(57)【要約】【課題】ブローチ本体の溝に長手方向に連続して設けられた超硬合金ブレードを有する組立式内面ブローチ工具にて４５〜６５ＨＲＣの高硬度材をブローチ加工しても、超硬合金ブレード割れや欠けが発生することなく加工できる組立式内面ブローチ工具を提供。【解決手段】棒状のブローチ本体２の外周面の長手方向に設けられた複数の溝７，８，９と、複数の切れ刃４（５）を具備するとともに溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレード１０，１１，１２（３０，３１，３２）と、を有し、硬度４５〜６５ＨＲＣの被加工物を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具１であって、複数の溝のそれぞれには複数の超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間には緩衝部材４０，４１，４２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のブローチ本体の外周面の長手方向に設けられた複数の溝と、複数の切れ刃を具備するとともに前記溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレードと、を有し、硬度４５〜６５ＨＲＣの被加工物を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具であって、前記複数の溝のそれぞれには複数の前記超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する前記超硬合金ブレード間には緩衝部材が設けられていることを特徴とする組立式内面ブローチ工具。
【請求項２】
前記緩衝部材が合金鋼製とされていることを特徴とする請求項１に記載の組立式内面ブローチ工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬度が４５〜６５ＨＲＣの高硬度材を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の組立式内面ブローチ工具は大径の内歯車などのブローチ加工に用いられる。こうした組立式内面ブローチ工具のうちブレードタイプのものには、例えば図４（特許文献１の第２図に相当）に示すように、棒状のブローチ本体９０の外周面円周上に長手方向に複数の溝９１を設け、これら複数の溝９１の各々に溝９１と長手方向長さを同じにされた仕上げ用切れ刃９２を有するブレード９３をはめ込み、セットボルト９４で固定する組立式内面ブローチ工具１００がある。この組立式内面ブローチ工具１００にて硬度が４５〜６５ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール：以下同じ）といった高硬度材をブローチ加工する際には、ブローチ本体９０に植設するブレード９３の材質を一般に高硬度材とされる超硬合金等の材質にすればよいものとされている。このような超硬合金製のブレードを有する組立式内面ブローチ工具１００は、ブレードの全長が長くなった場合や、被加工物（以下、ワークという）の削りしろが多い場合については、図３に示すように、棒状のブローチ本体７０の外周面円周上に長手方向に複数の溝７１を設け、これら複数の溝７１の各々に、切れ刃７３を有する第１の超硬合金ブレード７５と、切れ刃６９と仕上げ用切れ刃７２とを有する第２の超硬合金ブレード７６とを長手方向に連続して植設するという組立式内面ブローチ工具７７の構成とすることがある。この第１の超硬合金ブレード７５は超硬合金材で製作され、前つかみ部７９からみて前部案内７４の後方にづづいて植設される。切れ刃７３は仕上げ刃を必ずしも備えている必要はなく、荒刃等を備え、後に続くブレードが行う仕上げ加工までの加工をする。第２の超硬合金ブレード７５も同様に超硬合金材で製作されており、前つかみ部７９からみて第１の超硬合金ブレード７５の後方に続いて植設される。この第２の超硬合金ブレード７６の仕上げ刃７２によりワークの仕上げ加工を行う。
【特許文献１】実公昭５７−５７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図３に示す組立式内面ブローチ工具７７を用いて図２に示す硬度４５〜６５とされたワーク２１のボールスプライン溝１８，１９，２０の仕上げ加工を行うと、第１の超硬合金ブレード７５と第２の超硬合金ブレード７６との合わせ面近傍のブレードが欠けたり、割れたりするといった可能性がわずかながら存在する。
【０００４】
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ブローチ本体の溝に超硬合金ブレードが長手方向に連続して設けられた組立式内面ブローチ工具にて４５〜６５ＨＲＣの高硬度材をブローチ加工しても、超硬合金ブレードに割れや欠けが発生することなく加工できる組立式内面ブローチ工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は前述したブレードの割れや欠けについて硬度６０ＨＲＣのワークを用いて研究した結果、ブレードとブレードとの合わせ面近傍の割れや欠けは、切れ刃を有するブレードを合金鋼製とした場合では起こらないが、ブレードを超硬合金製とした場合に発生しやすい点に着目した。つまり、切れ刃を有するブレードを靭性が高く、脆性破壊しない高速度工具鋼製とした場合にはブローチ加工時の合わせ面に加工振動による衝撃荷重を受けても割れや欠けを起こさずに加工できる。しかし、超硬合金のような脆性材料を連続して植設した場合にはブローチ加工時の加工振動により部分的に高い応力がかかり、ブレードとブレードとの合わせ面近傍に欠けや割れが発生することを見出した。
