JP6439993B2 - ショット処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ショット処理装置に関し、詳細には、投射材を処理対象物（ワーク）に投射してワークに表面処理を施すショット処理装置に関する。

ワークであるコイルバネに投射材を投射して表面処理加工するショット処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような装置では、コイルバネを構成するバネ線の全周に満遍なく投射材を投射するために、コイルバネを、長手方向軸線を中心に回転させながら研掃室内で搬送すると共に、二台の遠心式投射機を用いてコイルバネに投射材を投射している。二台の投射機は、各々の羽根車の回転方向が逆方向に設定され、投射分布におけるピーク投射角が異なるように設定されている。

特開２００１−７１２１９号公報

しかしながら、特許文献１のショット処理装置には、二台の投射機が必要であるため、ショット処理装置全体が大型化してしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一台の投射機でワークに満遍なく投射材を投射することによって大型化が抑制されたショット処理装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、
ワークを搬送するワーク搬送機構と前記ワークに投射材を投射する投射機とを備えたショット処理装置であって、
前記ワーク搬送機構が、前記ワークの搬送方向に延びるように並列配置された一対のローラであって前記ワークが載置されると共に長手方向軸線を中心に回転駆動される一対のローラと、
前記ワークの搬送方向に回転駆動される無端チェーンと、
前記一対のローラの間から突出するように前記無端チェーンに取付けられ前記無端チェーンの回転駆動によって前記一対のローラに載置された前記ワークを搬送方向に押して搬送する搬送部材と、を備え、
前記投射機が、前記一対のローラの上方に配置され、前記一対のローラに載置されたワークに対して投射材を投射する遠心式の投射機であって、
前記投射機が、円筒形状を有し中心軸線が前記ワークの搬送方向に直交する方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され、側壁に前記投射材の排出口となる第一開口と第二開口とが形成されたコントロールケージと、
前記コントロールケージの外方で前記コントロールケージの径方向外方に延びるように配置された複数のブレードを備え前記コントロールケージの中心軸線を中心に回転する羽根車であって、前記ブレードは、回転方向前方側の表面に、回転方向後方側に傾斜した後傾部が設けられている、羽根車と、を備え、
前記コントロールケージの第一開口および第二開口は、互いに前記コントロールケージの周方向に離間し且つ前記コントロールケージの中心軸線方向にオフセットして配置されている、
ことを特徴とするショット処理装置が提供される。

このような構成を有する本発明によれば、無端チェーンが回転駆動されると無端チェーンに取付けられた搬送部材が、一対のローラに載置されたワークを搬送方向に押して搬送する。一対のローラは長手方向軸線を中心に回転駆動されるので、一対のローラに載置されたワークは、搬送部材によって搬送されながら、ローラの回転に伴ってローラ上で回転（自転）する。この結果、投射機から投射された投射材が、ワークの外周側に満遍なく投射され、均一なショット処理が達成される。

投射機において、コントロールケージの外周側に配置された羽根車のブレードは、コントロールケージの周方向に回転するので、コントロールケージの第一開口および第二開口を通して排出された投射材は、ブレードによって加速されてワークに投射される。このように羽根車の回転により加速されて投射される投射材は、ある程度分散しながら投射されることになる。
上記構成では、羽根車は、ワークの搬送方向に直交する方向に向くように配置されたコントロールケージの中心軸を中心に回転するので、羽根車の回転により投射される投射材は、ワークの搬送方向に拡散するように投射される。

ここで、本発明の羽根車のブレードの表面には、羽根車の径方向に対して回転方向後方側に傾倒した後傾部が形成されている。このため、コントロールケージから先に排出された投射材がブレードの表面に接触する前に、コントロールケージから後から排出された投射材がブレードの表面に接触してブレードの先端側へ向けて加速される。これにより、先に排出された投射材がブレードの表面に接触する時点では、後から排出された投射材と先に排出された投射材とがブレードの表面の近い位置に集められる。この結果、投射材の投射は、ワークの搬送方向に沿った分散幅が抑えられて集中化される。

また、コントロールケージは、投射材の排出部として第一開口及び第二開口の二個の開口を備え、第一開口及び第二開口は、互いに周方向に離間し且つ前記コントロールケージの中心軸線方向にオフセットして配置されている。これにより、第一開口及び第二開口からそれぞれ排出される投射材は、コントロールケージの周方向において離間した位置からそれぞれ排出され、それぞれ分散幅が抑えられながら、ワークの搬送方向にずれて投射される。

このため、全体としての投射分布は、分散幅の抑えられた二つの投射分布を合成した分布になり、投射機による有効な投射範囲に二つの投射ピークを有することになる。よって、ワークは、一台の投射機で、搬送方向下流側の斜め上方側と搬送方向上流側の斜め上方側からバランス良くショット処理される。

前記第一開口および第二開口は、二辺が前記コントロールケージの中心軸線に平行な矩形状を備えている。

このような構成によれば、ワークに投射材を集中的に投射することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ブレードは、前記後傾部の先端側に、前記後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな非後傾部を備えている。

このような構成によれば、後傾部がブレードの基端部側に形成されると共に、ブレードの表面の先端部側に非後傾部が形成されているので、後傾部で集中された投射材は非後傾部で加速されて投射される。

尚、本明細書では、「後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな」とは、その傾斜角が、後傾部の回転方向後方側への傾斜角より小さい場合の他、径方向に延びる構成、および回転方向前方側に傾斜している構成も包含する。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記後傾部の径方向長さが、前記非後傾部の径方向長さよりも長く設定されている。

このような構成によれば、ブレードの後傾部で投射材を十分に集めてから非後傾部で投射材の速度を増すことができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記後傾部と前記非後傾部とが湾曲部によって接続されている。

このような構成によれば、ブレードの後傾部で投射材を集めた後、投射材の速度を湾曲部及び非後傾部で徐々に増加させることができる。

このように、本発明によれば、一台の投射機でワークに満遍なく投射材を投射することができるので、ショット処理装置の大型化が抑制される。

本発明の一実施形態に係るショットピーニング装置の正面図である。 図１のショットピーニング装置の右側面図である。 図１のショットピーニング装置の平面図である。 図１の投射機の正面視の断面図である。 図１の投射機の側面視の縦断面図である。 図１の投射機のコントロールケージの側面図である。 図１のショットピーニング装置におけるスピナーローラの変位調整機構を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図１のショットピーニング装置におけるワークの搬送状態を示す正面図である。 図１のショットピーニング装置の投射材の投射分布を示す図である。 対比例のショットピーニング装置の投射分布を示す図である。

以下、図１ないし図９に沿って、本発明のショット処理装置の一実施形態であるショットピーニング装置１０について説明する。なお、これらの図中、矢印ＦＲは装置正面視の手前側を差し、矢印ＵＰは装置上方側を差し、矢印ＬＨは装置正面視の左側を差している。

図１は、ショットピーニング装置１０の正面図であり、図２はショットピーニング装置１０の右側面図であり、図３はショットピーニング装置１０の平面図である。ショットピーニング装置１０の主なワークＷは、コイルばねである。なお、図中の矢印Ｄは、ワークＷの搬送方向(以下、単に「搬送方向」という。)を示している。

図１に示されているように、ショットピーニング装置１０は、キャビネット１２を備えている。キャビネット１２は、投射材（ショット、ショット材ともいい、例えば、「鋼球」である。）がキャビネット１２の外部に飛散しないように、内部空間と外部空間とを隔てる外壁部を備えている。また、装置下部の着地面は、装置上下方向の高さが同一になるように設定されている。

キャビネット１２の内部には、投射室１２Ａ（「投射ブース」、「加工室」、「研掃室」ともいう。）が形成されている。投射室１２Ａは、後述する投射機４０により投射された投射材によってワークＷに「ピーニング処理」を行うブースである。

キャビネット１２には、搬送方向の上流側（図１の左側）に投射室入口１２Ｂが形成され、搬送方向の下流側（図１の右側）に投射室出口１２Ｃが形成されている。投射室入口１２Ｂは、ワークＷを投射室１２Ａに搬入するための開口であり、投射室出口１２Ｃは、ワークＷを投射室１２Ａから搬出するための開口である。

キャビネット１２の搬送方向の上流側（図１の左側）には、ショットピーニング装置１０に導入されるワークＷをセットするセット部１４が設けられている。なお、ワークＷの重量または温度等に起因して、人手によるセット作業が困難な場合には、セット部１４に搬入装置（図示省略）を設け、この搬入装置を用いてワークＷを機械的にセットする構成としてもよい。

キャビネット１２の内部には、ワークＷを搬送経路に沿って移送するワーク搬送機構が設けられている。ワーク搬送機構は、搬送方向に沿って延びるように配置された円柱状の一対のスピナーローラ２８と、チェーンコンベア２０とを備えている。２つのスピナーローラ２８の各々は、同一の寸法形状を備えている。

一対のスピナーローラ２８は、上部にワークＷが載置されるように構成されている。詳細には、並列配置された２本のスピナーローラ２８の上面の間に形成された凹所内に、ワークWが受け入れられるように構成されている。さらに、一対のスピナーローラ２８は、長手方向軸線を中心に同一方向に回転駆動され、載置されたワークＷをスピナーローラ２８上で回転（自転）させることができるように構成されている。

チェーンコンベア２０は、無端のチェーン２２と、チェーン２２の外方側に取付けられた搬送部材としての複数のアタッチメント２６とを備えている。チェーン２２は、投射室入口１２Ｂの上流側および投射室出口１２Ｃの下流側に配置されたスプロケット２４に巻回されており、搬送方向（矢印Ｄ方向）に延びるように配置されている。スプロケット２４は、駆動源１８に連結され連続的に回転駆動可能である。

図８は、チェーンコンベア２０によるワークＷの搬送状態を説明するための正面図である。なお、図８では、一対のスピナーローラ２８のうちの手前側に配置されているスピナーローラ２８は、省略されている。図８に示されるように、無端のチェーン２２の外方側に取り付けられているアタッチメント２６は、棒状の本体部分がチェーン２２の外方に向かって一対のスピナーローラ２８の間から突出するように、チェーン２２に沿って等間隔に取付けられている。

図７（Ｂ）に示されるように、左右一対のチェーン２２がアタッチメント２６を挟んで設けられている。アタッチメント２６は、左右一対のチェーン２２に掛け渡されて支持されたチェーンプレート２３上に上方に向かって延びるように取付けられている。

アタッチメント２６は、チェーン２２が回転駆動されると、棒状の本体部分が一対のスピナーローラ２８に載置されたワークＷの後端を搬送方向（矢印Ｄ方向）に押し、一対のスピナーローラ２８上でワークＷを連続的に搬送方向下流側に移送する。

上述したように、一対のスピナーローラ２８は長手方向軸線を中心に回転駆動され、載置されたワークＷを自転させるので、ワークＷは、一対のスピナーローラ２８上で自転させられながら、アタッチメント２６によって搬送されることになる。

一対のスピナーローラ２８の軸部には、一対のスピナーローラ２８の間隔を変更調整する間隔調整機構３０が連結されている。間隔調整機構３０は、各スピナーローラ２８の下方に配置された一対の回動アーム３０Ａを備えている。回動アーム３０Ａの先端部は、一対のスピナーローラ２８の軸部を、その軸線を中心に回転可能に支持している。各回動アーム３０Ａの基端部は、スピナーローラ２８の下方に配置されスピナーローラ２８と平行に延びる回転軸３０Ｂにそれぞれ連結されている。

図７（Ａ）に示されるように、回転軸３０Ｂは、装置フレーム側に回転可能に支持され、無端ベルト３０Ｃを介して駆動源である駆動モータ３０Ｄの出力軸側に連結されている。このような構成によって、間隔調整機構３０は、駆動モータ３０Ｄによって回転軸３０Ｂを中心に回動アーム３０Ａを揺動させ、図７（Ｂ）に示されるように、スピナーローラ２８を円弧状軌道に沿って変位させることができる。

したがって、本実施形態では、間隔調整機構３０の回動アーム３０Ａを外方に揺動させて、一対のスピナーローラ２８を図７に実線で示す外方位置に配置させることにより、大径のワークＷをスピナーローラ２８に載置することができる。このため、大きさの異なるワークＷに適宜、対応することができる。

また、図７（Ａ）に示されるように、回動アーム３０Ａの先端部には、駆動モータ２９がブラケット３１を介して固定されており、駆動モータ２９の出力軸がスピナーローラ２８の軸部に接続されている。これにより、スピナーローラ２８は、上述したように、軸線回りに同一方向に回転駆動可能とされている。

図１に示されるように、キャビネット１２の搬送方向下流側には、搬出シュート３２が設けられている。搬出シュート３２は、その上流側端部が、スピナーローラ２８の下流側端部に隣接して配置され、全体として、搬送方向下流に向かって下方に傾斜している。すなわち、搬出シュート３２は、スピナーローラ２８上を搬送されてきたワークＷを矢印Ｍ方向に搬出する通路部とされている。

キャビネット１２の上壁部には、一台の遠心式の投射機４０が取り付けられている。投射機４０は、一対のスピナーローラ２８の上方側に配置され、一対のスピナーローラ２８上を搬送されるワークＷに対して投射材を投射する。なお、投射機４０の詳細については後述する。

投射機４０の上方側には、投射材導入パイプ４４（「導入管」ともいう）が配置されている。この投射材導入パイプ４４の上端は、カットゲート４６（「流量調整装置」ともいう）を介して投射材ホッパ４８（「ショットタンク」ともいう）に接続されている。投射材ホッパ４８は、投射材を一時的に貯留するホッパである。投射材ホッパ４８は、内部空間が左右一対の仕切壁４８Ｄで装置左右方向に三分割されている。すなわち、投射材ホッパ４８は、一対の仕切壁４８Ｄの間に位置するメイン部４８Ａと、メイン部４８Ａの左右両側に隣接する一対のサイド部４８Ｂ、４８Ｃと、を備えている。そして、投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａの底部は、前述したカットゲート４６が接続されている。なお、カットゲート４６は、投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａから供給される投射材の流量を調整するための開閉ゲートである。

投射材ホッパ４８の左側のサイド部４８Ｂの底部は、供給パイプ３４Ａを介して第一ショットカーテン装置３６に接続されている。第一ショットカーテン装置３６は、投射室入口１２Ｂの斜め上方側に配置されてキャビネット１２に固定されている。第一ショットカーテン装置３６は、供給パイプ３４Ａに接続される容器部３６Ａを備えると共に、容器部３６Ａの底部に接続された下向きの矩形パイプ３６Ｂを備えている。矩形パイプ３６Ｂは、断面が矩形に形成された投射材の流出用パイプである。

容器部３６Ａは、その内部空間が上部仕切板によって上部空間と下方の下部空間とに仕切られている。そして、第一ショットカーテン装置３６には、上部仕切板の開口部を開閉可能なゲート機構３６Ｄが設けられている。また、容器部３６Ａの内部において、上部仕切板の開口部の下方側には、凹状の受け部が設けられ、受け部は、上部仕切板の開口部を通って落下する投射材を一旦受け止めてから下方側へ供給するように構成されている。

このように構成された第一ショットカーテン装置３６は、供給パイプ３４Ａから供給された投射材を容器部３６Ａ経由で矩形パイプ３６Ｂから連続的に落下させること（所謂ショットカーテンの生成）が可能となっている。すなわち、投射室入口１２Ｂ側は、ゲート機構３６Ｄのゲート開閉により、ショットカーテンが開閉される構造になっている。

また、投射材ホッパ４８の右側のサイド部４８Ｃの底部は、供給パイプ３４Ｂを介して第二ショットカーテン装置３８に接続されている。第二ショットカーテン装置３８は、投射室出口１２Ｃの斜め上方側に配置されてキャビネット１２に固定されている。第二ショットカーテン装置３８は、供給パイプ３４Ｂに接続される容器部３８Ａを備えると共に、容器部３８Ａの底部に接続された下向きの矩形パイプ３８Ｂを備えている。矩形パイプ３８Ｂは、断面が矩形に形成された、投射材の流出用パイプである。

容器部３８Ａも、その内部空間が上部仕切板によって上部空間とその下方の下部空間とに仕切られている。そして、第二ショットカーテン装置３８には、上部仕切板の開口部を開閉可能なゲート機構３８Ｄが設けられている。また、容器部３８Ａの内部において、上部仕切板の開口部の下方側には、凹状の受け部が設けられ、受け部は、上部仕切板の開口部を通って落下する投射材を一旦受け止めてから下方側へ供給するように構成されている。

このように構成された第二ショットカーテン装置３８は、供給パイプ３４Ｂから供給された投射材を容器部３８Ａ経由で矩形パイプ３８Ｂから連続的に落下させること（所謂ショットカーテンの生成）が可能となっている。すなわち、投射室出口１２Ｃ側は、ゲート機構３８Ｄのゲート開閉により、ショットカーテンが開閉される構造になっている。

また、第一ショットカーテン装置３６と第二ショットカーテン装置３８との間のキャビネット１２の上方位置には、投射機４０が配置されている。投射機４０は、投射材導入パイプ４４と、カットゲート４６と、投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａとを介して循環装置５０に連結されている。循環装置５０は、ワークＷに投射された投射材を搬送して投射機４０へ循環させるための装置であり、キャビネット１２の内部におけるチェーンコンベア２０の下方側に下部スクリューコンベヤ５２を備えている。

下部スクリューコンベヤ５２は、搬送方向（矢印Ｄ方向）に沿って延びるように水平に配置されている。下部スクリューコンベヤ５２におけるスクリュー羽根の螺旋巻き方向は、装置右側（下流側）に配置される部位と装置左側（上流側）に配置される部位とで逆方向とされている。すなわち、下部スクリューコンベヤ５２のスクリュー羽根は、投射された投射材等を装置左右方向の中央部側へ搬送するように配置されている。また、下部スクリューコンベヤ５２の搬送下流側の端部は、図２に示されるバケットエレベータ５４の下部収集部に臨む位置に配置されている。すなわち、バケットエレベータ５４は、下部スクリューコンベヤ５２と連通され、ワークＷに投射された投射材を回収する回収経路を構成している。

本実施形態のバケットエレベータ５４は、公知構造のバケットエレベータと同一構造を備え、ショットピーニング装置１０の上部及び下部に配置されたプーリ５４Ａ（図中では下部のプーリのみ図示）に無端ベルト５４Ｂが巻回され、無端ベルト５４Ｂに多数のバケット（図示省略）が取り付けられている。プーリ５４Ａはモータによって回転駆動される。これにより、バケットエレベータ５４は、装置下部に落下して下部スクリューコンベヤ５２で回収された投射材等（ワークＷに投射された投射材と粉粒状の異物との混合物）を、バケットで掬い上げ、装置下部から装置上部（キャビネット１２の上方）へ搬送するように構成されている。

バケットエレベータ５４の上端部には、分配箱５６が配置され、分配箱５６は、バケットエレベータ５４の上部搬出口（投出し口部）に連通されている。図１及び図２に示されるように、分配箱５６は、バケットエレベータ５４から投げ出された投射材を、投射機４０に供給するための第一ルート４２Ａと、第一ショットカーテン装置３６に供給するための第二ルート４２Ｂと、第二ショットカーテン装置３８に供給するための第三ルート４２Ｃと、に分配する。

第一ルート４２Ａは、投射材が、分配箱５６からセパレータ６０、投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａ（図１参照）、カットゲート４６、及び投射材導入パイプ４４を通って投射機４０に移動するルートである。

また、図１に示される第二ルート４２Ｂは、投射材が、分配箱５６から分配パイプ５８Ａ、投射材ホッパ４８の左側のサイド部４８Ｂ、及び供給パイプ３４Ａを通って第一ショットカーテン装置３６に移動するルートである。

さらに、第三ルート４２Ｃは、投射材が、分配箱５６から分配パイプ５８Ｂ、投射材ホッパ４８の右側のサイド部４８Ｃ、及び供給パイプ３４Ｂを通って第二ショットカーテン装置３８に移動するルートである。

バケットエレベータ５４の上端部は、図２に示されるように、分配箱５６を介してセパレータ６０に接続されると共に、分配箱５６を介しかつセパレータ６０を介さずに第一ショットカーテン装置３６（図１参照）及び第二ショットカーテン装置３８に接続されている。

セパレータ６０は、ワークＷに投射された投射材を回収するための回収経路に設けられ、風力選別機構６２を備えている。風力選別機構６２は、セトリングチャンバー部６４を介して図示しない集塵機の吸気側に接続されている。なお、集塵機は、投射材に混入した微粉などの異物（不純物）を回収するためのものであり、空気を吸入する吸入部（ブロワ）を備える。

風力選別機構６２は、投射材と粉粒状の異物との混合物を自然落下させながら、落下する混合物に上向きの気流を当てることで、気流に乗せられる軽量物と落下する重量物とを分別する。風力選別機構６２の下方側には、投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａ（図１参照）が配置されている。このように風力選別機構６２は、自然落下を利用して再利用可能な投射材を投射材ホッパ４８のメイン部４８Ａ（図１参照）へ供給するように構成されている。

セトリングチャンバー部６４は、風力選別機構６２における軽量物の流路の下流側に設けられ、吸入された空気中の粒子を迂回流によって分離（選別）する。セトリングチャンバー部６４は、吸入された粉粒物（異物）のうち、粒径がより小さく軽い微粉（粉状物）等を気流に乗せて集塵機側へ排出し、粒径が比較的大きく重い微粉（粒状物）等を落下させて粗出しパイプ６６を介して粗出ケース６８に排出する。

次に、図４ないし図６に沿って、投射機４０について詳細に説明する。
図４は、投射機４０の正面視の断面図である。また、図５は、投射機４０の側面視の縦断面図である。これらの図に示されるように、投射機４０は、ケース本体７２を備えている。ケース本体７２は、略角錐台の外形を有し、底部側（図４の下方側）が開放されて投射材の投射部となっている。図５に示されるように、ケース本体７２の底部からは左右のベース７２Ａが互いに離反する方向に延出し、このベース７２Ａがキャビネット１２（図１参照）の上壁部へ固定されている。

また、ケース本体７２の装置正面視の奥側（図５の右側）の側部７２Ｂには、軸受ユニット７４等の先端部が挿通される貫通孔が形成されている。一方、ケース本体７２の装置正面視の手前側（図５の左側）の側部７２Ｃには、導入筒７０が挿通される貫通孔が形成されている。導入筒７０には、投射材導入パイプ４４（図１参照）が接続されている。一方、ケース本体７２の頂部は、蓋８０が取付けられ、この蓋８０には、ライナ７８の上方部分が挿通される貫通孔が形成されている。ライナ７８は、ケース本体７２の内側に取り付けられている。

ケース本体７２の内部の中央には、コントロールケージ９２が配置されている。コントロールケージ９２は、ケース本体７２の装置正面視の手前側(図５の左側)の側部７２Ｃに、前面カバー８８を介して取り付けられている。コントロールケージ９２は、円筒形状を有し、回転軸７７Ｘと同心に配置され、導入筒７０から投射材が内部に供給されるように構成されている。このコントロールケージ９２は、図３に示されるように、中心軸線ＣＬが装置平面視で搬送方向（矢印Ｄ方向）に直交する方向に延びるように配置されている。図５に示されるように、コントロールケージ９２の装置正面視の手前側(図５の左側)の開口端の内周部と、導入筒７０の外周部との間には、環状のブラケット９６とシール部材９８とが配置されている。なお、導入筒７０の一部は、導入筒押さえ（図示せず）によって投射機４０の本体に固定されている。

コントロールケージ９２の側壁９２Ａには、側壁９２Ａを貫通し、投射材の排出部となる第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙ（図６参照）が形成されている。コントロールケージ９２の側面図である図６に示されるように、第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、コントロールケージ９２の中心軸線ＣＬに平行な二辺を含む矩形形状を備えている。また、第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、同一の寸法形状を備えている。そして、第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、互いにコントロールケージ９２の周方向に離間し、且つ、コントロールケージ９２の軸線方向にオフセットして配置されている。第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、コントロールケージ９２上で、周方向に重ならないように配置されている。

図５に示されているように、ケース本体７２の図中右側の中央部には、軸受ユニット７４の先端部７４Ａが連結されている。詳細には、軸受ユニット７４の先端部７４Ａは、ケース本体７２の図中右側の側部７２Ｂに取り付けられている。軸受ユニット７４は、ベアリング７４Ｂを備え、回転軸７７Ｘを回転自在に支持している。

回転軸７７Ｘの基端部には、第二プーリ７９が取付けられている。この第二プーリ７９と、駆動モータ７６（図２参照）の回転軸に取付けられた第一プーリ(図示せず)とには、無端ベルト８１が巻回されている。これにより、駆動モータ７６（図２参照）の回転力が回転軸７７Ｘに伝達される。

回転軸７７Ｘの先端部７７Ａには、フランジ付円筒体であるハブ８２の円筒部８２Ａがキーによって固定されている。ハブ８２には、センタープレート９０がボルトで固定されている。また、ディストリビュータ９４が、センタープレート９０を介して回転軸７７Ｘの先端部７７Ａにボルト８４で固定されている。

図４に示されるように、ディストリビュータ９４が、コントロールケージ９２の内側に配置されている。ディストリビュータ９４は、内部に径方向に延びる複数の羽根９４Ａと、周方向に等間隔に配置された複数の開口とを備え、コントロールケージ９２との間に間隙を形成するように、コントロールケージ９２の内側に配置されている。ディストリビュータ９４は、駆動モータ７６（図２参照）の作動によって回転し、コントロールケージ９２の内側で回転する。

ディストリビュータ９４が回転することで、導入筒７０からコントロールケージ９２の内側に供給された投射材が、ディストリビュータ９４内でかき混ぜられ、回転するディストリビュータ９４の開口から、遠心力で、ディストリビュータ９４の開口を通して、ディストリビュータ９４とコントロールケージ９２の間の間隙に供給される。この間隙に供給された投射材は、間隙中を、コントロールケージ９２の内周面に沿って回転方向に移動し、コントロールケージ９２の開口９２Ｘ及び開口９２Ｙから径方向外方に排出される。

このとき、コントロールケージ９２の第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙ（図６参照）からの投射材の排出方向は、ディストリビュータ９４の回転中心（後述する羽根車１００の回転中心Ｃと同じ）からの径方向に対して羽根車１００の回転方向（矢印Ｒ方向）に傾斜した方向となる。

図５に示されるように、ハブ８２の円筒部８２Ａの軸方向一端部から半径方向外側に延びるフランジ８２Ｂは、側板ユニット１０２の円環状の第一側板１０２Ａにボルトで固定されている。側板ユニット１０２は、コントロールケージ９２の外周側に配置された羽根車１００の一部を構成している。羽根車１００は、第一側板１０２Ａと、第一側板１０２Ａと間隔をおいて対向配置された円環状の第二側板１０２Ｂと、を備えている。第一側板１０２Ａと第二側板１０２Ｂとは、連結部材１０２Ｃによって連結されている。

さらに、羽根車１００は、第一側板１０２Ａと第二側板１０２Ｂとの間にコントロールケージ９２の径方向外方に延びるように配置された複数のブレード（羽根）１０４を備えている。羽根車１００は、駆動モータ７６（図２参照）の作動によって回転力を得てコントロールケージ９２の周方向に回転するようになっている。羽根車１００の回転方向とディストリビュータ９４の回転方向とは、同一方向に設定されている。各ブレードは、コントロールケージ９２の外周側に径方向外方端が、羽根車１００の回転方向（矢印Ｒ方向）後方側に位置するように傾斜した向きで、コントロールケージ９２の外周に沿って配置されている。羽根車１００は、搬送方向と直交する方向に回転軸が延び、図９に示されているように、羽根車１００のブレード１０４が、チェーンコンベア２０側(搬送経路側)では、搬送方向上流側から下流側に向けて移動するように回転方向(矢印Ｒ方向)が設定されている。

図４に示されるように、ブレード１０４の回転方向前側の表面１０６は、径方向内方(基端部)側の部分に、回転方向後方側に傾斜した後傾部１１０を備えている。後傾部１１０は、羽根車１００の径方向に対して３０°〜５０°の角度、回転方向後方に傾斜しているのが好ましく、本実施形態では４０°傾斜している。

また、ブレード１０４の表面１０６の先端側(すなわち、後傾部１１０の径方向外方側)には、羽根車１００の回転中心Ｃからの略径方向（径方向線Ｌ２方向）に延びる非後傾部１１４が形成されている。即ち、非後傾部１１４は、回転方向後方への傾斜角度が、後傾部１１０より小さく設定されている。
後傾部１１０の径方向長さは、非後傾部１１４の径方向長さよりも長く設定されている。また、後傾部１１０と非後傾部１１４とは、湾曲部１１２によって繋がれている。

また、ブレード１０４の表面１０６とは反対側の面１０８は、基端部に、径方向に対して後傾部１１０より大きく回転方向後方側に傾斜した傾斜部１１６を備えている。ブレード１０４の裏面１０８には、径方向中間部に隆起部１１８が突出形成されている。この隆起部１１８は、羽根車１００の半径方向外側の凹湾曲部が連結部材１０２Ｃに当接している。

次に、本実施形態のショット処理装置の作用及び効果について説明する。
図８に示されているように、ワークＷは、チェーン２２の回転駆動時にアタッチメント２６によって搬送方向（矢印Ｄ方向）に押されることで、搬送される。一対のスピナーローラ２８に載置されたワークＷは、アタッチメント２６による搬送中、スピナーローラ２８の回転によって自転させられるので、投射機４０から投射された投射材は、ワークＷの外周全体に衝突し、ワークＷは全体が満遍なくショット処理される。

