加工方法及び加工装置
【課題】長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法及び加工装置において、レスト装置とレスト支持面の加工工程、及び駆動金具を省略することができる、加工方法及び加工装置を提供する。
【解決手段】一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒを互いに近接する方向に移動させて、一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの間に配置された長尺ワークＷの両端部から一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの各々に長尺ワークＷを挿入し、一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの各々が予め設定した加工個所Ｋの両端の近傍に達した場合、工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの移動を停止して長尺ワークＷを支持して加工個所Ｋの両端の近傍を支持し、工作物回転軸回りに回転させて加工個所Ｋを加工する加工方法。
【解決手段】一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒを互いに近接する方向に移動させて、一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの間に配置された長尺ワークＷの両端部から一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの各々に長尺ワークＷを挿入し、一対の工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの各々が予め設定した加工個所Ｋの両端の近傍に達した場合、工作物支持手段３０Ｌ、３０Ｒの移動を停止して長尺ワークＷを支持して加工個所Ｋの両端の近傍を支持し、工作物回転軸回りに回転させて加工個所Ｋを加工する加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法、及び当該長尺ワークの加工個所を加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、略円筒状の長尺ワーク（工作物）として、例えばＥＰＳ（Electric Power Steering）のステアリングロッドのねじ部（ボールネジ部）を研削加工する場合、図４の例に示すねじ研削盤１０１等を用いて加工している。なお、ステアリングロッドの加工すべきねじ部となる加工個所Ｋは、図１（Ｂ）に示すように、両端よりも中央寄りの一部の円筒面にのみ形成されており、ねじ部を加工する加工個所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。
また、本明細書では、Ｙ軸方向は鉛直上向きの方向を示しており、Ｘ軸方向とＺ軸方向は水平方向を示している。そしてＸ軸方向はワークＷの回転軸（工作物回転軸）に直交する方向を示しており、Ｚ軸方向はワークＷの回転軸に平行な方向を示している。
【０００３】
図４に示す従来のねじ研削盤１０１では、ワークＷの一方の端面を心押しセンタ４３（心押し台４１に挿通されたラム４２に設けられている）で支持し、他方の端面を主軸センタ３３（主軸台３１の主軸３２に設けられている）で支持しており、ワークＷの両端面を支持している。また、支持したワークＷをＺ軸方向に平行な工作物回転軸回りに回転させるために、制御装置５０からの駆動信号にて主軸３２を回転させ、主軸３２から駆動ピン３４を介して、ワークＷを挟持させた駆動金具３５を回転させている。なお、主軸台３１及び心押し台４１は、基台１０２上に固定されており、種々の長さのワークＷに対して、心押し台４１に挿通させたラム４２が、制御装置５０からの駆動信号によってワークＷの長手方向にスライドすることで、主軸センタ３３と心押しセンタ４３との間隔が調整される。
また、制御装置５０は、ねじ研削盤１０１を制御する数値制御装置、作業者が操作する操作盤、動作状態や操作指示を表示する表示装置等から構成されている。
【０００４】
また、ねじ研削盤１０１には、ワークＷを主軸センタ３３と心押しセンタ４３とで挟持するまでに一時的に保持するための仮受け台７３、７４と、砥石２２を押し付けた際のワークＷの湾曲を防止するレスト装置７１、７２が設けられている。レスト装置７１は、図５（Ｂ）に示すように、ワークＷにおける砥石２２の反対側を支持体７１Ａで支持し、ワークＷの上下を支持ピン７１Ｂ、７１Ｃにて支持する。
また、ねじ研削盤１０１では、基台１０２上にＺ軸方向に平行に設けられたリニアガイドＧＺに沿ってＺ軸方向に移動可能な砥石台１０が設けられている。制御装置５０は、Ｚ軸方向駆動モータ１０Ｍに駆動信号を出力するとともに、検出手段１０Ｅ（エンコーダ等）からの検出信号にて、砥石台１０のＺ軸方向の位置及び速度を制御可能である。
また、砥石台１０にはＸ軸方向に平行に設けられたリニアガイドＧＸに沿ってＸ軸方向に移動可能な砥石テーブル２０が設けられている。制御装置５０は、Ｘ軸方向駆動モータ２０Ｍに駆動信号を出力するとともに、検出手段２０Ｅ（エンコーダ等）からの検出信号にて、砥石テーブル２０のＸ軸方向の位置及び速度を制御可能である。
そして砥石テーブル２０には、Ｚ軸方向に平行な砥石回転軸回りに回転する略円筒状の砥石２２（加工工具に相当）、及び制御装置５０からの駆動信号によって砥石２２を回転させる砥石駆動モータ２１が設けられている。
【０００５】
また、ねじ研削盤１０１は、砥石２２を必要に応じて成形（ツルーイング、ドレッシング）可能なツルーイング装置６０（ツルーイング台６１と成形砥石６２とで構成）を主軸台３１に備えており、砥石２２は定期的にツルーイング装置６０にて成形される。なお、ねじ研削盤１０１の例では、ツルーイング装置６０は、Ｘ軸方向において、ワークＷに対して砥石２２の側に設けられており、砥石２２を成形する場合、成形砥石６２にて砥石２２の加工面を成形する。なお、成形砥石６２の回転は、制御装置５０から制御される。
【０００６】
また、例えば、特許文献１に記載された従来技術では、回転するスピンドル部と、当該スピンドル部と一体となって回転するチャック部とを備えた主軸装置を対向配置し、スピンドル部とチャック部に貫通穴を設け、長尺ワークを一方のスピンドル部の貫通穴を介してチャック部に向けて送り出し、長尺ワークの先端部をチャック部から突出させて加工を行う工程を繰り返し、対向配置した主軸装置の離間距離以上の長尺ワークを連続的に加工する、複合加工工作機械が提案されている。
【特許文献１】特開平１−１２１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示す従来のねじ研削盤１０１は、図５（Ａ）に示すように、主軸センタ３３と心押しセンタ４３とで長尺ワークＷの両端面を支持しており、支持している間隔（長さＬ）が比較的長い。例えばステアリングロッドの場合、ワーク全体の長さＬが約７５０ｍｍ、加工個所Ｋの長さＬ２が約２５０ｍｍ、加工個所Ｋの両側の長さＬ１、Ｌ３が各々約２５０ｍｍであり、加工個所Ｋの直径は約３５ｍｍ、他の部分の直径は約３０ｍｍである。
このため、長尺ワークＷの中央寄りの加工個所Ｋに砥石２２を押し当てて加工した場合、長尺ワークＷが湾曲して加工精度が低下する可能性がある。そこで、加工個所Ｋの両端の近傍をレスト装置７１、７２にて支持し、長尺ワークＷの湾曲を抑制している。
ところが、レスト装置７１、７２にて支持する長尺ワークＷの円筒面であるレスト支持面を予め研削して精度を出しておく必要があり、レスト支持面を研削加工する研削盤及び加工工程を必要とし、作業効率の向上を阻害している。なお、この場合のレスト支持面の精度は、ねじ研削が完了した長尺ワークＷとしては、不要な精度である。
また、従来のねじ研削盤１０１における駆動金具３５を用いた方法では、作業者がワークＷに駆動金具３５を取り付ける作業、及び取り外す作業を自動化することが困難であり、作業時間の短縮が困難である。
【０００８】
また、特許文献１に記載された従来技術では、長尺ワークＷを対向配置した主軸装置の双方に挿通して、長尺ワークＷの加工個所の両端の近傍を支持して加工を行うことについては記載されておらず、長尺ワークを一方のスピンドル部の貫通穴を介してチャック部に向けて送り出し、長尺ワークの先端部をチャック部から突出させて加工を行う工程を繰り返し、対向配置した主軸装置の離間距離以上の長尺ワークを連続的に加工している。
また、特許文献１において、他の長尺ワークＷの加工については、特許文献１の第１４図〜第１９図に示されているように、長尺ワークＷの両端部を支持して加工を行うことが記載されている。この場合、加工個所が長尺ワークＷの中央部に近づくにつれて、長尺ワークＷが湾曲する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法及び加工装置において、レスト装置とレスト支持面の加工工程、及び駆動金具を省略することができる、加工方法及び加工装置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】
