(57)【要約】【課題】小型で工作機械への搭載が容易であり、ネジ溝の中心位置を直接的に検出することで、より高精度に、且つより短時間にネジ溝の中心位置を測定することができるネジ溝検出装置、及び当該ネジ溝検出装置を備えた工作機械を提供する。【解決手段】ネジ溝ＷＮに接触させる接触子８３と、接触子８３がリード方向に往復移動可能となるように保持するフローティング手段と、回転軸に交差する方向に接触子８３を付勢する付勢手段と、接触子におけるリード方向の位置を検出可能なリード側位置検出手段８１ＳＲ、８１ＳＬと、接触子における径方向の位置を検出可能な径側位置検出手段８１ＳＢとを備える。そして、接触子を回転軸に交差するようにワークＷに押し付け、径側位置検出手段を用いて接触子がネジ溝ＷＮに入ったことを検出し、リード側位置検出手段を用いて接触子におけるリード方向の位置を検出して、ネジ溝ＷＮの位置を検出する。【選択図】図３
2010036332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸回りに回転可能に保持したワークの少なくとも一部の円筒面に形成されたネジ溝の位置を検出するネジ溝検出装置であって、
前記ネジ溝に接触させる接触子と、
前記接触子が前記回転軸に平行なリード方向に往復移動可能となるように保持するフローティング手段と、
前記回転軸に交差する方向に前記接触子を付勢する付勢手段と、
前記接触子における前記リード方向の位置を検出可能なリード側位置検出手段と、
前記接触子における前記径方向の位置を検出可能な径側位置検出手段と、を備え、
前記接触子を前記回転軸に交差するように前記ワークに押し付け、
前記径側位置検出手段を用いて前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出し、
前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子と前記フローティング手段と前記付勢手段とを備えて前記接触子を前記ワークの方向に向けて保持するとともに、前記リード側位置検出手段と前記径側位置検出手段とを備えた保持手段と、
前記保持手段を前記回転軸に交差する方向に移動可能な検出体移動手段と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記検出体移動手段を用いて前記保持手段を前記ワークに向かって前進させ、
前記径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出し、
前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のネジ溝検出装置であって、
更に、前記接触子を前記ワークに接触させた際の前記保持手段のリード方向へのずれ量を検出可能な検出体ずれ量検出手段を任意の固定部に備え、
前記検出体ずれ量検出手段からの検出信号に基づいて、検出したネジ溝の位置を補正する、
ネジ溝検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載のネジ溝検出装置であって、
前記リード側位置検出手段を、前記保持手段に備える代わりに、任意の固定部に備えている、
ネジ溝検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子を前記ワークに押し付けた後、前記径側位置検出手段からの検出信号に基づいて前記接触子がネジ溝に入っていないと検出された場合、少なくとも前記接触子が前記ネジ溝に入ったと検出されるまで、前記ワークを前記回転軸回りに回転させる、
ネジ溝検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出した後、前記接触子における前記リード方向の仮の位置を求め、
求めた仮の位置に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置が、予め設定した所定位置とほぼ一致するように、前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、再度、前記接触子における前記リード方向の位置を、前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出し、前記ネジ溝の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子における前記リード方向の位置を前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出する前に、前記ワークを予め設定した所定方向に所定角度だけ前記回転軸回りに回転させる、
ネジ溝検出装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子における前記リード方向の位置を前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出する前に、前記ワークを前記回転軸回りに往復回転させ、更に前記ワークを予め設定した所定方向に所定角度だけ前記回転軸回りに回転させる、
ネジ溝検出装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記フローティング手段は、前記接触子が前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない場合における前記リード方向の位置である中立位置からのずれ量に応じて前記中立位置へと戻すための復元力を与える弾性手段であり、
前記制御手段には、前記中立位置から前記リード方向の一方に第１所定距離だけ離れた理想第１中継位置が記憶されており、
前記制御手段は、
前記接触子が前記ネジ溝に入ったと検出した後、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子の前記リード方向における現在の位置である落とし込み位置を求め、
前記落とし込み位置から前記理想第１中継位置までの前記リード方向の距離である第１移動距離及び移動方向を求め、求めた落とし込み位置と第１移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記理想第１中継位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記理想第１中継位置の近傍まで移動させ、
前記リード側位置検出手段を用いて前記理想第１中継位置の近傍まで移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実第１中継位置を求め、
前記実第１中継位置から前記中立位置までの前記リード方向の距離である第２移動距離及び移動方向を求め、求めた実第１中継位置と第２移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記中立位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記中立位置の近傍まで移動させ、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のネジ溝検出装置であって、
前記制御手段には、更に、前記リード方向において前記理想第１中継位置と前記中立位置との間に１個以上の理想中継位置が記憶されており、
前記制御手段は、
前記リード側位置検出手段を用いて前記理想第１中継位置の近傍まで移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実第１中継位置を求めた後、
前記実第１中継位置から前記中立位置に向かって隣の理想中継位置までの前記リード方向の距離である第３移動距離及び移動方向を求め、求めた実第１中継位置と第３移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記隣の理想中継位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記隣の理想中継位置の近傍まで移動させ、
前記リード方向位置検出手段を用いて、移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実中継位置を求めた後、前記実中継位置から更に前記中立位置に向かって隣の理想中継位置または隣の前記中立位置までの前記リード方向の距離である移動距離及び移動方向を求め、求めた前記実中継位置と前記移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記隣の理想中継位置または隣の前記中立位置まで移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記隣の理想中継位置または隣の前記中立位置の近傍まで移動させる処理を、前記中立位置の近傍に移動させるまで繰り返した後、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記フローティング手段は、前記接触子が前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない場合における前記リード方向の位置である中立位置からのずれ量に応じて前記中立位置へと戻すための復元力を与える弾性手段であり、
更に、前記接触子を振動させることが可能な振動手段を備え、
前記制御手段は、
前記ネジ溝の位置を検出する前に前記振動手段を用いて前記接触子を振動させ、前記振動を停止させた後に前記ネジ溝の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のネジ溝検出装置であって、
前記振動手段は、伸縮を繰り返して前記接触子を振動させることが可能な圧電素子であり、前記リード方向に伸縮するように配置されており、前記接触子を前記リード方向に振動させることが可能である、
ネジ溝検出装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記リード側位置検出手段は、第１リード側位置検出手段と第２リード側位置検出手段の２つで構成されており、
前記第１リード側位置検出手段は、前記接触子に対して前記リード方向における一方の側に設けられ、前記第２リード側位置検出手段は、前記接触子に対して前記リード方向における他方の側に設けられ、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段との間に前記接触子が配置されており、
前記第１リード側位置検出手段からの検出信号と、前記第２リード側位置検出手段からの検出信号との比に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する、
ネジ溝検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のネジ溝検出装置であって、
前記フローティング手段は、前記リード方向に沿う押付け力または引張り力を発生させる弾性手段によって、前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない状態の前記接触子における前記リード方向の位置を中立位置に保持しており、前記接触子における前記中立位置からの前記リード方向の距離に応じて、前記接触子を前記中立位置に戻すための押付け力または引張り力を発生させ、
前記中立位置の前記接触子における前記リード方向の位置が、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段の中央の位置よりも第２所定距離だけずれた位置となるように、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段とが配置されている、
ネジ溝検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、
前記接触子の先端には、前記ネジ溝の幅に収まる径の球状部材が固定されている、
ネジ溝検出装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のネジ溝検出装置と、
加工工具と、
前記ワークを前記回転軸回りに回転可能なワーク回転手段と、
前記ワークに対して前記加工工具を前記回転軸に交差する方向に相対的に移動可能な径側移動手段と、
前記ワークに対して前記加工工具を前記回転軸に平行な方向に相対的に移動可能なリード側移動手段と、を備えた工作機械であって、
