(57)【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の有効径を測定するネジ測定装置であって、
測定対象のネジ部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、
前記一対の測定子の各々を前記回転軸方向であるリード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、
対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段と、
前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記径側位置検出手段の各々とを保持する保持手段と、
制御手段と、を備え、
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、
前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、
前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されており、
前記制御手段は、
少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、
前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を測定する、
ネジ測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、
前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジの有効径を連続的に測定する、
ネジ測定方法。
【請求項３】
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における前記回転軸方向であるリード方向におけるネジ溝の間隔であるリード幅を測定するネジ測定装置であって、
測定対象のネジ部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、
前記一対の測定子の各々を前記リード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、
前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段と、
前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記リード側位置検出手段の各々を保持する保持手段と、
制御手段と、を備え、
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、
前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、
前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されており、
前記制御手段は、
少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、
前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を測定する、
ネジ測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、
前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定する、
ネジ測定方法。
【請求項５】
請求項１に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、
前記保持手段は、前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段を保持しており、
前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジの有効径を連続的に測定するとともに、
前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定する、
ネジ測定方法。
【請求項６】
請求項３に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、
前記保持手段は、対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段を保持しており、
前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定するとともに、
前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を連続的に測定する、
ネジ測定方法。
【請求項７】
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部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、
前記一対の測定子の各々を前記回転軸方向であるリード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、
対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段と、
前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段と、
前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記径側位置検出手段の各々と前記リード側位置検出手段の各々とを保持する保持手段と、
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を備えたネジ測定装置と、
前記ネジ部のネジ溝を仕上げ研削する加工工具と、
前記ワークを保持して前記回転軸回りに回転可能なワーク回転手段と、
前記ネジ測定装置及び前記加工工具に対して前記ワークを前記リード方向に相対的に移動可能なリード方向移動手段と、
前記加工工具に対して前記ワークを前記径方向に相対的に移動可能な径方向移動手段と、
制御手段と、を備え、
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、
前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、
前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されており、
前記制御手段は、
前記検出体移動手段を用いて、前記一対の測定子にて前記ワークの前記ネジ部を挟み込むまで前記ネジ測定装置を移動させ、
少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、
前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を測定し、
