JP2008221418A - 内歯歯車加工用ブローチ - Google Patents

Abstract

【課題】ブローチが加工するワークが薄肉、ギヤ幅が短くなっても、ブローチの大径部を切削する歯底面切刃と、段部又はハカマ部を切削する切れ刃、及び／又は小径部を切削する小径部丸切刃と、が同時切削せず、加工中のワークが不安定となり、結果的に歯底面に対する小径面の同心度を悪化させることがない内歯歯車加工用ブローチを提供。
【解決手段】内歯歯車の狭幅の歯溝31の歯底面35の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃a1と、複数の第１刃a1に続く１対の肩部フランク面 eをガイドとして１対のハカマ部又は段部34を切削する複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は前記肩部フランク面 eをガイドとして狭幅の歯溝の小径部33を切削する複数の第３刃 15a〜 15bと、複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は複数の第３刃 15a〜 15bに続く狭幅の歯溝の１対のフランク面32の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃a2と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物である内歯歯車の加工に用いられる内歯歯車加工用ブローチに関し、特に内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部と前記１対のハカマ部又は段部の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車を加工するブローチに関する。

従来内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部と前記１対のハカマ部又は段部の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車を加工するヘリカル内歯歯車加工用ブローチとしては、例えば特許文献１に、本願の図５、図１に示すように、複数の粗切削刃部ａ（図５（ａ））は、歯溝の歯底面の深さが順次増すように大径上がりにワークを切削する複数の歯底面切刃a1（図１）と、複数の歯底面切刃a1に続く１対の左右フランク面を歯幅方向に歯幅上がりにワークを切削する複数のフランク面切刃a2と、からなり、複数の粗切削刃ａに続く歯底面切刃a1と小径部丸切刃a3とを交互に有する複数の交互丸刃部部ｂ（図５（ａ）、（ｂ））と、複数の交互丸切ｂに続く複数の仕上げシェル刃部ｃ（図５（ａ））とからなり、複数の交互丸刃部ｂの最終歯底面切刃及び仕上げシェル刃ｃの最終フランク面切刃の各刃先面が互い共同することにより、ワークに形成される歯底面と１対のフランク面との断面形状がシャープな角部を実質的に有しない滑らかにつながる断面形状にするものが開示されている。
特開２０００−１５８２３０号公報 特開２００２−１１３６１４号公報 特開２００２−０１８６４２号公報

内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部と前記１対のハカマ部又は段部の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車を加工するヘリカル内歯歯車加工用ブローチが加工するワークは、例えばＣＶＴにおいて、薄肉、ギヤ幅が短くなる傾向があり、従来のヘリカル内歯歯車加工用ブローチで加工すると、薄肉、ギヤ幅が短くなると加工精度の劣化となり、これを防止するためブローチ切れ刃のピッチを小さくすると、ランド幅を小さくする必要があり、ランド幅を小さくすると再研磨できる回数が少なくなり、工具費が著しく高くなった。

従来のヘリカル内歯歯車加工用ブローチである特許文献１では、本願の図５（ｂ）に示すような、ヘリカル内歯歯車加工用ブローチの歯底面切刃a1と小径部丸切刃a3とを交互に有する複数の交互丸刃部部ｂでは、その部分拡大図である図５（ｃ）に示すように、ワーク切削長ｗが歯底面切刃a1と小径部丸切刃a3との交互刃ピッチＰ1 以下であるときは、歯底面切刃a1と小径部丸切刃a3とが同時切削しないので、加工中のワークが不安定となり、結果的に歯底面に対する小径面の同心度を悪化させていた。
特許文献２、３では、ブローチの刃溝をねじれ刃溝とすることで、ワークとの同時切削刃数を一定に保つようにしたヘリカル内歯歯車加工用ブローチを提案する。
特許文献２の明細書の段落〔００１７〕では、本願の図１に示すような、ワーク30に対して前半部の歯溝加工刃 11a〜11f が歯溝31及び小径側の歯先にハカマ部と呼称される段部34を加工した後、後半部の歯溝加工刃 12a〜12d が歯面32を切削仕上げ加工するとともに、後半部の歯先面加工刃 13a〜13b が小径部33を切削仕上げ加工することにより、ワーク30にヘリカル内スプライン溝などが形成されるヘリカル内歯歯車加工用ブローチを提案するが、特許文献２では、図１でみて、大径部35とハカマと呼称される段部34を切削する歯溝加工刃 11a〜11f を前半部に、フランク歯面32を切削する歯先面加工刃 13a〜13b を後半部に配置した結果、ワーク30の大径部35に対する段部34及び小径部33の同心度が特許文献１と同様に悪くなるという課題があった。

