JPS6216780B2 - - 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、８，８１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は中空室７と放熱装置８１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１０ａを有する第１の連通管、１０１は中空
室７１と放熱装置８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１０１ａを
有する第２の連通管、１２は放熱装置８と第１の
連通管１０とを連通する第３の連通管、１２１は
放熱装置８１と第２の連通管１０１とを連通する
第４の連通管、１３は第３の連通管１２と第４の
連通管１２１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５
の連通管である。

尚、中空室７，７１および放熱装置８，８１、
第１、第２の連通管１０，１０１、第３、第４の
連通管１２，１２１第５の連通管１３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第１の連通管１０を経
て放熱装置８１へ、第２の連通管１０１を経て放
熱装置８へそれぞれ移動し、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第３、第４
の連通管１２，１２１から第１、第２の連通管１
０，１０１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８１，８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内の作動液体の蒸気化の際の蒸気量・蒸気
圧・蒸気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の温度上昇が他方の軸受台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内にて気化した温度の高
い蒸気は第１の連通管１０を経て放熱装置８１へ
移動し、放熱装置８１にて凝縮した作動液体は放
熱装置８にて凝縮する作動液体に比べ温度が高
く、第４の連通管から第２の連通管１０１を経て
軸受台４１の中空室７１に流入する。従つて、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。また、軸受台４
１は軸受台４に比べ温度上昇が小さく、軸受台４
１の中空室７１内の作動液体は軸受台４の中空室
７内の作動液体に比べ気化する際の蒸気量・蒸気
圧・蒸気温度が低い。従つて、第２の連通管１０
１、放熱装置８、第３の連通管１２から第１の連
通管１０を経てより低い温度の作動液体が流入す
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、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５の連通管１３により放熱装置８１から
第２の連通管１０１を経て軸受台４１の中空室７
１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。

また、主軸２と主軸２１とのスパンＰを第１、
第２の連通管１０，１０１、第５の連通管１３の
フレキシブル部１０ａ，１０１ａ，１３ａ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９，９１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１０ａ，
１０１ａ，１３ａ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、軸受部の熱量を放熱す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の主軸装置の中空室と第２の主軸装置
の放熱装置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
の中空室と第１の主軸装置の放熱装置とを連通す
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、第１の主軸装置の放熱装置と第１の連
通管とを連通する第３の連通管、第２の主軸装置
の放熱装置と第２の連通管とを連通する第４の連
通管、第３の連通管と第４の連通管とを連通する
と共に伸縮可能なフレキシブル部を有する第５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、１０，１０１は第１、第２の連
通管、１０ａ，１０１ａはフレキシブル部、１
２，１２１は第３、第４の連通管、１３は第５の
連通管、１３ａ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、上記軸受部の熱量を放熱
   す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
   置の中空室と上記第２の主軸装置の放熱装置とを
   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の主軸装置の中空室と
   上記第１の主軸装置の放熱装置とを連通すると共
   に伸縮可能なフレキシブル部を有する第２の連通
   管、上記第１の主軸装置の放熱装置と上記第１の
   連通管の途中とを連通する第３の連通管、上記第
   ２の主軸装置の放熱装置と上記第２の連通管の途
   中とを連通する第４の連通管、上記第３の連通管
   と上記第４の連通管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５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。