JP2004160559A - ブローチ工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い同心度で内歯車や内スプライン溝などの加工が可能なブローチを提供する。
【解決手段】予め被加工物に形成された孔の内面を切削加工する切れ刃の前方に、前記内面を塑性加工が可能な形状を有する第１の部位を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】予め被加工物に形成された孔の内面を切削加工する切れ刃の前方に、前記内面を塑性加工が可能な形状を有する第１の部位を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブローチ工具に関し、特に内歯車や内スプライン溝などを加工するブローチ工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内歯車や内スプライン溝などを高能率に加工する工具としてブローチが知られている。ブローチは、被加工物に予め形成された孔に挿通されることで、この孔の内面を切削加工して内歯車や内スプライン溝などを形成する。
【０００３】
図１１に一般的なブローチの構造を示す。ブローチ本体４０の一端には引張部４１が形成されている。引張部４１の後方には、前方案内部４２が形成されている。前方案内部４２の後方には、荒加工用小径面加工刃（丸刃）４３が形成されている。丸刃４３の後方には、スプライン刃４４が形成されている。スプライン刃４４の後方には、スプライン刃４６と小径面加工刃（丸刃）４７が交互に形成されてなるスプライン仕上刃部４５が形成されている。スプライン仕上刃部４５の後方には、後方案内部４８が形成されている。また、ブローチ本体４０の後方側端部には、後方支持部４９が形成されている。丸刃４３が必要ない場合は、丸刃４３が形成されていない場合もある。
【０００４】
前方案内部４２は、前方部４２ａ及び後方部４２ｂを有している。前方部４２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部４２ｂは、前方部４２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部４２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部４２ｂの外径寸法は、後方部４２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部４２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【０００５】
丸刃４３は、被加工物の孔の内面（小径面）を切削加工する刃であり円筒状にブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃４３の高さが高くなっている。
【０００６】
スプライン刃４４は、被加工物に内スプライン溝を加工する刃であり、ブローチ本体４０と同軸をなし、ブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃４４の高さが高くなっている。
【０００７】
スプライン仕上刃部４５は、内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃４６と、被加工物の孔の内面を仕上加工する丸刃４７から形成されている。スプライン刃４６はブローチ本体４０と同軸をなし、ブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃４６の高さが高くなっている。丸刃４７は円筒状にブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃４７の高さが高くなっている。スプライン仕上刃部４５では、スプライン刃４６と丸刃４７が交互に形成されている。
【０００８】
このようなブローチを用いた加工方法について説明する。前方案内部の後方部４２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔を形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。後方支持部４９をブローチ盤に固定し、被加工物の孔にブローチを挿通させ、後方部４２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部４２ａ及び後方部４２ｂが挿通することで被加工物がテーブル上で移動して滑らかに被加工物の心出しが行われる。
【０００９】
次にブローチの引張部４１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより被加工物に丸刃４３が順次作用し、被加工物の孔の内面（小径面）３２（図１０参照）が切削加工される。
次に、被加工物には前方より複数のスプライン刃４４が順次作用し、被加工物に内スプライン溝３１が形成される。
次に、スプライン刃４４の後方に形成されたスプライン仕上刃部４５が被加工物を通過することでスプライン刃４６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃４７にて被加工物の小径面３２を所定の寸法に切削加工を行うことで被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように通常、後方部４２ｂの外径は被加工物の孔の内径より小さい寸法に設定されており、前述した従来のブローチでは被加工物の孔に後方部４２ｂを嵌合させてもわずかな隙間があり、その隙間の分だけ被加工物の心出しが不十分となっていた。
【００１１】
また被加工物に内スプライン溝に加え、外歯を加工する際は、被加工物にブローチで内スプライン溝を上記のように加工した後、その被加工物の内スプライン溝が形成された孔を基準として次工程で被加工物に外歯の加工を行っていた。しかし、最近では精密鍛造技術の発達により予め孔を形成した被加工物に鍛造にて外歯を加工した後、最終工程としてブローチで内スプライン溝を加工することが多くなってきた。前述した従来のブローチでは上記のように被加工物の心出しが不十分となり図１２に示すように被加工物の中心Ｘａとブローチの中心Ｘｂとに偏心が発生し、被加工物と内スプライン溝を高い同心度で加工することが難しかった。被加工物の中心Ｘａとブローチの中心Ｘｂとの距離が近いほど、同心度が高いということになる。
【００１２】
本発明は、高い同心度で内歯車や内スプライン溝などの加工が可能なブローチを提供することを目的としている。
また、本発明では、外歯が形成された被加工物に内歯車や内スプライン溝などの加工が可能なブローチを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明のブローチは、予め被加工物に形成された孔の内面を切削加工する切れ刃（１４、２４）の前方に、前記内面を塑性加工が可能な第１の部位（１３、２３）を備えている。
【００１５】
本発明のブローチにおいて、前記第１の部位（１３、２３）の外径寸法は、前記第１の部位の前方に形成された前方案内部の外径寸法以上である。
【００１６】
本発明のブローチにおいて、前記第１の部位（１３、２３）は複数設けられ、前記複数の第１の部位（１３、２３）は前方から後方にかけて前記外径寸法が漸次大きく形成されている。
【００１７】
更に、
本発明のブローチにおいて、前記切れ刃（１４）の後方に設けられた前記切削加工の仕上げを行う仕上刃（１６）と、
前記複数の第１の部位（１３）中の最も後方に位置する前記第１の部位（１３）の外径寸法と等しい外径寸法である前記第２の部位（１７）とを備え、
前記第２の部位（１７）は、前記仕上刃（１６）が前記内面に接触している時に前記内面に接触する位置に設けられている。
【００１８】
前記第１の部位（１３、２３）は、前記ブローチ工具のブローチ本体（１０、２０）の外周面（１０ａ、２０ａ）から立ち上る立上面（１３ｄ、２３ｄ）に対して前方側が鈍角をなすように形成された面（１３ａ、２３ａ）を有している。
【００１９】
本発明のブローチにおいて、予め被加工物に形成された孔の内面を前記第１の部位（１３、２３）にて塑性加工を行った後に切れ刃（１４、２４）にて切削加工を行うブローチ加工方法。
【００２０】
前記切れ刃には内歯車または内スプライン溝を加工する刃を含む。
被加工物に予め形成される孔には、ブローチ加工の前加工にてブローチ加工のために形成される下孔を含み、またブローチ加工の前加工にて別の用途で形成される孔を含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明によるブローチ加工の実施形態を説明する。
【００２２】
（実施の第１形態）
ブローチ加工の実施の第１形態について説明する。
図１に示すように、ブローチ本体１０の一端には引張部１１が形成されている。引張部１１の後方には、前方案内部１２が形成されている。前方案内部１２の後方には、バニシング刃１３が形成されている。バニシング刃１３の後方には、スプライン刃１４が形成されている。スプライン刃１４の後方には、スプライン刃１６とバニシング刃１７が交互に形成されてなるスプライン仕上刃部１５が形成されている。スプライン仕上刃部１５の後方には、後方案内部１８が形成されている。また、ブローチ本体１０の他端には、後方支持部１９が形成されている。
【００２３】
