JP2019093478A - ねじ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置にして、ねじ穴に部品が装着された段階で、該部品の向きを所望の向きにすることができるようにする。【解決手段】加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置を設定する加工開始位置設定工程では、加工開始時におけるタップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００と間の距離である加工開始距離Ｌを、タップ５０のねじ部５１とワークＷの加工面１００とが当接したときの、タップ５０のねじ部５１のねじ山開始位置ＳＰが所望の角度位置となるような距離にすべく、上記相対位置を設定する。【選択図】図１１

Description

本発明は、主軸の先端にタッピングホルダを介して装着されかつワークに雌ねじを切るタップを備える工作機械によって、ワークにねじ穴を形成する、ねじ加工方法に関する技術分野に属する。

従来より、軸心周りに回転する主軸の先端に装着されたタップによって、ワークにねじ穴を形成する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、ロボットアームの先端に設けられた昇降機構と、該昇降機構の先に昇降自在に設けられた回転機構と、該回転機構の先に設けられかつワークにねじを切るタップと、該タップと上記昇降機械との間に設けられ、上記タップを加工方向に対して移動自在に支持部とからなるねじ加工装置を用いてねじを切る、ねじ加工方法が開示されている。

そして、特許文献１に記載のねじ加工方法は、回転機構でタップを回転させながら、該タップをワーク内へ進入させることで、ワークにねじ穴を形成するねじ切り工程と、ワークに進入させたタップは回転及び昇降させずに、支持部を所定距離上昇させる支持部上昇工程と、回転機構でタップを逆回転させながらワークからタップを外すタップ外し工程とから構成されている。

特開２００９−２４８２７９号公報

ところで、形成されたねじ穴（雌ねじ）にねじ部（雄ねじ）を有する部品が装着されるときには、所定のトルクが発生するまで、該部品がねじ込まれる。このとき、所定のトルクが発生するまでねじ込んだ際の該部品の向きを所望の向きにしたいという要求がある。特に、１つのワークに複数のねじ穴が形成され、該複数のねじ穴のそれぞれに部品が装着される場合には、各部品について所定のトルクが発生して、該各部品がねじ穴に装着された段階で、全ての部品の向きを所望の向きに揃えたいという要求がある。

上記のように、部品がねじ穴に装着された段階で、全ての部品の向きを所望の向きにするには、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置する必要がある。このためには、ねじ加工時において、タップのねじ部の先端がワークの加工面に当接した時の、該タップのねじ部におけるねじ山開始位置の角度位置を上記所望の角度位置にする必要がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タップによるねじ加工において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置することができ、ねじ穴に部品が装着された段階で、該部品の向きを所望の向きにすることができるねじ加工方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、軸心周りに回転する主軸と、該主軸の先端に取り付けられるタッピングホルダに固定されかつワークに雌ねじを切るためのねじ部を有するタップとを備える工作機械によって上記ワークに雌ねじを形成する、ねじ加工方法を対象として、加工開始時における上記タップと上記ワークとの相対位置を設定する加工開始位置設定工程と、上記タッピングホルダが上記主軸に取り付けられた状態で、上記タップと上記ワークとの相対位置が、上記加工開始位置設定工程で設定された上記相対位置になるように、上記ワークと上記タップとの位置合わせを行う位置合わせ工程とを含み、上記加工開始位置設定工程は、加工開始時における上記タップの先端と上記ワークの加工面と間の距離である加工開始距離を、上記タップの上記ねじ部と上記ワークの加工面とが当接したときの、上記タップの上記ねじ部のねじ山開始位置が所望の角度位置となるような距離にすべく、上記相対位置を設定する工程である、という構成とした。

ねじ穴に装着される部品の向きを所望の向きにするためのねじ加工では、加工開始時のタップとワークとの相対位置を、上記加工開始距離が、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離になるように設定する。そして、タップのねじ部が１回転する間に、タップの先端とワークの加工面との相対距離が、タップのねじ部の１ピッチ分だけ変化するように、タップ及びワークの少なくとも一方を移動させる。このため、例えば、上記加工開始距離を、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離に１／４ピッチ分の距離を加えた距離に設定すれば、タップの先端とワークの加工面とが当接したときの、タップのねじ部のねじ山開始位置（以下、タップねじ山開始位置という）の角度位置を、加工開始時におけるタップのねじ部のねじ山開始位置の角度位置に対して９０°分だけ進めることができる。つまり、上記加工開始距離を適切に設定すれば、タップのねじ部とワークの加工面とが当接したときの、タップねじ山開始位置を所望の角度位置とすることができる。よって、タップによるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置することができ、ねじ穴に部品が装着された段階で、該部品の向きを所望の向きにすることができる。

上記ねじ加工方法の一実施形態では、上記タッピングホルダには、上記主軸に取り付けられたときに該主軸の先端面と当接する当接面と、上記主軸に取り付けられたときに、上記主軸の周方向の基準角度位置に対応するような角度位置に設けられたホルダ側目印部とが設けられており、上記加工開始位置設定工程は、有底のねじ穴と該ねじ穴の完全ねじ山の開始位置に対応する角度位置に予め形成されたゲージ側目印部とを有するセッティングゲージを用いて実行する工程であって、さらに上記加工開始位置設定工程は、上記セッティングゲージの上記ねじ穴に、上記タップのねじ部を、該タップの先端が上記セッティングゲージの上記ねじ穴の底面に当接するまでねじ込むタップねじ込み工程と、上記タップねじ込み工程の後、上記セッティングゲージの上記ゲージ側目印部の、上記タップの軸心方向から見た角度位置と、上記タッピングホルダの上記ホルダ側目印部の、上記タップの軸心方向から見た角度位置とが一致するまで、上記セッティングゲージを緩める角度調整工程と、上記角度調整工程の後、上記セッティングゲージの上記ねじ穴の底面と上記タッピングホルダの上記当接面との間の距離を仮想工具長として設定する仮想工具長設定工程と、を含み、上記仮想工具長設定工程で設定された上記仮想工具長に基づいて、上記相対位置を設定する。

すなわち、工具が主軸に取り付けられた段階では、主軸とタップねじ山開始位置とには位相ズレ（つまり、主軸の上記基準角度位置とタップねじ山開始位置の角度位置との位置ズレ）があることがあり、タップのねじ部とワークの加工面とが当接したときの、タップねじ山開始位置が所望の角度位置となるような距離にするには、上記位相ズレを考慮する必要がある。そこで、上記一実施形態では、上記位相ズレを考慮して、タップの先端とワークの加工面との相対位置を設定できるようにしている。

