JP7454016B2 - ショットピーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理物に投射材を投射するショットピーニング装置に関する。

従来のショットピーニング装置として、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。この特許文献１に記載のショットピーニング装置は、投射材をバケットエレベータで上方まで搬送した後に、横方向スクリューに向けて供給し、横方向スクリューから案内ラインに流入した投射材は、案内ラインに沿って下方へ落下し、インペラへ案内され、もって、そのインペラによって、被処理物へ向けて投射されるというものである。

特許第６３０４９５７号公報

ところで、上記のようなショットピーニング装置は、投射材の供給量を管理するにあたって、インペラのブレード（羽根車）を高速回転させるモータの電流値を確認することによって管理されている。すなわち、モータの電流値が下がれば、ブレード（羽根車）の回転負荷が下がっている状態であるため、投射材の供給量が不足していると判断し、投射材を追加するというものである。

しかしながら、このような管理方法では、ブレード（羽根車）に供給されている投射材の供給量が不足している状態であっても、ブレード（羽根車）が高速回転していることによって、ブレード（羽根車）が周辺の大気を取り込んでしまう場合があり、もって、ブレード（羽根車）の回転負荷が上がり、モータの電流値が上がってしまうという問題があった。そのため、投射材の供給量を正確に管理できない可能性があるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、投射材の供給量を正確に管理することができるショットピーニング装置を提供することを目的としている。

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１の発明によれば、投射手段（例えば、投射インペラ５）によって投射材（Ｔ）を被処理物（Ｗ）に投射するショットピーニング装置（１）であって、
前記投射材（Ｔ）を多数のバケット（２２）で掬い上げて所定高さまで搬送する昇降搬送手段（例えば、バケットエレベータ２）と、
前記昇降搬送手段（例えば、バケットエレベータ２）を駆動させるモータ（Ｍ）と、
前記モータ（Ｍ）の電流値を管理する管理手段（例えば、管理装置３）と、を有し、
前記管理手段（例えば、管理装置３）は、前記モータ（Ｍ）の電流値が、第１の電流値を下回れば、警告を発し、前記第１の電流値よりも電流値の高い第２の電流値を上回れば、警告を発してなり、
前記第１の電流値は、現在使用されている投射材（Ｔ）と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材（Ｔ）の粒子よりも粒子の大きい投射材（Ｔ）が混入されたことを検出できるように設定され、
前記第２の電流値は、想定されている投射材（Ｔ）の総量よりも前記投射材（Ｔ）を入れ過ぎたこと、又は、現在使用されている投射材（Ｔ）の体積密度と異なる体積密度の投射材が混入されたこと、或いは、現在使用されている投射材（Ｔ）と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材（Ｔ）の粒子よりも小さい粒子の投射材が混入されたことを検出できるように設定されていることを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に係る発明によれば、管理手段（例えば、管理装置３）にて、投射材（Ｔ）を所定高さまで搬送する昇降搬送手段（例えば、バケットエレベータ２）を駆動させるモータ（Ｍ）の電流値を管理しているから、投射材の供給量を正確に管理することができる。

さらに、請求項１に係る発明によれば、管理手段（例えば、管理装置３）は、モータ（Ｍ）の電流値が、第１の電流値を下回れば、警告を発し、第１の電流値よりも電流値の高い第２の電流値を上回れば、警告を発するようにしている。そして、第１の電流値は、現在使用されている投射材（Ｔ）と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材（Ｔ）の粒子よりも粒子の大きい投射材（Ｔ）が混入されたことを検出できるように設定されている。これにより、粒子が大きい投射材（Ｔ）が混入されたことを、早期に、外部に知らせることができる。そしてさらに、第２の電流値が、想定されている投射材（Ｔ）の総量よりも投射材（Ｔ）を入れ過ぎたこと、又は、現在使用されている投射材（Ｔ）の体積密度と異なる体積密度の投射材が混入されたこと、或いは、現在使用されている投射材（Ｔ）と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材（Ｔ）の粒子よりも小さい粒子の投射材が混入されたことを検出できるように設定されている。これにより、ショットピーニング装置（１）内に投射材（Ｔ）を入れ過ぎたことを、早期に、外部に知らせることができる。またさらに、異なる体積密度の投射材（Ｔ）（違う大きさの投射材（Ｔ））が混入したことを、早期に、外部に知らせることできる。そしてさらに、粒子が小さい投射材（Ｔ）が混入されたことを、早期に、外部に知らせることができる。

