JPH1133877A - Spindle cooling mechanism - Google Patents

Spindle cooling mechanism

Info

Publication number
JPH1133877A
JPH1133877A JP20017597A JP20017597A JPH1133877A JP H1133877 A JPH1133877 A JP H1133877A JP 20017597 A JP20017597 A JP 20017597A JP 20017597 A JP20017597 A JP 20017597A JP H1133877 A JPH1133877 A JP H1133877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle
cooling
cover
grooves
bearing
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.)
Withdrawn
Application number
JP20017597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kubotani
洋 窪谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP20017597A priority Critical patent/JPH1133877A/en
Publication of JPH1133877A publication Critical patent/JPH1133877A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cool a spindle efficiently without generating a temp. distribution by cooling the spindle uniformly as much as practicable using a refrigerant such as water, oil, etc. SOLUTION: A cylindrical cover 3 is liquid-tightly adhered to the outside surfaces of a motor 1 and bearing 2 which are coupled together. On the inside surface of the cover, two lines of grooves 31 and 32 are provided in such a way as adjoining parallel with each other. The grooves 31 and 32 cover the whole circumference of the cover 3 in reversals at the two ends of the cover 3. A refrigerant flows in the grooves 31 and 32 so that the flowing directions in the two grooves are opposite.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スピンドルのハウジン
グに形成された流路内に冷却媒体を流すことによってス
ピンドルを冷却する冷却機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling mechanism for cooling a spindle by flowing a cooling medium into a flow passage formed in a housing of the spindle.

【0002】[0002]

【従来の技術】スピンドルは、一般に、モータと、この
モータの駆動軸を回転自在且つ移動不能に支持する軸受
から構成される。このように構成されるスピンドルにお
いては、モータを駆動する際に供給される電力がモータ
内のコイルによって熱に変換されるとともに、軸受内に
おける駆動軸との摩擦によって摩擦熱が生じてしまう。
このような原因で発生する熱は、スピンドルの各部の形
状を変形させてスピンドルの回転精度を劣化させる要因
ともなるので、有効に除去されなければならない。
2. Description of the Related Art A spindle is generally composed of a motor and a bearing for rotatably and immovably supporting a drive shaft of the motor. In the spindle configured as described above, electric power supplied when driving the motor is converted into heat by a coil in the motor, and frictional heat is generated by friction with a drive shaft in a bearing.
The heat generated due to such a cause also causes the shape of each part of the spindle to be deformed and deteriorates the rotational accuracy of the spindle, so that it must be effectively removed.

【0003】従来、スピンドルにおいて発生した熱を除
去するための冷却機構が種々提案されているが、従来の
冷却機構は、空冷方式と水冷・油冷方式に大別される。
これらのうち、空冷方式は、スピンドルのハウジングの
外周面にフィン形状の突起部材を取り付けたり、ハウジ
ングの外周面形状自体をフィン形状に加工することによ
り、ハウジングの外周面からの放熱効率を向上させるも
のである。
Conventionally, various cooling mechanisms for removing the heat generated in the spindle have been proposed, but the conventional cooling mechanisms are roughly classified into an air cooling system and a water cooling / oil cooling system.
Among these, the air cooling system improves the heat radiation efficiency from the outer peripheral surface of the housing by attaching a fin-shaped projection member to the outer peripheral surface of the housing of the spindle or processing the outer peripheral surface shape of the housing itself into a fin shape. Things.

【0004】一方、水冷・油冷方式においては、図4に
示すように、スピンドルのハウジング100の一端側か
ら他端側に至る一連の螺旋溝101をハウジングの外周
面に形成するとともに、図5に示すように、このハウジ
ング100の外周をカバー102で覆うことによって螺
旋溝101に蓋をして、螺旋溝101を一連の流路とす
る。そして、このように構成される一連の流路に、図示
せぬラジエータによって冷却された冷却媒体としての水
又は油を流し、スピンドル内で発生した熱を除去するも
のである。
On the other hand, in the water cooling / oil cooling system, as shown in FIG. 4, a series of spiral grooves 101 extending from one end to the other end of the housing 100 of the spindle are formed on the outer peripheral surface of the housing. As shown in (1), the spiral groove 101 is covered by covering the outer periphery of the housing 100 with a cover 102 to form the spiral groove 101 as a series of flow paths. Then, water or oil as a cooling medium cooled by a radiator (not shown) is caused to flow through a series of channels configured as described above to remove heat generated in the spindle.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空冷方式による冷却機構は、冷却効率をそれ程向上させ
ることができないので、発熱の大きな高回転型のスピン
ドルには適さない。
However, the cooling mechanism using the conventional air cooling system cannot improve the cooling efficiency so much, and is not suitable for a high-rotation type spindle which generates a large amount of heat.