前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を測定し、
更に、少なくとも一方の測定子の前記リード方向の位置に基づいて前記加工工具と対向する前記ネジ溝のリード方向の位置を求め、求めたリード方向の位置を前記ネジ溝の仕上げ研削の開始位置として、前記リード方向移動手段と前記径方向移動手段を用いて前記ワークのネジ溝に対して前記加工工具を位置決めし、
前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させて前記加工工具を用いて前記ネジ溝を仕上げ研削しながら、前記ネジの有効径と前記ネジ溝のリード幅とを連続的に測定する、
ネジ測定装置を備えた工作機械。
【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の有効径やリード幅を測定するネジ測定装置、ネジ測定方法、及びネジ測定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。また、仕上げ研削したネジの有効径やネジのリード幅等を測定する種々の測定装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、加工工具の支持台に連結した測定装置に設けた１個の測定子を、ワークの回転軸方向に押付け、測定子の径方向の移動距離を電気マイクロメータで検出する、ワークのネジ有効径のインプロセス測定装置が提案されている。
また、特許文献２に記載された従来技術では、３点式測定子を用いてワークを３方向の径方向から支持し、ワークを回転させながら測定子を回転軸方向に移動させて、ネジの有効径とリード幅を連続的に測定できるネジ軸の測定装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１−２９５７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、ネジの有効径は、一般的には、３本の針金を用い、隣り合うネジ溝に入れた２本の針金と、前記２本の針金と軸を挟んで対向したネジ溝に入れた１本の針金とでネジ軸を径方向に挟んで有効径を求める３針法により測定している。しかし、３針法ではネジの有効径を測定できるが、リード幅は測定できない。
また、加工後のワークを取り付けて、ワークの回転に同期させて測定子をリード方向に移動させてネジの有効径とリード幅とを測定可能な３次元測定器もあるが、３次元測定器は比較的大型であり、工作機械に搭載することが困難である。ネジの測定装置を工作機械に搭載できなければ、加工後のネジの精度を確認する毎に工作機械からワークを取り外し、測定装置に取り付けて測定した後、再度工作機械に取り付けて加工する必要があるため、非常に手間がかかるとともに、加工精度に影響を与える可能性がある。
また、特許文献１に記載された従来技術では、加工しながらネジ軸の有効径を測定できるが、リード幅は測定できない。また、測定子が１個であり、この測定子を２組の平行板バネで、ワークの径方向及びリード方向に揺動可能に保持しており、径方向またはリード方向に円弧を描くように板バネが湾曲した場合、測定子がワーク回転軸に向かう方向からずれた位置に移動し、正しい径を測定できなくなる可能性がある。
また、特許文献２に記載された従来技術は、ネジの有効径とリード幅を測定できるが、測定装置が大型であり、工作機械に搭載することが困難である。このため、測定装置または工作機械を使用する毎に、ワークの取り外しと取り付けが必要であり、非常に手間がかかるとともに、加工精度に影響を与える可能性がある。
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ネジの有効径またはネジ溝のリード幅をより高精度に測定することが可能なネジ測定装置、及びネジ測定方法、そして、ワークの取り外しを行うことなく、ネジ溝の加工と、ネジの有効径及びネジ溝のリード幅をより高精度に測定することが可能な、ネジ測定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測定装置である。
請求項１に記載のネジ測定装置は、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の有効径を測定するネジ測定装置であって、測定対象のネジ部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、前記一対の測定子の各々を前記回転軸方向であるリード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段と、前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記径側位置検出手段の各々とを保持する保持手段と、制御手段と、を備える。
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されている。
そして、前記制御手段は、少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を測定する。
【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測定方法である。
請求項２に記載のネジ測定方法は、請求項１に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジの有効径を連続的に測定する、ネジ測定方法である。
【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測定装置である。
請求項３に記載のネジ測定装置は、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における前記回転軸方向であるリード方向におけるネジ溝の間隔であるリード幅を測定するネジ測定装置であって、測定対象のネジ部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、前記一対の測定子の各々を前記リード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段と、前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記リード側位置検出手段の各々を保持する保持手段と、制御手段と、を備える。
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されている。
そして、前記制御手段は、少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を測定する。
【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測定方法である。
請求項４に記載のネジ測定方法は、請求項３に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定する、ネジ測定方法である。
【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測定方法である。
