(57)【要約】【課題】ワークの内周面又は外周面に対して精度良好に微細凹部を形成することができ、加工コストの低減をも実現可能であり、加えて、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを制御することをも実現可能な微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法を提供する。【解決手段】外周面に微細な凹凸を具備してローラ軸１１Ｂ周りに回転する加工ローラ１１と、加工ローラ１１をローラ軸１１Ｂと平行を成す中心軸に支持されるシリンダボアＢの内周面Ｂａに接近離間させて加工ローラ１１の外周面を内周面Ｂａに押し付け可能とした押圧機構２０を備え、加工ローラ１１には、外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変える凹凸分布密度可変機構３０を設ける。加工ローラ１１はシリンダボアＢ内において、その外周面の微細凹凸３１ａをシリンダボアＢの内周面Ｂａに押し付けつつ中心軸周りに旋回して加工を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面に微細凹部を形成する微細凹部加工装置であって、外周面に微細な凹凸を具備してローラ軸周りに回転する加工ローラと、この加工ローラを上記ローラ軸と平行を成す中心軸に支持されるワークに接近離間させて加工ローラの外周面を上記ワークの表面に押し付け可能とした押圧機構を備え、上記加工ローラには、外周面における微細な凹凸の分布密度を変える凹凸分布密度可変機構を設けたことを特徴とする微細凹部加工装置。
【請求項２】
加工ローラはワークの円形孔内に挿入されて、その外周面の微細な凹凸を上記円形孔の内周面に押し付けつつワークの中心軸周りに旋回して加工を行う請求項１に記載の微細凹部加工装置。
【請求項３】
加工ローラは中心軸周りに回転するワークの外周面に接近して、その外周面の微細な凹凸をワークの外周面に押し付けて加工を行う請求項１に記載の微細凹部加工装置。
【請求項４】
凹凸分布密度可変機構は、加工ローラのローラ本体に嵌め込まれて外周面に微細な凹凸を有する弾性体製リングと、ローラ本体の内部に位置してローラ本体の外周面の複数ヶ所で開口する中空部と、この中空部に充填されて開口を介して弾性体製リングを押圧可能とした流体と、この流体の圧力を制御することで弾性体製リングの径を変化させて外周面における微細な凹凸の分布密度を変える圧力制御手段を備えている請求項１〜３のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項５】
凹凸分布密度可変機構は、加工ローラのローラ本体に嵌め込まれて外周面に微細な凹凸を有する弾性体製リングと、ローラ本体の内部に位置するカムと、このカムに従動して弾性体製リングを押圧可能としたカムフォロアと、カムを動作させることでカムフォロアを介して弾性体製リングの径を変化させて外周面における微細な凹凸の分布密度を変えるカム駆動手段を備えている請求項１〜３のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項６】
ワークに形成した微細凹部の配置パターンを測定するパターン測定手段を備えている請求項１〜５のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させた後、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、押圧機構によって加工ローラに負荷される押付け荷重に比例して、凹凸分布密度可変機構により外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させつつ、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、ワークの被加工部位毎に凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させて、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成しながら、パターン測定手段により常に微細凹部の配置パターンを測定し、このパターン測定手段で得た微細凹部の配置パターンに基づいて、微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させることを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項１１】
請求項１，２，４〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を円形孔の内周面に有することを特徴とするワーク。
【請求項１２】
請求項１，２，４〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部をシリンダボアの内周面に有することを特徴とするシリンダブロック。
【請求項１３】
請求項１，３〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有することを特徴とするワーク。
【請求項１４】
請求項１，３〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有することを特徴とするクランクジャーナル。
【請求項１５】
請求項１，３〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有することを特徴とするクランクピン。