前方案内部１２は、前方部１２ａ及び後方部１２ｂを有している。前方部１２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部１２ｂは、１２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部１２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部１２ｂの外径寸法は後方部１２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部１２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【００２４】
図１及び図３に示すようにバニシング刃１３は、ブローチ本体１０の外周面１０ａにブローチ本体１０の軸心を中心として輪状に形成されている。このバニシング刃１３がブローチ本体１０の軸心方向に沿って複数形成されている。
バニシング刃１３は、被加工物の孔の内面を塑性加工するためのものであり切削加工するものではない。バニシング刃１３は、被加工物の孔の内面を塑性加工することにより被加工物と加工孔の同心度を向上させるものである。
図２は、バニシング刃１３のブローチ本体１０の軸心方向の断面を示している。バニシング刃１３は図２に示すように、前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃを有している。中間部１３ｂは外周面１０ａに概ね平行な面に形成されている。前方部１３ａは中間部１３ｂから前方に向かって下る傾斜面、後方部１３ｃは中間部１３ｂから後方に向かって下る傾斜面に形成されている。バニシング刃１３は、ブローチ本体１０の外周面１０ａから概ね垂直に径方向外側に向かって立ち上る第１及び第２の立上面１３ｄ、１３ｅを有している。第１及び第２の立上面１３ｄ、１３ｅは、概ね平行に形成されている。第１の立上面１３ｄと前方部１３ａとのなす角度は鈍角であり、また、第２の立上面１３ｅと後方部１３ｂとのなす角度は鈍角である。バニシング刃１３は図２に示すように、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間は、前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃの３つの面から構成されているが、この構成に代えて、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間は、単一の円弧状の面から構成されることができる。ここで、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間の前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃの３つの面は、被加工物の内面の塑性加工が可能な面を構成し、また、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間の単一の円弧状の面は、被加工物の孔の内面の塑性加工が可能な面を構成する。
【００２５】
図１に示すように、最も前方に位置するバニシング刃１３−１は、バニシング刃１３−１の外径≧前方案内部の後方部１２ｂの外径 に設定され、最も後方に位置するバニシング刃１３−Ｘ（Ｘはバニシング刃１３の数に対応する。）は、バニシング刃１３−Ｘの外径寸法＝被加工物の孔の内径寸法 に設定されている。後方に位置するバニシング刃１３ほどバニシング刃の高さが高くなっている。被加工物の孔の内径寸法には、公差が設定されており、この公差により被加工物の内径寸法には許容範囲があるので、好ましくは概ねバニシング刃１３−Ｘの外径寸法＝被加工物の孔の許容寸法の最大径 に設定する。この場合、確実にバニシング刃１３−Ｘが被加工物の孔の内面に接触するので被加工物の心出しがより高精度に行われる。被加工物の孔の内径が許容寸法の最大径（バニシング刃１３−Ｘの外径）よりも小さい時にはバニシング刃１３−Ｘにより塑性加工が行われる。
輪状のバニシング刃１３をブローチ本体１０に複数に形成することでバニシング刃１３が被加工物を塑性加工する際、バニシング刃を単一のテーパ面として連続的に形成した場合よりバニシング刃１３の面圧を高めることができ容易に被加工物の孔の内面を塑性加工することが可能となる。
【００２６】
スプライン刃１４は、図４及び図５に示すように被加工物に内スプライン溝の切削加工をする刃であり、ブローチ本体と同軸をなし、ブローチ本体の軸心方向に沿って外周面に複数形成されている。後方に位置するものほどスプライン刃の高さが高くなっている。
【００２７】
スプライン仕上刃部１５は、図６に示すように被加工物に内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃１６と、バニシング刃１３と同様な構成で前方部１７ａ、中間部１７ｂ及び後方部１７ｃを有する輪状のバニシング刃１７から形成されている。スプライン刃１６はブローチ本体１０と同軸をなし、ブローチ本体１０の軸心方向に沿ってブローチ本体１０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃１６の高さが高くなっている。バニシング刃１７は、ブローチ本体１０の外周面にブローチ本体１０の軸心を中心とした輪状に形成され、ブローチ本体１０の軸心方向に沿って複数形成されている。複数のバニシング刃１７は全て一定の外径寸法で、バニシング刃１３−Ｘと同じ外径寸法とされている。
スプライン仕上刃部１５では、スプライン刃１６とバニシング刃１７が交互に形成されている。
【００２８】
次にこのようなブローチを用いて加工を行った時の状態を説明する。
被加工物には、前加工にて予め所定の寸法にて孔を形成しておく。
【００２９】
前方案内部の後方部１２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔を形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。後方支持部１９をブローチ盤に固定し、被加工物の孔にブローチを挿通させ、後方部１２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部１２ａ及び後方部１２ｂが挿通することで被加工物がテーブル上で移動して滑らかに被加工物の心出しが行われる。ここで、前方案内部の後方部１２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 であるため、被加工物の孔の全周に前方案内部の後方部１２ｂが接触するわけではなく前方案内部の後方部１２ｂと被加工物の孔に隙間があり、被加工物の心出しは不十分である。
【００３０】
次にブローチの引張部１１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより複数のバニシング刃１３が被加工物の孔を順次通過する。バニシング刃１３の外径＜被加工物の孔の内径 である場合、バニシング刃１３で被加工物の孔の内面（小径面）３２（図１０参照）を塑性加工することはないが、バニシング刃１３が被加工物の孔の内面の一部に接触することで被加工物の心出しが行われる。この場合、バニシング刃１３の外径≧前方案内部の後方部１２ｂの外径であるため前方案内部の後方部１２ｂよりも高精度な被加工物の心出しが行われる。後方に位置するものほどバニシング刃１３の高さが高くなっているのでバニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の内径 である間は順次、複数のバニシング刃１３が被加工物の孔を通過するにつれて高精度な被加工物の心出しが行われる。
【００３１】
被加工物の孔の内径がバニシング刃１３の外径よりも小さい場合、複数のバニシング刃１３が順次被加工物の孔を通過中、バニシング刃１３の外径＞被加工物の孔の内径 になると、被加工物の孔の内面の全周がバニシング刃１３に押し当たる。さらにブローチが前方へ移動することで被加工物の孔の内面がバニシング刃１３により塑性変形を起こす。
バニシング刃１３が被加工物の孔の内面を完全に通過することで、高精度の被加工物の心出しが行われたまま被加工物の孔の内径（小径）の寸法は通過したバニシング刃の外径寸法と同じ寸法に広がる。バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるので塑性加工後も被加工物の孔の内径は許容寸法を超えることはない。バニシング刃１３−Ｘの外径＝被加工物の孔の内径 であった場合は、被加工物の内面を塑性加工しないが、前方案内部１２ｂで被加工物の心出しが行われた場合よりも高精度な被加工物の心出しが行われることとなる。
ここで、丸刃（切削加工用刃）を用いずにバニシング刃１３を用いて塑性加工により被加工物の心出しを行う理由は以下の通りである。上記の通り、切削加工では前方案内部１２の後方部１２ｂが被加工物の孔を通過した時点では、被加工物の心出しは未だ不十分であり、切削加工用刃では、被加工物が偏心した状態でもそのまま切削加工を行うという問題がある。これに対し、塑性加工用刃ではそのような問題は生じずに後方部１２ｂで被加工物の心出しが行われた場合よりも高精度な被加工物の心出しが行えるからである。
【００３２】
次にバニシング刃１３の後方に形成されたスプライン刃１４が高精度な心出しが行われた被加工物を通過することで、高い同心度でスプライン刃１４がスプライン溝３１を切削加工する。
【００３３】
次にスプライン刃１４の後方に形成されたスプライン仕上刃部１５が被加工物の孔を通過することで、スプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することにより被加工物３０に内スプライン溝が形成される。この時、バニシング刃１７はバニシング刃１３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されているので被加工物の孔の内面（小径面）３２をさらに塑性加工することはないが、スプライン刃１６が仕上加工中、バニシング刃１７が被加工物の孔の内面（小径面）３２に密接している。これによりスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチ本体１０は被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００３４】