また特許文献３では小径側の歯先にハカマと呼称される段部を有するヘリカル内歯歯車のブローチ加工において、特許文献３の明細書の段落〔００１６〕では、その明細書に添付する図５につけられた符号で、溝幅の広い段部4、4'を形成する工程と、その段部4、4'間の内壁面をガイド両段部4、4'の狭幅の歯溝5 の一部（開始部分）5'を形成する工程と、その狭幅の歯溝5 の一部5'の壁面をガイドとして、さらに、所望の深さの狭幅の歯溝5 を形成する工程とを有するブローチ加工が開示されている。しかしながら、特許文献３のブローチでは、長いヘリカル内歯歯車のブローチの軸方向の長い範囲で、ガイド両段部4、4'に倣うガイドをブローチに形成することは加工が非常に困難であり、かつ再研削されるとき、このガイド両段部4、4'に倣うガイドが再研削で研削されるおそれがあり、製作コスト増と再研削にも多大の工数を必要とした。

本発明の課題は、かかる課題を解決した、ブローチが加工するワークが薄肉、ギヤ幅が短くなっても、ブローチの大径部を切削する歯底面切刃と、段部又はハカマ部を切削する切れ刃、及び／又は小径部を切削する小径部丸切刃と、が同時切削せず、加工中のワークが不安定となり、結果的に歯底面に対する小径面の同心度を悪化させることがない、かつ、ランド幅を小さくする必要がなく再研磨できる回数が多く、工具費が安価で、安定した加工精度を保証する内歯歯車加工用ブローチを提供することにある。

このため本発明は、内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部と前記１対のハカマ部又は段部の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車加工用ブローチにおいて、
前記内歯歯車の狭幅の歯溝の歯底面の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃と、前記複数の第１刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の下部及び頂部をすかし残る１対の肩部フランク面をガイドとして前記１対のハカマ部又は段部を切削する複数の第２刃及び／又は前記肩部フランク面をガイドとして狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃と、前記複数の第２刃及び／又は第３刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃と、を有することを特徴とする内歯歯車加工用ブローチを提供することによって上記課題を解決した。

本発明では、内歯歯車の狭幅の歯溝の歯底面の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃と、前記複数の第１刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の下部及び頂部をすかし残る１対の肩部フランク面をガイドとして前記１対のハカマ部又は段部を切削する複数の第２刃及び／又は前記肩部フランク面をガイドとして狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃と、前記複数の第２刃及び／又は第３刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃と、を有するので、狭幅の歯溝の１対のすかされていない１対の肩部フランク面をガイドとして１対の段部又はハカマ部を切削する複数の第２刃及び／又は前記肩部フランク面をガイドとして狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃とは、１対のすかされていない肩部フランク面に拘束されて、段部又はハカマ部を切削する切れ刃、及び／又は小径部を切削する小径部丸切刃と、が同時切削して、加工中のワークが安定し、結果的に歯底面・歯溝に対する小径面の同心度を向上させ、かつ、ランド幅を小さくする必要がなく再研磨できる回数が多く、工具費が安価で、安定した加工精度を保証する内歯歯車の仕上げ加工に用いられる内歯歯車加工用ブローチを提供するものとなった。

