JPH0985510A - 多軸ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計製作時間，調整・修理時間および改造時
間の短縮化ならびに設計製作コスト，保守管理コストお
よび改造コストの低減化を実現し、高速穴加工への対応
および軽量小形化を実現する。 【解決手段】 駆動ユニットＰＵの出力軸Ｐ１と接続・
離間可能な歯車駆動機構３０を具備したヘッド本体２
と、ドリルホルダＤＨなどの工具ホルダを着脱可能でか
つ歯車駆動機構３０を介して伝えられる駆動力により回
転する回転軸１５，２５を具備した第１軸ユニット１
０，第２軸ユニット２０を備え、軸ユニット１０，２０
の各回転軸１５，２５と歯車駆動機構３０とを各々離間
可能に接続すると共に、軸ユニット１０，２０をヘッド
本体２に各々取外し可能に装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク、例えば、
自動車用エンジンにおけるシリンダブロックの複数箇所
に穴加工を施すのに利用される多軸ヘッドに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記した多軸ヘッドとしては、例
えば、図６に示すものがあった。

【０００３】図６に示すように、この多軸ヘッド２０１
は、ヘッド本体２０２と、このヘッド本体２０２に形成
した軸保持部２０２ａ，２０２ｂに複数の軸受２０３を
介して保持される第１回転軸２０４および第２回転軸２
０５を備えており、ヘッド本体２０２の内部には、駆動
源側の出力軸２００と接続・離間可能としたカップリン
グ２０６を介して伝達される駆動力を２本の回転軸２０
４，２０５に伝える駆動力伝達機構２１０を具備してい
る。

【０００４】駆動力伝達機構２１０は歯車駆動機構であ
って、前記カップリング２０６を端部に装着した入力軸
２１１に固定した第１伝達歯車２１２と、第１中間軸２
１３に固定されて第１伝達歯車２１２と噛合う増速歯車
２１４と、同じく第１中間軸２１３に固定された第２伝
達歯車２１５と、第１回転軸２０４に固定されて第２伝
達歯車２１５と噛合う出力歯車２１６と、第２中間軸２
１７に固定されて第１回転軸２０４の出力歯車２１６と
噛合う第３伝達歯車２１８と、同じく第２中間軸２１７
に固定された増速歯車２１９と、第２回転軸２０５に固
定されて増速歯車２１９と噛合う出力歯車２２０とから
主として構成されている。

【０００５】この多軸ヘッド２０１における回転軸２０
４，２０５の先端には、工具ホルダがそれぞれ着脱可能
となっており、加工に使用する工具に合った工具ホルダ
が選択的に装着され、図６では第１回転軸２０４の先端
にドリル２２１をセットしたドリル用ホルダ２２２が装
着してある。

【０００６】この多軸ヘッド２０１は、１つの駆動源か
ら伝えられる駆動力により、ワークの複数箇所に対して
同時に穴加工を施すようになっており、加工条件の変更
により各回転軸２０４，２０５の回転数の増減を行う場
合は、駆動力伝達機構２１０における各歯車のギヤ比を
変えて対処するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来におけ
る多軸ヘッド２０１において、種類が異なるワークに対
して穴加工を施す場合には、そのワークに合わせて設計
製作した多軸ヘッドを用いなくてはならない、つまり、
そのワークに合わせた多軸ヘッドを設計製作しなくては
ならないことから、多軸ヘッドの設計製作コストが高い
ものとなってしまうという問題があった。

【０００８】また、回転軸２０４，２０５がヘッド本体
２０２に一体で形成した軸保持部２０２ａ，２０２ｂに
それぞれ組み付けられているため、回転軸２０４，２０
５に不具合が生じた際や加工穴追加やサイクルタイム変
更時の切削条件に変更が生じた際には、調整・修理や改
造に多くの時間を要することとなり、その結果、調整・
修理コストおよび改造コストが高くついてしまうという
問題を有していた。

【０００９】さらに、従来における多軸ヘッド２０１で
は、増速歯車２１４，２１９を備えた駆動力伝達機構２
１０を介して駆動源からの駆動力を２本の回転軸２０
４，２０５に伝えてこれらの回転軸２０４，２０５を高
速で回転させるようにしているが、このような歯車列か
らなる駆動力伝達機構２１０では回転軸２０４，２０５
の高速回転化に自ずと限界があり、より一層の高速穴加
工に対応できないうえ、増速歯車２１４，２１９を配置
する分だけ（回転軸２０４，２０５を低速で回転させる
場合には減速歯車を配置する分だけ）歯車列が複雑化す
ると共に、全体重量の増加およびヘッド本体２０２の大
型化を招いてしまうという問題を有しており、これらの
問題を解決することが従来の課題であった。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたもので、設計製作時間，不具合が生じた場合
の調整・修理時間および切削条件に変更が生じた場合の
改造時間をそれぞれ短縮することができると共に、設計
製作コスト，保守管理コストおよび改造コストをそれぞ
れ低減させることが可能であり、加えて、高速穴加工に
対応することができると共に、軽量小形化が実現可能で
ある多軸ヘッドを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る多軸ヘッドは、駆動ユニットの出力軸と接続・離間可
能な駆動力伝達機構を具備したヘッド本体と、工具ホル
ダを着脱可能でかつ前記駆動力伝達機構を介して伝えら
れる駆動力により回転する回転軸を具備した複数の軸ユ
ニットを備え、前記複数の軸ユニットの各回転軸と駆動
力伝達機構とをそれぞれ離間可能に接続すると共に、前
記複数の軸ユニットをヘッド本体にそれぞれ取外し可能
に装着した構成としたことを特徴としており、この多軸
ヘッドの構成を前述した従来の課題を解決するための手
段としている。

