JPH03196969A - ショットピーニング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ショットを圧縮空気によりノズルから被処理
物へ噴射させてピーニング加工を行うショットピーニン
グ方法および装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、圧縮空気による吹付加工式のショットピーニン
グ装置では、ブラケット又は支持アームに保持されたノ
ズルからショットを被処理物へ噴射してピーニング加工
を行っているが、この場合、ノズル端より圧縮空気と共
に噴出されるショット群はその投射軸線（一般にノズル
軸線と一致する）を中心とし、ノズル端面の投射口端付
近を頂点として拡がる円錐状の噴射束となって投射され
る。従って、被処理物の外面をピーニングするには問題
はないが、ガスボンベのような容器内面や箱体形状の物
品内面等のピーニング加工には、被処理面に対しノズル
端を向けるようプラケット又は支持アームを傾動あるい
は回動させるか、内面仕上用と外面仕上用、垂直面仕上
用と水平面仕上用で各々ノズルを交換したり、もしくは
被処理物を自転させながらノズルと被処理物を相対移動
させて行っている。また、前記投射軸線は被処理面に対
し大体４５°傾斜、すなわちショットの垂直面投射角、
水平面投射角は約４５°でピーニング加工されているの
が普通である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、被処理物の自転機構は複雑で装置全体が
大形となり、しかも、外形が円筒状以外の被処理物では
自転が困難な場合が多く極めて時間がかかって生産性が
悪い、また、ショットの投射角を４５°とした場合、被
処理面が垂直面の場合とこれに直交する水平面の場合と
では、アークバイト値で示されるピーニング強度は若干
具なっている。すなわち、第１３図、第１４図に示すよ
うに、ノズル本体（４１）の軸線方向に沿って形成され
るショット通路（４２）の先端側を前記軸線に対し４５
°の傾斜で屈曲させ、その先端をノズル本体（４２）の
側壁部に開口させて投射口（４３）を形成し、これより
噴射されるショットの投射軸線（４４）により形成され
る投射角が４５°となる斜投射用のノズル（４０）を使
用し、該斜投射用のノズル（４０）の軸線を被処理物の
垂直面に対し上下方向に平行（第１３図）とし、かつ、
水平面に対し垂直（第１４図）としてそれぞれの面に対
する投射軸線（４４）の方向すなわちこれにより形成さ
れる垂直面投射角及び水平面投射角を共に４５°となる
よう斜投射用のノズル（４０）を保持する。そして、前
記垂直面及び水平面にそれぞれ試験片Ｔ（縦１９′″−
×横７６′″−×厚さ１．３　”″　閣の鋼板よりなる
アルメンストリップ）を取付け、斜投射用のノズル（４
０）より空気圧５　ｋｇ　／　ｃ−でのショットを同一
投射距離として各試験片Ｔに投射した場合の投射時間を
横軸として得られた、アークハイト値は第１５図に示す
とおりで、垂直面、水平面における試験結果に相当のず
れがあり、投射角４５°では直交二面に対するピーニン
グ効果が均等にならないという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記各問題点を解決するものであって、圧縮空
気によりショットをノズルから被処理物の垂直面及び水
平面へ投射してピーニング加工を行うショットピーニン
グ方法において、前記垂直面に対する投射ショットの投
射軸線により形成される垂直面投射角が３０°〜４０＠
となるようにノズルを保持して該垂直面及びこれと直交
する水平面のピーニング加工を行うことを特徴とするシ
ョットピーニング方法を第１の発明とし、ショットを圧
縮空気によりノズルから被処理物へ噴射させてピーニン
グ加工を行うショットピーニング装置において、加工装
置本体に内部をショット通路としたパイプシャフトを軸
支させるとともに該パイプシャフトを回転駆動可能とす
るモータを設けて該パイプシャフトのショットの入口に
ショットの圧送ホースを臨ませ、また、前記パイプシャ
フトのショットの出口には被処理物の垂直面に対し３０
゜〜４０°斜め方向にショットを投射可能とする屈曲路
を先端側に形成した斜投射用のノズルを連結したことを
特徴とするショットピーニング装置を第２の発明とし、
前記第１の発明に、更に、斜投射用のノズルの回転停止
の制御を行うセンサを前記加工装置本体の一端において
前記パイプシャフトの横断面方向の外周に沿って適数個
配設するとともに前記センサの作動片をパイプシャフト
に設けたことを特徴とするショットピーニング装置を第
３の発明とするものである。

