(57)【要約】      （修正有）【課題】砥石からの研削加工圧が大きくてもねじ軸となるワークを安定して支持し、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができるワークの有効径インプロセス測定方法および測定装置を提供する。【解決手段】ねじ軸となるワーク１１の、砥石車７による加工点とは反対側のねじ溝に接触可能に配置された測定子１３と、測定子１３を位置決めし、かつ砥石台９に連結している１軸テーブル１７と、測定子１３をワーク１１の軸方向および径方向に弾性変位可能に１軸テーブル１７に連結している２組の平行板ばねと、測定子１３の変位に基づいてワーク１１に対する砥石車７の切込量の補正量を演算する演算処理装置９９とを備えた有効径インプロセス測定装置は、ワーク１１を支持するテーブル５上でワーク１１の下方に配置され、磁気吸引力によって断面Ｖ字状の溝８９にワーク１１を吸着支持する振れ止め装置６７を複数備える。【選択図】図１
2016080501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸となるワークにねじ溝を加工するための加工工具と前記ワークを支持するためのテーブルとを備えた加工装置に設けられ、
前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の前記ねじ溝に接触可能に配置された測定子と、
前記測定子を前記ねじ溝に接触する位置と前記ねじ溝に非接触の位置とに切り替え、かつ前記測定子を前記加工工具の支持台に連結している位置決め装置と、
前記測定子を前記ワークの軸方向および軸方向と水平に直交する径方向に弾性変位可能に前記位置決め装置に連結している支持機構と、
前記測定子の変位に基づいて前記ワークに対する前記加工工具の切込量の補正量を演算する演算処理装置とを備えた、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置において、
前記テーブル上で前記ワークの下方に配置され、磁気吸引力によって断面Ｖ字状の溝に前記ワークを吸着支持する振れ止め装置を複数備えたことを特徴とする、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置。
【請求項２】
前記振れ止め装置は、前記テーブルに固定され前記磁気吸引力を発生するマグネットブロックと、上面側に前記断面Ｖ字状の溝が形成され、前記マグネットブロックの上面に取り外し可能に取り付けられた支持ブロックとからなることを特徴とする請求項１に記載のねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置。
【請求項３】
前記断面Ｖ字状の溝は、前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の溝面のほうが前記加工点側の溝面よりも垂直に近い傾斜角を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置。
【請求項４】
前記振れ止め装置は、前記磁気吸引力の大きさを変更可能であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置。
【請求項５】
前記振れ止め装置は、前記断面Ｖ字状の溝とは異なる大きさの断面Ｖ字状の溝を備えた他の支持ブロックに交換可能であることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置。
【請求項６】
ねじ軸となるワークにねじ溝を加工するための加工工具と前記ワークを支持するためのテーブルとを備えた加工装置における前記ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法であって、
測定子と前記加工工具の支持台とを連結している位置決め装置によって、前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の前記ねじ溝に接触するように前記測定子を配置し、
前記測定子の変位に基づいて前記ワークに対する前記加工工具の切込量を補正する、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法において、
