(57)【要約】【課題】加工ローラと被加工物との間のすべりをなくして、被加工物の外周面に形成する微細な凹部のパターンや位置を制御することが可能であり、加工ローラの長寿命化をも実現することができる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】被加工物Ｗを保持して回転駆動する主軸３と、外周面に微細な凸部を具備してローラ軸４に回転自在に支持される加工ローラ５と、加工ローラに荷重を付与して被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細な凸部を押し付けるコイルばね２３と、荷重を測定するロードセル６と、ローラ駆動用のモータ７と、モータ７からの駆動力を加工ローラ５に伝える駆動力伝達手段と、加工ローラ５の回転速度を検出する回転速度検出器１０と、加工ローラ５の回転速度Ｖｔと被加工物Ｗの回転速度Ｖｗとを同期させるべくモータ７に制御信号を出力する制御部１１を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の外周面に微細な凹部を形成する微細凹部加工装置であって、被加工物を保持してこれを回転駆動する主軸と、外周面に微細な凸部を具備して主軸と平行を成すローラ軸に回転自在に支持される加工ローラと、この加工ローラに対してその径方向の荷重を付与して回転する被加工物の外周面に加工ローラの微細な凸部を押し付ける荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を測定する荷重測定手段と、加工ローラを回転させるローラ駆動源と、このローラ駆動源からの駆動力を加工ローラに伝える駆動力伝達手段と、加工ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、この回転速度検出手段からの信号に基づいて加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させるべく主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする微細凹部加工装置。
【請求項２】
駆動力伝達手段は、駆動力伝達部と、加工ローラに設けられて駆動力伝達部を介して伝達されるローラ駆動源からの駆動力を受ける駆動力受部を具備している請求項１に記載の微細凹部加工装置。
【請求項３】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部及び駆動力受部をいずれも互いに噛み合う歯車とした請求項２に記載の微細凹部加工装置。
【請求項４】
駆動力伝達手段の駆動力受部をプーリーとし、駆動力伝達部をプーリーとローラ駆動源との間に掛け渡したベルトとした請求項２に記載の微細凹部加工装置。
【請求項５】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部及び駆動力受部をいずれも互いに接触して摩擦伝達可能な粗面を有する摩擦伝達部材とした請求項２に記載の微細凹部加工装置。
【請求項６】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材のうちの少なくともいずれか一方を弾性体とした請求項５に記載の微細凹部加工装置。
【請求項７】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材のうちの少なくともいずれか一方の粗面の表面粗さをＲａ１μｍ以上とした請求項５又は６に記載の微細凹部加工装置。
【請求項８】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材の各粗面に互いに係合する凹凸をそれぞれ設けた請求項５〜７のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項９】
駆動力伝達手段の駆動力受部を加工ローラの外周面の微細な凸部とした請求項６に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１０】
駆動力伝達手段の駆動力伝達部と加工ローラとの相対位置を変更可能とした請求項５〜９のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１１】
加工ローラの外周面の微細な凸部を利用して加工ローラの回転速度を検出するエンコーダを回転速度検出手段とした請求項１〜１０のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１２】
被加工物の外周面に形成した微細な凹部を測定する加工形状測定手段を設け、制御部において、加工形状測定手段で測定した加工後の微細な凹部の測定結果に基づいて主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度を演算して制御する請求項１〜１１のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１３】
加工ローラの外周面における微細な凸部の破損を検出する破損検出手段を設け、制御部において、破損検出手段で検出した微細な凸部の破損状態に基づいて被加工面全面積に対する加工される微細凹部の面積率を演算すると共に、この演算結果に基づいて上記面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御する請求項１〜１２のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１４】
破損検出手段を加工ローラの振動から微細な凸部の破損を検出するものとした請求項１３に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１５】
破損検出手段を加工ローラの外周面の微細な凸部の画像から微細な凸部の破損を検出するものとした請求項１３に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１６】
破損検出手段を加工ローラのアコースティックエミッションから微細な凸部の破損を検出するものとした請求項１３に記載の微細凹部加工装置。
【請求項１７】
請求項１〜１０のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させると共に、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けることを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項１８】
請求項１〜１０のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させた後、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けることを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させた後、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付け、制御部において、回転速度検出手段であるエンコーダの回転信号から加工ローラの微細な凸部の破損を検知して加工を制御することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項２０】
