JP2020192659A - Peening system and peening method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピーニングシステムおよびピーニング方法に関する。 The present invention relates to a peening system and a peening method.
例えば、鋼橋などの鋼構造物の現場では、溶接部の疲労寿命改善を目的としてピーニング装置を用いた処理が行われている(例えば、非特許文献1参照)。ピーニング装置は、硬質のピンの振動を用いて溶接部を連続的かつ高速に打撃して、溶接部の疲労強度を向上させる装置である。ピーニング装置としては、超音波振動を用いてピンを振動させる超音波打撃処理(UIT,Ultrasonic Impact Treatment)や、圧縮空気を用いてピンを振動させるエアー式ニードルピーニング(PPP,Portable Pneumatic needle-Peening)などが知られている。 For example, at the site of a steel structure such as a steel bridge, a process using a peening device is performed for the purpose of improving the fatigue life of the welded portion (see, for example, Non-Patent Document 1). The peening device is a device that continuously and at high speed hits the welded portion by using the vibration of a hard pin to improve the fatigue strength of the welded portion. As a peening device, ultrasonic impact treatment (UIT, Ultrasonic Impact Treatment) that vibrates a pin using ultrasonic vibration and pneumatic needle peening (PPP, Portable Pneumatic needle-Peening) that vibrates a pin using compressed air. Etc. are known.
ところで、ピーニング装置のハンドツールの重量は数kgのものがあり、作業員が例えば鋼橋の鋼床版の裏面に溶接されたリブの上端部など、下方を向く面に形成された溶接部に対して上向きで作業を行う場合は、作業員の肉体的負担が大きいという課題がある。また、プレートガーダーのウエブに溶接されたガセット類の溶接部など、側方を向く面に形成された溶接部に対して横向きで作業する場合も、作業時間が長くなれば作業員の肉体的疲労の蓄積は無視できない。 By the way, the hand tool of the peening device weighs several kg, and the worker puts it on the welded part formed on the downward facing surface such as the upper end of the rib welded to the back surface of the steel deck of the steel bridge. On the other hand, when the work is performed upward, there is a problem that the physical burden on the worker is large. Also, when working sideways to a welded part formed on a side facing surface such as a welded part of gussets welded to the web of a plate girder, if the working time becomes long, the worker's physical fatigue Accumulation cannot be ignored.
そこで、本発明は、ピーニング装置を用いて下方を向く面や側方を向く面に形成された溶接部に対して作業を行う場合において作業者の肉体的負担を軽減することができるピーニングシステムおよびピーニング方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a peening system capable of reducing the physical burden on the operator when performing work on a welded portion formed on a surface facing downward or a surface facing sideways using a peening device. The purpose is to provide a peening method.
本発明のある観点によれば、ピーニングシステムは、ピーニング装置と、前記ピーニング装置に連結されたワイヤと、前記鋼構造物の取り付け面に磁力により取り付けられる磁石装置と、前記磁石装置により支持され、前記ワイヤに力を加えることで前記ピーニング装置を前記取り付け面に向かって付勢する加力装置と、を備える。 According to a certain aspect of the present invention, the peening system is supported by a peening device, a wire connected to the peening device, a magnet device magnetically attached to a mounting surface of the steel structure, and the magnet device. A force device for urging the peening device toward the mounting surface by applying a force to the wire is provided.
前記ピーニングシステムは、前記加力装置から引き出された前記ワイヤが掛け回され、前記ワイヤの延びる方向を転換する方向転換機構と、を有してもよい。 The peening system may have a direction changing mechanism in which the wire drawn from the force device is hung around and changes the extending direction of the wire.
前記ピーニングシステムにおいて、前記ワイヤは、前記取り付け面に沿う方向に引き出されてもよい。 In the peening system, the wire may be pulled out along the mounting surface.
上記のピーニングシステムにおいて、前記方向転換機構は、円筒状の外周面を有し、前記ワイヤは、前記外周面に掛け回されていてよい。 In the above peening system, the direction changing mechanism has a cylindrical outer peripheral surface, and the wire may be hung around the outer peripheral surface.
上記のピーニングシステムにおいて、前記ピーニング装置は、超音波振動により打撃を行う超音波打撃装置であってもよい。 In the above-mentioned peening system, the peening device may be an ultrasonic striking device that strikes by ultrasonic vibration.
本発明の別の観点によれば、ピーニング方法は、上記いずれかのピーニングシステムを用いてピーニング処理を施す。 According to another aspect of the present invention, the peening method performs a peening process using any of the above peening systems.