請求項５に記載のネジ測定方法は、請求項１に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、前記保持手段は、前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段を保持しており、前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジの有効径を連続的に測定するとともに、前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定する、ネジ測定方法である。
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測定方法である。
請求項６に記載のネジ測定方法は、請求項３に記載のネジ測定装置を用いたネジ測定方法であって、前記保持手段は、対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段を保持しており、前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させ、前記ネジ溝のリード幅を連続的に測定するとともに、前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を連続的に測定する、ネジ測定方法である。
【０００９】
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測定装置を備えた工作機械である。
請求項７に記載のネジ測定装置を備えた工作機械は、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部に対して、前記回転軸に交差する方向から前記ネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向に付勢された一対の測定子と、前記一対の測定子の各々を前記回転軸方向であるリード方向に往復移動自在に保持する各々のフローティング手段と、対向配置された一対の測定子の各々における対向方向の位置を検出可能な各々の径側位置検出手段と、前記フローティング手段にて移動した各々の測定子における前記リード方向の位置を検出可能な各々のリード側位置検出手段と、前記測定子の各々と前記フローティング手段の各々と前記径側位置検出手段の各々と前記リード側位置検出手段の各々とを保持する保持手段と、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を備えたネジ測定装置と、前記ネジ溝を仕上げ研削する加工工具と、前記ワークを保持して前記回転軸回りに回転可能なワーク回転手段と、前記ネジ測定装置及び前記加工工具に対して前記ワークを前記リード方向に相対的に移動可能なリード方向移動手段と、前記加工工具に対して前記ワークを前記径方向に相対的に移動可能な径方向移動手段と、制御手段と、を備える。
一対の前記測定子の各々は、第１弾性部材を介して、互いに対向している方向に付勢されるように、各々の保持体に設けられており、前記保持体の各々は、前記リード方向への移動を案内する各々のガイドに沿って移動可能となるように保持されており、前記フローティング手段は、各々の前記ガイドと、各々の前記保持体と、各々の前記保持体を各々の前記ガイドにおける前記リード方向の中央に維持する各々の第２弾性部材と、にて構成されている。
前記制御手段は、前記検出体移動手段を用いて、前記一対の測定子にて前記ワークの前記ネジ部を挟み込むまで前記ネジ測定装置を移動させ、少なくとも前記測定子の各々が前記ネジ部のネジ溝に入るまで前記ワークを前記回転軸回りに回転させ、前記各々の径側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記対向方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記径方向の位置に基づいて、前記ネジの有効径を測定し、前記各々のリード側位置検出手段からの検出信号に基づいて、各々の測定子における前記リード方向の位置を測定し、測定した各々の測定子の前記リード方向の位置に基づいて、前記ネジ溝のリード幅を測定する。
更に、少なくとも一方の測定子の前記リード方向の位置に基づいて前記加工工具と対向する前記ネジ溝のリード方向の位置を求め、求めたリード方向の位置を前記ネジ溝の仕上げ研削の開始位置として、前記リード方向移動手段と前記径方向移動手段を用いて前記ワークのネジ溝に対して前記加工工具を位置決めする。
そして、前記一対の測定子を前記ネジ部のネジ溝に入れた状態で、前記ワークを前記回転軸回りに回転させるとともに当該回転に同期させて前記ネジ測定装置に対して前記ワークを前記リード方向に前記リード幅に基づいた量で相対的に移動させて前記加工工具を用いて前記ネジ溝を仕上げ研削しながら、前記ネジの有効径と前記ネジ溝のリード幅とを連続的に測定する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載のネジ測定装置を用いれば、対向配置するとともに互いにリード方向に往復移動自在に保持した２つの測定子を用いてワークを挟むことで、ネジの有効径をより高精度に測定することが可能なネジ測定装置を構成することができる。
また、ネジ測定装置に大型な構成部品を必要とせず、工作機械に搭載可能な程度の小型に構成することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載のネジ測定方法によれば、対向配置するとともに互いにリード方向に往復移動自在に保持した２つの測定子を用いてワークを挟み、ワークの回転に同期させてリード幅に応じた量だけリード方向に移動させることで、ネジの有効径を連続的に、より高精度に測定することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のネジ測定装置によれば、対向配置するとともに互いにリード方向に往復移動自在に保持した２つの測定子を用いてワークを挟むことで、ネジ溝のリード幅をより高精度に測定することが可能なネジ測定装置を構成することができる。
また、ネジ測定装置に大型な構成部品を必要とせず、工作機械に搭載可能な程度の小型に構成することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のネジ測定方法によれば、対向配置するとともに互いにリード方向に往復移動自在に保持した２つの測定子を用いてワークを挟み、ワークの回転に同期させてリード幅に応じた量だけリード方向に移動させることで、ネジ溝のリード幅を連続的に、より高精度に測定することができる。
【００１４】
また、請求項５または請求項６に記載のネジ測定方法によれば、対向配置するとともに互いにリード方向に往復移動自在に保持した２つの測定子を用いてワークを挟み、ワークの回転に同期させてリード幅に応じた量だけリード方向に移動させることで、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とを連続的に、より高精度に測定することができる。
【００１５】
