JP2014213410A - Shot-peening apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、ショットピーニング装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a shot peening apparatus.
ワークの機械的特性(例えば、疲労強度等)を向上するために、ワークの表面にショットピーニング処理が行われることがある。特許文献1には、従来のショットピーニング装置の一例が開示されている。 In order to improve the mechanical properties (for example, fatigue strength) of the workpiece, a shot peening process may be performed on the surface of the workpiece. Patent Document 1 discloses an example of a conventional shot peening apparatus.
例えば、板状のばねには、使用状態において、一方の表面に引張応力が作用する一方、他方の表面に圧縮応力が作用するものがある。このような板状のばねでは、引張応力が作用する面には、疲労強度を向上するためのショットピーニング処理が行われる。一方、圧縮応力が作用する面には、疲労強度を向上する代わりに、熱処理等によって表面に形成されたスケール(酸化被膜)を除去するスケール除去処理(ショットピーニング処理の一種)が行われる。ショットピーニング処理もスケール除去処理も板状のばねの表面に投射材を投射することで行うことができるが、投射材の投射速度が異なる。すなわち、ショットピーニング処理では投射材の投射速度が速く、スケール除去処理では投射材の投射速度は遅い。また、従来のショットピーニング装置では、ワークに対して投射装置の位置が固定されている。このため、板状のばねの両面に投射材を投射するためには、板状のばねの一方の面を処理した後に、板状のばねの他方の面が処理されるように板状のばねをショットピーニング装置にセットし直さなければならない。このため、従来は、板状のばねの一方の表面にショットピーニング処理をするためのショットピーニング装置と、板状のばねの他方の表面にスケール除去処理をするためのショットピーニング装置とを別々に設けていた。 For example, some plate-like springs have a tensile stress acting on one surface and a compressive stress acting on the other surface in use. In such a plate-like spring, shot peening for improving fatigue strength is performed on the surface on which tensile stress acts. On the other hand, instead of improving the fatigue strength, a scale removal process (a kind of shot peening process) for removing scale (oxide film) formed on the surface by heat treatment or the like is performed on the surface on which the compressive stress acts. Both shot peening and scale removal can be performed by projecting the projection material onto the surface of the plate-like spring, but the projection speed of the projection material is different. That is, in the shot peening process, the projection speed of the projection material is fast, and in the scale removal process, the projection speed of the projection material is slow. Moreover, in the conventional shot peening apparatus, the position of the projection apparatus is fixed with respect to the workpiece. For this reason, in order to project a projection material on both surfaces of a plate-shaped spring, after processing one surface of a plate-shaped spring, the plate-shaped spring is processed so that the other surface of a plate-shaped spring is processed. Must be re-set on the shot peening machine. For this reason, conventionally, a shot peening apparatus for performing shot peening treatment on one surface of a plate spring and a shot peening apparatus for performing scale removal processing on the other surface of the plate spring are separately provided. It was provided.
本明細書は、板状のばねの一方の表面に行われる処理と、板状のばねの他方の表面に行われる処理とを1台の装置で効率的に行うことができるショットピーニング装置を開示する。 The present specification discloses a shot peening apparatus capable of efficiently performing a process performed on one surface of a plate-shaped spring and a process performed on the other surface of the plate-shaped spring with a single apparatus. To do.
本明細書に開示されるショットピーニング装置は、板状のばねの表面にショットピーニングする装置であり、投射室と、保持部と、投射装置と、位置調整機構とを備えている。保持部は、投射室内において板状のばねを保持することができる。投射装置は、投射速度を調整可能とされており、投射室内において保持部に保持された板状のばねに投射材を投射する。位置調整機構は、保持部に保持された板状のばねの一方の表面に投射装置からの投射材が投射される第1の位置関係と、保持部に保持された板状のばねの他方の表面に投射装置からの投射材が投射される第2の位置関係とに、保持部と投射装置との位置関係を調整することができる。 The shot peening apparatus disclosed in this specification is an apparatus that performs shot peening on the surface of a plate-shaped spring, and includes a projection chamber, a holding unit, a projection apparatus, and a position adjustment mechanism. The holding part can hold a plate-like spring in the projection chamber. The projection device can adjust the projection speed, and projects the projection material onto a plate-like spring held by the holding unit in the projection chamber. The position adjustment mechanism includes a first positional relationship in which the projection material from the projection device is projected onto one surface of the plate-like spring held by the holding unit, and the other of the plate-like spring held by the holding unit. The positional relationship between the holding unit and the projection device can be adjusted to the second positional relationship in which the projection material from the projection device is projected onto the surface.