【0006】一方、従来の水冷・油冷方式による冷却機
構では、流路が一本のみであり、冷却媒体はハウジング
の一端側から他端側へ一方通行で流れる。従って、流路
の入り口付近では冷却媒体が未だ冷たいので冷却効率が
良いのに対して、流路の出口付近では冷却媒体が既に熱
くなっているので冷却効率が悪い。このような冷却効率
の差があるため、スピンドルの一端側よりも他端側が熱
いという温度分布が生じてしまうのである。この温度分
布は、スピンドルの発熱量が大きい程大きくなり、膨張
量の相違に起因するスピンドルの歪みを引き起こしてい
た。
On the other hand, in a conventional cooling mechanism using a water-cooling / oil-cooling system, there is only one flow path, and a cooling medium flows from one end of the housing to the other end in one way. Therefore, the cooling medium is still cold near the entrance of the flow path, so that the cooling efficiency is good, whereas the cooling medium is already hot near the exit of the flow path, so that the cooling efficiency is poor. Due to such a difference in cooling efficiency, a temperature distribution occurs in which the other end of the spindle is hotter than the one end. This temperature distribution increases as the heating value of the spindle increases, causing distortion of the spindle due to the difference in the amount of expansion.

【0007】このようなスピンドルの歪みは、例えば、
軸と軸受との隙間が10μm前後しかない靜圧型空気軸
受タイプのスピンドルのように、各構成部品間の寸法精
度が高い機構に対して、深刻な悪影響を及ぼしてしま
う。即ち、温度が高い部位においてはスピンドルの軸又
はハウジングが熱膨張し、組み付け寸法がずれてしまっ
て、スピンドルの回転精度を劣化させる原因となってい
たのである。
[0007] Such a distortion of the spindle, for example,
This has a serious adverse effect on a mechanism with high dimensional accuracy between components, such as a hydrostatic air bearing type spindle with a gap between the shaft and the bearing of only about 10 μm. That is, in a portion where the temperature is high, the spindle shaft or the housing thermally expands, and the assembling dimensions are deviated, which causes deterioration of the rotation accuracy of the spindle.

【0008】本発明は、従来における以上のような問題
に鑑みてなされたものであり、スピンドルを水・油等の
冷却媒体によって極力均等に冷却することによって、温
度分布を生じさせることなくスピンドルを効率良く冷却
することができるスピンドルの冷却機構を提供すること
を、課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and the spindle is cooled as uniformly as possible by a cooling medium such as water or oil so that the spindle can be cooled without causing a temperature distribution. It is an object to provide a cooling mechanism of a spindle that can efficiently cool the spindle.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の手段を採用した。即ち、請求項1
記載の発明は、シャフトを回転駆動するスピンドルの冷
却機構であって、前記スピンドルの外周面の所定域にわ
たって夫々配設された、互いに隣接している複数の流路
と、これら複数の流路のうち互いに隣接しているものの
内部における流れの向きが互いに逆向きとなるように前
記各流路に夫々冷却媒体を導入する冷却媒体導入手段と
を備えることを特徴とする。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, claim 1
The described invention is a cooling mechanism for a spindle that rotationally drives a shaft, wherein a plurality of flow paths adjacent to each other are disposed over a predetermined area of an outer peripheral surface of the spindle, and a plurality of flow paths of the plurality of flow paths are provided. It is characterized by comprising cooling medium introduction means for introducing a cooling medium into each of the flow paths so that the directions of the flow inside the adjacent ones are opposite to each other.

【0010】このように構成されると、互いに隣接して
いる流路を流れる冷却媒体の各位置における平均温度
が、実質的に均等になる。従って、各流路が配設されて
いる領域において、スピンドルの外周面が均等に冷却さ
れるのである。
With this configuration, the average temperature at each position of the cooling medium flowing through the flow passages adjacent to each other becomes substantially equal. Therefore, in the area where each flow path is provided, the outer peripheral surface of the spindle is uniformly cooled.

【0011】なお、各流路は、スピンドルの外周面上に
敷設されていても良いし、スピンドルの外周面の表面下
に埋め込まれていても良い。また、流路の総本数は、2
本であっても良いし、3本以上であっても互いに隣接す
るもの同士の冷却媒体の流れの向きが逆になっていれば
良い。また、各流路は、互いに平行になっていれば冷却
効率がより平均化されるので望ましいが、若干の傾きが
あっても構わない。
Each of the flow paths may be laid on the outer peripheral surface of the spindle, or may be embedded below the surface of the outer peripheral surface of the spindle. The total number of channels is 2
The number of cooling mediums may be three or more, and the direction of the flow of the cooling medium between adjacent ones may be reversed. In addition, it is desirable that the respective channels be parallel to each other because the cooling efficiency is more averaged, but the channels may have a slight inclination.

【0012】請求項2記載の発明は、請求項1の複数の
流路が互いに平行に配設されていることで、特定したも
のである。請求項3記載の発明は、請求項1又は2の複
数の流路が前記スピンドルの軸方向に沿って往復しつつ
前記スピンドルを一周するように配設されていること
で、特定したものである。
[0012] The second aspect of the present invention is specified by the fact that the plurality of flow paths of the first aspect are arranged in parallel with each other. The invention according to claim 3 is specified by the fact that the plurality of flow paths according to claim 1 or 2 are disposed so as to make a round around the spindle while reciprocating along the axial direction of the spindle. .

【0013】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
何れかにおけるスピンドルが筒状のカバーによって液密
に覆われているとともに、前記複数の流路がこのカバー
の内周面に溝として形成されていることで、特定したも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, the spindle according to any one of the first to third aspects is covered with a cylindrical cover in a liquid-tight manner, and the plurality of flow paths are formed in grooves on an inner peripheral surface of the cover. It is specified by being formed as.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態で
あるスピンドルAの斜視図であり、図2は、図1のII
−II線に沿った縦断面図である。これら各図に示され
た通り、スピンドルAは、全体的に円柱形状を有してお
り、その内部は、モータ部1と靜圧軸受部2とから構成
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a spindle A according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line -II. As shown in each of these figures, the spindle A has a columnar shape as a whole, and the inside thereof is composed of a motor unit 1 and a hydrostatic bearing unit 2.