また、請求項７に記載のネジ測定装置を備えた工作機械によれば、ネジ測定装置を工作機械に搭載し、加工工具でネジ溝を仕上げ研削するために、加工工具と対向するネジ溝の位置とリード幅を検出する。そして、検出したネジ溝の位置に加工工具を位置決めし、ネジ溝を加工工具で仕上げ研削しながら、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とを連続的に測定することができるので、仕上げ研削の状態を適切に確認することができる。
これにより、ワークの取り外しを行うことなく、ネジ溝の加工と、ネジの有効径及びネジ溝のリード幅をより高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、本発明のネジ測定装置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８３Ａ、８３Ｃ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。
【００１７】
●［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（この場合、ワーク回転手段に相当するとともにリード方向移動手段に相当）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（工作物回転軸の軸線方向）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、対向配置された一対の接触子８３Ａ、８３Ｃ（測定子に相当）と、接触子８３Ａ、８３Ｃ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測定装置８０が、連結部材８４Ａを介して砥石台１０に設けられている（図１（Ｂ）参照）。なお、図１（Ａ）では連結部材８４Ａの記載を省略している。また、図１（Ａ）に点線で示すように、連結部材８４Ａを介することなくネジ測定装置８０を砥石台１０に設けてもよい。
そして、対向配置された一対の接触子８３Ａ、８３Ｃは、ワーク回転軸ＣＷに直交する径方向からネジ部Ｋを挟み込んでネジの有効径、ネジ溝のリード幅を測定する。
また、図１（Ｂ）に示す例では、ワーク回転軸ＣＷと砥石回転軸ＣＴは同一水平面（ＸＺ平面）上に設定されている。
【００２０】
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。
【００２１】
主軸装置３０Ｌ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。
【００２２】
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３４Ｒ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。
【００２３】
また図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、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。
【００２４】
●［ネジ測定装置８０の構成（図３〜図５）］
次に図３〜図５を用いて、ネジ測定装置８０の構成について説明する。なお、以下の説明では、ボールネジの例で説明する。
ネジ測定装置８０は、対向配置した一対の接触子８３Ａ、８３Ｃ（測定子に相当）と、接触子８３Ａ、８３Ｃの各々をリード方向（ワーク回転軸ＣＷの軸線方向）に往復移動自在に保持するフローティング手段と、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣと、リード側センサ８５ＳＡ〜８５ＳＤと、保持手段８１と、検出体移動手段８２と、を備えている。
【００２５】
測定対象のネジ溝ＷＮに接触させる一対の接触子８３Ａ、８３Ｃは、ワーク回転軸ＣＷに直交する径方向からワークＷのネジ部を挟み込むように対向配置され、互いに対向している方向（挟み込む方向）に弾性部材８３ＢＡ、８３ＢＣ（第１弾性部材に相当）にて付勢されている。また、接触子８３Ａは保持体８５Ａに設けられ、接触子８３Ｃは保持体８５Ｃに設けられている。
また、接触子８３Ａ、８３Ｃ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。
接触子８３Ａをリード方向に往復移動自在に保持するフローティング手段は、保持体８５Ａと、保持体８５Ａのリード方向の移動を案内する３本のガイド８６Ａと、保持体８５Ａをガイド８６Ａのほぼ中央に維持する弾性部材８６ＢＡ、８６ＢＢ（第２弾性部材に相当）にて構成されている。また、接触子８３Ｃをリード方向に往復移動自在に保持するフローティング手段も同様であるので、説明は省略する。
【００２６】
保持手段８１は、接触子８３Ａ、８３Ｃと、上記のフローティング手段と、更に、リード側センサ８５ＳＡ、８５ＳＢ、８５ＳＣ、８５ＳＤ（リード側位置検出手段に相当）と、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣ（径側位置検出手段に相当）とを保持している。
そして、検出体移動手段８２は、例えばシリンダとピストン８２Ａとで構成されており、制御手段５０からの駆動信号に基づいて、保持手段８１をワーク回転軸ＣＷから最も遠ざかる位置（図５（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５（Ｂ）に示す位置）のいずれかの位置に移動可能である。なお、図５（Ｂ）に示す位置では、対向配置した一対の接触子８３Ａ、８３Ｃを結ぶ線分の中央がワーク回転軸ＣＷの位置となる。
【００２７】
接触子８３Ａ（保持体８５Ａ）のリード方向の位置（この場合、Ｚ軸方向の位置）は、接触子８３Ａ（保持体８５Ａ）を挟んで対向配置されたリード側センサ８５ＳＡ、８５ＳＢにて検出され、接触子８３Ｃ（保持体８５Ｃ）のリード方向の位置（この場合、Ｚ軸方向の位置）は、接触子８３Ｃ（保持体８５Ｃ）を挟んで対向配置されたリード側センサ８５ＳＣ、８５ＳＤにて検出される。
リード側センサ８５ＳＡ、８５ＳＢは、例えば非接触式センサであり、保持手段８１に固定され、保持体８５Ａまでの距離をそれぞれが検出可能である。例えば、図４（Ａ）において、リード側センサ８５ＳＡは距離Ｌ１ａを検出可能であり、リード側センサ８５ＳＢは距離Ｌ１ｂを検出可能である。
同様に、リード側センサ８５ＳＣ、８５ＳＤは、例えば非接触式センサであり、保持手段８１に固定され、保持体８５Ｃまでの距離をそれぞれが検出可能である。例えば、図４（Ａ）において、リード側センサ８５ＳＣは距離Ｌ２ａを検出可能であり、リード側センサ８５ＳＤは距離Ｌ２ｂを検出可能である。
【００２８】
接触子８３Ａの径方向の位置（この場合、Ｙ軸方向の位置）は、図４（Ｂ）の断面図に示すように、接触子８３Ａの付勢方向の反対側に配置された径側センサ８３ＳＡにて検出される。
径側センサ８３ＳＡは、例えば非接触式のセンサであり、保持体８５Ａに固定され、接触子８３Ａの端面までの距離（図４（Ｂ）の例では、距離Ｋ１、Ｋ１´）を検出可能である。なお、接触子８３Ｃの径方向の位置（この場合、Ｙ軸方向の位置）についても同様であるので説明を省略する。
【００２９】
●［ネジ測定装置８０によるネジの有効径の測定（図５）］
