１０３と仕上げ加工部１０４を有し、粗加工部１０３における図示しない粗加工刃および仕上げ加工部１０４における仕上げ加工刃１５０（図５）がヘリカルブローチ１０１の軸方向に対して傾けて配列されたものである。
【０００７】
粗加工部１０３における図示しない粗加工刃および仕上げ加工部１０４における仕上げ加工刃１５０には、形成するヘリカル内歯車の歯すじ方向に合わせた歯形ねじれ角αを設定する。加工精度等を向上させるために、仕上げ加工部１０４における仕上げ加工刃１５０には、更に刃溝ねじれ角βを設定することがある。
【０００８】
なお、この刃溝ねじれ角βは、加工精度等を向上させるために、歯形ねじれ角αの方向と直交しない方向に設定する。よって、図５に示すように、仕上げ加工刃１５０における一端部１５１（図５における左上端部）は鋭角、他端部１５２（図５における左下端部）は鈍角となる。
【０００９】
また、ヘリカルブローチ１０１の仕上げ加工部１０４においては、加工精度等を向上させるために、一つの仕上げ加工刃１５０をワークＷにおける左歯面１７０（ワークＷの歯すじに沿う一方の歯面）または右歯面１８０（ワークＷの歯すじに沿う他方の歯面）のどちらか一方の歯面にのみ突き当てて切削するように設定する。つまり、ヘリカルブローチ１０１の仕上げ加工部１０４における仕上げ加工刃１５０は、ワークＷにおける左歯面１７０だけを切削する左歯面用仕上げ加工刃１５０ａとワークＷにおける右歯面１８０だけを切削する右歯面用仕上げ加工刃１５０ｂとに分けて形成される。
【００１０】
よって、左歯面用仕上げ加工刃１５０ａは、鋭角部１５１をワークＷにおける左歯面１７０に突き当てることにより切削し、右歯面用仕上げ加工刃１５０ｂは、鈍角部１５２をワークＷにおける右歯面１８０に突き当てることにより切削する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２２０２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、鈍角部１５２でワークＷの歯面（図５においては右歯面１８０）を切削した場合には、鋭角部１５１でワークＷの歯面（図５においては左歯面１７０）を切削した場合に比べて、切削面の面粗度が粗くなってしまう。そのため、鈍角部１５２で切削する切削量ｄ2（一刃当たりにワークＷの歯面を切削する量）を、鋭角部１５１で切削する切削量ｄ1に比べて、少なく設定しなければならない。よって、ワークＷの左歯面１７０および右歯面１８０を同量切削するためには、鈍角部１５２の刃数を、鋭角部１５１の刃数に比べて、増加させる必要がある。これは、仕上げ加工部１０４、すなわち、仕上げ用シェル１２０の軸方向における長さの長尺化に繋がり、工具および加工機の大型化や製作費用の増大を招いていた。
【００１３】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、ヘリカルブローチによるブローチ加工において、被切削体であるワークの右歯面および左歯面に対する切削加工精度の差異をなくし、仕上げ加工部の軸方向における長さを短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する第一の発明に係るヘリカルブローチは、所定の歯形ねじれ角を有する仕上げ加工刃を外周側に形成した円筒状の仕上げ加工用シェルを備えるヘリカルブローチであって、前記仕上げ加工用シェルは、軸方向に分割された第一の仕上げ加工用シェルと第二の仕上げ加工用シェルとを有し、前記第一の仕上げ加工用シェルに、前記所定の歯形ねじれ角および第一の刃溝ねじれ角から成る第一の仕上げ加工刃を形成し、前記第二の仕上げ加工用シェルに、前記所定の歯形ねじれ角および前記第一の刃溝ねじれ角とは異なる第二の刃溝ねじれ角から成る第二の仕上げ加工刃を形成したことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第二の発明に係るヘリカルブローチは、第一の発明に係るヘリカルブローチにおいて、前記第一の仕上げ加工刃は、被切削体における歯すじに沿う一方の歯面を切削し、前記第二の仕上げ加工刃は、前記被切削体における歯すじに