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JP4883348B2 - Fine recess processing apparatus and fine recess processing method - Google Patents
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JP4883348B2 - Fine recess processing apparatus and fine recess processing method - Google Patents

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Description

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(円形穴)の内周面に、低フリクション化を実現するための微細凹部(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。   The present invention provides, for example, a fine recess processing apparatus used for forming a fine recess (oil sump) for realizing low friction on the inner peripheral surface of a cylinder bore (circular hole) in a cylinder block of an automobile engine, and The present invention relates to a fine recess processing method.

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、圧縮空気とともに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微細凹部を形成する。   Conventionally, shot blasting is often used when forming a fine recess in the inner peripheral surface of the cylinder bore of the cylinder block as described above. In this shot blasting, a masking sheet having a predetermined shape of holes is affixed to the inner peripheral surface of the cylinder bore, and then small particles such as ceramics are projected toward the inner peripheral surface of the cylinder bore together with compressed air. A fine recess is formed in a portion exposed through the through hole of the surface.

そして、微細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、上記のショットブラスト加工で微細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た。
特開2002−307310
After forming the fine recesses, the masking sheet is removed and washed, and then honing is performed again, so that the swelled portion formed around the fine recesses by the above shot blasting process is removed. It was.
JP 2002-307310 A

しかしながら、上記したようなショットブラストによる微細凹部の形成にあっては、微細凹部を規則的に配置することが困難であり、加えて、円形穴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嵩むという問題があり、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。   However, in the formation of fine recesses by shot blasting as described above, it is difficult to regularly arrange the fine recesses, and in addition, the masking sheet affixing process and removal from the inner peripheral surface of the circular hole The process and the cleaning process are indispensable, and there is a problem that the processing cost increases by the amount of such work, and it has been a conventional problem to solve these problems.

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものであって、被加工物の円形穴の内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と共に、加工コストの低減を実現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。   The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and can form fine concave portions with good accuracy with respect to the inner peripheral surface of the circular hole of the workpiece, and reduce processing costs. It is an object of the present invention to provide a fine recess processing apparatus and a fine recess processing method capable of realizing the above.

本発明の請求項1の微細凹部加工装置は、被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を形成する加工装置であって、円形穴と同軸状態に配置して回転駆動される工具ホルダと、工具ホルダに保持されるローラ支持部材と、外周部に凹部形成用の凸部を有し且つローラ支持部材に対して工具ホルダの回転軸と平行なローラ軸回りに回転自在なフォームローラと、円形穴の内周面に対してフォームローラが前進する方向にローラ支持部材を押圧する第1荷重発生手段、及び、円形穴の内周面に対してフォームローラが後退する方向にローラ支持部材を押圧する第2荷重発生手段のうちの少なくともいずれか一方の荷重発生手段を備え、工具ホルダに対してその径方向に移動可能な径方向移動手段を備えると共に、この径方向移動手段に、移動方向を一致させた状態で前記ローラ支持部材を備え、第1荷重発生手段が、前記径方向移動手段とローラ支持部材との間に介装したばねであって、工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させるべく、ローラ支持部材を工具ホルダに対してその径方向に移動可能にしている。 A fine recess processing apparatus according to claim 1 of the present invention is a processing apparatus for forming a fine recess in an inner peripheral surface of a circular hole of a workpiece, and is a tool holder that is rotationally driven by being arranged coaxially with the circular hole. When the roller support member that is held by the tool holder, a rotatable foam roller parallel roller axis and the rotation axis of the tool holder relative to and roller support member has a convex portion of the recess formed in an outer peripheral portion A first load generating means for pressing the roller support member in a direction in which the foam roller advances with respect to the inner peripheral surface of the circular hole; and a roller support member in a direction in which the foam roller moves backward with respect to the inner peripheral surface of the circular hole The second load generating means that presses the load holder includes at least one load generating means, and a radial moving means that is movable in the radial direction with respect to the tool holder. One direction With the roller support member in a state that is, the first load generating means, a spring interposed between the radial direction moving means and the roller support member, the roller supported by the rotation of the tool holder and the form roller The roller support member is movable in the radial direction with respect to the tool holder so that the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole by the centrifugal force generated in the tool holder.

上記の微細凹部加工装置は、被加工物の円形穴と工具ホルダを同軸状態に配置して、工具ホルダを回転駆動することにより、この工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させつつ、円形穴の内周面に沿ってフォームローラを転動させて、円形穴の内周面に微細凹部を連続的に形成する。この際、フォームローラに生じる遠心力が、常に所定の圧接荷重となるように工具ホルダの回転速度などの条件をコントロールする。   The above-mentioned fine recess processing apparatus is arranged such that the circular hole of the workpiece and the tool holder are arranged coaxially, and the tool holder is rotationally driven, whereby the centrifugal force generated on the roller support member and the foam roller by the rotation of the tool holder. Then, the foam roller is rolled along the inner peripheral surface of the circular hole while the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole to continuously form fine concave portions on the inner peripheral surface of the circular hole. At this time, the conditions such as the rotational speed of the tool holder are controlled so that the centrifugal force generated in the foam roller always has a predetermined pressure contact load.

発明の微細凹部加工装置では、フォームローラの所定の圧接荷重に対して、工具ホルダの回転速度が小さくてフォームローラに働く遠心力が所定の圧接荷重よりも小さい場合には、第1荷重発生手段の発生荷重(フォームローラの前進方向の荷重)を遠心力の分だけ小さくしてフォームローラの圧接荷重を所定値に維持する。 When in the fine pore recess machining apparatus of the present invention, for a given pressure load of the foam roller, centrifugal force acting on the form roller a small rotational speed of the tool holder is less than a predetermined pressure load, first load The generated load of the generating means (the load in the forward direction of the foam roller) is reduced by the centrifugal force to maintain the pressure contact load of the foam roller at a predetermined value.

また、フォームローラの所定の圧接荷重に対して、工具ホルダの回転速度が大きくて遠心力が所定の圧接荷重よりも大きい場合には、第2荷重発生手段の発生荷重(フォームローラの後退方向の荷重)を遠心力の分だけ大きくしてフォームローラの圧接荷重を所定値に維持する。   Further, when the rotational speed of the tool holder is large and the centrifugal force is larger than the predetermined pressure contact load with respect to the predetermined pressure contact load of the foam roller, the generated load of the second load generating means (in the direction of retraction of the foam roller) (Load) is increased by the amount of centrifugal force, and the pressure contact load of the foam roller is maintained at a predetermined value.