次に、図５を用いてネジ測定装置８０によるネジの有効径の測定について説明する。
まず、制御手段５０は、ネジ測定装置８０がワークＷから離間している状態（図５（Ａ）に示す状態）から、検出体移動手段８２に駆動信号を出力してネジ測定装置８０をワーク回転軸ＣＷに直交する方向からワークＷに向かって前進させる。本実施の形態では、最も前進した位置で、リード方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、接触子８３Ａとワーク回転軸ＣＷと接触子８３Ｃとが直線上に並ぶように設定している（図５（Ｂ）参照）。
【００３０】
この時点で、一対の接触子８３Ａ、８３ＣでワークＷを挟み込んではいるが、接触子８３Ａ、８３Ｃがネジ溝ＷＮに入っているとは限らない。制御手段５０は、径側センサ８３ＳＡからの検出信号に基づいて、接触子８３Ａまでの径方向の距離を測定し、接触子８３Ａがネジ溝ＷＮに入っているか否かを判定することができる。例えば判定閾値をΔｘに設定し、ネジ溝に入った場合の距離がＫ１´（理論値）であるとする。この場合、制御手段５０は、測定した距離が距離Ｋ１´±Δｘ以内であるとき、接触子８３Ａがネジ溝ＷＮに入ったと判定する。（制御手段５０は、ネジ溝ＷＮに入った場合の距離の範囲（距離Ｋ１´±Δｘ）を予め認識している）。同様に、制御手段５０は、径側センサ８３ＳＣからの検出信号に基づいて、接触子８３Ｃまでの径方向の距離を測定し、接触子８３Ｃがネジ溝ＷＮに入っているか否かを判定することができる。
接触子８３Ａ、８３Ｃの少なくとも一方がネジ溝ＷＮに入っていないと判定した場合、制御手段５０は、少なくとも接触子８３Ａ、８３Ｃがネジ溝ＷＮに入るまで、ワークＷをワーク回転軸ＣＷ回りに回転させる。なお、ワークＷを回転させる前にネジ溝ＷＮに入ったか否か判定せずに、とにかくワークＷを回転させてからネジ溝に入ったか否かを判定するようにしてもよい。
少なくともワークＷを１回転すれば、接触子の位置にネジ溝ＷＮが到達し、ネジ溝ＷＮに接触子の先端が入る。
【００３１】
そして、制御手段５０は、径側センサ８３ＳＡからの検出信号に基づいて、接触子８３Ａまでの径方向の距離を測定し、接触子８３Ａの先端の径方向の位置（図５（Ｂ）における接触子８３Ａの先端とワークＷ（ネジ溝ＷＮ）との接点である測定点ＰＡのＹ軸方向の位置であり対向方向の位置）を求める。また、同様に、径側センサ８３ＳＣからの検出信号に基づいて、接触子８３Ｃの先端の径方向の位置（図５（Ｂ）における接触子８３Ｃの先端とワークＷ（ネジ溝ＷＮ）との接点である測定点ＰＣのＹ軸方向の位置であり対向方向の位置）を求める。そして、測定点ＰＡの径方向の位置と測定点ＰＣの径方向の位置に基づいて、ネジの有効径を求める。
なお、本実施の形態では、一対の接触子８３Ａ、８３Ｃにて上下からワークＷを挟む例を説明しているが、ネジ測定装置８０と砥石２２の、それぞれのＺ軸方向の位置が異なるように設定すれば、ネジ測定装置８０にてワークＷを挟む方向は、上下方向に限定されず、任意の方向からワークＷを挟むように構成してもよい。また、検出体移動手段８２を省略して、常に一対の接触子でワークＷを挟み込むように構成してもよい。
また、ネジの有効径を測定するがネジ溝ＷＮのリード幅を測定しない場合は、リード側センサ８５ＳＡ〜８５ＳＤを省略してもよい。
以上、対向配置した一対の接触子８３Ａ、８３Ｃを用いることで、芯ずれの影響を受けにくく、誤差がより小さいネジ測定装置８０を構成することができる。
【００３２】
●［ネジ測定装置８０によるネジ溝ＷＮのリード幅の測定（図４）］
次に、図４を用いてネジ測定装置８０によるネジ溝ＷＮのリード幅の測定について説明する。
まず、制御手段５０は、ネジ測定装置８０がワークＷから離間している状態（図５（Ａ）に示す状態）から、検出体移動手段８２に駆動信号を出力してネジ測定装置８０をワーク回転軸ＣＷに直交する方向からワークＷに向かって前進させる。本実施の形態では、最も前進した位置で、リード方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、接触子８３Ａとワーク回転軸ＣＷと接触子８３Ｃとが直線上に並ぶように設定している（図５（Ｂ）参照）。
【００３３】
この時点で、一対の接触子８３Ａ、８３ＣでワークＷを挟み込んではいるが、接触子８３Ａ、８３Ｃがネジ溝ＷＮに入っているとは限らない。
ここで、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣを備えている場合、制御手段５０は、径側センサ８３ＳＡからの検出信号に基づいて、接触子８３Ａまでの径方向の距離を測定し、接触子８３Ａがネジ溝ＷＮに入っているか否かを判定することができる（ネジ溝ＷＮに入った場合の距離の範囲（距離Ｋ１´±Δｘ）を予め認識している）。同様に、制御手段５０は、径側センサ８３ＳＣからの検出信号に基づいて、接触子８３Ｃまでの径方向の距離を測定し、接触子８３Ｃがネジ溝ＷＮに入っているか否かを判定することができる。
なお、ネジの有効径の測定が不要である場合は、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣを省略することができる。この場合、少なくともワークＷを１回転させれば、接触子の位置にネジ溝ＷＮが到達し、ネジ溝ＷＮに接触子の先端が入る。
【００３４】
そして、制御手段５０は、リード側センサ８５ＳＡからの検出信号に基づいて、保持体８５Ａ（接触子８３Ａ）までのリード方向の距離Ｌ１ａを測定する。
本実施の形態では、対向配置した２個のリード側センサ８５ＳＡ、８５ＳＢの間に保持体８５Ａ（接触子８３Ａ）を配置し、リード側センサ８５ＳＡからの検出信号と、リード側センサ８５ＳＢからの検出信号との比を用いて、リード側センサ８５ＳＡとリード側センサ８５ＳＢの間における、どの位置に保持体８５Ａ（接触子８３Ａ）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、リード側センサ８５ＳＡから測定対象までの距離がＬ１、検出信号の出力がｍ１、リード側センサ８５ＳＢ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、小さな誤差で保持体８５Ａ（接触子８３Ａ）のリード側の位置を検出することができる。
以上、対向配置した一対の接触子８３Ａ、８３Ｃを用いることで、熱変位の影響を受けにくく、誤差がより小さいネジ測定装置８０を構成することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、リード側センサ８５ＳＡとリード側センサ８５ＳＢ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Ｙ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（図５（Ｂ）に示す状態の基準点の（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８３ＡまでのＺ軸方向の距離（図４（Ａ）における距離ΔＬ１）を求めて、接触子８３Ａが入っているネジ溝のリード方向の位置を求めることができる。
