(57)【要約】【課題】筒状体の内壁面を高精度に加工可能な加工装置を提供する。【解決手段】シリンダＳのボア内面Ｂに対して加工を行うための加工装置１は、シリンダＳのボア内に回転しながら挿入可能なボーリングバー１０と、ボア内面Ｂを荒加工する荒加工刃２０と、荒加工刃２０により荒加工されたボア内面Ｂに複数の凹部Ｄを形成する転造ローラ３０と、転造ローラ３０により凹部Ｄが形成されたボア内面Ｂを仕上げ加工する仕上加工刃４０と、ボア内面Ｂに沿ってボーリングバー１０を案内するガイドパッド５０と、切削油剤を荒加工刃２０及び仕上加工刃４０に供給する流体供給機６０と、を備えており、先端側から後端側に向かって荒加工刃２０、転造ローラ３０、仕上加工刃４０及びガイドパッド５０の順序でこれらが同一のボーリングバー１０に装着されている。【選択図】図２
2006026713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体の内壁面に対して加工を行うための加工装置であって、
前記筒状体の内孔に回転しながら挿入可能なボーリングバーと、
前記筒状体の内壁面に複数の凹部を形成する凹部形成手段と、
前記凹部形成手段により前記凹部が形成された前記筒状体の内壁面を仕上げ加工する仕上加工手段と、を少なくとも備え、
前記凹部形成手段及び前記仕上加工手段は、前記ボーリングバーに設けられており、
前記仕上加工手段は、前記凹部形成手段より前記ボーリングバーの後端側に配置されている加工装置。
【請求項２】
前記凹部形成手段は、前記筒状体の内壁面に前記凹部を転造加工可能な転造ローラである請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記転造ローラは、
前記ボーリングバーに回転可能に支持されているローラ本体部と、
前記ローラ本体部の径方向に突出するように前記ローラ本体部の円周表面に設けられている２以上の押圧部と、を有し、
前記２以上の押圧部は、前記ローラ本体部の円周表面の周方向に沿って実質的に均等に配置されている請求項２記載の加工装置。
【請求項４】
前記転造ローラは、
前記ボーリングバーに回転可能に支持されているローラ本体部と、
前記ローラ本体部の径方向に突出するように前記ローラ本体部の円周表面に設けられている２以上の押圧部と、を有し、
前記２以上の押圧部は、前記ローラ本体部の円周表面の周方向に沿って不均等に配置されている請求項２記載の加工装置。
【請求項５】
前記凹部形成手段は、
前記ボーリングバーの後端側から前記ボーリングバーの軸心方向に沿ってレーザ光を発振可能なレーザ発振手段と、
前記レーザ発振手段から発振されたレーザ光を前記筒状体の内壁面に向かうように反射させる反射手段と、を有し、
前記ボーリングバーの内部には、前記レーザ光が通過する通路が形成されており、前記通路内に前記反射手段が配設されている請求項１記載の加工装置。
【請求項６】
前記筒状体の内壁面に沿って前記ボーリングバーを案内する案内手段をさらに備え、
前記案内手段は、前記ボーリングバーに設けられており、
前記案内手段は、前記仕上加工手段より前記ボーリングバーの後端側に配置されている請求項１〜５の何れかに記載の加工装置。
【請求項７】
前記筒状体の内壁面を荒加工する荒加工手段をさらに備え、
前記荒加工手段は、前記ボーリングバーに設けられており、
前記荒加工手段は、前記凹部形成手段より前記ボーリングバーの先端側に配置されている請求項１〜６の何れかに記載の加工装置。
【請求項８】
前記ボーリングバーに形成された供給路を介して流体を供給可能な流体供給手段をさらに備え、
前記流体供給手段から供給された前記流体により、前記筒状体の内壁面と前記案内手段との間に流体潤滑膜が形成されている請求項６又は７記載の加工装置。
【請求項９】
前記流体供給手段は、前記供給路を介して、前記荒加工手段又は前記仕上加工手段の少なくとも一方に前記流体を供給する請求項８記載の加工装置。
【請求項１０】
筒状体の内壁面に対して加工を行うための加工方法であって、
前記筒状体の内壁面に複数の凹部を形成する凹部形成手段と、前記凹部形成手段の後端側に配置され前記筒状体の内壁面を仕上げ加工する仕上加工手段と、が設けられたボーリングバーを、回転させながら前記筒状体の内孔に挿入する加工方法。
【請求項１１】
前記凹部形成手段は、転造ローラを用いて前記筒状体の内壁面に前記凹部を形成する請求項１０記載の加工方法。
【請求項１２】
