(57)【要約】【課題】被加工物の表面に微細な凹部を形成するに際し、精密旋盤を用いて凹部を切削する従来の方法では、被加工物の表面のうねりや位置決め誤差等の影響により、凹部の深さをコントロールするのが難しいという問題点があった。【解決手段】回転自在なフォームローラ１と、被加工物Ｗに接触したフォームローラに荷重を付与する圧縮コイルばね２と、その荷重を検出するロードセル３を用い、ロードセル３で検出した荷重が設定値に達するまで被加工物Ｗをフォームローラ１で加圧した後、フォームローラ１を転動させることにより被加工物Ｗの表面に微細な凹部を形成するようにし、被加工物Ｗの表面のうねりや位置決め誤差等の影響を小さくして、凹部の深さ等のばらつきを抑制し、高い精度で微細な凹部を形成する。【選択図】  図１
2004223570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の表面に微細な凹部を形成するに際し、回転自在に保持した凹部形成用のフォームローラと、被加工物に接触したフォームローラに被加工物方向への荷重を付与する荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を検出する荷重検出手段を用い、被加工物にフォームローラを接触させて荷重発生手段により被加工物をフォームローラで加圧し、荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値に達するまで加圧した後、被加工物とフォームローラを相対的に移動させてフォームローラを転動させることにより、被加工物の表面に微細な凹部を形成することを特徴とする表面加工方法。
【請求項２】
荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値を維持するように被加工物とフォームローラの相対位置を制御しながら、被加工物の表面に微細な凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の表面加工方法。
【請求項３】
荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値で周期的に変化するように被加工物とフォームローラの相対位置を制御しながら、被加工物の表面に微細な凹部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の表面加工方法。
【請求項４】
被加工物の表面及びフォームローラの外周部の少なくとも一方にオイルミストを供給しながら、被加工物の表面に微細な凹部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面加工方法。
【請求項５】
被加工物の表面に微細な凹部を形成する装置であって、回転自在に保持した凹部形成用のフォームローラと、被加工物に接触したフォームローラに被加工物方向への荷重を付与する荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を検出する荷重検出手段と、被加工物とフォームローラを互いに近接離間する方向、フォームローラの転動方向及び軸線方向に相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする表面加工装置。
【請求項６】
被加工物が、回転体であると共に、移動手段が、被加工物を保持して軸線回りに回転させる主軸を備えていることを特徴とする請求項５に記載の表面加工装置。
【請求項７】
フォームローラの外周部先端が、曲率半径０．０５〜０．５ｍｍのＲ形状を成していることを特徴とする請求項５又は６に記載の表面加工装置。
【請求項８】
フォームローラを回転自在に保持するアームと、フォームローラの軸線に交差する方向にアームを移動可能に保持するハウジングを備え、アームとハウジングの間に、荷重発生手段及び荷重検出手段を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の表面加工装置。
【請求項９】
荷重発生手段が、アームとハウジングの間に介装した圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項８に記載の表面加工装置。
【請求項１０】
荷重検出手段が、ハウジングと圧縮コイルばねの間に介装したロードセルであることを特徴とする請求項９に記載の表面加工装置。