前記ネジ溝検出装置を用いて、前記ワークにおける前記ネジ溝の位置を検出し、前記ワークを前記回転軸回りに回転させて回転角度に対する前記接触子の前記リード方向への移動量から前記ネジ溝のピッチを検出し、
前記径側移動手段と前記リード側移動手段を用いて、検出したネジ溝の位置に前記加工工具を位置決めし、
前記ワーク回転手段を用いて前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに、検出した前記ピッチに基づいて前記リード側移動手段を用いて前記加工工具を前記回転軸に平行な方向に相対移動させて前記ネジ溝を研削する、
工作機械。
【請求項１７】
請求項１４に記載のネジ溝検出装置を用いたネジ溝検出方法であって、
前記接触子をネジ溝に入れて前記ネジ溝の前記リード方向の位置を検出する際、前記接触子の前記リード方向の位置が前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段との中央近傍となるように、前記ワークを回転させ、あるいは前記ネジ溝検出装置を前記ワークに対して相対的に前記リード方向に移動させて、前記ネジ溝の前記リード方向の位置を検出する、
ネジ溝検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの少なくとも一部の円筒面に形成されているネジ溝の位置をより正確に検出することができる、ネジ溝検出装置、ネジ溝検出方法、及び当該ネジ溝検出装置を備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、円筒状のワークの少なくとも一部の円筒面にネジ溝を形成する場合、まず、ワーリング等の粗加工を行ってネジ溝の概略形状を形成した後、粗加工したネジ溝を仕上げ研削している。従って、仕上げ研削を行う場合、砥石（加工工具）の位置を、ネジ溝位置の正面に割り出す必要があり、ネジ溝の位置を正確に測定する必要がある。
そこで、特許文献１に記載された従来技術では、ボールネジ軸のネジ溝位置を検出するために非接触型センサを用い、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、非接触型センサ１２０をワークＷの外形面ＷＳに近接させている。そして、ワークＷを回転させて、ネジ溝ＷＮの中心を挟んだ両肩部を検出し、ワークＷのＹ軸方向におけるネジ溝中心、及びワークＷのＺ軸方向におけるネジ溝中心を割り出す、ボールネジ軸の溝位置合わせ装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２６９８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された従来技術では、ネジ溝の検出装置に大がかりな昇降装置が必要であり、工作機械に搭載することが困難である。
また、非接触型センサ１２０を用いているが、非接触型センサは近接したことを精度よく検出できるが、ネジ溝はセンサに近接するのでなく離間する方向である（近接するのはネジ山である）ので、ネジ溝の位置を直接検出することができない。そこで、センサに近接するネジ溝の両肩部（ネジ山）を検出し、検出した両肩部の中心を、ネジ溝の中心とみなしている。このため、測定値のばらつきや、比較的大きな誤差が発生する場合がある。
また、リード幅が狭い場合、肩部の測定が困難であり、肩部が山形状となるネジの場合、測定できない可能性がある。
ネジ溝位置を正確に検出できずに、当該ネジ溝位置に砥石を当てて研削した場合、ネジ溝の左右の取代が異なることで過大な研削熱が発生して硬度低下を招いたり、更には研削割れが発生したりする場合もある。
また、ネジ溝の両肩部を検出する際、非常に低速でワーク（またはセンサ）を移動させるため、肩部から離れた位置から検出を開始すると、検出完了までに長い時間を要す。また、精度を出すためには何回もセンサを往復させて測定する必要があるため、非常に時間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、小型で工作機械への搭載が容易であり、ネジ溝の中心位置を直接的に検出することで、より高精度に、且つより短時間にネジ溝の中心位置を測定することができるネジ溝検出装置、ネジ溝検出方法、及び当該ネジ溝検出装置を備えた工作機械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】
【０００４】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１に記載のネジ溝検出装置は、所定の回転軸回りに回転可能に保持したワークの少なくとも一部の円筒面に形成されたネジ溝の位置を検出するネジ溝検出装置であって、前記ネジ溝に接触させる接触子と、前記接触子が前記回転軸に平行なリード方向に往復移動可能となるように保持するフローティング手段と、前記回転軸に交差する方向に前記接触子を付勢する付勢手段と、前記接触子における前記リード方向の位置を検出可能なリード側位置検出手段と、前記接触子における前記径方向の位置を検出可能な径側位置検出手段と、を備えている。
そして、前記接触子を前記回転軸に交差するように前記ワークに押し付け、前記径側位置検出手段を用いて前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出し、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する。
【０００５】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項２に記載のネジ溝検出装置は、請求項１に記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子と前記フローティング手段と前記付勢手段とを備えて前記接触子を前記ワークの方向に向けて保持するとともに、前記リード側位置検出手段と前記径側位置検出手段とを備えた保持手段と、前記保持手段を前記回転軸に交差する方向に移動可能な検出体移動手段と、制御手段と、を備えている。
そして、前記制御手段は、前記検出体移動手段を用いて前記保持手段を前記ワークに向かって前進させ、前記径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出し、前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する。
【０００６】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項３に記載のネジ溝検出装置は、請求項２に記載のネジ溝検出装置であって、更に、前記接触子を前記ワークに接触させた際の前記保持手段のリード方向へのずれ量を検出可能な検出体ずれ量検出手段を任意の固定部に備え、前記検出体ずれ量検出手段からの検出信号に基づいて、検出したネジ溝の位置を補正する。
【０００７】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項４に記載のネジ溝検出装置は、請求項２に記載のネジ溝検出装置であって、前記リード側位置検出手段を、前記保持手段に備える代わりに、任意の固定部に備えている。
【０００８】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項５に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子を前記ワークに接触させた後、前記径側位置検出手段からの検出信号に基づいて前記接触子がネジ溝に入っていないと検出された場合、少なくとも前記接触子が前記ネジ溝に入ったと検出されるまで、前記ワークを前記回転軸回りに回転させる。
【０００９】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項６に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜５のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子が前記ネジ溝に入ったことを検出した後、前記接触子における前記リード方向の仮の位置を求め、求めた仮の位置に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置が、予め設定した所定位置とほぼ一致するように、前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、再度、前記接触子における前記リード方向の位置を、前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出し、前記ネジ溝の位置を検出する。
【００１０】
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項７に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子における前記リード方向の位置を前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出する前に、前記ワークを予め設定した所定方向に所定角度だけ前記回転軸回りに回転させる。
【００１１】
また、本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項８に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子における前記リード方向の位置を前記リード側位置検出手段からの検出信号に基づいて検出する前に、前記ワークを前記回転軸回りに往復回転させ、更に前記ワークを予め設定した所定方向に所定角度だけ前記回転軸回りに回転させる。
また、本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項９に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜５のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記フローティング手段は、前記接触子が前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない場合における前記リード方向の位置である中立位置からのずれ量に応じて前記中立位置へと戻すための復元力を与える弾性手段であり、前記制御手段には、前記中立位置から前記リード方向の一方に第１所定距離だけ離れた理想第１中継位置が記憶されている。
前記制御手段は、前記接触子が前記ネジ溝に入ったと検出した後、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子の前記リード方向における現在の位置である落とし込み位置を求め、前記落とし込み位置から前記理想第１中継位置までの前記リード方向の距離である第１移動距離及び移動方向を求め、求めた落とし込み位置と第１移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記理想第１中継位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記理想第１中継位置の近傍まで移動させる。
そして制御手段は、前記リード側位置検出手段を用いて前記理想第１中継位置の近傍まで移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実第１中継位置を求め、前記実第１中継位置から前記中立位置までの前記リード方向の距離である第２移動距離及び移動方向を求め、求めた実第１中継位置と第２移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記中立位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記中立位置の近傍まで移動させ、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出する。
また、本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１０に記載のネジ溝検出装置は、請求項９に記載のネジ溝検出装置であって、前記制御手段には、更に、前記リード方向において前記理想第１中継位置と前記中立位置との間に１個以上の理想中継位置が記憶されている。
