JP4596480B2 - 工作機械および同工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の制御目標温度に制御された熱媒体により構造体に生ずる熱変位を低減することができる構成を備えた工作機械および同工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法に関する。

近年、工作機械による加工においては数十ナノメートルオーダーの超精密加工を要求される場合も多く、工作機械を設置する加工室内の温度変化や構造体への作業者の接触等による予期せぬ温度変位（熱変位）を低減して、工具とワークとの間の相対的な位置関係を一定に保持することが必要とされており、例えば、特許文献１には、熱変位を低減する構成を備えた工作機械が開示されている。

すなわち、同文献１の工作機械によれば、ベッド（ベース）とコラムの外周面に断熱材（熱伝導緩衝体）を貼付しており、この断熱材により周囲の空調環境等による温度変化がベッドやコラムに伝わることを規制する構成を採用していた。しかしながら、同文献１の断熱構造においては加熱手段や冷却手段等の自らが温度を制御する手段は備えておらず、周囲環境の変化による僅かな温度変化は規制できても、例えば、温度変化が短時間でもその変化幅が許容限度を超えた大きいものである場合には、結局変化後の温度がベッドやコラムに伝わり熱変位を生じさせる恐れがあった。

そこで、このような問題を解決すべく、特許文献２に示す工作機械が開示されている。すなわち、同文献２の工作機械によれば、工具を備えたコラム部とワークを保持する保持部に熱交換オイル（熱媒体）を流通させた冷却プレートを設けて自らが温度を制御する手段を備え、周囲の温度環境に変化が生じてもコラム部や保持部の温度を一定に保持することを可能にしている。この冷却プレートとコラム部および保持部との間には伝熱性の充填剤（伝熱セメント）が介装されており、この充填剤を介して熱の伝達が積極的に促進されている。

特開２００３−３００１２２号公報 特開２００５−２６２３７９号公報

ところで、上述した特許文献２の工作機械においては、熱媒体自体に温度変動があると、この変動が構造体に伝達されて該構造体に予期せぬ温度変位（熱変位）を生じさせることがある。すなわち、熱媒体は、一般に一定の制御目標温度に設定されて供給されるものの、通常は制御目標温度に対して一定の温度変動幅を許容して制御されており０．１Ｋ程度の変動が許容される場合も少なくない。

特に上述した工作機械にあっては、冷却プレートとコラム部および保持部との間には積極的に熱の伝達を促進すべく伝熱性の充填剤が介装されており、熱媒体自体の温度変動が構造体に速やかに伝わり構造体に熱変位が生じて工具とワークとの間の相対的な位置関係が変動し、その結果、加工精度に甚大な影響を与える恐れがある。

このような問題に対し、例えば熱媒体の温度変動に寄与する各種因子を予め想定して制御回路を構築し熱媒体の温度制御を厳密に行うことも考えられるが、偶発的な温度変動やコラム部等への温度変動の伝達遅れ等想定されるあらゆる因子を考慮して制御回路を構築することは極めて困難であるばかりか、制御回路が複雑になって製作期間が長期化する等、工作機械の製作コストの増大も招く恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、熱媒体の制御目標温度に対する温度変動を緩衝させることにより構造体の熱変位を低減し加工精度を向上させることができる工作機械および同工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、構造体として、基部をなすベースと、ベースに立設されたコラムと、コラムに設けられ、ワークを加工する工具を装着する加工ヘッドと、ワークを配置するワーク保持ユニットと、を有する工作機械において、 ベースおよび前記コラムの外周面と一定の間隔を置いてカバーを設けるとともに、工作機械の全体をチャンバー内に収納して、外周面とカバーとの間およびチャンバー内を一定の温度に設定し、
カバー内に設けられ、熱媒体を流通させる流路を有する管部材と；ベースおよびコラムの外周面に装着され管部材とベースおよびコラムの外周面との間に介在する熱伝導緩衝体と；を有する熱交換プレートと、
熱媒体の温度を制御目標温度に制御する熱媒体温度制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、熱媒体の温度を制御目標温度に制御する熱媒体温度制御手段を備えることとしたので、周囲環境の温度変化幅が大きい場合にあっても、工作機械のベースおよびコラムの少なくともいずれか一方の温度を一定に保持することができ、更に、カバー内に設けられ、熱媒体を流通させる流路を有する管部材と；ベースおよびコラムの外周面に装着され管部材とベースおよびコラムの外周面との間に介在する熱伝導緩衝体と；を有する熱交換プレートを備えることとしたので、熱媒体の温度が制御目標温度に対して変動する場合にあっても、熱伝導緩衝体の作用により熱媒体の温度変動を緩衝させてベースおよびコラムに伝達することができる。

