JP2008114346A - 微細凹部の仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、最終的に得られる微細凹部の深さのばらつきを極力小さくし、加工効率の向上を実現する仕上げ加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物Ｗ１における円周面である被加工面Ｓ１に多数の微細凹部Ａを形成した後、微細凹部Ａの周囲に生じた盛上り部分Ｂを研削加工により除去するに際し、被加工面Ｓ１に研削工具であるホーニング砥石１を押付けた状態にし、ホーニングツールを回転させて盛上り部分Ｂを除去しながら、研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方を検出し、その検出値に基いて加工完了を判断することにより、微細凹部の深さのばらつきを極力小さくして加工効率の向上を実現した。
【選択図】図２

Description

本発明は、摺動部材となる被加工物の被加工面（摺動面）に油溜りとして機能する多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を除去するのに用いられる微細凹部の仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置に関するものである。

従来、微細凹部の加工としては、例えば、被加工物の円柱部の外周面に微細凹部を形成するもの（特許文献１）や被加工物の円形孔の内周面に微細凹部を形成するもの（特許文献２）があった。これらの加工では、外周部に微細凹部形成用の凸部を有する加工ローラを用い、被加工物の被加工面に加工ローラを押付けて転動させることにより、被加工面に微細凹部を連続的に形成する。

このような加工ローラを用いた微細凹部の加工は、機械加工であるため、例えばショットブラスト等によって微細凹部を形成する場合に比べて、微細凹部を高精度に且つ効率良く形成することができ、生産性の向上や製造コストの低減を実現するうえで非常に有効なものとなっている。

ここで、上記のような微細凹部の加工では、微細凹部の周囲に肉の盛上り部分が生じるので、ホーニング等の研削加工により盛上り部分を除去する仕上げ加工が必要となる。このような微細凹部の仕上げ加工としては、摩擦と温度に関して高負荷可能で且つ工作物の使用中に潤滑剤が供給される表面を得るために、レーザー光線とホーニング加工により工作物の表面を精密加工する方法（特許文献３）があった。

上記の方法は、工作物の表面に、互いに交差する模様に従って配置される溝をレーザー光線による削り取りによって形成し、この溝が工作物の表面の潤滑剤保持部すなわち油溜りとして機能する微細凹部となるように、工作物の表面を非常に浅い粗削り深さと高担持機能を有する最終寸法にホーニング加工するものである。
特開２００４−２２３５７０号公報 特開２００５−３１９４７６号公報 特許第３１０１４６７号

しかしながら、上記したような従来の微細凹部の仕上げ加工では、レーザー光線による削り取りにより生じた盛上り部分を除去することは可能であるが、ホーニング加工の管理を充分に考慮したものではないことから、最終的に得られる微細凹部の深さにばらつきが生じることがあった。このため、従来の微細凹部の仕上げ加工では、微細凹部の深さのばらつきを防止することや加工効率のさらなる向上が要望されていた。

本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、被加工物の被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、最終的に得られる微細凹部の深さのばらつきを極力小さくすることができると共に、加工効率の向上を実現することができる微細凹部の仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置を提供することを目的としている。

本発明の微細凹部の仕上げ加工方法は、被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去する方法である。

この際、当該仕上げ加工方法は、請求項１として、被加工面に研削工具を押付けた状態にし、被加工物及び研削工具の少なくとも一方を回転させて盛上り部分を除去しながら、研削工具の研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方を検出し、研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の検出値に基いて加工完了を判断することを特徴としている。

すなわち、盛上り部分を除去しているときには、研削工具が盛上り部分にのみ接触しているので、摩擦抵抗が比較的小さく、研削工具の研削抵抗や押付け圧力も小さいが、盛上り部分が除去されると、研削工具のほぼ全面が被加工面に接触することによって摩擦抵抗が増大し、研削工具の研削抵抗や押付け圧力も大きくなる。そこで、この研削抵抗や押付け圧力が増大したときの値をしきい値として予め設定しておけば、研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の検出値がしきい値を超えたところで加工完了と判断し得る。

また、本発明の微細凹部の仕上げ加工方法は、請求項２として、被加工面に研削工具を押付けた状態にし、被加工物を回転させて盛上り部分を除去しながら、被加工物の回転抵抗を検出し、被加工物の回転抵抗の検出値に基いて加工完了を判断することを特徴としている。

