JPS59118349A - 多軸冷却装置 - Google Patents

多軸冷却装置

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JPS59118349A
JPS59118349A JP23172982A JP23172982A JPS59118349A JP S59118349 A JPS59118349 A JP S59118349A JP 23172982 A JP23172982 A JP 23172982A JP 23172982 A JP23172982 A JP 23172982A JP S59118349 A JPS59118349 A JP S59118349A
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JP
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pipe
bearing
hollow chamber
liquid
heat
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JP23172982A
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Inventor
Hitoshi Inoue
均 井上
Kenji Kataoka
片岡 憲二
Hisaaki Yamakage
久明 山蔭
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/126Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • B23Q11/127Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only for cooling motors or spindles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

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】 この発明は、例えば工作機械の複数の主軸等の軸受部を
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
のがあった。これら各図において、(1)。
(11)は工作機械の第1.第2の主軸装置であり、ス
パンPの間隔で配置されている。+21 、 (21)
は主軸、(3)、の1)は軸受、+4) 、 (4])
は軸受台、+5+ 、 6υはプーリ、(6)はベッド
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■ベルトラ介してブー1月51 、 +511に伝
えられた回転力によって主軸(21、(21)−を回転
させる。
この時、主軸(2] 、 (21)と軸受台+4+ 、
 1υとの間に位置する軸受(3) 、 Ctl)は主
軸(2+ 、 (2])が円滑に回転することを助ける
目的をもっているが、回転とともに軸受+:n 、 c
3υけ摩擦により発熱し温度上昇する。軸受(3)、(
ハ)に生じた熱量は軸受台t4) 、 Q10)VC伝
わり、ベッド(6)および周囲空気へ伝熱して放熱する
。この際に軸受台+4+ 、 (4υ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った。さらに、相
互間の主軸f2) 、 @υの位置の変動に差を生じる
と同時に複数の加工を行なう際に相互の加工精度に差を
生じるという欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点全除去するた
めになされたものであり、第1 + ig 2の主軸装
置を有効にか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図に基つい
て説明する。第3図は機能系統を示すブロック図、第4
図は断面側面図であり、これら各図において、+7) 
、 +711は軸受台(4)、(6)の内部に形成され
た環状の中空室、(8) 、 +dllは放熱装置であ
り、冷却ファン+9+ 、 till)により冷却され
ている。(101、(101)は中空室(7)、σDと
放熱装置(8) 、 +81をそれぞれ連通する蒸気管
、(+21 、 (121)は中空室(7) 、 +7
11と放熱装置(81、(81)をそれぞれ連通する液
管である。(13)は蒸気管(lO)と放熱装置(81
)とを連通ずると共に、例えばベローズ等の伸縮可能な
フレキシブル部(13a) f有する第1の連通管、(
131)は蒸気管(101)と放熱装置(8)とを連通
すると共に、例えはベローズ等の伸縮可能なフレキシブ
ル部(1:na) fc有する第2の連通管、(1萄は
液管α2゛訃と液管(121)とを連通ずると共に、例
えばベローズ等の伸縮可能なフレキシブル部(14a)
 f有する第3の連通管である。
なお、中空室(71、(711および放熱装置(81、
+81] 、蒸気管(1o) 、 (101) 、液管
α2+ 、 (121)の内部を真空減圧後アンモニア
、フロン等の作動液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。軸受台(4)、ゆで受熱し
た軸受t3) 、 01)の熱量は中空室T7) 、 
+711内のフロン等の作動液体を加熱して気化させる
際に蒸気潜熱として奪われ、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+101 、 (101
)等を経て放熱装置+8) 、 +81) ヘ移動し、
冷却77 y(9) 、 f!111 vc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、凝縮着熱を周囲空気に故出し、軸受
+3+ 、 ol)の熱量を周囲空気へ放熱する。凝縮
した作動液体&i散液管12)、 (121)を経て重
力を利用して軸受台+4+ 、 @υの中空’l−f7
) 、 (71へ戻る。また、蒸気管(10)を通る作
動液体の蒸気の一部は@lの連通管Q3+を経て放熱装
置(811に流入し、その放熱装置I刈で凝縮液化した
作動液体は液管(121)を経て軸受台り漫の中空室(
71)に流入する。一方、蒸気管(101)を通る作動
液体の蒸気の一部は第2の連通管(131)を経て放熱
装置(8)に流入し、その放熱装置(8)で凝縮液化し
た作動液体は液管(12)を経て軸受台(4)の中空室
(7)IC流入する。このような動作をくり返し行なう
ことにより、軸受台+41 、617の熱量を放熱装置
+81 、18υ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、軸受台(4)が他方の軸受台Oυに比べ温度
上昇(熱量)が犬きくなると、軸受台(4)の中空室(
7)内の作動液体の蒸気化の際の蒸気量・圧力・温度が
