JPS604673Y2 - 工作機械の主軸台 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械の主軸台に於ける熱変形防止構造に
関するものである。

一般に、工作機械の主軸台に於いて、前側軸受（加工領
域側）と後側軸受の形式が異なる為、発生熱量の相違か
ら主軸や主軸台等に熱的なアンバランスが生じ、部分的
な熱膨張による変形のためしばしば精度低下をまねいて
いた。

該主軸台の主軸が回転すると、一般に該主軸を軸支して
いる前側軸受と後側軸受が発熱源となる。

元来、主軸台の主軸軸線とワーク或いは刃物台の移動軌
跡は、平行ないし直角になるように精度調整されている
。

しかし、前記前側軸受と後側軸受の発生熱量の相違から
、前記主軸台は熱変形を起こし精度維持が保証できず、
従ってこのままの状態でワークを切削すると、工作精度
特に円筒度や直角度等が著しく低下する。

本考案の目的は、主軸台の前側軸受部と後側軸受部をヒ
ートパイプで連通し、効果的に熱放散を行なわせしめ、
工作精度の向上を計る主軸台を提供するにある。

以下、本考案の一実施例を図面に於いて詳細に説明する
。

第１図は、本考案を旋盤の主軸台に適用した例である。

主軸１は、前側軸受２と後側軸受３によって主軸台４−
に回転可能に軸支されている。

前記主軸台４には、ヒートパイプ５が前記主軸１の軸線
方向に、前側軸受部４ａと後側軸受部４ｂを連通して設
けられている。

ヒートパイプ５の構造は、周知の構成に準じたもので詳
細な説明は省略するが、該ヒートパイプ５は減圧密封さ
れた作動液が、温度差に依って熱を吸収し、蒸発、凝縮
を繰り返し熱を外部へ放散するものである。

該ヒートパイプ５は、前記前側軸受２と後側軸受３の外
周を覆うように半径方向に等間隔で複数本設けられてい
る（第２図）。

該ヒートパイプ５の後端はフィン５ａが取り付けられて
いる。

該フィン５ａと対向する位置には、ファン６が前記主軸
１の後部に一体化されて固定されている。

本考案は以上のように構成され、前記主軸台４の熱的平
衡を次のようにとる。

前述した通り、主軸１が回転すると前側軸受２および後
側軸受３の熱発生に伴なう容量の違いから温度差が生じ
る。

実験による経験値から、一般に前記前側軸受部４ａより
前記後側軸受部４ｂの温度上昇の方が大きい場合が多く
、この場合は前記ヒートパイプ５が、前記前側軸受２と
後側軸受３の側近に設けられているので、前記後側軸受
部４ｂの熱を熱的平衡が保たれるまで前記前側軸受部４
ａへ熱伝達が行なわれる。

しかしながら、前記前側軸受部４ａと後側軸受部４ｂの
温度差がなくなって、絶対温度が高くなり主軸１および
主軸台４が熱膨張を起こす。

従って、ここで発生する熱を外部へ放散し冷却し、且つ
二つの軸受部の温度差をなくす必要性がある。

本考案の実施例において、前記ヒートパイプ５の後端は
ファン６に依って空冷されるので、前記後側軸受部４ｂ
側から外気へ放散される。

即ち、軸受２，３に於いて発生した熱は、図示の如くヒ
ートパイプ５の矢印方向に伝わり、作動液を蒸発させ、
さらに該ヒートパイプ５のフィン５ａ取付側に集め、前
記主軸１に取り付けられたファン６により冷却され、作
動液を凝縮させる。

熱はファン６により、フィン５ａの外部へ放出される。

前記ヒートパイプ５の凝縮された作動液は再び主軸台４
へ内部へ導かれ前述の動作を繰り返す。

本考案では、温度上昇のより高い方の側を空冷すること
により、前記主軸台４は熱的平衡を保つと同時に、絶対
温度上昇も防止することができる。

第３図は、本考案に依る他の実施例を示す図である。

本考案をマシニングセンタの主軸台に適用した例である
。

本主軸台はラム７（第４図）を有しており、主軸軸線方
向にベースに沿って移動可能である。

駆動源のモータは、主軸８の中央部に設置されている。

該主軸８にはロータ９が固定されて取り付けられ、該ロ
ータ９を覆う状態でステータ１０が主軸台１１に固定さ
れて取り付けられている。

ヒートパイプ１２を、前述同様前側軸受部１１ａと後側
軸受部１１ｂに跨って主軸台１１内に連通ずることによ
り、ファン１３の空冷に依って外気へ熱放散している。

この実施例においては、前記軸受部の発生熱に加え、前
記主軸台１１中央部のモータの発生熱も吸収し、ヒート
パイプ１２により外部へ熱放散している。

該ヒートパイプ１２は、これらの熱の吸収と放散を主軸
台の熱的平衡を保つまで作動を続ける。

しかも、前記ヒートパイプ１２の後端で空冷しているの
で、該ヒートパイプ１２を設けない場合に比べ、室温に
対して大きな温度差なしに温度上昇を防止でき、従って
熱膨張をおさえることができる。

さらに、前記前側軸受部１１ａ１後側軸受部１１ｂの発
生熱量を数値的に確認しておけば、前記二つの軸受部の
熱伝達の違いを加味し、第３図の如く、主軸軸線方向に
沿い、ある角度をなしてヒートパイプ１２を設は軸受位
置から該ヒートパイプ１２の取付距離を各々二つの軸受
の発生熱量の条件に応じた設定をすることにより、熱的
平衡の上でより冷却効果のある主軸台を提供することが
可能である。

以上に述べた如く、本考案に依れば主軸台の前側軸受部
と後側軸受部に温度差が生じても、ヒートパイプを主軸
台内に内蔵させているので、熱的平衡がとれ１、且つ主
軸後部に取り付けられたファンにより、主軸台内で発生
した熱を主軸台内にこもることなく外部へ放散させてい
るので、特に軸受部の冷却を効果的に行ない、部分的な
熱膨張による精度低下を防止することができる。

また、主軸台が移動式の構成であっても、固定式のもの
と同様に簡素にしかも保守も容易な主軸台とすることが
できる。

本考案は実施例に示された構成に限定されるものではな
く、請求の範囲に記載された本考案の技術思想を逸脱し
ない範囲内での変更は予期されるところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による旋盤に於ける主軸台の断面図、第
２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は本考案による
マシニングセンタの移動型の主軸台の断面図、第４図は
第３図の■矢視図。 図に於いて、１，８・・・・・・主軸、２，１４・・・
・・・前側軸受、３，１５・・・・・・後側軸受、４，
１１・・・・・・主軸台、５，１２・・・・・・ヒート
パイプ、５ａ・・・・・・フィン、６，１３・・・・・
・ファン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸を回転可能に軸承した複数の軸受を有する主軸台に
   於いて、固定側である主軸台の前側軸受部と後側軸受部
   の外周側近に主軸軸線方向に連通して複数配設されたヒ
   ートパイプと、前記主軸台の加工領域外の後部へ突設さ
   せた前記ヒートパイプの一端に設けられたフィンと、該
   フィンに近接して回転側である主軸に取り付けられた放
   熱ファンとからなり、主軸台の熱的平衡を維持すること
   を特徴とする工作機械の主軸台。