【請求項１６】
請求項１，３〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有することを特徴とするカムジャーナル。
【請求項１７】
請求項１，３〜６のいずれかに記載の微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有することを特徴とするカムロブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用エンジンのシリンダブロックにおけるシリンダボア（円形孔）の内周面や、クランクジャーナル，クランクピン，カムジャーナルなどの部材の外周面に、低フリクション化を実現するための微細な凹部（油だまり）を形成するのに用いられる微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したようなシリンダブロックのシリンダボアの内周面に微細凹部を形成する場合には、ショットブラストが多く採用されている。このショットブラストでは、シリンダボアの内周面に所定形状の透孔を有するマスキングシートを貼り付けた後、セラミックス等の小径粒子をシリンダボアの内周面に向けて圧縮空気とともに投射することで、内周面の透孔を通して露出している部分に凹部を形成するようにしている。
【０００３】
そして、凹部を形成した後は、マスキングシートを取り外して洗浄するのに続いて、再びホーニングを行うことにより、上記ショットブラスト加工で凹部の周囲に生じた盛上り部分を除去するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３０７３１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したようなショットブラストを用いた微細凹部の形成にあっては、微細な凹部を規則的に配置することが困難であり、加えて、円形孔の内周面に対するマスキングシートの貼り付け工程及び取り外し工程、並びに、洗浄工程が不可欠であって、このような作業が多い分だけ、加工コストが高くついてしまうという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたものであり、ワークの内周面又は外周面に対して精度良好に微細凹部を形成することができるのは勿論のこと、加工コストの低減を実現することが可能であり、加えて、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを制御することが可能である微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ワークの表面に微細凹部を形成する微細凹部加工装置であって、外周面に微細な凹凸を具備してローラ軸周りに回転する加工ローラと、この加工ローラを上記ローラ軸と平行を成す中心軸に支持されるワークに接近離間させて加工ローラの外周面を上記ワークの表面に押し付け可能とした押圧機構を備え、上記加工ローラには、外周面における微細な凹凸の分布密度を変える凹凸分布密度可変機構を設けた構成としたことを特徴としており、この微細凹部加工装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
また、本発明は、ワークの内周面に微細凹部を形成する微細凹部加工装置であって、加工ローラはワークの円形孔内に挿入されて、その外周面の微細な凹凸を上記円形孔の内周面に押し付けつつワークの中心軸周りに旋回して加工を行う構成としたことを特徴とし、さらに、本発明は、ワークの外周面に微細凹部を形成する微細凹部加工装置であって、加工ローラは中心軸周りに回転するワークの外周面に接近して、その外周面の微細な凹凸をワークの外周面に押し付けて加工を行うことを特徴としている。
【０００８】
一方、本発明の微細凹部加工方法は、上記した微細凹部加工装置を用いてワークの内周面又は外周面に微細凹部を形成するに際して、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させた後、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成する構成としたことを特徴としており、この微細凹部加工方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００９】
本発明の微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法では、加工ローラに設けた凹凸分布密度可変機構を動作させると、外周面における微細な凹凸の相互の間隔が拡がって微細な凹凸の分布密度が変化することとなり、したがって、押圧機構により加工ローラの外周面をワークの被加工部位に押し付ける前に、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させるようになすと、ワークの内周面又は外周面の被加工部位全域にわたって、微細凹部を所定の配置パターンでそして均一に精度良好に形成し得ることとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ワークの内周面又は外周面に対して精度良好に微細凹部を形成することができるのは言うまでもなく、加工コストの低減をも実現することができ、加えて、ワークに形成する微細凹部の配置パターンを制御することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の微細凹部加工装置において、凹凸分布密度可変機構は、加工ローラのローラ本体に嵌め込まれて外周面に微細な凹凸を有する弾性体製リングと、ローラ本体の内部に位置してローラ本体の外周面の複数ヶ所で開口する中空部と、この中空部に充填されて開口を介して弾性体製リングを押圧可能とした流体と、この流体の圧力を制御することで弾性体製リングの径を変化させて外周面における微細な凹凸の分布密度を変える圧力制御手段を備えている構成とすることが可能である。
