(57)【要約】【課題】ヘリカル内歯車加工用ブローチにおいて機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工でも、いわゆるびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、歯筋精度のよい加工面を得ることがでるヘリカル内歯車加工用ブローチを提供。【解決手段】ブローチ切刃８は、スプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心１０−１０回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝１１を有し、その軸方向刃溝ピッチＰが各条間で異ならせたＰ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’  であることを特徴とするヘリカル内歯車加工用ブローチ。【選択図】図１
2004306148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝を有し、その軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせたことを特徴とするヘリカル内歯車加工用ブローチ。
【請求項２】
前記各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）が、
０．６６Ｌ／Ｎ  ≦  Ｐ  ≦  １．３３Ｌ／Ｎ
ただし  Ｌ：軸方向刃溝リード、  Ｎ：条数
の範囲で複数存在することを特徴とする請求項１記載のヘリカル内歯車加工用ブローチ。
【請求項３】
前記各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）が、各条でそれぞれ異なるか（Ｐ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’・・・）、最低２種類以上の異なる軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）の組み合わせを持つことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヘリカル内歯車加工用ブローチ。
【請求項４】
前記軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせた多条の切刃溝はブローチのシェルに設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のヘリカル内歯車加工用ブローチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝を有するヘリカル内歯車加工用ブローチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のヘリカル内歯車加工用ブローチとしては、例えば特許文献１に図７（特許文献１に図４として記載）に示すような、ブローチを構成する円筒刃部３、４に長手方向に所定のスプラインねじれ角βをもって、後方に向かって多数の刃列８、８ａが形成され、かつブローチの軸心（Ｘ−Ｘ）に対して直交する多数の刃溝７（軸直刃溝といわれる）を施設して、各刃列８、８ａに多数の切刃６を形成したものが知られている。かかる軸直刃溝のブローチでは、切削時に軸直刃溝のリング状の全切刃６が同時に切削を開始し、同時に切削を終えるので間欠切削となり、仕上げ面に一定の間隔でピッチマークがつき、面粗さが大となる。これを避けるため、非特許文献１の１１  ６Ａ  ００−０８では、「１．１．６Ａ  ．３．  その他の加工条件と仕上げ面粗さ」「（１）不等ピッチと仕上げ面」で、ピッチマークを避けるために、切れ刃のピッチを一定にせず、いわゆる不等ピッチと呼ばれる、いくつかのピッチを組み合わせたブローチを紹介している。
【０００３】
しかしながら、軸直刃溝のブローチでは、間欠切削のため、いわゆるドッグレッグ、ピッチマークや面粗さが大となることは避けられないので、特許文献１の図１、図２に示すヘリカル内歯車加工用ブローチは、それぞれ選択された角度のスプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝を有する。このブローチでは、選択された角度のスプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αを有するので、切削時はスプライン状の刃溝ねじれ角αに沿って配置された各条の切り刃６（６ａ）は、それぞれほぼ連続的に切削を開始し、ほぼ連続的に切削を終えるので、いわゆるドッグレッグ、ピッチマークや面粗さが大となることは避けられた。
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１８１８１号公報  図１、図２、図４、請求項１
【非特許文献１】財団法人日本機械振興技術研究所発行「加工技術データファイル」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許文献１の図１、図２に示すヘリカル内歯車加工用ブローチは、よい効果を挙げることができたが、製作上・再研削上の問題から軸方向刃溝ピッチが各条間で等ピッチであった。このため従来の等ピッチのヘリカル内歯車加工用ブローチでは、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工においては、いわゆるびびりが発生し、歯筋誤差を増大し、歯筋精度のよい加工面を得ることができなかった。