また、熱伝導緩衝体は塩化ビニル系の材料で構成されることとすれば、塩化ビニル系材料の相対的に低い熱伝導率が作用して熱伝導緩衝体の厚みを小さく設定しつつ熱媒体の温度変動を所望の範囲に緩衝させることができるので、工作機械の軽量化・コンパクト化に寄与することができる（請求項２）。

上記目的を達成するために、請求項３の発明は、構造体として、基部をなすベースと、ベースに立設されたコラムと、コラムに設けられ、ワークを加工する工具を装着する加工ヘッドと、ワークを配置するワーク保持ユニットと、熱媒体を流通させる流路を含み、ベースおよびコラムの少なくともいずれか一方の外周面に装着された熱交換プレートと、熱媒体の温度を制御目標温度に制御する熱媒体温度制御手段と、を備え、熱交換プレートは、熱媒体を流通させる流路とベースおよびコラムの少なくともいずれか一方の外周面との間に熱伝導緩衝体を介在させた構成を含む工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法であって、熱媒体の温度を、熱媒体温度制御手段により制御目標温度に対して一定の温度変動幅以内に、かつ、一定の温度変動周期以内に制御するとともに、温度変動幅を、熱伝導緩衝体により目標規制幅以内に緩衝させてベースおよびコラムの少なくともいずれか一方に伝達する場合において、熱媒体の温度変動パターンを、制御目標温度と、温度変動幅の最大幅と、温度変動周期の最長周期と、熱媒体温度制御手段による熱媒体の温度制御時間と、をパラメータとした演算式として特定し、熱伝導緩衝体の厚みを、制御目標温度と、温度変動幅の最大幅と、温度変動周期の最長周期と、温度制御時間と、目標規制幅と、熱伝導緩衝体の熱伝導率と、熱伝導緩衝体の比熱と、熱伝導緩衝体の密度と、に基づいて特定された熱媒体の温度変動パターンの演算式およびフーリエの法則を用いた解析により設定することを特徴とする。
本発明によれば、熱媒体温度制御手段の性能や熱伝導緩衝体の材質に応じて、熱媒体の温度変動に対する所期の目標規制幅以内となるように容易に熱伝導緩衝体の厚みを設定することができる。なお、温度変動パターンは温度変動幅の最大幅および温度変動周期の最長周期に基づいて設定されるため、熱伝導緩衝体の厚みを安全側で設定することができる（請求項３）。

なお、工作機械の構造体は内部に発熱体を有し、発熱体と対向する構造体の内面に更に熱交換プレートを装着することとすれば、構造体の内部にモータ等の発熱体を有する場合にあっても、構造体の内面に装着した熱交換プレートが作用して、発熱体の発熱が構造体に伝達することを防止し、かつ、熱媒体の温度変動をも緩衝させることができる。

また、ベース、コラム、および加工ヘッドの外周面と一定の間隔を置いて、該外周面を覆うカバーを設けるとともに、工作機械をチャンバー内に収納し、外周面とカバーとの間およびチャンバー内に一定の温度に設定された空気を供給することとすれば、工作機械の温度の一定性が更に担保される。

