JPH1110541A - ワークの表面処理方法 - Google Patents
ワークの表面処理方法Info
- Publication number
- JPH1110541A JPH1110541A JP15988297A JP15988297A JPH1110541A JP H1110541 A JPH1110541 A JP H1110541A JP 15988297 A JP15988297 A JP 15988297A JP 15988297 A JP15988297 A JP 15988297A JP H1110541 A JPH1110541 A JP H1110541A
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- Japan
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- work
- shot
- nozzle
- crankshaft
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- Pending
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワークの摺動面にマスキングや研磨等の後加
工を行うことなく所望位置に有効なショットピーニング
を行うことができる表面処理方法を提供する。 【解決手段】 ノズル３０から投射する多数のショット
ＳによってワークＷの外周面にショットピーニングを行
う表面処理方法において、ノズル３０をワークＷの外周
面の接線Ｍに沿う方向でかつワークＷの使用時の回転方
向Ａの後ろ側に配置し、ワークＷを周方向に回転させな
がら、ノズル３０から投射されるショットＳを接線Ｍの
ワーク寄り位置Ｐに打付ける。ワークＷはエンジンのク
ランクシャフトであり、このクランクシャフトの主にフ
ィレット部２０にショットＳを投射する。
工を行うことなく所望位置に有効なショットピーニング
を行うことができる表面処理方法を提供する。 【解決手段】 ノズル３０から投射する多数のショット
ＳによってワークＷの外周面にショットピーニングを行
う表面処理方法において、ノズル３０をワークＷの外周
面の接線Ｍに沿う方向でかつワークＷの使用時の回転方
向Ａの後ろ側に配置し、ワークＷを周方向に回転させな
がら、ノズル３０から投射されるショットＳを接線Ｍの
ワーク寄り位置Ｐに打付ける。ワークＷはエンジンのク
ランクシャフトであり、このクランクシャフトの主にフ
ィレット部２０にショットＳを投射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ショットピーニ
ングによるワークの表面処理方法に関する。
ングによるワークの表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば鋼製の機械部品等において、疲労
強度を高めるためにショットピーニングが行われてい
る。例えばエンジンのクランクシャフトのフィレット部
のように危険断面とみなされる箇所に周知のスチールシ
ョットを投射し、主にフィレット部に圧縮残留応力を生
じさせることにより、クランクシャフトの曲げ疲労強度
を高めることができる。
強度を高めるためにショットピーニングが行われてい
る。例えばエンジンのクランクシャフトのフィレット部
のように危険断面とみなされる箇所に周知のスチールシ
ョットを投射し、主にフィレット部に圧縮残留応力を生
じさせることにより、クランクシャフトの曲げ疲労強度
を高めることができる。
【０００３】ショットピーニングが行われたワークの表
面には微小な凹凸が生じるが、クランクピン等のメタル
摺動部は摩擦抵抗等を下げるために表面粗さが良好であ
ることが要求されるから、メタル摺動部にショットが当
たることは好ましくない。このため、メタル摺動部など
にマスキングを行うことにより、ショットが当たること
を防いでいる。あるいはマスキングを行う代りに、粒径
が小さいショットを使用することにより、メタル摺動部
の表面粗さの低下を最小限にくい止めることも提案され
ている。
面には微小な凹凸が生じるが、クランクピン等のメタル
摺動部は摩擦抵抗等を下げるために表面粗さが良好であ
ることが要求されるから、メタル摺動部にショットが当
たることは好ましくない。このため、メタル摺動部など
にマスキングを行うことにより、ショットが当たること
を防いでいる。あるいはマスキングを行う代りに、粒径
が小さいショットを使用することにより、メタル摺動部