【請求項１１】
フォームローラとアームの間に、複列アンギュラ玉軸受が介装してあることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の表面加工装置。
【請求項１２】
アームとハウジングが、スプライン結合によってアーム軸線方向のみに移動可能に結合してあることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の表面に微細な凹部を形成するのに用いる表面加工方法及び表面加工装置に関し、例えば、自動車のエンジン、トランスミッション及びアクスルなどの動力発生装置や動力伝達装置を構成する可動部品の表面に、作動効率を高めるか、あるいは摺動抵抗を低減するための微細な凹部（凹凸形状）を形成するのに用いられる表面加工方法及び表面加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被加工物の表面に微細な凹部を形成する方法としては、ショットブラストによるものがあった。この方法は、例えば自動車用エンジンのピストンの外周面を微細な凹凸形状にする場合に用いられ、被加工物の表面にセラミックスなどから成る砥粒を噴射して、同表面に微細な凹部を形成するものである。しかし、このようなショットブラストによる方法では、形成した凹部の形状がランダムであり、凹部の幅や深さなどが不均一であるばかりか、連続した凹部すなわち溝状の凹部を形成することがきわめて困難である。
【０００３】
これに対して、被加工物の表面に溝状の凹部を形成する方法としては、図５（ａ）に示す精密旋盤を用いたものがあった。すなわち、円筒形状を成す被加工物Ｗの一端部を主軸１０１のチャッキング装置１０２で把持すると共に、被加工物Ｗの他端部を芯押し軸１０３で回転可能に保持し、主軸１０１で被加工物Ｗを軸線回りに回転させながら、被加工物Ｗの表面（外周面）に切削工具１０４で所定量の切り込みを与えることにより、被加工物Ｗの表面に周方向に連続した微細な凹部を形成する。そして、切削工具１０４を被加工物Ｗの軸線方向に連続的又は間欠的に移動させることで、図５（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの表面に溝状の凹部Ａを所定間隔で形成する。
【０００４】
【発明が可決しようとする課題】
ところが、上記したような精密旋盤を用いた表面加工にあっては、連続した溝状の凹部Ａを形成することが可能となるが、形成する凹部Ａの深さｈをコントロールするためには、前加工によって得られた被加工物Ｗの表面に対して、切削工具１０４の先端の位置を正確に合わせる必要がある。
【０００５】
しかしながら、実際の加工においては、前加工された表面のうねりや、被加工物Ｗをチャッキング装置１０２に取り付ける際の主軸１０１と被加工物Ｗとの芯ずれ等により、凹部Ａの深さｈを数μｍとすることが極めて困難であり、また、切削工具１０４の先端部が加工の進行とともに摩耗するので、量産加工において凹部Ａの深さｈをコントロールすることが困難であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたもので、被加工物の表面に微細な凹部を形成するに際して、凹部形成用のフォームローラを用いることとし、被加工物の表面のうねりや被加工物の位置決め誤差等の影響を小さくして、凹部の深さ等のばらつきを抑制し、高い精度で微細な凹部を形成することができる表面加工方法及び表面加工装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面加工方法は、被加工物の表面に微細な凹部を形成するに際し、回転自在に保持した凹部形成用のフォームローラと、被加工物に接触したフォームローラに被加工物方向への荷重を付与する荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を検出する荷重検出手段を用い、被加工物にフォームローラを接触させて荷重発生手段により被加工物をフォームローラで加圧し、荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値に達するまで加圧した後、被加工物とフォームローラを相対的に移動させてフォームローラを転動させることにより、被加工物の表面に微細な凹部を形成することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の表面加工装置は、被加工物の表面に微細な凹部を形成する装置であって、回転自在に保持した凹部形成用のフォームローラと、被加工物に接触したフォームローラに被加工物方向への荷重を付与する荷重発生手段と、荷重発生手段による荷重を検出する荷重検出手段と、被加工物とフォームローラを互いに近接離間する方向、フォームローラの転動方向及び軸線方向に相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の表面加工方法では、被加工物にフォームローラを接触させて荷重発生手段により被加工物をフォームローラで加圧し、この際、荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値に達するまで加圧し、その後、被加工物とフォームローラを相対的に移動させてフォームローラを転動させることにより、被加工物の表面に微細な凹部を形成する。
【００１０】
つまり、当該表面加工方法では、被加工物の表面に対して、所定の荷重が付与されたフォームローラの加圧によって微細な凹部を形成するので、切削による方法に比べて、被加工物の表面のうねりや被加工物の位置決め誤差等の影響が小さく、これにより凹部の深さ等のばらつきが抑制される。また、フォームローラの転動で凹部を形成するので、工具の摩耗も非常に少ないものとなる。
【００１１】
本発明の表面加工装置では、移動手段により被加工物とフォームローラを相対的に接近させ、被加工物にフォームローラを接触させて荷重発生手段により被加工物をフォームローラで加圧し、この際、荷重検出手段で検出した荷重発生手段の荷重が予め設定した値に達するまで加圧する。その後、移動手段により、被加工物とフォームローラを相対的に移動させて同ローラを転動させることにより、被加工物の表面に微細な凹部を形成し、また、移動手段により、被加工物とフォームローラを同ローラの軸線方向に相対的に移動させることにより、微細な凹部を所定の間隔で形成する。
【００１２】
つまり、当該表面加工装置では、被加工物の表面に対して、所定の荷重が付与されたフォームローラの加圧によって微細な凹部を形成するので、切削による方法に比べて、被加工物の表面のうねりや被加工物の位置決め誤差等の影響が小さく、これにより凹部の深さ等のばらつきが抑制される。また、フォームローラの転動で凹部を形成するので、工具の摩耗も非常に少ないものとなる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の表面加工方法及び表面加工装置によれば、以下の効果を得ることができる。
被加工物の表面に微細な凹部を形成するに際し、ほぼ一定の荷重が付与されたフォームローラの加圧により被加工物に凹部を形成するので、被加工物の表面のうねりや被加工物の位置決め誤差等の影響を小さくして、凹部の深さ等のばらつきを抑制することができ、高い精度で微細な凹部を形成することができる。
フォームローラの外周部先端の形状を選択することで、様々な形状の凹部や、溝状に連続した凹部又は点線状の不連続の凹部を形成することができ、いずれの場合もフォームローラの転動により連続的に凹部を形成することができるので、加工効率も良好である。
フォームローラに付与する荷重を選択することで、凹部の深さや幅を変えることができる。
フォームローラの転動に伴って凹部を形成するので、工具の摩耗も非常に少ないものとなり、工具寿命を向上させることができ、量産加工にも好適である。
凹部を高い精度で形成し得るので、被加工物の表面に施す前加工を省略することが可能となり、工数の削減や低コスト化を実現することができる。
【００１４】
【実施例】
図１〜図３は、本発明に係る表面加工方法及び表面加工装置の一実施例を説明する図である。
図１に示す表面加工装置は、概略として、回転自在に保持した凹部形成用のフォームローラ１と、被加工物Ｗに接触したフォームローラ１に被加工物Ｗ方向への荷重を付与する荷重発生手段（２）と、荷重発生手段（２）による荷重を検出する荷重検出手段（３）と、被加工物Ｗとフォームローラ１を互いに近接離間する方向、フォームローラ１の転動方向及び軸線方向に相対的に移動させる移動手段（１０１，１４）を備えている。
【００１５】
また、表面加工装置は、フォームローラ１を回転自在に保持するアーム４と、フォームローラ１の軸線に交差する方向にアーム４を移動可能に保持するハウジング５を備えると共に、アーム４とハウジング５の間に、上記の荷重発生手段（２）及び荷重検出手段（３）を備えたものとなっている。