前記テーブル上で前記ワークの下方に配置され、磁気吸引力によって断面Ｖ字状の溝に前記ワークを吸着支持する振れ止め装置によって前記ワークが支持されていることを特徴とするねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置のねじ軸となるワークを研削加工する際の、該ワークのインプロセス測定方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置は、工作機械、半導体製造装置、圧縮成形機、射出成形機、一般搬送装置等の機械要素として用いられる。このような機械に用いられるボールねじ装置には高い精度が求められる。ボールねじ装置の主要構成部品であるねじ軸は、複数回の研削加工によってねじ溝が成形されるが、ねじ軸となるワークのねじ溝の研削加工においては、砥石摩耗、熱変位、機械振動などの多くの外乱が影響するため、成形後のねじ溝の円筒度を１μｍ以下に仕上げることは困難である。そこで、成形後のねじ軸の寸法精度を上げるために、研削加工中のワークの径寸法をインプロセスで計測制御している。すなわちねじ溝が成形されたワークの有効径をインプロセスで計測している。精密ボールねじではねじ溝の円筒度が不十分であると、ボールねじの予圧動トルクに影響を及ぼすことがある。このため、仕上げ精度の目標値を小さな値で設定し、研削精度の向上を図っている。
【０００３】
特許文献１には、測定子を被加工ねじ軸であるワークの研削加工工具すなわち砥石車の支持台に連結して一体化し、該ワークの研削加工中に該ワークの加工点とは反対側のねじ溝に測定子を接触させてワークを砥石車と測定子とで挟み付け、かつワークを軸回転動作とともに軸方向に移動させつつワークの径方向変位を測定子で検出し、この変位信号によって砥石車の切り込み量を制御するインプロセス測定方法および測定装置が記載されている。
特許文献１に記載のインプロセス測定方法または測定装置によれば、加工工具とは１８０°反対側のワークの位置に接触子を当接させるだけの構成なので、構造が簡略でスペース上の制約を少なくすることができる。
【０００４】
特許文献２には、平面研削盤のテーブル上のマグネットチャックにワークとダミーワークとを固定し、砥石車によりダミーワークを僅かに研削した後、砥石カバーに取り付けた測定ヘッド部内のエアノズルを構成要素とするエアマイクロメータによりこのダミーワークの上面位置と未研削のワークの上面位置とを測定してダミーワークとワークとの段差を求め、エアマイクロメータの表示を確認しながら当該段差に必要取り代を加えた分だけ砥石車を送り、その位置で砥石車を固定してワークを研削する研削量制御方法および測定器が記載されている。
特許文献２に記載の研削量制御方法および測定器によれば、ワークの必要取り代が１μｍ単位であっても精確に研削できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５９０５３１号公報
【特許文献２】特開平１０−３１５１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、砥石車からの研削加工圧が大きい場合のワークの支持方法については記載されていない。すなわち特許文献１にあっては、砥石車からの研削加工圧が大きい場合には、砥石車に押されてワークが振れてしまうおそれがある。そうすると成形されたねじ軸の精度が低下してしまう。また、特許文献２には平面研削されるワークの支持方法は記載されているが、ねじ溝が研削加工されるワークの支持方法については記載されていない。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、砥石からの研削加工圧が大きくてもねじ軸となるワークを安定して支持してワークの振れを防ぎ、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができるねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法および有効径インプロセス測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置は、ねじ軸となるワークにねじ溝を加工するための加工工具と前記ワークを支持するためのテーブルとを備えた加工装置に設けられ、前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の前記ねじ溝に接触可能に配置された測定子と、前記測定子を前記ねじ溝に接触する位置と前記ねじ溝に非接触の位置とに切り替え、かつ前記測定子を前記加工工具の支持台に連結している位置決め装置と、前記測定子を前記ワークの軸方向および軸方向と水平に直交する径方向に弾性変位可能に前記位置決め装置に連結している支持機構と、前記測定子の変位に基づいて前記ワークに対する前記加工工具の切込量の補正量を演算する演算処理装置とを備えた、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