本発明の微細凹部の仕上げ加工装置は、被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を研削加工により除去する装置である。

そして、当該仕上げ加工装置は、請求項３として、回転駆動される研削工具と、研削工具を被加工面に押付ける工具押付け手段と、研削工具の研削抵抗及び工具押付け手段による研削工具の押付け圧力の少なくとも一方を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出した研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の検出値に基いて加工完了を判断する加工状況判定手段を備えたことを特徴としており、加工状況判定手段では、例えば検出値が予め設定したしきい値を超えたところで加工完了と判断する。

また、本発明の微細凹部の仕上げ加工装置は、請求項４として、研削工具と、研削工具を被加工面に押付ける工具押付け手段と、被加工物を円周面である被加工面の軸線回りに回転駆動するワーク回転駆動手段と、ワーク回転駆動手段による被加工物の回転抵抗を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出した回転抵抗の検出値に基いて加工完了を判断する加工状況判定手段を備えたことを特徴としている。

本発明の微細凹部の仕上げ加工方法によれば、被加工物の被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、研削工具の研削抵抗、押付け圧力及び被加工物の回転抵抗の少なくとも１つを検出して、その検出値に基いて制御することで、盛上り部分を除去した時点で加工を終了させることができ、加工時間の短縮、加工効率の向上や加工コストの低減を図ることができると共に、盛上り部分のみを確実に除去することができるので、微細凹部の深さのばらつきを極力小さくした被加工物を提供することができる。

本発明の微細凹部の仕上げ加工装置によれば、被加工物の被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、研削工具の研削抵抗、押付け圧力及び被加工物の回転抵抗の少なくとも１つを検出して、その検出値に基いて制御することから、盛上り部分を除去した時点で加工を終了させることができ、盛上り部分のみを確実に除去することができるので、微細凹部の深さのばらつきを極力小さくすることができると共に、加工時間の短縮、加工効率の向上や加工コストの低減を実現することができる。

図１は、本発明の微細凹部の仕上げ加工装置の一実施例を説明する図である。図示の仕上げ加工装置は、被加工物Ｗ１の円形孔の内周面（円周面）を被加工面Ｓ１とし、この被加工面Ｓ１に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を研削加工により除去するものであって、この実施例では研削工具として回転駆動されるホーニングツールＴ１を備えている。

被加工物Ｗ１は、例えば自動車のエンジン用シリンダブロックであって、円形孔であるシリンダボアの内周面に、低フリクション化を図るために油溜りとして機能する多数の微細凹部が形成される。

微細凹部の形成には、例えば、本出願人が先に出願した特願２００４−１３８１７９号（特開２００５−３１９４７６号公報）の明細書に記載した微細凹部加工装置を用いることができる。この装置は、外周部に微細凹部形成用の凸部を有する加工ローラを備え、加工ローラを円形孔の内周面に押付けて円形孔の軸線回りに転動させると共に、円形孔の軸線に沿って移動させることにより、微細凹部を連続的に効率良く形成するものである。

図示のホーニングツールＴ１は、円周上に配置した複数のホーニング砥石１と、これらのホーニング砥石１を外周面に固定した砥石シュー２と、下端部に油圧シリンダ３を同軸状に連結した主軸４を備えている。砥石シュー２は、放射状に分割した複数のブロックを概略円筒状に組み合わせたものであって、図示しないリングばねによって中心方向に付勢されており、内部に上向きのテーパ面５を上下二段に有している。

また、砥石シュー２には、油圧シリンダ３のシリンダロッド６と一体化したテーパシャフト７が挿設してある。このテーパシャフト７は、砥石シュー２の各テーパ面５に当接する下向きのテーパ面８を上下二段に有している。これにより、油圧シリンダ３を伸長駆動すると、テーパシャフト７の下降に伴って砥石シュー２が拡張してホーニング砥石１が被加工面Ｓ１に押付けられることとなり、油圧シリンダ３を収縮駆動すると、テーパシャフト７の上昇に伴って先述のリングばねの作用により砥石シュー２が中心方向に戻る。

つまり、この実施例では、油圧シリンダ３、テーパシャフト７及び砥石シュー２などにより、各ホーニング砥石１を半径方向に移動させて被加工面Ｓ１に押付ける工具押付け手段を構成している。

