JP2012016803A - Method and device for shot peening, and coil spring - Google Patents

Method and device for shot peening, and coil spring Download PDF

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Shudai Watabe
修大 渡部
Tsuneo Shimogo
常雄 下郷
Keiji Hasegawa
恵司 長谷川
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Chuo Hatsujo KK
Chuo Spring Co Ltd
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Chuo Hatsujo KK
Chuo Spring Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for shot peening which has a simple device configuration, whose costs for installing and maintenance of devices are reduced, and which can perform shot peening treatment to both radial sides of a coil spring.SOLUTION: The method for shot peening includes: a reflection member arranging step of arranging a reflection member having a reflection surface therein so as to cover the wholly axial length of the coil spring from the radially outer side; and a treatment step of inserting a nozzle into the radially inner side of the coil spring, blasting a shot from the nozzle by an airflow toward the radially outer side while moving the nozzle in the axial direction and also rotating the nozzle about the axis, thereby applying the shot peening treatment to the coil spring by the shot from the radially inner side and also applying the shot peening treatment to the coil spring by the shot reflected on the reflection surface from the radially outer side.

Description

本発明は、コイルばねにショットピーニングを施すためのショットピーニング方法、ショットピーニング装置、およびショットピーニングが施されたコイルばねに関する。   The present invention relates to a shot peening method for performing shot peening on a coil spring, a shot peening apparatus, and a coil spring subjected to shot peening.

コイルばねには、主に耐久性を向上させるために、ショットピーニングが施される。コイルばね用のショットピーニング装置としては、例えば、ノズル式のショットピーニング装置やインペラ式のショットピーニング装置などがある。このうち、ノズル式のショットピーニング装置の場合、ショットの搬送に空気流(エアコンプレッサ)が用いられている。このため、空気流を確保するために必要なエネルギコストが割高になってしまう。したがって、従来は、インペラ式のショットピーニング装置が主流だった。   The coil spring is subjected to shot peening mainly to improve durability. Examples of the shot peening device for the coil spring include a nozzle type shot peening device and an impeller type shot peening device. Of these, in the case of a nozzle-type shot peening apparatus, an air flow (air compressor) is used for shot conveyance. For this reason, the energy cost required to secure the air flow is expensive. Therefore, conventionally, an impeller type shot peening apparatus has been mainstream.

インペラ式のショットピーニング装置は、インペラを備えている。インペラは、コイルばねの外側(軸方向外側であって径方向外側)に配置されている。ショットは、回転するインペラの遠心力により発射される。   The impeller-type shot peening apparatus includes an impeller. The impeller is arranged outside the coil spring (outside in the axial direction and radially outside). The shot is fired by the centrifugal force of the rotating impeller.

しかしながら、インペラ式のショットピーニング装置によると、コイルばねの大きさと比較して、大型のインペラが必要である。このため、ショットピーニング装置が大型化してしまう。   However, according to the impeller-type shot peening apparatus, a large impeller is required as compared with the size of the coil spring. For this reason, a shot peening apparatus will enlarge.

また、インペラ式のショットピーニング装置によると、コイルばねの大きさと比較して、ショットの発射範囲が広い。このため、ショット全数に対する、コイルばねのショットピーニングに有効なショット数が少ない。つまり、処理効率が低い。また、本来ショットを当てる必要のないコイルばね以外の部分、具体的にはショットピーニング装置の部品に、ショットが衝突してしまう。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが高くなる。   Further, according to the impeller-type shot peening apparatus, the shot firing range is wider than the size of the coil spring. For this reason, the number of shots effective for shot peening of the coil spring is small with respect to the total number of shots. That is, the processing efficiency is low. In addition, the shot collides with a portion other than the coil spring that does not originally need to be shot, specifically, a part of the shot peening apparatus. For this reason, the maintenance cost of a shot peening apparatus becomes high.

また、コイルばね使用時においては、径方向外側部分よりも、径方向内側部分の方が、高い応力が作用しやすい。ところが、インペラ式のショットピーニング装置によると、径方向外側からしか、コイルばねにショットを発射することができない。このため、圧縮残留応力を高めたいコイルばねの径方向内側部分に、ショットピーニングを施しにくい。   Further, when the coil spring is used, a higher stress is more likely to act on the radially inner portion than on the radially outer portion. However, according to the impeller-type shot peening apparatus, a shot can be fired on the coil spring only from the outside in the radial direction. For this reason, it is difficult to perform shot peening on the radially inner portion of the coil spring for which the compressive residual stress is to be increased.

この点、特許文献1には、ノズル式のショットピーニング装置が開示されている。同文献のショットピーニング装置は、一対のノズルを備えている。一方のノズルは、コイルばねの径方向内側に配置されている。他方のノズルは、コイルばねの径方向外側に配置されている。一対のノズルからは、各々、空気流によりショットが発射される。   In this regard, Patent Document 1 discloses a nozzle-type shot peening apparatus. The shot peening apparatus of the same document includes a pair of nozzles. One nozzle is arrange | positioned at the radial inside of a coil spring. The other nozzle is arranged on the radially outer side of the coil spring. From each of the pair of nozzles, shots are fired by an air flow.

同文献のショットピーニング装置のノズルは小型である。このため、ショットピーニング装置が大型化しない。また、同文献のショットピーニング装置によると、ショットの発射範囲が狭い。このため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。また、コイルばねの径方向外側部分のみならず径方向内側部分にも、ショットピーニングを施しやすい。   The nozzle of the shot peening apparatus of the same document is small. For this reason, a shot peening apparatus does not enlarge. Further, according to the shot peening apparatus of the same document, the shot firing range is narrow. For this reason, processing efficiency is high. Further, it is difficult for the shot to collide with the parts of the shot peening apparatus. For this reason, the maintenance cost of the shot peening apparatus is low. Moreover, it is easy to perform shot peening not only on the radially outer part of the coil spring but also on the radially inner part.

特開昭53−60794号公報Japanese Patent Laid-Open No. 53-60794

しかしながら、同文献のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向両側に二つのノズルが必要である。このため、空気供給装置(コンプレッサなど)とノズルとを結ぶ配管、ショットの発射速度つまり空気流の速度を調整する装置およびその制御装置、ノズル駆動装置およびその制御装置などが、全て2系統必要になる。したがって、同文献のショットピーニング装置によると、機械的にも電気的にも、装置構成が複雑になる。また、その分、装置の設置コストが高騰化してしまう。   However, according to the shot peening apparatus of the same document, two nozzles are necessary on both sides in the radial direction of the coil spring. For this reason, piping for connecting the air supply device (compressor, etc.) and the nozzle, a device for adjusting the shot firing speed, that is, the speed of the air flow, and its control device, the nozzle drive device and its control device, all need two systems. Become. Therefore, according to the shot peening apparatus of the same document, the apparatus configuration becomes complicated both mechanically and electrically. In addition, the installation cost of the device is increased accordingly.

また、二つのノズルを用いてコイルばねの径方向両側からショットを発射する場合、径方向内側のノズルから発射されたショットが、直接、径方向外側のノズルに衝突してしまう。同様に、径方向外側のノズルから発射されたショットが、直接、径方向内側のノズルに衝突してしまう。このため、ノズルが劣化しやすい。したがって、この点においては、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが高くなってしまう。特に、径方向両側の二つのノズルを同期して動かす場合、より一層、ショットがノズルに衝突しやすくなる。   Further, when shots are fired from both radial sides of the coil spring using two nozzles, the shots fired from the radially inner nozzle directly collide with the radially outer nozzle. Similarly, a shot fired from a radially outer nozzle directly collides with a radially inner nozzle. For this reason, the nozzle tends to deteriorate. Therefore, in this respect, the maintenance cost of the shot peening apparatus is increased. In particular, when two nozzles on both sides in the radial direction are moved synchronously, the shot is more likely to collide with the nozzles.

本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、装置構成が簡単で、装置の設置コスト、メンテナンスコストが低く、コイルばねの径方向両側部分にショットピーニングを施すことができるショットピーニング方法、ショットピーニング装置を提供することを目的とする。並びに、本発明は、径方向両側部分にショットピーニングが施されたコイルばねを提供することを目的とする。   The shot peening method, the shot peening apparatus and the coil spring of the present invention have been completed in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a shot peening method and a shot peening apparatus that have a simple apparatus configuration, low apparatus installation costs and low maintenance costs, and can perform shot peening on both radial side portions of a coil spring. . In addition, an object of the present invention is to provide a coil spring in which shot peening is applied to both side portions in the radial direction.

(1)上記課題を解決するため、本発明のショットピーニング方法は、内側に反射面を有する反射部材を、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように配置する反射部材配置工程と、該コイルばねの径方向内側にノズルを挿入し、該ノズルを軸方向に移動させると共に軸周りに回転させながら、気流により該ノズルから径方向外側に向かってショットを発射し、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施す処理工程と、を有することを特徴とする(請求項1に対応)。   (1) In order to solve the above problem, the shot peening method of the present invention includes a reflecting member arranging step of arranging a reflecting member having a reflecting surface on the inside so as to cover the entire axial length of the coil spring from the radially outer side, A nozzle is inserted inside the coil spring in the radial direction, and while moving the nozzle in the axial direction and rotating around the axis, a shot is shot from the nozzle toward the outside in the radial direction by an air flow. And a process step of performing shot peening on the coil spring from the outside in the radial direction by the shot reflected by the reflecting surface from the inside. Correspondence).

ここで、「ノズルを軸方向に移動させる」場合には、ノズルを直線状に動かす場合は勿論、ノズルを螺旋状に動かす場合も含まれる。   Here, “moving the nozzle in the axial direction” includes not only moving the nozzle linearly but also moving the nozzle spirally.

本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側にノズルが、径方向外側に反射部材の反射面が、それぞれ配置される。ノズルから発射されたショットの一部は、径方向内側からコイルばねに衝突する。このため、コイルばねの径方向内側部分にショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねの径方向内側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。   According to the shot peening method of the present invention, the nozzle is disposed on the radially inner side of the coil spring, and the reflecting surface of the reflecting member is disposed on the radially outer side. A part of the shot fired from the nozzle collides with the coil spring from the radially inner side. For this reason, shot peening can be applied to the radially inner portion of the coil spring. That is, it is possible to impart plastic deformation to the radially inner portion of the coil spring and improve the compressive residual stress.

一方、ノズルから発射されたショットの他部は、コイルばねの線材間の隙間を通過し、反射面に衝突し跳ね返る。跳ね返ったショットは、径方向外側からコイルばねに衝突する。このため、コイルばねの径方向外側部分にショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねの径方向外側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。このように、本発明のショットピーニング方法によると、径方向両側部分の圧縮残留応力を向上させることができる。このため、コイルばねの耐久性を向上させることができる。   On the other hand, the other part of the shot fired from the nozzle passes through the gap between the wire rods of the coil spring, collides with the reflecting surface and bounces back. The bounced shot collides with the coil spring from the outside in the radial direction. For this reason, shot peening can be applied to the radially outer portion of the coil spring. That is, it is possible to give plastic deformation to the radially outer portion of the coil spring and improve the compressive residual stress. Thus, according to the shot peening method of the present invention, it is possible to improve the compressive residual stress at both side portions in the radial direction. For this reason, the durability of the coil spring can be improved.

また、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側に入るほど、ノズルが小型である。したがって、ショットピーニング装置が大型化しない。また、インペラ式のショットピーニング装置を用いる場合と比較して、ショットの発射範囲を狭くすることができる。このため、ショット全数に対する、コイルばねのショットピーニングに有効なショット数が多い。つまり、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。   Moreover, according to the shot peening method of the present invention, the nozzle is smaller as it enters the radial inside of the coil spring. Therefore, the shot peening apparatus does not increase in size. In addition, the shot firing range can be narrowed compared to the case where an impeller-type shot peening apparatus is used. For this reason, the number of shots effective for shot peening of the coil spring is large with respect to the total number of shots. That is, the processing efficiency is high. Further, it is difficult for the shot to collide with the parts of the shot peening apparatus. For this reason, the maintenance cost of the shot peening apparatus is low.

また、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側だけにノズルが配置されている。このため、気体供給装置とノズルとを結ぶ配管、ショットの発射速度つまり気流の速度を調整する装置およびその制御装置、ノズル駆動装置およびその制御装置などが、全て1系統で済む。したがって、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。   Further, according to the shot peening method of the present invention, the nozzle is disposed only on the radially inner side of the coil spring. For this reason, the piping connecting the gas supply device and the nozzle, the device for adjusting the shot firing speed, that is, the air velocity, and its control device, the nozzle drive device and its control device, all need only one system. Therefore, the apparatus configuration is simplified both mechanically and electrically. In addition, the installation cost of the apparatus is reduced accordingly.

また、本発明のショットピーニング方法によると、径方向外側からコイルばねに衝突するのは、少なくとも一回、反射面に跳ね返ったショットである。このため、必然的に、径方向内側からコイルばねに衝突するショットの方が、径方向外側からコイルばねに衝突するショットよりも、速度つまり運動エネルギが大きくなる。したがって、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力が、コイルばねの径方向外側部分の圧縮残留応力よりも、大きくなりやすい。このように、本発明のショットピーニング方法によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。なお、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力が飽和している場合は、径方向両側部分の圧縮残留応力が等しくなることもある。   Further, according to the shot peening method of the present invention, the collision with the coil spring from the outside in the radial direction is a shot that has bounced back to the reflecting surface at least once. For this reason, the speed, that is, the kinetic energy of the shot that collides with the coil spring from the radially inner side is inevitably higher than the shot that collides with the coil spring from the radially outer side. Therefore, the compressive residual stress in the radially inner portion of the coil spring tends to be larger than the compressive residual stress in the radially outer portion of the coil spring. As described above, according to the shot peening method of the present invention, it is easy to generate a larger compressive residual stress in the radially inner portion of the coil spring where high stress is likely to be applied during use compared to the radially outer portion. When the compressive residual stress at the radially inner portion of the coil spring is saturated, the compressive residual stress at both radial portions may be equal.

また、本発明のショットピーニング方法によると、仮にショットがノズルに衝突する場合であっても、衝突するのは、径方向内側のノズルから発射され、反射部材の反射面、またはコイルばねで跳ね返ったショットである。言い換えると、反射により運動エネルギが減衰したショットである。このため、ノズルが劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。   Further, according to the shot peening method of the present invention, even if the shot collides with the nozzle, it is fired from the radially inner nozzle and bounced off by the reflecting surface of the reflecting member or the coil spring. It is a shot. In other words, it is a shot in which the kinetic energy is attenuated by reflection. For this reason, the nozzle is unlikely to deteriorate. Therefore, the maintenance cost of the shot peening apparatus is low.

ところで、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力と、径方向外側部分の圧縮残留応力と、の比(以下、適宜「応力比」と称する。)は、コイルばねの全体(軸方向および周方向)に亘って、一定である方が好ましい。この点、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向外側部分に衝突するのは、径方向内側のノズルから発射され、反射部材の反射面で跳ね返ったショットである。また、反射部材は、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように、配置されている。このため、ノズルの動き、ショットの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねの全体に亘って、ばらつきにくい。   Incidentally, the ratio of the compressive residual stress in the radially inner portion of the coil spring to the compressive residual stress in the radially outer portion (hereinafter referred to as “stress ratio” as appropriate) is the entire coil spring (axial and circumferential). (Direction) is preferably constant. In this regard, according to the shot peening method of the present invention, what hits the radially outer portion of the coil spring is a shot fired from the radially inner nozzle and bounced off the reflecting surface of the reflecting member. Moreover, the reflection member is arrange | positioned so that the axial direction full length of a coil spring may be covered from a radial direction outer side. For this reason, the stress ratio is unlikely to vary over the entire coil spring regardless of the movement of the nozzle, the number of shots, the speed, and the like.

(1−1)好ましくは、上記(1)の構成において、前記処理工程において、前記ノズルを軸方向に直線状に移動させながら軸周りに回転させる構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が小さい場合に有効である。   (1-1) Preferably, in the configuration of the above (1), in the processing step, the nozzle may be rotated about the axis while moving linearly in the axial direction. This configuration is effective when the inner diameter of the coil spring is smaller than the outer diameter of the nozzle.

(1−2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記処理工程において、前記ノズルを螺動させながら軸周りに回転させる構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が大きい場合に有効である。   (1-2) Preferably, in the configuration of (1) above, in the processing step, the nozzle is rotated around the axis while being screwed. This configuration is effective when the inner diameter of the coil spring is larger than the outer diameter of the nozzle.

(1−3)好ましくは、上記(1)の構成において、前記処理工程において、前記気流は、ブロワにより供給される構成とする方がよい。本構成によると、当該気流がエアコンプレッサにより供給される場合と比較して、気流確保に必要なエネルギコストが低くなる。このため、エネルギ効率が高くなる。   (1-3) Preferably, in the configuration of (1) above, in the processing step, the airflow is preferably supplied by a blower. According to this configuration, the energy cost required to secure the airflow is lower than when the airflow is supplied by an air compressor. For this reason, energy efficiency becomes high.

(2)また、上記課題を解決するため、本発明のショットピーニング装置は、コイルばねの軸方向全長を径方向外側から覆うように配置され、内側に反射面を有する反射部材と、該コイルばねの径方向内側に挿入され、軸方向に移動すると共に軸周りに回転しながら、気流により径方向外側に向かってショットを発射するノズルと、を備え、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施すことを特徴とする(請求項2に対応)。   (2) Moreover, in order to solve the said subject, the shot peening apparatus of this invention is arrange | positioned so that the axial direction full length of a coil spring may be covered from a radial direction outer side, a reflection member which has a reflective surface inside, and this coil spring A nozzle that fires a shot toward the outside in the radial direction by an air flow while moving in the axial direction and rotating around the axis, and is applied to the coil spring from the inside in the radial direction by the shot. In addition to performing shot peening, shot peening is performed on the coil spring from outside in the radial direction by the shot reflected by the reflecting surface (corresponding to claim 2).

上記(1)に記載したように、本発明のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向両側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。このため、コイルばねの耐久性を向上させることができる。   As described in (1) above, according to the shot peening apparatus of the present invention, plastic deformation can be applied to both side portions in the radial direction of the coil spring to improve the compressive residual stress. For this reason, the durability of the coil spring can be improved.

また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルが小型なため、ショットピーニング装置が大型化しない。また、ショットの発射範囲を狭くすることができるため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくいため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。   Moreover, according to the shot peening apparatus of the present invention, since the nozzle is small, the shot peening apparatus does not increase in size. Further, since the shot firing range can be narrowed, the processing efficiency is high. In addition, since shots hardly collide with parts of the shot peening apparatus, the maintenance cost of the shot peening apparatus is low.

また、本発明のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向内側だけにノズルが配置されている。このため、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。   Moreover, according to the shot peening apparatus of the present invention, the nozzle is disposed only on the radially inner side of the coil spring. This simplifies the apparatus configuration both mechanically and electrically. In addition, the installation cost of the apparatus is reduced accordingly.

また、本発明のショットピーニング装置によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルの動き、ショットの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねの全体に亘って、ばらつきにくい。また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルが劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。   In addition, according to the shot peening apparatus of the present invention, it is easy to generate a larger compressive residual stress in the radially inner portion of the coil spring where high stress is likely to be applied during use than in the radially outer portion. Further, according to the shot peening apparatus of the present invention, the stress ratio is less likely to vary over the entire coil spring regardless of the movement of the nozzle, the number of shots, the speed, and the like. Further, according to the shot peening apparatus of the present invention, the nozzle is not easily deteriorated. Therefore, the maintenance cost of the shot peening apparatus is low.

(2−1)好ましくは、上記(2)の構成において、前記ノズルは、前記ショットを発射する際、軸方向に直線状に移動すると共に軸周りに回転する構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が小さい場合に有効である。   (2-1) Preferably, in the configuration of the above (2), when the shot is fired, the nozzle moves linearly in the axial direction and rotates around the axis. This configuration is effective when the inner diameter of the coil spring is smaller than the outer diameter of the nozzle.

(2−2)好ましくは、上記(2)の構成において、前記ノズルは、前記ショットを発射する際、螺動すると共に軸周りに回転する構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が大きい場合に有効である。   (2-2) Preferably, in the configuration of the above (2), the nozzle is configured to be screwed and rotated around an axis when firing the shot. This configuration is effective when the inner diameter of the coil spring is larger than the outer diameter of the nozzle.

(2−3)好ましくは、上記(2)の構成において、前記処理工程において、前記気流は、ブロワにより供給される構成とする方がよい。本構成によると、当該気流がエアコンプレッサにより供給される場合と比較して、気流確保に必要なエネルギコストが低くなる。このため、エネルギ効率が高くなる。   (2-3) Preferably, in the configuration of (2) above, in the processing step, the airflow is preferably supplied by a blower. According to this configuration, the energy cost required to secure the airflow is lower than when the airflow is supplied by an air compressor. For this reason, energy efficiency becomes high.

(3)好ましくは、上記(2)の構成において、前記反射部材は、外部から前記ノズルが挿入されるノズル挿入孔を有し、該ノズル挿入孔が径方向内側に収容されるように、内面に前記コイルばねが配置されるテーブルと、該コイルばねの軸方向全長が径方向内側に収容されるように、該テーブルの該内面に配置されるカバーと、を有する構成とする方がよい(請求項3に対応)。   (3) Preferably, in the configuration of the above (2), the reflection member has a nozzle insertion hole into which the nozzle is inserted from the outside, and the inner surface of the reflection member is accommodated radially inside. It is better to have a structure including a table on which the coil spring is disposed, and a cover disposed on the inner surface of the table so that the entire axial length of the coil spring is accommodated radially inside ( Corresponding to claim 3).

本構成によると、テーブルに対してカバーを脱着することにより、反射部材に対して、コイルばねを出し入れすることができる。このため、コイルばねの出し入れが簡単である。また、テーブルにコイルばねをセットする際、ノズル挿入孔を目安にコイルばねを配置することができる。このため、コイルばねの位置決めが簡単である。   According to this configuration, the coil spring can be taken in and out of the reflecting member by detaching the cover from the table. For this reason, taking in and out of the coil spring is easy. Further, when the coil spring is set on the table, the coil spring can be arranged with the nozzle insertion hole as a guide. For this reason, positioning of a coil spring is easy.

(4)また、上記課題を解決するため、本発明のコイルばねは、径方向内側部分の圧縮残留応力が径方向外側部分の該圧縮残留応力以上になるように、ショットピーニングが施されたことを特徴とする(請求項4に対応)。   (4) In order to solve the above problem, the coil spring of the present invention is shot peened so that the compressive residual stress in the radially inner portion is equal to or greater than the compressive residual stress in the radially outer portion. (Corresponding to claim 4).

ここで、コイルばねの「径方向内側部分」とは、軸方向に対して垂直に、径方向内側からコイルばねに光を照射した場合、光が当たる部分である。また、「径方向外側部分」とは、軸方向に対して垂直に、径方向外側からコイルばねに光を照射した場合、光が当たる部分である。例えば、コイルばねの線材の断面が略真円形状の場合は、当該断面の中心を通るように引かれた軸方向に平行な仮想線に対して、径方向内側の部分がコイルばねの径方向内側部分である。また、径方向外側の部分がコイルばねの径方向外側部分である。   Here, the “radially inner portion” of the coil spring is a portion that is exposed to light when the coil spring is irradiated with light from the radially inner side perpendicular to the axial direction. Further, the “radially outer portion” is a portion that is exposed to light when the coil spring is irradiated with light from the radially outer side perpendicular to the axial direction. For example, when the cross section of the wire rod of the coil spring is a substantially circular shape, the radially inner portion is the radial direction of the coil spring with respect to an imaginary line parallel to the axial direction drawn through the center of the cross section. The inner part. The radially outer portion is the radially outer portion of the coil spring.

コイルばねの径方向内側部分には、径方向外側部分よりも、使用時に高い応力が作用しやすい。この点、本発明のコイルばねによると、径方向内側部分の圧縮残留応力が、径方向外側部分の圧縮残留応力以上に設定されている。このため、耐久性を向上させることができる。なお、上記(1)のショットピーニング方法、(2)または(3)のショットピーニング装置によると、本発明のコイルばねを簡単に製造することができる。   Higher stress is more likely to act on the radially inner portion of the coil spring during use than on the radially outer portion. In this regard, according to the coil spring of the present invention, the compressive residual stress in the radially inner portion is set to be greater than the compressive residual stress in the radially outer portion. For this reason, durability can be improved. According to the shot peening method (1) and the shot peening apparatus (2) or (3), the coil spring of the present invention can be easily manufactured.

本発明によると、装置構成が簡単で、装置の設置コスト、メンテナンスコストが低く、コイルばねの径方向両側部分にショットピーニングを施すことができ、応力比がコイルばねの全体に亘ってばらつきにくいショットピーニング方法、ショットピーニング装置を提供することができる。また、本発明によると、径方向両側部分にショットピーニングが施されたコイルばねを提供することができる。   According to the present invention, the apparatus configuration is simple, the installation cost and the maintenance cost of the apparatus are low, shot peening can be performed on both sides in the radial direction of the coil spring, and the stress ratio is less likely to vary over the entire coil spring. A peening method and a shot peening apparatus can be provided. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a coil spring in which shot peening is performed on both radial side portions.

第一実施形態のショットピーニング装置の斜視図である。It is a perspective view of the shot peening apparatus of a first embodiment. 同ショットピーニング装置の分解透過斜視図である。It is a disassembled transmission perspective view of the same shot peening apparatus. 同ショットピーニング装置の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the same shot peening apparatus. 第一実施形態のコイルばねの軸方向の圧縮残留応力分布の模式図である。It is a schematic diagram of the compressive residual stress distribution of the axial direction of the coil spring of 1st embodiment. 同コイルばねの周方向の圧縮残留応力分布の模式図である。It is a schematic diagram of the compressive residual stress distribution of the circumferential direction of the coil spring. 第二実施形態のショットピーニング装置の斜視図である。It is a perspective view of the shot peening apparatus of 2nd embodiment. 第三実施形態のショットピーニング装置の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the shot peening apparatus of 3rd embodiment. 第四実施形態のショットピーニング装置のノズルの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a nozzle of a shot peening apparatus of a fourth embodiment. 第五実施形態のショットピーニング装置の軸方向断面図である。It is axial direction sectional drawing of the shot peening apparatus of 5th embodiment.

以下、本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of a shot peening method, a shot peening apparatus, and a coil spring according to the present invention will be described.

<第一実施形態>
[ショットピーニング装置]
まず、本実施形態のショットピーニング装置について説明する。図1に、本実施形態のショットピーニング装置の斜視図を示す。図2に、同ショットピーニング装置の分解透過斜視図を示す。図3に、同ショットピーニング装置の軸方向断面図を示す。
<First embodiment>
[Shot peening equipment]
First, the shot peening apparatus of this embodiment will be described. In FIG. 1, the perspective view of the shot peening apparatus of this embodiment is shown. FIG. 2 shows an exploded transparent perspective view of the shot peening apparatus. FIG. 3 shows an axial sectional view of the shot peening apparatus.

図1〜図3に示すように、ショットピーニング装置1は、反射部材2とノズル3とを備えている。反射部材2は、テーブル20とカバー21とを備えている。テーブル20は、鋼製であって板状を呈している。テーブル20は、ノズル挿入孔200と、多数の排気孔201と、反射面202と、取付ボス203と、を備えている。ノズル挿入孔200および排気孔201は、テーブル20を上下方向に貫通している。多数の排気孔201は、ノズル挿入孔200の周囲に、放射状に配置されている。取付ボス203は、テーブル20の上面(内面)に突設されている。取付ボス203は、ノズル挿入孔200の周囲に配置されている。反射面202は、テーブル20の上面に配置されている。反射面202は、平面状を呈している。反射面202は、ノズル挿入孔200の周囲に配置されている。反射面202は、テーブル20の上面のうち、後述するカバー21に覆われる部分に相当する。コイルばねCは、その軸方向が上下方向に並ぶように、テーブル20の上面に立設されている。コイルばねCの下端は、取付ボス203に、脱着可能に環装されている。つまり、コイルばねCは、ノズル挿入孔200の周囲に配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the shot peening apparatus 1 includes a reflecting member 2 and a nozzle 3. The reflecting member 2 includes a table 20 and a cover 21. The table 20 is made of steel and has a plate shape. The table 20 includes a nozzle insertion hole 200, a number of exhaust holes 201, a reflective surface 202, and a mounting boss 203. The nozzle insertion hole 200 and the exhaust hole 201 penetrate the table 20 in the vertical direction. A large number of exhaust holes 201 are arranged radially around the nozzle insertion hole 200. The mounting boss 203 protrudes from the upper surface (inner surface) of the table 20. The mounting boss 203 is disposed around the nozzle insertion hole 200. The reflective surface 202 is disposed on the upper surface of the table 20. The reflection surface 202 has a planar shape. The reflective surface 202 is disposed around the nozzle insertion hole 200. The reflective surface 202 corresponds to a portion of the upper surface of the table 20 that is covered by the cover 21 described later. The coil spring C is erected on the upper surface of the table 20 so that its axial direction is aligned in the vertical direction. The lower end of the coil spring C is attached to the mounting boss 203 so as to be detachable. That is, the coil spring C is disposed around the nozzle insertion hole 200.

ノズル3は、ノズル挿入孔200を介してコイルばねCの径方向内側に出入り可能に、配置されている。ノズル3は、上下方向(軸方向)に直線状に移動可能である。また、ノズル3は、軸周りに回転可能である。ノズル3は、ショット供給通路30を備えている。ショット供給通路30は、ノズル3の径方向中心に配置されている。ショット供給通路30は、上下方向に延在している。ショット供給通路30の上端は、断面三角形状の凸部301を境に、二手に分岐している。ショット供給通路30の分岐端(下流端)には、二つのショット発射口300が配置されている。二つのショット発射口300は、180°離間して、ノズル3の上端の外周面に開口している。図3に模式的に示すように、ショット供給通路30の上流端には、空気供給用のブロワ90が配置されている。また、ブロワ90の下流側には、投入量調整バルブ91を介して、ショットS投入用のホッパー92が分岐接続されている。   The nozzle 3 is disposed so as to be able to enter and exit in the radial direction of the coil spring C through the nozzle insertion hole 200. The nozzle 3 can move linearly in the vertical direction (axial direction). The nozzle 3 is rotatable around the axis. The nozzle 3 includes a shot supply passage 30. The shot supply passage 30 is disposed at the radial center of the nozzle 3. The shot supply passage 30 extends in the vertical direction. The upper end of the shot supply passage 30 is bifurcated with a convex portion 301 having a triangular cross section as a boundary. Two shot launch ports 300 are arranged at the branch end (downstream end) of the shot supply passage 30. The two shot launch ports 300 are 180 ° apart and open on the outer peripheral surface of the upper end of the nozzle 3. As schematically shown in FIG. 3, an air supply blower 90 is disposed at the upstream end of the shot supply passage 30. A hopper 92 for feeding shot S is branched and connected to the downstream side of the blower 90 via a loading amount adjusting valve 91.

ショットSは、ホッパー92からショット供給通路30に供給される。供給されたショットSは、ブロワ90から供給される空気流に乗ってショット供給通路30を通過し、ショット発射口300から径方向外側に向かって発射される。   The shot S is supplied from the hopper 92 to the shot supply passage 30. The supplied shot S rides on the air flow supplied from the blower 90, passes through the shot supply passage 30, and is fired radially outward from the shot launch port 300.

カバー21は、鋼製であって下方に開口する有底円筒状(カップ状)を呈している。カバー21は、テーブル20の上面に伏設されている。カバー21は、テーブル20の上面に、係合機構(図略)により脱着可能に固定されている。カバー21は、コイルばねCおよびノズル挿入孔200および多数の排気孔201を、上方から覆っている。カバー21は、反射面210を備えている。反射面210は、カバー21の内周面および上底面に配置されている。反射面210における、内周面部分は、曲面状(円柱裏面状)を呈している。反射面210における、上底面部分は、平面状を呈している。このように、カバー21がテーブル20に伏設されることにより、反射面202、210により区画される閉空間に、コイルばねCが収容されている。   The cover 21 is made of steel and has a bottomed cylindrical shape (cup shape) that opens downward. The cover 21 is laid on the upper surface of the table 20. The cover 21 is detachably fixed to the upper surface of the table 20 by an engagement mechanism (not shown). The cover 21 covers the coil spring C, the nozzle insertion hole 200, and the numerous exhaust holes 201 from above. The cover 21 includes a reflective surface 210. The reflective surface 210 is disposed on the inner peripheral surface and the upper bottom surface of the cover 21. The inner peripheral surface portion of the reflection surface 210 has a curved surface shape (cylindrical back surface shape). The upper bottom surface portion of the reflection surface 210 has a planar shape. Thus, the coil spring C is accommodated in the closed space defined by the reflecting surfaces 202 and 210 by the cover 21 being laid down on the table 20.

[ショットピーニング方法]
次に、本実施形態のショットピーニング方法について説明する。本実施形態のショットピーニング方法は、反射部材配置工程と処理工程とを有している。
[Shot peening method]
Next, the shot peening method of this embodiment will be described. The shot peening method of the present embodiment includes a reflecting member arranging step and a processing step.

反射部材配置工程においては、まず、取付ボス203にコイルばねCを取り付ける。次いで、コイルばねCの上から、カバー21をテーブル20に伏設する。そして、係合機構により、カバー21をテーブル20に固定する。   In the reflection member arranging step, first, the coil spring C is attached to the attachment boss 203. Next, the cover 21 is laid on the table 20 from above the coil spring C. Then, the cover 21 is fixed to the table 20 by the engagement mechanism.

処理工程においては、所定の動作パターンで、ノズル3を上下方向に動かしながら、軸周りに回転させる。並びに、ショット発射口300から径方向外側に向かって、ショットSを発射する。図3に模式的に示すように、発射されたショットSの一部は、コイルばねCの径方向内側部分に衝突する。また、発射されたショットSの他部は、コイルばねCの線材間の隙間を通過し、反射面210、202に衝突し跳ね返る。跳ね返ったショットSは、コイルばねCの径方向外側部分に衝突する。ショット発射口300から発射されたショットSおよび空気は、多数の排気孔201を介して、テーブル20の下方に流下する。使用後のショットSは、ショット回収装置(図略)により回収される。   In the processing step, the nozzle 3 is rotated around the axis while moving the nozzle 3 in a vertical direction in a predetermined operation pattern. In addition, the shot S is fired from the shot launch port 300 toward the radially outer side. As schematically shown in FIG. 3, a portion of the shot S that has fired collides with the radially inner portion of the coil spring C. Further, the other part of the shot S that has been fired passes through the gap between the wire rods of the coil spring C, collides with the reflecting surfaces 210 and 202 and bounces back. The bounced shot S collides with the radially outer portion of the coil spring C. The shot S and air fired from the shot launch port 300 flow down to the lower side of the table 20 through the numerous exhaust holes 201. The shot S after use is collected by a shot collection device (not shown).

[コイルばね]
次に、本実施形態のコイルばねについて説明する。図4に、本実施形態のコイルばねの軸方向の圧縮残留応力分布の模式図を示す。図5に、同コイルばねの周方向の圧縮残留応力分布の模式図を示す。
[Coil spring]
Next, the coil spring of this embodiment will be described. In FIG. 4, the schematic diagram of the compressive residual stress distribution of the axial direction of the coil spring of this embodiment is shown. FIG. 5 shows a schematic diagram of the distribution of compressive residual stress in the circumferential direction of the coil spring.

図4、図5に示すように、ショットピーニングを施した後のコイルばねCの圧縮残留応力分布は、径方向内側部分、径方向外側部分共に、軸方向全体および周方向全体に亘って略一定である。また、径方向内側部分の方が、径方向外側部分よりも、圧縮残留応力が高い。また、応力比も軸方向全体および周方向全体に亘って略一定である。   As shown in FIGS. 4 and 5, the compressive residual stress distribution of the coil spring C after the shot peening is substantially constant over the entire axial direction and the entire circumferential direction in both the radially inner portion and the radially outer portion. It is. Further, the compressive residual stress is higher in the radially inner portion than in the radially outer portion. The stress ratio is also substantially constant over the entire axial direction and the entire circumferential direction.

[作用効果]
次に、本実施形態のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの作用効果について説明する。本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、コイルばねCの径方向内側にノズル3が、径方向外側に反射面210における内周面部分が、それぞれ配置される。このため、コイルばねCの径方向両側部分に、ショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねCの径方向両側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。したがって、コイルばねCの耐久性を向上させることができる。
[Function and effect]
Next, the effects of the shot peening method, the shot peening apparatus, and the coil spring of this embodiment will be described. According to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the nozzle 3 is disposed on the radially inner side of the coil spring C, and the inner peripheral surface portion of the reflecting surface 210 is disposed on the radially outer side. For this reason, shot peening can be applied to both radial side portions of the coil spring C. That is, it is possible to impart plastic deformation to both side portions in the radial direction of the coil spring C and improve the compressive residual stress. Therefore, the durability of the coil spring C can be improved.

また、コイルばねCの上方には反射面210における上底面部分が、コイルばねCの下方には反射面202が、それぞれ配置されている。これらの反射面210、202により跳ね返ったショットSも、コイルばねCの圧縮残留応力を向上させるために利用することができる。   Further, an upper bottom surface portion of the reflecting surface 210 is disposed above the coil spring C, and a reflecting surface 202 is disposed below the coil spring C. Shots S bounced off by these reflecting surfaces 210 and 202 can also be used to improve the compressive residual stress of the coil spring C.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、コイルばねCの径方向内側に入るほど、ノズル3が小型である。したがって、ショットピーニング装置1が大型化しない。また、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、ショットSの発射範囲を狭くすることができる。このため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置1の部品(反射面210、202を除く。)にショットSが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置1のメンテナンスコストが低い。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the nozzle 3 is smaller as it enters the radial direction inner side of the coil spring C. Therefore, the shot peening apparatus 1 does not increase in size. Further, the shot S can be fired in a narrower range as compared with the impeller type shot peening apparatus. For this reason, processing efficiency is high. Further, the shot S hardly collides with the parts of the shot peening apparatus 1 (excluding the reflection surfaces 210 and 202). For this reason, the maintenance cost of the shot peening apparatus 1 is low.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、コイルばねCの径方向内側だけにノズル3が配置されている。このため、ショット供給通路30、ブロワ90およびその制御装置、投入量調整バルブ91およびその制御装置、ホッパー92、ノズル3の駆動装置およびその制御装置などが、全て1系統で済む。したがって、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。   Moreover, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the nozzle 3 is disposed only on the radially inner side of the coil spring C. For this reason, the shot supply passage 30, the blower 90 and its control device, the input amount adjusting valve 91 and its control device, the hopper 92, the nozzle 3 driving device and its control device, etc. are all in one system. Therefore, the apparatus configuration is simplified both mechanically and electrically. In addition, the installation cost of the apparatus is reduced accordingly.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、径方向外側からコイルばねCに衝突するのは、少なくとも一回、反射面210、202に跳ね返ったショットSである。このため、必然的に、径方向内側からコイルばねCに衝突するショットSの方が、径方向外側からコイルばねCに衝突するショットSよりも、速度つまり運動エネルギが大きくなる。したがって、コイルばねCの径方向内側部分の圧縮残留応力が、コイルばねCの径方向外側部分の圧縮残留応力よりも、大きくなりやすい。このように、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねCの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。   Moreover, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the shot S that rebounds on the reflection surfaces 210 and 202 hits the coil spring C from the outside in the radial direction at least once. For this reason, the shot S that collides with the coil spring C from the radially inner side necessarily has a higher speed, that is, kinetic energy, than the shot S that collides with the coil spring C from the radially outer side. Therefore, the compressive residual stress in the radially inner portion of the coil spring C tends to be larger than the compressive residual stress in the radially outer portion of the coil spring C. Thus, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, a larger compressive residual is provided in the radially inner portion of the coil spring C where high stress is likely to be applied during use than in the radially outer portion. It is easy to generate stress.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、コイルばねCの径方向外側部分に衝突するのは、径方向内側のノズル3から発射され、反射部材の反射面210、202で跳ね返ったショットSである。また、反射部材2は、コイルばねCの全体を覆うように、配置されている。このため、ノズル3の動き、ショットSの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねCの全体に亘って、ばらつきにくい。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the collision with the radially outer portion of the coil spring C is launched from the radially inner nozzle 3 and is reflected by the reflecting surfaces 210 and 202 of the reflecting member. It is a shot S that bounces back. Moreover, the reflection member 2 is arrange | positioned so that the whole coil spring C may be covered. For this reason, the stress ratio is unlikely to vary over the entire coil spring C regardless of the movement of the nozzle 3, the number of shots S, the speed, and the like.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、仮にショットSがノズル3に衝突する場合であっても、衝突するのは、径方向内側のノズル3から発射され、反射部材2の反射面210、202、またはコイルばねCで跳ね返ったショットSである。言い換えると、反射により運動エネルギが減衰したショットSである。このため、ノズル3が劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置1のメンテナンスコストが低い。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, even if the shot S collides with the nozzle 3, the collision is fired from the radially inner nozzle 3 and the reflecting member 2. The shot S is bounced back by the reflecting surfaces 210 and 202 or the coil spring C. In other words, the shot S has kinetic energy attenuated by reflection. For this reason, the nozzle 3 is hard to deteriorate. Therefore, the maintenance cost of the shot peening apparatus 1 is low.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、処理工程において、ノズル3を上下方向に直線状に移動させながら軸周りに回転させている。このため、ノズル3の外径に対して、コイルばねCの内径が小さい場合に有効である。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, in the processing step, the nozzle 3 is rotated around the axis while moving linearly in the vertical direction. For this reason, it is effective when the inner diameter of the coil spring C is smaller than the outer diameter of the nozzle 3.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、テーブル20に対してカバー21を脱着することにより、反射部材2に対して、コイルばねCを出し入れすることができる。このため、コイルばねCの出し入れが簡単である。また、テーブル20にコイルばねCをセットする際、取付ボス203を目安にコイルばねCを配置することができる。このため、コイルばねCの位置決めが簡単である。また、コイルばねCが取付ボス203に固定されているため、処理工程においてコイルばねCが倒れにくい。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the coil spring C can be taken in and out of the reflecting member 2 by detaching the cover 21 from the table 20. For this reason, taking in and out of the coil spring C is easy. Further, when the coil spring C is set on the table 20, the coil spring C can be arranged using the mounting boss 203 as a guide. For this reason, the positioning of the coil spring C is simple. Further, since the coil spring C is fixed to the mounting boss 203, the coil spring C is unlikely to fall down in the processing step.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、気体供給装置として、ブロワ90を用いている。このため、コンプレッサを用いる場合と比較して、空気の供給に必要なエネルギコストが低い。   Further, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the blower 90 is used as the gas supply apparatus. For this reason, compared with the case where a compressor is used, the energy cost required for supply of air is low.

また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置1によると、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、小径(例えば0.2mm以下)のショットSを発射しやすい。また、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、ショットSの速度を大きくしやすい。このため、冷間、温間を問わず、コイルばねCに充分な塑性変形を与えることができる。   In addition, according to the shot peening method and the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, it is easier to fire a shot S having a small diameter (for example, 0.2 mm or less) compared to an impeller type shot peening apparatus. Further, it is easy to increase the speed of the shot S as compared with the impeller type shot peening apparatus. For this reason, sufficient plastic deformation can be given to the coil spring C regardless of whether it is cold or warm.

<第二実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、処理工程において、ノズルが螺動しながら軸周りに回転する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図6に、本実施形態のショットピーニング装置の斜視図を示す。なお、図1と対応する部位については同じ符号で示す。
<Second embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the nozzle rotates around the axis while screwing in the processing step. Here, only differences will be described. FIG. 6 is a perspective view of the shot peening apparatus according to the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 1, it shows with the same code | symbol.

図6に示すように、コイルばねCの内径はノズル3の外径に対して大きい。仮に、コイルばねCの径方向中心においてノズル3を直線状に上下方向に動かす場合、ノズル3とコイルばねCとの距離が離れてしまうことになる。このため、コイルばねCに衝突する前にショットが減速してしまう。したがって、充分なショットピーニング効果が得られにくい。   As shown in FIG. 6, the inner diameter of the coil spring C is larger than the outer diameter of the nozzle 3. If the nozzle 3 is moved linearly in the vertical direction at the radial center of the coil spring C, the distance between the nozzle 3 and the coil spring C is increased. For this reason, the shot is decelerated before colliding with the coil spring C. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient shot peening effect.

この点、本実施形態のショットピーニング装置1のノズル3は、図中、太線矢印で示すように、コイルばねCの径方向内端から径方向内側に所定間隔だけ離間した位置を、螺旋状に上下方向に移動する。このため、ノズル3とコイルばねCとの距離が離れにくい。したがって、コイルばねCに衝突する前にショットが減速しにくい。よって、コイルばねCが大径であるにもかかわらず、充分なショットピーニング効果を得ることができる。   In this regard, the nozzle 3 of the shot peening apparatus 1 according to the present embodiment spirals in a position spaced apart from the radially inner end of the coil spring C by a predetermined distance from the radially inner end, as indicated by a thick arrow in the figure. Move up and down. For this reason, the distance between the nozzle 3 and the coil spring C is difficult to be separated. Therefore, it is difficult for the shot to decelerate before colliding with the coil spring C. Therefore, although the coil spring C has a large diameter, a sufficient shot peening effect can be obtained.

<第三実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ショットを発射する反動を利用してノズルが軸周りに回転する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図7に、本実施形態のショットピーニング装置の径方向断面図を示す。なお、図3と対応する部位については同じ符号で示す。
<Third embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the nozzle rotates around the axis by utilizing a reaction to fire a shot. Here, only differences will be described. In FIG. 7, the radial direction sectional drawing of the shot peening apparatus of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 3, it shows with the same code | symbol.

図7に示すように、ショット発射口300は、あたかも風車の羽根のように、径方向に対して所定の角度で傾斜している。ショット発射口300から空気流およびショットSが発射されると、偶力が発生する。このため、図中、白抜き矢印で示すように、ノズル3が軸周りに回転する。したがって、ショット発射口300を軸周りに回転させることができる。本実施形態のショットピーニング装置1によると、ノズル3を軸周りに回転させるための駆動機構が不要である。このため、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。   As shown in FIG. 7, the shot launch port 300 is inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction as if it were a blade of a windmill. When an air flow and shot S are fired from shot launch port 300, a couple is generated. For this reason, the nozzle 3 rotates around the axis as shown by the white arrow in the figure. Therefore, the shot launch port 300 can be rotated around the axis. According to the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, a drive mechanism for rotating the nozzle 3 around the axis is unnecessary. This simplifies the apparatus configuration both mechanically and electrically.

<第四実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ノズルにショット発射口が一つしか配置されていない点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図8に、本実施形態のショットピーニング装置のノズルの軸方向断面図を示す。なお、図3と対応する部位については同じ符号で示す。
<Fourth embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that only one shot launcher is arranged in the nozzle. Here, only differences will be described. FIG. 8 is a sectional view in the axial direction of the nozzle of the shot peening apparatus of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 3, it shows with the same code | symbol.

図8に示すように、ノズル3は、ショット供給通路30を備えている。ショット供給通路30は、ノズル3の径方向中心に配置されている。ショット供給通路30は、上下方向に延在している。ショット供給通路30の上端は、径方向外側に向かって湾曲している。ショット供給通路30の下流端には、単一のショット発射口300が配置されている。   As shown in FIG. 8, the nozzle 3 includes a shot supply passage 30. The shot supply passage 30 is disposed at the radial center of the nozzle 3. The shot supply passage 30 extends in the vertical direction. The upper end of the shot supply passage 30 is curved outward in the radial direction. A single shot launch port 300 is disposed at the downstream end of the shot supply passage 30.

本実施形態のショットピーニング装置1によると、ショット供給通路30の形状が簡単である。また、ショット発射口300が複数配置されている場合と比較して、ショットを発射するのに必要な流速を確保しやすい。   According to the shot peening apparatus 1 of the present embodiment, the shape of the shot supply passage 30 is simple. In addition, it is easier to secure a flow rate necessary for firing a shot than when a plurality of shot launch ports 300 are arranged.

<第五実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態のショットピーニング方法の後に、圧縮状態反射部材配置工程、圧縮状態処理工程が設定されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<Fifth embodiment>
The difference between this embodiment and the first embodiment is that a compressed state reflecting member arranging step and a compressed state processing step are set after the shot peening method of the first embodiment. Here, only differences will be described.

図9に、本実施形態のショットピーニング方法の、圧縮状態反射部材配置工程、圧縮状態処理工程で使用されるショットピーニング装置の軸方向断面図を示す。なお、図3と対応する部位については同じ符号で示す。図9に示すように、カバー21の上底面からは、下方に向かって環状の圧縮用リブ211が突設されている。   FIG. 9 is a cross-sectional view in the axial direction of a shot peening apparatus used in the compressed state reflecting member arranging step and the compressed state processing step of the shot peening method of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 3, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 9, an annular compression rib 211 projects downward from the upper bottom surface of the cover 21.

本実施形態のショットピーニング方法は、反射部材配置工程と、処理工程と、圧縮状態反射部材配置工程と、圧縮状態処理工程と、を有している。   The shot peening method of the present embodiment includes a reflecting member arranging step, a processing step, a compressed state reflecting member arranging step, and a compressed state treating step.

反射部材配置工程および処理工程においては、第一実施形態同様に、コイルばねにショットピーニングが施される。圧縮状態反射部材配置工程においては、まず、取付ボス203にコイルばねCを取り付ける。次いで、コイルばねCの上から、カバー21をテーブル20に伏設する。この際、コイルばねCの上端は、カバー21の圧縮用リブ211により下方に押圧される。このため、コイルばねCは、自然長状態(無負荷状態)に対して軸方向に圧縮された、圧縮状態でカバー21内に収容される。それから、係合機構により、カバー21をテーブル20に固定する。圧縮状態処理工程においては、圧縮状態のコイルばねCに、所定のショットピーニングを施す。   In the reflection member arranging step and the processing step, shot peening is applied to the coil spring as in the first embodiment. In the compressed state reflecting member arranging step, first, the coil spring C is attached to the attachment boss 203. Next, the cover 21 is laid on the table 20 from above the coil spring C. At this time, the upper end of the coil spring C is pressed downward by the compression rib 211 of the cover 21. For this reason, the coil spring C is accommodated in the cover 21 in a compressed state in which the coil spring C is compressed in the axial direction with respect to the natural length state (no load state). Then, the cover 21 is fixed to the table 20 by the engagement mechanism. In the compressed state processing step, predetermined shot peening is performed on the coil spring C in the compressed state.

本実施形態のショットピーニング方法によると、処理工程と圧縮状態処理工程とで、コイルばねCに2回のショットピーニングを施すことができる。このため、さらにコイルばねCの圧縮残留応力を向上させることができる。   According to the shot peening method of the present embodiment, the shot spring peening can be performed twice on the coil spring C in the processing step and the compression state processing step. For this reason, the compressive residual stress of the coil spring C can be further improved.

また、圧縮状態処理工程においては、自然長状態ではなく圧縮状態のコイルばねCにショットピーニングが施される。この点においても、コイルばねCの圧縮残留応力を向上させることができる。   In the compressed state processing step, shot peening is performed on the coil spring C in a compressed state, not in a natural length state. Also in this respect, the compressive residual stress of the coil spring C can be improved.

ところで、圧縮状態の場合、自然長状態と比較して、コイルばねCの軸方向に隣り合う線材間の隙間が小さくなってしまう。このため、圧縮状態処理工程においては、コイルばねCの径方向外側部分にショットピーニングを施しにくくなる。しかしながら、処理工程において、既にコイルばねCの径方向外側部分には、充分なショットピーニングが施されている。このため、径方向外側部分の圧縮残留応力を向上させることができる。一方、圧縮状態処理工程においては、コイルばねCの径方向内側部分の圧縮残留応力を、さらに向上させることができる。   By the way, in the compressed state, the gap between the wire rods adjacent to each other in the axial direction of the coil spring C becomes smaller than in the natural length state. For this reason, it becomes difficult to perform shot peening on the radially outer portion of the coil spring C in the compression state processing step. However, sufficient shot peening has already been applied to the radially outer portion of the coil spring C in the processing step. For this reason, the compressive residual stress of a radially outer portion can be improved. On the other hand, in the compressed state processing step, the compressive residual stress of the radially inner portion of the coil spring C can be further improved.

<その他>
以上、本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiments of the shot peening method, the shot peening apparatus, and the coil spring of the present invention have been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.

コイルばねCの材質、径、ピッチなどは特に限定しない。反射部材2の材質も特に限定しない。ショットSにより損傷を受けにくい材質の方が好ましい。また、ショットピーニング装置1におけるコイルばねCの配置方向も特に限定しない。例えば、軸方向が水平方向に並ぶように、コイルばねCを配置してもよい。また、コイルばねCの種類も特に限定しない。例えば、自動車の吸排気バルブ用のバルブスプリング、懸架用のコイルばねなどであってもよい。   The material, diameter, pitch, etc. of the coil spring C are not particularly limited. The material of the reflecting member 2 is not particularly limited. A material that is not easily damaged by the shot S is preferred. Further, the arrangement direction of the coil spring C in the shot peening apparatus 1 is not particularly limited. For example, the coil spring C may be arranged so that the axial direction is aligned in the horizontal direction. Further, the type of the coil spring C is not particularly limited. For example, it may be a valve spring for an intake / exhaust valve of an automobile, a coil spring for suspension, or the like.

また、反射面210、202の形状も特に限定しない。コイルばねCにショットピーニングを施すために適切なショットSの反射角度が得られればよい。例えば、曲面状(円柱裏面状、円錐裏面状、球裏面状など)でも平面状でもよい。また、曲面と平面とを適宜組み合わせてもよい。また、反射面210、202に、適宜、凸部や凹部を配置してもよい。   Further, the shape of the reflection surfaces 210 and 202 is not particularly limited. In order to perform shot peening on the coil spring C, an appropriate reflection angle of the shot S may be obtained. For example, it may be a curved surface (such as a cylindrical back surface, a conical back surface, or a spherical back surface) or a flat surface. Moreover, you may combine a curved surface and a plane suitably. Moreover, you may arrange | position a convex part and a recessed part to the reflective surfaces 210 and 202 suitably.

ノズル3のショット発射口300の配置数、周方向位置、軸方向位置は特に限定しない。配置数が少ない方が、ショットSを発射するのに必要な流速を確保しやすい。また、上記実施形態においては、気体供給装置としてブロワ90を用いたが、コンプレッサを用いてもよい。また、ブロワ90から供給する気体としては、空気の他、不活性ガスなどを用いてもよい。   There are no particular restrictions on the number of shot launch ports 300 arranged in the nozzle 3, the circumferential position, and the axial position. The smaller the number of arrangements, the easier it is to secure the flow velocity necessary to fire the shot S. Moreover, in the said embodiment, although the blower 90 was used as a gas supply apparatus, you may use a compressor. Moreover, as gas supplied from the blower 90, you may use inert gas etc. other than air.

また、第三実施形態においては、ノズル3自身の偶力のみにより、ノズル3を軸周りに回転させた。しかしながら、ノズル3自身の偶力と、ノズル3を回転させるための駆動機構と、を併用してもよい。この場合、ノズル3自身の偶力を利用しない場合と比較して、駆動機構の負担する駆動力が小さくなる。   In the third embodiment, the nozzle 3 is rotated around the axis only by the couple of the nozzle 3 itself. However, the couple of the nozzle 3 itself and a drive mechanism for rotating the nozzle 3 may be used in combination. In this case, the driving force borne by the driving mechanism is smaller than in the case where the couple of the nozzle 3 itself is not used.

1:ショットピーニング装置、2:反射部材、3:ノズル。
20:テーブル、21:カバー、30:ショット供給通路、90:ブロワ、91:投入量調整バルブ、92:ホッパー。
200:ノズル挿入孔、201:排気孔、202:反射面、203:取付ボス、210:反射面、211:圧縮用リブ、300:ショット発射口、301:凸部。
S:ショット、C:コイルばね。
1: shot peening apparatus, 2: reflecting member, 3: nozzle.
20: Table, 21: Cover, 30: Shot supply passage, 90: Blower, 91: Input amount adjusting valve, 92: Hopper.
200: Nozzle insertion hole, 201: Exhaust hole, 202: Reflecting surface, 203: Mounting boss, 210: Reflecting surface, 211: Compression rib, 300: Shot launch port, 301: Convex part.
S: Shot, C: Coil spring.

Claims (4)

内側に反射面を有する反射部材を、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように配置する反射部材配置工程と、
該コイルばねの径方向内側にノズルを挿入し、該ノズルを軸方向に移動させると共に軸周りに回転させながら、気流により該ノズルから径方向外側に向かってショットを発射し、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施す処理工程と、
を有するショットピーニング方法。
A reflecting member disposing step of disposing a reflecting member having a reflecting surface on the inner side so as to cover the entire axial length of the coil spring from the radially outer side;
A nozzle is inserted inside the coil spring in the radial direction, and while moving the nozzle in the axial direction and rotating around the axis, a shot is shot from the nozzle toward the outside in the radial direction by an air flow. A process of performing shot peening on the coil spring from the inside, and performing shot peening on the coil spring from the outside in the radial direction by the shot reflected by the reflecting surface;
A shot peening method comprising:
コイルばねの軸方向全長を径方向外側から覆うように配置され、内側に反射面を有する反射部材と、
該コイルばねの径方向内側に挿入され、軸方向に移動すると共に軸周りに回転しながら、気流により径方向外側に向かってショットを発射するノズルと、
を備え、
該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施すショットピーニング装置。
A reflection member disposed so as to cover the entire axial length of the coil spring from the outside in the radial direction, and having a reflection surface on the inside;
A nozzle that is inserted on the radially inner side of the coil spring, moves in the axial direction and rotates around the axis, and fires a shot toward the radially outer side by an air flow;
With
A shot peening apparatus that applies shot peening to the coil spring from the radially inner side by the shot and applies shot peening to the coil spring from the radially outer side by the shot reflected by the reflecting surface.
前記反射部材は、
外部から前記ノズルが挿入されるノズル挿入孔を有し、該ノズル挿入孔が径方向内側に収容されるように、内面に前記コイルばねが配置されるテーブルと、
該コイルばねの軸方向全長が径方向内側に収容されるように、該テーブルの該内面に配置されるカバーと、
を有する請求項2に記載のショットピーニング装置。
The reflective member is
A table having a nozzle insertion hole into which the nozzle is inserted from the outside, and the coil spring disposed on the inner surface so that the nozzle insertion hole is accommodated radially inside;
A cover disposed on the inner surface of the table such that the entire axial length of the coil spring is accommodated radially inside;
The shot peening apparatus according to claim 2, comprising:
径方向内側部分の圧縮残留応力が径方向外側部分の該圧縮残留応力以上になるように、ショットピーニングが施されたコイルばね。   A coil spring subjected to shot peening so that the compressive residual stress in the radially inner portion is equal to or greater than the compressive residual stress in the radially outer portion.
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