特許ウォッチ

公開番号2024057380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022164079
出願日2022-10-12
発明の名称ワーク保持装置、及び、変位センサ
出願人株式会社東京精密
代理人スプリング弁理士法人
主分類B24B 41/06 20120101AFI20240417BHJP(研削;研磨)
要約【課題】環境に依らず変位を測定できる、ワーク保持装置及び変位センサの提供。
【解決手段】
ワークを載置する回転テーブルと、上記回転テーブルと一体に回転軸を中心に回転する回転駆動軸と、上記回転駆動軸に配置された磁性体と、上記磁性体に対向し、上記磁性体との距離に応じて自己インダクタンスが変化する変位センサと、を有する、ワーク保持装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを載置する回転テーブルと、
前記回転テーブルと一体に回転軸を中心に回転する回転駆動軸と、
前記回転駆動軸に配置された磁性体と、
前記磁性体に対向し、前記磁性体との距離に応じて自己インダクタンスが変化する変位センサと、を有する、ワーク保持装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記磁性体は、第１磁性体と、第２磁性体とを有し、
前記変位センサは、第１変位センサと、第２変位センサとを有し、
前記第１変位センサは、第１方向への第１変位又は第２方向への第２変位を検出し、
前記第２変位センサは、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向の第３変位を検出する、請求項１に記載のワーク保持装置。
【請求項３】
前記回転駆動軸は、前記回転テーブルに接続される第１フランジと、前記第１フランジから前記第３方向に延出する軸部とを有し、
前記第１磁性体は、前記第１フランジの外周部に配置される、請求項２に記載のワーク保持装置。
【請求項４】
前記第１変位センサは、前記第１方向又は前記第２方向において、前記第１磁性体に対向する、請求項３に記載のワーク保持装置。
【請求項５】
前記回転駆動軸は、前記軸部に設けられた第２フランジを有し、
前記第２磁性体は、前記第２フランジに配置される、請求項４に記載のワーク保持装置。
【請求項６】
前記第２変位センサは、前記第３方向において、前記第２磁性体に対向する、請求項５に記載のワーク保持装置。
【請求項７】
前記回転駆動軸を回転可能に保持するベースを備え、
前記第１変位センサ及び前記第２変位センサは、前記ベースに配置されている、請求項６に記載のワーク保持装置。
【請求項８】
前記変位センサは、筒状部材内に収納された、コイルと、仕切り板と、磁石と、付勢部材とを有し、
前記仕切り板は、前記筒状部材の軸方向に摺動自在に配置され
前記コイルは、一方端が前記筒状部材の前記磁性体側の端部に固定され、他方端が前記仕切り板に固定され、前記仕切り板の摺動に応じて伸縮自在に配置され、
前記磁石は、前記仕切り板に固定され、
前記付勢部材は、前記コイルと反対側から前記仕切り板に付勢する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のワーク保持装置。
【請求項９】
ワークを載置する回転テーブルと、
前記回転テーブルと一体に回転軸を中心に回転する回転駆動軸と、
前記回転駆動軸に配置された磁性体と、を有するワーク保持装置に設置される変位センサであって、
筒状部材内に収納された、コイルと、仕切り板と、磁石と、付勢部材とを有し、
前記仕切り板は、前記筒状部材の軸方向に摺動自在に配置され
前記コイルは、一方端が前記筒状部材の前記磁性体側の端部に固定され、他方端が前記仕切り板に固定され、前記仕切り板の摺動に応じて伸縮自在に配置され、
前記磁石は、前記仕切り板に固定され、
前記付勢部材は、前記コイルと反対側から前記仕切り板に付勢され、
前記磁性体に対向して配置され、前記磁性体との距離に応じて自己インダクタンスが変化する変位センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク保持装置、及び、変位センサに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ワークを吸着保持して回転させるワーク保持装置を有し、位置決め機構によって、ワークとの相対的な位置が調整された工具によって加工（研削加工等）を行う工作機械が知られている。
このような工作機械において、加工応力の変化等によって、ワーク保持装置の回転軸が変位することで、加工精度が低下したり、工具の寿命が短くなったりすることがあり、加工応力をダイナミックに計測すべき要望がある。
【０００３】
