JPH05138535A - 目玉部を備えた板ばねおよびこの板ばねのシヨツトピーニング方法と装置 - Google Patents

目玉部を備えた板ばねおよびこの板ばねのシヨツトピーニング方法と装置

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JPH05138535A
JPH05138535A JP30204891A JP30204891A JPH05138535A JP H05138535 A JPH05138535 A JP H05138535A JP 30204891 A JP30204891 A JP 30204891A JP 30204891 A JP30204891 A JP 30204891A JP H05138535 A JPH05138535 A JP H05138535A
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shot
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shot peening
eyeball
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Katsumoto Sekine
勝始 関根
Katsuyuki Nishioka
克幸 西岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、耐久性の高い目玉部を得るこ
と、および目玉部内面に効率良くショットピーニングを
実施できるようにすることにある。 【構成】板ばねの目玉部3の内面に、ショットピーニン
グによって圧縮残留応力が生成されている。目玉部3に
ショットを投射するためのショットピーニング装置10
は、ショットを噴射するノズル11と、ノズル11に対
向して設けられたショット反射部材12を備えている。
ショット反射部材12は、板ばねの目玉部3の内側に配
置される。この反射部材12は、ノズル11から投射さ
れるショットを目玉部3の内面3bに向かわせる反射面
17を有している。ショット反射部材12は、移動手段
20によって、目玉部3の軸線方向に移動させることが
できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、目玉部を備えた板ばね
と、この板ばねの目玉部にショットピーニングを行うた
めの方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ショットピーニングは、板ばね等のワー
クの表面にショットを投射してワーク表面に圧縮残留応
力を生じさせて耐久性を高める手法である。従来のショ
ットピーニング装置は、翼車遠心式(高速インペラ方
式)あるいは空気噴射式(エアーノズル方式)のものが
採用されている。翼車遠心式は、高速回転するインペラ
に供給されたショットをインペラの回転によって加速し
てワークに打ち付ける。
【0003】空気噴射式のショットピーニング装置は、
ノズルから噴出する圧搾空気にショットを混入し、ショ
ットを加速させてノズルからワーク表面に投射するよう
にしている。従って空気噴射式はショット流の広がりが
小さく、特定の小部分にショットを投射するのに適して
いる。
【0004】ところで、図7に示されるような板ばね装
置1において、親板ばね2の両端に目玉部3が設けられ
ている場合、この目玉部3は、図8に示されるようにブ
ッシュ5を介して車体側の部材に連結される。このた
め、車両の運行時に車両の制動あるいは急発進等によっ
て前後方向の荷重Fが作用した場合に、目玉部3に高応
力が生じる。
【0005】特に、目玉部3の立上がり部分3a(図9
に平行斜線を施した部分)において高応力が生じ、この
部分3aが強度的に重要となる。このため、目玉部3の
遅れ破壊等を防止するには目玉部3の内面にもショット
ピーニングによる圧縮残留応力を生じさせておくことが
望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板ばね
の引張り応力側の面(テンションサイド)に対しては従
来からショットピーニングが行われていたが、目玉部内
面にはショットピーニングが行われていなかった。
【0007】なおショットピーニングの効果は、ショッ
トの運動エネルギーをEとした時、E=1/2・mv2
で決定され、その時のショット速度Vは、被ショット面
に対する垂直成分である。従って、目玉部の外側からシ
ョットを投射する場合のように、目玉部内面に対してシ
ョットが斜め方向から投射されると、実質的なショット
速度が小さくなり、ショットピーニング効率が悪くな
る。また、目玉部の内径が小さいほどショットピーニン
グの効果が得られる範囲が限られる。
【0008】なお、コイルばね用のショットピーニング
装置として特公昭60−39512号公報に見られるよ
うに、コイルばねに圧縮力を加えながら、コイルばねを
回転させつつ、内側および外側からショットを投射する
ショットピーニング方法(ストレスショットピーニン
グ)も提案されている。ところがこの先行技術のように
ばねを回転させるには複雑な回転機構が必要であり、反
射部の形状も単純ではなく、しかも所定のカバレージを
得るのに時間がかかるなどの問題がある。
