JPWO2009001639A1 - ショット処理装置 - Google Patents

Abstract

ショット処理装置をコンパクトにするとともに、処理サイクルタイムを短縮できるショット処理装置を提供する。ショット処理装置は、被処理製品を回転自在に保持する自転回転処理部と、前記自転回転処理部を所定の個数載置し回転自在に動作する公転回転部と、少なくとも２つの自転回転処理部が作業者側に開放され残りの自転回転処理部が密閉される構造を有する投射室本体と、前記投射材を貯留するため投射室本体の下部に配置されるホッパーと、前記前記１個の被処理製品に必要な投射材量を貯蔵できる所定の個数の加圧タンクと、該加圧タンクに貯蔵された投射材と圧縮エアを混合するために設けられる該加圧タンクの個数と同数のミキシングバルブと、該ミキシングバルブに接続された輸送パイプによって運ばれた投射材を被処理製品に向かって投射するために投射室本体に設置された投射ノズルとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明はショット処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、自動車部品などで用いられるコンロッドなどの鍛造品、歯車、シャフトなどの機械加工品など、製造工程において単品で流れる部品を対象とし、それらの熱処理スケールの除去または部品表面の高強度化に用いられるショット処理装置において、装置全体がコンパクトで、製造ラインに組み込むことができるショット処理装置に関する。

鍛造による成形品、たとえば自動車用コンロッドのスケール除去や、機械加工品の表面、たとえばコイルバネの部品表面の高強度化に用いられる単品処理のショット処理装置は公知である（たとえば特開平５−７０８２８号公報、特開昭６０−１５０９６６号公報参照）。

しかしながら、従来の装置を構成する遠心式投射装置や圧縮エア式投射装置などの投射材加速装置や、バケットエレベータやスクリュコンベアなどの投射材循環手段は、対象となる被処理製品の容積と比較し大変大きく、ショット処理装置の設置スペースが大きくなることや、投射材加速装置への投射材補給時間や投射材循環時間が長くなるため、製造ラインの他の設備の生産サイクルタイムと比較しショット処理装置のサイクルタイムは長く必要であり、実生産においてはショット工程の前に半製品バッファを設け複数台のショット処理装置により製造ライン外で処理をすることが多く、製造ラインに組み込むことが困難であった。

そこで、本発明は、ショット処理装置をコンパクトにするとともに、処理サイクルタイムを短縮できるショット処理装置を提供することを目的とする。

本発明のショット処理装置は、コンパクトで処理サイクルタイムを短縮できるショット処理装置であって、被処理製品を回転自在に保持する自転回転処理部と、前記自転回転処理部を所定の個数載置し回転自在に動作する公転回転部と、該被処理製品および公転回転部を囲い前記自転回転処理部のうち少なくとも２つの自転回転処理部が作業者側に開放され残りの自転回転処理部が密閉される構造を有する投射室本体と、前記投射材を貯留するため投射室本体の下部に配置されるホッパーと、前記被処理製品に投射材を投射するために該ホッパーの下部に接続されるとともに前記１個の被処理製品に必要な投射材量を貯蔵できる所定の個数の加圧タンクと、該加圧タンクに貯蔵された投射材と圧縮エアを混合するために設けられる該加圧タンクの個数と同数のミキシングバルブと、該ミキシングバルブに接続された輸送パイプによって運ばれた投射材を被処理製品に向かって投射するために投射室本体に設置された投射ノズルとを備えてなることを特徴としている。
また、前記投射室本体内に換気ブースが設けられているのが好ましい。

また、本発明のショット処理装置は、被処理製品として鍛造製品を処理し、鍛造製品の製造ラインに組み込むことができる。ここで、「製造ラインに組み込む」とは、鍛造製品を製造する一連のラインの一部としてショット処理装置が設置され、鍛造製品を連続的に製造する装置の一部として機能することをいう。中間製品を一時保管し、その後に処理する場合も含まれる。

