JPH0551433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種金属製ワークの疲労強度を向上
させる目的で使用するシヨツトピーニング法と、
これに用いる装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に使用されているシヨツトピーニングの手
段としては、エアーブラスト形式のシヨツトピー
ニング機を使用したものと、インペラ形式のシヨ
ツトピーニング機を使用したものとがある。エア
ーブラスト形式のシヨツトピーニング機は、エア
ーの噴出力によつて、シヨツト粒をワークに向け
て連続的に噴射する形式のものであり、インペラ
形式のシヨツトピーニング機はインペラの回転に
よる遠心力を利用してシヨツト粒をワークに噴射
する形式のものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記エアーブラスト形式のシヨツトピーニング
機は、エアーの噴出速度によつてシヨツト粒の噴
射速度を規定しているから、シヨツト粒の凝集等
が起ると、このシヨツト粒の噴射速度が安定せ
ず、これによつてワークの品質が不安定となると
いつた問題を招く。

一方、上記インペラ形式のシヨツトピーニング
機は、上記エアーブラスト形式のシヨツトピーニ
ング機と比較してワークの冷却性が悪く、このワ
ークに対するシヨツト粒の衝突に伴う発熱によつ
てワークの表面付近における圧縮残留応力の低下
が発生しやすく、このワークの強度向上を図る上
において難がある。

なお、ワークの上述した表面圧縮残留応力の低
下（オーバーピーニング）を防ぐ手段として、シ
ヨツトピーニング処理を二段階に分け、第１段階
で通常のシヨツトピーニングを行ない、第２段階
ではガラスビーズ等のように質量の小さいシヨツ
ト粒を用いてシヨツトピーニング処理を行なうと
いう手段も採用されているが、この場合にはシヨ
ツトピーニング工程の増加により、コストの増加
を招くという問題が含まれている。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するために、本発明のシヨ
ツトピーニング装置は以下のように構成されてい
る。

すなわちワークに向けてシヨツト粒を連続的に
噴射し得るインペラ形式のシヨツトピーニング機
と、このシヨツトピーニング機とは別に設けられ
て前記シヨツト粒の噴射を受けているワーク表面
の近くに配置されたノズルからこのワーク表面に
冷却エアーを連続的に吹きつけ得る冷却機とを備
えている。

（作用） この構成によれば、前記シヨツトピーニング機
によりワークに向けてシヨツト粒が連続的に噴射
されると同時に、このシヨツト粒の噴射を受けて
いるワーク表面が前記冷却機のノズルから吹き出
される冷却エアーにより常時冷却される。すなわ
ちシヨツト粒の衝突によるワーク表面の発熱は冷
却エアーで直ちに冷却されることとなり、ワーク
表面の温度上昇による圧縮残留応力の低下が回避
される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従つて具体的に
説明する。

シヨツトピーニングの作業状態を表わした第１
図及び第２図において、インペラ形式のシヨツト
ピーニング機１は第２図で示すように複数枚の羽
根３を備えており、所定の駆動源によつて第２図
の矢印で示す方向へ連続的に回転しうるように構
成されている。このシヨツトピーニング機１の各
羽根３の間には所定のシヨツト粒９（カツトワイ
ヤーシヨツト等）が連続的に供給され、これらの
シヨツト粒９はシヨツトピーニング機１の回転に
伴う遠心力により、そのスリツト２からワーク５
に向けて連続的に噴射されるようになつている。
なお、この上記のワーク５は、所定の回転駆動源
によつて連続的に回転する支持具４の上面に対
し、これと共に第１図および第２図の矢印方向へ
回転し得るように支持されている。

また、上記ワーク５の近くには冷却機６を構成
するエアーホースが導かれており、このエアーホ
ース７の先端に接続されたノズル８はエアーホー
ス７を通つて連続的に供給される冷却エアーをワ
ーク５の表面に向けて連続的に吹きつけるように
配置されている。

上記の構成において、インペラ形式のシヨツト
ピーニング機１が連続的に回転することにより、
上記のシヨツト粒９は回転するワーク５に向けて
シヨツトピーニング機１のスリツト２から連続的
に噴射される。このシヨツト粒９がワーク５の表
面に衝突することによつて、このワーク５に圧縮
残留応力が付与され、その疲労強度を向上させて
いる。ところが、ワーク５の表面の温度上昇に伴
つてこのワーク５表面付近の圧縮残留応力が低下
するといつた傾向が示すことは前にも述べたとお
りである。

本実施例では、シヨツトピーニング機１によつ
てシヨツト粒９をワーク５に連続的に噴射すると
同時に、上記冷却機６のノズル８からワーク５表
面に向けて冷却エアーを連続的に吹きつけ、この
冷却エアーによつて上記シヨツト粒９の衝突に伴
うワーク５表面の発熱を直ちに冷却する。この結
果、これまでのインペラ形式のシヨツトピーニン
グ機を使用した場合と比較してワーク５の表面圧
縮残留応力の低下が抑制される。

ここで、従来のインペラ形式のシヨツトピーニ
ング機を使用した場合と、本実施例のシヨツトピ
ーニング処理による場合との比較を第３図に示
す。この第３図の縦軸には、ワーク５の表面から
の深さ（mm）をとり、横軸にはシヨツトピーニン
グによるワークの圧縮残留応力（Kg／mm²）をとつ
ている。そして、このシヨツトピーニングによる
処理条件としては、平均粒径が0.77mmのカツトワ
イヤーシヨツトを使用し、その噴射速度（シヨツ
トスピード）82ｍ／sec、アークハイト0.48mmと
した。

このような統一条件の下で、従来のものと本実
施例のものとのシヨツトピーニングをそれぞれ行
なつた場合に、従来のものでは第３図の点線で示
すような結果を示し、本実施例では実線で示すよ
うな結果を示した。すなわち、この第３図で示す
特性図から明らかなように、本実施例のシヨツト
ピーニング処理によれば、ワーク５表面の温度上
昇が抑えられることから、ワーク５の表面圧縮残
留応力の低下が抑制され、このワーク５の疲労強
度の向上に有効であるところの表面圧縮残留応力
が明らかに増大していることがわかる。そして、
このワーク５の表面圧縮残留応力の増加から、ワ
ーク５の疲労強度は約30％程度向上した。

（発明の効果） このように本発明は、シヨツトピーニング機と
は別に設けられてシヨツト粒の噴射を受けている
ワーク表面の近くに配置されたノズルからこのワ
ーク表面に冷却エアーを連続的に吹きつけること
により、前記シヨツト粒の噴射を受けているワー
ク表面の発熱を連続的、かつ効果的に冷却するこ
とができ、ワーク表面の温度上昇を抑えて圧縮残
留応力の低下を避け、もつてワークの疲労強度を
増大させて安定した品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はシヨツ
トピーニング処理の状態を表した平面図、第２図
は第１図の正面図、第３図は従来のインペラ形式
のシヨツトピーニング機を使用した場合と本実施
例のシヨツトピーニング処理による場合とのワー
クの残留応力分布の比較を表した特性図である。 １……シヨツトピーニング機、５……ワーク、
６……冷却機、９……シヨツト粒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークに向けてシヨツト粒を連続的に噴射し
   得るインペラ形式のシヨツトピーニング機と、こ
   のシヨツトピーニング機とは別に設けられて前記
   シヨツト粒の噴射を受けているワーク表面の近く
   に配置されたノズルからこのワーク表面に冷却エ
   アーを連続的に吹きつけ得る冷却機とを備えたこ
   とを特徴とするシヨツトピーニング装置。