【0015】モータ部1は、有底円筒型のハウジング1
1,このハウジング11内面に固着された励磁用コイル
12,ハウジング11の中心軸と同軸に支持された駆動
軸13,及び、この駆動軸13の外周面に装着された電
機子14とから構成される。
The motor unit 1 includes a cylindrical housing 1 having a bottom.
1, an excitation coil 12 fixed to the inner surface of the housing 11, a drive shaft 13 supported coaxially with the center axis of the housing 11, and an armature 14 mounted on the outer peripheral surface of the drive shaft 13. You.

【0016】一方、軸受部2は、モータ部1のハウジン
グ11と同一の外径を有する円筒状のハウジング21,
このハウジング21の前後両端からはめ込まれた多孔質
軸受部材22,22,これら各多孔質軸受部材22,2
2の中心に形成された軸受孔22a,22aに挿通され
たシャフト23,このシャフト23のモータ部1側端に
固着されているとともにモータ部1の駆動軸13をこの
シャフト23に直結する円板状の内方鍔部25,及び、
シャフト23の他端に固着されているとともに回転駆動
対象物が接続される円板状の外方鍔部24から、構成さ
れている。
On the other hand, the bearing portion 2 has a cylindrical housing 21 having the same outer diameter as the housing 11 of the motor portion 1.
Porous bearing members 22, 22 fitted from both front and rear ends of the housing 21, and the respective porous bearing members 22, 2
A shaft 23 inserted in bearing holes 22a formed at the center of the shaft 2; a disk fixed to an end of the shaft 23 on the motor unit 1 side and directly connecting the drive shaft 13 of the motor unit 1 to the shaft 23; Shaped inner collar 25, and
It is composed of a disk-shaped outer flange 24 fixed to the other end of the shaft 23 and connected to an object to be rotated.

【0017】ハウジング21の内周面は、その前後両端
から中心に向かって三段階に小径になっている。即ち、
ハウジング21の中心において、ハウジング21の内周
面は、シャフト23の外径よりも大径の中央空間21a
を形成している。また、この中央空間21aの両側にお
いて、ハウジング21の内周面は、中央空間21aの内
径よりも若干大径の中部空間21b,21bを形成して
いる。また、ハウジング21の内周面の両端部は、両中
部空間21b,21bよりも更に大径の端部空間21
c,21cを形成している。
The inner peripheral surface of the housing 21 has a small diameter in three stages from the front and rear ends toward the center. That is,
At the center of the housing 21, the inner peripheral surface of the housing 21 has a central space 21 a having a diameter larger than the outer diameter of the shaft 23.
Is formed. On both sides of the central space 21a, the inner peripheral surface of the housing 21 forms middle spaces 21b, 21b having a diameter slightly larger than the inner diameter of the central space 21a. Further, both ends of the inner peripheral surface of the housing 21 are formed in an end space 21 having a larger diameter than the two middle spaces 21b, 21b.
c, 21c.

【0018】各多孔質軸受部材22,22は、ハウジン
グ21の端部空間21cの内周面に形成された雌ねじに
螺合する雄ねじが外周面に形成されているとともにこの
端部空間21cの軸方向長さよりも若干薄いフランジ部
22bと、フランジ部22bが端部空間21c内にねじ
込まれた時に中央空間21aに達するとともに中部空間
21bの内径よりも若干小径且つ中央空間21aの内径
よりも若干大径の外径を有するスリーブ部22cとか
ら、構成されている。また、各多孔質軸受部材22の中
心には、このフランジ部22bが端部空間21c内にね
じ込まれた時にハウジング21と同軸となる位置に、ハ
ウジング21の中央空間21aの内径よりも若干小径且
つシャフト23の外径よりも若干大径の軸受孔22aが
貫通形成されている。
Each of the porous bearing members 22, 22 has a male screw formed on an outer peripheral surface thereof which is screwed to a female screw formed on an inner peripheral surface of an end space 21c of the housing 21, and a shaft of the end space 21c. A flange portion 22b that is slightly thinner than the length in the direction, and reaches the central space 21a when the flange portion 22b is screwed into the end space 21c, and has a diameter slightly smaller than the inner diameter of the middle space 21b and slightly larger than the inner diameter of the central space 21a. And a sleeve portion 22c having an outer diameter. Further, at the center of each porous bearing member 22, at a position where this flange portion 22 b is coaxial with the housing 21 when screwed into the end space 21 c, the diameter is slightly smaller than the inner diameter of the central space 21 a of the housing 21. A bearing hole 22a slightly larger in diameter than the outer diameter of the shaft 23 is formed through the shaft.

【0019】シャフト23は、ハウジング21の軸方向
長さよりも若干長い円柱形状を有している。各鍔部2
4,25は、各多孔質軸受部材22,22のフランジ部
22b,22bと同じ外径を有しており、各多孔質軸受
部材22,22の外端面との間に若干のクリアランスを
おいて対向している。
The shaft 23 has a cylindrical shape slightly longer than the axial length of the housing 21. Each collar 2
4 and 25 have the same outer diameter as the flange portions 22b and 22b of the respective porous bearing members 22 and 22 with a slight clearance between the outer end surfaces of the respective porous bearing members 22 and 22. Are facing each other.