被加工物の孔の内面がバニシング刃１３により塑性加工された場合、通常、切屑は発生しないが、通常の切削工具と同様にバニシング刃１３の表面粗さが悪い場合、微小な切屑が発生しスプライン刃１４やスプライン刃１６に構成刃先を形成することがある。この構成刃先が形成されると被加工物への加工精度不良、工具寿命が短くなるなどの悪影響を及ぼすことがある。しかし、バニシング刃１３の表面粗さを高めることでスプライン刃１４やスプライン刃１６に構成刃先の形成を防ぐことができる。
【００３５】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
従来は前方案内部の後方部４２ｂにて被加工物の心出しが行われても、前方案内部の後方部４２ｂと被加工物の孔との隙間の分だけ被加工物とブローチに偏心が発生し、被加工物が偏心したままブローチ加工を行って丸刃４３、４７やスプライン刃４４、４６で小径面や内スプライン溝の加工を行っていた。これに対し、本実施形態では、スプライン刃１４の前方に、後方部１２ｂの外径≦バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるバニシング刃１３を形成し、被加工物の孔に挿通することにより実際の被加工物の孔の寸法に応じて被加工物の孔の許容寸法範囲内にて塑性加工を行い、また塑性加工を行わなくても高精度に被加工物の心出しが行え、高い同心度でスプライン刃１４により内スプライン溝を加工することができる。
【００３６】
また、本実施形態によるブローチは、スプライン刃１４の後方にスプライン刃１６とバニシング刃１３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されたバニシング刃１７とが交互に形成されていることでバニシング刃１７が被加工物の小径面３２に密接するのでスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチは被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００３７】
（実施の第２形態）
ブローチ加工の実施の第２形態について説明する。
図７に示すように、ブローチ本体２０の一端には引張部２１が形成されている。引張部２１の後方には前方案内部２２が形成されている。前方案内部２２の後方にはバニシング刃２３が形成されている。バニシング刃２３の後方にはスプライン刃２４が形成されている。スプライン刃２４の後方にはスプライン刃２６と小径面加工刃（丸刃）２７が交互に形成されたスプライン仕上刃部２５が形成されている。スプライン仕上刃部２５の後方には後方案内部２８が形成されている。また、ブローチ本体２０の他端には後方支持部２９が形成されている。
【００３８】
前方案内部２２は実施の第１形態と同じ構成であり、前方部２２ａ及び後方部２２ｂを有している。前方部２２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部２２ｂは、前方部２２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部２２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部２２ｂの外径寸法は後方部２２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部２２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【００３９】
図８に示すように、バニシング刃２３は、実施の第１形態のバニシング刃１３と同様に前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃから構成され、ブローチ本体２０の外周面にブローチ本体２０の軸心を中心として輪状に形成されている。中間部２３ｂはブローチ本体２０の外周面２０ａに概ね平行な面に形成されている。前方部２３ａは中間部２３ｂから前方に向かって下る傾斜面、後方部２３ｃは中間部２３ｂから後方に向かって下る傾斜面に形成されている。バニシング刃２３は、ブローチ本体２０の外周面２０ａから概ね垂直に径方向外側に向かって立ち上る第１及び第２の立上面２３ｄ、２３ｅを有している。第１及び第２の立上面２３ｄ、２３ｅは、概ね平行に形成されている。第１の立上面２３ｄと前方部２３ａとのなす角度は鈍角であり、また、第２の立上面２３ｅと後方部２３ｂとのなす角度は鈍角である。バニシング刃２３は、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間は、前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃの３つの面から構成されているが、この構成に代えて、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間は、単一の円弧状の面から構成されることができる。ここで、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間の前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃの３つの面は、被加工物の内面の行う塑性加工面を構成し、また、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間の単一の円弧状の面は、被加工物の孔の内面の塑性加工を行う塑性加工面を構成する。このバニシング刃２３がブローチ本体２０の軸心方向に沿って複数形成されている。最も前方に位置するバニシング刃２３−１は、バニシング刃２３−１の外径≧前方案内部の後方部２２ｂの外径 に設定され、最も後方に位置するバニシング刃２３−Ｘは、バニシング刃２３−Ｘの外径＝被加工物の孔の所定の内径寸法 に設定されている。後方に位置するバニシング刃２３ほどバニシング刃の高さが高くなっている。
【００４０】
スプライン刃２４は、実施の第１形態のスプライン刃１４と同じ構成である。スプライン刃２４は被加工物に内スプライン溝の切削加工をする刃であり、ブローチ本体２０と同軸をなし、ブローチ本体２０の軸心方向に沿って外周面に複数形成されている。後方に位置するものほどスプライン刃の高さが高くなっている。
【００４１】
スプライン仕上刃部２５は、内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃２６と、被加工物の小径面を仕上加工する丸刃２７とを有している。スプライン刃２６はブローチ本体２０と同軸をなし、ブローチ本体２０の軸心方向に沿ってブローチ本体２０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃２６の高さが高くなっている。丸刃２７はブローチ本体２０の外周面にブローチ本体２０の軸心を中心とした輪状に形成され、ブローチ本体２０の軸心方向に沿って複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃２７の高さが高くなっている。スプライン仕上刃部２５では、スプライン刃２６と丸刃２７が交互に形成されている。
【００４２】
次にこのようなブローチを用いて加工を行った時の状態を説明する。
被加工物には、前加工にて予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成しておく。
【００４３】
前方案内部の後方部２２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔が形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。ブローチの後方支持部２９をブローチ盤に固定し、この被加工物の孔にブローチを挿通し、前方案内部の後方部２２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部２２ａ及び後方部２２ｂが挿通することで滑らかに被加工物の心出しが行われる。ここで、前方案内部の後方部２２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 であるため、被加工物の孔の全周に前方案内部の後方部２２ｂが接触するわけではなく前方案内部の後方部２２ｂと被加工物の孔に隙間があり、被加工物の心出しは不十分である。
【００４４】
次にブローチの引張部２１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより複数のバニシング刃２３が被加工物の孔を順次通過する。バニシング刃２３の外径＜被加工物の孔の内径 である場合、バニシング刃２３で被加工物の孔の内面（小径面）３２を塑性加工することはないが、バニシング刃２３が被加工物の内面の一部に接触することで被加工物の心出しが行われる。バニシング刃２３の外径≧前方案内部の後方部２２ｂの外径 であるため前方案内部の後方部２２ｂよりも高精度な被加工物の心出しとなる。後方に位置するものほどバニシング刃の高さが高くなっているので、バニシング刃２３の外径≦被加工物の孔の内径 である間は順次、高精度な被加工物の心出しが行われる。
【００４５】
