特許 7510259 工作機械の送り軸の熱変位対策構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-25

(45)【発行日】2024-07-03

(54)【発明の名称】工作機械の送り軸の熱変位対策構造

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/25 20060101AFI20240626BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240626BHJP

   B23Q 15/18 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/25

B23Q17/00 A

B23Q15/18

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020028983

(22)【出願日】2020-02-25

(65)【公開番号】P2021133434

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000174987

【氏名又は名称】三井精機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098279

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 聖

(72)【発明者】

【氏名】崔 成日

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２４２３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１３９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５０７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０９７９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２５６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０１４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２９５７４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／００ － １／７６

Ｂ２３Ｑ ９／００ － １３／００

Ｂ２３Ｑ １７／００ － ２３／００

Ｂ２４Ｂ ５／００ － ７／３０

Ｂ２４Ｂ ４１／００ － ５１／００

Ｇ０５Ｂ １９／１８ － １９／４６

Ｇ０１Ｂ ７／００ － １１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００ － ２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の熱膨張率を有する金属材から成り、送り軸を保持しつつ該送り軸を軸方向に移動させ得る構造物と、長尺板状に形成され該長尺板状の長さ方向に前記金属材の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し、かつ前記長さ方向に引っ張り剛性を有し、前記長さ方向が前記構造物の前記軸方向に沿うように介挿させた低熱膨張材と、位置検出器とを有する工作機械の送り軸の熱変位対策構造であって、前記位置検出器の検出部が前記低熱膨張材に固定されると共に、該低熱膨張材の前記長さ方向の一端側を前記構造物に固定する取り付け金具を設け、該取り付け金具は前記軸方向に弾性変形し易い構造にし、
前記取り付け金具とは別に、前記低熱膨張材の前記長さ方向の一端側とは反対側端部を前記構造物に固定する手段を設け、
前記低熱膨張材と前記構造物との相対的熱変位を吸収できるようにしたことを特徴とする工作機械の送り軸の熱変位対策構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械の送り軸の熱変位対策構造に関し、特に、工作機械のスピンドル等の熱源による構造物の熱変位に対して低熱膨張材を用いた対策構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の工作機械では、例えば、駆動されるモータの発熱、軸受けの回転による摩擦熱等の熱源により、スピンドルヘッド等の構造物が膨張してスピンドル先端の工具の機械位置が変位するので、工具とワークとの相対位置にずれが生じる結果、精度の高い加工を困難にするという問題がある。このスピンドルヘッド等の熱膨張による工具の機械位置の変位を除去するために、予めワークの加工前に暖機運転を行い、加工、寸法測定、補正を繰り返して行い（例えば、特許文献１参照）、或いは、変位センサや温度センサを設け、検出した変位や温度に基づいてＮＣによる指令位置を補正するようにしている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－０９１２６１号公報

【文献】特開平１０－１３８０９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１に記載のように暖機運転を行う従来例では、作業者の熟練が要求されるだけでなく、加工時間の短縮を期待できないという問題がある。また、特許文献２に記載のようにセンサによる検出結果に基づいてＮＣによる指令位置を補正する従来例では、複雑なシステムを用い、複数の係数を測定結果により求めなければならないので、ＮＣによる複雑な処理が必要となってしまう。

【0005】

本発明は上述のような事情から為されたものであり、その目的は、工作機械の送り軸等の熱変位対策として、暖機運転を減らして加工時間を短縮できる上に、シンプルな機構を用いて、複雑な計算や測定を必要とすること無く、軸の正確な位置検出を可能とする技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、上述した工作機械の送り軸等の熱変位対策を鋭意研究した結果、シンプルな機構を用いて、複雑な計算や測定を必要とすること無く、軸の位置を検出する位置検出器の検出部が熱変位の影響を受け難い構造とすることで、暖機運転を減らして加工時間を短縮できる新規且つ有用な着想を得るに至った。

