(57)【要約】【課題】切込み量の増大に応じて切削長が変化する被切削材に対して、切削荷重の変動を抑制するブローチ加工方法を提供する。【解決手段】ブローチ加工方法が、準備工程とブローチ加工工程とを含む。準備工程では、所定の切込み量ｄn を有する任意の切刃３n から、当該任意の切刃３n を１枚目として切削方向Ｚの上流側ＺＵに例えば４枚目の切刃３n+3 までにおいて、切削方向Ｚに隣り合う切刃３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 の刃先３ａ間の間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の合計が、前記所定の切込み量ｄn に対応する切削長Ｌn と等しくされるブローチ１が準備される。ブローチ加工工程では、任意の切刃３n が切込みを終了すると同時に、前記４枚目の切刃３n+3 が切込みを開始する。被切削材２０を同時切削する切刃３の数が変わらない。【選択図】図７
2019077013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切削面を有し前記被切削面からの切込み量の増大に応じて切削方向の切削長が変化する被切削材と、
前記切削方向に間隔をあけて複数枚並べられた切刃であって前記切込み量が前記切削方向の上流側に向かって増大する切刃を有し、前記切削方向に隣り合う切刃の刃先間の間隔が前記切削方向の上流側に向かって変化され、且つ、所定の切込み量を有する任意の切刃から当該任意の切刃を１枚目として前記切削方向の上流側に所定枚目までの切刃において、前記切削方向に隣り合う切刃の刃先間の間隔の合計が、前記被切削材において前記所定の切込み量に対応する切削長と等しくされているブローチと、
を準備する準備工程と、
前記被切削材に対して前記ブローチを前記切削方向に相対移動させて前記被切削面に前記切削方向に延びる溝を加工するブローチ加工工程と、を含む、ブローチ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のブローチ加工方法において、前記切込み量の増大に応じて前記切削長が増大される場合には、前記切込み量の切刃一刃当たりの増大量が、前記切削方向の上流側に向かって減少され、前記切込み量の増大に応じて前記切削長が減少される場合には、前記切込み量の切刃一刃当たりの増大量が、前記切削方向の上流側に向かって増大される、ブローチ加工方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブローチ加工方法に用いるブローチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブローチ加工方法およびブローチに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に提案されるヘリカルブローチでは、例えばインボリュートスプライン穴のフランク面を加工する領域において、軸方向である切削方向に間隔をあけて並ぶ複数段の切刃が設けられている。また、各段の切刃における外径上がり外径切刃量（切込み量に相当）が、切削方向の上流側に向けて漸増される。さらに、各段の切刃において周方向に並ぶ１刃当たり歯厚方向切刃幅が、切削方向の上流側に向けて漸減される。これにより、１刃当たり各切削断面積がほぼ一定にされ、切削荷重の変動幅が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５０４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記複数段の切刃における刃先は、切削方向に等間隔で配置されている。このように切刃（刃先）が切削方向に等間隔で配置されたブローチを用いて、平坦面からなる被切削面を表面に有する例えば断面Ｄ形の被切削材の前記被切削面に対して、車両用操舵装置におけるラック軸の例えばラック歯の歯溝等の溝をブローチ加工により形成する場合を想定する。
【０００５】
