(57)【要約】工作機械による超精密加工において、丸棒状のワーク（Ｗ）を軸心の振れを抑制しながら回転可能にする調整方法を提供する。軸心位置調整手順（Ｓ５）では、ワーク主軸（４０）を回転させながら、ワーク保持機構（５０）による保持状態のワーク（Ｗ）の突出部分の側面を計測する。ワーク（Ｗ）の振れが最小になるようにＣ軸調整ネジ（４２ｂ）を調整し、ワーク軸心（Ｃ２）の位置を固定する。サポート調整手順（Ｓ６）では、ワーク軸心（Ｃ２）の位置を固定したまま、ワーク（Ｗ）を支持すべくサポートブロック（９１）を調整する。サポートロック手順（Ｓ７）は、ワーク押え（９２）でワーク（Ｗ）を押圧することによって、サポートブロック（９１）によるワーク軸心（Ｃ２）の位置の規定を維持する。フローティング規制解除手順（Ｓ８）では、Ｃ軸調整ネジ（４２ｂ）によるフローティング規制を解除する。
2010007685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械（２０）の調整方法であって、前記工作機械（２０）は、
回転駆動されるワーク主軸（４０）と、
丸棒状のワーク（Ｗ）を保持するワーク保持機構（５０）であって、前記ワーク（Ｗ）は軸心であるワーク軸心（Ｃ２）と、前記ワーク（Ｗ）が前記ワーク保持機構（５０）によって保持された状態で前記ワーク保持機構（５０）から突出する突出部分とを有し、前記突出部分は前記ワーク軸心（Ｃ２）の周りを囲む側面を有することと、
前記ワーク主軸（４０）の回転を前記ワーク保持機構（５０）に伝達するフローティング機構（４８，５２，５３，６０）であって、前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は、前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク保持機構（５０）の変位を許容するように前記ワーク保持機構（５０）を支持することと、
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）を一時的に規制することによって、前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を前記ワーク主軸（４０）に対して任意の位置において固定するワーク軸心固定部（４２ｂ）と、
前記ワーク保持機構（５０）が前記ワーク（Ｗ）を保持する状態において、前記ワーク（Ｗ）の前記側面を回転可能に支持するサポート部材（９１）と、
前記サポート部材（９１）が前記ワーク（Ｗ）を支持する位置を調整するサポート位置調整部（９０）と
前記ワーク（Ｗ）を前記サポート部材（９１）に押し付けるように前記ワーク（Ｗ）を押圧することによって、前記サポート部材（９１）が前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を規定する状態を維持するサポートロック部（９２）と
を備え、
前記調整方法は、
前記ワーク保持機構（５０）が前記ワーク（Ｗ）を保持し且つ前記サポート部材（９１）は前記ワーク（Ｗ）を支持していない状態で、前記ワーク主軸（４０）を回転させながら前記ワーク（Ｗ）の前記側面の振れを計測し、前記振れが最小になるように前記ワーク軸心固定部（４２ｂ）を調整する軸心位置調整手順（Ｓ５）と、
前記ワーク軸心固定部（４２ｂ）によって前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を固定した状態のまま、前記サポート部材（９１）が前記ワーク（Ｗ）を支持するように前記サポート位置調整部（４２ｂ）を調整するサポート調整手順（Ｓ６）と、
前記サポート調整手順の後、前記サポートロック部（９２）によって前記ワーク（Ｗ）を押圧するサポートロック手順（Ｓ７）と、
前記サポートロック手順の後、前記ワーク軸心固定部（４２ｂ）による前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）の規制を解除するフローティング規制解除手順（Ｓ８）と
を含むことを特徴とする、工作機械（２０）の調整方法。
【請求項２】
前記工作機械（２０）は工具主軸台（２６）と、前記工具主軸台（２６）に取外可能に取付けられるダイヤルゲージ（２７）とを備え、
前記軸位置調整手順は、
前記ダイヤルゲージ（２７）を用いて前記ワーク（Ｗ）の前記側面の位置を計測することによって、前記ワーク主軸（４０）が一回転する間における前記ダイヤルゲージ（２７）の計測値の最大値と最小値を読取ることと、
前記計測値が前記最大値と前記最小値の平均値になるように、前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク（Ｗ）の径方向位置を調整することと
を含む、請求項１に記載の調整方法。
【請求項３】
前記調整方法は更に、前記フローティング規制解除手順（Ｓ８）の後に行う水平調整（Ｓ１０）を含み、前記ワーク主軸（４０）の軸心を主軸軸心（Ｃ１）と称し、
前記水平調整（Ｓ１０）は、
前記主軸軸心（Ｃ１）に対して水平方向の、前記ワーク（Ｗ）の前記側面の位置を計測することによって、反転前計測値を得ることと、
前記主軸軸心（Ｃ１）が１８０度反転するように前記ワーク主軸（４０）を反転させることと、
反転後の前記ワーク（Ｗ）の前記側面の位置を計測することによって、反転後計測値を得ることと、
前記計測値が前記反転前計測値と前記反転後計測値の平均値になるように、前記サポート部材（９１）を水平方向に移動させることと
を含む、請求項２に記載の調整方法。
【請求項４】
前記最大値と前記最小値は、前記ワーク（Ｗ）の先端において計測される、請求項２又は３に記載の調整方法。
【請求項５】
前記ワーク（Ｗ）に替えて、予め目標精度を備えるテストピース（ＴＰ）が用いられる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の調整方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の調整方法によって調整可能な工作機械（２０）であって、前記工作機械（２０）は、
回転駆動されるワーク主軸（４０）と、
丸棒状のワーク（Ｗ）を保持するワーク保持機構（５０）であって、前記ワーク（Ｗ）は軸心であるワーク軸心（Ｃ２）と、前記ワーク（Ｗ）が前記ワーク保持機構（５０）によって保持された状態で前記ワーク保持機構（５０）から突出する突出部分とを有し、前記突出部分は前記ワーク軸心（Ｃ２）の周りを囲む側面を有することと、
前記ワーク主軸（４０）の回転を前記ワーク保持機構（５０）に伝達するフローティング機構（４８，５２，５３，６０）であって、前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は、前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク保持機構（５０）の変位を許容するように前記ワーク保持機構（５０）を支持することと、
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）を一時的に規制することによって、前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を前記ワーク主軸（４０）に対して任意の位置において固定するワーク軸心固定部（４２ｂ）と、
前記ワーク（Ｗ）の前記側面を回転可能に支持するサポート部材（９１）と、
前記サポート部材（９１）が前記ワーク（Ｗ）を支持する位置を調整するサポート位置調整部（９０）と
前記ワーク（Ｗ）を前記サポート部材（９１）に押し付けるように前記ワーク（Ｗ）を押圧することによって、前記サポート部材（９１）が前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を規定する状態を維持するサポートロック部（９２）と
を備える、工作機械（２０）。
【請求項７】
前記ワーク軸心固定部（４２ｂ）は、前記ワーク保持機構（５０）を囲む円周上に位置するように前記ワーク主軸（４０）に配置される複数のネジ（４２ｂ）を備え、
各々の前記ネジ（４２ｂ）は前記ワーク主軸（４０）から前記ワーク軸心（Ｃ２）に向かって進出することによって前記ワーク保持機構（５０）に当接し、前記ネジ（４２ｂ）は回動させられて前記ワーク主軸（４０）から前記ワーク軸心（Ｃ２）への進出量が調整されることによって、前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク保持機構（５０）の相対位置の変化を許容する状態と、相対位置の変化を規制する状態とに切換可能である、請求項６に記載の工作機械（２０）。
【請求項８】
前記ワーク主軸（４０）は、前記主軸軸心（Ｃ１）と直交する直線に対して平行に延びる直線状の溝である主軸溝（４３ｂ）を有し、
前記ワーク保持機構（５０）は、前記ワーク軸心（Ｃ２）と直交する直線に対して平行に延びる直線状の溝である保持溝（５２ｆ）を有し、
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は、板状部材であるクロスガイド（６４）を備え、
前記クロスガイド（６４）は第１クロス面（６４ａ）とその反対側の第２クロス面（６４ｂ）とを有し、
前記第１クロス面（６４ａ）は前記主軸溝（４３ｂ）に対向する第１クロス溝（６４ｅ）を有し、
前記第２クロス面（６４ｂ）は、前記保持溝（５２ｆ）に対向する第２クロス溝（６４ｆ）を有し、前記ワーク軸心（Ｃ２）の方向から見て前記第２クロス溝（６４ｆ）は前記第１クロス溝（６４ｅ）と直交し、
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は更に、前記第１クロス溝（６４ｅ）に列状に配置される複数の第１クロスボール（６３）と、前記第２クロス溝（６４ｆ）に列状に配置される複数の第２クロスボール（６５）とを有し、
前記第１クロスボール（６３）と前記第２クロスボール（６５）がそれぞれ転動することによって、前記主軸軸心（Ｃ１）と直交する方向への前記ワーク軸心（Ｃ２）の変位が許容される、請求項６又は７に記載の工作機械。
【請求項９】
前記主軸溝（４３ｂ）、前記保持溝（５２ｆ）、前記第１クロス溝（６４ｅ）、および前記第２クロス溝（６４ｆ）はそれぞれ断面Ｖ字状のＶ溝である、請求項８に記載の工作機械。
【請求項１０】
前記第１クロス面（６４ａ）は前記第１クロス溝（６４ｅ）を複数列だけ有し、
前記第２クロス面（６４ｂ）は前記第２クロス溝（６４ｆ）を複数列だけ有する、請求項８又は９に記載の工作機械。
【請求項１１】
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は、
前記ワーク主軸（４０）に設けられる第１主軸面（４２ｃ）と第２主軸面（４７ｂ）であって、前記第１主軸面（４２ｃ）と前記第２主軸面（４７ｂ）はそれぞれ平面であることと、
前記ワーク保持機構（５０）に設けられる第１保持面（５２ｃ）と第２保持面（５３ｃ）であって、前記第１保持面（５２ｃ）と前記第２保持面（５３ｃ）はそれぞれ前記ワーク軸心（Ｃ２）と直交することと、
前記第１保持面（５２ｃ）と前記第１主軸面（４２ｃ）の間に配置される複数の第１予圧ボール（６２）と、
前記第２保持面（５３ｃ）と前記第２主軸面（４７ｂ）の間に配置される複数の第２予圧ボール（６６）と、
