WO2017199911A1

WO2017199911A1 - 回転切削工具を用いたディンプル加工方法

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Abstract

回転切削工具（１）を用いて被加工材（２０）にディンプル（２２）を形成するディンプル加工方法である。棒状の本体（２）の先端でかつ軸心（５）からずれた位置から軸方向に突出する切れ刃（３）を備える回転切削工具（１）を準備する。回転切削工具（１）の軸心（５）が被加工材（２０）の加工面（２１）の垂直線に対して傾斜するように回転切削工具（１）をセットする。軸心（５）を中心に回転切削工具（１）を回転させつつ回転切削工具（１）が加工面（２１）に沿って移動するように回転切削工具（１）と被加工材（２０）を相対的に送る。切れ刃（３）によって加工面（２１）を切削して相互に離間するディンプル（２２）を加工面（２１）に形成する。

Description

回転切削工具を用いたディンプル加工方法

　本発明は、被加工材の表面に回転切削工具によって微小な凹みであるディンプルを形成するディンプル加工方法に関する。

　アルミ、銅合金、それらの鋳造品、鋳鉄、樹脂などの被加工材の表面に多数の微小な凹みであるディンプルを形成する場合がある。例えば複数のディンプルによって梨地模様を被加工材の表面に形成する場合がある。被加工材にディンプルを形成することで、被加工材に接触する相手材と被加工材の間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができるためである。その原理は、例えば被加工材と相手材が接触することで摩耗粉が生じ、摩耗粉が被加工材と相手材との間に挟まって摩擦抵抗を大きくする場合がある。この摩耗粉をディンプル内に収容させることで、摩耗粉によって摩擦抵抗が高くなることを抑制できる。あるいは被加工材と相手材との間に油が注入され、油がディンプルに充填される場合がある。相手材がディンプルの近傍を通過すると、油がディンプルから高い圧力で相手材と被加工材の間に排出される（スクイーズ効果）。この圧力によって相手材が被加工材に対して接触し難くなり、これにより相手材と被加工材の間の摩擦抵抗が小さくなる。

　そのためエンジンのシリンダやターボチャージャー等の筒状部材の内壁や人工関節の接合面等にディンプルを形成する場合がある。ディンプルを加工する方法としては、レーザ照射による方法、微小球を被加工材に高速で衝突させるショットピーニングによる方法等が知られている。しかしレーザ照射を利用する場合、被加工材が高温で加熱されるために、被加工材に大きな熱応力が生じるという問題や被加工材にドロス（溶融物）が付着するという問題がある。そしてレーザによって生じる膨らみやドロスを除去するのは困難である。ショットピーニングを利用する場合は、ディンプルの周りが膨らんで被加工材が平坦でなくなる場合がある。またディンプルを含む周囲に残留応力が発生し、被加工材の変形あるいは破損の原因になるおそれもある。

　特開平１０－０５２９９８号公報では、フライス、エンドミル等の回転切削工具を利用して被加工材の表面を加飾する方法が開示されている。この方法では、回転切削工具を回転させつつ被加工材の表面にわずかに回転切削工具の切れ刃を当てる。これにより被加工材の表面に例えば複数の円を有する水玉模様を形成できる。そして円は、例えば回転切削工具の軸方向に並設するように形成され、かつ軸方向に直交する送り方向にも等間隔に形成される。

　従来、ディンプルによって摩擦抵抗をより均一に低下させたいとの要望がある。そのため例えば非常に小さい複数のディンプルを容易に形成できる加工方法が望まれている。またディンプルの周りにバリが発生し難い、あるいはディンプルの周りを平坦にしたいという要望もある。そのため回転切削工具を用いて、例えば非常に小さい複数のディンプルを形成できる加工方法が従来必要とされている。

　本発明の１つの特徴は、回転切削工具を用いて被加工材にディンプルを形成するディンプル加工方法に関する。棒状の本体の先端でかつ軸心からずれた位置から軸方向に突出する切れ刃を備える回転切削工具を準備する。回転切削工具の軸心が被加工材の加工面の垂直線に対して傾斜するように回転切削工具をセットする。軸心を中心に回転切削工具を回転させつつ回転切削工具が加工面に沿って移動するように回転切削工具と被加工材を相対的に送る。切れ刃によって加工面を切削することで加工面に相互に離間するディンプルを形成する。

　したがって回転切削工具は、棒状であって先端に軸方向に突出する切れ刃を有する。そのため径方向に突出する切れ刃に比べて切れ刃を小さい径で回転させることができる。その結果、切れ刃によって小さいディンプルを形成できる。切れ刃は、本体の先端の軸心からずれた位置から突出している。そのため回転切削工具を加工面に対して傾けて回転させることで切れ刃は、加工面を切削したり加工面から離れたりする。これにより相互に離間する複数のディンプルを容易に形成できる。

被加工材にディンプルを形成する回転切削工具の正面図である。回転切削工具の先端の拡大正面図である。回転切削工具の先端の拡大下面図である。切れ刃近傍における回転切削工具の一部拡大正面図である。ディンプルの拡大上面図である。図５のVI―VI線における被加工材と、被加工材に対向する相手材の断面図である。被加工材に対面する相手材の移動方向を示す模式図である。被加工材に対面する相手材の移動方向を示す模式図である。回転切削工具の模式図を含む被加工材の上面図である。加工装置の概略正面図である。加工装置およびワーク保持装置の制御装置のブロック図である。被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他の形状を有する被加工材の斜視図である。他の形態におけるディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。図１７における回転切削工具の先端の拡大下面図である。図１７の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。図２０の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。図２２の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。図２４の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の一部拡大正面図である。図２６の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の一部拡大正面図である。図２８の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の一部拡大正面図である。図３０の回転切削工具を用いて形成したディンプルの拡大上面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。他の形態における回転切削工具の先端の拡大正面図である。図３３の回転切削工具を用いて形成したディンプルを含む被加工材の一部拡大上面図である。複数種のディンプルを含む被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。他のパターンで位置するディンプルを有する被加工材の一部拡大上面図である。

　本発明の１つの実施形態を図１～１２にしたがって説明する。図１に示す回転切削工具１は、離間した複数のディンプル（微小な凹み）２２を形成するための回転切削工具である。回転切削工具１は、棒状の本体２と、本体２の先端２ａから突出する切れ刃（底刃）３を有する。本体２は、丸棒状あるいは円柱状であって、直径が２～１０ｍｍ、例えば４ｍｍである。本体２は、軸心５に対して略直交する先端（底面）２ａを有する。軸心５は、本体２の横断面の中心に位置し、長手方向に延出する。

　図２，３に示すように切れ刃３は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３は、本体２に形成された溝（フルート）７に連続して形成され、溝７の先端から軸方向に突出する。切れ刃３は、略三角形であって、径方向外方に位置する第１底刃３ａと径方向内方に位置する第２底刃３ｂを有する。第１底刃３ａは、本体２の先端２ａの外周縁あるいは外周縁の近傍から軸心５に向けて直線状に斜めに延出する。第１底刃３ａは、軸心５に直交する面に対して軸方向に第１角度３ｄを有する。

　図２に示すように第２底刃３ｂは、第１底刃３ａと軸心５の間に位置し、本体２の径方向略中心から外周縁に向けて直線状に延出する。第２底刃３ｂは、軸心５に直交する面に対して軸方向に第２角度３ｅを有する。第１角度３ｄと第２角度３ｅは、鋭角であって、例えば１～３０°、具体的には１５°である。第１底刃３ａと第２底刃３ｂは、底刃先端３ｃにおいて角度を有して連結される。

