WO2012026576A1 - ヘリカルブローチ - Google Patents

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WO
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broach
blade
groove width
end side
blades
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直樹 善積
好夫 小林
賢祐 河野
秀之 藤原
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三菱マテリアル株式会社
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    • B23D43/00—Broaching tools
    • B23D43/02—Broaching tools for cutting by rectilinear movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D43/00—Broaching tools
    • B23D43/005—Broaching tools for cutting helical grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/26—Broaching tools
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/16—Rectilinear broach

Definitions

  • the present invention relates to a helical broach used for cutting a workpiece, for example, when manufacturing a helical internal gear having a twisted groove on its inner periphery.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-191074 for which it applied to Japan on August 27, 2010, and uses the content here.
  • a helical internal gear is a planetary internal gear.
  • Various planetary internal gears are provided as gears for automatic transmissions.
  • high quality gears are also required.
  • the helical broach is used for processing such a helical internal gear.
  • a plurality of cutting blades projecting radially outward of the broach main body are provided on the outer peripheral portion of the rod-shaped broach main body from the front end side to the rear end side of the broach main body.
  • a helical broach arranged in a spiral shape that twists around the axis of the main body has been proposed.
  • the cutting edge on the tip side of the broach body is a rough edge (groove depth expanding blade), and the cutting edge on the rear end side of the broach body is a finishing blade (groove width expanding blade).
  • a cutting blade is formed at the crossing ridge line portion between the rake face facing the tip side of the broach body and the side surface facing one side of the circumferential direction of the broach body, and the side opposite to the cutting blade
  • a guide blade is formed at the intersecting ridge line portion between the side surface and the rake face.
  • a predetermined tooth thickness is finished by a finishing blade group whose thickness increases sequentially.
  • finishing the tooth thickness first, cut one side of the tooth profile (for example, the acute angle side surface) in the tooth thickness direction and then cut the other side surface (for example, the obtuse angle side surface) of the tooth profile. Finish in the desired tooth profile by cutting in the direction.
  • the present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a helical broach that can prevent overcutting by a finished final blade and that can machine a workpiece with good tooth trace accuracy.
  • the helical broach of the present invention protrudes from the outer peripheral portion of the broach body formed in a rod shape to the outer side in the radial direction of the broach body, and the tip of the broach body
  • a helical broach that forms a twisted groove on the inner periphery of a machining hole of a workpiece by a plurality of cutting blades arranged in a spiral shape that twists about the axis of the broach body from the side to the rear end side, wherein the plurality of cutting blades Has a plurality of groove depth enlarging blades arranged on the front end side of the broach body and a plurality of groove width enlarging blades arranged on the rear end side of the broach body, A cutting blade formed on a cross ridge line portion between a rake face facing the tip side of the broach body and a side surface facing one of the wall surfaces of the twisted groove of the workpiece, and the cutting blade
  • a guide blade is formed instead of the cutting blade on the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body among the plurality of groove width expanding blades on the rear end side of the broach body. . Therefore, the groove width widening blade located on the most rear end side does not have a function of cutting. As a result, the groove width widening blade located on the most rear end side guides the groove width widening blade (which becomes the final finishing blade substantially) immediately ahead by the guide blade.
  • the number of grooves acting on the workpiece of the groove width widening blade changes on the circumference of the groove width widening blade located on the most rear end side of the broach body,
  • the behavior of the helical broach may become unstable. Even in such a case, according to the present invention, as described above, since the groove width widening blade located on the most rear end side of the broach body does not have a function of cutting, the workpiece is overcut. There is nothing to do.
  • the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body is formed to recede in the tooth thickness direction with respect to the groove width expanding blade positioned immediately ahead of the row to which the groove width expanding blade belongs. Also good.
  • this type of helical broach it is customary to regrind when the cutting function is reduced.
  • the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body is formed so as to recede in the tooth thickness direction from the groove width expanding blade located immediately ahead, Even so, it is possible to avoid protruding in the tooth thickness direction from the front groove width expanding blade. Thereby, after re-grinding, it is possible to prevent the occurrence of problems such as overcutting the workpiece with the groove width widening blade located on the most rear end side of the broach body.
  • a negative clearance angle ⁇ c may be formed in a range of 0.5 ° ⁇ ⁇ c ⁇ 2 ° on the guide blade of the groove width widening blade located on the most rear end side of the broach body. In this way, by forming a negative clearance angle in such a range in the guide blade, the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach main body can cut the groove width expanding blade ahead of it without performing cutting. The function of guiding can be exhibited more reliably. If the negative clearance angle formed on the guide blade is smaller than 0.5 °, the guide blade may cause a cutting function depending on the behavior of the helical broach with respect to the workpiece. Further, when the negative clearance angle of the guide blade is larger than 2 °, the gap amount at the tip of the guide blade increases, and there is a possibility that accurate guide cannot be performed.
  • the second and third or second to fourth groove width widening blades counted from the rear end side of the broach body among the groove width widening blades in a row are set to have the same amount of protrusion in the tooth thickness direction. May be.
  • the helical broach is used at the final stage of processing by setting the protrusion amount in the tooth thickness direction of two or three groove width expansion blades to the same value except for the groove width expansion blade located on the most rear end side of the broach body. Stabilizes the behavior of the helical broach relative to the workpiece as it exits the workpiece. Thereby, a tooth profile with excellent accuracy can be formed on the workpiece.