前記ワーク主軸（４０）に設けられる付勢部（４５）であって、前記付勢部（４５）は前記ワーク保持機構（５０）を支持すべく前記第１予圧ボール（６２）と前記第２予圧ボール（６６）を付勢し、前記ワーク保持機構（５０）は前記ワーク主軸（４０）に対して前記ワーク軸心（Ｃ２）と直交する方向への変位のみが許容される、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１２】
前記第１主軸面（４２ｃ）、前記第２主軸面（４７ｂ）、前記第１保持面（５２ｃ）、および前記第２保持面（５３ｃ）はそれぞれ環状であり、
前記第１予圧ボール（６２）と前記第２予圧ボール（６６）はそれぞれ環状に配置される、請求項１１に記載の工作機械。
【請求項１３】
前記付勢部（４５）はネジであり、前記ネジ（４５）が前記第１予圧ボール（６２）と前記第２予圧ボール（６６）を付勢する付勢力は調整可能である、請求項１１又は１２に記載の工作機械。
【請求項１４】
前記工作機械は更に、前記ワーク主軸（４０）と前記ワーク保持機構（５０）の間に配置される環状の弾性体からなるオイルシール（６１，６７）を備え、
前記オイルシール（６１，６７）は、前記ワーク保持機構（５０）の軸心（Ｃ２）が前記主軸軸心（Ｃ１）に近づくように前記ワーク保持機構（５０）に求心性を付与する、請求項６乃至請求項１３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１５】
前記サポート部材（９１）は、Ｖ字溝を有するＶブロックによって構成される、請求項６乃至請求項１４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１６】
前記工作機械は工具研削盤（２０）である、請求項６乃至１５のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１７】
前記ワーク（Ｗ）はエンドミルまたはドリルのワークである、請求項６乃至１６のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１８】
前記エンドミルまたは前記ドリルの先端の工具径の範囲は０．００１ｍｍ〜６．００ｍｍである、請求項１７に記載の工作機械。
【請求項１９】
前記エンドミルまたは前記ドリル（Ｗ）のシャンク径の範囲は０．５ｍｍ〜６ｍｍである、請求項１７又は１８に記載の工作機械。
【請求項２０】
回転駆動されるワーク主軸（４０）と、
丸棒状のワーク（Ｗ）を保持するワーク保持機構（５０）であって、前記ワーク（Ｗ）は軸心であるワーク軸心（Ｃ２）と、前記ワーク（Ｗ）が前記ワーク保持機構（５０）によって保持された状態で前記ワーク保持機構（５０）から突出する突出部分とを有し、前記突出部分は前記ワーク軸心（Ｃ２）の周りを囲む側面を有することと、
前記ワーク主軸（４０）の回転を前記ワーク保持機構（５０）に伝達するフローティング機構（４８，５２，５３，６０）であって、前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）は、前記ワーク主軸（４０）に対する前記ワーク保持機構（５０）の変位を許容するように前記ワーク保持機構（５０）を支持することと、
前記フローティング機構（４８，５２，５３，６０）を一時的に規制することによって、前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を前記ワーク主軸（４０）に対して任意の位置において固定するワーク軸心固定部（４２ｂ）と、
前記ワーク（Ｗ）の前記側面を回転可能に支持するサポート部材（９１）と、
前記サポート部材（９１）が前記ワーク（Ｗ）を支持する位置を調整するサポート位置調整部（９０）と
前記ワーク（Ｗ）を前記サポート部材（９１）に押し付けるように前記ワーク（Ｗ）を押圧することによって、前記サポート部材（９１）が前記ワーク軸心（Ｃ２）の位置を規定する状態を維持するサポートロック部（９２）と
を備える、工作機械（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の調整方法及び工作機械に係り、特に極小径のエンドミルなどを研削加工する工具研削盤のワークの芯出し調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超精密加工のための工具、例えば工具径が０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍ程度の極小径のエンドミルなどのニーズが高くなっており、更に超精密化が望まれている。このような極小径の工具を加工形成するため、超硬合金や高速度工具鋼などからなる丸棒状のワークを、いわゆる工具研削盤のワークヘッドに装着する。そしてワークを軸心回りに回転させながら研削することによって、所望形状の工具を形成する。【０００３】
このような場合、コレットチャックなどによってワークを片持支持すると、ワークの支持が不安定になり、研削時にワークのビビリが生じる。つまり高精度にワークを研削作業できない。そこで、特許文献１は、ワーク先端を、Ｖ字溝を有するＶブロックに上方から載せることによってワークを両端支持し、その結果、ワークのビビリを抑えて高精度な研削作業ができると開示する。【０００４】
一方、非特許文献１は、従来の精密加工用コレットチャックの補正を開示する。すなわち、保持状態のワークの軸心が、旋盤の主軸軸心からズレないようにするため、チャックを取付けた旋盤によってコレットの内周を削るという補正を行うことが開示される。このような補正が容易なように、コレットはアルミニウム合金などの軟らかい合金製である。【０００５】
しかし、切粉がコレット内に入ることによってコレット内周に傷が付き、ワークの取付精度が低下しやすかった。そこで更に非特許文献１は、チャック本体と、チャック本体とは別体の歪み吸収スリーブとを有するコレットチャックを提案する。歪み吸収スリーブはテーパ部と、コレットを偏心させる調整機構とを備える。歪み吸収スリーブは、コレット偏心時に生じるズレを吸収する。【０００６】
更に特許文献２は、ワークの軸心と、ワークを保持する主軸の軸心との間のズレを吸収するフローティングチャックを開示する。
以上のように、加工精度を上げる方法が提案される。しかし、近年のサブμｍ〜数十μｍオーダーの超精密加工では、以下のような問題が生じる。【０００７】
上述の特許文献１に示すようなＶブロックは、理論上では、ワークの摺動面の粗さの範囲内において、高い精度を示すことができるといえる。しかし、実際には、Ｖブロックによって支持されたワークの軸心が、主軸軸心からズレる現象が発生する。このようなズレによって、ワークが回転する毎にワークの微小な振れが発生する。このような振れを抑制するのは困難であった。【０００８】
一方、非特許文献１に示す方法の場合、やはりワークを片持支持する限り、ワークが不安定になるのは避けられない。またＶブロックによってワーク先端を支持すると、やはり主軸軸心とワーク軸心の間のズレが生じる。このズレによって生じる微小な振れを抑制することは困難である。【０００９】
また、フローティングチャックがワークをチャックし、且つＶブロックがワークを支持すれば、片持支持のような問題は無くなると、一見、思われる。つまり、フローティングチャックが、主軸軸心に対するワーク軸心のズレを吸収することによって、ワークを安定且つ正確に支持できるように、一見思われる。【００１０】
しかし、実際には、特許文献２に示すように、フローティングチャック自体の構造は複雑であり、それ故、フローティングチャックは大型であり、質量が極めて大きい。その理由として、フローティングチャックは、あらゆるズレや傾きに対応できるように、ワーク軸心の位置の自由度や動作マージンを極めて大きく確保するように設計されるという事情のためである。そもそもフローティングチャックは、ワーク軸心を位置調整する手間を無くすことを目的とするものである。よって、フローティングチャックを備える従来の加工機械には、予めワーク軸心位置を調整するという思想は無いし、もちろんワーク軸心位置を調整しようとしても調整機構を備えていない。このような従来のフローティングチャックを、Ｖブロックと組合わせて有する加工機械がワークを加工することを仮定すると、フローティング機構の動きが大きくなり、その結果、ワークの回転バランスが崩れたり、また大きなイナーシャを生じたりする。このようなことから、従来技術ではフローティングチャック自身がワークの振れの原因である。よって、従来技術では、超精密加工におけるワークの微小な振れを抑制するという本発明の目的には到底達成できないという問題があった。
【特許文献１】特開平８−１１８２３４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５３２６号公報
【非特許文献１】メカアイデア事典（５分冊のＰａｒｔＩＩ、９４〜９５ページ、１９９３年１２月１６日発行、日経メカニカル編、日経ＢＰ社発行）
【発明の開示】
【００１１】
本発明の目的は、工作機械による超精密加工における丸棒状のワークを軸心の振れを抑制しながら回転させることができる調整方法及びその調整方法に用いる工作機械を提供することにある。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明によれば、工作機械の調整方法が提供される。工作機械は、回転駆動されるワーク主軸と、丸棒状のワークを保持するワーク保持機構とを備える。ワークは、軸心であるワーク軸心と、ワークがワーク保持機構によって保持された状態でワーク保持機構から突出する突出部分とを有する。突出部分は、ワーク軸心の周りを囲む側面を有する。工作機械は更に、ワーク主軸の回転をワーク保持機構に伝達するフローティング機構を備える。フローティング機構は、ワーク主軸に対するワーク保持機構の変位を許容するように、ワーク保持機構を支持する。工作機械は更に、フローティング機構を一時的に規制することによって、ワーク軸心の位置をワーク主軸に対して任意の位置において固定するワーク軸心固定部を備える。工作機械は更に、ワーク保持機構がワークを保持する状態において、ワークの側面を回転可能に支持するサポート部材を備える。工作機械は更に、サポート部材がワークを支持する位置を調整するサポート位置調整部を備える。工作機械は更に、ワークをサポート部材に押し付けるようにワークを押圧することによって、サポート部材がワーク軸心の位置を規定する状態を維持するサポートロック部を備える。
【００１３】
調整方法は、ワーク保持機構がワークを保持し且つサポート部材はワークを支持していない状態で、ワーク主軸を回転させながらワークの側面の振れを計測し、振れが最小になるようにワーク軸心固定部を調整する軸心位置調整手順を備える。調整方法は更に、ワーク軸心固定部によってワーク主軸に対するワーク軸心の位置を固定した状態のまま、サポート部材がワークを支持するようにサポート位置調整部を調整するサポート調整手順を備える。調整方法は更に、サポート調整手順の後、サポートロック部によってワークを押圧するサポートロック手順を備える。調整方法は更に、サポートロック手順の後、ワーク軸心固定部によるフローティング機構の規制を解除するフローティング規制解除手順を備える。
【００１４】