置において、前記テーブル上で前記ワークの下方に配置され、磁気吸引力によって断面Ｖ字状の溝に前記ワークを吸着支持する振れ止め装置を複数備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、好適には、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置は、前記振れ止め装置は、前記テーブルに固定され前記磁気吸引力を発生するマグネットブロックと、上面側に前記断面Ｖ字状の溝が形成され、前記マグネットブロックの上面に取り外し可能に取り付けられた支持ブロックとからなることを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置は、前記断面Ｖ字状の溝は、前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の溝面のほうが前記加工点側の溝面よりも垂直に近い傾斜角を有していることを特徴とする。
【００１１】
また、好適には、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置は、前記振れ止め装置は、前記磁気吸引力の大きさを変更可能であることを特徴とする。
【００１２】
また、好適には、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置は、前記振れ止め装置は、前記断面Ｖ字状の溝とは異なる大きさの断面Ｖ字状の溝を備えた他の支持ブロックに交換可能であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法は、ねじ軸となるワークにねじ溝を加工するための加工工具と前記ワークを支持するためのテーブルとを備えた加工装置における前記ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法であって、測定子と前記加工工具の支持台とを連結している位置決め装置によって、前記加工工具による前記ワークに対する加工点とは反対側の前記ねじ溝に接触するように前記測定子を配置し、前記測定子の変位に基づいて前記ワークに対する前記加工工具の切込量を補正する、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法において、前記テーブル上で前記ワークの下方に配置され、磁気吸引力によって断面Ｖ字状の溝に前記ワークを吸着支持する振れ止め装置によって前記ワークが支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、砥石からの研削加工圧が大きくてもねじ軸となるワークを安定して支持してワークの振れを防ぎ、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができるねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定方法および有効径インプロセス測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は実施形態に係る有効径インプロセス測定装置の概略的側面図であり、測定および研削動作中の状態を示している。
【図２】図２は図１中のＡ部の拡大側面図である。
【図３】図３は図２の３−３矢視正面図である。
【図４】図４は図３の４−４矢視側面図である。
【図５】図５（ａ）はマグネットブロックの拡大平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ矢視図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）のｃ−ｃ矢視図である。
【図６】図６は（ａ）支持ブロックの拡大平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図７】図７は有効径インプロセス測定装置の側面図であり、（ａ）は測定子が非測定位置にある状態を示し、（ｂ）は測定子が測定準備位置にある状態を示し、（ｃ）は測定子が測定位置にある状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る、ねじ軸となるワークの有効径インプロセス測定装置（以下、「有効径インプロセス測定装置」と略記する。）および有効径インプロセス測定方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明をねじ研削盤に適用したものである。