このショットピーニング装置では、投射室内において保持部に保持された板状のばねに投射材を投射して処理を行う。ここで、このショットピーニング装置では、板状のばねを保持する保持部と投射装置との位置関係を調整可能な位置調整機構を備えている。また、投射装置は、投射材の投射速度が調整可能となっている。このため、まず、板状のばねの一方の表面に第1の速度で投射材を投射して処理を行い、その後、位置調整機構を駆動して、板状のばねの他方の表面に投射材が投射されるように、保持部と投射装置の位置関係を調整し、板状のばねの他方の表面に第2の速度で投射材を投射することができる。このため、板状のばねをセットし直さなくても、一台の装置で板状のばねの両面に異なる投射速度で投射材を投射することができる。 In this shot peening apparatus, processing is performed by projecting a projection material onto a plate-like spring held by a holding unit in a projection chamber. Here, the shot peening apparatus includes a position adjustment mechanism that can adjust the positional relationship between the holding unit that holds the plate-like spring and the projection apparatus. Moreover, the projection apparatus can adjust the projection speed of the projection material. For this reason, first, the projection material is projected onto the one surface of the plate-like spring at a first speed, and then the position adjustment mechanism is driven to project the projection material on the other surface of the plate-like spring. Can be projected at a second speed onto the other surface of the plate-like spring by adjusting the positional relationship between the holding unit and the projection device. For this reason, even if it does not reset a plate-shaped spring, a projection material can be projected by different projection speed on both surfaces of a plate-shaped spring with one apparatus.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1) 上記のショットピーニング装置では、投射装置は投射室に対して固定されていてもよい。この場合に、位置調整機構は、投射装置に対して保持部の位置を変化させてもよい。このような構成によると、装置構成を簡易にすることができる。 (Characteristic 1) In said shot peening apparatus, the projection apparatus may be fixed with respect to the projection chamber. In this case, the position adjustment mechanism may change the position of the holding unit with respect to the projection device. According to such a configuration, the device configuration can be simplified.
(特徴2) 上記のショットピーニング装置では、位置調整機構は、保持部を回転軸に対して回転させる回転機構を備えていてもよい。そして、保持部を回転軸に対して回転させることで、保持部に保持された板状のばねの一方の表面に投射装置からの投射材が投射される状態と、保持部に保持された板状のばねの他方の表面に投射装置からの投射材が投射される状態とに切換えてもよい。回転機構を用いることで、板状のばねの一方の表面に投射材が投射される状態と、他方の表面に投射材が投射される状態とを簡易に切換えることができる。 (Characteristic 2) In said shot peening apparatus, the position adjustment mechanism may be equipped with the rotation mechanism which rotates a holding | maintenance part with respect to a rotating shaft. And the state where the projection material from the projection device is projected onto one surface of the plate-like spring held by the holding unit by rotating the holding unit with respect to the rotation shaft, and the plate held by the holding unit You may switch to the state by which the projection material from a projection apparatus is projected on the other surface of a shaped spring. By using the rotation mechanism, it is possible to easily switch between a state in which the projection material is projected on one surface of the plate-like spring and a state in which the projection material is projected on the other surface.
(特徴3) 上記のショットピーニング装置では、保持部は、板状のばねの一端を保持する第1部分と、板状のばねの他端を保持する第2部分を備えていてもよい。そして、第1部分及び第2部分に板状のばねが保持されると、板状のばねが上下方向に伸びている状態となるようにしてもよい。このような構成によると、ショットピーニング装置を設置するために必要な面積を小さくすることができる。 (Characteristic 3) In said shot peening apparatus, the holding | maintenance part may be provided with the 1st part holding one end of a plate-shaped spring, and the 2nd part holding the other end of a plate-shaped spring. And when a plate-shaped spring is hold | maintained at a 1st part and a 2nd part, you may make it be in the state which a plate-shaped spring is extended in the up-down direction. According to such a configuration, an area necessary for installing the shot peening apparatus can be reduced.
