JP4918960B2

JP4918960B2 - 略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置

Info

Publication number: JP4918960B2
Application number: JP2004124178A
Authority: JP
Inventors: 達臣中山; 稔太田; 学和久田; 和彦高嶋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: US20050103075A1; JP2005169496A; US7134304B2

Description

本発明は、自動車のエンジンの高効率化を図る対策の一つとして、カムシャフトやピストンの摺動部分となる外周面に、低フリクション化を実現するための微細な凹凸を形成するのに用いるカムシャフトやピストン等の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置に関するものである。

被加工物の外周面に微細な凹凸を形成する方法としては、例えば図９に示す精密ショットピーニングによるものがあった。この方法は、円柱形状を成す被加工物Ｗの外周面に、所定形状の透孔１０１ａを有するマスキングシート１０１を貼り付けた後、被加工物Ｗを回転させると共に、噴射ノズル１０２から被加工物Ｗの外周面に向けて、圧縮空気とともにセラミックス等の小径粒子Ｐを投射することにより、透孔１０１ａにより露出している被加工物Ｗの外周面に凹部を形成し、全体として被加工物Ｗの外周面にヘリングボーン型溝部を形成するものである。
特開２０００−２２７１１９号公報

しかしながら、上記したような従来の方法にあっては、被加工物の外周面に所定の凹凸を形成することは可能であるものの、マスキングシートの貼り付け及び取り外しの作業が不可欠であって、このような作業が生産性の向上を阻む原因になっており、また、マスキングシートが使い捨てであるために、マスキングシートの材料、透孔等の加工及び接着剤などによってマスキングに費用がかかり、これが製造コストを増大させているという問題点があった。

本発明は、カムシャフトやピストン等の略円柱状部材の外周面に微細な凹凸を形成するに際し、高精度の凹凸を効率良く形成することができると共に、製造コストの低減を実現することができる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置を提供することを目的としている。

本発明の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置は、例えば、略円柱状部材であるカムシャフトにおけるジャーナルの外周面を被加工面として、この被加工面に微細な凹凸を形成する装置である。この装置は、カムシャフトの両端を保持して軸回りに回転させる部材保持手段と、外周部にその円周方向にわたって一列の微細な凹凸を有するフォームローラを回転可能に設けたフォーミング用工具と、部材保持手段で保持したカムシャフトの被加工面にフォームローラを向けた状態にしてフォーミング用工具を保持する工具保持手段と、被加工面に当接したフォームローラに対して同被加工面方向への荷重を付与する荷重付与手段を備えており、部材保持手段及び工具保持手段の少なくとも一方が、カムシャフトとフォームローラが近接離間する方向及びカムシャフトの軸線方向に移動可能である。また、フォームローラの外周部の微細な凹凸が等ピッチで形成してあると共に、フォームローラの直径と略円柱状部材の被加工部の直径が、被加工面に形成した凹凸が一周毎に半ピッチずれる寸法関係である。

そして、被加工面にフォームローラを所定荷重で当接させてカムシャフトを軸回りに回転させることによりフォームローラを連れ回りさせると共に、フォームローラとカムシャフトを同カムシャフトの軸線方向に相対的に移動させることによって、被加工面に微細な凹凸を形成するものとなっている。このようにカムシャフトを回転させながらカムシャフト及びフォームローラを軸線方向に相対移動させれば、被加工面に螺旋模様の微細な凹凸が千鳥状配置で形成されることとなる。また、カムシャフトの軸線に対してフォームローラの軸線を僅かに傾斜させた状態にして、双方を軸線方向に相対移動させても、上記と同様の螺旋模様を形成することができる。なお、カムシャフトの軸線とフォームローラの軸線を互いに平行な状態にして、双方の軸線方向への相対移動を間欠的に行うことにより、微細な凹凸を一列毎（一周毎）に形成することもできる。

本発明の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置によれば、カムシャフトやピストン等の摺動部品である略円柱状部材の外周面に微細な凹凸を形成するに際して、従来のような使い捨てのマスキングシートを用いずにフォームローラによる機械加工を行うことから、高精度の凹凸を効率良く形成することができると共に、生産性の向上や製造コストの低減を実現することができ、また、形態が異なる凹凸の形成にも容易に対処することができる。

図１に示す略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置は、図２にも示すカムシャフト（略円柱状部材）Ｓのジャーナル（被加工部）Ｊの外周面を被加工面として、この加工面に微細な凹凸を形成するものである。カムシャフトＳは、自動車のエンジンを構成するものであって、図示の場合、五個のジャーナルＪを有すると共に、各ジャーナルＪの間にカムＣを有している。