（実施例） 次に第１図〜第１２図に示す実施例に基づいて説明する
。

（１）は筒体状の加工装置本体で、該加工装置本体（１
）はその−側に設けたブラケット（２）を介して図示さ
れない移送装置に取付けられている。なお、実施例では
加工装置本体（１）の軸線は垂直状態とされている。加
工装置本体（１）の中空部にはパイプシャフト（３）が
軸受（４）、（４）により軸支され、パイプシャフト（
３）の内部には耐摩耗性材よりなる筒状のライナ（５）
が挿入させてあり、その中空部によりショット通路（６
）が形成されている。ライナ（５）はその一端がパイプ
シャフト（３）の内面の係止部（７）に、また、他端は
パイプシャフト（３）の端部に固定したノズルホルダ（
８）内のアダプタ（９）の端面に当接され、これにより
ライナ（５）はパイプシャフト（３）内に一体状に保持
された構造とされ、アダプタ（９）の中心側にはショッ
ト通路（６）と連通ずる案内路０ωが形成しである。０
１）はパイプシャフト（３）を回転駆動するブレーキ付
のモータで、該モータ０１）のモータベース０２１は加
工装置本体（１）の一端に取付けたギヤケース０■の側
面に固定されてモータ軸はパイプシャフト（３）の軸線
と平行になっている。モータ００の駆動軸０ルにはアタ
ッチメント０５）を介してギヤ０６）が固定してあり、
ギヤＯｅはパイプシャフト（３）に固定したギヤ０′Ｉ
）と噛み合わされていて、モータ（１１）の駆動により
パイプシャフト（３）はギヤ０６）、０７）を介して回
転駆動され、ａ印はギヤケース０■に取付けたカバーで
ある。

パイプシャフト（３）の上端であるショットの入口０９
）側における加工装置本体（１）の端面にはホース継手
（至）が連結してあり、これにショットの圧送ホース（
２１）の端部が嵌入保持されてアダプタ（２２）を介し
て入口０田に臨ませてあり、該アダプタ（２２）の中心
部にはショット通路（６）に続かせた案内部（２３）が
形成しである。また、パイプシャフト（３）の下端のシ
ョットの出口（２４）には、アダプタ（９）を介して斜
投射用のノズル（２５）が連結され、これは案内路０ω
を介してショット通路（６）と連通されるショット通路
（２６）を有し、ノズルホルダ（８）に基部が嵌着固定
されてパイプシャフト（３）と−棒状に回転する。斜投
射用のノズル（２５）の先端側には第１図に示すように
、その筒状のノズル本体（２７）の軸線に対し斜方向と
されて屈曲路（２８）がショット通路（２６）に続いて
形成され、ショット通路（２６）の先端はノズル本体（
２７）の側壁部に開口された投射口（２９）とされてい
る、そしてショット通路（２６）より屈曲路（２８）へ
進入して方向を曲げられ、斜投射用のノズル（２５）の
投射口（２９）より噴射されるショットの投射軸線は、
第１図に示すように被処理物Ｗの垂直面に対し３０＠〜
４０ｍ（水平面に対し６０°〜５０°）の傾斜角度とさ
れ、すなわち、ノズル本体（２７）を垂直状に保持した
場合において、屈曲路（２８）を経て噴射されるショッ
トは被処理物Ｗの垂直面に対し３０゜〜４０°斜方向に
投射される構成としである。　（３１）は斜投射用のノ
ズル（２５）の回転停止の制御を行う近接スイッチ等の
センサで、該センサ（３１）は第２図に示すように加工
装置本体（１）の上端の蓋部に通数個取付けてあり、そ
れぞれスイッチ押え（３２）により固定されてパイプシ
ャフト（３）の横断面外周に沿った状態に配設されてい
る。また、パイプシャフト（３）の外周にはセンサ（３
１）を作動させる作動片（３３）が対応して設置してあ
り、図示されない制御装置より所定のセンサ（３１）に
信号が与えられると、回転しているパイプシャフト（３
）の作動片（３３）がセンサ（３１）に近接した時点で
モータθ１）が停止し、ブレーキが作動して直ちにパイ
プシャフト（３）すなわち斜投射用のノズル（２５）が
停止し、その投射口（２９）が所定の方向として固定さ
れ、ショットは同じ位置へ連続投射されることとなり、
被処理物Ｗと加工装置本体（１）とを相対移動させるこ
とにより帯状の投射帯を得ることができる。なお、図中
（３４）はセンサ（３１）の組付は用としてホース継手
（２１に形成される切欠部、（３５）はノズルホルダ（
８）に斜投射用のノズル（２５）を固定するための締付
ボルトである。

