JPH04354652A - 多方向加工ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸ヘッド
に装着して使用する多方向加工ヘッド、特に加工部にク
ーラントを供給するようにした多方向加工ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多方向加工ヘッドは、工作機械の主軸に
着脱可能に装着される加工ヘッド軸と、これに軸承され
ると共に主軸ヘッドに係止されるハウジングと、加工ヘ
ッド軸と交差してハウジングに軸承されて回転され先端
に工具を保持する工具軸を備えており、ハウジングを複
数の位相で主軸ヘッドに係止して異なる方向からの加工
を可能としている。従来の多方向加工ヘッドには先端に
ノズルを有するクーラント供給孔をハウジングに内蔵し
、これを所定の位相で主軸ヘッドに係止したときにこの
クーラント供給孔を主軸ヘッド側のクーラント供給路と
連通して、その先端のノズルから工具による加工部に向
けてクーラントを噴出するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では多方向加工ヘッドを所定の位相で主軸ヘッド
に係止したときにしかクーラント供給孔を主軸ヘッド側
のクーラント供給路に連通することができないので、ク
ーラント供給の必要があるときはある一定の方向からの
加工しかできないという問題があった。本発明はこのよ
うな問題を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る多方向加工ヘッドは、図１〜図３に例示するように、
工作機械の主軸ヘッド１０に軸承された主軸１５の先端
に着脱可能に装着される加工ヘッド軸２０と、この加工
ヘッド軸に軸承され前記主軸ヘッド１０に対し回転しな
いように複数の位相に係止されるハウジング２５と、こ
のハウジングに前記加工ヘッド軸２０と交差して軸承さ
れ同加工ヘッド軸と連動して回転されると共に工具Ｔを
装着する工具軸２８を備えてなる多方向加工ヘッドにお
いて、前記ハウジング２５に前記加工ヘッド軸２０と平
行に形成されたシリンダ３２に嵌合されたピストン３１
と、このピストンに固定され前記ハウジング２５を液密
に摺動可能に通過して前記主軸ヘッド１０側に突出する
と共に中心孔３４が形成されたロッド３０と、前記主軸
ヘッドの端面１０ａに前記加工ヘッド軸２０から等距離
の円周上に配置され前記ロッド３０を選択的に係合する
複数の装着穴１１と、これら装着穴にそれぞれ連結され
前記中心孔３４に選択的に連通される複数のクーラント
供給路１２と、前記ロッドを前記主軸ヘッド１０側に向
けて付勢するスプリング３３と、前記工具Ｔに向けて前
記ハウジングに固定されたノズル４８と、前記ハウジン
グ２５に一体的に形成されて前記ノズル４８と前記中心
孔３４を連通するクーラント供給孔４７と、前記各クー
ラント供給路１２毎に設けられ前記中心孔３４が連結さ
れるのと対応して選択的に開となる開閉弁５２と、前記
加工ヘッド軸２０とハウジング２５が所定の相対的角度
関係にある状態で連通して前記ピストン３１一側の作動
室３２ａに作動流体を給排する作動流体通路４０と、前
記ロッド３０と共に移動し前記加工ヘッド軸２０または
これに一体結合された部材に形成した被係合部２３ｃと
係合離脱可能な係合部３５ａを有する可動部材３５より
なり、この可動部材は前記加工ヘッド軸２０とハウジン
グ２５が前記所定の相対的角度関係にある状態で前記作
動室３２ａに作動流体圧が加えられれば前記ロッド３０
と共に前記スプリング３３に抗して移動して前記係合部
３５ａを前記被係合部２３ｃに係合して前記加工ヘッド
軸２０とハウジング２５を前記所定の相対的角度関係に
係止し、前記作動室３２ａの作動流体圧が除かれて前記
ロッド３０の先端部３０ａが前記スプリング３３により
前記ソケット穴１１の何れかに係合された状態では前記
係合部３５ａと前記被係合部２３ｃの係合を離脱して前
記加工ヘッド軸２０とハウジング２５の相対回転を可能
とすることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】加工ヘッド軸２０を主軸１５に装着しロッド３
０の先端部３０ａを何れかの装着穴１１に係合させた状
態では、工具軸２８はその装着穴１１に対応する方向に
位置決めされる。この状態で主軸１５を回転して工具軸
２８に装着した工具Ｔにより加工を行い、ロッド３０の
先端部３０ａが係合されて開となった開閉弁５２及びク
ーラント供給路１２を経て供給されるクーラントは、ロ
ッド３０の中心孔３４及びクーラント供給孔４７を通っ
てノズル４８から工具Ｔに向けて噴出され、加工部の冷
却及び潤滑を行う。