【0020】上述のモータ部1と軸受部2とは、モータ
部1の駆動軸13と軸受部2の内方鍔部25とが同軸に
接続されるとともに、モータ部1のハウジング11と軸
受部2のハウジング21とが同軸且つ気密に接続された
状態で、連結される。このように連結された状態におい
ては、モータ部1のハウジング11の外周面と軸受部2
のハウジング21の外周面とが面一となる。このように
連結されたモータ部1及び軸受部2は、円筒状のカバー
3内に挿通されている。
The motor unit 1 and the bearing unit 2 are connected to the drive shaft 13 of the motor unit 1 and the inner flange 25 of the bearing unit 2 coaxially, and the housing 11 of the motor unit 1 and the bearing unit. The two housings 21 are coaxially and airtightly connected. In such a connected state, the outer peripheral surface of the housing 11 of the motor unit 1 and the bearing unit 2
Is flush with the outer peripheral surface of the housing 21. The motor unit 1 and the bearing unit 2 connected in this manner are inserted into a cylindrical cover 3.

【0021】このカバー3は、モータ部1のハウジング
11及び軸受部2のハウジング21の外径と同径の内径
を有している。そして、両ハウジング11,21の外周
面とカバー3の内周面との間が液密に接着されている。
The cover 3 has an inner diameter that is the same as the outer diameter of the housing 11 of the motor unit 1 and the housing 21 of the bearing unit 2. The outer peripheral surfaces of the housings 11 and 21 and the inner peripheral surface of the cover 3 are bonded in a liquid-tight manner.

【0022】ところで、このカバー3の内周面には、予
め、2系統の溝31,32が形成されている。以下、こ
れら2系統の溝31,32の形状を、詳細に説明する。
図3は、図1の二点鎖線IIIに沿ってカバー3を切開
してカバー3の内面を示した展開図である。図2及び図
3に示すように、各溝31,32は、横断面正方形の有
底溝であり、その始端部において注入孔(円形孔)31
a,32aを介してカバー3の外周面に貫通しており、
その終端部において排出孔(円形孔)31b,32bを
介してカバー3の外周面に貫通している。また、各溝3
1,32は、その全域において互いに隣接して配設され
ており、カバー3の軸受部2側の端縁(以下、軸受側端
縁3aという)近傍において約1/8周程周方向に進
み、スピンドルAの中心軸lと平行な方向へ向けて90
度曲がり、カバー3のモータ部1側の端縁(以下、モー
タ側端縁3bという)近傍まで中心軸lと平行に進み、
スピンドルAの周方向へ向けて90度曲がり、約1/4
周程周方向に進み、スピンドルAの中心軸lと平行な方
向へ向けて90度曲がり、軸受側端縁3a近傍まで中心
軸lと平行に進み、スピンドルAの周方向へ向けて90
度曲がり、約1/8周程周方向に進む。以上の進行を4
サイクル繰り返すことにより、各溝31,32は、カバ
ー3の内周面の全域にわたって配設されている。
On the inner peripheral surface of the cover 3, two grooves 31 and 32 are formed in advance. Hereinafter, the shapes of these two systems of grooves 31 and 32 will be described in detail.
FIG. 3 is a developed view showing an inner surface of the cover 3 by cutting the cover 3 along a two-dot chain line III in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, each of the grooves 31 and 32 is a bottomed groove having a square cross section, and has an injection hole (circular hole) 31 at the start end thereof.
a, 32a, and penetrates the outer peripheral surface of the cover 3,
At the terminal end, it penetrates through the outer peripheral surface of the cover 3 through discharge holes (circular holes) 31b and 32b. In addition, each groove 3
1, 32 are disposed adjacent to each other in the entire area thereof, and advance in the circumferential direction by about 1/8 turn in the vicinity of the edge of the cover 3 on the bearing portion 2 side (hereinafter referred to as the bearing side edge 3a). 90 in the direction parallel to the center axis l of the spindle A.
And turns parallel to the central axis l to near the edge of the cover 3 on the motor unit 1 side (hereinafter, referred to as a motor-side edge 3b).
Bend 90 degrees in the circumferential direction of spindle A, about 1/4
The circumference advances in the circumferential direction, turns 90 degrees in a direction parallel to the center axis 1 of the spindle A, advances in parallel with the center axis 1 to near the bearing side edge 3a, and moves 90 degrees in the circumferential direction of the spindle A.
Turn once and proceed in the circumferential direction for about 1/8 turn. The above progress is 4
By repeating the cycle, the grooves 31 and 32 are arranged over the entire inner peripheral surface of the cover 3.