【００１２】本発明の請求項２に係わる多軸ヘッドにお
いて、駆動力伝達機構は歯車駆動機構である構成として
おり、本発明の請求項３に係わる多軸ヘッドにおいて、
歯車駆動機構の互いに噛み合う歯車は同一平面に配置し
てある構成としている。

【００１３】本発明の請求項４に係わる多軸ヘッドにお
いて、駆動力伝達機構はベルト駆動機構である構成とし
ている。

【００１４】本発明の請求項５に係わる多軸ヘッドは、
複数の軸ユニットのうちの少なくとも１個の軸ユニット
に変速機構を設けた構成としている。

【００１５】本発明の請求項６に係わる多軸ヘッドにお
いて、複数の軸ユニットのうちの少なくとも１個の軸ユ
ニットは、工具ホルダを着脱可能でかつ駆動力伝達機構
を介して伝えられる駆動力により回転する回転軸を複数
具備している構成としている。

【００１６】本発明の請求項７に係わる多軸ヘッドは、
ヘッド本体に切削油供給部を設けると共に、軸ユニット
に切削油供給部と工具ホルダ側とを連通する流路を設け
た構成としている。

【００１７】本発明の請求項８に係わる多軸ヘッドは、
ヘッド本体に切削油供給部を設けると共に、回転軸を複
数具備した軸ユニットに各回転軸の工具ホルダ側へ連通
する複数の流路を設け、切削油供給部と軸ユニットの各
流路との間に切削油分配機構を設けた構成としている。

【００１８】本発明の請求項９に係わる多軸ヘッドにお
いて、切削油分配機構は、軸ユニットに駆動力を伝達す
る駆動力伝達機構の駆動軸に形成されて切削油供給部と
連通する流路と、前記駆動軸に嵌装されて当該駆動軸の
流路を介して切削油供給部と連通しかつ軸ユニットに設
けた複数の流路と連通する分岐管を具備している構成と
している。

【００１９】上記軸ユニットには、加工法，加工条件お
よび負荷の大小に見合う複数種の、例えば、低トルク
用，中トルク用および高トルク用、また、低速回転用，
中速回転用および高速回転用のそれぞれ３種類のものが
適宜採用され、駆動ユニットの駆動源と駆動力伝達機構
との接続部分には、駆動源の形態に見合った歯車，プー
リー，カップリングなどの接続部品が適宜用いられ、い
ずれの接続部品も負荷の大小に見合う複数種の、例え
ば、低トルク用，中トルク用および高トルク用、また、
低速回転用，中速回転用および高速回転用のそれぞれ３
種類のものが適宜採用される。

【００２０】

【発明の作用】本発明の請求項１ないし４に係わる多軸
ヘッドでは、上記した構成としているので、新たに多軸
ヘッドを設計製作する場合、軸ユニットや駆動力伝達機
構などのヘッド本体以外の部品は、既に製作されている
上記した構成を有する多軸ヘッドの部品を転用すればよ
いことから、設計製作時間の短縮および設計製作コスト
の低減が図られることとなるのに加えて、軸ユニットや
駆動力伝達機構などの部品に不具合が生じた場合や加工
穴追加やサイクルタイム変更時の切削条件に変更が生じ
た場合には、軸ユニットをヘッド本体から取り外して軸
ユニットと駆動力伝達機構とを別けて、調整・修理作業
あるいは改造作業がなされることから、調整・修理時間
や改造時間の短縮および保守管理コストや改造コストの
低減が実現することとなり、とくに、本発明の請求項３
に係わる多軸ヘッドでは、軸ユニットをヘッド本体から
取り外す作業が極めて簡単なものとなることから、調整
・修理時間や改造時間の短縮および保守管理コストや改
造コストのより一層の低減が実現することとなる。

【００２１】また、本発明の請求項５に係わる多軸ヘッ
ドでは、上記した構成としているので、歯車列からなる
駆動力伝達機構（あるいはベルトによる駆動力伝達機
構）において変速を行う必要がなくなり、例えば、増速
に際しては、従来なし得なかったより一層の高速穴加工
が実現し、加えて、増速歯車，減速歯車などの部品を必
要としないことから、軽量小形化が図られると共に駆動
力伝達機構の設計製作時間の短縮および設計製作コスト
の低減がなされることとなる。

【００２２】さらに、本発明の請求項６に係わる多軸ヘ
ッドでは、上記した構成としているので、回転軸の軸配
置の自由度が拡がることとなり、ワーク、例えば、自動
車用エンジンにおけるシリンダブロックの複数箇所に穴
加工を施すに際して、小さいピッチでの高速加工がなさ
れることになるのに加えて、回転軸がひとつの軸ユニッ
トを複数組採用する場合と比べて、部品点数が大幅に増
加することがないことから、コストの低減が図られるこ
ととなる。

【００２３】さらにまた、本発明の請求項７に係わる多
軸ヘッドでは、切削油供給部から軸ユニットの流路を通
して工具ホルダ側に切削油が供給されることから、さら
なる高速穴加工および深穴加工が実現することとなる。