更にまた、ワークと工具との相対位置関係を変更する送り手段を有し、該送り手段の送り静圧軸受部に一定の温度に設定された空気を供給することとすればより好ましい。

本発明によれば、熱媒体の制御目標温度に対する温度変動を緩衝させることにより構造体の熱変位を低減し工作機械の加工精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態を示す放電加工装置（工作機械）の概略を示す構成図である。同図を参照して放電加工装置の概要を説明すると、放電加工装置１は、該装置１の基部をなすベース２、ベース２の上面後部に立設され、その上部で傾斜面を含みつつ略９０°屈曲して前方に僅かに延出するコラム３、コラム３の延出部３ａの前面に装着されるとともに、下方に延出し、放電加工装置１の略中間位置で工具電極Ｅ（工具）を装着する加工ヘッド４、ベース２の上面前部に備えられ、工具電極Ｅと対向するようにワークＷを配置するワーク保持ユニット５、ワークＷを加工液に浸漬する加工槽６、ワーク保持ユニット５および加工槽６を載置するワークテーブル７等の各構造体を有している。

ベース２、コラム３、および加工ヘッド４の周囲にはこれらベース２等の外周面と一定の間隔を置いてカバー８が設けられている。そして、ベース２およびコラム３の外周面とカバー８との間に形成される空間内であって、ベース２およびコラム３の外周面（以下、単にコラム３等とする）には後に詳述する熱交換プレート２０が装着されている。なお、放電加工装置１全体はチャンバー９内に収納されている。

加工ヘッド４の内部にはＺ軸モータ１０ｚが、ワークテーブル７の内部にはＸ軸モータ１０ｘおよびＹ軸モータ１０ｙが収納されており、これら各軸モータ１０ｘ〜１０ｚ（送り手段）を制御することにより工具電極ＥとワークＷとの相対位置関係を適宜に設定することができる。

チャンバー９の外部には空気温度制御装置３０を併設した空気供給ユニット４０と冷却媒体温度制御装置（熱媒体温度制御手段）５０を併設した冷却媒体供給ユニット６０とが備えられている。すなわち、空気温度制御装置３０および空気供給ユニット４０により一定の温度に設定された空気がカバー８とベース２、コラム３、および加工ヘッド４の外周面との間に形成される空間、チャンバー９内、更には図示せぬＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り静圧軸受部に連続的に供給されており、放電加工装置１が外部の温度環境の影響を受けず一定の温度に保持されるように構成されている。

そして、冷却媒体温度制御装置５０および冷却媒体供給ユニット６０により一定の制御目標温度に制御された冷却媒体（熱媒体）が熱交換プレート２０に連続的に供給されることにより、チャンバー９内に外気が流入したり、メンテナンス作業等において作業者がカバー８に接触等した場合にあっても、放電加工装置１の温度の一定性が更に担保されるように構成されている。なお、各軸モータ１０ｘ、１０ｙ、１０ｚには図示せぬ冷却管が巻き付けられており、この冷却管にも冷却媒体温度制御装置５０および冷却媒体供給ユニット６０により一定の制御目標温度に制御された冷却媒体が供給されるので各軸モータ１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの温度が一定に保持される。

熱交換プレート２０は、図２および図３にその詳細構造を示すように、管部材２１と熱伝導緩衝板（熱伝導緩衝体）２２とから構成されている。
管部材２１は、複数の直管部２１ａと隣接する直管部２１ａの一端部間を結ぶ曲管部２１ｂとからなる蛇行形状をなしており、この管部材２１は、その内部に断面円状の中空部を有している。この中空部は冷却媒体を流通させる流路２１ｃとして機能する。なお、冷却媒体には、例えば油、水、空気等を採用することができる。

熱伝導緩衝板２２は平板状に形成されている。この熱伝導緩衝板２２の表面側２２ａは管部材２１の取り付け面として機能するとともに、裏面側２２ｂはコラム３等の冷却面として機能し、熱伝導緩衝板２２は冷却媒体の流路２１ｃとコラム３等との間に介在するようにコラム３等に装着されている。

