JP2000161375A - 回転主軸冷却構造 - Google Patents
回転主軸冷却構造Info
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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- F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷風の噴射角度を工夫するこ
とによって、効率的な冷却を可能とする回転軸受の冷却
構造を提供すること。 【構成】 外側固定体と内側回転体との
間に、複数のボールベアリングを相互に連通する空隙に
おける１箇所又は複数箇所の特定部位に向けて、冷風
を、当該特定部位における内側回転体の回転方向に対
し、内側回転体の回転面を基準として、−４５°〜＋４
５°の角度範囲内にて噴出することによる回転主軸の冷
却構造からなる。
とによって、効率的な冷却を可能とする回転軸受の冷却
構造を提供すること。 【構成】 外側固定体と内側回転体との
間に、複数のボールベアリングを相互に連通する空隙に
おける１箇所又は複数箇所の特定部位に向けて、冷風
を、当該特定部位における内側回転体の回転方向に対
し、内側回転体の回転面を基準として、−４５°〜＋４
５°の角度範囲内にて噴出することによる回転主軸の冷
却構造からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械などにお
いて、ボールベアリングを使用している回転主軸の冷却
構造に関するものである。
いて、ボールベアリングを使用している回転主軸の冷却
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速回転用の回転主軸においては、オイ
ルエア方式によって潤滑と冷却とを同時に実現する場
合、又は冷風低圧送風方式によって断熱膨張させた冷気
をベアリング部分に照射して冷却することが行なわれて
いる。
ルエア方式によって潤滑と冷却とを同時に実現する場
合、又は冷風低圧送風方式によって断熱膨張させた冷気
をベアリング部分に照射して冷却することが行なわれて
いる。
【０００３】前記各方式は、何れも回転主軸の軸方向の
略中央位置又は端部において、図１（ａ）、（ｂ）に示
すように、内側回転体１の回転面において、回転中心の
方向に冷却したオイルエア又は冷却した空気を噴出さ
せ、これによって、冷却工程を経た空気を内側回転体１
と外側固定体２との間の端部又は、外側固定体２におい
て特に設けた孔を通じて外部に排出していた。尚、前記
噴出の際、内側回転体１と外側固定体２との間における
空気圧は、約０．０２ｋｇｆ／ｃｍ2の低圧であって、
所謂高圧の圧縮状態と化している訳ではない。
略中央位置又は端部において、図１（ａ）、（ｂ）に示
すように、内側回転体１の回転面において、回転中心の
方向に冷却したオイルエア又は冷却した空気を噴出さ
せ、これによって、冷却工程を経た空気を内側回転体１
と外側固定体２との間の端部又は、外側固定体２におい
て特に設けた孔を通じて外部に排出していた。尚、前記
噴出の際、内側回転体１と外側固定体２との間における
空気圧は、約０．０２ｋｇｆ／ｃｍ2の低圧であって、
所謂高圧の圧縮状態と化している訳ではない。
【０００４】しかしながら、冷風を回転中心に向かう方
向に噴出した場合には、回転面を基準として考察するな
らば、別紙図面２に示すように噴射され、内側回転体１
に衝突した冷風の内の約半分は、内側回転体１の回転方
向に沿って移動するが、残半分は内側回転体１の回転方
向と逆方向に移動することにならざるを得ない。
向に噴出した場合には、回転面を基準として考察するな
らば、別紙図面２に示すように噴射され、内側回転体１
に衝突した冷風の内の約半分は、内側回転体１の回転方
向に沿って移動するが、残半分は内側回転体１の回転方
向と逆方向に移動することにならざるを得ない。
【０００５】内側回転体１の回転方向と逆方向に移動す
る冷風は、ボールベアリング４の回転ボール４１と衝突
するため急速に速度が減少し、このため、必然的に冷却
時間が短くなり、ひいては、冷却効率は減少せざるを得
ない。
る冷風は、ボールベアリング４の回転ボール４１と衝突
するため急速に速度が減少し、このため、必然的に冷却
時間が短くなり、ひいては、冷却効率は減少せざるを得
ない。
【０００６】即ち、従来の回転主軸の冷却方式では、内
側回転体１の回転方向面内における冷風の噴射角度を格
別配慮していないために、前記の如き回転方向と逆方向
に移動する冷風を生じ、これによって十分な冷却効率を
得ることができないという欠点を免れることができな
い。
側回転体１の回転方向面内における冷風の噴射角度を格
別配慮していないために、前記の如き回転方向と逆方向
に移動する冷風を生じ、これによって十分な冷却効率を
得ることができないという欠点を免れることができな