【００１６】
この実施例の被加工物Ｗは、軸線に直交する断面形状が円形となる回転体であって、円筒形状を成しており、その外周面に微細な凹部が形成される。被加工物Ｗは、とくに図１（ｂ）に示すように、回転駆動する主軸１０１のチャッキング装置１０２により一端部が把持されると共に、主軸１０１と同軸状に配置した芯押し軸１０３により他端部が回転可能に保持され、主軸１０１により軸線回りに回転する。
【００１７】
フォームローラ１は、超硬材料や窒化珪素などから成るものであって、高い強度と靱性を有しており、被加工物Ｗが焼き入れ鋼などの高硬度材料であっても微細な凹部を形成することができる。また、この実施例のフォームローラ１は、外周部先端が曲率半径０．１ｍｍのＲ形状に形成してあると共に、外周部先端の角度を６０度としている。
【００１８】
アーム４は、フォームローラ１を支持する二股状の支持部材６と、フォームローラ１及び支持部材６を貫通して同支持部材６に固定した支持軸７と、支持部材６に一端部を連結したスプラインシャフト８を備えており、フォームローラ１と支持軸７の間には、複列アンギュラ玉軸受９が介装してある。このとき、アーム４において、支持軸７の軸線に一致するフォームローラ１の軸線方向（図１中左右方向）と、スプラインシャフト８の軸線に一致するアーム軸線方向（図１中上下方向）は、互いに直交している。
【００１９】
ハウジング５は、円筒状の部材であって、図１中上側の一端部がキャップ１０で閉塞してあると共に、図１中下側の他端部内側に、スプラインナット１１が嵌合固定してある。そして、ハウジング５は、スプラインナット１１に先のスプラインシャフト８を摺動可能に挿入することで双方をスプライン結合し、アーム４をアーム軸線方向のみに移動可能に保持している。
【００２０】
また、アーム４のスプラインシャフト８とハウジング５のキャップ１０の間には、先の荷重発生手段としての圧縮コイルばね２が介装してあり、キャップ１０と圧縮コイルばね２の間には、先の荷重検出手段としての圧電型のロードセル３が介装してある。
【００２１】
ここで、ハウジング５内に位置するスプラインシャフト８の他端部には、スプラインシャフト８の直径よりも大径の止め具１２が固定してある。この止め具１２は、ウレタン樹脂などの軟質材料から成り、圧縮コイルばね２の伸びを抑えると共に、同ばね２が伸びきった際に衝撃を緩和し、且つハウジング５からアーム４が脱落するのを防止する。
【００２２】
さらに、圧縮コイルばね２とロードセル３の間には、圧縮コイルばね２に予圧を与える調整駒１３が介装してあり、調整駒１３の長さ（圧縮コイルばね２の伸縮方向の長さ）を選択することで予圧力を調整することができる。ロードセル３は、調整駒１３との接触部３ａが先端を球面状とした突部としてあり、これにより圧縮コイルばね２の伸縮方向に対する倒れを吸収し得るようにしてある。
【００２３】
上記のアーム４を保持したハウジング５は、本体の図示を省略した加工装置の加工ヘッド１４に装着される。この実施例における加工ヘッド１４は、主軸１０１と芯押し軸１０３の間にセットした被加工物Ｗに対して、近接離間する方向（Ｘ方向）及び軸線方向（Ｚ方向）に移動可能である。つまり、この実施例では、加工ヘッド１４が、被加工物Ｗとフォームローラ１を互いに近接離間する方向及びフォームローラ１の軸線方向に相対的に移動させる移動手段に相当し、先の主軸１０１が、被加工物Ｗとフォームローラ１をフォームローラ１の転動方向に相対的に移動させる移動手段に相当する。
【００２４】
上記構成を備えた表面加工装置により被加工物Ｗの表面（外周面）に微細な凹部を形成するには、主軸１０１と芯押し軸１０３の間にセットした被加工物Ｗの軸線とフォームローラ１の軸線が互いにほぼ平行になるようにし、且つ双方の軸線が図１中Ｘ方向であるアーム４の軸線に沿う平面上でほぼ一致するように位置決めをする。
【００２５】
次に、被加工物Ｗに向けて加工ヘッド１４を前進させ、被加工物Ｗにフォームローラ１が接触した後には、ロードセル３により検出した荷重が予め設定した値になるまで加工ヘッド１４を前進させる。つまり、被加工物Ｗにフォームローラ１が接触した後、加工ヘッド１４の前進を続けると、アーム４とハウジング５の間で圧縮コイルばね２が圧縮され、その反発力が荷重としてフォームローラ１に付与されると共に、ロードセル３により荷重が検出されるので、このロードセル３の検出荷重が設定値になるまで加工ヘッド１４を前進させれば、被加工物Ｗを所定の荷重で加圧し得ることとなる。