図４に示されるように、投射機４０では、コントロールケージ９２の外周側に配置された羽根車１００が、コントロールケージ９２から排出された投射材を、ブレード１０４によって加速し投射する。図９に示されるように、羽根車１００の回転により加速されて投射された投射材は、ある程度、分散しながら投射されることになる。そして、本実施形態では、コントロールケージ９２（図４参照）の中心軸線（羽根車１００の回転中心Ｃと一致する軸心）は、装置平面視でワークＷの搬送方向（矢印Ｄ方向）に直交する方向に向くように配置されるので、羽根車１００の回転により投射される投射材は、ワークＷの搬送方向に拡散するように投射される。

ここで、図４に示されるように、本実施形態の羽根車１００のブレード１０４の表面１０６には、羽根車１００の径方向に対し、回転方向（矢印Ｒ方向）後方側に傾倒する後傾部１１０が形成されている。このため、コントロールケージ９２から先に排出された投射材がブレード１０４の表面１０６に接触するタイミングを遅らせることができる。これにより、先に排出された投射材がブレード１０４の表面１０６に接触する時点では、後から排出された投射材と先に排出された投射材とがブレード１０４の表面１０６の近い位置に集められる。その結果、ブレード１０４の表面１０６の後傾部１１０で投射材をより効果的に集中させることができる。つまり、コントロールケージ９２の周方向の所定位置から排出された投射材の投射は、ワークＷの搬送方向への分散幅が抑えられて集中化される。

また、図６に示されるように、コントロールケージ９２は、投射材の排出部となる第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙの二個の開口を備えている。そして、第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、互いにコントロールケージ９２の周方向に離間し、且つ、コントロールケージ９２の軸線方向にオフセットして配置されている。第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙは、コントロールケージ９２上で、周方向に重ならないように配置されている。
このような構成により、第一開口９２Ｘ及び第二開口９２Ｙからそれぞれ排出される投射材は、コントロールケージ９２の周方向において離間した位置からそれぞれ排出され、それぞれ分散幅が抑えられながら、図９に示されるワークＷの搬送方向（矢印Ｄ方向）にずれて投射される。

このため、図９に示されているように、全体としての投射分布曲線ｄは、分散幅の抑えられた二つの投射分布曲線を合成した略Ｍ字状の分布曲線になり、投射機４０による有効な投射範囲に二つの投射ピークＰ１、Ｐ２を有することになる。よって、ワークＷは、一台の投射機４０による有効な投射範囲内で搬送方向下流側の斜め上方側と搬送方向上流側の斜め上方側からバランス良くショット処理される。すなわち、ワークＷのバネ線の全周に満遍なくショット処理がされる。

なお、図９のＳＬ１は、ワークＷに対して搬送方向下流側の斜め上方側からの投射の投射方向中心線を示し、その方向は、第１の投射ピークＰ１を形成する投射の方向を示す。また、図中のＳＬ２は、ワークＷに対して搬送方向上流側の斜め上方側からの投射の投射方向中心線を示し、その方向は、第２の投射ピークＰ２を形成する投射の方向を示す。

本実施形態の作用効果を、対比構造と比較しながら補足説明する。図１０には、対比構造に係るショットピーニング装置２００が示されている。なお、図１０において本実施形態と同様の構成部について同一符号を付す。ショットピーニング装置２００では、羽根車２０４のブレードは、回転方向側に向いた表面が回転中心からの径方向外方に向かって延びている。さらに、コントロールケージには側面視で矩形状の開口が一個のみ貫通形成されている。

このようなショットピーニング装置２００の投射機２０２では、ブレードの表面に後傾部が設けられないため、一個の開口から排出された投射材の投射は、本実施形態に比べて、ワークＷの搬送方向への分散幅が大きい。すなわち、この場合の投射機２０２毎の投射分布曲線ｋ１、ｋ２は、裾広がりで立ち上がりが緩やかな曲線になる。さらに、各投射機２０２のコントロールケージには側面視で矩形状の開口が一個しか貫通形成されていないので、一台の投射機２０２による投射では一つの投射ピークしか形成できない。

ショットピーニング装置２００は、チェーンコンベア２０の上方側においてワークＷの搬送方向（矢印Ｄ方向）に沿って配置された二台の投射機２０２を備えている。二台の投射機２０２は、羽根車２０４の回転中心が本実施形態と同様の向きになるように配置されているが、羽根車２０４の回転方向は互いに逆方向に設定されている。しかしながら、投射機２０２を二台配置すると、装置全体が大型化してしまう。さらに、一台の投射機２０２の有効な投射範囲に、間隔をあけた二つの投射ピークを形成しにくい。

これに対して、本実施形態では、前述したように、図９に示される一台の投射機４０による有効な投射範囲に二つの投射ピークＰ１、Ｐ２を設定することができ、ワークＷのバネ線の全周に満遍なくショット処理をすることができる。そして、投射機を複数台配置する必要がないので、装置全体を小型化することができる。

