JPS6054598B2 - 熱伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は部材中に設けられた中空室内に作動媒体を所
定量封入し、この作動媒体の気相変化を利用して熱の輸
送を行ない上記部材の冷却および温度の均一化を図る熱
伝達装置に関する。

従来この種の装置として第１図に示すものがあつた。

図において１はたとえば工作機械等の主軸、２、３は軸
受、４は軸受台、５は支持枠であり取付ボルト６を介し
てこれら１〜４を支持している。次に動作について説明
する。

外部の電動機などにより主軸１を回転させる。この時、
主軸１と軸受台４との間に位置する軸受２、３は、主軸
１が円滑に回転することを助ける目的をもつているが、
ころがり摩擦にともなう熱量を発生している。このよう
に従来の軸受台４は軸受２、３の回転時に発生する熱量
により温度上昇し、軸受台４の各部は熱膨張による種々
の変形、歪を生じる。このため主軸１の上下左右、前後
方向の位置が回転あるいは時間とともに変動し、加工精
度が悪くなる等の欠点があつた。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成されたもので、
筒部材内部にこれとほぼ同心状に形成されると共に、そ
の外周壁面長手方向に形成される溝と少なくともその内
外周壁面のいずれか一方の円周方向に形成される突起部
を有する環状の中空室と、この中空室内に所定量封入さ
れた作動液体と上記中空室と一対の配管により連通され
る放熱装置とを備え上記中空室から上記放熱装置に熱輸
送するようにしたことにより、上記筒部材各部の温度上
昇の均一化ならびに抑制をすることが可能な熱伝達装置
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図について説明する。

第２図および第３図において、７は内側リングであり、
その外表面には円周方向に溝部８、突起部９が交互に形
成されている。

１０は外側リングであり、その内表面には軸方向に溝部
１１が複数個設けられている。

これらの内側リング７および外側リング１０は圧入によ
り一体化されその内側に円周方向の溝部８、軸方向の溝
部１１をもつ環状の中空室を備えた軸受台２０を構成し
ている。

そしてこの中空室の一端は蒸気管１２、カップリング１
３、蒸気管１４を経由して放熱部１５の上端へ結合し冷
却ファン１６により強制通風・冷却している。

放熱部１５の他端は液管１７、カップリング１８、液管
１９を経由して中空室の他端と結合している。上記のよ
うに構成されるものにおいて、軸受台２０内に形成され
る空間および各管内部を真空減圧後、両溝部８，１１に
例えばフロンなどの作動液体を封入して、全体として１
つのヒートバイブを形成するように構成する。

次に動作について説明する。軸受２，３によつて発生し
た熱量は、溝部８，１１に充填されている作動液体を加
熱気化させる際に蒸発潜熱として奪われ、気化した蒸気
は自身の蒸気圧を利用して蒸気管１２、カップリング１
３、蒸気管１４を経由して放熱部１５へ移動し、冷却フ
ァン１６を介して周囲空気により冷却される。

このときに、蒸気は凝縮して液体にもどるが、その際に
凝縮潜熱を周囲空気中に放出する。

このようにして軸受２，３で生じた発熱量は、放熱部１
５で周囲空気により冷却される。凝縮した作動液体は、
液管１７、カップリング１８、液管１９を経由して軸受
台２０内にもどる。

このような動作が順次繰返されることによつて軸受台２
０は良好に冷却される。このときに、軸受台２０各部の
温度分布が不均一ーであれば、円周方向には溝部８、軸
方向には溝部１１の内部で、温度により高い部分で蒸発
したフロンなどの作動液体は、温度のより低い部分へ両
者の蒸気圧差により移動して凝縮が行なわれる。

従つて温度のより高い部分からより低い部分へ熱の移動
が行なわれ温度上昇の均一化が得られる。又、内部の蒸
気圧力による内圧、外部よりの軸受などの荷重に対して
は、突起部９および溝部１１間の突出部が締代をもつて
圧入されていることにより充分な機械的耐力が得られる
。

さらに軸受台２０と放熱部１５とのカツプリンーグ１３
，１８で結合したので、組立の容易さ及び放熱部１５が
周囲環境により腐食され交換を要する場合なども容易に
交換できる。

以上のように、この発明によれば筒部材内部にこれとほ
ぼ同心状に形成されると共に、その外周壁面長手方向に
形成される溝と少なくともその内外周壁面のいずれか一
方の円周方向に形成される突起部を有する環状の中空室
と、この中空室内に所定量封入された作動液体と上記中
空室と一対の配管により連通される放熱装置とを備え上
記中空室から上記放熱装置に熱輸送するようにしたこと
により、上記筒部材各部の温度上昇の均一化ならびに抑
制することが可能な熱伝達装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置としての一例を示す工作機械の主軸軸
受部の断面図、第２図はこの発明を第１図における軸受
部に適用した一実施例を示す断面図、第３図は第２図に
おける線■一■に沿う断面図である。 図中、１は主軸、４，２０は軸受台、８，１１は溝部、
９は突起部、１２，１４は蒸気管、１５は放熱部、１７
，１９は液管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒部材内部にこれとほぼ同心状に形成されるととも
   に、その外周壁面長手方向に形成される溝と少なくとも
   その内外周壁面のいずれか一方の円周方向に形成される
   突起部を有する環状の中空室と、この中空室内に所定量
   封入された作動液体と、上記中空室と一対の配管により
   連通される放熱装置とを備え上記中空室から上記放熱装
   置に熱輸送するようにしたことを特徴とする熱伝達装置
   。 ２ 中空室は内側リングと外側リングとを締代を持たせ
   て圧入することにより形成していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の熱伝達装置。