JP2020142320A - 振れ止め装置、振れ止め装置を備えた研削盤及び振れ止め装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工作物の加工状態に応じて変化する、砥石等から工作物へ付与される付勢力に対応させて工作物を付勢する支持部の付勢力を高精度に制御でき、且つ低コストである振れ止め装置、振れ止め装置を備えた研削盤及び振れ止め装置の制御方法を提供する。【解決手段】振れ止め装置１０は、支持部２０と、ピストン部３２と、所定の流量の流体が供給されると所定の流量Ｑに応じた付勢力Ｆでピストン部３２及び支持部２０を工作物Ｗの外周面Ｗａに向かう方向に付勢する後方付勢室３３と、を備えるシリンダ装置３０と、流体供給装置８０から供給される流体を所定の流量Ｑに調整してシリンダ装置３０の後方付勢室３３に供給するアクティブ流量制御弁ユニット４０と、所定の流量Ｑに対応する制御指令値ｔに基づいて、アクティブ流量制御弁ユニット４０を制御する制御装置７０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、振れ止め装置、振れ止め装置を備えた研削盤及び振れ止め装置の制御方法に関する。

従来、研削盤や旋盤といった軸線回りに回転する軸状の工作物の外周面を加工する工作機械においては、工作物に押し当てられた刃物や砥石の付勢力又は工作物の自重等によって、工作物が撓み、軸線が振れる（偏心する）虞がある。このため、軸線が振れないよう工作物の回転を許容した接触状態において、工作物の外周面を、刃物や砥石の付勢力等に対向する方向から押し当てて支持し、工作物の回転軸線の振れを抑制する振れ止め装置がある。

例えば、公知の振れ止め装置の一例としては油圧シリンダを用いたものがある。この場合、一定圧の油圧を油圧シリンダに給排することにより、ピストンが往復動する。ピストンには支持軸が一体的に連結され、支持軸には、例えば、ラックが形成されている。また、ラックと噛合するようピニオンが形成された軸状の支持部材が支持軸と直交して配置される。このような構成により、ピストンが往復動すると、ピニオンがラックと噛合する支持部材が軸線周りに回転する。そして、支持部材の回転は、ボールねじ機構によって軸線方向への往復動に変換され、先端の支持部（シュー）を工作物の外周面に押し当てて工作物を支持する。

また、別の例として下記特許文献１に記載される振れ止め装置もある。特許文献１に記載の振れ止め装置では、パルスモータを利用し、パルスモータの駆動力をねじ機構に伝達させ、ねじ機構に連動する支持部（シュー）を工作物の外周面に所定の付勢力で押し当てて工作物を支持する。

特許第２５４６０６２号公報

しかしながら、上述の油圧シリンダを用いた振れ止め装置では、ラック、ピニオン、及びボールねじ機構等、複数のねじ機構を備えておりコストが高くなるという課題がある。また、上述したように一定の油圧の供給によってピストンを付勢するものが多い。このため、工作物の加工箇所及び加工状態等により刻々変化する刃物や砥石から工作物へ付与される付勢力に対応して対向する付勢力を精度よく制御できない。これにより、砥石から工作物へ付与される付勢力と、対向する支持部の付勢力との間のバランスが崩れ、回転する工作物の軸線が振れる（偏心する）虞がある。

これに対し、特許文献１の振れ止め装置では、パルスモータの回転駆動力を、複雑な送りねじ機構を介して軸方向の力に変換する。その際、軸方向の力が、刃物や砥石から工作物へ付与される付勢力と対向するとともに付勢力の大きさと釣り合うようパルスモータの回転駆動力を調整することで精度のよい制御ができる。しかしながら、特許文献１の振れ止め装置では、パルスモータ自体や、パルスモータの回転制御及び複雑な送りねじ機構等により、さらにコストが高くなるという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、工作物の加工状態に応じて変化する、砥石等から工作物へ付与される付勢力に対応させて工作物を付勢する支持部の付勢力を高精度に制御でき、且つ低コストである振れ止め装置、振れ止め装置を備えた研削盤及び振れ止め装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る振れ止め装置は、軸線回りに回転する工作物の外周面を支持することにより前記工作物の前記軸線の振れを抑制する。振れ止め装置は、前記工作物の外周面を支持する支持部と、前記支持部と連結され往復動可能なピストン部と、前記ピストン部と隣接して設けられ所定の流量の流体が供給されると前記所定の流量に応じた付勢力で前記ピストン部及び前記支持部を前記工作物の外周面に向かう方向に付勢する後方付勢室と、を備えるシリンダ装置と、流体供給装置から供給される前記流体を前記所定の流量に調整して前記シリンダ装置の前記後方付勢室に供給するアクティブ流量制御弁ユニットと、前記所定の流量に対応する制御指令値に基づいて、前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御する制御装置と、を備える。

上記より、振れ止め装置では、流体がシリンダ装置の後方付勢室に供給される際、アクティブ流量制御弁ユニットによって所定の流量に調整されたのち後方付勢室に供給される。これにより、シリンダ装置のピストン部と連結される支持部は、流体圧により工作物の外周面方向に向かって付勢され移動する。そして、支持部は、流体供給装置から供給された流体の所定の流量に応じた所望の付勢力で工作物の外周面を付勢することができる。

このように、振れ止め装置では、アクティブ流量制御弁ユニットによって後方付勢室に供給される流体の流量を調整することにより、支持部が工作物の外周面を付勢するときの付勢力が精度よく制御できる。即ち、従来技術のように、高価な送りねじ機構、ボールねじ機構及びパルスモータ等を用いずとも、流体の流れを簡易で安価なアクティブ流量制御弁ユニット及びシリンダ装置を用いて制御することで、支持部が工作物を付勢する付勢力を高精度に制御できるので、低コストな振れ止め装置が得られる。

また、本発明に係る研削盤は、上述した振れ止め装置と、砥石車と、を備える。振れ止め装置は、前記支持部が、前記工作物を挟んで前記砥石車と対向して配置された状態で、前記砥石車により研削される工作物の軸線の振れを抑制する。前記制御装置は、研削加工時において前記砥石車が前記工作物を付勢する第一付勢力に基づいて前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御し、前記支持部によって前記工作物を第二付勢力で付勢し支持する。これにより、上述した低コストな振れ止め装置を備える低コストな研削盤が得られる。

また、本発明に係る上記振れ止め装置の制御方法は、前記振れ止め装置が、前記支持部の変位量を検出する変位センサ、及び前記支持部が前記工作物の外周面を支持する際に、前記工作物の外周面から前記支持部が受ける反力の大きさを検出する荷重センサの少なくとも一方を備える。そして、前記制御方法は、前記変位センサ及び前記荷重センサの少なくとも一方のデータに基づいて、前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御する。このような、低コストな振れ止め装置の制御方法により、支持部が工作物の外周面を付勢するときの付勢力を低コストで且つ精度よく制御できる。

第一実施形態の振れ止め装置の模式図である。 図１におけるアクティブ流量制御弁ユニットの断面図である。 図１の振れ止め装置の支持部が工作物から離間した状態の図デアル。 図１における電磁制御弁が第二位置に切り替えられ状態を説明する図である。 第一実施形態に係る振れ止め装置を備えた研削盤の平面図である。 各研削プロセスにおける時間に対する砥石台位置を説明するグラフである。 各研削プロセスにおける砥石車の切込み速度を示すグラフである。 各研削プロセスにおける砥石車の目標研削力を示すグラフである。 振れ止め装置の制御装置により制御される作動のフローチャートである。 変形例３のアクティブ流量制御弁ユニットを説明する図である。 第二実施形態の振れ止め装置を説明する図である。

＜１．第一実施形態＞
（１−１．概要）
以下、第一実施形態の振れ止め装置１０について、図面を参照しつつ説明する。振れ止め装置１０は、例えば、軸状の工作物Ｗが工作機械に支持され、軸線回りに回転しながら外周面Ｗａが例えば砥石車、切削刃具等の加工工具によって加工される際、工作物Ｗの外周面Ｗａを所定の付勢力で付勢し支持することにより、工作物Ｗの軸線の振れ（偏心）を抑制する装置である。

