(57)【要約】【課題】加工精度を維持したまま、工具費用の抑制を図ることができるヘリカルブローチを提供する【解決手段】外周面に複数の歯部３２を有する多数のスプライン刃３１を軸方向に沿って寸法順に配列し、ワークＷに開口された下孔Ｗａに挿通されることで各段のスプライン刃３１によって下孔Ｗａの内面を切削してヘリカル内歯車Ｇを加工するヘリカルブローチ１であって、歯部３２の鈍角側歯面３２ｂをヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂに合わせて形成させ、当該鈍角側歯面３２ｂが歯面Ｇｂを切削すると共に案内面としてワークＷを案内するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に複数の歯部を有する多数の切刃を軸方向に沿って寸法順に配列し、被加工物に開口された下孔に挿通されることで前記多数の切刃によって前記下孔の内面を切削してヘリカル溝を加工するヘリカルブローチであって、
前記歯部の鈍角側歯面を前記ヘリカル溝の歯面に合わせて形成させ、当該鈍角側歯面が前記歯面を切削すると共に案内面として被加工物を案内する
ことを特徴とするヘリカルブローチ。
【請求項２】
請求項１に記載のヘリカルブローチにおいて、
前記歯部の鋭角側歯面を前記ヘリカル溝の歯面に対して逃げ面となるように形成させる
ことを特徴とするヘリカルブローチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の内面に対してヘリカル溝を加工するヘリカルブローチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク（被加工物）の表面に対して、キー溝、スプライン溝、セレーション溝、歯車用の歯溝等の複雑な溝形状を加工する方法として、ブローチ加工が知られている。このブローチ加工の中でも、ヘリカル内歯車等を加工する内面ブローチ削りの際に用いられる工具として、ヘリカルブローチが提供されている。
【０００３】
ヘリカルブローチは、その本体外周面において軸方向に沿って寸法順に配列された多数の切刃を有しており、当該ヘリカルブローチを、ワークの内面に予め形成される下孔に挿通した後、溝のねじり角に応じて回転させながらその軸方向に移動させることにより、ワンパスで所定の溝形状を切削加工することが可能となっている。これにより、ヘリカルブローチを用いたブローチ加工は、高精度で、且つ、高能率で切削を行えるため、多量生産に適用されるようになっている。
【０００４】
また、上述したような内面ブローチ加工は、一般的に立形ブローチ盤を用いて行われており、ヘリカルブローチを回転させながらその軸方向に移動させることから、ワークも回転が許容されるように、そのテーブル上に設置されている。しかしながら、ワークが回転すると、ブローチ本体に対して当該ワークの軸心ずれが発生し、加工精度に影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
そこで、加工精度の向上を図るものとして、仕上げ用のシェル刃（仕上げ刃）を有するシェルをブローチ本体に取り付けたものが提供されている。このようなシェルを備えたヘリカルブローチでは、ブローチ本体先端側の粗刃によって、外径上がり切削で歯形を粗成形した後、シェル刃によって、歯厚上がり切削で歯形を仕上げるようにして、高精度にブローチ加工を行うようにしている。
【０００６】
このような、従来のヘリカルブローチは、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４４６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のヘリカルブローチにおいては、ブローチ本体に対して、別体のシェルを取り付ける構造となっているため、ブローチ全体の工具費用が高くなっている。また、このような問題を解消しようとして、仮に、シェル刃に替わる仕上げ刃をブローチ自体に形成することも考えられるが、切刃の構成が特に変わる訳でもないため、工具費用の抑制には繋がらない。
【０００９】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、加工精度を維持したまま、工具費用の抑制を図ることができるヘリカルブローチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係るヘリカルブローチは、
外周面に複数の歯部を有する多数の切刃を軸方向に沿って寸法順に配列し、被加工物に開口された下孔に挿通されることで前記多数の切刃によって前記下孔の内面を切削してヘリカル溝を加工するヘリカルブローチであって、
前記歯部の鈍角側歯面を前記ヘリカル溝の歯面に合わせて形成させ、当該鈍角側歯面が前記歯面を切削すると共に案内面として被加工物を案内する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係るヘリカルブローチは、