【0023】このように各溝31,32が配設されてい
るので、各溝31,32の始端部(注入孔31a,32
a)及び終端部(排出孔31b,32b)は、カバー3
の軸受側端縁3a近傍にまとまって配置される。具体的
には、カバー3の軸受側端縁3aに最も近い位置には、
第2の溝32の始端部(注入孔32a)と第2の溝32
の終端部(排出孔32b)とが周方向に並んで配置され
ている。また、第2の溝32の始端部(注入孔32a)
のモータ側端縁3b側には、第1の溝31の終端部(排
出孔31b)が隣接されており、第2の溝32の終端部
(排出孔32b)のモータ側端縁3b側には、第1の溝
31の始端部(注入孔31a)が隣接されている。これ
ら各溝31,32の始端部(注入孔31a,32a)及
び終端部(排出孔31b,32b)の位置から理解され
るように、互いに平行に隣接されていた溝31,32
は、その内部における流れの向き(始端部から終端部に
向かう方向)が逆向きとなっている。
Since the grooves 31 and 32 are provided in this manner, the starting ends of the grooves 31 and 32 (injection holes 31a and 32).
a) and the end portions (discharge holes 31b, 32b)
Are arranged together near the bearing side edge 3a. Specifically, at the position closest to the bearing side edge 3a of the cover 3,
The starting end (injection hole 32a) of the second groove 32 and the second groove 32
(Discharge hole 32b) are arranged side by side in the circumferential direction. Also, the starting end of the second groove 32 (injection hole 32a)
The end portion (discharge hole 31b) of the first groove 31 is adjacent to the motor side edge 3b side, and the motor side end edge 3b side of the end portion (discharge hole 32b) of the second groove 32. Is adjacent to the start end (injection hole 31a) of the first groove 31. As can be seen from the positions of the start end (injection holes 31a, 32a) and end end (discharge holes 31b, 32b) of these grooves 31, 32, the grooves 31, 32 which were adjacent to each other in parallel.
, The direction of the flow inside (the direction from the start end to the end) is opposite.

【0024】このように構成される各溝31,32は、
カバー3内にモータ部1及び軸受部2が挿通されると、
モータ部1のハウジング11の外表面及び軸受部2のハ
ウジング21の外表面によって蓋されるので、断面正方
形の一連の2系統の流路をなす。
Each of the grooves 31 and 32 thus configured is
When the motor unit 1 and the bearing unit 2 are inserted into the cover 3,
Since the outer surface of the housing 11 of the motor unit 1 and the outer surface of the housing 21 of the bearing unit 2 are covered, a series of two channels having a square cross section are formed.

【0025】そして、図1に示すように、カバー3の外
周には、注入パイプ91が着脱自在に填め込まれてこの
注入パイプ91と第1の溝31の注入孔31aとを連通
させる第1注入プラグ5,排出パイプ92が着脱自在に
填め込まれてこの排出パイプ92と第1の溝31の排出
孔31bとを連通させる第1排出プラグ6,注入パイプ
91が着脱自在に填め込まれてこの注入パイプ91と第
2の溝32の注入孔32aとを連通させる第2注入プラ
グ7,及び、排出パイプ92が着脱自在に填め込まれて
この排出パイプ92と第2の溝32の排出孔32bとを
連通させる第2排出プラグ8が装着されている。
As shown in FIG. 1, an injection pipe 91 is removably fitted around the outer periphery of the cover 3 to allow the injection pipe 91 to communicate with the injection hole 31a of the first groove 31. The injection plug 5 and the discharge pipe 92 are removably inserted, and the first discharge plug 6 and the injection pipe 91 for allowing the discharge pipe 92 to communicate with the discharge hole 31b of the first groove 31 are removably inserted. The second injection plug 7 for communicating the injection pipe 91 with the injection hole 32a of the second groove 32, and the discharge pipe 92 are detachably inserted into the discharge pipe 92 and the discharge hole of the second groove 32. The second discharge plug 8 for communicating with the second discharge plug 32b is mounted.

【0026】上述の各注入パイプ91,91は、途中で
一本にまとめられて、冷却ユニット9の送液口9aに接
続されている。また、上述の各排出パイプ92,92
は、途中で一本にまとめられて、冷却ユニット9の回収
口9bに接続されている。
The above-described injection pipes 91, 91 are united in one piece on the way and connected to the liquid supply port 9a of the cooling unit 9. Further, each of the above-mentioned discharge pipes 92, 92
Are connected together to the recovery port 9b of the cooling unit 9 on the way.

【0027】この冷却ユニット9は、ポンプ部とラジエ
ータ部とから構成され、ポンプ部において加圧した水又
は油(以下、冷却媒体という)を送液口9aから注入パ
イプ91内に送り出すとともに、排出パイプ92から回
収口9bに戻された高熱の冷却媒体をラジエータ部にお
いて熱交換することによって冷却し、ポンプ部によって
再度送液口9aから注入パイプ91内に送り出す。
The cooling unit 9 is composed of a pump section and a radiator section, and sends out water or oil (hereinafter, referred to as a cooling medium) pressurized in the pump section from the liquid feed port 9a into the injection pipe 91 and discharges the same. The high-temperature cooling medium returned from the pipe 92 to the recovery port 9b is cooled by exchanging heat in the radiator section, and is again sent out from the liquid feeding port 9a into the injection pipe 91 by the pump section.