上記の構成では、タップはタッピングホルダに固定されており、タッピングホルダには、主軸に取り付けられたときに、該主軸の周方向の基準角度位置に対応するような位置に設けられたホルダ側目印部を有しているため、タップがタッピングホルダを介して主軸に取り付けられた際の、主軸とタップねじ山開始位置との位相ズレは、タッピングホルダのホルダ側目印部とタップねじ山開始位置との位相ズレに相当する。

セッティングゲージのゲージ側目印部は、セッティングゲージのねじ穴の完全ねじ山の開始位置に対応する角度位置に形成されているため、タップをセッティングゲージのねじ穴にねじ込んで、タップの先端が該ねじ穴の底面に当接したときには、ゲージ側目印部は、タップねじ山開始位置に対応する角度位置に位置する。よって、タップの先端がセッティングイングゲージのねじ穴の底面に当接した状態において、セッティングゲージのゲージ側目印部の角度位置とタッピングホルダのホルダ側目印部の角度位置との位置ズレは、タッピングホルダのホルダ側目印部とタップねじ山開始位置との位相ズレに相当する。

角度調整工程において、セッティングゲージのゲージ側目印部の角度位置と、タッピングホルダのホルダ側目印部の角度位置とが一致するまで、セッティングゲージを緩めると、タッピングホルダのホルダ側目印部とタップねじ山開始位置との位相ズレに対応する分だけの長さ（以下、オフセット長という）の隙間が、タップの先端とセッティングイングゲージのねじ穴の底面との間に生じる。セッティングゲージのねじ穴の底面とタッピングホルダの当接面との間の距離を仮想工具長として設定すれば、この仮想工具長は、実際の工具長（タップの先端とタッピングホルダの当接面との間の距離）に、上記オフセット長を加えたものになる。

上記仮想工具長を設定した後、上記仮想工具長に基づいて上記相対位置を設定する。例えば、上記加工開始距離を、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離に上記オフセット長を加えた距離にしたい場合には、先ず、主軸の先端面を基準にして、該主軸の先端面から該主軸の軸心方向のワーク側に上記仮想工具長分だけ離れた位置をタップの先端位置とみなして、タップの仮想先端位置を設定する。次に、タップの仮想先端位置から上記軸心方向に、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離だけ離れた位置にワークが位置するように、ワークの加工面の位置を設定する。これにより、加工開始時における、タップとワークとの相対位置が設定される。そして、タッピングホルダを介してタップを主軸に取り付けるとともに、タップとワークとの相対位置が上記設定した位置になるように、タップとワークとの位置合わせをして、タップのねじ部が１回転する間に、タップの先端とワークの加工面との相対距離が、タップのねじ部の１ピッチ分だけ縮むように、タップ及びワークの少なくとも一方を移動させる。

タップの先端とワークの加工面との相対距離が上記オフセット長になったときには、タップのねじ山開始位置の角度位置は、タップを主軸に装着したときの角度位置になる。ここから更に上記と同じペースで、タップの先端とワークの加工面との相対距離を縮めると、タップの先端とワークの加工面との相対距離が上記オフセット長分だけ縮む間（この例では、タップのねじ部とワークの加工面とが当接するまでの間）に、タップは、タッピングホルダのホルダ側目印部とタップねじ山開始位置との位相ズレ、すなわち、主軸とタップねじ山開始位置との位相ズレの分だけ回転する。これにより、タップのねじ部とワークの加工面とが当接するときには、タップねじ山開始位置は、主軸の上記基準角度位置の角度位置に位置することになる。

したがって、例えば、ワークに形成されるねじ穴のねじ山開始位置の所望の角度位置が、主軸の上記基準角度位置と同じ角度位置であるときには、主軸の先端面から、上記軸心方向のワーク側に上記仮想工具長だけ離れた位置をタップの仮想先端位置として、該仮想先端位置から、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離だけ離れた位置にワークが位置するように、ワークの加工面の位置を設定すれば、ねじ加工時において、タップのねじ部がワークの加工面に当接した時の、該タップねじ山開始位置の角度位置を、上記所望の角度位置に位置することができる。

一方で、例えば、ワークに形成されるねじ穴のねじ山開始位置の所望の角度位置が、主軸の上記基準角度位置の角度位置に対して９０°ずれた角度位置であるときには、上記加工開始距離が、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離に、上記オフセット長とタップのねじ部の１／４ピッチ分の距離とを加えた距離となるように、タップとワークとの相対位置を設定する。具体的には、上記のようにして、タップの仮想先端位置を設定した後、該仮想先端位置から、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離に該ねじ部の１／４ピッチ分の距離を加えた距離だけ離れた位置にワークが位置するように、該ワークの加工面の位置を設定する。これにより、タップは、該タップの先端とワークの加工面との相対距離が、タップのねじ部のピッチの整数倍の距離と上記オフセット長とだけ縮んだ後、さらに１／４ピッチ分、つまり９０°分だけ回転するため、タップのねじ部がワークの加工面に当接した時には、タップねじ山開始位置は、主軸の上記基準角度位置の角度位置に対して９０°ずれた角度位置に位置することになる。

よって、タップによるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置にすることができる。そして、形成されたねじ穴に部品を装着すれば、部品の向きを所望の向きにすることができる。

上記ねじ加工方法において、上記ワークの加工面の位置を、上記主軸に装着したタッチセンサにより測定する加工面位置測定工程を更に含み、上記位置合わせ工程は、上記加工開始位置設定工程で設定された上記相対位置と、上記加工面位置測定工程で測定された上記ワークの加工面の位置とに基づいて、上記ワークと上記タップとを位置合わせする、ことが好ましい。

この構成によると、加工開始時において、タップとワークとの相対位置を、正確に設定することができるため、タップによるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を、より正確に所望の角度位置にすることができる。

上記一実施形態において、上記ゲージ側目印部は、上記セッティングゲージの外周部を周方向に切り欠いた切欠で構成される一方、上記ホルダ側目印部は、上記タッピングホルダの外周部を周方向に切り欠いた切欠で構成されており、上記角度調整工程は、投影機によって、上記セッティングゲージの影を、上記タップの軸心方向のホルダ側に向かって投影して、上記ゲージ側目印部の影と上記ホルダ側目印部との角度位置を一致させる工程である、ことが好ましい。

