JPH0632271Y2 - 回転軸受部の冷却装置 - Google Patents
回転軸受部の冷却装置Info
- Publication number
- JPH0632271Y2 JPH0632271Y2 JP1989049475U JP4947589U JPH0632271Y2 JP H0632271 Y2 JPH0632271 Y2 JP H0632271Y2 JP 1989049475 U JP1989049475 U JP 1989049475U JP 4947589 U JP4947589 U JP 4947589U JP H0632271 Y2 JPH0632271 Y2 JP H0632271Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- seal surface
- labyrinth seal
- groove
- inner peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/007—Cooling of bearings of rolling bearings
Landscapes
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、高速回転により温度が上昇する回転軸の軸受
部の冷却装置に関するものである。
部の冷却装置に関するものである。
従来の技術 高速回転される回転軸は、高速回転による軸受部の発熱
が伝わり、回転軸自身が熱膨張して軸受転動面の面圧が
高くなり焼付事故の原因となる。従来行われている焼付
事故防止のための回転軸の冷却機構は、回転軸にエアー
を吹きつけたり、また特開昭61-131851号のように回転
軸に冷却油を流す方法、あるいはまた特開昭62-57847号
のように気化性作動液体で冷却する方法が採用されてい
る。
が伝わり、回転軸自身が熱膨張して軸受転動面の面圧が
高くなり焼付事故の原因となる。従来行われている焼付
事故防止のための回転軸の冷却機構は、回転軸にエアー
を吹きつけたり、また特開昭61-131851号のように回転
軸に冷却油を流す方法、あるいはまた特開昭62-57847号
のように気化性作動液体で冷却する方法が採用されてい
る。
考案が解決しようとする課題 従来の技術で述べた特開昭61-131851号のものは冷却媒
体溝が主軸に対し螺旋状に削設されているため入口から
出口迄の距離が長くなり管路抵抗が大きくなるとともに
流体摩擦損失が増大し冷却油は粘性が高いため内部損失
がさらに大きくなる。また溝の上に直接軸受を配するた
め軸回転精度が悪くなる。さらに特開昭62-57847号のも
のは軸受外輪を冷却するため回転時発生する熱を外側か
らうばうので、かえって内外輪温度差，ハウジングと主
軸間温度差による熱的寸法効果で軸受内部の隙間をなく
し面圧上昇から軸受破損をまねく可能性が大であるとい
う問題点を有している。
体溝が主軸に対し螺旋状に削設されているため入口から
出口迄の距離が長くなり管路抵抗が大きくなるとともに
流体摩擦損失が増大し冷却油は粘性が高いため内部損失
がさらに大きくなる。また溝の上に直接軸受を配するた
め軸回転精度が悪くなる。さらに特開昭62-57847号のも
のは軸受外輪を冷却するため回転時発生する熱を外側か
らうばうので、かえって内外輪温度差，ハウジングと主
軸間温度差による熱的寸法効果で軸受内部の隙間をなく
し面圧上昇から軸受破損をまねく可能性が大であるとい
う問題点を有している。
本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、回転
精度を低下させることなく、軸受を内輪側から揮発性液
体の気化熱を利用して効率的に冷却して焼付事故を防止
する回転軸受部の冷却装置を提供しようとするものであ
る。
てなされたものであり、その目的とするところは、回転
精度を低下させることなく、軸受を内輪側から揮発性液
体の気化熱を利用して効率的に冷却して焼付事故を防止
する回転軸受部の冷却装置を提供しようとするものであ