まず、本明細書中における用語および方向について定義する。本明細書中において「ワーク」とは被加工ねじ軸のことであり、成形されてボールねじ装置のねじ軸となる円柱状の部材であって外周面側にねじ溝が研削加工される前の状態のもの、またはねじ溝を研削加工中の状態のものをいう。
また、本明細書においては、ワークを研削加工するねじ研削盤の正面側および背面側をそれぞれ前方側および後方側とし、左右方向および上下方向はねじ研削盤を前方側から見た状態における左右方向および上下方向と同様とする。
【００１７】
図１は本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置を備えたねじ研削盤の概略的側面図であり、測定および研削動作中の状態を示している。図１において、紙面左方側がねじ研削盤の前方側（正面側）であり、紙面右方側が後方側（背面側）である。また、紙面奥側がねじ研削盤の左方側であり紙面手前側が右方側である。また、紙面上方側がねじ研削盤の上方側であり紙面下方側がねじ研削盤の下方側である。
【００１８】
図１に示すように、ねじ軸の加工装置であるねじ研削盤１は、本体であるベッド３と、左右方向に延在しベッド３上を左右方向に移動可能に設けられたテーブル５と、ベッド３に設けられ軸部材（図示省略）を介して砥石車７を支持する砥石台９と、テーブル５に支持された加工中のワーク１１の有効径を測定するための有効径インプロセス測定装置１２とを備えている。ワーク１１は、左右方向に延在してテーブル５に支持されている。
【００１９】
テーブル５は、左右方向一方側に主軸台（図示省略）が設けられ、左右方向他方側に芯押し台（図示省略）が設けられている。主軸台はワーク１１の一方端を支持してワーク１１を回動させ、芯押し台はワーク１１の他方側端面の中心を回動可能に支持している。したがってワーク１１は、主軸台と芯押し台とによって両端部を支持された状態で、主軸台と芯押し台とを介して回動可能にテーブル５に支持されている。
【００２０】
ワーク１１は上述のようにテーブル５に支持されているので、テーブル５の左右方向への移動とともに移動する。砥石車７によるワーク１１に対する加工点は、図１に示すように、ワーク１１の外周面のうちねじ研削盤１の背面側に位置する部分である。加工中のワーク１１は主軸台（図示省略）によって回動するとともにテーブル５の移動とともに軸方向すなわち左右方向一方側に移動する。ワーク１１が当該回動および左右方向一方側へ移動することにより、砥石車７によってワーク１１のねじ溝が研削加工されてゆく。
【００２１】
本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置１２は、加工中のワーク１１に接触している測定子１３の変位によってワーク１１の有効径を測定している。図１に示すように、測定状態において、測定子１３はワーク１１を挟んで砥石車７とほぼ１８０°反対側となるねじ研削盤１の前方側に配置されている。測定子１３はワーク１１の外周面のうちねじ研削盤１の前方側に位置する部分に接触している。したがってワーク１１は、測定子１３と砥石車７とによって前後方向にほぼ１８０°対向して挟まれた状態で有効径の測定および研削加工が行われる。
【００２２】
次に、測定子１３をねじ研削盤１の前方側に配置するための支持構成について説明する。測定子１３が図１に示す測定状態において、砥石車７の側面上部近傍でワーク１１を跨ぎ、前後方向に水平に延在して配置される旋回板１５と、旋回板１５の下面に固定された測定子位置決め用の１軸テーブル１７とを介して、測定子１３は砥石台９に連結されている。旋回板１５は、砥石台９側である後方側端部が砥石台９に設けられた軸部材１９に連結されており、該軸部材１９を中心に前方端が上方へ向かう方向に回動可能となっている。砥石台９の上部にはエアシリンダ装置２１が設けられており、エアシリンダ装置２１のピストンロッド２３の先端が旋回板１５の上面に連結されている。図１に示すように、エアシリンダ装置２１が駆動してピストンロッド２３が移動することにより旋回板１５は水平状態から前方端が上方へ向かう方向に回動し、あるいは前方端が上方にある状態から下方へ向かう方向に回動し、水平状態となる。砥石台９には、旋回板１５が水平な状態、すなわち測定子１３の測定状態において、旋回板１５の回動を禁止するための位置決め用ストッパ２５が設けられている。
【００２３】
