JPH10230435A

JPH10230435A - 電子冷却素子を用いた加熱・冷却方法，その加熱・冷却装置，及び工作機械の姿勢制御装置

Info

Publication number: JPH10230435A
Application number: JP5407497A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sakuraba; 肇櫻庭; Akio Ota; 昭夫太田
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1997-02-22
Filing date: 1997-02-22
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で対象物を自在に加熱，冷却する
技術の開発が求められていた。【解決手段】ケーシング９の内部に流路１０が形成さ
れ、この流路１０に流体４が流れる熱搬送ユニット３
と、この熱搬送ユニット３のケーシング９と対象物５と
の間に取付けられ、且つ電子冷却素子１を有する熱交換
器２とを備え、電子冷却素子１に供給される電流１２の
向きを正，逆方向のいずれかに切換えることにより、対
象物５と熱搬送ユニット３との間で可逆的に熱を移動さ
せて対象物５を加熱，冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子冷却素子を用
いて対象物を加熱・冷却する方法，加熱・冷却装置，及
びマシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）など工作機械
の姿勢を制御するする装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象物の加熱，冷却を行う際に
は、一般的に加熱には電熱ヒータを用い、冷却には、圧
縮された気体の断熱膨張を利用した冷却装置を用いてい
る。ところが、これらの装置では、大きな設置面積が必
要なことや構造が複雑になるといった課題がある。

【０００３】また、加熱，冷却される対象物がＭＣなど
工作機械の場合に、通常、工作機械が設置された工場内
又は室内の温度は、時間が経過すると変化することが多
い。この工場内温度変化や室温変化（以下、室温変化と
記載）による工作機械全体の熱変形が、工具と工作物を
含めてほぼ対称形（いわゆる、熱対称形状）であれば加
工誤差は生じにくい。ところが、ＭＣ等の場合には、機
体前方の切削加工領域がスプラッシュカバーにより囲ま
れているので、機体各部への室温変化の影響に差異が生
じる。また、工作機械には、機体各部の発熱源例えば主
軸軸受からのころがり摩擦熱や切削部分からの発熱等が
ある。

【０００４】これら室温変化や発熱が機体各部に伝導し
て機体を熱変形させるが、この機体の熱変形は加工精度
を低下させる。例えば、工作機械の運転を開始する午前
中は室温は次第に上昇するが、工作機械の運転の有無に
かかわらず、前記室温変化により、機体が熱変位する。
即ち、外部に露出しているコラム後部側の方が、スプラ
ッシュカバー内の主軸頭やコラム前部側より室温変化の
影響を受けやすく早く暖められるので、コラムを含めた
機体全体が前方に傾くような変形をする。

【０００５】次いで、工作機械が運転を開始し、前記発
熱源からの発熱による影響の方が室温変化の影響よりも
大きくなる場合には、機体の前方部分、特に加工領域側
のコラム前面が暖められて、今度は機体全体が後方に傾
くような変形をする。その後は、運転の稼動状況と室温
変化の度合いに応じて、機体全体が前方又は後方に傾く
ような変化をする。室温が常に一定の恒温室に工作機械
を設置すれば、室温変化の影響はなくなるが、発熱源か
らの発熱により機体が傾くような変形の発生を防止する
ことはできず、また、実際にはほとんどの工作機械は温
度変化のある室内に設置されている。

【０００６】そのため、熱変位による工作機械の機体の
形状を制御する技術については種々の提案がなされてい
る。例えば、特開平４−８２６４９号公報，「ＮＩＫＫ
ＥＩＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ（１９９０年１１月２６
日発行），第９８頁乃至第１００頁」，及び「機械技
術，第４０巻第１号（１９９２年１月号），第５６
頁乃至第５８頁」には、工作機械のコラムに板状の加熱
体と冷却体を貼り付け、この加熱体及び冷却体ごとにゾ
ーンを分けて、各ゾーンごとにコラムを加熱又は冷却す
る技術が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、加熱体と冷却体が別個になっており、これ
をそれぞれ制御するための制御方法及び制御装置が必要
である。そのため、全体の構成がかなり複雑且つ大掛か
りなものになり、その効果も不明である。

【０００８】ところで、対象物を加熱，冷却するのに電
子冷却素子を用いる技術についても開発がすすめられて
いる。例えば、実開平２−８２４５２号公報には、工作
機械の各部に温度センサと電子冷却素子を設け、この電
子冷却素子により工作機械の各部を加熱又は冷却する技
術が開示されている。ところが、この公報には、加熱，
冷却の際に電子冷却素子と工作機械との間で熱交換され
て移動する大量の熱量を、電子冷却素子と工作機械の外
部との間でどのように熱交換して移動させるかについて
は開示されていない。そのため、工作機械の各部を、電
子冷却素子により十分且つ自在に加熱，冷却できるか否
かは不明である。

【０００９】一方、「ＮＩＫＫＥＩＭＥＣＨＡＮＩＣ
ＡＬ（１９８４年１０月２２日発行），第１００頁及
び第１０１頁」には、電子冷却素子としてのペルティエ
半導体を介して、工作機械の主軸の熱を冷却水路に伝え
て制御することにより、主軸を冷却する技術が開示され
ている。ところが、この場合には、対象物が工作機械の
主軸であることから、電子冷却素子で主軸の冷却のみを
行なっており、対象物の加熱は前提としていない。

【００１０】近年、工作機械における加工精度の高精度
化が特に望まれているが、上述のような室温変化や発熱
源からの発生熱等が原因となって機体が傾くような熱変
形を生じるので、加工精度の高精度化が困難であった。

【００１１】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、簡単な構成で対象物を自在に加熱・冷却
する方法，加熱・冷却ユニット，及びこの加熱・冷却ユ
ニットを備えた加熱・冷却装置を提供することを目的と
する。また、本発明の別の目的は、工作機械の機体の熱
変位によって加工精度が低下しないように、加熱・冷却
装置によって機体を加熱，冷却することにより、工作機
械の姿勢を常にほぼ一定に維持制御又は所望の状態に制
御する工作機械の姿勢制御装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る電子冷却素子を用いた加熱・冷却方法
は、ケーシングの内部に流路が形成され、この流路に流
体が流れる熱搬送ユニットと、この熱搬送ユニットの前
記ケーシングと対象物との間に取付けられ、且つ電子冷
却素子を有する熱交換器とを備えた加熱・冷却ユニット
を前記対象物に取付け、前記電子冷却素子に供給される
電流の向きを正，逆方向のいずれかに切換えることによ
り、前記対象物と前記熱搬送ユニットとの間で可逆的に
熱を移動させて前記対象物を加熱，冷却する。なお、前
記電子冷却素子に流れる電流を供給，遮断する切換えを
行うことにより、前記対象物と前記熱搬送ユニットとの
間を熱移動状態又は断熱状態にできることが好ましい。