る。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本考案における冷却装置を有
する回転軸は、回転軸にカラー部材を嵌着し、該カラー
部材外周と本体部材内周の間に軸受を嵌装し、前記回転
軸外周または前記カラー部材内周の少なくとも一方に軸
方向に連通するスプライン溝を削設し、前記軸受の両側
の前記本体部材内周と前記カラー部材外周との間に第１
ラビリンスシール面をそれぞれ形成し、前記それぞれの
第１ラビリンスシール面と前記軸受との間に軸受潤滑油
が供給される環状空間を形成し、前記本体部材と前記カ
ラー部材との間であって前記第１ラビリンスシール面の
一方の外側に第２ラビリンスシール面を他方の外側に第
３ラビリンスシール面を形成し、前記第１ラビリンスシ
ール面と該第２ラビリンスシール面との間に冷却用流体
を供給する第１内周溝を形成し、前記第１ラビリンスシ
ール面と該第３ラビリンスシール面との間に第２内周溝
を形成し、該第１・第２内周溝と前記スプライン溝とを
連通する通路を形成し、前記第２内周溝を排気ポンプに
接続してなり、環状空間内圧力Ｐ２・第１内周溝内圧力
Ｐ１・第２内周溝内圧力Ｐ３の関係をＰ２＞Ｐ１＞Ｐ３
とするものである。また冷却用流体は揮発性液体と不活
性ガスを混合したものである。
する回転軸は、回転軸にカラー部材を嵌着し、該カラー
部材外周と本体部材内周の間に軸受を嵌装し、前記回転
軸外周または前記カラー部材内周の少なくとも一方に軸
方向に連通するスプライン溝を削設し、前記軸受の両側
の前記本体部材内周と前記カラー部材外周との間に第１
ラビリンスシール面をそれぞれ形成し、前記それぞれの
第１ラビリンスシール面と前記軸受との間に軸受潤滑油
が供給される環状空間を形成し、前記本体部材と前記カ
ラー部材との間であって前記第１ラビリンスシール面の
一方の外側に第２ラビリンスシール面を他方の外側に第
３ラビリンスシール面を形成し、前記第１ラビリンスシ
ール面と該第２ラビリンスシール面との間に冷却用流体
を供給する第１内周溝を形成し、前記第１ラビリンスシ
ール面と該第３ラビリンスシール面との間に第２内周溝
を形成し、該第１・第２内周溝と前記スプライン溝とを
連通する通路を形成し、前記第２内周溝を排気ポンプに
接続してなり、環状空間内圧力Ｐ２・第１内周溝内圧力
Ｐ１・第２内周溝内圧力Ｐ３の関係をＰ２＞Ｐ１＞Ｐ３
とするものである。また冷却用流体は揮発性液体と不活
性ガスを混合したものである。
作用 ミスト状の揮発性液体を不活性ガスと混合して第１内周
溝に供給すると高速回転している回転軸のスプライン溝
の一方の端部から他方の端部にさらに第２内周溝を介し
て排気ポンプに引かれ圧力勾配によって溝内を円滑に流
れ、高速回転により温度上昇しているスプライン溝及び
カラーの熱により揮発性液体が気化して周囲より熱を奪
い回転軸を冷却するとともに軸受を内輪側から冷却す
る。
溝に供給すると高速回転している回転軸のスプライン溝
の一方の端部から他方の端部にさらに第２内周溝を介し
て排気ポンプに引かれ圧力勾配によって溝内を円滑に流
れ、高速回転により温度上昇しているスプライン溝及び
カラーの熱により揮発性液体が気化して周囲より熱を奪
い回転軸を冷却するとともに軸受を内輪側から冷却す
る。
実施例 実施例について第１図を参照して説明する。主軸台本体
１に削設された穴１ａに軸受２の外輪３が嵌挿され、回
転軸５の外周に削設されたスプライン５ａの外周にしめ
しろを有して嵌着されるカラー６に、軸受２の内輪４が
嵌合されている。本体の穴１ａには外輪３の右側に、固
定リング７と固定リング８が並んで嵌挿されており、カ
ラー６の外周には内輪の右側に回転リング９が嵌合さ
れ、固定リング７と回転リング９との間にラビリンスシ
ール面ａが形成されている。
１に削設された穴１ａに軸受２の外輪３が嵌挿され、回
転軸５の外周に削設されたスプライン５ａの外周にしめ
しろを有して嵌着されるカラー６に、軸受２の内輪４が
嵌合されている。本体の穴１ａには外輪３の右側に、固
定リング７と固定リング８が並んで嵌挿されており、カ
ラー６の外周には内輪の右側に回転リング９が嵌合さ