この構成によると、角度調整工程において、ゲージ側目印部とホルダ側目印部との角度位置を精度良く合わせることができる。これにより、上記オフセット長を含む仮想工具長をより正確に求めることができるため、タップによるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を、一層正確に所望の角度位置にすることができる。

上記ねじ加工方法の他の実施形態では、上記ワークは、複数の気筒を有する多気筒エンジンのシリンダヘッドであり、上記ワークに形成されるねじ穴は、上記シリンダヘッドにおいて、各気筒に点火プラグをセットするためのねじ穴であり、上記位置合わせ工程は、上記気筒毎に行う。

すなわち、点火プラグは、気筒内での燃料の燃焼を制御に関わるものであるため、気筒間で燃焼バラツキが生じないように、シリンダヘッドに装着された段階で、全ての点火プラグの向きが所望の向きに揃っていることが望まれる。よって、形成されたねじ穴に部品が装着された段階で、該部品の向きを所望の向きにすることができるという効果をより適切に発揮することができる。

位置合わせ工程は、気筒毎に行うため、各気筒において点火プラグの向きにズレが生じることが抑制され、全ての点火プラグの向きが所望の向きに揃えることができる。

以上説明したように、本発明のねじ加工方法によれば、加工開始時におけるタップの先端とワークの加工面と間の距離である加工開始距離を、タップのねじ部とワークの加工面とが当接したときの、タップのねじ部のねじ山開始位置が所望の角度位置となるような距離にすべく、加工開始時におけるタップとワークとの相対位置を設定するため、タップによるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置を所望の角度位置することができ、ねじ穴に部品が装着された段階で、該部品の向きを所望の向きにすることができる。

本発明の実施形態に係る加工方法で加工されたねじ穴を有するワークの一例であるシリンダヘッドを備えたエンジンであって、燃焼室周辺を示す図である。 ねじ加工方法に用いられる工作機械を示す斜視図である。 タッピングホルダが主軸に取り付けられた状態を示す断面図である。 タッピングホルダが装着されていない状態の主軸を、該主軸の軸心方向の先端側から見た正面図である。 ねじ穴を形成する工程を示す概略図であって、座面加工を行っている状態を示す。 図５に示す工程の後、座面の位置の測定を行っている状態を示す。 図６に示す工程の後、ねじ穴用の下穴を形成する下穴加工を行っている状態を示す。 図７に示す工程の後、タップにより雌ねじ切っている状態を示す。 セッティングゲージを示す斜視図である。 セッティングゲージのねじ穴の底面にタップの先端が当接するまで、タップをねじ込んだ状態を示す断面図である。 図１０状態から、ゲージ側目印部とホルダ側目印部との角度位置が一致するようにセッティングゲージを緩めた状態を示す断面図である。 加工開始時における、タップの先端とワークの加工面との位置関係及びタップのねじ山開始位置と主軸の基準角度位置との位置関係を概略的に示す図である。 タップの先端とワークの加工面との相対距離がオフセット長になった時の図１２相当図である。 タップの先端とワークの加工面とが当接した時の図１２相当図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る加工方法により加工されたねじ穴を有するワークの一例であるシリンダヘッド２を備えるエンジン１において、燃焼室５周辺を示す。

エンジン１は、４つの気筒３ａを有する多気筒エンジンであって、シリンダブロック３と、該シリンダブロック３の上に載置されるシリンダヘッド２とを備えている。シリンダブロック３には、４つの気筒３ａが紙面に垂直な方向に並んで配置されている。

各気筒３ａ内には、ピストン４が気筒３ａ内を往復可能に嵌挿されている。ピストン４の頂面４ａと、気筒３ａの側面と、シリンダヘッド２の底面２ａとで、燃焼室５が気筒３ａ毎に区画形成されている。

シリンダヘッド２には、気筒３ａ毎に、２つの吸気ポート６と２つの排気ポート７とが形成されている。各吸気ポート６及び各排気ポート７は燃焼室５にそれぞれ連通している。図示は省略するが、各吸気ポート６には、燃焼室５と吸気ポート６との連通を遮断可能な吸気バルブが設けられている一方、各排気ポート７には、燃焼室５と排気ポート７との連通を遮断可能な排気バルブが設けられている。

シリンダヘッド２には、気筒３ａ毎に、インジェクタ８が取り付けられている。インジェクタ８は、図１に示すように、気筒３ａの軸心上に位置するようにシリンダヘッド２に取り付けられている。インジェクタ８は、燃焼室５内に燃料（ガソリン、又は、ガソリンを含む燃料）を直接噴射するように構成されている。

また、シリンダヘッド２には、気筒３ａ毎に、点火プラグ９が設けられている。上記エンジン１では、１つの気筒３ａにつき１つの点火プラグ９が設けられる。点火プラグ９は、図１に示すように、２つの吸気ポート６の間に位置している。また、点火プラグ９は、上側から下側に向かって、気筒３ａの軸心に近づくように傾斜してシリンダヘッド２に取り付けられている。

点火プラグ９は、ロッド状のプラグ本体９１と、プラグ本体９１の先端に設けられた中央電極９３と、プラグ本体９１の先端であって中央電極９３の側方から延びかつ一部が中央電極９３と向かい合うように延びたＬ字状の接地電極９４とを有している。上記エンジン１では、点火プラグ９は、Ｌ字状の接地電極９４の向き（接地電極９４における中心電極９１と向かい合う部分が延びる向き）が、気筒３ａの径方向の内側から該径方向の外側に向かうような向きとなるように、シリンダヘッド２に取り付けられている。

点火プラグ９は、シリンダヘッド２に形成されたねじ穴２ｂに、プラグ本体９１の先端寄りの部分に形成されたねじ部９２がねじ込まれることでシリンダヘッド２に取り付けられる。このねじ部９２は、該ねじ部９２の周方向において、ねじ山開始位置とねじ山終了位置は同じ角度位置に位置するように構成されている。また、点火プラグ９は、気筒３ａ毎に取り付けられるが、各点火プラグ９でねじ部９２のねじ山開始位置が略同じ角度位置になるように、各点火プラグ９のねじ部９２が形成されている。また、各点火プラグ９のねじ部９２のねじ山開始位置は、ねじ部９２の周方向における、プラグ本体９１と接地電極９４との結合部と略同じ角度位置に位置している。

本実施形態では、シリンダヘッド２に点火プラグ９を取り付けるためのねじ穴２ｂを形成するものとし、以下の説明では、このシリンダヘッド２を、単にワークＷということがある。