すなわち、熱伝導緩衝板２２の表面側２２ａには配管取付具２２ｃが設けられており、この配管取付具２２ｃにより管部材２１をその表面側２２ａに取り付け可能となっている。熱伝導緩衝板２２の裏面側２２ｂはコラム３等と接触しており、この裏面側２２ｂを介して管部材２１の流路２１ｃを流通する冷却媒体とコラム３等との間で熱交換が行われる構成となっている。

したがって、周囲の温度環境に変化が生じても熱交換プレート２０が作用してこの温度変化を緩衝させ、コラム３等の温度を一定に保持することができ、更に、熱交換プレート２０は、冷却媒体を流通させる流路２１ｃとコラム３等との間に熱伝導緩衝板２２を介在した構成を含むこととしたので、冷却媒体の温度が制御目標温度に対して変動する場合にあっても、この温度変動を緩衝してコラム３等に伝達することができる。なお、熱伝導緩衝板２２は接着剤やボルト等の締結具によりコラム３等に装着されている。

この熱伝導緩衝板２２の構成材料としては、相対的に熱伝導率の小さいプラスチック系の材料、より詳しくは、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等の汎用プラスチック類、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド等のエンジニアリング・プラスチック類が好ましく、特に、ポリ塩化ビニル（塩化ビニル樹脂）に代表される塩化ビニル系の材料については安価かつ容易に調達できるのでより好ましい。なお、セラミックス系や鉄系材料等のように相対的に熱伝導率の高い材料であっても、熱伝導緩衝板２２の厚みを適宜に設定することにより冷却媒体の温度変動を所望の範囲に緩衝させることできる様々な材料を採用することができる。

冷却媒体温度制御装置５０は、図４に示すように、制御目標温度入力部５１と、冷却媒体温度比較部５２と、冷却媒体温度指令出力部５３と、を有している。すなわち、図５に示すように、これら各部が相互に機能して、冷却媒体の温度を制御目標温度に対して一定の温度変動幅以内に、かつ、一定の温度変動周期以内に制御しており、本実施形態においては、冷却媒体温度制御装置５０は、制御目標温度を２９６．１５Ｋ（２３℃）に設定した場合、温度変動幅を０．１Ｋ以内、かつ、温度変動周期を１ｓ以内として冷却媒体の温度を制御する能力を有している。

制御目標温度入力部５１には、キーボード操作、ボリューム操作またはタッチパネル操作等により冷却媒体の制御目標温度が入力されるとともに、この入力された制御目標温度を冷却媒体温度比較部５２に出力する機能を有している。
冷却媒体温度比較部５２には、制御目標温度入力部５１から制御目標温度が入力されるとともに、冷却媒体の供給経路上に設けられた温度検出器５２ａから冷却媒体の温度が入力され、冷却媒体温度比較部５２はこれら温度の差を演算するとともに、この温度差を制御目標温度とともに冷却媒体温度指令出力部５３に出力する機能を有している。

冷却媒体温度指令出力部５３には、冷却媒体温度比較部５２から制御目標温度および制御目標温度と検出された冷却媒体の温度との差が入力されるとともに、これら制御目標温度および温度差に基づいて冷却媒体供給ユニット６０に制御信号を出力する機能を有している。

次に、冷却媒体の温度変動を所期の目標規制幅以内に緩衝してコラム３等に伝達すべく、熱伝導緩衝板２２の厚み設定方法について説明する。
すなわち、熱伝導緩衝板２２の厚みは、制御目標温度と、温度変動幅の最大幅と、温度変動周期の最長周期と、冷却媒体温度制御装置５０による冷却媒体の温度制御時間と、熱伝導緩衝板２２の作用による冷却媒体の温度変動に対する目標規制幅と、熱伝導緩衝板２２の熱伝導率と、熱伝導緩衝板２２の比熱と、熱伝導緩衝板２２の密度と、に基づいて冷却媒体の温度変動パターンの演算式およびフーリエの法則を用いた解析により設定することができる。

より具体的には、熱伝導緩衝板２２の厚みは、冷却媒体の温度が制御目標温度に対して変動していることより非定常熱伝導として計算され、フーリエの法則から以下の数式のような前進差分形差分式により計算し設定することができる。

