JP2004017241A - ピーニング処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速度，高効率でピーニング処理を行えるノズルと、該ノズルの位置を移動して該ピーニング処理を適正に行う為のノズル移動傾動機構の作動等との相乗効果によりピーニング処理を極めて良好に行え、更に、装置全体がコンパクトとなる実用性に秀れたピーニング処理装置を提供するものである。
【解決手段】ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射するノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用され、このノズル１には該ノズル１を移動させ且つ任意に傾動させるノズル移動傾動機構１２が設けられると共に、このノズル移動傾動機構１２により該ノズル１は前記スリット状の噴射口２の巾方向と直交する方向に移動するように構成され、噴射材４は可及的にワーク３の表面の法線方向からの噴射となるように構成されているものである。
【選択図】 図３
【解決手段】ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射するノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用され、このノズル１には該ノズル１を移動させ且つ任意に傾動させるノズル移動傾動機構１２が設けられると共に、このノズル移動傾動機構１２により該ノズル１は前記スリット状の噴射口２の巾方向と直交する方向に移動するように構成され、噴射材４は可及的にワーク３の表面の法線方向からの噴射となるように構成されているものである。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピーニング処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
金属製のワークに行う処理として、ノズルの噴射口からワークの表面にショットと呼ばれる多数の玉（必ずしも球形である必要はない）を高速度で噴射して多数の該ショットをワークの表面に衝突せしめ、この多数のショットの衝突によって該ワークの表面を梨子地模様とし、これによりワークの表面硬度を増加したり、疲労寿命を向上したり、耐摩耗性を向上したり、流体抵抗を減少したりするピーニング処理（ショットピーニング等とも呼ばれる）が提案されている。
【０００３】
このピーニング処理においては、ショットの衝突エネルギがある程度以上高いこと（衝突エネルギが低いと、ピーニング処理において重要な、ワークの表面付近の圧縮残留応力の増加や最大残留応力が発生する深さが不十分となり、ピーニング処理による効果が低くなる。）、ワークの表面に可及的に均一にショットを衝突させること（不均一であると、当然ながら、ワークの応力分布等がムラとなる。）が重要である。
【０００４】
また、このピーニング処理には、ショットを単に加圧エアで噴射する所謂ドライブラスト法と、ショットを水と混合したスラリの状態とし、このスラリを加圧エアで噴射する所謂ウエットブラスト法との二種類があり、後者の方が、ショットの飛散が少なくて作業管理が容易であったり、加圧エアがスラリの膜で覆われた状態となる為に該加圧エアの膨張による加速がショットに良好に作用して衝突エネルギが高くなる等の利点がある。
【０００５】
ところで、従来のピーニング処理装置は、図１に図示したように、ノズルとして噴射口５２が円形の所謂丸ノズル５１を採用し、この丸ノズル５１をワーク５３に対して移動せしめることで、該丸ノズル５１の噴射口５２から噴射されるショット（スラリ）がワーク５３の表面全面に衝突するように構成されている。
【０００６】
また、丸ノズル５１が一本だけであると、当然ながら広い面積を処理する際に時間がかかる。従って、この丸ノズル５１は複数本が並設されたノズルユニットの状態（例えば、三本の丸ノズル５１が並設された状態）で使用されることもある。
【０００７】
しかし、この従来の丸ノズル５１を用いるピーニング処理装置には下記の欠点がある。
【０００８】
丸ノズル５１の噴射口５２は、ある程度広い面積にショットを衝突させることができるように所定径以上に設定されている。従って、噴射口５２が所定径以上であるから、該噴射口５２から噴射されるショットは図１（ａ）に図示したように放射状に拡散されてワーク５３に衝突する。
【０００９】
このように放射状に拡散されたショットは、図１（ｂ）のように、ワーク５３の表面において略円形に衝突する。従って、ワーク５３に対して丸ノズル５１を移動せしめつつピーニング処理を行うと（図１（ｂ）においてノズル１の移動方向は符号５６で図示。）、ワーク５３の表面において、図１中符号５４で示す領域付近では、移動方向における巾が長い為、その分、ショットが長時間に亙って衝突することになり、一方、図１中符号５５で示す領域付近（丸ノズル５１の移動方向と直交する方向の端部付近）では、移動方向における巾が短い為、その分、ショットが短時間しか衝突せず、よって、ワーク５３へのショットの衝突数が場所によって異なることにより、ピーニング処理が不均一となる。
【００１０】
更に、前記拡散により、噴射口５２の中心付近と、この周囲とで、噴射口５２からワーク５３の表面までの距離が異なる為、必然的に衝突エネルギも異なってしまい、これによってもピーニング処理が不均一となってしまう。
【００１１】
この為、例えば、噴射口５２とワーク５３との距離を長く確保し、ショットの衝突エネルギの差（比率）を可及的に少なくする方法も採用されるが、この場合、当然ながら、処理スペースを広く確保する必要が生じてしまう。
【００１２】
また、少ない数しかショットが衝突しない部分に隣接する丸ノズル５１から噴射されるショットを衝突させるべく、二本の丸ノズル５１を近接させる方法も採用されているが、この場合、隣接する二本の丸ノズル５１から噴射されるショット同志が衝突してワークに衝突する際の衝突エネルギが低下してしまう為、ピーニング処理が不均一になり易く、且つ、ショットの噴射エネルギをロスしてしまっており、非常に効率が悪い。
【００１３】
また、このショットの拡散を防止する為、丸ノズル５１中のショットの噴射経路を長くする方法も考えられるが、この場合、丸ノズル５１が大型化するという問題点や、噴射経路の内壁とショットとの摩擦抵抗によってショットの噴射速度が低下し、必然的に前記衝突エネルギが低下するという問題点が発生する。
【００１４】
また、丸ノズル５１で不均一なピーニング処理となってしまうことを防止する技術としてオシレーション技術（丸ノズル５１を揺動しながら移動することで丸ノズル５１でもある程度広い領域を可及的に均一にショットを衝突させようとする技術）も提案されているが、このオシレーション技術は装置や制御が複雑であり、しかも、ピーニング処理が不均一となることを完全には防止することができない。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するもので、繰り返した実験の結果、巾の広いスリット状の噴射口を有するノズルを採用することにより、極めて効率的に大面積を均一にピーニング処理を行えることを確認して確立した技術である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１７】
液体にショットが混入されたスラリと加圧エアとを混合して噴射材４とし、この噴射材４をノズル１に設けた噴射口２から噴射して前記ショットをワーク３に衝突せしめることで該ワーク３の表面の機械的性質を変化させるピーニング処理装置であって、前記ワーク３にピーニング処理を施す処理室１０が設けられ、この処理室１０には、前記ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射する前記ノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用され、このノズル１には該ノズル１を移動させ且つ任意に傾動させるノズル移動傾動機構１２が設けられると共に、このノズル移動傾動機構１２により該ノズル１は前記スリット状の噴射口２の巾方向と直交する方向に移動するように構成され、更に、前記ノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾動により噴射材４は可及的にワーク３の表面の法線方向からの噴射となるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１記載のピーニング処理装置において、ノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾斜は、ワーク３とノズル１との位置関係を管理して制御する制御プログラムによって実行されており、この制御プログラムは、数値制御によってノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾斜を制御するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項１，２いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、ワーク保持部１１に保持されたワーク３は回動可能に構成され、このワーク３の回動によりワーク３の形状に対応して可及的に該ワーク３の表面の法線方向から噴射材４が噴射されるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００２０】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、処理室１０には噴射された噴射材４中のスラリを回収する回収部１３が設けられ、この回収部１３で回収したスラリ中のショットを再利用可能なショットと破砕した再利用不能なショットとに分離する分離部が設けられ、この分離部で分離した該再利用可能なショットを液体と適正な混合状態とする混合部が設けられ、この混合部で混合した再利用可能なショットと液体との混合物をスラリとして再利用するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
ノズル１の噴射口２が巾の広いスリット状の噴射口２であり、噴射材４（液体にショットが混入されたスラリと加圧エアとを混合したもの）が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるから、丸ノズルと異なり、前記ノズル１の移動方向と直交する方向においてワーク３の表面にショットが均一に衝突し、同じ部分に何度もノズル１の噴射口を向けてショットを衝突させたりすることなく広い範囲に均一にショットを衝突させることができる。
【００２２】
即ち、本発明によれば、ワーク３の広い範囲に均一にショットを衝突させられるノズル１により、高速度，高効率でピーニング処理を行うことができる。
【００２３】
また、高効率でピーニング処理を行えるから、当然ながらショットの噴射エネルギを節約することができる。更に、ピーニング時間を短縮して余分なショットの噴射を防止することはでき、これにより、ショットの衝突数が多過ぎて表面硬度が低下したりする状態（オーバーピーニング）となることを確実に回避することができる。
【００２４】
また、ノズル１を移動したり傾動したりして噴射材４をワーク３に適正に噴射する為のノズル移動傾動機構１２を有しているから、該ノズル１による高速度，高効率でのピーニング処理はより一層良好に達成されることになる。
【００２５】
また、ノズル１の移動方向と直交する方向においてワーク３の表面にショットを均一に衝突させることができるから、オシレーションも不要であり、装置全体の構成や制御を簡素化することができる。
【００２６】
また、オシレーションのようにノズル１を揺動したりせずにワーク３の表面にショットを衝突させても該ショットを該ワーク３の表面に均一に衝突させることができるから、ピーニング処理したい面を狙って適正にショットを衝突させることができる。
【００２７】
また、広い面積を均一にショットを衝突させることができるから、大型のワーク３を処理する場合にもノズル１を多数必要としたりせず、よって、この点においても装置全体の構成や制御を簡素化することができる。
【００２８】
また、スリット状の噴射口２から噴射されたショットは、該スリット状の噴射口２の巾方向においてワーク３の表面に均一に衝突するから、スリット状の噴射口２とワーク３との距離を長く確保せずともワークに衝突するショットの衝突エネルギ差（比率）を可及的に少なくすることができ、よって、処理室１０をコンパクトにすることができる。
【００２９】
即ち、本発明は、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３に適正且つ均一にショットを衝突させる為の構成等も非常に簡素化されたコンパクトなものとすることができ、よって、装置全体を簡素化されたコンパクトなものとすることができる。
【００３０】
本発明は上述のように構成したから、高速度，高効率でピーニング処理を行えるノズルと、該ノズルの位置を移動して該ピーニング処理を適正に行う為のノズル移動傾動機構の作動等との相乗効果によりピーニング処理を極めて良好に行え、更に、装置全体がコンパクトとなる実用性に秀れたピーニング処理装置となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００３２】
本実施例は、液体（例えば、水）にショット（例えば、ガラス玉）が混入されたスラリと加圧エアとを混合して噴射材４とし、この噴射材４をノズル１に設けた噴射口２から噴射して前記ショットをワーク３（例えば、航空機用エンジンのフィン）に衝突せしめることで該ワーク３の表面の機械的性質を変化させるピーニング処理装置であって、前記ワーク３にピーニング処理を施す処理室１０が設けられ、この処理室１０には、前記ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射する前記ノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用されているものである。
【００３３】
ワーク保持部１１は、該ワーク保持部１１に保持したワーク３を駆動装置（例えば、モータ）によって水平方向に回動可能に構成されている。
【００３４】
ワーク保持部１１は、ワーク３を立設状態で保持する構成のものが採用されている。従って、ワーク３は立設状態のまま水平方向に回転する。
【００３５】
ノズル１は、該ノズル１の内部の混合部（図示省略）で前記スラリと加圧エアとを混合せしめて噴射材４とした後、該噴射材４を前記スリット状の噴射口２から噴射する構成のものが採用されている。
【００３６】
また、ノズル１は、スリット状の噴射口２の全域から噴射材４を均一に噴射するように構成されている。
【００３７】
前記混合部からスリット状の噴射口２までの間には、噴射材４の噴射方向が可及的に直線状となる所定長さのガイド噴射経路６が設けられている。
【００３８】
スリット状の噴射口２の巾は、可及的に短時間でワーク３の所定部位（ピーニング処理を施したい部位）の全面にショットを噴射できる巾に設定されている。また、スリット状の噴射口２の巾は、ワーク３の巾を超える巾であっても良い。
【００３９】
図中、符号７はスラリ供給部、８は加圧エア供給部である。
【００４０】
このノズル１は、該ノズル１を上下前後左右に移動可能で且つ上下及び左右に傾動可能なノズル移動傾動機構１２に設けられている。
【００４１】
ノズル移動傾動機構１２は、処理室１０の上壁２１に沿って前後左右方向に移動可能な移動ユニット２７と、移動ユニット２７から垂下する状態で設けられ且つ下端部に前記ノズル１が設けられた昇降柱１６と、この昇降柱１６を昇降移動する昇降機構１７と、移動ユニット２７を前後方向及び左右方向に移動する移動機構１８と、前記ノズル１を上下に傾動する上下傾動機構１９と、前記ノズル１の向きを水平方向に傾動して可変する水平方向傾動機構とから構成されている。
【００４２】
移動ユニット２７は、処理室１０の上壁２１において図５中の左右方向に移動可能な第一移動体３２と、この第一移動体３２に連設され図５中の上下方向に移動可能な第二移動体３３とから構成されている。
【００４３】
また、前記第一移動体３２にはガイドレール３４が設けられ、前記第二移動体３３は該ガイドレール３４に沿って図５中の上下方向に移動可能に構成されている。
【００４４】
図５中、符号３５は第一移動体３２を移動せしめるシャフト状の駆動装置、３６は第一移動体３２の移動をガイドするガイドシャフト、３７は第二移動体３３を移動せしめる駆動装置、３８は前記昇降柱１６が前記処理室１０の上壁２１を貫通する為の貫通孔である。
【００４５】
昇降柱１６は、移動ユニット２７の第二移動体３３に連設され、該第二移動体３３から下方に向けて突没するように構成されている。
【００４６】
昇降機構１７は、モータ２２に連設したネジ体２３の螺動により前記昇降柱１６を昇降せしめるように構成されている。
【００４７】
移動機構１８は、前記第一移動体３２や前記第二移動体３３を処理室１０の上壁２１に沿って移動せしめるガイドレール３４，駆動装置３５，ガイドシャフト３６，駆動装置３７等によって構成されている。この移動機構１８の各構成の作動により、移動ユニット２７（第一移動体３２及び第二移動体３３）は前後左右に移動する。
【００４８】
上下傾動機構１９は、昇降柱１６の下部に水平軸２５を設け、この水平軸２５にノズル１を軸着し、この水平軸２５の回動によってノズル１が図４中の上下方向に傾動するように構成されている。
【００４９】
また、この水平軸２５はノズル１のスリット状の噴射口２の先端部位置に設けられている。これにより、該ノズル１の回動傾斜によって該スリット状の噴射口２とワーク３との距離の変化を可及的に抑制し得る。
【００５０】
水平方向傾動機構は、昇降柱１６の下部に垂直軸（図示省略）を設け、この垂直軸に前記水平軸２５を設け、この垂直軸の回動によって水平軸２５、即ち、ノズル１が水平方向（図４中の左右方向）に傾動するように構成されている。
【００５１】
以上の各機構等により、ノズル１は処理室１０内で上下前後左右に移動し、更に、上下方向及び水平方向に傾動したりする。
【００５２】
また、移動ユニット２７（第一移動体３２）には、該移動ユニット２７の移動の際に前記貫通孔３８が開口しないように、該貫通孔３８を常時閉塞する閉塞板２９が設けられている。
【００５３】
以上のノズル移動傾動機構１２を構成する各機構の作動、例えば、ネジ体２３の螺動、水平軸２５の回動、垂直軸の回動、移動ユニット２７の移動等は、いずれの数値制御（ＮＣ制御）によって行われる。
【００５４】
また、前記ワーク３の回動も数値制御によって行われる。
【００５５】
このノズル移動傾動機構１２の数値制御及びワーク３の回動の数値制御は、ワーク３とノズル１との位置関係を管理して制御する制御プログラムによって管理，実行されている。
【００５６】
また、この数値制御は、ワーク３のショット被噴射面の法線方向からノズル１が噴射材４（ショット）を噴射できるように、更に、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３の表面までの距離が略一定に保たれるように、更に、ノズル１の移動や傾動及びワーク３の回動によってピーニング処理したい部位全部にショットが均一に衝突するように行うように設定されている。
【００５７】
昇降柱１６の下部には、ピーニング処理後のワーク３に清浄水を吹き付けて該ワーク３を洗浄する洗浄ノズル（洗浄装置１４）が設けられている。
【００５８】
処理室１０の下部には、ワーク３に噴射されたスラリを回収するトレー状の回収受け部（回収部１３）が設けられている。この回収部１３で回収したスラリは分離部（図示省略）に移送され、該分離部では液体とショットが分離され、且つ、ショットはワーク３との衝突によって破砕した再利用不能なショットと再利用可能なショットとに分離され、再利用可能なショットは混合部に移送されて再び液体と適正な混合状態となるように混合されて所定濃度のスラリに調整され、このスラリは前記ノズル１において加圧エアと混合されるスラリとして再利用されるように構成されている。
【００５９】
処理室１０にはワーク３を出し入れする為の開閉扉１５が設けられている。
【００６０】
図中、符号２８は、昇降柱１６の下部と移動ユニット２７（第二移動体３３）の下部とを隠蔽する蛇腹状のカバー体、３０は、ノズル移動傾動機構１２の上部を隠蔽するドーム状のカバー体である。
【００６１】
以上の本実施例により、開閉扉１５を開いてワーク保持部１１にワーク３を保持せしめ、続いて、開閉扉１５を閉じ、続いて、ワーク保持部１１によるワーク３の回動及びノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動，傾動等によって該ワーク３と該ノズル１とを適正な位置関係とし、続いて、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３に噴射材４を噴射してピーニング処理を行うことができる。
【００６２】
また、ピーニング処理の際、ワーク３の回動とノズル１の移動，傾動等とを同時に行うことで、ワーク３の表面に可及的に法線方向から噴射材４を噴射できると共に、該ワーク３の表面に可及的に法線方向から噴射材４を噴射できる状態を迅速に作出することができる。
【００６３】
また、ピーニング処理の際、ワーク３の回動とノズル１の移動，傾動等との双方を数値制御によって行うから、ワーク３とノズル１の位置関係を極めて適正な関係とすることができ、これによりピーニング処理を適正に行うことができる。
【００６４】
以下、本実施例の各実験結果について説明する。
【００６５】
実験例１
長さ８０ｍｍ×巾２ｍｍ×厚さ１ｍｍ、硬度ＨＶ４５のＳＵＳ板（ワーク）にピーニング処理を施し、このＳＵＳ板の各部における反り量（インティンシティ）をダイヤルゲージで測定し、本実施例（表中巾広ガンと記載した。）と従来の丸ノズルで行う方法（表中丸ガンと記載した。）とで比較した。
【００６６】
巾広ガンは、巾６０ｍｍ×長さ２．５ｍｍのスリット状の噴射口を有するものを使用し、丸ガンは内径１２．７ｍｍの円形の噴射口を有するものを使用した。
【００６７】
ショットは、粒径１５０乃至９０μｍ程度のガラス玉（商品名「Ｍ−１０」ポッターズ・バロティーニ（株）社製）を用いた。
【００６８】
スラリ中におけるショットの濃度は４０％（体積）に設定した。
【００６９】
また、ショットを含むスラリを噴射する為のエア圧は、巾広ガンと丸ガンとで略同じだけワークを反らせられるように設定した。
【００７０】
また、ワークに対するノズルの移動速度を可変して繰り返し実験を行った。
【００７１】
実験結果を下記表１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
丸ガン（従来）は移動方向の直交する方向の左右両側部（周縁部）と中央部とで加工量が大きく異なるが、巾広ガン（本実施例）は移動方向と直交する方向の左右両側と移動方向の中央部との加工量の差が小さく、しかも、均一な区間が非常に広いことが確認された。
【００７４】
即ち、実験例１によれば、本実施例が均一なピーニング処理を達成できること、特にワークを面処理する場合に非常に有効であることが確認された。
【００７５】
尚、従来の丸ガンによる構成では、加工量が足りない移動方向と直交する方向の左右両側部を更にピーニング処理する必要があるが、この左右両側部の加工量と中央部の加工量とが同じくなるようにショット（噴射材４）を噴射することは大変厄介である。
【００７６】
実験例２
エア圧力を異ならせてワークにピーニング処理を行い、表面粗さを測定した。
【００７７】
巾広ガンは、実験例１と同様のものを使用した。丸ガンは、実験例１と同様のもの（表中丸ガン１／２と記載した。）と、内径９．７ｍｍの円形噴射口を有するもの（表中丸ガン３／８と記載した。）との二種類を使用した。
【００７８】
また、噴射口とワークとの距離は、均一にピーニング処理を行える最小距離（予備実験の結果確認）とした。
【００７９】
実験結果を下記表２に示す。
【００８０】
【表２】
【００８１】
巾広ガンでは、エア圧力の上昇に略比例して表面粗さが粗くなるのに対し、丸ガンではエア圧力の上昇がある程度以上になると表面粗さの粗さの上昇が鈍化することが確認された。
【００８２】
即ち、実験例２によれば、本実施例では、エア圧力が高くても効率的にピーニング処理を行え、よって、高速度，高効率でピーニング処理を行えることが確認された。
【００８３】
尚、従来の丸ガンによる構成では、エア圧力が高い場合にエネルギロスが大きくなり、高速度，高効率のピーニング処理は困難となる。
【００８４】
以上の各実験例によれば、本実施例が、エネルギ効率及びショット効率に秀れ、ワークにピーニング処理を極めて均一に行うことができ、結果的に処理スピードが高いことが確認された。
【００８５】
本実施例は上述のように構成したから、ノズル１はスリット状の噴射口２から噴射する噴射材４（ショット）をワーク３の広い範囲に高効率且つ均一に衝突させることができ、しかも、このノズル１はノズル移動傾動機構１２によって上下前後左右に自在に移動したり傾動したりできる為、この点においてもワーク３に対して適正に噴射材４を噴射することができ、よって、ワーク３にショットが極めて適正且つ高効率で衝突することにより、ピーニング処理時間を短縮したり、ショットを噴射するエネルギを省エネ化したりすることができる実用性に秀れたピーニング処理装置となる。
【００８６】
また、ワーク３にショットを均一に衝突させる為のオシレーション等を行わないから、装置全体を簡素化してコンパクトとすることができ、更に、ショットを衝突させたい部分にスリット状の噴射口２を向けて所望通りのピーニング処理を行うことができ、それだけ該ピーニング処理を適正に行うことができる。
【００８７】
また、ショットを過剰に噴射することがなく、オシレーションも行わないから、ピーニングのやり過ぎによるワーク３の脆性破壊等（オーバーピーニング。カバーレージ６００程度で発生するおそれがある。）は確実に防止される。
【００８８】
また、ショットが有効的にワーク３に衝突するから、ショット同志が衝突することによる該ショットの摩耗は防止され、これによりショットの長寿命化を達成することができる。
【００８９】
また、ショットが広い範囲において有効的にワーク３に衝突するから、該衝突を均一に行う為及びピーニング処理を高速で行う為にワーク３とノズル１（スリット状の噴射口２）との距離を長く確保する必要もなく、よって、処理室１０をコンパクトにして装置全体を小型化することができる。
【００９０】
また、ワーク３はワーク保持部１１によって回動可能で、ワーク３を回動することにより、ワーク３に対してある一方向に設けたノズル１のスリット状の噴射口２からショットを噴射する方法で該ワーク３の表面全面にショットを衝突させることができるから、この点においても、ワーク３に対して前後左右にノズル１を移動せしめてショットを噴射する方法に比し、処理室１０をコンパクトにすることができる。更に、複雑な形状のワーク３であっても該ワーク３の表面全面にショットを衝突させることができる。
【００９１】
また、ワーク３は回動可能で且つノズル１は上下前後左右に移動可能で且つ上下方向及び水平方向に傾動可能であるから、様々な形状のワーク３に対しても、該ワーク３の表面全面に法線方向からショットを良好に噴射してピーニング処理を行うことができる。
【００９２】
また、ワーク３とノズル１とを同時に回動，移動，傾動等させてピーニング処理を行うから、ワーク３とノズル１との位置関係を極めて迅速に適正な位置関係とすることができ、よって、この点において迅速にピーニング処理を行うことができる。
【００９３】
また、ワーク３とノズル１との距離が短くても適正且つ均一にピーニング処理を行えるから、エアの噴射圧や噴射量等が少なくて済み、ピーニング処理時に発生する騒音も低減することができる。
【００９４】
また、ワーク３とノズル１との位置関係を数値制御によって制御するから、該位置関係を極めて適正なものとすることができ、よって、この点においても適正且つ均一なピーニング処理を達成することができる。
【００９５】
また、回収部１３で回収したスラリを、破砕した再利用できないショットを分離除去してから濃度調整して再度利用する構成であるから、この点においてもピーニング処理を適正に行うことができる。更に、スラリタンクを小さくして装置の小型化を達成したり、長時間に亙って連続してピーニング処理を行ったりすることもでき、この点においても実用性に秀れる。
【００９６】
また、ピーニング処理を適正に行えることによっても、ショットの長寿命化（ローコスト化）も達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の説明斜視図である。
【図２】本実施例の説明正面図である。
【図３】本実施例の要部の説明正面断面図である。
【図４】本実施例の要部の説明拡大図である。
【図５】本実施例の要部の説明平面断面図である。
【図６】本実施例の要部の説明斜視図である。
【図７】本実施例の説明側断面図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ 噴射口
３ ワーク
４ 噴射材
１０ 処理室
１１ ワーク保持部
１２ ノズル移動傾動機構
１３ 回収部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピーニング処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
金属製のワークに行う処理として、ノズルの噴射口からワークの表面にショットと呼ばれる多数の玉（必ずしも球形である必要はない）を高速度で噴射して多数の該ショットをワークの表面に衝突せしめ、この多数のショットの衝突によって該ワークの表面を梨子地模様とし、これによりワークの表面硬度を増加したり、疲労寿命を向上したり、耐摩耗性を向上したり、流体抵抗を減少したりするピーニング処理（ショットピーニング等とも呼ばれる）が提案されている。
【０００３】
このピーニング処理においては、ショットの衝突エネルギがある程度以上高いこと（衝突エネルギが低いと、ピーニング処理において重要な、ワークの表面付近の圧縮残留応力の増加や最大残留応力が発生する深さが不十分となり、ピーニング処理による効果が低くなる。）、ワークの表面に可及的に均一にショットを衝突させること（不均一であると、当然ながら、ワークの応力分布等がムラとなる。）が重要である。
【０００４】
また、このピーニング処理には、ショットを単に加圧エアで噴射する所謂ドライブラスト法と、ショットを水と混合したスラリの状態とし、このスラリを加圧エアで噴射する所謂ウエットブラスト法との二種類があり、後者の方が、ショットの飛散が少なくて作業管理が容易であったり、加圧エアがスラリの膜で覆われた状態となる為に該加圧エアの膨張による加速がショットに良好に作用して衝突エネルギが高くなる等の利点がある。
【０００５】
ところで、従来のピーニング処理装置は、図１に図示したように、ノズルとして噴射口５２が円形の所謂丸ノズル５１を採用し、この丸ノズル５１をワーク５３に対して移動せしめることで、該丸ノズル５１の噴射口５２から噴射されるショット（スラリ）がワーク５３の表面全面に衝突するように構成されている。
【０００６】
また、丸ノズル５１が一本だけであると、当然ながら広い面積を処理する際に時間がかかる。従って、この丸ノズル５１は複数本が並設されたノズルユニットの状態（例えば、三本の丸ノズル５１が並設された状態）で使用されることもある。
【０００７】
しかし、この従来の丸ノズル５１を用いるピーニング処理装置には下記の欠点がある。
【０００８】
丸ノズル５１の噴射口５２は、ある程度広い面積にショットを衝突させることができるように所定径以上に設定されている。従って、噴射口５２が所定径以上であるから、該噴射口５２から噴射されるショットは図１（ａ）に図示したように放射状に拡散されてワーク５３に衝突する。
【０００９】
このように放射状に拡散されたショットは、図１（ｂ）のように、ワーク５３の表面において略円形に衝突する。従って、ワーク５３に対して丸ノズル５１を移動せしめつつピーニング処理を行うと（図１（ｂ）においてノズル１の移動方向は符号５６で図示。）、ワーク５３の表面において、図１中符号５４で示す領域付近では、移動方向における巾が長い為、その分、ショットが長時間に亙って衝突することになり、一方、図１中符号５５で示す領域付近（丸ノズル５１の移動方向と直交する方向の端部付近）では、移動方向における巾が短い為、その分、ショットが短時間しか衝突せず、よって、ワーク５３へのショットの衝突数が場所によって異なることにより、ピーニング処理が不均一となる。
【００１０】
更に、前記拡散により、噴射口５２の中心付近と、この周囲とで、噴射口５２からワーク５３の表面までの距離が異なる為、必然的に衝突エネルギも異なってしまい、これによってもピーニング処理が不均一となってしまう。
【００１１】
この為、例えば、噴射口５２とワーク５３との距離を長く確保し、ショットの衝突エネルギの差（比率）を可及的に少なくする方法も採用されるが、この場合、当然ながら、処理スペースを広く確保する必要が生じてしまう。
【００１２】
また、少ない数しかショットが衝突しない部分に隣接する丸ノズル５１から噴射されるショットを衝突させるべく、二本の丸ノズル５１を近接させる方法も採用されているが、この場合、隣接する二本の丸ノズル５１から噴射されるショット同志が衝突してワークに衝突する際の衝突エネルギが低下してしまう為、ピーニング処理が不均一になり易く、且つ、ショットの噴射エネルギをロスしてしまっており、非常に効率が悪い。
【００１３】
また、このショットの拡散を防止する為、丸ノズル５１中のショットの噴射経路を長くする方法も考えられるが、この場合、丸ノズル５１が大型化するという問題点や、噴射経路の内壁とショットとの摩擦抵抗によってショットの噴射速度が低下し、必然的に前記衝突エネルギが低下するという問題点が発生する。
【００１４】
また、丸ノズル５１で不均一なピーニング処理となってしまうことを防止する技術としてオシレーション技術（丸ノズル５１を揺動しながら移動することで丸ノズル５１でもある程度広い領域を可及的に均一にショットを衝突させようとする技術）も提案されているが、このオシレーション技術は装置や制御が複雑であり、しかも、ピーニング処理が不均一となることを完全には防止することができない。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するもので、繰り返した実験の結果、巾の広いスリット状の噴射口を有するノズルを採用することにより、極めて効率的に大面積を均一にピーニング処理を行えることを確認して確立した技術である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１７】
液体にショットが混入されたスラリと加圧エアとを混合して噴射材４とし、この噴射材４をノズル１に設けた噴射口２から噴射して前記ショットをワーク３に衝突せしめることで該ワーク３の表面の機械的性質を変化させるピーニング処理装置であって、前記ワーク３にピーニング処理を施す処理室１０が設けられ、この処理室１０には、前記ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射する前記ノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用され、このノズル１には該ノズル１を移動させ且つ任意に傾動させるノズル移動傾動機構１２が設けられると共に、このノズル移動傾動機構１２により該ノズル１は前記スリット状の噴射口２の巾方向と直交する方向に移動するように構成され、更に、前記ノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾動により噴射材４は可及的にワーク３の表面の法線方向からの噴射となるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１記載のピーニング処理装置において、ノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾斜は、ワーク３とノズル１との位置関係を管理して制御する制御プログラムによって実行されており、この制御プログラムは、数値制御によってノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動及び傾斜を制御するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項１，２いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、ワーク保持部１１に保持されたワーク３は回動可能に構成され、このワーク３の回動によりワーク３の形状に対応して可及的に該ワーク３の表面の法線方向から噴射材４が噴射されるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００２０】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、処理室１０には噴射された噴射材４中のスラリを回収する回収部１３が設けられ、この回収部１３で回収したスラリ中のショットを再利用可能なショットと破砕した再利用不能なショットとに分離する分離部が設けられ、この分離部で分離した該再利用可能なショットを液体と適正な混合状態とする混合部が設けられ、この混合部で混合した再利用可能なショットと液体との混合物をスラリとして再利用するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置に係るものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
ノズル１の噴射口２が巾の広いスリット状の噴射口２であり、噴射材４（液体にショットが混入されたスラリと加圧エアとを混合したもの）が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるから、丸ノズルと異なり、前記ノズル１の移動方向と直交する方向においてワーク３の表面にショットが均一に衝突し、同じ部分に何度もノズル１の噴射口を向けてショットを衝突させたりすることなく広い範囲に均一にショットを衝突させることができる。
【００２２】
即ち、本発明によれば、ワーク３の広い範囲に均一にショットを衝突させられるノズル１により、高速度，高効率でピーニング処理を行うことができる。
【００２３】
また、高効率でピーニング処理を行えるから、当然ながらショットの噴射エネルギを節約することができる。更に、ピーニング時間を短縮して余分なショットの噴射を防止することはでき、これにより、ショットの衝突数が多過ぎて表面硬度が低下したりする状態（オーバーピーニング）となることを確実に回避することができる。
【００２４】
また、ノズル１を移動したり傾動したりして噴射材４をワーク３に適正に噴射する為のノズル移動傾動機構１２を有しているから、該ノズル１による高速度，高効率でのピーニング処理はより一層良好に達成されることになる。
【００２５】
また、ノズル１の移動方向と直交する方向においてワーク３の表面にショットを均一に衝突させることができるから、オシレーションも不要であり、装置全体の構成や制御を簡素化することができる。
【００２６】
また、オシレーションのようにノズル１を揺動したりせずにワーク３の表面にショットを衝突させても該ショットを該ワーク３の表面に均一に衝突させることができるから、ピーニング処理したい面を狙って適正にショットを衝突させることができる。
【００２７】
また、広い面積を均一にショットを衝突させることができるから、大型のワーク３を処理する場合にもノズル１を多数必要としたりせず、よって、この点においても装置全体の構成や制御を簡素化することができる。
【００２８】
また、スリット状の噴射口２から噴射されたショットは、該スリット状の噴射口２の巾方向においてワーク３の表面に均一に衝突するから、スリット状の噴射口２とワーク３との距離を長く確保せずともワークに衝突するショットの衝突エネルギ差（比率）を可及的に少なくすることができ、よって、処理室１０をコンパクトにすることができる。
【００２９】
即ち、本発明は、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３に適正且つ均一にショットを衝突させる為の構成等も非常に簡素化されたコンパクトなものとすることができ、よって、装置全体を簡素化されたコンパクトなものとすることができる。
【００３０】
本発明は上述のように構成したから、高速度，高効率でピーニング処理を行えるノズルと、該ノズルの位置を移動して該ピーニング処理を適正に行う為のノズル移動傾動機構の作動等との相乗効果によりピーニング処理を極めて良好に行え、更に、装置全体がコンパクトとなる実用性に秀れたピーニング処理装置となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００３２】
本実施例は、液体（例えば、水）にショット（例えば、ガラス玉）が混入されたスラリと加圧エアとを混合して噴射材４とし、この噴射材４をノズル１に設けた噴射口２から噴射して前記ショットをワーク３（例えば、航空機用エンジンのフィン）に衝突せしめることで該ワーク３の表面の機械的性質を変化させるピーニング処理装置であって、前記ワーク３にピーニング処理を施す処理室１０が設けられ、この処理室１０には、前記ワーク３を保持するワーク保持部１１と、該ワーク３に噴射材４を噴射する前記ノズル１が設けられ、前記ノズル１として、巾の広いスリット状の噴射口２を有し、噴射材４が該スリット状の噴射口２の全域から平行流で噴射されるノズル１が採用されているものである。
【００３３】
ワーク保持部１１は、該ワーク保持部１１に保持したワーク３を駆動装置（例えば、モータ）によって水平方向に回動可能に構成されている。
【００３４】
ワーク保持部１１は、ワーク３を立設状態で保持する構成のものが採用されている。従って、ワーク３は立設状態のまま水平方向に回転する。
【００３５】
ノズル１は、該ノズル１の内部の混合部（図示省略）で前記スラリと加圧エアとを混合せしめて噴射材４とした後、該噴射材４を前記スリット状の噴射口２から噴射する構成のものが採用されている。
【００３６】
また、ノズル１は、スリット状の噴射口２の全域から噴射材４を均一に噴射するように構成されている。
【００３７】
前記混合部からスリット状の噴射口２までの間には、噴射材４の噴射方向が可及的に直線状となる所定長さのガイド噴射経路６が設けられている。
【００３８】
スリット状の噴射口２の巾は、可及的に短時間でワーク３の所定部位（ピーニング処理を施したい部位）の全面にショットを噴射できる巾に設定されている。また、スリット状の噴射口２の巾は、ワーク３の巾を超える巾であっても良い。
【００３９】
図中、符号７はスラリ供給部、８は加圧エア供給部である。
【００４０】
このノズル１は、該ノズル１を上下前後左右に移動可能で且つ上下及び左右に傾動可能なノズル移動傾動機構１２に設けられている。
【００４１】
ノズル移動傾動機構１２は、処理室１０の上壁２１に沿って前後左右方向に移動可能な移動ユニット２７と、移動ユニット２７から垂下する状態で設けられ且つ下端部に前記ノズル１が設けられた昇降柱１６と、この昇降柱１６を昇降移動する昇降機構１７と、移動ユニット２７を前後方向及び左右方向に移動する移動機構１８と、前記ノズル１を上下に傾動する上下傾動機構１９と、前記ノズル１の向きを水平方向に傾動して可変する水平方向傾動機構とから構成されている。
【００４２】
移動ユニット２７は、処理室１０の上壁２１において図５中の左右方向に移動可能な第一移動体３２と、この第一移動体３２に連設され図５中の上下方向に移動可能な第二移動体３３とから構成されている。
【００４３】
また、前記第一移動体３２にはガイドレール３４が設けられ、前記第二移動体３３は該ガイドレール３４に沿って図５中の上下方向に移動可能に構成されている。
【００４４】
図５中、符号３５は第一移動体３２を移動せしめるシャフト状の駆動装置、３６は第一移動体３２の移動をガイドするガイドシャフト、３７は第二移動体３３を移動せしめる駆動装置、３８は前記昇降柱１６が前記処理室１０の上壁２１を貫通する為の貫通孔である。
【００４５】
昇降柱１６は、移動ユニット２７の第二移動体３３に連設され、該第二移動体３３から下方に向けて突没するように構成されている。
【００４６】
昇降機構１７は、モータ２２に連設したネジ体２３の螺動により前記昇降柱１６を昇降せしめるように構成されている。
【００４７】
移動機構１８は、前記第一移動体３２や前記第二移動体３３を処理室１０の上壁２１に沿って移動せしめるガイドレール３４，駆動装置３５，ガイドシャフト３６，駆動装置３７等によって構成されている。この移動機構１８の各構成の作動により、移動ユニット２７（第一移動体３２及び第二移動体３３）は前後左右に移動する。
【００４８】
上下傾動機構１９は、昇降柱１６の下部に水平軸２５を設け、この水平軸２５にノズル１を軸着し、この水平軸２５の回動によってノズル１が図４中の上下方向に傾動するように構成されている。
【００４９】
また、この水平軸２５はノズル１のスリット状の噴射口２の先端部位置に設けられている。これにより、該ノズル１の回動傾斜によって該スリット状の噴射口２とワーク３との距離の変化を可及的に抑制し得る。
【００５０】
水平方向傾動機構は、昇降柱１６の下部に垂直軸（図示省略）を設け、この垂直軸に前記水平軸２５を設け、この垂直軸の回動によって水平軸２５、即ち、ノズル１が水平方向（図４中の左右方向）に傾動するように構成されている。
【００５１】
以上の各機構等により、ノズル１は処理室１０内で上下前後左右に移動し、更に、上下方向及び水平方向に傾動したりする。
【００５２】
また、移動ユニット２７（第一移動体３２）には、該移動ユニット２７の移動の際に前記貫通孔３８が開口しないように、該貫通孔３８を常時閉塞する閉塞板２９が設けられている。
【００５３】
以上のノズル移動傾動機構１２を構成する各機構の作動、例えば、ネジ体２３の螺動、水平軸２５の回動、垂直軸の回動、移動ユニット２７の移動等は、いずれの数値制御（ＮＣ制御）によって行われる。
【００５４】
また、前記ワーク３の回動も数値制御によって行われる。
【００５５】
このノズル移動傾動機構１２の数値制御及びワーク３の回動の数値制御は、ワーク３とノズル１との位置関係を管理して制御する制御プログラムによって管理，実行されている。
【００５６】
また、この数値制御は、ワーク３のショット被噴射面の法線方向からノズル１が噴射材４（ショット）を噴射できるように、更に、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３の表面までの距離が略一定に保たれるように、更に、ノズル１の移動や傾動及びワーク３の回動によってピーニング処理したい部位全部にショットが均一に衝突するように行うように設定されている。
【００５７】
昇降柱１６の下部には、ピーニング処理後のワーク３に清浄水を吹き付けて該ワーク３を洗浄する洗浄ノズル（洗浄装置１４）が設けられている。
【００５８】
処理室１０の下部には、ワーク３に噴射されたスラリを回収するトレー状の回収受け部（回収部１３）が設けられている。この回収部１３で回収したスラリは分離部（図示省略）に移送され、該分離部では液体とショットが分離され、且つ、ショットはワーク３との衝突によって破砕した再利用不能なショットと再利用可能なショットとに分離され、再利用可能なショットは混合部に移送されて再び液体と適正な混合状態となるように混合されて所定濃度のスラリに調整され、このスラリは前記ノズル１において加圧エアと混合されるスラリとして再利用されるように構成されている。
【００５９】
処理室１０にはワーク３を出し入れする為の開閉扉１５が設けられている。
【００６０】
図中、符号２８は、昇降柱１６の下部と移動ユニット２７（第二移動体３３）の下部とを隠蔽する蛇腹状のカバー体、３０は、ノズル移動傾動機構１２の上部を隠蔽するドーム状のカバー体である。
【００６１】
以上の本実施例により、開閉扉１５を開いてワーク保持部１１にワーク３を保持せしめ、続いて、開閉扉１５を閉じ、続いて、ワーク保持部１１によるワーク３の回動及びノズル移動傾動機構１２によるノズル１の移動，傾動等によって該ワーク３と該ノズル１とを適正な位置関係とし、続いて、ノズル１のスリット状の噴射口２からワーク３に噴射材４を噴射してピーニング処理を行うことができる。
【００６２】
また、ピーニング処理の際、ワーク３の回動とノズル１の移動，傾動等とを同時に行うことで、ワーク３の表面に可及的に法線方向から噴射材４を噴射できると共に、該ワーク３の表面に可及的に法線方向から噴射材４を噴射できる状態を迅速に作出することができる。
【００６３】
また、ピーニング処理の際、ワーク３の回動とノズル１の移動，傾動等との双方を数値制御によって行うから、ワーク３とノズル１の位置関係を極めて適正な関係とすることができ、これによりピーニング処理を適正に行うことができる。
【００６４】
以下、本実施例の各実験結果について説明する。
【００６５】
実験例１
長さ８０ｍｍ×巾２ｍｍ×厚さ１ｍｍ、硬度ＨＶ４５のＳＵＳ板（ワーク）にピーニング処理を施し、このＳＵＳ板の各部における反り量（インティンシティ）をダイヤルゲージで測定し、本実施例（表中巾広ガンと記載した。）と従来の丸ノズルで行う方法（表中丸ガンと記載した。）とで比較した。
【００６６】
巾広ガンは、巾６０ｍｍ×長さ２．５ｍｍのスリット状の噴射口を有するものを使用し、丸ガンは内径１２．７ｍｍの円形の噴射口を有するものを使用した。
【００６７】
ショットは、粒径１５０乃至９０μｍ程度のガラス玉（商品名「Ｍ−１０」ポッターズ・バロティーニ（株）社製）を用いた。
【００６８】
スラリ中におけるショットの濃度は４０％（体積）に設定した。
【００６９】
また、ショットを含むスラリを噴射する為のエア圧は、巾広ガンと丸ガンとで略同じだけワークを反らせられるように設定した。
【００７０】
また、ワークに対するノズルの移動速度を可変して繰り返し実験を行った。
【００７１】
実験結果を下記表１に示す。
【００７２】
【表１】
丸ガン（従来）は移動方向の直交する方向の左右両側部（周縁部）と中央部とで加工量が大きく異なるが、巾広ガン（本実施例）は移動方向と直交する方向の左右両側と移動方向の中央部との加工量の差が小さく、しかも、均一な区間が非常に広いことが確認された。
【００７４】
即ち、実験例１によれば、本実施例が均一なピーニング処理を達成できること、特にワークを面処理する場合に非常に有効であることが確認された。
【００７５】
尚、従来の丸ガンによる構成では、加工量が足りない移動方向と直交する方向の左右両側部を更にピーニング処理する必要があるが、この左右両側部の加工量と中央部の加工量とが同じくなるようにショット（噴射材４）を噴射することは大変厄介である。
【００７６】
実験例２
エア圧力を異ならせてワークにピーニング処理を行い、表面粗さを測定した。
【００７７】
巾広ガンは、実験例１と同様のものを使用した。丸ガンは、実験例１と同様のもの（表中丸ガン１／２と記載した。）と、内径９．７ｍｍの円形噴射口を有するもの（表中丸ガン３／８と記載した。）との二種類を使用した。
【００７８】
また、噴射口とワークとの距離は、均一にピーニング処理を行える最小距離（予備実験の結果確認）とした。
【００７９】
実験結果を下記表２に示す。
【００８０】
【表２】
巾広ガンでは、エア圧力の上昇に略比例して表面粗さが粗くなるのに対し、丸ガンではエア圧力の上昇がある程度以上になると表面粗さの粗さの上昇が鈍化することが確認された。
【００８２】
即ち、実験例２によれば、本実施例では、エア圧力が高くても効率的にピーニング処理を行え、よって、高速度，高効率でピーニング処理を行えることが確認された。
【００８３】
尚、従来の丸ガンによる構成では、エア圧力が高い場合にエネルギロスが大きくなり、高速度，高効率のピーニング処理は困難となる。
【００８４】
以上の各実験例によれば、本実施例が、エネルギ効率及びショット効率に秀れ、ワークにピーニング処理を極めて均一に行うことができ、結果的に処理スピードが高いことが確認された。
【００８５】
本実施例は上述のように構成したから、ノズル１はスリット状の噴射口２から噴射する噴射材４（ショット）をワーク３の広い範囲に高効率且つ均一に衝突させることができ、しかも、このノズル１はノズル移動傾動機構１２によって上下前後左右に自在に移動したり傾動したりできる為、この点においてもワーク３に対して適正に噴射材４を噴射することができ、よって、ワーク３にショットが極めて適正且つ高効率で衝突することにより、ピーニング処理時間を短縮したり、ショットを噴射するエネルギを省エネ化したりすることができる実用性に秀れたピーニング処理装置となる。
【００８６】
また、ワーク３にショットを均一に衝突させる為のオシレーション等を行わないから、装置全体を簡素化してコンパクトとすることができ、更に、ショットを衝突させたい部分にスリット状の噴射口２を向けて所望通りのピーニング処理を行うことができ、それだけ該ピーニング処理を適正に行うことができる。
【００８７】
また、ショットを過剰に噴射することがなく、オシレーションも行わないから、ピーニングのやり過ぎによるワーク３の脆性破壊等（オーバーピーニング。カバーレージ６００程度で発生するおそれがある。）は確実に防止される。
【００８８】
また、ショットが有効的にワーク３に衝突するから、ショット同志が衝突することによる該ショットの摩耗は防止され、これによりショットの長寿命化を達成することができる。
【００８９】
また、ショットが広い範囲において有効的にワーク３に衝突するから、該衝突を均一に行う為及びピーニング処理を高速で行う為にワーク３とノズル１（スリット状の噴射口２）との距離を長く確保する必要もなく、よって、処理室１０をコンパクトにして装置全体を小型化することができる。
【００９０】
また、ワーク３はワーク保持部１１によって回動可能で、ワーク３を回動することにより、ワーク３に対してある一方向に設けたノズル１のスリット状の噴射口２からショットを噴射する方法で該ワーク３の表面全面にショットを衝突させることができるから、この点においても、ワーク３に対して前後左右にノズル１を移動せしめてショットを噴射する方法に比し、処理室１０をコンパクトにすることができる。更に、複雑な形状のワーク３であっても該ワーク３の表面全面にショットを衝突させることができる。
【００９１】
また、ワーク３は回動可能で且つノズル１は上下前後左右に移動可能で且つ上下方向及び水平方向に傾動可能であるから、様々な形状のワーク３に対しても、該ワーク３の表面全面に法線方向からショットを良好に噴射してピーニング処理を行うことができる。
【００９２】
また、ワーク３とノズル１とを同時に回動，移動，傾動等させてピーニング処理を行うから、ワーク３とノズル１との位置関係を極めて迅速に適正な位置関係とすることができ、よって、この点において迅速にピーニング処理を行うことができる。
【００９３】
また、ワーク３とノズル１との距離が短くても適正且つ均一にピーニング処理を行えるから、エアの噴射圧や噴射量等が少なくて済み、ピーニング処理時に発生する騒音も低減することができる。
【００９４】
また、ワーク３とノズル１との位置関係を数値制御によって制御するから、該位置関係を極めて適正なものとすることができ、よって、この点においても適正且つ均一なピーニング処理を達成することができる。
【００９５】
また、回収部１３で回収したスラリを、破砕した再利用できないショットを分離除去してから濃度調整して再度利用する構成であるから、この点においてもピーニング処理を適正に行うことができる。更に、スラリタンクを小さくして装置の小型化を達成したり、長時間に亙って連続してピーニング処理を行ったりすることもでき、この点においても実用性に秀れる。
【００９６】
また、ピーニング処理を適正に行えることによっても、ショットの長寿命化（ローコスト化）も達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の説明斜視図である。
【図２】本実施例の説明正面図である。
【図３】本実施例の要部の説明正面断面図である。
【図４】本実施例の要部の説明拡大図である。
【図５】本実施例の要部の説明平面断面図である。
【図６】本実施例の要部の説明斜視図である。
【図７】本実施例の説明側断面図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ 噴射口
３ ワーク
４ 噴射材
１０ 処理室
１１ ワーク保持部
１２ ノズル移動傾動機構
１３ 回収部
Claims (4)
- 液体にショットが混入されたスラリと加圧エアとを混合して噴射材とし、この噴射材をノズルに設けた噴射口から噴射して前記ショットをワークに衝突せしめることで該ワークの表面の機械的性質を変化させるピーニング処理装置であって、前記ワークにピーニング処理を施す処理室が設けられ、この処理室には、前記ワークを保持するワーク保持部と、該ワークに噴射材を噴射する前記ノズルが設けられ、前記ノズルとして、巾の広いスリット状の噴射口を有し、噴射材が該スリット状の噴射口の全域から平行流で噴射されるノズルが採用され、このノズルには該ノズルを移動させ且つ任意に傾動させるノズル移動傾動機構が設けられると共に、このノズル移動傾動機構により該ノズルは前記スリット状の噴射口の巾方向と直交する方向に移動するように構成され、更に、前記ノズル移動傾動機構によるノズルの移動及び傾動により噴射材は可及的にワークの表面の法線方向からの噴射となるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置。
- 請求項１記載のピーニング処理装置において、ノズル移動傾動機構によるノズルの移動及び傾斜は、ワークとノズルとの位置関係を管理して制御する制御プログラムによって実行されており、この制御プログラムは、数値制御によってノズル移動傾動機構によるノズルの移動及び傾斜を制御するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置。
- 請求項１，２いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、ワーク保持部に保持されたワークは回動可能に構成され、このワークの回動によりワークの形状に対応して可及的に該ワークの表面の法線方向から噴射材が噴射されるように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置。
- 請求項１〜３いずれか１項に記載のピーニング処理装置において、処理室には噴射された噴射材中のスラリを回収する回収部が設けられ、この回収部で回収したスラリ中のショットを再利用可能なショットと破砕した再利用不能なショットとに分離する分離部が設けられ、この分離部で分離した該再利用可能なショットを液体と適正な混合状態とする混合部が設けられ、この混合部で混合した再利用可能なショットと液体との混合物をスラリとして再利用するように構成されていることを特徴とするピーニング処理装置。
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-
2002
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