本実施形態では、点火プラグ９が取り付けられるねじ穴２ｂは、図２に示す工作機械１０によるねじ加工によって形成される。この工作機械１０は、不図示の制御装置によって自動加工制御（ＮＣ制御）されるマシニングセンタであって、ワークＷに対応して予め作成された加工プログラムデータに従って種々の加工を実行するように構成されている。

工作機械１０は、図２に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を機械座標として有するものである。Ｘ軸及びＺ軸は水平方向であって、Ｙ軸方向は鉛直方向である。

工作機械１０は、軸心（Ｚ軸）周りに回転する主軸１１と、該主軸１１の先端にホルダ１６０を介して取り付けられる、例えばドリル、タップなどの工具１２と、主軸１１ごと工具１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるコラム１６とを備えている。また、工作機械１０は、ワークＷを位置決めするための治具１８を載せるための加工テーブル２０と、加工テーブル２０をＹ軸方向に延びる回転軸周りに回転させる回転機構２２と、回転機構２２をＺ軸方向に移動させる送り機構２４とを備えている。つまり、上記工作機械１０は、送り機構２４によって、ワークＷをＺ軸方向に移動させることで、ワークＷと工具１２との間の相対距離を調整するように構成されている。

さらに、図示は省略するが、工作機械１０は、自動工具交換装置（以下、ＡＴＣという）を備えている。このＡＴＣは、主軸１１に取り付けられる工具１２を自動で交換するためのものであって、上記加工プログラムデータに従って、主軸１１に取り付けられている工具１２と、例えばツールマガジンに待機する種々の加工ツールの１つとを交換するように構成されている。尚、ツールマガジンには、後述するタッチセンサ１２２等の測定器もセットされており、上記ＡＴＣは、上記加工プログラムデータに従って、主軸１１にタッチセンサ１２２等を装着させることがある。

工具１２は、主軸１１の工具装着部１３にホルダを介して装着される。工具１２が主軸１１に装着された状態を示す一例として、図３には、工具１２としてのタップ５０（図１０等参照）が、ホルダであるタッピングホルダ６０を介して主軸１１に装着された状態を示している。以下に、タッピングホルダ６０の構成及びタッピングホルダ６０の主軸１１への取り付けについて説明するが、他の工具のホルダも、基本的にはタッピングホルダ６０と同様の構成であり、タッピングホルダ６０の主軸１１への取り付けと同じようにして主軸１１に取り付けられる。

タッピングホルダ６０は、円柱状の基部６１と、該基部６１の反タップ５０側に設けられ、基部６１より小径の円筒状をなすシャンク部６２とを有している。基部６１とシャンク部６２とは同軸に配置されている。図３に示すように、基部６１の反タップ５０側の面は、タッピングホルダ６０が主軸１１に取り付けられたときに該主軸１１の先端面１１ａと当接する当接面６１ａである。シャンク部６２には、図３に示すように、軸心方向の反タップ５０側からタップ５０側に向かって凹んだ凹部６２ａと、後述する工具保持用ボール１３ｂが嵌まり込む、傾斜面を有する貫通孔６２ｂとが形成されている。凹部６２ａには、後述するドライブキー１３ｃが嵌合するようになっている。また、詳しくは後述するが、タッピングホルダ６０には、該タッピングホルダ６０が主軸１１の工具装着部１３に取り付けられた時点で、主軸１１の周方向の基準角度位置に対応するような角度位置に設けられたホルダ側目印部６３（図１０参照）が設けられている。

主軸１１の工具装着部１３は、図３に示すように、主軸１１の軸心ロッド１４の周囲に設けられている。工具装着部１３は、タッピングホルダ６０のシャンク部６２が嵌合する嵌合孔１３ａが形成されている。また、図４に示すように、軸心ロッド１４から径方向の外側に向かって延びる２つのドライブキー１３ｃを有している。２つのドライブキー１３ｃは、主軸１１の軸心周りに対称になるようにそれぞれ配置されている。

図３に示すように、軸心ロッド１４における工具装着部１３が設けられた部分には、円形の陥没穴１４ａとカム面１４ｂとが連続して形成されている。また、工具装着部１３における上記陥没穴１４ａ及びカム面１４ｂに対応する部分には、工具保持ボール１３ｂを支持して挿通させる貫通孔１３ｄが形成されている。

タッピングホルダ６０を主軸１１の工具装着部１３に取り付けるには、先ず、凹部６２ａにドライブキー１３ｃを嵌合させるように、シャンク部６２を嵌合孔１３ａに挿入する。その後、軸心ロッド１４を後退させれば、工具保持用ボール１３ｂがカム面１４ｂに乗り上げて、陥没孔１４ａから主軸１１の径方向の外側に突出して、突出した工具保持用ボール１３ｂが、図３に示すように、シャンク部６２の貫通孔６２ｂに嵌まり込む。これにより、タッピングホルダ６０が嵌合孔１３ａに引き込まれて、図３に示すように、タッピングホルダ６０の当接面６１ａと主軸１１の先端面１１ａとが当接する。以上により、タップ５０が主軸１１に装着される。

次に、上記工作機械１０によって、ワークＷにねじ穴を形成する工程について説明する。ここでは、ワークＷはシリンダヘッド２であり、形成されるねじ穴は、シリンダヘッド２に点火プラグ９を取り付けるためのねじ穴２ｂである。

先ず、図５に示すように、比較的径の大きい第１ドリル１２１によって、ワークＷに点火プラグ９を取り付けるための座面を形成する。ねじ穴は、この座面２ｃから形成される。つまり、座面２ｃがワークＷの加工面１００に相当することになる。

次に、上記ＡＴＣによって第１ドリル１２１をタッチセンサ１２２と交換して、図６に示すように、ワークＷをタッチセンサ１２２の先端と上記座面とが接触するまでＺ軸方向に移動させる。上記制御装置は、タッチセンサ１２２の先端と座面２ｃとが接触したときの該座面のＺ座標を測定する。

次いで、上記ＡＴＣによってタッチセンサ１２２を、第１ドリル１２１よりも径の小さい第２ドリル１２３と交換して、図７に示すように、ねじ穴を形成するための下穴を穿設する。ここでは、下穴は、ワークＷ（シリンダヘッド２）の底面を貫通するまで穿設される。