【００２４】さらにまた、本発明の請求項８に係わる多
軸ヘッドにおいて、上記した構成としているので、切削
油は切削油供給部から回転軸を複数具備した軸ユニット
の各流路を通して工具ホルダ側にそれぞれ供給されるこ
ととなり、この際、本発明の請求項９に係わる多軸ヘッ
ドにおいて、切削油は駆動力伝達機構における駆動軸の
流路，分岐管および軸ユニットの複数の流路を介して工
具ホルダ側にそれぞれ供給されることから、軸ユニット
における複数の流路がいずれも短くなって、製作コスト
の低減化が図られるうえ、軸ユニットの全長が短くなっ
て、駆動力伝達機構が歯車駆動機構である場合には、こ
の歯車列の配置の自由度が拡がることとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００２６】図１は本発明の請求項１，２，５に係わる
多軸ヘッドの一実施例を示しており、図１に示すよう
に、この多軸ヘッド１は、ヘッド本体２と、このヘッド
本体２に保持される第１軸ユニット１０および第２軸ユ
ニット２０を備えており、ヘッド本体２の内部には、駆
動ユニットＰＵ側の出力軸Ｐ１と接続・離間可能とした
カップリング３を介して伝達される駆動力を２個の軸ユ
ニット１０，２０側に伝える歯車駆動機構（駆動力伝達
機構）３０を具備している。

【００２７】第１軸ユニット１０は中トルク用として使
用されるもので、２個のスリーブ１１，１２の各端部に
設けたフランジ１１ａ，１２ａ同士をいんろう継手の要
領で連結してなる軸ハウジング１３と、この軸ハウジン
グ１３の基端側スリーブ１１に軸受１１ｂを介して保持
される伝達軸１４と、軸ハウジング１３の先端側スリー
ブ１２に軸受１２ｂを介して保持されかつ先端にドリル
ＤがセットされたドリルホルダＤＨを取外し可能に装着
した回転軸１５を備えており、伝達軸１４と回転軸１５
との間には、増速機構（変速機構）１６が設けてある。

【００２８】この場合、増速機構１６は、伝達軸１４に
おける先端部の外周面に９０゜の間隔をおいて設けた４
個（図では２個のみ示す）の遊星軸１４ａと、これらの
遊星軸１４ａに嵌装した遊星ローラ１７と、回転軸１５
における基端面の中心に設けた太陽軸１５ａを具備して
おり、両スリーブ１１，１２の連結部分の内部におい
て、太陽軸１５ａの周囲に遊星ローラ１７を位置させて
トラクションオイルの油膜を介して互いに接触させるこ
とにより、回転軸１５を伝達軸１５の３〜６倍の回転数
で回転させることができるようにしている。なお、図で
は遊星ローラタイプを示しているが、ローラの数は限定
しない。また、増速機構であれば、遊星歯車でも可能で
ある。

【００２９】さらに、第２軸ユニット２０は低トルク用
として使用されるもので、第１軸ユニット１０と同じ
く、２個のスリーブ２１，２２の各フランジ２１ａ，２
２ａ同士を連結してなる軸ハウジング２３と、基端側ス
リーブ２１に軸受２１ｂを介して保持される伝達軸２４
と、先端側スリーブ２２に軸受２２ｂを介して保持され
かつ先端に工具ホルダを着脱可能とした回転軸２５を備
えており、この第２軸ユニット２０においても、伝達軸
２４と回転軸２５との間に、伝達軸２４に設けた４個
（図では２個のみ示す）の遊星軸２４ａと、これらの遊
星軸２４ａに嵌装した遊星ローラ２７と、回転軸２５に
設けた太陽軸２５ａを具備した増速機構２６を設けてお
り、これにより、回転軸２５を伝達軸２４の３〜６倍の
回転数で回転させることができるようにしている。な
お、図では遊星ローラタイプを示しているが、ローラの
数は限定しない。また、増速機構であれば、遊星歯車で
も可能である。

【００３０】そして、第１軸ユニット１０および第２軸
ユニット２０は、ヘッド本体２の正面壁（図示左側壁）
２ａに形成した軸ユニット装着孔２ｂ，２ｃに、軸ハウ
ジング１３，２３の各基端側スリーブ１１，２１をそれ
ぞれ嵌合して、各先端側スリーブ１２，２２のフランジ
１２ａ，２２ａから挿通したボルト７，７をヘッド本体
２の正面壁２ａにそれぞれねじ込むことにより、ヘッド
本体２に対して取外し可能に装着してある。

【００３１】歯車駆動機構（駆動力伝達機構）３０は、
カップリング３を端部に装着した入力軸３１に固定した
第１伝達歯車３２と第２軸ユニット２０の伝達軸２４に
固定された出力歯車３３とを噛み合わせると共に、この
第２軸ユニット２０の出力歯車３３と中間軸３４に固定
された第２伝達歯車３５とを噛み合わせ、この第２伝達
歯車３５とともに中間軸３４に固定された第３伝達歯車
３６と第１軸ユニット１０の伝達軸１４に固定された出
力歯車３７とを噛み合わせてなる構成としてあり、第１
軸ユニット１０および第２軸ユニット２０をヘッド本体
２から取り外す際には、第３伝達歯車３６から第１軸ユ
ニット１０の出力歯車３７を離間させると共に、第１伝
達歯車３２および第２伝達歯車３５から第２軸ユニット
２０の出力歯車３３を離間させるようにしている。

【００３２】したがって、この多軸ヘッド１において、
軸ユニット１０，２０や歯車駆動機構３０などの部品に
不具合が生じた場合や加工穴追加やサイクルタイム変更
時の切削条件に変更が生じた場合には、軸ユニット１
０，２０をヘッド本体２から取り外してこれらの軸ユニ
ット１０，２０と歯車駆動機構３０とを別けて、調整・
修理作業あるいは改造作業がなされることから、調整・
修理時間や改造時間の短縮および保守管理コストや改造
コストの低減が実現することとなる。

【００３３】また、例えば、新たに他の多軸ヘッドを設
計製作する場合、中トルク用の軸ユニットや低トルク用
の軸ユニットなどのヘッド本体以外の部品は、上記多軸
ヘッド１の軸ユニット１０，２０をヘッド本体２から取
り外して転用すればよいので、ヘッド本体の設計製作だ
けを行えば済むこととなり、設計製作時間の短縮および
設計製作コストの低減が図られることとなる。