（作用） このように構成されたものは、まず、モータＱＤを駆動
するとギヤ０６）、０′７）によりパイプシャフト（３
）及び斜投射用のノズル（２５）が回転するから、次に
、斜投射用のノズル（２５）の先端側を所定の被処理面
すなわち第１図における有底筒体状の被処理物Ｗの内面
をピーニング可能な状態に位置させるとともに、ノズル
本体（２７）の軸線と被処理物Ｗの軸線を平行としたの
ち、図示されないショットレザーバよりショットを圧縮
空気と共に圧送ホース（２１）へ導入させれば、ショッ
トは案内路（２３）よりパイプシャフト（３）のショッ
トの入口０９）を経てライナ（５）のショット通路（６
）へ進入し、更に、出口（２４）、案内路Ｃωを通って
斜投射用のノズル（２５）のシミ２ト通路（２６）へ圧
送されて屈曲路（２８）へ達する。そして、このショッ
トはこれより進行方向を曲げられてショットは投射口（
２９）より屈曲路（２Ｂ）により形成される投射軸線（
３０）により規定される方向、すなわち垂直面投射角３
０°〜４０°　（水平面投射角６０”〜５０°）で噴射
される。この場合、斜投射用のノズル（２５）は回転し
ているので、ショットは投射口（２９）を概略の頂点と
して投射軸ｍ　（３０）を中心に形成される略円錐形状
の噴射束がノズル本体（２７）の軸線を中心として回転
して形成される投射軌跡により被処理物Ｗの内面に投射
幅に相当する被処理帯が形成されるから、この状態で、
加工装置本体（１）と被処理物Ｗとを相対的に移動させ
れば、被処理物Ｗの内表面が垂直面投射角３０°〜４０
”により全面的にピーニング加工される。また、被処理
面が被処理物Ｗの内面全般ではなくその長手方向に延び
る帯状形状の場合には、該当する帯状被処理面へ斜投射
用のノズル（２５）の投射口（２９）を対向位置させる
ため、対応するセンサ（３１）に図示されない制御装置
より信号を与える。そして、モータ００を駆動して前記
同様にパイプシャフト（３）を回転させると、その外周
に設けた作動片（３３）が前記センサ（３１）に近接し
てこれを作動させ、その結果、モータ（１０が停止して
投射口（２９）が所定の帯状被処理面位置に対向した状
態でパイプシャフト（３）が位置決め固定される。この
場合、投射口（２９）と作動片（３３）との関係位置は
予め上記の状態となるよう調整しておく、このようにし
て帯状被処理面の位置が変更されたら、信号を与えるセ
ンサ（３１）を対応するものに切換えるかあるいは作動
片（３３）の取付は位置を変更すればよい。なお、斜投
射用のノズル（２５）の投射軸線角度の変更あるいは屈
曲路（２８）等の損耗によりノズル交換を要する場合は
、締付ポル）　（３５）をゆるめてノズル本体（２７）
を取外し、他のものと交換する。また、実施例では上方
より投射する形式としであるが、下方より投射する場合
でももちろん通用でき、その他加工装置本体を水平状と
した場合も同様である。