第１の発明に係るヘリカルブローチにおいて、
前記歯部の鋭角側歯面を前記ヘリカル溝の歯面に対して逃げ面となるように形成させる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明に係るヘリカルブローチによれば、切刃における歯部の鈍角側歯面を、被加工物に形成されるヘリカル溝の歯面に合わせて形成させ、当該鈍角側歯面がヘリカル溝の歯面を切削すると共に案内面として被加工物を案内することにより、加工精度を維持したまま、工具費用の抑制を図ることができる。また、歯部の鋭角側歯面をヘリカル溝の歯面に対して逃げ面となるように形成させることにより、被加工物と歯部との間において、冷却性の向上及び切削抵抗の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るブローチについて図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係るヘリカルブローチの概略構成図、図２は塑性刃部の縦断面図、図３は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図４は切削刃部の縦断面図、図５は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は図５のＰ部拡大図、図７はワークの正面図、図８は図７のＱ部拡大図、図９は各段のバーニッシュ刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図、図１０は各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図である。
【００１４】
図１に示すヘリカルブローチ１は、ワーク（被加工物）Ｗに予め形成された下孔Ｗａに挿入されることで、当該下孔Ｗａの内面に、所定のねじれ角を有するヘリカル内歯車Ｇ（図７及び図８参照）を加工する工具である。
【００１５】
このヘリカルブローチ１のブローチ本体１ａには、その前端から後端に亘り、前部シャンク部１０、塑性刃部２０、切削刃部３０、及び、後部シャンク部４０が設けられている。
【００１６】
前部シャンク部１０には、前方支持部１１がその前端において形成されると共に、前方案内部１２がその後端において形成されている。前方支持部１１は、図示しない立形ブローチ盤に保持されるものである。また、前方案内部１２は、ワークＷの下孔Ｗａに挿入されることで、ワークＷの心出しを行うものである。
【００１７】
図２及び図３に示すように、塑性刃部２０には、ブローチ本体１ａと同軸上に配置される環状のバーニッシュ刃２１が複数（図中３段で、その段数をＢ１〜Ｂ３と示す）形成されている。これらバーニッシュ刃２１は、ワークＷの下孔Ｗａの内面を塑性加工するものであって、ブローチ軸方向に沿って等間隔に配置されており、後段に向かうに従ってその高さが漸次高くなるように形成されている。即ち、前段からのその高さの増加分が各段のバーニッシュ刃２１における塑性量となっている。そして、Ｂ１段目からＢ３段目までのバーニッシュ刃２１によって順次塑性加工が行われることにより、ヘリカル内歯車Ｇの歯先面Ｇａが形成されると共に、ワークＷの下孔Ｗａ（加工孔）とブローチ本体１ａとの同心度が向上されるようになっている。
【００１８】
図４乃至図６に示すように、切削刃部３０には、ブローチ本体１ａと同軸上に配置される環状のスプライン刃（切刃）３１が複数（図中ｎ段で、その段数をＳ１〜Ｓｎと示す）形成されている。これらスプライン刃３１は、ワークＷの下孔Ｗａの内面を切削加工するものであって、ブローチ軸方向に沿って等間隔に配置されており、後段に向かうに従ってその高さが漸次高くなるように形成されている。即ち、前段からのその高さの増加分が各段のスプライン刃３１における切削（切り込み）量となっている。
【００１９】
また、各段のスプライン刃３１の外周面には、複数の歯部３２がその周方向において等間隔に形成されている。この歯部３２は、歯先面３２ａ、鈍角側歯面３２ｂ、鋭角側歯面３２ｃ、及び、歯底面３２ｄを有している。即ち、これら、歯先面３２ａ、鈍角側歯面３２ｂ、鋭角側歯面３２ｃ、及び、歯底面３２ｄは、切削されるスプライン内歯車Ｇの歯底面Ｇｄ、歯面Ｇｂ、歯面Ｇｃ、及び、歯先面Ｇａに対応するものである（図７及び図８参照）。
【００２０】