【０００９】
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加工方法である。
請求項１に記載の加工方法は、工作物回転軸上に対向配置されて互いに近接及び離間可能であり、長尺ワークを挿入可能であるとともに挿入した長尺ワークを支持可能な一対の工作物支持手段を用いて長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させ、支持された長尺ワークに対して加工工具を押し当てながら相対的に移動させて、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法におけるものである。
まず、前記一対の工作物支持手段を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の工作物支持手段の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の工作物支持手段の各々に長尺ワークを挿入していく。
更に、前記一対の工作物支持手段の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、工作物支持手段の移動を停止して長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を前記一対の工作物支持手段にて支持する。
そして、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、加工方法である。
【００１０】
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加工方法である。
請求項２に記載の加工方法は、請求項１に記載の加工方法であって、長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、前記加工工具を、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動させて長尺ワークに押し当てながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動させるとともに、前記一対の工作物支持手段にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を支持して、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、加工方法である。
【００１１】
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加工装置である。
請求項３に記載の加工装置は、長尺ワークを支持するとともに支持した長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させる対向配置された一対の主軸装置と、支持された長尺ワークに対して押し当てられながら相対的に移動して加工する加工工具と、を備え、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工装置である。
前記一対の主軸装置の各々は、前記工作物回転軸回りに回転するスピンドル部と、前記スピンドル部と一体となって回転するとともに長尺ワークを支持可能なチャック部とを前記工作物回転軸上に備え、前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能に構成されて互いに近接及び離間可能である。
また、前記スピンドル部及びチャック部には、長尺ワークを挿入可能な穴部が前記工作物回転軸に沿って形成されており、長尺ワークの少なくとも一方の端面には、当該長尺ワークの回転角度を特定可能な位置決め溝が形成されており、前記位置決め溝が形成された端面に対応する穴部には、前記位置決め溝に嵌合して前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能であるとともに前記位置決め溝に嵌合する方向に付勢された嵌合部材が設けられている。
そして、前記一対の主軸装置を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の主軸装置の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の主軸装置の各々の前記穴部に長尺ワークを挿入していくとともに前記位置決め溝を前記嵌合部材に嵌合させ、前記一対の主軸装置の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、主軸装置の移動を停止して前記チャック部にて長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で前記チャック部の各々にて支持し、前記スピンドル部の各々を工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、加工装置である。
【００１２】
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加工装置である。
請求項４に記載の加工装置は、請求項３に記載の加工装置であって、長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、前記加工工具は、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動して長尺ワークに押し当てられながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動するとともに、前記チャック部の各々にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で支持して、前記スピンドル部の各々を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、加工装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の加工方法、または請求項３に記載の加工装置では、長尺ワークの両端部を支持した場合と比較して、加工個所の両端の近傍（すなわち、図４に示す従来のレスト装置７１、７２で支持していた部位と同等の部位）を支持して加工し、支持間隔（図２（Ｂ）の長さＬ４）をより狭くすることができるので、長尺ワークの湾曲をより抑制することができる。
これにより、従来のねじ研削盤１０１で必要としていたレスト装置７１、７２及びレスト支持面を研削する研削盤及び加工工程が不要となり、作業効率をより向上させることができる。
また、長尺ワークをチャック部及びスピンドル部に加工個所の近傍まで挿入して、加工個所の近傍をチャック部で支持するので、従来のねじ研削盤１０１で必要としていた駆動金具３５等を省略することができ、加工装置への長尺ワークの取り付け及び取り外しを自動化することができ、作業者の作業時間を短縮化することができる。
また、請求項３に記載の加工装置では、更に、長尺ワークを所定の回転角度とした状態でチャック部にて支持するので、例えば図１（Ｂ）に示すように支持しようとする部位にラック部ＫＲ等が形成されていても、これを回避した回転角度で適切に円筒面を支持することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の加工方法、または請求項４に記載の加工装置を用いれば、略円筒状の長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられた加工個所にねじ部を加工する加工方法または加工装置を、適切に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本発明の加工装置１（この場合、ねじ研削盤）の概略平面図の例を示しており、図１（Ｂ）は長尺ワークＷ（以下、長尺ワークＷを、ワークＷと記載する）の外観の例を示している。
【００１６】
●［加工装置１の構成と長尺ワークＷの概観（図１〜図３）］
図１（Ａ）に示す本実施の形態にて説明する加工装置１は、図４に示す主軸装置３０の主軸センタ３３と心押し装置４０の心押しセンタ４３とでワークＷの両端を支持する従来のねじ研削盤１０１に対して、チャック部３３Ｌ、３３Ｒにて挿入したワークＷの加工個所Ｋの近傍の円筒面を支持する主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを備え、レスト装置７１、７２、駆動金具３５等が省略されている点が異なる。
また、図１（Ａ）における各パーツの構成や動作等について、すでに説明した点については説明を省略する。
【００１７】