複数のバニシング刃２３が順次被加工物の孔を通過中、バニシング刃２３の外径＞被加工物の孔の内径 になると、被加工物の孔の内面の全周がバニシング刃２３に押し当たる。さらにブローチが移動することで被加工物の孔の内面がバニシング刃２３により塑性変形を起こす。バニシング刃２３が被加工物の孔を完全に通過することで高精度の被加工物の心出しが行われたまま被加工物の孔の内径（小径）は通過したバニシング刃の外径寸法と同じ寸法に広がる。バニシング刃２３の最後方部に位置するバニシング刃２３−Ｘは、バニシング刃２３−Ｘの外径＞被加工物の孔の内径 であるので、バニシング刃２３−Ｘが被加工物の孔を通過後は、被加工物の孔は必ずバニシング刃２３により塑性変形され、被加工物の孔の内径はバニシング刃２３−Ｘの外径と同じ寸法になる。つまり、バニシング刃２３により塑性加工されることにより、バニシング刃２３と被加工物の孔に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになる。
【００４６】
次にバニシング刃２３の後方に形成されたスプライン刃２４が高精度な心出しが行われた被加工物を通過することで、高い同心度でスプライン刃２４がスプライン溝３１を切削加工する。
【００４７】
次にスプライン刃２４の後方に形成されたスプライン仕上刃部２５が通過することで、スプライン刃２６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで、被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００４８】
被加工物の孔がバニシング刃２３により塑性加工されるとき、通常の切削工具と同様にバニシング刃２３の表面粗さが悪い場合、微小な切屑が発生しスプライン刃２４やスプライン刃２６に構成刃先を形成し、上記の実施の第１形態に記載したものと同様な悪影響を及ぼすことがある。しかし、バニシング刃２３の表面粗さを高めることでこの悪影響を防ぐことができる。
【００４９】
従来のブローチでの加工では、被加工物と内スプライン溝の同心度は０．０５ｍｍ程度であったが、本実施形態のブローチでの加工では被加工物を５０個連続して加工した結果、全て被加工物と内スプライン溝の同心度は０．０１ｍｍ以下であり、平均０．００４７ｍｍであった。
【００５０】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
スプライン刃２４の前方にバニシング刃２３を形成したブローチを、前加工にて予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成した被加工物の孔に挿通することにより、被加工物の孔に対し塑性加工を行うことで、バニシング刃２３と被加工物の内径に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになり、高い同心度でスプライン刃２４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５１】
また、スプライン刃２４の後方に複数のスプライン刃２６と複数の小径面加工刃２７が交互に形成されていることで、高い同心度でスプライン刃２４にてスプライン溝３１を加工後、スプライン刃２６が、スプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００５２】
（実施の第３形態）
図１及び図７を参照して、ブローチ加工の実施の第３形態について説明する。
【００５３】
ブローチ加工の実施の第３形態は、実施の第１形態と第２形態とを併用した方法であり、被加工物には、実施の第２形態に示したように、前加工にて予め前方案内部の後方部の外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成し、ブローチは、前方案内部の後方に位置するバニシング刃及びバニシング刃の後方に位置するスプライン刃を第２形態、スプライン仕上刃部を第１形態に示したものとする。
【００５４】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
前加工にて被加工物に予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成し、その孔にブローチを挿通することにより、バニシング刃２３が被加工物の孔に対し塑性加工を行うことで、バニシング刃２３と被加工物の内径に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになり、高い同心度でスプライン刃２４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５５】
また、本実施形態のブローチ加工では、スプライン刃２４の後方にスプライン刃１６とバニシング刃２３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されたバニシング刃１７とが交互に形成されていることで、バニシング刃１７が被加工物の小径面３２に密接するのでスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチは被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００５６】
（実施の第４形態）
図１及び図７を参照して、ブローチ加工の実施の第４形態について説明する。
【００５７】
ブローチ加工の実施の第４形態は、実施の第１形態と第２形態とを併用した方法であり、被加工物には、前加工にて予め所定の寸法にて孔を形成し、ブローチは、前方案内部の後方に位置するバニシング刃及びバニシング刃の後方に位置するスプライン刃を第１形態、スプライン仕上刃部を第２形態に示したものとする。
【００５８】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
従来は前方案内部の後方部４２ｂにて被加工物の心出しが行われても、前方案内部の後方部４２ｂと被加工物の孔との隙間の分だけ被加工物とブローチに偏心が発生し、被加工物が偏心したままブローチ加工を行って丸刃４３、４７やスプライン刃４４、４６で小径面や内スプライン溝の加工を行っていた。これに対し、本実施形態では、スプライン刃１４の前方に、後方部１２ｂの外径≦バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるバニシング刃１３を形成し、被加工物の孔に挿通することにより実際の被加工物の孔の寸法に応じて被加工物の孔の許容寸法範囲内にて塑性加工を行い、また塑性加工を行わなくても高精度に被加工物の心出しが行え、高い同心度でスプライン刃１４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５９】
また、スプライン刃１４の後方に複数のスプライン刃２６と複数の小径面加工刃２７が交互に形成されていることで、高い同心度でスプライン刃１４にてスプライン溝３１を加工後、スプライン刃２６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで、被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、被加工物に高い同心度でブローチ加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のブローチの第１実施形態の全体概略構造を表す側面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態によるバニシング刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図３】図３は、バニシング刃をブローチの前方から見たＡＡ断面である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態によるスプライン刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図５】図５は、スプライン刃をブローチの前方から見たＢＢ断面である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態によるスプライン仕上刃部のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明のブローチの第２実施形態の全体概略構造を表す側面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態によるバニシング刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態のブローチのスプライン仕上刃部の断面図である。
【図１０】図１０は、被加工物の加工形状の説明図である。
【図１１】図１１は、従来のブローチの一例の全体概略構造を表す側面図である。
【図１２】図１２は、被加工物とブローチ加工後の内スプライン溝の偏心の説明図である。
【符号の説明】
１０、２０、４０ ブローチ本体
１１、２１、４１ 引張部
１２、２２、４２ 前方案内部
１２ａ、２２ａ、４２ａ 前方案内部の前方部
１２ｂ、２２ｂ、４２ｂ 前方案内部の後方部
１３、１７、２３ バニシング刃
１４、１６、２４、２６、４４、４６ スプライン刃
１５、２５、４５ スプライン仕上刃部
２７、４３、４７ 小径面加工刃（丸刃）
１８、２８、４８ 後方案内部
１９、２９、４９ 後方支持部
３０ 被加工物
３１ スプライン溝
３２ 被加工物の孔の内面（小径面）