  • the groove width expanding blades are arranged on the circumference of the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body. Even if the number of sheets acting on the workpiece changes and the behavior of the helical broach becomes unstable, there is no function for cutting the groove width widening blade located at the rearmost end of the broach body, A tooth profile with excellent accuracy can be formed without cutting.
  • FIG. 1 It is a side view which shows embodiment in the case of applying this invention to an off-normal type helical broach. It is the schematic diagram which looked at the row of groove width expansion blades in an embodiment from the upper part. It is a schematic diagram explaining a plurality of groove width expansion blades on the rear end side of the broach body among the groove width expansion blades. It is a schematic diagram explaining the condition after re-grinding about the some groove width expansion blade shown in FIG.
  • FIG. 1 is a side view showing an embodiment when the present invention is applied to a helical broach.
  • the helical broach according to the present embodiment brows a workpiece in order to manufacture a helical internal gear such as a planetary internal gear having a twisted groove on the inner periphery described above.
  • the broach main body 1 has a long rod shape with the axis O as the center.
  • Grip portions 2 and 3 are formed at both ends of the broach body 1.
  • a cutting edge portion 4 is formed between the grip portions 2 and 3.
  • a plurality of cutting edges 5 projecting radially outward from the outer periphery of the broach main body 1 from the front end side (left side in FIG. 1) to the rear end side (right side in FIG. 1). They are arranged so as to form a spiral along the lead L that is twisted around the axis O. A plurality of rows of these cutting blades 5 are formed at intervals in the circumferential direction. 1 shows that the present invention is applied to an off-normal type (helical blade groove type) integrated helical broach in which a blade groove formed between a plurality of cutting blades 5 in the direction of the axis O is twisted around the axis O. An example is shown.
  • a plurality of cutting blades 5 at the tip side of the broach main body 1 in the cutting blade portion 4 are groove depth expanding blades 6 for driving the tooth profile of the helical internal gear in the tooth height direction and cutting it.
  • the height of the cutting blade 5 increases sequentially toward the rear end side of the broach body 1 along the row of the cutting blades 5.
  • the cutting edge portion 4 on the rear end side of the broach main body 1 with respect to the groove depth expanding blade 6 is forced to cut in the tooth thickness direction (that is, the circumferential direction of the broach main body 1) to change the tooth profile of the helical internal gear to a predetermined shape.
  • a plurality of groove width expanding blades 7 having a tooth thickness are provided.
  • the tooth surface of the tooth profile cut to a predetermined tooth height by the groove depth expanding blade 6 (that is, both groove wall surfaces of the torsional groove of the workpiece) is driven and cut in the tooth thickness direction by the groove width expanding blade 7.
  • the tooth profile of the helical internal gear is formed to a predetermined tooth thickness. That is, after a tooth having a predetermined tooth height is formed by the group 6 of groove depth expanding blades whose height increases sequentially, a predetermined tooth thickness is finished by the group of blade width expanding blades 7 whose thickness gradually increases.
  • the portion where the groove width expanding blades 7 are arranged may be provided with round blades for cutting the tooth crests alternately with the groove width expanding blades 7.
  • the round blade may be provided on the rear end side of the groove width widening blade 7.
  • the groove depth expanding blade 6, the groove width expanding blade 7, and all the cutting blades 5 of the round blade are integrally formed on the broach body 1.
  • FIG. 2 is a schematic view of one row of the groove width expanding blade 7 in the embodiment as viewed from above.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a plurality of groove width expanding blades on the rear end side of the broach body in the groove width expanding blade 7.
  • the plurality of groove width expanding blades on the rear end side of the broach main body refer to a plurality of groove width expanding blades at a position indicated by III in FIG.
  • the scale of the vertical axis is about 10 times the scale of the horizontal axis, and the angle of the guide blade is exaggerated for easy viewing.
  • the plurality of groove width expanding blades 7 include a plurality of groove width expanding blades 7 ⁇ / b> A provided on the front end side of the broach body 1 so as to follow the groove depth expanding blade 6, and the broach body 1.
  • the plurality of groove width-enlarging blades 7A drive and cut one of the two wall surfaces of the torsional groove of the workpiece.
  • the plurality of groove width expanding blades 7B drive and cut the other wall surface of both groove wall surfaces.
  • a cutting blade 9 is formed at an intersecting ridge line portion between a scoop surface 5 ⁇ / b> A facing the tip end side of the broach body 1 of the cutting blade 5 and a side surface 5 ⁇ / b> B facing a groove wall surface to be driven and cut.
  • the cross ridge line portion between the guide surface 5C and the rake face 5A facing the groove wall surface on the opposite side of the groove wall surface to be driven and cut is formed on the groove wall surface opposite to the groove wall surface to be driven and cut by the cutting blade 9.
  • a guide blade 10 that slides and guides the groove width expanding blade 7 is formed.
  • a guide portion 11 is constituted by the guide surface 5 ⁇ / b> C and the guide blade 10.
  • the groove width enlarging blade 7A on the front end side of the broach body 1 has the above-described crossing ridge line portion between the rake face 5A and the acute angle side (lower side in FIG. 2) 5B as shown in FIG. A cutting blade 9 is formed.
