JPS6216778B2 - - 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は内部に
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は蒸気管１０と放熱
装置８１とを連通する第１の連通管、１３１は蒸
気管１０１と放熱装置８とを連通する第２の連通
管、１４は液管１２と液管１２１とを連通する第
３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、連通管
１３，１３１，１４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１０，１０１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、蒸気管１０を
通る作動液体の蒸気の一部は第１の連通管１３を
経て放熱装置８１に流入し、その放熱装置８１で
凝縮液化した作動液体は液管１２１を経て軸受台
４１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１３
１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
するとともに、軸受台４の中空室７より放熱装置
８だけでなく他方の放熱装置８１へも第１の連通
管１３を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
分だけ放熱面積が増大し、冷却能力が高くなる。
又、放熱装置８１では軸受台４の中空室７より流
入した温度の高い蒸気が軸受台４１の中空室７１
より流入した温度の低い蒸気と混合し、結果とし
て軸受台４１の中空室７１より流入した蒸気の温
度が高くなる。従つて、放熱装置８１で凝縮液化
した作動液体の温度も高くなり、その高くなつた
分だけ軸受台４１の温度上昇を増大している。一
方、軸受台４１の中空室７１より放熱装置８１だ
けでなく他方の放熱装置８へも第２の連通管１３
１を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
流入した蒸気の温度が低くなる。従つて、放熱装
置８で凝縮液化した作動液体の温度も低くなり、
その低くなつた分だけ軸受台４の温度上昇を低減
している。このような動作がくり返されると、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４１の中空室７１内の作動液体の
量が多くなるが、第３の連通管１４により放熱装
置８１から軸受台４１の中空室７１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。

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
の主軸装置の蒸気管と第２の主軸装置の放熱装置
とを連通する第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する第３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、１３，１３１，１４は第１、第２、第
３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の主軸装置の蒸気
   管と上記第２の主軸装置の放熱装置とを連通する
   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する第３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。