なお、各歯部３２の鈍角側歯面３２ｂの形状は、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂの形状と一致しており、当該鈍角側歯面３２ｂによる切削面がそのまま歯面Ｇｂとなる。即ち、Ｓ１段目からＳｎ段目までのスプライン刃３１によって順次切削が行われることにより、その各段のスプライン刃３１における各歯部３２の鈍角側歯面３２ｂは、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂを徐々に形成することになる。また、詳細は後述するが、上述した各段のスプライン刃３１の切削加工時においては、その鈍角側歯面３２ｂの形状がヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂの形状と一致することから、当該鈍角側歯面３２ｂは、形成した歯面Ｇｂを介してワークＷの回転を案内する案内面を兼ねることになる。
【００２１】
一方、各歯部３２の鋭角側歯面３２ｃは、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｃに対して、所定の逃げ角を有しており、後段に向かうに従ってその逃げ量が漸次大きくなるように形成されている。そして、このように鋭角側歯面３２ｃを逃げ面とすることにより、ワークＷ（ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｃ）との間に隙間が形成され、この隙間に切削油が供給可能となっている。
【００２２】
即ち、Ｓ１段目からＳｎ段目までのスプライン刃３１によって順次切削加工を行うことにより、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂ，Ｇｃ及び歯底面Ｇｄが形成される。このとき、各歯部３２の鈍角側歯面３２ｂによって、形成したヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂが案内されるため、ワークＷの加工孔とブローチ本体１ａとの同心度が向上されるようになっている。一方、その鋭角側歯面３２ｃによって、形成したヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｃとの間に切削油が供給されるため、ワークＷ及びスプライン刃３１の冷却性の向上及び切削抵抗の低減が図られるようになっている。
【００２３】
後部シャンク部４０には、後方案内部４１がその前端において形成されると共に、後方支持部４２がその後端において形成されている。後方案内部４１は、加工終了時にワークＷのヘリカル内歯車Ｇ内に配置され、当該ワークＷを保持するものである。また、後方支持部４２は、立形ブローチ盤に保持されるものである。
【００２４】
次に、上述したヘリカルブローチ１を用いてワークＷにヘリカル内歯車Ｇを加工するときの動作について説明する。
【００２５】
先ず、図７に示すように、ワークＷに下孔Ｗａを開口させた後、当該ワークＷを立形ブローチ盤のテーブル上に設置する。一方、ヘリカルブローチ１においては、後部シャンク部４０の後方支持部４２を立形ブローチ盤に保持して、ワークＷの下孔Ｗａの軸心とブローチ本体１ａの軸心とを同軸上に配置させる。
【００２６】
そして、立形ブローチ盤の駆動により、ヘリカルブローチ１を下方に移動させてワークＷの下孔Ｗａに挿通させた後、その前部シャンク部１０の前方支持部１１を保持する。このとき、ワークＷはテーブル上に移動可能に設置されているので、その下孔Ｗａに前方案内部１２が挿通されると、当該テーブル上においてワークＷが滑らかに移動することとなり、その心出しが行われる。
【００２７】
次いで、ヘリカルブローチ１をヘリカル内歯車Ｇのねじれ角に応じて回転させながら下方（軸方向）に移動させることにより、塑性刃部２０がワークＷの下孔Ｗａに挿通されて、塑性加工が開始される。これにより、図９に示すように、ワークＷの下孔Ｗａには、Ｂ１段目からＢ３段目のバーニッシュ刃２１が順次通過することになり、当該下孔Ｗａはその塑性加工により徐々に拡径され、最終的にＢ３段目のバーニッシュ刃２１によって、ワークＷにヘリカル内歯車Ｇの歯先面Ｇａが形成されることになる。
【００２８】
そして、更に、ヘリカルブローチ１を回転させながら下方に移動させることにより、切削刃部３０が塑性加工されたワークＷの加工孔に挿通されて、切削加工が開始される。これにより、図１０に示すように、ワークＷの加工孔には、Ｓ１段目からＳｎ段目のスプライン刃３１が順次通過することになり、歯形が徐々に形成され、最終的にＳｎ段目のスプライン刃３１によって、ワークＷにヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂ，Ｇｃ及び歯底面Ｇｄが形成されることになる。
【００２９】
ここで、切削刃部３０のスプライン刃３１による切削加工時においては、上述したように、ヘリカルブローチ１自体をヘリカル内歯車Ｇのねじれ角に応じて回転させているため、当該ヘリカルブローチ１の回転に伴って、ワークＷも回転することになる。このように、ワークＷが回転すると、ヘリカルブローチ１の軸心に対してワークＷ（ヘリカル内歯車Ｇ）の軸心がずれてしまい、加工精度の低下を招くおそれがある。
【００３０】