この出願は、日本国で２００７年６月２２日に出願された特願２００７−１６４５４３号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明によれば、投射室の下部にホッパーを有し、その下部に加圧タンクを用いるため、バケットエレベータやスクリュコンベアなどの投射材の循環手段を必要とせず、ショット処理装置を小さくコンパクトに抑えることができる。また、投射材の循環時間を必要とせず、加圧タンクへの投射材の補給時間も短くなるため、処理サイクルタイムを短縮させることができる。

本発明のショット処理装置は、被処理製品として自動車部品などで用いられるコンロッドなどの鍛造品、歯車、シャフトなどの機械加工品など、製造工程において単品で流れる部品を対象とし、それらの部品表面の高強度化、熱処理スケールの除去などを目的としたショット処理に適用することができる。
以下、添付図面に基づいて本発明のショット処理装置を説明する。なお、添付図面では、一部を透視的に重ねて表示している。本実施の形態にかかわるショット処理装置は、図１〜４に示されるように、被処理製品Ｗを回転自在に保持する自転回転処理部としての自転テーブル１と、前記自転テーブル１を所定の個数（本実施の形態では６つ）載置し、投射ブース３２や搬入出ブース３１へ移動するため回転自在に動作する公転回転部としての公転テーブル２と、該被処理製品Ｗおよび公転テーブル２を囲い自転テーブル１のうち所定の個数（本実施の形態では２つ）が被処理製品搬入出のために作業者側に開放され残り（その他）の自転テーブル１が投射材や粉じんの吹きモレを防止するために密閉される構造を有する投射室本体３と、前記投射材を貯留するため投射室本体３の下部に配置され下方が小さく絞られた形状を成すホッパー４と、前記被処理製品Ｗに投射材を投射するために該ホッパー４の下部に接続され、1個の被処理製品Ｗの処理に必要な量の投射材を貯蔵でき、圧縮エアを保持するため開閉が自在なポペットダンパ５１を有する所定の個数（本実施の形態では３つ）の加圧タンク５と、加圧タンク５に貯蔵された投射材と圧縮エアを混合するために加圧タンク５の下部に設置される加圧タンク５と同数のミキシングバルブ６と、ミキシングバルブ６に接続された輸送パイプ７によって運ばれた投射材を被処理製品に向かって投射する投射室本体３に設置され加圧タンク５と同数の投射ノズル８とを備えている。
なお、図１において、矢印Ａは圧縮エアの供給方向を示し、矢印Ｂは集じん機への排気方向を示している。

ここで、前記公転テーブル２には各自転テーブル１を隔てる隔壁２１を設けるのが好ましい。これにより、公転テーブル２の回転に伴い移動する隔壁２１により、投射室本体３が密閉され、作業者側への投射材の飛び出しや発じんの吹きモレを防ぐことができる。隔壁２１を備えずに、公転テーブル２の回転に伴い開閉する、すなわち、自転テーブル１が通過するときには開き、それ以外のときには閉じて投射室本体３内を密閉する開閉扉（不図示）などを設けてもよい。特に、隔壁２１を設けると、投射室本体３内の自転テーブル１がそれぞれ単独のブースに密閉されることになるので、他の自転テーブル１での処理の影響を受けず、好ましい。さらに、公転テーブル２の回転により、投射室本体３内での密閉が自動的に行われるので、構造が単純化できて好ましい。

投射ノズル８より投射された投射材は、投射材の自重により、投射室本体３の下部のホッパー４に集められ、さらにポペットダンパ５１が開くことによってホッパー４の下部にある加圧タンク５へ投射材が補給される。ポペットダンパ５１は、投射材を投射室本体３からホッパー４に移動させるときは開くが、それ以外は閉じられ、加圧タンク５からのエア等の流出を防ぐと共に、投射室本体３を密閉する。ポペットダンパ５１の開閉により被処理製品Ｗを１個処理するのに必要な量の投射材が加圧タンク５に補給され、圧縮エアにて加圧タンク５が加圧された後、ミキシングバルブ６を開くことにより投射材はミキシングバルブ６へ送られ、ミキシングバルブ６から輸送パイプ７を経て投射ノズル８に圧縮エアの流れに搬送され、投射ノズル８から投射室３内の被処理製品Ｗに噴射される。圧縮エアは、コンプレッサ（不図示）等、周知の圧縮エア供給源から供給される。
被処理製品Ｗは、搬入出ブース３１にある自転テーブル１に作業者あるいはロボットによって設置され保持される。保持後、公転テーブル２は回転し被処理製品Ｗは投射ブース３２へ移動し、投射処理を施される。そして、投射処理中、搬入出ブース３１にある自転テーブル１にセットされている処理済の被処理製品Ｗと処理予定の被処理製品Ｗを搬入出することができる。投射および搬入出処理が終了した後、再度公転テーブル２が回転しこれを繰り返す。

