JP2011189479A

JP2011189479A - フラッパーピーニング装置

Info

Publication number: JP2011189479A
Application number: JP2010059426A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Seihochi; 清正法地; Akira Kono; 晃河野; Tomoki Fujii; 友貴藤井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】予め決められた任意の面積範囲を精度良く高効率にピーニングできるようにする。
【解決手段】円柱状の中空シャフト１を回転可能に支持する支持ローラ５を備えた架台４と、架台４の長手方向に移動して位置決めが可能な位置決め台９と、位置決め台９上に架台４の長手方向へ横行移動可能に備えた横行駆動台１４と、横行駆動台１４上に垂直方向へ昇降可能に備えた昇降台１６と、昇降台１６に備えたモータ１７の駆動軸１８と連動する２つの偏心軸１９，２０により水平面内を円運動するよう備えた揺動台２１と、フラップ２２が中空シャフト１上に張り出して回転するよう揺動台２１上に水平に支持したロトピーン２３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、予め決められた任意の面積範囲を精度良く高効率にピーニングできるようにしたフラッパーピーニング装置に関するものである。

ピーニング粒子を備えた可撓性のフラップをスピンドルの先端に固定したピーニング・フラップ構造体が知られている（特許文献１参照）。従来のピーニング・フラップ構造体は、内部にモータが備えられた握りに、ロトピーンのスピンドルを差込んで固定するようにしており、ピーニング・フラップ構造体を使用する作業者が、握りを把持してモータにより回転するフラップをワークピースの表面に接触させることにより、フラップに備えたピーニング粒子がワークピースの表面に衝突する打撃によってワークピースの表面硬化、圧縮応力の付与等を行うようになっている。

特開昭４９−０１６９９６号公報

しかし、特許文献１のように作業者がピーニング・フラップ構造体を手で把持してピーニング作業を行う方法では、手作業のために一定の面積を均一なピーニング力によってピーニングすることが非常に難しく、そのためにワークピースに安定したピーニング強度を付与できないという問題があった。従って、フラッパーピーニング作業には熟練した作業者が必要であるが、このような熟練した作業者を確保するには困難が伴い、更に、熟練した作業者でもピーニング作業には長い時間が掛るために、作業者に大きな負担が掛るとともに、ピーニング作業は高コストになるという問題を有していた。

本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、予め決められた任意の面積範囲を精度良く高効率にピーニングできるようにしたフラッパーピーニング装置を提供しようとするものである。

請求項１に記載の発明は、円柱状のワークピースを回転可能に支持する支持ローラを備えた架台と、該架台の長手方向に移動して位置決めが可能な位置決め台と、該位置決め台上に前記架台の長手方向へ横行移動可能に備えた横行駆動台と、該横行駆動台上に垂直方向へ昇降可能に備えた昇降台と、該昇降台に備えたモータの駆動軸と連動する２つの偏心軸により水平面内を円運動するよう備えた揺動台と、フラップがワークピース上に張り出して回転するよう前記揺動台上に水平に支持したロトピーンと、からなることを特徴とするフラッパーピーニング装置である。

請求項２に記載の発明は、前記揺動台が前記駆動軸を中心に回動して、前記ロトピーンがワークピース上から退避できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のフラッパーピーニング装置である。

本発明のフラッパーピーニング装置によれば、横行駆動台上に昇降可能な昇降台を備え、該昇降台上に水平面内を円運動する揺動台を備えて、該揺動台上にロトピーンを支持したので、横行駆動台を横行させると、揺動台の円運動により所要の幅を有する直線状のピーニング部をワークピースに形成することができ、続いて、このピーニング部と次のピーニング部がラップする位置までワークピースを回転させた後に再び横行駆動台を横行させるという操作を繰り返すと、予め決められた任意の面積範囲を精度良く高効率にピーニングすることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施例であるフラッパーピーニング装置の一例を示す正面図である。図１の平面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。本発明を適用するワークピースの一例である中空シャフトの説明図である。中空シャフトに備えた調整突部にフラッパーピーニングを施す状態を示す説明図である。ロトピーンを試験材料に作用させてピーニング強度を計測する状態を示す説明図である。回転し且つ円運動するロトピーンを横行させることにより生じるピーニング部の説明図である。

以下に、円柱状のワークピースの外面に予め決められた所要の面積範囲をフラッパーピーニングする場合のフラッパーピーニング装置について図１〜図３を参照して説明する。

図１〜図３において、４は支持ローラ５によって円柱状のワークピースである中空シャフト１の長手方向２個所を回転可能に支持するようにした架台であり、該架台４には、モータ６により回転されて前記中空シャフト１の回転を駆動するようにした駆動ローラ７が設けられている。上記架台４は車輪８により任意の場所に移動できるようになっている。前記中空シャフト１の長手方向所要箇所には、図４に示すように、回転時の振動を防止するべく加工を行うための環状の調整突部２が設けられている。

前記架台４の側部には、レール１０に沿って移動することにより任意の位置に位置決めできる位置決め台９が設けられている。

前記位置決め台９の上部には、位置決め台９に固定されたガイド１１に沿って架台長手方向に横行可能に支持され、且つ、図３に示すように位置決め台９に備えたモータ１２により駆動軸１３で横行が駆動される横行駆動台１４が設けられている。

前記横行駆動台１４の上部には、シリンダ装置１５によって垂直方向に昇降する昇降台１６が設けられている。

前記昇降台１６には、該昇降台１６に備えたモータ１７により回転する駆動軸１８と連動する２つの偏心軸１９，２０によって水平面内を円運動するよう支持された揺動台２１が設けられている。更に、スピンドル２４の先端に設けられたフラップ２２が中空シャフト１の上部に張り出して回転するように、ロトピーン２３の前記スピンドル２４が前記揺動台２１上に固定具２５を介して水平に支持されている。

又、前記揺動台２１は、前記駆動軸１８を中心に回動させることにより、図２中二点鎖線で示すように、前記ロトピーン２３を中空シャフト１上から外部に退避させられるようになっている。図２中、２６は、可撓軸２７によって前記ロトピーン２３の回転を駆動するモータであり、このモータ２６は前記横行駆動台１４に固定された連結材２８上に設置されている。２９は制御盤である。

次に、上記実施例の作動を説明する。

図４に示す中空シャフト１の長手方向所要箇所に備えられた環状の調整突部２に対し、図５にハッチングを付して示すように、中空シャフト１の長手方向と周方向の矩形の面積範囲においてフラッパーピーニングする場合について説明する。このとき、フラッパーピーニングを行う面積範囲の外周にはマスキングテープ３０を接着してもよい。

フラッパーピーニングに当たっては、図６に示すように、ロトピーン２３の回転速度とフラップ２２のピーニング粒子が衝突する衝突高さを夫々変化させたときの試験材料３１の曲り量からピーニング強度を求める試験を事前に行っており、この試験結果に基づいて前記ロトピーン２３の回転速度とフラップ２２の衝突高さを予め決定している。

図１〜図３に示したフラッパーピーニング装置により中空シャフト１の調整突部２をフラッパーピーニングするには、先ず、図２中二点鎖線で示すように揺動台２１を回動して、前記ロトピーン２３を架台４上から退避した状態とし、この状態において中空シャフト１を架台４の支持ローラ５上に載置する。

続いて、位置決め台９を中空シャフト１の調整突部２に対応する位置まで移動して位置決めし、退避した揺動台２１を図２中実線で示す位置に回動させて、前記ロトピーン２３を中空シャフト１の上部に張り出させる。このとき、前記処理を行う面積範囲の周方向の一辺がロトピーン２３のフラップ２２に一致するように中空シャフトを回転し、前記横行駆動台１４の移動範囲が前記処理する面積範囲の幅（例えば調整突部２の幅）に一致するように図示しないストッパ手段によって横行範囲を設定する。

次に、シリンダ装置１５により昇降台１６を下降させて、ロトピーン２３のフラップ２２が調整突部２に衝突する衝突高さを設定する。

続いて、モータ１７により揺動台２１を円運動させ、モータ２６によりロトピーン２３を設定回転数で回転させた状態において、モータ１２の駆動により横行駆動台１４を処理する面積範囲の一端から他端に向かって移動させる。すると、図７に示すように、揺動台２１の円運動により所要の幅を有する直線状のピーニング部Ｐ１が形成される。

続いて、形成されたピーニング部Ｐ１と次のピーニング部Ｐ２が所要の幅でラップする位置まで前記中空シャフト１を回転させた後、前記横行駆動台１４を処理部３の他端から一端に移動させて次のピーニング部Ｐ２を形成するという操作を繰り返すことにより、図５に示すように予め決められた任意の面積範囲の処理部３を均一にピーニングすることができる。

上記したように、ロトピーン２３を水平面内を円運動させながら架台長手方向に横行移動させて所要の幅を有する直線状のピーニング部Ｐ１を形成し、続いて、形成したピーニング部Ｐ１と次のピーニング部Ｐ２が所要幅でラップするようにして図５に示す予め決められた任意の面積範囲の処理部３を自動的にピーニングするようにしたので、決められた任意の面積範囲を精度良く高効率にピーニングすることができる。

尚、本発明のフラッパーピーニング装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、種々の形状のワークピースに対するフラッパーピーニングに適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１中空シャフト（ワークピース）
４架台
５支持ローラ
９位置決め台
１４横行駆動台
１６昇降台
１７モータ
１８駆動軸
１９，２０偏心軸
２１揺動台
２２フラップ
２３ロトピーン

Claims

円柱状のワークピースを回転可能に支持する支持ローラを備えた架台と、該架台の長手方向に移動して位置決めが可能な位置決め台と、該位置決め台上に前記架台の長手方向へ横行移動可能に備えた横行駆動台と、該横行駆動台上に垂直方向へ昇降可能に備えた昇降台と、該昇降台に備えたモータの駆動軸と連動する２つの偏心軸により水平面内を円運動するよう備えた揺動台と、フラップがワークピース上に張り出して回転するよう前記揺動台上に水平に支持したロトピーンと、からなることを特徴とするフラッパーピーニング装置。
前記揺動台が前記駆動軸を中心に回動して、前記ロトピーンがワークピース上から退避できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のフラッパーピーニング装置。