図１（Ａ）、及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、加工装置１には、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ（一対の工作物支持手段に相当）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。
制御装置５０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３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向駆動モータ３０ＬＭ（３０ＲＭ）は、ボールねじＢＬ（ＢＲ）を回転させ、当該ボールねじ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。
また、図１（Ｂ）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加工装置１が対象とするワークＷは、略円筒状の長尺ワークであり、ワークＷの両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられた加工個所Ｋにねじ部を加工するワークＷを対象とする。図１（Ｂ）は、上記の対象内容に合致するＥＰＳ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、ねじ部を加工する加工個所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。
尚、このようなステアリングロッドは、自動車等の車両に搭載され運転者によるステアリングホイールの操舵力を軽減するための電気式動力舵取装置（パワーステアリング装置）として、それぞれタイロッド及びナックルアームを介して左右の車輪に連結されたステアリングロッドに電気モータのトルクに基づく補助操舵力を作用させる、いわゆるラックアシストタイプの電気式動力舵取装置に用いられる。
ステアリングロッドのねじ部には多数のボールを介してボールねじナットが螺合され、電気モータの動力によってボールねじナットが回転すると該回転力（補助トルク）がステアリングロッドの軸方向の移動力（補助転舵力または補助操舵力）に変換され、ラック部ＫＲを介して伝達される運転者によるステアリングホイールの操舵力を補助する。
【００１８】
また、図２（Ａ）は、スピンドル部３２Ｌと、チャック部３３Ｌと、ワークＷの端面の外観の例を示しており、図２（Ｂ）は主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの概略構造の例を示している。
主軸装置３０Ｌは、主軸台３１Ｌと、工作物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（工作物回転軸上に）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Ｎが形成されている。制御装置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。
【００１９】
ここで、図１（Ｂ）に示すワークＷの場合、加工個所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２（Ａ）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３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、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、図２（Ａ）の点線内に示すように、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。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。なお、各々のチャック部に対するチャック爪の数は、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、本実施の形態にて説明するワークＷは、ラック部ＫＲの側の端面に位置決め溝ＷＭが形成されており、反対側の端面には位置決め溝ＷＭが形成されていない。
そして、図２（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Ｎ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３６Ｒ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、弾性部材３６Ｒは、制御装置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３７Ｒ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Ｎ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３７Ｌが設けられている。
なお、図２（Ｂ）ではより明確となるように、スピンドル部３２Ｌ及び３２Ｒ内に設けられた嵌合部材３５Ｒ、弾性部材３６Ｒ、調整部材３７Ｒ及び３７Ｌ、当接部材３５Ｌを点線ではなく実線で記載している。
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。
【００２１】
●［ねじ部の加工手順（図３）］
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、加工装置１によるワークＷの加工の手順について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、作業者から見た加工装置１の正面図を示しており、図１（Ａ）の平面図に対して砥石２２等を省略している。
ワークＷをセットする前は、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの間隔はワークＷの長さよりも長く、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒはアンクランプ状態（開口状態）となっている。この状態を初期状態とする。このとき、嵌合部材３５Ｒの回転角度が、所定角度位置（例えば、位置決め溝ＷＭが上下方向である場合に嵌合する角度位置）となるように制御装置５０から、回転角度が初期化されている。
なお、初期状態では、調整部材３７Ｌ、３７Ｒを近接する方向に移動させ、チャック部３３Ｌの穴部Ｎの位置まで当接部材３５Ｌを移動させ、チャック部３３Ｒの穴部Ｎの位置まで嵌合部材３５Ｒを移動させておくと、作業者から嵌合部材３５Ｒが見えるので、ワークＷの位置決め溝ＷＭに嵌合部材３５Ｒを確実に嵌合させることができるようにワークＷを容易にセットすることができる。
なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）では、弾性部材３６Ｒ、調整部材３７Ｌ、３７Ｒの図示を省略している。
【００２２】
作業者は、主軸装置３０Ｌと３０Ｒの間、且つ仮受け台７３、７４の上にワークＷをセットし（この場合、位置決め溝ＷＭが上下方向となるようにセットする）、制御装置５０から加工開始の指示を入力する。このときの状態が、図３（Ａ）に示す状態である。
すると、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒは、制御装置５０からの制御信号によって、互いにＺ軸方向に近接する方向に移動する（ワークＷを両端部から挟み込む）。そしてワークＷの両端部は、チャック部３３Ｌ、３３Ｒの穴部をとおり、スピンドル部３２Ｌ、３２Ｒの穴部に挿入されていく。このとき、嵌合部材３５Ｒには位置決め溝ＷＭが嵌合され、当接部材３５ＬにはワークＷの端面が当接され、制御装置５０は、主軸装置３０Ｌの移動方向と反対方向に調整部材３７Ｌを移動させ、主軸装置３０Ｒの移動方向と反対方向に調整部材３７Ｒを移動させ、弾性部材３６Ｒによる付勢力を調整する。
【００２３】
そして、制御装置５０は、予め設定した加工個所Ｋの近傍となる位置まで主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを移動させると、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの移動を停止する。そして制御装置５０は、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒをアンクランプ状態からクランプ状態に制御し、ワークＷの加工個所Ｋの両端の近傍の円筒面をチャック爪３４Ｌ、３４Ｒにて支持する。このときの状態が、図３（Ｂ）に示す状態である。このとき、チャック爪３４Ｌまたは３４Ｒで支持（把持）しようとする部位に図１（Ｂ）に示すラック部ＫＲ等があっても、ワークＷの位置決め溝ＷＭと嵌合部材３５Ｒとを嵌合させることで、前記ラック部ＫＲを回避した円筒面をチャック爪３４Ｒで支持（把持）することができる。なお、ワークＷをチャック爪３４Ｌ及び３４Ｒでクランプすると、ワークＷは仮受け台７３、７４から少し浮いた状態となり、ワークＷと仮受け台７３、７４とが非接触状態となり、ワークＷを回転させても仮受け台７３、７４と干渉しない。
