JPH0565728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば工作機械の複数の主軸等の軸
受を冷却する多軸冷却装置に関するものである。

従来この種の装置としては第１図及び第２図に
示すものがあつた。これら各図において、１，１
１は工作機械の第１、第２の主軸装置であり、図
示しない移動調整装置により任意のスパンＰの間
隔で配置されている。２，２１は主軸、３，３１
は主軸２，２１を支承する軸受、４，４１は軸受
３，３１を支持する軸受台、５，５１はプーリ、
６はベツドである。

次に動作について説明する。図示しない駆動用
電動機によりＶベルトを介してプーリ５，５１に
伝えられた回転力によつて主軸２，２１を回転さ
せる。この時、主軸２，２１と軸受台４，４１と
の間に位置する軸受３，３１は主軸２，２１が円
滑に回転することを助ける目的をもつているが、
回転とともに軸受３，３１は摩擦により発熱し温
度上昇する。軸受３，３１に生じた熱量は軸受台
４，４１に伝わり、ベツド６および周囲空気へ伝
熱して放熱する。この際に軸受台４，４１は温度
上昇し、各部は熱膨脹による種々の熱変形・歪を
生じる。このため主軸２，２１の位置が変動し、
被加工物を機械加工するときに加工精度が低下す
るという欠点があつた。さらに、相互間の主軸
２，２１の位置の変動に差を生じると同時に複数
の加工を行なう際に相互の加工精度に差を生じる
という欠点があつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものであり、第１、第２の
主軸装置を有効に且つ平均的に冷却することがで
きる多軸冷却装置を提供することを目的としてい
る。

以下、この発明の一実施例を第８図及び第４図
に基づいて説明する。第８図は機能系統を示すブ
ロツク図、第４図は断面側面図であり、これら各
図において、７，７１は軸受３，３１と軸受台
４，４１との間に形成された環状の中空室、８，
８１は放熱装置であり、冷却フアン９，９１によ
り冷却されている。１０，１１は中空室７と放熱
装置８を連通する一対の配管であり、それぞれ蒸
気管および液管の機能を果している。１０１，１
１１中空室７１と放熱装置８１を連通する一対の
配管であり、それぞれ蒸気管および液管の機能を
果している。１２は蒸気管１０と１０１を連通す
ると共に例えばベローズ等の伸縮可能なフレキシ
ブル部１２ａを有する連通管、１３は液管１１と
１１１を連通すると共に例えばベローズ等の伸縮
可能なフレキシブル部１３ａを有する連通管であ
る。尚、中空室７，７１および放熱装置８，８
１、蒸気管１０，１０１、液管１１，１１１の内
部を真空減圧後、アンモニア、フロン等の作動液
体がその内部に所定量封入される。

次に動作について説明する。軸受台４，４１で
受熱した軸受３，３１の熱量は中空室７，７１内
のフロン等の作動液体を加熱して気化させる際に
蒸発潜熱として奪われ、気化したフロン等の蒸気
は自身の蒸気圧を利用して蒸気管１０，１０１を
経て放熱装置８，８１へ移動し、冷却フアン９，
９１により周囲空気により冷やされる。このと
き、フロン等の蒸気は凝縮して液体に戻るが、凝
縮潜熱を周囲空気に放出し、軸受３，３１の熱量
を周囲空気へ放熱する。凝縮した作動液体は液管
１１，１１１を経て重力を利用して中空室７，７
１へ戻る。このような動作をくり返し行なうこと
により軸受台４，４１の熱量を放熱装置８，８１
に熱輸送して効率よく冷却するようにしている。

ところで、軸受台４が他方の軸受台４１に比べ
温度上昇（熱量）が大きくなると、軸受台４側の
中空室７内の作動液体が蒸発する際の蒸気量・圧
力・温度が他方に比べて大きくなる。従つて、よ
り多量の蒸発潜熱を奪い軸受台４をより強く冷却
するとともに、軸受台４側の中空室７より放熱装
置８だけでなく他方の放熱装置側８１へも連通管
１２を経てより高い圧力・温度の蒸気が流入す
る。これにより、軸受台４側からみると他方の放
熱装置８１へ連通管１２を経て流入する分だけ放
熱面積が増大し、冷却能力が高くなる。又、放熱
装置８１では軸受台４側の中空室７より流入した
温度の高い蒸気が軸受台４１側の中空室７１より
流入した温度の低い蒸気と混合し、結果として軸
受台４１側の中空室７１より流入した蒸気の温度
が高くなる。放熱装置８，８１で凝縮して液体に
戻つた作動流体は液管１１，１１１を経て中空室
７，７１へ戻る。放熱装置８１で凝縮した作動液
体は他方に比べてより低い温度となつているが、
液管１１と１１１を連通する連通管１３により、
放熱装置８で凝縮した作動液体と混合して温度が
平均化されて作動液体が中空室７，７１へ戻る。