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は軸直角刃溝ヘリカルブローチ切削方式図で多数のブローチ切れ刃のどの刃がワークのどの部分を切削するかを示す１刃とワークとの拡大断面図、図２（ａ）は本発明の実施の形態を示す内歯歯車加工用ブローチの狭幅の歯溝の１対のすかされていない１対のフランク面をガイドとして１対の段部及びハカマ部を切削する複数の第２刃を示す２刃の断面図、（ｂ）は狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃を示す２刃の断面図、をそれぞれ示し、図３は図１の第２刃と第３刃の切り刃構成例を示し、図４は図２の第２刃と第３刃のワーク切削長と切り刃ピッチの関係を示す切削状態図、図５（ａ）は従来品の軸直角刃溝ヘリカルブローチの構成を示す全体平面図、（ｂ）は（ａ）の交互丸刃部の要部拡大図、（ｃ）は（ｂ）の交互丸刃部がワーク切削長が短いときの切り刃ピッチとの関係を示す切削状態図である。

本発明の実施の形態の内歯歯車加工用ブローチは、図１の軸直角刃溝ヘリカルブローチ切削方式図に示すように、内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部34と１対のハカマ部又は段部34の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝31とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車加工用ブローチにおいて、内歯歯車の狭幅の歯溝31の歯底面35の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃a1と、複数の第１刃a1に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の下部 F及び頂部 Dをすかし残る１対の肩部フランク面 eをガイドとして１対のハカマ部又は段部34を切削する複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は前記肩部フランク面 eをガイドとして狭幅の歯溝の小径部33を切削する複数の第３刃 15a〜 15bと、複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は複数の第３刃 15a〜 15bに続く狭幅の歯溝の１対のフランク面32の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃a2と、を有する。第１刃乃至第４刃の枚数はワークにより異なる。33は小径部である。本発明の実施の形態では、複数の第４刃a2は、図５（ａ）の仕上げシェル刃ｃに対応した、図示しないシェル刃に設けられている。即ち、本発明の実施の形態では、図５（ａ）にそれぞれ対応させると、粗切削刃ａの位置には本発明の複数の第１刃a1が、交互丸刃ｂの位置には本発明の複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は複数の第３刃 15a〜 15bが、仕上げシェル刃ｃの位置には本発明の複数の第４刃a2が配置されている。

本発明の実施の形態では、第１刃a1のNo.1刃から円周方向に切れ刃大径を漸増させて加工し、次に、複数の第１刃a1に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の間隔を順次漸増させて加工し、No.89 刃で刃底面35と１対のフランク面32の加工を完了し、No.90 刃以降のスプライン刃形形状は図２に示すように、No.1刃からNo.89 刃で加工した歯形の肩部フランク面 eの有効ガイド面を残し、有効ガイド面以外の１対のフランク面の下部 F及び頂部 Dを逃がしてすかすことにより、フランク面の下部 Fとハカマ部又は段部34、及び／又は小径部33を切削する第２刃 14a〜 14b、及び／又は第３刃 15a〜 15bとの境界部が縁切りされ、ハカマ部又は段部34及び小径部33を高精度に切削することが可能になった。