【００１３】前記方法を実施するための好適な加熱・冷
却ユニットは、ケーシングの内部に流路が形成され、こ
の流路に流体が流れる熱搬送ユニットと、この熱搬送ユ
ニットの前記ケーシングと対象物との間に取付けられ、
且つ電子冷却素子を有する熱交換器とを備え、前記電子
冷却素子に供給される電流の向きを正，逆方向のいずれ
かに切換えることにより、前記対象物と前記熱搬送ユニ
ットとの間で可逆的に熱を移動させて前記対象物を加
熱，冷却する。

【００１４】前記加熱・冷却ユニットを備えた加熱・冷
却装置は、前記対象物の形状の変化又は寸法の変化を検
出する検出器と、この検出器で検出されたデータに基づ
いて、前記電流の向きを正，逆方向のいずれにすべきか
を判断して切換え手段で切換える制御装置と、前記熱搬
送ユニットに流れる前記流体を循環させる流体循環装置
とを備え、前記切換え手段で前記電流を切換えることに
よる前記対象物と前記熱搬送ユニットとの間の可逆的な
熱の移動により、前記対象物を加熱，冷却して前記対象
物の形状を常にほぼ一定の状態に維持制御又は所望の状
態に制御する。

【００１５】なお、前記制御装置は、前記検出器で検出
された前記データに対応させて、前記電子冷却素子に供
給する前記電流の大きさを制御するようにしてもよい。
また、前記対象物が工作機械の機体の場合には、前記流
体は、前記工作機械の切削加工部に供給される切削油剤
で、切削油剤循環装置により循環使用され、また、前記
切削油剤は所定の温度に調整されているのが好ましい。

【００１６】本発明に係る工作機械の姿勢制御装置は、
工作機械の機体の形状変化又は寸法の変化を検出するた
めに設けられる検出器と、前記機体に取付けられ、ケー
シングの内部に流路が形成され、この流路に流体が流れ
る熱搬送ユニット、及び、この熱搬送ユニットの前記ケ
ーシングと前記機体との間に取付けられ、且つ電子冷却
素子を有する熱交換器を備えた加熱・冷却ユニットと、
前記電子冷却素子に供給される電流の向きを正，逆方向
のいずれかに切換え可能な切換え手段と、前記検出器で
検出されたデータに基づいて、前記電流の向きを正，逆
方向のいずれにすべきかを判断して前記切換え手段で切
換える制御装置と、前記熱搬送ユニットに供給される前
記流体を循環させる流体循環装置とを備え、前記切換え
手段で前記電流を切換えて、前記加熱・冷却ユニットの
前記熱交換器と前記機体との間で可逆的に熱を移動させ
ることにより、前記機体を加熱，冷却して前記機体の姿
勢をほぼ一定の状態に維持制御又は所望の状態に制御す
る。

【００１７】好ましくは、前記制御装置は、前記電子冷
却素子に流れる前記電流を供給，遮断する切換えを行う
ことにより、前記機体と前記熱搬送ユニットとの間を熱
移動状態又は断熱状態にできる。

【００１８】なお、前記機体は前記工作機械のベッド又
はコラムであり、前記検出器は前記機体に設けられた少
なくとも二つの温度センサであり、また、前記加熱・冷
却ユニットは前記機体に少なくとも二つ取付けられてい
るのが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１乃至図７を参照して説明する。図１は本発
明の加熱・冷却ユニットの原理を示す概略構成図、図２
は、この加熱・冷却ユニットを備えた加熱・冷却装置を
示すブロック図である。図１に示すように、本発明で
は、ペルチェ効果を利用した電子デバイスである電子冷
却素子（例えばペルチェ素子であり、以下、ペルチェ素
子と記載）１を有する熱交換器２を使用し、熱搬送ユニ
ット３内に流体４を流し、流体４を熱搬送媒体とした簡
易な構成で、対象物５を加熱，冷却している。

【００２０】ペルチェ素子１を構成する半導体材料とし
ては、ビスマス・テルル系化合物半導体、ビスマス・ア
ンチモン・テルル系の化合物半導体が使用されることが
多いが、ペルチェ効果を有する材料であればよい。ペル
チェ素子１は、熱を可逆的に移動させて加熱，冷却を行
う能力を有しており、ペルチェ素子１に電流を流すだけ
で加熱，冷却機能を発揮する。したがって制御が容易で
あり、また、メカニカルな機構を使用しないので、小形
軽量，取扱いが容易，振動がない等の特徴を有してい
る。このように、ペルチェ素子１は、直流電流の向きを
変えることにより、熱交換の方向を変化させる特性を有
しているので、ペルチェ素子１を有する簡単な構成の加
熱・冷却ユニット６により、対象物５を自在に加熱又は
冷却することができる。

【００２１】加熱・冷却ユニット６は、対象物５に裏面
（一方の面）７が密着して取付けられる底板８と、ケー
シング９の内部に流路１０が形成され、流路１０に流体
４が流れている熱搬送ユニット３と、熱搬送ユニット３
のケーシング９と底板８の表面（他方の面）１１とに密
着して取付けられ且つペルチェ素子１を有する熱交換器
２とを備えている。なお、底板８を省略して、熱交換器
２を対象物５に直接密着させてもよい。

【００２２】対象物５に取付けられた加熱・冷却ユニッ
ト６においては、ペルチェ素子１に供給される直流電流
（以下、電流と記載）１２をオン，オフするとともに電
流１２の向きを正，逆方向のいずれかに切換え可能な切
換え手段である切換スイッチ１３で切換えることによ
り、底板８と熱交換器２とを介して、対象物５と熱搬送
ユニット３との間で可逆的に熱を移動させて、対象物５
を加熱，冷却するようにしている。

【００２３】また、上述のように切換スイッチ１３で電
流１２の供給，遮断をする切換えを行うことにより、対
象物５と熱搬送ユニット３との間を熱移動状態又は断熱
状態にすることができる。即ち、対象物５と熱搬送ユニ
ット３を流れる流体４とに温度差が生じていても、対象
物５は流体４の温度に影響されることはない。なお、切
換え手段は、電流を供給するか遮断するかの切換えや、
電流の流れる向きの切換えを行うことができるものであ
ればよい。即ち、電気制御回路，ラダー回路等のリレー
接点，スイッチ等によって切換えるか、又は、プログラ
マブルコントローラにプログラムされたラダー回路など
の接点を切換えることにより行ってもよい。更に、極性
の異なる直流電源１５を設け、それを切換えて使用する
ことにより電流の流れる向きを切換えてもよい。

