JP6772561B2 - ヘリカルブローチ - Google Patents

Description

本発明は、ブローチ本体の外周に複数の切れ刃が螺旋状に配列し、これらの切れ刃が被削材の下孔の内周に順次切り込んで、被削材にヘリカル内歯車等のねじれ溝加工を施すヘリカルブローチに関する。

従来、例えば下記特許文献１に示されるようなヘリカルブローチが知られている。ヘリカルブローチは、軸状のブローチ本体と、ブローチ本体の外周に該ブローチ本体の軸線に直交する径方向の外側へ向けて突設された複数の切れ刃と、を備えている。ブローチ本体の外周において複数の切れ刃は、ブローチ本体の軸線が延在する軸線方向へ向かうに従い漸次軸線回りの周方向に向けてねじれて配列している。

ヘリカルブローチは、筒状やリング状の金属材料からなる被削材の下孔に挿入され、ブローチ本体の外周に配列する切れ刃の配列方向（リード）に沿うように、被削材に対して軸線方向の工具送り方向へ送られつつ、周方向に回転させられる。これによりヘリカルブローチは、被削材の下孔の内周にヘリカル内歯車（はすばの内歯車）等のねじれ溝加工を施す。なお、ヘリカルブローチでは、軸線方向のうち工具送り方向を前方といい、工具送り方向とは反対側へ向かう方向を後方という。
ヘリカルブローチによれば、例えば自動変速機用のプラネタリーインターナルギア等の高精度が要求される製品を、一回の切削加工で、荒加工から仕上げ加工まで行うことができる。

ブローチ本体の外周に配列する切れ刃のうち、ブローチ本体の前方部分に配置される複数の切れ刃は外径上がり刃（荒刃）であり、後方部分に配置される複数の切れ刃は歯厚上がり刃（仕上げ刃）である。
複数の外径上がり刃は、ブローチ本体の径方向外側へ向けた各切れ刃の突出高さが、ブローチ本体の後方へ向かうに従い漸次増大させられている。これらの外径上がり刃は、被削材に歯溝（ねじれ溝）を形成するとともに、該歯溝を歯丈方向（ブローチ本体の径方向外側）に追い込み切削する。

また、複数の歯厚上がり刃は、外径上がり刃によって形成された歯溝の一対の歯面（溝壁面）を、歯厚方向（歯溝の溝幅方向、ブローチ本体の周方向）に追い込み切削する。
なお、複数の歯厚上がり刃のうち、前方に位置する歯厚上がり刃は、歯溝の溝幅方向の一方側の歯面（通常は鋭角側歯面）を追い込み切削する。また、後方に位置する歯厚上がり刃は、歯溝の溝幅方向の他方側の歯面（通常は鈍角側歯面）を追い込み切削する。つまり、歯厚上がり刃は、歯溝の一対の歯面を片方ずつ追い込み切削する。

歯厚上がり刃は、工具送り方向を向くすくい面と、周方向の一方側又は他方側を向く逃げ面と、すくい面と逃げ面との交差稜線に形成された切削刃と、周方向のうち逃げ面が向く方向とは反対側を向くガイド面と、すくい面とガイド面との交差稜線に形成されたガイド刃と、を備えている。ガイド面は、歯溝の一対の歯面のうち、切削刃が追い込み切削する歯面とは溝幅方向の反対側に位置する別の歯面に摺接させられる。なお、ガイド刃は、切削を目的としない見せかけの刃である。

特開２００７−２５３２９７号公報

しかしながら、従来のヘリカルブローチでは、下記の課題を有していた。
歯厚上がり刃において、被削材の歯溝の歯面に摺接させられるガイド面が、該歯面から離間することがあり、安定して接触しないことがあった。特にガイド面が、歯面に対して平行に形成されている場合には、このような不具合が生じやすかった。

ガイド面が歯面に対して安定して接触しなくなると、該ガイド面による切削刃のガイド機能が十分に発揮されなくなり、切削刃が追い込み切削する歯面にうねり（歯面が波形状に凹凸して形成される不具合）が生じて、加工精度に影響する。
また、切削を目的としないガイド刃が、意図せず歯面を切削してしまうことを防止することにも改善の余地があった。

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、歯厚上がり刃において、被削材の歯溝の歯面をガイド刃が切削してしまうことを防止しつつ、該歯面にガイド面を確実に摺接させて、切削刃による追い込み切削の精度を確保でき、これにより、高精度な切削加工を安定して行う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。

本発明の一態様は、軸状のブローチ本体と、前記ブローチ本体の外周に、前記ブローチ本体の軸線に直交する径方向の外側へ向けて突設された複数の切れ刃と、を備え、前記ブローチ本体の外周において複数の前記切れ刃が、前記軸線が延在する軸線方向へ向かうに従い漸次軸線回りの周方向に向けてねじれて配列するヘリカルブローチであって、複数の前記切れ刃には、複数の外径上がり刃と、前記外径上がり刃よりも前記軸線方向に沿う工具送り方向とは反対側に配置される複数の歯厚上がり刃と、が含まれ、前記歯厚上がり刃は、前記工具送り方向を向くすくい面と、前記周方向の一方側又は他方側を向く逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成された切削刃と、前記周方向のうち前記逃げ面が向く方向とは反対側を向くガイド面と、前記すくい面と前記ガイド面との交差稜線に形成されたガイド刃と、を備え、前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、前記外径上がり刃の配列方向に沿って延びるとともに、前記ガイド面に対向して配置される仮想の第１の弦巻線に対して、前記ガイド面はその全長にわたって、前記ガイド刃から離間するに従い前記第１の弦巻線に接近するように傾斜し、前記工具送り方向に隣り合う前記歯厚上がり刃の前記ガイド面同士が、前記第１の弦巻線とは別の１つの仮想の第２の弦巻線上に位置していることを特徴とする。