  • the obtuse angle side (upper side in FIG. 2) side surface is the guide surface 5C, and the guide blade 10 is formed at an intersecting ridge line portion with the rake face 5A.
  • an angle formed by the rake face 5A and a straight line parallel to the lead L passing through both ends of the rake face 5A is referred to as an acute angle side
  • an obtuse angle is referred to as an obtuse angle side.
  • the cutting blade 9 is formed at the intersecting ridge line portion between the rake face 5A and the obtuse angle side face 5B.
  • the side surface on the acute angle side is a guide surface 5C, and the guide blade 10 is formed at an intersecting ridge line portion with the rake face 5A.
  • the side surface 5B of the groove width increasing blade 7 connected to the cutting blade 9 and the side surface on which the guide surface 5C is formed are directed toward the rear end side of the broach body 1 with respect to the cutting blade 9 and the guide blade 10, respectively.
  • a clearance angle is formed.
  • a positive clearance angle ⁇ a is formed on the side surface continuous with the cutting blade 9.
  • a clearance angle ⁇ b is formed on the side surface connected to the guide blade 10.
  • the obtuse angle side guide blades 10 are arranged along the leads L.
  • the cutting blade 9 on the acute angle side is disposed so as to gradually protrude in the tooth thickness direction as indicated by a symbol Xa in FIG.
  • the guide blade 10 on the acute angle side is the rearmost end of the plurality of groove width expanding blades 7A on the front end side of the broach body 1. It arranges so that it may continue along the said lead L from the cutting blade 9 of things.
  • the obtuse-angled cutting blade 9 gradually moves in the tooth thickness direction as indicated by the symbol Xb in FIG. 2 from the guide blade 10 of the groove width expanding blade 7A on the front end side of the broach main body 1 toward the rear end side along the lead L. It arrange
  • the last blade located on the most rear end side among the plurality of groove width expanding blades 7B on the rear end side of the broach body 1 is the groove width expanding blade 7BB.
  • Groove width widening blade 7BB is guided blade 13 instead of cutting blade 9 at the crossing ridge line portion between scoop surface 5A and side surface 5BB facing one side in the circumferential direction of broach body 1 (in this embodiment, the obtuse angle side). Is formed.
  • the cutting blade 9 is formed at the intersecting ridge line portion between the rake face 5A and the obtuse angle side surface 5B, but on the most rear end side of the broach main body.
  • the guide blade 13 is formed in place of the cutting blade only in the groove width expanding blade 7BB located.
  • a negative clearance angle ⁇ c with respect to the guide blade 13 is formed on the side surface 5BB on the obtuse angle side of the groove width expanding blade 7BB located on the most rear end side of the broach body.
  • the guide blade 13 is formed in the intersection ridgeline part of the rake face 5A and the obtuse angle side face 5BB.
  • the negative clearance angle ⁇ c is set in a range of 0.5 ° ⁇ ⁇ c ⁇ 2 °.
  • a flat portion 14 parallel to the lead L is formed on the obtuse angle side surface where the guide blade 13 of the groove width expanding blade 7BB located on the most rear end side of the broach body is formed (the flat portion is In some cases, it is formed to be inclined with respect to the lead L so as to approach the acute angle side toward the rear end).
  • the groove width expanding blade 7BB is forced to cut by the tooth width direction (more specifically, the groove width expanding blade 7B) than the groove width expanding blade 7B located immediately ahead of the row to which the groove width expanding blade 7BB belongs.
  • the tooth width direction more specifically, the groove width expanding blade 7B
  • the retraction amount Y is set to a value that prevents the groove width expanding blade 7BB from protruding in the tooth thickness direction more than the groove width expanding blade 7B positioned immediately ahead even when the cutting blade 5 is reground. . Specifically, the retraction amount Y is set to an appropriate value in the range of 0 ⁇ Y ⁇ 20 ⁇ m.
  • the second and third or second to fourth groove width expanding blades 7B counted from the rear end side of the broach body among the plurality of groove width expanding blades on the rear end side of the broach bodies in a row are teeth
  • the amount of protrusion in the thickness direction is set to the same value. That is, in the case of several groove width expanding blades 7B located on the rear end side of the broach main body excluding the groove width expanding blade 7BB, even when heading toward the rear end side along the lead L, the cutting blades 9 on the obtuse angle side thereof are The protrusions are set to the same amount without protruding in the tooth thickness direction.
  • the broach main body 1 is inserted into a machining hole formed in advance on the workpiece from the tip side. Then, the broach body 1 is rotated while being advanced relative to the work along the lead L. Thereby, the torsion groove is first formed to a predetermined depth by the groove depth expanding blade 6.
  • the guide blade 10 of the groove width expanding blade 7A on the distal end side of the broach main body 1 is in sliding contact with the groove wall surface on the obtuse angle side of the twisted groove to guide the groove width expanding blade 7A, while the front end side of the broach main body 1 is touched.
  • the groove wall surface on the acute angle side of the twisted groove is cut by the cutting blade 9 of the groove width expanding blade 7A. Thus, finishing is performed on the groove wall surface on the acute angle side from the groove width.
  • the guide blade 10 of the groove width expanding blade 7B on the rear end side of the broach body 1 is brought into sliding contact with the groove wall on the acute angle side to guide the groove width expanding blade 7B.