前記凹部形成手段は、レーザ光を用いて前記筒状体の内壁面に前記凹部を形成する請求項１１記載の加工方法。
【請求項１３】
前記ボーリングバーには、前記筒状体の内壁面に沿って当該ボーリングバーを案内する案内手段が前記仕上加工手段より後端側に設けられており、
前記筒状体の内壁面と前記案内手段との間に流体を供給して、前記筒状体の内壁面と前記案内手段との間に流体潤滑膜を形成しながら、前記ボーリングバーを前記筒状体の内孔に挿入する請求項１０〜１２の何れかに記載の加工方法。
【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のボア内面等のような筒状体の内壁面に対して加工を行うための加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車用エンジン等のシリンダのボア内面にディンプル状の凹部を形成して油溜まりを設けることにより、シリンダ内を摺動するピストンの焼き付けの防止や摺動性向上（摩擦や摩耗の低減）が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この凹部は、例えば、転造加工やレーザ加工、ショットブラスト加工等の手法を用いてボア内面に形成されるが、これらの加工に伴って凹部の周縁にバリが発生するので、凹部を形成した後にこのバリを除去するためにボア内面を仕上げ加工することが一般的に行われている。
【０００４】
しかしながら、この仕上げ加工は、凹部形成工程とは別工程で行われるため、凹部形成における加工軸心と、仕上げ加工における加工軸心とがズレて、凹部の深さにバラツキが生じ易くなり、十分な焼き付け防止機能を確保できない場合があった。
【特許文献１】特開２０００−１７９３９７号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、筒状体の内壁面を高精度に加工可能な加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、筒状体の内壁面に対して加工を行うための加工装置であって、前記筒状体の内孔に回転しながら挿入可能なボーリングバーと、前記筒状体の内壁面に複数の凹部を形成する凹部形成手段と、前記凹部形成手段により前記凹部が形成された前記筒状体の内壁面を仕上げ加工する仕上加工手段と、を少なくとも備え、前記凹部形成手段及び前記仕上加工手段は、前記ボーリングバーに設けられており、前記仕上加工手段は、前記凹部形成手段より前記ボーリングバーの後端側に配置されている加工装置が提供される。
【０００６】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、筒状体の内壁面に対して加工を行うための加工方法であって、前記筒状体の内壁面に複数の凹部を形成する凹部形成手段と、前記凹部形成手段の後端側に配置され前記筒状体の内壁面を仕上げ加工する仕上加工手段と、が設けられたボーリングバーを、回転させながら前記筒状体の内孔に挿入する加工方法が提供される。
【０００７】
本発明では、凹部形成手段より後端側に仕上加工手段が位置するように、凹部形成手段と仕上加工手段とを同一のボーリングバーに設け、このボーリングバーを回転させながら、筒状体の内孔に挿入する。
【０００８】
これにより、筒状体の内壁面への凹部の形成と、仕上げ加工とを同一軸心上で同時に行うことが可能となるので、凹部形成における加工軸心と仕上げ加工における加工軸心とが一致し、凹部の深さをバラツキ無く一定にすることが出来、筒状体の内壁面を高精度に加工することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は自動車用エンジンのシリンダのボア内面を示す断面図及び凹部の拡大断面図、図２（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る加工装置を示す図であり、図２（Ａ）はその正面図、図２（Ｂ）はその側面図、図３は図２のIII-III線に沿った断面図、図４は本発明の第１実施形態に係る加工装置の転造ローラを示す拡大図、図５は本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能な他の転造ローラを示す拡大図、図６は本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能なさらに他の転造ローラを示す拡大図、図７は本発明の第１実施形態に係る加工装置のガイドパッドとボア内面との間に形成された流体潤滑膜を示す断面図である。