本発明のヘリカルブローチでは、歯厚上がり刃をブローチ本体の径方向から見た側面視において、外径上がり刃の配列方向（リード）に平行で歯厚上がり刃のガイド面に対向配置される仮想の第１の弦巻線に対して、該ガイド面がその全長（全面）にわたって傾斜して形成されている。具体的には、ガイド面がその全長にわたって、ガイド刃から離間するに従い（工具送り方向とは反対側へ向かうに従い）、前記第１の弦巻線に接近するように傾斜して延びている。

ここで、前記第１の弦巻線は、被削材の下孔の内周に外径上がり刃が切削した歯溝（ねじれ溝）の一対の歯面（溝壁面）のうち、歯厚上がり刃のガイド面が摺接させられる歯面に相当する。つまり、歯溝の一対の歯面は、外径上がり刃の配列方向に沿って延びていることから、一対の歯面のうち、歯厚上がり刃のガイド面に対向配置される歯面を、前記第１の弦巻線とみなすことができる。そして、歯厚上がり刃のガイド面全体が、ガイド刃から離間するに従いこの歯面に対して接近するように傾斜しているのである。

言い換えると、歯厚上がり刃のガイド面はその全体が、ガイド刃へ接近するに従い（工具送り方向へ向かうに従い）、歯面から離間させられるように傾斜している。従って、ガイド面は、ガイド刃を含むその前端部においては確実に歯面から離間させられるので、該ガイド刃が歯面を意図せず切削してしまう（傷付けてしまう）ことを防止できる。

また、歯面に対してガイド面全体が傾斜させられているため、該ガイド面における前端（ガイド刃に相当）と後端との間の、歯溝の切削方向に沿う距離（歯溝の溝長さ方向の距離であり、前記第１の弦巻線に沿う距離）を大きく確保することができる。そして、ガイド面の前端と後端との間の、歯溝の溝幅方向に沿う距離（前記第１の弦巻線に直交する方向に沿う距離であり、歯幅方向の変位量）も大きく確保することができる。このため、上述のようにガイド面の前端を歯面から十分に後退させて（離間させて）逃がしつつも、該ガイド面の後端近傍については、歯面に対して確実に接触させることができる。

従って、ガイド面による切削刃のガイド機能を安定化させることができる。つまり、歯厚上がり刃が歯溝を追い込み切削していく間、歯面に接触したガイド面が、該歯面から離間されることがなくなり、ガイド面のガイド機能を良好に維持することができる。これにより、歯厚上がり刃の切削刃が追い込み切削する歯溝の歯面（ガイド面が摺接する歯面とは別の歯面）に、うねりが生じてしまうようなことが顕著に防止されて、被削材の加工精度を安定して高めることができる。

しかも、歯厚上がり刃のガイド面全体が傾斜しているため、上述した優れた作用効果を奏しつつ、歯面（前記第１の弦巻線）に対してガイド面を傾斜させる角度そのものは小さく抑えることが可能になる。この結果、歯面とガイド面との接触面積（摺接面積）を広く確保しやすくなる。
従って、ガイド面による切削刃のガイド機能を十分に発揮させることができる。また、歯面に接触するガイド面の部分が尖って形成される（歯面に対して急傾斜で形成される）ようなことを抑制して、該ガイド面により歯面が傷付けられてしまうことを防止できる。

具体的には、歯厚上がり刃の切削刃が、歯溝の一対の歯面のうち、鋭角側歯面を追い込み切削する場合には、鈍角側歯面に対してガイド面全体が傾斜させられるとともに、鈍角側歯面にガイド面が安定して摺接する。また、歯厚上がり刃の切削刃が、歯溝の一対の歯面のうち、鈍角側歯面を追い込み切削する場合には、鋭角側歯面に対してガイド面全体が傾斜させられるとともに、鋭角側歯面にガイド面が安定して摺接する。このように、歯溝のいずれの歯面においても、本発明による作用効果が奏功される。

以上より本発明によれば、歯厚上がり刃において、被削材の歯溝の歯面をガイド刃が切削してしまうことを防止しつつ、該歯面にガイド面を確実に摺接させて、切削刃による追い込み切削の精度を確保でき、これにより、高精度な切削加工を安定して行うことができる。
また、前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、前記工具送り方向に隣り合う前記歯厚上がり刃の前記ガイド面同士が、前記第１の弦巻線とは別の１つの仮想の第２の弦巻線上に位置している。
この場合、歯厚上がり刃の作製がより簡単になる。なおこの場合、工具送り方向に隣り合う歯厚上がり刃同士のうち、前方に位置する歯厚上がり刃のガイド面は、歯溝の歯面に対して摺接しないこととなるが、その代わり、後方に位置する歯厚上がり刃のガイド面が歯面に確実に摺接させられるため、上述した本発明の作用効果は安定して奏功される。

また、上記ヘリカルブローチにおいて、前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、前記第１の弦巻線に対して前記ガイド面が傾斜する角度が、０．１′（分）以上１０′（分）以下であることが好ましい。