【００３４】さらに、この多軸ヘッド１では、軸ユニッ
ト１０，２０に増速機構１６，２６を設けているので、
歯車駆動機構３０において変速を行う必要がなくなり、
増速に際して従来なし得なかったより一層の高速穴加工
が実現し、加えて、増速歯車およびアイドル軸を必要と
しないことから、多軸ヘッド１全体の軽量小形化が図ら
れると共に歯車駆動機構３０の設計製作時間の短縮化お
よび設計製作コストの低減化が実現することとなる。

【００３５】図２は本発明の請求項１，４，５に係わる
多軸ヘッドの一実施例を示しており、図２に示す多軸ヘ
ッド４１が先の実施例における多軸ヘッド１と相違する
ところは、駆動力伝達機構をベルト駆動機構４３とした
点にあり、他の構成は先の実施例と同じである。

【００３６】この多軸ヘッド４１のベルト駆動機構４３
は、カップリング３を端部に装着した入力軸４４に固定
した伝達プーリー４５と第２軸ユニット２０の伝達軸２
４に固定された出力プーリー４６との間にベルト４７を
掛け渡すと共に、同じく伝達プーリー４５と第１軸ユニ
ット１０の伝達軸１４に固定された出力プーリー４８と
の間にベルト４９を掛け渡してなる構成としてあり、第
１軸ユニット１０および第２軸ユニット２０をヘッド本
体４２から取り外す際には、ベルト４９を第１軸ユニッ
ト１０の出力プーリー４８から外すと共に、ベルト４７
を第２軸ユニット２０の出力プーリー４６から外すよう
にしている。

【００３７】したがって、この多軸ヘッド４１において
も、不具合発生時や切削条件変更時には、軸ユニット１
０，２０をヘッド本体４２から一旦取り外してこれらの
軸ユニット１０，２０とベルト駆動機構４３とを別け
て、調整・修理作業あるいは改造作業がなされることか
ら、調整・修理時間や改造時間の短縮および保守管理コ
ストや改造コストの低減が図られることとなり、加え
て、例えば、他の多軸ヘッドを設計製作する場合も、軸
ユニットなどのヘッド本体以外の部品に、上記多軸ヘッ
ド４１のヘッド本体４２から取り外した軸ユニット１
０，２０を転用すればよいので、ヘッド本体の設計製作
だけを行えばよいこととなり、設計製作時間の短縮およ
び設計製作コストの低減が実現することとなる。

【００３８】また、この多軸ヘッド４１の場合も、軸ユ
ニット１０，２０に増速機構１６，２６を設けているの
で、増速に際して従来なし得なかったより一層の高速穴
加工が実現するうえ、多軸ヘッド４１全体の軽量小形化
が図られることとなる。

【００３９】図３は本発明の請求項１，２，５，７に係
わる多軸ヘッドの一実施例を示しており、先の実施例と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付してその構
成の説明は省略する。

【００４０】図３に示すように、多軸ヘッド５１は、ヘ
ッド本体５２と、このヘッド本体５２に保持される第１
軸ユニット１０，第２軸ユニット２０，第３軸ユニット
６０および第４軸ユニット７０を備えており、ヘッド本
体５２の内部には、駆動ユニットＰＵ側の出力軸Ｐ１と
接続・離間可能としたカップリング３を介して伝達され
る駆動力を軸ユニット１０，２０に伝える歯車駆動機構
３０および同じくカップリング３を介して伝達される駆
動力を軸ユニット６０，７０側に伝える歯車駆動機構８
０を具備していると共に、プレート５３と背面壁５２ｄ
との間に形成された切削油供給部５４を備えている。

【００４１】第３軸ユニット６０は低トルク用として使
用されるもので、軸ハウジング６３と、この軸ハウジン
グ６３に軸受６３ｂを介して保持されかつ先端に小径ド
リルＤｓがセットされたドリルホルダＤｈを取外し可能
に装着した回転軸６５を備えており、一方、第４軸ユニ
ット７０は中トルク用として使用されるもので、軸ハウ
ジング７３と、この軸ハウジング７３に軸受７３ｂを介
して保持されかつ先端に工具ホルダを着脱可能とした回
転軸７５を備えており、第３軸ユニット６０および第４
軸ユニット７０は、第１軸ユニット１０および第２軸ユ
ニット２０と同様に、ヘッド本体５２の正面壁５２ａに
形成した軸ユニット装着孔５２ｅ，５２ｆに、軸ハウジ
ング６３，７３の各基端側部分をそれぞれ嵌合して、各
々の中間フランジ６３ａ，７３ａを挿通したボルト７，
７をヘッド本体５２の正面壁５２ａにそれぞれねじ込む
ことにより、ヘッド本体５２に対して取外し可能に装着
してある。

【００４２】この場合、第１軸ユニット１０および第２
軸ユニット２０には、切削油供給部５４と工具ホルダ側
とを連通する流路１９，２９が各々の伝達軸１４，２４
および回転軸１５，２５をそれぞれ貫通して設けてあ
り、また、第３軸ユニット６０および第４軸ユニット７
０にも、切削油供給部５４と工具ホルダ側とを連通する
流路６９，７９が各々の回転軸６５，７５をそれぞれ貫
通して設けてある。