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点に着目し、内側回転体と外側固定体との間の
空隙に噴射される冷風が、内側回転体の回転方向と反対
方向に移動する部分が存在しないか、又はこのような反
対方向に移動する量を減少させるような構成を提供する
ことを発明の課題とするものである。
術の問題点に着目し、内側回転体と外側固定体との間の
空隙に噴射される冷風が、内側回転体の回転方向と反対
方向に移動する部分が存在しないか、又はこのような反
対方向に移動する量を減少させるような構成を提供する
ことを発明の課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明の構成は、外側固定体と内側回転体との間
に、複数のボールベアリングを相互に連通する空隙にお
ける１箇所又は複数箇所の特定部位に向けて、冷風を、
当該特定部位における内側回転体の回転方向に対し、内
側回転体の回転面を基準として、−４５°〜＋４５°の
角度範囲内にて噴出することによる回転主軸の冷却構造
からなる。
め、本発明の構成は、外側固定体と内側回転体との間
に、複数のボールベアリングを相互に連通する空隙にお
ける１箇所又は複数箇所の特定部位に向けて、冷風を、
当該特定部位における内側回転体の回転方向に対し、内
側回転体の回転面を基準として、−４５°〜＋４５°の
角度範囲内にて噴出することによる回転主軸の冷却構造
からなる。
【０００９】
【作用】本願発明は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す
ように、内側回転体１の回転面を基準とした場合、冷風
を外側固定体２と内側回転体１との間に位置している空
隙３の１箇所又は複数箇所の位置に対し、当該位置にお
ける内側回転体１の回転方向に対し、−４５°〜＋４５
°の角度を以って噴射する点に、基本的特徴を有してい
る。
ように、内側回転体１の回転面を基準とした場合、冷風
を外側固定体２と内側回転体１との間に位置している空
隙３の１箇所又は複数箇所の位置に対し、当該位置にお
ける内側回転体１の回転方向に対し、−４５°〜＋４５
°の角度を以って噴射する点に、基本的特徴を有してい
る。
【００１０】そして、図３（ａ）は、前記角度範囲の
内、約＋３０°の角度方向の場合を示しているが、当該
角度方向の場合には、噴射された冷風は、内側回転体１
表面に衝突し、その後空隙３内を移動することになる。
内、約＋３０°の角度方向の場合を示しているが、当該
角度方向の場合には、噴射された冷風は、内側回転体１
表面に衝突し、その後空隙３内を移動することになる。
【００１１】これに対し、図３（ｂ）の場合には、前記
角度が−３０°の角度方向の場合を示すが、この場合に
は、噴射された熱風は外側回転体の内側表面に衝突し、
その後空隙３内を移動することになる。
角度が−３０°の角度方向の場合を示すが、この場合に
は、噴射された熱風は外側回転体の内側表面に衝突し、
その後空隙３内を移動することになる。
【００１２】このような角度範囲を設定したのは、従来
技術について、図２に示すように、噴射した冷風の内の
約半分がボールベアリング４の回転方向と反対方向に移
動し、回転ボール４１と衝突することによって急速に減
速し、ひいては、冷風効率が減少することを避けるため
である。即ち、内側回転体１の回転面を基準として、前
記角度範囲を以って冷風を噴射した場合には、図３
（ａ）に示すように、冷風が内側回転体１の外側表面に
衝突した場合、又は図３（ｂ）に示すように、冷風が外
側固定体２の内側表面に衝突した場合の何れにおいて
も、内側回転体１の回転方向と逆方向に移動する冷風の
成分は相当少ない量であって、従来技術の欠点を免れる
ことができる。
技術について、図２に示すように、噴射した冷風の内の
約半分がボールベアリング４の回転方向と反対方向に移
動し、回転ボール４１と衝突することによって急速に減
速し、ひいては、冷風効率が減少することを避けるため
である。即ち、内側回転体１の回転面を基準として、前
記角度範囲を以って冷風を噴射した場合には、図３
（ａ）に示すように、冷風が内側回転体１の外側表面に
衝突した場合、又は図３（ｂ）に示すように、冷風が外
側固定体２の内側表面に衝突した場合の何れにおいて
も、内側回転体１の回転方向と逆方向に移動する冷風の
成分は相当少ない量であって、従来技術の欠点を免れる
ことができる。
【００１３】回転軸方向面を基準とした場合、従来技術
においては、冷風を回転軸と直交する方向に噴射してい
るが、本発明では、このように回転軸と直交する面方向
に噴射することは、必ずしも必要としている訳ではない
（要するに、前記角度に関する要件を充足していればよ
い。）。
においては、冷風を回転軸と直交する方向に噴射してい
るが、本発明では、このように回転軸と直交する面方向
に噴射することは、必ずしも必要としている訳ではない