この場合、第１の弦巻線（ガイド面が摺接する歯溝の歯面に相当）に対して、ガイド面が傾斜する角度が０．１′以上であるので、ガイド面の前端に位置するガイド刃を歯面から確実に離間させて、該ガイド刃が歯面に切り込むことを顕著に防止できる。
また、第１の弦巻線に対して、ガイド面が傾斜する角度が１０′以下であるので、ガイド面と歯面との接触面積を広く確保することができる。これにより、ガイド面による切削刃のガイド機能をより安定化させることができる。また、ガイド面が歯面を傷付けてしまうようなことを顕著に防止できる。

また、上記ヘリカルブローチにおいて、前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、前記第１の弦巻線に対して前記ガイド面が傾斜する角度が、前記ガイド面の全長にわたって一定であることが好ましい。

この場合、上述した本発明による優れた作用効果が、より安定して得られやすくなる。また、歯厚上がり刃の作製が容易となる。

本発明のヘリカルブローチによれば、歯厚上がり刃において、被削材の歯溝の歯面をガイド刃が切削してしまうことを防止しつつ、該歯面にガイド面を確実に摺接させて、切削刃による追い込み切削の精度を確保でき、これにより、高精度な切削加工を安定して行うことができる。

本発明の一実施形態に係るヘリカルブローチを簡略化して示す側面図である。 図１のヘリカルブローチの歯厚上がり刃近傍を拡大して示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るヘリカルブローチ１０について、図面を参照して説明する。

〔ヘリカルブローチの概略構成〕
図１に示されるように、本実施形態のヘリカルブローチ１０は、軸状のブローチ本体１を有しており、このブローチ本体１の外周には、複数の切れ刃が配列している。ブローチ本体１の外周において複数の切れ刃は、ブローチ本体１の軸線Ｏに直交する径方向の外側へ向けて突設されており、軸線Ｏが延在する軸線Ｏ方向へ向かうに従い漸次軸線Ｏ回りの周方向に向けてねじれて配列している。

ヘリカルブローチ１０は、筒状やリング状の金属材料からなる被削材Ｗの下孔に挿入され、ブローチ本体１の外周に配列する切れ刃の配列方向（リード）Ｌに沿うように、被削材Ｗに対して軸線Ｏ方向の工具送り方向Ｆへ送られつつ、周方向に回転させられる。これによりヘリカルブローチ１０は、被削材Ｗの下孔の内周にヘリカル内歯車（はすばの内歯車）等のねじれ溝加工を施す。
このヘリカルブローチ１０は、例えば自動変速機用のプラネタリーインターナルギア等の高精度が要求される製品の作製に用いられ、一回の切削加工で、被削材Ｗに対して荒加工から仕上げ加工までを行うことができる。

〔本実施形態で用いる向き（方向）の定義〕
本実施形態では、ブローチ本体１の軸線Ｏが延在する方向（軸線Ｏに沿う方向）を、軸線Ｏ方向という。また、軸線Ｏ方向のうち、切削時に被削材Ｗに対してブローチ本体１が移動させられる向き（図１において上から下へ向かう向き）を工具送り方向Ｆといい、これとは反対側へ向かう方向（図１において下から上へ向かう向き）を、工具送り方向Ｆとは反対側という。また、工具送り方向Ｆを前方といい、工具送り方向Ｆとは反対側へ向かう方向を後方ということがある。

また、ブローチ本体１の軸線Ｏに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Ｏから離間する向きを径方向の外側という。
また、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

〔ブローチ本体〕
ブローチ本体１は、例えば高速度工具鋼等の硬質金属材料により形成され、軸線Ｏを中心とした長尺の軸状をなしている。ブローチ本体１の軸線Ｏ方向の両端部には、該ブローチ本体１をブローチ盤に取り付けるためのつかみ部２、３が形成されている。ブローチ本体１の前端部には、前つかみ部２が形成され、後端部には、後つかみ部３が形成されている。
ブローチ本体１において、軸線Ｏ方向に沿う前つかみ部２と後つかみ部３との間に位置する部位（ブローチ本体１の両端部間に位置する中間部分）には、刃部４が形成されている。

刃部４の外周には、径方向外側に向けて突出する複数の切れ刃が形成されている。複数の切れ刃は、ブローチ本体１の後方に向かうに従い漸次周方向にねじれる螺旋状をなすように、かつ互いに間隔をあけて配列されている。また、このような螺旋状の切れ刃の列が、周方向に互いに間隔をあけて、複数列形成されている。

図１及び図２において、このヘリカルブローチ１０を使用する際には、被削材Ｗに形成された下孔にブローチ本体１を挿通した状態で、つかみ部２、３がブローチ盤に支持される。そして、刃部４がその前端から被削材Ｗの下孔内に挿入されていき、複数の切れ刃が該下孔の内周に順次切り込むことにより、被削材Ｗの内周には、螺旋状の歯溝（ねじれ溝）Ｇが周方向に互いに間隔をあけて複数形成される。

〔切れ刃〕
図１において、刃部４の複数の切れ刃には、複数の外径上がり刃（荒刃）５と、これらの外径上がり刃５よりも後方に配置される複数の歯厚上がり刃（仕上げ刃）６と、が含まれている。特に図示していないが、刃部４には、被削材Ｗの下孔の最内周部分（小径部）を切削する丸刃が備えられていてもよい。丸刃は、例えば、刃部４の後方部分に複数配置される。