また、本実施形態では、図４に示されるように、後傾部１１０が、ブレード１０４の基端部側に形成され、後傾部１１０の先端部側には非後傾部１１４が形成されている。このため、後傾部１１０に集められた投射材が非後傾部１１４で速度を増してから投射される。これにより、投射速度を上げるために、羽根車１００をより高速回転させる必要がなくなり、消費電力が抑えられる。

また、本実施形態では、後傾部１１０の径方向長さが非後傾部１１４の径方向長さよりも長く設定されている。このため、ブレード１０４の後傾部１１０で投射材を十分に集めてから非後傾部１１４で投射材の速度を増すことができる。

さらに、本実施形態では、ブレード１０４の表面１０６には、後傾部１１０と非後傾部１１４とが湾曲部１１２でなだらかに繋がれている。このため、ブレード１０４の後傾部１１０で投射材を集めた後、投射材の速度を湾曲部１１２及び非後傾部１１４で徐々に増すことができる。

以上、説明したように、本実施形態のショットピーニング装置１０によれば、バネ等のワークＷの表面処理加工を一台の投射機４０で良好に行うことができ、装置の大型化を抑えることができる。

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、ショット処理装置がショットピーニング装置であるが、ショット処理装置は、ショットブラスト装置であってもよい。

また、上記実施形態では、ブレードの後傾部１１０は、羽根車１００の径方向に対し回転方向後側に４０°傾倒しており、後傾部の傾斜角は、３０°〜５０°が好ましいとしたが、例えば、傾斜角を２５°、５５°等の他の角度とすることも可能である。

また、非後傾部は、回転方向後方側に傾斜するがその傾斜角が後傾部の傾斜角より小さい構成、径方向に対して回転方向前方側に傾斜する構成であってもよい。また、非後傾部を設けない構成でも良い。

また、羽根車のサイズが大きい場合等には、後傾部の径方向長さと非後傾部の径方向長さとを等しく設定してもよい。また、後傾部と非後傾部とが湾曲部を介さずに接続されている構成でもよい。また、ブレードの裏面の基端部に傾斜部１１６が形成されない構成でもよい。

また、羽根車が、駆動モータの回転軸にハブを介して取り付けられた構成でもよい。また、投射機４０が、図９に示された状態とは表裏逆向きの状態に（図中の表側が裏側になるように）配置された構成でもよい。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例を、適宜組み合わせてもよい。

１０ ショットピーニング装置（ショット処理装置）
２０ チェーンコンベア
２２ チェーン
２６ アタッチメント（搬送部材）
２８ スピナーローラ（ローラ）
４０ 投射機
９２ コントロールケージ
９２Ａ 外周壁
９２Ｘ 第一開口
９２Ｙ 第二開口
１００ 羽根車
１０４ ブレード
１１０ 後傾部
１１２ 湾曲部
１１４ 非後傾部
Ｃ 羽根車の回転中心
ＣＬ 中心軸線
Ｄ 搬送方向
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワークを搬送するワーク搬送機構と前記ワークに投射材を投射する投射機とを備えたショット処理装置であって、
   前記ワーク搬送機構が、前記ワークの搬送方向に延びるように並列配置された一対のローラであって前記ワークが載置されると共に長手方向軸線を中心に回転駆動される一対のローラと、
   前記ワークの搬送方向に回転駆動される無端チェーンと、
   前記一対のローラの間から突出するように前記無端チェーンに取付けられ前記無端チェーンの回転駆動によって前記一対のローラに載置された前記ワークを搬送方向に押して搬送する搬送部材と、を備え、
   前記投射機が、前記一対のローラの上方に配置され、前記一対のローラに載置されたワークに対して投射材を投射する遠心式の投射機であって、
   前記投射機が、円筒形状を有し中心軸線が前記ワークの搬送方向に直交する方向に延びるように配置され、内部に投射材が供給され、側壁に前記投射材の排出口となる第一開口と第二開口とが形成されたコントロールケージと、
   前記コントロールケージの外方で前記コントロールケージの径方向外方に延びるように配置された複数のブレードを備え前記コントロールケージの中心軸線を中心に回転する羽根車であって、前記ブレードは、回転方向前方側の表面に、回転方向後方側に傾斜した後傾部が設けられている、羽根車と、を備え、
   前記コントロールケージの第一開口および第二開口は、同一寸法の矩形形状を備え互いに前記コントロールケージの周方向に離間し且つ前記コントロールケージの中心軸線方向にオフセットして配置されている、
   ことを特徴とするショット処理装置。
2. 前記第一開口および第二開口は、二辺が前記コントロールケージの中心軸線に平行な矩形状を備えている、
   請求項１に記載のショット処理装置。
3. 前記ブレードは、前記後傾部の先端側に、前記後傾部より回転方向後方側への傾斜角度が小さな非後傾部を備えている、
   請求項１または２に記載のショット処理装置。
4. 前記後傾部の径方向長さが、前記非後傾部の径方向長さよりも長く設定されている、
   請求項３に記載のショット処理装置。
5. 前記後傾部と前記非後傾部とが湾曲部によって接続されている、
   請求項３又は４に記載のショット処理装置。

Images