【0009】従って本発明の目的は、耐久性の高い目玉
部をもつ板ばねと、効率良く目玉部のショットピーニン
グ効果が得られるようなショットピーニング方法および
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明の板ばねは、目玉部内面にショットピ
ーニングによって圧縮の残留応力を生成したものであ
る。また本発明方法は、板ばねの目玉部の内側にショッ
ト反射部材を配置し、この反射部材に向けてノズルから
ショットを噴出させるとともに、上記ショットを上記反
射部材によって反射させて跳ね返ったショットを目玉部
内面に投射することを特徴とする。
【0011】また本発明装置は、ショットを噴射するノ
ズルと、このノズルに対向して板ばねの目玉部の内側に
配置されかつ上記ノズルから噴出するショットを反射さ
せて目玉部内面に向かわせる反射面を有するショット反
射部材とを具備したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】ノズルから噴出したショットは、ショット反射
部材の反射面に当たって目玉部内面に向かい、目玉部内
面と対向する方向からショットが投射される。このショ
ットは、目玉部内面に対して垂直あるいは垂直に近い方
向から打ち付けられるため、ショットの運動エネルギー
が有効に使われ、目玉部内面に圧縮の残留応力が生成さ
れる。
【0013】また、必要に応じてショット反射部材が目
玉部の軸線方向に相対的に移動させられることにより、
ショットの投射範囲が目玉部の軸線方向に移動させられ
る。こうして短時間のうちに、目玉部内面の所望範囲に
ショットピーニングが行われる。
【0014】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図1ない
し図3を参照して説明する。図1に示されるように、本
実施例のショットピーニング装置10は、ショットを圧
搾空気に混入して高速で噴出させるノズル11と、ノズ
ル11に対向して設けられたショット反射部材12とを
備えている。ノズル11は、周知の空気噴射式ショット
ピーニング装置と同様に、圧搾空気にショットを混入し
て加速するショット加速機13に設けられている。ショ
ット加速機13は、周知の空気圧縮機とショット供給源
を備えている。
【0015】ショット反射部材12は、軸15の先端部
に図2に示したような円錐状の本体16を設けたもので
あり、本体16の外周部すなわち円錐面が斜状の反射面
17となっている。反射面17の傾斜角度θは30°な
いし60°であり、好ましくは45°前後に設定され
る。
【0016】ショット反射部材12は、目玉部3に挿入
可能な寸法に作られている。すなわちショット反射部材
12の外径は目玉部3の内径よりも小さく、ショット反
射部材12が目玉部3の軸線方向(図1において上下方
向)に移動できるようにしてある。ショット反射部材1
2の頂部18はノズル11の方向を向いており、頂部1
8がノズル11の中心線上に位置している。
【0017】ショット反射部材12は、移動手段20に
よって目玉部3の軸線方向に移動可能としてある。移動
手段20は、適宜の駆動機構、例えば油圧シリンダ等の
流体式アクチュエータとか、モータとリードスクリュウ
等を用いた送り機構により、ショット反射部材12を上
記方向に一定速度で所定の範囲内で移動させる。なおシ
ョット反射部材12を固定し、目玉部3を移動させるよ
うにしてもよい。
【0018】次に、上記構成のショットピーニング装置
10の作用について説明する。ショット加速機13にお
いて圧搾空気に混入されたショットS(図1に一部を図
示する)は、ノズル11から空気流と一緒に高速で噴出
し、反射面17に向かう。そしてこの反射面17で反射
することによって、投射方向がおおむね直角に変化し、
目玉部内面3bにショットSが投射される。このような
ショットSの反射は、反射部材12の全周にわたって放
射方向に行われる。
【0019】また、移動手段20によってショット反射
部材12が目玉部3の軸線方向に移動させられることに
より、ショットSの投射範囲が目玉部3の軸線方向に移
りながら上述のショットピーニングが行われる。
【0020】以上の一連の操作によって、ショットSが
目玉部内面3bの全体にわたって投射され、短時間のう
ちに十分なカバレージが得られる。本実施例では、ショ
ットSが目玉部内面3bに対して垂直ないし垂直に近い
方向から投射されるので、ショットSの運動エネルギー
が有効に使われ、圧縮残留応力が目玉部内面3bに生じ
る。なお、板ばね2のテンションサイド(図7において
上側の面)にも、ショットピーニングによって圧縮残留
応力が生成される。
【0021】図3は、本発明による上記実施例装置10
を用いた場合のショットピーニング効果を、反射部材が
ある場合と無い場合とで比較したものである。ショット
の投射条件は、いずれの場合も、投射量が0.29kg/
s、投射時間10秒、ノズル口直径φ12mm、空気圧5
kgf/cm2 、ショット径φ0.6mmである。
【0022】反射部材を用いないショットピーニング装
置では、ショットが目玉部内面に対して斜め方向から投
射されるので、目玉部の軸線方向中心部(幅方向中央)
において残留応力の生成はほとんど見られなかった。こ