本実施形態の例では、ブローチ本体１が一体形であり、該ブローチ本体１の刃部４には、外径上がり刃５及び歯厚上がり刃６が一体に形成されている。ただしこれに限定されるものではなく、例えばブローチ本体１は、大径部分と小径部分とを有する多段軸状の本体部と、該本体部の小径部分に嵌合する円筒状のシェル部と、を有する組立形であってもよい。この場合、本体部の大径部分に外径上がり刃５が形成され、本体部の小径部分に装着されたシェル部に歯厚上がり刃６が形成される。

外径上がり刃５は、刃部４のうち前方部分に配置されている。複数の外径上がり刃５は、ブローチ本体１の径方向外側へ向けた各切れ刃の突出高さが、ブローチ本体１の後方へ向かうに従い漸次増大させられている。これらの外径上がり刃５は、被削材Ｗに歯溝Ｇを形成するとともに、該歯溝Ｇを歯丈方向（ブローチ本体１の径方向外側）に追い込み切削する。

外径上がり刃５によって切削された被削材Ｗの歯溝Ｇは、その一対の歯面（溝壁面）Ａ、Ｂが、該外径上がり刃５の配列方向（リード）Ｌに沿って形成される。つまり、切れ刃の配列方向Ｌと、被削材Ｗの歯面Ａ、Ｂとは、互いに平行である。
なお、図２において符号βで示されるものは、歯溝ねじれ角である。歯溝ねじれ角βは、被削材Ｗの歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂが、ブローチ本体１の軸線Ｏに対してねじれる（傾斜する）角度である。具体的には、歯溝Ｇの延在方向（歯溝中心線）と、ブローチ本体１の軸線Ｏと、が交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度が歯溝ねじれ角βである。

図１において、歯厚上がり刃６は、刃部４のうち後方部分に配置されている。図２において、複数の歯厚上がり刃６は、外径上がり刃５によって形成された歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂを、歯厚方向（歯溝Ｇの溝幅方向、ブローチ本体１の周方向）に追い込み切削する。

具体的に、複数の歯厚上がり刃６のうち、前方に位置する歯厚上がり刃６は、歯溝Ｇの溝幅方向の一方側の歯面（例えば鋭角側歯面）Ａを追い込み切削する。また、一方側の歯面Ａを追い込み切削する歯厚上がり刃６よりも後方に位置する歯厚上がり刃６は、歯溝Ｇの溝幅方向の他方側の歯面（例えば鈍角側歯面）Ｂを追い込み切削する。つまり、歯厚上がり刃６は、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂを、片方ずつ順番に追い込み切削する。

図２に示される例では、複数の歯厚上がり刃６が、被削材Ｗの歯溝Ｇの一方側の歯面（鋭角側歯面）Ａを追い込み切削している。なお、鋭角側歯面とは、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、刃部４が挿入される被削材Ｗの入口側の端面Ｐに対して鋭角に交差する歯面Ａである。また、鈍角側歯面とは、端面Ｐに対して鈍角に交差する歯面Ｂである。
また、一方側の歯面Ａを追い込み切削する歯厚上がり刃６と、他方側の歯面Ｂを追い込み切削する歯厚上がり刃６との間には、切削に寄与しないガイド切れ刃（不図示）が設けられていてもよい。

〔歯厚上がり刃〕
図２に示されるように、歯厚上がり刃６は、工具送り方向Ｆを向くすくい面１１と、周方向（図２における左右方向）の一方側又は他方側を向く逃げ面１２と、すくい面１１と逃げ面１２との交差稜線に形成された切削刃１３と、周方向のうち逃げ面１２が向く方向とは反対側を向くガイド面１４と、すくい面１１とガイド面１４との交差稜線に形成されたガイド刃１５と、を備えている。
図２に示される例では、歯厚上がり刃６の逃げ面１２が、周方向の一方側を向いており、歯溝Ｇの一方側の歯面Ａに対向している。また、ガイド面１４が、周方向の他方側を向いており、歯溝Ｇの他方側の歯面Ｂに対向している。

図２に示されるように、歯厚上がり刃６をブローチ本体１の径方向から見た側面視（又は歯厚上がり刃６の径方向に垂直な側断面視）において、符号Ｈ１は、外径上がり刃５の配列方向（リード）Ｌに沿って（平行に）延びるとともに、歯厚上がり刃６のガイド面１４に対向して配置された仮想の弦巻線を表している。この弦巻線Ｈ１は、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、ガイド面１４に対向配置される歯面Ｂに相当する。つまりこの側面視で、弦巻線Ｈ１と歯面Ｂとは、互いに一致している。
以下の歯厚上がり刃６の各構成要素の説明では、弦巻線Ｈ１を用いることがある。図２に示されるブローチ本体１の側面視で、弦巻線Ｈ１が延在する方向は歯溝Ｇの延在方向に沿っており、弦巻線Ｈ１に直交する方向は歯溝Ｇの溝幅方向に沿っている。なお、弦巻線Ｈ１に直交する方向は、歯厚上がり刃６の歯幅方向に相当する。

図２に示されるブローチ本体１の側面視で、すくい面１１は、弦巻線Ｈ１に直交する方向に沿って切削刃１３から離間するに従い（ガイド刃１５へ向かうに従い）、弦巻線Ｈ１の延在方向の後方へ向かって傾斜して形成されている。これにより、切削刃１３のすくい角は、正の角度（ポジティブ角）に設定されている。