測定子位置決め用の１軸テーブル１７は、１軸テーブル１７の端部に設けられたパルスモータ２７によって回動する送りねじ軸（図示省略）を介して可動部２９を該送りねじ軸の軸方向に移動可能な直動案内装置である。１軸テーブル１７は旋回板１５の延在方向に沿って旋回板１５に固定され、旋回板１５の回動とともに回動する。本実施形態においては、１軸テーブル１７は、可動部２９がねじ研削盤１の前後方向に移動するように配置されている。可動部２９は１軸テーブル１７の下面側に位置しており、後述する複数のスライドブロックからなるスライドブロック組み立て体が可動部２９を上下方向に貫通して取り付けられている。スライドブロック組み立て体には、後述するように測定子１３が弾性支持の状態で取り付けられている。
【００２４】
図２は図１中のＡ部の拡大側面図であり、図３は図２の３−３矢視正面図であり、図４は図３の４−４矢視側面図である。図２〜図４に示すように、１軸テーブル１７には、可動部２９を貫通し、１軸テーブル１７に対して垂直方向に移動可能な上下スライドブロック３１が設けられている。上下スライドブロック３１の下部に１軸テーブル１７の伸長方向、すなわちねじ研削盤１の前後方向に水平に移動可能な前後スライドブロック３３が設けられている。さらに、前後スライドブロック３３の下部に、テーブル５に支持されたワーク１１の伸長方向、すなわちねじ研削盤１の左右方向に水平に移動可能な左右スライドブロック３５が設けられている。これらのスライドブロック３１、３３、３５は公知の手動ねじ送りの機構によって上述したそれぞれの方向に移動可能であり、またそれぞれ所定の位置にボルト締め込みによるクランプが可能である。３７はその場合の上下方向送りねじ、３９は上下方向運動クランプボルト、４１は前後方向送りねじ、４３は前後方向運動クランプボルト、４５は左右方向送りねじ、４７は左右方向運動クランプボルトである。
【００２５】
図３、図４に示すように、１軸テーブル１７の可動部２９の下面には、スライドブロック３１、３３、３５に隣接して下方に延在するブラケット４９が取り付けられている。ブラケット４９は３つの部材が連結されて構成されており、上下、左右および前後に位置調節が可能となっている。ブラケット４９の下端部には測定子位置決め用の近接スイッチ５１が装着されている。近接スイッチ５１は測定子１３と略同じ高さ位置に隣接して配置され、ブラケット４９に対して前後方向に位置調節が可能である。
【００２６】
左右スライドブロック３５の下部は、左右スライドブロック３５のスライドガイド５３から部分的に露出しており、この露出した部分に、図２、図３に示すように、それぞれワーク１１の軸方向すなわちねじ研削盤１の左右方向に板面を向けた、測定子フローティング支持用の一対の平行板ばね５５、５５が下方に延在して取り付けられている。一対の板ばね５５、５５の下端にはフローティングブロック５７が取り付けられている。フローティングブロック５７には、それぞれワーク１１の軸方向と水平に直交するワーク１１の径方向すなわちねじ研削盤１の前後方向に板面を向けた、測定方向変位用の一対の平行板ばね５９、５９が下方に延在して取り付けられている。
【００２７】
図２に示すように、測定方向変位用の一対の板ばね５９、５９の下部には、一対の板ばね５９、５９を貫通して測定子１３が水平に装着されている。測定子１３の先端には接触片６１が備えられており、接触片６１は測定方向変位用の板ばね５９のばね力によって測定対象であるワーク１１のねじ溝フランクに適切な測定圧で接触するような大きさおよび形状に形成されている。例えば、本実施形態のようにボールねじ装置のねじ軸として成形されるワーク１１の場合には、接触片６１はこのボールねじ装置に組み込まれるボールと同じサイズの超硬ボールで構成される。
【００２８】
接触片６１とは反対側の測定子１３の端部は電気マイクロメータ６３に当接している。電気マイクロメータ６３は、測定子フローティング支持用の一対の板ばね５５、５５に取り付けられたブラケット６５に保持されている。電気マイクロメータ６３によって、測定子１３の接触片６１の前後方向の変位、すなわちワーク１１の径方向の変位が検出される。なお、測定子１３の接触片６１は砥石車７によるワーク１１の研削加工点から略１８０°すなわち半リード遅れた位置でワーク１１のねじ溝に接触している。そして測定子フローティング支持用の板ばね５５、５５は、ワーク１１に対する接触片６１の測定圧を与える測定方向変位用の板ばね５９、５９と垂直な位置関係にあり、研削加工中のワーク１１の酔歩すなわちふらつきが測定に影響を与えないように測定子１３をフローティング支持するものである。測定子１３がこのようにフローティング支持されることによって接触片６１の左右方向（ワーク１１の軸方向）への変位は測定子フローティング支持用の板ばね５５、５５によって吸収され、したがってワーク１１の軸方向と水平に直交するワーク１１の径方向の変位のみが測定子１３によって測定される。
【００２９】