下穴を形成した後、上記ＡＴＣによって第２ドリル１２３を、ワークＷに雌ねじを切るための工具であるタップ５０と交換して、図８に示すように、下穴の周面に対してねじ切りを行う。このとき、工作機械１０の上記制御装置は、送り機構２４を、タップ５０のねじ部５１が１回転する間に、ワークＷがタップ５０のねじ部５１の１ピッチ分だけ移動するように作動させる。尚、詳しくは後述するが、加工開始時には、タッチセンサ１２２で測定した座面のＺ座標に基づいて、タップ５０の先端５０ａと座面２ｃ（ワークＷの加工面１００）とが所定距離だけ離されるように位置合わせがされており、タップ５０は、座面２ｃから離れた状態から上記の割合で近づくように制御される。

以上によって、ワークＷとしてのシリンダヘッド２に、点火プラグ９を取り付けるためのねじ穴２ｂが形成される。

ここで、例えば、上記エンジン１のような多気筒エンジンでは、気筒３ａ間で燃焼バラツキが生じないようにしたいという要求がある。気筒３ａ間で燃焼バラツキが生じてしまう原因の１つとして、気筒３ａ間での点火プラグ９の向きにバラツキがあるということがある。すなわち、点火プラグ９の火花放電によって燃焼を発生させるには、中心電極９３と接地電極９４との間に燃料と吸気との混合気が流れ込んだ状態で、火花放電を発生させる必要がある。燃焼室５内の上記混合気には、タンブル流やスワール流などの流れがあるため、点火プラグ９の向きによっては、中心電極９３と接地電極９４との間に混合気が流れ込みにくくなって、燃焼が発生しにくくなる。このため、気筒３ａ間での点火プラグ９の向きにバラツキがあると、燃焼バラツキが発生することがある。

上記のような観点から、上記エンジン１のような多気筒エンジンでは、全ての点火プラグ９の向きが所望の向きに揃っていることが望まれる。このためには、各点火プラグ９においてねじ部９２のねじ山開始位置を略同じにするとともに、シリンダヘッド２の各ねじ穴２ｂのねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置にする必要がある。上述したように、本実施形態では、各点火プラグ９でねじ部９２のねじ山開始位置になるように、各点火プラグ９のねじ部９２が形成されているため、各点火プラグ９における各ねじ部９２のねじ山の角度位置は略同じになっている。よって、シリンダヘッド２のねじ穴２ｂのねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置する必要がある。

タップ５０によるねじ加工で形成されるねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置にするには、工作機械１０の主軸１１の位相と、タップ５０を主軸１１に装着するために該主軸１１に取り付けられるタッピングホルダ６０の位相と、該タッピングホルダ６０に固定されたタップ５０のねじ部５１の位相（つまり、ねじ部５１のねじ山開始位置の角度位置）とを考慮する必要がある。尚、主軸１１の位相は、図４に示すように、工具装着部１３の２つのドライブキー１３ｃの位置が９０°及び２７０°に設定され、位相９０°の位置から軸心周りに右回りに９０°戻った位置が位相０°に設定され、位相９０°の位置から軸心周りに左回りに９０°進んだ位置が１８０°に設定されている。また、工作機械１０は、工具交換時には、位相０°の位置が上側になるように上記制御装置によって制御されており、この位相０°の角度位置が主軸１１の周方向の基準角度位置に設定されている。

本実施形態では、主軸１１の位相とタッピングホルダ６０の位相とは、主軸１１の工具装着部１３の構成と、タッピングホルダ６０の形状とを工夫することによって揃えるようにしている。

上述したように、主軸１１の工具装着部１３には２つのドライブキー１３ｃが形成されており、タッピングホルダ６０には、上記ドライブキー１３ｃと嵌合する凹部６２ａが形成されている。つまり、タッピングホルダ６０の凹部６２ａがドライブキー１３ｃとそれぞれ嵌合するように、工具装着部１３の嵌合孔１３ａに挿入された時点で、主軸１１の位相とタッピングホルダ６０の位相とは、揃っているか又は１８０°ずれるようになる。

主軸１１の位相とタッピングホルダ６０の位相とが１８０°ずれないようにするために、本実施形態では、タッピングホルダ６０の基部６１には、タッピングホルダ６０の位相０°の位置にホルダ側目印部６３が設けられている。このホルダ側目印部６３は、基部６１の周方向の一部を切り欠いて形成されている。上述したように、工具交換時には、位相は０°の位置が上側になるように設定されているため、上記ホルダ側目印部６３が上側になるように、タッピングホルダ６０を主軸１１の工具装着部１３に取り付ければ、主軸１１の位相とタッピングホルダ６０との位相が揃うようになる。このことから、ホルダ側目印部６３は、タッピングホルダ６０が主軸１１に取り付けられたときに、主軸１１の周方向の基準角度位置（位相０°の位置）に対応するような位置に設けられていることになる。

上述のようにして、主軸１１の位相とタッピングホルダ６０の位相とは揃えることができるが、タップ５０はタッピングホルダ６０に固定されているため、タップ５０のねじ部５１の位相とタッピングホルダ６０の位相とにズレがあったとしても、タップ５０自身を軸心周りに回動させて、タップ５０のねじ部５１の位相を、主軸１１及びタッピングホルダ６０の位相と揃えることは困難である。そこで、本実施形態では、加工開始時におけるタップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００と間の距離である加工開始距離Ｌを、タップ５０のねじ部５１（本実施形態では、特にタップ５０の先端５０ａ）とワークＷの加工面１００とが当接したとき、つまり、タップ５０が実際にワークＷを加工し始めるときの、タップ５０のねじ部５１のねじ山開始位置ＳＰ（図１２等参照、以下、タップねじ山開始位置ＳＰという）が所望の角度位置となるような距離とすべく、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置、より具体的には、加工開始時におけるタップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対位置を適切に設定するようにしている。以下、その詳細を説明する。

本実施形態では、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置の設定は、タッピングホルダ６０を主軸１１に取り付ける前に、セッティングゲージ７０を用いて行う。このセッティングゲージ７０は、図９に示すように、相対的に外径の大きい円筒部７１と、該円筒部７１の外径よりも径が小さくかつ該円筒部７１と同軸に配置された円柱部７２とを有している。

円筒部７１には、図９に示すように、径方向の中央にねじ穴７３が筒軸方向に貫通するように形成されている。このねじ穴７３の筒軸方向の一側の開口は、円柱部７２の軸方向の他側の面によって閉じられている。これにより、セッティングゲージ７０全体では、ねじ穴７３は有底のねじ穴となっている。