  • the groove wall surface on the obtuse angle side of the twisted groove is cut by the cutting blade 9 of the groove width expanding blade 7B on the rear end side.
  • a finishing process is performed on the groove wall surface on the obtuse angle side from the groove width to form a twisted groove having a desired groove width.
  • the guide blade 13 is formed instead of the cutting blade on the groove width expanding blade 7BB located on the most rear end side among the plurality of groove width expanding blades 7B on the rear end side of the broach body, cutting is performed. There is no function to do. For this reason, the groove width widening blade 7BB located on the most rear end side of the broach body guides the groove width widening blade 7B on the tip side of the broach body by the guide blade 13.
  • the number of the groove width expanding blades acting on the workpiece changes on the circumference of the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body. Even if the behavior of the helical broach becomes unstable, as described above, there is no function of cutting the groove width widening blade located on the most rear end side of the broach body. Therefore, the workpiece is not overcut, and a tooth profile with excellent accuracy can be formed on the workpiece.
  • the groove width expanding blade 7BB located on the most rear end side of the broach main body is toothed more than the groove width expanding blade 7B positioned immediately ahead of the row to which the groove width expanding blade 7BB belongs. It is formed to recede in the thickness direction. Therefore, as shown in FIG. 4, even after re-grinding, even when the land width Wa of the thickened blades 7B and 7BB is reduced to Wb (for example, 1.5 mm), the broach main body is moved to the rearmost end side. It can avoid that the groove width expansion blade 7BB located protrudes in a tooth thickness direction rather than the front groove width expansion blade. As a result, after regrinding, it is possible to prevent the occurrence of problems such as overcutting the workpiece with the groove width widening blade 7BB located on the most rear end side of the broach body.
  • the negative clearance angle ⁇ c is appropriately set within the range of 0.5 ° ⁇ ⁇ c ⁇ 2 ° to the guide blade 13 of the groove width expanding blade 7BB located on the most rear end side of the broach body. Formed with values. Therefore, the groove width widening blade 7BB located on the most rear end side of the broach body can more reliably exhibit the function of guiding the groove width widening blade 7B ahead without performing cutting.
  • the second and third or the second to fourth counts from the rear end side of the broach main body among the plurality of groove width expanding blades on the rear end side of the broach main bodies forming a row.
  • the groove width widening blades are set so that the protruding amounts in the tooth thickness direction have the same value. Therefore, the behavior of the helical broach with respect to the workpiece can be stabilized when the helical broach at the final stage of machining comes out of the workpiece. As a result, a more accurate tooth profile can be formed on the workpiece.
