JPH0671059U - ショットピーニング処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショット粒の直径を管理してショット粒の補
充を適確に行う。 【構成】 ショット粒を供給する手段５１と、加圧気体
と共にショット粒を被加工物に噴射する手段５２と、シ
ョット粒を回収する手段５３と、回収されたショット粒
を所定の直径以上のショット粒と所定の直径未満のショ
ット粒とに選別する手段５４と、所定の直径以上のショ
ット粒を供給手段５１へ返送する手段５５と、所定の直
径未満のショット粒の所定の時間当たりの重量を測定す
る手段５６と、この重量の測定値から供給手段５１のシ
ョット粒の平均直径を推定する手段５７と、この推定結
果と予め設定した値とを比較する手段５８と、新規ショ
ット粒を貯蔵する手段６１と、この新規ショット粒を供
給手段５１へ移送する手段６０と前記比較結果が設定値
未満の間だけ移送手段６０を駆動する制御手段５９とを
備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属等の粒状物質で形成されるショット粒を金属の表面に衝突させ て表面処理を行うショットピーニング処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車等の変速装置に使用される歯車は、耐摩耗性を向上させるために滲炭処 理を施しており、さらに疲労強度を高めるために多数の金属等の粒状物質で形成 されるショット粒を加圧空気によって被加工物である歯車の歯面、歯底に噴射し 、ショット粒を衝突させるショットピーニング処理装置が知られており、ショッ ト粒の衝突によって歯面、歯底の金属表面に圧縮残留応力を与えることで金属表 面の疲労強度を向上させている。ショット粒は被加工物と繰り返して衝突するた め、時間の経過に伴ってショット粒に割れや摩耗が発生し、ショット粒の直径の 減少に伴って衝突エネルギも減少することから圧縮残留応力の積分値（時間で積 分したもの）も減少し、図７にも示すように金属の疲労強度は表面に加えられた 残留応力に比例するため疲労強度も低下する。この疲労強度の低下を防いで安定 した表面処理を行うために、所定の時間おきなどに手作業によってショット粒の 補充を行ってショット粒の直径を均一に保持していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の装置では、手作業によってショット粒の補充を行う ため多大な労力を必要とするばかりでなく、ショット粒の減耗が激しい場合など には補充の時期を逸して表面処理にばらつきが発生する場合があった。

【０００４】 そこで本考案は、ショット粒の直径を管理することによって自動的にショット 粒の補充を行うことが可能なショットピーニング処理装置を提供することを目的 とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、図１において、ショット粒を供給する手段５１と、加圧気体と共に 前記ショット粒を被加工物に噴射する手段５２とを備えたショットピーニング処 理装置において、前記ショット粒を回収する手段５３と、前記回収されたショッ ト粒を所定の直径以上のショット粒と所定の直径未満のショット粒とに選別する 手段５４と、前記所定の直径以上のショット粒を前記供給手段５１へ返送する手 段５５と、前記所定の直径未満のショット粒の所定の時間当たりの重量を測定す る手段５６と、前記重量の測定値から前記供給手段５１のショット粒の平均直径 を推定する手段５７と、前記推定結果と予め設定した値とを比較する手段５８と 、新規ショット粒を貯蔵する手段６１と、この新規ショット粒を前記供給手段５ １へ移送する手段６０と、前記比較結果が設定値未満の間だけ前記移送手段６０ を駆動する制御手段５９とを備える。

【０００６】

【作用】

噴射手段から被加工物に衝突したショット粒は回収手段により回収されて選別 手段へ送られる。所定の直径以上のショット粒は返送手段により供給手段へ戻さ れる一方、所定の直径未満のショット粒は重量測定手段によって所定の時間当た りの重量が測定される。この重量の測定値に基づいて推定手段は供給手段のショ ット粒の平均直径を演算し、この演算結果が設定値未満であれば制御手段は移送 手段を駆動して貯蔵手段から新規ショット粒を供給手段へ送ることにより減耗し たショット粒の平均直径を回復することが可能となって、安定した表面処理を行 うことができる。