【００４３】歯車駆動機構８０は、カップリング３を端
部に装着した入力軸３１およびこの入力軸３１に固定し
た第１伝達歯車３２を歯車駆動機構３０と共用してお
り、第１中間軸８３に固定されて第１伝達歯車３２と噛
合う増速歯車８４と、同じく第１中間軸８３に固定され
た第２伝達歯車８５と、第３軸ユニット６０の回転軸６
５に固定されて第２伝達歯車８５と噛合う出力歯車８６
と、第２中間軸８７に固定されて第３軸ユニット６０の
回転軸６５の出力歯車８６と噛合う第３伝達歯車８８
と、同じく第２中間軸８７に固定された増速歯車８９
と、第４軸ユニット７０の回転軸７５に固定されて増速
歯車８９と噛合う出力歯車９０とから主として構成され
ている。そして、第３軸ユニット６０および第４軸ユニ
ット７０をヘッド本体５２から取り外す際には、第２伝
達歯車８５および第３伝達歯車８８から第３軸ユニット
６０の出力歯車８６を離間させると共に、増速歯車８９
から第４軸ユニット７０の出力歯車９０を離間させるよ
うにしている。

【００４４】したがって、この多軸ヘッド５１において
も、軸ユニット１０，２０，６０，７０や歯車駆動機構
３０，８０などの部品に不具合が生じた場合や加工穴追
加やサイクルタイム変更時の切削条件に変更が生じた場
合には、軸ユニット１０，２０，６０，７０を一旦ヘッ
ド本体５２から取り外してこれらの軸ユニット１０，２
０，６０，７０と歯車駆動機構３０，８０とを別けて、
調整・修理作業あるいは改造作業がなされるため、調整
・修理時間や改造時間が大幅に短縮されると共に保守管
理コストや改造コストが低減することとなる。

【００４５】また、新たに他の多軸ヘッドを設計製作す
る場合、中トルク用の軸ユニットや低トルク用の軸ユニ
ットあるいは変速機構を有する軸ユニットなどのヘッド
本体以外の部品は、上記多軸ヘッド５１の軸ユニット１
０，２０，６０，７０をヘッド本体５２から取り外して
転用すればよいことから、ヘッド本体の設計製作だけを
行えば済むこととなり、設計製作時間が短くなると共に
設計製作コストの低減が実現することとなる。

【００４６】さらに、この多軸ヘッド５１においても、
軸ユニット１０，２０に増速機構１６，２６を設けてい
るので、増速に際して従来なし得なかったより一層の高
速穴加工が実現することとなる。

【００４７】さらにまた、この多軸ヘッド５１では、切
削油供給部５４から軸ユニット１０，２０，６０，７０
の各流路１９，２９，６９，７９を通して工具ホルダ側
に切削油が供給されることから、とくに軸ユニット１
０，２０においてさらなる高速穴加工および深穴加工が
実現することとなる。

【００４８】図４は本発明の請求項１〜３，５〜７に係
わる多軸ヘッドの一実施例を示しており、先の実施例と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付してその構
成の説明は省略する。

【００４９】図４に示すように、多軸ヘッド１０１は、
ヘッドケース１０３Ａおよびこのヘッドケース１０３Ａ
に装着されるヘッドカバー１０３Ｂからなるヘッド本体
１０２と、このヘッド本体１０２に保持される２組の多
軸ユニット１１０と、上記実施例の第４軸ユニット７０
と同様の構成をなす２組の単軸ユニット１２０と、駆動
ユニット側の出力軸Ｐ１と接続・離間可能としたカップ
リング３を介して伝達される駆動力を多軸ユニット１１
０および単軸ユニット１２０にそれぞれ伝える歯車駆動
機構１３０と、切削油供給部１０４を備えている。

【００５０】多軸ユニット１１０は、２つの軸挿通孔１
１１ａ，１１１ｂを有する軸ハウジング１１１を具備し
ており、この軸ハウジング１１１の図示上側には、上側
軸挿通孔１１１ａの後部側に軸受１０７を介して保持さ
れる伝達軸１１２と、上側軸挿通孔１１１ａの前部側に
軸受１０７を介して保持されかつ先端にドリルＤがセッ
トされたドリルホルダＤＨを取外し可能に装着した回転
軸１１３と、伝達軸１１２および回転軸１１３を連結す
る増速機構１６が設けてあると共に、軸ハウジング１１
１の図示下側には、下側軸挿通孔１１１ｂに軸受１０７
を介して保持されかつ先端に小径ドリルＤｓがセットさ
れたドリルホルダＤｈを取外し可能に装着した回転軸１
１５が設けてある。

【００５１】多軸ユニット１１０および単軸ユニット１
２０は、ヘッドカバー１０３Ｂの正面壁１０３ａに形成
した軸ユニット装着孔１０３ｂ，１０３ｃに、軸ハウジ
ング１１１，１２１の各基端側部分をそれぞれ嵌合して
取外し可能に装着してあり、この場合、多軸ユニット１
１０には、軸ハウジング１１１の図示上側に位置する伝
達軸１１２および回転軸１１３を各々貫通して切削油供
給部１０４と工具ホルダ側とを連通する流路１１６と、
軸ハウジング１１１の図示下側に位置する回転軸１１５
を貫通して同じく切削油供給部１０４と工具ホルダ側と
を連通する流路１１７が設けてあり、一方、単軸ユニッ
ト１２０にも、回転軸１２２を貫通して切削油供給部１
０４と工具ホルダ側とを連通する流路１２３が設けてあ
る。