本発明の課題は、かかる従来の課題を解決した、ヘリカル内歯車加工用ブローチにおいて、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工においても、いわゆるびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、歯筋精度のよい加工面を得ることがでるヘリカル内歯車加工用ブローチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決する手段】このため本発明は、スプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝を有し、その軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせたことを特徴とするヘリカル内歯車加工用ブローチによって、上述した課題を解決した。
【０００７】
【発明の効果】かかる構成により、軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせたことで、ブローチの各切刃がワークを切削する周期を不連続とし、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工においても、ワーク切削中にびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、高精度の歯筋精度を得ることがでるヘリカル内歯車加工用ブローチを提供するものとなった。
【０００８】
好ましくは、前記各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）が、
０．６６Ｌ／Ｎ  ≦  Ｐ  ≦  １．３３Ｌ／Ｎ
ただし  Ｌ：軸方向刃溝リード、  Ｎ：条数
の範囲で複数存在することにより、ヘリカル内歯車加工用ブローチの再研削後の状態において、各条により極端なランド幅のばらつきを発生しないようにして、ブローチのガイド性を低下させないものとした。
【０００９】
さらに好ましくは、前記各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）が、各条でそれぞれ異ならせてもよいが（Ｐ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’・・・）、最低２種類以上の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）の組み合わせを持つブローチとすることにより、ワーク切削中にびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、高精度の歯筋精度を得ることができ、かつ、再研削の管理上実用的である。
【００１０】
好ましくは、前記軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせた多条の切刃溝はブローチのシェルに設けることができる。ブローチのシェルでは、ブローチの各切刃は切削方向に従い順次刃厚が増大するが、従来の各条間の軸方向刃溝ピッチが等ピッチ刃溝ブローチでは、ブローチの各刃の切削開始・終了時に、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工では、ワーク切削中にびびりが発生する。ブローチのシェルに軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせたことにより、かかる不具合をなくすことができた。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態であるヘリカル内歯車加工用ブローチの加工中のワークの断面図とブローチ切刃の概略側面図、図２は図１のブローチの各刃の切削方式を示し、（ａ）はブローチの粗切り用の各刃の切削方式の拡大図を示し、ブローチの各刃は切削方向に従い、順次刃高即ちブローチ外径が増大しており、（ｂ）は図１のブローチの各刃がブローチの仕上げ加工用のシェル部に適用されたときのブローチの各刃の切削方式を示す拡大図で、ブローチの各刃は切削方向に従い、順次刃厚が増大する。図１に示すように、本発明の実施の形態であるヘリカル内歯車加工用ブローチのブローチ切刃８は、スプラインねじれ角βと刃溝ねじれ角αをもってブローチの軸心１０−１０回りに多条の切刃溝をねじ状に設けたヘリカル刃溝１１を有し、その軸方向刃溝ピッチＰが各条間で異ならせたＰ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’  であることを特徴とするヘリカル内歯車加工用ブローチである。
【００１２】
かかる構成により、軸方向刃溝ピッチＰが各条間で異ならせたＰ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’  であることで、ブローチの各切刃８がワーク１を切削する周期を不連続とし、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工でも、ワーク切削中にびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、高精度の歯筋精度を得ることがでるヘリカル内歯車加工用ブローチを提供するものとなった。