このとき、振れ止め装置１０の適用が可能な工作機械としては、例えば、後に説明する研削盤がある。また、研削盤に限らず、旋盤にも適用可能である。さらには、軸状の工作物Ｗを軸線回りに回転させながら、外周面又は内周面を所定の加工工具によって加工する工作機械であればどのようなものにも適用可能である。

（１−２．振れ止め装置１０）
まず、第一実施形態の振れ止め装置１０について、図面を参照して説明する。図１の模式図に示すように、振れ止め装置１０は、支持部２０、シリンダ装置３０、アクティブ流量制御弁ユニット４０、変位センサ５０、荷重センサ６０、制御装置７０及び油圧ポンプである流体供給装置８０を備える。

図１に示すように、支持部２０は、一例として軸状に形成され、先端部２１が、軸線回りに回転する工作物Ｗの外周面Ｗａを所定の付勢力で付勢して支持する。このとき、先端部２１は通常、「シュー」と呼称される工作物Ｗの外周面Ｗａとの接触部位である。以降においては、先端部２１をシュー２１と呼称する。シュー２１は、工作物Ｗの外周面Ｗａと接触した状態で工作物Ｗの回転を、摺動させながら許容しつつ、工作物Ｗに所定の付勢力Ｆの付与が可能となっている。付勢力Ｆは、支持部２０の軸線方向に沿った方向、即ち、工作物Ｗの軸線と直交する方向への付勢力であり、後述するシリンダ装置３０に供給される流体の作用によって生成される。

図１に示すように、シリンダ装置３０は、有底筒状のボデー３１、ボデー３１の内部に往復動可能に収容されるピストン部３２、流体が流入出する後方付勢室３３及び前方付勢室３４を備える。ピストン部３２は、ボデー３１内において軸線方向に往復動可能に配置される。ピストン部３２は、円柱状に形成された本体部３２ａ、本体部３２ａの両端面（図１において左右端面）の各中央から突設される第一突部３２ｂ（図１左側）、及び第二突部３２ｃ（図１右側）を備える。

本体部３２ａは、本体部３２ａの外周面とボデー３１の内周面３１ａとの間が液密で、且つ内周面３１ａに対して軸線方向に相対移動可能となるよう外周面が、シール部材等を介してボデー３１の内周面３１ａに嵌合される。図３に示すように、第一突部３２ｂの端面３２ｂ１（図１の左側）は、ピストン部３２が左方向に移動されたとき、ボデー３１の底面３１ｂと当接して、ピストン部３２の移動を規制する。

第二突部３２ｃは、第一突部３２ｂの端面３２ｂ１がボデー３１の底面３１ｂと当接した停止位置においても、ボデー３１の右側端面からさらに右方に突出して形成される。そして、第二突部３２ｃの端部は、支持部２０の左側端部と一体移動可能となるよう連結される。第二突部３２ｃと支持部２０との接合部近傍の外周面には鍔部３２ｅが立設される。鍔部３２ｅは、図１に示すように、第二突部３２ｃの外周面全周に形成されてもよいし、外周面の一部のみに設けられてもよい。

なお、鍔部３２ｅは、第二突部３２ｃと支持部２０との連結部近傍でなくとも、第二突部３２ｃ側及び支持部２０側の任意の位置に形成しても良い。そして、鍔部３２ｅのピストン部３２側の端面には、後に詳述する変位センサ５０の測定面３２ｅ１が設けられる。ただし、この態様に限らず、測定面３２ｅ１は、鍔部３２ｅの支持部２０側の端面に設けてもよい。

図１に示すように、後方付勢室３３は、ピストン部３２（本体部３２ａ）の左側でピストン部３２（本体部３２ａ）と隣接して設けられる。後方付勢室３３は、ピストン部３２の本体部３２ａの左側端面と、ボデー３１の内周面３１ａと、ボデー３１の底面３１ｂとに囲まれ形成される閉塞空間である。後方付勢室３３は、ボデー３１内に配置されるピストン部３２の軸線方向への往復動によって容積が変動する。

また、後方付勢室３３は、内部に流体が供給される場合において、流体が流入する入口孔３３ａ、及び流体が流出する出口孔３３ｂを備える。本実施形態では、入口孔３３ａは、ボデー３１の底面３１ｂに貫通し形成される。このとき、入口孔３３ａは、ピストン部３２が図１における左側に移動し、第一突部３２ｂの端面３２ｂ１が底面３１ｂに当接してピストン部３２の軸線方向の移動が規制される移動規制状態においても、端面３２ｂ１が入口孔３３ａを塞ぐことがないように底面３１ｂに形成される。

また、本実施形態において出口孔３３ｂは、ボデー３１の側面の内周面と外周面とを貫通して形成される。このとき、ピストン部３２の第一突部３２ｂの端面３２ｂ１がボデー３１の底面３１ｂと当接する移動規制状態においても、出口孔３３ｂは、後方付勢室３３内に配置されるよう形成される。

後方付勢室３３は、所定の流量Ｑ（図略）の流体が後述する第一流路４０ａの一部（上流側流路に相当）を通って入口孔３３ａから供給されると、所定の流量Ｑに応じた付勢力Ｆでピストン部３２及び支持部２０を工作物Ｗの外周面Ｗａに向かう方向（図１において右方向）に付勢する。

換言すると、後方付勢室３３に所定の流量Ｑの流体が供給されると、後方付勢室３３内の流体の圧力は、所定の流量Ｑに応じた圧力Ｐｒ（図略）となる。このため、ピストン部３２には、後方付勢室３３の圧力Ｐｒに応じた付勢力Ｆが生じ、ピストン部３２及び支持部２０を工作物Ｗの外周面Ｗａに向かう方向に付勢力Ｆで付勢する。

また、前方付勢室３４は、ピストン部３２を挟んで後方付勢室３３の反対側、つまり、ピストン部３２（本体部３２ａ）の図１における右側で本体部３２ａと隣接し設けられる。前方付勢室３４は、ピストン部３２の本体部３２ａの右側端面、ボデー３１の内周面３１ａ、挿通孔３１ｄが形成された底面３１ｃ及び第二突部３２ｃによって囲まれ形成される閉塞空間である。前方付勢室３４は、ボデー３１内におけるピストン部３２の軸線方向への往復動によって容積が変動する。

なお、図示はしないが、このとき、挿通孔３１ｄの内周面と、挿通孔３１ｄに挿通される第二突部３２ｃの外周面との間は、液密で且つ第二突部３２ｃとボデー３１とが軸線方向に相対移動可能となるよう例えばゴム製のシール部材が介在している。シール部材は、例えばオイルシールである。ただし、シール部材は、オイルシールに限らず、Ｏリングであってもよい。

また、シール部材は、挿通孔３１ｄの内周面と第二突部３２ｃの外周面との間にグリスを介在させるだけでもよい。さらには、挿通孔３１ｄの内周面と第二突部３２ｃの外周面との間はシール部材を備えていなくてもよい。つまり、挿通孔３１ｄの内周面と第二突部３２ｃの外周面との間には、若干の隙間があってもよい。この態様によっても、前方付勢室３４に流入した流体の作用によって、前方付勢室３４の圧力が短時間であっても所定の圧力以上となれば、ピストン部３２は、工作物Ｗから離間する方向に移動することができる。

前方付勢室３４は、前方付勢室３４内への流体の流入及び排出が兼用で行われる入出口３４ａを一つだけ備える。入出口３４ａは、ピストン部３２の移動によって容積が変動する前方付勢室３４内に常に配置されるようボデー３１の側面を貫通して形成される。

次に、主に流体の流量を制御するアクティブ流量制御弁ユニット４０について説明する。アクティブ流量制御弁ユニット４０は、図１に示すように、第一流路４０ａ（一部が本発明の上流側流路（一方）に相当する）、第二流路４０ｂ（本発明の下流側流路（他方）に相当する）、第三流路４０ｃ（本発明の上流側流路（一方の流路）に相当する）、第四流路４０ｄ（本発明の上流側流路（一方の流路）に相当する）及び前方流路４０ｅを備える。

さらに、アクティブ流量制御弁ユニット４０は、アクティブ流量制御弁４１、第一固定絞り４２、第二固定絞り４３（本発明の固定絞りに相当する）、第一逆止弁４４、第二逆止弁４５及び第三逆止弁４６（本発明の逆止弁に相当する）を備える。このように形成されるアクティブ流量制御弁ユニット４０は、シリンダ装置３０の後方付勢室３３に所定の流量Ｑの流体を供給することで、ピストン部３２に連結される支持部２０を作動させ、シュー２１によって工作物Ｗを所定の付勢力Ｆで付勢し支持する。