３３ 被加工物の心出しが不十分により偏心した内スプライン溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブローチ工具に関し、特に内歯車や内スプライン溝などを加工するブローチ工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内歯車や内スプライン溝などを高能率に加工する工具としてブローチが知られている。ブローチは、被加工物に予め形成された孔に挿通されることで、この孔の内面を切削加工して内歯車や内スプライン溝などを形成する。
【０００３】
図１１に一般的なブローチの構造を示す。ブローチ本体４０の一端には引張部４１が形成されている。引張部４１の後方には、前方案内部４２が形成されている。前方案内部４２の後方には、荒加工用小径面加工刃（丸刃）４３が形成されている。丸刃４３の後方には、スプライン刃４４が形成されている。スプライン刃４４の後方には、スプライン刃４６と小径面加工刃（丸刃）４７が交互に形成されてなるスプライン仕上刃部４５が形成されている。スプライン仕上刃部４５の後方には、後方案内部４８が形成されている。また、ブローチ本体４０の後方側端部には、後方支持部４９が形成されている。丸刃４３が必要ない場合は、丸刃４３が形成されていない場合もある。
【０００４】
前方案内部４２は、前方部４２ａ及び後方部４２ｂを有している。前方部４２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部４２ｂは、前方部４２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部４２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部４２ｂの外径寸法は、後方部４２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部４２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【０００５】
丸刃４３は、被加工物の孔の内面（小径面）を切削加工する刃であり円筒状にブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃４３の高さが高くなっている。
【０００６】
スプライン刃４４は、被加工物に内スプライン溝を加工する刃であり、ブローチ本体４０と同軸をなし、ブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃４４の高さが高くなっている。
【０００７】
スプライン仕上刃部４５は、内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃４６と、被加工物の孔の内面を仕上加工する丸刃４７から形成されている。スプライン刃４６はブローチ本体４０と同軸をなし、ブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃４６の高さが高くなっている。丸刃４７は円筒状にブローチ本体４０の軸心方向に沿ってブローチ本体４０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃４７の高さが高くなっている。スプライン仕上刃部４５では、スプライン刃４６と丸刃４７が交互に形成されている。
【０００８】
このようなブローチを用いた加工方法について説明する。前方案内部の後方部４２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔を形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。後方支持部４９をブローチ盤に固定し、被加工物の孔にブローチを挿通させ、後方部４２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部４２ａ及び後方部４２ｂが挿通することで被加工物がテーブル上で移動して滑らかに被加工物の心出しが行われる。
【０００９】
次にブローチの引張部４１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより被加工物に丸刃４３が順次作用し、被加工物の孔の内面（小径面）３２（図１０参照）が切削加工される。
次に、被加工物には前方より複数のスプライン刃４４が順次作用し、被加工物に内スプライン溝３１が形成される。
次に、スプライン刃４４の後方に形成されたスプライン仕上刃部４５が被加工物を通過することでスプライン刃４６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃４７にて被加工物の小径面３２を所定の寸法に切削加工を行うことで被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように通常、後方部４２ｂの外径は被加工物の孔の内径より小さい寸法に設定されており、前述した従来のブローチでは被加工物の孔に後方部４２ｂを嵌合させてもわずかな隙間があり、その隙間の分だけ被加工物の心出しが不十分となっていた。
【００１１】
また被加工物に内スプライン溝に加え、外歯を加工する際は、被加工物にブローチで内スプライン溝を上記のように加工した後、その被加工物の内スプライン溝が形成された孔を基準として次工程で被加工物に外歯の加工を行っていた。しかし、最近では精密鍛造技術の発達により予め孔を形成した被加工物に鍛造にて外歯を加工した後、最終工程としてブローチで内スプライン溝を加工することが多くなってきた。前述した従来のブローチでは上記のように被加工物の心出しが不十分となり図１２に示すように被加工物の中心Ｘａとブローチの中心Ｘｂとに偏心が発生し、被加工物と内スプライン溝を高い同心度で加工することが難しかった。被加工物の中心Ｘａとブローチの中心Ｘｂとの距離が近いほど、同心度が高いということになる。
【００１２】
本発明は、高い同心度で内歯車や内スプライン溝などの加工が可能なブローチを提供することを目的としている。
また、本発明では、外歯が形成された被加工物に内歯車や内スプライン溝などの加工が可能なブローチを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明のブローチは、予め被加工物に形成された孔の内面を切削加工する切れ刃（１４、２４）の前方に、前記内面を塑性加工が可能な第１の部位（１３、２３）を備えている。
【００１５】
本発明のブローチにおいて、前記第１の部位（１３、２３）の外径寸法は、前記第１の部位の前方に形成された前方案内部の外径寸法以上である。
【００１６】
本発明のブローチにおいて、前記第１の部位（１３、２３）は複数設けられ、前記複数の第１の部位（１３、２３）は前方から後方にかけて前記外径寸法が漸次大きく形成されている。
【００１７】
更に、
本発明のブローチにおいて、前記切れ刃（１４）の後方に設けられた前記切削加工の仕上げを行う仕上刃（１６）と、
前記複数の第１の部位（１３）中の最も後方に位置する前記第１の部位（１３）の外径寸法と等しい外径寸法である前記第２の部位（１７）とを備え、
前記第２の部位（１７）は、前記仕上刃（１６）が前記内面に接触している時に前記内面に接触する位置に設けられている。
【００１８】
前記第１の部位（１３、２３）は、前記ブローチ工具のブローチ本体（１０、２０）の外周面（１０ａ、２０ａ）から立ち上る立上面（１３ｄ、２３ｄ）に対して前方側が鈍角をなすように形成された面（１３ａ、２３ａ）を有している。
【００１９】
本発明のブローチにおいて、予め被加工物に形成された孔の内面を前記第１の部位（１３、２３）にて塑性加工を行った後に切れ刃（１４、２４）にて切削加工を行うブローチ加工方法。
【００２０】
前記切れ刃には内歯車または内スプライン溝を加工する刃を含む。
被加工物に予め形成される孔には、ブローチ加工の前加工にてブローチ加工のために形成される下孔を含み、またブローチ加工の前加工にて別の用途で形成される孔を含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明によるブローチ加工の実施形態を説明する。
【００２２】
（実施の第１形態）
ブローチ加工の実施の第１形態について説明する。
図１に示すように、ブローチ本体１０の一端には引張部１１が形成されている。引張部１１の後方には、前方案内部１２が形成されている。前方案内部１２の後方には、バニシング刃１３が形成されている。バニシング刃１３の後方には、スプライン刃１４が形成されている。スプライン刃１４の後方には、スプライン刃１６とバニシング刃１７が交互に形成されてなるスプライン仕上刃部１５が形成されている。スプライン仕上刃部１５の後方には、後方案内部１８が形成されている。また、ブローチ本体１０の他端には、後方支持部１９が形成されている。
【００２３】
前方案内部１２は、前方部１２ａ及び後方部１２ｂを有している。前方部１２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部１２ｂは、１２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部１２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部１２ｂの外径寸法は後方部１２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部１２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【００２４】
図１及び図３に示すようにバニシング刃１３は、ブローチ本体１０の外周面１０ａにブローチ本体１０の軸心を中心として輪状に形成されている。このバニシング刃１３がブローチ本体１０の軸心方向に沿って複数形成されている。
バニシング刃１３は、被加工物の孔の内面を塑性加工するためのものであり切削加工するものではない。バニシング刃１３は、被加工物の孔の内面を塑性加工することにより被加工物と加工孔の同心度を向上させるものである。