　図２，３に示すように切れ刃３は、溝７の底と連続する面においてすくい面４を有する。切れ刃３は、すくい面４の反対側に逃げ面８を有する。逃げ面８は、第１底刃３ａから延出する第１逃げ面８ａと、第２底刃３ｂから延出する第２逃げ面８ｂを有する。第１逃げ面８ａは、第１底刃３ａから本体２の先端２ａに向けて斜めに延出する。第２逃げ面８ｂは、略三角形であって、第２底刃３ｂから本体２の先端２ａに向けて斜めに延出する。第１逃げ面８ａは、第１逃げ面８ａと第２逃げ面８ｂの稜線に対して第１角度３ｆを有する。第２逃げ面８ｂは、稜線に対して第２角度３ｇを有する。第１角度３ｆと第２角度３ｇは、回転切削工具１を被加工材２０に対して送る際に被加工材２０の切削面が第１逃げ面８ａと第２逃げ面８ｂに干渉しない大きさに設定される。例えば第１角度３ｆと第２角度３ｇは、第１逃げ面８ａと第２逃げ面８ｂを軸心５に直交する面に投影した際に、２０±１０°の大きさに設定される。

　切れ刃３は、回転切削工具１の本体２と同一の材質から形成、あるいは異なる材質から形成される。例えば、切れ刃３と本体２が、工具鋼、高速度鋼（高速度工具鋼）、超硬合金から形成される。あるいは本体２が、炭素鋼、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、超硬合金から形成され、切れ刃３が多結晶ダイヤ（ＰＣＤ）、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、セラミックスから形成され、切れ刃３が本体２に接合される。あるいは切れ刃３が本体２と同一または異なる材料で形成され、切れ刃３に対応する領域にコーティング等の表面処理が施される。表面処理は、例えば化学気相蒸着法（ＣＶＤ）や物理蒸着法（ＰＶＤ）等によって施され、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣｒＮ、ＴｉＡｌＣｒＳｉＮなどのＴｉ系、ＣＶＤダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティング層が切れ刃３として用いられる。

　図１，４に示すように回転切削工具１は、軸心５が被加工材２０の加工面２１の垂直線に対して所定の角度１０を有するようにセットされる。回転切削工具１は、切れ刃３の先端が加工面２１に対して所定の深さ１１になるようにセットされる。回転切削工具１は、軸心５を中心に回転され、切れ刃３が所定の回転角度領域において加工面２１を削る。他の回転角度領域において切れ刃３が加工面２１から離れる。これにより切れ刃３が加工面２１を断続的に切削する。回転切削工具１が１回転する毎に、１つの切れ刃３が１つのディンプルを作成する。

　図１，４に示す所定の角度（傾斜角度）１０は、切れ刃３が加工面２１から離れるように０°より大きく、例えば１°以上、２°以上、５°以上に設定される。所定の角度１０は、切れ刃３が加工面２１を削るように、好ましくは図５に示すようにディンプル２２が所定の長さ２２ｅを有するように、６０°以下、４５°以下、３０°以下に設定される。所定の深さ１１は、図６に示すようにディンプル２２の最大深さが、例えば０．１～０．００１ｍｍ、具体的には０．０１ｍｍとなるよう設定される。

　図５，６に示すようにディンプル２２は、非常に小さく、切削方向における長さ２２ｅが例えば０．５～１ｍｍである。切削方向は、図１を参照するように切れ刃３が加工面２１に対して進行する方向であり、例えば切れ刃３の所定部分が加工面２１に到達した点と加工面２１から離れた点を結んだ方向である。ディンプル２２は、切削方向に対して直交する幅を有する。幅の最大である最大幅２２ｆは、長さ２２ｅより短く、例えば長さ２２ｅの半分以下である。最大幅２２ｆは、例えば０．０１～０．５ｍｍである。

　ディンプル２２は、図５に示すように第１辺２２ａと、第１辺２２ａに対向する第２辺２２ｂと、第１辺２２ａと第２辺２２ｂを連結する両端２２ｃを有する。第１辺２２ａと第２辺２２ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺２２ａと第２辺２２ｂは、同一方向に膨らみ、換言すると第１辺２２ａが幅方向の一方に膨らみ、第２辺２２ｂが幅方向の一方に凹む。これによりディンプル２２は、三日月状になっている。第１辺２２ａと第２辺２２ｂの全部または大部分は、両端２２ｃを結んだ線２２ｋにおいて一方側の領域に位置する。

　ディンプル２２は、図６に示すように第１辺２２ａから延出する第１傾斜面２２ｇと、第２辺２２ｂから延出する第２傾斜面２２ｈを有する。第１傾斜面２２ｇは、加工面２１に対して第１深さ角度２２ｉを有し、第１辺２２ａから第２辺２２ｂに向けて徐々に深くなる。第２傾斜面２２ｈは、加工面２１に対して第２深さ角度２２ｊを有し、第２辺２２ｂから第１辺２２ａに向けて徐々に深くなる。第２深さ角度２２ｊは、第１深さ角度２２ｉよりも大きい。ディンプル２２は、幅方向で最も深い部分を結んだ溝底線２２ｄを有し、溝底線２２ｄは、ディンプル２２の幅方向の中心を結んだ線よりも第２辺２２ｂに近い場所に位置する。

　図７に示すようにディンプル２２を有する被加工材２０と、被加工材２０に対向する相手材３０を相対的に移動させる際に生じる摩擦は、ディンプル２２によって軽減される。例えば被加工材２０と相手材３０が摺動することで、両部材の一方または両方から摩耗粉が生じ、その摩耗粉がディンプル２２内に保持される。摩耗粉の多くは、溝底線２２ｄの近傍に保持される。

　図７に示すように被加工材２０を相手材３０に対して幅方向一方側、具体的にはディンプル２２の第１辺２２ａの膨らむ方向へ移動させる場合がある。この場合、摩耗粉は、相手材３０と同様にディンプル２２に対して第１辺２２ａから第２辺２２ｂに向けて移動する。第２傾斜面２２ｈは、第１傾斜面２２ｇよりも傾斜角度が大きい。そのため摩耗粉は、第２傾斜面２２ｈによってディンプル２２から排出されることが効果的に抑制される。

　図８に示すように被加工材２０を相手材３０に対して幅方向他方側、具体的にはディンプル２２の第１辺２２ａの膨らむ方向と反対方向へ移動させる場合がある。この場合、ディンプル２２を通過するグリースは、相手材３０と同様にディンプル２２に対して第２辺２２ｂから第１辺２２ａに向けて移動する。

　第１傾斜面２２ｇは、第２傾斜面２２ｈよりも傾斜角度が緩い。そのためグリースは、第１傾斜面２２ｇを利用して徐々に圧力が上昇する。例えば第２傾斜面２２ｈを利用して圧力が上昇する場合に比べて、圧力の上昇率が小さい。そのため圧力損失が少なく、グリースの圧力が確実に高くなる。その結果、グリースの圧力によるスクイーズ効果が大きくなり、被加工材２０と相手材３０の間における摩擦を効率良く軽減できる。

　被加工材２０は、例えば図９に示すように円筒状であって、外周面２０ａと内周面２０ｂを有する。被加工材２０は、軸方向の一端に平らな加工面２１を有し、加工面２１に複数のディンプル２２が形成される。複数のディンプル２２は、周方向に並ぶとともに被加工材２０の径方向にも並ぶ。複数のディンプル２２は、例えば渦巻状に加工面２１に形成され、周方向および径方向に並設される。

