JP2006062041A - Solid particle jetting device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空部材に固体粒を吹付ける装置と方法に関するものである。詳しくは、吹付けられた固体粒が中空部材の中空部に侵入するのを防止する技術に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for spraying solid particles on a hollow member. Specifically, the present invention relates to a technique for preventing sprayed solid particles from entering a hollow portion of a hollow member.
中空部材(例えば、中空ビームや中空シャフト)の外面に固体粒を吹付ける装置が知られている。固体粒吹付装置とは、例えば、ショットピーニング装置やショットブラスト装置やサンドブラスト装置である。中空部材の外面に固体粒を吹付ける際には、中空部材の中空部に固体粒が侵入するのを防止する必要がある。中空部に固体粒が侵入するのを防止しないと、中空部に固体粒が残留したまま中空部材が製品化されてしまうからである。中空部材の開口を閉塞する閉塞部材を用いると、中空部に固体粒が侵入するのを防止することができる。
特許文献1には、カムシャフトのジャーナル硬化方法が記載されている。この技術では、カムシャフト本体の端部開口が閉塞部材で閉塞された状態で、カムシャフト本体内に空気を供給する。シャフト本体に供給された空気は、シャフト本体のジャーナル部に形成されている給油口から流出する。給油口から空気が流出することによって、シャフト本体のジャーナル部に硬球を吹付けてショットピーニングを行うときに、硬球が給油口からシャフト本体内に侵入するのを防止することができる。
An apparatus for spraying solid particles on the outer surface of a hollow member (for example, a hollow beam or a hollow shaft) is known. The solid particle spraying device is, for example, a shot peening device, a shot blasting device, or a sand blasting device. When spraying solid particles on the outer surface of the hollow member, it is necessary to prevent the solid particles from entering the hollow portion of the hollow member. This is because if the solid particles are not prevented from entering the hollow portion, the hollow member is commercialized with the solid particles remaining in the hollow portion. When a closing member that closes the opening of the hollow member is used, solid particles can be prevented from entering the hollow portion.
Patent Document 1 describes a method for curing a camshaft journal. In this technique, air is supplied into the camshaft body in a state where the end opening of the camshaft body is closed by a closing member. The air supplied to the shaft body flows out from an oil filler opening formed in the journal portion of the shaft body. When air flows out from the oil filler port, when shot peening is performed by spraying hard balls on the journal portion of the shaft body, it is possible to prevent the hard balls from entering the shaft body from the oil filler port.
特許文献1の技術は、シャフト本体の給油口を物理的に閉塞せず、それに代えて空気流を利用することによって、硬球が給油口からシャフト本体内に侵入するのを防止する。中空部材の開口を物理的に閉塞してしまう場合には、空気流を併用しないはずである。物理的に確実に閉塞するのが通常である。
本発明は、中空部材の開口を物理的に閉塞することによって、固体粒が中空部に侵入するのを防止する技術を改良したものである。開口を確実に閉塞できれば、固体粒が中空部に侵入するのを防止することができる。しかしながら、中空部材の開口周縁の形状精度が高くないと、周縁形状が中空部材毎にばらつくことがある。それらの中空部材の開口を閉塞するためには、開口周縁に当接する閉塞部材が弾性を有し、周縁形状のばらつきを吸収できるものである必要がある。この場合、繰返して閉塞部材を使用すると、閉塞部材が磨耗ないし変形し、中空部材の開口を閉塞しきれなくなることがある。即ち、中空部材の開口周縁と閉塞部材との間に隙間が生じてしまうことがある。隙間が生じた状態で中空部材の外面に固体粒を吹付けると、固体粒が隙間から侵入してしまう。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、中空部材の開口周縁と当接して開口を閉塞する部材と、開口周縁との間に隙間が生じてしまった場合に、その隙間から中空部材の中空部に固体粒が侵入するのを防止可能な技術を提供することを課題とする。
The technology of Patent Document 1 prevents the hard ball from entering the shaft main body from the oil supply port by physically closing the oil supply port of the shaft main body and using an air flow instead. If the opening of the hollow member is physically blocked, no air flow should be used. It is normal to physically and reliably occlude.
The present invention is an improved technique for preventing solid particles from entering the hollow portion by physically closing the opening of the hollow member. If the opening can be reliably closed, solid particles can be prevented from entering the hollow portion. However, if the shape accuracy of the opening periphery of the hollow member is not high, the periphery shape may vary from one hollow member to another. In order to close the openings of these hollow members, it is necessary that the closing member in contact with the periphery of the opening has elasticity and can absorb the variation in the peripheral shape. In this case, if the closing member is used repeatedly, the closing member may be worn or deformed, and the opening of the hollow member may not be completely closed. That is, a gap may be generated between the opening periphery of the hollow member and the closing member. When solid particles are sprayed on the outer surface of the hollow member in a state where the gap is generated, the solid particles enter from the gap.
The present invention has been made to solve such a problem. When a gap is formed between a member that abuts the opening periphery of the hollow member and closes the opening, and the opening periphery, the clearance is generated. It is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing solid particles from entering the hollow portion of the hollow member.
本発明の固体粒吹付装置は、中空部材の開口の周縁に当接して開口を閉塞する閉塞部材と、閉塞部材を貫通して中空部材の中空部と外部を連通する連通路と、閉塞部材を前記周縁に押付ける押付手段と、連通路から中空部に向けて加圧された流体を注入する注入手段と、中空部材の外面に固体粒を吹付ける吹付手段を備えている。そして、中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間が生じた際に流体が外部に流出することによって、固体粒が前記隙間から中空部材の中空部に侵入するのを防止する。
この固体粒吹付装置は、中空部材の開口を閉塞部材で閉塞する。中空部材の開口を閉塞部材で閉塞しきれない場合には、中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間から流体を外部に流出させることによって、その隙間から固体粒が中空部材の中空部に侵入するのを防止する。
The solid particle spraying device according to the present invention includes a closing member that abuts the periphery of the opening of the hollow member to close the opening, a communication passage that passes through the closing member and communicates the hollow portion of the hollow member with the outside, and the closing member. A pressing unit that presses against the peripheral edge; an injection unit that injects a pressurized fluid from the communication path toward the hollow portion; and a spraying unit that sprays solid particles onto the outer surface of the hollow member. And when the clearance gap between the opening periphery of a hollow member and a closure member arises, a fluid flows out outside, and it prevents that a solid particle penetrate | invades into the hollow part of a hollow member from the said clearance gap.
This solid particle spraying device closes the opening of the hollow member with a closing member. When the opening of the hollow member cannot be completely closed by the closing member, the solid particles enter the hollow portion of the hollow member by allowing the fluid to flow outside through the gap between the opening peripheral edge of the hollow member and the closing member. To prevent.
上記の固体粒吹付装置において、前記隙間から流出する流体量を計測する手段を備えることが好ましい。
このように、中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間から流出する流体量を計測する手段を備えていると、その計測した流体量を用いて隙間の大きさを推定することができる。
Said solid particle spraying apparatus WHEREIN: It is preferable to provide the means to measure the fluid quantity which flows out out of the said clearance gap.
As described above, when a means for measuring the amount of fluid flowing out from the gap between the opening periphery of the hollow member and the closing member is provided, the size of the gap can be estimated using the measured fluid amount.
本発明の固体粒吹付方法は、中空部材の開口の周縁に、その周縁に当接して開口を閉塞する閉塞部材を押付けた状態で、中空部材の外面に固体粒を吹付けるときに、閉塞部材を貫通して中空部材の中空部と外部を連通する連通路に外部から加圧された流体を注入し、中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間が生じた際に流体が外部に流出することによって、固体粒が前記隙間から中空部材の中空部に侵入するのを防止する。 In the solid particle spraying method of the present invention, when the solid particles are sprayed on the outer surface of the hollow member with the closing member pressed against the periphery of the opening of the hollow member pressed against the periphery of the hollow member, The fluid pressurized from the outside is injected into the communication passage that communicates the hollow portion of the hollow member with the outside through the fluid, and the fluid flows out to the outside when a gap between the opening periphery of the hollow member and the closing member is generated. Thus, solid particles are prevented from entering the hollow portion of the hollow member from the gap.
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
(1)実施例は、固体粒吹付装置の一種であるショットピーニング装置に関するものである。
(2)ワークは円筒状に形成されており、上部開口周縁に押圧治具のシールが押付けられ、下部開口周縁に受け治具のシールが押付けられた状態で、ショットピーニング装置にセットされる。
(3)ワーク内には、空気供給部から押圧治具に設けられている空気流路を介して空気が供給される。ワーク内に空気を供給した状態で、吹付ノズルからワーク外面に硬球を吹付けてショットピーニングする。押圧治具とワークの上部開口周縁、あるいは受け治具とワークの下部開口周縁に隙間(シール隙間)が存在すると、その隙間から空気が噴出する。シール隙間から空気が噴出すると、シール隙間から硬球がワーク内に侵入するのを防止できる。
(4)押圧治具の空気流路内の圧力は、圧力計測部によって計測される。圧力計測部が計測する圧力(計測圧力)には、あらかじめ閾値を設定しておく。計測圧力が閾値を下回る場合には、シール隙間が大きいのでワーク内に硬球が侵入すると判断して、ショットピーニングを中止する。
The main features of the embodiments described later will be described.
(1) The embodiment relates to a shot peening apparatus which is a kind of solid particle spraying apparatus.
(2) The workpiece is formed in a cylindrical shape, and is set in the shot peening apparatus with the seal of the pressing jig pressed against the periphery of the upper opening and the seal of the receiving jig pressed against the periphery of the lower opening.
(3) Air is supplied into the work through an air flow path provided in the pressing jig from the air supply unit. Shot peening is performed by spraying hard balls from the spray nozzle onto the outer surface of the work while air is supplied into the work. If there is a gap (seal gap) between the pressing jig and the upper opening edge of the workpiece, or the receiving jig and the lower opening edge of the workpiece, air is ejected from the gap. When air is ejected from the seal gap, it is possible to prevent hard balls from entering the work through the seal gap.
(4) The pressure in the air flow path of the pressing jig is measured by the pressure measuring unit. A threshold is set in advance for the pressure (measurement pressure) measured by the pressure measurement unit. When the measured pressure falls below the threshold value, the seal gap is large, so it is determined that a hard ball has entered the work, and shot peening is stopped.
本発明に係る固体粒吹付装置の一種であるショットピーニング装置について、図面を参照しながら説明する。本発明は、ショットピーニング装置以外の固体粒吹付装置(例えば、ショットブラスト装置、サンドブラスト装置)にも、好適に採用することができる。
図1に示すように、ショットピーニング装置10は、基台部12、昇降駆動部14、押圧治具15、空気供給部16、圧力計測部17、吹付ノズル18を備えている。基台部12は、基台21、支持柱22、受け治具23を有している。支持柱22は、基台21上に取り付けられている。受け治具23は、支持柱22の上端部に固定されている。受け治具23の上端面23aには凹部が形成されており、その凹部にウレタン製のシール24が装着されている。
昇降駆動部14は、押圧治具15を昇降させる。昇降駆動部14には、例えば、液圧や空気圧による駆動機構、電動モータ駆動機構等を用いることができる。
A shot peening apparatus which is a kind of solid particle spraying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention can also be suitably employed in solid particle spraying devices (for example, shot blasting devices and sand blasting devices) other than shot peening devices.
As shown in FIG. 1, the
The raising / lowering
図2に示すように、押圧治具15の下端面15aには凹部32が形成されている。凹部32には、ウレタン製のシール26が装着されている。押圧治具15には、空気流路25が形成されている。空気流路25の一端25aは、押圧治具15の側面に開口しており、その開口にユニオン31が装着されている。空気流路25の他端25bは、凹部32の底部32aに開口している。シール26には、貫通孔26aが形成されている。空気流路25の他端25bは、シール26の貫通孔26aと連通されている。空気流路25の途中には、計測流路27の一端27aが接続されている。計測流路27の他端27bは、押圧治具15の側面に開口しており、その開口にユニオン33が装着されている。
押圧治具15には、下方に向けて突き出した支持棒34、34が固定されている。支持棒34、34の下端には、皿状部材35が水平に固定されている。
空気供給部16は、コンプレッサ36とホース37を有している。コンプレッサ36は、高圧空気を作り出す。ホース37は、コンプレッサ36と、押圧治具15の側面に装着されているユニオン31を接続している。
圧力計測部17は、圧力計41とホース42を備えている。ホース42は、圧力計41と、押圧治具15の側面に装着されているユニオン33を接続している。このように構成されているので、圧力計41は、押圧治具15の空気流路25の圧力を計測する。
図1に示すように、吹付ノズル18は、ワーク44(後述する)の外面にショットピーニング用の硬球43を吹付ける。
ショットピーニング装置10は、ターンテーブル(図示省略)に設置されている。
As shown in FIG. 2, a
The
The
As shown in FIG. 1, the
The
本ショットピーニング装置10は、円筒状のワーク44をショットピーニングする。ワーク44をショットピーニングする際には、昇降駆動部14が押圧治具15を上昇させた状態で、押圧治具15と受け治具23との間にワーク44を配置する。そして、押圧治具15を降下させて、押圧治具15と受け治具23との間にワーク44を挟み込んでセットする。この状態では、ワーク44の上部開口と下部開口の周縁に、それぞれ押圧治具15のシール26と受け治具23のシール24が押付けられる。既に説明したように、押圧治具15とコンプレッサ36はホース37によって接続され、押圧治具15と圧力計41はホース42によって接続されている。このため、押圧治具15が昇降しても、押圧治具15と、コンプレッサ36と圧力計41との相対的変位は、ホース37、42が撓むことによって吸収される。
コンプレッサ36を作動させると、ホース37、押圧治具15の空気流路25、シール26の貫通孔26aを介して、加圧空気がワーク44内に供給される。ワーク44の上部開口周縁とシール26との間、あるいはワーク44の下部開口周縁とシール24との間に隙間(以下「シール隙間」と言う)が生じていた場合には、その隙間から空気が勢いよく噴出する。
ワーク44に加圧空気を供給した状態で、吹付ノズル18から硬球43をワーク44の外面に吹付けてショットピーニングを行う。シール隙間が存在しても、そこから空気が勢いよく噴出しているので、硬球43がワーク44内に侵入するのが防止される。
ワーク44に供給される空気は、シール26の貫通孔26aからワーク44内に流入する。ワーク44内に流入した空気は、皿状部材35によって、ワーク44の上部開口周縁とシール26とが当接している部分に向けて偏向される。このため、ワーク44の上部開口周縁とシール26のシール隙間から噴出する空気の勢いがより強くなり、硬球44がワーク44内に侵入するのがより防止される。
The
When the
Shot peening is performed by spraying
Air supplied to the
圧力計41は、押圧治具15の計測流路27とホース42を介して空気流路25と連通している。このため、圧力計41によってワーク44に供給される空気圧力が計測される。図3は、ワーク44に加圧空気を供給した場合に、圧力計41によって計測される空気圧力(以下「計測圧力」と言う)を示すグラフである。図3の縦軸は計測圧力を示しており、横軸は時間経過を示している。加圧空気の供給を開始すると、計測圧力は上昇してから安定する。
コンプレッサ36の能力は一定なので、計測圧力は、シール隙間の大きさに対応する。シール隙間が小さければ、計測圧力は高くなる。シール隙間が大きければ、計測圧力は低くなる。このため、計測圧力に閾値を設けることによって、シール隙間がショットピーニングを行って問題ない程度のものなのか、ショットピーニングを行ってはならない程度のものであるかを判別することができる。詳しくは、図3に示すように、線Aや線Bのように、計測圧力が閾値を超えた場合には、ショットピーニングを開始する。線Aは、シール隙間がほとんど存在しない場合に相当する。線Bは、シール隙間は存在するが、その隙間がそれほど大きくない場合に相当する。この場合には、ワーク44内の圧力が十分に高いのでシール隙間から空気が勢いよく噴出しており、シール隙間からワーク44内に硬球43が侵入するのが防止される。線Cのように、計測圧力が閾値を下回る場合には、シール隙間が大きすぎると判断できる。従って、この場合には、ショットピーニングを開始しない。線Dのように、計測圧力が閾値を一旦超えてから、再度閾値を下回った場合には、ワーク44に空気を供給している途中でシール隙間が拡大したと考えられる。このときには、閾値を下回った時点でショットピーニングを中止する。
The
Since the capacity of the
ワーク44に供給するのは空気に限られない。ワーク44に供給するのは、シール隙間から流出して、硬球等の固体粒が内部に侵入するのを防止可能な流体であればよい。
圧力計測部17が計測するのは、押圧治具15の空気流路25内圧力に限られない。例えば、ワーク44内圧力や、コンプレッサ36の出口圧力を計測しても、その計測値からシール隙間の大きさを推定することができる。
圧力以外の値を計測することによって、固体粒の吹付けを行うか否かを判断することもできる。例えば、ワーク44内に流入する流体流量を計測し、その計測結果を用いて、固体粒の吹付けを行うか否かを判断する。
本発明は、本実施例のワーク44以外の形状の中空部材に対しても、適用することができる。例えば、底部を有するボトル状の中空部材や、ワーク44の側部にさらに開口を設けた形状の中空部材に対しても、本発明は有効である。
圧力計測部17と吹付ノズル18をコントローラに接続し、圧力計測部17が計測した圧力が閾値を下回った場合には、コントローラが吹付ノズル18からの硬球43の吹付けを中止するようにしてもよい。
What is supplied to the
What the
It is also possible to determine whether or not to spray solid particles by measuring values other than pressure. For example, the flow rate of the fluid flowing into the
The present invention can also be applied to hollow members having shapes other than the
The
以上、本発明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。
また、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、出願時の請求項記載の組合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。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or 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:基台部
14:昇降駆動部
15:押圧治具、15a:下端面
16:空気供給部
17:圧力計測部
18:吹付ノズル
21:基台
22:支持柱
23:受け持具、23a:上端面
24:シール
25:空気流路、25a:一端、25b:他端
26:シール、26a:貫通孔
27:計測流路、27a:一端、27b:他端
31:ユニオン
32:凹部、32a:底面
33:ユニオン
34:支持棒
35:皿状部材
36:コンプレッサ
37:ホース
41:圧力計
42:ホース
43:硬球
44:ワーク
10: Shot peening device 12: Base part 14: Elevating drive part 15: Pressing
Claims (3)
閉塞部材を貫通して中空部材の中空部と外部を連通する連通路と、
閉塞部材を前記周縁に押付ける押付手段と、
連通路から中空部に向けて加圧された流体を注入する注入手段と、
中空部材の外面に固体粒を吹付ける吹付手段を備えており、
中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間が生じた際に流体が外部に流出することによって、固体粒が前記隙間から中空部材の中空部に侵入するのを防止する固体粒吹付装置。 A closing member that contacts the periphery of the opening of the hollow member and closes the opening;
A communication path that penetrates the blocking member and communicates the hollow portion of the hollow member with the outside;
Pressing means for pressing the closing member against the peripheral edge;
Injection means for injecting a pressurized fluid from the communication path toward the hollow portion;
A spraying means for spraying solid particles on the outer surface of the hollow member;
A solid particle spraying device that prevents a solid particle from entering the hollow portion of the hollow member through the gap when a gap between the opening periphery of the hollow member and the closing member is generated.
閉塞部材を貫通して中空部材の中空部と外部を連通する連通路に外部から加圧された流体を注入し、中空部材の開口周縁と閉塞部材の隙間が生じた際に流体が外部に流出することによって、固体粒が前記隙間から中空部材の中空部に侵入するのを防止する固体粒吹付方法。 When spraying solid particles on the outer surface of the hollow member with the closing member pressed against the periphery of the opening of the hollow member pressed against the periphery,
A fluid pressurized from the outside is injected into the communication path that penetrates the blocking member and communicates the hollow part of the hollow member with the outside, and when the gap between the opening edge of the hollow member and the blocking member is generated, the fluid flows out to the outside. A solid particle spraying method for preventing solid particles from entering the hollow portion of the hollow member through the gap.
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