【0028】以上のように構成された冷却機構を含むス
ピンドルAの動作を、以下に、説明する。先ず、図示せ
ぬエアポンプにより、ハウジング21の各中部空間21
b,21b及び各端部空間21c,21cと多孔質軸受
部材22,22との間に形成された気室内に、圧搾空気
を導入する。すると、この気室内の圧力が大気圧よりも
大きくなるので、この気室内の空気が多孔室軸受部材2
2,22中の気孔を通じて多孔室軸受部材22,22を
透過して、その外端面から各鍔部24,25に吹き付け
られるとともに、軸受孔22a,22a内面からシャフ
ト23の外周面に吹き付けられる。このように吹き付け
られた空気は、多孔室軸受部材22,22の外端面と鍔
部24,25との間から外部に吹き出すとともに、中央
空間21a内に吹き込んでから図示せぬ排気口を通じて
外部に吹き出す。このような気流が生じるために、その
圧力に因り、各鍔部24,25と各多孔室軸受部材2
2,22の外端面との間が一定間隔に保たれるととも
に、シャフト23が、各多孔室軸受部材22,22の軸
受孔22a,22a内で浮いた状態で、同軸に保持され
る。
The operation of the spindle A including the cooling mechanism configured as described above will be described below. First, each air space 21 of the housing 21 is moved by an air pump (not shown).
Compressed air is introduced into air chambers formed between the porous bearing members 22 and 22 and the end spaces 21c and 21c. Then, since the pressure in the air chamber becomes higher than the atmospheric pressure, the air in the air chamber is released from the porous chamber bearing member 2.
The gas passes through the porous chamber bearing members 22, 22 through the pores in the holes 2, 22, and is sprayed from the outer end surfaces thereof to the respective flange portions 24, 25, and is sprayed from the inner surfaces of the bearing holes 22a, 22a to the outer peripheral surface of the shaft. The air thus blown out from between the outer end surfaces of the porous chamber bearing members 22 and 22 and the flanges 24 and 25, and also blows into the central space 21a and then to the outside through an exhaust port (not shown). Blow out. Since such an air flow is generated, each flange portion 24, 25 and each perforated chamber bearing member 2 are caused by the pressure.
The shaft 23 is kept coaxial with the outer end surfaces of the porous chambers 2 and 22 at a constant interval, and the shaft 23 is floated in the bearing holes 22a and 22a of the porous chamber bearing members 22 and 22.

【0029】次に、モータ部1の各励起コイル12及び
電機子14にそれぞれ駆動電力を供給する。すると、駆
動軸13が所定の方向に回転し、これとともに、駆動軸
13に連結されたシャフト23が、軸受部2内で浮いた
状態を保ったまま回転する。
Next, drive power is supplied to each of the excitation coils 12 and the armatures 14 of the motor unit 1. Then, the drive shaft 13 rotates in a predetermined direction, and at the same time, the shaft 23 connected to the drive shaft 13 rotates while maintaining a floating state in the bearing portion 2.

【0030】このように駆動軸13及びシャフト23が
回転している間中、モータ部1の各コイル12,14か
らは、駆動電力から変化した熱が発生するとともに、モ
ータ部1の各摺接部分からは、摺接に起因する摩擦熱が
発生し、軸受部2内の空気の流路からは、空気との摩擦
に起因する摩擦熱が発生する。
While the drive shaft 13 and the shaft 23 are rotating as described above, the coils 12 and 14 of the motor unit 1 generate heat changed from the drive electric power, and the sliding contact of the motor unit 1 is performed. Friction heat due to sliding contact is generated from the portion, and friction heat due to friction with air is generated from the air flow path in the bearing portion 2.

【0031】このようにして発生する熱を除去してスピ
ンドルAを冷却するために、冷却ユニット9のポンプ部
を駆動すると、上述したように、冷却ユニット9内のラ
ジエータ部において冷却された冷たい冷却媒体が、注入
パイプ91を介して、各溝31,32の注入口31a,
32aに注入される。このようにして各溝31,32内
に注入された冷却媒体は、各溝31,32内を夫々の終
端部へ向かって流れる。このように各溝31,32内を
流れてゆく間に、冷却媒体は、スピンドルA内の各部位
にて発生した熱を吸収して、熱くなってゆく。
When the pump unit of the cooling unit 9 is driven in order to cool the spindle A by removing the heat generated in this way, as described above, the cold cooling performed in the radiator unit in the cooling unit 9 is performed. The medium is supplied via the injection pipe 91 through the injection ports 31a, 31a of the respective grooves 31, 32.
32a. The cooling medium injected into the grooves 31 and 32 in this manner flows through the grooves 31 and 32 toward the respective ends. While flowing through the grooves 31 and 32 in this manner, the cooling medium absorbs the heat generated at each part in the spindle A and becomes hotter.