　図１０に示すように回転切削工具１は、加工装置７０に装着される。加工装置７０は、Ｘ軸ガイド７１と、Ｘ軸ガイド７１に沿って移動可能なＸ方向移動部材７２と、Ｘ方向移動部材７２に対してＹ軸方向に移動するＹ方向移動部材７３と、Ｙ方向移動部材７３に対してＺ軸方向に移動するＺ方向移動部材７４を有する。Ｘ軸ガイド７１は、図示省略の支持台に保持されてＸ軸方向に延設する。なおＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、相互に直交する関係にある。

　Ｘ方向移動部材７２は、例えば送りねじ機構のナット部材を有する。ナット部材は、サーボモータ９６（図１１参照）によって回転してＸ軸ガイド７１に設けられたねじ軸に対して移動する。あるいはＸ方向移動部材７２は、ラックピニオン機構とサーボモータ９６を利用してＸ軸ガイド７１に対して移動する。Ｙ方向移動部材７３とＺ方向移動部材７４は、例えば送りねじ機構、ラックピニオン機構、サーボモータ９７，９８（図１１参照）を利用してＸ方向移動部材７２に対してＹ方向およびＺ方向に移動する。

　図１０に示すように加工装置７０は、Ｚ方向移動部材７４に角度調整可能に装着される揺動部材７５と、揺動部材７５に軸回転可能に設けられるスピンドル７６を有する。揺動部材７５は、サーボモータ９９（図１１参照）を利用してＺ方向移動部材７４に対してＸ方向あるいはＹ方向に揺動する。回転切削工具１がスピンドル７６に装着され、スピンドル７６がサーボモータ１００（図１１参照）を利用して回転切削工具１を軸心５中心に回転させる。加工装置７０の各部材の移動または回転は、図１１に示すＰＣ９０内に格納された制御部９３によって制御される。

　図１０に示すように被加工材２０は、ワーク保持装置８０に保持される。ワーク保持装置８０は、基台８１と、基台８１の上面に回転可能に装着されたテーブル８２を有する。テーブル８２は、サーボモータ１０１（図１１参照）等を利用して基台８１に対して回転する。被加工材２０がテーブル８２に装着され、テーブル８２がサーボモータ１０１を利用して被加工材２０とともに被加工材２０の軸心２０ｃを中心に回転する。サーボモータ１０１は、ＰＣ９０内に格納された制御部９３によって制御される。

　加工装置７０とワーク保持装置８０の各部材の移動制御、回転制御は、ＰＣ９０内の制御部（ＣＰＵ）９３により、Ｉ／Ｆ回路９４を介して制御される。ＲＯＭ９５には、制御部９３の実行に必要な命令やデータが格納されている。加工態様に関するデータや被加工材２０の座標データ、スピンドル７６の回転数等に関するデータがキーボード等を介して入力され、Ｉ／Ｆ回路９１を経由して記憶部（ＲＡＭ）９２に格納される。制御部９３は、格納データに基づいて各モータ９６～１０１に所定の駆動指令を送信し、送信信号に基づいて各モータ９６～１０１が所定の駆動動作を行う。

　図１，９に示すように回転切削工具１の軸心５が加工面２１に対して所定の角度１０になるように設定される。回転切削工具１は、切れ刃３による加工面２１の切削深さを考慮して深さ方向（Ｚ方向）の位置が決定される。回転切削工具１を所定の回転速度で回転させつつ、被加工材２０を所定の回転速度で回転させる。同時に回転切削工具１を被加工材２０の外周面２０ａから内周面２０ｂに向けて移動させる。

　図９に示すように回転切削工具１が１回転して、切れ刃３が加工面２１を切削し、ディンプル２２が１つ形成される。加工面２１が回転切削工具１に対して回転し、加工面２１が回転切削工具１に対して送られる。回転切削工具１が回転して、切れ刃３によってディンプル２２が形成される。これにより複数のディンプル２２が相互に離間した状態で形成される。

　図１，９に示すように回転切削工具１は、被加工材２０の送り方向、すなわち被加工材２０の回転方向に傾いている。そのためディンプル２２は、その長手方向が被加工材２０の送り方向に対して略直交するように形成される。複数のディンプル２２は、送り方向および幅方向に並設される。回転切削工具１は、加工面２１に対して径方向、例えば外周面２０ａから内周面２０ｂに向けて移動する。そのため複数のディンプル２２は、加工面２１において渦巻状に並び、周方向および径方向に並ぶ。

　回転切削工具１の回転速度と、被加工材２０の回転速度と、回転切削工具１の径方向への移動速度は、複数の離間したディンプル２２の間隔が等しくなるように調整され得る。例えば、回転切削工具１が被加工材２０の外周面２０ａの近傍に位置する場合、回転切削工具１を高速で回転させる。そして回転切削工具１が被加工材２０の内周面２０ｂに近づくに連れて回転切削工具１の回転速度を遅くする。

　具体的には、被加工材２０の外周径が４９ｍｍ、内周径が１３ｍｍの場合において、被加工材２０を１７ｒｐｍで回転させる。回転切削工具１を被加工材２０の外周面２０ａ近傍から内周面２０ｂに向けて径方向に等速で移動させる。回転切削工具１を径方向に移動させるとともに、回転切削工具１の回転速度を５１００ｒｐｍから１３６０ｒｐｍに徐々に減速させる。これにより複数のディンプル２２の間隔がほぼ等しくなる。前記方法に代えて、回転切削工具１の回転速度を一定にし、回転切削工具１を外周面２０ａ近傍から内周面２０ｂに向けて径方向に移動させる。そして回転切削工具１が内周面２０ｂに近づくにつれて被加工材２０の回転速度を徐々に速くすることもできる。この方法により複数のディンプル２２の間隔をほぼ等しくすることができる。

　図１２に示すように小さなディンプル２２は、幅方向（図１２の横方向）に順に形成される。これにより複数の離間したディンプル２２は、被加工材２０の加工面２１において幅方向に並設される。ディンプル２２は、加工面２１に渦巻状に並ぶように形成され、径方向（図１２の縦方向）にも略等間隔で並設される。ディンプル２２は、例えば加工面２１の１０－３０％の面積を占めるように、具体的には約２０％を占めるようにその数および位置が決定される。

　ディンプル２２が形成された加工面２１は、被加工材２０が製品として使用される際、図７，８を参照するように相手材３０と対向する。加工面２１は、例えば被加工材２０の軸心２０ｃ（図９参照）を中心として相手材３０に対して回転される。ディンプル２２は、非円形であるために、指向性を有し、複数のディンプル２２は、相対移動する相手材３０に対して同一方向を向いている。

　例えば図７に示すように相手材３０は、ディンプル２２に対して第１辺２２ａから第２辺２２ｂに向けて移動する。複数のディンプル２２は、相対回転する相手材３０に対して同一方向を向いている。したがって複数のディンプル２２は、相手材３０に対して同様の効果を奏する。図７に代えて図８に示すように相手材３０がディンプル２２に対して第２辺２２ｂから第１辺２２ａに向けて移動しても良い。この場合も複数のディンプル２２は、相対回転する相手材３０に対して同一方向を向いている。したがって複数のディンプル２２は、相手材３０に対して同様の効果を奏する。

　図６に示すように被加工材２０にディンプル２２を形成する。ディンプル２２は、被加工材２０に接触する相手材３０と被加工材２０の間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。例えば図７，８を参照するように被加工材２０と相手材３０が接触することで摩耗粉が生じ、摩耗粉が被加工材２０と相手材３０との間に挟まって摩擦抵抗が大きくなる場合がある。この摩耗粉がディンプル２２内に保持されることで、摩耗粉によって摩擦抵抗が上昇することが抑制され得る。