【００５２】歯車駆動機構１３０は、カップリング３を
端部に装着しかつヘッド本体１０２に軸ホルダ１０５お
よび軸受１０６を介して支持される入力軸１３１に伝達
歯車１３２を固定し、この伝達歯車１３２の図示上方
に、第１中間軸１３３に固定した第１アイドル歯車１３
４と、単軸ユニット１２０の回転軸１２２に固定した出
力歯車１３５と、第２中間軸１３６に固定した第２アイ
ドル歯車１３７と、多軸ユニット１１０の回転軸１１５
に固定した出力歯車１３８と、多軸ユニット１１０の伝
達軸１１２に固定した増速側出力歯車１３９とを同一平
面に配置して順次噛合わせると共に、伝達歯車１３２の
図示下方に、図示しない第３中間軸に固定した第３アイ
ドル歯車１４０と、単軸ユニット１２０の回転軸１２２
に固定した出力歯車１４１と、第４中間軸１４２に固定
した第４アイドル歯車１４３と、多軸ユニット１１０の
回転軸１１５に固定した出力歯車１４４と、多軸ユニッ
ト１１０の伝達軸１１２に固定した増速側出力歯車１４
５とを同じく同一平面に配置して順次噛合わせた構成を
なしている。

【００５３】したがって、この多軸ヘッド１０１におい
ても、多軸ユニット１１０，単軸ユニット１２０や歯車
駆動機構１３０などの部品に不具合が生じた場合や加工
穴追加やサイクルタイム変更時の切削条件に変更が生じ
た場合には、多軸ユニット１１０および単軸ユニット１
２０を一旦ヘッド本体１０２から取り外してこれらの軸
ユニット１１０，１２０と歯車駆動機構１３０とを別け
て、調整・修理作業あるいは改造作業がなされるため、
調整・修理時間や改造時間が大幅に短縮されると共に保
守管理コストや改造コストが低減することとなり、とく
に、この多軸ヘッド１０１では、歯車駆動機構１３０の
伝達歯車１３２，第１アイドル歯車１３４，出力歯車１
３５，第２アイドル歯車１３７，出力歯車１３８，増速
側出力歯車１３９，第３アイドル歯車１４０，出力歯車
１４１，第４アイドル歯車１４３，出力歯車１４４およ
び増速側出力歯車１４５を同一平面に配置しているの
で、軸ユニット１１０，１２０をヘッド本体１０２から
取り外す作業が極めて簡単なものとなり、その結果、調
整・修理時間や改造時間の短縮および保守管理コストや
改造コストのより一層の低減が実現することとなる。

【００５４】また、新たに他の多軸ヘッドを設計製作す
る場合、ヘッド本体１０２以外の部品は、上記多軸ヘッ
ド１０１の多軸ユニット１１０および単軸ユニット１２
０をヘッド本体１０２から取り外して転用すればよいこ
とから、ヘッド本体の設計製作だけを行えば済むことと
なり、設計製作時間が短くなると共に設計製作コストの
低減が実現することとなる。

【００５５】さらに、この多軸ヘッド１０１において
も、多軸ユニット１１０に増速機構１６を設けているの
で、増速に際して従来なし得なかったより一層の高速穴
加工が実現することとなるうえ、この多軸ヘッド１０１
では、多軸ユニット１１０に２個の回転軸１１３，１１
５を設けた構成としているので、回転軸の軸配置の自由
度が拡がることとなって、例えば、自動車用エンジンに
おけるシリンダブロックの複数箇所に穴加工を施すに際
して、小さいピッチでの高速加工が可能になるのに加え
て、単軸ユニット１２０を複数組採用する場合と比較し
て、部品点数の大幅な増加を抑えることができるため、
コストの低減が図られることとなる。

【００５６】さらにまた、この多軸ヘッド１０１では、
切削油供給部１０４から軸ユニット１１０，１２０の各
流路１１６，１１７，１２３を通して工具ホルダ側に切
削油が供給されることから、とくに多軸ユニット１１０
においてより一層の高速穴加工および深穴加工が実現す
ることとなる。

【００５７】図５は本発明の請求項１〜３，５，６，
８，９に係わる多軸ヘッドの一実施例を示しており、先
の実施例と同一の機能を有する部分には同一の符号を付
してその構成の説明は省略する。

【００５８】図５（ａ）に示すように、多軸ヘッド１４
１は、ヘッドケース１４３Ａおよびこのヘッドケース１
４３Ａに装着されるヘッドカバー１４３Ｂからなるヘッ
ド本体１４２と、このヘッド本体１４２に保持される２
組の多軸ユニット１５０と、駆動ユニット側の出力軸Ｐ
１と接続・離間可能としたカップリング３を介して伝達
される駆動力を多軸ユニット１５０伝える歯車駆動機構
１６０と、切削油供給部１４４を備えている。

【００５９】多軸ユニット１５０は、全体で略円筒形状
をなす軸ハウジング１５１を具備しており、軸ハウジン
グ１５１の中心には、伝達歯車１５２ａを固定した伝達
軸１５２が設けてあると共に、この伝達軸１５２の周囲
には、図５（ｂ）に示すように、軸受１４５を介して保
持されかつ先端に工具ホルダを着脱可能とすると共に伝
達歯車１５２ａと噛合う出力歯車１５３ａを固定した４
個の回転軸１５３が９０゜の間隔をおいて設けてあっ
て、これらの多軸ユニット１５０，１５０は、ヘッドカ
バー１４３Ｂの正面壁１４３ａに形成した軸ユニット装
着孔１４３ｂ，１４３ｃに、軸ハウジング１５１，１５
１の各基端側部分をそれぞれ嵌合して取外し可能に装着
してある。

【００６０】歯車駆動機構１６０は、カップリング３を
端部に装着しかつヘッド本体１４２に軸ホルダ１４６お
よび軸受１４７を介して支持される入力軸１６１に伝達
歯車１６２を固定し、この伝達歯車１６２の図示上方
に、第１中間軸１６３に固定した第１アイドル歯車１６
４と、多軸ユニット１５０の伝達軸１５２に連結する駆
動軸１６８に固定した出力歯車１６５とを同一平面に配
置して順次噛合わせると共に、伝達歯車１６２の図示下
方に、図示しない第２中間軸に固定した第２アイドル歯
車１６６と、多軸ユニット１５０の伝達軸１５２に連結
する駆動軸１６９に固定した出力歯車１６７とを同じく
同一平面に配置して順次噛合わせた構成をなしている。