そして制御装置５０は、スピンドル部３２Ｌ、３２Ｒを回転させてワークＷを工作物回転軸回りに回転させる。
そして、制御装置５０は、加工個所Ｋの端部に工作物回転軸に直交する方向から砥石２２（回転砥石）を押し当てながら、ワークＷの回転角度に対応させて砥石２２を工作物回転軸に平行な方向に移動させて、加工個所Ｋにねじ部を加工する。
【００２４】
以上、本実施の形態にて説明した加工装置１、ねじの加工方法では、レスト装置７１、７２とレスト支持面の加工工程を省略することができるので、作業効率が良く、レスト支持面を加工するための研削盤も省略することができる。
また、図４に示す従来のねじ研削盤１０１では、ラム４２を伸長させて心間調整しており、２００ｍｍも突出させると剛性が低下してしまうが、本実施の形態の加工装置１では、リニアガイドＧＬ、ＧＲを使用して主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを移動させて心間調整しており、２００ｍｍ以上の移動を行っても充分な剛性を確保している（心間距離で剛性が変化しない）。
本実施の形態にて説明した加工装置１では、従来のねじ研削盤１０１におけるレスト装置７１、７２にて支持していた部位と同等の部位をチャック爪３４Ｌ、３４Ｒで支持するので、ワークＷの湾曲を抑制して高精度にねじ加工を行うことができる。
また、駆動金具３５等を省略して主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの移動とチャック爪の開閉にて、ワークＷのセットと解放を行うことができるので、自動化が可能であり、作業者の作業時間を短縮化することができる。
また、レスト装置７１、７２の間隔が固定である従来のねじ研削盤１０１に対して、本実施の形態にて説明した加工装置１では、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒの支持部位を自由に設定できるので、種々のワークＷに対して、より適切な部位を支持することができる。
また、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。
【００２５】
本発明のねじ部の加工方法及び加工装置１は、本実施の形態で説明した加工手順、加工装置１の外観、構成、構造等に限定されず、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。
また、ワークＷは、本実施の形態にて説明したステアリングロッド（ＥＰＳボールねじ）に限定されるものではなく、略円筒状の長尺ワークで、両端部よりも中央寄りの一部の円筒面の加工個所を加工するワークに適用することができる。また、加工装置１も、ねじ研削盤に限定されず、前記条件を満足するワークに対応した種々の加工装置に適用することができる。
また、加工工具は砥石２２に限定されず、バイト等、種々の加工工具を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の加工装置１の外観（平面図）の一実施の形態を説明する図、及びワークＷの外観の例を説明する図である。
【図２】スピンドル部３２Ｌ、チャック部３３Ｌ、ワークＷの端面に形成した位置決め溝ＷＭの外観の例、及び主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの構造を説明する図である。
【図３】加工装置１による加工個所Ｋにねじ部を加工する加工手順を説明する図である。
【図４】従来のねじ研削盤１０１の外観（平面図）の例を説明する図である。
【図５】従来のねじ研削盤１０１における主軸センタ３３、駆動金具３５、レスト装置７１等の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 研削盤
２ 基台
１０ 砥石台
１０Ｍ、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
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（工作物支持手段）
３１、３１Ｌ、３１Ｒ 主軸台
３２、３２Ｌ、３２Ｒ 主軸
３３ 主軸センタ
３３Ｌ、３３Ｒ チャック部
３４Ｌ、３４Ｒ チャック爪
３５Ｒ 嵌合部材
３５Ｌ 当接部材
３５ 駆動金具
５０ 制御装置
６０ ツルーイング装置
６１ ツルーイング台
６２ 成形砥石
７１、７２ レスト装置
７３、７４ 仮受け台
Ｗ ワーク（工作物）
ＷＭ 位置決め溝
Ｋ 加工個所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法、及び当該長尺ワークの加工個所を加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、略円筒状の長尺ワーク（工作物）として、例えばＥＰＳ（Electric Power Steering）のステアリングロッドのねじ部（ボールネジ部）を研削加工する場合、図４の例に示すねじ研削盤１０１等を用いて加工している。なお、ステアリングロッドの加工すべきねじ部となる加工個所Ｋは、図１（Ｂ）に示すように、両端よりも中央寄りの一部の円筒面にのみ形成されており、ねじ部を加工する加工個所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。
また、本明細書では、Ｙ軸方向は鉛直上向きの方向を示しており、Ｘ軸方向とＺ軸方向は水平方向を示している。そしてＸ軸方向はワークＷの回転軸（工作物回転軸）に直交する方向を示しており、Ｚ軸方向はワークＷの回転軸に平行な方向を示している。
【０００３】
図４に示す従来のねじ研削盤１０１では、ワークＷの一方の端面を心押しセンタ４３（心押し台４１に挿通されたラム４２に設けられている）で支持し、他方の端面を主軸センタ３３（主軸台３１の主軸３２に設けられている）で支持しており、ワークＷの両端面を支持している。また、支持したワークＷをＺ軸方向に平行な工作物回転軸回りに回転させるために、制御装置５０からの駆動信号にて主軸３２を回転させ、主軸３２から駆動ピン３４を介して、ワークＷを挟持させた駆動金具３５を回転させている。なお、主軸台３１及び心押し台４１は、基台１０２上に固定されており、種々の長さのワークＷに対して、心押し台４１に挿通させたラム４２が、制御装置５０からの駆動信号によってワークＷの長手方向にスライドすることで、主軸センタ３３と心押しセンタ４３との間隔が調整される。
また、制御装置５０は、ねじ研削盤１０１を制御する数値制御装置、作業者が操作する操作盤、動作状態や操作指示を表示する表示装置等から構成されている。
【０００４】
また、ねじ研削盤１０１には、ワークＷを主軸センタ３３と心押しセンタ４３とで挟持するまでに一時的に保持するための仮受け台７３、７４と、砥石２２を押し付けた際のワークＷの湾曲を防止するレスト装置７１、７２が設けられている。レスト装置７１は、図５（Ｂ）に示すように、ワークＷにおける砥石２２の反対側を支持体７１Ａで支持し、ワークＷの上下を支持ピン７１Ｂ、７１Ｃにて支持する。
また、ねじ研削盤１０１では、基台１０２上にＺ軸方向に平行に設けられたリニアガイドＧＺに沿ってＺ軸方向に移動可能な砥石台１０が設けられている。制御装置５０は、Ｚ軸方向駆動モータ１０Ｍに駆動信号を出力するとともに、検出手段１０Ｅ（エンコーダ等）からの検出信号にて、砥石台１０のＺ軸方向の位置及び速度を制御可能である。
また、砥石台１０にはＸ軸方向に平行に設けられたリニアガイドＧＸに沿ってＸ軸方向に移動可能な砥石テーブル２０が設けられている。制御装置５０は、Ｘ軸方向駆動モータ２０Ｍに駆動信号を出力するとともに、検出手段２０Ｅ（エンコーダ等）からの検出信号にて、砥石テーブル２０のＸ軸方向の位置及び速度を制御可能である。
そして砥石テーブル２０には、Ｚ軸方向に平行な砥石回転軸回りに回転する略円筒状の砥石２２（加工工具に相当）、及び制御装置５０からの駆動信号によって砥石２２を回転させる砥石駆動モータ２１が設けられている。
【０００５】
また、ねじ研削盤１０１は、砥石２２を必要に応じて成形（ツルーイング、ドレッシング）可能なツルーイング装置６０（ツルーイング台６１と成形砥石６２とで構成）を主軸台３１に備えており、砥石２２は定期的にツルーイング装置６０にて成形される。なお、ねじ研削盤１０１の例では、ツルーイング装置６０は、Ｘ軸方向において、ワークＷに対して砥石２２の側に設けられており、砥石２２を成形する場合、成形砥石６２にて砥石２２の加工面を成形する。なお、成形砥石６２の回転は、制御装置５０から制御される。
【０００６】
また、例えば、特許文献１に記載された従来技術では、回転するスピンドル部と、当該スピンドル部と一体となって回転するチャック部とを備えた主軸装置を対向配置し、スピンドル部とチャック部に貫通穴を設け、長尺ワークを一方のスピンドル部の貫通穴を介してチャック部に向けて送り出し、長尺ワークの先端部をチャック部から突出させて加工を行う工程を繰り返し、対向配置した主軸装置の離間距離以上の長尺ワークを連続的に加工する、複合加工工作機械が提案されている。