上記の構成によれば、ピーニング装置がワイヤを介して取り付け面に向かって付勢されるため、作業者が負担するピーニング装置の荷重が低減され、それによって作業者の負担を軽減することができる。
また、磁力を用いた磁石装置を用いることにより、加力装置を鋼構造物に容易に取り付けることができる。
According to the above configuration, since the peening device is urged toward the mounting surface via the wire, the load of the peening device borne by the operator is reduced, whereby the burden on the operator can be reduced. ..
Further, by using a magnet device using magnetic force, the force applying device can be easily attached to the steel structure.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
図1および図2は、本発明の実施形態に係るピーニングシステムの概略的な構成を示す図である。図1は側面図であり、図2は図1のII−II線矢視図である。図1および図2に示されるように、ピーニングシステム1は、ピーニング装置2と、ピーニング装置2に連結されたワイヤ3と、鋼床版10(鋼構造物)の裏面11(下方を向く取り付け面)に磁力により取り付けられる磁石装置4と、磁石装置4によって支持された加力装置5と、ワイヤ3の方向転換機構であるローラー7と、を有する。ピーニング装置2は、後述するように鋼床版10の裏面11に形成された溶接部13を打撃することが可能な装置である。本実施形態のピーニングシステム1では、重量物であるピーニング装置2を、鋼床版10の裏面11に対する磁石装置4の磁着力、および磁石装置4に連結された加力装置5がワイヤ3に発生させる付勢力を利用して支持する。
1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a peening system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the peening system 1 includes a
磁石装置4は、磁石装置本体41と、磁力のON/OFFを行うレバー42とを有する。磁石装置本体41には、例えばネオジム磁石などの永久磁石が内蔵されている。磁石装置4は、永久磁石の磁力により、鋼床版10の裏面11に吸着面43を介して取り付けられる。磁石装置4と加力装置5とは、連結部材6により連結されている。加力装置5は、鋼床版10の裏面11に取り付けられた磁石装置4に支持されることによって、裏面11の近傍に配置される。
磁力を用いた磁石装置4を用いる場合、加力装置5を鋼床版10に容易に取り付けることができる。なお、磁石装置4としては、永久磁石を内蔵したものに限ることはなく、例えば、電磁石を用いた磁石装置を使用することもできる。本実施形態では、磁石装置4の磁石として永久磁石を用いたことによって、例えば電磁石を利用するのと比較して、装置を小型化、軽量化することができる。
The magnet device 4 has a magnet device
When the magnet device 4 using magnetic force is used, the
加力装置5は、ワイヤ3に力を加えることによりピーニング装置2(ハンドツール21)を上方、すなわち鋼床版10の裏面11に向かって付勢する装置である。本実施形態の加力装置5は、ケーシング51と、ケーシング51内に配置された弾性部材52(渦巻きバネなど)とを有し、ワイヤ3を巻き取ることによりワイヤ3に力を加える。ワイヤ3は弾性部材52に連結されており、加力装置5は、弾性部材52の弾性を利用してワイヤ3を巻き取る。このとき、ワイヤ3には上向きの付勢力が生じる。加力装置5は、弾性部材52によるワイヤ3の巻き取りの強さ、すなわち付勢力の大きさを調整することが可能であってもよい。ケーシング51は例えば箱形状をなしており、側面53と、上面54と、下面55と、を有する。ワイヤ3は、ケーシング51の側面53に設けられた開口56から引き出されている。図示されているように、ケーシング51の上面54が鋼床版10の裏面11に接するため、ワイヤ3はケーシング51の側面53から鋼床版10の裏面11に沿うように(略水平方向に)、磁石装置4に向かう方向に引き出されることになる。
The
図示された例において、ローラー7は、磁石装置4と加力装置5との間に配置される。すなわち、本実施形態のピーニングシステム1では、磁石装置4、ローラー7、および加力装置5は、裏面11(取り付け面)に沿って磁石装置4、ローラー7、加力装置5の順で配置されている。
ローラー7は、円筒状の外周面を有し、回転軸71に回転自在に支持されている。回転軸71は、その一端が連結部材6に固定されている。回転軸71は、磁石装置4および加力装置5が鋼床版10の裏面11に取り付けられた場合に、加力装置5から引き出されたワイヤ3が延びる方向と交差し、かつ、鋼床版10の裏面11に沿う方向に回転軸71の軸線Aが延びるように配置されている。ローラー7は、その外周面の上端の高さがワイヤ3用の開口56の高さと同じになるように配置されている。加力装置5から鋼床版10の裏面11に沿う方向に引き出されたワイヤ3は、ローラー7に掛け回されることによって下向きに向きを変えられる。従って、ローラー7はワイヤ3の方向転換機構として機能している。加力装置5およびローラー7を鋼床版10の裏面11に近い位置に配置することにより、例えばピーニング作業の作業スペースをより広く確保することができる。
In the illustrated example, the
The
ローラー7を用いてワイヤ3の延びる方向を転換することにより、例えば加力装置5から鋼床版10の裏面11に沿う方向にワイヤ3が引き出される場合においても、ワイヤ3に負担をかけることなくワイヤ3の延びる方向を下向きに転換することができる。本実施形態では、円筒状の外周面を有するローラー7を方向転換機構として用いることによって、例えば作業者によりワイヤ3が斜め方向に引っ張られた場合においても、ワイヤ3がローラー7の外周面を滑ることによって、その力を受け流すことができる。