図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示すように、管部材２１とコラム３等との間に介在した熱伝導緩衝板２２を熱伝達方向にＮ分割した直方体形の要素として考える（管部材２１に最も近い要素番号を０、以下要素番号を１、…、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、…とし、コラム３等に最も近い要素番号をＮ−１とする）。このとき、各要素の熱の出入りは図６（ｂ）〜（ｄ）に示すようになる。各要素の幅をａ，互いに接触している面の面積をＡ、ある要素ｎの温度をＴｎ，要素ｎの図示左側の要素ｎ−１の温度をＴ_ｎ−１，同右側の要素ｎ＋１をＴ_ｎ＋１とする。時間Δｔ（以下、計算単位時間とする）の間に要素ｎに入る熱量Δｑ_ｎは熱伝導率をｋとして、左側から入る熱量

と右側から入る熱量

の和であり、

となる。
この熱量Δｑ_ｎを受けとることにより要素ｎの温度Ｔ_ｎはＴ_ｎ＋ΔＴ_ｎに変化し、この変化分ΔＴ_ｎは、熱伝導緩衝板２２の比熱をｃｐ、密度をρとして数４に示す熱容量Ｃ

に反比例し、

となるため数３乃至数５より

となる。

すなわち、冷却媒体温度制御装置５０による冷却媒体の温度制御時間ｔでの要素ｎの温度を、あらたにＴ_ｎ，ｔと定義すると、Δｔ後の温度制御時間ｔ＋Δｔでの温度Ｔ_{ｎ，ｔ＋Δｔ}は、

となる（図６（ｂ））。

また、管部材２１の温度は例えば数８（冷却媒体の温度変動パターンの演算式）に示す冷却媒体温度Ｔｐ，ｔ

Ｔｂａｓｅ：冷却媒体の制御目標温度［Ｋ］
Ｔｒａｎｇｅ：冷却媒体の温度変動幅の最大幅［Ｋ］
Ｂ：冷却媒体の温度変動周期の最長周期［ｓ］
ｔ：冷却媒体温度制御装置５０による冷却媒体の温度制御時間［ｓ］
とすると、Ｔｐ，ｔは要素番号―１の温度Ｔ_−１，ｔに相当するから、管部材２１に最も近い要素０の温度Ｔ_{０，ｔ＋Δｔ} は、

となる（図６（ｃ））。また、最もコラム３等に近い要素Ｎ−１の温度Ｔ_{Ｎ−１，ｔ＋Δｔ} は、安全側を考慮してコラム３等に逃げる熱がないとすると、数２においてΔｑ_ｎｒ＝０となるから、

となる（図６（ｄ））。

なお、このシミュレーションの安定条件としては

となるΔｔを用いる必要がある。

上記の数式より、各要素の温度を計算単位時間Δｔで順次繰り返し演算することにより、最もコラム３等に近い要素Ｎ−１（熱伝導緩衝板２２の裏面側２２ｂ）の制御目標温度Ｔｂａｓｅに対する温度変動幅（＝Ｔ_{Ｎ−１，ｔ＋Δｔ}−Ｔｂａｓｅ）を求め、この温度変動幅が目標規制幅以内となるように熱伝導緩衝板２２の厚みを設定することができる。

次にこのような計算手法に基づく計算例について表１、図５、図７に基づいて説明する。すなわち、図５に示す性能を有する本実施形態の冷却媒体温度制御装置５０においては、冷却媒体の制御目標温度Ｔｂａｓｅを２９６．１５Ｋ（２３．０℃）に設定した場合、温度変動幅の最大幅Ｔｒａｎｇｅは０．１Ｋ、温度変動周期の最長周期Ｂは１ｓとなり、数８に基づいて演算されるＴｐ，ｔ、すなわち冷却媒体の温度変動パターンは図７に示すように特定される。