また、当該仕上げ加工装置は、上位側に配置した基盤９に昇降可能なスライダ１０を備えると共に、このスライダ１０に回転モータ１１を備えており、この回転モータ１１に主軸４の上端部が連結してある。つまり、この実施例では、スライダ１０が、ホーニングツール（研削工具）Ｔ１を円周面である被加工面Ｓ１の軸線方向に移動させる軸送り手段を構成しており、回転モータ１１が、ホーニングツールの回転駆動手段を構成している。

さらに、当該仕上げ加工装置は、ホーニングツール（研削工具）Ｔ１の研削抵抗及び被加工面Ｓ１に対する押付け圧力の少なくとも一方を検出する負荷検出手段１２と、負荷検出手段１２により検出した研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の出値に基いて加工完了を判断する加工状況判定手段１３を備えている。

加工状況判定手段１３は、ホーニングツール（研削工具）Ｔ１の研削抵抗や押付け圧力に関するデータを蓄積するデータベース１３ａと、データベース１３ａのデータ及び負荷検出手段１２による検出値に基づいて演算を行う演算部１３ｂと、演算部１３ｂの演算結果に基づいて加工完了を判断する判定部１３ｃを備えている。

そして、この実施例では、ホーニングツールＴ１の研削抵抗として回転モータ１１の動力信号をモニタリングするようにしている。なお、研削工具の押付け圧力として、例えば油圧シリンダ３により発生した負荷をモニタリングすることも可能である。

ここで、被加工物Ｗ１がシリンダブロックであって、円形孔がシリンダボアである場合、少なくとも被加工面Ｓ１の材質は、主に鋳鉄であるが、その他、アルミニウム合金、スチール、溶射面及びめっき面であっても良い。ホーニング砥石１は、肉の盛上り部分を完全に除去し得ると共に、被加工面Ｓ１をあまり除去しないように、例えば平均粒径が２０μｍ以下のダイヤモンド砥粒を用いたものがより望ましい。なお、砥粒はとくに限定されることはなく、ダイヤモンド以外の超砥粒や、ＧＣ等の一般砥粒でも良い。また、加工能率が低いものであれば、例えば、平均粒径が２０μｍ以上の砥粒を使った弾性ボンド砥石でも良い。

上記構成を備えた仕上げ加工装置を用いて微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を除去するには、被加工物Ｗ１の円形孔の内部へホーニングツールＴ１を下降させ、回転モータ１１によりホーニングツールＴ１を回転させると共に、スライダ１０によりホーニングツールＴ１を上下動させる。

その後、油圧シリンダ３を伸長駆動してホーニング砥石１を被加工面Ｓ１に押付けることで、ホーニング砥石１による盛上り部分の除去を開始する。加工初期は、図２（ａ）に示すように、ホーニング砥石１と微細凹部Ａの周囲に生じた盛上り部分Ｂの先端部とが接触した状態になっており、時間経過とともに盛上り部分Ｂが徐々に除去され、最終的には、図２（ｂ）に示すように、盛上り部分が完全に除去されて、ホーニング砥石１が被加工面Ｓ１のほぼ全面に接触する状態になる。

この間、ホーニング砥石１は、油圧シリンダ３により定圧で被加工面Ｓ１に押付けられている。そのため、図２（ａ）に示す加工初期の状態では、ホーニング砥石１と盛上り部分Ｂの先端部との接触により、接触部の単位面積当たりの加工面圧が高く作用し、盛上り部分Ｂを集中的に加工することができる。そして、図２（ｂ）に示す如く盛上り部分が完全に除去されてホーニング砥石１のほぼ全面が被加工面Ｓ１に接触すると、接触部の単位面積当たりの加工面圧が極端に小さくなり、被加工面Ｓ１の加工能率が極端に低下し、加工時間を長くしても被加工面Ｓ１はほとんど加工されない。

上記の加工中において、当該仕上げ加工装置では、負荷検出手段１２において加工中の回転モータ１１の動力信号を常時モニタリングすると共に、動力信号の変化を加工状況判定手段１３に入力している。

図３は、加工時間に対する回転モータ１１の動力値の変化を示すグラフであって、ホーニングツールＴ１が空転しているときは、ホーニング砥石１が盛上り部分Ｂに接触していないので、ａ−ｂに示すように動力値に変化は無い。ホーニング砥石１が盛上がり部分Ｂに接触すると、動力値が増大し、盛上り部分Ｂが徐々に除去されているときは、ｂ−ｃに示すように動力値が増大する。