また、ローラー7を磁石装置4と加力装置5との間に配置し、ワイヤ3の引っ張り力が作用する点を磁石装置4の近傍としたことによって、ピーニング装置2の重量により連結部材6を介して磁石装置4を引き剥がすように作用するモーメントを常に小さくすることができる。
By changing the extending direction of the
Further, by arranging the
以上で説明したような本発明の実施形態に係るピーニングシステムによれば、重量物であるピーニング装置2のハンドツール21がワイヤ3を介して作業者の上方に配置された加力装置5によって鋼床版10の裏面11に向かって付勢されるため、作業者が負担するピーニング装置2の荷重が低減され、それによって作業者の負担を軽減することができる。
According to the peening system according to the embodiment of the present invention as described above, the
また、方向転換機構として機能するローラー7を用いることで、加力装置5から引き出されるワイヤ3の方向を取り付け面(本実施形態では裏面11)から離れる方向ではなく、磁石装置4に向かう方向とすることができる。これにより、加力装置5を取り付け面に沿う配置(取り付け面からの厚みが最小となる配置)とすることが可能となり、ピーニング作業の作業スペースをより広く確保することができ、所定の長さを有するハンドツール21の操作の自由度を確保することができる。
ワイヤ3が引き出される方向が磁石装置4に向かい、かつ、ローラー7(方向転換機構、ワイヤがかかる位置)が磁石装置4と加力装置5との間に配置されることによって、打撃処理を行う部位の形状や処理範囲に合わせた施工性の改善を行うことができる。
Further, by using the
The striking process is performed by the direction in which the
また、本実施形態のピーニングシステム1のうち、ピーニング装置2を除く構成、すなわち、磁石装置4、加力装置5、ローラー7、およびワイヤ3は、例えば、5kgの付勢力を確保できる構成でありながら、総重量は2kg程度とすることができるため、作業者の持ち歩きの負担は小さい。
Further, in the peening system 1 of the present embodiment, the configuration excluding the
(ピーニング装置の構成)
図3は、本発明の実施形態のピーニング装置2の概略的な構成例を示す図である。図示された例において、ピーニング装置2は、超音波打撃処理(UIT,Ultrasonic Impact Treatment)を行う超音波打撃装置である。
図3に示されるように、ピーニング装置2は、ハンドツール21と、ハンドツール21と電気的に接続されている電源装置22とを有する。電源装置22は床面などに載置される部位であり、ハンドツール21は作業者に把持される部位である。ハンドツール21の重量は3kg〜4kg程度である。
電源装置22は、ハンドツール21内の超音波発振部24(コイル242)に交流電流を供給する。
(Configuration of peening device)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration example of the
As shown in FIG. 3, the
The
ハンドツール21は、円筒形状のカバー部23と、カバー部23に内蔵された超音波発振部24と、超音波発振部24の振動により振動する導波部25と、導波部25の振動を吸収する緩衝部として機能するスプリング26と、導波部25の先端に設けられた打撃ピン27とを有する。
導波部25は、カバー部23の内周面に沿う円柱形状の導波部本体251を有し、スプリング26は、導波部本体251の外周面に沿うように配置されている。
The
The
超音波発振部24は、振動部241と、振動部241に巻き付けられたコイル242とを有する。振動部241は、導波部25の後端に接続されている。
カバー部23には、グリップ28を取り付けてもよい。また、カバー部23内の超音波発振部24を冷却するための冷却装置を設けてもよい。
The ultrasonic
A
ピーニング装置2では、超音波発振部24にて発生する超音波振動により導波部25および打撃ピン27が振動する。振動する打撃ピン27で対象物を打撃することができる。
In the
また、ピーニング装置2のハンドツール21にスプリング26が内蔵されているため、作業時の反動を、スプリング26の反発力(3kg程度)以下とすることができる。ただし、エアー式ニードルピーニング(PPP)や、電動式のピーニング装置を用いた場合でも、より大きな巻き取り力で付勢することで、ハンドツールの自重のみならず、作業時の反動の軽減を実現することもできる。なお、PPPではハンドツールの重量は2kg程度であるが、作業時の反動はUITと比較してかなり大きい。
Further, since the
(ピーニングシステムを用いるピーニング方法)
次に、再び図1を参照して、本実施形態のピーニングシステム1を用いてピーニング処理を施すピーニング方法について説明する。
作業者は、鋼床版10の裏面11に磁石装置4および加力装置5を取り付ける。
次いで、加力装置5から引き出されたワイヤ3をローラー7に掛け回したうえで、ピーニング装置2のハンドツール21に連結する。次いで、ハンドツール21の重量に応じて、作業者にとってハンドツール21が負担とならず、また、作業者の好みの巻き取り力となるように、加力装置5を調整する。
(Peening method using peening system)
Next, with reference to FIG. 1 again, a peening method for performing peening processing using the peening system 1 of the present embodiment will be described.