　あるいは図６に示すように被加工材２０と相手材３０との間に油が注入され、油がディンプル２２に充填される。したがってディンプル２２によって油を保持することができ、被加工材２０と相手材３０が油を介さずに接触することを防止、あるいは被加工材２０と相手材３０が摩耗粉を介して凝着することを防止できる。相手材３０がディンプル２２の近傍を通過すると、油がディンプル２２から高い圧力で相手材３０と被加工材２０の間に排出され、潤滑膜を形成する（スクイーズ効果）。この圧力によって相手材３０が被加工材２０に対して接触し難くなり、相手材３０と被加工材２０の間の摩擦抵抗が小さくなる。

　上述するように本形態は、図１に示すように回転切削工具１を用いて被加工材２０にディンプル２２を形成するディンプル加工方法に関する。棒状の本体２の先端でかつ軸心５からずれた位置から軸方向に突出する切れ刃３を備える回転切削工具１を準備する。回転切削工具１の軸心５が被加工材２０の加工面２１の垂直線に対して傾斜するように回転切削工具１をセットする。軸心５を中心に回転切削工具１を回転させつつ回転切削工具１が加工面２１に沿って移動するように回転切削工具１と被加工材２０を相対的に送る。切れ刃３によって加工面２１を切削して相互に離間するディンプル２２を加工面２１に形成する。

　したがって回転切削工具１は、棒状であって先端に軸方向に突出する切れ刃３を有する。そのため径方向に突出する切れ刃に比べて切れ刃３を小さい径で回転させることができる。その結果、切れ刃３によって小さいディンプル２２を形成できる。切れ刃３は、本体２の先端の軸心５からずれた位置から突出している。そのため回転切削工具１を加工面２１に対して傾けて回転させることで切れ刃３は、加工面２１を切削したり加工面２１から離れたりする。これにより相互に離間する複数のディンプル２２を容易に形成できる。

　図１を参照するように切れ刃３は、加工面２１に対して斜めに被加工材２０に進入し、徐々に加工面２１を深く切削する。そして切れ刃３は、徐々に加工面２１を浅く切削し、斜めに被加工材２０から退避する。したがってディンプル２２は、図５を参照するように両端２２ｃにおいて浅く、長さ方向の略中央において深くなる。例えば加工面にレーザを照射して形成したディンプル、あるいはショットピーニングによって形成したディンプルは、加工面に対して略直角である急激な角度を有する。このようなディンプルに比べ、ディンプル２２は、加工面２１に対して急激な角度を有しない。その結果、ディンプル２２は、加工面２１に対して急激な角度変化を有さず、グリースの圧力によるスクイーズ効果を発揮しやすい。

　図１を参照するように切れ刃３は、回転切削工具１の回転に伴って加工面２１に対して切削開始点（例えば図５の両端２２ｃの１つ）から切削を開始し、切削終点（例えば両端２２ｃの他の１つ）から加工面２１に対して離れる。ディンプル２２は、切削開始点と切削終点を結んだ線２２ｋに対して直交する方向に対面する第１辺２２ａと第２辺２２ｂを有する。第１辺２２ａは、結んだ線２２ｋに対して一方向に膨らむように湾曲する。第２辺２２ｂは、結んだ線２２ｋに沿って延出あるいは前記一方向に膨らむように湾曲している。

　したがって図５に示すようにディンプル２２は、円形でなく、指向性を有する形状、例えば三日月状になっている。そのため図６に示すようにディンプル２２の方向を考慮して、ディンプル２２に対する相手材３０の移動方向を決定できる。かくして被加工材２０と相手材３０の相対移動の際に被加工材２０と相手材３０の間に生じる摩擦抵抗をより小さくすることができる。しかも指向性を有するディンプル２２は、切れ刃３を本体２の先端の軸心５からずれた位置から突出させ、回転切削工具１を加工面２１に対して傾けて回転させることで形成できる。そのため指向性を有するディンプル２２が容易かつ確実に形成され得る。

　図１を参照するように回転切削工具１の軸心５が被加工材２０の加工面２１の垂直線に対して６０°以下の傾斜角度を有するように回転切削工具１をセットする。したがって回転切削工具１は、例えば軸心５が加工面２１と並行とされる場合に比べて、加工面２１に対して垂直に近い角度で当たる。そのため回転切削工具１に加わる曲げ応力が小さくなる。その結果、回転切削工具１の径を比較的小さくすることができる。そして小さい回転切削工具１によってより小さいディンプル２２を形成できる。一方、回転切削工具１の軸心５は、被加工材２０の加工面２１の垂直線に対して傾斜している。そのため切れ刃３を加工面２１から離すことができ、これにより相互に離間する複数のディンプル２２を形成できる。

　図５に示すようにディンプル２２は、回転切削工具１の切削方向である長さ２２ｅと、切削方向に対して直交する幅の最大値で長さ２２ｅよりも短い最大幅２２ｆと、長さ２２ｅの１０％以下の最大深さを有する。したがって回転切削工具１によって細長いディンプル２２が形成される。そしてディンプル２２の長さ２２ｅは、回転切削工具１の切削方向、すなわち回転切削工具１の本体２の周長さに依存する。そのため回転切削工具１によって幅の狭いディンプル２２が形成される。

　図５に示すようにディンプル２２は、回転切削工具１の切削方向に対して直交する方向に対面する２辺２２ａ，２２ｂを有する。２辺２２ａ，２２ｂは、同一方向に湾曲している。したがってディンプル２２は、指向性を有し、指向性を利用することで加工面２１に良好な特性を与えることができる。

　図５に示すようにディンプル２２は、回転切削工具１の切削方向である長さ２２ｅと、切削方向に対して直交する幅と、各幅において最も深い点を結んだ深さ溝底線２２ｄを有する。溝底線２２ｄが幅の中心から外れている。したがって摩耗粉を補集する効果とスクイーズ効果を考慮しつつ、溝底線２２ｄを所定の位置に設定できる。かくして被加工材２０と相手材３０の間に生じる摩擦係数を効果的に軽減することができる。

　例えば、図６に示すようにディンプル２２の傾斜面２２ｇ，２２ｈの角度は、溝底線２２ｄの位置に対応して決定される。例えば溝底線２２ｄをディンプル２２の２辺２２ａ，２２ｂの一方に近接させることで、傾斜面２２ｇ，２２ｈの１つの角度が大きくなり、他の１つの角度が小さくなる。したがって溝底線２２ｄの位置を幅の中心から外すことで、スクイーズ効果の大きいディンプル２２を得ることができ、これにより被加工材２０と相手材３０の間の摩擦抵抗を小さくすることができる。

　図２に示すように回転切削工具１は、径方向外方に位置する第１底刃３ａと径方向内方に位置する第２底刃３ｂを有する。ディンプル２２は、第１底刃３ａによって形成される第１辺２２ａ（図５参照）と、第２底刃３ｂによって形成される第２辺２２ｂを有する。第１辺２２ａと第２辺２２ｂは、同一方向に湾曲している。これによりディンプル２２が三日月状になっている。

　図６に示すようにディンプル２２は、相手材３０と被加工材２０の間に形成される摩擦抵抗を軽減できる。摩擦抵抗は、ディンプル２２の数、加工面２１に対するディンプル２２の面積率、ディンプル２２の分散状態等に影響を受け得る。ディンプル２２は、比較的小さい。そのためディンプル２２の加工面２１に対する面積率を容易に調整できる。あるいはディンプル２２は、加工面２１に対して容易に均等に分散され得る。