次に、テーブル５へのワーク１１の支持状態について説明する。本実施形態においては、上述したように、ワーク１１は主軸台（図示省略）と芯押し台（図示省略）とに両端部を支持された状態で、主軸台と芯押し台とを介してテーブル５に支持されている。このようにテーブル５に支持されたワーク１１の加工中の振れを防止し、精確な有効径を測定するために、本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置１２は、ワーク１１の中間位置を支持するための複数の振れ止め装置６７（図１参照）を備えている。各振れ止め装置６７は、テーブル５の上面に固定されるマグネットブロック６９と、マグネットブロック６９上に取り付けられワーク１１に接触してワーク１１を支持する支持ブロック７１とからなる。これら複数の振れ止め装置６７は、ワーク１１の軸方向に沿ってテーブル５上に所定間隔で配置されている。
【００３０】
図５（ａ）はマグネットブロック６９の拡大平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ矢視図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）のｃ−ｃ矢視図である。なお、図５（ａ）において、紙面上下方向がねじ研削盤１の左右方向であり、紙面左方向がねじ研削盤１の前方側で紙面右方向がねじ研削盤１の後方側である。
図６は（ａ）支持ブロック７１の拡大平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。なお、図６（ａ）において、紙面上下方向がねじ研削盤１の左右方向であり、紙面左方向がねじ研削盤１の前方側で紙面右方向がねじ研削盤１の後方側である。
【００３１】
図５各図に示すように、マグネットブロック６９は直方体状の形状であり、下部には水平方向に突出する４つの突出部７３が形成されている。図５（ａ）に示すように、各突出部７３には上下方向に貫通するボルト孔７５が設けられ、これらのボルト孔７５に図示しないボルトが螺合されることにより、マグネットブロック６９はテーブル５の上面に固定される。マグネットブロック６９は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上面の前方側縁部が上方に突出して段部７７が形成されている。段部７７にはマグネットブロック６９の上面に取り付けられた支持ブロック７１の前方側端面が当接し、これにより支持ブロック７１の前後方向の位置決めがなされる。また、マグネットブロック６９は、上面の各頂点近傍にボルト孔７９が設けられている。
【００３２】
支持ブロック７１は磁性材で構成され、図６各図に示すように、直方体状の形状である。支持ブロック７１は、上面の後方側縁部に断面形状が三角形でねじ研削盤１の左右方向に延在する第１の突条８１が形成され、さらに第１の突条８１の前方側に隣接して断面形状が三角形でねじ研削盤１の左右方向に延在する第２の突条８３が形成されている。第１の突条８１の前方側斜面８５と第２の突条８３の後方側斜面８７とで断面略Ｖ字状の溝８９（以下、当該溝を「Ｖ字溝８９」と略記する）が形成されている。したがって、第２の突条８３の後方側斜面８７はＶ字溝８９の前方側溝面を構成し、第１の突条８１の前方側斜面８５はＶ字溝８９の後方側溝面を構成している。以下、第２の突条８３の後方側斜面８７を「Ｖ字溝８９の前方側溝面８７」といい、第１の突条８１の前方側斜面８５を「Ｖ字溝８９の後方側溝面８５」という。
【００３３】
Ｖ字溝８９の前方側溝面８７はＶ字溝８９の後方側溝８５よりも垂直に近い傾斜角度で形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、第２の突条８３の頂部は第１の突条８１の頂部よりも上方に位置している。したがってＶ字溝８９は、前方側溝面８７が後方側溝面８５よりも急な傾斜を有し、かつ上方まで延在している。本実施形態においては、Ｖ字溝８９の後方側溝面８５は水平に対して約３０°の傾斜角であるのに対し、前方側斜面は水平に対して４５°以上の傾斜角、具体的には水平に対して約６０°の傾斜角を有している。ワーク１１は、図６（ｂ）に示すように、このようなＶ字溝８９に２点支持される。支持ブロック７１は、マグネットブロック６９の上面のボルト孔７９に対応するボルト孔９１が上下方向に貫通して設けられ、これらボルト孔９１に図示しないボルトが螺合されることによりマグネットブロック６９の上面に固定される。なお、以下の説明において支持ブロック７１を「Ｖブロック７１」ともいう。
【００３４】