切削方向にブローチが送られるにしたがって、切削開始時の被切削面からの切刃の切込み量が順次に増大され、被切削材における切削方向の切削長が増大する。切削長が増大した場合、被切削材を同時に切削している切刃の数が一時的に増加する時間領域が出現するため、切削荷重が変動する。このため、振動等が大きくなり、加工精度に悪影響を与える。
【０００６】
本発明の目的は、切込み量の増大に応じて切削長が変化する被切削材に対して、切削荷重の変動を抑制することができるブローチ加工方法およびブローチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、被切削面（２３）を有し前記被切削面からの切込み量（ｄ）の増大に応じて切削方向（Ｚ）の切削長（Ｌ）が変化する被切削材（２０）と、前記切削方向に間隔をあけて複数枚並べられた切刃（３）であって前記切込み量が前記切削方向の上流側（ＺＵ）に向かって増大する切刃を有し、前記切削方向に隣り合う切刃の刃先（３ａ）間の間隔（Ｐ）が前記切削方向の上流側に向かって変化され、且つ、所定の切込み量（ｄn ）を有する任意の切刃（３n ）から当該任意の切刃を１枚目として前記切削方向の上流側に所定枚目までの切刃（３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 ）において、前記切削方向に隣り合う切刃の刃先間の間隔（Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 ）の合計（Ｐn ＋Ｐn+1 ＋Ｐn+2 ）が、前記被切削材において前記所定の切込み量に対応する切削長（Ｌn ）と等しくされているブローチ（１）と、を準備する準備工程と、前記被切削材に対して前記ブローチを前記切削方向に相対移動させて前記被切削面に前記切削方向に延びる溝（１５）を加工するブローチ加工工程と、を含む、ブローチ加工方法を提供する。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２記載の発明のように、請求項１に記載のブローチ加工方法において、前記切込み量の増大に応じて前記切削長が増大される場合には、前記切込み量の切刃一刃当たりの増大量（Δｄn ）が、前記切削方向の上流側に向かって減少され、前記切込み量の増大に応じて前記切削長が減少される場合には、前記切込み量の切刃一刃当たりの増大量が、前記切削方向の上流側に向かって増大されてもよい。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のブローチ加工方法に用いるブローチを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明では、準備工程において、所定の切込み量を有する任意の切刃を１枚目として切削方向の上流側に例えば４枚目までの切刃において、切削方向に隣り合う切刃の刃先間の間隔の合計が、前記所定の切込み量に対応する切削長と等しくされるブローチが準備される。このため、ブローチ加工工程では、前記任意の切刃が切込みを終了すると同時に、前記４枚目の切刃が切込みを開始する。このため、被切削材を同時に切削する切刃の数が３枚で一定となるため、切削荷重の変動を抑制することができる。ただし、被切削材を同時に切削する切刃の枚数が例えばｋ枚で一定となるのは、前記複数枚の切刃のうち、切削方向の先頭の切刃を１枚目として先頭からｋ枚目の切刃が切り込まれた後から、切削方向の後尾の切刃を１枚目として後尾からｋ枚目の切刃が切込みを終了するまでである。
【００１１】
請求項２記載の発明では、切込み量の増大に伴って切削長が増大される場合には、切込み量の切刃一刃当たりの増大量が減少される。一方、切込み量の増大に伴って切削長が減少される場合には、切込み量の切刃一刃当たりの増大量が増大される。このため、各切刃による被切削材の切削断面積の変動が抑制されることにより、切削荷重の変動を一層抑制することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、切込み量に応じて切削長が変化する被切削材に対して切削荷重の変動を抑制するブローチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態のブローチ加工方法により製造されるラック軸の概略斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、準備工程で準備される被切削材の概略側面図である。図２（ｂ）は、被切削材の断面図であり、図２（ａ）のIIＢ−IIＢ断面に相当する。