逃げ面１２は、弦巻線Ｈ１の延在方向に沿って切削刃１３から離間するに従い（後方へ向かうに従い）、周方向の他方側（ガイド面１４側）へ向かって傾斜して形成されている。つまり、切削刃１３には逃げ角が付与されており、これにより切削刃１３は、一方側の歯面Ａに切り込みやすくされている。

ガイド面１４は、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、切削刃１３が追い込み切削する歯面Ａとは溝幅方向の反対側に位置する別の歯面Ｂに対して、摺接させられる。
そして、ガイド面１４は、該ガイド面１４に対向配置される弦巻線Ｈ１（他方側の歯面Ｂ）に対して、ガイド面１４の全長にわたって、ガイド刃１５から離間するに従い（弦巻線Ｈ１の延在方向の後方へ向かうに従い）、弦巻線Ｈ１に接近するように傾斜して形成されている。

図２に示されるブローチ本体１の側面視で、弦巻線Ｈ１に対してガイド面１４が傾斜する角度（傾斜角）αは、例えば、０．１′（分）以上１０′（分）以下である。角度αは、図２において、弦巻線Ｈ１とガイド面１４とが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度である。なお、より好ましくは、角度αは、１′（分）以上５′（分）以下である。

本実施形態の例では、図２において、弦巻線Ｈ１に対してガイド面１４が傾斜する角度αが、該ガイド面１４の全長にわたって一定である。つまり、図２においてガイド面１４は、その全長にわたって延びる直線状（１本の直線状）をなしている。
また、図２に示されるように、工具送り方向Ｆに隣り合う歯厚上がり刃６のガイド面１４同士は、１つの仮想の弦巻線Ｈ２上に位置している。なお、この弦巻線Ｈ２は、上記弦巻線Ｈ１に対して角度αで交差する、別の弦巻線である。つまり、弦巻線Ｈ１を第１の弦巻線Ｈ１とすると、弦巻線Ｈ２は、第１の弦巻線Ｈ１とは傾斜が異なる第２の弦巻線Ｈ２である。

ブローチ本体１の外周には、切れ刃の配列方向Ｌに沿う被削材Ｗの厚さＴに対応する領域（所定の領域）内に、複数（本実施形態の例では２〜３つ）の歯厚上がり刃６が配列している。また、これらの歯厚上がり刃６の各ガイド面１４が、同一の弦巻線Ｈ２上に配置されている。そして、被削材Ｗの下孔内に配置された前記複数の歯厚上がり刃６のうち、少なくとも１つ以上の歯厚上がり刃６のガイド面１４が、歯面Ｂに摺接させられる。
ガイド面１４は、外径上がり刃５によって形成された歯溝Ｇの歯面Ｂに摺接することにより、歯厚上がり刃６とともにその切削刃１３を、弦巻線Ｈ１（配列方向Ｌ）に沿って案内する。

ガイド刃１５は、ガイド面１４に対向配置される弦巻線Ｈ１（歯面Ｂ）から、弦巻線Ｈ１に直交する方向へ向けて（逃げ面１２側へ向けて）離間して配置されている。ガイド刃１５は、切削を目的としない見せかけの刃である。

また、図２において配列する複数の歯厚上がり刃６のうち、最前端に位置する歯厚上がり刃６に対して、その後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６は、弦巻線Ｈ１に直交する方向の歯幅（切削刃１３とガイド刃１５との間の溝幅方向に沿う距離）が大きくなっている。また、最前端の歯厚上がり刃６の後方に隣り合う歯厚上がり刃６に対して、その後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６は、歯幅が大きくなっている。

具体的には、最前端に位置する歯厚上がり刃６の切削刃１３に対して、その後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６の切削刃１３が、歯溝Ｇの溝幅方向に沿う歯面Ａ側（弦巻線Ｈ１に直交する方向に沿うガイド面１４から逃げ面１２側）へ向けて突出している。また、最前端の歯厚上がり刃６の後方に隣り合う歯厚上がり刃６の切削刃１３に対して、さらにその後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６の切削刃１３が、歯溝Ｇの溝幅方向に沿う歯面Ａ側へ向けて突出している。

つまり、このブローチ本体１には、鋭角側の歯面Ａを切削する歯厚上がり刃６が複数設けられており、これらの歯厚上がり刃６の歯幅、及び切削刃１３の歯面Ａへ向けた突出量が、後方に向かうに従い徐々に大きくされていることで、複数の歯厚上がり刃６が、鋭角側の歯面Ａを追い込み切削していく。

また、本実施形態の例では、図２に示される複数の歯厚上がり刃６の各ガイド面１４が、１つの弦巻線Ｈ２上に一致するように配置されている。このため、最前端に位置する歯厚上がり刃６のガイド刃１５に対して、その後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６のガイド刃１５が、歯溝Ｇの溝幅方向に沿う歯面Ｂ側（弦巻線Ｈ１に直交する方向に沿う逃げ面１２からガイド面１４側）へ向けて突出している。また、最前端の歯厚上がり刃６の後方に隣り合う歯厚上がり刃６のガイド刃１５に対して、さらにその後方に隣り合う別の歯厚上がり刃６のガイド刃１５が、歯溝Ｇの溝幅方向に沿う歯面Ｂ側へ向けて突出している。

