JPH0111367Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は工作機械、特に工具を取付ける加工
軸を複数備えた工作機械の加工ヘツドに関するも
のである。

イ 従来技術 従来より多軸構造の加工ヘツドを備えた工作機
械は各種開発されているが、従来装置は何れも工
具を取付ける加工軸の中心間距離が最小のもので
38〜42mmであつた。その為例えば孔明け加工時、
被加工部材に多数の孔を穿設する場合、穿孔位置
間距離が38mmより短かく30mmであつたとすると、
前記工作機械による複数孔の同時加工ができず、
このような場合、従来は単軸の工作機械で順次加
工していた。従つて加工時間が長くなり作業能率
が悪いといつた問題があつた。

そこで従来より加工軸の中心間距離を短かくし
た多軸構造の工作機械の開発が要望されていた。

しかし、加工軸の中心間距離を短かくすること
は非常に困難であつた。即ち、加工軸間を短かく
すると、各部品の組付けスペースが狭くなる為、
各部品の干渉を避けようとすれば加工軸のラジア
ル荷重やスラスト荷重を受ける軸受が小型となり
負荷能力が低下すると共に加工軸を駆動する為の
各種歯車も小型となり、歯車の面圧や強度が低下
し、且つ歯車と加工軸を結合するキー等の強度が
低下し、全体として加工能力が低下するといつた
問題があつた。

また加工軸の軸受部や駆動機構の潤滑は、一般
的に加工軸を支持するハウジング内に潤滑油を貯
留し、潤滑ポンプや適宜の手段でもつて潤滑油を
必要個所へ供給する方式が行われており、加工軸
を垂直方向に設けた場合、油洩れ対策が非常に難
しいといつた問題もあつた。

さらに、加工軸の軸間距離を短かくすると、強
度的な面から加工軸駆動用歯車及び軸受、工具ホ
ルダー等の各種構成部品の軸方向長さが長くなる
為、工具先端から加工軸の軸受部までの距離が長
くなり、加工時の工具の振れが大きくなり、加工
軸に悪影響を及ぼすことになる。そこで工具の振
れを防止する為に工具先端にガイドブツシユを設
けて、その振れを防止している。しかし、この場
合ガイドブツシユの中心と加工軸の回転中心とを
合せるのが困難で、両者がすれていると、工具と
ブツシユの不均等な摩耗、発熱、へたり等を生じ
る問題があつた。一方前記ガイドブツシユは、工
具がドリルの場合、そのリードの1/2以上の長さ
がなければ回転中不拘束・不案内になる周期的欠
点があるが、前記問題点との関係でガイドブツシ
ユの長さを長くできなかつた。従つて工具の振れ
を少なくして加工軸やその軸受部等の損傷を防止
する為には各構成部品の長さを長くできず、加工
軸間距離を短かくできなかつた。

この考案は加工軸をハウジングの上下２個所で
軸受支持し、その支持部より下方において加工軸
ホルダーにて加工軸を僅かな隙間を持つて抱持さ
せ、工具先端から加工軸の軸受部までの距離が長
い場合であつても、加工軸を滑らかに回転させ、
かつ振れを一定範囲内に押さえて高精度な加工を
行えるようになし、さらに内部に潤滑油溜りを設
けて、潤滑油の洩れを生じることなく加工軸の軸
受部等を効果的に潤滑できるようになした工作機
械の加工ヘツドを提供せんとするものである。

ハ 考案の構成 この考案は、ハウジングに工具を保持する加工
軸を上下方向に複数貫通させ、各加工軸をハウジ
ング内に形成された上下２個所の支持壁に設けら
れた軸受にて回転自在に支持させた加工ヘツドに
おいて、前記ハウジングの下端面に設けた下部カ
バーと前記下部支持壁との間に形成された潤滑油
溜りと、前記下部カバーに設けられ、かつ、各加
工軸が貫通する複数の貫通孔が形成された加工軸
ホルダーと、前記加工軸ホルダーの貫通孔の下部
大形部に装着されたオイルシールと、前記貫通孔
の上部大形部に装着され、かつ、上端部が潤滑油
溜りの油面より上方に突出した油洩れ止め用リン
グと、前記ハウジングに設けられ、潤滑油溜りの
潤滑油をハウジングの上部支持壁上へ汲み上げる
潤滑油ポンプとを具え、前記貫通孔の表面と加工
軸の外径面との隙間を、加工軸を支持している軸
受の軸受すきまより広い間隔とし、貫通孔と加工
軸との隙間内にグリースを充填したものである。