【００２４】ペルチェ素子１に電流１２を供給する回路
１４に設けられた切換スイッチ１３は、直流電源１５か
ら供給される電流１２を、正方向に流すか，逆方向に流
すか，又は電流を流さないかの三つの選択ができるよう
になっている。電流１２の向きを変えるには、切換スイ
ッチ１３のスイッチ１３ａを同時に切換えて直流電源１
５の電圧の極性を変えればよい。また、電流１２を流さ
ない場合には、スイッチ１３ｂをオフ状態にすればよ
い。

【００２５】電流１２が正方向（例えば、図１の反時計
回り方向）に流れると、ペルチェ素子１は、例えば矢印
Ｑ₁に示すように、底板８を介して熱搬送ユニット３か
ら対象物５に熱移動させる。その結果、熱搬送ユニット
３では吸熱現象が起こり、一方、対象物５は加熱され
る。この吸熱現象により、熱搬送ユニット３のケーシン
グ９は冷却されるが、流体４が流路１０を流れているの
で、流体４が熱搬送媒体となって熱搬送ユニット３の外
部から熱を常に搬送することになり、ケーシング９はほ
ぼ一定温度に維持される。

【００２６】一方、電流１２が逆方向（例えば、図１の
時計回り方向）に流れると、ペルチェ素子１は、例えば
矢印Ｑ₂に示すように、底板８を介して対象物５から熱
搬送ユニット３側に熱移動させる。その結果、対象物５
は冷却され、一方、熱搬送ユニット３では放熱現象が起
こる。この放熱現象によりケーシング９は加熱される
が、上述と同様に流体４が流路１０を流れることにより
熱を奪って熱搬送ユニット３の外部に搬送するので、ケ
ーシング９はほぼ一定の温度に維持される。

【００２７】このように、ペルチェ素子１による対象物
５の加熱，冷却のいずれの場合も、熱搬送ユニット３
は、流路１０を絶えず流れる流体４によって恒温状態を
維持している。即ち、ペルチェ素子１が対象物５を加熱
する時は、熱搬送ユニット３内の流体４は冷却され、逆
に、ペルチェ素子１が対象物５を冷却する時は、流体４
は加熱される。

【００２８】ペルチェ素子１の熱交換量と比べて流体４
の流量が極めて少なくそのため流体４による搬送可能な
熱エネルギが極めて小さい時や、流体４の温度が絶対零
度の時は、対象物５の加熱，冷却は困難である。しか
し、これ以外の通常の使用環境においては、ペルチェ素
子１による対象物５の加熱，冷却を行なって、その熱を
熱搬送ユニット３の流体４により外部との間で搬送する
ことは十分に可能である。

【００２９】図１及び図２に示すように、加熱・冷却ユ
ニット６を備えた加熱・冷却装置２０は、熱変位による
対象物５の形状の変化又は寸法の変化を検出する検出器
Ｓ₁，Ｓ₂と、検出器Ｓ₁，Ｓ₂で検出されたデータ
（例えば、検出温度）に基づいて、電流１２の供給の可
否及び電流の向きを正，逆方向のいずれにすべきかを判
断して切換スイッチ１３で電流の流れる向き等を切換え
る制御装置２１と、熱搬送ユニット３に供給される流体
４を循環させるとともに流体４をほぼ一定の温度に調整
する流体循環装置２２とを備えている。検出器は、一つ
又は複数（本実施形態では、二個）設けられた温度セン
サ，対象物５の変形を検出することができる変位セン
サ，傾斜センサ，レベルセンサ，歪みを検出できる歪セ
ンサ等であればよい。

【００３０】制御装置２１は、検出器Ｓ₁，Ｓ₂で検出
されたデータに基づいて、電流１２の供給の可否，及び
電流１２の流れる向きを正，逆方向のいずれにすべきか
を判断する判別部２９と、判別部２９の判断に基づいて
電流の切換えをするために切換スイッチ１３を制御する
切換スイッチ制御部３０とを備えている。そして、切換
スイッチ１３で電流１２の向き即ち電圧の極性を切換え
ることによる、対象物５と熱搬送ユニット３との間の可
逆的な熱の移動により、対象物５を加熱，冷却して、対
象物５の形状を常にほぼ一定の状態に維持制御又は所望
の状態に制御するようにしている。

【００３１】流体循環装置２２は、流体４を貯留するタ
ンク２３と、タンク２３内の流体４の温度を所定の温度
に調整するための温度調整装置２４と、流体４をタンク
２３と熱搬送ユニット３の流路１０との間で循環させる
ための循環流路２５と、循環流路２５の途中に設けられ
てタンク２３内の流体４を吸い込み側より吐き出し側に
吐出するポンプ２６とを備えている。

【００３２】流体４は、ポンプ２６により吐出され循環
流路２５を流れて、熱搬送ユニット３内の流路１０に常
時供給されている。流体４は、流路１０を流れることに
より熱交換器２との間で熱交換されて加熱又は冷却され
た後、循環流路２５を流れてタンク２３に回収される。
タンク２３内の流体４の温度は、温度調整装置２４によ
りほぼ一定になるようにコントロールされているので、
ポンプ２６で吐出される流体４の温度はほぼ一定であ
る。

【００３３】一方の検出器Ｓ₁は、加熱・冷却ユニット
６が取付けられた対象物５の表面２７の所定箇所に取付
けられ、他方の検出器Ｓ₂は、対象物５の表面２７とは
反対側の裏面２８の所定箇所に取付けられている。検出
器Ｓ₁，Ｓ₂は例えば温度センサであり、対象物５の表
面２７の温度と裏面２８の温度をそれぞれ測定すること
により、対象物５が、実線で示すような形状か、鎖線５
ａ又は５ｂに示すような形状に変化しているかを検出し
ている。

【００３４】したがって、検出器Ｓ₁，Ｓ₂で検出され
た対象物５の形状の変化又は寸法の変化のデータを制御
装置２１に入力すると、制御装置２１の判別部２９は、
前記データに基づいて対象物５の現在の形状等を認識す
る。例えば、対象物５が熱変形をせずに実線で示すよう
な形状の場合には、一方の検出器Ｓ₁で検出された温度
Ｔ₁と、他方の検出器Ｓ₂で検出された温度Ｔ₂とは、
次式のように同一である。Ｔ₁ ＝Ｔ₂ ………（１）

【００３５】この場合には、対象物５を加熱，冷却する
必要はない。したがって、判別部２９は回路１４に電流
１２を流す必要がないと判断し、この判断に基づいて切
換スイッチ制御部３０は切換スイッチ１３を制御し、ス
イッチ１３ｂをオフ状態にすることにより回路１４を遮
断して電流１２が流れないようにする。電流が流れない
ことにより、ペルチェ素子１は熱を移動させないので、
熱交換器２は断熱材として機能する。その結果、対象物
５に対して温度差のある流体４が流路１０を流れていて
も、対象物５は流体４の熱による影響を受けることはな
い。