この場合、まず、軸心位置調整手順によってフローティング機構の機能を規制しつつ、ワークの軸心とワーク主軸の軸心を極力一致させる。更に、サポート調整手順では、サポート部材をこの一致した位置のワークを支持するように位置調整する。そしてサポート部材が支持するワークの位置を、サポートロック手順によって維持する。その上で、フローティング規制解除手順では、フローティング規制を解除してフローティングの機能を発揮させる。
【００１５】
このため、サポート部材は、ワークの軸心とワーク主軸の軸心が一致した位置に配置される。そしてフローティング機構は、僅かなズレを吸収する。フローティング機構が以降に要求される動きは極小であるため、ワークに振れを生じさせるイナーシャなどが発生しにくい。
【００１６】
フローティング機構は、僅かな動きしか要求されないため、精度が高くガタツキがなく且つ小型軽量なフローティング機構を採用できる。よって、更にワークを安定して支持できる。
【００１７】
また、工作機械は工具主軸台と、工具主軸台に取外可能に取付けられるダイヤルゲージとを備えることが好ましい。軸位置調整手順は、ダイヤルゲージを用いてワークの側面の位置を計測することによって、ワーク主軸が一回転する間におけるダイヤルゲージの計測値の最大値と最小値を読取ることと、計測値が最大値と最小値の平均値になるように、ワーク主軸に対するワークの径方向位置を調整することとを含むことが好ましい。
【００１８】
この場合、ワーク主軸の変位には影響を受けないで、微細な変位が可能な工具主軸台にダイヤルゲージを配置することによって、工作機械を利用してワークの変位を測定できる。このようにして、ワークの絶対位置を測定して、ズレのある方向を測定して、このズレを消去するように調整する。よって、ワークの軸心とワーク主軸の軸心を一致するように調整できる。この手順を繰返すことによって、ワークの軸心とワーク主軸の軸心を更に正確に一致させることができる。
【００１９】
また、調整方法は更に、フローティング規制解除手順の後に行う水平調整を含むことが好ましい。ワーク主軸の軸心を主軸軸心と称する。水平調整は、主軸軸心に対して水平方向の、ワークの側面の位置を計測することによって、反転前計測値を得ることと、主軸軸心が１８０度反転するようにワーク主軸を反転させることと、反転後のワークの側面の位置を計測することによって、反転後計測値を得ることと、計測値が反転前計測値と反転後計測値の平均値になるように、サポート部材を水平方向に移動させることとを含むことが好ましい。
【００２０】
この場合、ワーク主軸を１８０度反転させることによって、主軸軸芯と直交する軸回りにワーク主軸を回転させる。よって、主軸軸心と旋回軸線の間のズレの影響を小さくできる。
【００２１】
また、最大値と最小値は、ワークの先端において計測されることが好ましい。
この場合、一番ズレが生じやすく且つ一般的に一番精度が要求されるワーク先端において測定することによって、形成する工具の精度を高めることができる。
【００２２】
また、ワークに替えて、予め目標精度を備えるテストピースが用いられることが好ましい。
この場合、実際の加工対象となるワークに替えて、精度の高いテストピースを用いることによって、更に精度の高い調整を行なうことができる。
【００２３】
また、本発明によれば、上記調整方法によって調整可能な工作機械が提供される。工作機械は、回転駆動されるワーク主軸と、丸棒状のワークを保持するワーク保持機構とを備える。ワークは、軸心であるワーク軸心と、ワークがワーク保持機構によって保持された状態でワーク保持機構から突出する突出部分とを有する。突出部分は、ワーク軸心の周りを囲む側面を有する。工作機械は更に、ワーク主軸の回転をワーク保持機構に伝達するフローティング機構を備える。フローティング機構は、ワーク主軸に対するワーク保持機構の変位を許容するように、ワーク保持機構を支持する。工作機械は更に、フローティング機構を一時的に規制することによって、ワーク軸心の位置をワーク主軸に対して任意の位置において固定するワーク軸心固定部を備える。工作機械は更に、ワーク保持機構がワークを保持する状態において、ワークの側面を回転可能に支持するサポート部材を備える。工作機械は更に、サポート部材がワークを支持する位置を調整するサポート位置調整部を備える。工作機械は更に、ワークをサポート部材に押し付けるようにワークを押圧することによって、サポート部材がワーク軸心の位置を規定する状態を維持するサポートロック部を備える。
【００２４】
この場合、上記調整方法を好適に実施するのが可能である。
また、ワーク軸心固定部は、ワーク保持機構を囲む円周上に位置するようにワーク主軸に配置される複数のネジを備えることが好ましい。各々のネジは、ワーク主軸からワーク軸心に向かって進出することによってワーク保持機構に当接する。ネジは、回動させられてワーク主軸からワーク軸心への進出量が調整されることによって、ワーク主軸に対するワーク保持機構の相対位置の変化を許容する状態と、相対位置の変化を規制する状態とに切換可能であることが好ましい。
【００２５】
この場合、ワーク軸心を中心とするすべての半径方向への調整ができる。また、ネジを採用することによって、機構が簡素となり、質量を小さく、且つ小型のものとすることができる。また、調節も容易にできる。
【００２６】
また、ワーク主軸は、主軸軸心と直交する直線に対して平行に延びる直線状の溝である主軸溝を有することが好ましい。ワーク保持機構は、ワーク軸心と直交する直線に対して平行に延びる直線状の溝である保持溝を有する。フローティング機構は、板状部材であるクロスガイドを備える。クロスガイドは、第１クロス面とその反対側の第２クロス面とを有する。第１クロス面は主軸溝に対向する第１クロス溝を有する。第２クロス面は、保持溝に対向する第２クロス溝を有する。ワーク軸心の方向から見て第２クロス溝は第１クロス溝と直交する。フローティング機構は更に、第１クロス溝に列状に配置される複数の第１クロスボールと、第２クロス溝に列状に配置される複数の第２クロスボールとを有する。第１クロスボールと第２クロスボールがそれぞれ転動することによって、主軸軸心と直交する方向へのワーク軸心の変位が許容されることが好ましい。
【００２７】
この場合、コンパクトな構成でありながら、ワーク主軸の回転力を確実にワーク保持機構に伝達できる。更に、ワークの軸心と直交するあらゆる方向に、傾き無しでワーク保持機構を変位させることができる。特に、板状部材を円盤状部材とすれば、重量バランスが良好なものとなる。
【００２８】
また、主軸溝、保持溝、第１クロス溝、および第２クロス溝はそれぞれ断面Ｖ字状のＶ溝であることが好ましい。
この場合、転動するクロスボールの位置が、ガタツキなく位置決めされる。このため、ガタツキ無く回転力を伝達できるとともに、円滑なフローティング機能を発揮できる。
【００２９】
また、第１クロス面は第１クロス溝を複数列だけ有し、第２クロス面は第２クロス溝を複数列だけ有することが好ましい。
この場合、複数のＶ溝を備えることによって、ワーク主軸、クロスガイド、ワーク保持機構の間で傾きを生じにくくできる。また、それぞれの溝にかかる回転力も分散できる。
【００３０】
また、フローティング機構は、ワーク主軸に設けられる第１主軸面と第２主軸面を備えることが好ましい。第１主軸面と第２主軸面はそれぞれ平面である。フローティング機構は更に、ワーク保持機構に設けられる第１保持面と第２保持面を備える。第１保持面と第２保持面はそれぞれワーク軸心と直交する。フローティング機構は更に、第１保持面と第１主軸面の間に配置される複数の第１予圧ボールと、第２保持面と第２主軸面の間に配置される複数の第２予圧ボールとを備える。フローティング機構は更に、ワーク主軸に設けられる付勢部を備える。付勢部はワーク保持機構を支持すべく第１予圧ボールと第２予圧ボールを付勢する。ワーク保持機構はワーク主軸に対してワーク軸心と直交する方向への変位のみが許容される。
【００３１】
この場合、相対的に平行な平面に配置された複数のボール、例えば真円度の高いステンレス球などに予圧をかける。よって、ワークの傾きを生じにくく、且つワーク主軸の軸心方向の寸法精度も高くできる。
【００３２】
また、第１主軸面、第２主軸面、第１保持面、および第２保持面はそれぞれ環状であることが好ましい。第１予圧ボールと第２予圧ボールはそれぞれ環状に配置される。
この場合、ボールを円周状に配置したため、ワークを傾きなく支持できる。更に、ワークを、主軸軸心と直交するあらゆる方向に変位可能にする。更に、ワーク主軸とワーク保持機構の軸心同士の相互回転を許容する。
【００３３】
また、付勢部はネジであり、ネジが第１予圧ボールと第２予圧ボールを付勢する付勢力は調整可能であることが好ましい。
この場合、付勢部をネジにすることによって、コンパクトな構成で、安定した付勢力でボールを予圧できる。更に、調整部を設けることによって、各ボールに適切な予圧を付与でき、円滑なフローティングと高い寸法精度を得ることができる。
【００３４】
また、工作機械は更に、ワーク主軸とワーク保持機構の間に配置される環状の弾性体からなるオイルシールを備えることが好ましい。オイルシールは、ワーク保持機構の軸心が主軸軸心に近づくようにワーク保持機構に求心性を付与することが好ましい。
【００３５】
この場合、オイルシールによる求心力は、ほぼワークの軸心をワーク主軸の軸心に一致させることができる。よって、フローティング機構の調整範囲を小さくすることによって、調整が速やかにできる。また、フローティング機構の調整範囲を小さくすることによって、フローティング機構のマージンも小さくできる。特に、環状に複数のボールが配置される平面を小さくでき、フローティング機構を小型軽量とすることができる。
【００３６】
また、サポート部材は、Ｖ字溝を有するＶブロックによって構成されることが好ましい。
この場合、丸棒状のワークを安定して正確な位置で支持できる。
【００３７】
また、工作機械は工具研削盤に好適に適用できる。
この場合、工具の形成に効果的な本発明の調整方法によって工具研削盤を調整することによって、精度の高い工具を形成できる。
【００３８】
また、ワークは、エンドミルまたはドリルのワークに好適に適用できる。
この場合、近年、特に超精密加工に用いられるエンドミルまたはドリルを高い精度で形成できる。
【００３９】
また、エンドミルまたはドリルの先端の工具径の範囲は、０．００１ｍｍ〜６．００ｍｍであることが好ましい。
本発明の調整方法は、高い加工精度を発揮できる。よって、本発明をこのような工具径のエンドミルまたはドリルなどに極めて好適に用いて、超精密加工に用いる高い精度のエンドミルまたはドリルを形成できる。
【００４０】
また、エンドミルまたはドリルのシャンク径の範囲は、０．５ｍｍ〜６ｍｍであると好ましい。
本発明の調整方法は、高い加工精度を発揮できる。よって、このようなシャンク径のエンドミルまたはドリルなどに極めて好適に用いて、超精密加工に用いる高い精度のエンドミルまたはドリルを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を具体化した一実施形態に係る工具研削盤の外観斜視図。
【図２】図１の工具研削盤の要部斜視図。
【図３】図２に示すワークヘッドの断面図。
【図４】図３のワークヘッドの拡大断面図。
【図５】図４のワークヘッドの部材を詳細に示す断面図。
【図６】図５に示すワーク保持機構の分解斜視図。
【図７】図５に示すフローティングアセンブリの分解斜視図。
【図８】図８（ａ）は図７に示すクロスガイドの正面図、図８（ｂ）は側面図、図８（ｃ）は背面図。
