(57)【要約】【課題】ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実におこないつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図る。【解決手段】ショット処理装置１は、長手方向Ｄ１にショット処理領域Ａ１、及びショット非処理領域Ａ２を有する長尺のワーク１００を収納するマスキング治具１０と、マスキング治具１０に収納されたワーク１００に対してショット材を投射してショットピーニング処理又はショットブラスト処理を行う投射部２と、を備え、マスキング治具１０は、投射部２に向けてショット処理領域Ａ１を露出させた状態でワーク１００を収納可能とする長溝２４を備えた鞘部材２０と、長溝２４の長手方向Ｄ１の一部に開閉自在に設けられ、長溝２４を閉じたときに長溝２４内に収納されたワーク１００のショット非処理領域Ａ２を覆う蓋体５０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向にショット処理領域、及びショット非処理領域を有する長尺のワークを収納するマスキング治具と、
前記マスキング治具に収納された前記ワークに対してショット材を投射してショットピーニング処理又はショットブラスト処理を行う投射部と、を備え、
前記マスキング治具は、
前記投射部に向けて前記ショット処理領域を露出させた状態で前記ワークを収納可能とする長溝を備えた鞘部材と、
前記長溝の長手方向の一部に開閉自在に設けられ、前記長溝を閉じたときに前記長溝内に収納された前記ワークの前記ショット非処理領域を覆う蓋体と、を備える
ことを特徴とするショット処理装置。
【請求項２】
前記長溝内に収納した前記ワークの前記ショット処理領域を前記ショット材の投射流路に臨ませた状態で、前記鞘部材を前記投射流路に直交する方向に進退動作させる進退駆動部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のショット処理装置。
【請求項３】
前記鞘部材は、前記長手方向に直交する断面において、前記投射部から離間するにしたがって互いに漸次接近するようＶ字状に配置されるとともに、前記長手方向に連続し、前記ワークを、前記投射部に臨む側とは反対側で支持する一対の支持傾斜面を有している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のショット処理装置。
【請求項４】
前記鞘部材は、
前記ワークの前記長手方向の一端部を、前記ワークの前記長手方向の他端部側に向かって押圧するワーク押圧部と、
前記ワークの前記長手方向の他端部を、前記ワークの前記一端部から他端部に向かう方向への変位、及び前記長手方向に交差する方向への変位を拘束した状態で保持するワーク保持部と、を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項５】
前記長溝は、前記ワークの前記ショット処理領域を、前記投射部からの前記ショット材の投射方向に直交する面に対して傾斜させた状態で、前記ワークを収納する
ことを特徴とする１から４のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項６】
前記鞘部材は、前記長溝において前記投射部側を向く溝底面と、前記鞘部材において前記投射部とは反対側の鞘外周面とを連通し、前記長溝内に入り込んだ前記ショット材を前記鞘部材の外部に排出する排出孔を有している
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項７】
前記排出孔は、前記溝底面に開口する溝側開口と、前記鞘部材の前記鞘外周面に開口する外側開口とが、前記投射部からの前記ショット材の投射方向に交差する方向で互いにずれた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載のショット処理装置。
【請求項８】
前記鞘部材は、前記投射部において前記ショット材を投射する起点と前記ワークの外周縁部とを結ぶ投影範囲の内側に設けられている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項９】
前記鞘部材は、
ベース部材と、
前記長溝が形成され、前記ベース部材に対して着脱可能に設けられた鞘本体と、を備える
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項１０】
前記蓋体は、少なくとも前記長手方向の両端部に、前記長手方向に交差する断面形状が前記投射部側に向かって凸となり、前記ショット材の安息角よりも小さい角度の頂角部を有した突状部が形成されている
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項１１】
前記蓋体は、前記長溝を閉じた状態で、前記長溝内に収容された前記ワークの前記ショット非処理領域との間に、定められた寸法以下の隙間を隔てて配置される
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項１２】
前記蓋体は、前記長溝を挟んで一方の側に設けられたヒンジ部により、前記鞘部材に対し、前記長溝方向の軸線周りに回動自在に連結されている
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項１３】
前記ヒンジ部における前記蓋体と前記鞘部材との隙間は、前記ショット材の平均粒径よりも小さい
ことを特徴とする請求項１２に記載のショット処理装置。
【請求項１４】
前記蓋体は、前記長溝を挟んで前記ヒンジ部とは反対側に、自重により前記蓋体を閉方向に回動するように付勢するウェイト部が設けられている
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のショット処理装置。
【請求項１５】
前記投射部における前記ショット材の投射、及び前記投射部の前記ショット材の投射流路に対する前記マスキング治具の移動を制御する制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のショット処理装置。
【請求項１６】
前記制御部は、
前記長手方向における前記ワークのショット処理領域の一方の外側で、前記投射部により前記ショット材の投射を開始させるステップと、
前記投射部における前記ショット材の投射が安定した後、前記投射部における前記ショット材の投射流路に対し、前記鞘部材を前記長手方向に移動させるステップと、
前記投射部における前記ショット材の投射流路が、前記長手方向において前記ワークのショット処理領域の他方の外側に到達したときに、前記投射部による前記ショット材の投射を停止させるステップと、
を順次実行する
ことを特徴とする請求項１５に記載のショット処理装置。
【請求項１７】
前記蓋体が閉状態にあるか否かを検出するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサからの検出信号に基づいて、前記投射部における前記ショット材の投射、及び前記投射部の前記ショット材の投射流路に対する前記マスキング治具の移動を制御する
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のショット処理装置。
【請求項１８】
前記蓋体を閉状態に拘束するロックアームをさらに備え、
前記センサは、前記ロックアームの有無を検出することで、前記蓋体が閉状態にあるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項１７に記載のショット処理装置。
【請求項１９】
長手方向にショット処理領域、及びショット非処理領域を有する長尺のワークを収納する長溝を備えた鞘部材と、
前記長溝の長手方向の一部に開閉自在に設けられ、前記長溝を閉じたときに前記長溝内に収納された前記ワークの前記ショット非処理領域を覆う蓋体と、を備える
ことを特徴とするマスキング治具。
【請求項２０】
請求項１から１８のいずれか一項に記載のショット処理装置におけるショット処理方法であって、
前記長手方向における前記ワークのショット処理領域の一方の外側で、前記投射部により前記ショット材の投射を開始させる工程と、
前記投射部における前記ショット材の投射が安定した後、前記投射部における前記ショット材の投射流路に対し、前記鞘部材を前記長手方向に移動させる工程と、
前記投射部における前記ショット材の投射流路が、前記長手方向において前記ワークのショット処理領域の他方の外側に到達したときに、前記投射部による前記ショット材の投射を停止させる工程と、
を備えることを特徴とするショット処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショット処理装置、マスキング治具、ショット処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の部品の表面加工の一種として、ショットピーニング処理やショットブラスト処理が用いられている。ショットピーニング処理は、ワーク（加工対象物）の表面に粒子状のショット材を衝突させることで、ワークの表面を硬化させる等して改質させる。ショットブラスト処理は、ワークの表面にショット材を衝突させることで、ワークの表面を粗面化したり、ワークの表面の酸化物やスケール等を除去する。