本発明の微細凹部加工方法では、被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を形にするに際し、円形穴と同軸状態に配置して回転駆動される工具ホルダと、工具ホルダに保持されるローラ支持部材と、外周部に凹部形成用の凸部を有し且つローラ支持部材に対して工具ホルダの回転軸と平行なローラ軸回りに回転自在なフォームローラを備え、工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させるべく、ローラ支持部材を工具ホルダに対してその径方向に移動可能とした微細凹部加工装置を用いて、被加工物の円形穴と工具ホルダを同軸状態に配置すると共に、工具ホルダの回転軸に対してフォームローラのローラ軸をオフセットした状態にする。 In the fine recess processing method of the present invention, when forming the fine recess on the inner peripheral surface of the circular hole of the workpiece, a tool holder that is arranged coaxially with the circular hole and is driven to rotate, and held by the tool holder. A roller support member having a convex portion for forming a concave portion on the outer peripheral portion, and a foam roller rotatable about a roller axis parallel to the rotation axis of the tool holder with respect to the roller support member. A micro recess processing device is used in which the roller support member is movable in the radial direction with respect to the tool holder so that the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole by centrifugal force generated on the roller support member and the foam roller. Thus , the circular hole of the workpiece and the tool holder are arranged coaxially and the roller axis of the foam roller is offset with respect to the rotation axis of the tool holder.

そして、この微細凹部加工方法では、工具ホルダを回転駆動することにより、円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させつつ、円形穴の内周面に沿ってフォームローラを転動させて、円形穴の内周面に微細凹部を連続的に形成し、フォームローラに生じている遠心力による圧接荷重を所定荷重に維持するべく工具ホルダの回転速度を制御する。 In this fine recess processing method, by rotating the tool holder, the foam roller is rolled along the inner peripheral surface of the circular hole while the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole. the fine recesses on the inner peripheral surface of the circular hole formed continuously, that Gyosu control the rotational speed of the tool holder so as to maintain the pressure load to a predetermined load due to the centrifugal force caused in the off Omurora.

本発明の微細凹部加工装置によれば、被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を高効率で且つ高精度に形成することができ、加えて、同内周面に対してフォームローラを一定荷重で圧接させることができるので、微細凹部を加工する前の内周面を精度良く仕上げておく必要がなく、この前工程を省略することができ、その結果、加工コストの大幅な低減を実現することが可能である。   According to the fine concave portion processing apparatus of the present invention, the fine concave portion can be formed with high efficiency and high accuracy on the inner peripheral surface of the circular hole of the workpiece, and in addition, the foam roller is formed on the inner peripheral surface. Can be pressed with a constant load, so there is no need to finish the inner peripheral surface with high precision before processing the fine recess, and this pre-process can be omitted, resulting in a significant reduction in processing costs. Can be realized.

また、微細凹部加工装置によれば、円形穴の内周面に対してフォームローラを前進方向に押圧する第1荷重発生手段に加えて、フォームローラを後退方向に押圧する第2荷重発生手段を採用することにより、簡単で且つ小型の構造でありながら、加工時に少なくともフォームローラが受ける遠心力を相殺することができ、これにより、工具ホルダを高速回転させた場合でも、深さや大きさが均一な微細凹部を低荷重で形成することができ、工具ホルダの回転の高速化に伴って加工効率をより一層高めることができるほか、構造が簡単で且つ小型であることから、小径の円形穴にも対応することができる。
さらに、微細凹部加工装置によれば、径方向移動手段を備えているので、径が異なる円形穴に対応することが容易であり、また、荷重発生手段としてばねを採用したので、簡単で且つ小型の構造でありながら、ローラ支持部材及びフォームローラに充分な荷重を付与することができる。
Further, according to the fine recess processing apparatus, in addition to the first load generating means for pressing the foam roller in the forward direction against the inner peripheral surface of the circular hole, the second load generating means for pressing the foam roller in the backward direction. By adopting it, it is possible to cancel at least the centrifugal force applied to the foam roller during processing, while maintaining a simple and compact structure. This makes the depth and size uniform even when the tool holder is rotated at high speed. Can be formed with a low load, and the machining efficiency can be further increased with the speed of rotation of the tool holder, and the structure is simple and small, so that Can also respond.
Furthermore, according to the fine recess processing apparatus, since the radial direction moving means is provided, it is easy to cope with circular holes having different diameters, and since a spring is used as the load generating means, it is simple and small. Even with this structure, a sufficient load can be applied to the roller support member and the foam roller.

本発明の微細凹部加工方法によれば、被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を高効率で且つ高精度に形成することができると共に、加工前の内周面を精度良く仕上げる工程を省略して、加工コストの大幅な低減を実現することが可能であり、また、加工時に少なくともフォームローラが受ける遠心力を相殺することができるので、工具ホルダを高速回転させた場合でも、深さや大きさが均一な微細凹部を低荷重で形成することができ、工具ホルダの回転の高速化に伴って加工効率をより一層高めることができる。   According to the fine recess processing method of the present invention, the fine recess can be formed with high efficiency and high accuracy on the inner peripheral surface of the circular hole of the workpiece, and the inner peripheral surface before processing is accurately finished. It is possible to achieve a significant reduction in machining cost, and at least the centrifugal force applied to the foam roller during machining can be offset, so even when the tool holder is rotated at high speed, Fine recesses having a uniform sheath size can be formed with a low load, and the processing efficiency can be further increased as the tool holder rotates faster.

以下、図面に基づいて、本発明に係わる微細凹部加工装置及び加工方法の一実施例を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a fine recess processing apparatus and a processing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図2に示す微細凹部加工装置1は、自動車用エンジンのシリンダブロックを被加工物とし、円形穴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と、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の下側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な被加工物載置用のテーブル4と、主軸3に同軸に装着されて一体で回転する工具ホルダ10を備えており、図示しない自動工具交換装置により、主軸3に対して工具ホルダ10の着脱を行うようになっている。   The fine recess processing apparatus 1 shown in FIG. 2 is an NC machine tool that uses a cylinder block of an automobile engine as a workpiece and forms a fine recess on the inner peripheral surface of a cylinder bore that is a circular hole, and is movable in the vertical direction. A main spindle head 2, a main spindle 3 supported in a state of protruding downward from the main spindle head 2, and a workpiece placing device that is movable in biaxial directions perpendicular to each other in a horizontal plane below the main spindle head 2. A table 4 and a tool holder 10 that is coaxially mounted on the main shaft 3 and rotates integrally therewith are provided, and the tool holder 10 is attached to and detached from the main shaft 3 by an automatic tool changer (not shown).

工具ホルダ10は、図1に示すように、主軸3に装着する部位であるシャンク部10Aと、その下側に連続するボディ部10Bを有しており、ボディ部10Bの下側に、工具ホルダ10に対してその径方向に移動可能な径方向移動手段としてのアダプタ11と、アダプタ11に対して同アダプタ11の移動方向(工具ホルダ10の径方向)に移動可能なローラ支持部材12と、ローラ支持部材12に対して工具ホルダ10の回転軸L1と平行なローラ軸L2回りに回転自在なフォームローラ13を備えており、シリンダボアBの内周面に対してフォームローラ13を進退可能にしている。   As shown in FIG. 1, the tool holder 10 has a shank portion 10A that is a portion to be mounted on the main shaft 3, and a body portion 10B that is continuous below the shank portion 10B. A tool holder is provided below the body portion 10B. An adapter 11 as radial movement means movable in the radial direction with respect to 10, a roller support member 12 movable in the movement direction of the adapter 11 with respect to the adapter 11 (radial direction of the tool holder 10), A foam roller 13 that is rotatable about a roller axis L2 parallel to the rotation axis L1 of the tool holder 10 with respect to the roller support member 12 is provided. The foam roller 13 can be moved forward and backward with respect to the inner peripheral surface of the cylinder bore B. Yes.