(特徴4) 上記のショットピーニング装置では、保持部は、第1部分及び第2部分に保持された板状のばねにストレスを付与した状態と、ストレスを付与していない状態とに切換えるストレス付与機構をさらに備えていてもよい。このような構成によると、ストレス付与機構を別に設ける場合と比較して装置構成を簡易にすることができる。ここで、「ストレスを付与する」とは、使用時に作用する方向の応力をワークに与えることを意味する。例えば、板状のばねの一方の面をショットピーニングする場合において、その一方の面に使用時に引張応力が作用するときは、その一方の面に引張応力を付与することを意味する。 (Characteristic 4) In the above shot peening apparatus, the holding unit switches the stress applied to the plate-like springs held by the first part and the second part between a state where stress is applied and a state where no stress is applied. A mechanism may be further provided. According to such a configuration, the apparatus configuration can be simplified as compared with a case where a stress applying mechanism is provided separately. Here, “applying stress” means applying stress to the workpiece in a direction acting during use. For example, in the case where one surface of a plate-like spring is shot peened, when a tensile stress acts on one surface during use, this means that a tensile stress is applied to the one surface.
(特徴5) 上記のショットピーニング装置では、ショットピーニング装置へワークを投入する投入室と、ショットピーニング装置からワークを搬出する搬出室と、保持部を投入室から投射室に搬送すると共に、投射室に搬送された保持部を投射室から搬出室に搬送する搬送装置をさらに備えていてもよい。投入室及び搬出室に保持部が搬送された状態では、保持部にワークが着脱可能とされていてもよい。このような構成によると、投入室で板状のばね(ワーク)を保持部に取付け、保持部に保持された状態で板状のばねを搬送する。そして、投射室で処理された板状のばねは、搬出室において保持部より取外すことができる。 (Characteristic 5) In the above shot peening apparatus, an input chamber for loading a work into the shot peening apparatus, a carry-out chamber for unloading the work from the shot peening apparatus, a holding unit being transferred from the input chamber to the projection chamber, There may be further provided a transport device for transporting the holding unit transported to the carry-out chamber from the projection chamber. In a state where the holding unit is transported to the input chamber and the unloading chamber, the workpiece may be detachable from the holding unit. According to such a configuration, a plate-like spring (work) is attached to the holding portion in the charging chamber, and the plate-like spring is conveyed while being held by the holding portion. The plate-like spring processed in the projection chamber can be removed from the holding portion in the carry-out chamber.
(特徴6) 上記のショットピーニング装置では、投入室と搬出室が同一とされていてもよい。また、搬送装置は、保持部が取付けられたターンテーブルと、ターンテーブルを回転駆動する駆動源を備えていてもよい。そして、ターンテーブルが回転することで、保持部及び保持部に保持されたワークが、投入室から投射室に搬送されると共に、投射室から搬出室に搬送されるようにしてもよい。このような構成によると、ショットピーニング装置への板状のばねの投入と搬出を同一位置で行うことができるため、投入と搬出のための作業者又はロボット等を一箇所に配置すればよい。また、ターンテーブルを利用することで、省スペース化を実現することができる。 (Characteristic 6) In the above shot peening apparatus, the input chamber and the carry-out chamber may be the same. Further, the transport device may include a turntable to which the holding unit is attached and a drive source that rotationally drives the turntable. And by rotating a turntable, the workpiece | work hold | maintained at the holding | maintenance part and the holding | maintenance part may be made to be conveyed from an injection chamber to a carry-out chamber while being conveyed to a projection chamber. According to such a configuration, the plate-like spring can be loaded and unloaded into the shot peening apparatus at the same position, so that an operator or a robot for loading and unloading may be arranged at one place. Moreover, space saving can be realized by using a turntable.