【０００６】加工ヘッド軸２０とハウジング２５を所定
の相対角度関係とした状態で、作動流体通路４０を介し
てピストン３１一側の作動室３２ａに作動流体を供給す
れば、ロッド３０と可動部材３５はスプリング３３に抗
して後退し、ロッド３０の先端部３０ａは装着穴１１か
ら離脱され、可動部材３５の係合部３５ａは被係合部２
３ｃと係合して加工ヘッド軸２０とハウジング２５は所
定の相対角度関係に係止される。この状態で主軸１５を
回転して装着穴１１の何れかに対応する方向に工具軸２
８を割り出し、作動室３２ａの作動流体圧を除去すれば
、ロッド３０と可動部材３５はスプリング３３により前
進してロッド３０の先端部３０ａは別の装着穴１１に係
合され、係合部３５ａと被係合部２３ｃの係合は解除さ
れる。この状態で主軸１５を回転して工具Ｔにより異な
る方向の加工を行い、その装着穴１１のクーラント供給
路１２からのクーラントはノズル４８から工具Ｔに向け
て噴出されて加工部の冷却及び潤滑を行う。

【０００７】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ロッド
の先端部を複数の装着穴に選択的に係合することにより
、工具を装着した工具軸の方向を変えて異なる方向から
の加工を行うことができ、工具軸を何れの方向とした場
合でも工具にクーラントを供給することができる。

【０００８】

【実施例】本実施例の多方向加工ヘッドを使用する工作
機械の主軸ヘッド１０の端面１０ａには、図１及び図２
に示すように、主軸１５と同心の円周上に沿って等間隔
に８個の装着穴１１が形成されている。各装着穴１１の
中心には主軸ヘッド１０に形成したクーラント供給路１
２の先端が開口されており、各クーラント供給路１２に
はそれぞれに設けた開閉弁５２及び共通の切換弁５１を
介して供給ポンプ５０からのクーラントが供給されるよ
うになっている。

【０００９】図１に示すように、主軸ヘッド１０に軸承
された主軸１５の先端には、テーパ孔１６、テーパ部２
１及びキー１７を介して、加工ヘッド軸２０が同軸的に
装着され、加工ヘッド軸２０先端側の軸部２２には、一
体結合された本体部２５ａ及び支持部２５ｂからなるハ
ウジング２５が軸承されている。ハウジング２５の中間
部及び先端部にはそれぞれ、加工ヘッド軸２０と同軸の
中間軸２６及びこれと直交する工具軸２８が軸承されて
いる。中間軸２６の一端は二面取り突起及び溝により軸
部２２の先端に連結され、他端に形成した傘歯車２６ａ
は工具軸２８に固定した傘歯車２７と噛合され、これに
より工具軸２８は加工ヘッド軸２０と連動して回転され
る。工具軸２８の先端にはチャック２９を介して工具Ｔ
が装着される。

【００１０】ハウジング２５の主軸ヘッド１０側の一部
は半径方向に突出しており、加工ヘッド軸２０と平行に
形成されて一端が蓋部材２５ｃにより閉じられたシリン
ダ３２には、内部を作動室３２ａと室３２ｂに分離する
ピストン３１が嵌合されている。ピストン３１に同軸的
に固定され中心孔３４を有するロッド３０は、ハウジン
グ２５を液密に貫通して主軸ヘッド１０側に突出し、ロ
ッド３０の先端部３０ａは蓋部材２５ｃとの間に介装し
たスプリング３３により主軸ヘッド１０に向けて弾性的
に付勢されて装着穴１１に係合される。ハウジング２５
の中間部外周の一部には工具Ｔの先端部付近に向かうノ
ズル４８が固定され、ハウジング２５の内部にはシリン
ダ３２の室３２ｂとノズル４８を連通するクーラント供
給孔４７が形成されている。