請求項１２に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、加工形状測定手段で測定した加工後の微細な凹部の測定結果に基づいて主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度を演算して制御することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項２１】
請求項１３〜１６のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、加工後における微細凹部の形状の測定結果から被加工面全面積に対する微細凹部の面積率を演算し、この面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項２２】
請求項１３〜１６のいずれか一つの項に記載の微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、破損検出手段で検出した微細な凸部の破損状態に基づいて被加工面全面積に対する微細凹部の面積率を演算し、この面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御することを特徴とする微細凹部加工方法。
【請求項２３】
制御部における加工条件の制御は、主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度の制御である請求項２１又は２２に記載の微細凹部加工方法。
【請求項２４】
制御部における加工条件の制御は、加工ローラの被加工物に対する軸方向への送り速度の制御である請求項２１又は２２に記載の微細凹部加工方法。
【請求項２５】
制御部において、加工後に演算により求めた微細凹部の面積率に基づいて加工条件を補正する請求項２１〜２４のいずれかに記載の微細凹部加工方法。
【請求項２６】
摺動面としての外周面を具備し、請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を摺動面としての外周面に有することを特徴とする摺動部材。
【請求項２７】
摺動面としての外周面を具備し、請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を摺動面としての外周面に有することを特徴とするエンジン部品。
【請求項２８】
請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を外周面に有するジャーナルを備えたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２９】
請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を外周面に有するピンを備えたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項３０】
請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を外周面に有するジャーナルを備えたことを特徴とするカムシャフト。
【請求項３１】
請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を外周面に有するカムロブを備えたことを特徴とするカムシャフト。
【請求項３２】
請求項１〜１６のいずれかに記載の微細凹部加工装置又は請求項１７〜２５のいずれかに記載の微細凹部加工方法により加工された微細凹部を外周面に有するジャーナルを備えたことを特徴とするバランサシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の外周面、例えば、クランクピンやジャーナルやカムジャーナルの外周面に微細凹部を形成する際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、上記したようなクランクピンやジャーナルやカムジャーナル等の被加工物の外周面に微細な凹部を形成する微細凹部加工装置としては、例えば、外周面に微細な凸部を具備してローラ軸に回転自在に支持される加工ローラを備えたものがあり、この加工装置では、加工ローラの微細な凸部を被加工物の外周面に一定荷重で押し付けつつ、被加工物を回転させることで、被加工物の外周面に微細な凹部を形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３６１３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の微細凹部加工装置において、被加工物の外周面に押し付けられる加工ローラは、被加工物から回転力を得て回転しながら被加工物の外周面に微細な凹部を加工するので、加工ローラと被加工物との間にすべりが生じて、加工ローラの微細な凸部の間隔と被加工物の外周面に形成される微細な凹部の間隔とがずれてしまう可能性があり、この際、上記すべりが加工ローラ及び被加工物の材質や加工条件で変化するので、被加工物の外周面に形成する微細な凹部のパターンを制御することが困難であるという問題があった。
【０００４】
また、被加工物の外周面に微細な凹部を部分的に形成する場合には、回転する被加工物に対する加工ローラの接触離間を繰り返す必要があるが、加工ローラが被加工物から離れている間は、加工ローラの挙動をコントロールすることができないことから、被加工物の周速度と加工ローラの周速度が一致しなくなり、その結果、加工ローラが被加工物に対して再接触する毎にかかる負荷が増大してしまい、加工ローラの寿命が著しく短くなってしまうのに加えて、微細な凹部の位置を制御することができないという問題を有しており、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、加工ローラと被加工物との間のすべりを制御することができ、その結果、被加工物の外周面に微細な凹部を全面的に形成する場合は勿論のこと、被加工物の外周面に微細な凹部を部分的に形成する場合であったとしても、被加工物の外周面に形成する微細な凹部のパターンや位置をコントロールすることが可能であり、加えて、加工ローラの長寿命化をも実現することができ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】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、被加工物の外周面に微細凹部を形成するに際して、被加工物の回転速度に同期する回転速度で加工ローラを回転させるようになすことで、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の微細凹部加工装置は、被加工物の外周面に微細な凹部を形成する微細凹部加工装置であって、被加工物を保持してこれを回転駆動する主軸と、外周面に微細な凸部を具備して主軸と平行を成すローラ軸に回転自在に支持される加工ローラと、この加工ローラに対してその径方向の荷重を付与して回転する被加工物の外周面に加工ローラの微細な凸部を押し付ける荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を測定する荷重測定手段と、加工ローラを回転させるローラ駆動源と、このローラ駆動源からの駆動力を加工ローラに伝える駆動力伝達手段と、加工ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、この回転速度検出手段からの信号に基づいて加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させるべく主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力する制御部を備え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。
