(57)【要約】【課題】  特に高精度を必要とする精密加工用の工作機械において従来必要とされた設置スペースについて、これを小さくし、しかも高精度に温度制御を行なう方法およびその方法を使用した工作機械を提供すること。【解決手段】  被加工物を加工するための工作機械を構成する鋳物製構造体内にパイプを鋳込み、このパイブ内に温度調節された流体を流すことを特徴とする工作機械の温度調整方法とした。また本発明の工作機械では、少なくも、パイプを鋳込んだ鋳物構造体と、このパイプに温度調節用の流体を用いた冷却装置と、を備えた工作機械とした。【選択図】  図２
2010158725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の鋳物製構造体内にパイプを鋳込み、このパイブ内に温度制御された流体を流すことを特徴とする工作機械の温度調整方法。
【請求項２】
前記工作機械の鋳物製構造体は、ベッドであることを特徴とする請求項１記載の工作機械の温度調整方法。
【請求項３】
前記工作機械の鋳物製構造体は、コラムであることを特徴とする請求項１記載の工作機械の温度調整方法。
【請求項４】
前記工作機械の鋳物製構造体は、ワークもしくは工具を搭載するための回転駆動部を有するテーブルであることを特徴とする請求項１記載の工作機械の温度調整方法。
【請求項５】
前記パイプは、前記テーブルの回転される駆動部の形状に沿って前記鋳物製構造物へ鋳込んだことを特徴とする請求項４項記載の工作機械の温度調整方法。
【請求項６】
前記流体は、液体であることを特徴とする請求項１ないし請求項５の内の１項に記載の工作機械の温度調整方法。
【請求項７】
工作機械であって、この工作機械は、少なくも、
温度調節用の流体を用いるためのパイプを鋳込んだ鋳物製構造体と、
前記パイプに温度調節用の流体を用いるための温度調節手段と、
を備えて構成したことを特徴とする工作機械。
【請求項８】
請求項７項記載の温度調節用に流体を用いるための前記パイプは、前記工作機械の前記鋳物製構造体に設置されたワーク用スピンドル用の回転駆動部の形状に沿って、ワーク用スピンドル搭載用のテーブルに鋳込まれた略円形形状のパイプであることを特徴とする工作機械。
【請求項９】
請求項７項記載の温度調節用に流体を用いるための前記パイプは、前記工作機械の前記鋳物製構造体に設置された工具スピンドル用の回転駆動部の形状に沿って工具スピンドル搭載用のテーブルに鋳込まれた略円形形状のパイプであることを特徴とする工作機械。
【請求項１０】
温度調節用の室、温度調節用のパーテ一ション、または温度調節用のカバーを用いた構成と併用して温度調節をしたことを特徴とする請求項７ないし請求項９記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に係り、より一層詳細には、工作機械を構成するベッド、コラム、および水平または垂直に移動するテーブル等の鋳物製構造体における温度調整方法およびその方法を使用した工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から工作機械、特にナノオーダーというような高精度な精密加工を行う工作機械（精密工作機械）を使用した加工に際しては、加工に用いる工作機械の各部の温度変化、および周囲の雰囲気の温度変化等により、加工物（ワーク）の加工精度を確保することには困難さを伴った。このような困難さの存在のため、精度確保には温度制御した空調室内に加工装置を設置した運転が行われている。
【０００３】
例えば、図４に示すように、特開２００４−２５５４９４号公報には、工作機械の設置される室５内にパテーション６を設け、このパテーション６内にカバー７を付けた加工装置１を据え付けており、室５内に設けた温度調節器（温調器）３から、パテーション６および装置カバー７内に、コンプレッサー２を用いて高精度に温度制御された圧縮空気を、空気配管４により矢印のように導入し、機械および加工エリアの温度の変動幅を小さくして、高精度に温度制御する方法が知られている。
【０００４】
あるいは別な方法として、パテーション６を用いずに加工装置１をカバー７で覆い、このカバー内を温度調節する方法が知られている。さらに冷却流体の通路をベッド、コラムまたテーブル等を加工して用いる方法なども知られている。
さらにまた、温度管理ため、加工装置の内のベッドに搭載されたワークを回転させるためのワークスピンドルを有するテーブル部の駆動部、さらに工具を回転させるための工具スピンドルを駆動するための工具スピンドルの駆動部、あるいは、軸移動のための駆動部（以下これらの各駆動部を総称しユニット部という）等も発熱し、そのためのこれらを冷却するための各ユニットのための冷却装置を設ける必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５５４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来の方法は、加工装置をカバーやパテーションで覆うため、設置スペースが大きくなった。またユニット部は、その構造上、冷却ジャケットを設けることができず冷却は困難の場合が多かった。
【０００７】
前述の欠点を解消するため、発明者は、設置スペースを小さくし、しかも高精度に温度制御する方法を種々検討した結果、設置スペースの大きいカバーやパテーションを使用せず、加工装置自身を温度制御すればよいという結論に達し、本発明に至った。また、従来の方法を併用しても良いときは、あわせて良い効果を得られることもあることが知られた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するため、本発明は、工作機械の鋳物製構造体内にパイプを鋳込み、このパイブ内に温度制御された流体を流すことを特徴とすることとした。
【０００９】
工作機械の鋳物製構造体は、ベッド、コラムそしてテーブルとすればより効果があり適切な工作機械の温度調整方法である。
【００１０】