　図５に示すようにディンプル２２は、対角線が最長となる直線、例えば両端２２ｃを結んだ線２２ｋを有する。ディンプル２２の形状は、対角線が最長となる直線に対する同一側の領域にディンプル２２の輪郭線の大部分、例えば半分以上が位置する。したがってディンプル２２は、指向性を有し、図６に示す相手材３０に対して所望の効果を奏し得る。

　図９に示すように回転切削工具１は、加工面２１に対して傾斜しており、その傾斜方向は、回転切削工具１の被加工材２０に対する相対送り方向と一致している。そのため図１２に示すようにディンプル２２の長手方向は、相対送り方向に対して略直交する。複数のディンプル２２は、相対送り方向に並設される。

　図１２に示すパターンに代えて、複数のディンプル２２を図１３，１４に示すパターンで配列させても良い。例えば、図１３のパターンは、回転切削工具１の加工面２１に対する相対送り方向に対して回転切削工具１を斜めに設定する。詳しくは回転切削工具１の軸心５を加工面２１に投影させた線が回転切削工具１の加工面２１に対する相対送り方向と平行な線に対して角度を有する。例えば、図９，１０において回転切削工具１を加工面２１に対してＸ方向とＹ方向に傾斜させる。

　図１４のパターンは、回転切削工具１の加工面２１に対する相対送り方向にディンプル２２の長手方向が延出する。詳しくは回転切削工具１の軸心５を加工面２１に投影させた線が回転切削工具１の加工面２１に対する相対送り方向と平行な線に対して直交する。例えば図９において回転切削工具１を加工面２１の左右領域に設置し、図１０を参照するようにＸ方向にのみ傾斜させる。あるいは図９において回転切削工具１を加工面２１の上下領域に設置し、図１０を参照するようにＹ方向にのみ傾斜させる。これによりディンプル２２の長手方向が回転切削工具１の加工面２１に対する送り方向と略平行になる。複数のディンプル２２は、長手方向に順に形成され、長手方向に並設される。回転切削工具１は、図９を参照するように加工面２１に対して径方向にも移動させる。そのため複数のディンプル２２は、図１４に示すように径方向（上下方向）にも並設される。

　図９に示す被加工材２０に代えて図１５に示す被加工材２３に複数のディンプル２２を形成しても良い。被加工材２３は、加工面２３ａである外周面を有する。加工面２３ａに対して垂直な線に対して角度１０を有するように回転切削工具１をセットする。回転切削工具１を軸心５中心に回転させつつ、被加工材２３を軸心中心に回転させる。回転切削工具１を被加工材２３に対して軸方向にも移動させる。

　これにより図１５に示す被加工材２３の加工面２３ａには、複数のディンプル２２が周方向に並列されかつ軸方向にも並設される。すなわち複数のディンプル２２は、加工面２３ａにおいて螺旋状に配設される。

　図２に示す第１角度３ｄと第２角度３ｅは、所定の角度に設定することができる。例えば、第１角度３ｄと第２角度３ｅを１５°に設定した場合、図５に示すディンプル２２が形成され得る。第１角度３ｄと第２角度３ｅを２０°に設定した場合は、図１６に示すディンプル２４が形成され得る。

　図１６に示すようにディンプル２４は、第１辺２４ａと第２辺２４ｂと両端２４ｃを有する。第１辺２４ａは、曲線であって、点線で示す第１辺２２ａよりも曲率が大きい。第２辺２４ｂは、曲線であって、点線で示す第２辺２２ｂよりも曲率が小さく、両端２４ｃを結んだ線２４ｋに近接する。したがってディンプル２４は、点線で示すディンプル２２の幅よりも大きな幅２４ｆを有する。ディンプル２４の長さ２４ｅは、点線で示すディンプル２２の長さとほぼ同じである。幅方向で最も深い部分を結んだ溝底線２４ｄは、第２辺２４ｂに近い場所に位置する。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図１７に示す切れ刃３１を有していても良い。切れ刃３１は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３１は、本体２に形成された溝７の先端から軸方向に突出する。切れ刃３１は、略円弧形状の底刃３１ａを有する。切れ刃３１は、溝７の底と連続する面においてすくい面４を有する。切れ刃３１は、図１８に示すようにすくい面４の反対側に逃げ面３１ｂを有する。逃げ面３１ｂは、底刃３１ａから本体２の先端２ａに向けて斜めに延出する。

　図１７，１８に示す切れ刃３１は、例えば図１９に示すディンプル４１を形成する。ディンプル４１は、第１辺４１ａと、第１辺４１ａに対向する第２辺４１ｂと、第１辺４１ａと第２辺４１ｂを連結する両端４１ｃを有する。第１辺４１ａと第２辺４１ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４１ａと第２辺４１ｂは、相互に離れるように異なる方向に膨らむ。

　ディンプル４１は、図１９に示すように幅方向の一方に膨らむ第１辺４１ａと、幅方向の他方に膨らむ第２辺４１ｂを有する。第１辺４１ａは、両端４１ｃを結んだ線４１ｋに対して一方領域に位置し、第２辺４１ｂの全部または大部分は、線４１ｋに対して他方領域に位置する。図５に示すディンプル２２の両端２２ｃは、鋭角に第１辺２２ａと第２辺２２ｂを連結する。これに対して図１９に示すディンプル４１の両端４１ｃは、底刃３１ａの形状に対応して第１辺４１ａと第２辺４１ｂを曲線状に連結する。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図２０に示す切れ刃３２を有していても良い。切れ刃３２は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３２は、本体２に形成された溝７の先端から軸方向に突出する。切れ刃３２は、略三角形であって、径方向外方に位置する第１底刃３２ａと径方向内方に位置する第２底刃３２ｂを有する。

　図２０に示すように第１底刃３２ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５に向けて直線状に延出する。第１底刃３２ａは、軸心５に直交する面に対して第１角度３２ｄを有する。第２底刃３２ｂは、本体２の先端２ａの径方向略中心から外周縁に向けて直線状に延出する。第２底刃３２ｂは、軸心５に直交する面に対して第２角度３２ｅを有する。第２角度３２ｅは、第１角度３２ｄよりも大きく、例えば第１角度３２ｄの１．５～３倍である。

　図２０に示すように切れ刃３２は、溝７の底と連続する面においてすくい面４を有する。切れ刃３２は、すくい面４の反対側に逃げ面を有する。逃げ面は、図３に示す逃げ面８ａ，８ｂと同様に第１底刃３２ａと第２底刃３２ｂから本体２の先端２ａに向けて斜めに延出する。切れ刃３２は、例えば図２１に示すディンプル４２を形成する。

　図２１に示すようにディンプル４２は、第１辺４２ａと、第１辺４２ａに対向する第２辺４２ｂと、第１辺４２ａと第２辺４２ｂを連結する両端４２ｃを有する。第１辺４２ａと第２辺４２ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４２ａと第２辺４２ｂは、いずれも幅方向の一方に膨らむ。第１辺４２ａと第２辺４２ｂの全体または大部分は、両端４２ｃを結んだ線４２ｋに対して一方領域に位置する。両端４２ｃは、鋭角に第１辺４２ａと第２辺４２ｂを連結する。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図２２に示す切れ刃３３を有していても良い。回転切削工具１の本体２は、図２に示す先端２ａに代えて図２２に示す先端２ｂを有していても良い。本体２の先端２ｂは、軸心５に直交する面に対して斜めになっている。切れ刃３３は、先端２ｂの軸方向の先端に位置する。切れ刃３３は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ｂと略同一の角度３３ｅにて軸心５に直交する面に対して傾斜する底刃３３ａを有する。