（要するに、前記角度に関する要件を充足していればよ
い。）。
【００１４】但し、両側に回転ボール４１又はボールベ
アリング４が存在する場合には、回転軸方向の面を基準
として、従来技術の場合と同様、回転軸と直交する方向
に噴射すると好都合であり、他方、ボールベアリング４
又は回転ボール４１が片側しか存在しない場合には、回
転軸の方向面を基準として回転軸と直交する方向ではな
く、当該片側に向かう方向に冷風を噴射することも選択
可能である。
アリング４が存在する場合には、回転軸方向の面を基準
として、従来技術の場合と同様、回転軸と直交する方向
に噴射すると好都合であり、他方、ボールベアリング４
又は回転ボール４１が片側しか存在しない場合には、回
転軸の方向面を基準として回転軸と直交する方向ではな
く、当該片側に向かう方向に冷風を噴射することも選択
可能である。
【００１５】このように、本発明の構成においては、内
側回転体１の回転面を基準とした場合、相対的に多量の
冷風が内側回転体１の回転方向に沿って回転ボール４１
と共に同一方向に移動するので、風速は衰えることな
く、長時間にわたって外側固定体２と内側回転体１との
間の空隙３を循環し、これによって冷却効果を向上させ
ることができる。尚、本発明においても、内側回転体１
と外側固定体２との間における空気圧は低圧であって、
所謂圧縮空気による高圧状態と化している訳ではない。
側回転体１の回転面を基準とした場合、相対的に多量の
冷風が内側回転体１の回転方向に沿って回転ボール４１
と共に同一方向に移動するので、風速は衰えることな
く、長時間にわたって外側固定体２と内側回転体１との
間の空隙３を循環し、これによって冷却効果を向上させ
ることができる。尚、本発明においても、内側回転体１
と外側固定体２との間における空気圧は低圧であって、
所謂圧縮空気による高圧状態と化している訳ではない。
【００１６】
【実施例】本願発明において、図４に示すように、内側
回転体１の回転方向と０°の角度を以って噴射した場合
には、理論上、内側回転体１又は外側固定体２との衝突
によって、反射する冷風は存在せず、実際にもほとんど
の冷風はボールベアリング４と同一回転方向に移動す
る。
回転体１の回転方向と０°の角度を以って噴射した場合
には、理論上、内側回転体１又は外側固定体２との衝突
によって、反射する冷風は存在せず、実際にもほとんど
の冷風はボールベアリング４と同一回転方向に移動す
る。
【００１７】本実施例では、前記−４５°〜＋４５°の
角度範囲として、最も好適な実施態様として０°の場合
を示す。
角度範囲として、最も好適な実施態様として０°の場合
を示す。
【００１８】このような構成によって、より効率的な冷
却効果を得ることができる。
却効果を得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】図５は、同一の設計による外側固定体及
び内側回転体による主軸に対し、同一の冷風を送風した
場合において、従来のオイルエア方式を採用した冷却構
造と本願発明において、噴射した位置の内側回転体の回
転方向に対し、＋４５°の角度を以って噴射した冷却構
造とについて、回転数を順次上昇した場合の温度上昇の
度合いを対比したグラフである。
び内側回転体による主軸に対し、同一の冷風を送風した
場合において、従来のオイルエア方式を採用した冷却構
造と本願発明において、噴射した位置の内側回転体の回
転方向に対し、＋４５°の角度を以って噴射した冷却構
造とについて、回転数を順次上昇した場合の温度上昇の
度合いを対比したグラフである。
【００２０】図５からも明らかなように、従来のオイル
エア方式に比し、本願発明による構成は、たとえ前記の
ような４５°の角度による噴射であっても、温度上昇の
程度が極めて低いことが判明する。
エア方式に比し、本願発明による構成は、たとえ前記の
ような４５°の角度による噴射であっても、温度上昇の
程度が極めて低いことが判明する。
【００２１】このように、本願発明は、冷風の噴射角度
を工夫することによって、従来技術に比し、効率的な冷
却を実現することができるので、本発明の価値は絶大で
ある。
を工夫することによって、従来技術に比し、効率的な冷
却を実現することができるので、本発明の価値は絶大で
ある。
【図１】従来技術による冷却構造を示す軸方向断面図で
あり、（ａ）は、オイルエア方式を示しており、（ｂ）
は、冷風低圧送風方式を示している。
あり、（ａ）は、オイルエア方式を示しており、（ｂ）
は、冷風低圧送風方式を示している。
【図２】従来技術において、冷風を内側回転体表面に噴
射した場合、相当部分の冷風が、ベアリングの回転方向
と逆方向に移動することを示す回転方向断面図である。
射した場合、相当部分の冷風が、ベアリングの回転方向
と逆方向に移動することを示す回転方向断面図である。
【図３】本願発明の構成を示す回転方向断面図であり、