ニ 実施例 第１図は本考案の一実施例を示す展開図で、同
図において、１はハウジングで、上下端にカバー
２，３を取付けて密封させてあり、内部の上下２
所に支持壁４，５を一体に形成してある。このハ
ウジング１は上部カバー２を加工機の移動ベツド
（図示せず）に取付け、且つ上部カバー２の開口
部２ａから移動ベツドに設けられた回転主軸６及
び回転主軸６に固設された駆動歯車７を内部に挿
入させる。またハウジング１内には潤滑油８を一
定量貯留させてあり、潤滑ポンプ（図示せず）に
て潤滑油８を上方へくみ上げてハウジング１の上
部支持壁４の上面へ連続供給し、上部支持壁４に
形成した堰９にて潤滑油８を貯え乍らハウジング
１内に流下させ、過剰に供給された潤滑油８をハ
ウジング１の各支持壁４，５に形成したイヌキ穴
１０，１１から下方へ還流させて潤滑油８を循環
させるように構成してある。

１２はハウジング１の下部カバー３及び各支持
壁４，５を貫通させた第１の加工軸で、各支持壁
４，５に夫々ラジアル転がり軸受１３及びラジア
ル荷重とスラスト荷重とを支える複合転がり軸受
１４にて回転自在に支持させてあり、その上端を
バツクアツプリング１５を介してナツト１６，１
７及び回止め座金１８にて固定してある。

１９はハウジング１の下部カバー３及び各支持
壁４，５を貫通させた第２の加工軸で、各支持壁
４，５に夫々ラジアル転がり軸受２０，２１にて
回転自在に支持させてあり、その上端をスラスト
転がり軸受２２を介してナツト２３，２４及び回
止め座金２５にて固定してある。

前記第１の加工軸１２と第２の加工軸１９とは
平行で、且つ左右方向に近接させて配置してあ
り、夫々の下端には軸方向に所定長さの取付孔２
６，２７を形成してある。

２８はハウジング１の支持壁４，５を貫通させ
た回転軸で、夫々の支持壁４，５にラジアル荷重
とスラスト荷重を支える複合形転がり軸受２９，
３０にて回転自在に支持されている。この回転軸
２８は実際には第２図に示す様に、第１の加工軸
１２と第２の加工軸１９の側方にこれらと等距離
位置に配置してあり、上端に大径の従動歯車３１
を固設し、中央部２個所に動力伝達歯車３２，３
３を一体に形成し、前記従動歯車３１を駆動歯車
７に噛合せて回転主軸６の回転を伝達する。

３４はハウジング１の下部カバー３に設けられ
たホルダーで、第１の加工軸１２及び第２の加工
軸９の下部を案内する。このホルダー３４は耐摩
耗性に富むアルミニウム青銅を素材として所定形
状に形成し、中央部に貫通孔３５，３６を近接さ
せて形成し、当該貫通孔３５，３６の上下端を大
径に形成してある。そしてこのホルダー３４の貫
通孔３５，３６に夫々第１の加工軸１２及び第２
の加工軸１９を貫通させると共に、前記貫通孔３
５，３６の表面と第１の加工軸１２及び第２の加
工軸１９の外径面との間に夫々転がり軸受１３，
１４、２０，２１のラジアル方向隙間より僅かに
広い隙間３７，３８を形成し、且つ貫通孔３５，
３６の上部大径部３５ａ，３６ａに第１の加工軸
１２及び第２の加工軸１９より大径の油洩れ止め
用リング３９，４０を圧入固定し、下部大径部３
５ｂ，３６ｂにオイルシール４１，４１を夫々２
個一組として挿入してある。そして前記ホルダー
３４の貫通孔３５，３６内及び油洩れ止め用リン
グ３９，４０内にはパーマネントグリスを充填し
て油洩れを防止すると共に第１の加工軸１２及び
第２の加工軸１９の振動を吸収する。

４２は第１の加工軸１２の中間部にキー結合さ
れた第１の動力伝達用従動歯車で、回転軸２８に
形成された上部の動力伝達歯車３２と噛合つてお
り、回転軸２８の回転を第１の加工軸１２に伝達
する。

４３は第２の加工軸１９にキー結合された第２
の動力伝達用従動歯車で、歯車部４３ａとキー結
合部４３ｂとを軸方向にずらせて形成し、キー結
合部４３ｂを厚肉に形成して十分な結合力を持た
せると共に歯車部４３ａを回転軸２８に一体に形
成された下部の動力伝達歯車３３に噛合わせて回
転軸２８の回転を第２の加工軸１９に伝達する。