【００３６】一方、対象物５が、表面２７側と裏面２８
側の温度差による熱変位によって、鎖線５ａに示すよう
に表面２７側が収縮した形状になった場合には、裏面２
８より表面２７の温度の方が低くなっている。即ち、一
方の検出器Ｓ₁で検出された温度Ｔ₁と、他方の検出器
Ｓ₂で検出された温度Ｔ₂は次式の関係にある。Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ………（２）この場合には、判別部２９は、温度データＴ₁，Ｔ₂の
関係を示す（２）式により、対象物５を加熱すべきと判
断して、電流の向きを例えば正方向にするように切換ス
イッチ制御部３０に指令を出力する。

【００３７】切換スイッチ制御部３０が切換スイッチ１
３を制御（スイッチ１３ａ：正方向切換え、スイッチ１
３ｂ：オン）すると、ペルチェ素子１には正方向の電流
が流れる。その結果、ペルチェ素子１により、熱が矢印
Ｑ₁に示すように対象物５に移動するので、対象物５の
表面２７が加熱されて、対象物５の形状は、熱変位を生
じていない形状状態になるように調整される。この時、
熱搬送ユニット３では吸熱現象により温度が低下する
が、流体４が熱搬送媒体となって流路１０を流れている
ので、熱搬送ユニット３は恒温状態を維持する。

【００３８】一方、対象物５が、表面２７側と裏面２８
側の温度差による熱変位によって、鎖線５ｂに示すよう
に表面２７側が伸びた形状になった場合には、裏面２８
より表面２７の温度の方が高くなっているので、検出温
度Ｔ₁，Ｔ₂は次式の関係にある。Ｔ₁ ＞Ｔ₂ ………（３）この場合には、判別部２９は、温度データＴ₁，Ｔ₂の
関係を示す（３）式により、対象物５を冷却すべきと判
断して、電流１２の向きを例えば逆方向にするように切
換スイッチ制御部３０に指令を出力する。

【００３９】切換スイッチ制御部３０が切換スイッチ１
３を制御（スイッチ１３ａ：逆方向切換え、スイッチ１
３ｂ：オン）すると、ペルチェ素子１には逆方向の電流
が流れる。その結果、ペルチェ素子１により、熱が矢印
Ｑ₂に示すように移動するので、対象物５の表面２７は
冷却されて、その形状は、熱変位を生じていない形状状
態になるように調整される。

【００４０】この時、熱搬送ユニット３では放熱現象が
起こって温度が上昇するが、放熱された熱量は上述と同
様に流体４により搬送されるので、熱搬送ユニット３は
恒温状態を維持する。このように、対象物５は加熱・冷
却装置２０により自在に加熱・冷却されるので、その形
状は、常に熱変位を生じていない形状を維持するように
調整される。本実施形態では、対象物５が熱変位を生じ
ていない形状を維持するような場合の説明を行っている
が、対象物５を加熱・冷却装置２０により自在に加熱・
冷却して、対象物５が所望の形状の状態になるように制
御してもよい。

【００４１】斯かる構成の加熱・冷却装置２０を工作機
械に適用した場合には、工作機械の機体が対象物５に該
当する。そして、加熱・冷却装置２０においては、機体
の少なくとも二箇所に取付けられた温度センサなど検出
器Ｓ₁，Ｓ₂で、熱変位による機体の形状変化等を検出
している。熱搬送ユニット３に供給される流体４には、
工作機械の切削加工部に供給されて循環する切削油剤
（以下、クーラントと記載）が使用されている。このク
ーラントは、流体循環装置としての切削油剤循環装置に
より循環使用される。

【００４２】次に、工作機械のコラムなど機体を加熱，
冷却することにより機体の変形の発生を防止して工作機
械の姿勢を制御する姿勢制御装置に本発明を応用した場
合について説明する。図３は、本発明に係る工作機械の
姿勢制御装置４０のブロック図である。なお、図１及び
図２に示す構成と同一又は相当部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。

【００４３】工作機械は、工具が装着された主軸，又は
工作物を取付けるためのチャックなどワーク取付具が設
けられた主軸を、軸受部を介して主軸頭や主軸台など主
軸装置内で回転させて、切削加工領域で工作物の切削加
工を行う。本実施形態では、工作機械として立形のＭＣ
（マシニングセンタ）４１の場合を示しているが、横形
のＭＣ，ターニングセンタ，ＮＣ旋盤など他の種類の工
作機械であってもよい。

【００４４】図３に示すように、ＭＣ４１において、機
体４２の下部のベッド４３上にはコラム４４が立設され
ており、コラム４４はベッド４３上をＹ軸方向に移動す
る。コラム４４には、主軸頭４５が上下方向（Ｚ軸方
向）に移動可能に取付けられている。主軸頭４５には、
主軸４６が軸線をＺ軸方向に向けて設けられており、主
軸４６の先端部には工具４７が着脱可能に装着されてい
る。なお、主軸４６の軸線方向をＺ軸とし、これに直交
して直交座標系をなす各方向をＸ軸，Ｙ軸とする。

【００４５】ベッド４３上に設けられたテーブル４８
は、ベッド４３上をＸ軸方向に移動する。機体４２は、
ベッド４３，コラム４４，主軸頭４５，テーブル４８等
からなっている。主軸４６は、主軸頭４５の主軸支持体
４９の内部に、軸受部を構成する軸受５０，５１によっ
て回転自在に軸支されている。主軸４６は、主軸４６と
主軸支持体４９との間に設けられたビルトインモータ５
２により回転駆動される。軸受５０，５１およびビルト
インモータ５２等が、主軸頭４５における主な発熱部で
ある。テーブル４８に載置された工作物５３と、回転す
る工具４７とが相対移動することにより、切削加工部５
４で工作物５３が工具４７により切削加工される。この
切削加工がなされる切削加工領域５５は、スプラッシュ
カバー５６により囲まれている。

【００４６】ＭＣ４１では、クーラント（切削油剤）Ｌ
を循環流路５９で循環させて切削加工部５４に供給して
おり、クーラントＬは切削油剤循環装置６０により循環
使用される。切削油剤循環装置６０は、クーラントＬを
貯留するタンク６１と、タンク６１内のクーラントＬを
吐出して循環流路５９を介して切削加工部５４に供給す
るポンプ６２と、タンク６１内のクーラントＬを吐出し
て循環流路５９ａを介して加熱・冷却ユニット６の熱搬
送ユニット３（図１，図２）に流すポンプ６２ａと、タ
ンク６１内のクーラントＬを冷却する冷却装置６３と、
温度検出器Ｇで検出された機体温度や室温等に基づい
て、クーラントＬの温度を所定の温度に調整するように
冷却装置６３を制御する温度制御部６４とを備えてい
る。これにより、切削加工部５４と加熱・冷却ユニット
６にそれぞれ供給されるクーラントＬは、所定の温度に
調整されて循環流路５９，５９ａを循環している。