【００２６】
そして、上記の如く荷重の設定値を検出したところで、加工ヘッド１４の前進を停止し、主軸１により被加工物Ｗを軸線回りに回転させると、被加工物Ｗに押し付けられているフォームローラ１が連れ回りすることとなり、フォームローラ１の転動により被加工物Ｗの表面に溝状の微細な凹部を形成する。
【００２７】
このとき、先の位置決めにおいて、被加工物Ｗの軸線とフォームローラ１の軸線を互いに平行にし、且つ双方の軸線を同一面上で一致させた場合には、周方向に連続する１本の凹部しか形成されないので、軸線方向に多数の凹部を配列するには、加工ヘッド１４の進退と横方向（Ｚ方向）の間欠移動を繰り返す必要がある。そこで、位置決めにおいて、フォームローラ１をＸ軸回りに所定量だけ傾けた状態にし、凹部の形成開始とともに加工ヘッド１４をＺ方向に一定速度で移動させることにより、被加工物Ｗの外周に螺旋状に連続する凹部を形成する。
【００２８】
また、被加工物Ｗの表面には、前加工の形状誤差等によるうねりが生じている場合があり、主軸１０１のチャッキング装置１０２に被加工物Ｗを取り付けた際に、双方の芯ずれが生じる場合もある。これに対して、当該表面加工方法及び表面加工装置では、上記うねりや芯ずれによって被加工物Ｗの回転中心から表面までの距離が変化しても、その距離の変化に応じてアーム４が軸線方向に移動するので、被加工物Ｗとフォームローラ１との間には常に安定した接触状態が得られることとなり、上記うねりや芯ずれによる影響が小さいものとなる。
【００２９】
より具体的には、例えば、焼き入れ鋼から成る被加工物Ｗの表面に深さ２μｍの凹部を形成するのに必要な押付け力は、フォームローラ１の外周部先端の曲率半径が０．１ｍｍであるときに２００Ｎであり、ばね定数が２００Ｎ／ｍｍの圧縮コイルばね２を使用した場合、被加工物Ｗの表面のうねりや芯ずれの量が５０μｍであるとしても、押付け力の変動は２００Ｎ／ｍｍ×０．０５ｍｍ＝１０Ｎであり、凹部の深さの変動は１０Ｎ×２μｍ／２００Ｎ＝０．１μｍである。なお、切削により凹部を形成する場合には、被加工物Ｗの表面のうねりや芯ずれの量が５０μｍであると、これがそのまま凹部の深さのばらつきとなる。
【００３０】
このようにして、上記した表面加工方法及び表面加工装置は、被加工物Ｗの表面に対して、ほぼ一定の荷重が付与されたフォームローラ１の加圧によって微細な凹部を形成するので、切削による方法に比べて、被加工物Ｗの表面のうねりや被加工物Ｗの位置決め誤差等の影響が小さく、また、フォームローラ１の押付け力の変動も非常に小さく、これにより凹部の深さ等のばらつきが抑制され、図２に示すように、高い精度で微細な凹部を連続的に形成することができる。
【００３１】
図２は、本発明による表面加工方法及び表面加工装置により形成した微細な凹部を示すものであって、表面硬さＨＲＣ６０の浸炭焼き入れ鋼から成る被加工物Ｗに超硬製フォームローラ１を押付けて凹部（Ａ）を形成し、その表面を接触式３次元表面粗さ計にて測定したものである。
【００３２】
また、図３は、外周部先端の曲率半径が０．１ｍｍ及び０．５ｍｍの２種類の超硬製フォームローラ１を用いて、浸炭焼き入れ鋼から成る被加工物Ｗの表面に微細な凹部を形成したときの、荷重と凹部の深さの関係を表したものである。この場合の加工条件は、フォームローラ１の直径が６３ｍｍ、被加工物Ｗの直径が４０ｍｍ、主軸１０１の回転速度が毎分３０回転、フォームローラ１のＺ方向の送り量が被加工物１回転あたり０．２ｍｍである。
【００３３】
上記実施例の表面加工方法及び表面加工装置は、微細な凹部を高精度で形成し得るので、被加工物Ｗの表面に施す前加工を省略することが可能となり、工数の削減や低コスト化を実現し得るものとなる。また、フォームローラ１の外周部先端の形状を選択すれば、様々な形状の凹部や、溝状に連続した凹部又は点線状の不連続の凹部を形成することができ、フォームローラ１に付与する荷重を選択すれば、凹部の深さや幅を変えることもでき、いずれの場合もフォームローラ１の転動で連続的に凹部を形成するので、加工効率も良好である。さらに、フォームローラ１の転動に伴って凹部を形成するので、工具の摩耗も非常に少ないものとなり、工具寿命を向上させることができる。
【００３４】