【図９】図５に示す予圧機構とコレットクランプ機構の分解斜視図。
【図１０】図５に示すＣ軸調整ネジとケースの斜視図。
【図１１】図５に示すコレット開閉部の一部の分解斜視図。
【図１２】図５に示すワークヘッドの主要部の分解斜視図。
【図１３】図３に示すサポート装置の要部の分解斜視図。
【図１４】図３に示すサポート装置の拡大断面図。
【図１５】図１４のサポート装置を、Ｃ軸方向から見た正面図。
【図１６】図１４のサポート装置が、ワーク支持を解除した状態の拡大図。
【図１７】図１４のサポート装置が支持するテストピースを、ダイヤルゲージが測定する状態の拡大図。
【図１８】図２の工具研削盤を用いた、ワークの芯出し調整方法のフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１〜図１８は、本発明を具体化した一実施形態に係る工具研削盤２０を説明する。
本願に係る工具研削盤２０は、全自動ＣＮＣ（Computer Numeric Control）極小径エンドミル研削盤である。工具研削盤２０は、極小径（工具径０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ）のエンドミルの全工程を、ワンチャッキングで全自動研削する。【００４３】
＜＜  全体構成  ＞＞
図１に示すように、工具研削盤２０は、複数の機台１０で支えられたフレーム１１上に設けられた、外面が箱状の装置カバー１２内に収容される。装置カバー１２の前面の中央部には窓部を持った開閉可能な前面扉１３が設けられ、内部に収容された工具研削盤２０を隔離している。装置カバー１２の前面は、前面扉１３に向かって右方において、上から下に液晶画面の表示装置１４、キーボード１５、ＮＣ制御装置操作盤１６を備える。装置カバー１２は、内部にＮＣ制御装置を有する。手動パルサー１７は、ケーブルを介してＮＣ制御装置に接続される。操作者が手動パルサー１７のダイヤルを操作すると、ＮＣ制御サーボ機構を微動させることができる。前面扉１３を開放すると、図２に示すように工具研削盤２０が露出する。【００４４】
工具研削盤２０は、フレーム１１上に設けられた旋回台２１の鉛直方向に延びる軸心（回転軸線）をＢ軸と規定し、Ｂ軸回りに旋回可能な旋回テーブル２２を備える。旋回テーブル２２上には、ワークヘッド２３とドレス装置２４が載置される。旋回テーブル２２、ワークヘッド２３、およびドレス装置２４はＢ軸回りに旋回可能とされる。【００４５】
ワークヘッド２３は、ワークＷを保持する。ワークＷは、Ｂ軸と直角且つ水平方向に延びるように配置される。ワークＷは、たとえば極小径エンドミルとなる。ワークヘッド２３の回転中心（軸線）をＣ軸と称する。本実施形態においては、特にＣ軸を、ワーク主軸４０の回転中心（軸線）である主軸軸心Ｃ１と、ワークＷの回転中心（軸線）であるワーク軸心Ｃ２とに区別して記載する場合がある。たとえば図９は主軸軸心Ｃ１を示し、図６はワーク軸心Ｃ２とワークＷを示す。本実施形態では、ワークＷは丸棒状であり、先端が円錐である。つまりワークＷは、長尺状の円柱である外径部と、円錐である先端とを有する。【００４６】
ワークヘッド２３の上方には、ツールスピンドル２５が配設される。
＜＜  座標系  ＞＞
図２は、本実施形態における座標系を示す。【００４７】
ツールＴは、ツールスピンドル２５に装着された状態で、水平に且つ前後方向に延びる。ツールＴの軸心（回転軸線）の方向をＺ軸とする。Ｚ軸と直交する水平な方向（左右方向）をＸ軸とする。鉛直方向をＹ軸とする。【００４８】
Ｘ軸は、ツールスピンドル２５の左右送り方向に延びる。図２において左方向を＋方向とし、Ｂ軸と直交する位置をＸ軸の原点とする。
Ｙ軸は、ツールスピンドル２５の上下送り方向に延び、上方向を＋方向とし、ツールスピンドル２５の可動範囲でＣ軸から最も上方に離れた位置をＹ軸の原点とする。【００４９】
Ｚ軸は、ツールスピンドル２５の前後送り方向に延び、後方（Ｂ軸から離れる方向）を＋方向とし、ツールスピンドル２５の可動範囲においてＢ軸から最も後方に離れた位置をＺ軸の原点とする。【００５０】
Ｂ軸の回転方向は、上方から見て時計回りを＋方向とし、Ｂ軸回転の原点はＣ軸がＺ軸と平行になる位置である。
Ｃ軸の回転方向は、Ｘ軸の＋方向から−方向（図において左から右方向）を見て時計回りの方向を＋方向とし、初期位置をＣ軸回転の原点（０°）とする。【００５１】
ＮＣ制御装置はツールスピンドル２５を、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に平行移動する。ワークヘッド２３は、ワークＷの先端を中心に、Ｂ軸回りに回動する。ワーク主軸４０とワークＷは、Ｃ軸回りに回転する。すなわち、本装置のＮＣ制御は、制御軸数は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｂ軸，Ｃ軸の５軸制御である。【００５２】
＜＜  ワークヘッド２３  ＞＞
図３〜図１２は、ワークヘッド２３を説明する。本実施形態のワークヘッド２３の説明では、ワークＷを装着する部分を、ワークヘッド２３の先端もしくは前部と称し、反対側をワークヘッド２３の基端もしくは後部と称する。【００５３】
（ワークヘッド本体３０）
図３に示すように、ワークヘッド２３は、ワークヘッド２３の各機構等を収容するワークヘッド本体３０を備える。ワークヘッド本体３０は、図２に示す旋回テーブル２２に固定される。ワークヘッド本体３０は、ワーク主軸４０を回転可能に支持し、ワークヘッド２３の外観を形成する。ワークヘッド本体３０は、具体的にはベースフレーム３１、カバー３２、およびラビリンス３３を備える。ベースフレーム３１は旋回テーブル２２に固定され、ワークヘッド２３の全体を支える。カバー３２はベースフレーム３１の上部に設けられ、ワークヘッド本体３０の全体を覆う。ラビリンス３３は、回転するスピンドル４１を、カバー３２に対して回転可能且つ気密にシールする。【００５４】
カバー３２は、ワーク主軸４０を収容する空間を備える。この空間には、スピンドル４１を回転自在に支持するため、複数のラジアルボールベアリングからなるベアリング３４が配設される。また、カバー３２の先端には、オイルシール３５が配設され、回転するスピンドル４１の潤滑油の保持、異物の侵入防止を図る。【００５５】
また、図５に示すように、ラビリンス３３は、カバー３２の先端に設けられ、カバー３２に収容されたスピンドル４１の先端をカバーする。ラビリンス３３のラビリンス構造は、回転するスピンドル４１に対して、潤滑油の保持と、異物の侵入防止とを図る。特に、ラビリンス３３はエアインレット３６を備え、ラビリンス３３内部を陽圧に保ち、ラビリンス構造の効果を高める。【００５６】
（ワーク主軸４０）
図３と図４に示すように、ワークヘッド本体３０の内部には、ワーク主軸（Work Spindle）４０が配置される。ワーク主軸４０は、スピンドル４１及びこれと一体に回転する部分をいう。図５に示すように、具体的にはワーク主軸４０は、スピンドル４１のほか、スピンドル４１の先端に取付けられるコレットケース４２、ガイド４３、チャックベース４４、予圧調整ネジ４５、保持スプリング４６、およびリテーナ４７を含む。【００５７】
図３に示すように、ＮＣ制御装置操作盤１６（図１）によって制御される駆動モータを備える駆動ユニット３７の回転は、回転伝達機構３８によってスピンドル４１に伝達され、ワーク主軸４０が回転する。本実施形態では、スピンドル４１の回転速度は、およそ毎分６０回転である。【００５８】
（ワーク保持機構５０）
図４に示すワーク保持機構５０は、いわゆるコレットチャック機構からなる。図５に示すように、具体的にはワーク保持機構５０は、コレット５１、コレットホルダ５２、およびベースホルダ５３を備える。コレット５１はワークＷを把持する。つまりワーク保持機構５０がワークＷを保持する状態において、ワークＷは、ワーク保持機構５０から突出する突出部分を有する。ワークＷの突出部分は、ワーク軸心Ｃ２の周りを囲む側面（周面）を有する。ベースホルダ５３は、コレット５１の基端に螺合する。【００５９】
図６に示すように、コレット５１は全体が円筒状である。コレット５１の先端は、ワークＷが挿入される挿入口５１ａを有する。コレット５１の先端には、先端に行くほど外径が太くなるようなコレットテーパ部５１ｃが形成される。コレット５１の先端からワーク軸心Ｃ２方向（長手方向）の中央部ほどまでには、等角に３分割されたスリ割部５１ｂが形成される。コレット５１の中央において基端寄りには、他よりもやや外径が大きいガイド部５１ｄが形成される。コレット５１の基端には、雄ネジが刻設されたコレット螺合部５１ｅが形成される。【００６０】
コレットホルダ５２の全体は、コレット５１を挿入可能な内径の筒状の部材である。コレットホルダ５２の先端（ワークＷ寄り）の内壁には、先端に向かって内径が大きくなるテーパ形状のホルダテーパ部５２ａが形成される。ホルダテーパ部５２ａは、コレットテーパ部５１ｃに密着可能である。ホルダテーパ部５２ａは、コレット５１のスリ割部５１ｂを緊縮させる。つまり、コレット５１をコレットホルダ５２に挿入して、コレット５１のみを基端向きに付勢すると、コレットテーパ部５１ｃが緊縮されてスリ割部５１ｂが狭くなって、コレット５１の内径が小さくなり、挿入口５１ａに挿入されたワークＷを把持固定できる。【００６１】
コレットホルダ５２の軸心方向の略中央には、ホルダフランジ５２ｂが設けられる。ホルダフランジ５２ｂの先端に向かう面は、環状平面であり、第１保持面としての前方予圧ボール受け面５２ｃである。また、ホルダフランジ５２ｂの基端寄りの面は、前方クロスボール受け面５２ｄである。コレットホルダ５２の基端５２ｅは、図５に示すように、クロスガイド６４及びガイド４３に挿入されるが、クロスガイド６４やガイド４３の内面には接触しない。【００６２】
ベースホルダ５３は、全体が円筒形に形成される。ベースホルダ５３の先端（ワークＷ寄り）の内面には、雌ネジが刻設されてホルダ螺合部５３ａが形成される。ホルダ螺合部５３ａは、コレット螺合部５１ｅと螺合可能になっている。また、ベースホルダ５３の基端の外周には、ベースフランジ５３ｂが形成される。ベースフランジ５３ｂの先端向きの面は、環状平面であり、第２保持面としての後方予圧ボール受け面５３ｃである。また、ベースフランジ５３ｂの基端には、３段の段付形状に形成され、カラー嵌合部５３ｄに形成される。カラー嵌合部５３ｄは、ベースフランジ５３ｂの基端が最も小さな外径である。ベースホルダ５３の基端の一番小さな径の部分は、コレット開閉部７０のカラー７８の内面に密着することによって嵌合可能である。【００６３】
図４に示すように、コレット５１、コレットホルダ５２、ベースホルダ５３からなるワーク保持機構５０は、フローティングアセンブリ６０によって、ワーク主軸４０に対してフローティング支持されるフロート部である。【００６４】
（コレットクランプ機構４９）
コレットクランプ機構４９は、保持スプリング４６とリテーナ４７によって、コレット５１がワークＷを保持した状態を維持するコレット固定機構である。図９に示すように保持スプリング４６は圧縮コイルスプリングから構成され、保持スプリング４６の前端（ワークＷ寄りの端部）は、チャックベース４４の保持スプリング受け面４４ｂに当接される。【００６５】