  • this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a straight shaft type helical broach or an assembled type helical broach in which the groove width expanding blade 7 is provided in a shell separate from the broach body. It is.
  • the groove width expanding blades are arranged on the circumference of the groove width expanding blade located on the most rear end side of the broach body. Even if the number of sheets acting on the workpiece changes and the behavior of the helical broach becomes unstable, there is no function for cutting the groove width widening blade located at the rearmost end of the broach body, A tooth profile with excellent accuracy can be formed without cutting.

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Abstract

　複数の切刃によりワークの加工穴内周に捩れ溝を形成するヘリカルブローチであって、前記複数の切刃は、ブローチ本体の先端側に配列された複数の溝深拡大刃と、前記ブローチ本体の後端側に配列された複数の溝幅拡大刃とを有し、前記複数の溝幅拡大刃は、切削刃と、ガイド刃とを有し、前記ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃は、すくい面と前記ワークの前記捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を向く側面との交差稜線部に前記切削刃に代えてガイド刃が形成されている。

Description

ヘリカルブローチ
　本発明は、例えば、内周に捩れ溝を有するヘリカル内歯車を製造する際にワークを切削加工するのに用いられるヘリカルブローチに関する。
　本願は、２０１０年８月２７日に日本出願された特願２０１０－１９１０７４に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ヘリカル内歯車の例として、プラネタリーインターナルギアがある。プラネタリーインターナルギアは、自動変速機用のギアとして各種提供されている。しかし、最近では自動変速機の高品質化に伴って、ギアについても高度な品質が求められる。
　ヘリカルブローチは、このようなヘリカル内歯車の加工に用いられる。例えば、下記特許文献１には、棒状のブローチ本体の外周部に、該ブローチ本体の径方向外周側に突出する複数の切刃が、このブローチ本体の先端側から後端側に亘って該ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に配列されたヘリカルブローチが提案されている。このヘリカルブローチは、上記切刃のうちブローチ本体の先端側の切刃が荒刃（溝深拡大刃）であり、ブローチ本体の後端側の切刃が仕上げ刃（溝幅拡大刃）である。この仕上げ刃において、ブローチ本体の先端側を向くすくい面と上記ブローチ本体の周方向のうちいずれか一方の側を向く側面との交差稜線部に切削刃が形成され、この切削刃とは反対側の側面と上記すくい面との交差稜線部はガイド刃が形成されている。
　このようなヘリカルブローチによって、ワークを加工して所望の歯形を有するヘリカル内歯車を形成する。具体的には、高さが順次増大する荒刃群によって所定の歯丈を有する歯を形成した後に、厚さが順次増大する仕上げ刃群によって所定の歯厚に仕上げる。歯厚に仕上げる際には、まず、歯形の一方の側面（例えば、鋭角側の側面）を歯厚方向に追い込み切削し、次いで、歯形の他方の側面（例えば、鈍角側の側面）を歯厚方向に追い込み切削して所望の歯形に仕上げる。
特開２００７－２５３２９８号公報
　しかしながら、加工の最終段階においてヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ブローチ本体の後端側の円周上で、ワークに作用する最終刃の枚数が変化するため、ワークに対するヘリカルブローチの挙動が不安定になる。その結果、仕上げ最終刃によってワークを過切削してしまい、歯すじの精度が悪くなる問題があった。
　特に、隣接する切刃がブローチ本体の軸線に対して斜めに傾斜して配置されるオフノルマルタイプのヘリカルブローチにあっては、加工の最終段階のヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、円周上に沿って配置される最終刃が同時ではなく順に抜け出るため、上記問題は顕著に現れる。
　本発明は、このような背景の下になされたもので、仕上げ最終刃による過切削を防止し、かつ良好な歯すじの精度でワークを加工できるヘリカルブローチを提供することを目的とする。
　上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のヘリカルブローチは、棒状に形成されたブローチ本体の外周部から該ブローチ本体の径方向外側に突出し、前記ブローチ本体の先端側から後端側に亘り前記ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に配列された複数の切刃により、ワークの加工穴内周に捩れ溝を形成するヘリカルブローチであって、前記複数の切刃は、前記ブローチ本体の先端側に配列された複数の溝深拡大刃と、前記ブローチ本体の後端側に配列された複数の溝幅拡大刃とを有し、前記複数の溝幅拡大刃は、ブローチ本体の先端側を向くすくい面と前記ワークの前記捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を向く側面との交差稜線部に形成された切削刃と、該切削刃が形成された側面の反対側の側面と前記すくい面との交差稜線部に形成されたガイド刃とを有し、前記溝幅拡大刃のうちの前記ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃は、前記すくい面と前記ワークの前記捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を向く側面との交差稜線部に前記切削刃に代えてガイド刃が形成されている。