続いて、熱伝導緩衝板２２の材質をポリ塩化ビニルとして、表１に示すように熱伝導緩衝板２２の熱伝導率ｋを０．１６［Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）］、比熱ｃｐを０．９５［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］、密度ρを１４００［ｋｇ／ｍ^３］に設定し、更に、熱伝導緩衝板２２の熱伝達方向の分割数Ｎを５、計算単位時間Δｔを０．０００５［ｓ］に設定すると、図７に示すように、熱伝導緩衝板２２の裏面側２２ｂにおける制御目標温度Ｔｂａｓｅに対する温度変動幅（＝Ｔ_{Ｎ−１，ｔ＋Δｔ}−Ｔｂａｓｅ）を目標規制幅±０．０１［Ｋ］（熱伝導緩衝板裏面側温度２９６．１５Ｋ（２３．０℃）±０．０１Ｋ）以内に緩衝させるには、熱伝導緩衝板２２の厚みＮ×ａを１８ｍｍ程度に設定する必要があることがわかる。なお、上述の温度変動パターンは温度変動幅の最大幅および温度変動周期の最長周期に基づいて設定されるため、熱伝導緩衝板２２の厚みを安全側で設定することができる。

続いて、本発明の第２実施形態乃至第４実施形態について図８乃至図１０に基づいて説明する。
本発明の第２実施形態は熱交換プレート２０の装着箇所を拡張した構成を示している。具体的には、図８に示すように、熱交換プレート２０をベース２およびコラム３の外周面に装着するとともに、更に加工ヘッド４の外周面にも装着することとし、加工ヘッド４を冷却する場合にも冷却媒体の温度変動が緩衝される構成となっている。

本発明の第３実施形態は同じく熱交換プレート２０の装着箇所を拡張した構成であって、放電加工装置の内部に加工ヘッド４の如く発熱体を有する場合において、この発熱体と対向する構造体の内面に更に熱交換プレートを装着した構成を示している。具体的には、図９に示すように、加工ヘッド４の内部に収納されたＺ軸モータ１０ｚに対向する加工ヘッド４の内面に本発明の熱交換プレート２０を装着することにより、Ｚ軸モータ１０ｚが発熱する場合にあっても、この発熱が加工ヘッド４に伝達することを防止し、かつ、冷却媒体の温度変動をも緩衝させる構成となっている。

本発明の第４実施形態は、熱交換プレート２０の構成を一部変更した構成を示している。具体的には図１０に示すように熱伝導緩衝板２２の裏面側２２ｂとコラム３等との間に隙間２２ｄを形成し、この隙間２２ｄに空気を介在させる構成としている。このような構成を採用することにより、隙間２２ｄに介在した空気も熱伝導緩衝体として作用するので熱伝導緩衝板２２の厚みを小さく設定することができる。

なお、本発明は上述した第１乃至第４実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。例えば、本実施形態にあっては熱交換プレート２０の熱伝導緩衝板２２に単一の材料を採用することとしているが、複数の材料を組み合わせる構成としてもよく、また、管部材２１および配管取付具２２ｃについても塩化ビニル系の材料等、各種熱伝導緩衝体を採用することとしても良い。更に、熱伝導緩衝板２２の厚みを計算により設定することとしているが、熱伝導緩衝板２２の表面側２２ａおよび裏面側２２ｂの温度を実測して設定することとしてもよい。更にまた、冷却媒体によりコラム３等を冷却することとしているが、必要に応じて加熱媒体を採用して加熱する構成としてもよい。

本発明は、工作機械に利用できる。具体的には、熱媒体により構造体に生ずる熱変位を低減する構成を備えた工作機械において、熱媒体の温度が制御目標温度に対し変動する場合に役立つ。

本発明の第１実施形態に係る放電加工装置の構成を示す図である。 同放電加工装置に装着される熱交換プレートの構成を示す平面図である。 同熱交換プレートの構成を示す断面図である。 冷却媒体温度制御装置の構成を示すブロック図である。 冷却媒体の温度制御における温度変動の状態を説明するための模式図である。 熱交換プレートの熱伝導緩衝板の厚み設定方法を説明するための模式図である。 冷却媒体の温度変動パターンおよび熱伝導緩衝板裏面側における温度変動の緩衝状態の一例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る放電加工装置の熱交換プレートの装着箇所を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る放電加工装置の熱交換プレートの装着箇所を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る放電加工装置の熱交換プレートの構成を示す断面図である。

