JPH042441A - 主軸頭の冷却装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、旋盤等の工作機械における主軸頭の冷却装置
に関する。

（従来の技術） 従来、特開昭５６−１３４１５３号公報に開示され且つ
第５図に示すように、主軸頭の外枠を構成するハウジン
グ（Ｈ）の内部に、第１及び第２軸受（Ａ）（Ｂ）を介
して主軸（Ｓ）を両持ち状に支持し、この主軸（Ｓ）の
径方向外方に配設するブツシュ（Ｔ）に、前記主軸（Ｓ
）の軸方向に沿ってら旋状に進行する冷却通路（Ｅ）を
形成して、該冷却通路（Ｅ）に、その一端部の取入口（
Ｊ）から他端の取出口（０）に向けて、圧縮機（Ｃ）、
凝縮器（Ｄ）及びキャピラリーチューブを用いた膨張機
構（Ｖ）を備える冷凍装置（Ｒ）からの低圧液冷媒を流
通させ、該冷却通路（Ｅ）内で冷媒を蒸発させて、前記
各軸受（Ａ）（Ｂ）等からの発熱を抑制し、熱膨張によ
る加工精度への悪影響等を低減できるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のものでは、冷却通路（Ｅ）の冷媒の取入
口（Ｊ）と取出口（０）とは互いに軸方向反対側に位置
され、冷媒は冷却通路（Ｅ）の中をその軸方向一端から
他端に向けて流通するだけであるため、入口側の冷媒温
度に対し、出口側の冷媒温度は過熱度が付く分だけ高く
なり、主軸（Ｓ）の軸方向に温度差がついて、軸方向に
熱膨張の差が現れ、加工精度を高度に管理し難い問題が
ある。

ところで、この種の主軸頭のように、被冷却物が長さ方
向に長いものでは、第６図に示すように、冷却通路（Ｅ
）を複数本並列に設け、各パス（Ｅｌ、Ｅ２・・・・）
をヘッダー（Ｎ）（Ｗ）で統合してやることも考えられ
るが、この構造の場合には、各パスに均等に冷媒を流通
させなければならず、このためには各パスの合計の管路
面積に対しヘッダーの管路面積を大きくする等の格別の
考慮を払う必要があり、構造が複雑化する問題がある。

本発明では、冷媒の流通構造が簡易かつ確実であるら旋
状の冷却通路をもつものにおいて、両側の軸受の温度差
つまり主軸の軸方向の温度差を低減して、軸方向に現れ
る熱膨張の差を抑制し、加工精度を向上できる主軸頭の
冷却装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、上記目的を達成するため、ハウジ
ング（１）の内部に、第１及び第２軸受（２１）（２２
）を介して主軸（３）を両持ち状に支持し、この主軸（
３）の径方向外方部に、該主軸（３）の軸方向に沿って
ら旋状に進行する冷却通路（５）を設けて、この通路（
５）に冷媒を流通させた冷却装置を前提構成とし、この
前提構成において、前記冷却通路（５）の中間部に、冷
媒の取入口（５１）を設けると共に、前記冷却通路（５
）の各端部に、冷媒の第１取出口（５２ａ）と第２取出
口（５２ｂ）とをそれぞれ設けることにした。

又、上記前提構成において、冷却通路（５）の各端部に
、冷媒の第１取入口（５１ａ）と第２取入口（５ｌ　ｂ
）とをそれぞれ設けると共に、前記冷却通路（５）の中
間部に、冷媒の取出口（５２）を設けることにした。

（作用） 冷却通路（５）の中間部に設けた取入口（５１）に取入
られた冷媒は、２方向に別れてそれぞれ軸方向外方側に
向けてら旋状に流通し、各端部にそれぞれ設けた第１及
び第２取出口（５２ａ）（５２ｂ）から取出される。こ
うして、中間部からそれぞれ外方に向けて冷媒が投じら
れるため、２つの軸受（２１）（２２）をほぼ均一に冷
却でき、主軸（３）の軸方向の温度差を低減することが
できる。

冷却通路（５）の各端部にそれぞれ設けた第１及び第２
取入口（５１ａ）　　（５ｌ　ｂ）に取入られた冷媒は
、中間部に向けてら旋状に流通し、中間部に設けた取出
口（５２）に集められて取出される。こうして、外方部
からそれぞれ中間部に向けて冷媒が投じられるため、上
記同様に、２つの軸受（２１）（２２）をほぼ均一に冷
却でき、主軸（３）の軸方向の温度差を低減することが
できる。

（実施例） 第１図に示すものは、旋盤の主軸頭の冷却装置であって
、内胴（１１）と外胴（１２）をもつハウジング（１）
を備え、前記内胴（１１）の内部に、各々２連式ベアリ
ングから成る第１及び第２軸受（２１）（２２）を介し
て主軸（３）を両持ち杖に支持し、この主軸（３）の径
方向外方に位置する前記内胴（１１）に、前記主軸（３
）の軸方向に沿って螺旋状に進行する冷却通路（５）を
設けて、この通路（５）に、冷凍機から供給される低圧
液冷媒等の冷却用の冷媒を流通させるようにしたもので
ある。

前記主軸（３）における前記第１及び第２軸受（２１）
（２２）間には、ステータ（４１）とロータ（４２）と
をもつビルトインモータ（４）を配置し、前記ステータ
（４１）を内胴（１１）に、又、前記ロータ（４２）を
主軸（３）にそれぞれ固定している。尚、このモータ（
４）は、インバータ等により４００〜８０００ｒｐｍ程
度の範囲で回転数制御可能としている。