また本発明の工作機械は、少なくも温度制御用の流体を用いるためのパイプを鋳込んだ鋳物製構造体と、このパイプに冷却用の流体を用いるための冷却手段と、を備えて構成したことを特徴とする工作機械とした。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、加工装置自身のベッド、コラム或いはテーブル等を直接温度調節して温度制御するため加工装置の設置スペースが小さくなり、ユニット部もその形状に沿って温度調節される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明が適用される工作機械の概略の説明図である。
【図２】この発明が適用される工作機械のＸテーブルの拡大した図で（イ）は、平面図で、（ロ）は、（イ）におけるＺ矢視図である。
【図３】この発明が適用される工作機械のＹテーブルの拡大した図で、（イ）は、平面図である。また（ロ）は、（イ）におけるＹ矢視図である。
【図４】従来の工作機械の高精度に温度調節の方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に本発明の一実施形態を、図１ないし図３により説明する。図１において、精密加工に用いられるための工作機械である加工装置２０は、床ＦＬの上に据え付けられており、テーブルベース２２を載置するためベッド２１が固定されている。このテーブルベース２２上の図中右方には、Ｖ字形状をしたガイド、すなわちＶ−Ｖガイド２６を左右に設け、このＶ−Ｖガイド２６に案内され、紙面と直角方向に移動するとともに、図示してない切削用の工具を搭載するための工具用スピンドルを上部に備えた回転テーブル３６を回転自在に設置するためのＸテーブル２７が載置されている。
さらに、テーブルベース２２の図中左側には、コラム２３を支え、コラム２３を駆動するために必要な機構を備えた駆動ユニット部を搭載したコラムテーブル（Ｚテーブル）２４を図中左右方向に移動可能に載置したコラムベース（Ｚベース）２５を備えている。さらにまた、コラム２３には、垂直方向（図中上下方向）に移動するワークスピンドル２９を設けたＹテーブル３０が設置されている。これらのＸテーブル３６とスピンドル２９とは、超精密加工を行なうため、ワークと工具中心とを合わせるために回転調節されるように用いられる。また、Ｙテーブル３０は、Ｘテーブルと同様に、図示していないＶ−Ｖガイドが用いられ、同様に図示してないリニアモータあるいボールネジ等により、このＶ‐Ｖガイドに沿って、上下方向に移動するようになっており、その際Ｙテーブル３０の自重をキャンセルするためのバランスシリンダ３１を設けてある。
なお、このように構成されている加工機械では、ワークと工具とは入れ替えて使用されてもよい。
【００１４】
次に、鋳物製構造体であるＸテーブル２７について図２により、詳細に説明すると、Ｘテーブル２７には、テーブル本体２７ａと中央に回転テーブルを装着するための穴３２を設けるとともに、温度調節用のパイプ３３を回転に好都合によい円形の形状に鋳込む。このパイブ３３内には、温度制御された流体を流すことによりＸテーブル２７および図示してない切削するための工具用（あるいはワークでも良い）の工具スピンドルを載置する回転回転テーブル用の温度制御を行うようにしている。
【００１５】
またＹテーブル３０には、図３に示すように、中央に一般にはワークをセットするワーク用（工具用としても良い）のスピンドル２９を取り付ける穴３４を設け、その回りに温度制御用パイプ３５を円形形状にして鋳込み、この円形形状のパイプ３５に温度制御された流体を流すことにより温度制御を行うようにしている。
【００１６】
同様に図示しないがコラム２３にも温度制御用パイプを鋳込み、この温度制御用パイプ内に温度調節された流体を流すことにより、Ｘ、Ｙの両テーブルのように温度制御を可能としている。またＺテーブル２４も必要により他のテーブル同様に温度制御用が可能であることは明白であり、Ｘテーブル２７とＹテーブル３０と同様に、コラムを駆動するための機構を有し、発熱するユニット部の温度制御には、より有効である。
【００１７】
ここでＸテーブル２７とＹテーブル３０の冷却用のパイプ鋳込みについて特に言及すると、温度制御用のパイプは、鉄材であり、またＸ，Ｙのテーブルは鋳物製の構造体（鋳物構造体）であって、線膨張係数は相違する。そのためコラム２３のような立方体の形状を有する鋳物製構造体へのパイプ鋳込みは、特に発熱部分の形状から直線的な形状を主体にするので、パイプと鋳物構造体との間に形状変形などの問題は少ないことが判明している。一方、Ｘ，Ｙの両テーブルのように駆動のために回転部を有する円形の形状を有する鋳物構造体の鋳込みには、熱応力が残り、そのために鋳込みに困難さがあることが推測されるが、回転するための形状に沿って、すなわちおよそ円形の形状にパイプの鋳込みをすることは、発熱部に沿って設置することになるのでＸテーブル２７とＹテーブル３０における温度制御には、好都合に作用する。
【００１８】
この実施形態例の工作機械は、上述のように構成されているので、Ｘテーブル２７およびＹテーブル３０は勿論、結果としてワーク若しくは工具を駆動するための機構を有するユニット部も温度制御が可能となり、従来装置にあったカバーやパテーションのために加工装置の設置スペースが大きくなるという欠点が取り除かれる。また、従来の加工する機械全体を覆うようなパーティション方法あるいは、カバーを使用するような温度制御方法との並行使用も可能となって、並行使用にも対応できる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は、加工機械とりわけ精密加工用の工作機械に適した温度調節方法について、上述のように構成したので、工作機械のような機械産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
２０  加工装置（工作機械）
２１  ベッド
２２  テーブルベース
２３  コラム
２４  Ｚテーブル
２５  コラムベース（Ｚべース）
２６  Ｖ‐Ｖガイド
２７  回転テーブル（Ｘテーブル）
２８  ワーク
２９  ワーク用スピンドル
３０  Ｙテーブル
３１  バランスシリンダ
３２、３４  穴
３３、３５  温度制御用パイプ
３６  回転テーブル
【図１】
2010158725.tif 000003
【図２】
2010158725.tif 000004
【図３】
2010158725.tif 000005
【図４】
2010158725.tif 000006