そして、盛上り部分が完全に除去されてホーニング砥石１が被加工面Ｓ１のほぼ全面に接触すると、ホーニング砥石１の表面と被加工面Ｓ１との間で作用する研削抵抗及び摩擦抵抗が急激に増大し、結果として、ｃ−ｄに示すように回転モータ１１の動力値が著しく増大し、その後は、被加工面Ｓ１に対する加工がほとんど行われないため、ｄ−ｅに示すように動力値がほぼ一定の値をとなる。

そこで、加工状況判定手段１３では、上記の動力値のｂ−ｃ間の傾きからｃ−ｄ間の傾きへの変化を演算し、傾きが変化した時点で加工を完了、若しくはｃ以降の任意の動力値をしきい値として予め設定し、検出値がしきい値を超えた時点で加工を完了する。これにより、盛上り部分を完全に除去して、被加工面Ｓ１がほとんど加工されていない状態に仕上げることができる。

このとき、加工状況判定手段１３は、データベース１３ａ、演算部１３ｂ及び判定部１３ｃを備えた構成としたことにより、高速で且つ高精度に加工完了を判断することができる。

このようにして、当該仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置では、加工時間を最短にすることができ、加工効率を向上させて加工コストを低減することができる。また、盛上り部分Ｂ以外の部分がほとんど加工されないことから、最終的に高精度で且つ深さの分布が均一な微細凹部を有する被加工面Ｓ１を得ることができる。

なお、上記の如く動力値の傾きの変化を検出し得るということは、盛上り部分Ｂのみを除去したことを判断することができるほか、意図的に加工を継続することで、盛上り部分Ｂの除去に続いて被加工面Ｓ１の一定量のホーニング加工を行なうこともできる。

図４は、本発明の微細凹部の仕上げ加工装置の他の実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図示の仕上げ加工装置は、先の実施例では、油圧シリンダ（３）により砥石シュー（２）を駆動してホーニング砥石（１）を被加工面（Ｓ１）に押付ける構成としていたのに対して、主軸４が、その内部に先の実施例のものよりも充分に長いテーパシャフト７を摺動自在に挿設した二重構造になっており、このテーパシャフト７を切込み制御用モータ１５で軸線方向に沿って往復動させることにより、砥石シュー２を半径方向に移動させてホーニング砥石１を被加工面Ｓ１に押付ける構成になっている。

そして、この実施例では、負荷検出手段１２において、被加工面Ｓ１に対するホーンングツールＴ１の押付け圧力として、切込み制御用モータ１５の動力信号を常時モニタリングし、その検出値を加工状況判定手段１３に入力している。

図５は、加工時間に対する切込み制御用モータ１１の動力値の変化を示すグラフであって、ホーニングツールＴ１が空転しているときは、ホーニング砥石１が盛上り部分Ｂに接触していないので、ａ−ｂに示すように動力値に変化は無い。ホーニング砥石１が盛上がり部分Ｂに接触すると、動力値が増大し、盛上り部分Ｂが徐々に除去されているときは、ｂ−ｃに示すように動力値が増大する。

そして、盛上り部分が完全に除去されてホーニング砥石１が被加工面Ｓ１のほぼ全面に接触すると、被加工面Ｓ１に対して加工能率の低いホーニング砥石１を使用しているため、ホーニング砥石１が被加工面Ｓ１に切込むための負荷が急激に高くなり、結果としてｃ以降に示すように、切り込み制御用モータ１５の動力値が極端に増大する。

そこで、加工状況判定手段１３では、上記の動力値のｂ−ｃ間の傾きからｃ以降の傾きへの変化を演算し、傾きが変化した時点で加工を完了、若しくはｃ以降の任意の動力値をしきい値として予め設定し、検出値がしきい値を超えた時点で加工を完了する。これにより、盛上り部分を完全に除去して、被加工面Ｓ１がほとんど加工されていない状態に仕上げることができる。

このようにして、当該仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置では、先の実施例と同様に、加工時間を最短にすることができ、加工効率を向上させて加工コストを低減することができる。また、盛上り部分Ｂ以外の部分がほとんど加工されないことから、最終的に高精度で且つ深さの分布が均一な微細凹部を有する被加工面Ｓ１を得ることができる。

図６は本発明の微細凹部の仕上げ加工装置のさらに他の実施例を説明する図である。図示の仕上げ加工装置は、被加工物Ｗ２の円柱部の外周面（円周面）を被加工面Ｓ２とし、この被加工面Ｓ２に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を研削加工により除去するものである。

被加工物Ｗ２は、例えば自動車のエンジン用カムシャフトであって、円柱部であるジャーナル部の外周面に、低フリクション化を図るために油溜りとして機能する多数の微細凹部が形成してあり、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を除去する。

図６（ａ）に示す仕上げ加工装置は、被加工物Ｗ２の一端部を把持するチャッキング装置２０を設けた主軸台２１と、被加工物Ｗ２の他端部を保持するセンタ２２を備えた心押し台２３を備えており、主軸台２１と心押し台２３とで被加工物Ｗ２を水平に保持し、主軸台２１に内蔵した主軸モータ２４が被加工物Ｗ２を軸線回りに回転駆動するワーク回転駆動手段に相当する。

また、この実施例の仕上げ加工装置は、研削工具として、エアシリンダ２５のシリンダロッド２６の先端に固定した砥石Ｔ２を備えており、エアシリンダ２５により、図６（ｂ）に示す如く被加工物Ｗ２の被加工面Ｓ１に砥石Ｔ２を所定の圧力で押付ける。

さらに、仕上げ加工装置は、砥石（研削工具）Ｔ２を円周面である被加工面Ｓ２の軸線方向に移動させる軸送り手段２７を備えており、この実施例の軸送り手段２７は、エアシリンダ２５とともに砥石Ｔ２を往復動させるものとなっている。

上記の仕上げ加工装置は、研削工具の研削抵抗として被加工物Ｗ２の回転抵抗を検出するようにしており、具体的には、負荷検出手段１２で主軸モータ２４の動力信号を常時モニタリングし、先の各実施例と同様に、加工状況判定手段１３において主軸モータ２４の動力信号に基いて加工完了を判断する。

なお、上記実施例の場合、被加工面Ｓ２に対する砥石（研削工具）Ｔ２の押付け圧力として、エアシリンダ２５による負荷を検出し、この検出値に基いて加工状況判定手段１３で加工完了を判断することも可能である。

このため、加工状況判定手段１３は、研削工具の研削抵抗、押付け圧力及び被加工物Ｗ２の回転抵抗に関するデータを蓄積するデータベース１３ａと、データベース１３ａのデータ及び負荷検出手段１２による検出値に基づいて演算を行う演算部１３ｂと、演算部１３ｂの演算結果に基づいて加工完了を判断する判定部１３ｃを備えている。

図７は本発明の微細凹部の仕上げ加工装置のさらに他の実施例を説明する図である。図示の仕上げ加工装置は、被加工物Ｗ２の円柱部の外周面（円周面）を被加工面Ｓ２とし、この被加工面Ｓ２に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を研削加工により除去するものである。

図７（ａ）に示す仕上げ加工装置は、被加工物Ｗ２の一端部を把持するチャッキング装置２０を設けた主軸台２１と、被加工物Ｗ２の他端部を保持するセンタ２２を備えた心押し台２３を備えており、主軸台２１と心押し台２３とで被加工物Ｗ２を水平に保持し、主軸台２１に内蔵した主軸モータ２４が被加工物Ｗ２を軸線回りに回転駆動するワーク回転駆動手段に相当する。

また、この実施例の仕上げ加工装置は、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、研削工具としてのラッピングフィルムＴ３と、ラッピングフィルムＴ３を被加工物Ｗ２の被加工面Ｓ２に押付けるためのポリッシュシュー３１を備えている。

ポリッシュシュー３１は、被加工物Ｗ２を上下から挟持する一対のブロック３１Ａ，３１Ｂから成ると共に、図示しないシリンダやモータ等の駆動源により互いに近接離間するように駆動され、両ブロック３１Ａ，３１Ｂの内側に取付けたウレタンゴム等の弾性体３２（図７ｂに示す）、あるいはストーンインサート（図７ｃに示す）３３を介してラッピングフィルムＴ３を被加工面Ｓ２に押付ける。

さらに、仕上げ加工装置は、ポリッシュシュー３１とともにラッピングフィルムＴ３を被加工面Ｓ２の軸線方向に移動させる軸送り手段や、ラッピングフィルムＴ３を被加工物Ｗ２の半径方向に引くことで同ラッピングフィルムを被加工面Ｓ２の円周面に添って移動させる周送り手段を備えている。

