(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のブローチでは下記の課題を有していた。
上述した後丸刃付きブローチにおいては、スプライン刃群が下孔を溝加工した後、続く丸刃群が、下孔に内周加工を施すこととなる。ここで、スプライン刃群により溝加工が施される際には、比較的大きな切削負荷が作用してブローチに若干の曲がりが生じる場合がある。このように曲がりが生じた状態で、続く丸刃群により加工が始められると、加工後の内歯車形状において、スプライン刃群により溝加工された歯部と、丸刃群により内周加工された小径部とが芯ずれするおそれがあった。具体的には、被削材の軸線方向を向く端面に対して小径部の直角度が確保できなくなるなどして、内歯車形状における歯部と小径部との同軸度が確保できなくなるおそれがあった。
【0005】
一方、上記後丸刃付きブローチ以外のブローチとして、スプライン刃と丸刃とが交互に配列された、交互丸刃付きブローチが知られている。交互丸刃付きブローチを用いた場合、内歯車形状における歯部と小径部とが交互に切削加工されるため、これらの歯部と小径部とを精度よく芯合わせしやすい。
しかしながら、このような交互丸刃付きブローチは、軸線方向に隣り合う同一種類の切れ刃同士(スプライン刃同士、或いは丸刃同士)の間隔が広くなり、特に被削材の軸線方向に沿う長さが短い(つまり被削材の厚さが薄い)場合は、スプライン刃同士又は丸刃同士を複数ずつ同時に下孔に切り込ませることができず、この場合、やはり芯ずれの問題が生じることから、被削材によって使用が制限されていた。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被削材の下孔に加工される内歯車形状等の所定形状において、溝加工及び内周加工の同軸度を精度よく確保して加工品位を高めることができ、かつ、種々様々な被削材に容易に対応可能なブローチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸状をなすブローチ本体と、前記ブローチ本体の外周に該ブローチ本体の軸線方向に間隔をあけて配列された複数の切れ刃と、を備え、被削材に形成された下孔に前記ブローチ本体を前記軸線方向に沿う工具送り方向に向けて挿入するとともに、前記複数の切れ刃により前記下孔を溝加工及び内周加工して所定形状に切削加工するブローチであって、前記複数の切れ刃には、前記下孔に溝加工を施すスプライン刃群と、前記スプライン刃群よりも前記工具送り方向の後方に配置され、前記下孔に内周加工を施す丸刃群と、が備えられ、前記丸刃群における前記工具送り方向の前方の端部には、前記下孔の内周に摺接しつつ該下孔の中心軸と前記ブローチ本体の軸線とを芯合わせ可能なガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記丸刃群の最も前方
かつ前記スプライン刃群の直後に位置する複数の丸刃からなり、前記ガイド部を構成する前記複数の丸刃の外径は前記下孔の内径と同等であることを特徴とする。
【0008】
このブローチでは、被削材の下孔にブローチ本体が挿入され、工具送り方向に送られることで、該下孔に対して、スプライン刃群が溝加工(例えば内歯車形状における歯部の加工)を施した後、続いて丸刃群が内周加工(例えば内歯車形状における小径部の加工)を施すようになっている。
【0009】
本発明のブローチによれば、丸刃群における工具送り方向の前方の端部に、下孔の内周に摺接可能なガイド部が設けられており、下孔をスプライン刃群が通過した後、該下孔に丸刃群が切り込まれる前に、ガイド部により下孔の中心軸とブローチ本体の軸線とが芯合わせされるようになっている。そして、このように芯合わせされた状態から、丸刃群による内周加工が始められる。すなわち、被削材の下孔に対してスプライン刃群により溝加工が施される際に、例えば比較的大きな切削負荷が作用してブローチに若干の曲がりが生じた場合であっても、このように曲がりが生じた状態のまま続く丸刃群が下孔に切り込まれることが防止されているとともに、丸刃群が下孔に精度よく芯合わせされた状態で切り込まれるようになっている。