沿う他方の歯面を切削することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第三の発明に係るヘリカルブローチは、第一または第二の発明に係るヘリカルブローチにおいて、前記第一の仕上げ加工刃のすくい角および前記第二の仕上げ加工刃のすくい角を、共に鋭角とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第一の発明に係るヘリカルブローチによれば、仕上げ加工用シェルを第一の仕上げ加工用シェルと第二の仕上げ加工用シェルの分割構造とすることにより、一本のヘリカルブローチに刃溝ねじれ角の異なる仕上げ加工刃を形成することができる。例えば、第一の仕上げ加工用シェルにおける第一の仕上げ加工刃は被切削体における一方の面を切削するのに適した形状とし、第二の仕上げ加工用シェルにおける第二の仕上げ加工刃は被切削体における他方の面を切削するのに適した形状として、被切削体の面に合わせた仕上げ加工刃を形成することができる。
【００１８】
第二の発明に係るヘリカルブローチによれば、第一の仕上げ加工用シェルにおける第一の仕上げ加工刃は被切削体における一方の面を切削し、第二の仕上げ加工用シェルにおける第二の仕上げ加工刃は被切削体における他方の面を切削するので、被切削体の面に合わせた仕上げ加工刃を形成することができる。例えば、切削加工に適した鋭角の仕上げ加工刃を被切削体の右歯面および左歯面に突き当てて切削することにより、被切削体の切削面の加工精度および面粗度を向上させることができる。
【００１９】
第三の発明に係るヘリカルブローチによれば、被切削体の右歯面および左歯面を、切削加工に適した鋭角の仕上げ加工刃で切削するので、被切削体の切削面の加工精度および面粗度を向上させることができる。また、切削加工に適さない鈍角の仕上げ加工刃で被切削体の歯面を切削することがないので、従来のように切削量を低減させる必要がなく、仕上げ加工刃の切削量を十分に大きく設定することができる。よって、第一の仕上げ加工用シェルと第二の仕上げ加工用シェルとを合わせた仕上げ加工用シェルおよび仕上げ加工部としての軸方向における長さを短尺化することができ、工具および加工機を小型化し、製作費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係るヘリカルブローチを示す側面図である。
【図２】実施例１に係るヘリカルブローチの仕上げ加工用シェルを示す側面図および縦断面図である。
【図３】実施例１に係るヘリカルブローチによる仕上げ加工を示す説明図である。
【図４】従来のヘリカルブローチの一例を示す側面図である。
【図５】従来のヘリカルブローチによる仕上げ加工の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係るヘリカルブローチの実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００２２】
先ず、本発明の実施例１に係るヘリカルブローチの構造について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２３】
本実施例に係るヘリカルブローチ１は、被切削体である略円筒形状のワークＷを歯形ねじれ角αのヘリカル内歯車に形成するための切削工具である。図１に示すように、ヘリカルブローチ１は、図示しないブローチ盤に設置するためのシャンク部２と、ワークＷに粗加工を施すための粗加工部３と、粗加工されたワークＷに仕上げ加工を施すための仕上げ加工部４とを備え、シャンク部２および粗加工部３を有するブローチ本体部１０に、仕上げ加工部４を構成する第一の仕上げ加工用シェル２０および第二の仕上げ加工用シェル３０が組付けられて成る。
【００２４】
粗加工部３は、歯形ねじれ角αの粗加工刃がヘリカルブローチ１の径方向外周側へ突出するようにブローチ本体部１０と一体で形成されて成る。なお、粗加工刃は、ワークＷに所定の寸法の歯を形成するために、加工方向先行側から加工方向後行側へ向かって刃の高さが漸増するように並んでいる。
【００２５】