【0007】

即ち、本発明に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造では、所定の熱膨張率を有する金属材から成り、送り軸を保持しつつ該送り軸を軸方向に移動させ得る構造物と、長尺板状に形成され該長尺板状の長さ方向に前記金属材の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し、かつ前記長さ方向に引っ張り剛性を有し、前記長さ方向が前記構造物の前記軸方向に沿うように介挿させた低熱膨張材と、位置検出器とを有する工作機械の送り軸の熱変位対策構造であって、前記位置検出器の検出部が前記低熱膨張材に固定されると共に、該低熱膨張材の前記長さ方向の一端側を前記構造物に固定する取り付け金具を設け、該取り付け金具は前記軸方向に弾性変形し易い構造にし、
前記取り付け金具とは別に、前記低熱膨張材の前記長さ方向の一端側とは反対側端部を前記構造物に固定する手段を設け、
前記低熱膨張材と前記構造物との相対的熱変位を吸収できるようにしたことを特徴とする。
このように、前記低熱膨張材には、例えば、ＣＦＲＰ等、低熱膨張率と長さ方向（熱膨張方向）の剛性を併せ持った材料を用いる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、軸の位置検出器の検出部が熱変位の影響を受け難い構造とすることで、暖機運転を減らして加工時間を短縮できる上に、シンプルな機構を用いて、複雑な計算や測定を必要とすること無く、軸の正確な位置検出を可能とする技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造を説明するための図であり、（ａ）は、送り軸としてのスピンドルを高速回転可能に保持しつつ軸方向に移動させ得る構造物であるスピンドルヘッド、低熱膨張材、位置検出器、及び取り付け金具を含む熱変位対策構造の全体図、（ｂ）は、低熱膨張材を固定するスピンドルヘッドの端部の拡大図、（ｃ）は、低熱膨張材を固定したスピンドルヘッドの端部の拡大図、（ｄ）は、位置検出器の検出部のスピンドルヘッドへの固定部の拡大図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造において、スピンドルヘッド、低熱膨張材及び取り付け金具の主要構成と共に、各部品同士の組み立て方を示す図であり、（ａ）は、スピンドルヘッドの拡大図、（ｂ）は、取り付け金具の表面側を示す図、（ｃ）は、取り付け金具の裏面側を示す図、（ｄ）は、分かり易いように取り付け金具の表面に位置検出器の検出部を取り付け、低熱膨張材にも取り付けた状態を示す図（尚、実際は、検出部とリニアスケールが組合されて位置検出器を構成しており、検出部のみが取り出されて取り付け金具に取り付けられるものではない）、（ｅ）は、（ｄ）に示したアセンブリをスピンドルヘッドへ固定した図、（ｆ）は、（ｅ）の取り付け金具と位置検出器の拡大図、（ｇ） は、（ｅ）のスピンドルヘッドの端部の拡大図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造の作用効果を説明するための図であり、（ａ）は、その全体図、（ｂ）は、その自然状態を示す拡大図、（ｃ）は、そのスピンドルヘッドが熱膨張して延びた場合をイメージした拡大図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造の要部を示す図であり、（ａ）は、その取り付け金具の正面図、（ｂ）は、その取り付け金具の斜視図、（ｃ）は、その取り付け金具の正面側から見た斜視図、（ｄ）は、その取り付け金具を用いてＣＦＲＰ材と位置検出器の検出部をスピンドルヘッドへ取り付けた状態の斜視図、（ｅ）は、（ｄ）の取り付け金具と位置検出器の拡大図、（ｆ） は、（ｄ）のスピンドルヘッドの端部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造を説明するための図であり、（ａ）は、工作機械のZ軸、低熱膨張材、位置検出器、及び取り付け金具を含む熱変位対策構造の全体図、（ｂ）は、低熱膨張材を固定するスピンドルヘッドの端部の拡大図、（ｃ）は、低熱膨張材を固定したスピンドルヘッドの端部の拡大図、（ｄ）は、位置検出器の検出部のスピンドルヘッドへの固定部の拡大図である。まず、本発明の理解を容易にするため、上記図１（ａ）を参照しつつ、本発明が適用される一例としての送り軸（Z軸）の概略構成につき述べる。スピンドル１２を高速回転可能に収納する構造物（スピンドルヘッド）１０は、所定の熱膨張率を有する金属材から成り、軸の駆動部（リニアモータ、マグネットユニットとコイルユニット）１４により（Ｚ）軸方向（同図では上下方向）に駆動される。また、これらスピンドルヘッド１０及び軸の駆動部１４は、サドル（キャリア）１６により構造体（コラムの一部）１８上を（Ｘ）軸方向（同図では左右方向）に摺動する。更に、構造体（コラムの一部）１８がＹ軸方向に移動可能に構成され得るが、その説明及び図示は省略する。このような構成において、スピンドルヘッド１０が（Ｚ）軸方向（同図では上下方向）に駆動されることによりスピンドル１２の先端に取り付けられた工具１２Ａによりワーク（図示せず）に対する切り込み等が行われる。ここで、スピンドルヘッド１０の（Ｚ）軸方向の制御にはフィードバック用位置検出器２０が用いられ、この位置検出器２０のリニアスケール２２は、サドル１６側に固定され、検出部２４は、スピンドルヘッド１０側に固定される。尚、２６はＬＭガイド、２８はＬＭブロックである。