【0032】ここにおいて、上述したように、各溝3
1,32は互いに平行に隣接して配設されているが、注
入口31a,32aと排出口31b.32bの位置,即
ち、冷却媒体を流す向きは互いに逆向きとなっている。
即ち、スピンドルAを軸受部2側(図1の方向)から見
ると、第1の溝31を流れる冷却媒体は時計方向に流
れ、第2の溝32を流れる冷却媒体は反時計方向に流れ
る。冷却媒体が溝31,32内を流れて熱くなってゆく
とともに、冷却媒体による冷却効率は落ちてゆくが、こ
のように各溝31,32内での冷却媒体が流れる向きが
逆となっているので、スピンドルAは、その全周方向に
おいて均等に冷却される。即ち、第1の溝31の始端部
近傍においては、第1の溝31内の冷却媒体は冷たくて
冷却効率が良いが、第2の溝32内の冷却媒体は熱くて
冷却効率が悪い。また、各溝31,32の中間部分で
は、第1の溝31内の冷却媒体及び第2の溝32内の冷
却媒体は共に中程度の温度なので冷却効率も中程度であ
る。また、第1の溝31の終端部近傍においては、第1
の溝31内の冷却媒体は熱くて冷却効率が悪いが第2の
溝32内の冷却媒体は冷たくて冷却効率が良い。その結
果、スピンドルAの外周面の全域において、均等に冷却
がなされるのである。
Here, as described above, each groove 3
1 and 32 are arranged adjacent to each other in parallel, but the inlets 31a and 32a and the outlets 31b. The position of 32b, that is, the direction in which the cooling medium flows is opposite to each other.
That is, when the spindle A is viewed from the bearing portion 2 side (the direction of FIG. 1), the cooling medium flowing through the first groove 31 flows clockwise, and the cooling medium flowing through the second groove 32 flows counterclockwise. As the cooling medium flows through the grooves 31 and 32 and becomes hotter, the cooling efficiency of the cooling medium decreases, but the flow direction of the cooling medium in each of the grooves 31 and 32 is reversed. Therefore, the spindle A is uniformly cooled in the entire circumferential direction. That is, in the vicinity of the start end of the first groove 31, the cooling medium in the first groove 31 is cold and has high cooling efficiency, but the cooling medium in the second groove 32 is hot and has low cooling efficiency. In the middle portion between the grooves 31, 32, the cooling medium in the first groove 31 and the cooling medium in the second groove 32 are both at medium temperatures, so that the cooling efficiency is also medium. In the vicinity of the end of the first groove 31, the first
The cooling medium in the groove 31 is hot and has low cooling efficiency, but the cooling medium in the second groove 32 is cold and has good cooling efficiency. As a result, cooling is uniformly performed over the entire outer peripheral surface of the spindle A.

【0033】各溝31,32を通過することによって熱
くなった冷却媒体は、夫々の排出口31b,32bから
排出パイプ92を通り、冷却ユニット9に戻される。こ
のように戻された熱い冷却媒体は、冷却ユニット9内の
ラジエータ部において冷却されて、再度冷たくなる。
The cooling medium heated by passing through the grooves 31 and 32 is returned to the cooling unit 9 through the discharge pipes 92 from the respective discharge ports 31b and 32b. The hot cooling medium thus returned is cooled in the radiator section in the cooling unit 9 and becomes cold again.

【0034】本実施形態において2系統の溝31,32
は、カバー3の軸受側端縁3aとモータ側端縁3bとの
間で往復しつつカバー3を一周するように形成されてい
るが、カバー3の軸受側端縁3aからモータ側端縁3b
に向けて螺旋状に形成されていても良い。
In this embodiment, two grooves 31, 32 are provided.
Is formed so as to go around the cover 3 while reciprocating between the bearing side edge 3a of the cover 3 and the motor side edge 3b, but from the bearing side edge 3a of the cover 3 to the motor side edge 3b.
May be spirally formed.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように構成した本発明のスピンド
ルの冷却機構によると、スピンドルの所定域にわたって
配設された流路内を流れる水・油等の冷却媒体によっ
て、スピンドルを冷却するので、効率良くスピンドルを
冷却することができる。また、互いに隣接して配置され
た複数の流路内における冷却媒体の流れの向きを、互い
に逆向きにしたので、スピンドル全体を極力均等に冷却
することができる。
According to the spindle cooling mechanism of the present invention configured as described above, the spindle is cooled by the cooling medium such as water or oil flowing in the flow path disposed over a predetermined area of the spindle. The spindle can be cooled efficiently. Further, since the flow directions of the cooling medium in the plurality of flow paths arranged adjacent to each other are made opposite to each other, the entire spindle can be cooled as uniformly as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態である冷却機構を組み込
んだスピンドルの斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a spindle incorporating a cooling mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のII−II線に沿った縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】 図1の二点鎖線IIIに沿ってカバーを切開
してカバー内面を示した展開図
FIG. 3 is an exploded view showing an inner surface of the cover by cutting the cover along a two-dot chain line III in FIG. 1;

【図4】 従来のスピンドルからカバーを外した状態を
示す斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a cover is removed from a conventional spindle.

【図5】 従来のスピンドルの斜視図FIG. 5 is a perspective view of a conventional spindle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ部 2 軸受部 3 カバー 9 冷却ユニット 11 ハウジング 13 駆動軸 22 ハウジング 23 シャフト 31 第1の溝 32 第2の溝 91 注入パイプ 92 排出パイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor part 2 Bearing part 3 Cover 9 Cooling unit 11 Housing 13 Drive shaft 22 Housing 23 Shaft 31 First groove 32 Second groove 91 Injection pipe 92 Discharge pipe