【０００３】
ワークの全体ではなく、ワークの一部の表面にのみ、ショットピーニング処理やショットブラスト処理を施す場合、ショット材を、処理対象となる一部の表面のみに衝突させる必要がある。このため、ワークの表面において、ショットピーニング処理やショットブラスト処理を施さない非処理領域は、マスキングテープ等のマスキング材で覆う必要がある。しかしながら、ワークの表面の非処理領域にマスキング材を貼り付けるには、手間が掛かる。また、ショットピーニング処理やショットブラスト処理の後には、マスキング材をワークの表面から剥がさなければならず、この作業にも手間が掛かる。さらに、ワークから剥がしたマスキング材は、一般に再利用できず、廃棄物となるため、産業廃棄物削減の観点からも好ましくない。加えて、多数のワークに同様の処理を行う場合、多数のワークの非処理領域に対し、高い精度でマスキング材を貼り付けるのは難しい。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１には、筒状のワークの端部を保持するとともに、それぞれの端部をマスキングする保持治具を備えた構成が開示されている。このような構成によれば、保持治具でワークの端部を保持すると、保持治具で覆われたワークの表面には、ショット材（ブラストメディア）が衝突せず、ブラスト処理が施されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５３２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたような構成では、保持治具で保持されたワークの両端部のみが、ショットピーニング処理やショットブラスト処理の非処理領域とされ、ワークの両端部の間の大部分には、ショットピーニング処理やショットブラスト処理が施される。
【０００７】
これに対し、例えば、長尺のワークの一部のみに、ショットピーニング処理やショットブラスト処理を施し、残りの大部分を非処理領域とする場合がある。このような場合、特許文献１に開示されたようなワークの両端部を保持する保持治具でワークの大部分を覆うと、保持治具の大型化や、保持治具の構造の複雑化を招くことがある。その結果、保持治具の製作コストの上昇、処理前後における保持治具へのワークの着脱等に手間が掛かることによる作業効率の低下等に繋がる。
そこでなされた本発明の目的は、ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実におこないつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることのできるショット処理装置、マスキング治具、ショット処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のショット処理装置は、長手方向にショット処理領域、及びショット非処理領域を有する長尺のワークを収納するマスキング治具と、前記マスキング治具に収納された前記ワークに対してショット材を投射してショットピーニング処理又はショットブラスト処理を行う投射部と、を備え、前記マスキング治具は、前記投射部に向けて前記ショット処理領域を露出させた状態で前記ワークを収納可能とする長溝を備えた鞘部材と、前記長溝の長手方向の一部に開閉自在に設けられ、前記長溝を閉じたときに前記長溝内に収納された前記ワークの前記ショット非処理領域を覆う蓋体と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、鞘部材の長溝にワークを収容して蓋体を閉じると、蓋体によってワークのショット非処理領域が覆われ、ショット処理領域のみが投射部に向けて露出する。この状態で、投射部によりショット材を投射すると、ワークのショット処理領域にのみショット材が投射される。これにより、ワークのショット処理領域のみにショットピーニング処理又はショットブラスト処理が施される。
マスキング治具でショット非処理領域のマスキングを行うには、鞘部材の長溝にワークを収容して蓋体を開閉するのみでよい。したがって、マスキング治具に対するワークの着脱を容易に行うことができる。また、複数のワークに順次ショット処理を行う場合であっても、マスキング治具に対するワークの着脱と、ショット処理とを繰り返し行えばよく、作業効率にも優れる。また、ワークのショット非処理領域に対する蓋体によるマスキング精度も高まる。さらに、マスキング治具は、鞘部材と、鞘部材の長溝を開閉する蓋体と、からなる簡易な構成であり、低コストで製作できる。
このようにして、ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることが可能となる。
【００１０】
また、上記ショット処理装置は、前記長溝内に収納した前記ワークの前記ショット処理領域を前記ショット材の投射流路に臨ませた状態で、前記鞘部材を前記投射流路に直交する方向に進退動作させる進退駆動部をさらに備える。
【００１１】
このような構成によれば、進退駆動部により、鞘部材を、ショット材の投射流路に対して進退動作させることで、ワークのショット処理領域に沿ってショット材の投射範囲を移動させることができる。これにより、ショット材の投射範囲（投射流路）よりも広いショット処理領域に対し、ショット処理を連続的に施すことができる。
【００１２】
また、上記ショット処理装置は、前記鞘部材は、前記長手方向に直交する断面において、前記投射部から離間するにしたがって互いに漸次接近するようＶ字状に配置されるとともに、前記長手方向に連続し、前記ワークを、前記投射部に臨む側とは反対側で支持する一対の支持傾斜面を有している。
【００１３】
このような構成によれば、ワークは、一対の支持傾斜面に対し、投射部に臨む側とは反対側において、ワークの周方向の二個所で線接触する。これにより、ワークが安定的に支持される。
【００１４】
また、上記ショット処理装置において、前記鞘部材は、前記ワークの前記長手方向の一端部を、前記ワークの前記長手方向の他端部側に向かって押圧するワーク押圧部と、前記ワークの前記長手方向の他端部を、前記ワークの前記一端部から他端部に向かう方向への変位、及び前記長手方向に交差する方向への変位を拘束した状態で保持するワーク保持部と、を有する。
【００１５】
このような構成によれば、長手方向の一端部側に設けられたワーク押圧部により、ワークを長手方向の他端部側に押圧し、長手方向の他端部側に設けられたワーク保持部でワークの一端部を保持する。これにより、ワークは、長手方向及び長手方向に交差する方向への変位が拘束された状態で、鞘部材の長溝に高い位置精度で位置決めされて収容される。さらに、長溝に対するワークの着脱に、ネジ等を用いる必要がなく、ワークの着脱作用を容易かつ効率的に行うことができる。その結果、蓋体によるワークのショット非処理領域のマスキングを、容易かつ高精度に行うことができる。
【００１６】
また、上記ショット処理装置において、前記長溝は、前記ワークの前記ショット処理領域を、前記投射部からの前記ショット材の投射方向に直交する面に対して傾斜させた状態で、前記ワークを収納する。
【００１７】
このような構成によれば、投射部から投射されたショット材が、ワークのショット処理領域で反射しても、ショット材は、投射部に対して傾斜した方向に反射する。これにより、ショット処理領域で反射したショット材によって、投射部からのショット材の投射が妨げられるのを抑えることができる。
【００１８】
また、上記ショット処理装置において、前記鞘部材は、前記長溝において前記投射部側を向く溝底面と、前記鞘部材において前記投射部とは反対側の鞘外周面とを連通し、前記長溝内に入り込んだ前記ショット材を前記鞘部材の外部に排出する排出孔を有している。
【００１９】
このような構成によれば、長溝に対してワークを着脱する際等に、長溝内にショット材が入り込んだ場合、入り込んだショット材を、排出孔を通して鞘部材の外部に排出することができる。これにより、長溝内に残るショット材が、鞘部材とワークとの間に挟み込まれ、ワークに傷等がつくのを抑えることができる。
【００２０】
また、上記ショット処理装置において、前記排出孔は、前記溝底面に開口する溝側開口と、前記鞘部材の前記鞘外周面に開口する外側開口とが、前記投射部からの前記ショット材の投射方向に交差する方向で互いにずれた位置に配置されている。
【００２１】
このような構成によれば、投射部から投射され、マスキング治具に対して投射部とは反対側で跳ね返ったショット材が、排出孔の外側開口から排出孔に入り込んでも、そのショット材が排出孔の溝側開口まで到達しにくくなる。これにより、投射後に跳ね返ったショット材が、排出孔を通して長溝内のワークに衝突し、ショット処理領域以外の部分を傷つけるのを抑えることができる。
【００２２】
また、上記ショット処理装置において、前記鞘部材は、前記投射部において前記ショット材を投射する起点と前記ワークの外周縁部とを結ぶ投影範囲の内側に設けられている。