【０００８】
一方、本発明の微細凹部加工方法は、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させると共に、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付け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において、被加工物の外周面に押し付けられる加工ローラを被加工物の回転速度に同期するようにして回転させるので、加工ローラと被加工物との間のすべりをコントロールし得ることとなり、したがって、被加工物の外周面に微細な凹部を全面的に形成する場合は言うまでもなく、被加工物の外周面に微細な凹部を部分的に形成する場合であったとしても、被加工物の外周面に形成する微細な凹部のパターンや位置を制御し得ることとなり、加えて、加工ローラの長寿命化をも図られることとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記した構成としているので、加工ローラと被加工物との間のすべりを制御可能であり、その結果、被加工物の外周面に微細な凹部を全面的に形成する場合のみならず、被加工物の外周面に微細な凹部を部分的に形成する場合においても、被加工物の外周面に形成する微細な凹部のパターンや位置をコントロールすることができ、加えて、加工ローラの長寿命化をも実現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、駆動力伝達手段は、駆動力伝達部と、加工ローラに設けられて駆動力伝達部を介して伝達されるローラ駆動源からの駆動力を受ける駆動力受部を具備している構成を採用することができ、この場合には、加工ローラのローラ軸付近に駆動伝達装置や回転速度検出装置を設ける必要がなくなって、装置の小型化及び低コスト化が図られることとなり、例えば、自動車用クランクシャフトなどの複雑な形状の被加工物に対する加工も容易に行い得ることとなる。
【００１２】
この際、駆動力伝達手段の駆動力伝達部及び駆動力受部をいずれも互いに噛み合う歯車とした構成としたり、駆動力伝達手段の駆動力受部をプーリーとし、駆動力伝達部をプーリーとローラ駆動源との間に掛け渡したベルトとした構成としたりすることができ、いずれの場合も、加工ローラに対してローラ駆動源からの駆動力を確実に伝達し得ることとなる。
【００１３】
また、本発明の微細凹部加工装置において、駆動力伝達手段の駆動力伝達部及び駆動力受部をいずれも互いに接触して摩擦伝達可能な粗面を有する摩擦伝達部材とした構成とすることが可能であり、この場合には、歯車を構成するの歯やプーリーを構成する溝を加工ローラに形成する必要がないため、加工ローラの低コスト化が図られることとなる。
【００１４】
ここで、駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材のうちの少なくともいずれか一方を弾性体とした構成や、駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材のうちの少なくともいずれか一方の粗面の表面粗さをＲａ１μｍ以上とした構成を採用することができ、いずれの場合も、駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材間の摩擦が増すこととなって、加工ローラに対してより大きい駆動力をより確実に伝達し得ることとなる。
【００１５】
さらに、本発明の微細凹部加工装置において、駆動力伝達手段の駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材の各粗面に互いに係合する凹凸（プレス加工等の塑性加工により形成する凹凸）をそれぞれ設けた構成としてもよく、この場合も、駆動力伝達部としての摩擦伝達部材及び駆動力受部としての摩擦伝達部材間の摩擦が増すこととなって、加工ローラに対してより大きい駆動力をより確実に伝達し得ることとなり、この際、駆動力伝達手段の駆動力受部を加工ローラの外周面の微細な凸部とした構成を採用すると、駆動力伝達用の凹凸を加工ローラに形成する必要がないことから、加工ローラの低コスト化も図られることとなる。
【００１６】
さらにまた、本発明の微細凹部加工装置において、駆動力伝達手段の駆動力伝達部と加工ローラとの相対位置を変更可能とした構成とすることが可能であり、この構成を採用すると、例えば、被加工物の形状が複雑であったりしても、加工ローラに対して駆動力伝達手段の駆動力伝達部を移動させることで、被加工物に干渉することなく駆動力を伝達し得ることとなる。
【００１７】
さらにまた、本発明の微細凹部加工装置において、加工ローラの外周面の微細な凸部を利用して加工ローラの回転速度を検出するエンコーダを回転速度検出手段とした構成とすることができ、この構成を採用すると、装置のより一層の小型簡略化及び低コスト化が図られることとなる。
【００１８】
さらにまた、本発明の微細凹部加工装置では、被加工物の外周面に形成した微細な凹部を測定する加工形状測定手段を設け、制御部において、加工形状測定手段で測定した加工後の微細な凹部の測定結果に基づいて主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度を演算して制御する構成としてもよく、この場合には、より一層高精度なパターンで微細凹部を形成し得ることとなる。
【００１９】
さらにまた、本発明の微細凹部加工装置では、加工ローラの外周面における微細な凸部の破損を検出する破損検出手段を設け、制御部において、破損検出手段で検出した微細な凸部の破損状態に基づいて被加工面全面積に対する加工される微細凹部の面積率を演算すると共に、この演算結果に基づいて上記面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御する構成とすることが可能であり、この構成を採用すると、面積率を低下させずに加工ローラを長時間にわたって使用し得ることとなる。
【００２０】
この際、破損検出手段を加工ローラの振動から微細な凸部の破損を検出するものとしたり、破損検出手段を加工ローラの外周面の微細な凸部の画像から微細な凸部の破損を検出するものとしたり、破損検出手段を加工ローラのアコースティックエミッションから微細な凸部の破損を検出するものとしたりすることができる。
【００２１】