第一流路４０ａは、図１に示すように、電磁制御弁４７と後方付勢室３３に形成された入口孔３３ａとを接続する流路である。また、第二流路４０ｂ（下流側流路に相当）は、電磁制御弁４７と後方付勢室３３に形成された出口孔３３ｂとを接続する流路である。第一流路４０ａ及び第二流路４０ｂは、図１に示す電磁制御弁４７を作動させることにより接続先が流体供給装置８０（油圧ポンプ）とタンク９１（ドレン）との間で切替えられる。

図１に示すように、電磁制御弁４７において、第一流路４０ａと流体供給装置８０とが接続される制御位置を第一位置Ｐｏ１とする。また、図４に示すように、電磁制御弁４７において、第二流路４０ｂと流体供給装置８０とが接続される制御位置を第二位置Ｐｏ２とする。なお、電磁制御弁４７は、ソレノイド及びコイルばねによって、ポートの位置の切替えが行なわれる公知の４ポート２位置制御弁である。よって、詳細な説明については省略する。

第一流路４０ａは、電磁制御弁４７側から後方付勢室３３に向って順番に、流路の分岐点である第一分岐点４０ａ１及び第二分岐点４０ａ２を備える。第三流路４０ｃ（上流側流路に相当）は、一端が第一分岐点４０ａ１に接続される。また、第二分岐点４０ａ２には、第四流路４０ｄ（上流側流路に相当）の一端が接続される。

そして、後に詳述するアクティブ流量制御弁４１が第三流路４０ｃの他端と第四流路４０ｄの他端との間に配置され両他端の間を連通させる。また、第一固定絞り４２が、第三流路４０ｃ上に配置される。また、第二逆止弁４５が、第四流路４０ｄ上に配置される。このとき、第二逆止弁４５は、アクティブ流量制御弁４１から第二分岐点４０ａ２に向かって流れる流体の流れのみを許容するよう配置される。

第二固定絞り４３（固定絞りに相当）は、第二流路４０ｂ（下流側流路に相当）において後方付勢室３３の出口孔３３ｂの近傍に配置される。また、第三逆止弁４６（逆止弁に相当）は、第二流路４０ｂにおいて、第二固定絞り４３よりさらに下流側（後方付勢室３３から離間する側）に配置される。第三逆止弁４６は、流体の後方付勢室３３からの排出のみを許容するよう配置される。さらに、第二流路４０ｂは、第三逆止弁４６よりさらに下流側（後方付勢室３３から離間する側）に、流路の分岐点である第三分岐点４０ｂ１（分岐部に相当する）を備える。

第三分岐点４０ｂ１は、前方流路４０ｅを介して前方付勢室３４の入出口３４ａと接続される。これにより、第三逆止弁４６（逆止弁）は、第二流路４０ｂ（下流側流路）における第二固定絞り４３（固定絞り）と第三分岐点４０ｂ１（分岐部）との間に配置されることとなる。

上述したように、アクティブ流量制御弁４１は、第三流路４０ｃの他端と第四流路４０ｄの他端との間に配置される。アクティブ流量制御弁４１は、流体供給装置８０から後方付勢室３３に供給される流体の流量を、アクティブ流量制御弁４１が備えるダイアフラム４１ａを変位させることによって所望の流量に調整する。

詳細には、制御装置７０が、所定の流量に対応する制御指令値ｔに基づいてアクティブ流量制御弁４１を制御し、後方付勢室３３に供給する流体の流量を所定の流量に調整する。このとき、制御指令値ｔと流量との関係は、予め制御装置７０の記憶部（図略）が備えている。

図２に示すように、アクティブ流量制御弁４１は、ダイアフラム４１ａ、筒状のハウジング４１ｂ、アクチュエータ４１ｃ、流体貯留室４１ｄ、流体供給室４１ｅ、弁座４１ｆ、及び流体貯留室４１ｄと流体供給室４１ｅとの間を連通させる第一連通通路４１ｇ及び第二連通通路４１ｈを備える。上述したように、アクティブ流量制御弁４１は、第三流路４０ｃと第四流路４０ｄとの間に配置され、上流側流路の一部を形成する。

筒状のハウジング４１ｂは、何れも有底筒状に形成される図２において下方の第一ハウジング４１ｂ１及び上方の第二ハウジング４１ｂ２を備える。第一ハウジング４１ｂ１は、内部に上述した流体貯留室４１ｄを備える。また、第一ハウジング４１ｂ１の図２における左方の壁には、流入孔４８を備える。流入孔４８は、流体貯留室４１ｄから外方に貫通され形成される。流入孔４８は、電磁制御弁４７の位置が第一位置Ｐｏ１（図１の状態）にあるとき、第三流路４０ｃ及び第一流路４０ａの一部を介して油圧ポンプである流体供給装置８０と接続される。

第一ハウジング４１ｂ１の流体貯留室４１ｄ内には、アクチュエータ４１ｃが収容される。本実施形態においては、アクチュエータ４１ｃは、第一ハウジング４１ｂ１とボイスコイルモータ４９（以降、ＶＣＭ４９とのみ記載する）によって構成される。ＶＣＭ４９は、第一ハウジング４１ｂ１の内周面に固定される固定子７４及び固定子７４に対し、図１の上下方向に移動可能な可動子７５を備える。

ボイスコイル（図略）に電流を流すと、ボイスコイルには、図２における上下方向のいずれか一方の方向に推力が生じる。また、上記と逆向きの電流を流すことにより、図２の上下方向のいずれか他方の方向に推力が生じる。なお、ＶＣＭ４９は公知の電磁式リニアモータであるので、これ以上の詳細な説明については省略する。アクチュエータ４１ｃのＶＣＭ４９は、図略のドライバを介して制御装置７０と接続される。制御装置７０の制御指令値ｔに基づいて、ＶＣＭ４９が作動し、可動子７５が上下方向に駆動される。

第二ハウジング４１ｂ２は、内部に前述した流体供給室４１ｅを備える。第二ハウジング４１ｂ２の図２における上方の底壁には、弁座４１ｆを備える。弁座４１ｆには、上端面の中央から図２における上方に向って流出孔８５が外方と貫通して形成される。流出孔８５は、後方付勢室３３と、第四流路４０ｄ及び第一流路４０ａの一部を介して接続される。これにより、流体供給室４１ｅが後方付勢室３３と連通される。

流体貯留室４１ｄと流体供給室４１ｅとの間には、弁体であるダイアフラム４１ａが介在する。ダイアフラム４１ａは、ハウジング４１ｂ内の空間を流体貯留室４１ｄと流体供給室４１ｅとに区画する。第一連通通路４１ｇ及び第二連通通路４１ｈは、それぞれ流体貯留室４１ｄ及び流体供給室４１ｅの側壁に貫通して設けられるとともに、図２に示すように、外方の端部同士が接続されて、流体貯留室４１ｄと流体供給室４１ｅとの間を連通させる。これにより、流入孔４８を通過して流体貯留室４１ｄに流入した流体は、第一連通通路４１ｇ及び第二連通通路４１ｈを通過し流体供給室４１ｅにも供給される。

ダイアフラム４１ａは、外周部が第一ハウジング４１ｂ１の外周部と第二ハウジング４１ｂ２の外周部との間に挟み込まれることによりハウジング４１ｂに固定される。これにより、ダイアフラム４１ａは、図２において上側の面が弁座４１ｆと所定の隙間Ｄを隔てて対向し、隙間Ｄによって絞りを形成する。

ダイアフラム４１ａは、図２において下側の面の略中央部が、ＶＣＭ４９の可動子７５の上端面に接合され固定される。これにより、ＶＣＭ４９に通電がされ、可動子７５が上下に作動するとダイアフラム４１ａの中央部が可動子７５の移動に伴って、上下方向に制御指令値ｔの分だけ変位する。これにより、所望の流量の流体が、流体供給室４１ｅから隙間Ｄ、流出孔８５、第四流路４０ｄ及び第一流路４０ａの一部を介して後方付勢室３３に供給される。