さらに、当該表面加工方法及び表面加工装置は、被加工物の材料として、アルミニウム等の軟質金属のみならず、炭素鋼や合金鋼及びこれらの焼き入れ材などの材料に適用することができ、例えば、多種多様な自動車部品に対して微細な凹部形成を行うことができる。また、ショットブラストによる方法と異なり、溝状の凹部を等ピッチに形成することができ、逆にピッチを可変にすることも可能である。
【００３５】
さらに、当該表面加工方法及び表面加工装置は、ロードセル（荷重検出手段）３からの検出信号を加工装置の制御部に送ることで、加工を自動的に開始することができ、この際、検出信号に基づいてフィードバック制御を行わなくてもほぼ一定の荷重を保つことができるので、効率良く微細な凹部の形成を行うことができる。
【００３６】
さらに、当該表面加工装置では、フォームローラ１には、超硬、窒化珪素及びアルミナなどの高硬度材を用いるのが良く、これにより、従来は加工が困難であった焼き入れ鋼の表面に微細な凹部を効率良く形成することができる。また、フォームローラ１の外周部先端は、曲率半径０．０５〜０．５ｍｍのＲ形状とするのが望ましい。これは、曲率半径が０．０５ｍｍ未満では、先端部の欠けなどによって連続加工が困難になり、また、曲率半径が０．５ｍｍを超えると、必要な荷重が大きくなり、装置が大型化して構成が難しくなるほか、加工中の被加工物Ｗの撓みが大きくなって高精度の加工が困難になるからである。つまり、フォームローラ１の外周部先端の曲率半径を０．０５〜０．５ｍｍとすることにより、少ない荷重で高硬度材料に微細な凹部を形成することができる。
【００３７】
さらに、当該表面加工装置では、フォームローラ１を回転自在に保持するアーム４と、フォームローラ１の軸線に交差する方向にアーム４を移動可能に保持するハウジング５を備え、アーム４とハウジング５の間に、圧縮コイルばね（荷重発生手段）２及びロードセル（荷重検出手段）３を備えているので、フォームローラ１を回転駆動する手段が不要であると共に、荷重発生手段に油圧や空気圧などを利用した場合に比べてポンプ及び配管や特殊なシール構造が不要となり、装置をコンパクトに且つ安価に得ることができ、また、圧縮コイルばね２や調整駒１３を交換するだけで、被加工物Ｗに対するフォームローラ１の荷重を簡単に変更することができる。
【００３８】
そして、当該表面加工装置では、図１（ａ）に示す如くアーム４やハウジング５を備えた組み立て体を工具ユニットとして取り扱うことができるので、既存の旋盤などの加工装置への取り付けが容易であり、オートツールチェンジャーによる自動交換にも容易に対処し得るものとなる。
【００３９】
さらに、当該表面加工装置では、フォームローラ１とアーム４の間に、複列アンギュラ玉軸受９を介装したことから、アーム４に対して、１つの軸受（９）でフォームローラ１のラジアル方向及びスラスト方向の移動を規制することができ、これにより装置をよりコンパクトにすることができ、加工装置内での干渉を少なくし、且つ加工適用範囲が広くなる。
【００４０】
さらに、当該表面加工装置では、アーム４とハウジング５が、スプラインシャフト８及びスプラインナット１１のスプライン結合によってアーム軸線方向（Ｘ方向）のみに移動可能に結合してあるので、ハウジング４に対して、フォームローラ１が捻じれる方向のがたつきを抑制することができ、しかも、アーム４を滑らかに移動させることができるので、被加工物Ｗの表面に対するフォームローラ１の追従性が高くなり、加工精度のさらなる向上を実現する。
【００４１】
なお、上記実施例では、円筒形状を成す被加工物Ｗを例示したが、被加工物の形状がとくに限定されることはなく、平坦な表面を有するものや、無段変速機を構成するディスク等のように軸線方向に半径が変化する回転体（軸線に直交する断面形状が円形を成すもの）などに微細な凹部を形成することができる。
【００４２】
また、本発明に係る表面加工方法及び表面加工装置は、荷重検出手段（ロードセル３）で検出した荷重発生手段（圧縮コイルばね２）の荷重が予め設定した値を維持するように、被加工物Ｗとフォームローラ１の相対位置を制御しながら、被加工物Ｗの表面に微細な凹部を形成するようにしても良い。
【００４３】
すなわち、荷重検出手段の検出信号に基づいて、移動手段である加工装置における加工ヘッド１４をフィードバック制御することにより、形成される凹部の深さのばらつきが殆ど無くなり、より高精度の凹部を形成することができ、このほか、被加工物の外形が未知の場合や、個々の被加工物の大きさや形状が異なる場合であっても、特別な位置決めや補正を行わなくても、被加工物の表面に追従することが可能であり、高精度に微細な凹部を形成することができる。