マイクロロールフォーミング装置は、カムシャフトＳの両端を保持して軸回りに回転させる部材保持手段と、外周部の表面に微細な凹凸（凹部１ａ，凸部１ｂ）を有するフォームローラ１を回転可能に設けたフォーミング用工具２と、部材保持手段で保持したカムシャフトＳの被加工面にフォームローラ１を向けた状態にしてフォーミング用工具２を保持する工具保持手段と、被加工面に当接したフォームローラ１に対して同被加工面への荷重を付与する荷重付与手段を備えており、部材保持手段及び工具保持手段の少なくとも一方が、カムシャフトＳとフォームローラ１が近接離間する方向及びカムシャフトＳの軸線方向に移動可能になっている。

この実施例の部材保持手段は、主軸台３と、主軸台３に対して進退可能な心押し台４とで構成してある。主軸台３は、図示しないモータを内蔵すると共に、開閉動作する爪５を設けたチャッキング装置６を備えており、このチャッキング装置６でカムシャフトＳの一端部を把持する。他方、心押し台４は、チャッキング装置６と同軸上に配置した尖頭状のセンタシャフト７を備えており、このセンタシャフト７をカムシャフトＳの他端部に係合させる。これにより、カムシャフトＳは軸回りに回転可能に保持される。

工具保持手段は、図１に示す工具ヘッド８である。工具ヘッド８は、先の部材保持手段（３，４）で保持したカムシャフトＳの軸線に対して、フォームローラ１の軸線（回転軸線）がほぼ平行になる状態にしてフォーミング用工具２を保持すると共に、カムシャフトＳに対してフォームローラ１を近接離間させる方向（図１中のＸ方向）と、カムシャフトＳの軸線方向（図１中のＺ方向）に移動可能である。

フォーミング用工具２は、図３に示すように、円筒形状のハウジング９と、ハウジング９の一端部（図３では上端部）に嵌合固定した閉塞部材１０と、ハウジング９の他端部内側に嵌合固定した円筒形状のスライダ１１を備えると共に、スライダ１１内に、ロッド１２がその軸線方向に摺動自在に設けてある。そして、ロッド１２の先端側（図３では下端側）に、リテーナ１３及び回転軸１４を介して、先述のフォームローラ１が回転自在に設けてある。

また、ハウジング９内において、ロッド１２の端部にはばね座１８が固定してあり、このばね座１８と閉塞部材１０の間には、被加工面に当接したフォームローラ１に対して同被加工面への荷重を付与する荷重付与手段として、コイルばね１５が設けてある。このとき、コイルばね１５の反ばね座側には、受圧部材１６が設けてあり、この受圧部材１６と閉塞部材１０との間には、荷重付与手段（１５）によりフォームローラ１に付与した荷重を検知する荷重検知手段として、圧電型のロードセル１７が設けてある。

つまり、この実施例では、フォーミング用工具２に、荷重付与手段であるコイルばね１５と荷重検知手段であるロードセル１７がコンパクトに内蔵してあり、当該装置の構造の簡素化や小型化に貢献し得るものとなっている。なお、荷重検知手段としては、コイルばね１５のほか、例えば空圧や油圧を用いたシリンダ類を用いることも可能である。

ここで、当該装置は、例えば数値制御される工作機械を用いることができる。すなわち、主軸台３、心押し台４及び工具ヘッド８を備えた工作機械を用いることが可能であり、ロードセル１７の信号を図示しない配線により工作機械の制御装置に入力するようにして、その信号を後述する凹凸形成の際の動作制御に利用する。

フォームローラ１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を材料とするもので、外周部には例えば段差１００μｍの微細な凹部１ａと凸部１ｂが形成してあり、この実施例では、図４に示すように、円周方向にわたって一列の微細な凹凸を等ピッチで有している。

上記構成を備えたマイクロロールフォーミング装置は、主軸台３及び心押し台４によってカムシャフトＳを挟むように保持した後、工具ヘッド８によってフォームローラ１をカムシャフトＳの被加工面（ジャーナルＪの外周面）に向けて前進させる。また、フォームローラ１が被加工面に当接した後には、コイルばね１５を圧縮してフォームローラ１を被加工面に押し付けると共に、コイルばね１５の圧縮に伴って発生した荷重をロードセル１７で検知する。