【０００６】
この知得により、本発明においては、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間に緩衝部材を設けるようにした。即ち、本発明の請求項１に係る発明では、棒状のブローチ本体の外周面の長手方向に設けられた複数の溝と、複数の切れ刃を具備するとともに溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレードと、を有し、硬度４５〜６５ＨＲＣの被加工物を仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具であって、複数の溝のそれぞれには複数の前記超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間には緩衝部材が設けられている組立式内面ブローチ工具を提供することにより前述した課題を解決した。この緩衝部材については、その性質として、ブローチ加工による断続的な衝撃力が加わったときに、それ自身が脆性破壊を起こさず、十分な強度と靭性を有する部材とする。より具体的には、組立式内面ブローチ工具の組付け時やブローチ加工時に緩衝部材と隣り合う超硬合金ブレードとの間に隙間が生じることがないような弾性を有するものであれば良い。この性質を有するものとしては、例えば合金鋼、アルミ合金、銅合金、樹脂を挙げることができ、これらの中でも特に合金鋼は上記の性質を最もよく備えたものであり、本発明の緩衝部材に用いることが適するものである。
【０００７】
これにより、硬度４５〜６５ＨＲＣの高硬度材をブローチ加工するにあたり、ブローチ本体の外周面円周上に長手方向に複数の溝を設け、この複数の溝に長手方向に連続して設けられた超硬合金ブレードと超硬合金ブレードとの間に緩衝部材を設けることにより、脆性材料同士が直接接触することがなくなり、超硬合金ブレードへの応力集中を緩和することができ、超硬合金ブレードは加工振動による衝撃荷重を受けても割れや欠けを起こすことはない。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、棒状のブローチ本体の外周面の長手方向に設けられた複数の溝と、複数の切れ刃を具備するとともに溝に対して着脱可能に植設された超硬合金ブレードと、を有し、硬度４５〜６５ＨＲＣのワークを仕上げ加工する組立式内面ブローチ工具であって、複数の溝のそれぞれには複数の超硬合金ブレードが植設されるとともに、各溝に植設された長手方向に互いに隣接する超硬合金ブレード間には緩衝部材が設けられている組立式内面ブローチ工具としたので、ブローチ本体の溝に長手方向に連続して設けられた超硬合金ブレードを有する組立式内面ブローチ工具にて４５〜６５ＨＲＣの高硬度材をブローチ加工しても、超硬合金ブレードに欠けや割れが生じることなく長期にわたり安定した加工が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態を示す組立式内面ブローチ工具の部分断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線拡大断面図、図２は本発明の実施の形態で使用するワークの平面図である。本発明の実施の形態にて使用する図１（ａ）に示す組立式内面ブローチ工具１は図２に示すワーク２１の３箇所のボールスプライン溝１８，１９，２０の仕上げ加工をするためのブローチ工具である。加工されるワーク２１は浸炭焼き入れで硬度６２ＨＲＣとされ、ボールスプライン溝１８，１９，２０は仕上げ代を残して前加工されている。
【００１０】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、本発明の組立式内面ブローチ工具１のブローチ本体２は高速度工具鋼材料を用いて製作され、その両端には後つかみ部６１と組立式内面ブローチ工具１を引き抜くための前つかみ部６０が形成されている。なお、ここでいうブローチ本体２とは、後に説明するブレードが植設される前の組立式内面ブローチ工具１を指すものである。このブローチ本体２の外周面円周上に長手方向に伸びる複数の溝７，８，９が形成されている。この複数の溝７，８，９に切れ刃４を有する第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２がそれぞれ植設され、セットボルト１３，１４，１５で固定される。第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２の前方には各々に前部案内５１が設けられ、この前部案内５１はワーク２１の加工溝１８，１９，２０と切れ刃４との位相決め、案内をする。
【００１１】
第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２の後方には各々緩衝部材４０，４１，４２が溝７，８，９に植設され、セットボルト４３，４４，４５で固定されている。この緩衝部材については、前述したように組立式内面ブローチ工具の組付け時やブローチ加工時に緩衝部材と隣り合う超硬合金ブレードとの間に隙間が生じることがないような弾性を有するものとし、この性質を有するものとしては、合金鋼、アルミ合金、銅合金、樹脂がある。本発明の実施の形態では、これらの中で上記の性質を最もよく備えた合金鋼を緩衝部材４０，４１，４２に用いた。