【図３】図３は、準備工程で準備されるブローチの概略平面図である。
【図４】図４（ａ）は、ブローチの断面図であり、図３のＩＶ−ＩＶ断面図に相当する。図４（ｂ）は、ブローチの拡大断面図である。
【図５】図５は、ブローチ加工工程の概略平面図である。
【図６】図６は、被切削材の断面図であって、被切削材の被切削面と直交し且つ切削方向に沿う断面を示している。図６では、被切削面からの切込み量ｄn と切削長Ｌn との関係が模式的に示されている。
【図７】図７（ａ），（ｂ）はブローチ加工工程の概略断面図であり、被切削材とこれを同時切削する切刃との関係を示している。図７（ａ）は同時切削している切刃のうちの先頭の切刃が切削を終了する直前の状態を示し、図７（ｂ）は前記先頭の切刃が切削を終了した直後の状態を示している。
【図８】図８は本発明の第２実施形態のブローチ加工方法の準備工程で準備されるブローチの拡大断面図である。
【図９】図９は第２実施形態において、切込み量ｄと増大量Δｄとの関係を示す模式図である。
【図１０】図１０は第２実施形態においてブローチ加工工程における被切削材の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のブローチ加工方法により形成されたラック軸１０の概略斜視図である。図１に示すように、ラック軸１０は、中心軸線Ｃ１を有する円柱状の軸であって、軸方向Ｘの一部に断面Ｄ形の部分１０ａを含む軸である。ラック軸１０の外周面である表面１１は、部分１０ａにおいて、中心軸線Ｃ１を中心とする円筒面１２と、円筒面１２と交差する軸方向Ｘに平行な平坦面１３とを含む。平坦面１３には、ねじれ角θを有する複数のラック歯１４が形成され、隣り合うラック歯１４間に歯溝１５が形成されている。
【００１５】
本ブローチ加工方法は、準備工程と、ブローチ加工工程とを含む。準備工程では、ラック軸１０をブローチ加工により形成するための製造用中間体としての被切削材２０［図２（ａ），（ｂ）を参照］と、被切削材２０をブローチ加工する切削工具としてのブローチ１（図３を参照）とが準備される。
図２（ａ）は、準備工程で準備される被切削材２０の側面図であり、図２（ｂ）は被切削材２０の断面図であり、図２（ａ）のIIＢ−IIＢ断面に相当する。
【００１６】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、被切削材２０は、中心軸線Ｃ２を有する円柱状の軸であって、軸方向Ｘの一部に断面Ｄ形をなす部分２０ａを含む軸である。被切削材２０の外周面である表面２１は、部分２０ａにおいて、ラック軸１０と共通の中心軸線Ｃ１を中心とする円筒面２２と、円筒面２２と交差し軸方向Ｘに延びる平坦面からなる被切削面２３とを含む。
【００１７】
被切削材２０の円筒面２２がラック軸１０の円筒面１２になる。図２（ｂ）に示すように、被切削面２３と中心軸線Ｃ１との距離Ｅは、下記の不等式（１）に示すように、円筒面２２の半径Ｒよりも小さくされている。
Ｅ＜Ｒ          …（１）
図３は、準備工程で準備されるブローチ１の概略平面図であり、図４（ａ）は、ブローチ１の概略断面図であり、図３のＩＶ−ＩＶ断面図に相当する。図４（ｂ）は、ブローチ１の拡大断面図である。
【００１８】
図３に示すように、ブローチ１は、矩形板状の工具本体２と、工具本体２の表面からなる平坦な基準面２ａに配置されて切削方向Ｚ（工具本体２のなす矩形の１辺と平行な方向）に間隔をあけて並べられた複数枚の切刃３1 ，３2 ，…，３n ，３n+1 ，…（総称して言うときは単に切刃３と言う）によって構成される切刃列４を備える。
切刃列４の切削方向Ｚの先頭の切刃３から順次に枝番号が付けられている。切刃列４において切削方向Ｚの先頭からｎ枚目（ｎは１以上の任意の整数）の切刃３が、切刃３n で示されている。切刃列４は、切削方向Ｚと直交する直交方向ＺＶに離隔して複数列、設けられている。工具本体２は、切削方向Ｚに複数に分割されたブロックＢを一体に組み合わせて構成されている。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、各切刃３は、刃先３ａと、切削方向Ｚに向き削りくずを逃がすすくい面３ｂと、被切削材２０との干渉を避ける逃げ面３ｃとを含む。刃先３ａは、すくい面３ｂと逃げ面３ｃとが交差する稜線である。