れに対して反射部材31を用いる本実施例装置10によ
れば、目玉部内面3bのほぼ全域にわたって、均一に残
留応力を生じさせることができている。
【0023】図4は本発明の他の実施例のショットピー
ニング装置30を示している。この実施例のショット反
射部材31は、図5に示されるように円錐を軸線方向に
半分に切ったような半円錐形をなしている。従って反射
面32も半円錐面である。反射面32の頂部33はノズ
ル11の方向に向けられている。ショット反射部材31
は軸35に取付けられており、前記実施例のショット反
射部材12と同様に、移動手段20によって目玉部3の
軸線方向に相対的に移動させることができるようになっ
ている。
【0024】この実施例の反射面32は、ノズル11か
ら噴出するショットSを、主に目玉部3の立上がり部分
3a(図9に平行斜線を施した部分)に投射するように
傾斜角度θや半円錐面の広さなどが設定されている。
【0025】従ってこの実施例によれば、車両の運行時
に高応力が生じる目玉部3の立上がり部分3aに短時間
で集中的にショットSを投射することができ、目玉部3
の耐久性を高める上で、特に遅れ破壊を防止する上でき
わめて有効である。
【0026】また、図6に示したショットピーニング装
置40は、ショット反射部材31がフレーム47によっ
てノズル11の先端部分に一体的に設けられている。こ
の場合、ショット加速機42を備えた移動手段43によ
って、目玉部3の軸線方向にノズル11と反射部材31
を移動させながら、ショットSを反射面32で跳ね返ら
せながら目玉部3の内面3bにショットSを投射する。
上記反射面32は、前記実施例と同様の半円錐面であ
る。
【0027】上記構成のショットピーニング装置40に
よれば、ノズル11が目玉部3の軸線方向に移動して
も、ノズル11とショット反射部材31との相対位置関
係が一定に保たれる。このため、ショットSの反射条件
を一定に保つことができる。なお、ノズル11とショッ
ト反射部材31を移動させる代りに、目玉部3を移動さ
せるように構成してもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明の板ばねは、目玉部内面にショッ
トピーニングしたことによって耐久性の高い目玉部が得
られる。また、本発明によるショットピーニング装置
は、目玉部内面のショットピーニングを効率良く短時間
で行うことができ、目玉部の耐久性を十分に高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すショットピーニング装
置の一部の側面図。
【図2】図1に示された装置に使われるショット反射部
材の斜視図。
【図3】本発明によるショットピーニング効果と従来技
術によるショットピーニング効果を比較して示す図。
【図4】本発明の他の実施例を示すショットピーニング
装置の一部の側面図。
【図5】図4に示された装置に使われるショット反射部
材の斜視図。
【図6】本発明の更に別の実施例を示すショットピーニ
ング装置の一部の側面図。
【図7】板ばね装置の正面図。
【図8】板ばね装置の目玉部にブッシュが挿入された状
態を示す正面図。
【図9】図8に示された目玉部の正面図。
【符号の説明】
10…ショットピーニング装置、11…ノズル、12…
ショット反射部材、17…反射面、18…頂部、20…
移動手段、30…ショットピーニング装置、31…ショ
ット反射部材、32…反射面、33…頂部、40…ショ
ットピーニング装置、S…ショット。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】目玉部の内面にショットピーニングによっ
    て圧縮残留応力が生成されていることを特徴とする目玉
    部を備えた板ばね。
  2. 【請求項2】板ばねの目玉部の内側にショット反射部材
    を配置し、この反射部材に向けてノズルからショットを
    噴出させるとともに、上記ショットを上記反射部材によ
    って反射させて跳ね返ったショットを目玉部内面に投射
    することを特徴とする板ばねのショットピーニング方
    法。
  3. 【請求項3】ショットを噴射するノズルと、このノズル
    に対向して板ばねの目玉部の内側に配置されかつ上記ノ
    ズルから噴出するショットを反射させて目玉部内面に向
    かわせる反射面を有するショット反射部材とを具備した
    ことを特徴とするショットピーニング装置。
  4. 【請求項4】上記ショット反射部材を目玉部の軸線方向
    に相対的に動かす移動手段を備えている請求項3記載の
    ショットピーニング装置。
  5. 【請求項5】上記ショット反射部材の反射面が半円錐状
    をなしており、この反射面の頂部を上記ノズルに向けて
    配置するとともに、この反射面がショットを主に目玉部
    の立上がり部分に向って反射させるようにしてある請求
    項3記載のショットピーニング装置。
JP3302048A 1991-11-18 1991-11-18 板ばね目玉部のショットピーニング装置 Expired - Lifetime JPH0736982B2 (ja)

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