本実施の形態における自転テーブル１は、被処理製品の保持部を有しており、駆動部１１と、該駆動部１１の駆動プーリ１１ａと前記投射室本体３内に配置された所定の従動プーリ１１ｂと回転動力を伝達する所定のＶベルト１１ｃとを備える駆動機構により鉛直軸回りに自転する。また、前記公転テーブル２は、駆動部２２と、駆動力を伝達するためのギアボックス２２ａと回転軸とを備える駆動機構により鉛直軸回りに回転し、自転テーブル１は公転する。
また、本実施の形態では、前記自転回転処理部として自転テーブル１を用いているが、たとえば被処理製品を吊り下げた状態で投射する自転ハンガーを用いることができる。

つぎに本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。被処理製品Ｗとして鍛造処理品の外径１２０ｍｍの歯車を用いた。そして、前記ショット処理装置における公転テーブル２は、外径が５００ｍｍであり、自転テーブル１は６ステーションとし、公転テーブル２の中心から１８０ｍｍの位置に載置した。また、搬入出ブース３１は、歯車の搬入と搬出を専用化させるために、搬入ブース３１１と搬出ブース３１２に区画して各ブースに前記自転テーブル１がそれぞれ位置するように設定した。また、加圧タンク５、ミキシングバルブ６および投射ノズル８は各３個とした。さらに、投射ブース３２は、第１投射ブース３２１と第２投射ブース３２２に区画した。そして、前記３個の投射ノズル８のうち、１個の投射ノズル８は、第１投射ブース３２１内の歯車（被処理製品）の外側上面に向けて投射材を噴射できるように設置し、残りの２個の投射ノズル８は、第２投射ブース３２２内の歯車（被処理製品）の内側（歯車内筒部）と外側下面に向けて投射材を噴射できるように設置した。
また、各投射ノズル８から１個の歯車への投射材の投射量は１ｋｇとし、投射時間を６秒とした。
また、公転テーブル２の間歇回転時間（ブース間の回転時間）は１秒とし、投射材を加圧タンク５へ補給する工程もこの公転テーブル２の間歇回転時間内に実施した。
また、投射後には、投射ブース３２に残った粉じんを作業者側に出さないようにするため換気工程が３秒ほど必要である。本実施例においては、第２投射ブース３２２と搬出ブース３１２とのあいだにブース（換気ブース）Ｃを投射室本体３の内部に設け、換気ブースＣのみに集じん機へと接続する排気ダクト９２を設置し、未処理の歯車が投射されている間に換気工程を行い、投射後に残った粉じんを吸引し、作業者側に粉じんを出さず、作業環境を良好に保つようにした。本実施例では、搬入ブース３１１、搬出ブース３１２、第１投射ブース３２１、第２投射ブース３２２、換気ブースＣおよび搬入ブース３１１と第１投射ブース３２１との間のブースの６ブースとし、搬入ブース３１１と第１投射ブース３２１との間のブースのブースを除いた５ブースで並行して処理が行われることにより、処理時間を短縮できる。なお、符号９２ａは投射室本体３の粉じんを排気と除去するため投射室本体３に連通されるとともに載置される吸引ボックスである。また、ここでいう「区画する」は、必ずしも物理的に区切られている必要はなく、移動する隔壁２１により区切られている所定の位置の空間でもよい。