【００４７】姿勢制御装置４０は、検出器として少なく
とも二つの温度センサＳ₁，Ｓ₂と、対象物である機体
４２の所定箇所に取付けられた図１に示す構成の加熱・
冷却ユニット６と、切換スイッチ１３（図１，図２）
と、図２に示す構成の制御装置２１と、前記切削油剤循
環装置６０とを備えている。一方の温度センサＳ₁は、
熱変位によるコラム４４の傾き（形状変化）を検出する
ために、コラム４４の反主軸頭側（即ち、反加工領域
側）の第１の面である後面６５の所定箇所に設けられ
て、コラム後部温度Ｔ₁を検出している。

【００４８】他方の温度センサＳ₂は、コラム４４の前
記傾きを検出するために、第１の面とは反対側の第２の
面（即ち、主軸頭４５側（加工領域側）の面）である前
面６６の所定箇所に設けられて、コラム前部温度Ｔ₂を
検出している。なお、他方の温度センサＳ₂を、コラム
４４の前面６６の代わりに、図３の鎖線に示すように、
ベッド４３の所定箇所に取付けてもよい。

【００４９】姿勢制御装置４０は、温度センサＳ₁，Ｓ
₂で検出されたデータに基づいて、切換スイッチ１３で
電流の流れる向きを切換えて、加熱・冷却ユニット６の
底板８と熱交換器２とを介して、コラム４４と熱搬送ユ
ニット３との間で可逆的に熱を移動させることにより、
コラム４４を加熱，冷却してコラム４４の姿勢を常に温
度差による熱変形が生じていないほぼ一定の状態に維持
制御するか又は所望の状態に制御して、変形の発生を防
止するようにしている。

【００５０】本実施形態では、コラム４４を加熱，冷却
する場合を示しているが、ベッド４３，コラム４４，主
軸頭４５，テーブル４８のうちのいずれか一つ又は複数
を、加熱，冷却の対象物としてもよい。熱変位によるコ
ラム４４の変形を検出する検出器は温度センサＳ₁，Ｓ
₂が好ましいが、コラムの変形を検出できるセンサであ
ればよいので、例えば、コラムの傾斜を測定できるセン
サ，水平状態からの変化を測定できるセンサ、即ちレベ
ル変化を測定できるセンサ，寸法変化を測定できるセン
サ，歪を検出できる歪センサ等であってもよい。この検
出器は一つ又は複数個設けられていればよい。温度セン
サＳ₁，Ｓ₂はどのタイプでもよいが、外乱に強いサー
ミスタ温度センサが望ましい。

【００５１】コラム後面６５には、一つ又は複数（本実
施形態では、二つ）の加熱・冷却ユニット６が上下に位
置して所定箇所に取付けられている。コラム後部温度Ｔ
₁を検出する一方の温度センサＳ₁を、上下二つの加熱
・冷却ユニット６の取付け位置のほぼ中間位置で且つ加
熱・冷却ユニット６の近傍に取付ければ、加熱・冷却ユ
ニット６によるコラム４４の温度変化を迅速に検出でき
るので好ましい。なお、一つ又は複数の加熱・冷却ユニ
ット６を、後面６５の代わりに、他方の温度センサＳ₂
が取付けられている前面６６の所定箇所に取付けてもよ
い。

【００５２】次に、図３に示す姿勢制御装置４０による
姿勢制御の具体的な手順を、図１乃至図４に基づいて説
明する。図４は、本実施形態の手順を示すフローチャー
トである。図１乃至図４に示すように、ＭＣ４１が設置
されている場所の室温Ｔが変化すれば、また、ＭＣ４１
を起動して発熱部が発熱すれば、機体４２の温度も次第
に変化する。

【００５３】例えば、室温Ｔが上昇する午前中の場合、
ＭＣ４１の運転前又は運転直後で室温Ｔが低い朝の場合
には、カバー５６に囲まれて室温上昇の影響が遅く表れ
るコラム４４の前方側と比べて、コラム４４の後方側の
方が室温Ｔの上昇により早く暖められるので、コラム４
４は、鎖線４４ａに示すように後面６５側が伸びたよう
な変形を生じる。この状態で、ＭＣ４１と姿勢制御装置
４０とを起動して姿勢制御機能をオンし、クーラントＬ
をポンプ６２ａにより循環流路５９ａを介して加熱・冷
却ユニット６にも流して循環させる（ステップ１０
１）。なお、ＭＣ４１の起動により姿勢制御装置４０も
起動するようにしてもよい。

【００５４】コラム４４の後面６５の所定箇所のコラム
後部温度Ｔ₁を一方の温度センサＳ₁で検出し、前面６
６の所定箇所のコラム前部温度Ｔ₂を他方の温度センサ
Ｓ₂で検出し、検出されたこれら温度データＴ₁，Ｔ₂
を制御装置２１の判別部２９に入力する（ステップ１０
２）。判別部２９は、検出された温度データＴ₁，Ｔ₂
を比較する。即ち、判別部２９は、コラム後部温度
Ｔ₁，コラム前部温度Ｔ₂を常に監視しており、Ｔ₁ ＝Ｔ₂ であるか否かを判別している（ステップ１０３）。Ｔ₁
=Ｔ₂である場合にはステップ１０８に移行し、Ｔ₁=Ｔ
₂でない場合にはステップ１０４に移行する。

【００５５】ステップ１０４において、Ｔ₁＞Ｔ₂であ
るか否かを判別する。Ｔ₁ ＞Ｔ₂ の場合には、判別部２９は、コラム４４が鎖線４４ａに
示すように後面６５側が伸びたような変形を生じている
と判断し、コラム４４の後面６５を冷却するために、電
流１２を逆方向に流すような指令を切換スイッチ制御部
３０に出力する。

【００５６】切換スイッチ制御部３０は、切換スイッチ
１３のスイッチ１３ｂをオン状態（接続状態）にすると
ともにスイッチ１３ａを制御して、加熱・冷却ユニット
６のペルチェ素子１に電流１２を逆方向に流す（ステッ
プ１０５）。加熱・冷却ユニット６がコラム４４の後面
６５の冷却を開始すると（ステップ１０６）、後面６５
のコラム後部温度Ｔ₁が下がるので、コラム４４は、次
第に後面６５側が縮んで、温度差による変形が生じてい
ない状態に戻るように制御される。

【００５７】次いで、姿勢制御を続行するか否かを判別
し（ステップ１０７）、続行する場合には、ステップ１
０２に移行する。したがって、後面６５側が伸びたよう
な変形を生じていたコラム４４の姿勢が続いた場合には
変形を生じていない状態に戻るまで、ステップ１０７か
らステップ１０２，１０３，１０４，１０５，１０６の
手順が自動的に繰り返される。