図２は、バニシング刃１３のブローチ本体１０の軸心方向の断面を示している。バニシング刃１３は図２に示すように、前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃを有している。中間部１３ｂは外周面１０ａに概ね平行な面に形成されている。前方部１３ａは中間部１３ｂから前方に向かって下る傾斜面、後方部１３ｃは中間部１３ｂから後方に向かって下る傾斜面に形成されている。バニシング刃１３は、ブローチ本体１０の外周面１０ａから概ね垂直に径方向外側に向かって立ち上る第１及び第２の立上面１３ｄ、１３ｅを有している。第１及び第２の立上面１３ｄ、１３ｅは、概ね平行に形成されている。第１の立上面１３ｄと前方部１３ａとのなす角度は鈍角であり、また、第２の立上面１３ｅと後方部１３ｂとのなす角度は鈍角である。バニシング刃１３は図２に示すように、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間は、前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃの３つの面から構成されているが、この構成に代えて、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間は、単一の円弧状の面から構成されることができる。ここで、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間の前方部１３ａ、中間部１３ｂ及び後方部１３ｃの３つの面は、被加工物の内面の塑性加工が可能な面を構成し、また、第１の立上面１３ｄと第２の立上面１３ｅとの間の単一の円弧状の面は、被加工物の孔の内面の塑性加工が可能な面を構成する。
【００２５】
図１に示すように、最も前方に位置するバニシング刃１３−１は、バニシング刃１３−１の外径≧前方案内部の後方部１２ｂの外径 に設定され、最も後方に位置するバニシング刃１３−Ｘ（Ｘはバニシング刃１３の数に対応する。）は、バニシング刃１３−Ｘの外径寸法＝被加工物の孔の内径寸法 に設定されている。後方に位置するバニシング刃１３ほどバニシング刃の高さが高くなっている。被加工物の孔の内径寸法には、公差が設定されており、この公差により被加工物の内径寸法には許容範囲があるので、好ましくは概ねバニシング刃１３−Ｘの外径寸法＝被加工物の孔の許容寸法の最大径 に設定する。この場合、確実にバニシング刃１３−Ｘが被加工物の孔の内面に接触するので被加工物の心出しがより高精度に行われる。被加工物の孔の内径が許容寸法の最大径（バニシング刃１３−Ｘの外径）よりも小さい時にはバニシング刃１３−Ｘにより塑性加工が行われる。
輪状のバニシング刃１３をブローチ本体１０に複数に形成することでバニシング刃１３が被加工物を塑性加工する際、バニシング刃を単一のテーパ面として連続的に形成した場合よりバニシング刃１３の面圧を高めることができ容易に被加工物の孔の内面を塑性加工することが可能となる。
【００２６】
スプライン刃１４は、図４及び図５に示すように被加工物に内スプライン溝の切削加工をする刃であり、ブローチ本体と同軸をなし、ブローチ本体の軸心方向に沿って外周面に複数形成されている。後方に位置するものほどスプライン刃の高さが高くなっている。
【００２７】
スプライン仕上刃部１５は、図６に示すように被加工物に内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃１６と、バニシング刃１３と同様な構成で前方部１７ａ、中間部１７ｂ及び後方部１７ｃを有する輪状のバニシング刃１７から形成されている。スプライン刃１６はブローチ本体１０と同軸をなし、ブローチ本体１０の軸心方向に沿ってブローチ本体１０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃１６の高さが高くなっている。バニシング刃１７は、ブローチ本体１０の外周面にブローチ本体１０の軸心を中心とした輪状に形成され、ブローチ本体１０の軸心方向に沿って複数形成されている。複数のバニシング刃１７は全て一定の外径寸法で、バニシング刃１３−Ｘと同じ外径寸法とされている。
スプライン仕上刃部１５では、スプライン刃１６とバニシング刃１７が交互に形成されている。
【００２８】
次にこのようなブローチを用いて加工を行った時の状態を説明する。
被加工物には、前加工にて予め所定の寸法にて孔を形成しておく。
【００２９】
前方案内部の後方部１２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔を形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。後方支持部１９をブローチ盤に固定し、被加工物の孔にブローチを挿通させ、後方部１２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部１２ａ及び後方部１２ｂが挿通することで被加工物がテーブル上で移動して滑らかに被加工物の心出しが行われる。ここで、前方案内部の後方部１２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 であるため、被加工物の孔の全周に前方案内部の後方部１２ｂが接触するわけではなく前方案内部の後方部１２ｂと被加工物の孔に隙間があり、被加工物の心出しは不十分である。
【００３０】
次にブローチの引張部１１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより複数のバニシング刃１３が被加工物の孔を順次通過する。バニシング刃１３の外径＜被加工物の孔の内径 である場合、バニシング刃１３で被加工物の孔の内面（小径面）３２（図１０参照）を塑性加工することはないが、バニシング刃１３が被加工物の孔の内面の一部に接触することで被加工物の心出しが行われる。この場合、バニシング刃１３の外径≧前方案内部の後方部１２ｂの外径であるため前方案内部の後方部１２ｂよりも高精度な被加工物の心出しが行われる。後方に位置するものほどバニシング刃１３の高さが高くなっているのでバニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の内径 である間は順次、複数のバニシング刃１３が被加工物の孔を通過するにつれて高精度な被加工物の心出しが行われる。
【００３１】
被加工物の孔の内径がバニシング刃１３の外径よりも小さい場合、複数のバニシング刃１３が順次被加工物の孔を通過中、バニシング刃１３の外径＞被加工物の孔の内径 になると、被加工物の孔の内面の全周がバニシング刃１３に押し当たる。さらにブローチが前方へ移動することで被加工物の孔の内面がバニシング刃１３により塑性変形を起こす。
バニシング刃１３が被加工物の孔の内面を完全に通過することで、高精度の被加工物の心出しが行われたまま被加工物の孔の内径（小径）の寸法は通過したバニシング刃の外径寸法と同じ寸法に広がる。バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるので塑性加工後も被加工物の孔の内径は許容寸法を超えることはない。バニシング刃１３−Ｘの外径＝被加工物の孔の内径 であった場合は、被加工物の内面を塑性加工しないが、前方案内部１２ｂで被加工物の心出しが行われた場合よりも高精度な被加工物の心出しが行われることとなる。
ここで、丸刃（切削加工用刃）を用いずにバニシング刃１３を用いて塑性加工により被加工物の心出しを行う理由は以下の通りである。上記の通り、切削加工では前方案内部１２の後方部１２ｂが被加工物の孔を通過した時点では、被加工物の心出しは未だ不十分であり、切削加工用刃では、被加工物が偏心した状態でもそのまま切削加工を行うという問題がある。これに対し、塑性加工用刃ではそのような問題は生じずに後方部１２ｂで被加工物の心出しが行われた場合よりも高精度な被加工物の心出しが行えるからである。
【００３２】
次にバニシング刃１３の後方に形成されたスプライン刃１４が高精度な心出しが行われた被加工物を通過することで、高い同心度でスプライン刃１４がスプライン溝３１を切削加工する。
【００３３】
次にスプライン刃１４の後方に形成されたスプライン仕上刃部１５が被加工物の孔を通過することで、スプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することにより被加工物３０に内スプライン溝が形成される。この時、バニシング刃１７はバニシング刃１３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されているので被加工物の孔の内面（小径面）３２をさらに塑性加工することはないが、スプライン刃１６が仕上加工中、バニシング刃１７が被加工物の孔の内面（小径面）３２に密接している。これによりスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチ本体１０は被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００３４】
被加工物の孔の内面がバニシング刃１３により塑性加工された場合、通常、切屑は発生しないが、通常の切削工具と同様にバニシング刃１３の表面粗さが悪い場合、微小な切屑が発生しスプライン刃１４やスプライン刃１６に構成刃先を形成することがある。この構成刃先が形成されると被加工物への加工精度不良、工具寿命が短くなるなどの悪影響を及ぼすことがある。しかし、バニシング刃１３の表面粗さを高めることでスプライン刃１４やスプライン刃１６に構成刃先の形成を防ぐことができる。
【００３５】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