【特許文献１】特開平１−１２１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示す従来のねじ研削盤１０１は、図５（Ａ）に示すように、主軸センタ３３と心押しセンタ４３とで長尺ワークＷの両端面を支持しており、支持している間隔（長さＬ）が比較的長い。例えばステアリングロッドの場合、ワーク全体の長さＬが約７５０ｍｍ、加工個所Ｋの長さＬ２が約２５０ｍｍ、加工個所Ｋの両側の長さＬ１、Ｌ３が各々約２５０ｍｍであり、加工個所Ｋの直径は約３５ｍｍ、他の部分の直径は約３０ｍｍである。
このため、長尺ワークＷの中央寄りの加工個所Ｋに砥石２２を押し当てて加工した場合、長尺ワークＷが湾曲して加工精度が低下する可能性がある。そこで、加工個所Ｋの両端の近傍をレスト装置７１、７２にて支持し、長尺ワークＷの湾曲を抑制している。
ところが、レスト装置７１、７２にて支持する長尺ワークＷの円筒面であるレスト支持面を予め研削して精度を出しておく必要があり、レスト支持面を研削加工する研削盤及び加工工程を必要とし、作業効率の向上を阻害している。なお、この場合のレスト支持面の精度は、ねじ研削が完了した長尺ワークＷとしては、不要な精度である。
また、従来のねじ研削盤１０１における駆動金具３５を用いた方法では、作業者がワークＷに駆動金具３５を取り付ける作業、及び取り外す作業を自動化することが困難であり、作業時間の短縮が困難である。
【０００８】
また、特許文献１に記載された従来技術では、長尺ワークＷを対向配置した主軸装置の双方に挿通して、長尺ワークＷの加工個所の両端の近傍を支持して加工を行うことについては記載されておらず、長尺ワークを一方のスピンドル部の貫通穴を介してチャック部に向けて送り出し、長尺ワークの先端部をチャック部から突出させて加工を行う工程を繰り返し、対向配置した主軸装置の離間距離以上の長尺ワークを連続的に加工している。
また、特許文献１において、他の長尺ワークＷの加工については、特許文献１の第１４図〜第１９図に示されているように、長尺ワークＷの両端部を支持して加工を行うことが記載されている。この場合、加工個所が長尺ワークＷの中央部に近づくにつれて、長尺ワークＷが湾曲する可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法及び加工装置において、レスト装置とレスト支持面の加工工程、及び駆動金具を省略することができる、加工方法及び加工装置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】
【０００９】
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加工方法である。
請求項１に記載の加工方法は、工作物回転軸上に対向配置されて互いに近接及び離間可能であり、長尺ワークを挿入可能であるとともに挿入した長尺ワークを支持可能な一対の工作物支持手段を用いて長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させ、支持された長尺ワークに対して加工工具を押し当てながら相対的に移動させて、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法におけるものである。
まず、前記一対の工作物支持手段を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の工作物支持手段の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の工作物支持手段の各々に長尺ワークを挿入していく。
更に、前記一対の工作物支持手段の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、工作物支持手段の移動を停止して長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を前記一対の工作物支持手段にて支持する。
そして、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、加工方法である。
【００１０】
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加工方法である。
請求項２に記載の加工方法は、請求項１に記載の加工方法であって、長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、前記加工工具を、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動させて長尺ワークに押し当てながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動させるとともに、前記一対の工作物支持手段にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を支持して、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、加工方法である。
【００１１】
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加工装置である。
請求項３に記載の加工装置は、長尺ワークを支持するとともに支持した長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させる対向配置された一対の主軸装置と、支持された長尺ワークに対して押し当てられながら相対的に移動して加工する加工工具と、を備え、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工装置である。
前記一対の主軸装置の各々は、前記工作物回転軸回りに回転するスピンドル部と、前記スピンドル部と一体となって回転するとともに長尺ワークを支持可能なチャック部とを前記工作物回転軸上に備え、前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能に構成されて互いに近接及び離間可能である。
また、前記スピンドル部及びチャック部には、長尺ワークを挿入可能な穴部が前記工作物回転軸に沿って形成されており、長尺ワークの少なくとも一方の端面には、当該長尺ワークの回転角度を特定可能な位置決め溝が形成されており、前記位置決め溝が形成された端面に対応する穴部には、前記位置決め溝に嵌合して前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能であるとともに前記位置決め溝に嵌合する方向に付勢された嵌合部材が設けられている。
そして、前記一対の主軸装置を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の主軸装置の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の主軸装置の各々の前記穴部に長尺ワークを挿入していくとともに前記位置決め溝を前記嵌合部材に嵌合させ、前記一対の主軸装置の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、主軸装置の移動を停止して前記チャック部にて長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で前記チャック部の各々にて支持し、前記スピンドル部の各々を工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、加工装置である。
【００１２】
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加工装置である。
請求項４に記載の加工装置は、請求項３に記載の加工装置であって、長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、前記加工工具は、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動して長尺ワークに押し当てられながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動するとともに、前記チャック部の各々にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で支持して、前記スピンドル部の各々を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、加工装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の加工方法、または請求項３に記載の加工装置では、長尺ワークの両端部を支持した場合と比較して、加工個所の両端の近傍（すなわち、図４に示す従来のレスト装置７１、７２で支持していた部位と同等の部位）を支持して加工し、支持間隔（図２（Ｂ）の長さＬ４）をより狭くすることができるので、長尺ワークの湾曲をより抑制することができる。