破損検出手段を加工ローラの振動から微細な凸部の破損を検出するものとすると、より高速な測定を行い得ることとなり、破損検出手段を加工ローラの外周面の微細な凸部の画像から微細な凸部の破損を検出するものとすると、加工ローラの各微細な凸部の破損状態を詳細に測定し得ることとなり、破損検出手段を加工ローラのアコースティックエミッションから微細な凸部の破損を検出するものとすると、微細な凸部の破損の検出感度が高まることとなり、例えば、加工に使用する潤滑液等を介して測定することができるので、装置レイアウトの自由度が拡がることとなる。
【００２２】
一方、本発明の微細凹部加工方法において、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させた後、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付ける構成を採用することが望ましい。
【００２３】
つまり、この構成を採用すると、加工ローラの周速度と被加工物の周速度とを同一にしてから、加工ローラを被加工物の外周面に押し付けて加工することになるので、押し付け時に加工ローラに働く応力を低減でき、したがって、加工ローラのより一層の長寿命化を実現し得ることとなる。
【００２４】
また、本発明の微細凹部加工方法において、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、回転速度検出手段からの信号に基づいて制御部から主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方に制御信号を出力して加工ローラの回転速度と被加工物の回転速度とを同期させた後、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付け、制御部において、回転速度検出手段であるエンコーダの回転信号から加工ローラの微細な凸部の破損を検知して加工を制御する構成を採用することができ、この場合には、加工ローラの破損検査等の工程を省くことができる。
【００２５】
さらに、本発明の微細凹部加工方法において、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、加工形状測定手段で測定した加工後の微細な凹部の測定結果に基づいて主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度を演算して制御する構成としてもよく、この場合には、より一層高精度なパターンで微細凹部を形成し得ることとなる。
【００２６】
さらにまた、本発明の微細凹部加工方法において、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、加工後における微細凹部の形状の測定結果から被加工面全面積に対する微細凹部の面積率を演算し、この面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御する構成としてもよく、この場合には、加工後の微細な凹部の測定結果から面積率を計算して加工条件を制御するので、面積率をより高精度なものにし得ることとなる。
【００２７】
さらにまた、本発明の微細凹部加工方法において、上記微細凹部加工装置を用いて被加工物の外周面に微細な凹部を形成するに際して、主軸を作動させて被加工物を回転駆動すると共に、駆動力伝達手段を介して伝えられるローラ駆動源からの駆動力で加工ローラを回転させ、荷重発生手段から加工ローラにその径方向の荷重を付与して加工ローラの微細な凸部を回転する被加工物の外周面に押し付けて加工を行い、制御部において、破損検出手段で検出した微細な凸部の破損状態に基づいて被加工面全面積に対する微細凹部の面積率を演算し、この面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御する構成とすることが可能であり、この構成を採用しても、面積率をより高精度なものにし得ることとなる。
【００２８】
ここで、主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度の制御を制御部における加工条件の制御としたり、加工ローラの被加工物に対する軸方向への送り速度の制御を制御部における加工条件の制御としたりすることができ、加工条件の制御が、主軸及びローラ駆動源のうちの少なくともいずれか一方の回転速度の制御である場合には、面積率をより細かく調整し得ることとなり、一方、加工条件の制御が、加工ローラの被加工物に対する軸方向への送り速度の制御である場合には、面積率をより大きく調整し得ることとなる。
【００２９】
さらにまた、本発明の微細凹部加工方法では、制御部において、加工後に演算により求めた微細凹部の面積率に基づいて加工条件を補正する構成を採用してもよく、この構成を採用すると、次の被加工物の加工条件の補正が成されることから、被加工物間の面積率のばらつきを低減し得ることとなる。
【００３０】
そして、上記した本発明の微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法を用いて加工された微細凹部を摺動面としての外周面に有する摺動部材において、その摺動面に形成された微細凹部の形状精度が良好であることから、この微細凹部が潤滑油溜まりとなって潤滑油の流れを効率的に制御し得ることとなり、その結果、摩擦の低減が図られることとなる。
【００３１】
すなわち、上記摺動部材が、微細凹部を外周面に有するジャーナル及びピンを備えたクランクシャフトや、微細凹部を外周面に有するジャーナル及びカムロブを備えたカムシャフトや、微細凹部を外周面に有するジャーナルを備えたバランサシャフトなどのエンジン部品である場合には、摺動面としての外周面に形成された微細凹部が潤滑油溜まりとなって潤滑油の流れを効率的に制御し得ることとなり、その結果、摺動抵抗が低いものとなって、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
図１に示すように、この微細凹部加工装置１は、チャック２を介して保持した被加工物（摺動部材）Ｗを回転駆動する主軸３と、この主軸３と平行を成すローラ軸４に回転自在に支持される加工ローラ５と、この加工ローラ５に対してその径方向（Ｚ軸方向）の荷重を付与して回転する被加工物Ｗの外周面Ｗａに加工ローラ５の微細な凸部を押し付ける荷重発生機構２０と、加工ローラ５をローラ押し付け方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動させる図示しないアクチュエータと、荷重発生機構２０による荷重を測定する荷重測定手段としてのロードセル６を備えており、加工ローラ５は、その外周面にローラ軸４に対して傾きを持たせた微細な凸部を具備している。
【００３４】
荷重発生機構２０は、図示しないアクチュエータの作動によってＸ軸方向及びＺ軸方向に往復移動するハウジング２１と、ローラ軸４を介して加工ローラ５を支持してハウジング２１に対してＺ軸方向に進退可能としたアーム２２と、ハウジング２１内に配置されてアーム２２を介して加工ローラ５を被加工物Ｗに押し付け付勢する荷重発生手段としてのコイルばね２３を具備しており、ハウジング２１とコイルばね２３との間に上記したロードセル６が配置してある。
【００３５】
また、この微細凹部加工装置１は、図２に示すように、加工ローラ５を回転させるモータ（ローラ駆動源）７と、加工ローラ５に一体的に設けられてモータ７からの駆動力を加工ローラ５に伝える駆動力伝達手段を構成するプーリー（駆動力受部）８と、このプーリー８とモータ７の出力軸７ａとの間に掛け渡されてプーリー８とともに駆動力伝達手段を構成するベルト（駆動力伝達部）９と、ローラ軸４に接続して設けられて加工ローラの５の回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度検出器１０と、この回転速度検出器１０からの信号に基づいて加工ローラ５の回転速度と被加工物Ｗの回転速度とを同期させるべく主軸３及びモータ７のうちの少なくともいずれか一方（この実施例ではモータ７）に制御信号を出力する制御部１１を備えている。
【００３６】
そこで、上記した微細凹部加工装置１を用いて被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細凹部を形成する要領、すなわち、本発明の一実施例による微細凹部加工方法を説明する。
【００３７】
まず、図３に示すように、ステップ１０１において、押し付け荷重などの加工条件を入力するのに続いて、ステップ１０２において、加工ローラ５を加工開始位置に移動させた後、ステップ１０３において、加工ローラ５の降下を開始し、ステップ１０４において、ロードセル６からの信号が所定の荷重になるまで加工ローラ５を降下させる。
【００３８】
次いで、ステップ１０５において、主軸３により被加工物Ｗを回転させると共にモータ７からの駆動力で加工ローラ５を回転させ、これと同時にアクチュエータを作動させて被加工物ＷのＸ軸方向の送りを開始する。
【００３９】
このとき、ステップ１０６において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗ及び加工ローラ５の周速度Ｖｔが制御部１１に入力され、ステップ１０７及びステップ１０８において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗと加工ローラ５の周速度Ｖｔとの比較がなされるのに続いて、ステップ１０９及びステップ１１０において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗと加工ローラ５の周速度Ｖｔとが等しくなるような演算制御がなされる。
【００４０】
そして、ステップ１１１において、上記したような制御による加工を被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面にわたって実施し、ステップ１１２において、被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面に微細凹部が形成された時点で加工ローラ５を上昇させて、ステップ１１３において、加工を終了する。
【００４１】
上記したように、この実施例における微細凹部加工装置１を用いた微細凹部加工方法では、被加工物Ｗの周速度Ｖｗに同期する周速度Ｖｔで加工ローラ５を回転させるようにしているので、被加工物Ｗと加工ローラ５との間でのすべりがなくなり、したがって、被加工物Ｗの外周面Ｗａに形成する微細な凹部のパターンや位置をコントロールすることが可能となって、高精度な微細凹部のパターンを加工することができる。
【００４２】
この実施例では、モータ７からの駆動力を加工ローラ５に伝える駆動力伝達手段が、加工ローラ５に一体的に設けたプーリー（駆動力受部）８と、このプーリー８とモータ７の出力軸７ａとの間に掛け渡したベルト（駆動力伝達部）９とからなっている場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、駆動力伝達手段が、加工ローラ５に一体的に設けた傘歯車（駆動力受部）８Ａと、モータ７の出力軸７ａに設けられて傘歯車８Ａと噛み合うピニオン（駆動力伝達部）９Ａとからなっていてもよく、この場合も、上記と同様に加工ローラ５に対してモータ７からの駆動力を確実に伝達し得ることとなる。
【００４３】
また、図５に示すように、駆動力伝達手段が、加工ローラ５に一体的に設けた傘状の粗面８ａを有する摩擦伝達部材（駆動力受部）８Ｂと、モータ７の出力軸７ａに設けられて摩擦伝達部材８Ｂの粗面８ａと摩擦伝達可能な粗面９ａを有するピニオン状の摩擦伝達部材（駆動力伝達部）９Ｂとからなっていてもよく、この場合には、加工ローラ５に歯部や溝部を形成する必要がないため、加工ローラ５の低コスト化が図られることとなる。
【００４４】
この際、例えば、駆動力伝達部であるピニオン状の摩擦伝達部材９Ｂを弾性体としたり、駆動力受部である傘状の摩擦伝達部材８Ｂの粗面８ａの表面粗さをＲａ１μｍ以上としたりすれば、摩擦伝達部材８Ｂ，９Ｂ間の摩擦が増すこととなって、加工ローラ５に対してより大きい駆動力をより確実に伝達し得ることとなる。
【００４５】
加えて、図６に示すように、摩擦伝達部材８Ｂ，９Ｂの各粗面８ａ，９ａに互いに係合する凹凸８ｂ，９ｂをプレス加工等の塑性加工やネットシェイプでの焼結，成形及び鋳造により形成すれば、摩擦伝達部材８Ｂ，９Ｂ間により大きな摩擦力を発生させることができ、加工ローラ５に対してより大きい駆動力をより確実に伝達し得ることとなりる。
【００４６】
さらに、図７に示すように、加工ローラ５の外周面の微細な凸部８Ｃを駆動力伝達手段の駆動力受部とし、この微細な凸部８Ｃにモータ７の出力軸７ａに設けた弾性体からなる摩擦伝達車（駆動力伝達部）９Ｃを接触させるようにしてもよく、この場合には、駆動力伝達用の凹凸を加工ローラ５に形成する必要がない分だけ、加工ローラ５の低コスト化が図られることとなる。
【００４７】
このように、摩擦伝達車９Ｃを加工ローラ５の微細な凸部８Ｃに接触させることで、モータ７からの駆動力を加工ローラ５に伝達する場合において、図８に示すように、駆動力伝達手段の駆動力伝達部である摩擦伝達車９Ｃと加工ローラ５との相対位置を変更可能とすることが望ましく、このように、摩擦伝達車９Ｃと加工ローラ５との相対位置を変更可能とすることで、被加工物Ｗが複雑な形状である場合であったとしても、被加工物Ｗに干渉することなく駆動力を伝達し得ることとなる。
【００４８】
さらにまた、この実施例では、回転速度検出手段としての回転速度検出器１０をローラ軸４に接続して設けた場合を示したが、他の構成として、図９に示すように、エンコーダ１０Ａを回転速度検出手段とし、このエンコーダ１０Ａの発信部１０ａ及び受信部１０ｂを加工ローラ５の外周縁部を挟んで対峙させて、発信部１０ａから発した信号Ｓが微細な凸部８Ｃ間を通過して受信部１０ｂに到達することを利用して加工ローラ５の回転速度を検出する構成とすることができるほか、図１０に示すように、エンコーダ１０Ａの発信部１０ａ及び受信部１０ｂを加工ローラ５の外周縁部の片面側に配置して、発信部１０ａから発した信号Ｓが微細な凸部８Ｃに反射して受信部１０ｂに到達することを利用して加工ローラ５の回転速度を検出する構成とすることができ、いずれの場合も、装置のより一層の小型簡略化及び低コスト化が図られることとなる。
【００４９】
