JPH0524264U - シヨツトピーニングノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショット粒子を供給路内で詰まることなく流
動供給し搬送用流体によって挟角噴射することができ、
本来の歯車の歯元部のみを局所的にショットピーニング
処理できるショットピーニングノズルを提供する。 【構成】 ノズル本体内に、ショット粒子供給源と連通
しショット粒子を供給するショット粒子供給路を設け、
該ショット粒子供給路の開放端にショット粒子の噴孔を
形成すると共に、前記ショット粒子供給路の外側には搬
送用流体供給源と連通し搬送用流体を供給する流体供給
路を設け該流体供給路の開放端に前記ショット粒子の噴
孔を囲繞する流体噴孔を形成し、かつ該ノズル本体にシ
ョット粒子供給路内のショット粒子に振動を付与する振
動付与手段を設けて成る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ショットピーニング処理に好適な、例えば歯車の歯元部を強化する ために使用するショットピーニングノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、自動車エンジン等の小型・高出力化に伴い駆動系歯車の小型・高強度化 が要求されている。この歯車を高強度化する手法としてショットピーニング処理 がある。 このショットピーニング処理は、被処理金属にスチールやセラミックなどの微 細粒子を高速度で多数衝突させて被処理面の焼入れによる異常層を除去すると同 時に表面に高い残留圧縮応力を発生させるという表面処理技術である。たとえば 、浸炭焼入れした歯車の歯元にこの処理を施すと、表面の疲労強度が低下してい る粒界酸化層を除去できる。さらに、負荷がかかったときの歯元に発生する引張 り応力に対して残留圧縮応力がこれを打ち消す方向に働くため歯車の疲労強度を 著しく向上させることができる。

【０００３】 しかし、歯車にショットピーニング処理をする際、歯元や歯面にまでショット ピーニング処理を施すと、歯型精度の低下や表面粗さの悪化により歯当たり不良 を起こすためにかえって歯車の疲労強度を低下させたり騒音の原因となってしま うことがある。 従来技術によるショットピーニング装置は図２に示すようにショット粒子１３ を圧搾空気１６で噴射するノズルＮ₀ や図３に示すように高速回転する羽根車１ １の遠心力でショット粒子１３を投射するものがある。しかし、いずれもショッ ト粒子１３は比較的広範囲に広がって投射されるため、局部的な、例えば歯車の 狭い歯元部分だけにショットピーニング処理をすることは困難である。

【０００４】 これを解消するものとして、従来歯先や歯面をマスキングしてから処理するも のや噴射ノズルと被処理面の間にマスクの役割をするスリットを配置するものと がある（特開平１−９７５６８号）。前者のものはマスキングに手間がかかるた め生産性が悪く、後者のものはスリットの変形などの耐久性に問題がある。また 、図２の噴射ノズルＮ₀ の口径を小径化して局部的に処理することが考えられる が、ノズルを詰まらせることなくショット粒子を噴射するためにはある程度の口 径（ショット粒子径の約４〜６倍）が必要である。このため、あまり噴流径をし ぼることは実用上難しい。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、上記従来の種々の問題を解決するもので、ショット粒子が供 給路内で詰まることなく効率良く安定、円滑に流動供給し搬送用流体によって挟 角噴射することができ、本来の歯車の歯元部を局部的にショットピーニング処理 し得るショットピーニングノズルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案のショットピーニングノズルは、ノズル本体内に、ショット粒子供給源 と連通しショット粒子を供給するショット粒子供給路を設け、該ショット粒子供 給路の開放端にショト粒子の噴孔を形成すると共に、前記ショット粒子供給路の 外側には搬送用流体供給源と連通し搬送用流体を供給する流体供給路を設け、該 流体供給路の開放端に前記ショット粒子の噴孔を囲繞する流体噴孔を形成し、か つ該ノズル本体にショット粒子供給路内のショト粒子に振動を付与する振動付与 手段を設けた構成である。

【０００７】

【作用・効果】

上記構成からなる本考案のショットピーニングノズルは、前記ショット粒子供 給路内のショット粒子に振動を効率良く的確に付与することができる。このため 、ショット粒子は、該ショット粒子供給路内を安定、円滑に流動することができ る。しかるのち、ショット粒子は噴孔より噴出開放されつつ、該ショット粒子の 噴流の外側より前記流体噴孔から開放される搬送用流体の噴出により、当該ショ ット粒子の噴流を効率良く安定、円滑に搬送することができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。 図１に示すように、本実施例のショットピーニングノズルＮは、ノズル本体１ 内に、ショット粒子供給源２と連通しショット粒子３を供給するショット粒子供 給路４を設けて成る。該ショット粒子供給路４の開放端にはショット粒子の噴孔 ５を形成する。前記ショット粒子供給路４の外側には搬送用流体供給源６と連通 し搬送用流体を供給する流体供給路７が設けられている。該流体供給路７の開放 端には前記ショット粒子３の噴孔５を囲繞する流体噴孔８が形成されている。そ して、該ノズル本体１には、ショット粒子供給路４内のショット粒子３に振動を 付与する振動付与手段９を設けて成る。詳述すれば、本実施例のショットピーニ ングノズルは、前記ショット粒子３の噴孔５がショト粒子供給路４と同心的で、 かつその断面は円型であり、該ショット粒子３の径の約３倍の口径を有する。