そして、当該装置は、ロードセル１７で検知した荷重が所定値になったところで、工具ヘッド８によるフォームローラ１の前進を停止すると共に、凹凸の形成を開始する。すなわち、主軸台３によりカムシャフトＳを軸回りに定速回転させることにより、フォームローラ１を連れ回りさせると共に、工具ヘッド８でフォームローラ１をカムシャフトＳの軸線方向に移動させることによって、被加工面に微細な凹凸（凹部）を形成する。その後、残りのジャーナルＪに同様の加工を順次行う。

このとき、カムシャフトＳの軸線とフォームローラ１の軸線とが平行である場合には、被加工面に一列分（一周分）の凹凸を形成した後、フォームローラ１の後退、横移動及び前進を順に行って、次の列の凹凸を形成することになるが、当該装置では、フォームローラ１をカムシャフトＳの軸線方向に一定速度で直線移動させるだけで、被加工面に対して螺旋状に連続して凹凸を形成することができる。このように螺旋状に連続形成する方が当然のことながら高効率である。また、凹凸を螺旋状に連続形成する場合、ロッド１２を軸回り方向に調整して、カムシャフトＳの軸線に対してフォームローラ１の軸線を僅かに傾斜させておいても良い。

なお、自動車のエンジン用のカムシャフトＳに凹凸を形成する場合、カムシャフトＳの回転速度は、例えば毎分１００回転程度であり、凹凸を連続形成する際のフォームローラ１の移動速度は、例えばカムシャフト一回転あたり０．５ｍｍである。また、凹部の深さは、例えば１μｍ程度である。このような深さの凹部を形成する場合には、フォームローラ１に付与する荷重と、これにより形成される凹部の深さとの関係を予め求めておき、ロードセル１７による荷重が所定値になったところで加工を開始すればよい。

このように、上記のマイクロロールフォーミング装置では、カムシャフトＳの被加工面に微細な凹凸を形成するに際して、例えば深さ１μｍ程度の微細な凹部であっても、高精度に且つ短時間で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し得るものとなる。また、被加工面に油穴やキー溝といった加工不要部分がある場合には、フォームローラ１を後退させることで加工不要部分との接触を回避し、フォームローラ１の凸部１ｂが欠損するような事態を未然に防止することができる。

さらに、当該装置では、大量生産されるカムシャフトＳの被加工面に微細な凹凸を形成するに際して、フォームローラ１の押し付け力をほぼ一定にし得るので、凹部の深さのばらつきが極めて少なくなって、カムシャフトＳの品質向上に貢献することができ、このほか、既存の工作機械への適用が容易であると共に、荷重検知手段としてロードセル１７を用いたことにより、工作機械に対する信号の入力系も非常に簡単なものとなる。

さらに、当該装置では、フォームローラ１に付与する荷重を制御して同フォームローラ１を被加工面に押し付けることから、温度変化などによってカムシャフトＳと工具ヘッド８の間に変位が生じても精度の良い加工が可能であり、仮に、カムシャフトＳを主軸台３及び心押し台４で保持した際に傾きが生じても、凹部の深さをほぼ一定にすることができるので、高度な温度調節や凹部の深さの管理が不要となる。

さらに、当該装置では、単列の凹凸を有するフォームローラ１を用いたことにより、被加工面に対して極めて小さな荷重を付与するだけで微細な凹凸を形成することができ、これにより、加工中のカムシャフトＳの撓みが非常に小さなるので、振れ止めなどの装置を用いなくても加工後のカムシャフトＳの曲がりを抑制することができるうえに、振れ止めなどの装置を必要としないことから、カムシャフトＳの着脱作業が簡単になると共に、製造コストのさらなる低減が可能となる。

さらに、当該装置では、カムシャフトＳの軸線方向へのフォームローラ１の送りを変更したり、複数種類のフォームローラ１を用意したりすることで、形態が異なる凹凸の形成にも容易に対処することができ、図５（ａ）に示すように凹部Ｅを千鳥状（円周方向及び軸線方向において凹凸が半ピッチずれた状態）に配列させたり、図５（ｂ）に示すように凹部Ｅを整列させたりすることができる。例えば、フォームローラ１の外周部の微細な凹凸を等ピッチで形成すると共に、フォームローラ１の直径とカムシャフトＳのジャーナルＪの直径を、被加工面に形成した凹凸が一周毎に半ピッチずれる寸法関係にしておけば、被加工面に凹凸を螺旋状に連続形成することにより、図５（ａ）に示す千鳥状配置を容易に得ることができる。