この際、図１１に示すように、２組のエンコーダ１０Ａを回転速度検出手段とし、これらのエンコーダ１０Ａの発信部１０ａ及び受信部１０ｂを加工ローラ５の外周縁部を挟んでそれぞれ対峙させて、双方のエンコーダ１０Ａの各発信部１０ａから発した信号Ｓ１，Ｓ２が微細な凸部８Ｃの先端部間及び基端部間を通過して各受信部１０ｂにそれぞれ到達することを利用して加工ローラ５の回転速度を検出するようにしてもよく、この場合には、回転速度の検出精度の向上が図られることとなる。
【００５０】
このように、回転速度検出手段としてエンコーダ１０Ａを用いると共に加工ローラ５の微細な凸部８Ｃを利用して、加工ローラ５の回転速度を検出するようになすと、加工ローラ５の微細な凸部８Ｃに破損が生じた場合において、エンコーダ１０Ａからの信号電圧波形によって微細な凸部８Ｃの欠損状況を認識し得ることとなる。例えば、図１２に示すように、通常のパルス間隔δＴｎ１の４倍のパルス間隔δＴｎ２の信号電圧波形が表れた場合には、微細な凸部８Ｃに４個の欠損が生じたことを認識し得ることとなる。
【００５１】
次に、上記した微細凹部加工装置１を用いて被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細凹部を形成する他の要領、すなわち、本発明の他の実施例による微細凹部加工方法を説明する。
【００５２】
まず、図１３に示すように、ステップ２０１において、押し付け荷重などの加工条件を入力するのに続いて、ステップ２０２において、加工ローラ５を加工開始位置に移動させ、次いで、ステップ２０３において、主軸３により被加工物Ｗを回転させると同時にモータ７からの駆動力で加工ローラ５を回転させる。
【００５３】
このとき、ステップ２０４において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗ及び加工ローラ５の周速度Ｖｔが制御部１１に入力され、ステップ２０５及びステップ２０６において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗと加工ローラ５の周速度Ｖｔとの比較がなされるのに続いて、ステップ２０７及びステップ２０８において、被加工物Ｗの周速度Ｖｗと加工ローラ５の周速度Ｖｔとが等しくなるような演算制御がなされる。なお、複数の被加工物Ｗを連続して加工する場合は、被加工物Ｗ及び加工ローラ５を連続して回転させても差し支えない。
【００５４】
そして、ステップ２０９において、被加工物Ｗの回転速度Ｖｗと加工ローラ５の回転速度Ｖｔとが等しくなったと判定された段階で、ステップ２１０において、加工ローラ５の降下を開始し、ステップ２１１において、ロードセル６からの信号が所定の荷重になるまで加工ローラ５を降下させる。
【００５５】
続いて、ステップ２１２において、上記した状態でアクチュエータを作動させて被加工物ＷのＸ軸方向の送りを開始し、ステップ２１３において、上記したような制御による加工を被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面にわたって実施し、ステップ２１４において、被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面に微細凹部が形成された時点で加工ローラ５を上昇させて、ステップ２１５において、加工を終了する。
【００５６】
上記したように、この実施例における微細凹部加工方法においても、被加工物Ｗの周速度Ｖｗに同期する周速度Ｖｔで加工ローラ５を回転させるようにしているので、被加工物Ｗと加工ローラ５との間でのすべりがなくなり、したがって、被加工物Ｗの外周面Ｗａに形成する微細な凹部のパターンや位置をコントロールすることが可能となって、高精度な微細凹部のパターンを加工することができる。
【００５７】
また、この実施例における微細凹部加工方法では、加工ローラ５の周速度Ｖｔと被加工物Ｗの周速度Ｖｗとを同期させてから、加工ローラ５を被加工物Ｗの外周面Ｗａに押し付けて加工するので、押し付け時に加工ローラに働く応力を低減でき、したがって、加工ローラ５のより一層の長寿命化を実現し得ることとなる。
【００５８】
さらに、回転させた状態の被加工物Ｗに対して加工ローラ５を押付けることができるので、すなわち、被加工物Ｗの回転加速及び被加工物Ｗに対する加工ローラ５の押付けを同時に行い得るので、加工時間の短縮化が図られることとなる。
【００５９】
加えて、この実施例における微細凹部加工方法を被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細な凹部を部分的に形成する場合に適用すると、図１４に示すように、加工ローラ５を被加工物Ｗから離間させ、被加工物Ｗを移動させた後に、再び、加工ローラ５を被加工物Ｗに接触させる一連の動作（Ｂ１〜Ｂ３）が、被加工物Ｗの回転動作（Ｂ０）を妨げることなくなされることとなり、その結果、加工時間の短縮化が図られると共に、再接触時に加工ローラ５にかかる負荷が大幅に低減されて、より一層の長寿命化を実現し得ることとなる。
【００６０】
図１５は本発明の他の実施例による微細凹部加工装置を示している。図１５に示すように、この実施例の微細凹部加工装置３１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、加工ローラ５によって被加工物Ｗの外周面Ｗａに形成した加工直後の微細な凹部Ｔを測定するモニタ（加工形状測定手段）１５を設け、制御部１１において、モニタ１５で測定した加工後の微細な凹部Ｔの測定結果に基づいて主軸３及びモータ７のうちの少なくともいずれか一方の回転速度（回転方向及び回転量を含む）を演算して制御するようにした点にあり、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。
【００６１】
そこで、上記した微細凹部加工装置３１を用いて被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細凹部Ｔを形成する要領、すなわち、本発明のさらに他の実施例による微細凹部加工方法を説明する。
【００６２】
まず、図１６に示すように、ステップ３０１において、押し付け荷重や設計微細凹部間隔Ｌなどの加工条件を入力するのに続いて、ステップ３０２において、加工ローラ５を加工開始位置に移動させた後、ステップ３０３において、加工ローラ５の降下を開始し、ステップ３０４において、ロードセル６からの信号が所定の荷重になるまで加工ローラ５を降下させる。
【００６３】
次いで、ステップ３０５において、主軸３により被加工物Ｗを回転させると共にモータ７からの駆動力で加工ローラ５を回転させ、これと同時にアクチュエータを作動させて被加工物ＷのＸ軸方向の送りを開始する。
【００６４】
このとき、ステップ３０６において、加工中にモニタ１５によって測定された加工直後の微細凹部Ｔの間隔δが制御部１１に入力され、ステップ３０７及びステップ３０８において、設計微細凹部間隔Ｌと測定された微細凹部Ｔの間隔δとの比較がなされるのに続いて、ステップ３０９及びステップ３１０において、設計微細凹部間隔Ｌと測定された微細凹部Ｔの間隔δとが等しくなるような演算制御がなされる。
【００６５】
そして、ステップ３１１において、上記したような制御による加工を被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面にわたって実施し、ステップ３１２において、被加工物Ｗの外周面Ｗａ全面に微細凹部Ｔが形成された時点で加工ローラ５を上昇させて、ステップ３１３において、加工を終了する。