【００６１】この場合、多軸ユニット１５０の各回転軸
１５３には、切削油供給部１４４と工具ホルダ側とを連
通する流路１５６がそれぞれ貫通して設けてあり、切削
油供給部１４４と多軸ユニット１５０の各流路１５６と
の間には、多軸ユニット１５０に駆動力を伝達する上記
歯車機構１６０の駆動軸１６８，１６９に形成されて切
削油供給部１４４と連通する流路１７１と、駆動軸１６
８，１６９に嵌装されて駆動軸１６８，１６９の各流路
１７１を介して切削油供給部１４４と連通しかつ多軸ユ
ニット１５０における複数の流路１５６と連通する分岐
管１７２を具備した切削油分配機構１７０が設けてあ
る。

【００６２】つまり、この多軸ヘッド１４１では、多軸
ユニット１５０や歯車駆動機構１６０などの部品に不具
合が生じた場合や加工穴追加やサイクルタイム変更時の
切削条件に変更が生じた場合には、多軸ユニット１５０
を一旦ヘッド本体１４２から取り外して多軸ユニット１
５０と歯車駆動機構１６０とを別けて、調整・修理作業
あるいは改造作業がなされるため、調整・修理時間や改
造時間が大幅に短縮されると共に保守管理コストや改造
コストが低減することとなり、この多軸ヘッド１４１に
おいても、歯車駆動機構１６０の伝達歯車１６２，第１
アイドル歯車１６４，出力歯車１６５，第２アイドル歯
車１６６および出力歯車１６７を同一平面に配置してい
るので、多軸ユニット１５０をヘッド本体１４２から取
り外す作業が極めて簡単なものとなり、その結果、調整
・修理時間や改造時間の短縮および保守管理コストや改
造コストのより一層の低減が実現することとなる。

【００６３】また、新たに他の多軸ヘッドを設計製作す
る場合、ヘッド本体１４２以外の部品は、上記多軸ヘッ
ド１４１の多軸ユニット１５０をヘッド本体１４２から
取り外して転用すればよいので、ヘッド本体１４２の設
計製作だけを行えば済むこととなり、設計製作時間が短
くなると共に設計製作コストの低減が実現することとな
る。

【００６４】さらに、この多軸ヘッド１４１において
は、多軸ユニット１５０に４個の回転軸１５３を設けた
構成としているので、回転軸の軸配置の自由度が拡がる
こととなって、例えば、自動車用エンジンにおけるシリ
ンダブロックの複数箇所に穴加工を施すに際して、小さ
いピッチでの高速加工が可能になるうえ、回転軸がひと
つの軸ユニットを複数組採用する場合と比較して、部品
点数の増加を少なく抑えることができるので、コストの
低減が図られることとなる。

【００６５】さらにまた、この多軸ヘッド１４１では、
切削油を多軸ユニット１５０の複数の流路１５６に分配
して供給する駆動軸１６８，１６９の各流路１７１およ
び分岐管１７２を具備した切削油分配機構１７０を設け
ているので、切削油は歯車駆動機構１６０における駆動
軸１６８，１６９の各流路１７１，分岐管１７２および
多軸ユニット１５０の複数の流路１５６を介して工具ホ
ルダ側にそれぞれ供給されることとなり、したがって、
多軸ユニット１５０における複数の流路１５６がいずれ
も短くなって、製作コストの低減化が図られるうえ、多
軸ユニット１５０の全長が短くなって、この実施例のよ
うに駆動力伝達機構が歯車駆動機構である場合には、歯
車列の配置の自由度が拡がることとなる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
ないし４に係わる多軸ヘッドでは、上記した構成とした
から、軸ユニットや駆動力伝達機構などの部品に不具合
が生じた場合や加工穴追加やサイクルタイム変更時の切
削条件に変更が生じた場合には、軸ユニットをヘッド本
体から取り外して軸ユニットと駆動力伝達機構とに別け
て、調整・修理作業あるいは改造作業を行うことができ
ることから、調整・修理時間や改造時間の短縮および保
守管理コストや改造コストの大幅な低減が実現可能であ
り、加えて、新たに多軸ヘッドを設計製作する場合に
は、軸ユニットや駆動力伝達機構などのヘッド本体以外
の部品に既に製作されている上記した構成を有する多軸
ヘッドの部品を転用できるので、設計製作時間を大幅に
短縮することが可能であると共に、設計製作コストの低
減が実現でき、とくに、本発明の請求項３に係わる多軸
ヘッドでは、軸ユニットをヘッド本体から取り外す作業
を極めて簡単に行うことができるので、調整・修理時間
や改造時間の短縮および保守管理コストや改造コストの
より一層の低減を実現することが可能であるという極め
て優れた効果がもたらされる。

【００６７】また、本発明の請求項５に係わる多軸ヘッ
ドでは、上記した構成としているので、歯車列からなる
駆動力伝達機構（あるいはベルトによる駆動力伝達機
構）において変速を行う必要がなくなり、例えば、増速
に際しては、従来なし得なかったより一層の高速穴加工
を行うことが可能であり、増速歯車，減速歯車，アイド
ル軸などの部品を必要としないため、軽量小形化を実現
できるうえ、駆動力伝達機構の設計製作時間を短縮する
ことが可能であると共に、設計製作コストを低減するこ
とができるという極めて優れた効果がもたらされる。

