JPS6218309B2 - - 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が生じる
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
１，８をそれぞれ連通する蒸気管、１２，１２１
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１２１を
連通する連通管である。なお、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を経て放熱
装置８１へ、蒸気管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液管１２，１２１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
い蒸気は蒸気管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、液
管１２１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４１は軸受台４に比べ温度上昇が小
さく、軸受台４１の中空室７１内に作動液体は軸
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、蒸
気管１０１、放熱装置８、液管１２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、連通管１３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、上記実施例では蒸気管１０，１０１を他
方の放熱装置８１，８に結合する場合について述
べたが、これとは逆に液管１２，１２１を他方の
放熱装置８１，８に結合し、その液管１２，１２
１を連通管１３により連通するようにしてもよ
く、上記実施例と同様の効果が期待できる。

この発明は以上説明した通り、軸受台内部に形
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、この
第１の主軸装置の液管と第２の主軸装置の液管と
を連通する連通管を設け、第１の主軸装置並びに
第２の主軸装置の蒸気管又は液管の何れか一方を
他方の放熱装置に結合し、軸受台の熱量を中空室
から放熱装置に熱輸送するようにしたことによ
り、軸受台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は蒸気管、１２，
１２１は液管、１３は連通管である。なお、図
中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸受台内部に形成され、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
   と第２の主軸装置の液管とを連通する連通管を備
   え、上記第１の主軸装置並びに第２の主軸装置の
   蒸気管又は液管の何れか一方を他方の放熱装置に
   結合し、上記作動液体の蒸発、凝縮作用により上
   記軸受台の熱量を上記中空室から上記放熱装置に
   熱輸送するようにしたことを特徴とする多軸冷却
   装置。