前記第１の動力伝達用従動歯車４２と第２の動
力伝達用従動歯車４３とは配置を軸方向にずらせ
てあり、且つ第２の動力伝達用従動歯車４３のキ
ー結合部４３ｂの両側を切断して平面になして狭
い個所での組付けを容易にしてある。

４４は第１の加工軸１２のスラスト荷重を支え
る第１のスラスト転がり軸受で、保持器に案内さ
れるころ４５と、ころ４５を上下からバツクアツ
プするバツクアツプリング４６，４７とで構成さ
れている。一方のバツクアツプリング４６は平板
のリング状に形成され、ハウジング１の下部支持
壁５に嵌合固定されてころ４５を案内すると共に
その外径面を第２の加工軸１９のラジアル転がり
軸受２１と僅かにオーバーラツプさせてあり、前
記軸受２１の外輪が移動した場合にその移動を阻
止するようにしてある。また他方のバツクアツプ
リング４７は、円筒形に形成され、その下端をス
カート状に形成し、且つ内径面に環状溝４８を形
成してある。そしてこのバツクアツプリング４７
は第１の加工軸１２に嵌合させ、且つその軸肩部
１２ａにて押圧されて一定の予圧が与えられてお
り、ころ４５を案内すると共にスカート部４９を
油洩れ止め用リング３９の上端と一部オーバーラ
ツプさせて油洩れを防止するようにしてある。ま
た前記バツクアツプリング４７の環状溝４８には
Ｏリング５０を装着して油洩れを防止するように
してある。

５１は第２の加工軸１９のスラスト荷重を支え
る第２のスラスト転がり軸受で、保持器にて案内
されるころ５２と、ころ５２を上下からバツクア
ツプする一対のバツクアツプリング５３，５４と
で構成されている。一方のバツクアツプリング５
３は末広がり状の２段の筒状に形成され、その小
径部５３ａをハウジング１の上部支持壁４に圧入
固定してあり、下端面でころ５２を案内する。他
方のバツクアツプリング５４は断面Ｔ形の筒状に
形成され、第２の加工軸１９に嵌合され、その軸
肩部１９ａにて押圧されて一定の予圧が与えられ
ると共に小径部５４ａを一方のバツクアツプリン
グ５３の大径部５３ｂ内に挿入して保持器を案内
し、且つ大径部５４ｂの上面にてころ５２を案内
する。

５５は第２の加工軸１９の下部に嵌合固定した
フリンガーで、下部スカート部５６をホルダー３
４に設けられた油洩れ止め用リング４０の上端外
径面とオーバーラツプさせて油洩れを防止する。

５７，５８は夫々第１の加工軸１２及び第２の
加工軸１９の取付孔２６，２７に装着された工具
ホルダーで、共に下部中心部にモルステーパに形
成した工具装着孔５９，６０を形成し、且つ工具
装着孔５９，６０の口元部５９ａ，６０ａ及び最
奥部５９ｂ，６０ｂの肉厚を厚く形成し、その中
間部を薄く形成してあり、外径面上端に半月状の
ドライブキー６１，６２を埋設固定してある。こ
の工具ホルダー５７，５８は、夫々ドライブキー
６１，６２を取付孔２６，２７に形成されたキー
溝２６ａ，２７ａに合致させた状態で、上部を取
付孔２６，２７内に挿入し、下部外径面に結合し
たストツパリング６３，６４を第１・第２の加工
軸１２，１９の下端に当設させ、この後止めネジ
６５，６６を締付けることにより第１・第２の加
工軸１２，１９に取付けられる。前記工具ホルダ
ー５７，５８には、ドリル或いはリーマ、エンド
ミル、フライスカツタ等の工具（図示せず）が取
付けられる。