次に、前記装置を用いた試験結果を示す。

第４図、第５図は斜投射用のノズル（２５）をその軸線
が垂直面Ａに対し上下方向に平行に、また、水平面Ｂに
対し垂直となるよう保持することにより投射軸線（３０
ａ）を垂直面Ａに対し３０°の垂直面投射角、水平面Ｂ
に対し［９０°−３０”　Ｊすなわち６０°の水平面投
射角に設定した状態で、垂直面Ａと水平面Ｂに試験片Ｔ
を取付け、使用空気圧２ｋｇ／　ｃ＋１．２．５ｋｇ／
ｃｄ、３　ｋｇ／ｃｄ、　４　ｋｇ／ｃｊ、５廟／ｄで
平均粒径０．３　ｍのショットを同一投射距離として投
射口（２９）から投射したところ、各試験片Ｔに生じた
アークハイト値に関し、第６図Ａ−Ｅに示す結果が得ら
れ、それぞれの使用空気圧毎の垂直面Ａ、水平面Ｂにお
けるアークハイト値は大体同様な数値となっているとと
もに、投射時間の経過に伴うアークハイト値の変化割合
も大体同傾向にあると認められた。また、第７図、第８
図は前記同様のノズル本体（２７）のショット通路（２
６）の先端側がノズル本体（２７）の軸線に対し３５°
の傾斜で屈折させてあって、その先端がノズル本体（２
７）の側壁部に投射口（２９）として開口されていて、
これより噴出されるショットの投射軸線（３０ｂ）をノ
ズル本体（２７）の軸線と３５°傾斜させ斜投射用のノ
ズルを使用した場合で、該斜投射用のノズルの軸線を垂
直面Ａ及び水平面Ｂに対し前記同様な状態に保持して、
投射口（２９）よりのショットの投射軸線（３０ｂ）に
より形成される垂直面投射角及び水平面投射角をそれぞ
れ３５°、５５°となるよう設定し、この状態で垂直面
Ａ、水平面Ｂに取付けた前記同様の試験片Ｔに使用空気
圧３　ｋｇ／Ｃｊで平均粒径０゜３＋ｗａのショットを
投射口（２９）より投射してアークハイト値を測定した
結果は第１Ｏ図に示す通りで、Ａ、Ｂ両面におけるアー
クハイト値及び投射時間経過によるその変化傾向はほと
んど同じで、直交二面に対しほぼ均等のピーニング効果
が得られている。さらに、第１θ図、第１１図はノズル
本体（２７）のショット通路（２６）の先端側をノズル
本体（２７）の軸線に対し４０°傾斜で屈折させ、その
先端をノズル本体の側壁部に投射口（２９）として開口
させ、これより噴射されるショットの投射軸線（３０ｃ
）をノズル本体（２７）の軸線に４０°傾斜させた斜傾
斜ノズルを、垂直面Ａにノズル軸線による垂直面投射角
が４０°　（水平面Ｂに対しては水平面投射角が５０゜
）となるよう保持したもので、両面Ａ、Ｂの各試験片Ｔ
に使用空気圧３　ｋｇ　／　ｃ−で平均粒径０．３　ｍ
のショットを投射したところ、そのときの各試験片Ｔの
アークハイト値の測定結果は第１３図に示すように、垂
直方向、水平方向共アークハイト値は前記同様にほとん
ど差がなかった。

なお、前記実施例では投射材通路先端を屈折させた斜投
射用のノズルによる場合であるが、第１の発明を実施す
るには屈折路のない直線状ノズルでも差支えなく、この
場合はノズル自体を垂直面Ａ、水平面Ｂに対し所定の角
度傾けて投射すればよい。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、被処
理物の垂直面と水平面に対し同程度のピニング加工がで
きてこの両面におけるピーニング強度の差がなくなって
すぐれた品質の被処理物が得られ、しかも、一方の処理
面に対してノズルを所定の投射角に設定保持すれば、こ
れに直交する他方の面に対してはそのままの態勢で処理
が可能であるため、極めて便利であり、また、第２、第
３の発明はノズルを斜投射用のノズルとして回転可能と
しであるので、各種容器形状等を呈する被処理物を自転
させることなくその内側全面のピーニング加工が可能と
され、かつ、被処理物はピニング加工位置へ搬入させる
のみで連続的にピーニング処理されて生産性がよく、更
に、ピーニングを行う加工装置全体が小形で自由に移送
でき、手動操作にも適して広い用途を有するものである
。しかも、斜投射用のノズルは被処理物の内側垂直面に
対し３０°〜４０°斜め方向にショットを噴射可能とし
て垂直面部と水平面部を共に同程度にピーニング処理可
能としであるので、従来のような垂直面部と水平面部に
おけるピーニング強度差はなくなって均等な優れた品質
の被処理物かえられる。また、パイプシャフトの回転停
止を制御するセンサ機構を設けることにより、斜投射用
のノズルの投射口位置を任意に固定できて被処理面が帯
状に延びる直線状の場合でも容易に対応でき、種々の内
面ピーニング加工のみならず、外面ピーニング加工にも
適応可能である。