の表面粗さの低下を最小限にくい止めることも提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のマスキングを行
う場合、特にワークの量産時にマスキングを自動的に実
施するような機能をもつ工作機械を開発すると大幅なコ
ストアップとなってしまうため好ましくない。また、粒
径が小さいショットを使用する場合には、ワークの表面
から所定深さに十分な圧縮残留応力を生じさせにくく、
ショットピーニングに要する時間も長くかかるなどの問
題がある。
う場合、特にワークの量産時にマスキングを自動的に実
施するような機能をもつ工作機械を開発すると大幅なコ
ストアップとなってしまうため好ましくない。また、粒
径が小さいショットを使用する場合には、ワークの表面
から所定深さに十分な圧縮残留応力を生じさせにくく、
ショットピーニングに要する時間も長くかかるなどの問
題がある。
【０００５】また特公昭６１−１６５７３号公報に記載
されているように、フィレット部をショットピーニング
したのちにクランクピンの外周部を研磨加工することも
提案されているが、クランクピンを研磨加工することは
大掛かりな設備と加工時間を必要とするため実用的では
ない。
されているように、フィレット部をショットピーニング
したのちにクランクピンの外周部を研磨加工することも
提案されているが、クランクピンを研磨加工することは
大掛かりな設備と加工時間を必要とするため実用的では
ない。
【０００６】従ってこの発明の目的は、ワークの摺動面
にマスキングを行ったり研磨等の後加工を要することな
く所望位置に有効なショットピーニングを行うことがで
きるようなワークの表面処理方法を提供することにあ
る。
にマスキングを行ったり研磨等の後加工を要することな
く所望位置に有効なショットピーニングを行うことがで
きるようなワークの表面処理方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
の本発明の表面処理方法は、請求項１に記載した通りで
あり、ショットを投射するノズルをワーク外周面の接線
に沿う方向でかつワークの使用時の回転方向の後ろ側に
配置し、ワークを周方向に回転させつつ、上記ノズルか
ら投射されるショットを上記接線のワーク寄り位置に打
付けることにより、図６に模式的に誇張して示すよう
に、ワークＷの表面に形成される多数の打痕による凸部
１がワークＷの使用時の回転方向Ａに対して順目となる
ようにしたものである。
の本発明の表面処理方法は、請求項１に記載した通りで
あり、ショットを投射するノズルをワーク外周面の接線
に沿う方向でかつワークの使用時の回転方向の後ろ側に
配置し、ワークを周方向に回転させつつ、上記ノズルか
ら投射されるショットを上記接線のワーク寄り位置に打
付けることにより、図６に模式的に誇張して示すよう
に、ワークＷの表面に形成される多数の打痕による凸部
１がワークＷの使用時の回転方向Ａに対して順目となる
ようにしたものである。
【０００８】この明細書で言う順目とは、図６に示すよ
うにワークＷが軸受メタル等の摺動相手面２に対して一
定の方向（矢印Ａで示す方向）に回転する場合に、上記
凸部１の回転方向前側に位置する後ろ上がりの斜面３の
傾きが、回転方向後側に位置する前上がりの斜面４の傾
きよりも緩やかとなるような、前後方向（回転方向）に
非対称の形状を言う。
うにワークＷが軸受メタル等の摺動相手面２に対して一
定の方向（矢印Ａで示す方向）に回転する場合に、上記
凸部１の回転方向前側に位置する後ろ上がりの斜面３の
傾きが、回転方向後側に位置する前上がりの斜面４の傾
きよりも緩やかとなるような、前後方向（回転方向）に
非対称の形状を言う。
【０００９】このような順目の凸部１がワークＷの外周
面に形成されることにより、ワークＷが矢印Ａ方向に回
転する際に、傾斜の緩やかな前側の斜面３が摺動相手面
２を順方向に撫でるように接するため、摺動相手面２の
摩耗および摺動抵抗を可及的小さくすることができる。
このためショットピーニング時にマスキングを行ったり
ショットピーニング後に研磨加工を行う必要がない。
面に形成されることにより、ワークＷが矢印Ａ方向に回
転する際に、傾斜の緩やかな前側の斜面３が摺動相手面
２を順方向に撫でるように接するため、摺動相手面２の
摩耗および摺動抵抗を可及的小さくすることができる。
このためショットピーニング時にマスキングを行ったり
ショットピーニング後に研磨加工を行う必要がない。
【００１０】この発明は、クランクシャフトのように使
用時に一方向に回転する金属ワークに好適である。クラ
ンクシャフトのクランクピンまたはフィレット部に本発
明のショットピーニングを行えば、フィレット部の曲げ