【００６６】
上記したように、この実施例における微細凹部加工装置３１を用いた微細凹部加工方法では、加工中にモニタ１５によって測定された加工直後の微細凹部Ｔの間隔δが設計微細凹部間隔Ｌと一致するように加工ローラ５の回転方向及び回転量を制御するようにしているので、均一なパターンの微細凹部をより一層高精度に形成し得ることとなる。
【００６７】
図１７は本発明のさらに他の実施例による微細凹部加工装置を示している。図１７に示すように、この実施例の微細凹部加工装置５１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、加工ローラ５の外周面における微細な凸部の破損を検出するローラ破損検出部（破損検出手段）１６を設け、制御部１１において、ローラ破損検出部１６で検出した微細な凸部の破損状態に基づいて加工面全面積に対する加工される微細凹部Ｔの面積率を演算すると共に、この演算結果に基づいて面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御するようにした点にあり、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。
【００６８】
この場合、ローラ破損検出部１６としては、図１７に示す非接触式のセンサを用いることができるほか、図１８に示す加工ローラ５の変位を検出する変位センサや、図１９に示す加工ローラ５の振動を検出する加速度センサや、図２０に示す潤滑油供給部１７から供給される潤滑油１８を介して加工ローラ５のアコースティックエミッション検出するＡＥセンサを用いることができる。
【００６９】
ローラ破損検出部１６として、変位センサや加速度センサを用いると、より高速な測定を行い得ることとなり、ローラ破損検出部１６として、ＡＥセンサを用いると、装置レイアウトの自由度が拡がることとなり、ローラ破損検出部１６として、上記した加工形状測定手段であるモニタ１５を用いると、加工ローラ５の各微細な凸部の破損状態を詳細に測定し得ることとなる。
【００７０】
上記した微細凹部加工装置５１を用いて被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細凹部Ｔを形成する要領、すなわち、本発明のさらに他の実施例による微細凹部加工方法を説明する。
【００７１】
まず、上記した実施例と同様の加工条件に加えて、被加工面全面積に対する加工される微細凹部Ｔの面積率の下限値ＳＬと、許容できる加工ローラ５の外周面の微細な凸部の限界破損数ＢＬを制御部１１に入力した後、上記した実施例と同様に微細凹部Ｔの加工を開始する。
【００７２】
加工中において、ローラ破損検出部１６により加工ローラ５の外周面の微細な凸部の破損した数が検出され、このローラ破損検出部１６で検出された微細な凸部の破損数の情報が、制御部１１の演算部分１１ａに入力され、この演算部分１１ａにおいて、加工ローラ５の微細な凸部の全数をＡ、破損した微細な凸部の数をＢ、加工ローラ５の微細な凸部が破損していない場合の面積率をＸとして、以下の数式
Ｐ＝Ｘ×（Ａ−Ｂ）／Ａ 
に基づいて、この時点の加工ローラ５によって加工される微細な凹部Ｔの面積率の計算がなされる。
【００７３】
そして、このようにして制御部１１の演算部分１１ａで計算された面積率が、始めに入力した面積率の下限値ＳＬよりも小さい場合には、制御部１１の演算部分１１ａから出力制御部分１１ｂに信号が送られて、この出力制御部分１１ｂによって、加工ローラ５と被加工物Ｗの速度差の制御、及び、加工ローラ５の被加工物Ｗの軸方向への送り速度の制御のうちのいずれかの制御がなされる。
【００７４】
これらの制御のうちの前者の制御を行う場合には、図２１に示すように、加工ローラ５の周速度Ｖｔが被加工物Ｗの周速度Ｖｗを上回るようになすことで、加工される微細な凹部Ｔの間隔を変えて、被加工面全面積に対する微細な凹部Ｔの面積を変化させ、一方、後者の制御を行う場合には、図２２に示すように、加工ローラ５の微細な凸部が破損していないときの加工位置（破線で示す）を加工し得る加工ローラ５の送り量Ｆｔ１を小さくしてＦｔ２とするようになすことで、加工される微細な凹部Ｔの間隔を変えて、被加工面全面積に対する微細な凹部Ｔの面積を変化させる。
【００７５】
この制御部１１の出力制御部分１１ｂによる制御は、いずれの場合も加工ローラ５の外周面の微細な凸部の破損数が、始めに入力した加工ローラ５の微細な凸部の限界破損数ＢＬに達するまで行われ、この制御を加工終了まで行うようになせば、加工中において加工ローラ５の外周面の微細な凸部が破損したとしても、被加工面全面積に対する加工される微細な凹部Ｔの面積率を均一にすることができる。
【００７６】
次に、上記した微細凹部加工装置３１（モニタ１５を有する微細凹部加工装置３１）を用いて被加工物Ｗの外周面Ｗａに微細凹部を形成する要領、すなわち、本発明のさらに他の実施例による微細凹部加工方法を説明する。
【００７７】
まず、上記した実施例と同様に、加工条件に加えて被加工面全面積に対する加工される微細な凹部Ｔの面積率の下限値ＳＬと、許容できる加工ローラ５の外周面の微細な凸部の限界破損数ＢＬを制御部１１に入力した後、上記した実施例と同様に微細な凹部Ｔの加工を開始する。
【００７８】
加工中において、図２３に示すように、形成された直後の微細な凹部Ｔがモニタ１５によって連続して複数測定され、このモニタ１５で測定された微細な凹部Ｔの欠陥情報、すなわち、加工ローラ５の微細凸部の破損が原因で生じた図２３（ａ）に示す欠陥微細凹部Ｔ１や図２３（ｂ）に示す微細凹部未形成部位Ｔ２の情報が、制御部１１の演算部分１１ａに入力され、この演算部分１１ａでは、測定結果に基づいて微細な凹部Ｔの加工表面における面積の和の計算がなされるのに続いて、この計算結果から、加工された微細な凹部Ｔの面積率の計算がなされる。この際、測定する微細な凹部Ｔの個数は特に規定しないが、加工ローラ５の外周面に形成された微細凸部の個数よりも多いことが望ましい。
【００７９】
そして、このようにして制御部１１の演算部分１１ａで求められた面積率が、始めに入力した面積率の下限値ＳＬよりも小さい場合には、制御部１１の演算部分１１ａから出力制御部分１１ｂに信号が送られて、この出力制御部分１１ｂによって、加工ローラ５と被加工物Ｗの速度差の制御、及び、加工ローラ５の被加工物Ｗの軸方向への送り速度の制御のうちのいずれかの制御がなされる。
【００８０】
この制御部１１の出力制御部分１１ｂによる制御は、いずれの場合も加工ローラ５の外周面の微細な凸部の破損数が、始めに入力した加工ローラ５の微細な凸部の限界破損数ＢＬに達するまで行われ、この制御を加工終了まで行う。
【００８１】
この実施例では、加工ローラ５の微細な凸部の破損が原因で部分的に形成された微細な凹部Ｔ１分の面積も含めて面積率を算出することができ、この面積率を所定範囲内に収めるべく加工条件を制御するので、加工中において加工ローラ５の外周面の微細な凸部が破損したとしても、被加工面全面積に対する加工される微細な凹部Ｔの面積率をより高精度に均一にすることができる。
【００８２】