振れ止め装置６７のマグネットブロック６９およびＶブロック７１はこのような構成なので、マグネットブロック６９の磁気吸引力がＶブロック７１を介してワーク１１に作用し、ワーク１１がＶ字溝８９に２点支持で吸着される。図５（ｃ）に示すように、マグネットブロック６９の側面には、マグネットブロック６９の磁気吸引のオン・オフ操作、および磁気吸引力の大きさを調節するための操作ハンドル９３が設けられている。操作ハンドル９３を操作してマグネットブロック６９の磁気吸引をオフにすれば、磁気吸引力は消滅し、Ｖブロック７１から容易にワーク１１を取り外すことができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置１２の測定動作について説明する。
図７各図は有効径インプロセス測定装置１２の側面図であり、図７（ａ）は測定子１３が非測定位置にある状態を示している。詳細には、旋回板１５および１軸テーブル１７の前方端が上方に向かって回動した状態であり、測定子１３はワーク１１とは大きく離れている。図７（ｂ）は測定子１３が測定準備位置にある状態を示している。詳細には、旋回板１５および１軸テーブル１７は水平状態であり、測定子１３はワーク１１とは離間した状態でワーク１１の近傍に位置している。図７（ｃ）は測定子１３が測定位置にある状態を示している。詳細には、図７（ｂ）に示す状態から１軸テーブル１７の可動部２９を移動させ、測定子１３をワーク１１に接触させた状態である。
【００３６】
まず、ワーク１１を所定の状態でテーブル５に配置する。すなわち、操作者は各マグネットブロック６９の操作ハンドル９３をオフの状態とし、ワーク１１を各振れ止め装置６７のＶブロック７１のＶ字溝８９に２点支持されるように配置し、ワーク１１の各端部をそれぞれテーブル５の主軸台（図示省略）と芯押し台（図示省略）とに取り付ける。ワーク１１のテーブル５への配置が完了したら、各マグネットブロック６９の操作ハンドル９３をオンにして、ワーク１１を磁気吸引力によって各Ｖブロック７１に吸着させる。操作者がエアシリンダ装置２１および１軸テーブル１７のパルスモータ２７を操作して、測定子１３を図７（ｃ）に示す測定位置に近い位置に移動させる。操作者は、この状態でスライドブロック３１、３３、３５（図２〜図４参照）を用いて測定子１３の位置を上下方向、前後方向、左右方向に調整し、ワーク１１のねじ溝に測定子１３の接触片６１が軽く接触するように測定子位置決め用の近接スイッチ５１（図４参照）と測定子１３との位置関係を設定する。この後、操作者はエアシリンダ装置２１および１軸テーブル１７のパルスモータ２７を操作して、測定子１３を図７（ｂ）に示す測定準備位置へ戻し、さらに図７（ａ）の非測定位置へと戻す。そして砥石車７と測定子１３とがワーク１１の研削加工開始点へ位置するようにテーブル５を移動する。
【００３７】
その後研削加工を開始すると、ねじ研削盤１の制御系統の制御によってエアシリンダ装置２１および１軸テーブル１７のパルスモータ２７が駆動され、測定子１３は図７（ａ）の非測定位置から図７（ｂ）に示す測定準備位置へ移動され、さらに図７（ｃ）の測定位置へと移動される。測定子１３の接触片６１はワーク１１のねじ溝に接触し、ワーク１１の有効径の測定が開始される。
【００３８】
砥石車７の切込送り量のわずかな変動やワーク１１のねじ溝のリード変動、或いはワーク１１の曲がりによる研削量の変動があっても、測定子１３は２組の平行板ばね５５、５９（図２〜図４参照）によってワーク１１に対して押し付けられているので、接触片６１がワーク１１のねじ溝から離間することはない。接触片６１のねじ溝への接触による測定子１３の径方向変位は電気マイクロメータ６３によって取り出され、増幅器９５（図１参照）、Ａ／Ｄ変換器９７を経て演算処理装置９９によりワーク１１の有効径の不同すなわちバラつきが算出され、砥石台９の切込量の補正命令が出力される。また、測定結果がＣＲＴ表示部１０１およびプロッタ１０３に表示される。この場合の砥石台９の切込量の補正量は、演算処理装置９９に測定開始直後のデータが基準として記憶され、この記憶された基準データと順次取り込まれる測定値とを比較することにより演算処理装置９９によって算出される。演算処理装置９９は算出された補正量に基づいて、ワーク１１の有効径が常に測定開始直後の基準値と同寸法になるように砥石台切込サーボモータ（図示省略）に補正命令を出力し、砥石台切込サーボモータを制御する。
【００３９】
砥石台９の切込量の修正および１ストロークの研削が終了すると、測定子１３を保持した１軸テーブル１７の可動部２９が駆動して測定子１３は測定準備位置（図７（ｂ）参照）に移動し、同時に旋回板１５とともに１軸テーブル１７が上方へ回動、退避し、測定子１３は非測定位置（図７（ａ）参照）に移動する。そして再び図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）、さらに図７（ｃ）の動作を行い、研削加工および測定を開始する。このようにしてねじ研削盤１においてワーク１１の有効径インプロセス測定がなされ、測定されたデータを基に有効径の不同を修正するための砥石車切込位置のフィードバック制御、加工がなされる。