これにより、従来のねじ研削盤１０１で必要としていたレスト装置７１、７２及びレスト支持面を研削する研削盤及び加工工程が不要となり、作業効率をより向上させることができる。
また、長尺ワークをチャック部及びスピンドル部に加工個所の近傍まで挿入して、加工個所の近傍をチャック部で支持するので、従来のねじ研削盤１０１で必要としていた駆動金具３５等を省略することができ、加工装置への長尺ワークの取り付け及び取り外しを自動化することができ、作業者の作業時間を短縮化することができる。
また、請求項３に記載の加工装置では、更に、長尺ワークを所定の回転角度とした状態でチャック部にて支持するので、例えば図１（Ｂ）に示すように支持しようとする部位にラック部ＫＲ等が形成されていても、これを回避した回転角度で適切に円筒面を支持することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の加工方法、または請求項４に記載の加工装置を用いれば、略円筒状の長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられた加工個所にねじ部を加工する加工方法または加工装置を、適切に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本発明の加工装置１（この場合、ねじ研削盤）の概略平面図の例を示しており、図１（Ｂ）は長尺ワークＷ（以下、長尺ワークＷを、ワークＷと記載する）の外観の例を示している。
【００１６】
●［加工装置１の構成と長尺ワークＷの概観（図１〜図３）］
図１（Ａ）に示す本実施の形態にて説明する加工装置１は、図４に示す主軸装置３０の主軸センタ３３と心押し装置４０の心押しセンタ４３とでワークＷの両端を支持する従来のねじ研削盤１０１に対して、チャック部３３Ｌ、３３Ｒにて挿入したワークＷの加工個所Ｋの近傍の円筒面を支持する主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを備え、レスト装置７１、７２、駆動金具３５等が省略されている点が異なる。
また、図１（Ａ）における各パーツの構成や動作等について、すでに説明した点については説明を省略する。
【００１７】
図１（Ａ）、及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、加工装置１には、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒ（一対の工作物支持手段に相当）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。
制御装置５０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３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向駆動モータ３０ＬＭ（３０ＲＭ）は、ボールねじＢＬ（ＢＲ）を回転させ、当該ボールねじ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。
また、図１（Ｂ）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加工装置１が対象とするワークＷは、略円筒状の長尺ワークであり、ワークＷの両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられた加工個所Ｋにねじ部を加工するワークＷを対象とする。図１（Ｂ）は、上記の対象内容に合致するＥＰＳ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、ねじ部を加工する加工個所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。
尚、このようなステアリングロッドは、自動車等の車両に搭載され運転者によるステアリングホイールの操舵力を軽減するための電気式動力舵取装置（パワーステアリング装置）として、それぞれタイロッド及びナックルアームを介して左右の車輪に連結されたステアリングロッドに電気モータのトルクに基づく補助操舵力を作用させる、いわゆるラックアシストタイプの電気式動力舵取装置に用いられる。
ステアリングロッドのねじ部には多数のボールを介してボールねじナットが螺合され、電気モータの動力によってボールねじナットが回転すると該回転力（補助トルク）がステアリングロッドの軸方向の移動力（補助転舵力または補助操舵力）に変換され、ラック部ＫＲを介して伝達される運転者によるステアリングホイールの操舵力を補助する。
【００１８】
また、図２（Ａ）は、スピンドル部３２Ｌと、チャック部３３Ｌと、ワークＷの端面の外観の例を示しており、図２（Ｂ）は主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの概略構造の例を示している。
主軸装置３０Ｌは、主軸台３１Ｌと、工作物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（工作物回転軸上に）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Ｎが形成されている。制御装置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。
【００１９】
ここで、図１（Ｂ）に示すワークＷの場合、加工個所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２（Ａ）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３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、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、図２（Ａ）の点線内に示すように、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。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。なお、各々のチャック部に対するチャック爪の数は、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、本実施の形態にて説明するワークＷは、ラック部ＫＲの側の端面に位置決め溝ＷＭが形成されており、反対側の端面には位置決め溝ＷＭが形成されていない。
そして、図２（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Ｎ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３６Ｒ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、弾性部材３６Ｒは、制御装置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３７Ｒ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Ｎ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３７Ｌが設けられている。
なお、図２（Ｂ）ではより明確となるように、スピンドル部３２Ｌ及び３２Ｒ内に設けられた嵌合部材３５Ｒ、弾性部材３６Ｒ、調整部材３７Ｒ及び３７Ｌ、当接部材３５Ｌを点線ではなく実線で記載している。
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。
【００２１】
●［ねじ部の加工手順（図３）］
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、加工装置１によるワークＷの加工の手順について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、作業者から見た加工装置１の正面図を示しており、図１（Ａ）の平面図に対して砥石２２等を省略している。
ワークＷをセットする前は、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの間隔はワークＷの長さよりも長く、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒはアンクランプ状態（開口状態）となっている。この状態を初期状態とする。このとき、嵌合部材３５Ｒの回転角度が、所定角度位置（例えば、位置決め溝ＷＭが上下方向である場合に嵌合する角度位置）となるように制御装置５０から、回転角度が初期化されている。