前記制御手段は、前記リード側位置検出手段を用いて前記理想第１中継位置の近傍まで移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実第１中継位置を求めた後、前記実第１中継位置から前記中立位置に向かって隣の理想中継位置までの前記リード方向の距離である第３移動距離及び移動方向を求め、求めた実第１中継位置と第３移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記隣の理想中継位置に移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記隣の理想中継位置の近傍まで移動させる。
そして制御手段は、前記リード方向位置検出手段を用いて、移動させた前記接触子の前記リード方向の位置である実中継位置を求めた後、前記実中継位置から更に前記中立位置に向かって隣の理想中継位置または隣の前記中立位置までの前記リード方向の距離である移動距離及び移動方向を求め、求めた前記実中継位置と前記移動距離及び移動方向と前記ネジ溝のピッチとに基づいて前記接触子を前記隣の理想中継位置または隣の前記中立位置まで移動させるための前記ワークの回転方向及び前記ワークの回転角度を求め、求めた回転方向に求めた回転角度だけ前記ワークを回転させて、前記接触子を前記隣の理想中継位置または隣の前記中立位置の近傍まで移動させる処理を、前記中立位置の近傍に移動させるまで繰り返した後、前記リード側位置検出手段を用いて前記接触子における前記リード方向の位置を検出する。
また、本発明の第１１発明は、請求項１１に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１１に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記フローティング手段は、前記接触子が前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない場合における前記リード方向の位置である中立位置からのずれ量に応じて前記中立位置へと戻すための復元力を与える弾性手段であり、更に、前記接触子を振動させることが可能な振動手段を備える。
そして前記制御手段は、前記ネジ溝の位置を検出する前に前記振動手段を用いて前記接触子を振動させ、前記振動を停止させた後に前記ネジ溝の位置を検出する。
また、本発明の第１２発明は、請求項１２に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１２に記載のネジ溝検出装置は、請求項１１に記載のネジ溝検出装置であって、前記振動手段は、伸縮を繰り返して前記接触子を振動させることが可能な圧電素子であり、前記リード方向に伸縮するように配置されている。
【００１２】
また、本発明の第１３発明は、請求項１３に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１３に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記リード側位置検出手段は、第１リード側位置検出手段と第２リード側位置検出手段の２つで構成されており、前記第１リード側位置検出手段は、前記接触子に対して前記リード方向における一方の側に設けられ、前記第２リード側位置検出手段は、前記接触子に対して前記リード方向における他方の側に設けられ、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段との間に前記接触子が配置されている。
そして、前記第１リード側位置検出手段からの検出信号と、前記第２リード側位置検出手段からの検出信号との比に基づいて、前記接触子における前記リード方向の位置を検出して、前記ネジ溝の位置を検出する。
また、本発明の第１４発明は、請求項１４に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１４に記載のネジ溝検出装置は、請求項１３に記載のネジ溝検出装置であって、前記フローティング手段は、前記リード方向に沿う押付け力または引張り力を発生させる弾性手段によって、前記ワークまたは前記ネジ溝に接触していない状態の前記接触子における前記リード方向の位置を中立位置に保持しており、前記接触子における前記中立位置からの前記リード方向の距離に応じて、前記接触子を前記中立位置に戻すための押付け力または引張り力を発生させる。
そして、前記中立位置の前記接触子における前記リード方向の位置が、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段の中央の位置よりも第２所定距離だけずれた位置となるように、前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段とが配置されている。
【００１３】
また、本発明の第１５発明は、請求項１５に記載されたとおりのネジ溝検出装置である。
請求項１５に記載のネジ溝検出装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載のネジ溝検出装置であって、前記接触子の先端には、前記ネジ溝の幅に収まる径の球状部材が固定されている。
【００１４】
また、本発明の第１６発明は、請求項１６に記載されたとおりの工作機械である。
請求項１６に記載の工作機械は、請求項１〜１５のいずれかに記載のネジ溝検出装置と、加工工具と、前記ワークを前記回転軸回りに回転可能なワーク回転手段と、前記ワークに対して前記加工工具を前記回転軸に交差する方向に相対的に移動可能な径側移動手段と、前記ワークに対して前記加工工具を前記回転軸に平行な方向に相対的に移動可能なリード側移動手段と、を備えた工作機械である。
そして、前記ネジ溝検出装置を用いて、前記ワークにおける前記ネジ溝の位置を検出し、前記ワークを前記回転軸回りに回転させて回転角度に対する前記接触子の前記リード方向への移動量から前記ネジ溝のピッチを検出し、前記径側移動手段と前記リード側移動手段を用いて、検出したネジ溝の位置に前記加工工具を位置決めし、前記ワーク回転手段を用いて前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに、検出した前記ピッチに基づいて前記リード側移動手段を用いて前記加工工具を前記回転軸に平行な方向に相対移動させて前記ネジ溝を研削する。
また、本発明の第１７発明は、請求項１７に記載されたとおりのネジ溝検出方法である。
請求項１７に記載のネジ溝検出方法は、請求項１４に記載のネジ溝検出装置を用いたネジ溝検出方法である。
前記接触子をネジ溝に入れて前記ネジ溝の前記リード方向の位置を検出する際、前記接触子の前記リード方向の位置が前記第１リード側位置検出手段と前記第２リード側位置検出手段との中央近傍となるように、前記ワークを回転させ、あるいは前記ネジ溝検出装置を前記ワークに対して相対的に前記リード方向に移動させて、前記ネジ溝の前記リード方向の位置を検出する、ネジ溝検出方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載のネジ溝検出装置を用いれば、ネジ溝の検出用として、ネジ溝に直接接触させる接触子を用いることで、より高精度にネジ溝の中心位置を求めることができる。
また、実際のネジ溝に対するリード方向の位置は、リード方向に往復移動可能なフローティング手段、及びリード側位置検出手段を用いることで適切に検出することができる。また、接触子がネジ溝に入ったか否かは、径側位置検出手段を用いることで適切に検出することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載のネジ溝検出装置によれば、更に、保持手段と、検出体移動手段と、制御手段と、を備えることで、ネジ溝検出装置を適切に構成できる。また、ネジ溝に直接接触させる接触子を用いることで、より高精度にネジ溝の中心位置を求めることができる。また、特に大がかりな装置を必要とせず、ネジ溝検出装置をコンパクトに構成することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載のネジ溝検出装置によれば、保持手段がリード方向へずれても、検出体ずれ量検出手段によって、ずれ量を検出してネジ溝の位置を補正するので、より高精度にネジ溝の中心位置を求めることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載のネジ溝検出装置によれば、保持手段がリード方向へずれても、ずれ量も含めてリード側位置検出手段で検出できる。このため、検出体ずれ量検出手段を追加することなく、より高精度にネジ溝の中心位置を求めることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載のネジ溝検出装置によれば、たとえ最初にワークに接触させた位置がネジ溝でなくても、当該位置に接触子を維持した状態でワークを回転させれば、１回転以内でネジ溝に接触子を入れることができ、短時間にネジ溝位置を検出することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載のネジ溝検出装置によれば、リード側位置検出手段にて最も精度良く検出できる位置を所定位置に設定することで、比較的簡単、且つ短時間でできる操作で、検出誤差をより小さくすることができるので便利である。
【００２１】
また、請求項７に記載のネジ溝検出装置によれば、リード側位置検出手段にてリード側の位置を検出する前に、ワークを所定方向に所定角度だけ回転させることで、接触子におけるバックラッシュの影響を小さくして、ネジ溝位置の検出誤差をより小さくすることができる。
例えば、実際には同じネジ溝の位置であっても、接触子が右方向のリード方向に移動した結果で到達した場合と、接触子が左方向のリード方向に移動した結果で到達した場合とでは、いわゆるバックラッシュの影響により、測定結果が異なる場合があるが、このバックラッシュの影響を小さくすることができる。
【００２２】
また、請求項８に記載のネジ溝検出装置によれば、リード側位置検出手段にてリード側の位置を検出する前に、まずワークを往復回転させて接触子をネジ溝になじませ、更にワークを所定方向に所定角度だけ回転させてバックラッシュの影響を小さくする。これにより、比較的簡単、且つ短時間でできる操作にて、ネジ溝位置の検出誤差を更に小さくすることができる。
また、請求項９に記載のネジ溝検出装置では、ワークを回転させて接触子をネジ溝に入れた後、接触子の中立位置からのずれ量は種々変化する。そして中立位置からのずれ量に応じて、フローティング手段からの復元力（接触子を中立位置に戻そうとする力）が変化するので、接触子がネジ溝の中心に収まっていない場合も考えられる（図１３（Ｂ）参照）。
しかし、接触子をネジ溝に入れた後、接触子の位置が中立位置からどれだけ離れた位置にあっても、理想第１中継位置を経由させて中立位置（フローティング手段の復元力がほぼゼロとなる位置）の近傍まで移動させることで、接触子を適切にネジ溝の中心位置に収めることができるので、ネジ溝位置の検出誤差を更に小さくすることができる。
また、請求項１０に記載のネジ溝検出装置では、中立位置の近傍まで移動させる際の中継位置を増やして、中立位置により近い位置に理想中継位置を設定することができるので、更にネジ溝位置の検出誤差を小さくすることができる。
また、請求項１１に記載のネジ溝検出装置では、ネジ溝の位置を検出する前に接触子を振動させることで、接触子を適切にネジ溝の中心位置に収めることができるので、ネジ溝位置の検出誤差を更に小さくすることができる。
また、請求項１２に記載のネジ溝検出装置では、図１３（Ｂ）に示すようにネジ溝壁面ＮＭの途中で止まっている接触子を適切な方向に振動させることができるので、より適切に接触子をネジ溝の中心位置に収めることができる。
【００２３】
また、請求項１３に記載のネジ溝検出装置では、１個のリード側位置検出手段による検出値を絶対値としてリード側の位置を求めた場合では温度ドリフト等、検出手段の誤差の影響が大きいところを、２個のリード側位置検出手段を用いて、各検出信号の比でリード側の位置を求める。この場合、２個の検出手段の誤差を相殺（キャンセル）することができるので、ネジ溝位置の誤差を非常に小さくすることができる。
また、請求項１４に記載のネジ溝検出装置によれば、ネジ溝のリード方向の位置を、更に小さな誤差で検出できるネジ溝検出装置を実現することができる。
【００２４】