なお、接触子８３Ｃとリード側センサ８５ＳＣ、８５ＳＤも同様であり、制御手段５０は、基準線ＳＴＺから接触子８３ＣまでのＺ軸方向の距離（図４（Ａ）における距離ΔＬ２）を求めて、接触子８３Ｃが入っているネジ溝のリード方向の位置を求めることができる。
基準線ＳＴＺから接触子８３ＡまでのＺ軸方向の距離ΔＬ１と、基準線ＳＴＺから接触子８３ＣまでのＺ軸方向の距離ΔＬ２と、の和は、リード幅の１／２であるので、これを換算することで、制御手段５０は、リード幅を求めることができる。
なお、本実施の形態では、一対の接触子８３Ａ、８３Ｃにて上下からワークＷを挟む例を説明しているが、ネジ測定装置８０と砥石２２の、それぞれのＺ軸方向の位置が異なるように設定すれば、ネジ測定装置８０にてワークＷを挟む方向は、上下方向に限定されず、任意の方向からワークＷを挟むように構成してもよい。また、検出体移動手段８２を省略して、常に一対の接触子でワークＷを挟み込むように構成してもよい。
【００３６】
また、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣ、リード側センサ８５ＳＡ〜８５ＳＤを備え、ワークＷをワーク回転軸ＣＷ回りに回転させ、当該回転に同期させてリード幅に基づいた量でワークＷをリード方向に相対的に移動させれば、ネジの有効径と、ネジ溝ＷＮのリード幅とを連続的に、ネジ部の全域で測定することができる。この場合、図６の例に示すようなグラフを得ることができ、品質管理等に利用することができる。
例えば、図６（Ａ）に示すネジの有効径のグラフから、ワーク回転軸ＣＷからの振れ量を把握することができ、図６（Ｂ）に示すネジ溝のリード幅のグラフから、リード幅のバラツキ等を把握することができる。
また、ネジ測定装置８０を工作機械１に搭載すれば、ネジ溝ＷＮの仕上げ研削を行いながら、仕上げ研削後のネジの有効径とネジ溝のリード幅を測定するインプロセス測定も可能となる。この場合、残加工量を把握できるので、次回の加工時の切り込み量を適切に設定することができる。
【００３７】
●［ネジ測定装置８０による加工工具を当てるネジ溝のリード方向の位置の測定と、ネジの有効径及びネジ溝ＷＮのリード幅の連続測定（図５〜図９）］
次に、ネジ測定装置８０を搭載した工作機械１（図１（Ａ）及び（Ｂ）参照）を用いて、ネジ溝ＷＮの仕上げ研削を行いながら、ネジの有効径とネジ溝ＷＮのリード幅を測定するインプロセス測定について説明する。
上記と同様にして、まず、制御手段５０は、ネジ測定装置８０がワークＷから離間している状態（図５（Ａ）に示す状態）から、検出体移動手段８２に駆動信号を出力して、接触子８３Ａとワーク回転軸ＣＷと接触子８３Ｃとが直線上に並んだ状態（図５（Ｂ）に示す状態）とする。
そして、制御手段５０は、径側センサ８３ＳＡ、８３ＳＣからの検出信号から、接触子８３Ａ、８３Ｃがネジ溝ＷＮに入ったと検出されるまで、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ（ワーク回転手段に相当）にてワークＷを回転させる。
接触子８３Ａ、８３Ｃがネジ溝ＷＮに入ったことを確認できたら一旦ワークＷの回転を停止し、既に説明したように、ネジの有効径とネジ溝ＷＮのリード幅とを測定することができる。
【００３８】
次に図７、図８に示す模式図を用いて、測定したネジ溝ＷＮの位置に、砥石２２を位置決めする方法を説明する。なお、「ネジ溝の位置」とは、「ネジ溝の中心位置」を指す。また、以下の説明では、図１（Ａ）に示す工作機械１において、ネジ測定装置８０が砥石台１０に設けられている例で説明する。
図７（Ａ）に示すように、砥石台１０には、Ｘ軸方向に往復移動可能な砥石２２と、検出体移動手段にてＸ軸方向に往復移動可能なネジ測定装置８０が設けられている。なお、既に説明したようにネジ測定装置８０の接触子８３Ａ、８３ＣはＺ軸方向（リード方向）に往復移動自在に保持されており、図７（Ａ）の例では基準線ＳＴＺの位置（中立位置）に接触子８３Ａ（８３Ｃ）があるものとする。また、工作機械１上の固定位置（Ｚ軸方向基準位置Ｐｚ（ゼロ））に対する砥石台１０のＺ軸方向の位置（距離Ｚｉ）を求めるための、砥石台１０上の基準位置Ｐｓｔｄは、図７（Ａ）における砥石台１０の右端部とする。
【００３９】
まず、図７（Ａ）における接触子８３Ａの中心（基準線ＳＴＺ）と砥石２２の中心との間のＺ軸方向の距離Ｑを、図７（Ｂ）、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す手順で求める。
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の状態から接触子８３ＡをＸ軸方向に沿って少し前進させ、更に砥石台１０をＺ軸方向に沿って負側（図７（Ｂ）では左側）に移動させ、接触子８３Ａの先端左側がＺ軸方向基準位置Ｐｚの面に接触した状態を示しており、このとき、接触子８３ＡのＺ軸方向への移動距離が、基準線ＳＴＺから距離ΔＬだけ右に移動したことが検出された状態を示している。
このときの基準位置ＰｓｔｄのＺ座標から、Ｚ軸方向基準位置Ｐｚ（座標０、０、０）から基準位置ＰｓｔｄまでのＺ軸方向の距離Ｚ１を求める。ここで、接触子８３Ａの先端が直径Ｒの球である場合、基準位置Ｐｓｔｄから基準線ＳＴＺまでのＺ軸方向の距離は、以下の式で表すことができる。
Ｚ１−Ｒ／２＋ΔＬ      （式１）
なお、距離ΔＬは接触子８３Ａのみを用いて測定してもよいし、接触子８３Ｃのみ、または接触子８３Ａと８３Ｃの双方、を用いて測定してもよい。
【００４０】
図８（Ａ）は、図７（Ｂ）の状態から接触子８３ＡをＸ軸方向に沿って後退させ、砥石２２をＸ軸方向に沿って少し前進させ、その後、砥石台１０をＺ軸方向に沿って負側に移動させ、砥石２２の左端面（砥石２２の回転軸に直交する面）がＺ軸方向基準位置Ｐｚの面に接触した状態を示している。
このときの基準位置ＰｓｔｄのＺ座標から、Ｚ軸方向基準位置Ｐｚ（座標０、０、０）から基準位置ＰｓｔｄまでのＺ軸方向の距離Ｚ２を求める。ここで、砥石２２のＺ軸方向の幅がＷＴである場合、基準位置Ｐｓｔｄから砥石２２の中心までのＺ軸方向の距離は、以下の式で表すことができる。
Ｚ２−ＷＴ／２      （式２）
以上より、図８（Ｂ）に示すように、接触子８３Ａの中心（基準線ＳＴＺ）と砥石２２の中心との間のＺ軸方向の距離Ｑは、以下の式で表すことができる。
Ｑ＝（Ｚ１−Ｒ／２＋ΔＬ）―（Ｚ２−ＷＴ／２）      （式３）
この距離Ｑを、機械初期設定時に、機械固有値として制御手段５０に記憶しておく。
【００４１】
次に図９（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、上記のように求めた距離Ｑを用いて、接触子８３Ａ、８３Ｃにて測定したネジ溝ＷＮのＺ軸方向の位置に、砥石２２を位置決めする方法について説明する。
図９（Ｂ）に示すように、ワークＷを挟み込んでいない場合において接触子８３Ａ、８３Ｃの中立位置は、基準線ＳＴＺの位置であるとする。この場合、リード側センサ８５ＳＡ、８５ＳＢから接触子８３Ａまでの距離ａ、距離ｂと、リード側センサ８５ＳＣ、８５ＳＤから接触子８３Ｃまでの距離ｃ、距離ｄは全て同じであるとする（距離ａ＝距離ｂ＝距離ｃ＝距離ｄとする）。
図９（Ａ）は、ワークＷのネジ溝ＷＮに接触子８３Ａ、８３Ｃが入った状態を示している（接触子８３Ａ、８３Ｃを模式的に示している）。