【0011】

しかしながら、以上の構成において、スピンドル１２を高速回転させるモータ（図示せず）の発熱、内部の軸受け（図示せず）の回転による摩擦熱等の熱源により、特に、構造物であるスピンドルヘッド１０の先端側が熱膨張する。軸の位置はフィードバック用位置検出器で検出された位置情報でフィードバックされるので、位置検出器の検出部から工具の間に発生する熱変位により、スピンドル１２先端の工具１２Ａとワーク（図示せず）との相対位置にずれが生じる結果、精度の高い加工を困難にするという問題が生じる。このため従来は、暖機運転を行って熱膨張の影響を解消してから加工を行い、複雑なシステム構成で温度センサ等により都度測定を行い、その結果を加味した補正を行う等の対策をしていた。そこで、シンプルな機構を用いて、複雑な計算や測定を必要とすること無く、正確な加工位置の検出を可能とするため、本発明の熱対策構造を適用することとした。

【0012】

図２は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造において、スピンドルヘッド、低熱膨張材及び取り付け金具の主要構成と共に、各部品同士の組み立て方を示す図であり、（ａ）は、スピンドルヘッドの拡大図、（ｂ）は、取り付け金具の表面側を示す図、（ｃ）は、取り付け金具の裏面側を示す図、（ｄ）は、分かり易いように取り付け金具の表面に位置検出器の検出部を取り付け低熱膨張材にも取り付けた状態を示す図（尚、実際は、ヘッド部とリニアスケールが組合されて位置検出器を構成しており、検出部のみが取り出されて取り付け金具に取り付けられるものではない）、（ｅ）は、（ｄ）に示したアセンブリをスピンドルヘッドへ固定した図、（ｆ）は、（ｅ）の取り付け金具と位置検出器の検出部の拡大図、（ｇ） は、（ｅ）のスピンドルヘッドの端部の拡大図である。即ち、本発明の第１の実施形態に係る工作機械［全体は図示せず、そのコラムの一部等は図１（ａ）参照］の送り軸の熱変位対策構造では、スピンドル１２を高速回転可能に収納する構造物であり所定の熱膨張率を有する金属材から成るスピンドルヘッド１０と、上記金属材の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し上記スピンドルヘッド１０の軸方向に沿って介挿させた低熱膨張材としてのＣＦＲＰ材３０と、位置検出器２０とを有し、上記位置検出器の検出部２４と低熱膨張材（ＣＦＲＰ材３０）とスピンドルヘッド１０とを繋ぐ取り付け金具４０を設け、該取り付け金具４０の相対的に薄い部分４０Ａを弾性変形させて低熱膨張材（ＣＦＲＰ材３０）とスピンドルヘッド１０との相対的熱変位を吸収するようにした。即ち、本発明の第１の実施形態では、図１（ａ）に示すように、上述したように所定の熱膨張率を有する金属材から成るスピンドルヘッド１０の先端側に、（Ｚ）軸方向（同図では上下方向）沿って上記スピンドルヘッド１０の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する略長尺板Ｌ字状の低熱膨張材としてのＣＦＲＰ材３０［図２（ｄ）参照］を介挿させると共に、上記位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４と低熱膨張（ＣＦＲＰ）材３０とスピンドルヘッド１０とを繋ぐ取り付け金具４０を設け、取り付け金具４０の相対的に薄い部分４０Ａ［図２（ｂ）（ｃ）参照］を弾性変形させて低熱膨張（ＣＦＲＰ）材３０とスピンドルヘッド１０との相対的熱変位を吸収するようにしている。即ち、スピンドルヘッド１０の端部と位置検出器の検出部２４との間を低熱膨張（ＣＦＲＰ）材３０で繋ぐことで工具１２Ａの先端と位置検出器の検出部２４との間に発生する熱変位を抑えるようにしている。また、スピンドル１２の熱によって発生するスピンドルヘッド１０の熱変位と低熱膨張（ＣＦＲＰ）材３０との相対変位は特殊な形状の取り付け金具４０で吸収するようにしている。

