JPH0565729B2 - - 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
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
達して放熱する。この際に軸受台４，４１は温度
上昇し、各部は熱膨張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の位置の差を生じると同時に複数の加工
を行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３図及び第４図
に基づいて説明する。第３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の内部に形
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。１０１，１１１は中空室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８，８１、蒸気管１０，
１０１、液管１１，１１１の内部を真空減圧後、
アンモニア、フロン等の作動流体がその内部に所
定量封入される。

次に動作について説明する。軸受３，３１の熱
量は中空室７，７１内のフロン等の作動流体を加
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
用して軸受３，３１の中空室７，７１へ戻る。こ
のような動作をくり返し行うことにより、軸受
３，３１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３が他方の軸受３１に比べ温度
上昇（熱量）が大きくなると、軸受３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３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３の中空室７より流入した温度の高い蒸気が
軸受３１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３１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液体は液管１
１，１１１を経て軸受３，３１の中空室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
て作動液体が軸受３，３１の中空室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・歪を最小限に抑
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、上記実施例では連通管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、３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、軸受の内部に形
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
最小限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、７，７１は中空室、８，８
１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内部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 上記連鎖管は上記蒸気管相互間および上記液
   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 上記連鎖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。