しかしながら、切削刃部３０の各段のスプライン刃３１においては、歯部３２の鈍角側歯面３２ｂの形状を、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂの形状と一致するようにしているので、鈍角側歯面３２ｂは、回転するワークＷの加工孔を切削して、歯面Ｇｂを形成させる共に、自らの切削により形成した当該歯面Ｇｂを案内することになる。これにより、切削刃部３０の各段のスプライン刃３１においては、ワークＷに対してヘリカル内歯車Ｇを切削すると共に、ヘリカルブローチ１の軸心に対してワークＷの軸心がずれないように、当該ワークＷの回転を案内する。
【００３１】
一方、歯部３２の鋭角側歯面３２ｃを、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｃに対して逃げ面となるようにしているので、鋭角側歯面３２ｃと歯面Ｇｃとの間に隙間が形成され、この隙間に切削油が供給されることになる。これにより、ワークＷとスプライン刃３１の歯部３２との間において、冷却及び潤滑が十分に行われることになるので、切削熱や摩擦熱の発生が抑制され、加工精度の低下が防止される。
【００３２】
次いで、また更に、ヘリカルブローチ１を回転させながら下方に移動させることにより、後部シャンク部４０が切削加工されたワークＷのヘリカル内歯車Ｇ内に挿通され、当該ワークＷは後方案内部４１により保持されて、ブローチ加工は終了される。
【００３３】
従って、本発明に係るヘリカルブローチによれば、スプライン刃３１における歯部３２の鈍角側歯面３２ｂを、ワークＷに加工されるヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｂに合わせて形成させることにより、当該鈍角側歯面３２ｂが歯面Ｇｂを切削すると共に案内面としてワークＷの回転を案内することができる。これにより、ヘリカルブローチ１の軸心に対してワークＷ（ヘリカル内歯車Ｇ）の軸心がずれることがないため、従来のように、仕上げ用のシェル刃を有するシェルを取り付ける必要がなくなる。この結果、シェルを備えたときと同等の加工精度を維持することができると共に、シェルを用いない分だけ工具費用の抑制を図ることができる。
【００３４】
また、歯部３２の鋭角側歯面３２ｃを、ヘリカル内歯車Ｇの歯面Ｇｃに対して逃げ面となるように形成させることにより、ワークＷと歯部３２との間において、冷却性の向上及び切削抵抗の低減を図ることができる。これにより、切削熱や摩擦熱の発生を抑制することができ、加工精度の低下を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ワークの加工部位に対し、多くの切削油を供給して、冷却性や潤滑性を改善することにより、加工精度の向上を図るヘリカルブローチに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例に係るヘリカルブローチの概略構成図である。
【図２】塑性刃部の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】切削刃部の縦断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図５のＰ部拡大図である。
【図７】ワークの正面図である。
【図８】図７のＱ部拡大図である。
【図９】各段のバーニッシュ刃により順次塑性加工されたときのワークの加工状態を示した図である。
【図１０】各段のスプライン刃により順次切削加工されたときのワークの加工状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      ヘリカルブローチ
１ａ    ブローチ本体
１０      前部シャンク部
１１      前方支持部
１２      前方案内部
２０      塑性刃部
２１      バーニッシュ刃
３０      切削刃部
３１      スプライン刃
３２      歯部
３２ａ    歯先面
３２ｂ    鈍角側歯面
３２ｃ    鋭角側歯面
３２ｄ    歯底面
４０      後部シャンク部
４１      後方案内部
４２      後方支持部
Ｗ      ワーク
Ｗａ    下孔
Ｇ      ヘリカル内歯車
Ｇａ    歯先面
Ｇｂ    歯面
Ｇｃ    歯面
Ｇｄ    歯底面
【図１】
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【図２】
2009136931.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009136931.tif 000006
【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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