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る加工装置１は、図１に示すように、自動車用エンジンのシリンダＳのボア内面Ｂに、ディンプル状の凹部を螺旋状に複数形成するための装置であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シリンダＳのボア内に回転しながら挿入可能なボーリングバー１０と、シリンダＳのボア内面Ｂを荒加工する荒加工刃２０と、ボア内面Ｂに凹部Ｄを形成可能な転造ローラ３０と、当該凹部Ｄが形成されたボア内面Ｂを仕上げ加工する仕上加工刃４０と、ボア内面Ｂに沿ってボーリングバー１０を案内するガイドパッド５０と、切削油剤等の流体を荒加工刃２０及び仕上加工刃４０に供給する流体供給機６０と、を備えている。
【００１２】
この加工装置１のボーリングバー１０は、シリンダＳのボア径より小さな径を有しており、特に図示しない駆動装置により、軸心Ｌを中心として回転可能であると共に当該軸心Ｌに沿ってシリンダＳに対して相対的に移動可能に支持されている。
【００１３】
このボーリングバー１０の先端には荒加工刃２０が装着されている。また、このボーリングバー１０には、荒加工刃２０より後端側に転造ローラ３０が回転自在に装着されている。さらに、このボーリングバー２０には、転造ローラ３０より後端側に仕上加工刃４０が装着されている。従って、本実施形態に係る加工装置１では、先端側から後端側に向かって、荒加工刃２０、転造ローラ３０、及び、仕上加工刃４０の順序でボーリングバー１０にこれらが装着されている。なお、本実施形態においては、ボーリングバー１０がシリンダＳのボア内に挿入される側を、ボーリングバー１０の先端側と称し、シリンダＳのボア内からボーリングバー１０が引き抜かれる側を、ボーリングバー１０の後端側と称する。
【００１４】
図３に示すように、このボーリングバー１０の内部には、後端側から軸心Ｌに沿って貫通し先端側で屈曲して荒加工刃２０の近傍に向かう第１の供給路１１と、この第１の供給路１１から途中で分岐して仕上加工刃４０の近傍に向かう第２の供給路１２と、が形成されている。第１の供給路１１は、当該第１の供給路１１の後端で、切削油剤等の流体を供給可能な流体供給機６０に連結されている。この流体供給機６０は、第１の供給路１１を介して荒加工刃２０に切削油剤を供給することが可能になっていると共に、この第１の供給路１１と第２の供給路１２とを介して、仕上加工刃４０に切削油剤を供給することが可能となっている。
【００１５】
荒加工刃２０は、ボーリングバー１０の円周表面から径方向に向かって所定距離突出するように当該ボーリングバー２０に装着されており、ボーリングバー１０が回転しながらシリンダＳのボア内に挿入されると、図２（Ｂ）に示すように、シリンダＳが内径Ｒ１となるようにボア内面Ｂを荒加工することが可能となっている。この荒加工刃２０を構成する材料としては、例えば、タングステンカーバイト（ＷＣ）をコバルト（Ｃｏ）で焼結した超硬合金や、ＣＢＮ（Cubic  Boron  Nitride：立方晶窒化硼素）、天然ダイヤモンド（Natural  Diamond）等を例示することが出来る。
【００１６】
転造ローラ３０は、図４に示すように、軸心Ｌに対して僅かに傾斜した回転軸心Ｍを中心として回転可能にボーリングバー１０に支持されたローラ本体部３１と、当該ローラ本体部３１の径方向に向かって突出するように当該ローラ本体部３１に設けられている１２個の押圧部３２と、を有している。これら押圧部３２は、ローラ本体部３１の円周表面にその周方向に沿って実質的に均等に配置されている。従って、図４に示すように、ボーリングバー１０が軸心Ｌを中心として回転すると（図４にて矢印Ａ方向）、ローラ本体部３１がシリンダＳのボア内面Ｂに密着しながら回転して（図４にて矢印Ｂ方向）、各押圧部３２が連続的に当該ボア内面Ｂに押し当てられることにより、ボア内面Ｂに押圧部３２による圧痕（凹部Ｄ）が形成される。さらに、ボーリングバー１０を軸心Ｌに沿ってシリンダＳのボア内に挿入することにより、ボア内面Ｂに多数の凹部Ｄが螺旋状に形成される（図１参照）。この転造ローラ３０を構成する材料としては、超硬金属やＣＢＮ、天然ダイヤモンド等を例示することが出来る。
【００１７】
