JPS6216775B2 - - 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
それぞれ形成された環状の中空室、８，８１はこ
れら中空室７，７１に対応して配設された放熱装
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とを連通する第１の連通管、１３１は液管１
２１と中空室７とを連通する第２の連通管であ
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の発生熱は中空室７，７１
内のフロン等の作動液体に吸収され、この吸収作
用によりフロン等の作動液体は加熱されて気化し
て蒸気となる。このとき、軸受３，３１の発生熱
は蒸発潜熱として奪われる。気化したフロン等の
作動液体の蒸気は自身の蒸気圧を利用してそれぞ
れ蒸気管１０，１０１内を通つて放熱装置８，８
１へ移動する。放熱装置８，８１内に移動したフ
ロン等の作動液体の蒸気は冷却フアン９，９１に
よつて周囲空気により冷やされる。このとき、フ
ロン等の作動液体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する。即ち、軸受
３，３１の発生熱は放熱装置８，８１でそれぞれ
周囲空気に冷却され、周囲空気中に放熱される。
放熱装置８，８１で凝縮液化した作動液体はそれ
ぞれ液管１２，１２１内を通つて重力を利用して
軸受台４，４１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１
３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１３
１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で受熱した軸受３，３１の発生熱を放熱
装置８，８１に輸送して周囲空気中に放熱し効率
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
い蒸気は蒸気管１０を通つて放熱装置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にて凝縮液化する作動液体に比べ温度が
高く、液管１２を通つて軸受台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を通つて流入し、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１
３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。この結果、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４，４
１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。

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
の効果が得られる。

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第２の連通管を
設け、軸受部の熱を中空室から放熱装置に輸送す
ると共に一方側の液管を通る作動液体の一部が他
方側の中空室に流入するようにしたことにより、
軸受部の熱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、１０，１０１は蒸気管、１２，
１２１は液、１３，１３１は第１、第２の連通管
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。