JPS6214386B2 - - 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、ス
パンＰの間隔で配置されている。２，２１は主
軸、３，３１は軸受、４，４１は軸受台、５，５
１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
熱して放熱する。この際に軸受台４，４１は温度
上昇し、名部は熱膨脹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は軸受台４，４１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。１０，１０１は中空室７，７１と放熱装置
８，８１をそれぞれ連通する蒸気管、１２，１２
１は中空室７，７１と放熱装置８，８１をそれぞ
れ連通する液管である。１３は液管１２と中空室
７１と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を有する第１の連通
管、１３１は液管１２１と中空室７とを連通する
と共に例えばベローズ等の伸縮可能なフレキシブ
ル部１３１ａを有する第２の連通室である。

尚、中空室７，７１および放熱装置８，８１、
蒸気管１０，１０１、液管１２，１２１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４，４１で
受熱した軸受３，３１の熱量は中空室７，７１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
１２，１２１を経て重力を利用して軸受台４，４
１の中空室７，７１へ戻る。また、液管１２を通
る作動液体の一部は第１の連通管１３を経て軸受
台４１の中空室７１に流入し、液管１２１を通る
作動液体の一部は第２の連通管１３１を経て軸受
台４の中空室７に流入する。このような動作をく
り返し行なうことにより、軸受台４，４１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、軸受台４が他方の軸受台４１に比べ
温度上昇（熱量）が大きくなると、軸受台４の中
空室７内に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。従つて、より
大きな蒸発潜熱を奪い軸受台４をより大きく冷却
し、軸受台４の温度上昇を他方の軸受台４１より
大きくなるのを抑制するように働く。そして、軸
受台４の中空室７内にて気化した圧力・温度の高
いは蒸気管１０を経て放熱装置８へ移動し、放熱
装置８にて凝縮液化した作動液体は放熱装置８１
にて凝縮する作動液体に比べ温度が高く、液管１
２を経て軸受台４の中空室７に流入し、また、液
管１２１を通る温度の低い作動液体の一部が第２
の連通管１３１を経て軸受台４の中空室７に流入
し、軸受台４の中空室７内の作動液体の温度を低
くして軸受台４の温度上昇を低減している。一
方、軸受台４１の中空室７１には放熱装置８１に
て凝縮液化した温度の低い作動液体が液管１２１
を経て流入し、また、液管１２を通る温度の高い
作動液体の一部が第１の連通管１３を経て流入
し、軸受台４１の中空室７１内の作動液体の温度
を高めてその分だけ軸受台４１の温度上昇を増大
している。その結果、軸受台４においては作動液
体の温度の低い分だけ冷やされ温度上昇が減少
し、軸受台４１においては作動液体の温度が高い
分だけ暖められ温度上昇が増大し、両軸受台４，
４１の温度上昇差が小さく抑えられる。このよう
な動作をくり返し行なうことにより、両軸受台
４，４１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４，４１の温度上昇差を
小さく抑えるように働き、両軸受台４，４１が平
均的に有効に冷却される。従つて、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
の連通管１３，１３１のフレキシブル部１３ａ，
１３１ａの伸縮範囲内で可変とすることができ
る。

なお、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。

また、上記実施例ではフレキシブル部１３ａ，
１３１ａ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７，７１が軸受台
４，４１にそれぞれ設けられた場合について述べ
たが、中空室７，７１を軸受３，３１と軸受台
４，４１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
成され且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をそれぞれ有し、同
じ機械に装着される第１、第２の主軸装置、第１
の主軸装置の液管と第２の主軸装置の中空室とを
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、第２の主軸装置の液管と第１の
主軸装置の中空室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２の連通管を設け、軸
受部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、軸受部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、４，４１は軸受台、７，７１は中空室、８，
８１は放熱装置、１０，１２並びに１０１，１２
１は配管、１３，１３１は第１、第２の連通管、
１３ａ，１３１ａ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 軸受部内部に形成され、且つ作動液体が封入
   される環状の中空室と、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
   置とをそれぞれ有し、同じ機械に装着される第
   １、第２の主軸装置、上記第１の主軸装置の液管
   と上記第２の主軸装置の中空室とを連通すると共
   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の主軸装置の液管と上記第１の主軸
   装置の中空室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２の連通管を備え、上記作
   動液体の蒸発、凝縮作用により、上記軸受部の熱
   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 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 中空室は軸受台と軸受との間にに形成された
   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 フレキシブル部はベローズで構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
   の何れかに記載の多軸冷却装置。