図１に示す変位センサ５０は、支持部２０及びピストン部３２の変位量を検出する。従って、変位センサ５０は、支持部２０と相対移動するよう、例えば、シリンダ装置３０のボデー３１の外周面に固定される。これにより、変位センサ５０は、ピストン部３２の第二突部３２ｃの外周面に形成される鍔部３２ｅ（測定面３２ｅ１）のボデー３１に対する相対位置（変位）を検出する。変位センサ５０は、図略のアンプを介して制御装置７０と接続される。制御装置７０は、変位センサ５０が検出した検出データを、アンプ（図略）を介して取得する。

なお、このとき、変位センサ５０は、どのようなタイプのセンサでもよい。変位センサ５０は、例えば作動変圧器式、ポテンショメータ、渦電流式、電磁誘導式、磁気式、光学式等のどのようなセンサであってもよい。従って、測定面３２ｅ１は、選択したセンサの計測方法に応じて好ましい形状で形成される。

荷重センサ６０は、例えば公知の歪ゲージである。荷重センサ６０は、支持部２０又は第二突部３２ｃの外周面に貼付される。本実施形態では、第二突部３２ｃの外周面に貼付される。これにより、荷重センサ６０は、支持部２０が工作物Ｗの外周面Ｗａを付勢し支持する際に、工作物Ｗの外周面Ｗａから支持部２０が受ける反力の大きさ、即ち、支持部２０が工作物Ｗの外周面Ｗａを付勢する付勢力Ｆの大きさを検出することができる。

なお、本実施形態の振れ止め装置１０が適用される工作機械が、例えば、研削盤とする場合、砥石車が工作物Ｗを研削するとき、工作物Ｗが砥石車から受ける付勢力を第一付勢力Ｆ１とすると、第一付勢力Ｆ１の付勢方向は、一例として工作物Ｗの軸線に対して直交するとともに、水平方向であるものとする。荷重センサ６０は、図略のアンプを介して制御装置７０と接続される。制御装置７０は、荷重センサ６０が検出した検出データを、アンプを介して取得する。

制御装置７０は、上述したように、所定の流量に対応する制御指令値ｔに基づいて、アクティブ流量制御弁４１のＶＣＭ４９を制御し、アクティブ流量制御弁ユニット４０を流動する流体の流量を制御する。詳細については後に述べるが、このとき、制御装置７０は、制御指令値ｔの大きさを、変位センサ５０及び荷重センサ６０が検出する検出データに基づき決定する。

（１−３．研削盤）
次に、上記振れ止め装置１０を備えた工作機械を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。以降において、振れ止め装置１０を備えた工作機械として、例えば研削盤を例に挙げ説明する。なお、工作機械としては、上述したように、研削盤の他、例えば、旋盤等も適用できる。

本実施形態の研削盤１００の全体構成について、図５を参照して説明する。図５は、研削盤１００の平面図である。図５に示すように、研削盤１００は、ベッド１１０、主軸台１２０、心押台１３０、砥石支持装置１４０、上記で説明した振れ止め装置１０及び主に研削盤１００の作動の制御を行なう制御装置１７０を備える。なお、制御装置１７０は、振れ止め装置１０が備える制御装置７０と相互にデータ通信が行えるように構成されている。

ベッド１１０は、床上に配置され、上面には、一対の砥石台用ガイドレール１１１が、図５の左右方向（Ｚ軸方向）に延在する。一対の砥石台用ガイドレール１１１は、砥石支持装置１４０の砥石台トラバースベース１４１が摺動可能なレールである。また、一対の砥石台用ガイドレール１１１の図５における下側には、主軸台１２０が摺動可能な一対の第一ガイドレール１１２が、図５の左右方向（Ｚ軸方向）に延在する。また、図５において、一対の第一ガイドレール１１２の右側には、心押台１３０を摺動可能とする一対の第二ガイドレール１１３が、図５の左右方向（Ｚ軸方向）に延在する。

また、ベッド１１０には、一対の砥石台用ガイドレール１１１の間に、砥石台トラバースベース１４１を図５の左右方向に駆動する砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１４が配置される。砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１４の端部には、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１４を回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１１５が配置される。砥石台用Ｚ軸モータ１１５は、図略の駆動回路を介して制御装置１７０と接続される。制御装置１７０が、砥石台用Ｚ軸モータ１１５の回転を制御することで、砥石台トラバースベース１４１がベッド１１０に対して所望の量だけＺ軸方向に移動する。

さらに、ベッド１１０には、一対の第一ガイドレール１１２の間に、主軸台１２０を図５の左右方向に駆動するための第一Ｚ軸ボールねじ１１６が配置される。第一Ｚ軸ボールねじ１１６の端部には、第一Ｚ軸ボールねじ１１６を回転駆動する第一Ｚ軸モータ１１７が配置される。第一Ｚ軸モータ１１７は、図略の駆動回路を介して制御装置１７０と接続される。制御装置１７０が、第一Ｚ軸モータ１１７の回転を制御することで、主軸台１２０がベッド１１０に対して所望の量だけＺ軸方向に移動する。

ベッド１１０には、一対の第二ガイドレール１１３の間に、心押台１３０を図５の左右方向に駆動するための、第二Ｚ軸ボールねじ１１８が配置される。第二Ｚ軸ボールねじ１１８の端部には、第二Ｚ軸ボールねじ１１８を回転駆動する第二Ｚ軸モータ１１９が配置される。第二Ｚ軸モータ１１９は、駆動回路を介して制御装置１７０と接続される。制御装置１７０が、第二Ｚ軸モータ１１９の回転を制御することで、心押台１３０がベッド１１０に対して所望の量だけＺ軸方向に移動する。

主軸台１２０は、工作物Ｗの一端側を回転可能に支持する。主軸台１２０は、主軸台本体１２１と、主軸１２２と、主軸チャック１２３とを備える。主軸台本体１２１は、一対の第一ガイドレール１１２上を摺動可能に配置される。主軸台本体１２１は、第一Ｚ軸ボールねじ１１６のナット部材に連結される。そして、制御装置１７０が、第一Ｚ軸モータ１１７の回転を制御することで、主軸台本体１２１が、一対の第一ガイドレール１１２に沿って移動する。

この主軸台本体１２１の内部には、主軸１２２が軸回り（図５のＺ軸回り）に回転可能に挿通支持される。この主軸１２２は、図略の駆動回路を介して制御装置１７０と接続される図略のモータにより回転駆動される。また、主軸１２２の右端に、長尺の工作物Ｗの軸方向一端を把持する主軸チャック１２３が取り付けられる。つまり、制御装置１７０が、図示しないモータの回転を制御することで、主軸１２２が、所望の回転速度で回転駆動される。

心押台１３０は、主軸台１２０に対向する位置に設けられ、工作物Ｗの他端側を回転可能に支持する。このとき工作物Ｗは軸線が水平となるように支持される。心押台１３０は、心押台本体１３１と、心押センタ１３２とを備える。心押台本体１３１は、一対の第二ガイドレール１１３上を摺動可能に配置される。心押台本体１３１は、第二Ｚ軸ボールねじ１１８のナット部材に連結される。そして、制御装置１７０が、第二Ｚ軸モータ１１９の回転を制御することで、心押台本体１３１が、一対の第二ガイドレール１１３に沿って移動する。

また、心押台本体１３１には、図５の左右方向に貫通する孔が形成される。この心押台本体１３１の貫通孔に、心押センタ１３２が回転可能に挿通支持される。この心押センタ１３２の回転軸は、主軸１２２の回転軸と同軸上に位置する。そして、この心押センタ１３２は、工作物Ｗの軸方向他端を支持する。

そして、主軸チャック１２３と心押センタ１３２とにより、工作物Ｗの両端が支持される。このように、工作物Ｗは、主軸チャック１２３及び心押センタ１３２により、主軸（軸線に相当）回り（Ｚ軸回り）に回転可能に保持される。

砥石支持装置１４０は、砥石台トラバースベース１４１と、砥石台１４２と、砥石車１４３と、砥石回転用モータ１４５とを備える。砥石回転用モータ１４５は、図略の駆動回路を介して制御装置１７０と接続される（図示しない）。前述したように、砥石台トラバースベース１４１は、一対の砥石台用ガイドレール１１１上を摺動可能に配置される。