このときの基準位置ＰｓｔｄのＺ座標から、Ｚ軸方向基準位置Ｐｚから基準位置ＰｓｔｄまでのＺ軸方向の距離Ｚｗを求める。また、基準線ＳＴＺから接触子８３Ａまでの距離ΔＬｗ１と、基準線ＳＴＺから接触子８３Ｃまでの距離ΔＬｗ２も求める。
【００４２】
本実施の形態では、接触子８３ＡのＺ軸方向の位置と、接触子８３ＣのＺ軸方向の位置の中間位置（図９（Ａ）中の線ＴＧＴの位置）をネジ溝の中心位置とみなし、この線ＴＧＴに砥石２２の中心を一致させることで砥石２２をネジ溝の位置に位置決めする。基準線ＳＴＺから線ＴＧＴまでの距離Ｌｗは、以下の式で表すことができる。
Ｌｗ＝ΔＬｗ１＋（ΔＬｗ２−ΔＬｗ１）／２      （式４）
そして、図９（Ａ）に示す状態から、以下に示す位置に砥石２２を位置決めする。
砥石２２のＺ軸方向の位置決め位置＝Ｚｗ−Ｑ＋Ｌｗ      （式５）
上記の位置に砥石２２を位置決めし、ワークＷを回転させながら、当該回転に同期させてネジ溝ＷＮのリード幅に基づいた量で砥石台１０をリード方向に移動させ、ネジ溝ＷＮを仕上げ研削する。
なお、線ＴＧＴは基準線ＳＴＺに近い程、弾性部材８６ＢＡ〜８６ＢＤや、リード側センサ８５ＳＡ〜８５ＳＤの性能の影響を受けにくくなるので、より高精度にネジ溝ＷＮの位置を測定することができる。
また、ネジ溝ＷＮの始まりのＺ軸方向の位置は、ワークＷが固有であるため、おおまかな位置が解っている。そこで、ネジ溝の始まりの位置から適当にＺ軸方向にオフセットした位置にてネジ溝の位置を測定し、測定した位置から、前記のオフセット分戻した位置から研削を開始すればよい。
【００４３】
以上の説明では（式４）及び図９（Ａ）に示すように、基準線ＳＴＺからネジ溝の位置までの距離Ｌｗを、ΔＬｗ１とΔＬｗ２を用いて求めたが、ΔＬｗ１またはΔＬｗ２の一方のみを用いてネジ溝の位置を求めることもできる。なお、ΔＬｗ１またはΔＬｗ２の一方のみを用いる場合、図５（Ｂ）に示す角度θと、ネジ溝ＷＮのリード幅も必要である。
既に制御手段５０は、測定点ＰＡの径方向の位置（この場合、Ｙ軸方向の位置）、リード方向の位置（この場合、Ｚ軸方向の位置）を測定しており、ネジ溝ＷＮのリード幅も測定している。
また、図５（Ｂ）に示すように、測定点ＰＡからワーク回転軸ＣＷに下ろした垂線である測定点垂線と、加工点ＰＴからワーク回転軸ＣＷに下ろした垂線である加工点垂線とが成す角度θは９０度である。従って、制御手段５０は、測定点ＰＡのリード方向の位置に、リード幅＊９０／３６０をリード方向に加えた位置（あるいは減算した位置）が、ネジ溝ＷＮの位置と一致する加工点ＰＴのリード方向の位置であると認識することができる。
このように、少なくとも一方の接触子のリード方向の位置に基づいて、砥石２２と対向するネジ溝のリード方向の位置を求めることができる。
【００４４】
そして、以下に説明するように、測定したネジ溝ＷＮのリード方向の位置に砥石２２を位置決めし、ネジ溝ＷＮを仕上げ研削する。
制御手段５０は、上記で求めた加工点ＰＴの位置をネジ溝ＷＮの仕上げ研削の開始位置として、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ（リード方向移動手段に相当）を用いて、またはＺ軸方向駆動モータ１０Ｍ（リード方向移動手段に相当）を用いて、加工点ＰＴが砥石２２と対向する位置となるように、ワークＷに対して砥石２２を相対的に移動させる。更に、制御手段５０は、Ｘ軸方向駆動モータ２０Ｍ（径方向移動手段に相当）を用いて、砥石２２に対してワークＷを相対的に移動させて、砥石２２の先端を加工点ＰＴ（この場合、ネジ溝ＷＮ）に当接させて位置決めする。
そして、制御手段５０は、接触子８３Ａ、８３Ｃをネジ部Ｋのネジ溝ＷＮに入れた状態で、ワークＷをワーク回転軸ＣＷ回りに回転させるとともに当該回転に同期させてネジ測定装置８０に対してワークＷをリード方向に（あるいは当該回転に同期させて砥石台１０（砥石２２）及びネジ測定装置８０をリード方向に）、リード幅に基づいた量で相対的に移動させて砥石２２を用いてネジ溝ＷＮを仕上げ研削しながら、ネジの有効径とネジ溝ＷＮのリード幅とを連続的に測定する。
この場合、ネジ部の全域で測定することができ、図６の例に示すようなグラフを得ることができ、品質管理等に利用することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態の説明では、ネジ測定装置８０を砥石台１０に連結（固定）して砥石台１０と一体となってＺ軸方向に移動する構成の例を説明したが、ネジ測定装置８０を砥石台１０に連結しない構成にして砥石台１０と同期してネジ溝測定装置８０をＺ軸方向に移動可能に構成することもできる。
また、ネジ測定装置８０を砥石台１０に固定することなく基台２に固定し、Ｚ軸方向に移動しない構成としてもよい。
そこで、以下の（１）〜（４）の４通りの構成の例を説明する。なお、ワークＷの回転に同期させるとともにネジ溝のリード幅に基づいた量でリード方向に移動させる制御を、以下では「Ｃ−Ｚ同期制御」と記載する。
【００４６】
（１）ネジ測定装置８０が砥石台１０（砥石２２）に連結されて、砥石台１０がリード方向（Ｚ軸方向）に移動可能な構成であり、リード幅に基づいた量で「ワークＷの回転に同期させて砥石２２及びネジ測定装置８０をリード方向に移動させる」構成（ワークＷの回転に同期させてワークＷをリード方向に移動させない構成）。
いわゆる「砥石台トラバース」タイプであり、ネジ測定装置８０が砥石台１０と一体となってリード方向に移動する構成である。
この構成では、制御手段５０は、砥石台１０を「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動させる。なお、ネジ測定装置８０は砥石台１０と一体となってリード方向に移動するので、結果としてネジ測定装置８０も「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動することになる。
この構成では、ネジ溝の研削を行いながら、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とをネジ部の全域で連続的に測定することができる。
【００４７】
（２）ネジ測定装置８０が砥石台１０（砥石２２）に連結されておらず、砥石台１０とネジ測定装置８０の各々がリード方向（Ｚ軸方向）に移動可能な構成であり、リード幅に基づいた量で「ワークＷの回転に同期させて砥石２２及びネジ測定装置８０をリード方向に移動させる」構成（ワークＷの回転に同期させてワークＷをリード方向に移動させない構成）。
いわゆる「砥石台トラバース」タイプであるが、ネジ測定装置８０と砥石台１０とが互いに独立してリード方向に移動する構成である。
この構成では、制御手段５０は、砥石台１０とネジ測定装置８０の各々を「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動させる。
この構成では、ネジ溝の研削を行いながら、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とをネジ部の全域で連続的に測定することができる。
【００４８】