なお、初期状態では、調整部材３７Ｌ、３７Ｒを近接する方向に移動させ、チャック部３３Ｌの穴部Ｎの位置まで当接部材３５Ｌを移動させ、チャック部３３Ｒの穴部Ｎの位置まで嵌合部材３５Ｒを移動させておくと、作業者から嵌合部材３５Ｒが見えるので、ワークＷの位置決め溝ＷＭに嵌合部材３５Ｒを確実に嵌合させることができるようにワークＷを容易にセットすることができる。
なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）では、弾性部材３６Ｒ、調整部材３７Ｌ、３７Ｒの図示を省略している。
【００２２】
作業者は、主軸装置３０Ｌと３０Ｒの間、且つ仮受け台７３、７４の上にワークＷをセットし（この場合、位置決め溝ＷＭが上下方向となるようにセットする）、制御装置５０から加工開始の指示を入力する。このときの状態が、図３（Ａ）に示す状態である。
すると、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒは、制御装置５０からの制御信号によって、互いにＺ軸方向に近接する方向に移動する（ワークＷを両端部から挟み込む）。そしてワークＷの両端部は、チャック部３３Ｌ、３３Ｒの穴部をとおり、スピンドル部３２Ｌ、３２Ｒの穴部に挿入されていく。このとき、嵌合部材３５Ｒには位置決め溝ＷＭが嵌合され、当接部材３５ＬにはワークＷの端面が当接され、制御装置５０は、主軸装置３０Ｌの移動方向と反対方向に調整部材３７Ｌを移動させ、主軸装置３０Ｒの移動方向と反対方向に調整部材３７Ｒを移動させ、弾性部材３６Ｒによる付勢力を調整する。
【００２３】
そして、制御装置５０は、予め設定した加工個所Ｋの近傍となる位置まで主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを移動させると、主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの移動を停止する。そして制御装置５０は、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒをアンクランプ状態からクランプ状態に制御し、ワークＷの加工個所Ｋの両端の近傍の円筒面をチャック爪３４Ｌ、３４Ｒにて支持する。このときの状態が、図３（Ｂ）に示す状態である。このとき、チャック爪３４Ｌまたは３４Ｒで支持（把持）しようとする部位に図１（Ｂ）に示すラック部ＫＲ等があっても、ワークＷの位置決め溝ＷＭと嵌合部材３５Ｒとを嵌合させることで、前記ラック部ＫＲを回避した円筒面をチャック爪３４Ｒで支持（把持）することができる。なお、ワークＷをチャック爪３４Ｌ及び３４Ｒでクランプすると、ワークＷは仮受け台７３、７４から少し浮いた状態となり、ワークＷと仮受け台７３、７４とが非接触状態となり、ワークＷを回転させても仮受け台７３、７４と干渉しない。
そして制御装置５０は、スピンドル部３２Ｌ、３２Ｒを回転させてワークＷを工作物回転軸回りに回転させる。
そして、制御装置５０は、加工個所Ｋの端部に工作物回転軸に直交する方向から砥石２２（回転砥石）を押し当てながら、ワークＷの回転角度に対応させて砥石２２を工作物回転軸に平行な方向に移動させて、加工個所Ｋにねじ部を加工する。
【００２４】
以上、本実施の形態にて説明した加工装置１、ねじの加工方法では、レスト装置７１、７２とレスト支持面の加工工程を省略することができるので、作業効率が良く、レスト支持面を加工するための研削盤も省略することができる。
また、図４に示す従来のねじ研削盤１０１では、ラム４２を伸長させて心間調整しており、２００ｍｍも突出させると剛性が低下してしまうが、本実施の形態の加工装置１では、リニアガイドＧＬ、ＧＲを使用して主軸装置３０Ｌ、３０Ｒを移動させて心間調整しており、２００ｍｍ以上の移動を行っても充分な剛性を確保している（心間距離で剛性が変化しない）。
本実施の形態にて説明した加工装置１では、従来のねじ研削盤１０１におけるレスト装置７１、７２にて支持していた部位と同等の部位をチャック爪３４Ｌ、３４Ｒで支持するので、ワークＷの湾曲を抑制して高精度にねじ加工を行うことができる。
また、駆動金具３５等を省略して主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの移動とチャック爪の開閉にて、ワークＷのセットと解放を行うことができるので、自動化が可能であり、作業者の作業時間を短縮化することができる。
また、レスト装置７１、７２の間隔が固定である従来のねじ研削盤１０１に対して、本実施の形態にて説明した加工装置１では、チャック爪３４Ｌ、３４Ｒの支持部位を自由に設定できるので、種々のワークＷに対して、より適切な部位を支持することができる。
また、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。
【００２５】
本発明のねじ部の加工方法及び加工装置１は、本実施の形態で説明した加工手順、加工装置１の外観、構成、構造等に限定されず、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。
また、ワークＷは、本実施の形態にて説明したステアリングロッド（ＥＰＳボールねじ）に限定されるものではなく、略円筒状の長尺ワークで、両端部よりも中央寄りの一部の円筒面の加工個所を加工するワークに適用することができる。また、加工装置１も、ねじ研削盤に限定されず、前記条件を満足するワークに対応した種々の加工装置に適用することができる。
また、加工工具は砥石２２に限定されず、バイト等、種々の加工工具を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の加工装置１の外観（平面図）の一実施の形態を説明する図、及びワークＷの外観の例を説明する図である。
【図２】スピンドル部３２Ｌ、チャック部３３Ｌ、ワークＷの端面に形成した位置決め溝ＷＭの外観の例、及び主軸装置３０Ｌ、３０Ｒの構造を説明する図である。
【図３】加工装置１による加工個所Ｋにねじ部を加工する加工手順を説明する図である。
【図４】従来のねじ研削盤１０１の外観（平面図）の例を説明する図である。
【図５】従来のねじ研削盤１０１における主軸センタ３３、駆動金具３５、レスト装置７１等の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 研削盤
２ 基台
１０ 砥石台
１０Ｍ、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
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（工作物支持手段）
３１、３１Ｌ、３１Ｒ 主軸台
３２、３２Ｌ、３２Ｒ 主軸
３３ 主軸センタ
３３Ｌ、３３Ｒ チャック部
３４Ｌ、３４Ｒ チャック爪
３５Ｒ 嵌合部材
３５Ｌ 当接部材
３５ 駆動金具
５０ 制御装置
６０ ツルーイング装置
６１ ツルーイング台
６２ 成形砥石
７１、７２ レスト装置
７３、７４ 仮受け台
Ｗ ワーク（工作物）
ＷＭ 位置決め溝
Ｋ 加工個所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物回転軸上に対向配置されて互いに近接及び離間可能であり、長尺ワークを挿入可能であるとともに挿入した長尺ワークを支持可能な一対の工作物支持手段を用いて長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させ、
支持された長尺ワークに対して加工工具を押し当てながら相対的に移動させて、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法において、
前記一対の工作物支持手段を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の工作物支持手段の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の工作物支持手段の各々に長尺ワークを挿入していき、
前記一対の工作物支持手段の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、工作物支持手段の移動を停止して長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を前記一対の工作物支持手段にて支持し、
前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、
加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工方法であって、
長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、
前記加工工具を、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動させて長尺ワークに押し当てながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動させるとともに、前記一対の工作物支持手段にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を支持して、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、
