JPH0732530U - 熱変位補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的な制御で温度補正を行うことなく、外
乱の影響も受けず正確な温度補正をできるようにする。 【構成】 熱膨張率の高い液体又は気体からなる熱膨張
体１０を封入したアクチュエーターの感温部Ａを熱補正
の温度測定箇所に設置し、その感温部Ａをピストン部３
と連通し、該ピストン部３を補正を必要とするエンコー
ダ９と連動連結し、温度変化による熱膨張をエンコーダ
の進角或いは遅角に変更して温度補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱膨張率の高い材料を用いて直接エンコーダを駆動して、温度補正 を行うための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から温度が変化すると、二種の金属間の熱起電力を測定してその電位差よ り温度を測定する熱電対や温度変化により抵抗値が変化することを利用したサー ミスタ等を用いて、温度スイッチ等を構成することは公知であり、また、単純な 開閉接点を持つリミットスイッチと水銀の体積膨張を組み合わせたメカ制御温度 スイッチも公知である。これらは外乱に対する信頼性が高く、シーケンサやマイ コン等を持たない産業機械に多く利用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように温度変化に応じて起電力が変化したり、抵抗が変化したりする素子 を用いて温度補正を行うには、それぞれ微小な電圧を検知して、それをアンプ等 で増幅して、所望の電気信号を出力するように構成していたが、出力までに電気 的処理、即ち、電圧レベルを合わせたり、制御回路に入力できるように、タイミ ングを合わせたり、プログラムを変更したりすることが必要であり、コスト上昇 を招いてしまう。また、バイメタルを用いて形状変化を利用することもできるが 、バイメタルは温度設定があまく、ＯＮ・ＯＦＦのヒステリシスが大きい為、正 確な温度補正をすることはできない。そこで、本考案は温度変化により体積膨張 が線型である水銀等の感温体を利用して、工作機械の熱変位補正を直接的に行え る装置を提供しようとする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案の解決すべき課題は以上の如くであり、該課題を解決するために、熱膨 張率の高い液体又は気体からなる熱膨張体を封入したアクチュエーターの感温部 を熱補正の温度測定箇所に設置し、その感温部をピストン部と連通し、該ピスト ン部を補正を必要とするエンコーダと連動連結し、温度変化による熱膨張をエン コーダの進角或いは遅角に変更して温度補正するものである。

【０００５】

【作用】

このような手段を用いることによって、工作機械等で作業を行い、感温部の温 度が上昇すると、この温度上昇に比例して感温部Ａの熱膨張体１０が熱膨張して 、ピストン部３のピストンを押し、ピストンロッド３ｃを伸長して、駆動伝達部 を介してエンコーダ９が駆動され、補正が必要な部分を進角或いは遅角されて、 温度補正される。

【０００６】

【実施例】

次に本考案の一実施例を図面に従って説明すると、図１は本考案の熱変位補正 装置の要部正面図、図２は熱変位補正装置のエンコーダ連結部の他の実施例を示 す正面図である。

【０００７】 本考案の熱変位補正装置は工作機械のボールネジサポートベアリングやヘッド ストックやクーラントシステム等の熱変位に対し、支配的、かつ、時間的位相遅 れのない（熱変位変化量があるところの温度変化に追随している）ところに、感 温部を取り付けて、補正したい軸のエンコーダまで導くものであって、その構成 は図１に示すように、アクチュエーターとして感温部Ａと配管部２とピストン部 ３と駆動伝達部Ｂからなる。

【０００８】 前記感温部Ａは容器１内に熱膨張率の高い水銀やアルコール等の液体又は気体 等からなる熱膨張体１０が封入されており、該容器１は支持ケース５内に挿入さ れて、該支持ケース５は熱伝導率が高い材料で構成され、熱変位が生じる部分に 装着される。本実施例では工作機械の主軸台や刃物台等を移動させるためのボー ルネジ６の一端にベアリング７を介して取り付けられている。

【０００９】 そして、配管部２は細いパイプより構成して前記容器１とピストン部３を連通 して、エンコーダ９が位置する部分まで導けるように配管するものであり、ピス トン部３はシリンダーにて構成され、該ピストン部３のヘッド側のシリンダー室 ３ａ内にも熱膨張体１０が封入されており、ロッド側のシリンダー室内３ｂには バネ力の弱いスプリング１１が内装されている（但し、なくても可能）。

【００１０】 そして、前記駆動伝達部Ｂはラック４とホィール１２からなり、該ラック４と ホィール１２は噛合させて、該ラック４には前記ピストン部３のピストンロッド ３ｃが連結され、ホィール１２の回動中心にはエンコーダ９が連設されて、該エ ンコーダ９は補正が必要な軸に連結されている。なお、駆動伝達部Ｂは図２に示 すように、ラック４とホィール１２を用いることなく、ピストン部３’のヘッド 側を枢支し、ピストンロッド３ｃ’の先端をディスク（またはアーム）１３と枢 結し、該ディスク１３の中心にエンコーダ９を固設するように構成してもよいも のである。

【００１１】 このように構成した熱変位補正装置は、工作機械によって作業を行うと、切削 時の摩擦や摺動摩擦によってボールネジ６の温度が上昇する。この温度上昇に比 例して感温部Ａの熱膨張体１０が熱膨張して、ピストン部３のピストンを押し、 ピストンロッド３ｃを伸長して、ラック４の摺動によってホィール１２が回動し てエンコーダ９が進角或いは遅角方向に駆動される。このエンコーダ９の回転が そのまま補正入力とできるものであり、例えば、ボールネジ６を一回転させると ２０ｍｍ程度のリードであると、１°につき０．０５５ｍｍであるので、熱膨張 体１０を水銀とした場合にエンコーダ９を１°回転させる程度の補正量は十分得 られ、ボールネジ６の伸び方向と反対方向に回転させるようにエンコーダ９を接 続すればよいのである。

【００１２】

【考案の効果】

本考案は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち、 熱膨張率の大きい物質によってエンコーダを駆動する構成としたので、電気的な 制御で温度補正を行う場合に比べて、電気信号を調整するための付帯機器が不要 で、電波や電磁波等の外乱の影響も受けなくなり、直接的にエンコーダが作動さ れて確実な補正ができ、廉価に構成できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の熱変位補正装置の要部正面図である。

【図２】熱変位補正装置のエンコーダ連結部の他の実施
例を示す正面図である。

【符号の説明】

Ａ 感温部 Ｂ 伝達駆動部 １ 容器 ２ 配管部 ３ ピストン部 ９ エンコーダ １０ 熱膨張体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱膨張率の高い液体又は気体からなる熱
   膨張体を封入したアクチュエーターの感温部を熱補正の
   温度測定箇所に設置し、その感温部をピストン部と連通
   し、該ピストン部を補正を必要とするエンコーダと連動
   連結し、温度変化による熱膨張をエンコーダの進角或い
   は遅角に変更して温度補正することを特徴とする熱変位
   補正装置。