本発明の一実施形態に係るショットピーニング装置の概略側面図である。

以下、本発明に係るショットピーニング装置の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

図１に示すように、ショットピーニング装置１は、被処理物Ｗの表面に粒子（投射材Ｔ）を高速で衝突させるショットピーニング処理が行われるものである。具体的には、ショットピーニング装置１は、図１に示すように、投射材Ｔを供給するためのバケットエレベータ２と、モータＭの電流値を管理する管理装置３と、投射材Ｔを投射インペラ５に誘導する誘導部４と、投射材Ｔを被処理物Ｗに投射する投射インペラ５と、投射室６とで、主に構成されている。なお、被処理物Ｗは、例えば、コイルバネである。以下、各構成について詳しく説明することとする。

＜バケットエレベータの説明＞
バケットエレベータ２は、図１に示すように、ショットピーニング装置１の上部に配置された上部プーリ２０Ａと、ショットピーニング装置１の下部に配置された下部プーリ２０Ｂと、上部プーリ２０Ａ及び下部プーリ２０Ｂに巻き掛けられた無端ベルト２１と、無端ベルト２１に取り付けられた多数のバケット２２（図中では一部のみを図示）と、で構成されている。そして、上部プーリ２０Ａは、図１に示すモータＭに接続され、回転駆動可能となっている。これにより、バケットエレベータ２は、投射材Ｔをバケット２２で掬い上げると共に、上部プーリ２０ＡをモータＭで回転させることによって、バケット２２内の投射材Ｔを誘導部４の上方側へ向けて搬送できるようになっている。

＜管理装置の説明＞
管理装置３は、上部プーリ２０Ａを回転させるモータＭの電流値を管理するものである。より詳しく説明すると、この管理装置３は、上部プーリ２０Ａを回転させるモータＭの電流値を管理にすることによって、投射材Ｔの供給量不足を検出するものである。すなわち、モータＭの電流値が、ある電流値（例えば、２Ａ）を下回れば、上部プーリのモータＭへの負荷が低いということになる。してみると、上部プーリ２０ＡのモータＭへの負荷が低いということは、無端ベルト２１に取り付けられた多数のバケット２２の重さが軽いということとなる。しかして、多数のバケット２２の重さが軽いということは、多数のバケット２２内の投射材Ｔの量が少ないということであるから、管理装置３は、投射材Ｔの供給量不足を検出することができることとなる。この際、管理装置３は、投射材Ｔの供給量不足を検出すると、外部に警告を発することとなる。これにより、投射材Ｔの供給量が不足していることを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

＜誘導部の説明＞
誘導部４は、図１に示すように、案内板４０と、タンク４１と、で構成されている。案内板４０は、斜め左下方向に傾斜して設けられており、バケットエレベータ２にて誘導部４の上方側へ向けて搬送されてきた投射材Ｔを、タンク４１に案内できるようになっている。タンク４１は、案内板４０にて案内されてきた投射材Ｔを一時的に貯留できるようになっている。そして、図１に示すように、このタンク４１の真下側には、カットゲート４１ａを介して、投射インペラ５に投射材Ｔを誘導する誘導管４ａが設けられている。これにより、タンク４１に一時的に貯留された投射材Ｔは、誘導管４ａを通って、投射インペラ５に誘導されることとなる。なお、カットゲート４１ａは、開閉により、投射インペラ５へ供給する投射材Ｔの流量を調整するものである。

一方、案内板４０にて案内されてきた投射材Ｔがタンク４１に貯留されず、タンク４１より溢れ出した場合（オーバーフローした場合）、図１に示すように、タンク４１の下部右側に設けられているオーバーフロー管４ｂより排出されることとなる。なお、オーバーフロー管４ｂより排出された投射材Ｔは、後述する投射材回収部７に排出されることとなる。

＜投射インペラの説明＞
投射インペラ５は、図示しないモータを用いてブレード（羽根車）を高速で回転させ、その高速で回転するブレード（羽根車）の遠心力により投射材Ｔを、被処理物Ｗに投射するものである。

＜投射室の説明＞
投射室６は、投射インペラ５の下部に設けられており、内部には、被処理物Ｗが設けられている。この被処理物Ｗは、投射室６内に設けられているエンドレスベルト６０上に載置されている。このエンドレスベルト６０は、図１に示す図示右上部側に位置する長尺状の右上部プーリ６１と、図示右下側に位置する長尺状の右下部プーリ６２と、図示左側に位置する長尺状の左部プーリ６３と、に架け渡されている。そして、右上部プーリ６１には、図示しないモータが連結されている。しかして、この図示しないモータが駆動すると、右上部プーリ６１が時計方向に回転駆動（図１に示す矢印Ｙ１参照）することとなる。これにより、エンドレスベルト６０も図１に示す矢印Ｙ１方向に移動することとなり、もって、右下部プーリ６２が時計方向に回転駆動（図１に示す矢印Ｙ２参照）し、左部プーリ６３が時計方向に回転駆動（図１に示す矢印Ｙ３参照）することとなる。しかして、このように、右上部プーリ６１及び右下部プーリ６２並びに左部プーリ６３が回転駆動すると、エンドレスベルト６０は、右上部プーリ６１及び右下部プーリ６２並びに左部プーリ６３間を、時計方向に移動することとなる。

