JPS6216774B2 - - 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、各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は放熱装置であり、
冷却フアン９により冷却されている。１０は中空
室７，７１でそれぞれ気化する作動液体の蒸気を
放熱装置８に合流させて案内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１０ｄを有
する蒸気管であり、分流管１０ａ，１０ｂ、合流
管１０ｃとにより構成されている。１２は放熱装
置８で凝縮液化する作動液体を軸受台４，４１の
中空室７，７１に分流させて案内すると共に例え
ばベローズ等の伸縮可能なフレキシブル部１２ａ
を有する液管であり、合流管１２ａ、分流管１２
ｂ，１２ｃにより構成されている。

尚、中空室７，７１および放熱装置８、蒸気管
１０、液管１２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
蒸発潜熱として奪われ、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の分流管１
０ａ，１０ｂ、合流管１０ｃを経て放熱装置８へ
移動し、冷却フアン９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の合流管１２ａ、分流管１２
ｂ，１２ｃを経て重力を利用して軸受台４，４１
の中空室７，７１へ戻る。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内の作動液体は気化する際に軸受台４１の
中空室７１内の作動液体に比べより大きな蒸気
量・蒸気圧・蒸気温度となる。従つて、より大き
な蒸気量となる分だけ蒸発潜熱を大きく奪い、よ
り大きく冷却し、軸受台４の温度上昇が軸受台４
１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内にて気化した温度の高
い蒸気は蒸気管１０の分流管１０ａ、合流管１０
ｃを経て放熱装置８へ移動して凝縮液化する。

しかるに、温度の高い蒸気は凝縮液化した際の
温度が高く、温度の低い蒸気は凝縮液化した際の
温度が低い。従つて、放熱装置８においては合流
管１０ｃによつて温度の高い蒸気と温度の低い蒸
気とが混合された平均化した温度の蒸気となり、
凝縮液化した作動液体も平均化した温度の作動液
体となる。この平均化された温度の作動液体が液
管１２の合流管１２ａ、分流管１２ｂ，１２ｃに
よりそれぞれ軸受台４，４１の中空室７，７１に
戻る。即ち、軸受台４の中空室７には低くなつた
温度の作動液体が戻り、その低くなつた分だけ冷
やされて軸受台４の温度上昇が減少し、軸受台４
１の中空室７１には高くなつた温度の作動液体が
戻り、その高くなつた分だけ暖められて軸受台４
１の温度上昇が増大し、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・歪を最小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を蒸気管１０のフレキシ
ブル部１０ｄ並びに液管１２のフレキシブル部１
２ｄの伸縮範囲内で可変とすることができる。

尚、上記実施例では冷却フアン９を用いた場合
について述べたが、冷却フアン９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の効果が得られ
る。

また、上記実施例では放熱装置８の外側で作動
液体の蒸気の合流、凝縮液化した作動液体の分流
を行う構成とした場合について述べたが、放熱装
置８の内側で作動液体の蒸気の合流、凝縮液化し
た作動液体の分流を行う構成としてもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例ではフレキシブル部１０ｄ並
びに１２ｄ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、この第１、第２の主軸装置の熱量を
放熱する放熱装置、第１、第２の主軸装置の中空
室でそれぞれ気化する作動液体の蒸気を放熱装置
に合流させて案内すると共に伸縮可能なフレキシ
ブル部を有する蒸気管、放熱装置で凝縮液化する
作動液体を第１、第２の主軸装置の中空室に分流
させて案内すると共に伸縮可能なフレキシブル部
を有する液管を設け、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
断面側面図及び正面図、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は
放熱装置、１０は蒸気管、１０ａ，１０ｂは分流
管、１０ｃは合流管、１０ｄはフレキシブル部、
１２は液管、１２ａは合流管、１２ｂ，１２ｃは
分流管、１２ｄ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
   装置の熱量を放熱する放熱装置、上記第１、第２
   の主軸装置の中空室でそれぞれ気化する作動液体
   の蒸気を上記放熱装置に合流させて案内すると共
   に伸縮可能なフレキシブル部を有する蒸気管、上
   記放熱装置で凝縮液化する作動液体を上記第１、
   第２の主軸装置の中空室に分流させて案内すると
   共に伸縮可能なフレキシブル部を有する液管を備
   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。