【００５８】ステップ１０３において、Ｔ₁ ＝Ｔ₂ であると判断された場合には、ステップ１０８に移行す
る。ステップ１０８において、判別部２９は、ＭＣ４１
の精度（静的精度，加工精度等）が良好な状態すなわち
コラム４４の姿勢が正常になったと判断し、切換スイッ
チ制御部３０は、切換スイッチ１３のスイッチ１３ｂを
切換えて電流が流れないようにし、コラム４４の冷却又
は加熱を中止する。次いで、姿勢制御を続行するか否か
を判別し（ステップ１０７）、続行する場合にはステッ
プ１０２に移行し、ステップ１０２以降の処理を行う。

【００５９】ステップ１０３においてＴ₁＝Ｔ₂でない
と判断され、ステップ１０４でＴ₁＞Ｔ₂でないと判断
された場合には、ステップ１０９に移行する。この場合
には、Ｔ₁ ＜Ｔ₂ であり、コラム４４は、鎖線４４ｂに示すように前面６
６が伸びたような変形を生じているので、コラム４４の
後面６５を加熱する必要がある。そこで、切換スイッチ
制御部３０が切換スイッチ１３のスイッチ１３ｂをオン
状態（接続状態）にするとともにスイッチ１３ａを制御
して、加熱・冷却ユニット６のペルチェ素子１に電流を
正方向に流す（ステップ１０９）。

【００６０】その結果、加熱・冷却ユニット６は、コラ
ム４４の後面６５の加熱を開始し（ステップ１１０）、
後面６５のコラム後部温度Ｔ₁が上がるので、コラム４
４は温度差による変形が生じていない状態に戻す制御を
行う。次いで、ステップ１０７で姿勢制御を続行するか
否かを判別し、続行する場合にはステップ１０２以降の
処理を行う。前面６６が伸びたような変形を生じていた
コラム４４の姿勢が続いた場合には、温度差による変形
が生じていない状態に戻るまで、ステップ１０７からス
テップ１０２，１０３，１０４，１０９，１１０の手順
が自動的に繰り返される。ステップ１０７で、姿勢制御
を終了すると判断した後、姿勢制御機能をオフして一連
の手順を終了する（ステップ１１１）。なお、ＭＣ４１
の稼動を終了する時に、姿勢制御機能をオフするように
してもよい。

【００６１】このように、本実施形態では、室温Ｔの温
度変化，及びＭＣ４１の運転による発熱部からの発熱等
の影響があっても、コラム４４の後面６５と前面６６と
の間に温度差が生じないように、姿勢制御装置４０によ
りコラム後面６５を加熱，冷却して、後面６５，前面６
６の温度を常時ほぼ一致させているので、コラム４４
は、前後方向に傾くような変形を生じることなく常にほ
ぼ一定の姿勢を維持することができる。その結果、常に
高い加工精度で工作物５３を切削加工することができる
ことになり、近年の高加工精度化の要求を十分に満足さ
せることができる。

【００６２】本実施形態では、コラム温度Ｔ₁，Ｔ₂が
等しくなる場合を、傾きのない良好な姿勢として説明を
行っているが、これに限定されることはない。例えば、
温度差が所定の時に精度（静的精度，加工精度等）がよ
い工作機械の場合には、この温度差になるように姿勢制
御してもよい。即ち、工作機械の精度にとってよい状態
の姿勢をほぼ維持できればよい。

【００６３】なお、図３に示すように、姿勢制御装置４
０用のクーラントＬの循環流路５９ａは、加熱・冷却ユ
ニット６で熱交換する時のみ作動させてもよい。このよ
うに、間欠的に作動させると省エネルギとなるので好ま
しい。また、姿勢制御装置４０用の循環流路５９ａは、
切削加工部５４用の循環流路５９の途中から分岐しても
よい。この場合、ポンプは共通にできるが、循環流路５
９側に切削加工部５４にクーラントＬを供給，遮断する
ための切換弁等が必要となる。

【００６４】なお、本実施形態では、工作機械の姿勢を
制御しているが、工作機械の所定の部位を所望の状態に
することもできる。例えば、工具の刃先位置等を微小量
変位させるのに、電子冷却素子を有する加熱・冷却ユニ
ットを使用してもよい。例えば、タッチセンサ等で測定
した工具刃先位置測定値，工作物寸法測定値等に基づい
て、ペルチェ素子に電流を供給して、機械又は工具の所
定の部位を加熱・冷却することにより熱膨張又は熱収縮
させて、工具の刃先位置を所望の位置に変位させること
ができる。この場合には、工具等の剛性を低下させるこ
となく変位させることができる。

【００６５】次に、具体的な加熱・冷却ユニットについ
て、図５乃至図７を参照して説明する。図５乃至図７に
示す加熱・冷却ユニット７０は、図１乃至図４に示す加
熱・冷却ユニット６の原理を用いて具体化したものであ
る。なお、加熱・冷却ユニット６の構成と同一又は相当
部分には同一符号を付してその説明を省略する。図５は
加熱・冷却ユニット７０の側面図、図６は図５に示す加
熱・冷却ユニット７０の正面図で、蓋板を取外した状態
を示す図、図７は図６に示す加熱・冷却ユニットのVII
−VII 線断面図で、蓋板を取付けた状態を示している。

【００６６】図５乃至図７に示すように、加熱・冷却ユ
ニット７０は、加熱，冷却の対象となる対象物５（例え
ば、ＭＣ４１のコラム４４）に裏面７が密着して取付け
られる底板８と、ケーシング９の内部に流路１０が形成
され、流路１０に流体４（例えば、クーラントＬ）を流
している熱搬送ユニット３と、熱搬送ユニット３のケー
シング９と底板８の表面１１とに密着して取付けられ且
つペルチェ素子（電子冷却素子）を有する熱交換器２と
を備えている。なお、底板８とケーシング９とは、互い
に断熱されていれば全体を一体的に構成してもよい。ま
たは、底板８を省略して、熱交換器２を対象物５に直接
密着させてもよい。

【００６７】ペルチェ素子（図１）に供給される電流１
２をオン，オフするとともにこの電流の向きを正，逆方
向のいずれかに切換え可能な切換スイッチ１３で、熱交
換器２のペルチェ素子に流す電流を切換えることによ
り、底板８と熱交換器２とを介して、対象物５と熱搬送
ユニット３との間で可逆的に熱を移動させて対象物５を
加熱，冷却するようにしている。

【００６８】ケーシング９は、折れ曲がった長い連続的
な溝７１が形成された本体部７２と、本体部７２の表面
７３を覆う蓋板７４とを有している。蓋板７４が溝７１
を覆うことにより、溝７１は流路１０になる。底板８，
本体部７２及び蓋板７４は、熱伝導率の良好なアルミニ
ウム又は鉄など金属により形成するのが好ましい。