（３）砥石台１０（砥石２２）及びネジ測定装置８０がリード方向（Ｚ軸方向）に移動しない構成であり、リード幅に基づいた量で「ワークＷの回転に同期させてワークＷをリード方向に移動させる」構成（ワークＷの回転に同期させて砥石２２及びネジ測定装置８０をリード方向に移動させない構成）。
いわゆる「テーブルトラバース」タイプであり、ネジ測定装置８０は基台２に固定され、砥石台１０はＸ軸方向に移動可能であるがＺ軸方向には移動しない。
この構成では、制御手段５０は、ワークＷを「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動させる。この結果として、砥石台１０とネジ測定装置８０とが、ワークＷに対して相対的に「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動することになる。
この構成では、ネジ溝の研削を行いながら、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とをネジ部の全域で連続的に測定することができる。
【００４９】
（４）砥石台１０（砥石２２）がリード方向（Ｚ軸方向）に移動可能であるが、ネジ測定装置８０はリード方向に移動しない構成であり、リード幅に基づいた量で「ワークＷの回転に同期させて砥石２２をリード方向に移動させる」構成（ワークＷの回転に同期させてワークＷ及びネジ測定装置８０をリード方向に移動させない構成）。
いわゆる「砥石台トラバース」タイプであり、砥石台１０はリード方向に移動可能であるが、ネジ測定装置８０は基台２に固定されてリード方向に移動しない構成である。
この構成では、制御手段５０は、砥石台１０を「Ｃ−Ｚ同期制御」でリード方向に移動させる。
この場合、ワークＷの回転に同期させて砥石２２（砥石台１０）をリード方向に移動させて研削する際、ネジ測定装置８０を（接触子８３Ａ、８３Ｃを）ワークＷから離間させておく。
この構成では、ネジ溝の研削を行いながら、ネジの有効径とネジ溝のリード幅とをネジ部の全域で連続的に測定することはできない。
【００５０】
なお、上記の「Ｃ−Ｚ同期制御」にて砥石２２でネジ溝を研削する際、砥石２２のＸ軸方向への切り込み量は変化させず、ネジ溝の開始位置からネジ溝の終了位置まで、一定の切り込み量で研削する。
そして、１パス済んだ（ネジ溝の開始位置から終了位置まで、１回研削した）後に、新たな切り込み量を設定し、再度「Ｃ−Ｚ同期制御」でネジ溝を研削する。これを繰り返して所望する寸法になるまでネジ溝の研削を行う（円筒研削盤による一般的な研削方法と同様の方法）。
【００５１】
以上、本実施の形態にて説明したネジ測定装置８０は、ネジ溝ＷＮにおけるリード方向の中心の位置を接触子８３Ａ、８３Ｃ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、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、ネジ測定装置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８３Ａ、８３Ｃ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８３Ａ、８３Ｃ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Ａ８３Ａ、８３Ｃを接触または離間するように構成してもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明のネジ測定装置８０、ネジ測定方法、及びネジ測定装置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、図９（Ａ）を用いたネジ溝ＷＮのリード方向の位置の測定の説明において、ワークＷを一対の接触子にて上下方向から挟むことなく任意の方向から挟んだ場合、砥石２２とワークＷとの接点からワーク回転軸ＣＷに下ろした垂線と、一対の接触子にてワークＷを挟んだ方向との角度θ（図５（Ｂ）参照）に基づいて、接触子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をθで補正した値を加算した位置（あるいはピッチをθで補正した値を減算した位置）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。
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。
また、本実施の形態の説明では、ボールネジを例として説明したが、ボールネジに限定されず、種々のネジに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のネジ測定装置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】ネジ測定装置８０の構成を説明する図である。
【図４】ネジ測定装置８０の構成とネジ溝のリード幅の測定を説明する図である。
【図５】ネジ測定装置８０の構成とネジの有効径の測定を説明する図である。
【図６】連続的に測定したネジの有効径、ネジ溝のリード幅の例を説明する図である。
【図７】ネジ溝ＷＮのリード方向の位置の測定方法の例を説明する図である。
【図８】ネジ溝ＷＮのリード方向の位置の測定方法の例を説明する図である。
【図９】ネジ溝ＷＮのリード方向の位置の測定方法の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１        工作機械
２        基台
１０      砥石台
１０Ｍ    Ｚ軸方向駆動モータ（リード方向移動手段）
１０Ｅ    検出手段
２０      砥石テーブル
２０Ｍ    Ｘ軸方向駆動モータ（径方向移動手段）
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、リード方向移動手段）
３０ＬＭ、３０ＲＭ    Ｚ軸方向駆動モータ
３０ＬＥ、３０ＲＥ    検出手段
５０      制御手段
６０      ツルーイング装置
８０      ネジ測定装置
８１      保持手段
８２      検出体移動手段
８３Ａ、８３Ｃ    接触子（測定子）
８３ＢＡ、８３ＢＣ    弾性部材
８３ＳＡ、８３ＳＣ    径側センサ（径側位置検出手段）
８５Ａ、８５Ｃ    保持体（フローティング手段）
８５ＳＡ〜８５ＳＤ    リード側センサ（リード側位置検出手段）
８６Ａ、８６Ｃ    ガイド（フローティング手段）
８６ＢＡ〜８６ＢＤ    弾性部材（フローティング手段）
ＳＴＺ    基準線
ＣＷ      ワーク回転軸
ＣＴ      砥石回転軸
Ｗ        ワーク（工作物）
ＷＮ      ネジ溝
Ｋ        ネジ部
【図１】
0005206073.tif 000002
【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】
0005206073.tif 000008
【図８】
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【図９】
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