なお、図５及び図６に示すように、押圧部の数や押圧部同士の間隔を変えて転造ローラを構成しても良い。図５は本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能な他の転造ローラ３０’を示すが、この転造ローラ３０’は、上述の転造ローラ３０と同様に、ローラ本体部３１と、押圧部３２と、を有しているが、押圧部３２が４個しか設けられていない点で上述の転造ローラ３０と相違する。
【００１８】
図６は本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能なさらに他の転造ローラを示すが、この転造ローラ３０”は、上述の転造ローラ３０と同様に、ローラ本体部３１と、押圧部３２と、を有しているが、押圧部３２が２個しか設けられておらず、しかもこの２個の押圧部３２が、ローラ本体部３１の円周表面に周方向に沿って均等に配置されていない点で、上述の転造ローラ３０と相違する。
【００１９】
このように、転造ローラの押圧部の数や押圧部同士の各間隔を任意に設定することにより、凹部ＤがシリンダＳのボア内面Ｂに占める面積率やボア内面Ｂに形成される凹部Ｄの配列を任意に設定することが出来、所望する焼付防止機能や摺動機能を確保することが可能となる。
【００２０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に戻り、仕上加工刃４０は、ボーリングバー１０の円周表面から径方向に向かって所定距離突出するように当該ボーリングバー１０に装着されており、このボーリングバー１０が回転しながらシリンダＳのボア内に挿入されると、図２（Ｂ）に示すように、荒加工刃２０により内径Ｒ１に荒加工され、転造ローラ３０により複数の凹部Ｄが形成されたシリンダＳをボア径Ｒ２に仕上げ加工することが可能となっている。この仕上加工刃４０を構成する材料としては、例えば、超硬合金やＣＢＮ、天然ダイヤモンド等を例示することが出来る。
【００２１】
なお、以上に説明した荒加工刃２０、転造ローラ３０、及び、仕上加工刃４０は、シリンダＳのボア内面Ｂを高精度に加工する観点から、ボーリングバー１０の径方向に調整可能となっていることが好ましい。
【００２２】
本実施形態に係る加工装置１のガイドパッド５０は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、仕上加工刃４０より後端側のボーリングバー１０の円周表面に軸心Ｌに沿って延在するように設けられている。このガイドパッド５０は、ボーリングバー１０の周方向に沿って配置された５つのパッド部５１から構成されている。これら５つのパッド部５１により形成される仮想外周円は、ボーリングバー１０と同心円状となっており、しかもこの仮想外周円は、仕上げ加工後のボア径Ｒ２のボア内面Ｂに密着可能な大きさを有している。従って、このガイドパッド５０は、仕上げ加工後のシリンダＳのボア内面Ｂに密着することにより、当該ボア内面Ｂ自体をガイドとして活用することが可能となっている。このガイドパッド５０のパッド部５１を構成する材料としては、例えば、超硬合金やサーメット、ＰＣＤ（Polycrystalline  Diamond：人工多結晶ダイヤモンド）を例示することが出来る。
【００２３】
次に作用について説明する。
【００２４】
加工装置１のボーリングバー１０が、特に図示しない駆動装置により、軸心Ｌを中心として回転しながらシリンダＳのボア内に挿入されると、先ず、当該ボーリングバー１０の先端に装着された荒加工刃２０がボア内面Ｂに当接し、ボーリングバー１０の回転及び挿入に伴って、この荒加工刃２０がボア内面Ｂを内径Ｒ１に荒加工する。この際、流体供給機６０より第１の供給路１１を介して荒加工刃２０に切削油剤が供給されている。
【００２５】
ボーリングバー１０がさらに挿入されると、内径Ｒ１に荒加工されたボア内面Ｂに転造ローラ３０が当接し、ボーリングバー１０の回転に伴って、回転軸心Ｍを中心としてローラ本体部３１がボーリングバー１０に対して相対的に回転すると共に、当該ローラ本体部３１から突出する各押圧部３２がボア内面に押し付けられて複数の凹部Ｄを螺旋状に形成する。なお、この転造ローラ３０による転造加工では、各凹部Ｄの周縁にバリが形成される。
【００２６】
ボーリングバー１０がさらに挿入されると、内径Ｒ１に荒加工され凹部Ｄが形成されたボア内面Ｄに仕上加工刃４０が当接し、ボーリングバー１０の回転及び挿入に伴って、この仕上加工刃４０によりボア内面Ｂがボア径Ｒ２に仕上げ加工され、転造ローラ３０の転造加工により凹部Ｄの周囲に形成されたバリが除去される。なお、この仕上げ加工の間、流体供給機６０より第１の供給路１１及び第２の供給路１２を介して仕上加工刃４０に切削油剤が供給されている。