また、セッティングゲージ７０のねじ穴７３は、タップ５０のねじ部５１の径に対応する径で形成されている。

セッティングゲージ７０の円筒部７１には、ねじ穴７３の完全ねじ山の開始位置に対応する角度位置にゲージ側目印部７４が設けられている。ゲージ側目印部７４は、図９に示すように、円筒部７１の外周部を周方向に切り欠いて構成されている。

次に、上記セッティングゲージ７０を用いて、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置を設定する方法について説明する。

先ず、図１０に示すように、タッピングホルダ６０を所定のセット台Ｔにセットした後、セッティングゲージ７０のねじ穴７３に、タップ５０のねじ部５１を、該タップ５０の先端５０ａがセッティングゲージ７０のねじ穴７３の底面７３ａ（円柱部７２の軸方向の他側の面）に当接するまでねじ込む（タップねじ込み工程）。このとき、図１０に示すように、タップ５０の軸心方向から見て、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とは異なる角度位置に位置する。

上記のように、セッティングゲージ７０のゲージ側目印部７４は、セッティングゲージ７０の完全ねじ山の開始位置に対応する角度位置に形成されているため、タップ５０をセッティングゲージ７０のねじ穴７３にねじ込んで、タップ５０の先端５０ａが該ねじ穴７３の底面７３ａに当接したときには、ゲージ側目印部７４は、タップねじ山開始位置ＳＰに対応する角度位置に位置する。よって、タップ５０の先端５０ａがセッティングイングゲージ７０のねじ穴７３の底面７３ａに当接した状態では、タップ５０の軸心周りにおける、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置との間の位置ズレは、ホルダ側目印部６３の角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰ（図１２等参照）の角度位置との位置ズレに相当することになる。

次に、図１１に示すように、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とが一致するまで、セッティングゲージ７０を緩める（角度調整工程）。この工程は、投影機によって、セッティングゲージ７０の影を、タップ５０の軸心方向のホルダ側に向かって投影して、セッティングゲージ７０のゲージ側目印部７４の影とタッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３との角度位置を一致させるようにして行う。

ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とが一致するまで、セッティングゲージ７０を緩めると、タッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３の角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰ（図１２等参照）の角度位置との位置ズレに相当する分だけの長さ（以下、オフセット長ＯＬという）の隙間が、タップ５０の先端５０ａとセッティングイングゲージ７０のねじ穴７３の底面７３ａとの間に生じる。尚、図１１では、オフセット長ＯＬを見やすくするために比較的大きな長さとして示しているが、実際には、オフセット長ＯＬはタップ５０のねじ部５１の１ピッチ分よりも短い長さである。

次いで、セッティングゲージ７０のねじ穴７３の底面７３ａとタッピングホルダ６０の当接面６１ａとの間の距離を仮想工具長Ｈ’として設定する（仮想工具長設定工程）。この仮想工具長Ｈ’は、実際の工具長Ｈ（タップ５０の先端５０ａとタッピングホルダ６０の当接面６１ａとの間の距離）に、上記オフセット長ＯＬを加えたものになる。

その後、仮想工具長Ｈ’に基づいて、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置を設定する。具体的には、ねじ穴に装着される部品（点火プラグ９等）の向きを所望の向きにするための、タップ５０によるねじ加工では、主軸１１の先端面１１ａを基準に、該先端面１１ａから主軸１１の軸心方向（工作機械１０のＺ軸方向と一致する。以下、単にＺ軸方向という）のワークＷ側に、実際の工具長Ｈ分だけ離れたタップ５０を、工作機械１０のＸＹＺ座標系における、タップ５０を主軸１１に装着したときのタップ５０の先端５０ａのＺ座標として、該先端５０ａのＺ座標から、タップ５０のねじ部５１のピッチの整数倍の距離（以下、基準距離ＢＬという）だけＺ軸方向に離れた位置を、ワークＷの加工面１００のＺ座標に設定する。つまり、加工開始時におけるタップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との間の距離（以下、加工開始距離Ｌという）が、基準距離ＢＬとなるように、タップ５０とワークＷとの相対位置が設定される。これに対して、本実施形態では、実際の工具長Ｈの代わりに仮想工具長Ｈ’を用いる。つまり、図１２に示すように、主軸１１の先端面１１ａから該主軸１１の軸心方向のワークＷ側に、仮想工具長Ｈ’分だけ離れた位置、すなわち、実際のタップ５０の先端５０ａから上記オフセット長ＯＬだけワークＷ側の位置を、タップ５０を主軸１１に装着したときのタップ５０の仮想先端位置として、該仮想先端位置のＺ座標から、上記基準距離ＢＬだけ離れた位置のＺ座標を、ワークＷの加工面１００のＺ座標に設定する。

そして、上記のように、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置を設定した後、図１２に示すように、タッピングホルダ６０が主軸１１に取り付けられた状態で、タップ５０とワークＷとの相対位置が、上記設定された相対位置になるように、ワークＷとタップ５０との位置合わせを行う。これにより、加工開始距離Ｌを、タップ５０のねじ部５１のピッチの整数倍の距離に、オフセット長ＯＬを加えた距離に設定することができる。

このとき、ねじ穴２ｂを複数箇所に形成する場合、各ねじ穴２ｂを形成する各加工面１００のＺ座標（つまり、加工面１００の位置）は、加工面１００毎に設定され、加工面１００が変わる度にワークＷとタップ５０との位置合わせを行う。例えば、本実施形態のように、ワークＷとしてのシリンダヘッド２に点火プラグ９を取り付けるためにねじ穴２ｂを形成するための加工である場合には、気筒３ａ毎に、加工面１００（座面）のＺ座標の設定及びシリンダヘッド２とタップ５０との位置合わせを行う。具体的には、先ず、主軸１１にタッチセンサ１２２を取り付けて、タッチセンサ１２２の先端とワークＷの加工面１００とが接触したときの該加工面１００のＺ座標を測定する。これにより、主軸１１の先端面１１ａとワークＷの加工面１００との相対位置を正確に設定できるようになる。図３に示すように、タップ５０をタッピングホルダ６０を介して主軸１１に取り付けたときには、タッピングホルダ６０の当接面６１ａのＺ座標と主軸１１の先端面１１ａのＺ座標とは一致する。このため、主軸１１の先端面１１ａとワークＷの加工面１００との相対位置を正確に設定できるようになれば、タッピングホルダ６０の当接面６１ａとワークＷの加工面１００との相対位置を正確に設定できるようになって、タップ５０とワークＷとの相対位置を正確に設定できるようになる。これにより、ワークＷの各加工面１００の初期位置がそれぞれ異なっていたとしても、加工時には、タップ５０とワークＷとの相対位置が、上記加工開始距離Ｌが、基準距離ＢＬにオフセット長ＯＬを加えた距離になる相対位置となるように、ワークＷとタップ５０との位置合わせをすることができる。