　上記構成のヘリカルブローチは、ブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃のうちのブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃に、切削刃に代わりガイド刃が形成されている。そのため、最も後端側に位置する溝幅拡大刃は切削を行う機能を有していない。これにより、この最も後端側に位置する溝幅拡大刃は、ガイド刃によりそのすぐ先方にある溝幅拡大刃（これが実質的な仕上げ最終刃になる）をガイドする。
　加工の最終段階のヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃の円周上で、それら溝幅拡大刃のワークに作用する枚数が変化し、当該ヘリカルブローチの挙動が不安定になる場合がある。このような場合であっても、本発明によれば、前述したように、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃が切削を行う機能を有していないため、ワークを過切削することがない。
　前記ブローチ本体の最も後端側に位置する前記溝幅拡大刃は、該溝幅拡大刃が属する列のすぐ先方に位置する前記溝幅拡大刃よりも歯厚方向に後退して形成されていてもよい。
　この種のヘリカルブローチでは、切削機能が低下したときに再研削するのが通例である。前述のように、ブローチ本体の最も後端側に位置する上記溝幅拡大刃をそのすぐ先方に位置する溝幅拡大刃よりも歯厚方向に後退して形成されていると、再研削した後であっても、先方の溝幅拡大刃よりも歯厚方向に突出するのを回避できる。これにより、再研削後において、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃によりワークを過切削するといった不具合の発生を未然に防止できる。
　前記ブローチ本体の最も後端側に位置する前記溝幅拡大刃の前記ガイド刃には、負の逃げ角θｃが０．５°≦θｃ≦２°の範囲で形成されていてもよい。
　このように、ガイド刃にこのような範囲の負の逃げ角を形成することで、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃が、切削を行うことなくその先方の溝幅拡大刃をガイドする機能をより確実に発揮させることができる。
　なお、ガイド刃に形成する負の逃げ角を０．５°より小さくすると、当該ヘリカルブローチのワークに対する挙動によっては、ガイド刃が切削機能を生じさせるおそれが生じる。
　また、ガイド刃の負の逃げ角を２°より大きくすると、ガイド刃の先端の空隙量が大きくなり、正確なガイドが行えなくなるおそれが生じる。
　列をなす前記溝幅拡大刃のうちの前記ブローチ本体の後端側から数えて２番目と３番目または２番目～４番目の溝幅拡大刃は、歯厚方向の突出量が同じ値に設定されていてもよい。
　ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃を除き、２枚あるいは３枚の溝幅拡大刃の歯厚方向の突出量を同じ値に設定することにより、加工の最終段階においてヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ワークに対するヘリカルブローチの挙動を安定させる。これにより、ワークに対して精度の優れた歯形を形成することができる。
　本発明のヘリカルブローチによれば、加工の最終段階において当該ヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃の円周上で、それら溝幅拡大刃のワークに作用する枚数が変化し、ヘリカルブローチの挙動が不安定になる場合であっても、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃に切削を行う機能がないため、ワークを過切削することがなく、精度の優れた歯形を形成することができる。
本発明をオフノルマルタイプのヘリカルブローチに適用する場合の実施形態を示す側面図である。 実施形態における溝幅拡大刃の一列を上方から見た模式図である。 溝幅拡大刃のうちブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃を説明する模式図である。 図３に示す複数の溝幅拡大刃について再研削後の状況を説明する模式図である。
　図１から図４は、本発明の一体形ヘリカルブローチの実施形態を示している。図１は、本発明をヘリカルブローチに適用する場合の実施形態を示す側面図である。本実施形態のヘリカルブローチは、例えば上述した内周に捩れ溝を有するプラネタリーインターナルギア等のヘリカル内歯車を製造するためにワークをブローチ加工する。図１に示すように、ブローチ本体１は、軸線Ｏを中心とした長尺の棒状をなす。ブローチ本体１の両端部には、掴み部２，３が形成されている。これら掴み部２，３の間は、切刃部４が形成されている。この切刃部４において、ブローチ本体１の外周から径方向外側に突出する複数の切刃５が、該ブローチ本体１の先端側（図１において左側）から後端側（図１において右側）に亘り軸線Ｏ回りに捩れるリードＬに沿って螺旋状をなすように配列されている。これら切刃５の列は、周方向に間隔をあけて複数列形成されている。
　なお、図１は、軸線Ｏ方向において複数の切刃５の間に形成される刃溝がこの軸線Ｏ回りにねじれたオフノルマルタイプ（ネジレ刃溝タイプ）の一体形ヘリカルブローチに本発明を適用した例を示す。
　ここで、切刃部４のうち、ブローチ本体１の先端側の部分の複数の切刃５は、上記ヘリカル内歯車の歯形を歯丈方向に追い込み切削する溝深拡大刃６である。この溝深拡大刃６においては、切刃５の高さが該切刃５の列に沿ってブローチ本体１の後端側に向け順次増大する。この溝深拡大刃６よりもブローチ本体１の後端側の切刃部４には、歯厚方向（すなわち、ブローチ本体１の周方向）に追い込み切削して上記ヘリカル内歯車の歯形を所定の歯厚に形成する複数の溝幅拡大刃７が備えられている。具体的には、溝深拡大刃６によって所定の歯丈に切削された歯形の歯面（すなわち、ワークの捩れ溝の両溝壁面）を、溝幅拡大刃７によって歯厚方向に追い込み切削して上記ヘリカル内歯車の歯形を所定の歯厚に形成する。つまり、高さが順次増大する溝深拡大刃６群によって所定の歯丈を有する歯を形成した後に、厚さが順次漸増する溝幅拡大刃７群によって所定の歯厚に仕上げる。
　なお、切刃部４のうち上記溝幅拡大刃７が配列される部分には、歯形の歯頂部を切削する丸刃が溝幅拡大刃７と交互に備えられていてもよい。また、この丸刃は、溝幅拡大刃７の後端側に備えられていてもよい。本実施形態では、これら溝深拡大刃６、溝幅拡大刃７、および丸刃のすべての切刃５が、ブローチ本体１に一体に形成されている。