図６は、本発明の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置におけるフォームローラの他の実施例を説明する図である。図６（ａ）に示すフォームローラ１は、外周部に、円周方向にわたって一列の凹凸（凹部１ａ，凸部１ｂ）を有すると共に、フォームローラ１の最外周部が、同フォームローラ１の軸線を含む断面において円弧状を成している。これにより、ジャーナルＪの円筒度に誤差がある場合や、主軸台３の回転軸に対してカムシャフトＳの軸線の倒れが生じている場合にも、被加工面に対して垂直にフォームローラ１の先端を押し付けることができ、これにより精度良く凹凸（凹部Ｅ）を形成することができる。

また、上記の如くフォームローラ１の最外周部を円弧状にした場合には、図６（ｂ）に示す如く被加工面に形成する所望の凹部Ｅの幅をＢとし、同凹部Ｅの深さをＨとしたときに、フォームローラ１の最外周部の曲率半径Ｒは、Ｒ≦（Ｈ／２）×｛１＋（Ｂ／２）^２｝の関係を満足するものであることが望ましい。これにより、上述したカムシャフトＳの傾きの影響を解消する効果に加えて、凹部Ｅの形成後に被加工面をラッピングなどによって研磨加工する場合においても、研磨加工による除去分だけ凹部Ｅを深く形成しておけば、最終的に所望の凹部形状とすることができる。

さらに、フォームローラ１の外周部における微細な凹凸の凸部１ｂの形状に関して、フォームローラ１の軸線方向の長さが円周方向の長さよりも大きいものとすることにより、被加工面に形成した凹部ＥがカムシャフトＳの軸線方向に長い形状となり、これにより、エンジン運転中の油の保持力が高まり、焼き付き防止やフリクション低減の効果がより高められる。

図７は、本発明の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置の他の実施例を説明する図である。図示の装置は、部材保持手段を構成する主軸台３が、チャッキング装置（図１の符号６）に代えて尖頭状のセンタシャフト２７を備えており、このセンタシャフト２７を回転駆動する。また、カムシャフトＳは、その両端部に円錐状のセンタ穴Ａが形成してあり、主軸台３及び心押し台４の各センタシャフト２７，７を両センタ穴Ａに係合すると共に、両センタシャフト２７，７により軸線方向に挟持された状態で軸回りに回転可能に保持される。

当該装置では、加工中のカムシャフトＳに対して、その回転を妨げる力が殆ど発生しないので、上記したセンタシャフト２７，７とセンタ穴Ａとの接触面の摩擦トルクによってカムシャフトＳを回転させることができる。すなわち、部材保持手段にチャッキング装置がなくても、カムシャフトＳを容易に保持して回転させることが可能であるため、装置構成をより簡素化することができる。また、フォームローラ１とチャッキング装置との干渉がなくなるので、フォームローラ１をカムシャフトＳの端部近傍まで移動させることが容易になって、一連の動作で両端側のジャーナルＪに至るまで容易に凹凸を形成することができ、カムシャフトＳをセットし直す必要もないので、生産性が高く且つ加工精度も維持し得る。

さらに、当該装置は、上記構成を採用した場合、図７中に仮想線で示すように、カムシャフトＳにおける少なくとも一方のセンタ穴Ａと、このセンタ穴Ａに係合するセンタシャフト２７に、互いに係離可能なピン３１とピン穴３２を設けることも有効である。なお、ピン３１とピン穴３２の位置関係は図示と逆であっても良い。このようにすれば、フォームローラ１とチャッキング装置との干渉を解消する効果に加えて、カムシャフトＳの保持力を向上させてカムシャフトＳのさらなる高速化を実現すると共に、生産性をより一層高めることができる。

図８は、本発明の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置のさらに他の実施例を説明する図である。この実施例では、略円柱状部材である被加工物は、内燃機関用のピストンＰであって、そのスカート面Ｓｋを被加工面として微細な凹凸を形成する。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。

内燃機関用のピストンＰは、その外形が特殊な楕円形状を成しており、スカート面Ｓｋには、１８０度異なる二箇所に、ピストンピンの挿通穴Ｆを中心とする切り欠き状の段差Ｄが形成してある。このピストンＰは、図示しない部材保持手段により軸線回りに回転可能に保持してある。