（ａ）は噴射された冷風が、内側回転体の外表面に衝突
する場合を示しており、（ｂ）は噴射された冷風が、外
側固定体の内側表面に衝突する場合を示している（尚、
矢印は内側回転体の回転方向を示す。）。
（ａ）は噴射された冷風が、内側回転体の外表面に衝突
する場合を示しており、（ｂ）は噴射された冷風が、外
側固定体の内側表面に衝突する場合を示している（尚、
矢印は内側回転体の回転方向を示す。）。
【図４】実施例の構成を示す回転方向断面図である。
【図５】オイルエア方式による従来の構造と、本願発明
において、内側回転体の回転方向に対し、４５°の角度
を以って噴射した構造との双方について、温度上昇の程
度を対比するためのグラフである。
において、内側回転体の回転方向に対し、４５°の角度
を以って噴射した構造との双方について、温度上昇の程
度を対比するためのグラフである。
１ 内側回転体 ２ 外側固定体 ３ 空隙 ４ ボールベアリング ４１ 回転ボール ５ 冷風注入パイプ ６ 冷風の流通方向
Claims (2)
- 【請求項１】 外側固定体と内側回転体との間に、複数
のボールベアリングを相互に連通する空隙における１箇
所又は複数箇所の特定部位に向けて、冷風を、当該特定
部位における内側回転体の回転方向に対し、内側回転体
の回転面を基準として、−４５°〜＋４５°の角度範囲
内にて噴出することによる回転主軸の冷却構造。 - 【請求項２】 内側回転体の回転面を基準として、０°
の角度にて噴出することを特徴とする請求項１記載の回
転主軸の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10335200A JP2000161375A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 回転主軸冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10335200A JP2000161375A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 回転主軸冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161375A true JP2000161375A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18285889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10335200A Pending JP2000161375A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 回転主軸冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000161375A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014046153A1 (ja) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| JP2014062617A (ja) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Ntn Corp | 軸受装置の冷却構造 |
| JP2014062616A (ja) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Ntn Corp | 軸受装置の冷却構造 |
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| WO2015146569A1 (ja) * | 2014-03-22 | 2015-10-01 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
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| WO2018088414A1 (ja) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| JP2018155409A (ja) * | 2018-06-20 | 2018-10-04 | Ntn株式会社 | 軸受装置の冷却構造 |
| KR20190044095A (ko) | 2016-09-09 | 2019-04-29 | 엔티엔 가부시키가이샤 | 베어링 장치의 냉각 구조 |
-
1998
- 1998-11-26 JP JP10335200A patent/JP2000161375A/ja active Pending
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