砥石台トラバースベース１４１は、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１１４のナット部材に連結されている。これにより、制御装置１７０が、砥石台用Ｚ軸モータ１１５の回転を制御することで、砥石台トラバースベース１４１が、一対の砥石台用ガイドレール１１１に沿って移動する。砥石台トラバースベース１４１の上面には、砥石台１４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール１４１ａが設けられる。

一対のＸ軸ガイドレール１４１ａは、図５の上下方向（Ｘ軸方向）に延在する。さらに、砥石台トラバースベース１４１には、一対のＸ軸ガイドレール１４１ａの間に、砥石台１４２を図５の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ１４１ｂが配置される。Ｘ軸ボールねじ１４１ｂの端部には、Ｘ軸ボールねじ１４１ｂを回転駆動するＸ軸モータ１４１ｃが配置される。Ｘ軸モータ１４１ｃは、図略の駆動回路を介して制御装置１７０と接続される。

砥石台１４２は、砥石台トラバースベース１４１の上面に設けられた一対のＸ軸ガイドレール１４１ａ上を摺動可能に配置される。砥石台１４２は、Ｘ軸ボールねじ１４１ｂのナット部材に連結されている。これにより、制御装置１７０が、Ｘ軸モータ１４１ｃの回転を制御することで、砥石台１４２が、一対のＸ軸ガイドレール１４１ａに沿って移動する。つまり、砥石台１４２は、ベッド１１０、主軸台１２０及び心押台１３０に対して、Ｘ軸方向及びＺ軸方向（トラバース送り方向）に相対移動可能である。

砥石台１４２のうち図５の下側部分には、図５の左右方向に貫通する孔（貫通孔）が形成される。この砥石台１４２の貫通孔に、砥石車回転軸部材（図示せず）が、砥石中心軸回り（Ｚ軸回り）に回転可能に支持される。この砥石車回転軸部材の一端（図５の左端）に、砥石車１４３が砥石車回転軸部材と同軸となるよう取り付けられる。

また、砥石台１４２の上面には、上述したように砥石回転用モータ１４５が固定される。そして、砥石車回転軸部材の他端（図５の右端）と砥石回転用モータ１４５の回転軸とにそれぞれプーリが固定され、各プーリ間にベルトが懸架されることで、砥石回転用モータ１４５の駆動により、砥石車１４３が砥石軸回りに回転する。

振れ止め装置１０は、図５に示す位置に配置される。振れ止め装置１０のシリンダ装置３０は、高い剛性を備える支持部材３５を介して、ベッド１１０の上面に固定される。ただし、支持部材３５は、所定の剛性を備え、シリンダ装置３０を支持できればどのような形状で形成されてもよい。また、振れ止め装置１０が備えるアクティブ流量制御弁ユニット４０、制御装置７０及び流体供給装置８０（油圧ポンプ）は、どこに配置しても良い。また、図５には示さないが、変位センサ５０及び荷重センサ６０の配置位置は、上記で説明したとおりである。

そして、制御装置７０は、研削盤１００の制御装置１７０によって、工作物Ｗの研削加工が開始されると、変位センサ５０及び荷重センサ６０の検出データを取得し、検出データに基づき制御指令値ｔを決定する。なお、このとき、変位センサ５０は、シリンダ装置３０のボデー３１に対する支持部２０及びピストン部３２の変位量を検出する。また、荷重センサ６０は、支持部２０が工作物Ｗを付勢する付勢力Ｆ（第二付勢力Ｆ２）の大きさを検出する。そして、アクティブ流量制御弁ユニット４０は、検出した第二付勢力Ｆ２が、砥石車１４３が工作物Ｗを付勢する第一付勢力Ｆ１と釣り合うよう調整する。

つまり、制御装置７０は、決定した制御指令値ｔによって、アクティブ流量制御弁ユニット４０（アクティブ流量制御弁４１）を制御し、支持部２０（シュー２１）によって工作物Ｗを、第一付勢力Ｆ１と同等の大きさで、且つ第一付勢力Ｆ１と対向する第二付勢力Ｆ２で付勢し支持する。これにより、研削加工時における工作物Ｗの軸線の振れ（撓み）が抑制され、精度のよい工作物Ｗ（最終製品）が得られる。詳細は、以下に記載した作動の説明において述べる。

（１−４．作動）
研削盤１００に係る作動の説明を行なう。まず、作動の概要の説明を行なう。作動の前提として、本実施形態における研削盤１００では、砥石車１４３が、工作物ＷのＸ軸方向のみに移動して切り込むプランジ研削のみ行なうものと仮定して説明する。なお、研削盤１００は公知の工作機械である。このため、以降の説明において、主軸台１２０、心押台１３０、砥石支持装置１４０等をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させるときの各機構の作動の詳細な説明は省略する。

また、通常、砥石車によって工作物Ｗの外周面Ｗａの研削加工を行なう際、図６Ａに示すように粗研、精研、微研、スパークアウトという公知の研削プロセスがある。このため、研削盤１００においても、研削プロセスが粗研、精研、微研、スパークアウトと進行していくと、図６Ａのグラフに示すように、制御装置１７０の制御により砥石車１４３がＸ軸方向に移動する切り込み量が増加するとともに、図６Ｂのグラフに示すように、切り込み速度が段階的に減少する。なお、スパークアウト時には切り込み速度は０とする。

このとき、粗研、精研、微研時における砥石車１４３の各切り込み速度ｖ１、ｖ２、ｖ３は、粗研、精研、微研時における各研削力Ｐが、予め設定された目標の研削力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３となるように設定される（図６Ｃのグラフ参照）。この切り込み速度ｖ１、ｖ２、ｖ３と、目標の研削力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との対応関係は、予め実験等により取得され、制御装置１７０の図略の記憶部に記憶される。この場合、第一付勢力Ｆ１は、研削力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応して求められる。

なお、このとき、各切り込み速度ｖ１、ｖ２、ｖ３は、研削力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に限らず、粗研、精研、微研の各研削プロセス時における所望の各研削抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３（図略）を目標として設定してもよい。この場合、第一付勢力Ｆ１は、各研削抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３に対応して求められる。また、粗研、精研、微研時における砥石車１４３の各切り込み速度ｖ１、ｖ２、ｖ３は、工作物Ｗの外径とも対応して、制御装置１７０の図略の記憶部に予め記憶される。

研削加工時における工作物Ｗの現在の外径は、砥石車１４３のＸ軸方向における現在の位置から求めることができる。砥石車１４３のＸ軸方向における現在の位置は、砥石車１４３をＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ１４１ｃの回転量から求めることができる。

なお、本実施形態の振れ止め装置１０が行なう工作物Ｗの振れ止めの制御では、粗研、精研、微研のどの研削プロセスにおいても同様の制御を行なう。このため、本実施形態の研削盤１００に係る作動の説明においては、代表として、粗研時における制御についてのみ説明する。ただし、これは、あくまで説明の都合上、粗研時における制御として説明するだけであって、他の研削時における説明と読み替えればよい。

制御を開始儀、所定の粗研時（図略）においては、図３に示すように、工作物Ｗと砥石車１４３とが当接する研削状態であり、振れ止め装置１０が備える支持部２０と工作物Ｗとは離間している離間状態とする。砥石車１４３の回転方向は図３の矢印で示すとおりとする。そして、砥石車１４３は、制御装置１７０の制御により粗研における切込み速度ｖ１（図略）で、図３における左方向に移動しながら、工作物Ｗの外周面Ｗａを研削加工する。このとき、研削力Ｐは、切込み速度ｖ１に対応する研削力Ｐ１（図略）である。そして、砥石車１４３は、切込み速度ｖ１で左方向に移動しながら、研削力Ｐ１に対応する第一付勢力Ｆ１で工作物ＷをＸ軸方向に付勢している。

次に、振れ止め装置１０の作動の一例について図７のフローチャートに基づき説明する。なお、説明の都合上、上記で説明したように、所定の粗研時においては、はじめ、振れ止め装置１０の支持部２０は、工作物Ｗの外周面Ｗａから離間しているものとする。振れ止め装置１０の制御装置７０は、制御装置１７０から研削加工を開始したとの信号を受信すると、アクティブ流量制御弁ユニット４０を制御し、支持部２０を右方に移動させてシュー２１を工作物Ｗの外周面Ｗａに当接させる（図１の状態参照）。