以下、実施例に係るショットピーニング装置10を図面を参照して説明する。ショットピーニング装置10は、自動車等に装備されるリーフ式サスペンションに用いられる板ばねの表面を処理するための装置である。まず、処理対象となる板ばねWについて簡単に説明する。図1に示すように、板ばねWは板状のばねであり、一方の表面52(図1の上方の面)側に凸となるように湾曲している。すなわち、板ばねWの一方の表面52(図1の上方の面)は凸面となり、他方の表面54(図1の下方の面)は凹面となっている。板ばねWの両端には目玉56が形成されている。板ばねWが自動車に装備されると、目玉56に車体側の支持軸(ビボット又はシャックル)が取付けられる。板ばねWが車体に取付けられると、板ばねWには矢印58の方向に力が作用する。その結果、板ばねWの一方の表面52には圧縮応力が作用し、他方の表面54には引張応力が作用する。このため、板ばねWの他方の表面54には耐久性を向上するためのショットピーニング処理が必要となり、板ばねWの一方の表面52にはスケール(酸化被膜)を除去するためのスケール除去処理が必要となる。なお、リーフ式サスペンションには、通常、複数の板ばねを重ね合わせて用いられる(ただし、1枚の板ばねのみが用いられるものもある。)。複数の板ばねを重ね合わせた重ね板ばねを用いる場合、目玉が形成されるのは一部の板ばね(1枚又は2枚の板ばね(いわゆる、親ばね))のみであり、それ以外の板ばねには目玉が形成されない。また、これら複数の板ばねを重ね合わせるため、自動車に装備される前に、これら複数の板ばねを組付ける組付け工程が行われる。
Hereinafter, a shot peening
次に、本実施例のショットピーニング装置10について説明する。図2に示すように、ショットピーニング装置10は、ハウジング12と、ハウジング12内に収容されるターンテーブル14を備えている。
Next, the
ハウジング12は、上端及び下端を閉じた円筒状に形成されている。ハウジング12の側面には開口12aが形成されている。開口12aは、板ばねWをハウジング12内に搬入又は搬出するために用いられる。開口12aから搬入された板ばねW(図2の右側に示す板ばね)は、後述するようにターンテーブル14に取付けられた保持冶具36に保持される。板ばねWの搬入と搬出は、作業者又はロボットにより行うことができる。また、ハウジング12の側面には投射装置18a,18bが取り付けられている。投射装置18a,18bは、周方向に間隔を空けて配置されると共に、ハウジング12の中心から見て開口12aとは反対側に配置されている。投射装置18a,18bの投射口は、投射位置に保持された板ばねW(図2の左側に示す板ばねW)に対向している。
The
投射装置18a,18bは、図示しないインペラを回転駆動することで、投射材を投射する。インペラの回転速度は、後述する制御装置20(図3参照)によって調整可能となっている。インペラの回転速度を調整することで、投射材の投射速度を調整することができる。また、本実施例では、インペラの回転軸は水平方向に伸びており、投射装置18a,18bから投射される投射材は上下方向に広がるようになっている。後述するように、板ばねWがターンテーブル14に取付けられた保持冶具36に保持されると、板ばねWの長手方向が上下方向と一致し、その状態で投射材が投射される。投射装置18a,18bから投射される投射材が上下方向に広がるため、投射材を板ばねWに効率的に投射することができる。また、投射装置18a,18bが周方向に間隔を空けて配置され、異なる方向から板ばねWに投射材が投射される。これによって、板ばねWの表面全体に投射材が投射されるようになっている。なお、投射装置を周方向に間隔を空けて配置する代わりに、投射装置から投射材を投射させる際に板ばねを運動(例えば、その軸線周りに揺動運動)させることによって、板ばねの表面全体に投射材が投射されるようにしてもよい。
The
なお、投射装置18a,18bは、投射材を貯蔵するホッパ(図示省略)に接続されている。ホッパは投射装置18a,18bの上方に配置され、ホッパにはハウジング12内から回収された投射材が投入され、貯蔵されるようになっている。そして、ホッパに貯蔵された投射材が投射装置18a,18bに供給される。
The
ターンテーブル14は、ハウジング12に支持されており、ハウジング12の軸線周りに回転可能となっている。ターンテーブル14にはテーブル回転機構40(図3参照)が接続されている。テーブル回転機構40は、図示しないモータを備えている。モータによってテーブル回転機構40が駆動されると、ターンテーブル14はハウジング12内で回転駆動される。
The
ターンテーブル14は、床板13aと、仕切り板16と、天井板13b(図5〜7参照)を備えている。床板13aは、円盤状の板材であり、ハウジング12の下端側に配置されている。床板13aの上面には、仕切り板16が突設されている。仕切り板16は、床板13aの中心を通る直径上に設けられ、床板13aに対して垂直に伸びている。仕切り板16によって、ターンテーブル14は2つの領域15a,15bに区画されている。仕切り板16の上端には天井板13bが固定されている(図5〜7参照)。天井板13bは、床板13aと同様に円盤状の板材であり、床板13aに対して平行に配置されている(すなわち、仕切り板16に対して直交している。)。天井板13bは、ハウジング12の上端側に配置されている。
The
図2に示すように、仕切り板16によって区画される各領域15a,15bは、ターンテーブル14が回転することで、ハウジング12の開口12aに連通する連通位置と、仕切り板16によってハウジング12の開口12aから隔離された隔離位置とに移動可能となっている。図2に示す状態では、領域15aが連通位置にあり、領域15bが隔離位置にある。各領域15a,15bが連通位置に位置すると、各領域15a,15b内に板ばねWを投入又は搬出することができる。すなわち、各領域15a,15bが連通位置にあるときは、各領域15a,15bが投入室(=搬出室)に位置するということができる。また、各領域15a,15bが隔離位置に位置すると、当該領域内に保持された板ばねWと投射装置18a,18bとが対向し、投射装置18a,18bからの投射材が板ばねWに投射可能となる。すなわち、各領域15a,15bが隔離位置にあるときは、各領域15a,15bが投射室に位置するということができる。上述したように本実施例では、ハウジング12内に、投射室(図2において領域15bが位置する空間)と、投入室(=搬出室)(図2において領域15aが位置する空間)が形成されているということができる。また、本実施例では、投入室と搬出室が同一となり、共通化されている。