図２に示される鋭角側歯面Ａを追い込み切削するための複数の歯厚上がり刃６よりも後方には、特に図示していないが、鈍角側歯面Ｂを追い込み切削するための複数の歯厚上がり刃６が配列している。鈍角側歯面Ｂを追い込み切削する歯厚上がり刃６も、すくい面１１、逃げ面１２、切削刃１３、ガイド面１４及びガイド刃１５を有している。ただし、鈍角側歯面Ｂを追い込み切削する歯厚上がり刃６においては、逃げ面１２及び切削刃１３と、ガイド面１４及びガイド刃１５と、のブローチ周方向に沿う配置関係が、上述した鋭角側歯面Ａを追い込み切削する歯厚上がり刃６の配置関係とは逆向きとなる。また、すくい面１１のすくい角は、負の角度（ネガティブ角）に設定される。そして、弦巻線Ｈ１は、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、ガイド面１４に対向配置される歯面Ａに相当する。つまりブローチ本体１の側面視で、弦巻線Ｈ１と歯面Ａとが、互いに一致する。

〔ヘリカルブローチによる被削材の切削〕
本実施形態のヘリカルブローチ１０を用いて被削材Ｗにブローチ加工を施す際には、ブローチ本体１の刃部４が被削材Ｗの下孔に挿入されていき、まず、外径上がり刃５により下孔の内周に歯溝Ｇが形成される。複数の外径上がり刃５は、ブローチ本体１の径方向外側へ向けた切れ刃の突出高さがブローチ本体１の後方に向かうに従い徐々に増大させられている。このため、これらの外径上がり刃５は、被削材Ｗの下孔の内周にヘリカル内歯車形状の歯溝（ねじれ溝）Ｇを歯丈方向に追い込み切削する。

次いで、刃部４において外径上がり刃５の後方に位置する歯厚上がり刃６が、被削材Ｗの下孔に挿入されていく。具体的には、歯厚上がり刃６全数のうち（歯厚上がり刃６の配置領域のうち）、まず、前方部分に位置する一方側（鋭角側）歯面Ａ切削用の複数の歯厚上がり刃６によって、歯溝Ｇの一方側の歯面Ａが追い込み切削されて仕上げられていく。
図２において、詳しくは、前方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６は、各切削刃１３の鋭角側歯面Ａへ向けた突出量が、後方へ向かうに従い徐々に大きくされている。また、各切削刃１３は、鈍角側歯面Ｂに摺接するガイド面１４により、鈍角側歯面Ｂ（弦巻線Ｈ１）に沿って案内される。そして、複数の歯厚上がり刃６は、前後に隣り合う切削刃１３同士の前記突出量の差分だけ、鋭角側歯面Ａを切削刃１３により切削し追い込んでいく。

次いで、歯厚上がり刃６全数のうち、一方側歯面Ａ切削用の複数の歯厚上がり刃６よりも後方（後方部分）に位置する、他方側（鈍角側）歯面Ｂ切削用の複数の歯厚上がり刃６によって、歯溝Ｇの他方側の歯面Ｂが追い込み切削されて仕上げられていく。
特に図示していないが、詳しくは、後方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６は、各切削刃１３の鈍角側歯面Ｂへ向けた突出量が、後方へ向かうに従い徐々に大きくされている。また、各切削刃１３は、鋭角側歯面Ａに摺接するガイド面１４により、鋭角側歯面Ａ（弦巻線Ｈ１）に沿って案内される。そして、複数の歯厚上がり刃６は、前後に隣り合う切削刃１３同士の前記突出量の差分だけ、鈍角側歯面Ｂを切削刃１３により切削し追い込んでいく。

〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態のヘリカルブローチ１０では、図２に示されるように、歯厚上がり刃６をブローチ本体１の径方向から見た側面視において、外径上がり刃５の配列方向（リード）Ｌに平行で歯厚上がり刃６のガイド面１４に対向配置される仮想の弦巻線Ｈ１に対して、該ガイド面１４がその全長（全面）にわたって傾斜して形成されている。具体的には、ガイド面１４がその全長にわたって、ガイド刃１５から離間するに従い（工具送り方向Ｆとは反対側へ向かうに従い）、弦巻線Ｈ１に接近するように傾斜して延びている。

ここで、弦巻線Ｈ１は、被削材Ｗの下孔の内周に外径上がり刃５が切削した歯溝（ねじれ溝）Ｇの一対の歯面（溝壁面）Ａ、Ｂのうち、歯厚上がり刃６のガイド面１４が摺接させられる歯面Ｂに相当する。つまり、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂは、外径上がり刃５の配列方向Ｌに沿って延びていることから、一対の歯面Ａ、Ｂのうち、歯厚上がり刃６のガイド面１４に対向配置される歯面Ｂを、弦巻線Ｈ１とみなすことができる。そして、歯厚上がり刃６のガイド面１４全体が、ガイド刃１５から離間するに従いこの歯面Ｂに対して接近するように傾斜しているのである。

言い換えると、歯厚上がり刃６のガイド面１４はその全体が、ガイド刃１５へ接近するに従い（工具送り方向Ｆへ向かうに従い）、歯面Ｂから離間させられるように傾斜している。従って、ガイド面１４は、ガイド刃１５を含むその前端部においては確実に歯面Ｂから離間させられるので、該ガイド刃１５が歯面Ｂを意図せず切削してしまう（傷付けてしまう）ことを防止できる。