【００２７】
ボーリングバー１０がさらに挿入されると、凹部Ｄが形成されボア径Ｒ２に仕上げ加工されたボア内面Ｂに、ガイドパッド５０の各パッド部５１が密着しながら挿入される。この際に、上述のように、流体供給機６０から、第１及び第２の供給路１１、１２を介して、荒加工刃２０及び仕上加工刃４０に切削油剤が供給されており、この切削油剤がボア内面Ｂに形成された各凹部Ｄに既に保持されて、各凹部Ｄが油溜まりとして機能している。そして、この油溜まりに保持された切削油剤により、図７に示すように、ガイドパッド５０の各パッド部５１の表面とシリンダＳのボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊが形成される。
【００２８】
以上のように本実施形態では、転造ローラ３０より後端側に仕上加工刃４０が位置するように、転造ローラ３０と仕上加工刃４０とを同一のボーリングバー１０に設け、このボーリングバー１０を回転させながらシリンダＳのボア内に挿入する。これにより、ボア内面Ｂへの凹部Ｄの形成と、仕上げ加工と、を同一軸心Ｌ上で同時に行うことが可能となるので、凹部形成における加工軸心と仕上げ加工における加工軸心とが一致し、凹部Ｄの深さをバラツキ無く一定にすることが出来、シリンダＳのボア内面Ｂを高精度に加工することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態では、転造ローラ３０より先端側に位置するように荒加工刃２０をボーリングバー１０に設ける。これにより、凹部Ｄの形成及び仕上げ加工に加えて、凹部Ｄ形成前のボア内面Ｂの荒加工をも、同一軸心Ｌ上で同時に行うことが可能となり、これらの加工軸心が一致するので、シリンダＳのボア内面Ｂをより高精度に加工することが可能となる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、仕上加工刃４０より後端側に位置するようにガイドパッド５０をボーリングバー１０に設ける。本実施形態に係る加工装置１では、転造加工と仕上げ加工とを同一のボーリングバー１０の同一軸心Ｌ上で同時に行うことにより、転造加工にて生じたバリが仕上げ加工にて除去されているので、当該仕上加工刃４０より後端側では加工装置１自身が加工したボア内面Ｂにガイドパッド５０を密着させて案内手段として用いることが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態では、荒加工刃２０や仕上加工刃４０に供給される切削油剤を加工装置１自身が加工した多数の凹部Ｄに保持させ、ガイドパッド５０とシリンダＳのボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊを形成する。このようにガイドパッド５０とボア内面Ｂとを、境界潤滑状態から流体潤滑状態とすることにより、ガイドパッド５０とボア内面Ｂとのクリアランスを極小にすることが出来、ガイドパッド５０によるボーリングバー１０のガイド特性（直進性、ガイド剛性）が大幅に向上する。これにより、加工装置１自体の曲がりや刃先のフレ、ビビリ等が抑制されるので、シリンダＳのボア内面Ｂに対して非常に高精度な加工（真円度、円筒度、面粗度等）を達成出来る。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ガイドパッド５０とシリンダＳのボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊを形成して、境界潤滑状態から流体潤滑状態とすることにより、ガイドパッド５０がボア内面Ｂに直接接触することがなくなるので、加工装置１の長寿命化を図ることが可能となる。
【００３３】
［第２実施形態］
図８は本発明の第２実施形態に係る加工装置の断面図である。
【００３４】
本発明の第２実施形態に係る加工装置１ａは、転造加工の代わりにレーザ加工を用いてボア内面Ｂに凹部Ｄを形成する点で上述の第１実施形態に係る加工装置１と相違するが、その他の構成は第１実施形態に係る加工装置の構成と同一である。以下に、第２実施形態に係る加工装置１ａについて、第１実施形態に係る加工装置１との相違点のみを説明する。
【００３５】