　図２２に示すように底刃３３ａは、本体２の先端２ｂの径方向略中心から外周縁に向けて直線状に延出する。底刃３３ａの径方向外方先端が最も軸方向に突出している。切れ刃３３は、溝７の底と連続する面においてすくい面４を有する。切れ刃３３は、すくい面４の反対側に逃げ面を有する。切れ刃３３は、例えば図２３に示すディンプル４３を形成する。

　図２３に示すようにディンプル４３は、第１辺４３ａと、第１辺４３ａに対向する第２辺４３ｂと、第１辺４３ａと第２辺４３ｂを連結する両端４３ｃを有する。第１辺４３ａと第２辺４３ｂは、幅方向に並ぶ。第１辺４３ａは、曲線であって、幅方向の一方に膨らむ。第２辺４３ｂも、曲線であって、両端４３ｃを結んだ線４３ｋに対して幅方向の一方に膨らむ。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図２４に示す切れ刃３４を有していても良い。切れ刃３４は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３４は、本体２に形成された溝７の先端から軸方向に突出する。切れ刃３４は、略三角形であって、径方向外方に位置する第１底刃３４ａと径方向内方に位置する第２底刃３４ｂと、第１底刃３４ａと第２底刃３４ｂを曲線状に連結する第３底刃３４ｃを有する。

　図２４に示すように第１底刃３４ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５に向けて直線状に延出する。第１底刃３４ａは、軸心５に直交する面に対して第１角度３４ｄを有する。第２底刃３４ｂは、本体２の先端２ａの径方向略中心から外周縁に向けて直線状に延出する。第２底刃３４ｂは、軸心５に直交する面に対して第２角度３４ｅを有する。第２角度３４ｅは、第１角度３４ｄよりも大きく、例えば第１角度３４ｄの１．５～３倍である。

　図２４に示すように切れ刃３４は、溝７の底と連続する面においてすくい面４を有する。切れ刃３４は、すくい面４の反対側に逃げ面を有する。逃げ面は、図３に示す逃げ面８ａ，８ｂと同様に第１底刃３４ａと第２底刃３４ｂと第３底刃３４ｃから本体２の先端２ａに向けて斜めに延出する。切れ刃３４は、例えば図２５に示すディンプル４４を形成する。

　図２５に示すようにディンプル４４は、第１辺４４ａと、第１辺４４ａに対向する第２辺４４ｂと、第１辺４４ａと第２辺４４ｂを連結する両端４４ｃを有する。第１辺４４ａと第２辺４４ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４４ａと第２辺４４ｂは、いずれも幅方向の一方に膨らむ。第１辺４４ａと第２辺４４ｂの全体または大部分は、両端４４ｃを結んだ線４４ｋに対して一方領域に位置する。両端４４ｃは、曲線状であって、第１辺４４ａと第２辺４４ｂを滑らかに連結する。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図２６に示す切れ刃３５を有していても良い。切れ刃３５は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３５は、略三角形であって、本体２の外周縁から延出する第１底刃３５ａと、本体２の径方向略中心位置から延出する第２底刃３５ｂを有する。

　図２６に示すように第１底刃３５ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５に向けて直線状に延出する。第１底刃３５ａは、軸心５に直交する面に対して第１角度３５ｄを有する。第２底刃３５ｂは、本体２の径方向略中心から軸心５に向けて直線状に延出する。第２底刃３５ｂは、軸心５に直交する面に対して第２角度３５ｅを有する。第２底刃３５ｂは、第１底刃３５ａと同様に軸心５に向けて延出しており、第１底刃３５ａと軸方向に並んでいる。第１底刃３５ａと第２底刃３５ｂは、底刃先端３５ｃによって鋭角に連結される。第１底刃３５ａと第２底刃３５ｂは、いずれも底刃先端３５ｃよりも径方向外方に位置する。切れ刃３５は、例えば図２７に示すディンプル４５を形成する。

　図２７に示すようにディンプル４５は、第１辺４５ａと、第１辺４５ａに対向する第２辺４５ｂと、第１辺４５ａと第２辺４５ｂを連結する両端４５ｃを有する。第１辺４５ａと第２辺４５ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４５ａと第２辺４５ｂは、いずれも幅方向の一方に膨らむ。第１辺４５ａと第２辺４５ｂの全体または大部分は、両端４５ｃを結んだ線４５ｋに対して一方領域に位置する。

　図２７に示すようにディンプル４５は、幅方向において最も深い位置を結んだ溝底線４５ｄを有する。溝底線４５ｄは、図２６に示す底刃先端３５ｃによって形成される。溝底線４５ｄは、第１辺４５ａと第２辺４５ｂの間領域よりも第２辺４５ｂを越えた場所に位置する。したがって図６を参照するように被加工材２０と相手材３０を摺動させた際に生じる摩耗粉は、ディンプル４５によって確実に保持され得る。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図２８に示す切れ刃３６を有していても良い。切れ刃３６は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３６は、略三角形であって、本体２の外周縁から延出する第１底刃３６ａと、本体２の径方向略中心位置から延出する第２底刃３６ｂを有する。

　図２８に示すように第１底刃３６ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５から離れる方向に直線状に延出する。第１底刃３６ａは、軸心５に直交する面に対して第１角度３６ｄを有する。第２底刃３６ｂは、本体２の径方向略中心から軸心５から離れる方向に直線状に延出する。第２底刃３６ｂは、軸心５に直交する面に対して第２角度３６ｅを有する。第２底刃３６ｂは、第１底刃３６ａと同様に径方向外方に延出しており、第１底刃３６ａと軸方向に並んでいる。第１底刃３６ａと第２底刃３６ｂは、鋭角の底刃先端３６ｃにおいて連結される。第１底刃３６ａと第２底刃３６ｂは、いずれも底刃先端３６ｃよりも軸心５に近い場所に位置する。切れ刃３６は、例えば図２９に示すディンプル４６を形成する。

　図２９に示すようにディンプル４６は、第１辺４６ａと、第１辺４６ａに対向する第２辺４６ｂと、第１辺４６ａと第２辺４６ｂを連結する両端４６ｃを有する。第１辺４６ａと第２辺４６ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４６ａと第２辺４６ｂは、いずれも幅方向の一方に膨らむ。第１辺４６ａと第２辺４６ｂの全体または大部分は、両端４６ｃを結んだ線４６ｋに対して一方領域に位置する。

　図２９に示すようにディンプル４６は、幅方向において最も深い位置を結んだ溝底線４６ｄを有する。溝底線４６ｄは、図２８に示す底刃先端３６ｃによって形成される。溝底線４６ｄは、第１辺４６ａと第２辺４６ｂの間領域よりも第１辺４６ａを越えた場所に位置する。したがって図６を参照するように被加工材２０と相手材３０を摺動させた際に生じる摩耗粉は、ディンプル４６によって確実に保持され得る。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図３０に示す切れ刃３７を有していても良い。切れ刃３７は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３７は、略四角形であって、本体２の外周縁から軸方向に延出する第１底刃３７ａと、第１底刃３７ａの先端から径方向に延出する第２底刃３７ｂと、第２底刃３７ｂの内周先端から軸方向に延出する第３底刃３７ｃを有する。

　図３０に示すように第１底刃３７ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５と略並行に直線状に延出する。第２底刃３７ｂは、第１底刃３７ａに対して９０°より大きい角度にて延出する。第２底刃３７ｂは、回転切削工具１の軸心５を加工面２１の垂直線に対して所定の角度１０（図１参照）で傾斜させた際に加工面２１と略並行となるように位置する。すなわち第２底刃３７ｂは、軸心５に直交する面に対して角度１０で傾斜する。