【００１１】図１に示すように、加工ヘッド軸２０の軸
部２２根元の大径部には環状部材２３が嵌合され、係止
ピン２３ｄにより固定されている。環状部材２３の外周
の下部及び上部にはフランジ２３ａ，２３ｂが形成され
、各フランジ２３ａ，２３ｂの一部には比較的幅が狭い
切欠き２３ｃ，２３ｅが設けられている。環状部材２３
は上面が加工ヘッド軸２０と密着され、下面はハウジン
グ２５の上端面２５ｃとの間に多少の隙間が設けられて
いる。

【００１２】ピストン３１一側の作動室３２ａに作動流
体を給排する作動流体通路４０は、加工ヘッド軸２０に
形成されたヘッド軸側通路４０ａと、ハウジング２５に
形成されたハウジング側通路４０ｂと、次に説明する連
通用シリンダ４１及び連通用ピストン４２などにより構
成されている。図１に示すように、環状部材２３の一部
には小さい連通用シリンダ４１が加工ヘッド軸２０と平
行に形成されている。ヘッド軸側通路４０ａの一端は主
軸１５内に形成した通路、ディストリビュータ（何れも
図示省略）及び切換弁５３を介してクーラントの供給ポ
ンプ５０に連通され、他端は連通用シリンダ４１の側面
に開口されている。また加工ヘッド軸２０に形成された
エア供給孔２４は、同様に一端が主軸１５内の通路、デ
ィストリビュータ及び切換弁５３と同様の切換弁を介し
て圧縮空気源に連通され、他端は連通用シリンダ４１の
上端面に開口されている。

【００１３】図３に示すように、連通用シリンダ４１に
は、連通用ピストン４２が嵌合されて戻しばね４４によ
り上向きに付勢され、エア供給孔２４に圧縮空気圧が印
加されれば、連通用ピストン４２は戻しばね４４に抗し
て移動してその端面４２ｂがハウジング２５の上端面２
５ｃに当接されるようになっている。連通用ピストン４
２には圧縮空気圧による移動に係わらず常にヘッド軸側
通路４０ａに連通されるＬ形の通路４２ａが形成され、
また連通用ピストン４２には、通路４２ａ内の一部を通
って端面４２ｂから多少突出する押付けバー４３が同軸
的に固定されている。ハウジング２５内に形成されるハ
ウジング側通路４０ｂは一端が作動室３２ａに、他端が
ハウジング２５の上端面２５ｃに開口され、後者の開口
部にはボール４５ａとスプリング４５ｂからなるチェッ
ク弁４５が設けられている。このチェック弁４５を設け
た開口部は、加工ヘッド軸２０とハウジング２５が所定
の相対角度関係にあるときにちょうど連通用ピストン４
２と対応する位置に設けられている。

【００１４】図１に示すように、一端の筒部３５ｂによ
りロッド３０の段部３０ｂに係合された可動部材３５は
、ガイドピン３６によりハウジング２５に対する回動が
阻止され、摺動ピン３７を介してスプリング３８により
段部３０ｂに常に係合するように付勢され、これにより
可動部材３５は常にロッド３０と共に移動する。可動部
材３５の他端に形成した突起（係合部）３５ａは、作動
室３２ａに作動流体圧が印加されていない状態では、図
示のように環状部材２３の両フランジ２３ａ，２３ｂの
間に位置している。しかし加工ヘッド軸２０とハウジン
グ２５が前述の所定の相対角度関係にある状態で作動室
３２ａに作動流体圧を印加すれば、ロッド３０と共にス
プリング３３に抗して移動し、突起３５ａが切欠き（被
係合部）２３ｃと係合して加工ヘッド軸２０とハウジン
グ２５を所定の相対角度関係に係止し、これと同時にロ
ッド３０の先端部３０ａは装着穴１１から離脱される。 なお加工ヘッド軸２０が主軸１５から離脱されて状態で
は、ロッド３０及び可動部材３５はスプリング３３によ
り更に移動され、突起３５ａはフランジ２３ｂの切欠き
２３ｅに係合されて加工ヘッド軸２０とハウジング２５
は所定の相対角度関係に係止される。