れ、固定リング７と回転リング９との間にラビリンスシ
ール面ａが形成されている。
更に回転軸５のスプライン５ａの右側には回転リング１
０が嵌合されており、固定リング８と回転リング１０と
の間にラビリンスシール面ｂが形成されている。更に本
体の穴１ａの内周ボス１ｂの左側に固定リング１２が嵌
挿されており、カラー６の外周には内輪４の左側に回転
リング１３が嵌合され、回転軸５のスプラインの左側に
回転リング１４が嵌合されている。そして固定リング１
２と回転リング１３との間にラビリンスシール面ｃが、
また固定リング１２と回転リング１４との間にラビリン
スシール面ｄが形成されている。更に固定リング１２は
内周溝１６を有し、内周溝に供給流路１５より図示しな
いミスト装置によりミスト化された揮発油が不活性ガス
と共に送り込まれるようになっている。揮発油はエチル
エーテル等揮発性の液体が使用され、不活性ガスは窒素
ガス等が使用され、防爆性のため使用される。カラー６
には内周溝１６対応位置に、スプライン溝に連通する複
数の穴６ａが放射状に穿設されており、更にカラー６に
は固定リング７，８及び回転リング１０のそれぞれの面
によって構成される内周溝１７対応位置に、スプライン
溝と連通する複数の穴６ｂが放射状に穿設されている。
そして固定リング８には本体１を貫通する排出流路１９
が穿設されており、流路１９は外部に設けられた排気ポ
ンプ２０に連通され、ポンプ２０の吐出口の先に冷却器
２１が取付けられている。そして流路１５から供給され
たミスト状の揮発油及び不活性ガスは内周溝１６から穴
６ａを通ってスプライン５ａの各溝内に入り、高速回転
による発熱で温度上昇しているスプライン溝を通る間に
気化して、周囲の熱を奪い穴６ｂから流路１９を通って
排気ポンプ２０に吸い込まれる。そして気化した揮発油
は冷却器２１に送り込まれここで液化されて再利用され
るようになっている。
０が嵌合されており、固定リング８と回転リング１０と
の間にラビリンスシール面ｂが形成されている。更に本
体の穴１ａの内周ボス１ｂの左側に固定リング１２が嵌
挿されており、カラー６の外周には内輪４の左側に回転
リング１３が嵌合され、回転軸５のスプラインの左側に
回転リング１４が嵌合されている。そして固定リング１
２と回転リング１３との間にラビリンスシール面ｃが、
また固定リング１２と回転リング１４との間にラビリン
スシール面ｄが形成されている。更に固定リング１２は
内周溝１６を有し、内周溝に供給流路１５より図示しな
いミスト装置によりミスト化された揮発油が不活性ガス
と共に送り込まれるようになっている。揮発油はエチル
エーテル等揮発性の液体が使用され、不活性ガスは窒素
ガス等が使用され、防爆性のため使用される。カラー６
には内周溝１６対応位置に、スプライン溝に連通する複
数の穴６ａが放射状に穿設されており、更にカラー６に
は固定リング７，８及び回転リング１０のそれぞれの面
によって構成される内周溝１７対応位置に、スプライン
溝と連通する複数の穴６ｂが放射状に穿設されている。
そして固定リング８には本体１を貫通する排出流路１９
が穿設されており、流路１９は外部に設けられた排気ポ
ンプ２０に連通され、ポンプ２０の吐出口の先に冷却器
２１が取付けられている。そして流路１５から供給され
たミスト状の揮発油及び不活性ガスは内周溝１６から穴
６ａを通ってスプライン５ａの各溝内に入り、高速回転
による発熱で温度上昇しているスプライン溝を通る間に
気化して、周囲の熱を奪い穴６ｂから流路１９を通って
排気ポンプ２０に吸い込まれる。そして気化した揮発油
は冷却器２１に送り込まれここで液化されて再利用され
るようになっている。
更に本体のボス部１ｂには軸受潤滑用の供給流路22が穿
設されており、ミスト状の潤滑油が軸受左側の環状空間
２３から軸受内を取って右側の環状空間２４に至る間に
軸受の潤滑が行われ、固定リング及び本体に穿設された
排出流路２５から大気中に放出されるようになってい
る。このように潤滑油の流れと冷却用揮発油及び不活性
ガスの流れは、ラビリンスシール面ａ及びｃにより分離