【0013】

次に、本発明の第１の実施形態である熱対策構造についてより詳細に説明する。
［構成］
本発明の第１の実施形態である熱対策構造では、スピンドルヘッド１０の先端側略半分の位置検出側（図１（ａ）に示す例では右側）端面の中央部（スピンドルヘッド１０の厚み方向の中央）に溝１０ｈ［図２（ａ）参照］を形成し、この溝１０ｈ内に、長尺板状の低熱膨張材としてのＣＦＲＰ材３０を介挿させる。そして、図２（ｂ）（ｃ）に示す形状の取り付け金具４０の背面側を、図２（ｄ）に示すように、ＣＦＲＰ材３０を跨ぐように取り付ける。また、この取り付け金具４０の背面両側部を、図１（ｄ）及び図２（ｅ）に示すように、スピンドルヘッド１０の上記端面に取り付ける。更に、図１（ａ）（ｄ）に示すように、取り付け金具４０の上面中央部に位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４を載置して取り付ける。

【0014】

［取り付け金具の形状］
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、取り付け金具４０は、全体として略矩形の平板状に形成され、上面（表）側の長手方向の中央に位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４を載置し取付ける取り付け面４２と、そのネジ留め穴４２ａ、４２ｂが設けられている。また、底面（裏）側の長手方向両側にスピンドルヘッド１０への取り付け面４４、４４と、その各２個のネジ留め穴４４ａ、４４ｂが設けられ、且つ、その中央にＣＦＲＰ材３０への取り付け面４６と、その５個のネジ留め穴４６ａが設けられている。また、取り付け金具４０は、その厚み方向を貫通する切り欠き（くびれ）４８Ａ、４８Ｂが図示の形状に形成されており、これにより長手方向の両端部には、相対的に薄い部分４０Ａが形成されている。

【0015】

［位置検出器、取り付け金具、ＣＦＲＰ材の取り付け方］
図２（ｄ）に示すように、ＣＦＲＰ材３０は、長尺板状で端部３０ｅが直角に屈曲した略Ｌ字形状を有しており、屈曲した端部３０ｅには、スピンドルヘッド１０の対応箇所への留め付け穴３０ａ，３０ａが形成されており、また、その近傍にもスピンドルヘッド１０への留め付け穴３０ｃが形成されている。まず、このＣＦＲＰ材３０の反対側端部に、図２（ｄ）に示すように、位置検出器の検出部（ヘッド部）２４を載置し固定した取り付け金具４０を取り付ける。このように取り付け金具４０を取り付けたＣＦＲＰ材３０（アセンブリ）を、図２（ｅ）に示すように、対応する留め付け孔が形成されたスピンドルヘッド１０に介挿させると共に、上述した留め付け穴３０ａ，３０ａ並びに留め付け穴３０ｃに、図２（ｇ）に示すように、ボルト止めして固定する。また、スピンドルヘッド１０への取り付け面４４、４４の各２個のネジ留め穴４４ａ、４４ｂを介して取り付け金具４０をスピンドルヘッド１０に取り付ける。尚、図１（ｄ）及び図２（ｆ）に示すように、取り付け金具４０の上面中央部に位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４が載置して取り付けられ、図２（ｇ）に示すように、ボルト止めして固定される。尚、本実施形態では、低熱膨張材（ＣＦＲＰ材３０）を略Ｌ字形状に形成しているが、必ずしもＬ字形状にする必要は無く、その端部を構造物（スピンドルヘッド１０）に確りと止めることができる形状であれば、平板状等他の形状でも構わない。