また、歯面Ｂに対してガイド面１４全体が傾斜させられているため、該ガイド面１４における前端（ガイド刃１５に相当）と後端との間の、歯溝Ｇの切削方向に沿う距離（図２における歯溝Ｇの溝長さ方向の距離であり、弦巻線Ｈ１に沿う距離）を大きく確保することができる。そして、ガイド面１４の前端と後端との間の、歯溝Ｇの溝幅方向に沿う距離（図２における弦巻線Ｈ１に直交する方向に沿う距離であり、歯幅方向の変位量）も大きく確保することができる。このため、上述のようにガイド面１４の前端を歯面Ｂから十分に後退させて（離間させて）逃がしつつも、該ガイド面１４の後端近傍については、歯面Ｂに対して確実に接触させることができる。

従って、ガイド面１４による切削刃１３のガイド機能を安定化させることができる。つまり、歯厚上がり刃６が歯溝Ｇを追い込み切削していく間、歯面Ｂに接触したガイド面１４が、該歯面Ｂから離間されることがなくなり、ガイド面１４のガイド機能を良好に維持することができる。これにより、歯厚上がり刃６の切削刃１３が追い込み切削する歯溝Ｇの歯面（ガイド面１４が摺接する歯面Ｂとは別の歯面）Ａに、うねりが生じてしまうようなことが顕著に防止されて、被削材Ｗの加工精度を安定して高めることができる。

しかも、歯厚上がり刃６のガイド面１４全体が傾斜しているため、上述した優れた作用効果を奏しつつ、歯面Ｂ（弦巻線Ｈ１）に対してガイド面１４を傾斜させる角度αそのものは小さく抑えることが可能になる。この結果、歯面Ｂとガイド面１４との接触面積（摺接面積）を広く確保しやすくなる。
従って、ガイド面１４による切削刃１３のガイド機能を十分に発揮させることができる。また、歯面Ｂに接触するガイド面１４の部分が尖って形成される（歯面Ｂに対して急傾斜で形成される）ようなことを抑制して、該ガイド面１４により歯面Ｂが傷付けられてしまうことを防止できる。

具体的には、歯厚上がり刃６の切削刃１３が、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、鋭角側歯面Ａを追い込み切削する場合には、鈍角側歯面Ｂに対してガイド面１４全体が傾斜させられるとともに、鈍角側歯面Ｂにガイド面１４が安定して摺接する。また、歯厚上がり刃６の切削刃１３が、歯溝Ｇの一対の歯面Ａ、Ｂのうち、鈍角側歯面Ｂを追い込み切削する場合には、鋭角側歯面Ａに対してガイド面１４全体が傾斜させられるとともに、鋭角側歯面Ａにガイド面１４が安定して摺接する。このように、歯溝Ｇのいずれの歯面Ａ、Ｂにおいても、本実施形態による作用効果が奏功される。

以上より本実施形態によれば、歯厚上がり刃６において、被削材Ｗの歯溝Ｇの歯面Ａ、Ｂをガイド刃１５が切削してしまうことを防止しつつ、該歯面Ａ、Ｂにガイド面１４を確実に摺接させて、切削刃１３による追い込み切削の精度を確保でき、これにより、高精度な切削加工を安定して行うことができる。

また本実施形態では、図２に示されるように、歯厚上がり刃６をブローチ本体１の径方向から見た側面視で、弦巻線Ｈ１に対してガイド面１４が傾斜する角度αが、０．１′（分）以上１０′（分）以下であるので、下記の作用効果を奏する。

すなわちこの場合、弦巻線Ｈ１（ガイド面１４が摺接する歯溝Ｇの歯面Ｂに相当）に対して、ガイド面１４が傾斜する角度αが０．１′以上であるので、ガイド面１４の前端に位置するガイド刃１５を歯面Ｂから確実に離間させて、該ガイド刃１５が歯面Ｂに切り込むことを顕著に防止できる。なお、上記作用効果をより格別顕著なものとするには、好ましくは、角度αは１′以上である。
また、弦巻線Ｈ１に対して、ガイド面１４が傾斜する角度αが１０′以下であるので、ガイド面１４と歯面Ｂとの接触面積を広く確保することができる。これにより、ガイド面１４による切削刃１３のガイド機能をより安定化させることができる。また、ガイド面１４が歯面Ｂを傷付けてしまうようなことを顕著に防止できる。なお、上記作用効果をより格別顕著なものとするには、好ましくは、角度αは５′以下である。

また本実施形態では、図２に示されるように、歯厚上がり刃６をブローチ本体１の径方向から見た側面視で、弦巻線Ｈ１に対してガイド面１４が傾斜する角度αが、ガイド面１４の全長にわたって一定である。従って、上述した本実施形態による優れた作用効果が、より安定して得られやすくなる。また、歯厚上がり刃６の作製が容易となる。

また本実施形態では、図２に示される側面視で、工具送り方向Ｆに隣り合う歯厚上がり刃６のガイド面１４同士が、１つの仮想の弦巻線Ｈ２上に位置しているので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、歯厚上がり刃６の作製がより簡単になる。なおこの場合、工具送り方向Ｆに隣り合う歯厚上がり刃６同士のうち、前方に位置する歯厚上がり刃６のガイド面１４は、歯溝Ｇの歯面Ｂに対して摺接しないこととなるが、その代わり、後方に位置する歯厚上がり刃６のガイド面１４が歯面Ｂに確実に摺接させられるため、上述した本発明の作用効果は安定して奏功される。

〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、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。

例えば、前述の実施形態では、ブローチ本体１の刃部４における歯厚上がり刃６全数の配置領域のうち、切れ刃の配列方向Ｌの前方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６が、歯溝Ｇの鋭角側歯面Ａに切り込み、後方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６が、歯溝Ｇの鈍角側歯面Ｂに切り込むようになっている。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、切れ刃の配列方向Ｌの前方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６が、歯溝Ｇの鈍角側歯面Ｂに切り込み、後方部分に位置する複数の歯厚上がり刃６が、歯溝Ｇの鋭角側歯面Ａに切り込むこととしてもよい。この場合、前述の実施形態とは異なり、歯溝Ｇの鈍角側歯面Ｂが一方側の歯面Ｂとされ、歯溝Ｇの鋭角側歯面Ａが他方側の歯面Ａとされる。

また前述の実施形態では、被削材Ｗの厚さＴに対応する領域（所定の領域）内に、複数の歯厚上がり刃６が配列し、これらの歯厚上がり刃６の各ガイド面１４が、同一の弦巻線Ｈ２上に配置されている。そして、被削材Ｗの下孔内に配置された前記複数の歯厚上がり刃６のうち、少なくとも１つ以上の歯厚上がり刃６のガイド面１４が、歯面Ｂに摺接する。ただし参考例ではこれに限定されるものではなく、例えば、前記複数の歯厚上がり刃６のすべてのガイド面１４が、歯面Ｂにそれぞれ摺接することとしてもよい。この場合、特に図示していないが、ブローチ本体１の側面視において各ガイド面１４が一致する弦巻線Ｈ２は、互いに同一直線上にない異なった複数の弦巻線Ｈ２となる。

また前述の実施形態では、図２に示される側面視において、複数の歯厚上がり刃６の各ガイド面１４が、該ガイド面１４の全長にわたって直線状に延びている。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、特に図示していないが、ブローチ本体１の側面視においてガイド面１４は、その全長にわたって曲線状に延びていてもよい。ただしこの場合、ガイド面１４は、該ガイド面１４に対向配置される歯面Ｂ（弦巻線Ｈ１）へ向けて凸となる凸曲線状であることが好ましい。

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、変形例及びなお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。

本発明のヘリカルブローチは、歯厚上がり刃において、被削材の歯溝の歯面をガイド刃が切削してしまうことを防止しつつ、該歯面にガイド面を確実に摺接させて、切削刃による追い込み切削の精度を確保でき、これにより、高精度な切削加工を安定して行うことができる。従って、産業上の利用可能性を有する。

１ ブローチ本体
５ 外径上がり刃（荒刃）
６ 歯厚上がり刃（仕上げ刃）
１０ ヘリカルブローチ
１１ すくい面
１２ 逃げ面
１３ 切削刃
１４ ガイド面
１５ ガイド刃
Ｆ 工具送り方向
Ｈ１ 仮想の弦巻線（第１の弦巻線）
Ｈ２ 仮想の弦巻線（第２の弦巻線）
Ｌ 切れ刃（外径上がり刃）の配列方向
Ｏ 軸線
α 角度（傾斜角）

Claims (3)

1. 軸状のブローチ本体と、
   前記ブローチ本体の外周に、前記ブローチ本体の軸線に直交する径方向の外側へ向けて突設された複数の切れ刃と、を備え、
   前記ブローチ本体の外周において複数の前記切れ刃が、前記軸線が延在する軸線方向へ向かうに従い漸次軸線回りの周方向に向けてねじれて配列するヘリカルブローチであって、
   複数の前記切れ刃には、
   複数の外径上がり刃と、
   前記外径上がり刃よりも前記軸線方向に沿う工具送り方向とは反対側に配置される複数の歯厚上がり刃と、が含まれ、
   前記歯厚上がり刃は、
   前記工具送り方向を向くすくい面と、
   前記周方向の一方側又は他方側を向く逃げ面と、
   前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成された切削刃と、
   前記周方向のうち前記逃げ面が向く方向とは反対側を向くガイド面と、
   前記すくい面と前記ガイド面との交差稜線に形成されたガイド刃と、を備え、
   前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、
   前記外径上がり刃の配列方向に沿って延びるとともに、前記ガイド面に対向して配置される仮想の第１の弦巻線に対して、前記ガイド面はその全長にわたって、前記ガイド刃から離間するに従い前記第１の弦巻線に接近するように傾斜し、
   前記工具送り方向に隣り合う前記歯厚上がり刃の前記ガイド面同士が、前記第１の弦巻線とは別の１つの仮想の第２の弦巻線上に位置していることを特徴とするヘリカルブローチ。
2. 請求項１に記載のヘリカルブローチであって、
   前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、
   前記第１の弦巻線に対して前記ガイド面が傾斜する角度が、０．１′以上１０′以下であることを特徴とするヘリカルブローチ。
3. 請求項１又は２に記載のヘリカルブローチであって、
   前記歯厚上がり刃を前記ブローチ本体の径方向から見た側面視で、
   前記第１の弦巻線に対して前記ガイド面が傾斜する角度が、前記ガイド面の全長にわたって一定であることを特徴とするヘリカルブローチ。

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