アダプタ11は、工具ホルダ10のボディ部10Bとの間に、例えばステッピングモータを具備した移動機構(図示せず)を備えたものであって、この移動機構により、工具ホルダ10の径方向に往復動する。   The adapter 11 is provided with a moving mechanism (not shown) provided with a stepping motor, for example, between the body portion 10B of the tool holder 10 and reciprocates in the radial direction of the tool holder 10 by this moving mechanism. Move.

ローラ支持部材12は、アダプタ11の下面に設けた水平ガイド14によって案内されるスライド15と、スライド体15から垂下する本体部16を備えると共に、本体部16の下端部に、組合せアンギュラ玉軸受を含む垂直な支持軸17を介して、フォームローラ13が回転自在に装着してある。この支持軸17の中心線がローラ軸L2である。   The roller support member 12 includes a slide 15 guided by a horizontal guide 14 provided on the lower surface of the adapter 11, and a main body portion 16 depending from the slide body 15, and a combined angular contact ball bearing is provided at the lower end portion of the main body portion 16. A foam roller 13 is rotatably mounted via a vertical support shaft 17 including the same. The center line of the support shaft 17 is the roller shaft L2.

フォームローラ13は、シリンダボアBの直径よりも小さい直径を有すると共に、その外周部に凹部形成用の凸部を有している。このとき、フォームローラ13は、ディンプル状の微細凹部を形成する突起型の凸部を所定間隔で設けたものや、溝状の微細凹部を連続的に形成する鍔型の凸部を設けたものとすることができる。   The foam roller 13 has a diameter smaller than the diameter of the cylinder bore B, and has a convex portion for forming a concave portion on the outer peripheral portion thereof. At this time, the foam roller 13 is provided with projection-type convex portions for forming dimple-shaped fine concave portions at predetermined intervals, or with roller-shaped convex portions for continuously forming groove-shaped fine concave portions. It can be.

上記のフォームローラ13は、材料がとくに限定されるものではないが、例えば、超硬、超硬以外の硬質金属やアルミナ、窒化珪素等のセラミックスなどから成るものであって、高い強度と靭性を有しており、被加工物が焼入れ鋼などの高硬度材料であっても微細凹部を形成することができる。   The material of the foam roller 13 is not particularly limited. For example, the foam roller 13 is made of carbide, a hard metal other than carbide, ceramics such as alumina and silicon nitride, and has high strength and toughness. Even if the workpiece is a high-hardness material such as hardened steel, fine concave portions can be formed.

ここで、アダプタ11は、工具ホルダ10のボディ部10Bに対する移動方向両側に、下向きに突出した保持部11a,11bを備えており、一方の保持部11aとローラ支持部材12のスライド15との間に、シリンダボアBの内周面に対してフォームローラ13が前進する方向(図1中で右方向)にローラ支持部材12を押圧する第1荷重発生手段としての第1圧縮コイルばね18Aと、第1圧縮コイルばね(第1荷重発生手段)18Aによる発生荷重を検出する第1荷重検出手段としての圧電型の第1ロードセル19Aが介装してある。   Here, the adapter 11 includes holding portions 11a and 11b protruding downward on both sides in the moving direction of the tool holder 10 with respect to the body portion 10B, and between the holding portion 11a and the slide 15 of the roller support member 12. In addition, a first compression coil spring 18A as a first load generating means for pressing the roller support member 12 in the direction in which the foam roller 13 advances (rightward in FIG. 1) with respect to the inner peripheral surface of the cylinder bore B, A piezoelectric first load cell 19A is interposed as a first load detecting means for detecting a load generated by one compression coil spring (first load generating means) 18A.

また、アダプタ11は、他方の保持部11bとローラ支持部材12のスライド15との間に、シリンダボアBの内周面に対してフォームローラ13が後退する方向(図1中で左方向)にローラ支持部材12を押圧する第2荷重発生手段としての第2圧縮コイルばね18Bと、第2圧縮コイルばね(第2荷重発生手段)18Bによる発生荷重を検出する第2荷重検出手段としての圧電型の第2ロードセル19Bが介装してある。   Further, the adapter 11 is a roller in a direction (left direction in FIG. 1) in which the foam roller 13 moves backward with respect to the inner peripheral surface of the cylinder bore B between the other holding portion 11b and the slide 15 of the roller support member 12. A second compression coil spring 18B as second load generation means for pressing the support member 12 and a piezoelectric type as second load detection means for detecting a load generated by the second compression coil spring (second load generation means) 18B. A second load cell 19B is interposed.

このように、第1及び第2の荷重発生手段として、第1及び第2の圧縮コイルばね18A,18Bを採用すれば、簡単で且つ小型の構造でありながら、ローラ支持部材12及びフォームローラ13に充分な荷重を付与し得る。   As described above, if the first and second compression coil springs 18A and 18B are employed as the first and second load generating means, the roller support member 12 and the foam roller 13 can be obtained with a simple and small structure. A sufficient load can be applied.

また、第1及び第2の荷重検出手段として、第1及び第2のロードセル19A,19Bを採用すれば、簡単で且つ小型の構造でありながら、第1及び第2の圧縮コイルばね18A,18Bによる発生荷重を正確に検出し得る。   Further, if the first and second load cells 19A and 19B are employed as the first and second load detection means, the first and second compression coil springs 18A and 18B can be obtained with a simple and small structure. The generated load due to can be detected accurately.

さらに、当該微細凹部加工装置1は、図1中に仮想線で示すように、工具ホルダ10の回転速度(回転数)を検出する回転速度検出手段としてのロータリエンコーダ20を備えている。このロータリエンコーダ20は、主軸ヘッド2において、工具ホルダ10と一体的に回転する主軸3の回転速度を検出するようになっており、簡単で且つ小型の構造でありながら、工具ホルダ10の回転速度を正確に検出し得る。   Further, the fine recess processing apparatus 1 includes a rotary encoder 20 as a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed (the number of rotations) of the tool holder 10 as indicated by a virtual line in FIG. The rotary encoder 20 detects the rotation speed of the spindle 3 that rotates integrally with the tool holder 10 in the spindle head 2, and has a simple and small structure, but the rotation speed of the tool holder 10. Can be detected accurately.