【００６９】本体部７２の表面７３には、溝７１を囲う
ように、Ｏリングやパッキンなどシール部材用の無端溝
７５が周囲に形成されている。無端溝７５にＯリング，
パッキンなどシール部材７６を係合させて、本体部７２
に蓋板７４をボルト８４ａで締結固定することにより、
流路１０はケーシング９の外部に対してシールされる。
本体部７２の側面８６には、溝７１の一端部に連通する
流体供給口部７７と、溝７１の他端部に連通する流体排
出口部７８とが形成されている。流体供給口部７７と流
体排出口部７８に流体４の循環流路を接続することによ
り、流体４が流路１０に対して供給，排出されるように
なっている。

【００７０】本体部７２の裏面７９には、一個又は複数
個（例えば、二個）の板状の熱交換器２が複数の位置決
め部材により所定位置に位置決め保持されている。ま
た、裏面７９には、熱交換器２のペルチェ素子に電気を
供給するコネクタ８１を収納するための凹部８２が形成
されている。底板８の表面１１にも、本体部７２の凹部
８２に対向する位置に、コネクタ８１の収納用の凹部８
３が形成されている。

【００７１】熱搬送ユニット３は、ボルト８４ａにより
蓋板７４を本体部７２に締付け固定することにより組み
立てられている。熱交換器２は、熱搬送ユニット３の裏
面に位置決め部材により位置決めされた状態で、底板８
にボルト８４により固定されている。これにより、底板
８，熱交換器２及び熱搬送ユニット３が一体化されてい
る。

【００７２】加熱・冷却ユニット７０を対象物５に取付
ける場合には、底板８を対象物５の表面に密着させ、底
板８に係合する取付け用ボルト８５で対象物５に底板８
を固定して取付ける。ボルト８４の締め付け力を調整す
ることにより、熱交換器２を底板８と熱搬送ユニット３
の裏面７９とに密着させる圧力を適正に調整することが
できる。特に、熱交換器２の両面と底板８及び本体部７
２との密着部が十分な圧力で密着するように、ボルト８
４の締め付け力を調整するのが好ましい。

【００７３】また、前記密着部に空気が残っていると熱
の移動が不十分になるので、熱交換器２の両面の前記密
着部，及び対象物５と底板裏面７との間の密着部にシリ
コングリスやシリコンコート等を塗布すれば、密着部に
空気が残らずに十分に密着して熱の移動が良好になる。
ボルト８４は、底板８を介して対象物５と熱搬送ユニッ
ト３との間の直接的な熱伝導を防止するために、熱伝導
率の低い材質例えばステンレスやプラスチックで作成す
るのが好ましい。

【００７４】このように、本発明によれば、簡単な構成
で対象物を自在に加熱，冷却することができる。対象物
が、熱変位によって形状変化する工作機械の機体の場合
には、この機体を加熱，冷却することにより前記形状を
常に正常な状態に調整することができる。特に、熱変位
により前後方向に傾くように変形するコラムを、変形が
生じていない状態に維持させることができるので、加工
精度を常に高精度にすることができる。

【００７５】前記実開平２−８２４５２号公報には、電
子冷却素子により工作機械の各部を加熱又は冷却する技
術が開示されているが、この加熱又は冷却により移動し
た熱量を工作機械の外部との間で熱交換するための具体
的な構成については記載されていない。これに対して、
本発明では、ペルチェ素子を介して対象物との間で移動
した熱量を、ペルチェ素子と熱搬送ユニットとの間で熱
交換するとともに、この熱搬送ユニット内の流路に流れ
る流体により外部に対して搬送しているので、十分な熱
量を迅速に熱交換することができる。したがって、工作
機械の機体のような大きな熱容量を有するものであって
も、コンパクトで簡単な構成の加熱・冷却ユニットによ
り十分な量の熱を熱交換して迅速に加熱，冷却すること
ができる。

【００７６】本発明の姿勢制御装置４０は、工作機械の
うち機体全体の高さが高くそのため変形も大きくなって
しまう門型マシニングセンタ，五面加工機，プラノミラ
ーなどの工作機械に応用すれば特に有効である。この場
合に、機体の上下方向に複数（例えば、三個以上）の加
熱・冷却ユニットを並べて取付ければ、機体の傾きが全
体的に正常な状態に調整されるので好ましい。

【００７７】前記実施形態では、ペルチェ素子に供給さ
れる電流値を増減させないでほぼ一定値にしている。し
たがって、制御装置２１は電流の流れる方向等切換えの
みを行なえばよく、電流値の制御は不要なので構成が簡
略化される。なお、制御装置２１により流れる向きを判
断されてペルチェ素子に供給される電流の大きさ（電流
値）を、検出器Ｓ₁，Ｓ₂で検出されたデータ（例え
ば、温度差）に対応させて増減させる制御ができるよう
にしてもよい。

【００７８】また、熱搬送ユニット３は、内部の流路１
０に供給されるクーラントＬなど流体４が流体循環装置
（又は、切削油剤循環装置６０）で所定の温度（例え
ば、室温に追従した温度）に制御されたユニットにする
のが好ましい。しかし、ペルチェ素子は、電流が供給さ
れると低温部側から高温部側にも強制的に熱を移動させ
るので、ケーシング９や供給される流体４の温度は変化
してもよい。例えば、タンク２３，６１の放熱性がよけ
れば、温度調整装置２４や冷却装置６３を設けないで、
流体４をタンク２３，６１より放熱させるだけで、流体
温度が変動する場合であってもよく、また、流体４は循
環使用されない水であってもよい。

【００７９】なお、対象物の変形を検出するセンサは、
対象物に直接設けないで間接的な部位に設けてもよい。
例えば、主軸に装着したセンサ，若しくはテーブル側に
設けられたセンサで対象物の寸法変化を検出してもよ
く、又は、主軸頭や工具等の寸法変化を検出してもよ
い。このように、本発明は、構成が簡単でコンパクトな
加熱・冷却ユニットにより、対象物の加熱及び冷却を自
在に切換えできるので、極めて実用的である。なお、各
図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００８０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、簡
単な構成で対象物を自在に加熱，冷却することができ
る。また、熱変位によって工作機械の機体の姿勢をその
工作機械の精度が一番良好な状態を維持できるように機
体を加熱，冷却することにより、前記姿勢を常にほぼ一
定の状態に維持制御又は所望の状態に制御して、加工精
度を高精度にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図７は本発明の実施形態の一例を示す
図で、図１は本発明の加熱・冷却ユニットの原理を示す
概略構成図である。

【図２】本発明の加熱・冷却装置を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明に係る工作機械の姿勢制御装置のブロッ
ク図である。

【図４】前記姿勢制御装置の実施形態の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】図５乃至図７は具体的な加熱・冷却ユニットを
示す図で、図５はその側面図である。