また、請求項１５に記載のネジ溝検出装置によれば、接触子の先端が球状形状であることで、ネジ溝に押し付けた場合に、ネジ溝の中心へと案内されるので、より適切にネジ溝位置を検出することができる。
【００２５】
また、請求項１６に記載の工作機械によれば、接触子をネジ溝に入れてネジ溝の中心位置を直接的に検出することで、より高精度に、且つより短時間にネジ溝の中心位置を測定することができるネジ溝検出装置を備え、より高精度に、且つより短時間にネジ溝を研削することができる工作機械を実現することができる。
また、請求項１７に記載のネジ溝検出方法によれば、請求項１４に記載のネジ溝検出装置を用いて、ネジ溝のリード方向の位置を、更に小さな誤差で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、本発明のネジ溝検出装置８０を備えた工作機械１の一実施の形態の概略外観図（平面図）を示しており、図１（Ｂ）は当該工作機械１（この場合、ネジ研削盤）の概略外観図（側面図）の例を示している。なお、図１（Ｂ）では、ワークＷと接触子８３と砥石２２の位置関係を説明するために、主軸装置３０Ｒ、３０Ｌ等を省略している。
また、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを用いてワークＷを支持する様子を示している。
なお、全ての図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交しており、Ｙ軸は鉛直上方を示しており、Ｚ軸はワークＷの回転軸ＣＷと平行な水平方向を示しており、Ｘ軸はＺ軸に直交する水平方向を示している。
【００２７】
●［工作機械１の構成（図１、図２）］
図１（Ａ）、及び図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、工作機械１には、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ（一対の工作物支持手段）が対向配置されており、主軸装置３０ＬはリニアガイドＧＬに沿ってＺ軸方向（工作物回転軸に平行な方向）に移動可能であり、主軸装置３０ＲはリニアガイドＧＲに沿ってＺ軸方向に移動可能である。
制御手段５０（制御装置）は、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ用のＺ軸方向駆動モータ３０ＬＭ、３０ＲＭに駆動信号を出力し、検出手段３０ＬＥ、３０ＲＥ（エンコーダ等）からの検出信号を取り込み、主軸装置３０Ｌ、３０ＲのＺ軸方向における位置及び移動速度等を制御可能である。例えば図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向駆動モータ３０ＬＭ（３０ＲＭ）は、ボールネジＢＬ（ＢＲ）を回転させ、当該ボールネジＢＬ（ＢＲ）にナット等で嵌合されたアームＣＬ（ＣＲ）を移動させ、アームＣＬ（ＣＲ）に接続された主軸装置３０Ｌ（３０Ｒ）を移動させる。
【００２８】
また、工作機械１には、リニアガイドＧＺに沿ってＺ軸方向に移動可能な砥石台１０が載置されている。そして、砥石台１０の上には、リニアガイドＧＸに沿って砥石台１０に対してＸ軸方向に移動可能な砥石テーブル２０が載置されている。また、砥石テーブル２０には、砥石駆動モータ２１及び砥石２２（加工工具に相当）が設けられている。
制御手段５０は、砥石台１０用のＺ軸方向駆動モータ１０Ｍに駆動信号を出力し、検出手段１０Ｅ（エンコーダ等）からの検出信号を取り込み、砥石台１０のＺ軸方向における位置及び移動速度等を制御可能である。また同様に、制御手段５０は、砥石テーブル２０用のＸ軸方向駆動モータ２０Ｍに駆動信号を出力し、検出手段２０Ｅからの検出信号を取り込み、砥石テーブル２０のＸ軸方向における位置及び移動速度等を制御可能であり、砥石駆動モータ２１に駆動信号を出力し、砥石２２の回転を制御可能である。なお、砥石駆動モータ２１に検出手段を設ければ、砥石２２の回転速度を制御可能である。
また、図１（Ａ）に示す工作機械１には、主軸装置３０Ｌに砥石２２を成形するツルーイング装置６０が設けられている。
【００２９】
また、工作機械１には、ワークＷの少なくとも一部の円筒面に形成されたネジ部Ｋのネジ溝に当接させる接触子８３と、接触子８３を保持する保持手段８１と、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに直交する方向に移動可能な検出体移動手段８２とで構成されたネジ溝検出装置８０が、支持体８４上に設けられている（図１（Ｂ）参照）。
なお、図１（Ｂ）に示す例では、ワーク回転軸ＣＷと砥石回転軸ＣＴと接触子８３は同一水平面（ＸＺ平面）上に設定されており、接触子８３は、砥石２２が接触するワークＷの反対側（１８０度回転した側）の位置のネジ溝を検出する。
このため、接触子８３にて検出したネジ溝位置（Ｚ軸方向の位置）を、角度θに基づいて補正したＺ軸方向の位置（例えば、角度θが１８０度の場合、ネジ溝のピッチ（間隔）の１／２（１８０／３６０）を加えた位置）が、砥石２２と対向するネジ溝の位置となる（あるいは、ネジ溝位置を検出後、ワークＷを角度θだけ回転させて検出した面を砥石２２に対向させる）。
なお、「ネジ溝の位置」とは、「ネジ溝の中心の位置」を指す。
【００３０】
また、図１（Ｃ）にワークＷの外観の例を示す。本実施の形態にて説明する工作機械１が対象とするワークＷは、ワークＷの少なくとも一部の円筒面にネジ溝が形成されたワークＷを対象とする。図１（Ｃ）は、上記の対象内容に合致するＥＰＳ（Electric  Power  Steering）のステアリングロッドの外観を示しており、当該ステアリングロッドは、ネジ溝が形成されたネジ部Ｋの他にも、ラック＆ピニオンの構造におけるラック部ＫＲ（円筒面の一部を平面状にして、ピニオンギアが嵌合する溝が形成された形状）が形成されている。
【００３１】
主軸装置３０Ｌ（ワーク回転手段に相等）は、主軸台３１Ｌと、ワーク回転軸回りに回転するスピンドル部３２Ｌと、スピンドル部３２Ｌと一体となって回転するとともに挿入されたワークＷの円筒面を支持可能なチャック爪３４Ｌを備えたチャック部３３Ｌとで構成されている。また、スピンドル部３２Ｌとチャック部３３Ｌは、同軸上に（ワーク回転軸上に）設けられており、ワークＷをＺ軸方向に挿入可能な径を有する穴部が形成されている。制御手段５０は、チャック爪３４Ｌの開閉を制御可能であり、スピンドル部３２Ｌの回転を制御可能である。また、主軸装置３０Ｒ、主軸台３１Ｒ、スピンドル部３２Ｒ、チャック部３３Ｒ、チャック爪３４Ｒについては、上記に説明した主軸装置３０Ｌと同様であるので説明を省略する。
【００３２】
ここで、図１（Ｃ）に示すワークＷの場合、ネジ部Ｋの両端の近傍を支持しようとすると、ラック部ＫＲの部位の支持が必要となる。しかし、ラック部ＫＲの面をチャック爪３４Ｌまたは３４Ｒで支持（把持）するのは適切でない。チャック爪３４Ｌまたは３４Ｒで支持（把持）する場合、ラック部ＫＲの面を回避してワークＷの円筒面を支持することが好ましい。
そこで、図１（Ｃ）に示すように、ワークＷの端面には、ワークＷの回転角度を特定可能な位置決め溝ＷＭが形成されている（例えば、ラック部ＫＲの面と平行な方向に位置決め溝ＷＭが形成されている）。なお、位置決め溝ＷＭは、少なくとも一方の端面に形成されていればよい。
なお、本実施の形態では、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、仮受け台７３、７４上に載置したワークＷにおけるラック部ＫＲの側の端面を主軸装置３０Ｒ側に挿入し、ラック部ＫＲと反対側の端面を主軸装置３０Ｌに挿入している。従って、チャック部３３Ｌで支持するワークＷの部位は、円周上のどの位置を支持しても円筒面であるので、チャック爪３４Ｌが３つ爪のチャック部３３Ｌを用いることが好ましい（図示省略）。また、チャック爪３３Ｒで支持するワークＷの部位は、円周上にラック部ＫＲが有るため、これを回避して円筒部を支持できるように、チャック爪３４Ｒが２つ爪のチャック部３３Ｒを用いることが好ましい（図示省略）。
なお、仮受け台７３、７４に載置されたワークＷをチャック部３３Ｌ、３３Ｒにて保持すると、ワークＷは仮受け台７３、７４から僅かに浮き上がる。
【００３３】
また、位置決め溝ＷＭが形成された端面が挿入されるスピンドル部３２Ｒの穴部には、位置決め溝ＷＭに嵌合してＺ軸方向に移動可能であるとともにスピンドル部３２Ｒと一体となって回転する嵌合部材３５Ｒが設けられている。嵌合部材３５Ｒは、弾性部材（図示省略）にてワークＷの側（位置決め溝ＷＭに嵌合する方向）に付勢されており当該弾性部材は、制御手段５０からの制御信号によってスピンドル部３２Ｒ内においてＺ軸方向に移動可能な調整部材（図示省略）に設けられている。
また、位置決め溝ＷＭが形成されていない端面が挿入されるスピンドル部３２Ｌの穴部には、ワークＷの端面が当接する当接部材３５Ｌと、Ｚ軸方向に移動可能で当接部材３５ＬのＺ軸方向の位置を制御する調整部材（図示省略）が設けられている。
上記の説明では、ワークＷの位置決め溝ＷＭをラック部ＫＲの側の端面のみに形成した例を説明したが、位置決め溝ＷＭをワークＷの両端面に形成してもよい。その場合、スピンドル部３２Ｌ内の当接部材３５Ｌを嵌合部材３５Ｒと同様の部材とすればよい。
【００３４】
●［ネジ溝検出装置８０の構成（図３）］
次に図３を用いて、ネジ溝検出装置８０の構成について説明する。なお、図３は構成を説明するための模式図（平面図）であり、実際のネジ溝検出装置８０の外観を示すものではない。図３のネジ溝検出装置８０の実際の概略側面図は、図４（Ｂ）の例に示す外観から支持補助部材８１Ｃ、８２Ｇを省略した外観であり、検出体移動手段８２は実際には保持ベース８１Ｂの下に配置されている。また、図３のネジ溝検出装置８０の実際の概略斜視図は、図５（Ｂ）の例に示す外観から検出体ずれ量検出手段８４Ｓを省略した外観である。
ネジ溝検出装置８０は、少なくとも測定対象のネジ溝ＷＮに接触させる接触子８３と、接触子８３がワーク回転軸ＣＷに平行なリード方向（Ｚ軸方向）において基準線ＳＴＺから往復移動可能となるように保持されるフローティング手段と、ワーク回転軸ＣＷに直交する径方向に接触子８３を付勢する付勢手段とを備えている。なお、基準線ＳＴＺについては後述する。
【００３５】
ここで、フローティング手段は、接触子８３を保持した保持体８１Ａのリード方向の移動を案内する２本のガイド８１Ｇと、ガイド８１Ｇのほぼ中央に保持体８１Ａを維持する弾性部材８１ＢＲ、８１ＢＬにて構成されている。これにより、保持体８１Ａ（接触子８３）は、接触子８３が何も接触していない場合における位置から、ガイド８１Ｇに沿って、保持ベース８１Ｂに対してリード方向に往復移動することが可能である。
また、付勢手段は、保持体８１Ａに対して径方向（ワーク回転軸ＣＷに直交する方向であり、この場合はＸ軸方向）に移動可能となるように保持された接触子８３を径方向に付勢する弾性部材８１ＢＢにて構成されている。
また、接触子８３の先端には、ネジ溝ＷＮの幅に収まる径の球状部材が固定されており、ネジ溝ＷＮに入った場合、ネジ溝ＷＮの中心に案内される構成を有している。
【００３６】
また、保持手段８１は、上記のフローティング手段と、付勢手段と、更に、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬ（リード側位置検出手段に相当）と、径側センサ８１ＳＢ（径側位置検出手段に相当）とを備えている。
リード側センサは第１リード側センサ８１ＳＲ（第１リード側位置検出手段に相当）と第２リード側センサ８１ＳＬ（第２リード側位置検出手段に相当）との２個で構成されている。第１リード側センサ８１ＳＲは接触子８３に対してリード方向の一方の側（この場合、右側）の保持ベース８１Ｂに固定されており、第２リード側センサ８１ＳＬは接触子８３に対してリード方向の他方の側（この場合、左側）の保持ベース８１Ｂに固定されている。
第１リード側センサ８１ＳＲは、例えば非接触式センサであり、保持体８１Ａまでの距離（この場合、左方向への距離）を検出可能である。
第２リード側センサ８１ＳＬは、例えば非接触式センサであり、保持体８１Ａまでの距離（この場合、右方向への距離）を検出可能である。
【００３７】
本実施の形態では、対向配置した２個のリード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの間に接触子８３（保持体８１Ａ）を配置し、第１リード側センサ８１ＳＲからの検出信号と、第２リード側センサ８１ＳＬからの検出信号との比を用いて、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの間における、どの位置に接触子８３が位置しているかを求める。