切刃列４の先頭からｎ枚目の切刃３n の切刃高さ（基準面２ａからの切刃高さ）が、切刃高さｈn で示されている。切刃列４の切刃３1 ，３2 ，…，３n ，３n+1 ，…の切刃高さｈ1 ，ｈ2 ，…，ｈn ，ｈn+1 ，…（総称していうときは単に切刃高さｈと言う）は、切削方向Ｚの上流側ＺＵ（切削方向Ｚの反対方向に相当）に向かって増大されている。
【００２０】
工具本体２の基準面２ａは、ブローチ加工時に、被切削材２０の被切削面２３と平行に配置される。切刃高さｈ1 ，ｈ2 ，…，ｈn ，ｈn+1 ，…をそれぞれ有する切刃３1 ，３2 ，…，３n ，３n+1 ，…における、被切削面２３からの切込み量が、それぞれ切込み量ｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn ，ｄn+1 ，…（総称して言うときは単に切込み量ｄと言う）で示される。
【００２１】
切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって、切刃３の切刃高さｈが増大されているため、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって、被切削面２３からの切刃３の切込み量ｄが増大されることになる。
具体的には、切刃列４において、被切削面２３からの切刃３の切込み量ｄが、図４（ｂ）に示すように、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって、一定の増大割合（具体的には一刃当たりの増大量が一定の増大量Δｄとされる）で増大されている。すなわち、任意の切刃３n の切込み量ｄn と、切刃３n の切削方向Ｚの上流側ＺＵに隣り合う切刃３n+1 の切込み量ｄn+1 との差分が、下記の式（２）に示すように、一定の増大量Δｄに設定されている。
【００２２】
Δｄ＝ｄn+1 −ｄn               …（２）
また、図４（ａ）に示すように、切削方向Ｚに隣り合う切刃３1 ，３2 ，３3 ，…，３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 …の刃先３ａ間の間隔Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，…Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 ，…（総称して言うときは単に間隔Ｐと言う。）が、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって、下記の不等式（３）に示されるように、増大されている。
【００２３】
Ｐ1 ＜Ｐ2 ＜Ｐ3 ＜，…，＜Ｐn ＜Ｐn+1 ＜Ｐn+2 ，…        …（３）
また、準備工程では、当該準備工程の後で実施されるブローチ加工工程において同時切削に寄与する切刃３の枚数を一定のｋ枚（ｋは３以上の所定の整数）に設定しようとする場合、切込み量ｄn を有する任意の切刃３n の前記切込み量ｄn に対応する切削長Ｌn （図６を参照。総称して言うときは単に切削長Ｌと言う）が、任意の切刃３n を１枚目として切削方向Ｚの上流側ＺＵに（ｋ＋１）枚目の切刃３n+3 までの、（ｋ＋１）枚の切刃３n ，３n+1 ，…，３n+k の刃先３ａ間の間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，…，Ｐn+k-1 の合計（Ｐn ＋Ｐn+1 ＋…＋Ｐn+k-1 ）と等しくなるように［下記の式（４）を参照］、各間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，…，Ｐn+k-1 が設定されたブローチ１が準備される。
【００２４】
Ｐn ＋Ｐn+1 ＋…＋Ｐn+k-1 ＝Ｌn       …（４）