従来は前方案内部の後方部４２ｂにて被加工物の心出しが行われても、前方案内部の後方部４２ｂと被加工物の孔との隙間の分だけ被加工物とブローチに偏心が発生し、被加工物が偏心したままブローチ加工を行って丸刃４３、４７やスプライン刃４４、４６で小径面や内スプライン溝の加工を行っていた。これに対し、本実施形態では、スプライン刃１４の前方に、後方部１２ｂの外径≦バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるバニシング刃１３を形成し、被加工物の孔に挿通することにより実際の被加工物の孔の寸法に応じて被加工物の孔の許容寸法範囲内にて塑性加工を行い、また塑性加工を行わなくても高精度に被加工物の心出しが行え、高い同心度でスプライン刃１４により内スプライン溝を加工することができる。
【００３６】
また、本実施形態によるブローチは、スプライン刃１４の後方にスプライン刃１６とバニシング刃１３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されたバニシング刃１７とが交互に形成されていることでバニシング刃１７が被加工物の小径面３２に密接するのでスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチは被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００３７】
（実施の第２形態）
ブローチ加工の実施の第２形態について説明する。
図７に示すように、ブローチ本体２０の一端には引張部２１が形成されている。引張部２１の後方には前方案内部２２が形成されている。前方案内部２２の後方にはバニシング刃２３が形成されている。バニシング刃２３の後方にはスプライン刃２４が形成されている。スプライン刃２４の後方にはスプライン刃２６と小径面加工刃（丸刃）２７が交互に形成されたスプライン仕上刃部２５が形成されている。スプライン仕上刃部２５の後方には後方案内部２８が形成されている。また、ブローチ本体２０の他端には後方支持部２９が形成されている。
【００３８】
前方案内部２２は実施の第１形態と同じ構成であり、前方部２２ａ及び後方部２２ｂを有している。前方部２２ａは、その外径寸法が前方から後方にかけて大きくされたテーパ状に形成されている。後方部２２ｂは、前方部２２ａの最後方部から連続的に形成され、その外径寸法が前方部２２ａの最後方部と同一で一定の円柱状に形成されている。後方部２２ｂの外径寸法は後方部２２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 に設定され、加工時に後方部２２ｂが被加工物の孔に挿通することで被加工物の心出しが行われる。
【００３９】
図８に示すように、バニシング刃２３は、実施の第１形態のバニシング刃１３と同様に前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃから構成され、ブローチ本体２０の外周面にブローチ本体２０の軸心を中心として輪状に形成されている。中間部２３ｂはブローチ本体２０の外周面２０ａに概ね平行な面に形成されている。前方部２３ａは中間部２３ｂから前方に向かって下る傾斜面、後方部２３ｃは中間部２３ｂから後方に向かって下る傾斜面に形成されている。バニシング刃２３は、ブローチ本体２０の外周面２０ａから概ね垂直に径方向外側に向かって立ち上る第１及び第２の立上面２３ｄ、２３ｅを有している。第１及び第２の立上面２３ｄ、２３ｅは、概ね平行に形成されている。第１の立上面２３ｄと前方部２３ａとのなす角度は鈍角であり、また、第２の立上面２３ｅと後方部２３ｂとのなす角度は鈍角である。バニシング刃２３は、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間は、前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃの３つの面から構成されているが、この構成に代えて、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間は、単一の円弧状の面から構成されることができる。ここで、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間の前方部２３ａ、中間部２３ｂ及び後方部２３ｃの３つの面は、被加工物の内面の行う塑性加工面を構成し、また、第１の立上面２３ｄと第２の立上面２３ｅとの間の単一の円弧状の面は、被加工物の孔の内面の塑性加工を行う塑性加工面を構成する。このバニシング刃２３がブローチ本体２０の軸心方向に沿って複数形成されている。最も前方に位置するバニシング刃２３−１は、バニシング刃２３−１の外径≧前方案内部の後方部２２ｂの外径 に設定され、最も後方に位置するバニシング刃２３−Ｘは、バニシング刃２３−Ｘの外径＝被加工物の孔の所定の内径寸法 に設定されている。後方に位置するバニシング刃２３ほどバニシング刃の高さが高くなっている。
【００４０】
スプライン刃２４は、実施の第１形態のスプライン刃１４と同じ構成である。スプライン刃２４は被加工物に内スプライン溝の切削加工をする刃であり、ブローチ本体２０と同軸をなし、ブローチ本体２０の軸心方向に沿って外周面に複数形成されている。後方に位置するものほどスプライン刃の高さが高くなっている。
【００４１】
スプライン仕上刃部２５は、内スプライン溝の仕上加工をするスプライン刃２６と、被加工物の小径面を仕上加工する丸刃２７とを有している。スプライン刃２６はブローチ本体２０と同軸をなし、ブローチ本体２０の軸心方向に沿ってブローチ本体２０の外周面に複数形成されており、後方に位置するものほどスプライン刃２６の高さが高くなっている。丸刃２７はブローチ本体２０の外周面にブローチ本体２０の軸心を中心とした輪状に形成され、ブローチ本体２０の軸心方向に沿って複数形成されており、後方に位置するものほど丸刃２７の高さが高くなっている。スプライン仕上刃部２５では、スプライン刃２６と丸刃２７が交互に形成されている。
【００４２】
次にこのようなブローチを用いて加工を行った時の状態を説明する。
被加工物には、前加工にて予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成しておく。
【００４３】
前方案内部の後方部２２ｂが挿通可能な大きさを有するように孔が形成された被加工物を図示しないブローチ盤のテーブルに設置する。ブローチの後方支持部２９をブローチ盤に固定し、この被加工物の孔にブローチを挿通し、前方案内部の後方部２２ｂが被加工物の孔と嵌合し被加工物の心出しが行われる。被加工物はブローチ盤のテーブル上に固定されずに設置されているので、被加工物の孔にブローチの前方案内部の前方部２２ａ及び後方部２２ｂが挿通することで滑らかに被加工物の心出しが行われる。ここで、前方案内部の後方部２２ｂの外径＜被加工物の孔の内径 であるため、被加工物の孔の全周に前方案内部の後方部２２ｂが接触するわけではなく前方案内部の後方部２２ｂと被加工物の孔に隙間があり、被加工物の心出しは不十分である。
【００４４】
次にブローチの引張部２１をブローチ盤に固定し、ブローチを前方へ押し出すことにより複数のバニシング刃２３が被加工物の孔を順次通過する。バニシング刃２３の外径＜被加工物の孔の内径 である場合、バニシング刃２３で被加工物の孔の内面（小径面）３２を塑性加工することはないが、バニシング刃２３が被加工物の内面の一部に接触することで被加工物の心出しが行われる。バニシング刃２３の外径≧前方案内部の後方部２２ｂの外径 であるため前方案内部の後方部２２ｂよりも高精度な被加工物の心出しとなる。後方に位置するものほどバニシング刃の高さが高くなっているので、バニシング刃２３の外径≦被加工物の孔の内径 である間は順次、高精度な被加工物の心出しが行われる。
【００４５】
複数のバニシング刃２３が順次被加工物の孔を通過中、バニシング刃２３の外径＞被加工物の孔の内径 になると、被加工物の孔の内面の全周がバニシング刃２３に押し当たる。さらにブローチが移動することで被加工物の孔の内面がバニシング刃２３により塑性変形を起こす。バニシング刃２３が被加工物の孔を完全に通過することで高精度の被加工物の心出しが行われたまま被加工物の孔の内径（小径）は通過したバニシング刃の外径寸法と同じ寸法に広がる。バニシング刃２３の最後方部に位置するバニシング刃２３−Ｘは、バニシング刃２３−Ｘの外径＞被加工物の孔の内径 であるので、バニシング刃２３−Ｘが被加工物の孔を通過後は、被加工物の孔は必ずバニシング刃２３により塑性変形され、被加工物の孔の内径はバニシング刃２３−Ｘの外径と同じ寸法になる。つまり、バニシング刃２３により塑性加工されることにより、バニシング刃２３と被加工物の孔に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになる。
【００４６】
次にバニシング刃２３の後方に形成されたスプライン刃２４が高精度な心出しが行われた被加工物を通過することで、高い同心度でスプライン刃２４がスプライン溝３１を切削加工する。
【００４７】
次にスプライン刃２４の後方に形成されたスプライン仕上刃部２５が通過することで、スプライン刃２６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで、被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００４８】
被加工物の孔がバニシング刃２３により塑性加工されるとき、通常の切削工具と同様にバニシング刃２３の表面粗さが悪い場合、微小な切屑が発生しスプライン刃２４やスプライン刃２６に構成刃先を形成し、上記の実施の第１形態に記載したものと同様な悪影響を及ぼすことがある。しかし、バニシング刃２３の表面粗さを高めることでこの悪影響を防ぐことができる。