このとき、制御装置７０は、シュー２１を、工作物Ｗから離間している状態から、当接状態とするため、アクティブ流量制御弁ユニット４０の電磁制御弁４７を、図４に示す状態（第二位置Ｐｏ２）から、図１に示す状態（第一位置Ｐｏ１）に切り替えるとともに、流体供給装置８０（油圧ポンプ）を作動させる（第一工程Ｓ１０）。

これにより、アクティブ流量制御弁ユニット４０では、流体供給装置８０から供給される流体が、電磁制御弁４７、電磁制御弁４７から第一分岐点４０ａ１までの間の第一流路４０ａ（上流側流路）、第一固定絞り４２を備える第三流路４０ｃ（上流側流路）、アクティブ流量制御弁４１、第二逆止弁４５を備える第四流路４０ｄ（上流側流路）、及び第二分岐点４０ａ２からシリンダ装置３０の後方付勢室３３までの間の第一流路４０ａ（上流側流路）を流れ後方付勢室３３に供給される。

また、後方付勢室３３に供給された流体が、後方付勢室３３の出口孔３３ｂから、第二固定絞り４３（固定絞りに相当）及び第三逆止弁４６（逆止弁に相当）を備える第二流路４０ｂ（下流側流路）、及び電磁制御弁４７を流通してタンク９１（ドレン）に排出される。なお、このとき、第二流路４０ｂにおいて、第二固定絞り４３及び第三逆止弁４６のさらに下流には、第三分岐点４０ｂ１（分岐部に相当）を備える。

これにより、前方付勢室３４にも第二流路４０ｂから前方流路４０ｅを介して流体が供給される。しかしながら、出口孔３３ｂと第三分岐点４０ｂ１との間には、第二固定絞り４３が設けられている。従って、前方付勢室３４には、後方付勢室３３に供給される流体の圧力よりも低い圧力の流体が、容積の変動（縮小）する前方付勢室３４に供給される。

上記より、後方付勢室３３には、流体の流量に応じた流体圧力が生じる。このため、後方付勢室３３の流体圧力と上述した前方付勢室３４の流体圧力との差圧分の流体圧力が、ピストン部３２の本体部３２ａの端面を工作物Ｗの方向に付勢して、シュー２１を工作物Ｗに向かって移動させる。このとき、アクティブ流量制御弁４１では、上記で説明した、支持部２０を工作物Ｗに向かって移動させる付勢力が、第一付勢力Ｆ１と逆向きで且つ等しい大きさ、つまり、第一付勢力Ｆ１と絶対値が等しい大きさの第二付勢力Ｆ２となるよう、制御装置７０によってダイアフラム４１ａの変位量が制御され後方付勢室３３に供給される流体流量Ｑが調整される。

また、このとき研削盤１００の制御装置１７０は、所定の粗研時における演算上の第一付勢力Ｆ１のデータを有している。そこで、制御装置７０は、制御装置１７０から、第一付勢力Ｆ１のデータを取得する。そして、制御装置７０は、シュー２１によって、工作物Ｗを演算上の第一付勢力Ｆ１と逆向きで同じ大きさの第二付勢力Ｆ２で付勢するようアクティブ流量制御弁４１を制御する（第二工程Ｓ２０）。

詳細には、第一付勢力Ｆ１と対向し、第一付勢力Ｆ１と同等の大きさの第二付勢力Ｆ２を生成するため、制御装置７０は、シリンダ装置３０の後方付勢室３３に供給すべき流体の所定の流量Ｑ１（図略）を、制御装置７０の記憶部が予め記憶する第二付勢力Ｆ２と流量Ｑ１との対応関係から求める。その後、制御装置７０は、所定の流量Ｑ１に対応する制御指令値ｔ１を生成する。そして、制御装置７０は、制御指令値ｔ１に基づき、アクティブ流量制御弁４１のＶＣＭ４９を制御する。これにより、後方付勢室３３には、支持部２０（シュー２１）に第二付勢力Ｆ２を発生させるための流量Ｑ１の流体が供給され、支持部２０（シュー２１）が工作物Ｗに向かって移動する。

次に、制御装置７０が、変位センサ５０が検出する検出データ（検出値）を取得する（第三工程Ｓ３０）。そして、制御装置７０は、変位センサ５０の検出データ（検出値）を確認しながら、支持部２０をさらに移動させ、シュー２１を工作物Ｗの外周面Ｗａに当接させるとともに、工作物Ｗが偏心していないと仮定した場合の工作物Ｗの演算上の外径位置までシュー２１の端面を移動させる（第四工程Ｓ４０）。これにより、工作物Ｗが、第一付勢力Ｆ１によって偏心していた場合、シュー２１が工作物Ｗを砥石車１４３側に押し戻し、振れのない状態とすることができる。

また、制御装置７０は、さらに精度向上のため、荷重センサ６０の検出値を検出する（第五工程Ｓ５０）。このとき、荷重センサ６０が検出した検出値は、工作物Ｗの外周面Ｗａから支持部２０（シュー）が受ける反力の大きさに相当する。即ち、荷重センサ６０が検出した検出した検出値は、粗研時（研削加工時に相当する）において、シュー２１が工作物Ｗを実際に付勢した付勢力Ｆの大きさを直接検出している。そして、荷重センサ６０から検出した検出値が、目標とする第二付勢力Ｆ２に対応する目標値と一致しているか否かの確認を行なう（第六工程Ｓ６０）。

第六工程Ｓ６０において、荷重センサ６０の検出値と目標値とが一致している場合には、プログラムを終了する。しかし、荷重センサ６０の検出値が目標値と異なっている場合には、一致するまで、公知のフィードバック制御を行なう（第七工程Ｓ７０）。

上記より、支持部２０（シュー２１）は、工作物Ｗの外周面Ｗａを実際の第一付勢力Ｆ１と対向する方向から、同じ大きさの第二付勢力Ｆ２で付勢できるので、精度よく工作物Ｗの軸線の振れを抑制することができ、偏心がなく加工精度のよい工作物Ｗが得られる。つまり、研削加工時において、制御装置７０は、砥石車１４３が工作物Ｗを付勢する第一付勢力Ｆ１に基づいてアクティブ流量制御弁ユニット４０を制御し、シュー２１によって工作物Ｗを第二付勢力Ｆ２（｜Ｆ２｜＝｜Ｆ１｜）で付勢し支持することにより加工精度のよい工作物Ｗが得られる。

その後、制御装置１７０によって制御された研削加工が全て終了し、支持部２０による工作物Ｗの外周面Ｗａへの付勢が解除される場合、制御装置７０は、アクティブ流量制御弁ユニット４０の電磁制御弁４７を第一位置Ｐｏ１から第二位置Ｐｏ２に切り替える。これに伴って、第二流路４０ｂと流体供給装置８０とが接続されるとともに、第一流路４０ａとタンク９１（ドレン）とが接続される。

上記により、所定の圧力以上の流体が、流体供給装置８０（油圧ポンプ）から第二流路４０ｂ及び前方流路４０ｅを介してシリンダ装置３０の前方付勢室３４に供給される。流体が前方付勢室３４に供給されると、前方付勢室３４内における流体の所定の圧力に応じた付勢力でピストン部３２及び支持部２０が工作物Ｗの外周面Ｗａから離間する方向に付勢され移動する。

このため、ピストン部３２が図１の左方に移動し前方付勢室３４の容積が拡大するとともに、後方付勢室３３の容積が縮小する。これにより、後方付勢室３３内の流体が後方付勢室３３内から押し出され、第一逆止弁４４を備える第一流路４０ａを通ってタンク９１（ドレン）に排出される。

（１−５．第一実施形態による効果）
上記第一実施形態によれば、振れ止め装置１０は、工作物Ｗの外周面Ｗａを支持する支持部２０と、支持部２０と連結されるピストン部３２と、所定の流量の流体が供給されると所定の流量Ｑに応じた付勢力Ｆでピストン部３２及び支持部２０を工作物Ｗの外周面Ｗａに向かう方向に付勢する後方付勢室３３と、を備えるシリンダ装置３０と、流体供給装置８０（油圧ポンプ）から供給される流体を所定の流量Ｑに調整してシリンダ装置３０の後方付勢室３３に供給するアクティブ流量制御弁ユニット４０と、所定の流量Ｑに対応する制御指令値ｔに基づいて、アクティブ流量制御弁ユニット４０を制御する制御装置７０と、を備える。