【0016】

また、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、ＣＦＲＰ材３０を取り付ける前のスピンドルヘッド１０の位置検出側には、ＣＦＲＰ材３０を取り付けるための溝１０ｈが形成されており、このスピンドルヘッド１０の溝１０ｈ内に、位置検出器のヘッド部２４を載置した取り付け金具４０を更にＣＦＲＰ材３０に取り付けたアセンブリを、図１（ｃ）に示すように、埋め込んで介挿させることで、本発明の実施形態に係る熱対策構造が完成される。

【0017】

［作用効果］
図３は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造の作用効果を説明するための図であり、（ａ）は、その全体図、（ｂ）は、その自然状態を示す拡大図、（ｃ）は、そのスピンドルヘッドが熱膨張して延びた場合をイメージした拡大図である。図１及び図２を参照して上述した構成において、スピンドル１２を高速回転させるモータ（図示せず）の発熱、内部の軸受け（図示せず）の回転による摩擦熱等の熱源により、特に、構造物であるスピンドルヘッド１０のスピンドル側が熱膨張する。しかしながら、低熱膨張材であるＣＦＲＰ材３０は、その熱膨張率がスピンドルヘッド１０の熱膨張率より小さいので、その基端側に取り付けられた取り付け金具４０の上面中央部に載置取り付けられた位置検出器の検出部（ヘッド部）２４の位置は、スピンドルヘッド１０のスピンドル側の熱膨張の影響を受け難い。そして、取り付け金具４０のスピンドルヘッド１０への取り付け面４４、４４は熱膨張方向に引っ張られるので、薄い部分４０Ａが弾性変形して、ＣＦＲＰ材３０とスピンドルヘッド１０との相対的熱変位分を吸収する。即ち、取り付け金具４０は、切り欠き（くびれ）４８Ａ、４８Ｂを有することにより、その長手方向（スピンドルヘッド１０へ取り付けられた場合は、その熱膨張方向）にだけ弾性変形するという弾性変形の異方性を有することを本質とする部材である。本実施形態では、図示の形状に形成されているが、この形状に限られず、取り付け金具４０は、切り欠き（くびれ）等を有することにより、その長手方向（スピンドルヘッド１０へ取り付けられた場合は、その熱膨張方向）にだけ弾性変形し易い形状であれば、例えば、以下の第２の実施形態（変形例）に示すように、他の形状でも構わない。