リテーナ４７は、全体が環状に形成される。リテーナ４７の前面（ワークＷに向かう端部）には、保持スプリング受け部４７ａが形成される。保持スプリング受け部４７ａは、保持スプリング４６の後端を収容する凹部を有する。保持スプリング４６の後端は、リテーナ４７の保持スプリング受け部４７ａに当接される。【００６６】
リテーナ４７の後面には、第２主軸面としての後方予圧ボール受け面４７ｂが形成される。後方予圧ボール受け面４７ｂは、第２予圧ボールとしての後方予圧ボール６６を受ける環状の平面である。図５に示すように、リテーナ４７の中央の孔には、ベースホルダ５３が貫通される。リテーナ４７の後方予圧ボール受け面４７ｂは、図６に示すベースホルダ５３の後方予圧ボール受け面５３ｃに対向するように配置される。後方予圧ボール受け面４７ｂと後方予圧ボール受け面５３ｃの間に、図７に示す環状に配列された多数の後方予圧ボール６６が配置され且つ挟持される。このため、圧縮状態の保持スプリング４６は、ベースフランジ５３ｂを後方に付勢する。このため、コレット５１によって保持されたワークＷは、状態が維持される。【００６７】
ベースホルダ５３の後方予圧ボール受け面５３ｃとリテーナ４７の後方予圧ボール受け面４７ｂとは、いずれも相互に平行な平面に形成され、その間に環状に配列された後方予圧ボール６６が配置される。このため、ベースホルダ５３とリテーナ４７は、互いに平行な関係を保ったまま、主軸軸心Ｃ１と直交するすべての方向に相互変位可能である。【００６８】
（フローティングアセンブリ６０）
図４に示すフローティングアセンブリ６０は、ワーク主軸４０に対してワーク保持機構５０を変位可能に支持しながら回転を伝達する機構であり、具体的には、図５に示すように前方オイルシール６１、前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、クロスガイド６４、後方クロスボール６５、後方予圧ボール６６、後方オイルシール６７を含む。【００６９】
（オイルシール６１，６７）
前方オイルシール６１と後方オイルシール６７は、それぞれたとえばフッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴムなどの耐油性のある弾性体からなる環状部材である。前方オイルシール６１は、コレットホルダ５２の先端向きの側面の周囲に環装され、コレットケース４２との間に配置される。また、後方オイルシール６７は、ベースホルダ５３のベースフランジ５３ｂの周囲に環装され、リテーナ４７との間に配置される。前方オイルシール６１と後方オイルシール６７は、回転部分の潤滑油を保持したり、異物の進入を阻止する機能を有する。とりわけ、前方オイルシール６１と後方オイルシール６７の弾力は、これらを貫通するワーク保持機構５０の軸心（ワーク軸心Ｃ２）を、主軸軸心Ｃ１（ワーク主軸４０の回転軸線）に一致させようとする求心力を付与する機能がある。そのため、前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、後方クロスボール６５、後方予圧ボール６６がワーク保持機構５０をフローティングするだけで他にワーク保持機構５０をサポートするものが無い状態でも、重力に抗してワーク軸心Ｃ２を主軸軸心Ｃ１に概ね一致させることができる。その結果、フローティング機構の動作範囲を小さくすることができる。【００７０】
（ボール６２，６３，６５，６６）
前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、後方クロスボール６５、および後方予圧ボール６６は、いずれもボールベアリングに用いるステンレスや鋼製の真円度の高い寸法精度の高い複数の硬球からなる。これら多数のボール（６２，６３，６５，６６）は、予圧をかけられることによって弾性変形し、ワーク保持機構５０の寸法安定度を向上させることができる。【００７１】
（クロスガイド６４）
図７と図８に示すクロスガイド６４は、円環状部材である。クロスガイド６４は、ワークＷに向かう第１クロス面としての前方クロスボール受け面６４ａと、ワークＷとは反対側に向かう第２クロス面としての後方クロスボール受け面６４ｂとを有する。前方クロスボール受け面６４ａと後方クロスボール受け面６４ｂは、それぞれ概ね平面である。クロスガイド６４は更に、内周面６４ｃと、側面としての外周面６４ｄとを有する。【００７２】
前方クロスボール受け面６４ａには、２本の平行な直線状の第１クロス溝としての前方クロスＶ溝６４ｅが形成される。各々の前方クロスＶ溝６４ｅは、クロスガイドの軸心であるフローティング軸心Ｃ３と直交する面において、フローティング軸心Ｃ３を間に挟むように互いに対称に位置する。【００７３】
一方、図６に示すコレットホルダ５２の前方クロスボール受け面５２ｄには、平行な２本の直線状の保持溝としての保持Ｖ溝５２ｆが形成される。各々の保持Ｖ溝５２ｆは、ワーク軸心Ｃ２と直交する面において、ワーク軸心Ｃ２を間に挟むようにして互いに対称に位置する。各々の保持Ｖ溝５２ｆは、それぞれ前方クロスＶ溝６４ｅに対向する。互いに対向する前方クロスＶ溝６４ｅと保持Ｖ溝５２ｆの間には、列状に並ぶ複数の第１クロスボールとしての前方クロスボール６３が配置される。前方クロスボール６３が転動することによって、コレットホルダ５２とクロスガイド６４が、前方クロスＶ溝６４ｅと保持Ｖ溝５２ｆに沿って相互に移動する。このとき前方クロスＶ溝６４ｅと保持Ｖ溝５２ｆは、互いに平行な関係を保つ。つまり、コレットホルダ５２とクロスガイド６４は互いに相対移動しても、ワーク軸心Ｃ２とフローティング軸心Ｃ３は互いに平行な関係を保ったまま、互いの相対位置が変動可能である。【００７４】
また後方クロスボール受け面６４ｂにも、２本の平行な直線状の第２クロス溝としての後方クロスＶ溝６４ｆが形成される。各々の後方クロスＶ溝６４ｆは、フローティング軸心Ｃ３と直交する面において、フローティング軸心Ｃ３を間に挟むように互いに対象に位置する。各々の後方クロスＶ溝６４ｆは、フローティング軸心Ｃ３から見て、各々の前方クロスＶ溝６４ｅに直交する。つまり各々の後方クロスＶ溝６４ｆは、フローティング軸心Ｃ３から見て、各々の保持Ｖ溝５２ｆに直交する。【００７５】
一方、図９に示すガイド４３の後方クロスボール受け面４３ａには、２本の平行な直線状の主軸溝としての主軸Ｖ溝４３ｂが形成される。各々の主軸Ｖ溝４３ｂは、
主軸軸心Ｃ１と直交する面において、主軸軸心Ｃ１を間に挟むように互いに対称に位置する。各々の主軸Ｖ溝４３ｂは、それぞれ後方クロスＶ溝６４ｆに対向する。互いに対向する主軸Ｖ溝４３ｂと後方クロスＶ溝６４ｆの間には、列状に配置された複数の第２クロスボールとしての後方クロスボール６５が配置される。後方クロスボール６５がそれぞれ転動することによって、クロスガイド６４とガイド４３は、主軸Ｖ溝４３ｂと後方クロスＶ溝６４ｆに沿って相互に移動する。主軸Ｖ溝４３ｂと後方クロスＶ溝６４ｆは互いに平行な関係を保つ。つまり、クロスガイド６４とガイド４３は相対移動しても、主軸軸心Ｃ１とフローティング軸心Ｃ３は互いに平行なまま、両者間の相対位置が変動可能である。【００７６】
主軸Ｖ溝４３ｂ、保持Ｖ溝５２ｆ、前方クロスＶ溝６４ｅ、および後方クロスＶ溝６４ｆは、いずれも溝の延設方向と直交する断面がＶ字状の溝である。このため、対向するＶ溝同士を近接するように付勢すると、それらＶ溝の間に配置された前方クロスボール６３と後方クロスボール６５はＶ溝に嵌り、基本的に溝の壁に２点で接触する。仮に、一対の溝の間隔が不正確であったり、温度変化によって間隔が変化したりすると、前方クロスボール６３と後方クロスボール６５は、一方の溝には２点で接触し、他方の溝には１点で接触する。この場合であっても、前方クロスボール６３と後方クロスボール６５の位置は、主軸Ｖ溝４３ｂ、保持Ｖ溝５２ｆ、前方クロスＶ溝６４ｅ、および後方クロスＶ溝６４ｆに対して一義的に決まり、ガタツキが生じない。【００７７】
従って、ガイド４３が回転すると、ガイド４３の回転力はガタツキなくクロスガイド６４に伝達される。クロスガイド６４の回転はガタツキなくコレットホルダ５２に伝達される。【００７８】
フローティング機構は、主軸軸心Ｃ１、ワーク軸心Ｃ２、およびフローティング軸心Ｃ３を、いずれも相互に平行な関係に保つ。つまりガイド４３、コレットホルダ５２、およびワーク保持機構５０は、いずれも相互に平行な関係に保たれる。このようにフローティング機構は、主軸軸心Ｃ１、ワーク軸心Ｃ２、フローティング軸心Ｃ３の互いのズレを許容しながら、確実にワーク主軸４０の回転力を、ワーク保持機構５０に保持された状態のワークＷに伝達できる。【００７９】
（予圧機構４８）
図４に示す予圧機構４８は、ワーク主軸４０の一部として構成される。予圧機構４８は、具体的にはガイド４３、予圧調整ネジ４５、チャックベース４４を含む。予圧機構４８は、フローティングアセンブリ６０を構成する前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、後方クロスボール６５、および後方予圧ボール６６をそれぞれ僅かに弾性変形する程度に付勢するように予圧を掛ける。その結果、フローティング機構のガタツキをなくす。【００８０】
図９に示すようにチャックベース４４は、スピンドル４１の先端にボルト固定され、スピンドル４１と一体回転する。チャックベース４４は、全体が扁平な円筒状であり、中央部に円形の凹部４４ａを有する。凹部４４ａはガイド４３を収容する。４本の予圧調整ネジ４５は、主軸軸心Ｃ１に平行に延び、互いに等角度間隔で主軸軸心Ｃ１を囲むように配置される。各々の予圧調整ネジ４５は、凹部４４ａの内部において、チャックベース４４に螺合される。予圧調整ネジ４５の先端は、チャックベース４４からワークＷに向かって突出し、ガイド４３の予圧調整ネジ受け面４３ｃに当接する。チャックベース４４からの予圧調整ネジ４５の突出量を調整することによって、チャックベース４４に対するガイド４３の主軸軸心Ｃ１方向の相対位置を変化させ、予圧を調整できる。図５に示すボルト４４ｃが、チャックベース４４に対してガイド４３を固定すると、予圧調整ネジ４５による予圧は固定される。【００８１】
（コレットケース４２）
図５に示すように、チャックベース４４の先端には、コレットケース４２が固定される。図１０に示すように、コレットケース４２は、先端に向かうほど外径が小さくなる概ね全体が円筒状の部材である。コレットケース４２の中心には、コレットホルダ５２を挿入する孔が開口している。孔の内周面には、径方向内方に突出するケースフランジ４２ａが形成される。ケースフランジ４２ａの後面は、環状平面であり、且つ第１主軸面としての前方予圧ボール受け面４２ｃである。前方予圧ボール受け面４２ｃは、図５に示すように、ホルダフランジ５２ｂの前方予圧ボール受け面５２ｃに、第１予圧ボールとしての前方予圧ボール６２を介して当接している。コレットホルダ５２の前方予圧ボール受け面５２ｃとコレットケース４２の前方予圧ボール受け面４２ｃとは、いずれも相互に平行な平面に配置され、その間に環状に配列された第１予圧ボールとしての前方予圧ボール６２が配置される。このため、コレットホルダ５２とコレットケース４２とは、平行な関係を保ったまま、主軸軸心Ｃ１と直交するすべての方向に相互に変位可能である。【００８２】
以上のとおり、ガイド４３とコレットケース４２は、フローティングアセンブリ６０のホルダフランジ５２ｂを、前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、クロスガイド６４、前方クロスボール受け面６４ａを介して挟持する。予圧調整ネジ４５は、ホルダフランジ５２ｂを付勢する付勢力を調整し、寸法精度が安定する程度に予圧をホルダフランジ５２ｂに付与する。このため、ワーク主軸４０に対して、ワーク保持機構５０の軸心方向位置が正確に特定される。【００８３】