また、マイクロロールフォーミング装置は、部材保持手段により保持されたピストンＰの位相を検出する検出手段４１と、スカート面Ｓｋに予め形成された段差Ｄの位置データを記憶する記憶手段４２と、検出手段４１によるピストンＰの位相データ及び記憶手段４２による段差Ｄの位置データに基づいてフォームローラ１の移動を制御する制御手段４３を備えている。検出手段４１は、例えば、部材保持手段により回転するピストンＰを直接検知してその位相を検出するものや、部材保持手段の回転機構から出力を取り出してピストンＰの位相を検出するものなどを採用し得る。図示の制御手段４３は、工具ヘッド８を駆動制御することでフォームローラ１を含むフォーミング用工具２の移動を制御する。

上記のマイクロロールフォーミング装置では、ピストンＰのスカート面Ｓｋにフォームローラ１を押し付けた状態にし、ピストンＰを軸線回りに回転させることでフォームローラ１を連れ回りさせ、この際、先の各実施例と同様に、フォームローラ１に付与する荷重を制御しつつ同フォームローラ１をスカート面Ｓｋに押し付ける。したがって、ピストンＰの外径が特殊な楕円形状を成しており、これにより回転するピストンＰと工具ヘッド８の間に変位が生じても、スカート面Ｓｋに精度の良い微細な凹凸を形成することができ、また、凹部の深さをほぼ一定にすることができるので、高度な位置調節や凹部の深さの管理が不要となる。

さらに、当該装置では、ピストンＰのスカート面Ｓｋの一部に、凹凸の形成が不要である段差Ｄがあることから、その段差Ｄをフォームローラ１が回避するように移動を制御する。この際には、上記の凹凸の形成前に、段差Ｄがスカート面Ｓｋのどの位置に存在するかという位置データを記憶手段４２に入力する。そして、凹凸の形成時において、検出手段４１によりピストンＰの回転位相を検出し、制御手段４３により、検出手段４１による位相データと記憶手段４２による段差Ｄの位置データとに基づいて、工具ヘッド８を駆動してフォームローラ１を移動させる。

すなわち、制御手段４３は、ピストンＰの回転に伴ってフォームローラ１の先端がスカート面Ｓｋの段差Ｄに達する際に、工具ヘッド８とともにフォームローラ１を後退させて、同フォームローラ１を段差Ｄから離間させ、ピストンＰのさらなる回転に伴って段差Ｄが通過した際に、工具ヘッド８とともにフォームローラ１を前進させて、同フォームローラ１を再びスカート面Ｓｋに接触させるように制御する。これにより、段差Ｄへの凹凸の形成を回避して、スカート面Ｓｋのみに微細な凹凸を高精度に形成することができると共に、フォームローラ１の先端に作用する無駄な衝撃力を減少させて寿命を延ばすことも可能となる。

なお、本発明に係わる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置は、その構成が上記各実施例に限定されるものではなく、構成の細部を適宜変更することができる。例えば図１、図７及び図８に示す実施例では工具ヘッド８がＸ及びＺの二軸方向に移動するものとしたが、主軸台３及び心押し台４（図８では図示しない部材保持手段）を移動可能にして、略円柱状部材であるカムシャフトＳやピストンＰと、フォームローラ１とを相対的に移動させるようにしても良い。

本発明に係わる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置の一実施例を説明する正面図である。略円柱状部材であるカムシャフトの正面図である。フォーミング用工具を説明する断面図である。フォームローラを説明する正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。被加工面に形成した凹凸の配列を示す各々正面図（ａ）（ｂ）である。本発明に係わる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置におけるフォームローラの他の実施例を説明する拡大図付の断面図（ａ）及び凹部の幅及び深さを示す説明図（ｂ）である。本発明に係わる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置の他の実施例を説明する正面図（ａ）及びセンタシャフトとセンタ穴を示す断面図（ｂ）である。本発明に係わる略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置のさらに他の実施例を説明する断面説明図である。従来の精密ショットピーニングによる凹凸形成を説明する正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

符号の説明

Ａセンタ穴
Ｊジャーナル（被加工部）
Ｓカムシャフト（略円柱状部材）
１フォームローラ
２フォーミング用工具
３主軸台（部材保持手段）
４心押し台（部材保持手段）
７２７センタシャフト
８工具ヘッド（工具保持手段）
１５コイルばね（荷重付与手段）
１７ロードセル（荷重検知手段）
３１ピン
３２ピン穴