【００４９】
従来のブローチでの加工では、被加工物と内スプライン溝の同心度は０．０５ｍｍ程度であったが、本実施形態のブローチでの加工では被加工物を５０個連続して加工した結果、全て被加工物と内スプライン溝の同心度は０．０１ｍｍ以下であり、平均０．００４７ｍｍであった。
【００５０】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
スプライン刃２４の前方にバニシング刃２３を形成したブローチを、前加工にて予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成した被加工物の孔に挿通することにより、被加工物の孔に対し塑性加工を行うことで、バニシング刃２３と被加工物の内径に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになり、高い同心度でスプライン刃２４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５１】
また、スプライン刃２４の後方に複数のスプライン刃２６と複数の小径面加工刃２７が交互に形成されていることで、高い同心度でスプライン刃２４にてスプライン溝３１を加工後、スプライン刃２６が、スプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００５２】
（実施の第３形態）
図１及び図７を参照して、ブローチ加工の実施の第３形態について説明する。
【００５３】
ブローチ加工の実施の第３形態は、実施の第１形態と第２形態とを併用した方法であり、被加工物には、実施の第２形態に示したように、前加工にて予め前方案内部の後方部の外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成し、ブローチは、前方案内部の後方に位置するバニシング刃及びバニシング刃の後方に位置するスプライン刃を第２形態、スプライン仕上刃部を第１形態に示したものとする。
【００５４】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
前加工にて被加工物に予め前方案内部の後方部２２ｂの外径寸法より大きく、かつ所定の寸法より小さい寸法の孔を形成し、その孔にブローチを挿通することにより、バニシング刃２３が被加工物の孔に対し塑性加工を行うことで、バニシング刃２３と被加工物の内径に隙間の無い高精度な被加工物の心出しが行われることになり、高い同心度でスプライン刃２４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５５】
また、本実施形態のブローチ加工では、スプライン刃２４の後方にスプライン刃１６とバニシング刃２３−Ｘの外径と同じ寸法に設定されたバニシング刃１７とが交互に形成されていることで、バニシング刃１７が被加工物の小径面３２に密接するのでスプライン刃１６の切削抵抗などによる被加工物の偏心が発生すること無く、ブローチは被加工物と高い同心度を維持しつつスプライン刃１６がスプライン溝３１を仕上加工することができる。
【００５６】
（実施の第４形態）
図１及び図７を参照して、ブローチ加工の実施の第４形態について説明する。
【００５７】
ブローチ加工の実施の第４形態は、実施の第１形態と第２形態とを併用した方法であり、被加工物には、前加工にて予め所定の寸法にて孔を形成し、ブローチは、前方案内部の後方に位置するバニシング刃及びバニシング刃の後方に位置するスプライン刃を第１形態、スプライン仕上刃部を第２形態に示したものとする。
【００５８】
本実施形態のブローチ加工の効果は以下の通りである。
従来は前方案内部の後方部４２ｂにて被加工物の心出しが行われても、前方案内部の後方部４２ｂと被加工物の孔との隙間の分だけ被加工物とブローチに偏心が発生し、被加工物が偏心したままブローチ加工を行って丸刃４３、４７やスプライン刃４４、４６で小径面や内スプライン溝の加工を行っていた。これに対し、本実施形態では、スプライン刃１４の前方に、後方部１２ｂの外径≦バニシング刃１３の外径≦被加工物の孔の許容寸法の最大径 であるバニシング刃１３を形成し、被加工物の孔に挿通することにより実際の被加工物の孔の寸法に応じて被加工物の孔の許容寸法範囲内にて塑性加工を行い、また塑性加工を行わなくても高精度に被加工物の心出しが行え、高い同心度でスプライン刃１４により内スプライン溝を加工することができる。
【００５９】
また、スプライン刃１４の後方に複数のスプライン刃２６と複数の小径面加工刃２７が交互に形成されていることで、高い同心度でスプライン刃１４にてスプライン溝３１を加工後、スプライン刃２６がスプライン溝３１に対して仕上加工を行い、同時に小径面加工刃２７にて被加工物の孔の内面（小径面）３２を所定の寸法に切削加工を行うことで、被加工物に所定の内スプライン溝が形成される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、被加工物に高い同心度でブローチ加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のブローチの第１実施形態の全体概略構造を表す側面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態によるバニシング刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図３】図３は、バニシング刃をブローチの前方から見たＡＡ断面である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態によるスプライン刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図５】図５は、スプライン刃をブローチの前方から見たＢＢ断面である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態によるスプライン仕上刃部のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明のブローチの第２実施形態の全体概略構造を表す側面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態によるバニシング刃のブローチ本体軸心方向における要部拡大断面図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態のブローチのスプライン仕上刃部の断面図である。
【図１０】図１０は、被加工物の加工形状の説明図である。
【図１１】図１１は、従来のブローチの一例の全体概略構造を表す側面図である。
【図１２】図１２は、被加工物とブローチ加工後の内スプライン溝の偏心の説明図である。
【符号の説明】
１０、２０、４０ ブローチ本体
１１、２１、４１ 引張部
１２、２２、４２ 前方案内部
１２ａ、２２ａ、４２ａ 前方案内部の前方部
１２ｂ、２２ｂ、４２ｂ 前方案内部の後方部
１３、１７、２３ バニシング刃
１４、１６、２４、２６、４４、４６ スプライン刃
１５、２５、４５ スプライン仕上刃部
２７、４３、４７ 小径面加工刃（丸刃）
１８、２８、４８ 後方案内部
１９、２９、４９ 後方支持部
３０ 被加工物
３１ スプライン溝
３２ 被加工物の孔の内面（小径面）
３３ 被加工物の心出しが不十分により偏心した内スプライン溝
Claims (6)
- 予め被加工物に形成された孔の内面を切削加工する切れ刃の前方に、前記内面を塑性加工が可能な第１の部位を備えたブローチ工具。
- 請求項１記載のブローチ工具において、
前記第１の部位の外径寸法は、前記第１の部位の前方に形成された前方案内部の外径寸法以上である
ブローチ工具。 - 請求項１または２に記載のブローチ工具において、
前記第１の部位は複数設けられ、前記複数の第１の部位は前方から後方にかけて前記外径寸法が漸次大きく形成されている
ブローチ工具。 - 請求項１から３のいずれか１項に記載のブローチ工具において、
更に、
前記切れ刃の後方に設けられた前記切削加工の仕上げを行う仕上刃と、
前記複数の第１の部位中の最も後方に位置する前記第１の部位の外径寸法と等しい外径寸法である前記第２の部位とを備え、
前記第２の部位は、前記仕上刃が前記内面に接触している時に前記内面に接触する位置に設けられた
ブローチ工具。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載のブローチ工具において、
前記第１の部位は、前記ブローチ工具のブローチ本体の外周面から立ち上る立上面に対して前方側が鈍角をなすように形成された面を有している
ブローチ工具。 - 請求項１から５のいずれか１項に記載のブローチ工具を用いて、
予め被加工物に形成された孔の内面を前記第１の部位にて塑性加工を行った後に切れ刃にて切削加工を行うブローチ加工方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002325936A JP2004160559A (ja) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | ブローチ工具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2002-11-08 JP JP2002325936A patent/JP2004160559A/ja not_active Withdrawn
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