本発明の第２実施形態に係る加工装置１ａは、図８に示すように、ボーリングバー１０ａ、荒加工刃２０、仕上加工刃４０、ガイドパッド５０、及び、流体供給機６０を備え、先端側から後端側に向かって荒加工刃２０、仕上加工刃４０及びガイドパッド５０の順序で同一のボーリングバー１０ａに装着されていると共に、当該ボーリングバー１０の内部には第１の供給路１１及び第２の供給路１２が形成されている点で第１実施形態に係る加工装置１と同様である。しかしながら、本実施形態に係る加工装置１ａは、転造ローラ３０の代わりに、レーザ発振器７０と反射鏡８０とを備えており、さらに、当該レーザ発振器７０から発振されたレーザ光を通過させるための通路１３がボーリングバー１０ａ内に形成されている点で第１実施形態に係る加工装置１と相違する。
【００３６】
本実施形態に係る加工装置１ａのレーザ発振器７０は、シリンダＳのボア内面Ｂをレーザ加工して凹部Ｄを形成するためのレーザ光を発振する発振器である。このレーザ発振器７０は、図８に示すように、ボーリングバー１０ａの後端側から当該ボーリングバー１０ａの軸心Ｌに沿ってレーザ光を発振可能に設けられている。このレーザ発振器７０が発振するレーザとしては、例えば、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、アルゴンレーザ、エキシマレーザ、ルビーレーザ、ＣＯレーザ、若しくは、沃素レーザ等の加工用レーザ光を例示することが出来る。
【００３７】
本実施形態に係る加工装置１ａのボーリングバー１０ａの内部には、図８に示すように、当該ボーリングバー１０ａの後端から軸心Ｌに沿って貫通すると共に、先端側で略直角に屈曲して荒加工刃２０と仕上加工刃４０との間で開口している通路１３が形成されている。また、この通路１３が屈曲している部分にはレーザ光を反射可能な反射鏡８０が設置されている。前述のレーザ発振器７０から発振されたレーザ光は、ボーリングバー１０ａに形成された通路１３に進入して当該ボーリングバー１０ａの軸心Ｌ方向に沿って進み、反射鏡８０にて略直角に反射されて、荒加工刃２０より後端側であって仕上加工刃４０より先端側でシリンダＳのボア内面Ｂにレーザ光を照射して、レーザ加工により当該ボア内面Ｂに凹部Ｄを形成することが可能となっている。
【００３８】
次に作用について説明する。
【００３９】
加工装置１ａのボーリングバー１０ａが、軸心Ｌを中心として回転しながらシリンダＳのボア内に挿入されると、荒加工刃２０がボア内面Ｂを内径Ｒ１に荒加工する。この際、流体供給機６０により第１の供給路１１を介して荒加工刃２０に切削油剤が供給されている。
【００４０】
ボーリングバー１０ａがさらに挿入されると、レーザ発振器７０から発振され通路１３を介してボーリングバー１０ａ内部を通過し、反射鏡８０で反射されたレーザ光がボア内面Ｂを照射する。このレーザ加工によりボア内面Ｂに凹部Ｄが形成される。なお、このレーザ発振器７０及び反射鏡８０を用いたレーザ加工では、材料発散等により各凹部Ｄの周縁にバリが形成される。
【００４１】
ボーリングバー１０ａがさらに挿入されると、内径Ｒ１に荒加工され凹部Ｄが形成されたボア内面Ｂが、仕上加工刃４０によりボア径Ｒ２に仕上げ加工され、レーザ加工により生じたバリが除去される。なお、この仕上げ加工の間、流体供給機６０より第１の供給路１１及び第２の供給路１２を介して仕上加工刃４０に切削油剤が供給されている。
【００４２】
ボーリングバー１０ａがさらに挿入されると、凹部Ｄが形成されボア径Ｒ２に仕上げ加工されたボア内面Ｂに、ガイドパッド５０の各パッド部５１が密着しながら挿入される。この際、第１実施形態と同様に、荒加工刃２０及び仕上加工刃４０に供給された切削油剤が各凹部Ｄに保持されているので、ガイドパッド５０とボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊが形成される（図７参照）。
【００４３】