Claims

略円柱状部材の外周面を被加工面として、この被加工面に微細な凹凸を形成する装置であって、
略円柱状部材の両端を保持して軸回りに回転させる部材保持手段と、
外周部にその円周方向にわたって一列の微細な凹凸を有するフォームローラを回転可能に設けたフォーミング用工具と、
部材保持手段で保持した略円柱状部材の被加工面にフォームローラを向けた状態にしてフォーミング用工具を保持する工具保持手段と、
被加工面に当接したフォームローラに対して同被加工面方向への荷重を付与する荷重付与手段を備えると共に、
部材保持手段及び工具保持手段の少なくとも一方が、略円柱状部材とフォームローラが近接離間する方向及び略円柱状部材の軸線方向に移動可能であり、
フォームローラの外周部の微細な凹凸が等ピッチで形成してあると共に、フォームローラの直径と略円柱状部材の被加工部の直径が、被加工面に形成した凹凸が一周毎に半ピッチずれる寸法関係であり、
被加工面にフォームローラを所定荷重で当接させて略円柱状部材を軸回りに回転させることによりフォームローラを連れ回りさせると共に、フォームローラと略円柱状部材を同略円柱状部材の軸線方向に相対的に移動させることによって、被加工面に微細な凹凸を形成することを特徴とする略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
略円柱状部材の外周面を被加工面として、この被加工面に微細な凹凸を形成する装置であって、
略円柱状部材の両端を保持して軸回りに回転させる部材保持手段と、
外周部にその円周方向にわたって一列の微細な凹凸を有するフォームローラを回転可能に設けたフォーミング用工具と、
部材保持手段で保持した略円柱状部材の被加工面にフォームローラを向けた状態にしてフォーミング用工具を保持する工具保持手段と、
被加工面に当接したフォームローラに対して同被加工面方向への荷重を付与する荷重付与手段を備えると共に、
部材保持手段及び工具保持手段の少なくとも一方が、略円柱状部材とフォームローラが近接離間する方向及び略円柱状部材の軸線方向に移動可能であり、
フォームローラの外周部の微細な凹凸の凸部形状に関して、フォームローラの軸線方向の長さが円周方向の長さよりも大きくしてあり、
被加工面にフォームローラを所定荷重で当接させて略円柱状部材を軸回りに回転させることによりフォームローラを連れ回りさせると共に、フォームローラと略円柱状部材を同略円柱状部材の軸線方向に相対的に移動させることによって、被加工面に微細な凹凸を形成することを特徴とする略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
略円柱状部材の外周面を被加工面として、この被加工面に微細な凹凸を形成する装置であって、
略円柱状部材の両端を保持して軸回りに回転させる部材保持手段と、
外周部にその円周方向にわたって一列の微細な凹凸を有するフォームローラを回転可能に設けたフォーミング用工具と、
部材保持手段で保持した略円柱状部材の被加工面にフォームローラを向けた状態にしてフォーミング用工具を保持する工具保持手段と、
被加工面に当接したフォームローラに対して同被加工面方向への荷重を付与する荷重付与手段を備えると共に、
部材保持手段及び工具保持手段の少なくとも一方が、略円柱状部材とフォームローラが近接離間する方向及び略円柱状部材の軸線方向に移動可能であり、
略円柱状部材の両端部に円錐状のセンタ穴が形成してあり、部材保持手段が、両端部のセンタ穴に係合する一対のセンタシャフトを備えると共に、少なくとも一方のセンタシャフトを回転駆動する手段であって、略円柱状部材における少なくとも一方のセンタ穴と、このセンタ穴に係合するセンタシャフトに、互いに係離可能なピンとピン穴を設け、
被加工面にフォームローラを所定荷重で当接させて略円柱状部材を軸回りに回転させることによりフォームローラを連れ回りさせると共に、フォームローラと略円柱状部材を同略円柱状部材の軸線方向に相対的に移動させることによって、被加工面に微細な凹凸を形成することを特徴とする略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
荷重付与手段によりフォームローラに付与した荷重を検知する荷重検知手段を備え、荷重検知手段で検知した荷重が所定値になったところで、略円柱状部材の回転及び略円柱状部材とフォームローラの相対的移動を開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
フォームローラの最外周部における微細な凹凸の凸部が、同フォームローラの軸線を含む断面において円弧状を成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
略円柱状部材がカムシャフトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
略円柱状部材がピストンであり、その被加工面がスカート面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。
ピストンの位相を検出する検出手段と、スカート面に予め形成された段差の位置データを記憶する記憶手段と、検出手段によるピストンの位相データ及び記憶手段による段差の位置データに基づいてフォームローラの移動を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の略円柱状部材のマイクロロールフォーミング装置。