符号の説明

Ｅ：工具電極
Ｗ：ワーク
１：放電加工装置
２：ベース
３：コラム
３ａ：コラムの延出部
４：加工ヘッド
５：ワーク保持ユニット
６：加工槽
７：ワークテーブル
８：カバー
９：チャンバー
１０：モータ
２０：熱交換プレート
２１：管部材
２１ａ：直管部
２１ｂ：曲管部
２１ｃ：流路
２２：熱伝導緩衝板
２２ａ：熱伝導緩衝板の表面側
２２ｂ：熱伝導緩衝板の裏面側
２２ｃ：配管取付具
２２ｄ：隙間
３０：空気温度制御装置
４０：空気供給ユニット
５０：冷却媒体温度制御装置
５１：制御目標温度入力部
５２：冷却媒体温度比較部
５２ａ：温度検出器
５３：冷却媒体温度指令出力部
６０：冷却媒体供給ユニット

Claims (3)

1. 構造体として、基部をなすベースと、前記ベースに立設されたコラムと、前記コラムに設けられ、ワークを加工する工具を装着する加工ヘッドと、前記ワークを配置するワーク保持ユニットと、を有する工作機械において、
   前記ベースおよび前記コラムの外周面と一定の間隔を置いてカバーを設けるとともに、工作機械の全体をチャンバー内に収納して、前記外周面と前記カバーとの間および前記チャンバー内を一定の温度に設定し、
   前記カバー内に設けられ、熱媒体を流通させる流路を有する管部材と；前記ベースおよび前記コラムの外周面に装着され前記管部材と前記ベースおよび前記コラムの外周面との間に介在する熱伝導緩衝体と；を有する熱交換プレートと、
   前記熱媒体の温度を制御目標温度に制御する熱媒体温度制御手段と、
   を備えることを特徴とする工作機械。
2. 前記熱伝導緩衝体は塩化ビニル系の材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 構造体として、基部をなすベースと、前記ベースに立設されたコラムと、前記コラムに設けられ、ワークを加工する工具を装着する加工ヘッドと、前記ワークを配置するワーク保持ユニットと、熱媒体を流通させる流路を含み、前記ベースおよび前記コラムの少なくともいずれか一方の外周面に装着された熱交換プレートと、前記熱媒体の温度を制御目標温度に制御する熱媒体温度制御手段と、を備え、前記熱交換プレートは、前記熱媒体を流通させる流路と前記ベースおよび前記コラムの少なくともいずれか一方の外周面との間に熱伝導緩衝体を介在させた構成を含む工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法であって、
   前記熱媒体の温度を、前記熱媒体温度制御手段により前記制御目標温度に対して一定の温度変動幅以内に、かつ、一定の温度変動周期以内に制御するとともに、前記温度変動幅を、前記熱伝導緩衝体により目標規制幅以内に緩衝させて前記ベースおよび前記コラムの少なくともいずれか一方に伝達する場合において、
   前記熱媒体の温度変動パターンを、前記制御目標温度と、前記温度変動幅の最大幅と、前記温度変動周期の最長周期と、前記熱媒体温度制御手段による熱媒体の温度制御時間と、をパラメータとした演算式として特定し、
   前記熱伝導緩衝体の厚みを、前記制御目標温度と、前記温度変動幅の最大幅と、前記温度変動周期の最長周期と、前記温度制御時間と、前記目標規制幅と、前記熱伝導緩衝体の熱伝導率と、前記熱伝導緩衝体の比熱と、前記熱伝導緩衝体の密度と、に基づいて前記特定された熱媒体の温度変動パターンの演算式およびフーリエの法則を用いた解析により設定することを特徴とする工作機械における熱伝導緩衝体の厚み設定方法。

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