　図２は、実施形態における溝幅拡大刃７の一列を上方から見た模式図である。図３は、溝幅拡大刃７のうちブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃を説明する模式図である。ブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃とは、図２においてはIIIにより示す位置にある複数の溝幅拡大刃をいう。なお、図２において縦軸のスケールは横軸のスケールの１０倍程度であり、ガイド刃の角度も見易いように誇張して表している。
　図２に示すように、上記複数の溝幅拡大刃７には、溝深拡大刃６に続くようにブローチ本体１の先端側に設けられた複数の溝幅拡大刃７Ａと、ブローチ本体１の後端側に設けられた複数の溝幅拡大刃７Ｂとがある。複数の溝幅拡大刃７Ａは、ワークの捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を追い込み切削する。複数の溝幅拡大刃７Ｂは、両溝壁面のうちの他方の壁面を追い込み切削する。
　個々の溝幅拡大刃７においては、その切刃５のブローチ本体１の先端側を向くすくい面５Ａと、追い込み切削される溝壁面を向く側面５Ｂとの交差稜線部に切削刃９が形成されている。一方、追い込み切削される溝壁面の反対側の溝壁面を向くガイド面５Ｃとすくい面５Ａとの交差稜線部には、切削刃９によって追い込み切削される上記溝壁面とは反対側の溝壁面に摺接して当該溝幅拡大刃７を案内するガイド刃１０が形成される。ガイド面５Ｃとガイド刃１０とによりガイド部１１が構成されている。
　本実施形態においては、ブローチ本体１の先端側の溝幅拡大刃７Ａでは、図２に示すように上記すくい面５Ａと鋭角側（図２において下側）の側面５Ｂとの交差稜線部に上記切削刃９が形成されている。また、鈍角側（図２において上側）の側面が上記ガイド面５Ｃであり、上記ガイド刃１０がそのすくい面５Ａとの交差稜線部に形成されている。なお、ここで、すくい面５Ａと、すくい面５Ａの両端を通るリードＬと平行な直線とがなす角度が鋭角である方を鋭角側と称し、鈍角である方を鈍角側と称する。
　これに対して、ブローチ本体１の後端側の溝幅拡大刃７Ｂでは、すくい面５Ａと鈍角側の側面５Ｂとの交差稜線部に切削刃９が形成されている。また、鋭角側の側面がガイド面５Ｃであり、上記ガイド刃１０がそのすくい面５Ａとの交差稜線部に形成されている。
　なお、上記切削刃９に連なる溝幅拡大刃７の側面５Ｂと、ガイド面５Ｃが形成される側面とに、それぞれ上記切削刃９とガイド刃１０に対し、ブローチ本体１の後端側に向けて逃げ角が形成される。切削刃９に連なる側面には正の逃げ角θａが形成される。ガイド刃１０に連なる側面には０°または負の角度の逃げ角θｂが形成される。
　ブローチ本体１の先端側の複数の溝幅拡大刃７Ａにおいては、鈍角側のガイド刃１０が、リードＬに沿って連なるように配列される。鋭角側の切削刃９は、リードＬに沿って後端側に向かうに従い、図２中符号Ｘａで示すように歯厚方向に徐々にせり出すように配設される。
　一方、ブローチ本体１の後端側の複数の溝幅拡大刃７Ｂにおいては、その鋭角側のガイド刃１０が、概ね上記ブローチ本体１の先端側の複数の溝幅拡大刃７Ａのうち最後端のものの切削刃９から上記リードＬに沿って連なるように配列される。鈍角側の切削刃９は、ブローチ本体１の先端側の溝幅拡大刃７Ａのガイド刃１０からリードＬに沿って後端側に向かうに従い、図２中符号Ｘｂ示すように歯厚方向に徐々にせり出すように配設される。
　図３にも示すように、ブローチ本体１の後端側の複数の溝幅拡大刃７Ｂのうちの最も後端側に位置する最終刃は、溝幅拡大刃７ＢＢである。溝幅拡大刃７ＢＢは、すくい面５Ａとブローチ本体１の周方向の一方の側（この実施形態では、鈍角側）を向く側面５ＢＢとの交差稜線部に、切削刃９に代わってガイド刃１３が形成されている。つまり、ブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃７Ｂでは、すくい面５Ａと鈍角側の側面５Ｂとの交差稜線部に切削刃９が形成されるが、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢに限り、切削刃に代わってガイド刃１３が形成されている。
　すなわち、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢには、鈍角側の側面５ＢＢにガイド刃１３に対して負の逃げ角θｃが形成されている。これにより、すくい面５Ａと鈍角側の側面５ＢＢとの交差稜線部にガイド刃１３が形成される。ここで、負の逃げ角θｃは０．５°≦θｃ≦２°の範囲に設定される。
　また、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢのガイド刃１３が形成される鈍角側の側面には、リードＬに平行な平坦部１４が形成されている（平坦部は、後端に向かうに従い鋭角側へ近づくよう、リードＬに対し傾斜して形成される場合もある）。これにより、溝幅拡大刃７ＢＢは、この溝幅拡大刃７ＢＢが属する列のすぐ先方に位置する溝幅拡大刃７Ｂよりも歯厚方向（より具体的には溝幅拡大刃７Ｂによって追い込み切削する方向）に対し後退して形成されている。
　この後退量Ｙは、切刃５を再研削した場合であっても、溝幅拡大刃７ＢＢがそのすぐ先方に位置する溝幅拡大刃７Ｂよりも歯厚方向にせり出さない値に設定される。具体的には、後退量Ｙは、０＜Ｙ≦２０μｍの範囲の適宜値に設定される。
　さらに、列をなすブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃のうちのブローチ本体の後端側から数えて２番目と３番目または２番目～４番目の溝幅拡大刃７Ｂは、歯厚方向の突出量が同じ値に設定されている。つまり、溝幅拡大刃７ＢＢを除くブローチ本体の後端側に位置する数枚の溝幅拡大刃７Ｂでは、リードＬに沿って後端側に向かう場合でも、それらの鈍角側の切削刃９が、歯厚方向にせり出さずそれぞれ同じ突出量に設定されている。
　次に、このように構成されたヘリカルブローチによりワークを切削する方法について説明する。
　まず、ブローチ本体１を先端側からワークに予め形成した加工穴に挿入する。そして、該ブローチ本体１を上記リードＬに沿ってワークに対し相対的に前進させつつ回転させる。これにより、まず溝深拡大刃６によって所定の深さまで捩れ溝を形成する。次いで、この捩れ溝の鈍角側の溝壁面にブローチ本体１の先端側の溝幅拡大刃７Ａのガイド刃１０が摺接して該溝幅拡大刃７Ａを案内しながら、このブローチ本体１の先端側の溝幅拡大刃７Ａの切削刃９により捩れ溝の鋭角側の溝壁面を切削する。これにより、溝幅から鋭角側の溝壁面に仕上げ加工を施す。
　そして、これに続いてこの鋭角側の溝壁面にブローチ本体１の後端側の溝幅拡大刃７Ｂのガイド刃１０が摺接して該溝幅拡大刃７Ｂを案内しながら、このブローチ本体１の後端側の溝幅拡大刃７Ｂの切削刃９によって捩れ溝の鈍角側の溝壁面を切削する。これにより、溝幅から鈍角側の溝壁面に仕上げ加工を施し、所望の溝幅の捩れ溝を形成する。
　ここで、ブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃７Ｂのうちの最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢには、切削刃に代わりガイド刃１３が形成されているため、切削を行う機能がない。このため、このブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢは、ガイド刃１３によりブローチ本体の先端側にある溝幅拡大刃７Ｂをガイドする。
　したがって、加工の最終段階のヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃の円周上で、それら溝幅拡大刃のワークに作用する枚数が変化し、当該ヘリカルブローチの挙動が不安定になる場合であっても、前述したように、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃に切削を行う機能がない。そのため、ワークを過切削することがなく、もって、ワークに精度の優れた歯形を形成することができる。
　また、本実施形態のヘリカルブローチでは、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢが、該溝幅拡大刃７ＢＢが属する列のすぐ先方に位置する溝幅拡大刃７Ｂよりも歯厚方向に後退して形成されている。そのため、図４に示すように、再研削した後であって、厚上がり刃７Ｂ、７ＢＢのランド幅ＷａがＷｂ（例えば１．５ｍｍ）まで狭くなった場合でも、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢが先方の溝幅拡大刃よりも歯厚方向に突出するのを回避できる。その結果、再研削後において、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢによりワークを過切削するといった不具合の発生を未然に防止できる。
　また、本実施形態のヘリカルブローチでは、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢのガイド刃１３に、負の逃げ角θｃが０．５°≦θｃ≦２°の範囲の適宜値で形成されている。そのため、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃７ＢＢは、切削を行うことなくその先方の溝幅拡大刃７Ｂをガイドする機能をより確実に発揮できる。
　また、本実施形態のヘリカルブローチでは、列をなすブローチ本体の後端側の複数の溝幅拡大刃のうちのブローチ本体の後端側から数えて２番目と３番目または２番目～４番目の溝幅拡大刃を、それらの歯厚方向の突出量が同じ値になるように設定している。そのため、加工の最終段階のヘリカルブローチがワークから抜け出るときワークに対するヘリカルブローチの挙動を安定させることができる。その結果、より精度の優れた歯形をワークに形成することができる。
　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できる。
　例えば、本実施形態では、本発明をオフノルマルタイプの一体型ヘリカルブローチに適用した例について説明した。しかし、これに限られることなく、本発明は、軸直タイプのヘリカルブローチにも、あるいは溝幅拡大刃７がブローチ本体とは別体のシェルに設けられた組立型のヘリカルブローチにも適用可能である。
　本発明のヘリカルブローチによれば、加工の最終段階において当該ヘリカルブローチがワークから抜け出るときに、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃の円周上で、それら溝幅拡大刃のワークに作用する枚数が変化し、ヘリカルブローチの挙動が不安定になる場合であっても、ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃に切削を行う機能がないため、ワークを過切削することがなく、精度の優れた歯形を形成することができる。
　１　ブローチ本体
　４　切刃部
　５　切刃
　６　溝深拡大刃
　７　溝幅拡大刃
　７Ａ　ブローチ本体１の先端側の溝幅拡大刃
　７Ｂ　ブローチ本体１の後端側の溝幅拡大刃
　９　切削刃
　１０　ガイド刃
　１３　ガイド刃
　θｃ　負の逃げ角
　Ｏ　ブローチ本体１の軸線
　Ｌ　切刃５のリード

Claims (5)

  1. 　棒状に形成されたブローチ本体の外周部から該ブローチ本体の径方向外側に突出し、前記ブローチ本体の先端側から後端側に亘り前記ブローチ本体の軸線回りに捩れる螺旋状に配列された複数の切刃により、ワークの加工穴内周に捩れ溝を形成するヘリカルブローチであって、
    　前記複数の切刃は、前記ブローチ本体の先端側に配列された複数の溝深拡大刃と、前記ブローチ本体の後端側に配列された複数の溝幅拡大刃とを有し、
    　前記複数の溝幅拡大刃は、ブローチ本体の先端側を向くすくい面と前記ワークの前記捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を向く側面との交差稜線部に形成された切削刃と、該切削刃が形成された側面の反対側の側面と前記すくい面との交差稜線部に形成されたガイド刃とを有し、
    　前記溝幅拡大刃のうちの前記ブローチ本体の最も後端側に位置する溝幅拡大刃は、前記すくい面と前記ワークの前記捩れ溝の両溝壁面のうちの一方の壁面を向く側面との交差稜線部に前記切削刃に代えてガイド刃が形成されてい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、
    　前記ブローチ本体の最も後端側に位置する前記溝幅拡大刃は、該溝幅拡大刃が属する列のすぐ先方に位置する前記溝幅拡大刃よりも歯厚方向に後退して形成されているヘリカルブローチ。
  3. 　請求項１に記載のヘリカルブローチであって、
    　前記ブローチ本体の最も後端側に位置する前記溝幅拡大刃の前記ガイド刃には、負の逃げ角θｃが０．５°≦θｃ≦２°の範囲で形成されているヘリカルブローチ。
  4. 　請求項２に記載のヘリカルブローチであって、
    　前記ブローチ本体の最も後端側に位置する前記溝幅拡大刃の前記ガイド刃には、負の逃げ角θｃが０．５°≦θｃ≦２°の範囲で形成されているヘリカルブローチ。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のヘリカルブローチであって、
    　列をなす前記溝幅拡大刃のうちの前記ブローチ本体の後端側から数えて２番目と３番目または２番目～４番目の溝幅拡大刃は、歯厚方向の突出量が同じ値に設定されているヘリカルブローチ。
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