上記より、振れ止め装置１０では、流体がシリンダ装置３０の後方付勢室３３に供給される際、アクティブ流量制御弁ユニット４０によって所定の流量Ｑに調整されたのち後方付勢室３３に供給される。これにより、シリンダ装置３０のピストン部３２に連結される支持部２０は、後方付勢室３３に供給された流体の圧力により工作物Ｗの外周面Ｗａ方向に向かって付勢され移動する。そして、支持部２０は、流体供給装置８０から供給された流体の所定の流量に応じた所定の付勢力（第二付勢力Ｆ２）によって、工作物Ｗの外周面Ｗａを付勢することができる。

このように、振れ止め装置１０では、アクティブ流量制御弁ユニット４０によって後方付勢室３３に供給される流体の流量Ｑを調整することにより、支持部２０が工作物Ｗの外周面Ｗａを付勢するときの付勢力（第二付勢力Ｆ２）が精度よく制御できる。即ち、従来技術のように、高価な送りねじ機構、ボールねじ機構及びパルスモータ等を用いずとも、流体の流れを簡易な構成で安価なアクティブ流量制御弁ユニット４０及びシリンダ装置３０を用いた制御によって、支持部２０が工作物Ｗを付勢する付勢力（第二付勢力Ｆ２）を高精度に制御できるので、低コストな振れ止め装置１０が得られる。

また、上記第一実施形態の振れ止め装置１０によれば、アクティブ流量制御弁ユニット４０は、後方付勢室３３に流体が供給される場合における後方付勢室３３の上流側流路に設けられるアクティブ流量制御弁４１と、下流側流路に設けられる第二固定絞り４３（固定絞り）と、を備える。これにより、後方付勢室３３に供給する所定の流量Ｑ１（図略）を安定して供給できる。

また、上記第一実施形態の振れ止め装置１０によれば、アクティブ流量制御弁４１の弁体はダイアフラム４１ａである。これにより、アクティブ流量制御弁４１を安価に製作でき、延いては、振れ止め装置１０及び研削盤１００の低コスト化に寄与する。

また、上記第一実施形態の振れ止め装置１０によれば、シリンダ装置３０は、ピストン部３２を挟んで後方付勢室３３の反対側に設けられ流体供給装置８０から流体が供給されると流体の圧力に応じた付勢力Ｆでピストン部３２及び支持部２０を工作物Ｗの外周面Ｗａから離間する方向に付勢する前方付勢室３４を備える。

アクティブ流量制御弁４１は、後方付勢室３３の上流側流路に設けられ、第二固定絞り４３（固定絞り）は、後方付勢室３３の下流側流路に設けられる。前方付勢室３４は、下流側流路における第二固定絞り４３よりもさらに下流側に配置される第三分岐点４０ｂ１（分岐部）と前方流路４０ｅによって接続される。そして、アクティブ流量制御弁ユニット４０は、下流側流路における第二固定絞り４３と第三分岐点４０ｂ１との間に流体の後方付勢室３３からの排出のみを許容する第三逆止弁４６（逆止弁）を備える。

このようなアクティブ流量制御弁ユニット４０の流路構成により、後方付勢室３３に流体を供給して工作物Ｗを所定の第二付勢力Ｆ２で付勢する場合と、前方付勢室３４に流体を供給し第二付勢力Ｆ２を解除する場合との切替えが、電磁制御弁４７の切替えのみで簡易に且つ確実に行なえ低コスト化に寄与する。

また、上記第一実施形態によれば、研削盤１００は、振れ止め装置１０と、砥石車１４３と、を備える。振れ止め装置１０の制御装置７０は、研削加工時において研削盤１００の砥石車１４３が工作物Ｗを付勢する第一付勢力Ｆ１に基づいてアクティブ流量制御弁ユニット４０を制御し、支持部２０によって工作物Ｗを第二付勢力Ｆ２で付勢し支持する。これにより、上述した低コストな振れ止め装置１０を備える低コストな研削盤１００が得られる。

また、上記第一実施形態の研削盤１００によれば、第一付勢力Ｆ１及び第二付勢力Ｆ２の大きさの絶対値は等しい。これにより、研削加工時において、工作物Ｗの軸線が振れることはなく、研削加工精度のよい工作物Ｗが得られる。

また、上記第一実施形態の振れ止め装置１０の制御方法によれば、振れ止め装置１０は、支持部２０の変位量を検出する変位センサ５０、及び支持部２０が工作物Ｗの外周面Ｗａを支持する際に、工作物Ｗの外周面Ｗａから支持部２０が受ける反力の大きさを検出する荷重センサ６０を備える。そして制御方法は、変位センサ５０及び荷重センサ６０のデータに基づいて、アクティブ流量制御弁ユニット４０を制御する。これにより、非常に研削加工精度のよい工作物Ｗが得られる。

ただし、この態様に限らず、振れ止め装置１０は、変位センサ５０、及び荷重センサ６０のいずれか一方を備えるだけでもよい。たとえば、変位センサ５０のみを備えた場合には、第一実施形態で説明した変位センサ５０による制御と同様に、変位センサ５０によって検出した支持部２０の位置を正とする。そして、制御装置７０によって、変位センサ５０の検出値を確認しながら、支持部２０を移動させ、支持部２０のシュー２１を工作物Ｗの外周面Ｗａに当接させるとともに、工作物Ｗが偏心していないと仮定した場合の工作物Ｗの演算上の外径位置まで移動させて振れを抑制する制御のみを行なってもよい。これによっても相応の効果は期待できる。

また、上記において、荷重センサ６０のみを備えた場合には、支持部２０の位置は確認せず、荷重センサ６０の検出値のみを参照しながら、荷重センサ６０の検出値が示す付勢力の大きさが、第一付勢力Ｆ１と逆向きで且つ同等の第二付勢力Ｆ２になるよう支持部２０の移動をアクティブ流量制御弁ユニット４０の制御によって実施してもよい。これによっても相応の効果は期待できる。

（１−６．その他）
（１−６−１．変形例１）
なお、上記第一実施形態では、研削盤１００の砥石車１４３が、工作物Ｗに対し、Ｘ軸方向のみに切り込むプランジ研削を行なうものとして説明した。しかし、この態様には限らない。変形例１（図略）として、研削盤１００は、Ｘ軸方向に切り込みながらＺ軸方向にも移動するトラバース研削を行なう研削盤であってもよい。

ただし、トラバース研削を行なう場合、長軸状の工作物Ｗの軸方向全域に対し、砥石車を同じ付勢力Ｆ１で付勢した場合、最も剛性が低い工作物Ｗの中央部において大きな撓みが生じてしまう。このため、振れ止め装置１０のアクティブ流量制御弁ユニット４０を制御する際、工作物Ｗの軸線方向の位置においてそれぞれ異なる剛性の大きさに基づいて、支持部２０により付勢する第二付勢力Ｆ２の大きさを設定するようにすればよい。

具体的には、剛性が異なる工作物Ｗの軸線方向における各位置毎に予め実験等によって導出した係数を設け、軸線方向における工作物Ｗの各位置毎の第二付勢力Ｆ２の大きさを係数に応じて変更すればよい。なお、係数を設けること以外の制御方法については、上記第一実施形態と同様である。これにより、トラバース研削においても、良好に、振れが抑制された工作物Ｗが得られる。

（１−６−２．変形例２）
また、上記第一実施形態では、アクティブ流量制御弁ユニット４０において、アクティブ流量制御弁４１が、後方付勢室３３に流体が供給される場合における後方付勢室３３の上流側流路に設けられた。また、第二固定絞り４３（固定絞り）が、後方付勢室３３に流体が供給される場合における後方付勢室３３の下流側流路に設けられた。

しかしながら、この態様には限らず、第一実施形態の変形例２（図略）として、第二固定絞り４３（固定絞り）が、後方付勢室３３に流体が供給される場合における後方付勢室３３の上流側流路に設けられ、アクティブ流量制御弁４１が、後方付勢室３３に流体が供給される場合における後方付勢室３３の下流側流路に設けられていてもよい。これによっても上記第一実施形態と同様の効果が期待できる。

（１−６−３．変形例３）
また、上記第一実施形態及び変形例１，２では、アクティブ流量制御弁ユニット４０において、アクティブ流量制御弁４１が、ダイアフラムの弁体を用いた態様として説明したが、これには限らない。変形例３として、アクティブ流量制御弁４１は、例えば、弁体が図８に示すようなアクチュエータ３４３によって駆動されるポペット弁３４２で形成されたアクティブ流量制御弁３４１であってもよい。また、弁体は、公知のスプール弁（図略）等によって形成されてもよい。これらによっても同様の効果が期待できる。

＜２．第二実施形態＞
また、上記第一実施形態の研削盤１００では、工作物Ｗの振れ止め装置１０が、砥石車１４３が付勢する第一付勢力Ｆ１に対向して第二付勢力Ｆ２のみを付勢する態様としたが、これには限らない。第二実施形態として、研削盤１００の振れ止め装置として、さらに図９に示す上下振れ止め装置２１０を備えてもよい。

上下振れ止め装置２１０は、第一実施形態と同様の振れ止め装置１０と、揺動部材２１１と、を備える。図９に示す揺動部材２１１は、第一辺２１１ａ、第二辺２１１ｂ及び第三辺２１１ｃによってクランク状に形成され、第一辺２１１ａと第二辺２１１ｂとの交点に回転支持軸Ｐｉを備える。第一辺２１１ａは、振れ止め装置１０の支持部２０に付勢される被付勢部２１２を備える。また、第三辺２１１ｃは、工作物Ｗの外周面Ｗａを、重力方向下方から上方に向かって付勢し支持する上下支持部である。

被付勢部２１２が、振れ止め装置１０の支持部２０に付勢されることにより、揺動部材２１１が回転支持軸Ｐｉを回転中心に揺動される。これにより、研削加工時において、第三辺２１１ｃの先端が、図９に示すように、工作物Ｗの外周面Ｗａを、砥石車１４３が工作物Ｗを第一付勢力Ｆ１で付勢する方向と交差する方向である重力方向下方から上方に向かって付勢し支持する。

このとき、重力方向下方から上方に向かって工作物Ｗを付勢する付勢力と対向する付勢力は、砥石車１４３の研削抵抗による工作物Ｗへの下方への付勢力（押圧力）、及び工作物Ｗの自重による付勢力である。従って、第二実施形態においては、砥石車１４３の研削抵抗による工作物Ｗへの下方への付勢力（押圧力）、及び自重による付勢力の大きさを予め求め、それらに対向するよう振れ止め装置１０の制御を行なえばよい。これにより、砥石車１４３の研削抵抗による工作物Ｗへの下方への押圧、及び自重による重力方向下方への工作物Ｗの振れ（撓み）が良好に抑制できる。

１０；振れ止め装置、 ２０；支持部、 ３０；シリンダ装置、 ３２；ピストン部、 ３２ａ；本体部、 ３３；後方付勢室、 ３４；前方付勢室、 ４０；アクティブ流量制御弁ユニット、 ４０ａ；第一流路、 ４０ａ１；第一分岐点、 ４０ａ２；第二分岐点、 ４０ｂ；第二流路、 ４０ｂ１；第三分岐点、 ４０ｃ；第三流路、 ４０ｄ；第四流路、 ４０ｅ；前方流路、 ４１；アクティブ流量制御弁、 ４１ａ；ダイアフラム、 ４４；第一逆止弁、 ４５；第二逆止弁、 ４６；第三逆止弁、 ４７；電磁制御弁、 ５０；変位センサ、 ６０；荷重センサ、 ７０；制御装置、 ８０；流体供給装置、 ９１；タンク、 １００；研削盤、 １４３；砥石車、 ２１０；上下振れ止め装置、 ２１１；揺動部材、 Ｆ１；第一付勢力、 Ｆ２；第二付勢力。

Claims (9)

1. 軸線回りに回転する工作物の外周面を支持することにより前記工作物の前記軸線の振れを抑制する振れ止め装置であって、
   前記工作物の外周面を支持する支持部と、
   前記支持部と連結され往復動可能なピストン部と、前記ピストン部と隣接して設けられ所定の流量の流体が供給されると前記所定の流量に応じた付勢力で前記ピストン部及び前記支持部を前記工作物の外周面に向かう方向に付勢する後方付勢室と、を備えるシリンダ装置と、
   流体供給装置から供給される前記流体を前記所定の流量に調整して前記シリンダ装置の前記後方付勢室に供給するアクティブ流量制御弁ユニットと、
   前記所定の流量に対応する制御指令値に基づいて、前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御する制御装置と、
   を備える、振れ止め装置。
2. 前記アクティブ流量制御弁ユニットは、
   前記後方付勢室に前記流体が供給される場合における前記後方付勢室の上流側流路及び下流側流路の一方に設けられるアクティブ流量制御弁と、
   前記上流側流路及び前記下流側流路の他方に設けられる固定絞りと、を備える、請求項１に記載の振れ止め装置。
3. 前記アクティブ流量制御弁の弁体はダイアフラムである、請求項２に記載の振れ止め装置。
4. 前記シリンダ装置は、前記ピストン部を挟んで前記後方付勢室の反対側に設けられ前記流体供給装置から前記流体が供給されると前記流体の圧力に応じた付勢力で前記ピストン部及び前記支持部を前記工作物の外周面から離間する方向に付勢する前方付勢室を備え、
   前記アクティブ流量制御弁は、前記後方付勢室の前記上流側流路に設けられ、
   前記固定絞りは、前記後方付勢室の前記下流側流路に設けられ、
   前記前方付勢室は、前記下流側流路における前記固定絞りよりもさらに下流側に配置される分岐部と前方流路によって接続され、
   前記アクティブ流量制御弁ユニットは、前記下流側流路における前記固定絞りと前記分岐部との間に前記流体の前記後方付勢室からの排出のみを許容する逆止弁を備える、請求項２又は３に記載の振れ止め装置。
5. 前記振れ止め装置は、
   前記支持部の変位量を検出する変位センサ、及び前記支持部が前記工作物の外周面を支持する際に、前記工作物の外周面から前記支持部が受ける反力の大きさを検出する荷重センサの少なくとも一方を備え、
   前記制御装置は、
   前記変位センサ及び前記荷重センサの少なくとも一方のデータに基づいて、前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御する、請求項１−４の何れか１項に記載の振れ止め装置。
6. 請求項１−５の何れか１項に記載の振れ止め装置と、
   砥石車と、を備え、
   前記振れ止め装置は、
   前記支持部が、前記工作物を挟んで前記砥石車と対向して配置された状態で、前記砥石車により研削される前記工作物の前記軸線の振れを抑制し、
   前記制御装置が、研削加工時において前記砥石車が前記工作物を付勢する第一付勢力に基づいて前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御し、前記支持部によって前記工作物を第二付勢力で付勢し支持する、振れ止め装置を備えた研削盤。
7. 前記第一付勢力及び前記第二付勢力の大きさの絶対値は等しい、請求項６に記載の振れ止め装置を備えた研削盤。
8. 前記研削盤は、さらに上下振れ止め装置を備え、
   前記上下振れ止め装置は、
   前記振れ止め装置と、前記振れ止め装置の前記支持部に付勢されて揺動し、前記研削加工時において、前記工作物の外周面を、前記砥石車が前記工作物を付勢する方向と交差する方向である重力方向下方から上方に向かって付勢し支持する上下支持部を有する揺動部材と、を備える、請求項６又は７に記載の振れ止め装置を備えた研削盤。
9. 請求項１−４の何れか１項に記載の振れ止め装置の制御方法であって、
   前記振れ止め装置は、
   前記支持部の変位量を検出する変位センサ、及び前記支持部が前記工作物の外周面を支持する際に、前記工作物の外周面から前記支持部が受ける反力の大きさを検出する荷重センサの少なくとも一方を備え、
   前記制御方法は、
   前記変位センサ及び前記荷重センサの少なくとも一方のデータに基づいて、前記アクティブ流量制御弁ユニットを制御する、振れ止め装置の制御方法。

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