さらに、当該微細凹部加工装置1は、主軸ヘッド2が、軸方向移動手段すなわちシリンダブロック(被加工物)CBと工具ホルダ10をシリンダボア(円形穴)の中心線L3に沿う方向に相対的に移動させる手段であり、ここでは工具ホルダ10を昇降させる。   Further, in the fine recess processing apparatus 1, the spindle head 2 relatively moves the axial movement means, that is, the cylinder block (workpiece) CB and the tool holder 10 in the direction along the center line L3 of the cylinder bore (circular hole). Here, the tool holder 10 is moved up and down.

さらに、当該微細凹部加工装置1は、第1及び第2のロードセル19A,19Bやロータリエンコーダ20からの検出信号が入力される制御装置(図示せず)を備えており、この制御装置により、主軸ヘッド2、主軸3、テーブル4及びアダプタ11の動作制御を行うようになっている。   Further, the fine recess processing apparatus 1 includes a control device (not shown) to which detection signals from the first and second load cells 19A and 19B and the rotary encoder 20 are input. Operation control of the head 2, the spindle 3, the table 4, and the adapter 11 is performed.

上記の微細凹部加工装置1において、シリンダボアBの内周面に微細凹部を形成するに際しては、まず、工具ホルダ10の回転軸L1とシリンダボアBの中心線L3とが一致するように位置決めをして、主軸ヘッド2により工具ホルダ10を下降させ、シリンダボアB内にフォームローラ13を侵入させる。   In the fine recess processing apparatus 1 described above, when forming the fine recess on the inner peripheral surface of the cylinder bore B, first, positioning is performed so that the rotation axis L1 of the tool holder 10 and the center line L3 of the cylinder bore B coincide. The tool holder 10 is lowered by the spindle head 2 and the foam roller 13 is inserted into the cylinder bore B.

次に、アダプタ11の移動により、フォームローラ13を前進させてシリンダボアBの内周面に接触させ、第1ロードセル19Aにより検出した荷重が予め設定した値になるまでアダプタ11の移動を継続させる。   Next, by moving the adapter 11, the foam roller 13 is moved forward to contact the inner peripheral surface of the cylinder bore B, and the adapter 11 is continuously moved until the load detected by the first load cell 19A reaches a preset value.

つまり、シリンダボアBの内周面にフォームローラ13が接触した後、アダプタ11の移動を継続すると、アダプタ11とローラ支持部材12との間で第1圧縮コイルばね18Aが圧縮され、その反発力が発生荷重としてフォームローラ13に付与されると共に、第1ロードセル19Aによりこの荷重が検出されることから、この第1ロードセル19Aの検出荷重が設定値になるまでアダプタ11の移動を継続すれば、フォームローラ13がシリンダボアBの内周面に所定荷重で圧接することとなる。   That is, when the foam roller 13 comes into contact with the inner peripheral surface of the cylinder bore B and the adapter 11 continues to move, the first compression coil spring 18A is compressed between the adapter 11 and the roller support member 12, and the repulsive force is reduced. Since the load is applied to the foam roller 13 as a generated load and the load is detected by the first load cell 19A, if the adapter 11 continues to move until the detected load of the first load cell 19A reaches a set value, the foam The roller 13 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder bore B with a predetermined load.

この状態において、フォームローラ13は、工具ホルダ10の回転軸L1に対してローラ軸L2がオフセットされ、また、アダプタ11、ローラ支持部材12及びフォームローラ13を含む機能部の重心は、工具ホルダ10の回転軸L1に対してフォームローラ13側にある。   In this state, the roller axis L2 of the foam roller 13 is offset with respect to the rotation axis L1 of the tool holder 10, and the center of gravity of the functional unit including the adapter 11, the roller support member 12, and the foam roller 13 is the tool holder 10 It is in the form roller 13 side with respect to the rotation axis L1.

その後、第1ロードセル19Aで荷重の設定値を検出した段階で、アダプタ11の移動を停止し、主軸3により工具ホルダ10を回転駆動すると、シリンダボアBの内周面に圧接しているフォームローラ13が連れ回りし、このフォームローラ13の転動によってシリンダボアBの内周面に微細凹部を形成する。また、主軸3の回転駆動と主軸ヘッド(軸方向移動手段)2の下降とを同期させると、シリンダボアBの内周面に対して螺旋状の軌跡に沿って微細凹部が連続的に形成されることとなり、同内周面の広い領域に微細凹部を効率良く形成することができる。   Thereafter, when the set value of the load is detected by the first load cell 19A, when the movement of the adapter 11 is stopped and the tool holder 10 is rotationally driven by the main shaft 3, the foam roller 13 is in pressure contact with the inner peripheral surface of the cylinder bore B. And the fine roller is formed on the inner peripheral surface of the cylinder bore B by the rolling of the foam roller 13. Further, when the rotational driving of the main shaft 3 and the lowering of the main shaft head (axial movement means) 2 are synchronized, fine concave portions are continuously formed along a spiral locus on the inner peripheral surface of the cylinder bore B. As a result, fine concave portions can be efficiently formed in a wide region of the inner peripheral surface.

このとき、当該微細凹部加工装置1及び加工方法では、第1及び第2のロードセル19A,19Bにより第1及び第2の圧縮コイルばね18A,18Bの発生荷重を検出すると共に、ロータリエンコーダ20により工具ホルダ10の回転速度を検出し、工具ホルダ10の回転速度に応じて、シリンダボアBの内周面に対するフォームローラ13の圧接荷重を制御する。   At this time, in the fine recess processing apparatus 1 and the processing method, the first and second load cells 19A and 19B detect the generated loads of the first and second compression coil springs 18A and 18B, and the rotary encoder 20 uses the tool. The rotational speed of the holder 10 is detected, and the pressure load of the foam roller 13 on the inner peripheral surface of the cylinder bore B is controlled according to the rotational speed of the tool holder 10.

より望ましくは、シリンダボアBにフォームローラ13を侵入させる前段階において、工具ホルダ10を試験的に回転駆動して、その回転速度と、回転によりローラ支持部材12及びフォームローラ13に生じる遠心力を測定し、その後の加工中において、工具ホルダ10の回転速度と遠心力との関係、及び加工中に取得した発生荷重と回転速度のデータに基づいて、フォームローラ13の圧接荷重を制御する。   More preferably, before the foam roller 13 enters the cylinder bore B, the tool holder 10 is rotationally driven on a trial basis, and the rotational speed and the centrifugal force generated on the roller support member 12 and the foam roller 13 due to the rotation are measured. During the subsequent processing, the pressure contact load of the foam roller 13 is controlled based on the relationship between the rotational speed and the centrifugal force of the tool holder 10 and the generated load and rotational speed data acquired during the processing.