　図３０に示すように第３底刃３７ｃは、第２底刃３７ｂの内周先端から略直交し、直線状に延出する。第３底刃３７ｃは、軸心５と並行な線に対して角度３７ｅを有する。第１底刃３７ａと第３底刃３７ｃの間隔は、第２底刃３７ｂに近接するほど狭くなる。切れ刃３７は、例えば図３１に示すディンプル４７を形成する。

　図３１に示すようにディンプル４７は、第１辺４７ａと、第１辺４７ａに対向する第２辺４７ｂと、第１辺４７ａと第２辺４７ｂを連結する両端４７ｃを有する。第１辺４７ａと第２辺４７ｂは、曲線であって、幅方向に並ぶ。第１辺４７ａと第２辺４７ｂは、いずれも幅方向の一方に膨らみ、略並行である。したがってディンプル４７は、幅が略一定であって、Ｃ字状に延出する。ディンプル４７の両端４７ｃは、略直線状である。

　回転切削工具１は、図２に示す切れ刃３に代えて図３２に示す切れ刃３８を有していても良い。切れ刃３８は、本体２の軸心５から外れた場所に位置し、本体２の先端２ａから軸方向に突出する。切れ刃３８は、多角形であって、第１底刃３８ａと第２底刃３８ｂと第３底刃３８ｃを連続して有する。第１底刃３８ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５に向けて直線状に延出する。第１底刃３８ａは、本体２の外周縁近傍から軸心５に対して垂直となる面に対して第１角度３８ｄを有する。

　図３２に示すように第２底刃３８ｂは、第１底刃３８ａの先端から直線状に延出し、さらに本体２から離れかつ軸心５に向けてする。第２底刃３８ｂは、軸心５に対して垂直となる面に対して第１角度３８ｄよりも小さい第２角度３８ｅを有する。第３底刃３８ｃは、第２底刃３８ｂの先端と本体２の径方向略中心とを直線状に連結する。第３底刃３８ｃは、軸心５に対して垂直となる面に対して第３角度３８ｆを有する。

　回転切削工具１は、図２等に示すように１つの切れ刃３を有していても良いし、図３３に示すように複数の切れ刃３９ａ，３９ｂを有していても良い。切れ刃３９ａと切れ刃３９ｂは、例えば軸心５を介して対向する場所に位置する。あるいは切れ刃３９ａと切れ刃３９ｂは、例えば周方向に所定の距離離れて位置する。切れ刃３９ａは、例えば図１７に示す切れ刃３１と同様に形成される。切れ刃３９ｂは、例えば図２０に示す切れ刃３２と同様に形成される。

　図３３に示す回転切削工具１を用いることで、例えば図３４に示すディンプル４８，４９を形成できる。例えば図１に示すように回転切削工具１を加工面２１の垂直線に対して所定の角度１０となるように回転切削工具１をセットする。回転切削工具１を軸心５中心に回転させつつ被加工材２０と回転切削工具１を相対的に移動させる。これにより切れ刃３９ａがディンプル４８を形成し、切れ刃３９ｂがディンプル４９を形成する。ディンプル４８とディンプル４９は、回転切削工具１の被加工材２０に対する相対移動方向に交互に並ぶ。

　図３４に示すようにディンプル４８は、対向する２辺を有し、対向する２辺が相互に離れる方向に膨らむ。ディンプル４９は、対向する２辺を有し、対向する２辺が同じ方向に膨らむように延出する。ディンプル４８，４９は、各長手方向に対して直交する方向に並設される。

　図３４に示すディンプル４８，４９に代えて図３５に示すディンプル５０，５１を形成するように回転切削工具１を構成し、その回転切削工具１によって被加工材２０を加工しても良い。ディンプル５０は、対向する２辺を有し、対向する２辺が同じ方向に膨らむように延出する。ディンプル５０は、切削方向（長手方向）において長さＬ１を有する。ディンプル５１は、ディンプル５０と同様の三日月状であって、ディンプル５０よりも短い切削方向（長手方向）の長さＬ２を有する。ディンプル５０，５１は、ディンプル５０の長手方向に対して直交する方向に交互に並ぶ。

　図３４，３５に示すように複数種類の形状のディンプルを形成するように回転切削工具１に複数種類の形状の切れ刃を設けることができる。あるいは複数の回転切削工具を準備し、各回転切削工具に異なる形状の切れ刃を設ける。そして複数の回転切削工具を用いて、被加工材２０を加工し、各回転切削工具によって各形状のディンプルを形成しても良い。

　図３４，３５に示すようにディンプルは、切れ刃によって形成される複数の第１ディンプル４８，５０と、切れ刃と異なる他の切れ刃によって形成されかつ第１ディンプル４８，５０の間に位置する第２ディンプル４９，５１を含む。したがって形状が異なるディンプルが交互に配設される。これにより図６を参照するように被加工材２０と相手材３０の相対移動によって生じる摩擦抵抗をより効果的に減少させること等ができる。

　第１ディンプル４８，５０を第１の回転切削工具を用いて形成し、第２ディンプル４９，５１を第２の回転切削工具を用いて形成することもできる。この場合、第１ディンプル４８，５０と第２ディンプル４９，５１の位置が所定の関係となるように、第２の回転切削工具の位置と回転角度を第１の回転切削工具の位置と回転角度を考慮しつつ調整する必要がある。第１の回転切削工具と第２の回転切削工具は、異なる形状の切れ刃を有していても良い。

　図３４，３５を参照するように第１ディンプル４８，５０と第２ディンプル４９，５１を異なる形状の切れ刃３９ａ，３９ｂによって形成する。そして図３３に示すようにこれら切れ刃３９ａ，３９ｂを同じ回転切削工具１に設けても良い。この場合、複数の切れ刃３９ａ，３９ｂの位置関係は、回転切削工具１において予め定められる。そのため相互の位置関係を考慮しつつ複数の回転切削工具を制御する場合に比べて、異なる形状のディンプルを容易に所定の位置に形成することができる。

　図１２に示す複数のディンプル２２は、ディンプル２２の長手方向に対して略直交する方向に並設される。これに代えて複数のディンプルは、図３６～図４１に示すパターンで配設されても良い。図３６に示す複数のディンプル６０は、１列に並ぶ第１ディンプル６０ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６０ｂを有する。第１ディンプル６０ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６０ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図３６に示すように第２ディンプル６０ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６０ａと異なる角度で傾斜する。複数の第２ディンプル６０ｂは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。第２ディンプル６０ｂは、１列に並ぶ第１ディンプル６０ａと１列に並ぶ第２ディンプル６０ｂの間を延出する線６０ｃに対して第１ディンプル６０ａと対称となる形状および場所に位置する。

　図３７に示す複数のディンプル６１は、１列に並ぶ第１ディンプル６１ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６１ｂを有する。第１ディンプル６１ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６１ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。第２ディンプル６１ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６１ａと異なる角度で傾斜する。例えば第２ディンプル６１ｂは、１列に並ぶ第１ディンプル６１ａと１列に並ぶ第２ディンプル６１ｂの間を延出する線６１ｃに対して第１ディンプル６１ａと対称となる角度で傾斜する。複数の第２ディンプル６１ｂは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図３７に示すように複数の第１ディンプル６１ａと複数の第２ディンプル６１ｂは、矢印で示す送り方向に対して交互に配置される。第１ディンプル６１ａと第２ディンプル６１ｂの送り方向に直交する方向の位置は、これらを送り方向に見た際に一部重なるように決定される。