【図６】図５に示す加熱・冷却ユニットの正面図で、蓋
板を取外した状態を示す図である。

【図７】図６のVII −VII 線断面図である。

【符号の説明】

１電子冷却素子２熱交換器３熱搬送ユニット４流体５対象物６，７０加熱・冷却ユニット９ケーシング１０流路１２電流１３切換スイッチ（切換え手段）２０加熱・冷却装置２１制御装置２２流体循環装置４０工作機械の姿勢制御装置（加熱・冷却装置）４１マシニングセンタ（工作機械）４２機体（対象物）４３ベッド（対象物）４４コラム（対象物）５４切削加工部６０切削油剤循環装置（流体循環装置）Ｌ切削油剤（流体）Ｓ₁，Ｓ₂ 温度センサ（検出器）Ｔ₁ コラム後部温度（データ）Ｔ₂ コラム前部温度（データ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングの内部に流路が形成され、こ
の流路に流体が流れる熱搬送ユニットと、この熱搬送ユ
ニットの前記ケーシングと対象物との間に取付けられ、
且つ電子冷却素子を有する熱交換器とを備えた加熱・冷
却ユニットを前記対象物に取付け、前記電子冷却素子に供給される電流の向きを正，逆方向
のいずれかに切換えることにより、前記対象物と前記熱
搬送ユニットとの間で可逆的に熱を移動させて前記対象
物を加熱，冷却することを特徴とする電子冷却素子を用
いた加熱・冷却方法。
【請求項２】請求項１に記載の電子冷却素子を用いた
加熱・冷却方法であって、前記電子冷却素子に流れる電流を供給，遮断する切換え
を行うことにより、前記対象物と前記熱搬送ユニットと
の間を熱移動状態又は断熱状態にできることを特徴とす
る電子冷却素子を用いた加熱・冷却方法。
【請求項３】ケーシングの内部に流路が形成され、こ
の流路に流体が流れる熱搬送ユニットと、この熱搬送ユ
ニットの前記ケーシングと対象物との間に取付けられ、
且つ電子冷却素子を有する熱交換器とを備え、前記電子冷却素子に供給される電流の向きを正，逆方向
のいずれかに切換えることにより、前記対象物と前記熱
搬送ユニットとの間で可逆的に熱を移動させて前記対象
物を加熱，冷却することを特徴とする電子冷却素子を有
する加熱・冷却ユニット。
【請求項４】請求項３に記載の加熱・冷却ユニットで
あって、前記電子冷却素子に流れる前記電流を供給，遮断する切
換えを行うことにより、前記対象物と前記熱搬送ユニッ
トとの間を熱移動状態又は断熱状態にできることを特徴
とする電子冷却素子を用いた加熱・冷却ユニット。
【請求項５】請求項３又は４に記載の加熱・冷却ユニ
ットを備えた加熱・冷却装置であって、前記対象物の形状の変化又は寸法の変化を検出する検出
器と、この検出器で検出されたデータに基づいて、前記電流の
向きを正，逆方向のいずれにすべきかを判断して切換え
手段で切換える制御装置と、前記熱搬送ユニットに流れる前記流体を循環させる流体
循環装置とを備え、前記切換え手段で前記電流を切換えることによる前記対
象物と前記熱搬送ユニットとの間の可逆的な熱の移動に
より、前記対象物を加熱，冷却して前記対象物の形状を
常にほぼ一定の状態に維持制御又は所望の状態に制御す
ることを特徴とする加熱・冷却ユニットを備えた加熱・
冷却装置。
【請求項６】請求項５に記載の加熱・冷却装置であっ
て、前記制御装置は、前記検出器で検出された前記データに
対応させて、前記電子冷却素子に供給する前記電流の大
きさを制御するものであることを特徴とする加熱・冷却
ユニットを備えた加熱・冷却装置。
【請求項７】請求項５又は６に記載の加熱・冷却装置
であって、前記対象物は工作機械の機体であり、前記流体は、前記工作機械の切削加工部に供給される切
削油剤で、切削油剤循環装置により循環使用されること
を特徴とする加熱・冷却ユニットを備えた加熱・冷却装
置。
【請求項８】請求項７に記載の加熱・冷却装置であっ
て、前記切削油剤は所定の温度に調整されているものである
ことを特徴とする加熱・冷却ユニットを備えた加熱・冷
却装置。
【請求項９】工作機械の姿勢制御装置において、前記工作機械の機体の形状変化又は寸法の変化を検出す
るために設けられる検出器と、前記機体に取付けられ、ケーシングの内部に流路が形成
され、この流路に流体が流れる熱搬送ユニット、及び、
この熱搬送ユニットの前記ケーシングと前記機体との間
に取付けられ、且つ電子冷却素子を有する熱交換器を備
えた加熱・冷却ユニットと、前記電子冷却素子に供給される電流の向きを正，逆方向
のいずれかに切換え可能な切換え手段と、前記検出器で検出されたデータに基づいて、前記電流の
向きを正，逆方向のいずれにすべきかを判断して前記切
換え手段で切換える制御装置と、前記熱搬送ユニットに供給される前記流体を循環させる
流体循環装置とを備え、前記切換え手段で前記電流を切換えて、前記加熱・冷却
ユニットの前記熱交換器と前記機体との間で可逆的に熱
を移動させることにより、前記機体を加熱，冷却して前
記機体の姿勢をほぼ一定の状態に維持制御又は所望の状
態に制御することを特徴とする工作機械の姿勢制御装
置。
【請求項１０】請求項９に記載の工作機械の姿勢制御
装置であって、前記流体は、前記工作機械の切削加工部に供給される切
削油剤で、切削油剤循環装置により循環使用されること
を特徴とする工作機械の姿勢制御装置。
【請求項１１】請求項９又は１０に記載の工作機械の
姿勢制御装置であって、前記制御装置は、前記電子冷却素子に流れる前記電流を
供給，遮断する切換えを行うことにより、前記機体と前
記熱搬送ユニットとの間を熱移動状態又は断熱状態にで
きるものであることを特徴とする工作機械の姿勢制御装
置。
【請求項１２】請求項９，１０又は１１に記載の工作
機械の姿勢制御装置であって、前記機体は前記工作機械のベッド又はコラムであり、前
記検出器は前記機体に設けられた少なくとも二つの温度
センサであることを特徴とする工作機械の姿勢制御装
置。
【請求項１３】請求項９乃至１２のいずれかの項に記
載の工作機械の姿勢制御装置であって、前記加熱・冷却ユニットは前記機体に少なくとも二つ取
付けられていることを特徴とする工作機械の姿勢制御装
置。
【請求項１４】請求項１０乃至１３のいずれかの項に
記載の工作機械の姿勢制御装置であって、前記切削油剤は所定の温度に調整されているものである
ことを特徴とする工作機械の姿勢制御装置。