【０００７】

【実施例】

図２に本考案の実施例を示す。

【０００８】 図２において、金属などの粒状物質で形成されたショット粒を収容する容器と しての供給ホッパ１の上部には空気管路２１が接続され、図示しないポンプより 加圧空気の供給を受けてショット粒を加圧する。

【０００９】 供給ホッパ１は底部に設けたバルブ１１を介してチャンバ３の内部に向けて開 口したロータ２に接続され、バルブ１１を開弁することにより供給ホッパ１のシ ョット粒を加圧空気とともにロータ２からチャンバ３の内部へ噴射する。

【００１０】 ショットピーニング処理を行うチャンバ３の内部には被加工物９０を固定する テーブル３０が収装され、被加工物９０として例えば車両用の歯車がテーブル３ ０に取り付けられる。

【００１１】 そして、チャンバ３の底部には外部と連通する回収管路４が接続され、回収管 路４の下方には所定の直径のメッシュ５０を備えた選別機５が配設されて、被加 工物９０に衝突したショット粒は回収管路４を介して選別機５へ導かれる。

【００１２】 選別機５のメッシュ５０を通過した所定の直径未満のショット粒は選別機５の 下方に配設された重量測定装置９へ送られる一方、メッシュ５０を通過できない 所定の直径以上のショット粒は返送装置６に吸引されるとともに、返送装置６に 接続された管路８へ圧送されて供給ホッパ１へ戻される。なお、返送装置６は図 示しないポンプ等により構成される。

【００１３】 一方、重量測定装置９では予め設定した時間（以下単位時間とする）当たりの 所定の直径未満のショット粒の重量を測定し、測定結果を制御装置１０へ送出す るとともに、重量を計測したショット粒を容器９１へ廃棄する。

【００１４】 管路８にはバルブ７１を介して補充ホッパ７が接続され、バルブ７１は制御装 置１０によって駆動されるサーボモータ７２に連結される。補充ホッパ７の内部 には所定の直径を備えた新規ショット粒７０が収容され、バルブ７１の開弁によ って内部の新規ショット粒７０は管路８を介して供給ホッパ１に移送される。

【００１５】 マイクロコンピュータ等で構成される制御装置１０は重量測定装置９の測定結 果に基づいてサーボモータ７２を駆動し、新規ショット粒７０を供給ホッパ１へ 移送する。この制御装置１０によるサーボモータ７２の制御の流れを図３のフロ ーチャートを参照しながら説明する。

【００１６】 まず、制御装置１０は重量測定装置９から単位時間当たりの所定の直径未満の ショット粒の重量をＳ１で読み込んだ後、Ｓ２において読み込んだ重量に基づい て供給ホッパ１に収容されたショット粒の直径の平均値である平均ショット粒径 の推定を行う。

【００１７】 このＳ２における推定は、図４に示すように予め設定された平均ショット粒径 と廃棄されるショット粒、すなわち、所定の直径未満のショット粒の重量との関 係から容易に演算することができる。

【００１８】 Ｓ３では求められた平均ショット粒径と予め設定した基準値との比較を行い、 平均ショット粒径が基準値未満であればＳ４においてサーボモータ７２を駆動し てバルブ７１を開弁する。バルブ７１の開弁によって補充ホッパ７から所定の直 径を備えた新規ショット粒７０が管路８を介して供給ホッパ１へ移送されるため 、供給ホッパ１の平均ショット粒径が増大する。

【００１９】 平均ショット粒径の増大によって被加工物９０に衝突するショット粒のエネル ギも増大し、図５に示すように、被加工物９０の表面から深さ方向における圧縮 残留応力の値は平均ショット粒径が基準値未満のときの実線Ｂから基準値以上の ときの実線Ａへ移動して、被加工物９０の疲労強度を確保することができる。

【００２０】 一方、推定結果の平均ショット粒径が基準値以上であればサーボモータ７２を バルブ７１の閉弁方向に駆動して新規ショット粒７０の供給を停止し、供給ホッ パ１のショット粒を循環させて使用する。