図３は本発明の実施の形態であるヘリカル刃溝を粗切り用の各刃に持つブローチでは、図２（ａ）に示すように、ブローチの粗切り用各切刃は切削方向に従い順次歯高即ちブローチ外径が増大するが、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工をしたときの、切削荷重変動を示すグラフである。図４は図３と同じワークを、ブローチのシェル部ヘリカル刃溝が軸方向刃溝ピッチが等ピッチのブローチで加工をしたときの、切削荷重変動を示すグラフであり、ワーク切削初期において明らかにびびりが発生していることが見られる。図３、４によれば、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、従来の等ピッチシェル部ヘリカル刃溝で発生した切削荷重変動が、本発明のブローチによると発生せず、ワーク切削中にびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、高精度の歯筋精度が得られる良好な結果を得た。
【００１３】
各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）が、
０．６６Ｌ／Ｎ  ≦  Ｐ  ≦  １．３３Ｌ／Ｎ
ただし  Ｌ：軸方向刃溝リード、  Ｎ：条数
の範囲で複数存在することにより、ヘリカル内歯車加工用ブローチの再研削後の状態において、各条により極端なランド幅のばらつきを発生しないようにして、ブローチのガイド性を低下させないものとした。
【００１４】
各条間の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）は、各条でそれぞれ異ならせてもよいが（Ｐ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’・・・）、最低２種類以上の軸方向刃溝ピッチ（Ｐ）の組み合わせを持つブローチとすることにより、ワーク切削中にびびりが発生することがなく、歯筋誤差を増大することのない、高精度の歯筋精度が得ることがでるヘリカル内歯車加工用ブローチを提供するものとなった。
【００１５】
軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせた多条の切刃溝はブローチのシェルに設けることもできる。ブローチのシェルでは、図２（ｂ）に示すように、ブローチの各切刃は切削方向に従い順次刃厚が増大するが、従来の各条間の軸方向刃溝ピッチＰが等ピッチ刃溝ブローチでは、ブローチの各刃の切削開始・終了時に、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工でも、ワーク切削中にびびりが発生する。ブローチのシェルに軸方向刃溝ピッチが各条間で異ならせたことにより、かかる不具合をなくすことができる。
図５は本発明の実施の形態であるヘリカル内歯車加工用ブローチをシェル部ヘリカル刃溝に仕様したブローチを使用し、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工をしたときの、ワーク歯筋の測定結果を示す。図６は同じワークを、ブローチのシェル部ヘリカル刃溝が軸方向刃溝ピッチが等ピッチのブローチで加工をしたときの、ワーク歯筋の測定結果を示す。図５、６によれば、従来の等ピッチシェル部ヘリカル刃溝で発生した歯筋誤差、うねりが、本発明のブローチにより抑制され、良好な結果を得た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるヘリカル内歯車加工用ブローチの加工中のワークの断面図とブローチ切刃の概略側面図を示す。
【図２】図１のブローチの各刃の切削方式を示し、（ａ）はブローチの粗切り用の各刃の切削方式の拡大図を示し、ブローチの各刃は切削方向に従い、順次歯高即ちブローチ外径が増大しており、（ｂ）は図１のブローチの各刃がブローチの仕上げ加工用のシェル部に適用されたときのブローチの各刃の切削方式を示す拡大図で、ブローチの各刃は切削方向に従い、順次歯厚が増大する。
【図３】本発明の実施の形態であるヘリカル刃溝を持つブローチを使用し、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工をしたときの、切削荷重変動を示すグラフである。
【図４】図３と同じワークを、ブローチのシェル部ヘリカル刃溝が軸方向刃溝ピッチが等ピッチのブローチで加工をしたときの、切削荷重変動を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態であるヘリカル内歯車加工用ブローチをシェル部ヘリカル刃溝に仕様したブローチを使用し、機械剛性に比べて切削荷重が大きい場合、即ち、大径、薄肉でかつ高荷重の引き抜き力を要するワークの加工をしたときの、ワーク歯筋の測定結果を示す。
【図６】図５と同じワークを、ブローチのシェル部ヘリカル刃溝が軸方向刃溝ピッチが等ピッチのブローチで加工をしたときの、ワーク歯筋の測定結果を示す。
【図７】従来の軸直刃溝のヘリカル内歯車加工用ブローチの要部斜視図。
【符号の説明】
１・・ワーク    ８・・ブローチ切刃    １０・・・ブローチの軸心
１１・・ヘリカル刃溝
α・・スプラインねじれ角    β・・・刃溝ねじれ角
Ｐ，Ｐ’，Ｐ’’，Ｐ’’’  ・・・軸方向刃溝ピッチ
【図１】
2004306148.tif 000003
【図２】
2004306148.tif 000004
【図３】
2004306148.tif 000005
【図４】
2004306148.tif 000006
【図５】
2004306148.tif 000007
【図６】
2004306148.tif 000008
【図７】
2004306148.tif 000009