【0018】

［変形例］
図４は、本発明の第２の実施形態（変形例）に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造の要部を示す図であり、（ａ）は、その取り付け金具の正面図、（ｂ）は、その取り付け金具の斜視図、（ｃ）は、その取り付け金具の正面側から見た斜視図、（ｄ）は、その取り付け金具を用いてＣＦＲＰ材と位置検出器をスピンドルヘッドへ取り付けた状態の斜視図、（ｅ）は、（ｄ）の取り付け金具と位置検出器の拡大図、（ｆ） は、（ｄ）のスピンドルヘッドの端部の拡大図である。即ち、本発明の第２の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造では、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような形状の取り付け金具４００を用いる。取り付け金具４００は、全幅に亘って表面側から厚み方向に切り込まれた切り欠き４０８Ａと、同様に全幅に亘って、裏面側から厚み方向に切り込まれた切り欠き４０８Ｂとを有している。従って、この取り付け金具４００を用いることにより、図４（ａ）（ｃ）に示す相対的に薄い部分を弾性変形させることで、低熱膨張材であるＣＦＲＰ材３０と送り軸ヘッド部としてのスピンドルヘッド１０の相対的熱変位を吸収することが可能である。尚、この取り付け金具４００は、位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４を載置して取り付けるものではなく、ＣＦＲＰ材３０の一端側３０ｋを、図２（ｅ）に示すように、スピンドルヘッド１０に固定するものであり、その固定穴４０２、４０４は、ＣＦＲＰ材３０の上記一端側３０ｋをボルト等により取り付け金具４００に固定するための穴であり、その固定穴４０６Ａ、４０６Ｂは、ＣＦＲＰ材３０の上記一端側３０ｋを、図４（ｅ）に示すように、ボルト等によりスピンドルヘッド１０に固定するための穴である。即ち、本実施形態では、位置検出器２０の検出部（ヘッド部）２４は、取り付け金具４００を介さずＣＦＲＰ材３０に直接載置し取り付けられる。

【0019】

以上のように、上述した本発明の第１の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造では、所定の熱膨張率を有する金属材から成る送り軸の構造物（スピンドルヘッド）と、前記金属材の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し前記送り軸の軸方向に沿って介挿させた低熱膨張材と、軸の位置検出器の検出部と前記低熱膨張材の一端側とを前記構造物に固定するための取り付け金具を有する熱変位対策構造であって、該取り付け金具に薄い部分を設け、位置検出器の検出部が熱変位の影響を受け難くすると共に、前記低熱膨張材と前記送り軸ヘッド部との相対的熱変位を吸収出来るようにしたことを特徴とする。一方、本発明の第２の実施形態に係る工作機械の送り軸の熱変位対策構造では、位置検出器の検出部は、取り付け金具を介さず低熱膨張材に直接載置し取り付けられる。この両実施形態を含む上位概念としては、本発明は、所定の熱膨張率を有する金属材から成る送り軸の構造物（スピンドルヘッド）と、前記金属材の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有し、前記送り軸ヘッド部の軸方向に沿って介挿させた低熱膨張材及び前記低熱膨張材と前記送り軸ヘッド部との相対的熱変位を吸収出来る取り付け金具を有する熱変位対策構造であって、位置検出器の検出部が前記ヘッド部の熱変位の影響を受け難くすると共に、前記低熱膨張材と前記送り軸ヘッド部との相対的熱変位はヘッド部の軸方向に変形し易い取り付け金具を設けて吸収できるようにしたことを特徴とする工作機械の送り軸の熱変位対策構造と規定される。

【0020】

尚、上述した第１及び第２の実施形態では、低熱膨張材としてＣＦＲＰ材を用いたが、所定の熱膨張率を有する材質から成る送り軸構造物（スピンドルヘッド）の当該熱膨張率よりも低い熱膨張率を有するものであれば、例えばスーパーインバーなどＣＦＲＰ材以外のものでも良いが、低熱膨張率と長さ方向（熱膨張方向）の剛性を併せ持った材料を用いるのが望ましい。即ち、送り軸構造物（スピンドルヘッド）に固定されるので、送り軸構造物（スピンドルヘッド）に引っ張られて機械的に伸びてしまうと意味が無いので、その引っ張り方向に機械的な剛性（強度）があるものが望ましい。

【符号の説明】

【0021】

１０ 構造物（スピンドルヘッド）、 １２ スピンドル、 １２Ａ 工具、１４ 軸の駆動部、 １６ サドル（キャリア）、 １８ 構造体（コラム）、２０ 位置検出器、 ２２ リニアスケール、 ２４ 検出部、２６ ＬＭガイド、 ２８ ＬＭブロック、３０ 低熱膨張材（ＣＦＲＰ材）、４０ 取り付け金具、 ４０Ａ 薄い部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】