例えば、距離が大きくなるにつれて検出信号の出力が大きくなる特性の場合において、第１リード側センサ８１ＳＲから測定対象までの距離がＬ１、検出信号の出力がｍ１、第２リード側センサ８１ＳＬから測定対象までの距離がＬ２、検出信号の出力がｍ２であったとする。この場合、ｍ１：ｍ２＝Ｌ１：Ｌ２の式が成立し、またＬ１＋Ｌ２は所定距離であるので、これらの式を用いて、距離Ｌ１、Ｌ２を求めることができる。この場合、比を用いることで、温度ドリフト等によりｍ１及びｍ２が大きくなる方向に、または小さくなる方向にずれても誤差を相殺できるので、１個のリード側センサを用いた場合よりも、小さな誤差で接触子８３のリード側の位置を検出することができる。
なお、本実施の形態では、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬのリード方向の中間位置に基準点を設け、当該基準点を通るＸ軸に平行な基準線ＳＴＺを設定している。制御手段５０は、この基準点の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を認識しており、当該基準点を通る基準線ＳＴＺから接触子８３までのＺ軸方向の距離を求めて、ネジ溝の位置を求める。
【００３８】
また、径側センサ８１ＳＢは、例えば非接触式のセンサであり、保持体８１Ａの後方に固定され、接触子８３の端面までの距離（図３（Ｂ）の例では、Ｘ軸方向の距離Ｌｘ）を検出可能である。
そして図３の例に示すネジ溝検出装置８０は、更に、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに直交する方向に移動可能な検出体移動手段８２と、制御手段（この場合、制御手段５０（図１（Ａ）参照））とを備えている。
図３に示す例では、検出体移動手段８２はシリンダとピストン８２Ａとで構成されており、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷから最も遠ざかる位置（図３（Ａ）に示す位置）、または保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに最も近接する位置（図３（Ｂ）に示す位置）のいずれかの位置に移動可能である。
制御手段５０は、図３（Ａ）に示す位置と図３（Ｂ）に示す位置における前記基準点の位置を認識しており、更に、接触子８３のＸ軸方向の長さも認識している。従って、径側センサ８１ＳＢから接触子８３の端面までの距離Ｌｘを求めることで、接触子８３の先端部におけるＸ軸方向の位置を認識可能であり、接触子８３の先端のＸ軸方向の位置に基づいて、接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったか否かを判定することが可能である。
以上の構成により、ネジ溝検出装置８０をコンパクトに収めることができ、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、工作機械１への搭載も容易である。
【００３９】
●［ネジ溝検出装置８０のその他の構成（図４〜図６）］
図３の模式図に示すネジ溝検出装置８０に対して、ネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を更に高精度に検出可能なネジ溝検出装置８０の模式図の例を図４〜図６に示す。図３に示すネジ溝検出装置８０は、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに最も近接する位置に移動させて接触子８３をワークＷに接触させた場合、ピストン８２Ａ上のいずれかの位置を支点として保持手段８１がＸＺ平面内で回転等する可能性があり、この場合、回転角度に応じて、検出したネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置に誤差が発生する可能性がある。
【００４０】
そこで、図４に示すように、嵌合して回転を抑制する支持補助部材８２Ｇ、８１Ｃを追加する。支持補助部材８２Ｇは検出体移動手段８２等の任意の固定部材に固定されており、支持補助部材８１Ｃは可動する保持手段８１に固定されている。そして、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに最も近接する位置に移動させた場合に、支持補助部材８２Ｇ、８１Ｃが嵌合され、支持補助部材８１Ｃが支持補助部材８２Ｇに案内される構造を有している。なお、図４（Ａ）に示す例では、支持補助部材８２Ｇにおける可動部材８２Ｆが支持補助部材８１Ｃを挟むように可動し、より強固に固定できる構造を示している。
【００４１】
また、図５に示す例では、支持補助部材８２Ｇ、８１Ｃに加えて、更に、保持手段８１のＺ軸方向へのずれ量を検出する検出体ずれ量検出手段８４Ｓが追加されている。なお、図５（Ｂ）に示す斜視図では、ピストン８２Ａを省略している。
検出体ずれ量検出手段８４Ｓは任意の固定体に固定されており、図５の例では、検出体移動手段８２に固定した支持体８４に固定されている。検出体ずれ量検出手段８４Ｓは、例えば非接触センサであり、制御手段５０は、検出体ずれ量検出手段８４Ｓからの検出信号に基づいて、検出体ずれ量検出手段８４Ｓから保持手段８１までのＺ軸方向の距離を検出し、保持手段８１のＺ軸方向のずれ量を検出することが可能である。そして、制御手段５０は、接触子８３のＺ軸方向の位置を求めた後、検出体ずれ量検出手段８４Ｓから求めたリード方向のずれ量を用いて、ネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を補正する。
この場合、まず接触子８３をネジ溝に接触させる前に検出体ずれ量検出手段８４Ｓからの検出信号に基づいて、検出体ずれ量検出手段８４Ｓから保持ベース８１Ｂまでの距離（距離Ｂ）を求めておく。そして、接触子８３をネジ溝に接触させてリード方向における接触子８３の位置（位置Ａ）を求めた後、検出体ずれ量検出手段８４Ｓからの検出信号に基づいて、検出体ずれ量検出手段８４Ｓから保持ベース８１Ｂまでの距離（距離Ｂ´）を求める。そして、距離Ｂと距離Ｂ´の差分（ずれ量）に基づいて、求めた位置Ａを補正する。
これにより、ネジ溝のＺ軸方向の位置の検出精度を、より向上させることができる。また、支持補助部材８１Ｃ、８２Ｇを高精度化する必要がなくなるので、ネジ溝検出装置８０のコストを抑えることができる。
【００４２】
また、図６に示す例では、図５の保持手段８１から検出体ずれ量検出手段８４Ｓを省略し、更に、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬを、保持ベース８１Ｂに固定する代わりに任意の固定体に固定しており、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬを、検出体移動手段８２に固定した支持体８４に固定している。なお、図６（Ｂ）に示す斜視図では、ピストン８２Ａを省略している。
図６に示す例では、保持手段８１がＺ軸方向にずれても、ずれ量を含めて接触子８３のＺ軸方向の位置を検出できる。
これにより、ネジ溝のＺ軸方向の位置の検出精度を、より向上させることができる。また、支持補助部材８１Ｃ、８２Ｇを高精度化する必要がなくなるので、ネジ溝検出装置８０のコストを抑えることができる。
【００４３】
以上に説明したネジ溝検出装置８０を用いたネジ溝の位置の検出方法における第１の実施の形態〜第４の実施の形態を、以降で説明する。なお、以降の説明では、図３に示すネジ溝検出装置８０を用いた場合で説明を行うが、図４及び図６に示すネジ溝検出装置８０を用いた場合も同様であるので、それらの説明は省略する。また、図５に示すネジ溝検出装置８０を用いた場合は、上記に記載したように求めた接触子８３の位置を補正すればよいので説明を省略する。
また、第１の実施の形態〜第４の実施の形態に示す処理手順の例は、制御手段５０の動作を指示するプログラムに記載されている。
【００４４】
●［第１の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法］
次に、ネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を検出する第１の実施の形態の手順を説明する。
制御手段５０は、図３（Ａ）に示すように保持手段８１をワーク回転軸ＣＷから最も遠ざかる位置から検出体移動手段８２に駆動信号を出力し、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに向けて（ワークＷのネジ溝に向けて）前進させる。
そして、制御手段５０は、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに最も近接する位置に移動させて接触子８３をワークＷに接触させる。ここで、制御手段５０は、接触子８３がネジ溝ＷＮに入った場合において、径側センサ８１ＳＢによって検出されるべき接触子８３の端面までの距離Ｌｘを認識している。そして、制御手段５０は、径側センサ８１ＳＢからの検出信号に基づいて求めた距離が距離Ｌｘ近傍の値である場合（例えば判定閾値をΔｘとした場合、求めた距離が、距離Ｌｘ±Δｘ以内の場合）は、接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったと判定し、距離Ｌｘ近傍の値でなく、距離Ｌｘよりも小さい値（例えば距離Ｌｘ−Δｘより小さい値）である場合、接触子８３がネジ溝ＷＮに入っていないと判定する。
【００４５】
保持手段８１をワーク回転軸ＣＷに近接させて接触子８３をネジ溝ＷＮに接触させた際、接触子８３の先端の移動先にちょうどネジ溝ＷＮがある場合、接触子８３はリード方向に移動しない。しかし、移動先にちょうどネジ溝ＷＮがある場合よりも、ずれている場合の方が多い。図３（Ｂ）の例は、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置が、基準線ＳＴＺに対して−Δｚずれている場合を示している。制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３における基準線ＳＴＺからの距離（−Δｚ）を求めることができる。
制御手段５０は、工作機械１上における保持手段８１の基準点の位置（ワーク回転軸ＣＷに最も近接した図３（Ｂ）の状態における基準点の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標））を認識している。そして制御手段５０は、保持手段８１の工作機械１上のＺ軸方向の位置、保持手段８１に対する基準線ＳＴＺ（基準点）からのＺ軸方向の距離（−Δｚ）等から、接触子８３の先端が接触しているネジ溝ＷＮの工作機械１上におけるＺ軸方向の位置を求めることができる。
【００４６】
●［第２の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法（図７）］
以上に説明した第１の実施の形態では、接触子８３がネジ溝ＷＮに接触するように保持手段８１を近接させた際、接触子８３がネジ溝ＷＮに入ることを想定しているが、接触子８３がネジ溝ＷＮに入らない場合も考えられる。例えば、図１０（Ｂ）に示すようなボールネジのネジ溝では、ネジ溝の幅に対してネジ溝の両肩部の幅のほうが数倍も長く、ネジ溝に入る確率よりも、ネジ溝に入らない確率のほうが高いと考えられる。
そこで、第２の実施の形態では、接触子８３をネジ部Ｋに当接させたがネジ溝ＷＮに入っていないと検出した場合、積極的に接触子８３をネジ溝ＷＮに入れる処理を追加している。以下、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
制御手段５０は、ステップＳ１０にて、検出体移動手段８２に駆動信号を出力し、ワーク回転軸ＣＷに直交する方向に保持手段８１を前進させて、ワークＷのネジ部Ｋに接触子８３を接触させ、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０にて、制御手段５０は、径側センサ８１ＳＢからの検出信号に基づいて、接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったか否かを判定する。接触子８３がネジ溝ＷＮに入った（Ｙｅｓ）と判定した場合はステップＳ４０に進み、ネジ溝ＷＮに入っていない（Ｎｏ）と判定した場合はステップＳ３０に進む。
【００４８】
ステップＳ３０に進んだ場合、制御手段５０は、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒに制御信号を出力し、ワークＷをワーク回転軸ＣＷ回りに回転させて、接触子８３をネジ溝ＷＮに入れに行く。接触子８３がネジ溝ＷＮに入っていない場合、少なくともワークＷを１回転させれば、必ずネジ溝ＷＮが接触子８３の先端に到達し、接触子８３がネジ溝ＷＮに入る。従って、ステップＳ３０にてワークＷを１回転させて、ステップＳ２０にてネジ溝ＷＮに入ったことを確認してステップＳ４０に進む。なお、ワークＷを１回転させずに、ステップＳ２０の判定を行いながらステップＳ３０のワークＷの回転を行い、接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったことを検出した場合に、ワークＷの回転を停止してステップＳ４０に進んでもよい。
第２の実施の形態では、このステップＳ２０とステップＳ３０によって、接触子８３をネジ部Ｋに接触させたときにネジ溝ＷＮに入らない場合であっても、接触子８３を適切にネジ溝ＷＮに入れることができる。
【００４９】
そして、ステップＳ４０にて、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３における基準線ＳＴＺからのＺ軸方向の距離（−Δｚ）を求め、ステップＳ５０に進む。
ステップＳ５０では、求めた距離、または距離から求めたネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を、ネジ溝ＷＮを加工工具で研削する際のパラメータとして入力する。
なお、保持手段８１と検出体移動手段８２とを備えたネジ溝検出装置８０が、図１に示す位置（ワーク回転軸ＣＷを挟んで加工工具と対向する位置）にある場合、ワークＷを１８０度回転させて、求めたネジ溝ＷＮの位置が加工工具の側に向くようにする。
あるいは、ステップＳ５０にてワークＷを更に１回転させて（あるいは所定角度回転させて）、再度、接触子８３における基準線ＳＴＺからのＺ軸方向の距離を求め、ステップＳ４０で求めた距離との差分から、ネジ溝ＷＮのピッチを求め、当該ピッチに基づいて、加工工具の側のネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を補正するようにしてもよい。
そして、ステップＳ６０では、求めたネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置を用いて、加工工具をネジ溝ＷＮの位置に位置決めし、ネジ溝ＷＮを研削加工する。
【００５０】
●［第３の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法（図８）］
以下に説明する第３の実施の形態では、接触子がネジ溝ＷＮに入った後、接触子８３のバックラッシュ等の影響による誤差を抑制する処理が追加されている。例えば、同じ位置のネジ溝に対して、右から近づいた場合と左から近づいた場合とでは、同じ位置であるはずだが、僅かに異なる場合等がある。
第３の実施の形態では、このバックラッシュ等の誤差を低減するために、リード方向の位置の測定の前に、接触子８３を、所定の方向（リード方向における一方の方向）に、所定の距離だけ移動させる。以下、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
ステップＳ１０〜ステップＳ３０は、図７に示す第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったと判定した後、ステップＳ３６では、制御手段５０は、接触子８３をネジ溝ＷＮになじませるため、ワークＷを微小回転角度で往復回転する。なお、往復回転の回転角度と往復回数は任意である。
そして、ステップＳ３７では、制御手段５０は、バックラッシュ等の誤差の発生を抑制するために、ワークＷを所定方向に所定角度だけ回転させる。例えば、図３（Ｂ）において接触子８３が右方向に移動する方向に、ワークＷを１８０度回転させる。
以下、ステップＳ４０〜ステップＳ６０の処理は、第２の実施の形態の説明と同様であるので説明を省略する。
なお、ステップＳ３６の往復回転は省略してもよい。
【００５２】
●［第４の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法（図９）］
以下に説明する第４の実施の形態では、接触子８３のリード方向の位置を最も小さな誤差で検出できる位置となるように、接触子８３がネジ溝ＷＮに入った後、ワークＷを回転させて、リード方向の位置の誤差が最も小さな誤差となる位置に接触子８３を移動させる。なお、接触子８３のリード方向の位置を最も小さな誤差で検出できる位置は、リード側センサの特性に基づいて、適切な位置（所定位置）を設定すればよく、本実施の形態の説明では、基準線ＳＴＺの位置を「最も小さな誤差となる位置」として説明する。
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、接触子８３をリード方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能となるようなフローティング機構を備え、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの検出信号の比でＺ軸方向の位置を求めており、例えば、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの中間点である基準点の位置が、最も小さな誤差となる位置であるものとして所定位置に設定し、以下、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この所定位置をリード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの校正点としてもよい。
【００５３】
ステップＳ１０〜ステップＳ３０は、図７に示す第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったと判定した後、ステップＳ３２では、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、その時点での接触子８３における基準線ＳＴＺからの仮の距離を求め、ステップＳ３３に進む。
ステップＳ３３では、制御手段５０は、接触子８３における基準線ＳＴＺからの距離が、ほぼゼロとなるようにワークＷを回転させて、接触子８３のＺ軸方向の位置を、ほぼ基準線ＳＴＺの位置に戻し、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６〜ステップＳ６０の処理は、第３の実施の形態の説明と同様であるので説明を省略する。
なお、ステップＳ３７では、接触子８３をリード方向におけるいずれかの方向に少し移動させるため、このステップＳ３７による移動量を考慮に入れて、ステップＳ３３における接触子８３の移動先を補正すると、より好ましい。（ステップＳ３７で接触子８３を少し移動させるが、この移動の結果、ほぼ基準線ＳＴＺの位置となるようにすることが、より好ましい。）また、ステップＳ３７にて、所定方向と逆方向に所定角度回転させた後、所定方向に所定角度回転させてもよい。
なお、特に高い精度が要求されない場合は、ステップＳ３６とステップＳ３７の処理を省略してもよい。
【００５４】
以上、本実施の形態にて説明したネジ溝検出装置８０は、ネジ溝ＷＮの中心の位置を接触子８３を接触させることで直接的に検出するので、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置の測定精度が高い。また、ネジ溝と肩部の境界を何往復もしていた従来の検出方法と比較して、非常に短時間にネジ溝の中心の位置を測定可能である。更に、ネジ溝検出装置８０はコンパクトに構成することができるので、工作機械１に搭載することが容易である。
なお、本実施の形態の説明では、検出体移動手段８２を用いて、接触子８３をワークＷに接触あるいは離間させたが、検出体移動手段８２を省略して、接触子８３をワークＷに接触させた状態を保持するようにしてもよいし、作業者の操作で接触子８３を接触または離間するように構成してもよい。
【００５５】
以上に説明したネジ溝検出装置８０を用いて、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を測定し、更に、主軸装置３０Ｒ、３０Ｌ（ワーク回転手段に相当）にてワークＷを所定角度だけ回転させて、ネジ溝検出装置８０にて当該所定角度の回転における接触子８３のリード方向の移動距離を測定してネジ溝ＷＮのピッチを求める。
更に、測定したネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置に、砥石２２（加工工具）を位置決めするようにＺ軸方向駆動モータ１０Ｍ（リード側移動手段に相当）を制御し、砥石２２がネジ溝ＷＮに入るようにＸ軸方向駆動モータ２０Ｍ（径側移動手段に相当）を制御する。
そして、主軸装置３０Ｒ、３０Ｌを用いてワークＷを回転させるとともに、測定したピッチに基づいて、Ｚ軸方向駆動モータ１０Ｍを用いて砥石２２をリード方向に移動させて、ネジ溝ＷＮを仕上げ研削する。
また、ネジ溝検出装置８０は、ネジ溝ＷＮの位置の測定後、砥石２２を用いてネジ溝を研削する際は、元の位置（ワーク回転軸ＣＷから（最も）遠ざかる位置）に戻し、ワークＷから離間させておく。
なお、本実施の形態の説明では、ワークＷに対して砥石２２をＸ軸方向に移動させたが、砥石２２に対してワークＷをＸ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、砥石２２はワークＷに対して相対的にＸ軸方向に移動するものである。
同様に、Ｚ軸方向については、ワークＷに対して砥石２２をＺ軸方向に移動させたが、砥石２２に対してワークＷをＺ軸方向に移動させる構成にすることもできる。従って、砥石２２はワークＷに対して相対的にＺ軸方向に移動するものである。
【００５６】
●［第５の実施の形態におけるネジ溝検出装置の構成とネジ溝検出方法（図１２）］
以下に説明する第５の実施の形態では、図３（Ａ）及び（Ｂ）〜図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すネジ溝検出装置８０において、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの位置をリード方向にオフセットさせている（図１２（Ａ）の例では、左側に距離Ｚｏｆだけずらしている）。なお、図１２（Ａ）は、図３（Ａ）に示すネジ溝検出装置８０からの変更個所の説明に必要な部分を抜き出したものであり、検出体移動手段８２等の記載を省略している。
【００５７】
フローティング手段は、リード方向（この場合、Ｚ軸方向）に沿う押付け力または引張り力を発生させる弾性手段（この場合、弾性部材８１ＢＲ、８１ＢＬ）によって、ワークＷまたはネジ溝ＷＮに接触していない状態の接触子８３のリード方向の位置を中立位置（この場合、基準線ＳＴＺの位置）に保持している。また、フローティング手段は、接触子８３の中立位置からのリード方向の距離に応じて、接触子８３を中立位置に戻すための押付け力または引張り力を発生させる。
図１２（Ｂ）は、接触子８３におけるリード方向の可動範囲において、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を任意の位置に固定し、接触子８３を用いて当該ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を複数回検出した場合の誤差ＥｒＫ（繰り返し誤差）の大きさを実測して求めた繰り返し誤差特性を示している。この繰り返し誤差特性（いわゆるバラツキ）の結果より、可動範囲の両端近傍では弾性手段による接触子８３に加えられる力が大きいために誤差が大きくなり、中立位置の近傍では弾性手段による接触子８３に加えられる力が小さいために不安定となり、誤差が大きくなっていると推定される。両端近傍及び中立位置近傍を除いた範囲（図１２（Ｂ）における範囲Ｚα１、Ｚα２）では、接触子８３に適度な力が加えられて安定した検出結果を得られており、誤差閾値ΔＥｒＫ以下に抑えることができることを確認できた。
【００５８】
また、図１２（Ｃ）は、接触子８３におけるリード方向の可動範囲において、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬによる、接触子８３のリード方向の位置に対するセンサ誤差特性を示している。本実施の形態では、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬには渦電流センサを用いており、リード方向における各センサ間の中心であるセンサ中心位置ＳＴＬＲに接触子８３が有る場合に最も誤差が小さくなり、接触子８３がセンサ中心位置ＳＴＬＲから遠ざかるに従って誤差が大きくなる。センサ中心位置ＳＴＬＲの近傍の範囲（図１２（Ｃ）における範囲Ｚβ）では、誤差閾値ΔＥｒＳ以下に抑えることができることを確認した。
【００５９】
従って、繰り返し誤差特性が誤差閾値ΔＥｒＫ以下である範囲、且つセンサ誤差特性が誤差閾値ΔＥｒＳ以下である範囲、となるリード方向の位置であれば、高精度にリード方向の位置を検出できることになる。そこで、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの配置位置を、リード方向に所定距離だけずらして配置する。図１２の例では、図１２（Ｂ）の繰り返し誤差特性の範囲Ｚα１のほぼ中央にセンサ中心位置ＳＴＬＲが位置するように、距離Ｚｏｆだけずらしている。
【００６０】
そして、接触子８３をネジ溝ＷＮに入れて、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を検出する際、接触子８３のリード方向の位置が、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの中央近傍（つまり、センサ中心位置ＳＴＬＲの近傍）となるように、ワークＷを回転させて（あるいはネジ溝検出装置８０をワークＷに対して相対的にリード方向に移動させて）、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を検出する。つまり、接触子８３のリード方向の位置が第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの中央近傍の位置であり、且つ接触子８３に対してフローティング手段から接触子８３を中立位置（基準線ＳＴＺの位置）に戻す押付け力または引張り力による荷重がかかっている状態にして、ネジ溝ＷＮのリード方向の位置を検出する。
この状態では、接触子８３のリード方向の位置は、第１リード側センサ８１ＳＲと第２リード側センサ８１ＳＬの中央近傍であるので、センサ誤差特性（図１２（Ｃ）参照）の誤差は充分小さい。また、繰り返し誤差特性（図１２（Ｂ）参照）の誤差も充分小さいので、非常に高精度にネジ溝ＷＮのリード方向の位置を検出することができる。
【００６１】
●［第６の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法（図１３〜図１５）］
以下に説明する第６の実施の形態では、図９を用いて説明した第４の実施の形態に対して、接触子８３をネジ溝ＷＮに入れた後の検出方法が異なる。図９に示す第４の実施の形体のフローチャートのステップＳ３２〜ステップＳ３７の処理が、図１４に示す第６の実施の形体では、ステップＳ３８Ａ〜ステップＳ３８Ｆに変更されている。この変更点を説明する前に、まず図１３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、接触子８３のリード方向の位置が中立位置（基準線ＳＴＺの位置）から離れるにつれてネジ溝ＷＮの中心に収まらずに誤差が発生する様子を説明する。なお図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、説明を容易にするために、接触子８３と、接触子８３に押し付け力や復元力を与える弾性部材（８１ＢＲ、８１ＢＬ、８１ＢＢ）と、ネジ溝ＷＮ等を記載しており、他の部材の記載を省略している。
【００６２】
図１３（Ａ）は、中立位置（接触子８３がワークＷにもネジ溝ＷＮにも接触していない場合のリード方向の位置であり、この場合、基準線ＳＴＺの位置）にいる接触子８３の正面にネジ溝ＷＮの中心が位置していた場合に、接触子８３をネジ溝ＷＮに押し付けた状態を示している。
この場合は中立位置であることより、弾性部材８１ＢＬ、８１ＢＲから接触子８３に与えるリード方向の復元力がほぼゼロであるので、弾性部材８１ＢＢの押し付け力によって接触子８３はネジ溝ＷＮの中心に収まる。
中立位置にある接触子８３をワークＷに押し付けてワークＷを回転させると、ネジ溝ＷＮのネジ面ＮＭに接触子８３が接し始めると接触子８３はネジ溝ＷＮに入る。しかし、そのままワークＷの回転を継続すると、ネジ溝ＷＮに入った接触子８３は、ネジ溝ＷＮに案内されてリード方向に移動していく。
例えば図１３（Ｂ）（細線、点線、一点鎖線、太線）の中の細線の状態では、ネジ溝ＷＮの中心が中立位置（基準線ＳＴＺの位置）からリード方向（この場合、左方向）に距離ΔＬだけずれた位置の状態を示している。
【００６３】
接触子８３がリード方向において中立位置から離れていくと、フローティング手段である弾性部材８１ＢＬ、８１ＢＲにて、接触子８３を中立位置に戻そうとする復元力Ｆｂが働く。更に、この復元力Ｆｂは、中立位置から接触子８３までの距離が大きくなるにつれて大きくなる。
また、接触子８３は、弾性部材８１ＢＢからの押し付け力Ｆａにてワーク回転軸ＣＷの方向に押し付けられている。
【００６４】
ここで、図１３（Ｂ）の点線円の中に、接触子８３とネジ面ＮＭ、及び接触子８３とネジ面ＮＭとが当接する接点ＴＰにおける復元力Ｆｂ、押し付け力Ｆａ、及び接点ＴＰに働く摩擦力Ｆｍの状態を示す。
押し付け力Ｆａを、ネジ面ＮＭに平行な成分の力Ｆａ１とネジ面ＮＭに直交する成分の力Ｆａ２に分解し、復元力Ｆｂを、ネジ面ＮＭに平行な成分の力Ｆｂ１とネジ面ＮＭに直交する成分の力Ｆｂ２に分解する。また、接触子８３は、ネジ面ＮＭから力Ｆａ２＋力Ｆｂ２と同じ大きさで反対方向の抗力Ｆｋを受ける。また接点ＴＰにはネジ面ＮＭに平行な摩擦力Ｆｍが働いている。
これらより、接点ＴＰでは、ネジ面ＮＭに平行な力Ｆａ１と力Ｆｂ１と摩擦力Ｆｍ、及びネジ面ＮＭに直交する力Ｆａ２と力Ｆｂ２と抗力Ｆｋが釣り合い、当該位置で停止している。
この釣り合っている状態から、例えば接触子８３が中立位置に近づくと復元力Ｆｂが小さくなって力Ｆｂ１が小さくなり、力Ｆａ１によって接触子８３はワーク回転軸ＣＷの方向に移動し、当該移動によって押し付け力Ｆａが小さくなり、移動先で各力が釣り合って停止する。
【００６５】
接触子８３がネジ溝ＷＮの奥まで入らずに途中で停止してしまう状態を回避するために、以下の２通りの方法を考える。なお、ネジ溝ＷＮの位置を測定する際は、より高精度に測定するために、複数回測定する。
第１の方法は、接触子８３をネジ溝ＷＮに入れた状態を維持して、接触子８３が中立位置に近づくように移動させる方法である。第１の方法では、接触子８３をネジ溝ＷＮに入れた状態を維持しており、後述する第２の方法と比較して、複数回の測定において最も時間がかかる接触子８３の前進回数が少ないので、測定のサイクルタイムを短くできる点と、押し付け力Ｆａが小さいので、接触子８３の耐久性が向上する点が有利である。しかし、後述する第２の方法に対して、接触子８３を引きずるようにネジ溝ＷＮで案内して移動させるので、上記のようにネジ溝ＷＮの奥まで接触子８３が到達しない場合があり、測定値が不安定になる点が不利である。
これに対して第２の方法は、押し付け力Ｆａを大きくして、ネジ溝ＷＮの途中で接触子８３が停止しないように、より強い押し付け力でネジ溝ＷＮの奥まで接触子８３を到達させる方法である。第２の方法では、第１の方法と比較して、接触子８３を安定してネジ溝８３の奥に到達させることができるので測定値が安定する点で有利である。しかし、複数回の測定において接触子８３の前進・後退の回数が多く、サイクルタイムが長くなる点と、強化した押し付け力にて接触子８３にかかる衝撃が大きくなり、耐久性が低下する点で不利である。
以下に説明する本実施の形態では、上記の第１の方法を採用するとともに、押し付け力Ｆａを強化することなく接触子８３をネジ溝ＷＮの奥まで到達させるようにして安定した測定値を得られるようにするものである。
【００６６】
次に、図１４に示すフローチャートと図１３（Ｂ）を用いて本実施の形態の処理手順と、接触子８３の状態の変化について説明する。なお、図９のフローチャートとの相違点であるステップＳ３８Ａ〜ステップＳ３８Ｆについて説明する。
制御手段５０は、ステップＳ２０にて接触子８３がネジ溝ＷＮに入ったと判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３８Ａに進む。このときの接触子の状態を図１３（Ｂ）の細線の接触子８３（０）で示す。この場合、ネジ溝ＷＮの中心の位置が中立位置（ＳＴＺ）から距離ΔＬだけ離れており、接触子８３（０）がネジ溝ＷＮの奥まで到達せずにネジ面ＮＭの途中で停止している。
【００６７】
ステップＳ３８Ａでは、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３のリード方向の位置を測定し、ステップＳ３８Ｂに進む。以下では、測定したこの位置を「落とし込み位置」と記載する。
ステップＳ３８Ｂでは、落とし込み位置から、予め記憶している理想第１中継位置までのリード方向の距離（第１移動距離に相当）及び移動方向を求め、落とし込み位置にいる接触子８３（０）を理想第１中継位置まで移動させる。ここで理想第１中継位置とは、中立位置（ＳＴＺ）からリード方向の一方（この場合、左側に向かうリード方向）に第１所定距離（例えば３００［μｍ］程度）だけ離れた位置であり、予め設定された位置である。なお、通常、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの検出信号には誤差が含まれているので、理想第１中継位置まで移動する制御を行っても、実際には理想第１中継位置と一致することは稀であり、理想第１中継位置の近傍に移動する。制御手段５０は、落とし込み位置と、第１移動距離及び移動方向と、ネジ溝ＷＮのピッチとに基づいて、接触子８３（０）を理想第１中継位置まで移動させるためのワークＷの回転方向及び回転角度を求めて、求めた回転方向に、求めた回転角度だけワークＷを回転させる。これにより、図１３（Ｂ）の細線で示すネジ面ＮＭ（０）が、点線で示すネジ面ＮＭ（１）に移動し、接触子８３（０）が接触子８３（１）に移動する。なお、接触子８３（０）よりも接触子８３（１）のほうがフローティング手段による復元力が小さいので、接触子８３（１）のほうがネジ溝ＷＮの奥のほうへ移動する。
そしてステップＳ３８Ｃでは、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３（１）のリード方向の位置（実第１中継位置に相当）を測定し、ステップＳ３８Ｄに進む。
【００６８】
ステップＳ３８Ｄでは、理想第１中継位置の近傍まで移動させた接触子８３（１）から、予め記憶している理想第２中継位置までのリード方向の移動距離及び移動方向を求め、理想第１中継位置の近傍にいる接触子８３（１）を理想第２中継位置まで（理想第２中継位置の近傍まで）移動させる。ここで理想第２中継位置とは、リード方向において理想第１中継位置と中立位置（ＳＴＺ）との間の任意の位置であり、予め設定された位置である。制御手段５０は、実第１中継位置と、移動距離及び移動方向と、ネジ溝ＷＮのピッチとに基づいて、接触子８３（１）を理想第２中継位置まで移動させるためのワークＷの回転方向及び回転角度を求めて、求めた回転方向に、求めた回転角度だけワークＷを回転させる。これにより、図１３（Ｂ）の点線で示すネジ面ＮＭ（１）が、一点鎖線で示すネジ面ＮＭ（２）に移動し、接触子８３（１）が接触子８３（２）に移動する。なお、接触子８３（１）よりも接触子８３（２）のほうがフローティング手段による復元力が小さいので、接触子８３（２）のほうがネジ溝ＷＮの奥のほうへ移動する。
そしてステップＳ３８Ｅでは、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３（２）のリード方向の位置（実第２中継位置に相当）を測定し、ステップＳ３８Ｆに進む。
【００６９】
ステップＳ３８Ｆでは、理想第２中継位置の近傍まで移動させた接触子８３（２）から、中立位置（最終目標位置）までのリード方向の移動距離及び移動方向を求め、理想第２中継位置の近傍にいる接触子８３（２）を中立位置（ＳＴＺ）まで（中立位置の近傍まで）移動させる。制御手段５０は、実第２中継位置と、移動距離及び移動方向と、ネジ溝ＷＮのピッチとに基づいて、接触子８３（２）を中立位置（ＳＴＺ）まで移動させるためのワークＷの回転方向及び回転角度を求めて、求めた回転方向に、求めた回転角度だけワークＷを回転させる。これにより、図１３（Ｂ）の一点鎖線で示すネジ面ＮＭ（２）が、太線で示すネジ面ＮＭ（Ｔ）に移動し、接触子８３（２）が接触子８３（Ｔ）に移動する。なお、接触子８３（２）よりも接触子８３（Ｔ）のほうがフローティング手段による復元力が小さいので、接触子８３（Ｔ）のほうがネジ溝ＷＮの更に奥のほうへ移動する。
そしてステップＳ４０では、制御手段５０は、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬからの検出信号に基づいて、接触子８３（Ｔ）のリード方向の位置を測定し、ステップＳ５０に進む。
【００７０】
以上に説明した本実施の形態では、図１５のイメージ図に示すように、接触子８３の落とし込み位置がリード方向において中立位置に対してどのような位置にあっても、一旦、理想第１中継位置まで（理想第１中継位置の近傍まで）移動させ、更に理想第２中継位置まで（理想第２中継位置の近傍まで）移動させ、その後、中立位置まで（中立位置の近傍まで）移動させる。
このように、落とし込み位置が中立位置に対してどのような位置であっても、必ず理想第１中継位置、理想第２中継位置を経由させて、各経由点で実際の位置を確認して次の移動先まで移動することで、リード方向の誤差を徐々に縮小させながら接触子８３を中立位置の近傍まで移動させる。そして中立位置の近傍まで移動させた接触子８３の状態を、安定してネジ溝ＷＮの奥まで到達させることが可能であり、測定値を安定させて測定精度を向上させることができる。
なお、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの検出信号を常時モニタしながら接触子８３を徐々に中立位置まで近づける方法も考えられるが、接触子８３のリード方向の位置を常時求めながら接触子８３を移動させるプログラムは非常に複雑となり、実現が困難である。これに対して本実施の形態では、予め設定した理想第ｎ中継位置に向かって徐々に接触子８３を中立位置に近づけていく方法を採用しており、シンプルなプログラムで実現が容易である。
【００７１】
また、第５の実施の形態の説明では、図１２に示すように中立位置の近傍では繰り返し誤差（バラツキ）がやや大きくなり、接触子８３を中立位置にしてネジ溝ＷＮのリード方向の位置を測定するのは好ましくない、と説明したが、第６の実施の形態では接触子８３を最終的に中立位置の近傍まで移動させているので、矛盾しているように見える。しかし、図１２において繰り返し誤差が大きくなる中立位置の近傍の実際の範囲は狭いものであり、中立位置から１００［μｍ］程度離れると、誤差は充分許容レベルまで低下している。そして第６の実施の形態にて接触子８３を最終的に中立位置の近傍まで移動させた結果は、中立位置から１００［μｍ］程度、離れた位置となることを発明者は確認している。
また、最終的な移動先をあえて中立位置とせずに、実験によって確認した繰り返し性の良い位置（例えば、中立位置から理想第１中継位置の方向に１００［μｍ］ずれた位置等）に設定してもよい。
【００７２】
以上に説明した第６の実施の形態では、中立位置の左側に理想第１中継位置、理想第２中継位置を設定したが、リード方向においてどちらの側に理想第１中継位置、理想第２中継位置を設定してもよい。また、第６の実施の形態の説明では、２個の中継位置（理想第１中継位置、理想第２中継位置）を設定した例で説明したが、中継位置は、１個であってもよいし、３個以上であってもよく、落とし込み位置から最も中立位置から遠い中継位置に移動させた後は、次々と中立位置に向かって隣に位置している中継位置に移動させて、最終的に中立位置の近傍まで移動させればよい。
以上の方法により、発明者はネジ溝ＷＮの位置を±１０［μｍ］の精度で割り出せることを確認した。
【００７３】
●［第７の実施の形態におけるネジ溝の位置の検出方法（図１６）］
以下に説明する第７の実施の形態では、図１３（Ｂ）に示すように接触子８３がネジ溝ＷＮの途中で停止してしまってネジ溝ＷＮの中心に到達していない場合に、接触子８３を強制的に微小振動させ、接触子８３をネジ溝ＷＮの奥まで到達させてネジ溝ＷＮの中心へと移動させる方法である。
従って、上記に説明した第１〜第６の実施の形態のいずれにも組み合わせることができる。
【００７４】
図１６（Ａ）及び（Ｂ）に、接触子８３を振動させる振動手段（この場合、圧電素子ＡＳ）を備えた構成の模式図を示す。なお、図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、接触子８３の周囲の部材を記載しているが、いくつかの部材の記載は省略している。なお、図１６（Ｂ）に示すように、接触子８３は、球状のコンタクト部８３ａと棒状のフィンガー部８３ｂとからなる。
図１６（Ａ）の模式図に示すように、本実施の形態では、圧電素子ＡＳが、接触子８３における棒状のフィンガー部８３ｂに取り付けられている。また、圧電素子ＡＳにおけるフィンガー部８３ｂの反対の側には錘ＷＡが取り付けられている。
そして、圧電素子ＡＳは、ドライブアンプ等の駆動手段ＫＡから例えば正弦波状の電力が供給されると、伸縮を繰り返して振動する。
【００７５】
なお、錘ＷＡは省略してもよいが、圧電素子ＡＳの一方の端面に錘ＷＡを取り付けることで、圧電素子ＡＳの他方の端面の側（すなわち、接触子８３に対向する側）の伸縮長さ（振幅）をより大きくできる。
また、図１３（Ｂ）に示すようにネジ溝ＷＮの途中で停止してしまった接触子８３をネジ溝の底に移動させるには、接触子８３をリード方向に振動させることが、より効果的であるため、圧電素子ＡＳはリード方向に伸縮するように配置することが、より好ましい。
以上に説明した構成の圧電素子ＡＳ（振動手段）を用いて、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの検出信号を用いて接触子８３のリード方向の位置を測定する直前に、圧電素子ＡＳを用いて接触子８３を一旦振動させ、振動を停止した後、リード側センサ８１ＳＲ、８１ＳＬの検出信号を用いてネジ溝ＷＮのリード方向の位置を測定することで、より誤差の少ない測定値を得ることができる。
【００７６】
以上、第７の実施の形態では、接触子８３をより確実にネジ溝ＷＮの奥に入れることができるので、接触子８３のリード方向における中立位置からの距離であるフローティング量とネジ溝ＷＮの位相の線形性が向上する。これにより、割り出しに必要な測定回数を低減することができるので、サイクルタイムをより短縮化することができる。
また、より確実に接触子８３をネジ溝ＷＮの底へと移動させることができるので、測定値の安定性、繰り返し性（バラツキ）をより向上させることができる。
なお、振動手段は圧電素子に限定されるものではなく、小型で振動を発生するものであればよい。
【００７７】
本発明のネジ溝検出装置８０、及び当該ネジ溝検出装置８０を備えた工作機械１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、処理等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、ワークＷの両端部をチャックで保持する構造でなく、一方または両方の端部を心押し台のセンタで支持する構造であってもよいし、加工工具として、砥石２２の代わりにバイト等を用いてもよい。
本実施の形態の説明では、接触子８３がワーク回転軸ＣＷに直交する径方向に摺動する例で説明したが、所定の角度でワーク回転軸ＣＷに交差する方向に摺動するように構成してもよい（接触子を付勢する方向も、ワーク回転軸ＣＷに交差する方向に付勢してもよい）。また、保持手段８１がワーク回転軸ＣＷに直交する方向に往復移動する例を説明したが、所定の角度でワーク回転軸ＣＷに交差する方向に往復移動するように構成してもよい。
また、本実施の形態の説明では、接触子８３が水平面（ＸＺ平面）の方向に移動するように構成した例を示したが、ワーク回転軸ＣＷを含む面内で移動するように構成すれば、水平でなくてもよい。また、接触子８３が水平でない場合、接触子８３とワークＷとの接点、ワーク回転軸ＣＷ上の点、砥石２２とワークＷとの接点、とを結んだ線のなす角度をθ（度）とすると、接触子８３にて求めたネジ溝のＺ軸方向の位置に、求めたネジ溝のピッチ＊θ／３６０を加えた位置（あるいはピッチ＊θ／３６０を減算した位置）に補正することで、砥石２２と対向するネジ溝のＺ軸方向の位置を求めることができる（図１１参照）。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のネジ溝検出装置８０を備えた工作機械１の一実施の形態を説明する図、及びワークＷの例を説明する図である。
【図２】主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを用いてワークＷを支持する様子を説明する図である。
【図３】ネジ溝検出装置８０の構成と動作を説明する図である。
【図４】ネジ溝検出装置８０のその他の構成を説明する図である。
【図５】ネジ溝検出装置８０のその他の構成を説明する図である。
【図６】ネジ溝検出装置８０のその他の構成を説明する図である。
【図７】ネジ溝検出装置８０を用いてリード方向におけるネジ溝ＷＮの中心の位置を測定方法を説明するフローチャート（第２の実施の形態）である。
【図８】ネジ溝検出装置８０を用いてリード方向におけるネジ溝ＷＮの中心の位置を測定方法を説明するフローチャート（第３の実施の形態）である。
【図９】ネジ溝検出装置８０を用いてリード方向におけるネジ溝ＷＮの中心の位置を測定方法を説明するフローチャート（第４の実施の形態）である。
【図１０】ネジ溝ＷＮの中心の位置を測定する従来の方法を説明する図である。
【図１１】接触子８３が水平でない場合の例を説明する図である。
【図１２】第５の実施の形態を説明する図である。
【図１３】第６の実施の形態を説明する図である。
【図１４】第６の実施の形態の処理手順の例のフローチャートである。
【図１５】第６の実施の形態をイメージで表す図である。
【図１６】第７の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１        工作機械
２        基台
１０      砥石台
１０Ｍ    Ｚ軸方向駆動モータ（リード側移動手段）
３０ＬＭ、３０ＲＭ  Ｚ軸方向駆動モータ
１０Ｅ、３０ＬＥ、３０ＲＥ  検出手段
２０      砥石テーブル
２０Ｍ    Ｘ軸方向駆動モータ（径側移動手段）
２０Ｅ    検出手段
２１      砥石駆動モータ
２２      砥石（加工工具）
３０Ｌ、３０Ｒ  主軸装置（ワーク回転手段）
６０      ツルーイング装置
８０      ネジ溝検出装置
８１      保持手段
８１Ａ    保持体（フローティング手段）
８１ＢＲ、８１ＢＬ    弾性部材（フローティング手段）
８１Ｇ    ガイド（フローティング手段）
８１ＳＲ  第１リード側センサ（第１リード側位置検出手段）
８１ＳＬ  第２リード側センサ（第２リード側位置検出手段）
８１ＳＢ  径側センサ（径側位置検出手段）
８１Ｂ    保持ベース
８１ＢＢ  弾性部材（付勢手段）
８２      検出体移動手段
８３      接触子
８４Ｓ    検出体ずれ量検出手段
ＳＴＺ    基準線
ＣＷ      ワーク回転軸
Ｗ        ワーク（工作物）
ＷＮ      ネジ溝
Ｋ        ネジ部
【図１】
2010036332.tif 000003
【図２】
2010036332.tif 000004
【図３】
2010036332.tif 000005
【図４】
2010036332.tif 000006
【図５】
2010036332.tif 000007
【図６】
2010036332.tif 000008
【図７】
2010036332.tif 000009
【図８】
2010036332.tif 000010
【図９】
2010036332.tif 000011
【図１０】
2010036332.tif 000012
【図１１】
2010036332.tif 000013
【図１２】
2010036332.tif 000014
【図１３】
2010036332.tif 000015
【図１４】
2010036332.tif 000016
【図１５】
2010036332.tif 000017
【図１６】
2010036332.tif 000018