疲労強度の向上が図れるとともに、軸受メタルの摩耗お
よび摺動抵抗を小さくすることが可能となる。なお、シ
ョットが二次的散乱によって所望位置以外の領域に当た
ることを防ぐために、必要に応じて遮蔽部材を設けても
よい。
用時に一方向に回転する金属ワークに好適である。クラ
ンクシャフトのクランクピンまたはフィレット部に本発
明のショットピーニングを行えば、フィレット部の曲げ
疲労強度の向上が図れるとともに、軸受メタルの摩耗お
よび摺動抵抗を小さくすることが可能となる。なお、シ
ョットが二次的散乱によって所望位置以外の領域に当た
ることを防ぐために、必要に応じて遮蔽部材を設けても
よい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図３に示すワークＷの一例
としてのエンジンのクランクシャフト１０は、ジャーナ
ル部１１とウエブ１２とクランクピン１３などからな
る。図４に示すようにクランクピン１３は軸受メタル１
５を介してコンロッド１６に接続されており、ピストン
１７の上下動に伴ってクランクシャフト１０が矢印Ａ′
方向に回転することにより、クランクピン１３が一定の
方向（矢印Ａで示す方向）に回転するようになってい
る。
て図面を参照して説明する。図３に示すワークＷの一例
としてのエンジンのクランクシャフト１０は、ジャーナ
ル部１１とウエブ１２とクランクピン１３などからな
る。図４に示すようにクランクピン１３は軸受メタル１
５を介してコンロッド１６に接続されており、ピストン
１７の上下動に伴ってクランクシャフト１０が矢印Ａ′
方向に回転することにより、クランクピン１３が一定の
方向（矢印Ａで示す方向）に回転するようになってい
る。
【００１２】クランクピン１３の両端部とウエブ１２と
の連接部に、いわゆる接合Ｒ部としてのフィレット部２
０が形成されている。フィレット部２０の疲労強度を高
めることはクランクシャフト１０全体の強度を高める上
で有効である。そこでこの実施形態では、フィレット部
２０にショットピーニングを実施することによりフィレ
ット部２０に圧縮残留応力を生じさせ、フィレット部２
０の曲げ疲労強度を高めるようにしている。
の連接部に、いわゆる接合Ｒ部としてのフィレット部２
０が形成されている。フィレット部２０の疲労強度を高
めることはクランクシャフト１０全体の強度を高める上
で有効である。そこでこの実施形態では、フィレット部
２０にショットピーニングを実施することによりフィレ
ット部２０に圧縮残留応力を生じさせ、フィレット部２
０の曲げ疲労強度を高めるようにしている。
【００１３】ここで行われるショットピーニングは、図
１に示すようにノズル３０から投射される多数のショッ
トＳを主にフィレット部２０とその周辺部に打付けるこ
とにより、フィレット部２０の表層部に圧縮残留応力を
生じさせる表面処理である。ショットＳは例えば粒径が
φ０．３ｍｍ〜φ０．６ｍｍ程度の鋳鋼ショット、ある
いはカットワイヤ（鋼線ショット）などであり、ショッ
ト加速装置としては、ノズル３０から噴出する圧縮空気
にショットＳを混入して加速されるようにした高速空気
流方式が採用される。
１に示すようにノズル３０から投射される多数のショッ
トＳを主にフィレット部２０とその周辺部に打付けるこ
とにより、フィレット部２０の表層部に圧縮残留応力を
生じさせる表面処理である。ショットＳは例えば粒径が
φ０．３ｍｍ〜φ０．６ｍｍ程度の鋳鋼ショット、ある
いはカットワイヤ（鋼線ショット）などであり、ショッ
ト加速装置としては、ノズル３０から噴出する圧縮空気
にショットＳを混入して加速されるようにした高速空気
流方式が採用される。
【００１４】図１に示すようにノズル３０は、クランク
ピン１３の外周面の接線Ｍに沿う方向でかつ使用時の回
転方向Ａに対し後ろ側に配置されている。そしてクラン
クピン１３を周方向（図示例の場合は矢印Ｂで示す方
向）に回転させながら、ノズル３０から投射される多数
のショットＳを、上記接線ＭのワークＷ寄り位置Ｐに打
付けるようにしている。なお、二次的に散乱するショッ
トが所望領域以外の箇所に当たることを防ぐために、必
要に応じてスクリーン等の遮蔽部材４０を設けてもよ
い。
ピン１３の外周面の接線Ｍに沿う方向でかつ使用時の回
転方向Ａに対し後ろ側に配置されている。そしてクラン
クピン１３を周方向（図示例の場合は矢印Ｂで示す方
向）に回転させながら、ノズル３０から投射される多数
のショットＳを、上記接線ＭのワークＷ寄り位置Ｐに打
付けるようにしている。なお、二次的に散乱するショッ
トが所望領域以外の箇所に当たることを防ぐために、必
要に応じてスクリーン等の遮蔽部材４０を設けてもよ
い。