【００２１】 このようにして、ロータ２から被加工物９０に衝突したショット粒は回収パイ プ４により回収されて選別機５へ送られ、所定の直径以上のショット粒は返送装 置６により供給ホッパ１へ戻される一方、所定の直径未満のショット粒は重量測 定装置９によって単位時間当たりの重量が測定される。この重量の測定値に基づ いて制御装置１０は供給ホッパ１のショット粒の平均直径を推定し、この推定結 果が設定値未満であればサーボモータ７２によりバルブ７１を開弁して補充ホッ パ７から新規ショット粒７０を供給ホッパ１へ送ることにより減耗したショット 粒の平均直径を回復することが可能となって、供給ホッパ１のショット粒の平均 ショット粒径を基準値に保持することができ、安定した表面処理を行うことがで きる。

【００２２】 図６は他の実施例を示し、上記第１の実施例において噴射手段として採用した ロータ２に代わって噴射ノズル２０を適用したものであり、その他の構成は上記 第１の実施例と同様であり、空気管路２１から圧送された加圧空気により供給ホ ッパ１のショット粒が加圧されると共に、バルブ２２を通過した加圧空気がバル ブ１１から送出されるショット粒を噴射ノズル２０へ搬送するもので、その他作 用は上記第１の実施例と同様である。

【００２３】 なお、上記実施例において、補充ホッパ７から供給ホッパ１へ新規ショット粒 ７０を移送する手段として管路８を使用して回収したショット粒を返送する手段 と共用したが、図示はしないがそれぞれ独立して配設することができ、また、ポ ンプ等により構成された返送装置６を適用したが、図示はしないがベルトコンベ ア等により構成することができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上のように本考案は、所定の直径未満のショット粒の所定の時間当たりの重 量に基づいて供給手段のショット粒の平均直径を推定し、この推定結果が設定値 未満であれば移送手段を駆動して補充手段から新規ショット粒を供給手段へ送る ことにより減耗したショット粒の平均直径を増大することが可能となって、供給 手段のショット粒の平均ショット粒径を基準値に保持することができ、安定した 表面処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクレーム対応図である。

【図２】本考案の実施例を示す概略構成図である。

【図３】制御の一例を示すフローチャートである。

【図４】ショット粒の重量と平均ショット粒直径の関係
を示す図である。

【図５】金属表面からの距離と圧縮残留応力との関係を
示す図である。

【図６】他の実施例を示す概略構成図である。

【図７】残留応力積分値と疲労強度との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 供給ホッパ ２ ロータ ４ 回収管路 ５ 選別機 ６ 返送装置 ７ 補充ホッパ ８ 管路 ９ 重量測定装置 １０ 制御装置 ７１ バルブ ７２ サーボモータ ５１ 供給手段 ５２ 噴射手段 ５３ 回収手段 ５４ 選別手段 ５５ 返送手段 ５６ 重量測定手段 ５７ 推定手段 ５８ 比較手段 ５９ 制御手段 ６０ 移送手段 ６１ 貯蔵手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ショット粒を供給する手段と、加圧気体
   と共に前記ショット粒を被加工物に噴射する手段とを備
   えたショットピーニング処理装置において、前記ショッ
   ト粒を回収する手段と、前記回収されたショット粒を所
   定の直径以上のショット粒と所定の直径未満のショット
   粒とに選別する手段と、前記所定の直径以上のショット
   粒を前記供給手段へ返送する手段と、前記所定の直径未
   満のショット粒の単位時間当たりの重量を測定する手段
   と、前記重量の測定値から前記供給手段のショット粒の
   平均直径を推定する手段と、前記推定結果と予め設定し
   た値とを比較する手段と、新規ショット粒を貯蔵する手
   段と、この新規ショット粒を前記供給手段へ移送する手
   段と、前記比較結果が設定値未満の間だけ前記移送手段
   を駆動する制御手段とを備えたことを特徴とするショッ
   トピーニング処理装置。