【００１２】
緩衝部材４０，４１，４２の後方には各々第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２が植設され、セットボルト３３，３４，３５により固定されている。この組立式内面ブローチ工具１を前つかみ部６０方向に引き抜き、第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２の切れ刃４及び第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２の切れ刃５及び仕上げ用切れ刃６により図２に示すボールスプライン溝１８，１９，２９をブローチ加工する。共に脆性材料からなる第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２と第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２との間に植設される前述の緩衝部材４０，４１，４２は前述したように十分な強度と靭性を有する合金鋼としている。そのため、脆性材料同士が直接接触することはなくなるので、第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２と第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２との合わせ面近傍のブレードが割れたり、欠けたりすることはない。
【００１３】
なお、本発明の実施の形態では棒状のブローチ本体２の外周面円周上に長手方向に複数の溝７，８，９に第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２及び第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２を長手方向に各々植設したが、この溝数については３溝でなくてもよく、ワークの形状によって適宜選定できることはいうまでもない。
【００１４】
また、本発明の実施の形態では緩衝部材４０，４１，４２は第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２と第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２との間に設けることとしたが、溝７，８，９の長手方向にブレードが３以上連続する場合には、その連続する超硬合金ブレードの間の各々に緩衝部材をもうけることはいうまでもない。
【００１５】
また、本発明の実施の形態では円周３カ所のボールスプライン溝用ブローチの例を示したが、インボリュート歯形など、他の形状溝加工用ブローチにも同様に適用できることはいうまでもない。また、本発明の実施の形態では緩衝部材４０，４１，４２が独立してセットボルトで固定される例を示したが、緩衝部材を超硬合金ブレード間に固定することが重要なのであり、緩衝部材の形、固定方法は本実施の形態により限定されるものではない。
【００１６】
また、本発明の実施の形態では緩衝部材４０，４１，４２を合金鋼製としたが、これに限定されるものではない。即ち、緩衝部材４０，４１，４２に用いられる材質としては、前述したように、ブローチ加工による断続的な衝撃力が加わったときに、それ自身が脆性破壊を起こさないような、十分な強度と靭性を有するものであればよく、例えばアルミ合金、銅合金、樹脂であってもよい。
【実施例】
【００１７】
かかる本発明の実施の形態で述べた図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す組立式内面ブローチ工具１を用いて図２に示すワーク２１を切削速度６０ｍ／ｍｉｎで加工した。ワーク２１は硬度を６２ＨＲＣのものを使用した。結果、ワーク加工数が５０００個を超えても第１の超硬合金ブレード１０，１１，１２及び第２の超硬合金ブレード３０，３１，３２が欠けたり、割れたりすることなくブローチ加工することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態を示す組立式内面ブローチ工具の部分断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態で使用するワークの平面図である。
【図３】従来例のブレードを連続して植設した組立式内面ブローチ工具の部分断面側面図である。
【図４】従来例の組立式内面ブローチ工具の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１                組立式内面ブローチ工具
２                ブローチ本体
４、５            切れ刃
７、８、９        溝
１０、１１、１２  第１の超硬合金ブレード
３０、３１、３２  第２の超硬合金ブレード
４０、４１、４２  緩衝部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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