以上の構成において、前記冷却通路（５）の中間部下方
側に、冷媒の入口管（９１）を開放する取入口（５１）
を設けると共に、前記冷却通路（５）の各端部上方側に
、冷媒の第１及び第２出口管（９２ａ）（９２ｂ）にそ
れぞれ連通される第１取出口（５２ａ）と第２取出口（
５２ｂ）とを設ける。

前記取入口（５１）は、第２図にも示すように、ノズル
（７）を介して開口するのであって、該ノズル（７）の
内部には、前記入口管（９１）にストレートに連通ずる
連通穴（７１）と、これを前記冷却通路（５）のら旋に
沿って両側に開放する第１及び第２開放穴（７２ａ）（
７２ｂ）とを設け、冷媒が冷却通路（５）の両側に均等
に流れ易いようにしている。

以上の構成によれば、第３図に模式的に示すように、前
記取入口（５１）から取入られた冷媒は、２方向に別れ
てそれぞれ軸方向外方側に向けてら旋状に流通し、それ
ぞれ第１及び第２取出口（５２ａ）（５２ｂ）から取出
されるのであり、中間部からそれぞれ外方に向けて冷媒
が投じられるため、前記ビルトインモータ（４）及び２
つの軸受（２１）（２２）をほぼ均一に冷却でき、主軸
（３）の軸方向の温度差を低減することができるのであ
る。

ところで、以上のものでは、取入口が１つで取出口を２
つとしたが、第４図に示すように、冷却通路（５）の各
端部下方側に、冷媒の第１取入口（５１ａ）と第２取入
口（５１ｂ）とをそれぞれ設けると共に、前記冷却通路
（５）の中間部上方側に、冷媒の取出口（５２）を設け
て、取出口が１つで取入口を２つとしてもよい。

この場合は、各取入口（５１ａ）　　（５１ｂ）から取
入られた冷媒は、中間部に向けてら旋状に流通し、中間
部に設けた取出口（５２）に集められて取出されるので
あり、軸方向外方からそれぞれ中間部に向けて冷媒が投
じられるため、上記同様に、前記ビルトインモータ（４
）及び２つの軸受（２１）（２２）をほぼ均一に冷却で
き、主軸（３）の軸方向の温度差を低減することができ
るのである。

尚、以上説明した実施例ではモータ内蔵型のものを示し
たが、モータを内蔵しないタイプのものでも同様に適用
できるのは云うまでもない。

（発明の効果） 以上、本発明では、ら旋状の冷却通路（５）をもち、こ
の冷却通路（５）の中間部に冷媒の取入口（５１）を、
その各端部に冷媒の第１及び第２取出口（５２ａ）（５
２ｂ）を設けるか、又は冷却通路（５）の各端部に冷媒
の第１及び第２取入口（５１ａ）　　（５ｌ　ｂ）を、
その中間部に冷媒の取出口（５２）を設けるようにした
から、冷媒の流通構造が簡易かつ確実でありながら、各
軸受（２１）（２２）の温度差つまりは主軸（３）の軸
方向の温度差を低減できて、この主軸（３）の軸方向に
現れようとする熱膨張の差を抑制でき、加工精度の向上
を図ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例にかかる冷却装置の横断面図
、第２図はその■−■拡大断面図、第３図はその冷媒流
通経路を示す模式図、第４図は第２実施例にかかる冷媒
流通経路を示す模式図、第５図は従来例の断面図、第６
図は本発明過程で検討した参考図である。 （１）・・・・ハウジング （３）・・・・主軸 （５）・・・・冷却器 （２１）・・・・第１軸受 （２２）・・・・第２軸受 （５１）・・・・取入口 （５１ａ）・・・・第１取入口 （５１ｂ）・・・・第２取入口 （５２）・・・・取出口 （５２ａ）・・・・第１取出口 （５２ｂ）・・・・第２取出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング（１）の内部に、第１及び第２軸受（
   ２１）（２２）を介して主軸（３）を両持ち状に支持し
   、この主軸（３）の径方向外方部に、該主軸（３）の軸
   方向に沿ってら旋状に進行する冷却通路（５）を設けて
   、この通路（５）に冷媒を流通させた主軸頭の冷却装置
   において、前記冷却通路（５）の中間部に、冷媒の取入
   口（５１）を設けると共に、前記冷却通路（５）の各端
   部に、冷媒の第１取出口（５２ａ）と第２取出口（５２
   ｂ）とをそれぞれ設けたことを特徴とする主軸頭の冷却
   装置。
2. （２）ハウジング（１）の内部に、第１及び第２軸受（
   ２１）（２２）を介して主軸（３）を両持ち状に支持し
   、この主軸（３）の径方向外方部に、該主軸（３）の軸
   方向に沿ってら旋状に進行する冷却通路（５）を設けて
   、この通路（５）に冷媒を流通させた主軸頭の冷却装置
   において、前記冷却通路（５）の各端部に、冷媒の第１
   取入口（５１ａ）と第２取入口（５１ｂ）とをそれぞれ
   設けると共に、前記冷却通路（５）の中間部に、冷媒の
   取出口（５２）を設けたことを特徴とする主軸頭の冷却
   装置。