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シャフトを回転駆動するスピンドルの冷却
機構であって、 前記スピンドルの外周面の所定域にわたって夫々配設さ
れた、互いに隣接している複数の流路と、 これら複数の流路のうち互いに隣接しているものの内部
における流れの向きが互いに逆向きとなるように前記各
流路に夫々冷却媒体を導入する冷却媒体導入手段とを備
えることを特徴とするスピンドルの冷却機構。
1. A cooling mechanism for a spindle that rotationally drives a shaft, comprising: a plurality of flow paths adjacent to each other, each of which is disposed over a predetermined area of an outer peripheral surface of the spindle; A cooling mechanism for a spindle, comprising: cooling medium introduction means for introducing a cooling medium into each of the flow paths so that the flow directions inside the adjacent ones are opposite to each other.
【請求項2】前記複数の流路は互いに平行に配設されて
いることを特徴とする請求項1記載のスピンドルの冷却
機構。
2. The spindle cooling mechanism according to claim 1, wherein said plurality of flow paths are arranged in parallel with each other.
【請求項3】前記複数の流路は前記スピンドルの軸方向
に沿って往復しつつ前記スピンドルを一周するように配
設されていることを特徴とする請求項1又は2記載のス
ピンドルの冷却機構。
3. The spindle cooling mechanism according to claim 1, wherein the plurality of flow paths are disposed so as to make a round around the spindle while reciprocating along the axial direction of the spindle. .
【請求項4】前記スピンドルは筒状のカバーによって液
密に覆われているとともに、 前記複数の流路はこのカバーの内周面に溝として形成さ
れていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記
載のスピンドルの冷却機構。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said spindle is liquid-tightly covered by a cylindrical cover, and said plurality of flow paths are formed as grooves on an inner peripheral surface of said cover. 3. The cooling mechanism for a spindle according to any one of 3.
JP20017597A 1997-07-25 1997-07-25 Spindle cooling mechanism Withdrawn JPH1133877A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20017597A JPH1133877A (en) 1997-07-25 1997-07-25 Spindle cooling mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20017597A JPH1133877A (en) 1997-07-25 1997-07-25 Spindle cooling mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1133877A true JPH1133877A (en) 1999-02-09

Family

ID=16420049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20017597A Withdrawn JPH1133877A (en) 1997-07-25 1997-07-25 Spindle cooling mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1133877A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006026774A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Makino Milling Mach Co Ltd Rotary shaft device
JP2009279660A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Olympus Corp Liquid preventive mechanism of spindle and grinder
JP2013208665A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Citizen Holdings Co Ltd Holder device for cooling main spindle and cooling device for main spindle
CN103949674A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Drilling machine with main spindle nose provided with self-adjusting cooling system and connecting head
CN103949677A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Lathe with main spindle nose provided with self-adjusting cooling system and connecting head
CN103949667A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Lathe with main spindle nose provided with cooling system and connecting head
CN103949666A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Boring mill with main spindle nose provided with cooling system and connecting head
DE102014001689A1 (en) 2013-02-15 2014-08-21 Fanuc Corporation Cooling system and cooling method for cooling a rotating electrical machine
JP2015188977A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 Dmg森精機株式会社 Main shaft apparatus of machine tool
CN109261992A (en) * 2018-11-14 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 Electro spindle and electro spindle coolant jacket

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006026774A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Makino Milling Mach Co Ltd Rotary shaft device
JP2009279660A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Olympus Corp Liquid preventive mechanism of spindle and grinder
JP2013208665A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Citizen Holdings Co Ltd Holder device for cooling main spindle and cooling device for main spindle
DE102014001689A1 (en) 2013-02-15 2014-08-21 Fanuc Corporation Cooling system and cooling method for cooling a rotating electrical machine
JP2015188977A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 Dmg森精機株式会社 Main shaft apparatus of machine tool
CN103949674A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Drilling machine with main spindle nose provided with self-adjusting cooling system and connecting head
CN103949677A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Lathe with main spindle nose provided with self-adjusting cooling system and connecting head
CN103949667A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Lathe with main spindle nose provided with cooling system and connecting head
CN103949666A (en) * 2014-04-13 2014-07-30 李仕清 Boring mill with main spindle nose provided with cooling system and connecting head
CN109261992A (en) * 2018-11-14 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 Electro spindle and electro spindle coolant jacket

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6909210B1 (en) Cooling system for dynamoelectric machine
JP4648470B2 (en) Electric motor cooling device
JP4654041B2 (en) Cooling device for electric motor
US8456047B2 (en) Internal thermal management for motor driven machinery
US9525325B2 (en) Liquid-cooled rotary electric machine having axial end cooling
JP2000102216A (en) Liquid-cooled asynchronous electric machine
KR20130141511A (en) Coolant channels for electric machine stator
JPH1133877A (en) Spindle cooling mechanism
JP7225040B2 (en) liquid cooled motor
CN107925305B (en) Cooling system for an electric machine
JP5331521B2 (en) Toroidal winding motor
TWM517473U (en) Liquid cooling type casing with dual helical coolant flow passages
CN113381531A (en) Stator cooling structure and motor with same
US20140246931A1 (en) Liquid-cooled rotary electric machine having fluid channel with auxiliary coolant groove
CN112243562A (en) Stator cooling structure
JP2005214545A (en) Heat exchanger
KR20170088588A (en) Air blower for vehicle
US6490869B1 (en) Manifold with built-in thermoelectric module
JP7320075B2 (en) Mechanical seal devices and pump devices especially for high temperature media
WO2018043014A1 (en) Electric compressor
KR102018230B1 (en) Electric motor
WO2018066076A1 (en) Dynamo-electric machine and stator for dynamo-electric machine
JP2004159402A (en) Electric motor and electric motor generator
JP3912265B2 (en) Heat exchanger
JP2010206994A (en) Motor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040427

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050816

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20051021