以上のように本実施形態では、仕上加工刃４０より先端側でボア内面Ｂにレーザ光を照射可能なように、レーザ発振器７０及び反射鏡８０を設けると共にボーリングバー１０ａ内に通路１３を形成する。これにより、ボア内面Ｂへの凹部Ｄの形成と、仕上げ加工と、を同一軸心Ｌ上で同時に行うことが可能となるので、凹部形成における加工軸心と仕上げ加工における加工軸心とが一致し、凹部Ｄの深さをバラツキ無く一定にすることが出来、シリンダＳのボア内面Ｂを高精度に加工することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態では、荒加工刃２０より後端側でボア内面Ｂにレーザ光を照射可能なように、レーザ発振器７０及び反射鏡８０を設けると共にボーリングバー１０ａ内に通路１３を形成する。これにより、凹部Ｄの形成及び仕上げ加工に加えて、凹部Ｄ形成前のボア内面Ｂの荒加工をも、同一軸心Ｌ上で同時に行うことが可能となり、これらの加工軸心が一致するので、シリンダＳのボア内面Ｂをより高精度に加工することが可能となる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、仕上加工刃４０より後端側に位置するようにガイドパッド５０をボーリングバー１０ａに設ける。本実施形態に係る加工装置１ａでは、レーザ加工と仕上げ加工とを同一のボーリングバー１０ａの同一軸心Ｌ上で同時に行うことにより、レーザ加工にて生じたバリが仕上げ加工にて除去されているので、当該仕上加工刃４０より後端側では加工装置１ａ自身が加工したボア内面Ｂにガイドパッド５０を密着させて案内手段として用いることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態では、荒加工刃２０や仕上加工刃４０に供給される切削油剤を加工装置１自身が加工した多数の凹部Ｄに保持させ、ガイドパッド５０とボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊを形成する。このようにガイドパッド５０とボア内面Ｂとを、境界潤滑状態から流体潤滑状態とすることにより、ガイドパッド５０とボア内面Ｂとのクリアランスを極小にすることが出来、ガイドパッド５０によるボーリングバー１０ａのガイド特性（直進性、ガイド剛性）が大幅に向上する。これにより、加工装置１ａ自体の曲がりや刃先のフレ、ビビリ等が抑制されるので、シリンダＳのボア内面Ｂに対して非常に高精度な加工（真円度、円筒度、面粗度等）を達成出来る。
【００４７】
さらに、本実施形態では、ガイドパッド５０とボア内面Ｂとの間に流体潤滑膜Ｊを形成して、境界潤滑状態から流体潤滑状態とすることにより、ガイドパッド５０がボア内面Ｂに直接接触することがなくなるので、加工装置１ａの長寿命化を図ることが可能となる。
【００４８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、自動車用エンジンのシリンダのボア内面を示す断面図及び凹部の拡大断面図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る加工装置を示す図であり、図２（Ａ）はその正面図を示し、図２（Ｂ）はその側面図を示す。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る加工装置の転造ローラを示す拡大図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能な他の転造ローラを示す拡大図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る加工装置に適用可能なさらに他の転造ローラを示す拡大図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る加工装置のガイドパッドとボア内面との間に形成された流体潤滑膜を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る加工装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ…加工装置
１０、１０ａ…ボーリングバー
１１…第１の供給路
１２…第２の供給路
１３…通路
２０…荒加工刃
３０…転造ローラ
３１…ローラ本体部
３２…押圧部
４０…仕上加工刃
５０…ガイドパッド
５１…パッド部
６０…流体供給機
７０…レーザ発振器
８０…反射鏡
【図１】
2006026713.tif 000003
【図２】
2006026713.tif 000004
【図３】
2006026713.tif 000005
【図４】
2006026713.tif 000006
【図５】
2006026713.tif 000007
【図６】
2006026713.tif 000008
【図７】
2006026713.tif 000009
【図８】
2006026713.tif 000010