仕上げ加工部４における第一の仕上げ加工用シェル２０および第二の仕上げ加工用シェル３０は、それぞれ略円筒形状を成している。図２に示すように、第一の仕上げ加工用シェル２０および第二の仕上げ加工用シェル３０は、ヘリカルブローチ１の軸方向に並んでブローチ本体部１０のシェル係合部１１に係合され、第一の仕上げ加工用シェル２０がブローチ本体部１０のシェル突き当て面１２に突き当てられると共に、第二の仕上げ加工用シェル３０が第一の仕上げ加工用シェル２０と共に留め具４０によって加工方向先行側（図２における左方側）へ押さえ付けられるように組付けられる。なお、留め具４０は、図示しないボルト等によりブローチ本体部１０に固定される。
【００２６】
ヘリカルブローチ１におけるブローチ本体部１０と第一の仕上げ用シェル２０および第二の仕上げ用シェル３０の周方向（ヘリカルブローチ１の軸回り）の位相を相対的に合わせるために、シェル突き当て面１２に位置決め突起部１３を設けると共に第一の仕上げ用シェル２０の一端（図２における左端）に位置決め溝部２１を設け、第一の仕上げ用シェル２０の他端（図２における右端）に位置決め突起部２２を設けると共に第二の仕上げ用シェル３０の一端（図２における左端）に位置決め溝部３１を設けている。
【００２７】
シェル突き当て面１２の位置決め突起部１３と第一の仕上げ用シェル２０の位置決め溝部２１とが嵌合し、かつ第一の仕上げ用シェル２０の位置決め突起部２２と第二の仕上げ用シェル３０の位置決め溝部３１とが嵌合した状態、つまり、それぞれの位相が相対的に合った状態で、第一の仕上げ加工用シェル２０および第二の仕上げ加工用シェル３０は、ブローチ本体部１０に組付けられている。
【００２８】
本実施例においては、仕上げ加工部４を第一の仕上げ用シェル２０と第二の仕上げ用シェル３０の分割構造としているので、仕上げ加工部４である第一の仕上げ用シェル２０および第二の仕上げ用シェル３０にそれぞれ異なる仕上げ加工刃５０、６０（図３）を形成することができる。
【００２９】
図３に示すように、本実施例では、第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０には、ワークＷにおける左歯面７０（ワークＷの歯すじに沿う一方の歯面）だけを切削するように切削量ｄ1を設定すると共に、ワークＷにおける左歯面７０を切削するすくい角θ1が鋭角となるように第一の仕上げ用シェル２０の軸と直角の方向に対する刃溝ねじれ角β1を設定し、第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０には、ワークＷにおける右歯面８０（ワークＷの歯すじに沿う他方の歯面）だけを切削するように切削量ｄ2を設定すると共に、ワークＷにおける右歯面８０を切削するすくい角θ2が鋭角となるように第二の仕上げ用シェル３０の軸と直角の方向に対する刃溝ねじれ角β2を設定している。
【００３０】
つまり、本実施例においては、第一の仕上げ用シェル２０は、ワークＷにおける左歯面７０だけを鋭角のすくい角θ1で切削する仕上げ加工刃５０が設けられた左歯面用であり、第二の仕上げ用シェル３０は、ワークＷにおける右歯面８０だけを鋭角のすくい角θ2で切削する仕上げ加工刃６０が設けられた右歯面用である。
【００３１】
第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０および第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０は、それぞれワークＷにおける左歯面７０および右歯面８０を所定の寸法に形成するために、加工方向先行側から加工方向後行側へ向かって刃幅が漸増するように並んで形成されている。
【００３２】
一般に、切削工具における加工刃は、切削部が鈍角であるよりも鋭角である方が高い切削能力を有し、かつ切削面における面粗度の良好な切削が可能である。
よって、本実施例では、第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０がワークＷにおける左歯面７０を切削するすくい角θ1が鋭角となるように刃溝ねじれ角β1を設定し、第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０がワークＷにおける右歯面８０を切削するすくい角θ2が鋭角となるように刃溝ねじれ角β2を設定している。