従って、本発明は従来のショットピーニング方法および
装置の問題点を解決したものとして業界の発展に寄与す
るところ極めて大きいものがある

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す一部切欠正面図、第
２図は同じく一部切欠側面図、第３図は同じく平面図、
第４図、第５図は本発明における垂直面投射角を３０°
　（水平面投射角６０°）とした場合の投射説明図、第
６図Ａ−Ｅは第４図、第５図の場合に得られたアークハ
イト値と投射時間との関係を示すグラフ、第７図、第８
図は垂直面投射角を３５°　（水平面投射角５５°）と
した場合の投射説明図、第９図は第７図、第８図の場合
に得られたアークハイト値と投射時間との関係を示すグ
ラフ、第１０図、第１１図は垂直面投射角を４０°　（
水平面投射角５０°）とした場合の投射説明図、第１２
図は第１０図、第１１図の場合に得られたアークハイト
値と投射時間との関係を示すグラフ、第１３図、第１４
図は従来の場合の投射説明図、第１５図は従来の場合に
おけるアークハイト値と投射時間との関係を示すグラフ
である。 （１）：加工装置本体、（３）：パイプシャフト、（６
）ニジヨツト通路、０υ：モータ、Ｏｇ）二人口、（２
１）　：圧送ホース、（２４）　：出口、（２５）　：
ノズル、（２８）　：屈曲路、（３１）　：センサ、（
３３）　：作動片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮空気によりショットをノズルから被処理物の垂
   直面及び水平面へ投射してピーニング加工を行うショッ
   トピーニング方法において、前記垂直面に対する投射シ
   ョットの投射軸線により形成される垂直面投射角が３０
   °〜４０°となるようにして該垂直面及びこれと直交す
   る水平面のピーニング加工を行うことを特徴とするショ
   ットピーニング方法。２、ショットを圧縮空気によりノ
   ズルから被処理物へ噴射させてピーニング加工を行うシ
   ョットピーニング装置において、加工装置本体に内部を
   ショット通路としたパイプシャフトを軸支させるととも
   に該パイプシャフトを回転駆動可能とするモータを設け
   て該パイプシャフトのショットの入口にショットの圧送
   ホースを臨ませ、また、前記パイプシャフトのショット
   の出口には被処理物の垂直面に対し３０°〜４０°斜め
   方向にショットを投射可能とする屈曲路を先端側に形成
   した斜投射用のノズルを連結したことを特徴とするショ
   ットピーニング装置。 ３、ショットを圧縮空気によりノズルから被処理物へ噴
   射させてピーニング加工を行うショットピーニング装置
   において、加工装置本体に内部をショット通路としたパ
   イプシャフトを軸支させるとともに該パイプシャフトを
   回転駆動可能とするモータを設けて該パイプシャフトの
   ショットの入口にショットの圧送ホースを臨ませ、また
   、前記パイプシャフトのショットの出口には被処理物の
   垂直面に対し３０°〜４０°斜め方向にショットを投射
   可能とする屈曲路を先端側に形成した斜投射用のノズル
   を連結し、更に、該斜投射用のノズルの回転停止の制御
   を行うセンサを前記加工装置本体の一端において前記パ
   イプシャフトの横断面方向の外周に沿って適数個配設す
   るとともに前記センサの作動片をパイプシャフトに設け
   たことを特徴とするショットピーニング装置。