As shown in FIG. 2, each of the
図5〜7に示すように、ターンテーブル14に形成される各領域15a,15bには、板ばねWを保持する保持冶具36(37,38a,38b)と、保持冶具36を回転させる冶具回転機構30と、保持冶具36に保持された板ばねWにストレスを付与するストレス付与機構22が装備されている。なお、図5〜7では、領域15b内に設けられる各機構22,30,36を図示したが、領域15a内にも同様の機構が装備されている。
5-7, in each area |
保持冶具36は、ハンガー37と、ハンガー37に取付けられた下端受け部38a及び上端受け部38bを備えている。ハンガー37の上端はフック34に引っかけられており、ハンガー37の下端は床板13aに回転可能に支持されている。ハンガー37の上端部近傍には上端受け部38bが設けられており、ハンガー37の下端部近傍には下端受け部38aが設けられている。ハンガー37の中央部は、ハンガー37の回転軸線から径方向にシフトしており、上端受け部38b及び下端受け部38aに保持された板ばねWが回転軸線の近傍に位置するようになっている。
The holding
下端受け部38aは、上方に開いた凹所を備えており、その凹所内に板ばねWの下端(目玉56)が保持可能となっている。下端受け部38aの凹所は、板ばねWの下端に倣った形状をしている。上端受け部38bは、下方に開いた凹所を備えており、その凹所内に板ばねWの上端(目玉56)が保持可能となっている。上端受け部38bの凹所は、板ばねWの上端に倣った形状をしている。下端受け部38aと上端受け部38bの間隔は、板ばねWの自由長(荷重が作用しない状態のときの板ばねWの上端から下端までの長さ)に応じて設定されている。具体的には、板ばねWに荷重が作用していない状態において、下端受け部38a及び上端受け部38bに板ばねWの対応する端部が受け入れられ、かつ、一方の受け部38aまたは38bの凹所の底面と板ばねWとの間に隙間が形成されるように設定されている。このため、板ばねWを下端受け部38aと上端受け部38bにセットした場合において、板ばねWにストレス付与機構22からストレスが付与されていない状態(図5,7に示す状態)では、板ばねWと上端受け部38bの凹所底面との間に比較的に大きな隙間が形成される。その一方、板ばねWにストレス付与機構22からストレスが付与される状態(図6に示す状態)では、板ばねWと上端受け部38bの凹所底面との間に比較的に小さな隙間しか形成されていない。本実施例では、板ばねWの上端と上端受け部38bの間に形成される隙間を利用して、ストレス付与機構22による板ばねWの変形が吸収されるようになっている。
The lower
冶具回転機構30は、モータ32と、モータ32の回転をフック34に伝達する出力軸を備える。モータ32は、天井板13bの上方に配置されており、図示しない電源に接続されている。モータ32は、電源から供給される電力によって駆動される。モータ32が回転すると、出力軸と一体となってフック34が回転し、これによってフック34に引っかけられたハンガー37が回転する。その結果、保持冶具36に保持された板ばねWも、モータ32の出力軸周りに回転する。したがって、保持冶具36に保持された板ばねWは、一方の表面52が投射装置18a,18bに対向する第1状態(図7に示す状態)と、他方の表面54が投射装置18a,18bに対向する第2状態(図5,6に示す状態)とに切換えられる。第1状態では、投射装置18a,18bから投射される投射材が、板ばねWの一方の表面52に投射される。一方、第2状態では、投射装置18a,18bから投射される投射材が、板ばねWの他方の表面54に投射される。したがって、冶具回転機構30によって、板ばねWの一方の表面52に投射材が投射される状態と、板ばねWの他方の表面54に投射材が投射される状態とに切換えられる。
The
ストレス付与機構22は、天井板13bに固定される支柱22と、支柱22の下端に取付けられた押圧装置(24,26)を備えている。支柱22は、その上端が天井板13bに固定される一方、その下端が保持冶具36に保持された板ばねWの高さ方向の略中央に位置し、かつ、支柱22の下端に取付けられる押圧装置(24,26)先端が板ばねWの内周側の面に接触するような位置に調整されている。押圧装置(24,26)は、押圧ロッド26と、押圧ロッド26を駆動する駆動機構24を備えている。駆動機構24は、支柱22の下端に取付けられており、押圧ロッド26を進退動させる。押圧ロッド26を進退動することで、押圧ロッド26の先端が板ばねWの中心を押圧する状態(図6に示す状態)と、押圧ロッド26の先端が板ばねWを押圧しない状態(図5,7に示す状態)とに切換える。押圧ロッド26の先端が板ばねWの中心を押圧することで、板ばねWは外側に凸となるように湾曲する。
The
なお、図3に示すように、ショットピーニング装置10は、上述した各機構22,30,40及び投射装置18a,18bを制御する制御装置20を備えている。制御装置20は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータにより構成されている。制御装置20は、ROMに格納されたプログラムを実行することで、各機構22,30,40及び投射装置18a,18bを制御する。これによって、板ばねWの表面54にショットピーニング処理が行われる一方、板ばねWの表面52にスケール除去処理が行われる。
As shown in FIG. 3, the
上述したショットピーニング装置10を用いて、板ばねWにショットピーニング処理及びスケール除去処理を行うときの手順について説明する。図4に示すように、まず、処理対象となる板ばねWを、ハウジング12の開口12aより投入する(S10)。具体的には、作業者又はロボットは、開口12a側に位置する領域15a又は15bの保持治具36に板ばねWをセットする。すなわち、板ばねWの一端の目玉56を下端受け部38aに嵌め込み、他端の目玉56を上端受け部38bに嵌め込む。板ばねWを下端受け部38aと上端受け部36bにセットした状態では、図5に示すように、板ばねWの表面54(凹面)が外側に向くようにセットされる。また、ストレス付与機構22は駆動されておらず、押圧ロッド26は退動した位置にあり、板ばねWを押圧していない。また、上述したように、板ばねWの上端と上端受け部38bの凹所の底面との間には比較的に大きな隙間が形成されている。