このように連通管１２，１３を設けたことによ
り、両者の発熱量、温度上昇に差が生じると、温
度上昇の高い方の放熱・冷却能力が増大して温度
上昇を抑制し、温度上昇差を小さく抑えることが
できると共に、温度上昇の低い方の作動液体の温
度を持ち上げ且つ放熱面積を減少し温度上昇を若
干高め、温度上昇差を小さく抑えることができ
る。その結果、軸受部の熱変形・歪を最少限に抑
えることができ、工作機械の加工精度を向上でき
る。また、主軸２と主軸２１とのスパンＰを連通
管１２，１３のフレキシブル部１２ａ，１３ａの
伸縮範囲内で可変とすることができる。

尚、上記実施例では連通管１２により蒸気管１
０と１０１を連通し、連通管１３により液管１１
と１１１を連通する場合について述べたが、蒸気
管１０と１０１、又は液管１１と１１１の何れか
一方を連通するように連通管１２又は１３を設け
てもよい。

また、上記実施例で連通管１２，１３のフレキ
シブル部１２ａ，１３ａをベローズで構成する場
合について述べたが、ベローズ以外で伸縮可能に
構成すればよい。

また、上記実施例では冷却フアン９，９１を用
いた場合について述べたが、冷却フアン９，９１
を用いず自然風冷してもよく、あるいは冷却源と
して冷却風以外の冷却水・油などを用いても同様
な効果が得られる。

ところで、上記説明では主軸装置が２個の場合
について述べたが、８個以上の主軸装置の場合に
ついてもこの発明を適用し得ることができ、上記
実施例と同様な効果を奏する。

この発明は以上説明した通り、軸受と軸受台と
の間に形成され且つ作動液体が封入される環状の
中空室と、この中空室と一対の配管により連通さ
れる放熱装置とをそれぞれ有する第１、第２の主
軸装置、この第１の主軸装置の配管と第２の主軸
装置の配管とを連通する連通管を設け、軸受台の
熱量を中空室から放熱装置に熱輸送するようにし
たことにより、軸受台の熱量を速やかに奪い効率
よく且つ平均的に冷却できるので、軸受部の熱変
形・歪を最少源に抑制し工作機械等の加工精度を
向上できるという実用上極めて大きな効果があ
る。また、連通管に伸縮可能なフレキシブル部を
設けたことにより、そのフレキシブル部の伸縮範
囲内で、第１の主軸装置と第２の主軸装置の相互
位置関係を可変な構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の多軸冷却装置を示す
断面側面図、第３図及び第４図はこの発明の一実
施例による多軸冷却装置を示すブロツク図及び断
面側面図である。 図において、１，１１は第１、第２の主軸装
置、３，３１は軸受、４，４１は軸受台、７，７
１は中空室、８，８１は放熱装置、１０，１１並
びに１０１，１１１は配管、１２，１３は連通
管、１２ａ，１３ａはフレキシブル部である。
尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸を支承する軸受とこの軸受を支持する軸
   受台との間に形成され作動流体が封入される環状
   の中空室と、この中空室と一対の配管により連通
   される放熱装置とをそれぞれ有する第１および第
   ２の主軸装置、上記第１の主軸装置の配管と上記
   第２の主軸装置の配管とを連通する連結管を備
   え、上記軸受で発生する熱量を上記中空室から上
   記放熱装置に輸送するようにしたことを特徴とす
   る多軸冷却装置。 ２ 上記一対の配管の一方は蒸気管であり他方は
   液管であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の多軸冷却装置。 ３ 上記連通管は上記蒸気管交互間および上記液
   管相互間を連通することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の多軸冷却装置。 ４ 上記連通管は上記蒸気管相互間または上記液
   管相互間の何れか一方のみを連通するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の多軸冷却装置。 ５ 上記連結管は伸縮可能なフレキシブル部を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の多軸冷却装置。 ６ 上記フレキシブル部はベローズで構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の多軸冷却装置。