されており、潤滑用の環状空間２３，２４内圧力Ｐ２、
冷却用の内周溝１６内圧力Ｐ１、内周溝１７内圧力Ｐ３
の関係は、潤滑油への揮発油の混入を防止とするためＰ
２が最も高く、更にスプライン溝内を揮発油が円滑に流
れるようにＰ１がＰ３より高くなっており、総合的にＰ
２＞Ｐ１＞Ｐ３の圧力関係が保たれるようになってい
る。
設されており、ミスト状の潤滑油が軸受左側の環状空間
２３から軸受内を取って右側の環状空間２４に至る間に
軸受の潤滑が行われ、固定リング及び本体に穿設された
排出流路２５から大気中に放出されるようになってい
る。このように潤滑油の流れと冷却用揮発油及び不活性
ガスの流れは、ラビリンスシール面ａ及びｃにより分離
されており、潤滑用の環状空間２３，２４内圧力Ｐ２、
冷却用の内周溝１６内圧力Ｐ１、内周溝１７内圧力Ｐ３
の関係は、潤滑油への揮発油の混入を防止とするためＰ
２が最も高く、更にスプライン溝内を揮発油が円滑に流
れるようにＰ１がＰ３より高くなっており、総合的にＰ
２＞Ｐ１＞Ｐ３の圧力関係が保たれるようになってい
る。
続いて本実施例の作用について説明する。潤滑油の供給
流路２２からミスト状の潤滑油が送り込まれ、冷却用供
給流路１５からミスト状の揮発油が不活性ガスと共に供
給されて回転軸５が高速に回転されている。高速回転に
よる軸受のころがり摩擦熱による温度上昇は、通常外輪
よりも内輪の方が高く、内輪からの熱伝導でカラー６及
び回転軸５のスプライン５ａ部の温度が上昇する。この
スプライン溝にミスト状の揮発油が不活性ガスと共に穴
６ａから送り込まれて温められ、揮発油が気化して周囲
の熱を奪い回転軸及びカラーを冷却し内側から軸受を冷
却する。そして揮発性ガスと不活性ガスの混合気は排気
ポンプ２０の吸引力により穴６ｂから流出し機外に設け
られた冷却器２１に送り込まれて揮発油が液化して不活
性ガスと分離する。
流路２２からミスト状の潤滑油が送り込まれ、冷却用供
給流路１５からミスト状の揮発油が不活性ガスと共に供
給されて回転軸５が高速に回転されている。高速回転に
よる軸受のころがり摩擦熱による温度上昇は、通常外輪
よりも内輪の方が高く、内輪からの熱伝導でカラー６及
び回転軸５のスプライン５ａ部の温度が上昇する。この
スプライン溝にミスト状の揮発油が不活性ガスと共に穴
６ａから送り込まれて温められ、揮発油が気化して周囲
の熱を奪い回転軸及びカラーを冷却し内側から軸受を冷
却する。そして揮発性ガスと不活性ガスの混合気は排気
ポンプ２０の吸引力により穴６ｂから流出し機外に設け
られた冷却器２１に送り込まれて揮発油が液化して不活
性ガスと分離する。
考案の効果 本考案は、以上のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。
する効果を奏する。
回転軸に削設したスプラインの外周に重ねてカラーを嵌
着し、カラーの外周に軸受内輪を嵌合したので、回転軸
精度の低下が防止される。第１内周溝，スプライン溝，
第２内周溝にミスト状の揮発油を不活性ガスと共に流
し、排気ポンプで吸引して圧力勾配をつけたので流れが
円滑となり気化熱を利用して回転軸及び軸受の内輪側が
効率的に冷却され軸受部の温度上昇を抑え焼付事故を未
然に防止することができる。さらに軸受潤滑供給空間の
内圧を冷却液供給溝内圧より高くなしたので両者が混合
することを防止できる。
着し、カラーの外周に軸受内輪を嵌合したので、回転軸
精度の低下が防止される。第１内周溝，スプライン溝，
第２内周溝にミスト状の揮発油を不活性ガスと共に流
し、排気ポンプで吸引して圧力勾配をつけたので流れが
円滑となり気化熱を利用して回転軸及び軸受の内輪側が
効率的に冷却され軸受部の温度上昇を抑え焼付事故を未
然に防止することができる。さらに軸受潤滑供給空間の
内圧を冷却液供給溝内圧より高くなしたので両者が混合
することを防止できる。
第１図は本考案の冷却機構付回転軸の説明図である。 ２……軸受、４……内輪 ５……回転軸、５ａ……スプライン ６……カラー、１６，１７……内周溝 ２０……排気ポンプ、２３，２４……環状空間 ａ，ｂ，ｃ，ｄ……ラビリンスシール面
Claims (2)