この実施例では、加工中に加工された微細凹部Ｔの表面積を測定して、加工される微細凹部Ｔの面積率を制御するようにしているが、加工された微細凹部Ｔの表面積を加工後に測定してその面積率を算出し、これに基づいて次の被加工物Ｗの加工条件を補正するようにしてもよく、このように制御することで、加工ローラ５の外周面の微細凸部が破損が発生したとしても、複数の被加工物Ｗ個々の微細凹部Ｔの面積率を均一にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
上記した実施例の微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法を用いて加工された微細凹部を摺動面としての外周面に有する摺動部材が、微細凹部を外周面に有するジャーナル及びピンを備えたクランクシャフトや、微細凹部を外周面に有するジャーナル及びカムロブを備えたカムシャフトや、微細凹部を外周面に有するジャーナルを備えたバランサシャフトなどのエンジン部品である場合には、摺動面としての外周面に形成された微細凹部が潤滑油溜まりとなって潤滑油の流れを効率的に制御し得ることとなり、その結果、摺動抵抗が低いものとなって、燃費の向上に寄与し得ることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の微細凹部加工装置の一実施例を示す正面説明図である。（実施例１）
【図２】図１の微細凹部加工装置の加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。（実施例１）
【図３】図１の微細凹部加工装置を用いて行う一実施例による微細凹部加工方法のフローチャートである。（実施例１）
【図４】図１の微細凹部加工装置における駆動力伝達手段の他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。
【図５】図１の微細凹部加工装置における駆動力伝達手段のさらに他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。
【図６】図１の微細凹部加工装置における駆動力伝達手段のさらに他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。
【図７】図１の微細凹部加工装置における駆動力伝達手段のさらに他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。
【図８】図７の駆動力伝達手段の摩擦伝達車の加工ローラに対する位置変更パターンを示す加工ローラ部分の拡大側面説明図である。
【図９】図１の微細凹部加工装置における回転速度検出手段の他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び加工ローラの部分拡大斜視説明図（ｂ）である。
【図１０】図１の微細凹部加工装置における回転速度検出手段のさらに他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び加工ローラの部分拡大斜視説明図（ｂ）である。
【図１１】図１の微細凹部加工装置における回転速度検出手段のさらに他の構成例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ），加工ローラの部分拡大斜視説明図（ｂ）及び加工ローラの部分拡大側面説明図（ｃ）である。
【図１２】加工ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段から出力された信号電圧波形を示すグラフである。
【図１３】図１の微細凹部加工装置を用いて行う他の実施例による微細凹部加工方法のフローチャートである。（実施例２）
【図１４】図１３に示した微細凹部加工方法を被加工物の外周面に微細な凹部を部分的に形成するのに適用した場合の工程ブロック図である。
【図１５】本発明の微細凹部加工装置の他の実施例を示す加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び拡大側面説明図（ｂ）である。（実施例３）加工ローラを用いて微細凹部加工を行う状況を示す側面説明図である。
【図１６】図１５の微細凹部加工装置を用いて行う微細凹部加工方法のフローチャートである。（実施例３）
【図１７】本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を示す正面説明図である。（実施例４）
【図１８】図１７の微細凹部加工装置に他の破損検出手段としての変位センサを用いた場合の加工ローラ部分における拡大正面説明図である。（実施例４）
【図１９】図１７の微細凹部加工装置にさらに他の破損検出手段としての加速度センサを用いた場合の加工ローラ部分における拡大正面説明図である。（実施例４）
【図２０】図１７の微細凹部加工装置にさらに他の破損検出手段としてのＡＥセンサを用いた場合の正面説明図である。（実施例４）
【図２１】図１７の微細凹部加工装置を用いて微細凹部加工を行う際の面積率制御の一例を示す加工ローラと被加工物との接触部分の拡大説明図である。（実施例４）
【図２２】図１７の微細凹部加工装置を用いて微細凹部加工を行う際の面積率制御の他の例を示す被加工物の斜視説明図である。（実施例４）
【図２３】図１５の微細凹部加工装置に面積率制御を適用して微細凹部加工を行う際の加工ローラ部分の拡大正面説明図（ａ）及び被加工物の被加工面の拡大説明図（ｂ）である。（実施例５）
【符号の説明】
【００８５】
１，３１，５１ 微細凹部加工装置
３             主軸
４             ローラ軸
５             加工ローラ
６             ロードセル（荷重測定手段）
７             モータ（ローラ駆動源）
７ａ            モータの出力軸
８             プーリー（駆動力受部；駆動力伝達手段）
８ａ            摩擦伝達部材の粗面
８ｂ            凹凸
８Ａ            傘歯車（駆動力受部；駆動力伝達手段）
８Ｂ            摩擦伝達部材（駆動力受部；駆動力伝達手段）
８Ｃ            微細な凸部（駆動力受部；駆動力伝達手段）
９             ベルト（駆動力伝達部）
９ａ            摩擦伝達部材の粗面
９ｂ            凹凸
９Ａ            ピニオン（駆動力伝達部；駆動力伝達手段）
９Ｂ            摩擦伝達部材（駆動力伝達部）
９Ｃ            摩擦伝達車（駆動力伝達部；駆動力伝達手段）
１０            回転速度検出器（回転速度検出手段）
１０Ａ          エンコーダ（回転速度検出手段）
１１            制御部
１５            モニタ（加工形状測定手段）
１６            ローラ破損検出部（破損検出手段）
２３            コイルばね（荷重発生手段）
Ｔ             微細な凹部
Ｗ             被加工物
Ｗａ           被加工物の外周面
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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