例えば、ブローチ加工工程において同時切削に寄与する切刃３の枚数を３枚（ｋ＝３）に設定しようとする場合［図７（ａ），（ｂ）を参照］、準備工程では、任意の切刃３n を１枚目として切削方向Ｚの上流側ＺＵに４枚目の切刃３n+3 までの、４枚の切刃３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 の刃先３ａ間の間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の合計（Ｐn ＋Ｐn+1 ＋Ｐn+2 ）が、下記の式（５）に示すように、切刃３n の切削長Ｌn と等しくされたブローチ１が準備される。
【００２５】
Ｐn ＋Ｐn+1 ＋Ｐn+2 ＝Ｌn           …（５）
なお、任意の切刃３n における切込み量ｄn と切削長Ｌn との関係については、下記のブローチ加工工程の説明とともに説明する。
ブローチ加工工程では、準備工程で準備された被切削材２０の被切削面２３とブローチ１の工具本体２の基準面２ａとが図７（ａ）に示すように平行に配置される状態で、図５に示すように、形成されるラック歯１４のねじれ角θの方向を切削方向Ｚとして、ブローチ１が、被切削材２０に対して切削方向Ｚに相対移動される。
【００２６】
ブローチ加工装置については図示していないが、例えば、前記ブローチ加工装置の固定部に、被切削材２０が固定された状態で、前記ブローチ加工装置の可動テーブルに保持されたブローチ１が、前記可動テーブルを駆動するアクチュエータの働きで、切削方向Ｚに駆動される。
切削方向Ｚが、被切削材２０の軸直角方向に対してねじれ角θの分だけ傾斜されているため、複数の切刃列４のうち、被切削材２０に近い側の切刃列４から順次に（図５では右側の切刃列４から左側の切刃列４へと順次に）被切削材２０に切り込まれる。このため、切削開始初期において、ブローチ１全体としての切削荷重が緩やかに増大される。
【００２７】
ブローチ１が切削方向Ｚに移動されることにより、各切刃列４の切刃３が順次に被切削材２０に切り込まれていき、最終的に、図１に示すように、各歯溝１５が形成され、歯溝１５間にラック歯１４が形成されてラック軸１０が形成される。被切削材２０の被切削面２３においてブローチ加工が施されない部分が、ラック歯１４の歯先部となる。
次いで、任意の切刃３n における切込み量ｄn と切削長Ｌn との関係について説明する。図６は、被切削材２０の断面図であって、被切削材２０の被切削面２３と直交し且つ切削方向Ｚに沿う断面を示している。
【００２８】
切削方向Ｚが、形成されるラック歯１４のねじれ角θ（図５を参照）の方向であるため、図６に示すように、被切削材２０において、被切削面２３と直交し且つ切削方向Ｚに沿う断面の外郭形状は、被切削面２３と直交する方向が短軸方向となり被切削面２３と平行な方向が長軸方向となる楕円Ｔの一部を含む。短軸の長さは、被切削材２０の円筒面２２の半径Ｒと等しく、長軸の長さは、被切削材２０の円筒面２２の半径Ｒよりも長い。
【００２９】
切削開始時の被切削面２３からの切込み量ｄn （ｄ）が増大すると、切削長Ｌn （Ｌ）が増大する関係にある。具体的には、楕円Ｔの中心である楕円中心Ｃ３（短軸と長軸との交点に相当）と被切削面２３との距離を距離Ｆ［距離Ｆは、不等式（１）で示される距離Ｅに一致］として、切込み量ｄn を有する任意の切刃３n による切削長Ｌn は、下記の式（６）で求められる。
【００３０】
Ｌn ＝２・｛√［Ｇn2 −（Ｅ−ｄn ）2 ］｝  …（６）
ここで、前記式（６）において、Ｇn は、被切削面２３から切込み量ｄn に相当する距離だけ離隔して切削方向Ｚに延びる切削長線Ｑn が、楕円Ｔと交差する一対の交点を交点Ｍｓ，Ｍｅとしたときに、各交点Ｍｓ，Ｍｅと楕円中心Ｃ３との距離である。交点Ｍｓが切込み開始点に相当し、交点Ｍｅが切込み終了点に相当する。切削長線Ｑn における交点Ｍｓと交点Ｍｅとの距離が、切削長Ｌn に相当する。
【００３１】
式（６）は、斜辺の長さがＧn であり、残りの２辺の長さが（Ｌn ／２）と（Ｆ−ｄn ）とである直角三角形において、ピタゴラスの定理を用いて求められた式である。
図６に示されるように、被切削面２３からの切込み量ｄn が増大するほど、斜辺の長さに相当する距離Ｇn が増大し、１辺の長さ（Ｆ−ｄn ）が減少するため、式（６）で求められる切削方向Ｚの切削長Ｌn が増大することになる。