【００４０】
本実施形態においては、上述した研削加工中、ワーク１１は複数のマグネットブロック６９の磁気吸引力により各Ｖブロック７１のＶ字溝８９に安定して支持されている。したがってワーク１１の研削加工中のワーク１１の振れを防止することができる。また、各Ｖブロック７１のＶ字溝８９は、前方側溝面８７すなわちワーク１１を挟んで砥石車７の加工点とは反対側の溝面が後方側溝面８５よりも急な傾斜を有し、かつ上方まで延在しているので、砥石車７による研削加工圧が大きくてもワーク１１は前方側溝面８７によって前方への振れが抑制される。したがって研削加工中ワーク１１は振れることなく安定してＶ字溝８９に保持される。その結果、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置１２は、Ｖブロック７１をマグネットブロック６９に固定しているボルトの螺合を解除してボルトをボルト孔から抜くことにより、Ｖブロック７１を容易にマグネットブロック６９から取り外すことができる。つまり、Ｖブロック７１はマグネットブロック６９に対して取り外し可能に取り付けられている。したがって、さまざまな深さ寸法のＶ字溝８９を備えた複数種類のＶブロック７１を用意しておけば、Ｖブロック７１を交換することにより複数の径寸法のワーク１１に対応することができる。すなわちワーク１１の径寸法が変更された場合であっても、変更後のワーク１１の径寸法に適した大きさのＶ字溝８９を備えたＶブロック７１に交換すれば、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態に係る有効径インプロセス測定装置１２は、操作ハンドル９３（図５（ｃ）参照）を操作してマグネットブロック６９の磁気吸引力の大きさをワーク１１の大きさ、すなわち外径寸法、長さ寸法、或いは重量に適した大きさに調節することができる。したがって、ワーク１１の大きさに対して磁気吸引力が大きすぎてワーク１１の回動を阻害したり、或いは磁気吸引力が小さすぎて研削加工中にワーク１１が振れてしまったりすることを防止することができる。ワーク１１の外径寸法が変更された場合には、変更後のワーク１１の大きさに合わせて磁気吸引力の大きさを調節すれば良い。このように本実施形態によれば、ワーク１１の外径寸法にかかわらず、また砥石車７による研削加工圧が大きくても、ワーク１１は安定してＶブロック７１のＶ字溝８９に保持され、振れを防止することができる。その結果、成形後のねじ軸の寸法精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  ねじ研削盤
３  ベッド
５  テーブル
７  砥石車
９  砥石台
１１  ワーク
１２  有効径インプロセス測定装置
１３  測定子
１５  旋回板
１７  １軸テーブル
１９  軸部材
２１  エアシリンダ装置
２３  ピストンロッド
２５  位置決め用ストッパ
２７  パルスモータ
２９  可動部
３１  上下スライドブロック
３３  前後スライドブロック
３５  左右スライドブロック
３７  上下方向送りねじ
３９  上下方向クランプボルト
４１  前後方向送りねじ
４３  前後方向クランプボルト
４５  左右方向送りねじ
４７  左右方向クランプボルト
４９  ブラケット
５１  近接スイッチ
５３  スライドガイド
５５  測定子フローティング用平行板ばね
５７  フローティングブロック
５９  測定方向変位用平行板ばね
６１  接触片
６３  電気マイクロメータ
６５  ブラケット
６７  振れ止め装置
６９  マグネットブロック
７１  支持ブロック
７３  突出部
７５  ボルト孔
７７  段部
７９  ボルト孔
８１  第１の突条
８３  第２の突条
８５  第１の突条の斜面
８７  第２の突条の斜面
８９  Ｖ字溝
９１  ボルト孔
９３  操作ハンドル
９５  増幅器
９７  Ａ／Ｄ変換器
９９  演算処理装置
１０１  ＣＲＴ表示部
１０３  プロッタ
【図１】
2016080501.tif 000003
【図２】
2016080501.tif 000004
【図３】
2016080501.tif 000005
【図４】
2016080501.tif 000006
【図５】
2016080501.tif 000007
【図６】
2016080501.tif 000008
【図７】
2016080501.tif 000009