すなわち、当該微細凹部加工装置1及び加工方法では、工具ホルダ10の回転軸L1に対してフォームローラ13のローラ軸L2がオフセットされた位置にあると共に、機能部の重心がフォームローラ13側にあり、加工時には、工具ホルダ10の回転軸L1回りにフォームローラ13を転動させることから、ローラ支持部材12やフォームローラ13には、図3に示すように、回転速度(回転数)に応じた遠心力Fbが作用する。   That is, in the fine recess processing apparatus 1 and the processing method, the roller shaft L2 of the foam roller 13 is offset from the rotation axis L1 of the tool holder 10, and the center of gravity of the functional unit is on the foam roller 13 side. During processing, the foam roller 13 rolls around the rotation axis L1 of the tool holder 10, so that the roller support member 12 and the foam roller 13 correspond to the rotational speed (number of rotations) as shown in FIG. Centrifugal force Fb acts.

この遠心力Fbは、工具ホルダ10の回転速度と、シリンダボアBの内周面に対するフォームローラ13の圧接荷重との関係に対応しており、工具ホルダ10の回転速度の増大に伴ってフォームローラ13の圧接荷重を増大させることとなる。   This centrifugal force Fb corresponds to the relationship between the rotational speed of the tool holder 10 and the pressure contact load of the foam roller 13 with respect to the inner peripheral surface of the cylinder bore B, and the foam roller 13 increases as the rotational speed of the tool holder 10 increases. Will increase the pressure contact load.

そこで、当該微細凹部加工装置1及び加工方法では、回転速度と遠心力との関係を予め求めておくことで、図3に示すように、所望の大きさ及び深さの微細凹部を形成するためのフォームローラ13の基準圧接荷重Faを設定すると共に、基準圧接荷重Faと遠心力Fbとが一致する基準回転速度Vsを設定する。   Therefore, in the fine recess processing apparatus 1 and the processing method, the relationship between the rotational speed and the centrifugal force is obtained in advance to form a fine recess having a desired size and depth as shown in FIG. The reference pressure contact load Fa of the foam roller 13 is set, and the reference rotation speed Vs at which the reference pressure load Fa coincides with the centrifugal force Fb is set.

そして、工具ホルダ10の回転速度が基準回転速度Vs以下であって、遠心力Fbが基準圧接荷重Faよりも小さい場合には、フォームローラ13の圧接荷重が基準圧接荷重Faと遠心力Fbとの差(Fa−Fb)を保つように制御する。   When the rotational speed of the tool holder 10 is equal to or lower than the reference rotational speed Vs and the centrifugal force Fb is smaller than the reference pressure contact load Fa, the pressure contact load of the foam roller 13 is the difference between the reference pressure load Fa and the centrifugal force Fb. Control is performed so as to keep the difference (Fa-Fb).

具体的には、アダプタ11をフォームローラ13の後退方向に移動させることで、第1圧縮コイルばね18Aの発生荷重(フォームローラの前進方向の荷重)が遠心力Fbの分だけ小さくなるようにし、これによりフォームローラ13の圧接荷重を基準圧接荷重Faに維持する。   Specifically, by moving the adapter 11 in the backward direction of the foam roller 13, the generated load of the first compression coil spring 18A (the load in the forward direction of the foam roller) is reduced by the centrifugal force Fb, As a result, the pressure contact load of the foam roller 13 is maintained at the reference pressure load Fa.

また、工具ホルダ10の回転速度が基準回転速度Vs以上であって、遠心力Fbが基準圧接荷重Faよりも大きい場合には、フォームローラ13の圧接荷重が遠心力Fbと基準圧接荷重Faとの差(Fb−Fa)を保つように制御する。   Further, when the rotation speed of the tool holder 10 is equal to or higher than the reference rotation speed Vs and the centrifugal force Fb is larger than the reference pressure contact load Fa, the pressure contact load of the foam roller 13 is equal to the centrifugal force Fb and the reference pressure load Fa. Control is performed so as to keep the difference (Fb-Fa).

具体的には、アダプタ11をフォームローラ13の後退方向に移動させることで、第2圧縮コイルばね18Bの発生荷重(フォームローラの後退方向の荷重)が遠心力Fbの分だけ大きくなるようにし、これによりフォームローラ13の圧接荷重を基準圧接荷重Faに維持する。   Specifically, by moving the adapter 11 in the backward direction of the foam roller 13, the generated load of the second compression coil spring 18B (the load in the backward direction of the foam roller) is increased by the centrifugal force Fb, As a result, the pressure contact load of the foam roller 13 is maintained at the reference pressure load Fa.

このように、上記の微細凹部加工装置1及び加工方法によれば、シリンダボアBの内周面に微細凹部を高効率で且つ高精度に形成することができ、加えて、同内周面に対してフォームローラ13を一定荷重で圧接させることができるので、微細凹部を加工する前の内周面を精度良く仕上げておく必要がなく、この前工程を省略することができ、その結果、加工コストの大幅な低減を実現する。   As described above, according to the fine recess processing apparatus 1 and the processing method described above, the fine recess can be formed with high efficiency and high accuracy on the inner peripheral surface of the cylinder bore B, and in addition to the inner peripheral surface. Since the foam roller 13 can be pressed with a constant load, it is not necessary to accurately finish the inner peripheral surface before processing the fine recesses, and this pre-process can be omitted, resulting in a processing cost. Realizes a significant reduction in

また、シリンダボアBの内周面に対してフォームローラ13を前進方向に押圧する第1圧縮コイルばね18Aと、フォームローラ13を後退方向に押圧する第2圧縮コイルばね18Bを採用したことにより、加工時にローラ支持部材12及びフォームローラ13に作用する遠心力を相殺することができるので、工具ホルダ10を高速回転させた場合でも、深さや大きさが均一な微細凹部を低荷重で形成することができると共に、工具ホルダ10の回転の高速化に伴って加工効率をより一層高めることができ、また、構造が簡単で且つ小型であることから、小径のシリンダボアBにも対応し得るものとなる。   Further, the first compression coil spring 18A that presses the foam roller 13 in the forward direction against the inner peripheral surface of the cylinder bore B and the second compression coil spring 18B that presses the foam roller 13 in the backward direction are employed. Since the centrifugal force acting on the roller support member 12 and the foam roller 13 can sometimes be canceled, even when the tool holder 10 is rotated at high speed, a fine recess having a uniform depth and size can be formed with a low load. In addition, the machining efficiency can be further enhanced as the rotation speed of the tool holder 10 is increased, and the structure is simple and small, so that the cylinder bore B having a small diameter can be dealt with.

さらに、当該微細凹部加工装置1は、工具ホルダ10に対してその径方向に移動可能な径方向移動手段としてのアダプタ11を備えているので、径が異なるシリンダボアBに対応することが容易であり、上記実施例では、大きさや深さが均一な微細凹部を形成する場合を説明したが、加工中にフォームローラ13の圧接荷重を変化させて、微細凹部の大きさや深さを部分的に異ならせることも可能である。   Furthermore, since the fine recess processing apparatus 1 includes the adapter 11 as a radial movement means that can move in the radial direction with respect to the tool holder 10, it is easy to cope with cylinder bores B having different diameters. In the above embodiment, the case where the fine concave portions having a uniform size and depth are formed is explained. However, the pressure contact load of the foam roller 13 is changed during the processing, and the size and depth of the fine concave portions are partially different. It is also possible to

そして、上記の微細凹部加工装置1及び加工方法により、シリンダボアBの内周面に微細凹部が規則的に形成されたシリンダブロックCBは、その微細凹部が油溜りとして有効に機能して、ピストンとの摺接面である内周面の低フリクション化を実現し、ひいてはエンジンの高出力化にも貢献し得るものとなる。   The cylinder block CB in which fine concave portions are regularly formed on the inner peripheral surface of the cylinder bore B by the fine concave portion processing apparatus 1 and the processing method described above functions effectively as an oil reservoir, This reduces the friction of the inner peripheral surface, which is the sliding contact surface, and can contribute to higher output of the engine.

図4は、本発明の微細凹部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。   FIG. 4 is a view for explaining another embodiment of the fine recess processing apparatus of the present invention. Note that the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図示の微細凹部加工装置における工具ホルダ10は、先の実施例では、第1及び第2の荷重発生手段が共に圧縮コイルばね(18A,18B)であったのに対して、第1荷重発生手段に圧縮コイルばね18Aを用い、第2荷重発生手段に、伸縮駆動されるアクチュエータ28を用いた場合を例示している。   The tool holder 10 in the illustrated fine recess processing apparatus has a first load generating means in contrast to the first and second load generating means being compression coil springs (18A, 18B) in the previous embodiment. The case where the compression coil spring 18A is used and the actuator 28 that is driven to extend and contract is used as the second load generating means is illustrated.

上記の工具ホルダ10を用いた微細凹部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、とくに、第2荷重発生手段にアクチュエータ28を採用したことにより、図3において、遠心力Fbが基準圧接荷重Faよりも大きくて、フォームローラ13の圧接荷重が遠心力Fbと基準圧接荷重Faとの差(Fb−Fa)を保つように制御する場合には、先の実施例のようにアダプタ11を移動させずに、アクチュエータ28を伸長駆動して発生荷重(フォームローラの後退方向の荷重)が遠心力Fbの分だけ大きくなるようにすることで、フォームローラ13の圧接荷重を基準圧接荷重Faに維持することができる。   Even in the fine recess processing apparatus using the tool holder 10 described above, the same operation and effect as in the previous embodiment can be obtained, and in particular, by adopting the actuator 28 as the second load generating means, FIG. 3, when the centrifugal force Fb is greater than the reference pressure contact load Fa and the pressure contact load of the foam roller 13 is controlled so as to maintain the difference (Fb−Fa) between the centrifugal force Fb and the reference pressure load Fa, As in the embodiment, the actuator 11 is driven to extend without moving the adapter 11 so that the generated load (the load in the backward direction of the foam roller) is increased by the centrifugal force Fb. The pressure contact load can be maintained at the reference pressure load Fa.

上記のように、第1荷重発生手段を圧縮コイルばね18Aとし、第2荷重発生手段をアクチュエータ28とすれば、アダプタ(径方向移動手段)11による効果すなわち径が異なるシリンダボアBにも容易に対処し得る効果を備えたままで、加工時にローラ支持部材12及びフォームローラ13に作用する遠心力を相殺し得ることとなる。   As described above, if the first load generating means is the compression coil spring 18A and the second load generating means is the actuator 28, the effect of the adapter (radial direction moving means) 11, that is, the cylinder bore B having a different diameter can be easily dealt with. The centrifugal force acting on the roller support member 12 and the foam roller 13 at the time of processing can be canceled while maintaining the possible effects.

また、第1及び第2の荷重発生手段を共にアクチュエータとすることもでき、この場合には、上記のアダプタ11を備えたものとしても良いし、アダプタ11を廃止して構造のさならる簡略化を実現することもできる。   In addition, both the first and second load generating means can be actuators. In this case, the adapter 11 may be provided, or the adapter 11 may be eliminated to simplify the structure. Can also be realized.

図5は、本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を説明する図であり、図5に示す微細凹部加工装置における工具ホルダ10が、先の実施例と相違するところは、第2の荷重発生手段としての圧縮コイルばね18Bのみを備えている点にあり、他の構成は先の実施例における工具ホルダ10と同じである。   FIG. 5 is a view for explaining still another embodiment of the fine recess processing apparatus of the present invention. The tool holder 10 in the fine recess processing apparatus shown in FIG. 5 is different from the previous embodiment in the second embodiment. The other configuration is the same as that of the tool holder 10 in the previous embodiment.

この実施例における微細凹部加工装置は、工具ホルダ10の回転速度が基準回転速度Vs以上であって、遠心力Fbが基準圧接荷重Faよりも常に大きくなる場合(図3参照)に好適であり、このように、基準圧接荷重Faを発生させるための第1の荷重発生手段としての圧縮コイルばね18Aを必要としない分だけ、構造のさらなる簡略化が図られることとなる。   The fine recess processing apparatus in this embodiment is suitable when the rotational speed of the tool holder 10 is equal to or higher than the reference rotational speed Vs and the centrifugal force Fb is always larger than the reference pressure contact load Fa (see FIG. 3). Thus, the structure can be further simplified by the amount that does not require the compression coil spring 18A as the first load generating means for generating the reference pressure contact load Fa.

図6は、本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を説明する図であり、図6に示す微細凹部加工装置における工具ホルダ10が、先の実施例と相違するところは、ローラ支持部材12を工具ホルダ10に対してその径方向に移動可能にして、工具ホルダ10の回転によってローラ支持部材12及びフォームローラ13に生じる遠心力FbのみでシリンダボアBの内周面に対してフォームローラ13を圧接させるようにした点にあり、すなわち、第1及び第2の荷重発生手段としての圧縮コイルばね18A,18Bをいずれも省略した点にあり、他の構成は先の実施例における工具ホルダ10と同じである。   FIG. 6 is a view for explaining still another embodiment of the fine recess processing apparatus of the present invention. The tool holder 10 in the fine recess processing apparatus shown in FIG. The member 12 can be moved in the radial direction with respect to the tool holder 10, and only the centrifugal force Fb generated in the roller support member 12 and the foam roller 13 by the rotation of the tool holder 10 is used to form the foam roller against the inner peripheral surface of the cylinder bore B. 13 is that the compression coil springs 18A and 18B as the first and second load generating means are both omitted, and the other configuration is the tool holder in the previous embodiment. 10 is the same.

この実施例における微細凹部加工装置では、フォームローラ13に生じる遠心力Fbが、常に基準圧接荷重Fa(所定の圧接荷重)となるように工具ホルダ10の回転速度(回転数)などの条件をコントロールすればよく、このように、第1及び第2の荷重発生手段としての圧縮コイルばね18A,18Bをいずれも必要としない分だけ、構造のより一層の簡略化が図られることとなる。   In the fine recess processing apparatus in this embodiment, the conditions such as the rotation speed (the number of rotations) of the tool holder 10 are controlled so that the centrifugal force Fb generated on the foam roller 13 always becomes the reference pressing load Fa (predetermined pressing load). In this way, the structure can be further simplified as much as neither of the compression coil springs 18A and 18B as the first and second load generating means is required.