次に、実際の加工時における、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離と、タップねじ山開始位置ＳＰの角度位置との関係について説明する。以下の説明では、タップ５０が主軸１１に装着された状態で、タップねじ山開始位置の角度位置が、主軸１１の基準角度位置（つまり位相０°の位置）に対して３００°程度遅角していると仮定している。尚、以下の説明では、ねじ穴２ｂのねじ山開始位置の角度位置が、主軸１１の上記基準角度位置（０°の角度位置）なるようにねじ加工を行う場合を説明する。また、以下の説明で参照する図１２及び図１３では、オフセット長ＯＬを見やすくするために比較的大きな長さとして示しているが、実際には、オフセット長ＯＬはタップ５０のねじ部５１の１ピッチ分よりも短い長さである。

図１２に示すように、加工開始時には、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離は、基準距離ＢＬにオフセット長ＯＬを加えた距離になっている。タップねじ山開始位置ＳＰの角度位置は、主軸１１の基準角度位置に対して３００°程度遅角しているため、図１２に示すように、タップ５０のねじ部５１のねじ山開始位置は、主軸１１の基準角度位置に対して右回りに３００°程度ずれた角度位置に位置している。

次いで、図１２の状態から、タップ５０のねじ部５１が１回転する間に、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離が、タップ５０のねじ部５１の１ピッチ分だけ縮むように、ワークＷを移動させて、図１３に示すように、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離がオフセット長ＯＬになったとする。この時には、主軸１１は軸心周りにおいて初期位置に戻っているため、図１３に示すように、タップねじ山開始位置ＳＰも、初期位置に位置している。

オフセット長ＯＬは、タッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３とタップ５０のねじ部５１との位相ズレ（ホルダ側目印部６３の角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰの角度位置との位置ズレ）に対応する長さであることから、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離がオフセット長ＯＬになった状態から、更に上記と同じペースで、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離を縮めると、図１４に示すように、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００とが当接するまでの間に、タップ５０は、タッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３の角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰの角度位置との位置ズレの分だけ回転する。

上述したように、タッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３は、主軸１１に取り付けられたときに、該主軸１１の上記基準角度位置に対応するような位置に位置するため、タッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３の角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰの角度位置との位置ズレは、主軸１１の上記基準角度位置とタップねじ山開始位置ＳＰの角度位置との位置ズレに相当する。よって、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離がオフセット長ＯＬだけ縮んだとき、つまり、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００とが当接したときには、タップ５０のねじ部５１におけるねじ山開始位置ＳＰの角度位置は、主軸１１の上記基準角度位置に位置することになる。

したがって、例えば、ワークＷに形成されるねじ穴のねじ山開始位置の所望の角度位置が、主軸１１の上記基準角度位置と同じである場合には、加工開始距離Ｌが、基準距離ＢＬにオフセット長ＯＬを加えた距離になるように、加工開始時のタップ５０とワークＷとの相対位置を設定しておけば、ねじ加工時において、タップ５０の先端５０ａがワークＷの加工面１００に当接した時の、該タップねじ山開始位置ＳＰの角度位置を、上記所望の角度位置に位置することができる。

一方で、例えば、ワークＷに形成されるねじ穴のねじ山開始位置の所望の角度位置が、主軸１１の上記基準角度位置に対して９０°進角した角度位置である場合には、加工開始距離Ｌを、基準距離ＢＬに、オフセット長ＯＬとタップ５０のねじ部５１の１／４ピッチ分の長さとを加えた距離に設定する。具体的には、上記のようにして、タップ５０の上記仮想先端位置のＺ座標を設定した後、該仮想先端位置から、基準距離ＢＬに該ねじ部５１の１／４ピッチ分の長さを加えた距離だけ離れた位置にワークＷが位置するように、該ワークＷの加工面１００のＺ座標を設定する。これにより、タップ５０は、該タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離が、基準距離ＢＬとオフセット長ＯＬとだけ縮んだ後、さらに１／４ピッチ進む分、つまり９０°分だけ回転する。この結果、タップ５０の先端５０ａがワークＷの加工面１００に当接した時には、タップねじ山開始位置ＳＰの角度位置は、主軸１１の上記基準角度位置に対して９０°進角した角度位置になる。

よって、タップ５０によるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を所望の角度位置にすることができる。そして、形成されたねじ穴に部品（例えば、点火プラグ９）を装着すれば、部品の向きを所望の向きにすることができる。

また、本実施形態では、ワークＷの加工面１００の位置を、主軸１１に装着したタッチセンサ１２２により測定するようにしているため、加工開始時において、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対位置を、正確に設定することができ、タップ５０によるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を、より正確に所望の角度位置にすることができる。

さらに本実施形態では、加工開始時におけるワークＷの加工面１００とタップ５０の先端５０ａとの相対位置の設定において、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とを一致させる際に、投影機によって、セッティングゲージ７０の影を、タップ５０の軸心方向のホルダ側に向かって投影して、セッティングゲージ７０のゲージ側目印部７４の影とタッピングホルダ６０のホルダ側目印部６３との角度位置を一致させるようにして行うため、ゲージ側目印部７４とホルダ側目印部６３との角度位置を精度良く合わせることができる。これにより、オフセット長ＯＬを含む仮想工具長Ｈ’をより正確に求めることができるため、タップ５０によるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置の角度位置を、一層正確に所望の角度位置にすることができる。

したがって、本実施形態では、加工開始時におけるタップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００と間の距離である加工開始距離を、タップ５０のねじ部５１とワークＷの加工面１００とが当接したときの、タップ５０のねじ部５１のねじ山開始位置ＳＰが所望の角度位置となるような距離にすべく、加工開始時におけるタップ５０とワークＷとの相対位置を設定するため、タップ５０によるねじ加工時において、ねじ穴のねじ山開始位置を所望の角度位置にすることができ、形成されたねじ穴に部品を装着したときに、部品の向きを所望の向きにすることができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上述の実施形態では、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とを一致させる際に、投影機を用いていたが、ゲージ側目印部７４の角度位置とホルダ側目印部６３の角度位置とを一致させることさえ出来れば、必ずしも投影機を用いなくてもよい。