加工方法。
【請求項３】
長尺ワークを支持するとともに支持した長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させる対向配置された一対の主軸装置と、
支持された長尺ワークに対して押し当てられながら相対的に移動して加工する加工工具と、を備え、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工装置であって、
前記一対の主軸装置の各々は、前記工作物回転軸回りに回転するスピンドル部と、前記スピンドル部と一体となって回転するとともに長尺ワークを支持可能なチャック部とを前記工作物回転軸上に備え、前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能に構成されて互いに近接及び離間可能であり、
前記スピンドル部及びチャック部には、長尺ワークを挿入可能な穴部が前記工作物回転軸に沿って形成されており、
長尺ワークの少なくとも一方の端面には、当該長尺ワークの回転角度を特定可能な位置決め溝が形成されており、
前記位置決め溝が形成された端面に対応する穴部には、前記位置決め溝に嵌合して前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能であるとともに前記位置決め溝に嵌合する方向に付勢された嵌合部材が設けられており、
前記一対の主軸装置を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の主軸装置の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の主軸装置の各々の前記穴部に長尺ワークを挿入していくとともに前記位置決め溝を前記嵌合部材に嵌合させ、
前記一対の主軸装置の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、主軸装置の移動を停止して前記チャック部にて長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で前記チャック部の各々にて支持し、
前記スピンドル部の各々を工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、
加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置であって、
長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、
前記加工工具は、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動して長尺ワークに押し当てられながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動するとともに、前記チャック部の各々にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で支持して、前記スピンドル部の各々を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、
加工装置。
【請求項１】
工作物回転軸上に対向配置されて互いに近接及び離間可能であり、長尺ワークを挿入可能であるとともに挿入した長尺ワークを支持可能な一対の工作物支持手段を用いて長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させ、
支持された長尺ワークに対して加工工具を押し当てながら相対的に移動させて、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工方法において、
前記一対の工作物支持手段を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の工作物支持手段の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の工作物支持手段の各々に長尺ワークを挿入していき、
前記一対の工作物支持手段の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、工作物支持手段の移動を停止して長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を前記一対の工作物支持手段にて支持し、
前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、
加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工方法であって、
長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、
前記加工工具を、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動させて長尺ワークに押し当てながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動させるとともに、前記一対の工作物支持手段にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を支持して、前記一対の工作物支持手段を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、
加工方法。
【請求項３】
長尺ワークを支持するとともに支持した長尺ワークを工作物回転軸回りに回転させる対向配置された一対の主軸装置と、
支持された長尺ワークに対して押し当てられながら相対的に移動して加工する加工工具と、を備え、長尺ワークの両端部よりも中央寄りの一部に設けられた加工個所を加工する加工装置であって、
前記一対の主軸装置の各々は、前記工作物回転軸回りに回転するスピンドル部と、前記スピンドル部と一体となって回転するとともに長尺ワークを支持可能なチャック部とを前記工作物回転軸上に備え、前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能に構成されて互いに近接及び離間可能であり、
前記スピンドル部及びチャック部には、長尺ワークを挿入可能な穴部が前記工作物回転軸に沿って形成されており、
長尺ワークの少なくとも一方の端面には、当該長尺ワークの回転角度を特定可能な位置決め溝が形成されており、
前記位置決め溝が形成された端面に対応する穴部には、前記位置決め溝に嵌合して前記工作物回転軸に平行な方向に移動可能であるとともに前記位置決め溝に嵌合する方向に付勢された嵌合部材が設けられており、
前記一対の主軸装置を互いに近接する方向に移動させて、前記一対の主軸装置の間に配置された長尺ワークの両端部から前記一対の主軸装置の各々の前記穴部に長尺ワークを挿入していくとともに前記位置決め溝を前記嵌合部材に嵌合させ、
前記一対の主軸装置の各々が予め設定した加工個所の両端の近傍に達した場合、主軸装置の移動を停止して前記チャック部にて長尺ワークを支持することで、前記加工個所の両端の近傍を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で前記チャック部の各々にて支持し、
前記スピンドル部の各々を工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所を加工する、
加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置であって、
長尺ワークは略円筒状であるとともに前記加工個所は両端部よりも中央寄りの一部の円筒面に設けられており、
前記加工工具は、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に直交する方向に相対的に移動して長尺ワークに押し当てられながら、支持された長尺ワークに対して前記工作物回転軸に平行な方向に相対的に移動するとともに、前記チャック部の各々にて、前記加工個所の両端の近傍における円筒面を、長尺ワークを所定の回転角度とした状態で支持して、前記スピンドル部の各々を前記工作物回転軸回りに回転させて前記加工個所にねじ部を加工する、
加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−７２８４２（Ｐ２００９−７２８４２Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２３１５（Ｐ２００７−２４２３１５）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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