【００３３】
第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０は、ワークＷにおける左歯面７０と切削量ｄ1で突き当てられると共に、ガイド面５１においてワークＷにおける右歯面８０と当接される。仕上げ加工刃５０にガイド面５１を設けることにより、ワークＷにおける左歯面７０を切削する際の切削反力によって仕上げ加工刃５０がワークＷにおける右歯面８０側へあおられることを防止し、ワークＷにおける左歯面７０を正確に切削量ｄ1だけ切削することができる。
【００３４】
第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０は、ワークＷにおける右歯面８０と切削量ｄ2で突き当てられると共に、ガイド面６１においてワークＷにおける左歯面７０と当接される。仕上げ加工刃６０にガイド面６１を設けることにより、ワークＷにおける右歯面８０を切削する際の切削反力によって仕上げ加工刃６０がワークＷにおける左歯面７０側へあおられることを防止し、ワークＷにおける右歯面８０を正確に切削量ｄ2だけ切削することができる。
【００３５】
なお、仕上げ加工刃５０および仕上げ加工刃６０には、それぞれのガイド面５１、６１においてワークＷの右歯面８０または左歯面７０を切削しないように、図示しない面取り等の加工が施されている。
【００３６】
次に、本発明の実施例１に係るヘリカルブローチの仕上げ加工について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００３７】
本発明の実施例１に係るヘリカルブローチ１およびワークＷを図示しないブローチ盤に設置し、ワークＷに対してヘリカルブローチ１を引き抜くように軸方向へ移動させると、以下に示すように、ワークＷをヘリカル内歯車に形成することができる。
【００３８】
まず、ヘリカルブローチ１の粗加工部３における図示しない粗加工刃が、略円筒形状のワークＷの内周面と接触する。加工方向先行側から加工方向後行側へ向かって刃の高さが漸増するように並べられた粗加工刃によって、ワークＷに所定の寸法の歯が形成される。
【００３９】
次いで、ヘリカルブローチ１の仕上げ加工部４において加工方向先行側に位置する第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０が、ワークＷにおける粗加工が施された左歯面７０および右歯面８０と接触する。仕上げ加工刃５０が切削量ｄ1でワークＷにおける左歯面７０に突き当てられると共に、仕上げ加工刃５０のガイド面５１がワークＷにおける右歯面８０に当接される。
【００４０】
仕上げ加工刃５０のガイド面５１がワークＷにおける右歯面８０に当接されることにより、ワークＷにおける左歯面７０を切削する際の切削反力によって仕上げ加工刃５０がワークＷにおける右歯面８０側へあおられることが防止され、ワークＷにおける左歯面７０は正確に切削量ｄ1だけ切削される。加工方向先行側から加工方向後行側へ向かって刃幅が漸増するように並べられた仕上げ加工刃５０によって、ワークＷにおける左歯面７０は所定の仕上がり寸法に切削される。
【００４１】
次に、ヘリカルブローチ１の仕上げ加工部４において加工方向後行側に位置する第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０が、ワークＷにおける仕上げ加工が施された左歯面７０および粗加工が施された右歯面８０と接触する。仕上げ加工刃６０が切削量ｄ2でワークＷにおける右歯面８０に突き当てられると共に、仕上げ加工刃６０のガイド面６１がワークＷにおける左歯面７０に当接される。
【００４２】
仕上げ加工刃６０のガイド面６１がワークＷにおける左歯面７０に当接されることにより、ワークＷにおける右歯面８０を切削する際の切削反力によって仕上げ加工刃６０がワークＷにおける左歯面７０側へあおられることが防止され、ワークＷにおける右歯面８０は正確に切削量ｄ2だけ切削される。加工方向先行側から加工方向後行側へ向かって刃幅が漸増するように並べられた仕上げ加工刃６０によって、ワークＷにおける右歯面８０は所定の仕上がり寸法に切削される。