　図３８に示す複数のディンプル６２は、１列に並ぶ第１ディンプル６２ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６２ｂを有する。第１ディンプル６２ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６２ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図３８に示すように第２ディンプル６２ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６２ａと異なる角度で傾斜する。第１ディンプル６２ａの長手方向の端部と、第２ディンプル６２ｂの長手方向の端部は、接している。第１ディンプル６２ａと第２ディンプル６２ｂは、１列に並ぶ第１ディンプル６２ａと１列に並ぶ第２ディンプル６２ｂの間を延出する線６２ｃに対して対称の場所に位置し、対称の角度を有し、対称の形状を有する。

　図３９に示す複数のディンプル６３は、１列に並ぶ第１ディンプル６３ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６３ｂを有する。第１ディンプル６３ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６３ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図３９に示すように第２ディンプル６３ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６３ａと異なる角度で傾斜する。第１ディンプル６３ａの長手方向の端部と、第２ディンプル６３ｂの長手方向の端部は、その一部が重なっている。これにより第１ディンプル６３ａと第２ディンプル６３ｂが連続している。第１ディンプル６３ａと第２ディンプル６３ｂは、１列に並ぶ第１ディンプル６３ａと１列に並ぶ第２ディンプル６３ｂの間を延出する線６３ｃに対して対称の場所に位置し、対称の角度を有し、対称の形状を有する。

　図４０に示す複数のディンプル６４は、１列に並ぶ第１ディンプル６４ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６４ｂを有する。第１ディンプル６４ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６４ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図４０に示すように第２ディンプル６４ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６４ａと異なる角度で傾斜し、第１ディンプル６４ａと交差する。第１ディンプル６４ａと第２ディンプル６４ｂは、交差する点を結んだ線６４ｃに対して相互に対称の場所に位置し、対称の角度を有し、対称の形状を有する。

　図４１に示す複数のディンプル６５は、１列に並ぶ第１ディンプル６５ａと、１列に並ぶ第２ディンプル６５ｂを有する。第１ディンプル６５ａは、矢印で示す送り方向に対して長手方向が傾斜するように配列される。複数の第１ディンプル６５ａは、送り方向に所定間隔で並設され、各長手方向が並行に配列される。

　図４１に示すように第２ディンプル６５ｂは、送り方向に対して第１ディンプル６５ａと異なる角度で傾斜する。第１ディンプル６５ａの長手方向の端部と、第２ディンプル６５ｂの長手方向の端部は、共通点６５ｃにおいて接している。第２ディンプル６５ｂは、共通点６５ｃを中心として第１ディンプル６５ａを回転させた位置関係および形状を有する。

　図２等に示す切れ刃３は、本体２の外周縁の近傍に設けられている。これに代えて切れ刃は、本体２の径方向中央近傍に設けられても良い。図１に示すように切れ刃３は、その全体が軸心５から外れた場所に位置する。これに代えて切れ刃３は、その少なくとも一部が軸心５に位置しつつ底刃が軸心５から外れた場所に位置していても良い。

　切れ刃は、図２等に示す三角形状の底刃、図１７等に示す円弧形状の底刃を有していても良い。これに代えて切れ刃は、自由曲線状、複数の形状を組合せた形状の底刃を有していても良い。切れ刃のすくい面は、軸線に対して平行であっても良いし、軸線と平行な面に対して傾いていても良い。

　複数のディンプルは、図１２に示すように完全に離間していても良いし、図３９に示すように第１のディンプルと一部重なりつつ、第２のディンプルと離間していても良い。ディンプルは、図１２に示すように等間隔に並んでいても良いし、不等間隔で並んでいても良い。

　回転切削工具１は、図２に示すように１つの切れ刃３を有していても良いし、あるいは図３３に示すように２つの切れ刃３９ａ，３９ｂを有していても良い。これに代えて回転切削工具１は、周方向に離間する３つ以上の切れ刃を有していても良い。

　回転切削工具１の本体２は、図１に示すように丸棒状であっても良いし、あるいは断面多角形の棒状等であっても良い。

　加工面２１は、図１に示すように平面でも良いし、図１５に示すように円筒または円柱の外周面または内周面であっても良い。例えば、ジャーナル軸受の軸の外周面にディンプルを形成しても良い。軸受の内周面にディンプルを形成しても良い。回転運動するポンプの部品にディンプルを形成しても良い。ピストンのスカートの外周面にディンプルを形成しても良い。

　図９に示すように回転切削工具１に対して被加工材２０を回転させることで、回転切削工具１と被加工材２０を相対的に送ることができる。これに代えて、回転切削工具１を被加工材２０に対して移動、例えば周方向に移動させることで、回転切削工具１と被加工材２０を相対的に送っても良い。送り速度は、回転切削工具１の回転速度によって決定される切れ刃の切削速度に比べて遅く、例えば１～２０ｍ／分等である。

　添付の図面を参照して詳細に上述した種々の実施例は、本発明の代表例であって本発明を限定するものではありません。詳細な説明は、本教示の様々な態様を作成、使用および／または実施するために、当業者に教示するものであって、本発明の範囲を限定するものではありません。更に、上述した各付加的な特徴および教示は、改良された回転切削工具および／またはその製造方法と使用方法を提供するため、別々にまたは他の特徴および教示と一緒に適用および／または使用され得るものです。

Claims

　回転切削工具を用いて被加工材にディンプルを形成するディンプル加工方法であって
　棒状の本体の先端でかつ軸心からずれた位置から軸方向に突出する切れ刃を備える前記回転切削工具を準備し、
　前記回転切削工具の前記軸心が前記被加工材の加工面の垂直線に対して傾斜するように前記回転切削工具をセットし、
　前記軸心を中心に前記回転切削工具を回転させつつ前記回転切削工具が前記加工面に沿って移動するように前記回転切削工具と前記被加工材を相対的に送り、前記切れ刃によって前記加工面を切削することで前記加工面に相互に離間するディンプルを形成するディンプル加工方法。
　請求項１に記載のディンプル加工方法であって、
　前記切れ刃は、前記回転切削工具の回転に伴って前記加工面に対して切削開始点から切削を開始し、切削終点から前記加工面に対して離れ、
　前記ディンプルは、前記切削開始点と前記切削終点を結んだ線に対して直交する方向に対面する第１辺と第２辺を有し、前記第１辺は、前記結んだ線に対して一方向に膨らむように湾曲し、前記第２辺は、前記結んだ線に沿って延出あるいは前記一方向に膨らむように湾曲しているディンプル加工方法。
　請求項１または２に記載のディンプル加工方法であって、
　前記回転切削工具の前記軸心は、前記被加工材の前記加工面の前記垂直線に対して６０°以下の傾斜角度を有するように前記回転切削工具をセットするディンプル加工方法。
　請求項１～３のいずれか１つに記載のディンプル加工方法であって、
　前記ディンプルは、前記回転切削工具の切削方向である長さと、前記切削方向に対して直交する幅の最大値で前記長さよりも短い最大幅と、前記長さの１０％以下の最大深さを有するディンプル加工方法。
　請求項１～４のいずれか１つに記載のディンプル加工方法であって、
　前記ディンプルは、前記回転切削工具の切削方向である長さと、前記切削方向に対して直交する幅と、前記幅において最も深い点を結んだ溝底線を有し、前記溝底線が前記幅の中心から外れた場所に位置するディンプル加工方法。
　請求項１～５のいずれか１つに記載のディンプル加工方法であって、
　前記ディンプルは、前記切れ刃によって形成される複数の第１ディンプルと、前記切れ刃と異なる他の切れ刃によって形成されかつ前記複数の第１ディンプルの間に位置する第２ディンプルを含むディンプル加工方法。
　請求項６に記載のディンプル加工方法であって、
　前記切れ刃と前記他の切れ刃は、同一の前記回転切削工具に設けられているディンプル加工方法。