このように、軸送り手段や周送り手段により、ラッピングフィルムＴ３を被加工面Ｓ２の軸方向や円周面に添って移動させることで、ラッピングフィルムＴ３の常に新しい部分を使って被加工面Ｓ２を加工することができると共に、ラッピングフィルムＴ３の目詰まりを防止することができ、常に安定した状態で研磨をすることができる。

上記の仕上げ加工装置は、研削工具の研削抵抗として被加工物Ｗ２の回転抵抗を検出するようにしており、具体的には、負荷検出手段１２で主軸モータ２４の動力信号を常時モニタリングし、先の各実施例と同様に、加工状況判定手段１３において主軸モータ２４の動力信号に基いて加工完了を判断する。これにより、先の各実施例と同様の効果を得ることができる。

上記の各実施例で説明した微細凹部の仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置によれば、被加工物Ｗ１，Ｗ２の被加工面Ｓ１，Ｓ２に微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた肉の盛上り部分を研削加工により除去するに際し、被加工面の形態すなわち外周面か内周面かに応じて、研削抵抗 押付け圧力及び回転抵抗の少なくとも１つを直接的に検出し、又はモータ等のアクチュエータの動力信号などから研削抵抗 押付け圧力及び回転抵抗の少なくとも１つを間接的に検出して、その検出値に基いて加工完了を判断することで、盛上り部分を除去した時点で加工を終了させることができ、加工時間の短縮、加工効率の向上や加工コストの低減を図ることができると共に、最終的に得られる微細凹部の深さのばらつきを極力小さくした被加工物を提供することができる。

また、上記各実施例の仕上げ加工方法及び仕上げ加工装置は、被加工物及び研削工具の少なくとも一方を円周面である被加工面の軸線方向に相対的に移動させる軸送り手段を備えたているので、軸線方向に長い円柱部の外周面や軸線方向に長い円形孔の内周面といった被加工面を仕上げ加工することができ、軸方向の移動により、砥石の目詰まりを防止して常に安定した状態で研削加工することができる。

なお、本発明の微細凹部の仕上げ加工装置は、その詳細な構成が上記の各実施例に限定されるものではなく、被加工物の種類、研削工具の種類及び駆動機構などに応じて構成の細部を適宜変更することができる。

また、上記各実施例では、被加工物としてシリンダブロックやカムシャフトを例示したが、シリンダボアの内周面を被加工面とするコンプレッサのシリンダ、摺動面を被加工面とするすべり軸受、ジャーナル、ピン及びカムロブの外周面を被加工面とするクランクシャフト、摺動面を被加工面とするバランスシャフト 摺動面である外周面を被加工面とするピストン及び摺動面を被加工面とするピストンピンなどの各種摺動部材に適用することができ、被加工面に高精度の微細凹部を有し、これにより優れた低フリクション性能を発揮する摺動部材を提供することができる。

本発明の微細凹部の仕上げ加工装置の一実施例を説明する断面図である。 盛上り部分の研削加工の加工初期の状態を示す断面図（ａ）及び続いて盛上り部分を除去した状態を示す断面図（ｂ）である。 図１に示す仕上げ加工装置による研削加工において、加工時間に対する回転モータの動力値の変化を示すグラフである。 本発明の微細凹部の仕上げ加工装置の他の実施例を説明する断面図である。 図４に示す仕上げ加工装置による研削加工において、加工時間に対する切込み制御用モータの動力値の変化を示すグラフである 本発明の微細凹部の仕上げ加工装置のさらに他の実施例を説明する側面図（ａ）及びＩ−Ｉ線に基く断面図（ｂ）である。 本発明の微細凹部の仕上げ加工装置のさらに他の実施例を説明する側面図（ａ）及びＩＩ−ＩＩ線に基く各々断面図（ｂ）（ｃ）である。

符号の説明

Ａ 微細凹部
Ｂ 盛上り部分
Ｓ１ Ｓ２ 被加工面
Ｔ１ ホーニングツール（研削工具）
Ｔ２ 砥石（研削工具）
Ｔ３ ラッピングフィルム（研削工具）
Ｗ１ Ｗ２ 被加工物
１ ホーニング砥石
２ 砥石シュー
３ 油圧シリンダ（工具押付け手段）
７ テーパシャフト（工具押付け手段）
１０ スライダ（軸送り手段）
１２ 負荷検出手段
１３ 加工状況判定手段
１３ａ データベース
１３ｂ 演算部
１３ｃ 判定部
１５ 切込み制御用モータ（工具押付け手段）
２４ 主軸モータ（ワーク回転駆動手段）
２５ エアシリンダ（工具押付け手段）
２７ 軸送り手段
３１ ポリッシュシュー（工具押付け手段）