なお、本発明の微細凹部加工装置及び加工方法は、その構成が上記各実施例のみに限定されることはなく、構成の細部を適宜変更することができ、また、シリンダボア以外の円形穴の内周面、例えば、摺動部材であるコンプレッサのシリンダボアの内周面や、同じく摺動部材であるすべり軸受の摺動孔の内周面に微細凹部を形成する場合にも適用可能であり、さらには、円形穴の内周面に微細凹部を形成した後、ホーニング等により微細凹部の周囲に生じた材料の盛り上がりを除去することも、円形穴の内周面の品質をより一層高めるうえで有効である。   The fine recess processing apparatus and the processing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and the details of the configuration can be changed as appropriate, and the inside of the circular hole other than the cylinder bore can be changed. It is also applicable to the case where fine recesses are formed on the peripheral surface, for example, the inner peripheral surface of a cylinder bore of a compressor that is a sliding member, or the inner peripheral surface of a sliding bearing of a sliding bearing that is also a sliding member. It is also effective to further improve the quality of the inner peripheral surface of the circular hole by removing the bulge of the material generated around the fine concave portion by honing etc. after forming the fine concave portion on the inner peripheral surface of the circular hole It is.

本発明の微細凹部加工装置の一実施例を説明する要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part explaining one Example of the fine recessed part processing apparatus of this invention. 微細凹部加工装置の全体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole fine recessed part processing apparatus. 工具ホルダの回転速度とフォームローラの圧接荷重と遠心力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotational speed of a tool holder, the press-contact load of a foam roller, and centrifugal force. 本発明の微細凹部加工装置の他の実施例を説明する要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part explaining the other Example of the fine recessed part processing apparatus of this invention. 本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を説明する要部の簡略断面図である。It is a simplified sectional view of the principal part explaining other examples of the fine crevice processing device of the present invention. 本発明の微細凹部加工装置のさらに他の実施例を説明する要部の簡略断面図である。It is a simplified sectional view of the principal part explaining other examples of the fine crevice processing device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

B シリンダボア(円形穴)
CB シリンダブロック(被加工物)
1 微細凹部加工装置
2 主軸ヘッド(軸方向移動手段)
10 工具ホルダ
11 アダプタ(径方向移動手段)
12 ローラ支持部材
13 フォームローラ
18A 第1圧縮コイルばね(第1荷重発生手段)
18B 第2圧縮コイルばね(第2荷重発生手段)
19A 第1ロードセル(第1荷重検出手段)
19B 第2ロードセル(第2荷重検出手段)
20 ロータリエンコーダ(回転速度検出手段)
28 アクチュエータ
B Cylinder bore (circular hole)
CB Cylinder block (workpiece)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine recessed part processing apparatus 2 Spindle head (Axial movement means)
10 Tool holder 11 Adapter (radial movement means)
12 roller support member 13 foam roller 18A first compression coil spring (first load generating means)
18B Second compression coil spring (second load generating means)
19A First load cell (first load detecting means)
19B 2nd load cell (2nd load detection means)
20 Rotary encoder (rotational speed detection means)
28 Actuator

Claims (16)