【００１５】次に上記実施例の作動を説明する。図示の
ように加工ヘッド軸２０を主軸１５に装着し、ロッド３
０の先端部３０ａを一つの装着穴１１に係合させた状態
では、工具軸２８はその装着穴１１に対応する方向に位
置決めされ、またその装着穴１１のクーラント供給路１
２に設けた開閉弁５２のみが開かれ、その他の開閉弁５
２はすべて閉じられる。この状態で主軸１５を回転し切
換弁５１を図示の作動状態とすれば、工具軸２８が回転
して工具Ｔによる加工を行い、供給ポンプ５０から送り
出されるクーラントは、切換弁５１、開いた開閉弁５２
及びそれに連通されたクーラント供給路１２を通って中
心孔３４に供給され、室３２ｂ及びクーラント供給孔４
７を通ってノズル４８から工具Ｔに向けて噴出され、加
工部の冷却及び潤滑を行う。この状態では切換弁５３は
図１に示すように不作動として、ヘッド軸側通路４０ａ
には供給ポンプ５０からの作動流体圧（本実施例ではク
ーラント圧）を印加しない。

【００１６】工具軸２８の方向を変える場合には、先ず
それまで開いていた開閉弁５２を閉じ、加工ヘッド軸２
０とハウジング２５を所定の相対角度関係とし、ハウジ
ング側通路４０ｂのチェック弁４５を設けた開口部と連
通用ピストン４２を対応させた状態で、図略の切換弁に
よりエア供給孔２４に圧縮空気圧を導入する。これによ
り連通用ピストン４２は戻しばね４４に抗して移動し、
ボール４５ａは押付けバー４３によりスプリング４５ｂ
に抗して移動してチェック弁４５は開かれ、ヘッド軸側
通路４０ａとハウジング側通路４０ｂは連通用ピストン
４２内の通路４２ａを介して連通される。次いで切換弁
５３を作動させてヘッド軸側通路４０ａに供給ポンプ５
０からのクーラント圧を導入すれば、作動室３２ａに加
わるクーラント圧によりロッド３０及び可動部材３５は
スプリング３３に抗して移動し、ロッド３０の先端部３
０ａは装着穴１１から離脱され、可動部材３５の突起３
５ａは環状部材２３の切欠き２３ｃと係合して加工ヘッ
ド軸２０とハウジング２５は所定の相対角度関係に係止
される。

【００１７】この状態で主軸１５を回転してハウジング
２５を加工ヘッド軸２０と共に回転させ、ロッド３０を
新たに選択する装着穴１１と対応する所望の向きに割り
出してから切換弁５３を図示の不作動状態とすれば、作
動室３２ａ内のクーラントはリザーバ５４に排出される
のでロッド３０及び可動部材３５はスプリング３３の付
勢力により移動し、ロッド３０の先端部３０ａは新たに
選択した装着穴１１に係合され、突起３５ａは切欠き２
３ｃとの係合から離脱される。次いで図略の切換弁を切
り換えてエア供給孔２４を大気解放として戻しばね４４
により連通用ピストン４２を後退させ、チェック弁４５
を閉じ、新たに選択した装着穴１１のクーラント供給路
１２に設けた開閉弁５２を開く。そして主軸１５を回転
し切換弁５１を図示の作動状態とすれば、工具軸２８が
回転して新たに選択した方向からの工具Ｔによる加工を
行い、供給ポンプ５０からのクーラントは、前記同様の
経路を通ってノズル４８から工具Ｔに向けて噴出され、
加工部の冷却及び潤滑を行う。

【００１８】上述のように、本実施例によれば、ロッド
３０の先端部３０ａを複数の装着穴１１に選択的に係合
することにより、工具Ｔを装着した工具軸２８の方向を
変えて異なる方向からの加工を行うことができ、工具軸
２８を何れの方向とした場合でも工具Ｔにクーラントを
供給することができる。