【００１５】上記のようにワークＷの接線方向からショ
ットＳを打付けることにより、図５に模式的に示すよう
に、ワークＷの表面にはショットＳが当たった箇所に打
痕による微小な凹凸が生じ、その凸部１は図６に模式的
に誇張して示すように、ワークＷの使用時の回転方向Ａ
に関して、摺動相手面２に対し順目となるように形成さ
れることになる。すなわち、摺動相手面２に摺接する凸
部１は、その移動方向前側に位置する後ろ上がりの斜面
３の傾きが、移動方向後側に位置する前上がりの斜面４
の傾きよりも緩やかとなるような非対称形状となり、傾
斜の緩やかな前側の斜面３が摺動相手面２を撫でるよう
に接する。このような順目の凸部１がクランクピン１３
等に形成されることにより、軸受メタル１５等の摩耗お
よび摺動抵抗を小さくすることができる。
ットＳを打付けることにより、図５に模式的に示すよう
に、ワークＷの表面にはショットＳが当たった箇所に打
痕による微小な凹凸が生じ、その凸部１は図６に模式的
に誇張して示すように、ワークＷの使用時の回転方向Ａ
に関して、摺動相手面２に対し順目となるように形成さ
れることになる。すなわち、摺動相手面２に摺接する凸
部１は、その移動方向前側に位置する後ろ上がりの斜面
３の傾きが、移動方向後側に位置する前上がりの斜面４
の傾きよりも緩やかとなるような非対称形状となり、傾
斜の緩やかな前側の斜面３が摺動相手面２を撫でるよう
に接する。このような順目の凸部１がクランクピン１３
等に形成されることにより、軸受メタル１５等の摩耗お
よび摺動抵抗を小さくすることができる。
【００１６】なお、この発明を実施するに当たって、ノ
ズル３０等をはじめとするこの発明の構成要素を適宜に
変形して実施できることは言うまでもない。またこの発
明の対象となるワークは、クランクシャフト以外の摺動
部を有する金属ワークに適用できることは勿論である。
ズル３０等をはじめとするこの発明の構成要素を適宜に
変形して実施できることは言うまでもない。またこの発
明の対象となるワークは、クランクシャフト以外の摺動
部を有する金属ワークに適用できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】請求項１に記載された本発明の表面処理
方法によれば、ワークの使用時の回転方向に対して順目
となるような凸部をショットピーニングによってワーク
の表面に形成することができ、疲労強度向上に効果のあ
る圧縮残留応力を生じさせることができるとともに、摺
動相手面の摩耗および摺動抵抗を減らすことができる。
このためワークの摺動部をマスキングしたりショットピ
ーニング後の研磨加工を不要にすることができ、通常の
ショットを用いて所望位置に有効なショットピーニング
を行うことができる。
方法によれば、ワークの使用時の回転方向に対して順目
となるような凸部をショットピーニングによってワーク
の表面に形成することができ、疲労強度向上に効果のあ
る圧縮残留応力を生じさせることができるとともに、摺
動相手面の摩耗および摺動抵抗を減らすことができる。
このためワークの摺動部をマスキングしたりショットピ
ーニング後の研磨加工を不要にすることができ、通常の
ショットを用いて所望位置に有効なショットピーニング
を行うことができる。
【００１８】そして請求項２に記載した表面処理方法で
あれば、請求項１の構成による効果に加えて、クランク
シャフトのフィレット部に圧縮残留応力を生じさせるこ
とができるとともに、メタル摺動部の摩耗や摺動摩擦を
低減することができる。また請求項３に記載した表面処
理方法によれば、請求項１の構成による効果に加えてシ
ョットピーニング中に所望箇所以外の領域にショットが
当たることが回避される。
あれば、請求項１の構成による効果に加えて、クランク
シャフトのフィレット部に圧縮残留応力を生じさせるこ
とができるとともに、メタル摺動部の摩耗や摺動摩擦を
低減することができる。また請求項３に記載した表面処
理方法によれば、請求項１の構成による効果に加えてシ
ョットピーニング中に所望箇所以外の領域にショットが
当たることが回避される。
【図１】 本発明の一実施形態を示すショットピーニン
グ用のノズルとワークを一部断面で示す正面図。
グ用のノズルとワークを一部断面で示す正面図。
【図２】 図１に示されたノズルとワークの一部を示す
側面図。
側面図。
【図３】 クランクシャフトの斜視図。
【図４】 クランクシャフトとピストンを示す側面図。
【図５】 図１に示されたノズルから投射されたショッ
トがワーク表面に当たる様子を模式的に示す断面図。
トがワーク表面に当たる様子を模式的に示す断面図。
【図６】 ワークの表面の凸部と摺動相手面を模式的に