【0010】
従って、例えば交互丸刃付きブローチのように複雑な構造を用いることなく、スプライン刃群の後方にガイド部を含む丸刃群が配置される簡単な構成によって、被削材に加工される溝部と内周部(内歯車形状であれば歯部と小径部)の同軸度を精度よく確保でき、加工品位を高めることができる。
【0011】
さらに、従来の交互丸刃では対応が難しい、軸線方向に沿う長さが短い被削材に対しても、本発明のブローチの構成によれば、同一種類の切れ刃同士(スプライン刃同士、或いは丸刃同士)を複数刃ずつ同時に下孔に切り込ませることが簡単に行えるので、種々様々な被削材に容易に対応可能である。
【0012】
また、本発明のブローチにおいて、前記ガイド部は、前記軸線方向に間隔をあけて複数形成されていることとしてもよい。
【0013】
この場合、複数のガイド部によって、被削材の下孔とブローチ本体とがより高精度に芯合わせされた状態から、丸刃群による切り込みが開始される。よって前述した効果がより顕著に奏功される。
【0014】
また、本発明のブローチにおいて、前記ガイド部は、前記丸刃群を構成する複数の丸刃のうち、前記工具送り方向の最も前方に位置する丸刃を含むこととしてもよい。
【0015】
この場合、丸刃群において工具送り方向の最も前方に位置する丸刃(以下、第1刃という)がガイド部とされており、この第1刃が下孔の内周に摺接するようになっている。この構成によれば、ガイド部(第1刃)を特別な形状とせず、丸刃群を構成する他の丸刃と同様に形成できることから、製造が容易である。
【発明の効果】
【0016】
本発明のブローチによれば、被削材の下孔に加工される内歯車形状等の所定形状において、溝加工及び内周加工の同軸度を精度よく確保して加工品位を高めることができ、かつ、種々様々な被削材に容易に対応可能である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の一実施形態に係るブローチ1について、図面を参照して説明する。
本実施形態のブローチ1は、被削材に予め形成された下孔に対して、溝加工及び内周加工をこの順に施して内歯車形状(所定形状)を形成する、後丸刃付きブローチである。
【0019】
図1に示されるように、ブローチ1は、軸状をなすブローチ本体2と、ブローチ本体2の外周に該ブローチ本体2の軸線O方向に間隔をあけて配列された複数の切れ刃3と、を備え、不図示の被削材に形成された下孔にブローチ本体2を軸線O方向に沿う工具送り方向Dに向けて挿入するとともに移動させて、複数の切れ刃3により前記下孔を溝加工及び内周加工して、内歯車形状に切削加工する。
ここで、ブローチ本体2は、その軸線Oが被削材の下孔の中心軸に対して同軸となるように、該下孔内に挿入される。本明細書では、ブローチ本体2の軸線O方向のうち、被削材に対してブローチ本体2が送られる向き(
図1における左側)を工具送り方向D(又は工具送り方向Dの前方)といい、これとは反対側の向き(
図1における右側)を工具送り方向Dの後方という。また、軸線Oに直交する方向を径方向といい、軸線O回りに周回する方向を周方向という。
【0020】
ブローチ本体2は、工具送り方向Dの前方の端部に位置する前つかみ部4と、工具送り方向Dの後方の端部に位置する後つかみ部5と、前つかみ部4と後つかみ部5との間に配置された複数の切れ刃3と、を備えている。また、ブローチ本体2において、前つかみ部4と複数の切れ刃3との間には前部案内6が配置され、複数の切れ刃3と後つかみ部5との間には後部案内7が配置されている。
【0021】
前つかみ部4及び後つかみ部5は、不図示のブローチ盤により支持される。図示の例では、前つかみ部4及び後つかみ部5は、ともに丸首形となっている。尚、これらの前つかみ部4及び後つかみ部5は、上記丸首形以外の例えばコッタ形、DIN形、台形溝形等であってもよい。
【0022】
前部案内6及び後部案内7は、ともに丸棒状又は円柱状をなしている。
前部案内6は、被削材に最初に切り込まれる、工具送り方向Dの最も前方に位置する切れ刃3(後述するスプライン刃13)を、下孔に対して径方向に精度よく位置決めし案内する目的で設けられる。
後部案内7は、被削材に最後に切り込まれる、工具送り方向Dの最も後方に位置する切れ刃3(後述する丸刃14)が切削を終えるまで、ブローチ本体2と被削材とを径方向に位置決めする目的で設けられる。
【0023】
切れ刃3は、ブローチ本体2の外周に複数突設されている。
図5に示されるように、各切れ刃3において、工具送り方向Dの前方を向く面は、すくい面8とされており、径方向の外側を向く面は、逃げ面9とされている。
図5に示される縦断面視で、すくい面8は、径方向外側(
図5における上側)へ向かうに従い漸次工具送り方向Dの前方に向かって傾斜して延びており、逃げ面9は、工具送り方向Dの後方に向かうに従い漸次径方向内側(
図5における下側)に向かって傾斜して延びている。また、切れ刃3におけるすくい面8と逃げ面9との交差稜線が、被削材に切り込む刃先10となっている。
【0024】
図1に示されるように、複数の切れ刃3には、被削材の下孔に溝加工を施すスプライン刃群11と、スプライン刃群11よりも工具送り方向Dの後方に配置され、前記下孔に内周加工を施す丸刃群12と、が備えられている。
【0025】
スプライン刃群11は、軸線O方向に間隔をあけて配列された複数のスプライン刃13を備えている。
図2に示される横断面視で、スプライン刃13は、全体として歯車形状をなしており、ブローチ本体2の外周から径方向外側に向けて突出するとともに周方向に間隔をあけて配列された複数の刃部13aを有している。スプライン刃13においては、これらの刃部13aに対して、すくい面8、逃げ面9及び刃先10が形成されており、隣り合う刃部13a同士の間に位置する部分は、切削に特に寄与しない刃底部となっている。
【0026】
スプライン刃群11において軸線O方向に隣り合うスプライン刃13同士のうち、工具送り方向Dの後方に位置するスプライン刃13は、その工具送り方向Dの前方に位置するスプライン刃13に対して、刃部13aの径方向外側へ向けた突出量が、同等か又は大きくされている。また、後方に位置するスプライン刃13は、その前方に位置するスプライン刃13に対して、刃部13aの周方向に沿う幅が、同等か又は小さくされている。尚、後方に位置するスプライン刃13は、その前方に位置するスプライン刃13に対して、刃部13aの周方向に沿う幅が大きくされていてもよい。すなわち、後方に位置するスプライン刃13は、その前方に位置するスプライン刃13が切削していない箇所を切削可能に形成されている。
【0027】
図4において、本実施形態のブローチ1により被削材Wの下孔に加工される内歯車形状のうち、スプライン刃群11は、符号Aで示される凹状の歯部(溝部)を切削する。歯部Aは、被削材の下孔の内周から径方向外側へ向けて窪まされるとともに、周方向に間隔をあけて複数形成される。歯部Aには、内歯車形状において最外周をなす大径部a1、及び、最内周をなす小径部Bと前記大径部a1との間に位置して凹曲面状をなす一対の歯面a2が含まれる。
【0028】
図1において、丸刃群12は、軸線O方向に間隔をあけて配列された複数の丸刃14を備えている。
図3に示される縦断面視で、丸刃14は、ブローチ本体2の外周から径方向外側に向けて突出するとともに周方向に沿って延びる円環形状をなしている。
【0029】
丸刃群12において軸線O方向に隣り合う丸刃14同士のうち、工具送り方向Dの後方に位置する丸刃14は、その工具送り方向Dの前方に位置する丸刃14に対して、径方向外側へ向けた突出量が、同等か又は大きくされている。すなわち、後方に位置する丸刃14は、その前方に位置する丸刃14が切削していない箇所を切削可能に形成されている。ただし、丸刃群12における複数の丸刃14のうち、工具送り方向Dの前方の端部に配置され、後述するガイド部15をなす
図5に示される第1刃14a〜第3刃14cの丸刃14については、この限りではない。
【0030】
図4において、丸刃群12は、被削材Wの下孔に加工される内歯車形状のうち、符号Bで示される凹曲面状の小径部(内周部)を切削する。
図4に示される正面視で、小径部Bは円弧状をなしており、周方向に間隔をあけて複数形成される。これらの小径部Bは、すべて同一の仮想円上に配置される。
【0031】
そして、
図5に示されるように、丸刃群12における工具送り方向Dの前方の端部には、被削材の下孔の内周に摺接しつつ該下孔の中心軸とブローチ本体2の軸線Oとを芯合わせ可能なガイド部15が設けられている。
本実施形態においては、丸刃群12を構成する複数の丸刃14のうち、工具送り方向Dの最も前方に位置する丸刃(第1刃)14aを含む第1刃14a〜第3刃14cまでの丸刃14が、ガイド部15とされている。本実施形態のガイド部15は、ブローチ本体2の外周に軸線O方向に間隔をあけて複数形成されている。
【0032】
ガイド部15は、軸線Oに同軸とされた円板状又は円柱状をなしており、該ガイド部15の外径は、被削材の下孔の内径と同等に(同一又は僅かに小さくなるように)設定されている。具体的に、本実施形態では、ガイド部15とされた丸刃14の第1刃14a〜第3刃14cの各外径が、互いに同径とされているとともに、被削材の下孔の内径に対して同等に設定されており、これによりこれら丸刃14a〜14cは下孔に切り込まれることなく該下孔の内周に摺接可能とされていて、被削材の中心軸とブローチ本体2の軸線Oとを同軸に芯合わせする構成となっている。
また、第3刃14cよりも工具送り方向Dの後方に位置する第4刃14d以降の丸刃14の各外径は、被削材の下孔の内径よりも大きくされており、これらの丸刃14が下孔に切り込んで小径部Bを加工する。
【0033】
尚、ガイド部15とされた丸刃14a〜14cについては、被削材の下孔に切り込む目的で設けられたものではないことから、上述したすくい面8のようにポジのすくい角を付与する必要はなく、よって丸刃14a〜14cのすくい角については、ネガ(0°以下)としても構わない。また、丸刃14a〜14cの逃げ角についても、ネガ(0°以下)として構わない。ガイド部15とされたこれらの丸刃14a〜14cが、下孔の内周に切り込まれることが抑制された構成である場合は、該ガイド部15が下孔の内周に対して確実に摺接しやすくなって、後続の切削用の丸刃14に対するガイド機能をより効果的に発揮することができる。
【0034】
以上説明した本実施形態のブローチ1では、被削材の下孔にブローチ本体2が挿入され、工具送り方向Dに送られることで、該下孔に対して、スプライン刃群11が溝加工(内歯車形状の歯部Aの加工)を施した後、続いて丸刃群12が内周加工(内歯車形状の小径部Bの加工)を施すようになっている。
【0035】
本実施形態のブローチ1によれば、丸刃群12における工具送り方向Dの前方の端部に、下孔の内周に摺接可能なガイド部15が設けられており、下孔をスプライン刃群11が通過した後、該下孔に丸刃群12が切り込まれる前に、ガイド部15により下孔の中心軸とブローチ本体の軸線Oとが芯合わせされるようになっている。そして、このように芯合わせされた状態から、丸刃群12による内周加工が始められる。すなわち、被削材の下孔に対してスプライン刃群11により溝加工が施される際に、例えば比較的大きな切削負荷が作用してブローチ1に若干の曲がりが生じた場合であっても、このように曲がりが生じた状態のまま続く丸刃群12が下孔に切り込まれることが防止されているとともに、丸刃群12が下孔に精度よく芯合わせされた状態で切り込まれるようになっている。
【0036】
従って、例えば交互丸刃付きブローチのように複雑な構造を用いることなく、スプライン刃群11の後方にガイド部15を含む丸刃群12が配置される簡単な構成によって、被削材に加工される内歯車形状の歯部Aと小径部Bとの同軸度を精度よく確保でき、加工品位を高めることができる。
【0037】
さらに、従来の交互丸刃では対応が難しい、軸線O方向に沿う長さが短い被削材に対しても、本実施形態のブローチ1の構成によれば、同一種類の切れ刃3同士(スプライン刃13同士、或いは丸刃14同士)を複数刃ずつ同時に下孔に切り込ませることが簡単に行えるので、種々様々な被削材に容易に対応可能である。
【0038】
また、本実施形態で説明したガイド部15は、軸線O方向に互いに間隔をあけて複数形成されているので、これらガイド部15によって、被削材の下孔とブローチ本体2とがより高精度に芯合わせされた状態から、丸刃群12による切り込みが開始される。よって前述した効果がより顕著に奏功される。
【0039】
また、ガイド部15は、丸刃群12を構成する複数の丸刃14のうち、工具送り方向Dの最も前方に位置する丸刃(第1刃)14aを含んでおり、この第1刃14aが下孔の内周に摺接するようになっている。具体的に本実施形態においては、丸刃群12の第1刃14aを含む第1刃14a〜第3刃14cまでが下孔の内周に摺接可能なガイド部15とされている。この構成によれば、ガイド部15を特別な形状とせず、丸刃群12を構成する他の丸刃14と同様に形成できることから、製造が容易である。
【0040】
ここで、
図6に示されるものは、被削材の下孔の内径(下孔径)と、本発明の実施形態に係る丸刃群12の各丸刃14の外径及び従来例に係る丸刃群の各丸刃の外径と、を示すグラフである。
本発明では、丸刃群12のうち、工具送り方向Dの前方の端部に位置する丸刃14(
図6におけるNo1刃(第1刃14a)〜No3刃(第3刃14c)まで)が、下孔径に対して同径とされているとともに、該下孔に対して切り込まれずに摺接するようになっている。従って、ブローチ本体2と被削材の下孔とが芯合わせされた状態から、
図6におけるNo4刃(第4刃14d)以降の丸刃14が切り込まれて、前述した効果が顕著に得られる。
一方、従来例においては、丸刃群のうち、工具送り方向Dの前方の端部に位置する丸刃(
図6におけるNo1刃)を含むすべての丸刃の外径が、下孔径よりも大きくされているとともに、丸刃群のNo1刃から被削材の下孔に切り込んで切削するようになっている。この場合、スプライン刃群が被削材の下孔を切削した後、ブローチ本体と下孔とが芯合わせされずに丸刃群が該下孔に切り込まれることとなり、加工品位が確保できない(芯ずれする)おそれがある。
【0041】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0042】
例えば、前述の実施形態では、ガイド部15が、軸線O方向に間隔をあけて複数(3つ)形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ガイド部15は、丸刃14の第1刃14aのみ(単数)であってもよく、第1刃14a及び第2刃14bであってもよく、或いは、第1刃14a以降の4刃以上とされていてもよい。
【0043】
また、ガイド部15の形状は、前述した丸刃14の形状に限定されない。
ここで、
図7は、ガイド部15の変形例を示している。この変形例では、ガイド部15が軸線O方向に延在する単一の円柱状をなしている。ガイド部15の軸線O方向の長さが所定以上(例えば被削材の厚さ以上)に確保されることで、ブローチ本体2と被削材の下孔とがより高精度に芯合わせされることとなる。
【0044】
また、前述の実施形態では、ブローチ1が被削材の下孔を切削加工して内歯車形状を形成することとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ブローチ1は、被削材の下孔を溝加工及び内周加工して所定形状に切削加工するものであればよく、前述した内歯車形状以外の、例えばセレーション形状やキー溝形状に切削加工するものであっても構わない。
【0045】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。