Claims (18)

1. 被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、被加工面に研削工具を押付けた状態にし、被加工物及び研削工具の少なくとも一方を回転させて盛上り部分を除去しながら、研削工具の研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方を検出し、研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の検出値に基いて加工完了を判断することを特徴とする微細凹部の仕上げ加工方法。
2. 被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去するに際し、被加工面に研削工具を押付けた状態にし、被加工物を回転させて盛上り部分を除去しながら、被加工物の回転抵抗を検出し、被加工物の回転抵抗の検出値に基いて加工完了を判断することを特徴とする微細凹部の仕上げ加工方法。
3. 被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去する装置であって、回転駆動される研削工具と、研削工具を被加工面に押付ける工具押付け手段と、研削工具の研削抵抗及び工具押付け手段による研削工具の押付け圧力の少なくとも一方を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出した研削抵抗及び押付け圧力の少なくとも一方の検出値に基いて加工完了を判断する加工状況判定手段を備えたことを特徴とする微細凹部の仕上げ加工装置。
4. 被加工物における円柱部の外周面や円形孔の内周面である円周面を被加工面とし、この被加工面に多数の微細凹部を形成した後、微細凹部の周囲に生じた盛上り部分を研削加工により除去する装置であって、研削工具と、研削工具を被加工面に押付ける工具押付け手段と、被加工物を円周面である被加工面の軸線回りに回転駆動するワーク回転駆動手段と、ワーク回転駆動手段による被加工物の回転抵抗を検出する負荷検出手段と、負荷検出手段により検出した回転抵抗の検出値に基いて加工完了を判断する加工状況判定手段を備えたことを特徴とする微細凹部の仕上げ加工装置。
5. 被加工物及び研削工具の少なくとも一方を円周面である被加工面の軸線方向に相対的に移動させる軸送り手段を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の微細凹部の仕上げ加工装置。
6. 研削工具が、被加工物の円形孔の内周面を被加工面として回転駆動されるホーニングツールであって、円周上に配置した複数のホーニング砥石と、各ホーニング砥石を半径方向に移動させて被加工面に押付ける工具押付け手段を備えており、負荷検出手段が、ホーニングツールの研削抵抗である回転抵抗及び工具押付け手段による押付け圧力の少なくとも一方を検出する手段であることを特徴とする請求項３又は５に記載の微細凹部の仕上げ加工装置。
7. 研削工具が、被加工物の円柱部の外周面を被加工面とする砥石をであることを特徴とする請求項４又は５に記載の微細凹部の仕上げ加工装置。
8. 研削工具が、被加工物の円柱部の外周面を被加工面とするラッピングフィルムであることを特徴とする請求項４又は５に記載の微細凹部の仕上げ加工装置。
9. 加工状況判定手段が、研削工具の研削抵抗、押付け圧力及び被加工物の回転抵抗のうちの少なくとも１つに関するデータを蓄積するデータベースと、データベースのデータ及び負荷検出手段による検出値に基づいて演算を行う演算部と、演算部の演算結果に基づいて加工完了を判断する判定部を備えていることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の微細凹部の仕上げ加工装置。
10. 請求項１又は２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によって被加工面の仕上げ加工が成されたことを特徴とする摺動部材。
11. 請求項１に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によってシリンダボアの内周面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするエンジンのシリンダブロック。
12. 請求項１に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によってシリンダボアの内周面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするコンプレッサのシリンダ。
13. 請求項１又は２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によって摺動面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするすべり軸受。
14. 請求項２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によってジャーナル及びピンの外周面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするカムシャフト。
15. 請求項２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によってジャーナル及びカムロブの外周面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするクランクシャフト。
16. 請求項２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によって摺動面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするバランスシャフト。
17. 請求項２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によって摺動面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするピストン。
18. 請求項２に記載の微細凹部の仕上げ加工方法によって摺動面に仕上げ加工が成されたことを特徴とするピストンピン。

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