- 【請求項１】回転軸にカラー部材を嵌着し、該カラー部
材外周と本体部材内周の間に軸受を嵌装し、前記回転軸
外周または前記カラー部材内周の少なくとも一方に軸方
向に連通するスプライン溝を削設し、前記軸受の両側の
前記本体部材内周と前記カラー部材外周との間に第１ラ
ビリンスシール面をそれぞれ形成し、前記それぞれの第
１ラビリンスシール面と前記軸受との間に軸受潤滑油が
供給される環状空間を形成し、前記本体部材と前記カラ
ー部材との間であって前記第１ラビリンスシール面の一
方の外側に第２ラビリンスシール面を他方の外側に第３
ラビリンスシール面を形成し、前記第１ラビリンスシー
ル面と該第２ラビリンスシール面との間に冷却用流体を
供給する第１内周溝を形成し、前記第１ラビリンスシー
ル面と該第３ラビリンスシール面との間に第２内周溝を
形成し、該第１・第２内周溝と前記スプライン溝とを連
通する通路を形成し、前記第２内周溝を排気ポンプに接
続してなり、環状空間内圧力Ｐ２・第１内周溝内圧力Ｐ
１・第２内周溝内圧力Ｐ３の関係をＰ２＞Ｐ１＞Ｐ３と
することを特徴とする回転軸受部の冷却装置。 - 【請求項２】冷却用流体は揮発性液体と不活性ガスを混
合したものである請求項１記載の回転軸受部の冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989049475U JPH0632271Y2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 回転軸受部の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989049475U JPH0632271Y2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 回転軸受部の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139048U JPH02139048U (ja) | 1990-11-20 |
| JPH0632271Y2 true JPH0632271Y2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=31567197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989049475U Expired - Lifetime JPH0632271Y2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 回転軸受部の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632271Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3443537A1 (de) * | 1984-11-29 | 1986-06-05 | Werkzeugmaschinenfabrik Adolf Waldrich Coburg Gmbh & Co, 8630 Coburg | Lagerung einer werkzeugmaschinenspindel mit kuehleinrichtung in einem spindelstock |
| JPS6257847A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-13 | Mitsubishi Electric Corp | 軸受冷却装置 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1989049475U patent/JPH0632271Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139048U (ja) | 1990-11-20 |
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