A procedure for performing shot peening processing and scale removal processing on the leaf spring W using the above-described
板ばねWを保持治具36にセットすると、制御装置20は、テーブル回転機構40を駆動してターンテーブル14を回転させる(S12)。これによって、保持治具36に保持された板ばねWは、投射装置18a,18bと対向する位置に搬送される。この状態では、板ばねWが配置された領域15a又は15bは、仕切り板16により開口12aから隔離される。
When the leaf spring W is set on the holding
次いで、制御装置20は、ストレス付与機構22を駆動して板ばねWを押圧し、板ばねWにストレスを付与する(S14)。すなわち、図6に示すように、制御装置20は、ストレス付与機構22の押圧ロッド26を伸長させる。押圧ロッド26が伸長すると、押圧ロッド26の先端が板ばねWの中央部に接触し、板ばねWが投射装置18a,18bに向かって凸となるように変形する。(図6に示す状態)。これによって、板ばねWの表面54に引張応力が生じた状態となる。なお、板ばねWの上端と上端受け部38bの凹所の底面との間に形成される隙間は、板ばねWの変形に伴って小さくなる。
Next, the
次いで、制御装置20は、投射装置18a,18bから板ばねWの表面54に向かって投射材を投射する(S16)。S16では、板ばねWの表面54に十分な圧縮残留応力が付与されるように、投射材の投射速度は比較的に大きな投射速度(例えば、約70m/s)とされる。これによって、板ばねWの表面54に疲労強度を向上するためのショットピーニング処理が実施される。なお、投射装置18a,18bが投射材を投射する空間(図2において領域15bが位置する空間)は、仕切り板16によって開口12aから隔離されている。このため、投射装置18a,18bから投射された投射材がハウジング12外に飛び出すことはない。
Next, the
投射装置18a,18bによる投射材の投射が終わると、次に、制御装置20は、ストレス付与機構22を駆動して押圧ロッド26を退動させる(S18)。押圧ロッド26が退動することで、板ばねWに作用している押圧力が取り除かれる。このため、板ばねWは、図6に示す状態から図5に示す状態となる。
When the projection of the projection material by the
次に、制御装置20は、冶具回転機構30を駆動して、保持冶具36に保持された板ばねWを、モータ32の出力軸周りに回転させる(S20)。これによって、板ばねWの表面52が投射装置18a,18bと対向する状態となる(図7に示す状態)。次いで、制御装置20は、投射装置18a,18bから板ばねWの表面52に向かって投射材を投射する(S22:図7に示す状態)。S22では、板ばねWの表面52に形成されたスケール(酸化被膜)が除去されるように、投射材の投射速度は比較的に小さな投射速度(例えば、約30m/s)とされる。これによって、板ばねWの表面52に形成されたスケールが除去される。
Next, the
投射装置18a,18bによる投射材の投射が終わると、次に、制御装置20は、テーブル回転機構40を駆動してターンテーブル14を回転させる(S24)。これによって、保持治具36に保持された板ばねWは、ハウジング12内の開口12a側の空間(図2において領域15aが位置する空間)に搬送される。その後、作業者は、保持冶具36から板ばねWを取外し、ハウジング12の開口12aよりハウジング12外に板ばねWを搬出する(S26)。これによって、板ばねWの表面54にショットピーニング処理が施され、また、板ばねWの表面52にスケール除去処理が施される。以下、同様の作業を繰返すことで、板ばねWの表面52,54にショットピーニング処理及びスケール除去処理を実行することができる。
When the projection of the projection material by the
上述した説明から明らかなように、本実施例のショットピーニング装置10では、ハウジング12内において保持冶具36に保持された板ばねWに投射装置18a,18bから投射材を投射して処理を行う。保持冶具36に保持された板ばねWは、冶具回転機構30を駆動することによって、板ばねWの表面52に投射材が投射される状態と、板ばねWの表面54に投射材が投射される状態とに切換えることができる。また、投射装置18a,18bから投射される投射材の投射速度は調整可能となっている。このため、本実施例のショットピーニング装置10では、板ばねWを保持冶具36にセットすれば、板ばねWの表面52へのショットピーニング処理と、板ばねWの表面54へのスケール除去処理とを、板ばねWをセットし直すことなく連続して実行することができる。
As is clear from the above description, in the
最後に、実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明する。保持冶具36が「保持部」の一例であり、冶具回転機構30が「位置調整機構」の一例であり、テーブル回転機構40が「搬送装置」の一例である。
Finally, the correspondence between the examples and the claims will be described. The holding
以上、本明細書に開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the specific example of the technique disclosed by this specification was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
例えば、上述した実施例では、上端受け部38bと下端受け部38aの凹所の深さによって、ストレス付与機構22による板ばねWの変形を吸収するようにしたが、本発明は、このような例に限られない。例えば、図8に示すように、下端受け部136aが軸部材134aを介して床板13aに取付けられると共に、上端受け部136bが軸部材134bを介して天井板13bに取付けられていてもよい。この際、軸部材134a,134bは、軸線方向に伸長可能とされると共に軸線周りに回転可能とされ、また、軸部材134a,134bは、図示しないばねによって伸長方向に付勢されている。そして、軸部材134a,134bが伸長した状態では、下端受け部136aと上端受け部136bの距離は、板ばねWの自由長よりもわずかに短くされている。このような構成によると、下端受け部136aと上端受け部136bの間に板ばねWをセットすると、軸部材134a,134bを付勢するばねの力によって、下端受け部136aと上端受け部136bの間に板ばねWが保持される。また、板ばねWにストレスを付与する際は、軸部材134a,134bが伸縮動作することで、板ばねWの変形を吸収することができる。なお、図8に示す例では、モータ132が床板13aの下方に配置され、モータ132の出力軸133が軸部材134aに連結されている。したがって、モータ132が回転すると、出力軸133及び軸部材134aが回転し、これによって、板ばねWも軸部材134a,134bの回転軸周りに回転することができる。
For example, in the above-described embodiment, the deformation of the leaf spring W by the
また、上述した実施例では、保持冶具36によって板ばねWの軸線が上下方向となるように板ばねWを保持したが、板ばねWの軸線が水平方向となるように板ばねWを保持してもよい。この場合には、円筒状のハウジングの軸線も水平方向に伸びるように配置することで、上述した実施例と同様の構成でショットピーニング装置を構成することができる。
In the above-described embodiment, the plate spring W is held by the holding
また、上述した実施例では、ハウジング12内を2つの空間(板ばねWの投入と搬出を行う空間、板ばねWに投射材を投射する空間)に分割したが、このような例に限られない。例えば、ハウジング12内を4つの空間に分割し、第1の空間でワークを投入し、第2の空間でワークに1回目の投射材を投射し、第3の空間で2回目の投射材の投射のための待機をし、第4の空間で2回目の投射材を投射し、最後に、第1の空間でワークを搬出するようにしてもよい。ワークの投入又は搬出に要する時間と、1回目の投射材の投射時間、2回目の投射材の投射時間に応じて、適宜決定することができる。
Further, in the embodiment described above, the inside of the
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:ショットピーニング装置
12:ハウジング
18a,18b:投射装置
20:ストレス付与機構
30:冶具回転機構
40:テーブル回転機構
10: Shot peening device 12:
Claims (7)
投射室と、
投射室内において板状のばねを保持可能な保持部と、
投射速度を調整可能とされており、投射室内において保持部に保持された板状のばねに投射材を投射する投射装置と、
保持部に保持された板状のばねの一方の表面に投射装置からの投射材が投射される第1の位置関係と、保持部に保持された板状のばねの他方の表面に投射装置からの投射材が投射される第2の位置関係とに、保持部と投射装置との位置関係を調整可能な位置調整機構と、を備えたショットピーニング装置。 It is a device for shot peening the surface of a plate spring,
A projection chamber;
A holding part capable of holding a plate-like spring in the projection chamber;
A projection device capable of adjusting a projection speed, and projecting a projection material onto a plate-like spring held by a holding unit in the projection chamber;
The first positional relationship in which the projection material from the projection device is projected onto one surface of the plate-like spring held by the holding unit, and the other surface of the plate-like spring held by the holding unit from the projection device A shot peening apparatus comprising: a position adjustment mechanism capable of adjusting a positional relationship between the holding unit and the projection device to a second positional relationship on which the projection material is projected.
位置調整機構は、投射装置に対して保持部の位置を変化させる、請求項1に記載のショットピーニング装置。 The projection device is fixed with respect to the projection chamber,
The shot peening apparatus according to claim 1, wherein the position adjustment mechanism changes the position of the holding unit with respect to the projection apparatus.