【００３２】
次いで、図７（ａ）は、切込み量ｄn を有する任意の切刃３n を切削方向Ｚの先頭として、被切削材２０を同時に切削している３枚の切刃３n ，３n+1 ，３n+2 のうち、先頭の切刃３n が切削を終了する直前の状態であって、３枚の切刃３n ，３n+1 ，３n+2 の後に続く切刃３n+3 （切刃３n+3 は、切刃３n を１枚目として切削方向Ｚの上流側ＺＵに４枚目の切刃に相当）が切削を開始する直前の状態を示す概略断面図である。
【００３３】
準備工程で準備されたブローチ１において、切削方向Ｚに隣り合う切刃３間の間隔Ｐが切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって増大されており、且つ、任意の切刃３n から４枚目の切刃３n+3 までにおいて、各切刃３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 間の間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の合計（Ｐn ＋Ｐn+1 ＋Ｐn+2 ）が、前記の式（５）に示すように、切刃３n の切込み量ｄn に対応する切削長Ｌn と等しくされている。
【００３４】
このため、図７（ｂ）に示すように、同時切削している３枚の切刃３n ，３n+1 ，３n+2 の先頭の１枚目の切刃３n が切削を終了すると同時に、３枚の切刃３n ，３n+1 ，３n+2 の後続の４枚目の切刃３n+3 が切削を開始する。
本実施形態のブローチ加工方法によれば、準備工程では、所定の切込み量ｄn を有する任意の切刃３n から、当該任意の切刃３n を１枚目として切削方向Ｚの上流側ＺＵに４枚目の切刃３n+3 までにおいて、切削方向に隣り合う切刃３n ，３n+1 ，３n+2 ，３n+3 の刃先３ａ間の間隔Ｐn ，Ｐn+1 ，Ｐn+2 の合計が、所定の切込み量ｄn に対応する切削長Ｌn と等しくなるブローチ１が準備される。
【００３５】
このため、ブローチ加工工程において、図７（ｂ）に示すように、任意の切刃３n が切込みを終了すると同時に、４枚目の切刃３n+3 が切込みを開始する。このため、被切削材２０を同時に切削する切刃３の数が３枚で一定となるため、切削荷重の変動を抑制することができる。ひいては、切削時の振動等が抑制され、良好な加工精度を得ることができる。
【００３６】
ただし、被切削材２０を同時に切削する切刃３の枚数が３枚で一定となるのは、複数枚の切刃３のうち切削方向Ｚの先頭の切刃３1 を１枚目として先頭から３枚目の切刃３3 が切り込まれた後から、切削方向Ｚの後尾の切刃を１枚目として後尾から３枚目の切刃が切込みを終了するまでである。
また、被切削面２３からの切込み量ｄに応じて切削長Ｌが増加する被切削材２０に対して、前記の式（４）を満足するように切刃３の間隔Ｐを設定することにより、前記ブローチ加工方法に用いられて切削荷重の変動を抑制することができるブローチ１が得ることができる。
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態のブローチ加工方法の準備工程で準備されるブローチ１の拡大断面図である。第２実施形態では、図８および下記の不等式（７）に示すように、任意の切刃３n の切込み量ｄn から切刃３n の切削方向Ｚの上流側ＺＵに隣り合う切刃３n+1 の切込み量ｄn+1 への増大量である増大量Δｄn よりも、切刃３n+1 の切込み量ｄn+1 から切刃３n+1の切削方向Ｚの上流側ＺＵに隣り合う切刃３n+2 の切込み量ｄn+2 への増大量である増大量Δｄn+1 が、小さくされている。
【００３７】
Δｄn ＞Δｄn+1                     …（７）
換言すると、被切削面２３からの切刃３2 ，３3 ，…の切込み量ｄ2 ，ｄ3 ，…の一刃当たりの増大量Δｄ1 ，Δｄ2 ，…Δｄn ，Δｄn+1 ，…が、模式図である図９および下記の不等式（８）のように、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって減少されている。
Δｄ1 ＞Δｄ2 ＞…＞Δｄn ＞Δｄn+1 ＞…        …（８）