The operator attaches the magnet device 4 and the
Next, the
これにより、作業者は、図1および図3に示されるような鋼床版10の裏面11に設けられているUリブ12の上端部の溶接部13に対しても作業性が向上し、軽い負荷で作業を行うことができる。
As a result, the operator can improve workability with respect to the welded
また、図4に示されるように、鋼床版10の裏面11と板状の鉛直リブ12Aとの間の溶接部13Aに関しても作業者の負担を軽減することができる。
Further, as shown in FIG. 4, it is possible to reduce the burden on the operator with respect to the welded
また、図5に示されるように、プレートガーダーのウエブ10Bに溶接されたガセット類12Bの溶接部13Bなど、側方を向く面に形成された溶接部に対して横向きで作業する場合も、作業者の負担を軽減することができる。すなわち、磁石装置4および加力装置5を側方を向く面に取り付けた場合でも、方向転換機能であるローラー7がワイヤ3の向きを転換することで、打撃処理にともなうワイヤ3の動きを阻害することがない。また、磁石装置4を取り付けた位置から引き剥がすように作用するするモーメントを小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the work is also performed when working sideways with respect to the welded portion formed on the side facing surface such as the welded
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.
1…ピーニングシステム、10…鋼床版、11…裏面(取り付け面)、12…リブ、13…溶接部、2…ピーニング装置、21…ハンドツール、22…電源装置、23…カバー部、24…超音波発振部、241…振動部、242…コイル、25…導波部、251…導波部本体、26…スプリング、27…打撃ピン、28…グリップ、3…ワイヤ、4…磁石装置、41…磁石装置本体、42…レバー、43…吸着面、5…加力装置、51…ケーシング、52…弾性部材、53…側面、54…上面、55…下面、56…開口、6…連結部材、7…ローラー、71…回転軸、A…軸線。 1 ... peening system, 10 ... steel deck, 11 ... back surface (mounting surface), 12 ... rib, 13 ... welded part, 2 ... peening device, 21 ... hand tool, 22 ... power supply device, 23 ... cover part, 24 ... Ultrasonic oscillating part, 241 ... vibrating part, 242 ... coil, 25 ... waveguide part, 251 ... waveguide body, 26 ... spring, 27 ... striking pin, 28 ... grip, 3 ... wire, 4 ... magnet device, 41 … Magnet device body, 42… lever, 43… attraction surface, 5… force device, 51… casing, 52… elastic member, 53… side surface, 54… top surface, 55… bottom surface, 56… opening, 6… connecting member, 7 ... Roller, 71 ... Rotating axis, A ... Axis.
Claims (6)
前記ピーニング装置に連結されたワイヤと、
鋼構造物の取り付け面に磁力により取り付けられる磁石装置と、
前記磁石装置により支持され、前記ワイヤに力を加えることで前記ピーニング装置を前記取り付け面に向かって付勢する加力装置と、
を備えるピーニングシステム。 With a peening device
The wire connected to the peening device and
A magnet device that is magnetically attached to the mounting surface of a steel structure,
A force device supported by the magnet device and urging the peening device toward the mounting surface by applying a force to the wire.
A peening system equipped with.
前記加力装置から引き出された前記ワイヤが掛け回され、前記ワイヤの延びる方向を転換する方向転換機構を有する
請求項1に記載のピーニングシステム。 The peening system
The peening system according to claim 1, further comprising a direction changing mechanism in which the wire drawn from the force device is hung around and changes the extending direction of the wire.
前記ワイヤは、前記外周面に掛け回されている請求項2または請求項3に記載のピーニングシステム。 The direction changing mechanism has a cylindrical outer peripheral surface and has a cylindrical outer peripheral surface.
The peening system according to claim 2 or 3, wherein the wire is hung around the outer peripheral surface.
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