他方に比べ大きくなる。従って、より大きな蒸発潜熱を
奪い軸受台(4)をより大きく冷却するとともに、軸受
台(4)の中空室(7)より放熱装置ψ(8)だけで々
く他方の放熱装置(8′Oへも第1の連通管03)ヲ経
てより大きい圧力・温度の蒸気が流入する。これにより
、軸受台(4)側からみると他方の放熱装置+81)へ
第1の連通管(13)を経て流入する分たけ放熱面積が
増大し、冷却能力が高くなる。又、放熱装置(811で
は軸受台(4)iの中空室(71,1:り流入した温度
の高い蒸気が軸受台(6)の中空室(′71+より流入
した温度の低い蒸気と混合し、結果きして軸受台(6)
の中空室ff1iより流入した蒸気のYIIL度が凋く
なる。従って、放熱装置(8υで凝縮液化した作動液体
の温度も高くなり、その鍋くなった分だけ軸受台(6)
の温度上昇を増大している。一方、軸受台Ql)の中空
室(′711より放熱装置[F]υたけでなく他方の放
熱装置(8)へも第2の連通管(131) ’(z経て
温度の低い蒸気が流入し、放熱装置(8)では軸受台(
4)の中空室(7)より流入した温度の高い蒸気と混合
し、結果として軸受台(4)の中空室(7)より流入し
1こ蒸気の温度が低くなる。従って、放熱装置(8)で
凝縮液化した作動液体の温度も低くなり、その低くなっ
た分だけ軸受台(4)の温度上JT k低減している。
このよう々動作がくり返えされると、だんだん軸受台(
4)の中空室(7)内の作動液体の量が少なくなり軸受
台0ルの中空室t’/1)内の作動液体の量が多くなる
が、第3の連通管(+4) Kより放熱装置(81)か
ら軸受台ωηの中空案f71!内に戻る作動液体の一部
を軸受台(4)の中空室(7)に戻すことができ、両作
動液体の量を所定量にするように働いている。このよう
な動作をくり返えして行なうことにより、両軸受台(4
+ + @υの何れか一方の発熱量・温度上昇が増大し
はじめると、両軸受台(4)、θυの温度上昇羞を小さ
く抑えるように働き1、両軸受台(4)、■が平均的に
有効に冷却される。従って、工作機械においては軸受部
の熱変形・歪を最少限に抑えることができ、加工精度を
向上させることができる。
また、主軸(2)と主軸(21)とのスパンPを第1.
第2、第3の連通管031 、 (131) 、 (1
4)のフレキシブル部(13a) 、 (131a) 
、 (14a)の伸縮範囲内で可使とすることができる
なお、上記実施例では、冷却ファン(91、1911k
用いた場合について述べたが、冷却ファン(91、1!
111 k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lの冷却水・油などを用いても同様な
効果が得られる。
また、上記実施例ではフレキシブル部(13a) 、 
(131a) 、 (14a) f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なフレ
キシブル部を構成するようにしてもよい。
また、上記実施例では中空室(7) 、 (7υが軸受
台(4)。
(6)にそれぞれ設けられた場合について述べたが、中
空室+71 、 n ’(r軸受+3]、C311,あ
るいi軸受+3) 、 cll)と軸受台(4)、θ〃
との間に設けるようにしてもよい。
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、軸受部内部に形成され、
かつ作動液体が封入される環状の中空室と、蒸気管と液
管により構成される配管により中空室と連通される放熱
装置と全それぞれ有する第1、第2の主軸装置、第1の
主軸装置の蒸気管と第2の主軸装置の放熱装置とを連通
ずると共に、伸縮可能なフレキシブル部を有する第1の
連通管、第2の主軸装置の蒸気管と第1の主軸装置の放
熱装置とを連通ずると共に、伸縮可能なフレキシブル部
を有する第2の連通管、第1の主軸装置の液管と第2の
主軸装置の液管とを連通ずると共に、伸縮可能なフレキ
シブル部を有する第3の連通管を設け、軸受部の熱量全
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
、軸受部の熱量を速やかに奪い、効率よく、かつ平均的
に冷却できるので、軸受部の熱変形・歪を最少限に抑制
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。
【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ック図及び断面側面図である。 図において、fi) 、 [+すは第1.第2の主軸装
置、(4) 、 (4])は軸受台、(7) 、 +7
11は中空室、+8) 、 +89は放熱装置、+10
) 、 (121並びに(101) 、 (121) 
H配管、Q31.(131) 、(14+は第1.第2
.第3の連通管、(lと)、(131a) 、 (14
a)はフレキシブル部である。 なお、図中、同一符号は同一まfcは相当部分を示す。 代理人  葛 野 信 − @1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +1+  軸受部内部に形成され、かつ作動液体が封入
    される環状の中空室と、蒸気管と液管により構成される
    配管により上記中空室と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、上記第1の主軸装置の
    蒸気管と上記第2の主軸装置の放熱装置とを連通すると
    共に伸縮可能なフレキシブル部を有する第1の連通管、
    上記第2の主軸装置の蒸気管と上記第1の主軸装置の放
    熱装置とを連通ずると共に伸縮可能なフレキシブル部を
    有する第2の連通管、上記第1の主軸装置の液管と上記
    第2の主軸装置の液管とを連通ずると共に伸縮可能なフ
    レキシブル部を有する第3の連通管を備えたことを特徴
    とする多軸冷却装置。 (2)  中空室は軸受台に形成されたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の多軸冷却装置。 (3)  中空室は軸受に形成されたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の多軸冷却装置。 (4)中空室は軸受台と軸受との間に形成されたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多軸冷却装置。 (5)  フレキシブル部はベローズで構成さり、 7
    jことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項
    の何れかに記載の多軸冷却装置。
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JPS6216778B2 JPS6216778B2 (ja) 1987-04-14

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