【００６８】さらに、本発明の請求項６に係わる多軸ヘ
ッドでは、上記した構成としているので、回転軸の軸配
置の自由度を拡げることができ、ワーク、例えば、自動
車用エンジンにおけるシリンダブロックの複数箇所に穴
加工を施すに際して、小さいピッチでの高速加工を行う
ことが可能であるのに加えて、回転軸がひとつの軸ユニ
ットを複数組採用する場合と比べて、部品点数の増加を
少なく抑えることができることから、コストの低減を実
現できるという極めて優れた効果がもたらされる。

【００６９】さらにまた、本発明の請求項７に係わる多
軸ヘッドでは、切削油供給部から複数の軸ユニットの各
流路を通して工具ホルダ側に切削油を供給できることか
ら、さらなる高速穴加工および深穴加工を行うことが可
能であるという極めて優れた効果がもたらされる。

【００７０】さらにまた、本発明の請求項８に係わる多
軸ヘッドにおいて、上記した構成としているので、切削
油を切削油供給部から回転軸を複数具備した軸ユニット
の各流路を通して工具ホルダ側にそれぞれ供給すること
ができ、より一層の高速穴加工および深穴加工を行うこ
とが可能であり、この際、本発明の請求項９に係わる多
軸ヘッドでは、切削油を駆動力伝達機構における駆動軸
の流路，分岐管および軸ユニットの複数の流路を介して
工具ホルダ側にそれぞれ供給することができるため、軸
ユニットにおける複数の流路をいずれも短くでき、製作
コストの低減化を実現できるうえ、軸ユニットの全長を
も短くでき、その結果、駆動力伝達機構が歯車駆動機構
である場合には、歯車列の配置の自由度を格段に拡げる
ことが可能であるという極めて優れた効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１，２，５に係わる多軸ヘッド
の一実施例を示す断面説明図である。

【図２】本発明の請求項１，４，５に係わる多軸ヘッド
の一実施例を示す断面説明図である。

【図３】本発明の請求項１，２，５，７に係わる多軸ヘ
ッドの一実施例を示す断面説明図である。

【図４】本発明の請求項１〜３，５〜７に係わる多軸ヘ
ッドの一実施例を示す断面説明図である。

【図５】本発明の請求項１〜３，５，６，８，９に係わ
る多軸ヘッドの一実施例を示す断面説明図（ａ）および
部分正面図（ｂ）である。

【図６】従来の多軸ヘッドを示す断面説明図である。

【符号の説明】

１，４１，５１，１０１，１４１ 多軸ヘッド ２，４２，５２，１０２，１４２ ヘッド本体 １０ 第１軸ユニット １５，２５，６５，７５，１１３，１１５，１５３ 回
転軸 １６，２６ 増速機構（変速機構） １９，２９，６９，７９，１１６，１１７，１２３，１
５６ 流路 ２０ 第２軸ユニット ３０，８０，１３０，１６０ 歯車駆動機構（駆動力伝
達機構） ４３ ベルト駆動機構（駆動力伝達機構） ５４，１０４，１４４ 切削油供給部 ６０ 第３軸ユニット ７０ 第４軸ユニット １１０，１５０ 多軸ユニット １６８，１６９ 駆動軸 １７０ 切削油分配機構 １７１ 流路（切削油分配機構） １７２ 分岐管（切削油分配機構） ＤＨ，Ｄｈ ドリルホルダ（工具ホルダ） Ｐ１ 出力軸 ＰＵ 駆動ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 清 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動ユニットの出力軸と接続・離間可能
   な駆動力伝達機構を具備したヘッド本体と、工具ホルダ
   を着脱可能でかつ前記駆動力伝達機構を介して伝えられ
   る駆動力により回転する回転軸を具備した複数の軸ユニ
   ットを備え、前記複数の軸ユニットの各回転軸と駆動力
   伝達機構とをそれぞれ離間可能に接続すると共に、前記
   複数の軸ユニットをヘッド本体にそれぞれ取外し可能に
   装着したことを特徴とする多軸ヘッド。
2. 【請求項２】 駆動力伝達機構は歯車駆動機構である請
   求項１に記載の多軸ヘッド。
3. 【請求項３】 歯車駆動機構の互いに噛み合う歯車は同
   一平面に配置してある請求項２に記載の多軸ヘッド。
4. 【請求項４】 駆動力伝達機構はベルト駆動機構である
   請求項１に記載の多軸ヘッド。
5. 【請求項５】 複数の軸ユニットのうちの少なくとも１
   個の軸ユニットに変速機構を設けた請求項１ないし４の
   いずれかに記載の多軸ヘッド。
6. 【請求項６】 複数の軸ユニットのうちの少なくとも１
   個の軸ユニットは、工具ホルダを着脱可能でかつ駆動力
   伝達機構を介して伝えられる駆動力により回転する回転
   軸を複数具備している請求項１ないし５のいずれかに記
   載の多軸ヘッド。
7. 【請求項７】 ヘッド本体に切削油供給部を設けると共
   に、軸ユニットに切削油供給部と工具ホルダ側とを連通
   する流路を設けた請求項１ないし６のいずれかに記載の
   多軸ヘッド。
8. 【請求項８】 ヘッド本体に切削油供給部を設けると共
   に、回転軸を複数具備した軸ユニットに各回転軸の工具
   ホルダ側へ連通する複数の流路を設け、切削油供給部と
   軸ユニットの各流路との間に切削油分配機構を設けた請
   求項６に記載の多軸ヘッド。
9. 【請求項９】 切削油分配機構は、軸ユニットに駆動力
   を伝達する駆動力伝達機構の駆動軸に形成されて切削油
   供給部と連通する流路と、前記駆動軸に嵌装されて当該
   駆動軸の流路を介して切削油供給部と連通しかつ軸ユニ
   ットに設けた複数の流路と連通する分岐管を具備してい
   る請求項８に記載の多軸ヘッド。