【００４３】
以上のように、本発明の実施例１に係るヘリカルブローチ１を用いたブローチ加工によって、ワークＷにおける左歯面７０および右歯面８０が正確に所定の仕上がり寸法に切削され、高精度のヘリカル内歯車を形成することができる。
【００４４】
第一の仕上げ用シェル２０においては、歯形ねじれ角αに対して刃溝ねじれ角β1の仕上げ加工刃５０を形成しているので、仕上げ加工刃５０のすくい角θ1は鋭角であり、第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０の切削能力は高く、仕上げ加工刃５０による切削面の面粗度は良好となる。よって、第一の仕上げ用シェル２０における仕上げ加工刃５０によるワークＷにおける左歯面７０の切削量ｄ1を十分に大きく設定することができる。
【００４５】
第二の仕上げ用シェル３０においては、歯形ねじれ角αに対して刃溝ねじれ角β2の仕上げ加工刃６０を形成しているので、仕上げ加工刃６０のすくい角θ2は鋭角であり、第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０の切削能力は高く、仕上げ加工刃６０による切削面の面粗度は良好となる。よって、第二の仕上げ用シェル３０における仕上げ加工刃６０によるワークＷにおける右歯面８０の切削量ｄ2を、第一の仕上げ用シェル２０と同様に十分に大きく設定することができる。
【００４６】
従来では、図５に示すように、ワークＷにおける左歯面１７０および右歯面１８０のうち一方の歯面（図５においては左歯面１７０）を仕上げ用シェル１２０における仕上げ加工刃１５０の鋭角部１５１（すくい角が鋭角の部分）で切削し、他方の歯面（図５においては右歯面１８０）を仕上げ用シェル１２０における仕上げ加工刃１５０の鈍角部１５２（すくい角が鈍角の部分）で切削していた。よって、鈍角部１５２による切削面は面粗度が粗いため、切削量ｄを十分に大きく設定することができず、鈍角部１５２の刃数を鋭角部１５１の刃数に比べて多く設定していた。つまり、鋭角部１５１の刃数に対して鈍角部１５２の刃数を増加させるために、仕上げ加工部１０４、すなわち、仕上げ用シェル１２０を軸方向に長くしていた。
【００４７】
本実施例に係るヘリカルブローチ１では、図３に示すように、ワークＷにおける左歯面７０および右歯面８０を第一の仕上げ用シェル２０におけるすくい角θ1が鋭角の仕上げ加工刃５０および第二の仕上げ用シェル３０におけるすくい角θ2が鋭角の仕上げ加工刃６０で切削している。よって、仕上げ加工刃５０、６０による切削面の面粗度は良好であり、切削量ｄ1、ｄ2を十分に大きく設定することができ、仕上げ加工部４、すなわち、第一の仕上げ用シェル２０と第二の仕上げ用シェル３０とを合わせた軸方向の長さを、従来の仕上げ用シェル１２０の軸方向の長さよりも短くすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１     ヘリカルブローチ
２     シャンク部
３     粗加工部
４     仕上げ加工部
１０   ブローチ本体部
１１   ブローチ本体部のシェル係合部
１２   ブローチ本体部のシェル突き当て面
１３   ブローチ本体部の位置決め突起部
２０   第一の仕上げ用シェル
２１   第一の仕上げ用シェルの位置決め溝部
２２   第一の仕上げ用シェルの位置決め突起部
３０   第二の仕上げ用シェル
３１   第二の仕上げ用シェルの位置決め溝部
４０   留め具
５０   第一の仕上げ用シェルにおける仕上げ加工刃
５１   ガイド面
６０   第二の仕上げ用シェルにおける仕上げ加工刃
６１   ガイド面
７０   ワークにおける左歯面
８０   ワークにおける右歯面
【図１】
2014151430.tif 000003
【図２】
2014151430.tif 000004
【図３】
2014151430.tif 000005
【図４】
2014151430.tif 000006
【図５】
2014151430.tif 000007