図１０は第２実施形態のブローチ加工工程における被切削材２０の模式的断面図であり、被切削面２３と直交し切削方向Ｚに沿う断面を示している。
【００３８】
図１０に示すように、任意の切刃３n の一刃当たりの切削断面積Ｓn （総称して言うときは単に切削断面積Ｓと言う。いわゆる取り代に相当）は、下記の式（９）に示すように、切刃３n の一刃当たりの切込み量に相当する増大量Δｄn と、切刃３n の切込み量ｄn に対応する切削長Ｌn との積に相当する。また、切刃３n よりも切削方向Ｚの上流側ＺＵの切刃３n+j （図示せず。ｊは整数）の一刃当たりの切削断面積Ｓn+j は、下記の式（１０）に示すように、切刃３n+j の一刃当たりの切込み量に相当する増大量Δｄn+j と、切刃３n+j の切込み量ｄn+j に対応する切削長Ｌn+j との積に相当する。
【００３９】
Ｓn ＝Δｄn ×Ｌn                     …（９）
Ｓn+j ＝Δｄn+j ×Ｌn+j               …（１０）
式（９）と式（１０）の右辺を比較すると、切削長Ｌが、切削長Ｌn から切削長Ｌn+j （Ｌn ＜Ｌn+j ）へと増大する一方で、一刃当たりの増大量Δｄ（一刃当たりの切込み量に相当）が、増大量Δｄn から増大量Δｄn+j （Δｄn ＞Δｄn+j ）へと減少される。
【００４０】
このため、切込み量ｄが切込み量ｄn から切込み量ｄn+j へ増大するに伴って切削長Ｌが切削長Ｌn から切削長Ｌn+j へと増大するのに拘らず、切刃３の一刃当たりの切削断面積Ｓの増大（切削断面積Ｓn から切削断面積Ｓn+j への増大）を抑制することができ、切削荷重の変動を一層抑制することができる。
なお、切込み量ｄの増大（ｄn からｄn+j への増大）に伴う切削長Ｌの増大（Ｌn からＬn+j への増大）を相殺するように、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって増大量Δｄが減少（増大量Δｄn から増大量Δｄn+j へと減少）されて、各切刃３における切削断面積Ｓが一定（Ｓn ＝Ｓn+j ）になるようにされてもよい。その場合、切削荷重の変動を一層抑制することができる。
【００４１】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、被切削材２０の被切削面２３にブローチ加工される溝は、被切削材２０の中心軸線Ｃ１と直交する方向に延びていてもよい。その場合、被切削材２０において被切削面２３と直交し且つ切削方向Ｚに延びる断面の外郭形状は、円の一部を含むことになり、被切削面２３からの切込み量ｄと切削長Ｌとの関係が、前記実施形態と同じ手法で演算される。また、被切削材２０の一部がＤ形の断面に代えて略Ｔ字形の断面を有していてもよい。
【００４２】
また、図示していないが、前記第２実施形態の変更例として下記の場合を例示することができる。すなわち、被切削材２０が、被切削面２３からの切込み量ｄの増大に応じて切削方向Ｚの切削長Ｌが減少される断面形状を有する場合である。その場合、切削方向Ｚの上流側ＺＵに向かって増大量Δｄ（切刃一刃当たりの切込み量）が増大されることにより、切削断面積Ｓの減少が抑制される。また、各切刃３における切削断面積Ｓが一定になるように増大量Δｄが設定されてもよい。
【００４３】
また、本発明のブローチ加工方法は、ラック軸の歯溝の加工に限らず、円筒面からなる被切削面に対するキー溝やスプライン溝の加工に用いられてもよいし、ブローチとして円筒形のブローチが用いられてもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…ブローチ、２…工具本体、３…切刃、３ａ…刃先、４…切刃列、１０…ラック軸、１４…ラック歯、１５…歯溝、２０…被切削材、２１…表面、２２…円筒面、２３…被切削面、ｄ…切込み量、Δｄ…増大量、Ｌ…切削長、Ｐ…間隔、Ｓ…切削断面積、Ｚ…切削方向、ＺＵ…（切削方向の）上流側
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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