本発明の実施の形態の内歯歯車加工用ブローチは、内歯歯車の狭幅の歯溝31の歯底面35の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃a1と、複数の第１刃a1に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の下部 F及び頂部 Dをすかし残る１対の肩部フランク面 eをガイドとして１対のハカマ部又は段部34を切削する複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は前記肩部フランク面 eをガイドとして狭幅の歯溝の小径部33を切削する複数の第３刃 15a〜 15bと、複数の第２刃 14a〜 14b及び／又は複数の第３刃 15a〜 15bに続く狭幅の歯溝の１対のフランク面32の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃a2と、を有するので、狭幅の歯溝の１対のすかされていない１対の肩部フランク面をガイドとして１対のハカマ部又は段部を切削する複数の第２刃及び／又は前記肩部フランク面をガイドとして狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃とは、１対のすかされていない肩部フランク面に拘束されて、ハカマ部又は段部、及び／又は小径部を切削し、加工中のワークが安定し、結果的に歯底面・歯溝に対する小径面の同心度を向上させ、かつ、図４に示すように、本発明品は交互切れ刃部がなく、肩部フランク面 eをガイドとしてハカマ部又は段部34、及び小径部33を切削するので、切れ刃ピッチＰ2 はワーク切削長ｗ内に容易に設定でき、ランド幅を小さくする必要がなく再研磨できる回数が多く、工具費が安価で、安定した加工精度を保証する内歯歯車の仕上げ加工に用いられる内歯歯車加工用ブローチを提供するものとなった。

本発明は内歯歯車の狭幅の歯溝はねじれ溝であり、前記内歯歯車加工用ブローチはヘリカルブローチに使用できる。又、本発明は内歯歯車の狭幅の歯溝はねじれがないスプライン溝であり、前記内歯歯車加工用ブローチはスプラインブローチにも使用できる。

軸直角刃溝ヘリカルブローチ切削方式図で多数のブローチ切れ刃のどの刃がワークのどの部分を切削するかを示す１刃とワークと拡大断面図。 （ａ）は本発明の実施の形態を示す内歯歯車加工用ブローチの狭幅の歯溝の１対のすかされていない１対のフランク面をガイドとして１対の段部及びハカマ部を切削する複数の第２刃を示す２刃の断面図、（ｂ）は狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃を示す２刃の断面図、をそれぞれ示す。 図１の第２刃と第３刃の切り刃構成例を示す。 図２の第２刃と第３刃のワーク切削長と切り刃ピッチの関係を示す切削状態図である。 （ａ）は従来品の軸直角刃溝ヘリカルブローチの構成を示す全体平面図、（ｂ）は（ａ）の交互丸刃部の要部拡大図、（ｃ）は（ｂ）の交互丸刃部がワーク切削長が短いときの切り刃ピッチとの関係を示す切削状態図である。

符号の説明

a1 ：複数の第１刃、a2：複数の第４刃、 14a〜 14b：複数の第２刃
15a〜 15b：複数の第３刃、31：狭幅の歯溝、32：フランク面、33：小径部
34：ハカマ部又は段部、35：歯底面、 F：フランク面の下部、 D：頂部
e：肩部フランク面

Claims (3)

1. 内周部にその周方向に沿って先端部分に少なくとも１対のハカマ部又は段部と前記１対のハカマ部又は段部の間に所望の深さをもって形成される狭幅の歯溝とをそれぞれ有する複数の内歯を有する内歯歯車加工用ブローチにおいて、
   前記内歯歯車の狭幅の歯溝の歯底面の深さが順次増すようにワークを切削する複数の第１刃と、前記複数の第１刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の下部及び頂部をすかし残る１対の肩部フランク面をガイドとして前記１対のハカマ部又は段部を切削する複数の第２刃及び／又は前記肩部フランク面をガイドとして狭幅の歯溝の小径部を切削する複数の第３刃と、前記複数の第２刃及び／又は第３刃に続く狭幅の歯溝の１対のフランク面の間隔を順次増すようにワークを切削する複数の第４刃と、を有することを特徴とする内歯歯車加工用ブローチ。
2. 前記内歯歯車の狭幅の歯溝はねじれ溝であり、前記内歯歯車加工用ブローチはヘリカルブローチであることを特徴とする請求項１記載の内歯歯車加工用ブローチ。
3. 前記内歯歯車の狭幅の歯溝はねじれがないスプライン溝であり、前記内歯歯車加工用ブローチはスプラインブローチであることを特徴とする請求項１記載の内歯歯車加工用ブローチ。

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