かくして、上記のようにエンドレスベルト６０が動作すると、エンドレスベルト６０上に載置されている被処理物Ｗは、右上部プーリ６１側に持ち上げられ（図１に示す矢印Ｙ４の上方向参照）、ある一定の高さまで持ち上げられると、雪崩のように崩れ落ちる（図１に示す矢印Ｙ４の下方向参照）。これにより、被処理物Ｗは、攪拌され、もって、投射インペラ５より投射された投射材Ｔが、被処理物Ｗの全面に投射されることとなる。なお、符号６４は、エンドレスベルト６０の左右両側に設けられている側円盤を示し、被処理物Ｗが左右側面から落下しないようにしている。

＜投射材回収部の説明＞
ところで、被処理物Ｗに投射された後の投射材Ｔは、図１に示す投射材回収部７にて回収されることとなる。この投射材回収部７は、投射室６に連結されている。これにより、被処理物Ｗに投射された投射材Ｔが、投射室６から投射材回収部７にて回収されることとなる。さらに、この投射材回収部７は、図１に示すように、バケットエレベータ２の下部に設けられている。これにより、投射材回収部７にて回収された投射材Ｔは、バケット２２にて掬い上げられることとなる。これにより、バケット２２にて掬い上げられた投射材Ｔは、バケットエレベータ２により、再度、誘導部４の上方側へ向けて搬送されることとなる。しかして、このようにして、投射材Ｔが循環する循環系が形成されることとなる。なお、上記説明したように、オーバーフロー管４ｂより排出された投射材Ｔも、投射材回収部７に回収されることとなる。それゆえ、この投射材Ｔも、バケット２２にて掬い上げられ、循環することとなる。

しかして、以上説明した本実施形態によれば、バケット２２内の投射材Ｔを誘導部４の上方側へ向けて搬送させることができるモータＭの電流値を管理することによって、投射材の供給量を正確に管理することができる。すなわち、従来においては、投射インペラ５のブレード（羽根車）を高速で回転させるモータ（図示せず）の電流値を管理するようにしていた。しかしながら、これでは、タンク４１に投射材Ｔが貯留されていない、或いは、投射材Ｔの量が極めて少ない場合に、ブレード（羽根車）が高速で回転しているがために、ブレード（羽根車）が、誘導管４ａを介して、タンク４１内の大気を取り込んでしまう場合があった。しかして、この際、ブレード（羽根車）の回転負荷が上がり、もって、モータの電流値が上がってしまうという問題があった。そのため、従来においては、投射材の供給量を正確に管理できない可能性があるという問題があった。

そこで、本実施形態においては、高速回転するブレード（羽根車）のモータＭの電流値を管理することに代え、バケット２２内の投射材Ｔを誘導部４の上方側へ向けて搬送させることができるモータＭの電流値を管理するようにした。しかして、このようにすれば、高速で回転するような部材が存在しないことから、従来のように、大気を取り込んでしまう事態が発生することがなく、もって、モータＭの電流値を正確に管理することができる。それゆえ、本実施形態によれば、投射材の供給量を正確に管理することができる。

また、バケット２２内の投射材Ｔを誘導部４の上方側へ向けて搬送させることができるモータＭの電流値を管理することによって、電流値が減少した際、投射材Ｔをショットピーニング装置１内に自動で供給することも可能である。

なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態にて説明したバケットエレベータ２、誘導部４、投射インペラ５、投射室６、投射材回収部７は、あくまで一例であり、上記説明した機能と同様の機能を備えるものであれば、どのような形状、構成でも良い。

また、本実施形態においては、管理装置３にて、バケット２２内の投射材Ｔを誘導部４の上方側へ向けて搬送させることができるモータＭの電流値を管理する例を示したが、それに限らず、管理装置３にてモータＭの電流値と、投射インペラ５のブレード（羽根車）を高速で回転させるモータ（図示せず）の電流値と、を両方管理するようにしても良い。しかして、このように、両電流値を管理するようにしておけば、ショットピーニング装置１が故障した際、故障箇所が、バケットエレベータ２側か、投射インペラ５側かを即座に特定することができる。

さらに、本実施形態においては、モータＭの電流値が、ある電流値（例えば、２Ａ）を下回れば、管理装置３にて、外部に警告を発する例を示したが、それに限らず、モータＭの電流値が、ある電流値（例えば、３Ａ）を上回っていた場合にも、管理装置３にて、外部に警告を発するようにしても良い。このようにすれば、図示しない集塵機の集塵能力に異常が発生したことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