示す断面図。
示す断面図。
Ｗ…ワーク Ｓ…ショット １…凸部 ２…摺動相手面 １０…クランクシャフト １３…クランクピン ２０…フィレット部 ３０…ノズル ４０…遮蔽部材
Claims (3)
- 【請求項１】ノズルから投射する多数のショットによっ
てワークの外周面にショットピーニングを行う表面処理
方法において、 上記ノズルをワーク外周面の接線に沿う方向でかつワー
クの使用時の回転方向の後ろ側に配置し、 上記ワークを周方向に回転させつつ、上記ノズルから投
射されるショットを上記接線のワーク寄り位置に打付け
ることを特徴とするワークの表面処理方法。 - 【請求項２】上記ワークがエンジンのクランクシャフト
であり、このクランクシャフトのフィレット部またはク
ランクピンに上記ショットを投射することを特徴とする
請求項１記載のワークの表面処理方法。 - 【請求項３】上記ショットが上記接線のワーク寄り位置
以外の領域に当たることを防ぐための遮蔽部材を設けた
状態で上記ノズルからショットを投射することを特徴と
する請求項１記載のワークの表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15988297A JPH1110541A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ワークの表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15988297A JPH1110541A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ワークの表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1110541A true JPH1110541A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15703260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15988297A Pending JPH1110541A (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ワークの表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1110541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6655026B1 (en) | 1999-01-28 | 2003-12-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Production process for connecting rod for internal combustion engine |
| JP2008213067A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Isuzu Motors Ltd | キャビテーションピーニング方法および装置 |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP15988297A patent/JPH1110541A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6655026B1 (en) | 1999-01-28 | 2003-12-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Production process for connecting rod for internal combustion engine |
| JP2008213067A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Isuzu Motors Ltd | キャビテーションピーニング方法および装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060228 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060419 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070116 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |