JP2000343429A - 穴内壁用エアショットピーニング装置 - Google Patents
穴内壁用エアショットピーニング装置Info
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- JP2000343429A JP2000343429A JP11162635A JP16263599A JP2000343429A JP 2000343429 A JP2000343429 A JP 2000343429A JP 11162635 A JP11162635 A JP 11162635A JP 16263599 A JP16263599 A JP 16263599A JP 2000343429 A JP2000343429 A JP 2000343429A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 穴の内壁面を効果的にエアショットピーニン
グ処理する装置を提供する。 【解決手段】 エアショットピーニング装置１００は、
高圧エアにショットを混入したエアショットを導入する
本体１１０を有し、本体１１０の先端にベース部材１２
０が取り付けられる。ベース１２０と本体１１０に挾持
される支持部材１３０は、支柱１４０を支持し、支柱１
４０の先端に偏向部材１５０が取り付けられる。ベース
部材１２０に取り付けられる差込管１６０はエアショッ
トを案内し、噴射ノズル１６６から噴射する。噴射部材
１５０の偏向面１５４はエアショットを偏向し、穴３０
の内壁面３２に８０度の角度で投射する。
グ処理する装置を提供する。 【解決手段】 エアショットピーニング装置１００は、
高圧エアにショットを混入したエアショットを導入する
本体１１０を有し、本体１１０の先端にベース部材１２
０が取り付けられる。ベース１２０と本体１１０に挾持
される支持部材１３０は、支柱１４０を支持し、支柱１
４０の先端に偏向部材１５０が取り付けられる。ベース
部材１２０に取り付けられる差込管１６０はエアショッ
トを案内し、噴射ノズル１６６から噴射する。噴射部材
１５０の偏向面１５４はエアショットを偏向し、穴３０
の内壁面３２に８０度の角度で投射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械部品の加工さ
れる細径の油穴等の表面硬度を向上するために使用され
るエア式ショットピーニング加工用装置に関する。
れる細径の油穴等の表面硬度を向上するために使用され
るエア式ショットピーニング加工用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エア式ショットピーニングとは、ショッ
トと呼ばれる微細な球（材質は鉄鋼材料、ガラス、セラ
ミックなど）を高圧空気によって加速し、ノズルと呼ば
れる噴き出し口から処理対象部品に高速で吹き付けるこ
とにより、対象部品表面に残留圧縮応力を付加すること
で、部品の強度を向上する工法である。
トと呼ばれる微細な球（材質は鉄鋼材料、ガラス、セラ
ミックなど）を高圧空気によって加速し、ノズルと呼ば
れる噴き出し口から処理対象部品に高速で吹き付けるこ
とにより、対象部品表面に残留圧縮応力を付加すること
で、部品の強度を向上する工法である。
【０００３】エア式ショットピーニング工法において、
従来から用いられているノズル形状を図６，図７に示
す。ノズル１０はショットＳ１と高圧空気を導入する導
入管本体部２０の先端に取り付けられ、ショット流を収
束し所定の範囲／方向／圧力にて対象部品にショットを
照射する役割をもつ。
従来から用いられているノズル形状を図６，図７に示
す。ノズル１０はショットＳ１と高圧空気を導入する導
入管本体部２０の先端に取り付けられ、ショット流を収
束し所定の範囲／方向／圧力にて対象部品にショットを
照射する役割をもつ。
【０００４】従来のノズルでは、主に対象とする部品の
表面にショットの照射を行うため、ショットはノズル１
０の軸方向に照射される。しかしワークＷ１の油穴３０
等の細径穴内壁３２に有効に残留圧縮応力の付加を行う
ためには、内壁３２に対し垂直〜６０°程度の角度でシ
ョットを照射する必要があるため、細径穴の内壁に有効
にショットピーニングを実施することは不可能であっ
た。
表面にショットの照射を行うため、ショットはノズル１
０の軸方向に照射される。しかしワークＷ１の油穴３０
等の細径穴内壁３２に有効に残留圧縮応力の付加を行う
ためには、内壁３２に対し垂直〜６０°程度の角度でシ
ョットを照射する必要があるため、細径穴の内壁に有効
にショットピーニングを実施することは不可能であっ
た。
【０００５】そこで、例えば特開平７−２５１３７６号
公報は、高圧空気とショットの導入管の先端に取り付け
られる構造の異なるノズルを複数個用意しておき、ワー
クの形状に応じたノズルを装着するものを提案してい
る。
公報は、高圧空気とショットの導入管の先端に取り付け
られる構造の異なるノズルを複数個用意しておき、ワー
クの形状に応じたノズルを装着するものを提案してい
る。
【０００６】また、特開平１０−７６４６７号公報は、
エア式とは原理が異なる液ジェットピーニング加工にお
いて、ノズル前方に円錐抵抗体を配置して管内面の近傍
でキャビテーションを発生させて、衝撃圧を得るものが
開示されている。さらに、特開平５−１３８５３５号公
報はノズルに対向して別体のショット反射部材を用いた
ものが示されている。
エア式とは原理が異なる液ジェットピーニング加工にお
いて、ノズル前方に円錐抵抗体を配置して管内面の近傍
でキャビテーションを発生させて、衝撃圧を得るものが
開示されている。さらに、特開平５−１３８５３５号公
報はノズルに対向して別体のショット反射部材を用いた
ものが示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報のうち
で、第１番目のものは、ノズルアタッチメントを交換し
て、タービンブレードの内側等のショットブラストを行
うものであり、第２番目のものは液ショットピーニング
加工に関し、本発明者が既に実験を行い、穴の内面壁の
表面の残留圧力分布を評価したが、未処理品に対して有
意な効果を見出すことはできなかった。また、第３番目
のものは、ノズルに対して反射板を別体の構成としたも
のであり、細穴や有底穴などの加工には適さないもので
あった。
で、第１番目のものは、ノズルアタッチメントを交換し
て、タービンブレードの内側等のショットブラストを行
うものであり、第２番目のものは液ショットピーニング
加工に関し、本発明者が既に実験を行い、穴の内面壁の
表面の残留圧力分布を評価したが、未処理品に対して有
意な効果を見出すことはできなかった。また、第３番目
のものは、ノズルに対して反射板を別体の構成としたも
のであり、細穴や有底穴などの加工には適さないもので
あった。
【０００８】上記の問題点を解決するために、本発明で
は、ノズル先端にショットの照射角度を偏向するための
偏向部材を一体に具備し、細径穴の内壁に有効にショッ
トピーニングが実施できるようにしたものを提案するも
のである。
は、ノズル先端にショットの照射角度を偏向するための
偏向部材を一体に具備し、細径穴の内壁に有効にショッ
トピーニングが実施できるようにしたものを提案するも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の穴内壁用エアシ
ョットピーニング装置は、エアショットを導く導入管本
体の先端に取り付けられるベースと、前記ベースに取り
付けられてエアショットを導入管本体から穴の内部に導
く差込管と、前記差込管の先端の噴射ノズルに対向して
配設される偏向面を有する偏向部材を備える。そして、
偏向部材の偏向面は、噴射ノズルから噴射されるエアシ
ョットを穴内壁の被処理面に対して８０度の投射角度で
投射する偏向角度を備えるものである。
ョットピーニング装置は、エアショットを導く導入管本
体の先端に取り付けられるベースと、前記ベースに取り
付けられてエアショットを導入管本体から穴の内部に導
く差込管と、前記差込管の先端の噴射ノズルに対向して
配設される偏向面を有する偏向部材を備える。そして、
偏向部材の偏向面は、噴射ノズルから噴射されるエアシ
ョットを穴内壁の被処理面に対して８０度の投射角度で
投射する偏向角度を備えるものである。
【００１０】また、偏向部材は、前記ベースに固着され
て差込管を貫通する支柱に支持され、円錐形状の偏向面
は１００度の頂角度を備えるものである。
て差込管を貫通する支柱に支持され、円錐形状の偏向面
は１００度の頂角度を備えるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のエア式ショット
ピーニング用ノズル装置の構造を示す断面図、図２は作
用を示す説明図である。全体を符号１００で示すエア式
ショットピーニング用ノズル装置は、高圧空気にショッ
トが混入されたエアショットＳが導入される導入管本体
１１０を有する。導入管本体１１０の先端には、円盤状
の支持プレート１３０が挿入され、取付部をテーパー穴
１２２とする円筒状のベース部材１２０により固着され
る。ベース部材１２０は、例えばねじ部１２４により導
入管本体１１０に固着され、支持プレート１３０はベー
ス部材１２０と導入管本体１１０の間に挾持される。
ピーニング用ノズル装置の構造を示す断面図、図２は作
用を示す説明図である。全体を符号１００で示すエア式
ショットピーニング用ノズル装置は、高圧空気にショッ
トが混入されたエアショットＳが導入される導入管本体
１１０を有する。導入管本体１１０の先端には、円盤状
の支持プレート１３０が挿入され、取付部をテーパー穴
１２２とする円筒状のベース部材１２０により固着され
る。ベース部材１２０は、例えばねじ部１２４により導
入管本体１１０に固着され、支持プレート１３０はベー
ス部材１２０と導入管本体１１０の間に挾持される。
【００１２】支持プレート１３０の中心部にはねじ穴が
設けてあり、支柱１４０がねじ部１４４を用いて螺着さ
れる。支持プレート１３０は、複数の貫通穴１３２を有
し、高圧エアとショットをベース部材１２０の先細りの
テーパー穴１２２に導入する。
設けてあり、支柱１４０がねじ部１４４を用いて螺着さ
れる。支持プレート１３０は、複数の貫通穴１３２を有
し、高圧エアとショットをベース部材１２０の先細りの
テーパー穴１２２に導入する。
【００１３】ベース部材１２０のテーパー穴１２２の先
端は、細径の穴１２４に連通する。ベース部材１２０の
穴１２４の開口部には、パイプ状の差込管１６０が取り
付けられる。差込管１６０は、例えばねじ部１６４を利
用してベース部材１２０に螺着される。差込管１６０の
中心部には、支柱１４０が貫通しており、差込管１６０
の内径部と支柱１４０の間に断面が環状のエアショット
の通路１６２が形成される。差込管１６０の先端部は開
口し、エアショットの噴射ノズル１６６を形成する。
端は、細径の穴１２４に連通する。ベース部材１２０の
穴１２４の開口部には、パイプ状の差込管１６０が取り
付けられる。差込管１６０は、例えばねじ部１６４を利
用してベース部材１２０に螺着される。差込管１６０の
中心部には、支柱１４０が貫通しており、差込管１６０
の内径部と支柱１４０の間に断面が環状のエアショット
の通路１６２が形成される。差込管１６０の先端部は開
口し、エアショットの噴射ノズル１６６を形成する。
【００１４】支柱１４０の先端部には、偏向部材１５０
がねじ部１５２を利用して取り付けられる。偏向部材
は、差込管１６０のノズル１６６に対向する側にテーパ
ー状の偏向面１５４を有し、ノズル１６６から噴射され
るエアショット流を外側に向けて偏向させる。
がねじ部１５２を利用して取り付けられる。偏向部材
は、差込管１６０のノズル１６６に対向する側にテーパ
ー状の偏向面１５４を有し、ノズル１６６から噴射され
るエアショット流を外側に向けて偏向させる。
【００１５】図２は、本発明の作用を示すもので、エア
式のショットピーニング用ノズル１００を矢印Ｚ方向に
移動させて、ワークＷ１の穴３０内に差込管１６０を挿
入し、穴３０の内径面３２に対してショットピーニング
加工を実施する。図示しない高圧エア供給装置とショッ
トの混合装置から送られてくるエアショットＳは、導入
管本体１１０から支持プレート１３０の貫通穴１３２を
通ってベース部材１２０のテーパー穴１２２に供給され
る。
式のショットピーニング用ノズル１００を矢印Ｚ方向に
移動させて、ワークＷ１の穴３０内に差込管１６０を挿
入し、穴３０の内径面３２に対してショットピーニング
加工を実施する。図示しない高圧エア供給装置とショッ
トの混合装置から送られてくるエアショットＳは、導入
管本体１１０から支持プレート１３０の貫通穴１３２を
通ってベース部材１２０のテーパー穴１２２に供給され
る。
【００１６】テーパー穴１２２で流速が加速されたエア
ショットＳは、差込管１６０の通路１６２を通って、先
端のノズル１６６から噴射される。偏向部材１５０は、
テーパー状の偏向面１５４を有し、ノズル１６６から噴
射されたエアショットＳは、偏向面１５４に突き当たっ
て偏向され、穴３０の内壁面３２に衝突してショットピ
ーニング加工を施す。
ショットＳは、差込管１６０の通路１６２を通って、先
端のノズル１６６から噴射される。偏向部材１５０は、
テーパー状の偏向面１５４を有し、ノズル１６６から噴
射されたエアショットＳは、偏向面１５４に突き当たっ
て偏向され、穴３０の内壁面３２に衝突してショットピ
ーニング加工を施す。
【００１７】図３は、ショットピーニング加工部の詳細
を示す説明図である。偏向部材１５０の偏向面１５４に
よって偏向されたエアショットＳは、内壁面３２に対し
て角度αで噴射される。
を示す説明図である。偏向部材１５０の偏向面１５４に
よって偏向されたエアショットＳは、内壁面３２に対し
て角度αで噴射される。
【００１８】図４は、横軸にエアショットの投射角度α
を、たて軸にショットピーニングの効果を示す残留応力
に対応するアークハイトの値をとったグラフを示す。な
お、アークハイトは、ＪＩＳに規定されたショットの投
射強度の測定手段である。このグラフによると、投射角
度αが８０度のときに、最大の効果が得られることが判
明した。投射角度が９０度でアークハイトが最大となら
ない原因は、内壁面からはね返ったショットが投射され
るショットに衝突してショットのエネルギーを削減して
しまうものと推察される。この投射角度αを８０度に設
定するためには、偏向部材１５０のテーパー状の偏向面
１５４の頂角度βを１００度に設定すべきことが判明し
た。
を、たて軸にショットピーニングの効果を示す残留応力
に対応するアークハイトの値をとったグラフを示す。な
お、アークハイトは、ＪＩＳに規定されたショットの投
射強度の測定手段である。このグラフによると、投射角
度αが８０度のときに、最大の効果が得られることが判
明した。投射角度が９０度でアークハイトが最大となら
ない原因は、内壁面からはね返ったショットが投射され
るショットに衝突してショットのエネルギーを削減して
しまうものと推察される。この投射角度αを８０度に設
定するためには、偏向部材１５０のテーパー状の偏向面
１５４の頂角度βを１００度に設定すべきことが判明し
た。
【００１９】図５は、本発明装置によりショットピーニ
ング加工を施した部材の残留応力の大きさと、表面から
の深さの関係を示すグラフである。部材の材質をＳ５０
Ｃの鋼材として、調質処理のままの残留応力と、調質の
後にショットピーニングを施したものとを比較した結果
を示す。エアショットピーニングを施すことによって大
きな残留応力を得ることができ、穴の内壁面の表面硬度
を向上することができる。
ング加工を施した部材の残留応力の大きさと、表面から
の深さの関係を示すグラフである。部材の材質をＳ５０
Ｃの鋼材として、調質処理のままの残留応力と、調質の
後にショットピーニングを施したものとを比較した結果
を示す。エアショットピーニングを施すことによって大
きな残留応力を得ることができ、穴の内壁面の表面硬度
を向上することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上のように、機械部品に加工
される油穴等の内壁面に対してエアショットピーニング
を施して表面の改質、硬化させる装置であって、パイプ
状の差込管のノズル先端に偏向部材を取り付けた構成を
有する。本発明の偏向部材の偏向面は、エアショットを
偏向させてエアショットを穴の内壁面に対して約８０度
の角度で投射することができ、このエアショット処理に
よって、穴の内壁面に大きな残留圧縮応力を得ることが
できる。差込管と偏向部材を一体構造としたので、加工
能率も高いものである。
される油穴等の内壁面に対してエアショットピーニング
を施して表面の改質、硬化させる装置であって、パイプ
状の差込管のノズル先端に偏向部材を取り付けた構成を
有する。本発明の偏向部材の偏向面は、エアショットを
偏向させてエアショットを穴の内壁面に対して約８０度
の角度で投射することができ、このエアショット処理に
よって、穴の内壁面に大きな残留圧縮応力を得ることが
できる。差込管と偏向部材を一体構造としたので、加工
能率も高いものである。
【図１】本発明の穴内壁用エアショットピーニング装置
の断面図。
の断面図。
【図２】本発明の穴内壁用エアショットピーニング装置
の作用を示す断面図。
の作用を示す断面図。
【図３】図２の要部の拡大図。
【図４】本発明の作用効果を示す図表。
【図５】本発明の作用効果を示す図表。
【図６】エアショットピーニング工法の従来例の説明
図。
図。
【図７】エアショットピーニング工法の従来例の説明
図。
図。
１００ 穴内壁用エアショットピーニング装置 １１０ 導入管本体 １２０ ベース部材 １３０ 支持部材 １４０ 支柱 １５０ 偏向部材 １６０ 差込管
Claims (2)
- 【請求項１】 エアショットを導く導入管本体の先端に
取り付けられるベースと、前記ベースに取り付けられて
エアショットを導入管本体から穴の内部に導く差込管
と、前記差込管の先端の噴射ノズルに対向して配設され
る偏向面を有する偏向部材を備え、偏向部材の偏向面
は、噴射ノズルから噴射されるエアショットを穴内壁の
被処理面に対して８０度の投射角度で投射する偏向角度
を備える穴内壁用エアショットピーニング装置。 - 【請求項２】 偏向部材は円錐形状を有すると共に、前
記ベースに固着されて差込管を貫通する支柱に支持さ
れ、円錐形状の偏向面は１００度の頂角度を備える請求
項１記載の穴内壁用エアショットピーニング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162635A JP2000343429A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 穴内壁用エアショットピーニング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162635A JP2000343429A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 穴内壁用エアショットピーニング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343429A true JP2000343429A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15758372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11162635A Pending JP2000343429A (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | 穴内壁用エアショットピーニング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000343429A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010064194A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 穴内面照射用噴射ノズル |
| CN108215700A (zh) * | 2016-12-13 | 2018-06-29 | 上海中国弹簧制造有限公司 | 空心稳定杆的内壁强化方法 |
| CN110666702A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-01-10 | 程顺平 | 一种金属表面喷丸硬化处理装置 |
| CN110695854A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-17 | 瓦房店轴承集团国家轴承工程技术研究中心有限公司 | 应用于轴承安装孔内表面处理的喷砂装置 |
| CN110802523A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-18 | 程顺平 | 一种金属表面喷丸硬化方法 |
| US10920725B2 (en) | 2017-03-30 | 2021-02-16 | Denso Corporation | Fluid passage device and method of manufacturing the same |
| CN112975765A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 西北工业大学 | 一种深孔v型超声喷丸装置 |
-
1999
- 1999-06-09 JP JP11162635A patent/JP2000343429A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010064194A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 穴内面照射用噴射ノズル |
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| CN110666702B (zh) * | 2019-11-14 | 2021-06-22 | 佛山市泓天金属制品有限公司 | 一种金属表面喷丸硬化处理装置 |
| CN112975765A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 西北工业大学 | 一种深孔v型超声喷丸装置 |
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Legal Events
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