すなわち、図１に示す符号８は、集塵ダクトの一部を示しており、この集塵ダクト８を介して、摩耗した投射材Ｔが、図示しない集塵機へ排除されるようになっている。この集塵機は、摩耗した投射材Ｔを集塵する役割を担っている。そのため、集塵機の集塵能力（摩耗した投射材Ｔを吸い込む力）が低い、すなわち、集塵機の集塵能力に異常がある場合、摩耗した投射材Ｔは、集塵機で排除されず、粒度が小さくなった状態で、ショットピーニング装置１内に存することとなる。してみると、摩耗した投射材Ｔがバケット２２にて掬い上げられると、摩耗した投射材Ｔは、粒度が小さくなっているため、バケット２２内の投射材Ｔの密度は、粒度が大きい投射材Ｔに比べ、当然大きくなる。しかして、バケット２２内の投射材Ｔの密度が大きくなるということは、バケット２２内の密度が小さい場合と比べ、バケット２２にて掬い上げられる投射材Ｔの量が多くなる。それゆえ、バケット２２の重さが重くなり、もって、上部プーリ２０ＡのモータＭへの負荷が大きくなる。そのため、モータＭの電流値が増大することとなる。

したがって、管理装置３にて、モータＭの電流値を管理し、その電流値が、ある電流値（例えば、３Ａ）を上回れば、管理装置３にて、外部に警告を発するようにすれば、図示しない集塵機の集塵能力に異常が発生したことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

また一方、管理装置３にて、モータＭの電流値を管理し、その電流値が、ある電流値を上回れば、管理装置３にて、外部に警告を発するようにすることにより、ショットピーニング装置１内に投射材Ｔを入れ過ぎたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。すなわち、バケット２２内の投射材Ｔの総量を、例えば、８割程度で流動させる際、その際の電流値を予め決定しておけば、その決定した電流値を上回れば、ショットピーニング装置１内に投射材Ｔを入れ過ぎているということが分かる。これにより、ショットピーニング装置１内に投射材Ｔを入れ過ぎたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

また一方、管理装置３にて、モータＭの電流値を管理し、その電流値が、ある電流値を上回れば、管理装置３にて、外部に警告を発するようにすることにより、異なる体積密度の投射材Ｔ（違う大きさの投射材Ｔ）が混入したことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。すなわち、異なる体積密度の投射材Ｔ（違う大きさの投射材Ｔ）が混入した場合、バケット２２内の投射材Ｔの総量が想定していたよりも重くなることから、想定している電流値を上回ることとなる。これにより、異なる体積密度の投射材Ｔ（違う大きさの投射材Ｔ）が混入したことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

他方で、管理装置３にて、モータＭの電流値を管理し、その電流値が、ある電流値を下回れば、管理装置３にて、外部に警告を発するようにすることにより、粒子が大きい投射材Ｔが混入されたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。すなわち、同じ材質の投射材Ｔを使用しているにもかかわらず、誤って、粒子が大きい投射材Ｔを混入してしまうと、バケット２２内の投射材Ｔの総量が想定していたよりも軽くなることから、想定している電流値を下回ることとなる。これにより、粒子が大きい投射材Ｔが混入されたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

また一方、管理装置３にて、モータＭの電流値を管理し、その電流値が、ある電流値を上回れば、管理装置３にて、外部に警告を発するようにすることにより、粒子が小さい投射材Ｔが混入されたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。すなわち、同じ材質の投射材Ｔを使用しているにもかかわらず、誤って、粒子が小さい投射材Ｔを混入してしまうと、バケット２２内の投射材Ｔの総量が想定していたよりも重くなることから、想定している電流値を上回ることとなる。これにより、粒子が小さい投射材Ｔが混入されたことを、早期に、外部に知らせることが可能となる。

１ ショットピーニング装置
２ バケットエレベータ（昇降搬送手段）
３ 管理装置（管理手段）
５ 投射インペラ（投射手段）
Ｍ モータ
Ｔ 投射材

Claims (1)

1. 投射手段によって投射材を被処理物に投射するショットピーニング装置であって、
   前記投射材を多数のバケットで掬い上げて所定高さまで搬送する昇降搬送手段と、
   前記昇降搬送手段を駆動させるモータと、
   前記モータの電流値を管理する管理手段と、を有し、
   前記管理手段は、前記モータの電流値が、第１の電流値を下回れば、警告を発し、前記第１の電流値よりも電流値の高い第２の電流値を上回れば、警告を発してなり、
   前記第１の電流値は、現在使用されている投射材と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材の粒子よりも粒子の大きい投射材が混入されたことを検出できるように設定され、
   前記第２の電流値は、想定されている投射材の総量よりも前記投射材を入れ過ぎたこと、又は、現在使用されている投射材の体積密度と異なる体積密度の投射材が混入されたこと、或いは、現在使用されている投射材と同じ材質で、且つ、現在使用されている投射材の粒子よりも小さい粒子の投射材が混入されたことを検出できるように設定されているショットピーニング装置。

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