（Ｃ軸調整ネジ４２ｂ）
コレットケース４２の側面から、主軸軸心Ｃ１に向かってＣ軸調整ネジ４２ｂが螺入される。Ｃ軸調整ネジ４２ｂを締込むと、Ｃ軸調整ネジ４２ｂの先端がコレットホルダ５２に当接するようになっている。４本のＣ軸調整ネジ４２ｂが、９０度ごとの等角度間隔で配置されている。このため、これらＣ軸調整ネジ４２ｂを調整することによって、コレットケース４２に対するコレットホルダ５２の位置を調節し、そして締付け固定できる。つまり各々のＣ軸調整ネジ４２ｂは、ワーク主軸４０からワーク軸心Ｃ２に向かって進出することによって、ワーク保持機構５０に当接する。Ｃ軸調整ネジ４２ｂは回動させられることによって、ワーク主軸４０からワーク軸心Ｃ２に向かう進出量が調整される。その結果、ワーク主軸４０に対するワーク保持機構５０の相対位置の変化を許容する状態と、相対位置の変化を規制する状態とに切換可能である。【００８４】
Ｃ軸調整ネジ４２ｂの調整をおこなっても、ワーク主軸４０に対するワーク保持機構５０の傾きは変化せず、基本的にワーク軸心Ｃ２と主軸軸心Ｃ１は互いに平行な関係を維持する。Ｃ軸調整ネジ４２ｂは、フローティング機構を一時的に規制（ロック）することによって、ワーク軸心Ｃ２の位置を、ワーク主軸４０に対して任意の位置において固定することができるワーク軸心固定部として機能する。【００８５】
（フローティング機構（６０））
本実施形態のフローティング機構は、ワーク保持機構５０をワーク主軸４０に対して変位可能に支持する機構である。フローティング機構は、図５に示すフローティングアセンブリ６０、予圧機構４８、およびワーク保持機構５０のコレットホルダ５２とベースホルダ５３を含む。予圧機構４８は、フローティングアセンブリ６０に予圧を付与する。【００８６】
図５に示すように、ガイド４３は後方クロスボール６５、クロスガイド６４、前方クロスボール６３を介して、コレットホルダ５２のホルダフランジ５２ｂに当接する。ホルダフランジ５２ｂは、前方予圧ボール６２を介してコレットケース４２に当接する。【００８７】
つまり、ワーク主軸４０のガイド４３とコレットケース４２が、ワーク保持機構５０のホルダフランジ５２ｂを挟持する。その結果、ワーク保持機構５０は、主軸軸心Ｃ１と直交する方向への変位は許容されるが、主軸軸心Ｃ１が延びる方向には変位しない。【００８８】
（コレット開閉部７０）
図３と図４に示すコレット開閉部７０は、コレット５１を開状態と閉状態とに切換えるための機構である。開状態のコレット５１からは、ワークＷを取外可能である。緊縮して閉じた状態のコレット５１は、ワークＷをチャックする。具体的には、図３に示すように、コレット開閉部７０のコレット固定バルブ７１とコレット解放バルブ７２は、作動油を制御し、コレット脱着ピストン７３を変位させる。すると、主軸軸心Ｃ１に沿った長尺状の筒部材であるコレット開閉部材７４が、主軸軸心Ｃ１方向に変位する。【００８９】
コレット開閉部７０は、図１１に示す筒状のスライダ７５を含む。スライダ７５はフランジ７５ａを有し、フランジ７５ａの前面はリターンスプリング受け面７５ｂである。コレット開閉部材７４がワークＷに向かって変位すると、スライダ７５をワークＷに向かって押圧する。すると、リターンスプリング受け面７５ｂはリターンスプリング７６を圧縮し、スライダ７５は円環状のスリーブ７７の孔内を摺動する。ワークＷに向かうスライダ７５の先端は、リング状のカラー７８を押圧する。【００９０】
図５に示すように、カラー７８は、ベースホルダ５３の基端のカラー嵌合部５３ｄに環装される。カラー７８は、ベースホルダ５３のベースフランジ５３ｂをワークＷに向かって押圧する。すると、ベースフランジ５３ｂは、後方予圧ボール６６を介してリテーナ４７を前方に押し、保持スプリング４６を圧縮しながらコレット５１を前方に押す。その結果、コレットテーパ部５１ｃはホルダテーパ部５２ａから抜出し、スリ割部５１ｂが開き、挿入口５１ａが開口してワークＷが解放される。【００９１】
逆に、コレット脱着ピストン７３が後方に変位すると、上記とは逆の動きが生じる。よって、保持スプリング４６の弾性力によって、コレット５１はワークＷを把持する。
（突き出し調整部８０）
突き出し調整部８０は、ワークＷのワーク軸心Ｃ２方向の位置を調整する機構である。具体的には、突き出し調整部８０は、図３に示す突き出し調整バー８１と突き出し調整ネジ８２を含む。突き出し調整バー８１は、主軸軸心Ｃ１近傍に設けられた空間に配置される。突き出し調整バー８１は基本的には、回転するワーク主軸４０とは干渉しないように配置される。突き出し調整ネジ８２は、突き出し調整バー８１を、主軸軸心Ｃ１方向に移動させる。このようにして、ワークＷ毎に異なり得る把持長さや、ワークＷの突出量を調整する。【００９２】
（ワークヘッド２３の組立図）
図１２は、ワークヘッド２３全体の構成を示す。
＜＜  サポート装置９０  ＞＞
図１３〜図１５は、サポート装置９０を説明する。サポート装置９０は、ワーク保持機構５０に装着された状態のワークＷを、回転可能に支持する。つまりサポート装置９０は、ワークＷの突出部分の側面を回転可能に支持する。図１３に示すようにサポート装置９０は、サポートブロック９１とワーク押え９２を備える。サポートブロック９１は、ワークＷを回転可能に支持するサポート部材である。詳しくはサポートブロック９１は、ワーク保持機構５０がワークＷを保持する状態において、ワークＷの側面を下方から支持（ガイド）する。ワーク押え９２は、ワークＷの回転を許容しつつ、ワークＷをサポートブロック９１に押し付けるように押圧する。その結果、ワーク押え９２は、サポートブロック９１がワーク軸心Ｃ２の位置を規定する状態を維持させる。【００９３】
サポートブロック９１は、上端がＶ字溝を有するいわゆるＶブロックであり、ワーク軸心Ｃ２方向の中央部にはいわゆる「逃げ」となる切欠を備える。切欠は、たとえばＶブロックの中央部のみがワークＷに当たるようなことを防止する。つまりワークＷのガタツキを防止する。サポートブロック９１のＶ形状は、ワークＷとの位置関係を一義的に特定する。ワーク押え９２は、ワークＷを鉛直上方からサポートブロック９１に向かって押え付けることによって、ワークＷがサポートブロック９１から離間しないようにする。【００９４】
図１４と図１５に示すように、サポートブロック９１は、サポートブロック固定ネジ９４ａによって、サポートホルダ９３に締付け固定される。サポートブロック微調ネジ９４ｂは、Ｃ軸と直交し且つ水平な方向において、サポートブロック９１の位置を微調整できる。ワーク押え９２とサポートホルダ９３は、互いに相対変位可能である。【００９５】
サポートホルダ固定ネジ９５を緩めた状態では、上下調整ネジ９６は、サポートホルダ９３をサポート装置本体９７に対して上下に調整できる。その結果、サポートブロック９１の上下方向位置を調整できる。サポートホルダ９３、サポートブロック微調ネジ９４ｂ、サポートホルダ固定ネジ９５、および上下調整ネジ９６は、サポート位置調整部を構成する。サポート位置調整部は、サポートブロック９１がワークＷを支持する位置を調整するように、サポートブロック９１の位置を調整する。【００９６】
サポート装置本体９７は、ワーク押え９２を上下させるための油圧回路（図示略）と、ワーク押え変位装置９８とを備える。ワーク押え変位装置９８はピストンを備える。よって、ワーク押え９２を下降させることによってワークＷを押圧して規制したり、あるいはワーク押え９２を上昇させてワークＷを解放したりできる。ワーク押え９２とワーク押え変位装置９８は、サポートロック部を構成する。【００９７】
（ワークＷ）
本実施形態で、ワークＷは、精密加工に多用されるシャンク径が３ｍｍ，４ｍｍ，または６ｍｍ用のもの用いるが、もちろんこれに限定されない。超精密化はますます進行しており、３ｍｍ未満のもの、例えば１ｍｍ、あるいは０．５ｍｍでは、本願の発明は更に好適に提供できる。つまり本実施形態が好適に適用可能なシャンク径の範囲は、たとえば０．５ｍｍ〜６ｍであると言えるし、またそれ未満のものでも、本願の発明が適用できるのはいうまでもない。一方、これ以上太い径の工具では、一般に切削などの加工圧が大きいため、十分なメリットを生かすことができないが、工具に限らず、太い径の丸棒状の材料に精密な加工を施す場合には、本発明を適用できる。【００９８】
同様に、本実施形態でワークＷは、ワークＷを研削することによって形成される工具の先端の径が０．０１ｍｍのものを想定しているが、もちろん、これよりも細い０．００５ｍｍのものや、０．００１ｍｍものにも好適に適用できる。つまり、本実施形態が好適に適用可能な工具径の範囲は、０．０１ｍｍ〜６．００ｍｍであると言えるし、またこの範囲外でもよい。【００９９】
そして、ワークＷは、エンドミルを例にしているが、ドリル、フライス、リーマを始め他の工具にも適用できることは言うまでもない。また、ワークＷは工具に限定されるものでもない。【０１００】
本発明に係る工作機械は、工具研削盤２０に限らず、円筒研削盤でもよく、あるいは研削盤に限らず広く一般の工作機械に適用できる。
＜＜  調整方法  ＞＞
（調整の前提）
まず、本願発明の工作機械の調整方法の前提として、各部分の調整の精度は高ければ高いほどよいことはいうまでもない。少なくとも主軸軸心Ｃ１の傾きが小さく、いわゆるスリコギ運動が、目標とする振れよりも十分小さいことが前提となる。更に、コレット５１自体の精度も同様に目標とされる振れよりも十分に小さいことが前提である。そして、主軸軸心Ｃ１と、ワーク軸心Ｃ２とが、十分に高い精度で平行に調整されることが要求される。【０１０１】
また、旋回テーブル２２とワークヘッド２３は別体であり、それぞれの位置関係が調整可能である。よって、Ｂ軸とＣ軸の位置関係は、旋回テーブル２２に固定されるベースフレーム３１のネジを緩めることによって、組付段階で厳密に直角に交差するように位置調整しておく。【０１０２】
また、旋回テーブル２２をＢ軸回りに反転したとき、高い精度で主軸軸心Ｃ１が同一直線上になるように調整される必要もある。
調整前に、Ｃ軸調整ネジ４２ｂは既に４本とも緩められているはずであるが、もし締め付けられていれば緩めておく。【０１０３】
（調整の概略）
図１８のフローチャートは、本実施形態の調整方法の概略を示す。
操作者は、以下のように工具研削盤２０の調整方法をおこなう。まず操作者は、初期設定としてワークＷが装着されるか判断し（ステップＳ１）、装着されていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）はワークＷを装着する（ステップＳ２）。Ｃ軸調整ネジ４２ｂが４本とも締められているか確認し（ステップＳ３）、Ｃ軸調整ネジ４２ｂが４本とも締められていない場合（ステップＳ３においてＮＯ）は、仮締めをする（ステップＳ４）。【０１０４】
そして、ワーク押え９２が外されていることと、サポートブロック９１がワークＷから離れていることを確認する。つまり、操作者は、サポート装置９０によるワークＷの支持が解除されていることを確認する。【０１０５】
つぎに、図１７に示すダイヤルゲージ２７などの測定器具を、ワークＷの振れを測定できる位置にセットする。ダイヤルゲージ２７は、砥石台２６にマグネットなどによって取外可能に取付けられる。すると、操作者は、ＮＣ制御のサーボシステムを使用することによって、ダイヤルゲージの操作が容易になる。【０１０６】
そして、ワーク保持機構５０がワークＷを保持し、且つサポート装置９０はワークＷを支持していない状態で、ワーク主軸４０を回転させながら、ワーク保持機構５０に装着されたワークＷの突出部分の側面を計測する。ワークＷの振れが最小になるように、Ｃ軸調整ネジ４２ｂ（ワーク軸心固定部）を調整し、そしてワークＷの軸心位置を固定する軸心位置調整手順（ステップＳ５）を実行する。ダイヤルゲージ２７がワークＷの位置を計測する計測ポイントは、ワークＷの突出部分の側面であればよく、鉛直方向であるか、水平方向であるかなどは問わない。【０１０７】
続いて、軸心位置調整手順で調整したワーク軸心Ｃ２の位置をＣ軸調整ネジ４２ｂが固定したまま、サポートブロック９１（サポート部材）がワークＷを支持するようにサポートブロック９１を位置調整するサポート調整手順（ステップＳ６）を実行する。ここでは、サポートブロック９１の鉛直方向（上下方向）の位置調整をおこなう。【０１０８】
サポート調整手順の後、ワーク押え９２によってワークＷを押圧するサポートロック手順（ステップＳ７）を行う。つまりサポートロック手順は、サポートブロック９１によるワーク軸心Ｃ２の位置の規定を維持することを目的とする。【０１０９】
最後に、サポートロック手順の後、Ｃ軸調整ネジ４２ｂを緩めることによって、フローティング機構の規制を解除するフローティング規制解除手順（ステップＳ８）を行う。
フローティング規制解除手順の後、ワーク主軸４０を回転させてワークＷの振れを測定する（ステップＳ９）、ワークＷの振れが目標範囲外（ステップＳ９においてＮＯ）であったら、軸心位置調整手順（ステップＳ５）からもう一度、調整をやり直す。【０１１０】
ワークＷの振れが目標範囲内（ステップＳ９においてＹＥＳ）であれば、次に、サポートブロック９１の水平方向位置の調整を行なう（ステップＳ１０）。水平調整後、測定値が目標範囲内か判断し（ステップＳ１１）、測定値が目標範囲内（ステップＳ１１においてＹＥＳ）であったら、作業を終了する（ステップＳ１１においてＹＥＳ）。【０１１１】
測定値が目標範囲内でなければ、もう一度、軸心位置調整手順（ステップＳ５）からやり直す。
（調整の具体例）
以下、調整の詳細について説明する。ワークＷの芯出し調整は、工具研削盤２０の出荷時や、研削するワークＷのサイズを変更する時、またはコレット５１やサポートブロック９１を交換した時にも行なうことができる。【０１１２】
（ワークＷの芯出し調整）
まず、操作者は手動パルサー１７（図１）をハンドル送りすることによって、Ｂ軸を機械座標＋９０．００００（度）まで移動させる。つまり、図２に示すように、工具研削盤２０を正面から見て、ワークヘッド２３の先端が右向きになる方向とする。調整時は、実際に加工するワークＷを用いても良いが、ここでは、目標の精度を予め確認したテストピースである芯出し用ツールＴＰを、ワークＷに替えてコレット５１に差し込み、奥の突き出し調整バー８１に突き当てる。ＮＣ制御装置操作盤１６（図１）のチャックボタンを押すと、コレット開閉部材７４が後退し、芯出し用ツールＴＰがコレット５１にチャックされる。このときサポート装置９０全体は、下降させないでそのままの位置を保つようにする。【０１１３】
次に、図１５に示すサポートホルダ固定ネジ９５を２本とも緩める。次に、上下調整ネジ９６を時計回りに回して緩める。すると、図１７に示す状態から図１６に示す状態のように、サポートブロック９１は自重で下降する。【０１１４】
（軸心位置調整手順Ｓ５）
図１７に示すように、ダイヤルゲージ２７を、マグネットなどによって砥石台（工具主軸台）２６に取外可能に取付ける。ダイヤルゲージ２７は、回転状態の芯出し用ツールＴＰの側面の位置を計測し、計測値の最大値と最小値を読取ることができるような状態にセットする。手動パルサー１７（図１）をハンドル送りすることによって砥石台２６を微動させ、ダイヤルゲージ２７を芯出し用ツールＴＰに近付ける。ダイヤルゲージ２７の先端を、ワーク保持機構５０からの芯出し用ツールＴＰの突出部分の基端の真上に当てる。手動パルサー１７（図１）のジョグ送りによってスピンドル４１（Ｃ軸）を回転させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れを読む。ダイヤルゲージの指針の振れが、目標値（例えば０．５μｍ）以下となるよう、Ｃ軸調整ネジ４本をそれぞれ緩めたり締めたりしてワーク軸心Ｃ２の位置を調整し、所定位置で締め込んで固定する。つまり、ワーク主軸４０が一回転する間におけるダイヤルゲージ２７の計測値の最大値と最小値を読取り、そして計測値が最大値と最小値の平均値になるように、ワーク主軸４０に対するワークＷの径方向位置を調整する。このとき、Ｃ軸調整ネジ４２ｂは、４本すべてを軽く締めておく。１本でもＣ軸調整ネジ４２ｂが緩んでいると、調整にズレが生じる。【０１１５】
このように、サポートブロック９１によるワークＷの支持無しの状態で、ワーク主軸４０を回転させながら、ワーク保持機構５０に装着されたワークＷ（ここでは芯出し用ツールＴＰ）の突出部分の上側側面を計測する。そしてワークＷの振れが最小となるようにワーク軸心固定部であるＣ軸調整ネジ４２ｂによって芯出し用ツールＴＰの軸心（Ｃ２）の位置を調整して固定する手順が、本願の軸心位置調整手順に相当する。同様な計測を、芯出し用ツールＴＰの外径部先端においても行う。つまり、ハンドル送りによってＸ軸を―方向に移動させ、ダイヤルゲージ２７の先端を芯出し用ツールＴＰの外径部先端まで移動させる。【０１１６】
（サポート調整手順Ｓ６）
ハンドル送りによってワーク主軸４０をＣ軸回りに回転させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れの最大値を読み記録する。ダイヤルゲージの指針の振れが最大となる位置でＣ軸を停止させ、サポートホルダ固定ネジ９５を２本とも仮締めする。ダイヤルゲージ２７の指針がごく僅かに振れるまで、上下調整ネジ９６を手で反時計回りに回して締める。上下調整ネジ９６を反時計回りに回すと、サポートブロック９１が上昇して芯出し用ツールＴＰを押し上げる。サポートホルダ固定ネジ９５を２本とも本締めする。【０１１７】
（サポートロック手順Ｓ７）
ＮＣ制御装置操作盤１６のサポートボタンを操作して、ワーク押え９２を下降させると、図１６に示す位置から、図１７に示す位置にワーク押え９２が下降して、芯出し用ツールＴＰをサポートブロック９１に押え付ける。すわなち、サポート調整手順の後、ワーク押え９２によって芯出し用ツールＴＰを押圧することによって、サポートブロック９１による芯出し用ツールＴＰの軸心（Ｃ２）の位置の規定を維持する。この手順が、本願のサポートロック手順に相当する。【０１１８】
ワーク押え９２を下降させたときのダイヤルゲージ２７の指針の振れを読む。ダイヤルゲージ２７の指針の振れが、前述の書き留めた値の２分の１であることを確認する。２分の１になっていない場合は、再びサポートホルダ固定ネジ９５を緩めて調整をやり直す。【０１１９】
（フローティング規制解除手順Ｓ８）
以上のように、Ｃ軸調整ネジ４２ｂを締め、且つワーク押え９２がサポートブロック９１をロックした状態で、ワークＷの振れが目標値よりも下回ったら、フローティング状態を再開する。この場合、サポートブロック９１がワークＷをサポートしているため、芯出し用ツールＴＰの軸心（Ｃ２）は安定する。よって、Ｃ軸調整ネジ４２ｂの４本すべてを緩めることによって、フローティング機構の機能を発揮させる。本実施形態では、フローティング機構によるワークＷの調整範囲（作動範囲）は極めて狭く、フローティング機構は極小な動きであるため、サポートブロック９１に負荷されるストレスはほとんどゼロになる。Ｃ軸調整ネジ４２ｂを緩める手順は、サポートロック手順の後、Ｃ軸調整ネジ４２ｂによるフローティングの規制を解除するフローティング規制解除手順に相当する。【０１２０】
（水平方向位置の調整Ｓ１０）
以上で本願の芯出し調整は完了し、次に水平方向位置の調整を行う。水平方向位置の調整は、サポートブロック微調ネジ９４ｂを調節することによって、サポートブロック９１を水平方向に移動させることによって行う。本実施形態の芯出し調整（Ｓ１〜Ｓ９）が完璧になされる場合でも、たとえばＢ軸とＣ軸が同一平面上に位置する状態において互いに完全に直角に交わっていない場合、旋回テーブル２２を１８０度反転したときに誤差が生じる。本実施形態はフローティング機構を備えるため、完全に芯出しした後でも、他の誤差に起因するズレの調整が可能である。水平方向位置の調整は、Ｂ軸に対するワーク軸心Ｃ２のズレを修正しつつ、フローティング量を極力小さくすることによって、ワークＷ（芯出し用ツールＴＰ）の振れを小さくすることを目的としている。【０１２１】
まず、ダイヤルゲージ２７の先端を、芯出し用ツールＴＰの外径部先端の真横に当てる。ハンドル送りすることによってＹ軸を移動させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れの最大値を読み、書き留める。つまり、主軸軸心Ｃ１に対して水平方向の、ワークＷの側面の位置を計測することによって、反転前計測値を得る。ハンドル送りによってＹ軸を＋方向に移動させ、ダイヤルゲージ２７の先端を芯出し用ツールから離す。【０１２２】
そしてハンドル送りによって、Ｂ軸を機械座標−９０．００００まで移動させる。つまり、主軸軸心Ｃ１が１８０度反転するように、ワーク主軸４０を反転させる。
次に、ハンドル送りによってＹ軸を−方向に移動させ、ダイヤルゲージ２７の先端を、芯出し用ツールＴＰの外径部先端の真横に当てる。ハンドル送りによってＹ軸を移動させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れの最大値を読み、書き留める。つまり、１８０度反転後のワークＷの側面の位置を計測し、反転後計測値を得る。【０１２３】
反転前計測値と反転後計測値の差が、目標値以内であることを確認する。目標値以内ではない場合、下記の手順（ｉ）〜（ｉｉｉ）の調整をおこなう。
（ｉ）  サポートブロック固定ネジ９４ａを緩める。【０１２４】
（ｉｉ）  サポートブロック微調ネジ９４ｂを操作することによって、サポートブロック９１の水平方向位置を調整する。例えば反転前計測値が１μｍであり、反転後計測値が−８μｍの場合、次の計算をする。【０１２５】
１−（−８）＝９、
９÷２＝４．５、
−８＋４．５＝−３．５。【０１２６】
ダイヤルゲージの指針が−３．５μｍを示すように、サポートブロック９１の位置を調整する。つまり、ダイヤルゲージ２７の計測値が、反転前計測値と反転後計測値の平均値（−３．５μｍ）になるように、サポートブロック９１を水平方向に移動させる。【０１２７】
（ｉｉｉ）  サポートブロック固定ネジ９４ａを締める。
その後に再び、ハンドル送りによってＹ軸を＋方向に移動させ、ダイヤルゲージ２７の先端を芯出し用ツールＴＰから離す。ハンドル送りによってＢ軸を機械座標−９０．００００まで移動させる。ダイヤルゲージ２７の先端を芯出し用ツールＴＰの外径部先端の真横に当てる。ハンドル送りによってＣ軸を回転させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れを読む。ダイヤルゲージ２７の指針の振れが目標範囲内であることを確認する（ステップＳ１１）。目標範囲内ではない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、芯出し用ツールＴＰの芯出し調整を初めからやり直す。【０１２８】
芯出し用ツールＴＰの外径部先端において目標範囲内であった場合、ダイヤルゲージ２７の先端を、芯出し用ツールＴＰの根元の真横に当てる。ハンドル送りによってＣ軸を回転させながら、ダイヤルゲージ２７の指針の振れを読む。ダイヤルゲージの指針の振れが目標範囲内であることを確認する。目標範囲内でない場合は、ツールの芯出し調整を初めからやり直す。【０１２９】
（繰返測定）
このように、芯出し用ツールＴＰの先端と基端の両方において測定をおこない、芯出し用ツールＴＰの振れが小さくなるように調整する。また、上下調整ネジ９６によってサポートブロック９１の鉛直方向位置を調整するだけでなく、旋回テーブル２２を１８０度回転後の計測値も計測することによって、サポートブロック微調ネジ９４ｂによるサポートブロック９１の水平方向位置の調整もおこなう。つまり、１８０度反転前と反転後という互いに対向したＢ軸のポジションにおいて、測定と調整をおこなうことによって、更に精度が向上する。【０１３０】
これらの調整を繰返し行うことによって、更に高い精度に追い込んでいくことができる。
上記実施形態の工作機械及びその調整方法は、以下の利点を得る。【０１３１】
（１）工作機械によって丸棒状のワークＷを超精密加工する際、ワーク軸心Ｃ２の振れを抑制しながら、ワークＷを回転させることができる。
（２）まず、軸心位置調整手順によってＣ軸調整ネジ４２ｂを締めこんでフローティング機構の機能を規制した状態で、Ｃ軸調整ネジ４２ｂを調整することによってワーク軸心Ｃ２を主軸軸心Ｃ１に極力一致させる。更に、サポート調整手順で、サポートブロック９１をこの一致させた位置のワークＷに当接するように調整する。そしてサポートロック手順によってワーク押え９２でワークＷを押え、ワークＷの位置を維持する。その上で、フローティング規制解除手順によって、Ｃ軸調整ネジ４２ｂを緩めてフローティング規制を解除することによって、フローティングの機能を発揮させる。【０１３２】
このため、サポートブロック９１は、ワーク軸心Ｃ２が主軸軸心Ｃ１に一致する状態のワークＷを支持するように配置される。フローティング機構は、ワーク保持機構５０の僅かなズレを吸収できる。つまりフローティング機構は、極小な動きしか必要としないため、ワークＷに振れを生じさせるイナーシャなどが発生しにくい。【０１３３】
特に、フローティング機構はワークＷを柔軟に支持するため、コレット５１やスピンドル４１に万一ズレがあっても、これらのズレはフローティング機構が吸収するため、サポートブロック９１には影響が及ばない。【０１３４】
（３）フローティング機構は、予め十分に位置調整された状態のワークＷをフローティング支持する。よってフローティング機構には、極めて僅かな動きしか要求されない。
このため、フローティング機構の可動範囲を小さくでき、フローティング機構を極めて小型にすることができる。【０１３５】
また、小型軽量のフローティング機構を採用できるため、フローティング機構自体の質量を極めて小さくできる。
したがって、フローティング機構は軽く、フローティング機構の動きも極めて小さくすることができる。ゆえにワークＷやフローティング機構の重心の移動もほとんど生じないため、ワークＷの回転バランスを崩したり、大きなイナーシャを生じさせたりすることがない。このようなことから、本実施形態では、フローティングチャック自身は、ワークＷの振れの原因にはならない。【０１３６】
また、本実施形態のフローティング機構は、ワーク保持機構５０がワーク主軸４０に対して傾くことを抑制している。つまりフローティング機構は、主軸軸心Ｃ１と直交する方向だけのワーク保持機構５０の動きを許容すればよいため、フローティング機構の構造をシンプルにできる。【０１３７】
また、ステンレス等の硬球を用いているため、微量の傾きであれば、ボールが変形することによって傾きを吸収でき、この点からもフローティング機構の構成を簡単にできる。
（４）ワーク主軸４０の変位には影響を受けずに微細に変位させることが可能な砥石台２６に、ダイヤルゲージ２７を配置する。よって、工作機械のＮＣ制御システムを利用して、ワークＷの変位を測定できる。このようにして、ワークＷの絶対位置を測定し、ズレが生じる方向を測定し、このズレを消去するように調整する。このことによって、ワーク軸心Ｃ２を主軸軸心Ｃ１に一致するように調整できる。この手順を繰返すことによって、ワーク軸心Ｃ２を主軸軸心Ｃ１に更に正確に一致させることができる。【０１３８】
（５）サポートブロック９１の水平方向位置調整では、旋回テーブル２２に設けられたワーク主軸４０を、Ｂ軸回りに１８０度反転させて計測をおこなう。よって、Ｂ軸とＣ軸とのズレを小さくして、全体として精度を高め、形成する工具の精度を高めることができる。【０１３９】
（６）ワークＷの測定を、ワークＷの先端と基端の両方においてそれぞれ行う。よって、全体として精度を高め、形成する工具の精度を高めることができる。
（７）実際の加工対象となるワークに替えて、精度の高いテストピース（芯出し用ツールＴＰ）を用いて芯出し調整することによって、更に精度の高い調整を行なうことができる。【０１４０】
（８）４本のＣ軸調整ネジ４２ｂは、ワーク保持機構５０を囲む円周上に並ぶようにして、ワーク主軸４０に配置される。各々のＣ軸調整ネジ４２ｂは、ワーク軸心Ｃ２方向に向かって延び、ワーク保持機構５０に当接する。よって、ワーク軸心Ｃ２を中心としてすべての径方向へ、ワーク保持機構５０を位置調整できる。また、Ｃ軸調整ネジ４２ｂを採用することによって、ワーク軸心固定部の機構が簡素となり、質量を小さく、且つ小型にできる。また、調節も容易にできる。【０１４１】
（９）フローティング機構は、クロスガイド６４を用いる。よって、コンパクトな構成でありながら、ワーク主軸４０の回転力を、確実にワーク保持機構５０に伝達できる。更に、ワーク軸心Ｃ２と直交するあらゆる方向に傾くこと無しに、ワーク保持機構５０をワーク主軸４０に対して変位することを許容できる。特に、板状部材であるクロスガイド６４が円盤状部材であるため、重量バランスが良好なものとなる。【０１４２】
（１０）クロスガイド６４は前方クロスＶ溝６４ｅと後方クロスＶ溝６４ｆを有し、ワーク主軸４０は主軸Ｖ溝４３ｂを有し、ワーク保持機構５０は保持Ｖ溝５２ｆを有する。つまり、これらの溝（４３ｂ，５２ｆ，６４ｅ，６４ｆ）は断面Ｖ字型である。よって、これらの溝において転動するボール（６２，６３，６５，６６）は、ガタツキなく位置決めされる。このため、ガタツキ無くワーク主軸４０の回転力をワーク保持機構５０に伝達できるとともに、円滑なフローティング機能を発揮できる。【０１４３】
（１１）また、クロスガイド６４の前方クロスボール受け面６４ａは、複数の前方クロスＶ溝６４ｅを有する。後方クロスボール受け面６４ｂは、複数の後方クロスＶ溝６４ｆを有する。よって、ワーク主軸４０、クロスガイド６４、およびワーク保持機構５０の相互の傾きを生じにくくできる。また、それぞれの溝（４３ｂ，５２ｆ，６４ｅ，６４ｆ）に掛かる回転力も分散できる。【０１４４】
（１２）前方予圧ボール６２と後方予圧ボール６６は、それぞれ互いに平行な平面間に、複数配置される。前方予圧ボール６２と後方予圧ボール６６は、それぞれ例えば真円度の高いステンレス球などによって予圧をかけて支持される。よって、ワーク主軸４０に対してワーク保持機構５０は傾きを生じにくく、且つ主軸軸心Ｃ１方向における寸法精度も高くできる。【０１４５】
ワーク主軸４０に対するワーク保持機構５０の傾きを抑制したため、Ｃ軸調整ネジ４２ｂによる調整は、ワーク軸心Ｃ２の平行移動だけである。そのため、複数のＣ軸調整ネジ４２ｂは、Ｃ軸方向において１ヶ所にまとめて設けるだけで、ワーク軸心Ｃ２の芯出し調整できる。【０１４６】
（１３）それぞれ複数の前方予圧ボール６２と後方予圧ボール６６は、それぞれ主軸軸心Ｃ１を囲む円周状に配置される。よって、ワーク保持機構５０を傾きなく支持できる。更に、主軸軸心Ｃ１と直交するあらゆる方向へのワーク軸心Ｃ２の変位を可能にしている。更に、主軸軸心Ｃ１とワーク軸心Ｃ２の相互回転を許容する。【０１４７】
（１４）付勢部を４本の予圧調整ネジ４５にすることによって、コンパクトな構成で、安定した付勢力で前方予圧ボール６２、前方クロスボール６３、後方クロスボール６５、および後方予圧ボール６６を予圧できる。更に、予圧調整ネジ４５自体が、予圧を調整可能な調整部であり、極めてコンパクトな構成で各ボール（６２，６３，６５，６６）に適切な予圧を安定して付与でき、円滑なフローティングと高い寸法精度を得ることができる。【０１４８】
（１５）前方オイルシール６１と後方オイルシール６７のそれぞれによる求心力は、ほぼワーク軸心Ｃ２を主軸軸心Ｃ１に一致させることができ、調整範囲を小さくすることによって芯出し調整が速やかにできる。また、調整範囲を小さくすることによって、フローティング機構のマージンも小さくでき、特に環状に並ぶよう前方予圧ボール６２と後方予圧ボール６６を受ける前方予圧ボール受け面５２ｃや後方予圧ボール受け面５３ｃを小さくでき、フローティング機構を小型軽量とすることができる。【０１４９】
（１６）サポートブロック９１をＶブロックとすることによって、簡単な構成で丸棒状のワークＷを安定して正確な位置で支持できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。【０１５０】
測定器具は、ダイヤルゲージ２７に替えて、光の干渉を用いるもの、光の反射、静電容量、磁気などの非接触で測定するものなど、ワークＷの表面の変位が検出できれば特に限定されない。【０１５１】
ワーク主軸４０の１８０度反転前の測定値と、反転後の測定値とを計測するのは、サポートブロック９１の水平方向位置を調整する場合だけに限らず、たとえばサポートブロック９１の鉛直方向位置を調整する場合でもよい。【０１５２】
調整手順は一例であり、また水平調整は省略することもできる。また、装置の調整も含め、測定と調整を繰返すことによって、全体として精度を向上させることも好ましい。
ワーク軸心固定部としてのＣ軸調整ネジ４２ｂは、４本であることに限らず、３本あるいは５本以上でもよい。また、ワーク軸心固定部はＣ軸調整ネジ４２ｂであることに限らず、ピエゾ素子、機械的なクサビ、油圧によるコントロールなどのように、ワーク軸心Ｃ２の変位を許容する許容状態と、ワーク軸心Ｃ２の変位を固定する固定状態とに切換可能なものであればよい。【０１５３】
ワーク保持機構は、コレットチャック機構であることに限定されない。つまりワークＷのチャック方法は、油圧や温度差による緊着、ネジ止め、磁力、負圧等のように、ワークＷのフローティングを確保できる構成で行えばよい。【０１５４】
サポート部材であるサポートブロック９１は、Ｖブロックであることに限らず、ワークＷを位置ズレ無しに保持できればよい。ワークＷの位置精度さえ確保できれば、サポート部材は、ワークＷを摺動支持するのでなく転動で支持するような部材でもよい。【０１５５】
サポートロック部は、ワーク押え９２であることに限らず、形状や機構を変更してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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