上記の説明から明らかなように、６秒の投射時間と１秒の回転時間との合計の７秒間で、搬入搬出を含めて１個の歯車を処理することが可能となり、処理サイクルタイムを大幅に短縮できた。またショット処理装置は、６６０ｍｍ×１６００ｍｍの矩形フレーム９１に設置できた。
投射材加速装置の一部である加圧タンクを投射室本体の下部に配置し、１個の被処理製品に必要な投射材量だけ貯蔵することと、自転回転処理部の配置を投射ブースおよび搬入出ブースに分け、さらには第２投射ブース３２２と搬出ブース３１２とのあいだに換気ブースＣを設けるという構成にすることにより、ショット処理装置のコンパクト化と、処理サイクルタイムの短縮を図るとともに、作業環境を良好に保つことができる。

なお、本実施の形態では、ショット処理装置がコンパクトになったことにより、ショット処理装置および制御盤９０を矩形フレーム９１上に配置をすることができ、生産ラインの変更に伴う装置の移送および据付が簡単に行うことが可能である。

また、ショット処理装置がコンパクトになり、かつ、処理時間が短縮されるので、本発明に係るショット処理装置を鍛造製品の製造ラインに組み込むことが可能となり、その結果、鍛造製品の製造設備の小型化と製造時間の短縮が実現できる。

本発明の一実施の形態に係るショット処理装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係るショット処理装置の前面図である。 本発明の一実施の形態に係るショット処理装置の背面図である。 本発明の一実施の形態に係るショット処理装置の平面図である。

本発明のショット処理装置は、コンパクトで処理サイクルタイムを短縮できるショット処理装置であって、被処理製品を回転自在に保持する自転回転処理部と、前記自転回転処理部を所定の個数載置し回転自在に動作する公転回転部と、該被処理製品および公転回転部を囲い前記自転回転処理部のうち少なくとも２つの自転回転処理部が作業者側に開放され残りの自転回転処理部が密閉される構造を有する投射室本体と、前記投射材を貯留するため投射室本体の下部に配置されるホッパーと、前記被処理製品に投射材を投射するために該ホッパーの下部に接続されるとともに前記１個の被処理製品に必要な投射材量を貯蔵できる所定の個数の加圧タンクと、該加圧タンクに貯蔵された投射材と圧縮エアを混合するために設けられる該加圧タンクの個数と同数のミキシングバルブと、該ミキシングバルブに接続された輸送パイプによって運ばれた投射材を被処理製品に向かって投射するために投射室本体に設置された投射ノズルとを備え、前記自転回転処理部の密閉が、前記公転回転部に設けられ、各前記自転回転部を隔てる隔壁を用いてなされることを特徴としている。
また、前記投射室本体内に換気ブースが設けられているのが好ましい。

Claims (3)

1. コンパクトで処理サイクルタイムを短縮できるショット処理装置であって、
   被処理製品を回転自在に保持する自転回転処理部と、
   前記自転回転処理部を所定の個数載置し回転自在に動作する公転回転部と、
   該被処理製品および公転回転部を囲い前記自転回転処理部のうち少なくとも２つの自転回転処理部が作業者側に開放され残りの自転回転処理部が密閉される構造を有する投射室本体と、
   前記投射材を貯留するため投射室本体の下部に配置されるホッパーと、
   前記被処理製品に投射材を投射するために該ホッパーの下部に接続されるとともに前記１個の被処理製品に必要な投射材量を貯蔵できる所定の個数の加圧タンクと、
   該加圧タンクに貯蔵された投射材と圧縮エアを混合するために設けられる該加圧タンクの個数と同数のミキシングバルブと、
   該ミキシングバルブに接続された輸送パイプによって運ばれた投射材を被処理製品に向かって投射するために投射室本体に設置された投射ノズル
   とを備えてなるショット処理装置。
2. 前記投射室本体内に換気ブースが設けられてなる請求項1記載のショット処理装置。
3. 前記被処理製品が鍛造製品であり、鍛造製品の製造ラインに組み込まれる、請求項１または請求項２記載のショット処理装置。

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