６７はハウジング１の下部側壁に設けられた油
面計で、潤滑油の貯油量を計測する。

上記構造の加工ヘツドは、加工時、移動ヘツド
の回転主軸６が回転させられると、駆動歯車７及
び従動歯車３１を介して回転軸２８が回転させら
れ、回転軸２８に一体形成された動力伝達歯車３
２，３３が回転させられる。そして動力伝達歯車
３２，３３と噛合つている第１の動力伝達用従動
歯車４２及び第２の動力伝達用従動歯車４３を介
して第１の加工軸１２及び第２の加工軸１９が回
転させられ、これにより工具が回転させられ、同
時にハウジング全体が下降させられて加工が行わ
れる。上記加工時、第１加工軸１２及び第２加工
軸１９が殆ど振れを生じておらない場合は、ホル
ダー３４は第１加工軸１２及び第２加工軸１９を
何ら拘束せず、回転に支障を来たさない。また工
具に大きな負荷が作用して第１加工軸１２及び第
２加工軸１９に大きな振れを生じると、ホルダー
３４が各加工軸１２，１９を拘束してその振れを
抑えて各加工軸１２，１９の回転に支障を来たさ
ないようにする。前記ホルダー３４は耐摩性に富
み、しかも貫通孔３５，３６内にグリスを充填し
てあるので、各加工軸１２，１９を滑らかに案内
する。また加工時、潤滑ポンプが動作してハウジ
ング１の下部支持壁５と下部カバー３との間に形
成した潤滑油溜まりに溜めた潤滑油８を上部支持
壁４上へ供給し、上部支持壁４から各軸受内を通
りながら第１の加工軸１２及び第２の加工軸１９
に沿つて降下して各軸受１３，１４，２０，２
１，２２や動力伝達歯車３２，３３とこれらに噛
合つている従動歯車４２，４３の潤滑を行つてい
る。

尚、切削油として水溶性切削油を使用する場合
は、加工時に工具にて飛散させられた切削油がハ
ウジング１内へ侵入し、これが内部の軸受部に付
着し、経時変化に伴つて錆を発生し、この錆によ
り回転精度の劣化や錆の噛込みによる軸受や各歯
車の損傷を生じる恐れもある為、予めハウジング
１内に乾燥空気を供給し、内部に0.5〜1.2Kg／cm²
の内圧をかけて切削油の侵入を防止するようにす
る。

この考案はハウジングの下部カバーに取付けた
ホルダーの貫通孔と加工軸との間に加工軸を支持
している軸受の軸受すきまより僅かに広い隙間を
設けたので、正常回転時にはホルダーは加工軸を
拘束することがなく、各加工軸を上下２個所の軸
受のみにて２点支持するので、回転に支承を来す
ことがなく、工具の反力等により加工軸に大きな
振れや曲がり等を生じると、ホルダーにて加工軸
の先部を拘束して加工軸の振れや曲がり等を一定
範囲内に抑えるので回転に支承を来すことがなく
高精度な加工を行える。その結果振れを生じ易い
長尺な加工軸を用いることができ、加工軸に設け
られる軸受や動力伝達機構に長尺なものを使用で
き、これら各部品の厚みを薄くして加工軸の中心
軸間距離をより短くすることができる。またこの
考案は加工軸の軸受より下方において潤滑油溜ま
りを構成し、この潤滑油溜まり内の潤滑油を潤滑
ポンプで汲みあげて各加工軸に沿つて降下させ、
これにより各軸受や動力伝達歯車の噛合部等を潤
滑油で潤滑することができ、効果的な潤滑を行う
ことができる。またホルダーには潤滑油溜まりの
油面より上方に突出する油洩れ止め用リングを装
着したので潤滑油が洩れ止め用リングを越えて洩
れるようなことがなく、仮りに飛散した潤滑油の
一部が油洩れ止め用リング内に入つたとしてもホ
ルダーの貫通孔内に充填されたグリスやオイルシ
ール等により洩れが防止されるので油洩れを生じ
ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る工作機械の加工ヘツドの
構造を示す展開断面図、第２図は加工軸と回転軸
との配置関係を示す図面である。 １…ハウジング、２，３…カバー、４，５…支
持壁、１２…第１の加工軸、１９…第２の加工
軸、２８…回転軸、３４…ホルダー、３５，３６
…貫通孔、４１，４２…オイルシール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングに工具を保持する加工軸を上下方向
   に複数貫通させ、各加工軸をハウジング内に形成
   された上下２個所の支持壁に設けられた軸受にて
   回転自在に支持させた加工ヘツドにおいて、前記
   ハウジングの下端面に設けた下部カバーと前記下
   部支持壁との間に形成された潤滑油溜りと、前記
   下部カバーに設けられ、かつ、各加工軸が貫通す
   る複数の貫通孔が形成された加工軸ホルダーと、
   前記加工軸ホルダーの貫通孔の下部大形部に装着
   されたオイルシールと、前記貫通孔の上部大形部
   に装着され、かつ、上端部が潤滑油溜りの油面よ
   り上方に突出した油洩れ止め用リングと、前記ハ
   ウジングに設けられ、潤滑油溜りの潤滑油をハウ
   ジングの上部支持壁上へ汲み上げる潤滑油ポンプ
   とを具え、前記貫通孔の表面と加工軸の外径面と
   の隙間を、加工軸を支持している軸受の軸受すき
   まより広い間隔とし、貫通孔と加工軸との隙間内
   にグリースを充填したことを特徴とする工作機械
   の加工ヘツド。