このような加工応力を検知するセンサとして、例えば、特許文献１に記載のセンサがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－７２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワーク保持装置の回転軸のように複雑な構造を有する物体に、圧電素子やひずみゲージを設置して加工応力を計測する場合、加えられた力の方向により感度が異なること（感度の方向依存性）等を考慮した設計が必要となる。すなわち、センサ等の配置方法、及び、固定方法（接着条件）等の最適化が必要となる。
【０００６】
また、圧電素子やひずみゲージを応力検出箇所に設置や接着して使用すると、繰り返し応力等の疲労で性能が変化する。また、加工環境によっては、クーラント等の侵入や結露等でセンサ性能が変化したり、接着がはがれたりする懸念もある。
圧電素子や歪ゲージでは、温度変化により出力がドリフトする。静電容量センサも設置条件やセンサ構造により熱膨張係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎ：ＣＴＥ）計測への影響があり、出力の差動をとるなどの対策がとられている。また、静電容量センサでは、極板等の容量変化部への異物の侵入などによる耐環境性にも配慮が必要である。
【０００７】
本発明の実施形態に係る加工装置、ワーク保持装置、及び変位センサは、加工中の熱の影響や耐環境性に配慮し、加工応力の変化に起因する回転軸の変位を正確又は高精度に測定できる。そのため、実施形態に係る加工装置、ワーク保持装置、及び変位センサは、回転軸の変位の測定値から加工応力を評価することができる。
そこで、本発明に係る実施形態は、環境に依らず変位を測定できる、ワーク保持装置及び変位センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
【０００９】
［１］ワークを載置する回転テーブルと、上記回転テーブルと一体に回転軸を中心に回転する回転駆動軸と、上記回転駆動軸に配置された磁性体と、上記磁性体に対向し、上記磁性体との距離に応じて自己インダクタンスが変化する変位センサと、を有する、ワーク保持装置。
［２］上記磁性体は、第１磁性体と、第２磁性体とを有し、上記変位センサは、第１変位センサと、第２変位センサとを有し、上記第１変位センサは、第１方向への第１変位又は第２方向への第２変位を検出し、上記第２変位センサは、上記第１方向及び上記第２方向に交差する第３方向の第３変位を検出する、［１］に記載のワーク保持装置。
［３］上記回転駆動軸は、上記回転テーブルに接続される第１フランジと、上記第１フランジから上記第３方向に延出する軸部とを有し、上記第１磁性体は、上記第１フランジの外周部に配置される、［２］に記載のワーク保持装置。
［４］上記第１変位センサは、上記第１方向又は上記第２方向において、上記第１磁性体に対向する、［３］に記載のワーク保持装置。
［５］上記回転駆動軸は、上記軸部に設けられた第２フランジを有し、上記第２磁性体は、上記第２フランジに配置される、［４］に記載のワーク保持装置。
［６］上記第２変位センサは、上記第３方向において、上記第２磁性体に対向する、［５］に記載のワーク保持装置。
［７］上記回転駆動軸を回転可能に保持するベースを備え、上記第１変位センサ及び上記第２変位センサは、上記ベースに配置されている、［６］に記載のワーク保持装置。
［８］上記変位センサは、筒状部材内に収納された、コイルと、仕切り板と、磁石と、付勢部材とを有し、上記仕切り板は、上記筒状部材の軸方向に摺動自在に配置され、上記コイルは、一方端が上記筒状部材の上記磁性体側の端部に固定され、他方端が上記仕切り板に固定され、上記仕切り板の摺動に応じて伸縮自在に配置され、上記磁石は、上記仕切り板に固定され、上記付勢部材は、上記コイルと反対側から上記仕切り板に付勢する、［１］乃至［７］のいずれかに記載のワーク保持装置。
［９］ワークを載置する回転テーブルと、上記回転テーブルと一体に回転軸を中心に回転する回転駆動軸と、上記回転駆動軸に配置された磁性体と、を有するワーク保持装置に設置される変位センサであって、筒状部材内に収納された、コイルと、仕切り板と、磁石と、付勢部材とを有し、上記仕切り板は、上記筒状部材の軸方向に摺動自在に配置され、上記コイルは、一方端が上記筒状部材の上記磁性体側の端部に固定され、他方端が上記仕切り板に固定され、上記仕切り板の摺動に応じて伸縮自在に配置され、上記磁石は、上記仕切り板に固定され、上記付勢部材は、上記コイルと反対側から上記仕切り板に付勢され、上記磁性体に対向して配置され、上記磁性体との距離に応じて自己インダクタンスが変化する変位センサ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、環境に依らず変位を測定できる、ワーク保持装置及び変位センサが提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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