【０００９】 また、前記流体噴孔８は、ショット粒子３の噴孔５とほぼ同軸で、当該噴孔５ の外壁部分と対をなして円環状のスリットを形成する。ここで、本実施例にあっ てはショット粒子平均粒径が０．６ｍｍ、ショット粒子噴孔径は２ｍｍ、これに よる噴流径は、噴孔から下流２０ｍｍの位置で約５ｍｍである。前記振動付与手 段９は、ノズル本体１と連結されて前記ショット粒子供給路４内のショット粒子 ３に振動を加える、例えば圧電アクチュエータや電磁アクチュエータや超磁歪ア クチュエータ等を利用した加振装置から成る。制御装置１０は、該加振装置に駆 動制御信号を与えて該加振装置の出力振幅や周波数を制御する構成である。

【００１０】 上記構成からなる本実施例のショットピーニングノズルＮは、前記ショット粒 子供給路４内のショット粒子３に振動を効率良く的確に付与することができる。 本実施例における振動は、具体的には振幅が約数１０ミクロンで、周波数は１〜 １００Ｈｚである。このため、ショット粒子３は該ショット粒子供給路４内を的 確に流動する。しかるのちショット粒子３は噴孔５より噴出開放されつつ該ショ ット粒子３の噴流外側より前記流体噴孔８から開放される搬送用流体の噴出によ り、当該ショット粒子３の噴流を効率良く安定、円滑に搬送できる。

【００１１】 すなわち、ショット粒子３の噴孔５の口径は、ショット粒子３の約３倍である ため、単にショット粒子３を供給するのみでは該ショット粒子供給路４内におい て詰まってしまう。しかし、本実施例においては、制御装置１０によって加振装 置を駆動しショット粒子供給路４内のショット粒子３に振動を加えることにより 、ショット粒子群が流動性を生起して自らの重力により噴孔５から連続的にスム ーズに噴出することができる。しかも、流体噴孔８より圧搾空気を噴射すること により、ショット粒子３は該圧搾空気により高速度に加速され対向配置した被処 理金属面に衝突し、所望するショットピーニング処理を良好に実奏する。

【００１２】 このように、本実施例によれば、ショット粒子供給路４内においてショット粒 子３を確実に詰まらせることなく、ショット粒子３の噴孔５の口径を従来のもの より小さくできる。このため、最終的に噴射されるショット粒子３の噴流の径も 比較的小さくすることができる。またショット粒子３の噴孔５の外側に圧搾空気 の噴孔８を設けたことにより、ショット粒子３の噴流が広角的に散逸することな く集中して挟角噴射することができる。このため、対向配設する歯車をショット ピーニング処理する場合等に、歯面や歯先を避けて本来処理すべき局所の歯元部 のみにショットピーニング処理を的確に施すことができる実用的効果を奏する。 しかも、本実施例にあっては、ショット粒子供給路４内のショット粒子３に加え る振動をＯＮＮ／ＯＦＦしたり、振動の周波数・振幅を変化させることにより、 噴射されるショット粒子の流量を加減調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図

【図２】従来例を示す概要図

【図３】その他の従来例を示す縦断面図

【符号の説明】

Ｎ ショットピーニングノズル １ ノズル本体 ２ ショット粒子供給源 ３ ショット粒子 ４ ショット粒子供給路 ５ ショット粒子の噴孔 ６ 流体供給源 ７ 流体供給路 ８ 流体噴孔 ９ 振動付与手段 １０ 制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体内に、ショット粒子供給源と
   連通し、ショット粒子を供給するショト粒子供給路を設
   け、該ショット粒子供給路の開放端にショット粒子の噴
   孔を形成すると共に、前記ショット粒子供給路の外側に
   は搬送用流体供給源と連通し搬送用流体を供給する流体
   供給路を設け、該流体供給路の開放端に前記ショット粒
   子の噴孔を囲繞する流体噴孔を形成し、かつ該ノズル本
   体にショット粒子供給路内のショット粒子に振動を付与
   する振動付与手段を設けて成ることを特徴とするショッ
   トピーニングノズル。