保持部を回転軸に対して回転させることで、保持部に保持された板状のばねの一方の表面に投射装置からの投射材が投射される状態と、保持部に保持された板状のばねの他方の表面に投射装置からの投射材が投射される状態と、に切換える、請求項2に記載のショットピーニング装置。 The position adjustment mechanism includes a rotation mechanism that rotates the holding unit with respect to the rotation axis.
By rotating the holding unit with respect to the rotation axis, the projection material from the projection device is projected on one surface of the plate-like spring held by the holding unit, and the plate-like shape held by the holding unit The shot peening apparatus according to claim 2, wherein the shot peening apparatus is switched to a state in which the projection material from the projection apparatus is projected onto the other surface of the spring.
第1部分及び第2部分に板状のばねが保持されると、板状のばねが上下方向に伸びている状態となる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のショットピーニング装置。 The holding portion includes a first portion that holds one end of the plate-like spring and a second portion that holds the other end of the plate-like spring,
The shot peening apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein when the plate-like springs are held in the first part and the second part, the plate-like springs are extended in the vertical direction.
ショットピーニング装置からワークを搬出する搬出室と、
保持部を投入室から投射室に搬送すると共に、投射室に搬送された保持部を投射室から搬出室に搬送する搬送装置と、をさらに備えており、
投入室及び搬出室に保持部が搬送された状態では、保持部にワークが着脱可能とされている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のショットピーニング装置。 A loading chamber for loading workpieces into the shot peening machine;
An unloading chamber for unloading workpieces from the shot peening device;
A transport device that transports the holding unit from the input chamber to the projection chamber and also transports the holding unit transported to the projection chamber from the projection chamber to the carry-out chamber,
The shot peening apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a workpiece can be attached to and detached from the holding portion in a state where the holding portion is conveyed to the input chamber and the carry-out chamber.
搬送装置は、保持部が取付けられたターンテーブルと、ターンテーブルを回転駆動する駆動源を備えており、
ターンテーブルが回転することで、保持部及び保持部に保持されたワークが、投入室から投射室に搬送されると共に、投射室から搬出室に搬送される、請求項6に記載のショットピーニング装置。 The input room and the carry-out room are the same,
The transport device includes a turntable to which a holding unit is attached, and a drive source that rotationally drives the turntable.
The shot peening apparatus according to claim 6, wherein the turntable rotates to convey the holding unit and the work held by the holding unit from the input chamber to the projection chamber and from the projection chamber to the carry-out chamber. .
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- 2013-04-25 JP JP2013092284A patent/JP2014213410A/en active Pending
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