【００１２】
また、本発明の微細凹部加工装置において、凹凸分布密度可変機構は、加工ローラのローラ本体に嵌め込まれて外周面に微細な凹凸を有する弾性体製リングと、ローラ本体の内部に位置するカムと、このカムに従動して弾性体製リングを押圧可能としたカムフォロアと、カムを動作させることでカムフォロアを介して弾性体製リングの径を変化させて外周面における微細な凹凸の分布密度を変えるカム駆動手段を備えている構成とすることも可能である。
【００１３】
さらに、本発明の微細凹部加工装置において、ワークに形成した微細凹部の配置パターンを測定するＣＣＤやカメラなどのパターン測定手段を備えている構成を採用することができ、この構成を採用すると、ワークに形成した微細凹部の配置パターンをパターン測定手段で確認しつつ、これで得た微細凹部の配置パターンに基づいて、微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させることができるので、ワークの内周面又は外周面に対して、微細凹部を所定の配置パターンでしかもより一層精度良好に形成し得ることとなる。
【００１４】
一方、本発明の微細凹部加工方法において、上記した微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、押圧機構によって加工ローラに負荷される押付け荷重に比例して、凹凸分布密度可変機構により外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させつつ、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成する構成とすることができ、この構成を採用すると、図５に示すように、加工ローラに負荷される押付け荷重の変化によるすべりの変化の影響を受けずに、微細凹部を所定の配置パターンで形成し得ることとなる。
【００１５】
また、本発明の微細凹部加工方法において、上記した微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、ワークの被加工部位毎に凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させて、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成する構成を採用することができ、この構成を採用すると、図６に示すように、ワークに対して部分的に異なるパターンで微細凹部を形成し得ることとなる。
【００１６】
さらに、本発明の微細凹部加工方法において、上記したパターン測定手段を備えた微細凹部加工装置を用いてワークに微細凹部を形成するに際して、押圧機構によって加工ローラの外周面をワークの表面に押し付けて微細凹部を形成しながら、パターン測定手段により常に微細凹部の配置パターンを測定し、このパターン測定手段で得た微細凹部の配置パターンに基づいて、微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構によって外周面における微細な凹凸の分布密度を変化させる構成を採用することができ、この構成を採用すると、ワークの内周面又は外周面に対して、微細凹部を所定の配置パターンでしかもより一層精度良好に形成し得ることとなる。
【００１７】
そして、上記した微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を円形孔の内周面に有するワーク、例えば、微細凹部をシリンダボアの内周面に有するエンジンのシリンダブロックは、ピストンが摺動するシリンダボアの内周面の摩擦が低いものとなり、その結果、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【００１８】
一方、上記した微細凹部加工装置を用いて加工された微細凹部を外周面に有するワーク、例えば、クランクジャーナルやクランクピンやカムジャーナルやカムロブなどのエンジン用部材は、摺動面である外周面の摩擦が低いものとなり、その結果、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２０】
図３に示すように、この微細凹部加工装置１は、自動車用エンジンのシリンダブロックの円形孔であるシリンダボアの内周面に微細凹部を形成するＮＣ工作機械であって、鉛直方向に移動可能な主軸ヘッド２に下向きに突出した状態で支持される主軸３と、主軸ヘッド２の下方において水平面内で互いに直交する二軸方向に移動可能としたワーク載置用のテーブル４と、主軸３に同軸に装着されて一体で回転するホルダ１０を備えており、ホルダ１０の主軸３に対する着脱は、図示しない自動工具交換装置によりなされるようになっている。
【００２１】
上記ホルダ１０は、図１に示すように、外周部に微細な凹凸を具備した加工ローラ１１と、この加工ローラ１１を回転可能に支持するローラ支持部１３と、このローラ支持部１３を主軸３と直交する方向に移動可能に保持するハウジング１４と、中心軸をホルダ１０の回転軸Ｌに合致させたシリンダボアＢの内周面Ｂａに加工ローラ１１を接近離間させてその外周面の微細な凹凸を押し付け可能とした押圧機構２０を備えており、加工ローラ１１は、ローラ本体１１Ａ及びこのローラ本体１１Ａに一体で形成したローラ軸１１Ｂからなっている。
【００２２】
ローラ支持部１３は断面Ｌ字形状を成していて、その横壁部分において軸受１２を介して加工ローラ１１のローラ軸１１Ｂを回転可能に支持しており、一方、その縦壁部分に設けたスプラインシャフト１３ａをハウジング１４に設けたスプラインナット１４ａに摺動可能に嵌合することで、主軸３と直交する方向に移動可能となっている。
【００２３】
上記押圧機構２０は、ローラ支持部１３とハウジング１４との間に位置させた圧縮コイルばね２１と、ハウジング１４の上端に内蔵した図示しないステッピングモータを具備しており、この押圧機構２０のステッピングモータの作動により、ハウジング１４の全体をシリンダボアＢの内周面Ｂａに対して接近させて、圧縮コイルばね２１により加工ローラ１１に対して主軸３と直交する方向の荷重を付与することで、シリンダボアＢの内周面Ｂａに加工ローラ１１の微細な凹凸を押し付けるようにしている。なお、ハウジング１４と圧縮コイルばね２１との間には、圧電型のロードセル１５が設けてある。
【００２４】
この場合、加工ローラ１１には、外周面における微細な凹凸の分布密度を変える凹凸分布密度可変機構３０が設けてある。
【００２５】
この凹凸分布密度可変機構３０は、図２にも示すように、加工ローラ１１のローラ本体１１Ａに嵌め込まれて外周面に微細な凹凸３１ａを有し且つ内周面の全周わたって形成した流体受溝３１ｂを有する弾性体製リング３１と、ローラ軸１１Ｂの中心及びローラ本体１１Ａの内部に連続して形成されてローラ軸１１Ｂの上端及びローラ本体１１Ａの外周面の複数ヶ所で開口する中空部３２と、この中空部３２に充填されてローラ本体１１Ａの外周面の開口を介して弾性体製リング３１を押圧可能とした流体３３（図２（ｂ）にのみ示す）と、ローラ軸１１Ｂの上端開口にねじ込んだボルト（圧力制御手段）３４と、このボルト３４を回動させるアクチュエータ（圧力制御手段）３５を具備しており、このアクチュエータ３５でボルト３４を回動させて流体３３の圧力を制御することによって、弾性体製リング３１の径を変化させて外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変えるようにしている。
【００２６】
上記した微細凹部加工装置１において、シリンダボアＢの内周面Ｂａに微細凹部を形成するに際しては、まず、主軸１とシリンダボアＢの中心軸とをほぼ一致させるように位置決めをして、主軸１とともにホルダ１０を下降させ、シリンダボアＢに対して加工ローラ１１を挿入する。
【００２７】
次に、図１に実線で示すように、押圧機構２０を作動させて、シリンダボアＢの内周面Ｂａに対して加工ローラ１１を接触させ、ロードセル１５により検出した荷重が予め設定した値になるまで押圧機構２０の作動を継続させる。
【００２８】
つまり、シリンダボアＢの内周面Ｂａに加工ローラ１１が接触した後、押圧機構２０の作動を継続させると、ローラ支持部１３とハウジング１４との間で圧縮コイルばね２１が圧縮され、その反発力が荷重として加工ローラ１１に付与されると共に、ロードセル１５によりこの荷重が検出されることから、このロードセル１５の検出荷重が設定値になるまで押圧機構２０の作動を継続させれば、シリンダボアＢの内周面Ｂａを所定の荷重で加圧し得ることとなる。
【００２９】
そして、上記のように、荷重の設定値を検出した段階において、押圧機構２０の作動を停止するのに続いて、主軸１とともにホルダ１０を回転させると、シリンダボアＢの内周面Ｂａに押し付けられている加工ローラ１１が回転軸Ｌ周りに旋回することとなり、図３に実線で示すように、この状態で主軸１の回転と下降速度とを同期させると、シリンダボアＢの内周面Ｂａの広い領域に微細な凹部が形成されることとなる。なお、押圧機構２０には圧縮コイルばね２１を用いているので、ワークの精度による微細な形状の変化による押圧荷重の変動は極めて小さくなり、均一な加工深さの微細な凹部を形成することができる。
【００３０】
そして、微細凹部加工が終了すると、押圧機構２０を作動させて、シリンダボアＢの内周面Ｂａから加工ローラ１１を離間させるのに続いて、回転を停止した主軸１とともにホルダ１０を上昇させて、シリンダボアＢから加工ローラ１１を離脱させる。
【００３１】
上記加工において、押圧機構２０を作動させて加工ローラ１１の外周面をシリンダボアＢの内周面Ｂａに押し付ける前の段階で、シリンダボアＢの内周面Ｂａに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構３０のアクチュエータ３５でボルト３４を回動させて流体３３の圧力を制御することによって、弾性体製リング３１の径を変化させて外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変えるようになすと、シリンダボアＢの内周面Ｂａの被加工部位全域にわたって、微細凹部を所定の配置パターンでそして均一に精度良好に形成し得ることとなる。
【００３２】
ここで、図４に示すように、シリンダボアＢの内周面Ｂａにおいて、微細凹部Ｔの深さに変化を持たせようとすると、押圧機構２０により加工ローラ１１に負荷される押付け荷重の変化によるすべりが生じるが、このような場合には、加工ローラ１１に負荷される押付け荷重に比例して、凹凸分布密度可変機構３０により外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変化させつつ、押圧機構２０によって加工ローラ１１の外周面をシリンダボアＢの内周面Ｂａに押し付けて微細凹部を形成するようになせば、図５に示すように、加工ローラ１１に負荷される押付け荷重の変化によるすべりの影響を受けずに、微細凹部Ｔを所定の配置パターンで形成し得ることとなる。
【００３３】
また、上記加工において、シリンダボアＢの内周面Ｂａの被加工部位毎に凹凸分布密度可変機構３０によって外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変化させてもよく、この場合には、図６に示すように、シリンダボアＢの内周面Ｂａに対して部分的に異なるパターンで微細凹部Ｔを形成し得ることとなる、すなわち、シリンダボアＢの内周面Ｂａの油膜が薄い上死点及び下死点付近では低い分布密度のパターンで微細凹部Ｔを形成し、油膜の厚い中央部では高い分布密度のパターンで微細凹部Ｔを形成し得ることとなる。
【００３４】
図７に示すように、上記した微細凹部加工装置１を用いて加工された微細凹部ＴをシリンダボアＢの内周面Ｂａに有するエンジンのシリンダブロックＳＢは、ピストンが摺動するシリンダボアＢの内周面Ｂａの摩擦が低いものとなり、その結果、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【００３５】
図８及び図９は、本発明の微細凹部加工装置の他の実施例を示しており、図８及び図９に示すように、この実施例における微細凹部加工装置４１が、先の実施例における微細凹部加工装置１と相違するところは、凹凸分布密度可変機構５０が、加工ローラ１１のローラ本体１１Ａに嵌め込まれて外周面に微細な凹凸５１ａを有する弾性体製リング５１と、ローラ本体１１Ａの内部に位置するカム５２と、このカム５２に従動して弾性体製リング５１を押圧可能としたカムフォロア５３と、カム５２と一体に設けられてローラ軸１１Ｂを貫通するロッド５４と、このロッド５４を往復移動させることでカムフォロア５３を介して弾性体製リング５１の径を変化させて外周面における微細な凹凸５１ａの分布密度を変えるアクチュエータ（カム駆動手段）５５を備えている点にあり、他の構成は先の実施例における微細凹部加工装置１と同じである。
【００３６】
この微細凹部加工装置４１においても、シリンダボアＢの内周面Ｂａに微細凹部を形成する加工において、押圧機構２０を作動させて加工ローラ１１の外周面をシリンダボアＢの内周面Ｂａに押し付ける前の段階で、シリンダボアＢの内周面Ｂａに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構５０のアクチュエータ５５でロッド５４を往復移動させてカム５２を動作させることによって、カムフォロア５３を介して弾性体製リング３１の径を変化させて外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変えるようになすと、シリンダボアＢの内周面Ｂａの被加工部位全域にわたって、微細凹部を所定の配置パターンでそして均一に精度良好に形成し得ることとなる。
【００３７】
図１０は、本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を示しており、図１０に示すように、この実施例における微細凹部加工装置８１が、先の実施例における微細凹部加工装置１と相違するところは、シリンダボアＢの内周面Ｂａに形成した微細凹部の配置パターンを測定するＣＣＤカメラ（パターン測定手段）８２を備えている点にあり、他の構成は先の実施例における微細凹部加工装置１と同じである。
【００３８】
この微細凹部加工装置８１では、シリンダボアＢの硬さや表面粗さや精度の違いによって微細凹部の配置パターンにばらつきが生じたとしても、ＣＣＤカメラ８２で得た微細凹部の配置パターンに基づいて、図１１に示すように、実際の配置パターン（実線で示す微細凹部Ｔ）を本来の配置パターン（点線で示す微細凹部Ｔ）とするべく、凹凸分布密度可変機構３０によって外周面における微細な凹凸３１ａの分布密度を変化させることができるので、シリンダボアＢの内周面Ｂａに対して、微細凹部を所定の配置パターンでしかもより一層精度良好に形成し得ることとなる。
【００３９】
図１２及び図１３は、本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を示しており、  図１２に示すように、この微細凹部加工装置９１は、チャッキング装置１１１に保持されてその主軸１１２周りに回転するワーク、例えば、自動車用エンジンのクランクジャーナルやクランクピンやカムジャーナルやカムロブなどのエンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに微細凹部を形成する加工機械であって、外周部に微細な凹凸を具備した加工ローラ１０１と、この加工ローラ１０１をローラ軸１０２を介して回転可能に支持するローラ支持部１０３と、このローラ支持部１０３をチャッキング装置１１１の主軸１１２と直交する方向に移動可能に保持するハウジング１０４と、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに加工ローラ１０１を接近離間させてその外周面の微細な凹凸を押し付け可能とした圧縮コイルばね（押圧機構）１２１と、ハウジング１０４と圧縮コイルばね１２１との間に配置したロードセル１０５を備えている。
【００４０】
この実施例においても、加工ローラ１０１には、外周面における微細な凹凸の分布密度を変える凹凸分布密度可変機構１３０が設けてあり、この凹凸分布密度可変機構１３０は、図１３にも示すように、加工ローラ１０１のローラ本体１０１Ａに嵌め込まれて外周面に微細な凹凸１３１ａを有し且つ内周面の全周わたって形成した流体受溝１３１ｂを有する弾性体製リング１３１と、ローラ本体１０１Ａの内部に放射状に形成されてローラ本体１０１Ａの外周面の複数ヶ所で開口する中空部１３２と、この中空部１３２に充填されてローラ本体１０１Ａの外周面の開口を介して弾性体製リング１３１を押圧可能とした流体１３３と、中空部１３２内の流体１３３に圧力を加える圧力発生部（圧力制御手段）１３５と、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに形成した微細凹部の配置パターンを測定するＣＣＤカメラ（パターン測定手段）１８２を具備しており、圧力発生部１３５で流体１３３の圧力を制御することによって、弾性体製リング１３１の径を変化させて外周面における微細な凹凸１３１ａの分布密度を変えるようにしている。
【００４１】
上記した微細凹部加工装置９１において、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに微細凹部を形成するに際しては、まず、チャッキング装置１１１に保持されてその主軸１１２周りに回転するエンジン用部材Ｗに接近させて、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに対して加工ローラ１０１を接触させ、ロードセル１０５により検出した荷重が予め設定した値になるまで接近を継続させる。
【００４２】
つまり、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに加工ローラ１０１が接触した後、接近を継続させると、ローラ支持部１０３とハウジング１０４との間で圧縮コイルばね１２１が圧縮され、その反発力が荷重として加工ローラ１０１に付与されると共に、ロードセル１０５によりこの荷重が検出されることから、このロードセル１０５の検出荷重が設定値になるまで継続して接近させれば、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａを所定の荷重で加圧し得ることとなる。
【００４３】
そして、上記のように、荷重の設定値を検出した段階において、接近動作を停止させるのに続いて、主軸１に沿って移動させると、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａの広い領域に微細な凹部が形成されることとなる。なお、押圧機構として圧縮コイルばね１２１を用いているので、ワークの精度による微細な形状の変化による押圧荷重の変動は極めて小さくなり、均一な加工深さの微細な凹部を形成することができる。
【００４４】
そして、微細凹部加工が終了すると、離間動作させてエンジン用部材Ｗの外周面Ｗａから加工ローラ１０１を離間させる。
【００４５】
上記加工において、接近動作させて加工ローラ１０１の外周面をエンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに押し付ける前の段階で、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに形成する微細凹部の配置パターンを所定の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構１３０の圧力発生部１３５で流体１３３の圧力を制御することによって、弾性体製リング１３１の径を変化させて外周面における微細な凹凸１３１ａの分布密度を変えるようになすと、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａの被加工部位全域にわたって、微細凹部を所定の配置パターンでそして均一に精度良好に形成し得ることとなる。
【００４６】
この微細凹部加工装置９１では、エンジン用部材Ｗの硬さや表面粗さや精度の違いによって微細凹部の配置パターンにばらつきが生じたとしても、ＣＣＤカメラ１８２で得た微細凹部の配置パターンに基づいて、実際の配置パターンを本来の配置パターンとするべく、凹凸分布密度可変機構１３０によって外周面における微細な凹凸１３１ａの分布密度を変化させることができるので、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに対して、微細凹部を所定の配置パターンでしかもより一層精度良好に形成し得ることとなる。
【００４７】
ここで、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａにおいて、微細凹部の深さに変化を持たせようとすると、圧縮コイルばね１２１により加工ローラ１０１に負荷される押付け荷重の変化によるすべりが生じるが、このような場合には、加工ローラ１０１に負荷される押付け荷重に比例して、凹凸分布密度可変機構１３０により外周面における微細な凹凸１３１ａの分布密度を変化させつつ、圧縮コイルばね１２１によって加工ローラ１０１の外周面をエンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに押し付けて微細凹部を形成するようになせば、加工ローラ１０１に負荷される押付け荷重の変化によるすべりの影響を受けずに、微細凹部を所定の配置パターンで形成し得ることとなる。
【００４８】
また、上記加工において、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａの被加工部位毎に凹凸分布密度可変機構１３０によって外周面における微細な凹凸１３１ａの分布密度を変化させてもよく、この場合には、エンジン用部材Ｗの外周面Ｗａに対して部分的に異なるパターンで微細凹部を形成し得ることとなる。
【００４９】
この微細凹部加工装置９１を用いて加工された微細凹部を外周面Ｗａに有する上記エンジン用部材Ｗでは、摺動面である外周面Ｗａの摩擦が低いものとなり、その結果、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【００５０】
本発明の微細凹部加工装置の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、加工ローラ１１，１０１に微細な凹凸を複数列設けるような構成としたり、あるいは、加工ローラ１１，１０１に付与する荷重を変えるために、圧縮コイルばね２１，１２１を交換可能にしたりしてもよい。
【００５１】
また、上記した実施例では、押圧機構２０が圧縮コイルばね２１を備えている場合を例に挙げたが、一定の荷重を付与するような手段であればその他のものも適用可能であり、押圧機構２０として空気圧又は油圧のアクチュエータを用いることも可能である。その場合、ロードセル１５によって押圧荷重を常に監視し、図示しない制御装置によって押圧荷重が常に所定の荷重になるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の微細凹部加工装置の一実施例を示す工具ホルダの断面説明図である。（実施例１）
【図２】図１における工具ホルダの凹凸分布密度可変機構を示すローラ本体の水平断面説明図（ａ）及び加工ローラの垂直断面説明図（ｂ）である。
【図３】図１に示した工具ホルダを具備した微細凹部加工装置の全体斜視説明図である。
【図４】被加工部位毎に深さの異なる微細凹部が形成されたシリンダボアの部分断面説明図である。
【図５】加工ローラに負荷する押付け荷重とこの押付け荷重に比例して変化させる加工ローラの径との関係を示すグラフである。
【図６】被加工部位毎に加工ローラの径を変えて加工した場合の微細凹部の配置パターンの違いを示す説明図である。
【図７】本発明の微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法により形成された微細凹部をシリンダボアの内周面に有するシリンダブロックの平面説明図である。
【図８】本発明の微細凹部加工装置の他の実施例を示す工具ホルダの断面説明図である。（実施例２）。
【図９】図８における工具ホルダの凹凸分布密度可変機構を示すローラ本体の水平断面説明図（ａ）及び加工ローラの垂直断面説明図（ｂ）である。
【図１０】本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を示す工具ホルダの断面説明図である。（実施例３）。
【図１１】図１０の微細凹部加工装置により微細凹部を形成する際の微細凹部の配置パターンを修正する状況を示す説明図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例による微細凹部加工装置でエンジン用部材の外周面に微細凹部加工を施している状況を示す動作説明図である。（実施例４）。
【図１３】図１２における微細凹部加工装置の凹凸分布密度可変機構のローラ本体部分の断面説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，４１，８１，９１     微細凹部加工装置
１１，１０１             加工ローラ
１１Ａ，１０１Ａ         ローラ本体
１１Ｂ，１０２           ローラ軸
２０                     押圧機構
２１，１２１             圧縮コイルばね（押圧機構）
３０，５０，１３０       凹凸分布密度可変機構
３１，５１，１３１       弾性体製リング
３１ａ，５１ａ，１３１ａ 微細な凹凸
３２，１３２             中空部
３３，１３３             流体
３４                     ボルト（圧力制御手段）
３５                     アクチュエータ（圧力制御手段）
５２                     カム
５３                     カムフォロア
５４                     ロッド
５５                     アクチュエータ（カム駆動手段）
８２，１８２             ＣＣＤカメラ（位置測定手段）
１３５                   圧力発生部（圧力制御手段）
Ｂ                       シリンダボア
Ｂａ                     シリンダボアの内周面
ＳＢ                     シリンダブロック
Ｔ                       微細凹部
Ｗ                       エンジン用部材（ワーク）
Ｗａ                     エンジン用部材の外周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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