【００４４】
さらに、本発明に係る表面加工方法及び表面加工装置は、荷重検出手段（ロードセル３）で検出した荷重発生手段（圧縮コイルばね２）の荷重が予め設定した値で周期的に変化するように、被加工物Ｗとフォームローラ１の相対位置を制御しながら、被加工物Ｗの表面に微細な凹部を形成するようにしても良い。このように、被加工物Ｗに対するフォームローラ１の荷重を変化させることで、被加工物Ｗの表面に連続的に深さが変化する微細な凹部を容易に形成することができる。
【００４５】
さらに、本発明に係る表面加工方法及び表面加工装置は、図１（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの表面及びフォームローラ１の外周部の少なくとも一方にオイルミストＯＭを供給しながら、被加工物Ｗの表面に微細な凹部を形成することも有効である。これにより、フォームローラ１の耐久性のさらなる向上や被加工物Ｗの防錆を実現することができ、また、フォームローラ１の軸受（９）にオイルを供給することも可能となる。
【００４６】
また、図４は、本発明に係る表面加工装置の他の実施例を示す図である。図示の表面加工装置は、加工ヘッド（図示略）に装着可能なホルダ２１に、荷重検出手段としてのロードセル３を介して支持部材２２を設けると共に、支持部材２２の延出部２２ａに、回転軸２３を介して揺動アーム２４の基端部が回動可能に連結してある。そして、揺動アーム２４の先端部に、支持軸７及び複列アンギュラ玉軸受９を介して、フォームローラ１が回転自在に設けてあると共に、支持部材２２と揺動アーム２４の間に、被加工物Ｗに接触したフォームローラ１に被加工物方向への荷重を付与する荷重発生手段として、圧縮コイルばね２がホルダ２１の軸線と同軸上に介装してある。このような表面加工装置にあっても、先の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００４７】
なお、上記各実施例では、荷重発生手段として、圧縮コイルばねのほかに油や空気等の流体圧による荷重発生機構を採用し、荷重検出手段として、ロードセルのほかに圧力センサ等の機器を採用することが可能であるが、上記各実施例のように荷重発生手段として圧縮コイルばねを使用し、荷重検出手段としてロードセルを使用すれば、装置構成がコンパクトで簡単なものとなり、製造コストの低減などを実現し得る。
【００４８】
また、移動手段としては、被加工物とフォームローラを互いに近接離間する方向、フォームローラの転動方向及び軸線方向（被加工物の表面に沿う方向）に相対的に移動させるものであれば良く、個々の方向においていずれか一方を固定としたり両方を可動としたりすることができ、上記各実施例に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面加工方法及び表面加工装置の一実施例を説明する断面図（ａ）及び加工状態を示す側面図（ｂ）である。
【図２】本発明の表面加工方法及び表面加工装置により凹部を形成した被加工物の表面形状の測定結果を示す図である。
【図３】本発明の表面加工方法及び表面加工装置により凹部を形成した際の、荷重と凹部の深さの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の表面加工装置の他の実施例を説明する側面図である。
【図５】従来の表面加工装置を説明する側面図（ａ）及び被加工物の表面近傍を示す断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
Ａ        凹部
Ｗ        被加工物
１        フォームローラ
２        圧縮コイルばね（荷重発生手段）
３        ロードセル（荷重検出手段）
４        アーム
５        ハウジング
８        スプラインシャフト
１１      スプラインナット
１４      加工ヘッド（移動手段）
１０１    主軸（移動手段）
【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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