JPS6363768B2 - - 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し、特に複数の
主軸のお互いの位置関係を可変な構造にした多軸
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、図
示しない移動調整装置により任意のスパン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、５，５１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１６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。１０，１１は中空室７と放熱装置８を連通す
る一対の配管であり、それぞれ蒸気管および液管
の機能を果している。１０１，１１１は中空室７
１と放熱装置８１を連通する一対の配管であり、
それぞれ蒸気管および液管の機能を果している。
１２は蒸気管１０と１０１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１２ａ
を有する連通管、１３は液管１１と１１１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を有する連通管である。尚、中空
室７，７１および放熱装置８，８１、蒸気管１
０，１０１、液管１１，１１１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１
１，１１１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８，８１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へも連通管１２
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へ連通管１２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。放熱装置８，８１で凝縮して液体に戻つた作
動液体は液管１１，１１１を経て軸受台４，４１
の中空室７，７１へ戻る。放熱装置８１で凝縮し
た作動液体は他方に比べより低い温度となつてい
るが、液管１１と１１１を連通する連通管１３に
より、放熱装置８で凝縮した作動液体と混合して
温度が平均化されて作動液体が軸受台４，４１の
中空室７，７１へ戻る。

このように連通管１２，１３を設けたことによ
り、両者の発熱量、温度上昇に差が生じると、温
度上昇の高い方の放熱・冷却能力が増大して温度
上昇を抑制し、温度上昇差を小さく抑えることが
できると共に、温度上昇の低い方の作動液体の温
度を持ち上げ且つ放熱面積を減少し温度上昇を若
干高め、温度上昇差を小さく抑えることができ
る。その結果、軸受部の熱変形・歪を最少限に抑
えることができ、工作機械の加工精度を向上でき
る。また、主軸２と主軸２１とのスパンＰを連通
管１２，１３のフレキシブル部１２ａ，１３ａの
伸縮範囲内で可変とすることができる。

尚、上記実施例では連通管１２により蒸気管１
０と１０１を連無し、連通管１３により液管１１
と１１１を連通する場合について述べたが、蒸気
管１０と１０１、又は液管１１と１１１の何れか
一方を連通するように連通管１２又は１３を設け
てもよい。

また、上記実施例では連通管１２，１３のフレ
キシブル部１２ａ，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
に構成すればよい。

また、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。

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、この中空室と一対の配管により連通される放
熱装置とをそれぞれ有する第１，第２の主軸装
置、この第１の主軸装置の配管と第２の主軸装置
の配管とを連通すると共に伸縮可能なフレキシブ
ル部を有する連通管を設け、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、１０，１１並びに１０１，１１
１は配管、１２，１３は連通管である。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、この中空室と一対の配管に
   より連通される放熱装置とをそれぞれ有する第
   １、第２の主軸装置、上記第１の主軸装置の配管
   と第２の主軸装置の配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連通管を備え、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。 ２ 配管の何れか一方は蒸気管であり他方は液管
   である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 連通管は相互の蒸気管並びに相互の液管を連
   通することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の多軸冷却装置。 ４ 連通管は相互の蒸気管又は相互の液管の何れ
   か一方を連通することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の多軸冷却装置。 ５ 連通管の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４項の何れかに記載の多軸冷却装置。