【００１９】上記実施例ではロッド３０及び可動部材３
５を移動させるために作動室３２ａに給排する作動流体
としてクーラントを共用したが、別個の作動流体を使用
してもよい。また各クーラント供給路１２に設ける開閉
弁５２は電磁開閉弁とし、選択する装着穴１１に対応す
る開閉弁５２を図略の制御装置により開くようにしたが
、この開閉弁５２はチェック弁４５と同様のチェック弁
としてクーラント供給路１２の装着穴１１側端部に設け
、ロッド３０の先端部３０ａに設けた押付けバーにより
選択された装着穴１１のチェック弁を開くようにしても
よい。なお加工ヘッド軸２０に対する工具軸２８の交差
角は任意である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による多方向加工ヘッドの一実施例
の全体構造図である。

【図２】　　図１の２−２断面図である。

【図３】　　図１の実施例の作動流体通路の一部の拡大
断面図である。

【符号の説明】

１０…主軸ヘッド、１０ａ…端面、１１…装着穴、１２
…クーラント供給路、１５…主軸、２０…加工ヘッド軸
、２３ｃ…被係合部（切欠き）、２５…ハウジング、２
８…工具軸、３０…ロッド、３０ａ…先端部、３１…ピ
ストン、３２…シリンダ、３２ａ…作動室、３３…スプ
リング、３４…中心孔、３５…可動部材、３５ａ…係合
部（突起）、４０…作動流体通路、４７…クーラント供
給孔、４８…ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作機械の主軸ヘッドに軸承された主
   軸の先端に着脱可能に装着される加工ヘッド軸と、この
   加工ヘッド軸に軸承され前記主軸ヘッドに対し回転しな
   いように複数の位相に係止されるハウジングと、このハ
   ウジングに前記加工ヘッド軸と交差して軸承され同加工
   ヘッド軸と連動して回転されると共に工具を装着する工
   具軸を備えてなる多方向加工ヘッドにおいて、前記ハウ
   ジングに前記加工ヘッド軸と平行に形成されたシリンダ
   に嵌合されたピストンと、このピストンに固定され前記
   ハウジングを液密に摺動可能に通過して前記主軸ヘッド
   側に突出すると共に中心孔が形成されたロッドと、前記
   主軸ヘッドの端面に前記加工ヘッド軸から等距離の円周
   上に配置され前記ロッドを選択的に係合する複数の装着
   穴と、これら装着穴にそれぞれ連結され前記中心孔に選
   択的に連通される複数のクーラント供給路と、前記ロッ
   ドを前記主軸ヘッド側に向けて付勢するスプリングと、
   前記工具に向けて前記ハウジングに固定されたノズルと
   、前記ハウジングに一体的に形成されて前記ノズルと前
   記中心孔を連通するクーラント供給孔と、前記各クーラ
   ント供給路毎に設けられ前記中心孔が連結されるのと対
   応して選択的に開となる開閉弁と、前記加工ヘッド軸と
   ハウジングが所定の相対的角度関係にある状態で連通し
   て前記ピストン一側の作動室に作動流体を給排する作動
   流体通路と、前記ロッドと共に移動し前記加工ヘッド軸
   またはこれに一体結合された部材に形成した被係合部と
   係合離脱可能な係合部を有する可動部材よりなり、この
   可動部材は前記加工ヘッド軸とハウジングが前記所定の
   相対的角度関係にある状態で前記作動室に作動流体圧が
   加えられれば前記ロッドと共に前記スプリングに抗して
   移動して前記係合部を前記被係合部に係合して前記加工
   ヘッド軸とハウジングを前記所定の相対的角度関係に係
   止し、前記作動室の作動流体圧が除かれて前記ロッドの
   先端部が前記スプリングにより前記ソケット穴の何れか
   に係合された状態では前記係合部と前記被係合部の係合
   を離脱して前記加工ヘッド軸とハウジングの相対回転を
   可能とすることを特徴とする多方向加工ヘッド。