被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を形成する加工装置であって、
円形穴と同軸状態に配置して回転駆動される工具ホルダと、
工具ホルダに保持されるローラ支持部材と、
外周部に凹部形成用の凸部を有し且つローラ支持部材に対して工具ホルダの回転軸と平行なローラ軸回りに回転自在なフォームローラと、
円形穴の内周面に対してフォームローラが前進する方向にローラ支持部材を押圧する第1荷重発生手段、及び、円形穴の内周面に対してフォームローラが後退する方向にローラ支持部材を押圧する第2荷重発生手段のうちの少なくともいずれか一方の荷重発生手段を備え、
工具ホルダに対してその径方向に移動可能な径方向移動手段を備えると共に、この径方向移動手段に、移動方向を一致させた状態で前記ローラ支持部材を備え、
第1荷重発生手段が、前記径方向移動手段とローラ支持部材との間に介装したばねであって、
工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させるべく、ローラ支持部材を工具ホルダに対してその径方向に移動可能としたことを特徴とする微細凹部加工装置。
A processing device for forming fine recesses on the inner peripheral surface of a circular hole of a workpiece,
A tool holder which is arranged coaxially with the circular hole and is driven to rotate;
A roller support member held by the tool holder;
A foam roller having a convex part for forming a concave part on the outer peripheral part and rotatable about a roller axis parallel to the rotational axis of the tool holder with respect to the roller support member ;
First load generating means for pressing the roller support member in a direction in which the foam roller advances with respect to the inner peripheral surface of the circular hole, and a roller support member in a direction in which the foam roller moves backward with respect to the inner peripheral surface of the circular hole. Comprising at least one of the second load generating means to be pressed;
With a radial movement means that is movable in the radial direction with respect to the tool holder, the radial movement means is provided with the roller support member in a state in which the movement directions are matched,
The first load generating means is a spring interposed between the radial movement means and the roller support member,
The roller support member can be moved in the radial direction with respect to the tool holder so that the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole by centrifugal force generated on the roller support member and the foam roller by the rotation of the tool holder. A fine recess processing apparatus characterized by the above.
被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を形成する加工装置であって、
円形穴と同軸状態に配置して回転駆動される工具ホルダと、
工具ホルダに保持されるローラ支持部材と、
外周部に凹部形成用の凸部を有し且つローラ支持部材に対して工具ホルダの回転軸と平行なローラ軸回りに回転自在なフォームローラと、
円形穴の内周面に対してフォームローラが前進する方向にローラ支持部材を押圧する第1荷重発生手段、及び、円形穴の内周面に対してフォームローラが後退する方向にローラ支持部材を押圧する第2荷重発生手段のうちの少なくともいずれか一方の荷重発生手段を備え、
工具ホルダに対してその径方向に移動可能な径方向移動手段を備えると共に、この径方向移動手段に、移動方向を一致させた状態で前記ローラ支持部材を備え、
第2荷重発生手段が、前記径方向移動手段とローラ支持部材との間に介装したばねであって、
工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させるべく、ローラ支持部材を工具ホルダに対してその径方向に移動可能としたことを特徴とする微細凹部加工装置。
A processing device for forming fine recesses on the inner peripheral surface of a circular hole of a workpiece,
A tool holder which is arranged coaxially with the circular hole and is driven to rotate;
A roller support member held by the tool holder;
A foam roller having a convex part for forming a concave part on the outer peripheral part and rotatable about a roller axis parallel to the rotational axis of the tool holder with respect to the roller support member;
First load generating means for pressing the roller support member in a direction in which the foam roller advances with respect to the inner peripheral surface of the circular hole, and a roller support member in a direction in which the foam roller moves backward with respect to the inner peripheral surface of the circular hole. Comprising at least one of the second load generating means to be pressed;
With a radial movement means that is movable in the radial direction with respect to the tool holder, the radial movement means is provided with the roller support member in a state in which the movement directions are matched,
The second load generating means is a spring interposed between the radial direction moving means and the roller support member,
The roller support member can be moved in the radial direction with respect to the tool holder so that the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole by centrifugal force generated on the roller support member and the foam roller by the rotation of the tool holder. A fine recess processing apparatus characterized by the above.
第1荷重発生手段が、径方向移動手段とローラ支持部材との間に介装したばねであることを特徴とする請求項に記載の微細凹部加工装置。 3. The fine recess processing apparatus according to claim 2 , wherein the first load generating means is a spring interposed between the radial moving means and the roller support member . 被加工物と工具ホルダを円形穴の中心線に沿う方向に相対的に移動させる軸方向移動手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置。   The fine recess processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising axial movement means for relatively moving the work piece and the tool holder in a direction along the center line of the circular hole. . 第1及び第2の荷重発生手段のうちの少なくとも一方が、伸長駆動されるアクチュエータであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置。 5. The fine recess processing apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first and second load generating means is an actuator driven to extend. 工具ホルダの回転速度を検出する回転速度検出手段を備えたことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置。 The fine recess processing apparatus according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a rotation speed detecting means for detecting a rotation speed of the tool holder. 回転速度検出手段が、ロータリエンコーダであることを特徴とする請求項に記載の微細凹部加工装置。 The fine recess processing apparatus according to claim 6 , wherein the rotation speed detecting means is a rotary encoder. 第1及び第2の荷重発生手段による発生荷重を検出する荷重検出手段を備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置。 The fine recess processing apparatus according to any one of claims 1 to 7 , further comprising load detection means for detecting a load generated by the first and second load generation means. 荷重検出手段が、ロードセルであることを特徴とする請求項に記載の微細凹部加工装置。 9. The fine recess processing apparatus according to claim 8 , wherein the load detection means is a load cell. 被加工物の円形穴の内周面に微細凹部を形にするに際し、
円形穴と同軸状態に配置して回転駆動される工具ホルダと、工具ホルダに保持されるローラ支持部材と、外周部に凹部形成用の凸部を有し且つローラ支持部材に対して工具ホルダの回転軸と平行なローラ軸回りに回転自在なフォームローラを備え、工具ホルダの回転によってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させるべく、ローラ支持部材を工具ホルダに対してその径方向に移動可能とした微細凹部加工装置を用い
被加工物の円形穴と工具ホルダを同軸状態に配置すると共に、工具ホルダの回転軸に対してフォームローラのローラ軸をオフセットした状態にし、この状態で工具ホルダを回転駆動することによってローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力で円形穴の内周面に対してフォームローラを圧接させつつ、円形穴の内周面に沿ってフォームローラを転動させて同内周面に微細凹部を形成すると共に、フォームローラの圧接荷重を所定荷重に維持するべく工具ホルダの回転速度を制御することを特徴とする微細凹部加工方法。
When forming a fine recess on the inner peripheral surface of the circular hole of the workpiece,
A tool holder that is arranged coaxially with the circular hole and is driven to rotate, a roller support member that is held by the tool holder, a convex portion for forming a concave portion on the outer periphery, and the tool holder with respect to the roller support member A roller provided with a foam roller rotatable around a roller shaft parallel to the rotation shaft, and in order to press the foam roller against the inner peripheral surface of the circular hole by centrifugal force generated in the roller support member and the foam roller by the rotation of the tool holder Using a fine recess processing device that allows the support member to move in the radial direction with respect to the tool holder ,
The circular hole of the workpiece and the tool holder are arranged coaxially, the roller axis of the foam roller is offset with respect to the rotation axis of the tool holder, and the tool holder is driven to rotate in this state, thereby supporting the roller support member. And while the foam roller is pressed against the inner peripheral surface of the circular hole by centrifugal force generated on the foam roller, the foam roller is rolled along the inner peripheral surface of the circular hole to form a fine recess on the inner peripheral surface. In addition, a fine recess processing method characterized by controlling the rotational speed of the tool holder so as to maintain the pressure contact load of the foam roller at a predetermined load.
被加工物の円形穴にフォームローラを侵入させる前に、工具ホルダを回転駆動して、その回転速度と、回転によりローラ支持部材及びフォームローラに生じる遠心力を測定し、回転速度と遠心力との関係に基づいて、円形穴の内周面に対するフォームローラの圧接荷重を制御することを特徴とする請求項10に記載の微細凹部加工方法。 Before the foam roller is inserted into the circular hole of the workpiece, the tool holder is driven to rotate, and the rotational speed and the centrifugal force generated on the roller support member and the foam roller by the rotation are measured. The fine recess processing method according to claim 10 , wherein the pressure contact load of the foam roller with respect to the inner peripheral surface of the circular hole is controlled based on the relationship. 工具ホルダを回転駆動すると共に、被加工物と工具ホルダを円形穴の中心線に沿う方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項10又は11に記載の微細凹部加工方法。 12. The method of machining a fine recess according to claim 10, wherein the tool holder is driven to rotate and the workpiece and the tool holder are relatively moved in a direction along the center line of the circular hole. 円形穴である摺動穴を有する摺動部材であって、請求項1〜のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置を用いて、摺動穴の摺動面としての内周面に微細凹部を形成したことを特徴とする摺動部材。 A sliding member having a sliding hole is circular holes, with a fine recess machining apparatus according to any one of claim 1 to 9 on the inner peripheral surface of the sliding surface of the slide hole A sliding member characterized in that a fine recess is formed. 円形穴であるシリンダボアを有するシリンダブロックであって、請求項1〜のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置を用いて、シリンダボアの内周面に微細凹部を形成したことを特徴とするシリンダブロック。 A cylinder block having a cylinder bore is circular holes, with a fine recess machining apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the formation of the fine recesses on the inner peripheral surface of the cylinder bore Cylinder block. 円形穴であるシリンダボアを有するコンプレッサであって、請求項1〜のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置を用いて、シリンダボアの内周面に微細凹部を形成したことを特徴とするコンプレッサ。 A compressor having a cylinder bore which is a circular hole, wherein the fine concave portion is formed on the inner peripheral surface of the cylinder bore using the fine concave portion processing apparatus according to any one of claims 1 to 9. . 円形穴である軸孔を有するすべり軸受であって、請求項1〜のいずれか1項に記載の微細凹部加工装置を用いて、軸孔の内周面に微細凹部を形成したことを特徴とするすべり軸受。 A slide bearing having a shaft hole which is a circular hole, wherein the fine recess is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole by using the fine recess processing device according to any one of claims 1 to 9. And plain bearings.
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