【００２３】
このような構成によれば、投射部の起点から投射されたショット材の投射範囲に、鞘部材が直接露出しない。これにより、投射部から投射されたショット材が、鞘部材に直接衝突するのを抑えることができ、鞘部材の傷つきや摩耗を抑えることができる。
【００２４】
また、上記ショット処理装置において、前記鞘部材は、ベース部材と、前記長溝が形成され、前記ベース部材に対して着脱可能に設けられた鞘本体と、を備える。
【００２５】
このような構成によれば、長溝が形成された鞘本体のみを交換することができる。これにより、メンテナンスや仕様変更等の際に、ベース部材はそのまま利用し続けながら、鞘本体のみを交換すればよく、マスキング治具の製作コストを低減することができる。
【００２６】
また、上記ショット処理装置において、前記蓋体は、少なくとも前記長手方向の両端部に、前記長手方向に交差する断面形状が前記投射部側に向かって凸となり、前記ショット材の安息角よりも小さい角度の頂角部を有した突状部が形成されている。
【００２７】
このような構成によれば、投射されたショット材が、蓋体の少なくとも両端部の突状部に堆積するのを抑えることができる。これにより、蓋体の開閉時に、蓋体に堆積していたショット材が溝内に入り込むのを抑えることができる。したがって、溝内に入り込んだショット材によって、ショット処理領域以外でワークが傷つくのを抑えることができる。
【００２８】
また、上記ショット処理装置において、前記蓋体は、前記長溝を閉じた状態で、前記長溝内に収容された前記ワークの前記ショット非処理領域との間に、定められた寸法以下の隙間を隔てて配置される。
【００２９】
このような構成によれば、蓋体と長溝内に収容されたワークのショット非処理領域との隙間にショット材が張り込むのを抑えることができる。これにより、隙間にショット材が入り込んでショット非処理領域を傷つけてしまうのを抑えることができる。
【００３０】
また、上記ショット処理装置において、前記蓋体は、前記長溝を挟んで一方の側に設けられたヒンジ部により、前記鞘部材に対し、前記長溝方向の軸線周りに回動自在に連結されている。
【００３１】
このような構成によれば、長溝に対してワークを着脱する際には、蓋体を、ヒンジ部を中心として開閉すればよい。また、蓋体は、長溝を挟んでヒンジ部とは反対側で、手指により容易に開閉することができる。これにより、蓋体を鞘部材に着脱したりスライドさせることで長溝を開閉する構成に比較し、開閉動作を容易に行うことができる。
【００３２】
また、上記ショット処理装置において、前記ヒンジ部における前記蓋体と前記鞘部材との隙間は、前記ショット材の平均粒径よりも小さい。
【００３３】
このような構成によれば、ヒンジ部の蓋体と鞘部材との隙間にショット材が入り込むのを抑え、ヒンジ部における蓋体の開閉動作が損なわれるのを抑えることができる。
【００３４】
また、上記ショット処理装置において、前記蓋体は、前記長溝を挟んで前記ヒンジ部とは反対側に、自重により前記蓋体を閉方向に回動するように付勢するウェイト部が設けられている。
【００３５】
このような構成によれば、ショット材の投射中に蓋体が不用意に開くのを抑え、蓋体が閉じた状態を容易に維持することができる。
【００３６】
また、上記ショット処理装置は、前記投射部における前記ショット材の投射、及び前記投射部の前記ショット材の投射流路に対する前記マスキング治具の移動を制御する制御部をさらに備える。
【００３７】
このような構成によれば、ワークのショット処理領域に対するショット処理を、自動的に行うことができる。
【００３８】
また、上記ショット処理装置において、前記制御部は、前記長手方向における前記ワークのショット処理領域の一方の外側で、前記投射部により前記ショット材の投射を開始させるステップと、前記投射部における前記ショット材の投射が安定した後、前記投射部における前記ショット材の投射流路に対し、前記鞘部材を前記長手方向に移動させるステップと、前記投射部における前記ショット材の投射流路が、前記長手方向において前記ワークのショット処理領域の他方の外側に到達したときに、前記投射部による前記ショット材の投射を停止させるステップと、を順次実行する。
【００３９】
このような構成によれば、ショット材の投射が安定してからショット処理領域にショット材を投射することで、ワークのショット処理領域に対するショット材の投射を、均一な品質で良好に行うことができる。
【００４０】
また、上記ショット処理装置は、前記蓋体が閉状態にあるか否かを検出するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサからの検出信号に基づいて、前記投射部における前記ショット材の投射、及び前記投射部の前記ショット材の投射流路に対する前記マスキング治具の移動を制御する。
【００４１】
このような構成によれば、蓋体でワークのショット非処理領域を確実に覆った状態で、ショット処理を行うことができる。これにより、蓋体を閉め忘れた状態でショット処理を行ってしまうことを抑えることができる。
【００４２】
また、上記ショット処理装置は、前記蓋体を閉状態に拘束するロックアームをさらに備え、前記センサは、前記ロックアームの有無を検出することで、前記蓋体が閉状態にあるか否かを検出する。
【００４３】
このような構成によれば、蓋体でワークのショット非処理領域を確実に覆い、かつ蓋体がロックアームによって拘束された状態で、ショット処理を行うことができる。これにより、蓋体が閉状態で拘束されていない状態でショット処理を行ってしまうことを抑えることができる。
【００４４】
本発明のマスキング治具は、長手方向にショット処理領域、及びショット非処理領域を有する長尺のワークを収納する長溝を備えた鞘部材と、前記長溝の長手方向の一部に開閉自在に設けられ、前記長溝を閉じたときに前記長溝内に収納された前記ワークの前記ショット非処理領域を覆う蓋体と、を備える。
【００４５】
このような構成によれば、マスキング治具でショット非処理領域のマスキングを行うには、鞘部材の長溝にワークを収容して蓋体を開閉するのみでよい。したがって、マスキング治具に対するワークの着脱を容易に行うことができる。また、複数のワークに順次ショット処理を行う場合であっても、マスキング治具に対するワークの着脱と、ショット処理とを繰り返し行えばよく、作業効率にも優れる。また、ワークのショット非処理領域に対する蓋体によるマスキング精度も高まる。さらに、マスキング治具は、鞘部材と、鞘部材の長溝を開閉する蓋体と、からなる簡易な構成であり、低コストで製作できる。
このようにして、ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることが可能となる。
【００４６】
本発明のショット処理方法は、上記したようなショット処理装置におけるショット処理方法であって、前記長手方向における前記ワークのショット処理領域の一方の外側で、前記投射部により前記ショット材の投射を開始させる工程と、前記投射部における前記ショット材の投射が安定した後、前記投射部における前記ショット材の投射流路に対し、前記鞘部材を前記長手方向に移動させる工程と、前記投射部における前記ショット材の投射流路が、前記長手方向において前記ワークのショット処理領域の他方の外側に到達したときに、前記投射部による前記ショット材の投射を停止させる工程と、を備えることを特徴とする。
【００４７】
このような構成によれば、ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることができるマスキング治具を用いつつ、ワークのショット処理領域に対するショット材の投射を、均一な品質で良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、ショット非処理領域のマスキングを容易かつ確実におこないつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係るショット処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】上記ショット処理装置でショット処理を施すワークの一例を示す図である。
【図３】上記ショット処理装置に設けられたマスキング治具を示す側面図である。
【図４】上記マスキング治具の平面図である。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１矢視断面図である。
【図６】上記マスキング治具に設けられたワーク押圧部の構成を示す図であり、図４のＸ２−Ｘ２矢視断面図である。
【図７】上記マスキング治具に設けられたワーク保持部の構成を示す図であり、図４のＸ３−Ｘ３矢視断面図である。
【図８】上記マーク保持部を示す平面図である。
【図９】上記マスキング治具の長溝に収納したワークのショット処理領域を示す図であり、図３のＸ４−Ｘ４矢視断面図である。
【図１０】上記マスキング治具の鞘部材に設けられた排出孔を示す図であり、図４のＸ５−Ｘ５矢視断面図である。
【図１１】上記マスキング治具の蓋体に形成された突状部を示す図であり、図３のＸ６−Ｘ６矢視断面図である。
【図１２】上記蓋体を鞘部材に回動自在に連結するヒンジ部の構成を示す図であり、図４のＸ７−Ｘ７矢視断面図である。
【図１３】本実施形態におけるショット処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図１４】上記マスキング治具の蓋体を開き、長溝にワークをセットする状態を示す側面図である。
【図１５】上記マスキング治具の蓋体を閉じた状態を示す側面図である。
【図１６】上記マスキング治具の蓋体をロックアームにより拘束した状態を示す側面図である。
【図１７】上記ショット処理方法において、ショット材の投射を停止させる位置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、添付図面を参照して、本発明によるショット処理装置、マスキング治具、ショット処理方法を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【００５１】
図１は、本実施形態に係るショット処理装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、ショット処理装置１は、投射部２と、マスキング治具１０と、制御部８と、を主に備えている。このショット処理装置１は、ワーク１００に対し、ショットピーニング処理又はショットブラスト処理を施す。なお、以下の説明においては、ショットピーニング処理又はショットブラスト処理を、単にショット処理と称する。
【００５２】
投射部２は、ワーク１００にショット処理を施すためのショット材を投射する。ショット材は、粒子状で、金属材料、非金属材料等が用いられる。投射部２には、ショット材供給部３からショット材が供給される。本実施形態において、投射部２は、噴射式で、ショット材圧送のための流体圧力を、ショット材供給部３に備えられている流体圧力制御機構（図示無し）により制御し、ショット材を、中空箱状のハウジング４内に設けられたノズル６から所定の投射方向Ｄ２に投射する。
【００５３】
マスキング治具１０は、中空箱状のハウジング４内に設けられている。マスキング治具１０は、ショット処理の処理対象となるワーク１００を保持する。
【００５４】
図２は、上記ショット処理装置でショット処理を施すワークの一例を示す図である。
図２に示すように、本実施形態において、ワーク１００は、長手方向Ｄ１に沿って延びる長尺の部材である。このワーク１００は、例えばラックギヤであり、長手方向Ｄ１に沿って延びるギヤ本体１０１と、ギヤ本体１０１の一部に形成されたギヤ部１０２と、を有している。ギヤ本体１０１は、例えば長手方向Ｄ１に延びる中心軸に直交する断面形状が円形をなしている。ギヤ部１０２は、ギヤ本体１０１の長手方向Ｄ１の一部に形成されている。本実施形態において、ギヤ部１０２は、長手方向Ｄ１におけるワーク１００の中央部１００ｃに対して一方の側に形成されている。ギヤ部１０２は、長手方向Ｄ１に沿って等間隔で形成された、複数の平歯状のギヤ歯１０２ｇを有している。
【００５５】
図３は、上記ショット処理装置に設けられたマスキング治具を示す側面図である。図４は、上記マスキング治具の平面図である。図５は、図４のＸ１−Ｘ１矢視断面図である。
図３、図４に示すように、マスキング治具１０は、保持するワーク１００の長手方向Ｄ１に沿って延びている。マスキング治具１０は、鞘部材２０と、蓋体５０と、を備えている。
なお、以下の説明において、マスキング治具１０から見て投射部２のノズル６側を「上方」、その反対側を「下方」とする。ただし、投射部２のノズル６からのショット材の投射方向は、鉛直上下方向に限らず、水平方向や斜め方向であってもよい。したがって、実際のショット材の投射方向によっては、以下におけるマスキング治具１０の「上方」や「下方」が、鉛直上下方向と一致しない場合がある。
【００５６】
図３に示すように、鞘部材２０は、ベース部材２１と、鞘本体２２と、下部カバー２３と、を備えている。
ベース部材２１は、図１に示す進退駆動部５のアクチュエータロッド５ｂの先端部に接続されている。ベース部材２１は、長手方向Ｄ１に沿って延び、長手方向Ｄ１に直交する方向（ショット材の投射方向Ｄ２）に沿った厚みが、アクチュエータロッド５ｂ側から離れるにしたがって、漸次小さくなるように形成されている。
【００５７】
鞘本体２２は、長手方向Ｄ１に沿って延び、ベース部材２１に、ボルト等によって着脱可能に固定されている。鞘本体２２は、ベース部材２１に対し、上方の投射部２側に設けられている。
【００５８】
図３〜図５に示すように、鞘部材２０は、投射部２に臨む側に、長溝２４を有している。長溝２４は、長手方向Ｄ１に連続して形成されている。長溝２４は、鞘本体２２において投射部２側の上面２２ｆから下方に窪むように形成されている。
【００５９】
図５に示すように、長溝２４の内部には、一対の支持傾斜面２５が形成されている。一対の支持傾斜面２５は、長手方向Ｄ１に直交する断面視で、投射部２側から下方に離間するにしたがって、互いに漸次接近するようＶ字状に配置されている。各支持傾斜面２５は、長溝２４内で長手方向Ｄ１に連続して形成されている。
【００６０】
鞘本体２２の長溝２４には、ワーク１００が収納可能とされている。ワーク１００は、長溝２４内で、一対の支持傾斜面２５により、投射部２に臨む側とは反対側で支持されている。ワーク１００は、一対の支持傾斜面２５に対し、投射部２に臨む側とは反対側において、ワーク１００の周方向の二個所で線接触して支持される。
また、鞘本体２２には、一対の支持傾斜面２５でワーク１００を支持した状態で、長溝２４の溝底面２４ｂとワーク１００との間に、空間２７が形成され、ワーク１００が溝底面２４ｂに直接接触しないようになっている。
【００６１】
図３に示すように、鞘本体２２には、ワーク押圧部３１と、ワーク保持部３２とが設けられている。
図６は、上記マスキング治具に設けられたワーク押圧部の構成を示す図であり、図４のＸ２−Ｘ２矢視断面図である。
図３、図６に示すように、ワーク押圧部３１は、鞘本体２２の基端部２２ａに設けられている。図６に示すように、ワーク押圧部３１は、ブラケット３３と、押圧プレート３４と、付勢部材３５と、を備えている。
【００６２】
ブラケット３３は、ベース部材２１から上方に延びるプレート２８に、ボルト等により着脱可能に固定されている。ブラケット３３は、鞘本体２２の基端部２２ａにおいて長溝２４の端部の開口を塞ぐように設けられている。
【００６３】
押圧プレート３４は、ブラケット３３に形成された支持孔３３ｈ内で、長手方向Ｄ１に移動自在に設けられており、ボルト３３ｘによって付勢部材３５を間にはさんでブラケット３３に取り付けられている。押圧プレート３４は、樹脂材料等、ワーク１００よりも軟質な材料で形成され、ワーク１００への傷付けを防止している。
【００６４】
付勢部材３５は、コイルスプリング等からなり、ブラケット３３と押圧プレート３４との間に圧縮状態で設けられている。付勢部材３５は、押圧プレート３４を鞘本体２２の先端部２２ｂ側に付勢している。このようなワーク押圧部３１は、長溝２４内に収納されたワーク１００の長手方向Ｄ１の一端部１００ａを、ワーク１００の長手方向Ｄ１の他端部１００ｂ側に向かって押圧する。
【００６５】
図７は、上記マスキング治具に設けられたワーク保持部の構成を示す図であり、図４のＸ３−Ｘ３矢視断面図である。図８は、上記ワーク保持部を示す平面図である。
図３、図４、図７、図８に示すように、ワーク保持部３２は、鞘本体２２の先端部２２ｂに設けられている。図７、図８に示すように、ワーク保持部３２は、キャップ３７と、当て板３８と、を備えている。
【００６６】
キャップ３７は、鞘本体２２の先端部２２ｂに設けられ、先端部２２ｂにおいて長溝２４の端部の開口を塞ぐように設けられている。キャップ３７には、長溝２４に臨む側に、凹部３７ａが形成されている。凹部３７ａは、長手方向Ｄ１及び投射方向Ｄ２に直交する幅方向Ｄ３における、ワーク１００の他端部１００ｂの幅寸法Ｗに合わせて形成されている。
【００６７】
当て板３８は、キャップ３７の凹部３７ａ内に嵌め込まれている。当て板３８は、樹脂材料等、ワーク１００よりも軟質な材料で形成され、ワーク１００への傷付けを防止している。
【００６８】
このようなワーク保持部３２は、キャップ３７の凹部３７ａ内に、長溝２４に収納されたワーク１００の他端部１００ｂが挿入される。ワーク押圧部３１によって他端部１００ｂ側（ワーク保持部３２側）に押圧されたワーク１００は、他端部１００ｂが、凹部３７ａ内で当て板３８に突き当たる。これによって、ワーク１００は、長手方向Ｄ１における変位が拘束されている。また、ワーク１００の他端部１００ｂは、その幅寸法Ｗに合わせて形成された凹部３７ａ内に挿入されることで、幅方向Ｄ３への変位が拘束されている。さらに、ワーク１００の他端部１００ｂは、上方への変位が凹部３７ａの上側に形成された上壁部３７ｂによって拘束されている。このようにして、ワーク１００は、長溝２４内で、長手方向Ｄ１、投射方向Ｄ２（上下方向）、幅方向Ｄ３のそれぞれで拘束されている。
【００６９】
図９は、上記マスキング治具の長溝に収納したワークのショット処理領域を示す図であり、図３のＸ４−Ｘ４矢視断面図である。
図３、図９に示すように、このような鞘部材２０の長溝２４に対し、ワーク１００は、ショット処理領域Ａ１であるギヤ部１０２を、上方の投射部２に向けて収納される。
【００７０】
ここで、図９に示すように、ワーク１００は、ギヤ部１０２を構成する平歯状のギヤ歯１０２ｇの表面を、投射部２からのショット材の投射方向Ｄ２に対して直交する仮想面（面）Ｋｆに対し、ワーク１００の中心軸回りに僅かに傾けて収納するのが好ましい。これにより、図９中に二点鎖線Ｐで示したように、投射部２から投射されたショット材が、ワーク１００のショット処理領域Ａ１で反射しても、ショット材は、投射部２に対して傾斜した方向に反射する。
【００７１】
また、ワーク１００を長溝２４に収納した状態で、鞘部材２０は、投射部２においてショット材を投射するノズル６とワーク１００の外周縁部１００ｅとを結ぶことで形成される投影範囲Ａよりも、内側に位置するように設けられている。これにより、投射部２のノズル６から投射されたショット材の投射範囲に、鞘部材２０が直接露出せず、ショット材が鞘部材２０に直接衝突するのを抑えることができる。
ここで、上記ショット材を投射するノズル６の位置は、ショット材を投射する起点を意味する。
この実施の形態では、ショット材の投射をノズル６を有する投射部２により行うように構成しているが、ショット材の投射をインペラで行うように構成した場合には、インペラからショット材が投射される際に、ショット材がインペラから離れる位置がショット材を投射する起点となる。
【００７２】
図１０は、上記マスキング治具の鞘部材に設けられた排出孔を示す図であり、図４のＸ５−Ｘ５矢視断面図である。
図３、図７、図９、図１０に示すように、下部カバー２３は、鞘部材２０の下方に設けられている。下部カバー２３は、長手方向Ｄ１において、ベース部材２１に対し、鞘部材２０の先端部２２ｂ側に設けられている。図１０に示すように、下部カバー２３は、鞘部材２０の下面２２ｇに、ボルト２３ｘによって着脱可能に取り付けられている。
【００７３】
このような鞘部材２０は、長手方向Ｄ１に沿って間隔をあけて複数の排出孔２６が形成されている。排出孔２６は、長溝２４において上方（投射部２側）を向く溝底面２４ｂと、鞘部材２０において下方（投射部２とは反対側）を向く鞘外周面２０ｆとを連通している。排出孔２６は、長溝２４内に入り込んだショット材を鞘部材２０の外部に排出する。
このような複数の排出孔２６は、鞘本体２２に形成された上部排出孔２６ａと、下部カバー２３及びベース部材２１に形成された連通溝２６ｂと、下部カバー２３及びベース部材２１に形成された下部排出孔２６ｃと、によって形成されている。
【００７４】
上部排出孔２６ａは、長溝２４の溝底面２４ｂに、長手方向Ｄ１に間隔をあけて複数形成されている。各上部排出孔２６ａは、溝底面２４ｂと鞘本体２２の下面２２ｇとを上下方向に貫通して形成されている。
【００７５】
連通溝２６ｂは、鞘本体２２の下面２２ｇに対向する下部カバー２３、ベース部材２１の上面から下方に窪んで形成されている。連通溝２６ｂは、下部カバー２３とベース部材２１とにわたって、長手方向Ｄ１に連続して形成されている。
【００７６】
下部排出孔２６ｃは、下部カバー２３及びベース部材２１に、長手方向Ｄ１に間隔をあけて複数形成されている。各下部排出孔２６ｃは、連通溝２６ｂと、下部カバー２３及びベース部材２１の下面２３ｄ、２１ｄ（鞘部材２０の鞘外周面２０ｆ）とを上下方向に貫通するよう形成されている。ここで、各下部排出孔２６ｃは、各上部排出孔２６ａに対し、長手方向Ｄ１（投射部２からのショット材の投射方向Ｄ２に交差する方向）にずらした位置に形成されている。
【００７７】
このように、複数の排出孔２６は、溝底面２４ｂから下方に延びる上部排出孔２６ａと、長手方向に延びる連通溝２６ｂと、連通溝２６ｂから下方に延びる下部排出孔２６ｃとによってラビリンス状に構成されている。つまり、複数の排出孔２６において、溝底面２４ｂに開口する上部排出孔２６ａの溝側開口２６ｅと、鞘部材２０の鞘外周面２０ｆに開口する下部排出孔２６ｃの外側開口２６ｆとは、長手方向Ｄ１にずれている。長溝２４へのワーク１００の着脱時等に、長溝２４内に入り込んだショット材は、クランク状に屈曲した排出孔２６の流路を通して下方に排出される。
【００７８】
図３、図４に示すように、蓋体５０は、上記のような鞘部材２０の長溝２４の長手方向Ｄ１の一部に開閉自在に設けられている。本実施形態において、蓋体５０は、長溝２４において鞘部材２０の基端部２２ａ側の一部を上方から塞ぐことが可能なように設けられている。蓋体５０は、長溝２４を閉じたときに、長溝２４から上方に向かって露出するワーク１００の図２に示すショット非処理領域Ａ２を覆うように設けられている。
【００７９】
図５に示すように、蓋体５０は、下方の鞘本体２２側に、当接面５１と、ワーク対向面５２と、を有している。
当接面５１は、後述するヒンジ部６０に対し、長溝２４を挟んで反対側に設けられている。当接部５１は、鞘本体２２の上面２２ｆに当接する。
【００８０】
ワーク対向面５２は、当接面５１に対し、上方に窪んで形成されている。ワーク対向面５２は、長手方向Ｄ１から見た断面形状が円弧状に形成されている。ワーク対向面５２は、ワーク１００のギヤ本体１０１の外周面（ショット非処理領域Ａ２）に、予め定められた寸法の隙間Ｇ１を隔てて対向するよう形成されている。ここで、ワーク対向面５２とギヤ本体１０１の外周面との隙間Ｇ１の寸法は、ショット材の平均粒径の３倍以下とするのが好ましい。隙間Ｇ１の寸法が過大であると、この隙間Ｇ１にショット材が入り込みやすくなる。また、隙間Ｇ１の寸法をショット材の平均粒径未満とすると、蓋体５０の開閉時にワーク対向面５２とギヤ本体１０１の外周面との間にショット材が噛み込んだ場合に、このショット材が蓋体５０によってギヤ本体１０１に押し付けられ、傷等が発生する可能性がある。このため、隙間Ｇ１の寸法は、例えば、ショット材の平均粒径以上とするのが好ましい。
【００８１】
図３に示すように、蓋体５０は、上方の投射部２側に、一対の突状部５３と、平坦部５６と、を有している。
図１１は、上記マスキング治具の蓋体に形成された突状部を示す図であり、図３のＸ６−Ｘ６矢視断面図である。
一対の突状部５３は、蓋体５０の長手方向Ｄ１の両端部に形成されている。図１１に示すように、各突状部５３は、頂角部５４と、一対の外部傾斜面５５と、を有している。頂角部５４は、長手方向Ｄ１に交差する断面形状が上方に向かって凸となるよう形成されている。一対の外部傾斜面５５は、頂角部５４の両側に形成されている。頂角部５４で一対の外部傾斜面５５同士が交差する角度θは、ショット材の安息角よりも小さく設定されている。これにより、蓋体５０の両端部の突状部５３上に、投射部２から投射されたショット材が堆積することが抑えられる。
【００８２】
図３、図５に示すように、平坦部５６は、長手方向Ｄ１において、一対の突状部５３の間に形成されている。平坦部５６は、投射方向Ｄ２に直交する平面により形成されている。なお、この平坦部５６に代えて、突状部５３を長手方向Ｄ１に連続して設けてもよい。
【００８３】
図４に示すように、蓋体５０は、ヒンジ部６０を介して鞘部材２０の鞘本体２２に回動自在に連結されている。ヒンジ部６０は、幅方向Ｄ３において長溝２４を挟んで一方の側に設けられている。蓋体５０は、ヒンジ部６０により、鞘部材２０に対し、長手方向Ｄ１（長溝２４方向）の軸線周りに回動自在に連結されている。
【００８４】
図１２は、上記蓋体を鞘部材に回動自在に連結するヒンジ部の構成を示す図であり、図４のＸ７−Ｘ７矢視断面図である。
図１２に示すように、ヒンジ部６０は、蝶番部品６１、６２と、シャフト６３と、パイプ６４と、を備えている。蝶番部品６１は、鞘本体２２にボルト６１ｘにより締結されている。蝶番部品６２は、蓋体５０に一体に形成されている。蝶番部品６１、６２は、それぞれ、長手方向Ｄ１に延びる筒状のシャフト挿通部６１ｈ、６２ｈを有している。蝶番部品６１のシャフト挿通部６１ｈと、蝶番部品６２のシャフト挿通部６２ｈは、長手方向Ｄ１において互いに向き合っている。
【００８５】
シャフト６３は、金属製で、筒状のパイプ６４内に挿入（圧入）されている。パイプ６４は、シャフト６３よりも軟質な樹脂製である。シャフト６３及びパイプ６４は、蝶番部品６１のシャフト挿通部６１ｈ、及び蝶番部品６２のシャフト挿通部６２ｈに形成された孔に挿入されている。これにより、蝶番部品６１と蝶番部品６２とは、シャフト６３周りに相対回転可能とされている。
【００８６】
シャフト６３及びパイプ６４の長手方向Ｄ１の両側で、シャフト挿通部６１ｈ、６２ｈの孔は、ネジ部材やプラグ部材６５によって閉塞されている。これにより、シャフト挿通部６１ｈ、６２ｈの孔内にショット材が入り込むことが抑えられる。
【００８７】
また、長手方向Ｄ１における蝶番部品６１のシャフト挿通部６１ｈと、蝶番部品６２のシャフト挿通部６２ｈの隙間Ｇ２は、予め定められた寸法以下とされている。隙間Ｇ２の寸法は、例えば、ショット材の平均粒径よりも小さくなるようにするのが好ましい。これにより、蝶番部品６１のシャフト挿通部６１ｈと、蝶番部品６２のシャフト挿通部６２ｈの隙間Ｇ２から、ヒンジ部６０の内部にショット材が入り込むことが抑えられる。
【００８８】
図５に示すように、蓋体５０は、幅方向Ｄ３において長溝２４を挟んでヒンジ部６０とは反対側に、ウェイト部５７を有している。ウェイト部５７は、その自重により蓋体５０を閉方向に回動するように付勢する。これにより、開状態にある蓋体５０を容易かつ確実に閉状態に移行させることができる。また、ウェイト部５７により、閉状態にある蓋体５０を、そのまま維持させることができる。
【００８９】
図３、図５に示すように、マスキング治具１０は、さらに、蓋体５０を閉状態に拘束するロックアーム７０をさらに備えている。ロックアーム７０は、基端部７０ａが、ピン７１を介して蓋体５０に回動自在に連結されている。ロックアーム７０は、蓋体５０が開状態から閉状態へ移行するとき、自重によりピン７１周りに回動して先端部７０ｂが下方に向かい、鞘部材２０の側面２０ｓに沿う。先端部７０ｂが下方を向くまでロックアーム７０が回転すると、ロックアーム７０が鞘部材２０の側面２０ｓに設けられたストッパ部材（図示無し）に係合し、ロックアーム７０の回動が拘束される。
ロックアーム７０は、先端部７０ｂ側を上方に回動させ、その全体が鞘部材２０の側面２０ｓよりも上方に退避すると、蓋体５０の閉状態への拘束が解除され、蓋体５０は開閉可能となる。
【００９０】
マスキング治具１０には、ロックアーム７０による蓋体５０の拘束状態を検出するセンサ８１が設けられている。センサ８１は、例えば、鞘部材２０の鞘本体２２に埋設されている。センサ８１は、例えば近接センサであり、ロックアーム７０の先端部７０ｂが下方を向いているときに、ロックアーム７０と近接して対向するよう設けられている。センサ８１は、先端部７０ｂが下方を向いたロックアーム７０の存在を検出する。ロックアーム７０の先端部７０ｂが下方を向いていないときには、センサ８１は、ロックアーム７０を検出しない。これにより、センサ８１は、ロックアーム７０で蓋体５０を閉状態に拘束しているか否かを検出する。センサ８１の検出信号は、信号線８２を介して図１に示す制御部８に出力される。
【００９１】
図１に示すように、このようなマスキング治具１０は、進退駆動部５により、投射部２におけるショット材の投射方向Ｄ２に交差する長手方向Ｄ１に進退駆動される。進退駆動部５は、アクチュエータ本体５ａと、アクチュエータロッド５ｂと、を備えている。アクチュエータ本体５ａは、例えば、油圧シリンダ、エアシリンダ、ボールネジ機構等からなり、アクチュエータロッド５ｂを長手方向Ｄ１に進退させる。アクチュエータロッド５ｂは、ハウジング４内のマスキング治具１０のベース部材２１に接続されている。
進退駆動部５は、アクチュエータ本体５ａでアクチュエータロッド５ｂを進退させることによって、ワーク１００を保持したマスキング治具１０を、ハウジング４内で長手方向Ｄ１に沿って進退駆動させる。これにより、投射部２のノズル６から投射されるショット材の投射流路Ｒに対し、長溝２４内に収納したワーク１００のショット処理領域Ａ１を臨ませた状態で、ワーク１００が長手方向Ｄ１に進退する。これにより、ワーク１００のショット処理領域Ａ１にショット材を衝突させながら、長手方向Ｄ１にそって連続的にショット処理を行う。
【００９２】
制御部８は、上記したようなショット処理装置１の動作を制御する。制御部８は、主に、センサ８１からの検出信号に基づいて、投射部２と、進退駆動部５の動作を制御する。制御部８では、投射部２のノズル６からショット材を投射させつつ、ショット材の投射流路Ｒに対し、ワーク１００を保持したマスキング治具１０を長手方向Ｄ１に相対変位させる。
【００９３】
次に、上記したようなショット処理装置１におけるショット処理方法について説明する。
図１３は、本実施形態におけるショット処理方法の流れを示すフローチャートである。図１４は、上記マスキング治具の蓋体を開き、長溝にワークをセットする状態を示す側面図である。図１５は、上記マスキング治具の蓋体を閉じた状態を示す側面図である。図１６は、上記マスキング治具の蓋体をロックアームにより拘束した状態を示す側面図である。
【００９４】
図１３に示すように、ショット処理装置１でワーク１００にショット処理を施すには、まず、作業者が、ワーク１００をマスキング治具１０にセットする（工程Ｓ１）。
これには、図１４に示すように、ハウジング４内のマスキング治具１０の蓋体５０を開く。この状態で、マスキング治具１０の長溝２４に、ワーク１００を収納する。このとき、ワーク１００は、一端部１００ａをワーク押圧部３１（図６参照）の押圧プレート３４に押し付け、付勢部材３５の付勢力に抗して押圧プレート３４を押し込む。この状態で、ワーク１００の他端部１００ｂ側を下方に移動させ、他端部１００ｂをワーク保持部３２（図７、図８参照）の凹部３７ａ内に収める。ワーク１００から手を離すと、付勢部材３５により、押圧プレート３４を介してワーク１００が他端部１００ｂ側に押圧され、他端部１００ｂがワーク保持部３２の当て板３８に突き当たる。これによって、ワーク１００が長溝２４内に収納されて拘束される。
【００９５】
次に、図１５に示すように、蓋体５０を閉じる（工程Ｓ２）。これには、手指でウェイト部５７を軽く押せば、ウェイト部５７の自重により、開状態の蓋体５０が閉状態に容易に回動する。
【００９６】
続いて、ロックアーム７０で蓋体５０を閉状態に拘束する（工程Ｓ３）。これには、図１６に示すように、蓋体５０が開状態から閉状態に移行するとき、ロックアーム７０が自重により回動し、先端部７０ｂが下方に向かう。これにより、ロックアーム７０が鞘部材２０の側面２０ｓに密着し、蓋体５０が閉状態から開状態に不用意に回動するのを拘束する。
この状態で、マスキング治具１０に保持されたワーク１００は、ショット処理領域Ａ１のみが上方の投射部２側に露出し、それ以外のショット非処理領域Ａ２は、鞘部材２０及び蓋体５０によって覆われる。
【００９７】
図５に示すように、ロックアーム７０で蓋体５０を閉状態に拘束すると、センサ８１がこれを検出する。制御部８は、センサ８１からの検出信号を受信する（工程Ｓ４、ステップＳ１１）と、制御部８は、ワーク１００へのショット処理を自動的に実行する。図１３において、二点鎖線で囲んだ一連の処理Ｓ１０（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は、制御部８により、予め定められたコンピュータプログラムに基づいて自動的に実行されるものである。
【００９８】
図３に示すように、制御部８は、まず、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に対し、長手方向Ｄ１の一方の外側の所定位置Ｐ１で、投射部２によりショット材の投射を開始させる（工程Ｓ５，ステップＳ１２）。ここで、ショット材の投射を開始する位置Ｐ１は、マスキング治具１０に対し、長手方向Ｄ１で一方の側に外れた位置に設定するのが好ましい。これにより、投射を開始した直後のショット材が、マスキング治具１０及びワーク１００に衝突するのを避ける。
【００９９】
ショット材の投射開始後、予め設定時間が経過、またはショット材の流量が設定に到達する等して、投射部２におけるショット材の投射が安定した後、制御部８は、進退駆動部５で、マスキング治具１０を長手方向Ｄ１に移動させる（工程Ｓ６、ステップＳ１３）。進退駆動部５で、マスキング治具１０を移動させ、ワーク１００のショット処理領域Ａ１が、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒ内に入ると、ショット材がショット処理領域Ａ１のギヤ部１０２に衝突し、ショット処理がなされる。このとき、進退駆動部５は、マスキング治具１０を予め設定した一定速度で長手方向Ｄ１に移動させる。これにより、ショット処理領域Ａ１に対し、ショット処理が長手方向Ｄ１に沿って連続的になされる。
【０１００】
図１７は、上記ショット処理方法において、ショット材の投射を停止させる位置を示す側面図である。
図１７に示すように、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒが、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に対し、長手方向Ｄ１の他方の外側の所定位置Ｐ２まで到達したら、制御部８は、投射部２によるショット材の投射を停止させる（工程Ｓ７、ステップＳ１４）。また、制御部８は、進退駆動部５によるマスキング治具１０の移動を停止させる。
【０１０１】
このようにして、ショット処理が終了した後、作業者が、ハウジング４内のマスキング治具１０のロックアーム７０を回動させ、蓋体５０の拘束を解除する（工程Ｓ８）。
【０１０２】
続いて、蓋体５０のウェイト部５７を上方に押し、蓋体５０を開く（工程Ｓ９）。
しかる後、ワーク１００をマスキング治具１０の長溝２４から取り外す（工程Ｓ１０）。
【０１０３】
このようにして、ワーク１００に対する一連のショット処理が完了する。複数のワーク１００に対して同様のショット処理を行う場合、上記一連の工程Ｓ１からＳ１０を順次繰り返せばよい。
【０１０４】
上述したように、ショット処理装置１は、長手方向Ｄ１にショット処理領域Ａ１、及びショット非処理領域Ａ２を有する長尺のワーク１００を収納するマスキング治具１０と、マスキング治具１０に収納されたワーク１００に対してショット材を投射してショットピーニング処理又はショットブラスト処理を行う投射部２と、を備える。マスキング治具１０は、投射部２に向けてショット処理領域Ａ１を露出させた状態でワーク１００を収納可能とする長溝２４を備えた鞘部材２０と、長溝２４の長手方向Ｄ１の一部に開閉自在に設けられ、長溝２４を閉じたときに長溝２４内に収納されたワーク１００のショット非処理領域Ａ２を覆う蓋体５０と、を備える。
このような構成によれば、鞘部材２０の長溝２４にワーク１００を収容し、蓋体５０を閉じれば、蓋体５０によってワーク１００のショット非処理領域Ａ２が覆われ、ショット処理領域Ａ１のみが投射部２に向けて露出される。この状態で、投射部２によりショット材を投射すると、ワーク１００のショット処理領域Ａ１にのみショット材が投射される。これにより、ワーク１００のショット処理領域Ａ１のみにショット材によるショットピーニング処理又はショットブラスト処理が施される。
鞘部材２０の長溝２４にワーク１００を収容し、蓋体５０を開閉するのみで、ワーク１００のショット非処理領域Ａ２のマスキングを行うことができる。また、マスキング治具１０に対するワーク１００の着脱も容易に行うことができる。さらに、複数のワーク１００に順次ショット処理を行う場合であっても、マスキング治具１０に対するワーク１００の着脱と、ショット処理とを繰り返し行えばよく、作業性、及び作業効率に優れる。また、ワーク１００のショット非処理領域Ａ２に対する蓋体５０によるマスキング精度も高まる。さらに、マスキング治具１０は、鞘部材２０と、鞘部材２０の長溝２４を開閉する蓋体５０と、からなる簡易な構成であり、低コストで製作できる。
このようにして、ショット非処理領域Ａ２のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることが可能となる。
【０１０５】
また、上記ショット処理装置１は、投射部２から投射されるショット材の投射流路Ｒに対し、長溝２４内に収納したワーク１００のショット処理領域Ａ１を臨ませた状態で、鞘部材２０を、投射流路Ｒに直交する方向に進退動作させる進退駆動部５をさらに備える。
このような構成によれば、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に沿ってショット材の投射範囲（投射流路Ｒ）を相対的に移動させることができる。これにより、ショット材の投射範囲よりも広いショット処理領域Ａ１に対し、ショット処理を連続的に施すことができる。
【０１０６】
また、鞘部材２０は、長手方向Ｄ１に直交する断面において、投射部２から離間するにしたがって互いに漸次接近するようＶ字状に配置されるとともに、長手方向Ｄ１に連続し、ワーク１００を、投射部２に臨む側とは反対側で支持する一対の支持傾斜面２５を有している。
このような構成によれば、ワーク１００は、一対の支持傾斜面２５に対し、投射部２に臨む側とは反対側で、周方向の二個所で線接触する。これにより、ワーク１００が安定的に支持される。
【０１０７】
また、鞘部材２０は、ワーク１００の長手方向Ｄ１の一端部１００ａを、ワーク１００の長手方向Ｄ１の他端部１００ｂ側に向かって押圧するワーク押圧部３１と、ワーク１００の長手方向Ｄ１の他端部１００ｂを、ワーク１００の一端部１００ａから他端部１００ｂに向かう方向への変位、及び長手方向Ｄ１に交差する方向への変位を拘束した状態で保持するワーク保持部３２と、有する。
このような構成によれば、長手方向Ｄ１の一端部１００ａ側に設けられたワーク押圧部３１により、ワーク１００を長手方向Ｄ１の他端部１００ｂ側に押圧し、長手方向Ｄ１の他端部１００ｂ側に設けられたワーク保持部３２でワーク１００の一端部１００ａを保持する。これにより、ワーク１００は、長手方向Ｄ１及び長手方向Ｄ１に交差する方向への変位が拘束された状態で、鞘部材２０の長溝２４に高い位置精度で位置決めされて収容される。その結果、蓋体５０によるワーク１００のショット非処理領域Ａ２のマスキングを、容易かつ高精度に行うことができる。さらに、長溝２４に対するワーク１００の着脱に、ネジ等を用いる必要がなく、ワーク１００の着脱作用を容易かつ効率的に行うことができる。
【０１０８】
また、長溝２４は、ワーク１００のショット処理領域Ａ１を、投射部２からのショット材の投射方向Ｄ２に直交する仮想面Ｋｆに対して傾斜させた状態で、ワーク１００を収納する。
このような構成によれば、投射部２から投射されたショット材が、ワーク１００のショット処理領域Ａ１で反射しても、ショット材は、投射部２に対して傾斜した方向に反射する。これにより、ショット処理領域Ａ１で反射したショット材によって、投射部２からのショット材の投射が妨げられるのを抑えることができる。
【０１０９】
また、鞘部材２０は、長溝２４において投射部２側を向く溝底面２４ｂと、鞘部材２０において投射部２とは反対側の鞘外周面２０ｆとを連通し、長溝２４内に入り込んだショット材を鞘部材２０の外部に排出する排出孔２６を有している。
このような構成によれば、長溝２４に対してワーク１００を着脱する際等に、長溝２４内にショット材が入り込んだ場合、入り込んだショット材を、排出孔２６を通して鞘部材２０の外部に排出することができる。これにより、長溝２４内に残るショット材が、鞘部材２０とワーク１００との間に挟み込まれ、ショット材に傷等がつくのを抑えることができる。
【０１１０】
また、排出孔２６は、溝底面２４ｂに開口する溝側開口２６ｅと、鞘部材２０の鞘外周面２０ｆに開口する外側開口２６ｆとが、投射部２からのショット材の投射方向Ｄ２に交差する方向で互いにずれた位置に配置されている。
このような構成によれば、投射部２から投射され、マスキング治具１０に対して投射部２とは反対側で跳ね返ったショット材が、排出孔２６の外側開口２６ｆから排出孔２６に入り込んでも、そのショット材は、排出孔２６の溝側開口２６ｅまで到達しにくくなる。これにより、投射後に跳ね返ったショット材が、排出孔２６を通して長溝２４内のワーク１００に衝突し、ショット処理領域Ａ１以外の部分を傷つけるのを抑えることができる。
【０１１１】
また、鞘部材２０は、投射部２においてショット材を投射するノズル６とワーク１００の外周縁部１００ｅとを結ぶ投影範囲Ａの内側に設けられている。
このような構成によれば、投射部２のノズル６から投射されたショット材の投射範囲（投射流路Ｒ）内で、鞘部材２０が直接露出しない。これにより、投射部２から投射されたショット材が、鞘部材２０に直接衝突するのを抑えることができ、鞘部材２０の傷つきや摩耗や変形を抑えることができる。
【０１１２】
また、鞘部材２０は、ベース部材２１と、長溝２４が形成され、ベース部材２１に対して着脱可能に設けられた鞘本体２２と、を備える。
このような構成によれば、長溝２４が形成された鞘本体２２のみを交換することができる。これにより、メンテナンスや仕様変更等の際に、ベース部材２１はそのまま利用し続けながら、鞘本体２２のみを交換すればよく、マスキング治具１０の製作コストを低減することができる。
【０１１３】
また、蓋体５０は、少なくとも長手方向Ｄ１の両端部に、長手方向Ｄ１に交差する断面形状が投射部２側に向かって凸となり、ショット材の安息角よりも小さい角度θの頂角部５４を有した突状部５３が形成されている。
このような構成によれば、投射されたショット材が、蓋体５０の少なくとも両端部の突状部５３に堆積するのを抑えることができる。これにより、蓋体５０の開閉時に、蓋体５０に堆積していたショット材が溝内に入り込むのを抑えることができる。したがって、溝内に入り込んだショット材によって、ショット処理領域Ａ１以外でワーク１００が傷つくのを抑えることができる。
【０１１４】
また、蓋体５０は、長溝２４を閉じた状態で、長溝２４内に収容されたワーク１００のショット非処理領域Ａ２との間に、定められた寸法以下の隙間Ｇ１を隔てて配置される。
このような構成によれば、蓋体５０と長溝２４内に収容されたワーク１００のショット非処理領域Ａ２との隙間Ｇ１にショット材が張り込むのを抑えることができる。これにより、隙間Ｇ１にショット材が入り込んでショット非処理領域Ａ２を傷つけてしまうのを抑えることができる。
【０１１５】
また、蓋体５０は、長溝２４を挟んで一方の側で、鞘部材２０に対して長溝２４方向の軸線周りに回動自在に連結されるヒンジ部６０を有している。
このような構成によれば、長溝２４に対してワーク１００を着脱する際には、蓋体５０を、ヒンジ部６０を中心として開閉すればよい。また、蓋体５０は、長溝２４を挟んでヒンジ部６０とは反対側で、手指により容易に開閉することができる。これにより、蓋体５０を鞘部材２０に着脱したりスライドさせることで長溝２４を開閉する構成に比較し、開閉動作を容易に行うことができる。
【０１１６】
また、ヒンジ部６０における蓋体５０と鞘部材２０との隙間Ｇ２は、ショット材の平均粒径よりも小さい。
このような構成によれば、ヒンジ部６０の蓋体５０と鞘部材２０との隙間Ｇ２にショット材が入り込むのを抑え、ヒンジ部６０における蓋体５０の開閉動作が損なわれるのを抑えることができる。
【０１１７】
また、蓋体５０は、長溝２４を挟んでヒンジ部６０とは反対側に、自重により蓋体５０を閉方向に回動するように付勢するウェイト部５７が設けられている。
このような構成によれば、ショット材の投射中に蓋体５０が不用意に開くのを抑え、閉じた状態を容易に維持することができる。
【０１１８】
また、上記ショット処理装置１は、投射部２におけるショット材の投射、及びマスキング部材１０の移動を制御する制御部８をさらに備える。
このような構成によれば、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に対するショット処理を、自動的に行うことができる。
【０１１９】
また、制御部８は、長手方向Ｄ１におけるワーク１００のショット処理領域Ａ１の一方の外側の位置Ｐ１で、投射部２によりショット材の投射を開始させるステップＳ１２と、投射部２におけるショット材の投射が安定した後、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒに対し、鞘部材２０を長手方向Ｄ１に相対変位させるステップＳ１３と、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒが、長手方向Ｄ１においてワーク１００のショット処理領域Ａ１の他方の外側の位置Ｐ２に到達したときに、投射部２によるショット材の投射を停止させるステップＳ１４と、を順次実行する。
このような構成によれば、ショット材の投射が安定してからショット処理領域Ａ１にショット材を投射することで、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に対するショット材の投射を、均一な品質で良好に行うことができる。
【０１２０】
また、上記ショット処理装置１は、蓋体５０が閉状態にあるか否かを検出するセンサ８１をさらに備える。制御部８は、センサ８１からの検出信号に基づいて、投射部２におけるショット材の投射、及び投射部２のショット材の投射流路Ｒに対する鞘部材２０の相対移動を制御する。
このような構成によれば、蓋体５０でワーク１００のショット非処理領域Ａ２を確実に覆った状態で、ショット処理を行うことができる。これにより、蓋体５０を閉め忘れた状態でショット処理を行ってしまうことを抑えることができる。
【０１２１】
また、上記ショット処理装置１は、蓋体５０を閉状態に拘束するロックアーム７０をさらに備える。センサ８１は、ロックアーム７０の有無を検出することで、蓋体５０が閉状態にあるか否かを検出する。
このような構成によれば、蓋体５０でワーク１００のショット非処理領域Ａ２を確実に覆い、かつ蓋体５０がロックアーム７０によって拘束された状態で、ショット処理を行うことができる。これにより、蓋体５０が閉状態で拘束されていない状態でショット処理を行ってしまうことを抑えることができる。
【０１２２】
また、上述したように、マスキング治具１０は、長手方向Ｄ１にショット処理領域Ａ１、及びショット非処理領域Ａ２を有する長尺のワーク１００を収納する長溝２４を備えた鞘部材２０と、長溝２４の長手方向Ｄ１の一部に開閉自在に設けられ、長溝２４を閉じたときに長溝２４内に収納されたワーク１００のショット非処理領域Ａ２を覆う蓋体５０と、を備える。
このような構成によれば、鞘部材２０の長溝２４にワーク１００を収容し、蓋体５０を開閉するのみで、ワーク１００のショット非処理領域Ａ２のマスキングを行うことができるので、マスキング治具１０に対するワーク１００の着脱も容易に行うことができる。また、複数のワーク１００に順次ショット処理を行う場合であっても、マスキング治具１０に対するワーク１００の着脱と、ショット処理とを繰り返し行えばよく、作業性、及び作業効率に優れる。また、ワーク１００のショット非処理領域Ａ２に対する蓋体５０によるマスキング精度も高まる。さらに、マスキング治具１０は、鞘部材２０と、鞘部材２０の長溝２４を開閉する蓋体５０と、からなる簡易な構成であり、低コストで製作できる。
このようにして、ショット非処理領域Ａ２のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることが可能となる。
【０１２３】
また、上述したショット処理方法は、上記したようなショット処理装置１におけるショット処理方法であって、長手方向Ｄ１におけるワーク１００のショット処理領域Ａ１の一方の外側で、投射部２によりショット材の投射を開始させる工程Ｓ５と、投射部２におけるショット材の投射が安定した後、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒに対し、鞘部材２０を長手方向Ｄ１に相対変位させる工程Ｓ６と、投射部２におけるショット材の投射流路Ｒが、長手方向Ｄ１においてワーク１００のショット処理領域Ａ１の他方の外側に到達したときに、投射部２によるショット材の投射を停止させる工程Ｓ７と、を備える。
このような構成によれば、ショット非処理領域Ａ２のマスキングを容易かつ確実に行いつつ、作業効率の上昇、コスト低減を図ることができるマスキング治具１０を用い、ワーク１００のショット処理領域Ａ１に対するショット材の投射を、均一な品質で良好に行うことができる。
【０１２４】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、蓋体５０は、ヒンジ部６０を中心として回動することで開閉動作するにしたが、これに限らない。例えば、鞘本体２０の基端部２２ａ側にヒンジ部を設け、幅方向Ｄ３に延びる軸周りに蓋体５０を回動させるようにしてもよい。さらに、蓋体５０は、例えば、鞘部材２０に対してスライドさせることで、開閉動作を行うようにしてもよい。
【０１２５】
また、センサ８１は、ロックアーム７０を検出することで、蓋体５０が閉状態にあることを検出するようにしたが、ロックアーム７０以外の部分を検出することで、蓋体５０が閉状態にあること、長溝２４にワーク１００がセットされていること等を検知するようにしてもよい。
【０１２６】
さらに、ショット処理対象となるワーク１００の形状、構成等については何ら限定するものではなく、上記実施形態で例示した以外の構成であってもよい。加えて、ワーク１００のショット処理領域Ａ１の位置、形状等が異なれば、蓋体５０の位置や形状等も適宜変更される。
【０１２７】
加えて、上記実施形態では、投射部２に対してマスキング治具１０を長手方向Ｄ１に移動させるようにしたが、これに限らない。マスキング治具１０を固定し、投射部２側を移動させるようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、本願におけるショット材の「投射」との文言は、ショット材を気体等の流体を用いて飛ばす、ショット材の噴射とインペラによる投射を含む。
上記実施形態では、図１の投射部２として噴射式の例を示したが、インペラ式を採用しても良い。その場合、投射部２は、円盤状のディスク（図示無し）と、ディスクの周方向に設けられた複数枚のインペラ（図示無し）と、を有した投射部材（図示無し）を備える。投射部材は、モータ（図示無し）等によって回転駆動され、遠心力を発生し、ショット材を、ワークへ投射する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  ショット処理装置
２  投射部
５  進退駆動部
６  ノズル
８  制御部
１０  マスキング治具
２０  鞘部材
２０ｅ  外周縁部
２０ｆ  鞘外周面
２１  ベース部材
２２  鞘本体
２４  長溝
２４ｂ  溝底面
２５  支持傾斜面
２６  排出孔
２６ｅ  溝側開口
２６ｆ  外側開口
３１  ワーク押圧部
３２  ワーク保持部
５０  蓋体
５３  突状部
５４  頂角部
５７  ウェイト部
６０  ヒンジ部
７０  ロックアーム
８１  センサ
１００  ワーク
１００ａ  一端部
１００ｂ  他端部
Ａ  投影範囲
Ａ１  ショット処理領域
Ａ２  ショット非処理領域
Ｄ１  長手方向
Ｄ２  投射方向
Ｇ１  隙間
Ｇ２  隙間
Ｋｆ  仮想面（面）
Ｒ  投射流路
θ  角度
【図１】
2020131300.tif 000003
【図２】
2020131300.tif 000004
【図３】
2020131300.tif 000005
【図４】
2020131300.tif 000006
【図５】
2020131300.tif 000007
【図６】
2020131300.tif 000008
【図７】
2020131300.tif 000009
【図８】
2020131300.tif 000010
【図９】
2020131300.tif 000011
【図１０】
2020131300.tif 000012
【図１１】
2020131300.tif 000013
【図１２】
2020131300.tif 000014
【図１３】
2020131300.tif 000015
【図１４】
2020131300.tif 000016
【図１５】
2020131300.tif 000017
【図１６】
2020131300.tif 000018
【図１７】
2020131300.tif 000019