また、上述の実施形態では、例えば、ワークＷに形成されるねじ穴のねじ山開始位置の所望の角度位置が、主軸１１の上記基準角度位置の角度位置に対して９０°進角した角度位置である場合には、加工開始距離Ｌが、基準距離ＢＬに、オフセット長ＯＬとタップ５０のねじ部５１の１／４ピッチ分の長さとを加えた距離なるように、タップ５０とワークＷとの相対位置を設定するようにしていたが、これに限らず、加工開始距離Ｌを、基準距離ＢＬにオフセット長ＯＬを加えた距離にするともに、ワークＷの位置を固定したまま主軸１１を９０°回転させ、その後、主軸１１を回転させながら、タップ５０の先端５０ａとワークＷの加工面１００との相対距離を縮めるようにしてもよい。

さらに、上述の実施形態では、工作機械１０は、工具１２（タップ５０を含む）の位置を固定してワークＷがＺ軸方向に移動するものであったが、これに限らず、工作機械１０は、ワークＷの位置を固定して工具１２がＺ軸方向に進むものでもよく、工具１２とワークＷとの両方をＺ軸方向に送ることができるものであってもよい。

また、上述の実施形態では、ワークＷの例としてシリンダヘッド２、部品の例として点火プラグ９を示したが、ねじ穴が形成されるものであれば、ワークＷはシリンダヘッド２以外のものでもよく、また、部品は、取り付け時の向きが重要なものであれば点火プラグ９以外のものでもよい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、主軸の先端に取り付けられるタッピングホルダに固定されかつワークに雌ねじを切るためのねじ部を有するタップとを備える工作機械によってワークにねじ穴を形成する、ねじ加工方法として有用である。

１ エンジン
２ シリンダヘッド（ワーク）
２ｂ ねじ穴（気筒に点火プラグをセットするための雌ねじ）
２ｃ 座面（加工面）
３ａ 気筒
９ 点火プラグ
１０ 工作機械
１１ 主軸
１１ａ 主軸の先端面
５０ タップ
５０ａ タップの先端
５１ ねじ部
６０ タッピングホルダ
６１ａ 当接面
６３ ホルダ側目印部
７０ セッティングゲージ
７３ ねじ穴
７４ ゲージ側目印部
１００ 加工面
Ｈ’ 仮想工具長
Ｗ ワーク
ＳＰ タップのねじ部のねじ山開始位置

Claims (5)

1. 軸心周りに回転する主軸と、該主軸の先端に取り付けられるタッピングホルダに固定されかつワークに雌ねじを切るためのねじ部を有するタップとを備える工作機械によって上記ワークに雌ねじを形成する、ねじ加工方法であって、
   加工開始時における上記タップと上記ワークとの相対位置を設定する加工開始位置設定工程と、
   上記タッピングホルダが上記主軸に取り付けられた状態で、上記タップと上記ワークとの相対位置が、上記加工開始位置設定工程で設定された上記相対位置になるように、上記ワークと上記タップとの位置合わせを行う位置合わせ工程とを含み、
   上記加工開始位置設定工程は、加工開始時における上記タップの先端と上記ワークの加工面と間の距離である加工開始距離を、上記タップの上記ねじ部と上記ワークの加工面とが当接したときの、上記タップの上記ねじ部のねじ山開始位置が所望の角度位置となるような距離にすべく、上記相対位置を設定する工程であることを特徴とするねじ加工方法。
2. 請求項１に記載のねじ加工方法において、
   上記タッピングホルダには、上記主軸に取り付けられたときに該主軸の先端面と当接する当接面と、上記主軸に取り付けられたときに、上記主軸の周方向の基準角度位置に対応するような角度位置に設けられたホルダ側目印部とが設けられており、
   上記加工開始位置設定工程は、有底のねじ穴と該ねじ穴の完全ねじ山の開始位置の角度位置に予め形成されたゲージ側目印部とを有するセッティングゲージを用いて実行する工程であって、
   さらに上記加工開始位置設定工程は、
   上記セッティングゲージの上記ねじ穴に、上記タップのねじ部を、該タップの先端が上記セッティングゲージの上記ねじ穴の底面に当接するまでねじ込むタップねじ込み工程と、
   上記タップねじ込み工程の後、上記セッティングゲージの上記ゲージ側目印部の、上記タップの軸心方向から見た角度位置と、上記タッピングホルダの上記ホルダ側目印部の、上記タップの軸心方向から見た角度位置とが一致するまで、上記セッティングゲージを緩める角度調整工程と、
   上記角度調整工程の後、上記セッティングゲージの上記ねじ穴の底面と上記タッピングホルダの上記当接面との間の距離を仮想工具長として設定する仮想工具長設定工程と、
   を含み、
   上記仮想工具長設定工程で設定された上記仮想工具長に基づいて、上記相対位置を設定することを特徴とするねじ加工方法。
3. 請求項２に記載のねじ加工方法において、
   上記ワークの加工面の位置を、上記主軸に装着したタッチセンサにより測定する加工面位置測定工程を更に含み、
   上記位置合わせ工程は、上記加工開始位置設定工程で設定された上記相対位置と、上記加工面位置測定工程で測定された上記ワークの加工面の位置とに基づいて、上記ワークと上記タップとを位置合わせすることを特徴とするねじ加工方法。
4. 請求項２又は３に記載のねじ加工方法において、
   上記ゲージ側目印部は、上記セッティングゲージの外周部を周方向に切り欠いた切欠で構成される一方、上記ホルダ側目印部は、上記タッピングホルダの外周部を周方向に切り欠いた切欠で構成されており、
   上記角度調整工程は、投影機によって、上記セッティングゲージの影を、上記タップの軸心方向のホルダ側に向かって投影して、上記ゲージ側目印部の影と上記ホルダ側目印部との角度位置を一致させる工程であることを特徴とするねじ加工方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のねじ加工方法において、
   上記ワークは、複数の気筒を有する多気筒エンジンのシリンダヘッドであり、
   上記ワークに形成される雌ねじは、上記シリンダヘッドにおいて、各気筒に点火プラグをセットするための雌ねじであり、
   上記位置合わせ工程は、上記気筒毎に行うことを特徴とするねじ加工方法。

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