(57)【要約】【課題】実際のピーニング施工の施工点での施工の再現性を確実に評価できること。【解決手段】レーザピーニング施工の施工対象物の施工範囲に適合した形状の試験片１６、１６０の形状を選定する第１ステップと、試験片取付治具１７に取り付けられた試験片１６に、施工条件範囲の１以上の施工条件でレーザピーニング施工を行って試験片１６の変形量を計測し、施工前後の変形量の差分(第１の差分)と施工条件から求めた施工パラメータ関数との関係を整理してデータベースを作成する第２ステップと、試験片取付治具１７に取り付けられた試験片１６０に施工対象物と同一の施工条件でレーザピーニング施工を行い、試験片１６０の変形量を計測して、レーザピーニング施工の施工前後の変形量の差分(第２の差分)を求める第３ステップと、第３ステップで求めた変形量の差分と第２ステップで作成したデータベースと比較する第４ステップと、を有するものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーニング施工の施工対象物の施工範囲に適合した形状の試験片の形状を選定する第１ステップと、
前記第１ステップで選定された形状の第１の試験片を試験片取付治具に取り付けて施工条件範囲内の１以上の施工条件で前記ピーニング施工を行って、前記第１試験片の変形量を計測し、前記ピーニング施工の施工前後の前記変形量の差分である第１の差分を記録する第２ステップと、
前記施工対象物への前記ピーニング施工の施工期間に、前記第１ステップで選定された形状の第２の試験片を前記試験片取付治具に取り付けて前記施工対象物と同一の施工条件で前記ピーニング施工を行い、前記第２の試験片の変形量を計測して、前記ピーニング施工の施工前後の前記変形量の差分である第２の差分を求める第３ステップと、
前記第２の差分と前記第１の差分とを比較する第４ステップと、を有することを特徴とするピーニング施工管理方法。
【請求項２】
前記第１の試験片及び第２の試験片は、施工対象物の施工範囲の少なくとも一部と同一の形状であり、この第１及び第２の試験片に、前記施工対象物へのピーニング施工と同一の施工プログラムでピーニング施工を行うことを特徴とする請求項１に記載のピーニング施工管理方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の試験片は、施工対象物の材質と同一材質で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のピーニング施工管理方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の試験片は、ばね鋼鋼材にて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のピーニング施工管理方法。
【請求項５】
前記ピーニング施工がレーザピーニング施工、ショットピーニング施工またはウォータジェットピーニング施工であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピーニング施工管理方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のピーニング施工管理方法を実施して、施工対象物にピーニング施工を行うことを特徴とするピーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ピーニング施工管理方法、及びこのピーニング施工管理方法を実施して施工対象物にピーニング施工を行なうピーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接部に残留している引張応力に起因した応力腐食割れ（ＳＣＣ）対策として、その発生を効果的に防止できるレーザピーニング方法および装置が開発されている（例えば特許文献１〜３参照）。このようなレーザピーニング方法は、例えば、原子力プラントの定期点検時の保全工法として、原子炉内外の機器に対し自動機を用いてアクセスして実施されている。原子力プラント以外では、例えば自動車や航空機の部品に対してレーザピーニング方法が実施、または実施が検討されている。
【０００３】
レーザピーニング施工は、ショットピーニング施工やウォータジェットピーニング施工等の他のピーニング技術と比べると、材料強度への依存が小さく、材料表面から１ｍｍ程度の板厚の内部までピーニング効果が及ぶ。また、ピーニング施工時の反力が少なく、更に、施工装置の小型化が容易であって狭隘部への施工性にも優れている。
【０００４】
上述のレーザピーニング施工は、材料表面にレーザ光を照射した際にプラズマを発生させるレーザエネルギー及びスポット径の設定が必要となる。また、レーザピーニング施工は、パルス状のレーザ光のスポットを施工対象物の表面に、走査方向とピッチ方向のそれぞれのショット間隔を保ちながら走査させて施工を行う必要がある。そのため、ショットピーニング施工などのランダム施工に対して、レーザピーニング施工はシーケンシャルな施工となっている。
【０００５】
ところで、レーザピーニング施工では、施工中の施工点でのスポット径やレーザエネルギー等の施工条件を常時確認することが困難である。つまり、測定可能な環境でレーザエネルギーやスポット径を事前に測定し、同等の施工条件を再現できる位置に施工対象物を設置して、レーザピーニング施工を実施するのが一般的である。このとき、レーザピーニング施工装置側を施工対象物に位置合わせする場合もある。いずれの場合にも、施工条件の管理は、事前に確認、もしくは間接的に施工位置を確認する方法であり、施工点での施工条件の確認は困難である。
【０００６】
一方、アルメンストリップを使用し、このアルメンストリップにピーニング施工を行ったときのアークハイト（変形量）を計測することで、ピーニング施工における施工点での施工条件を確認し評価するピーニング施工管理方法が知られている。このピーニング施工管理方法は、ショットピーニング施工の場合に限らず、レーザピーニング施工においても有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２０６８６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１３７９９８号公報
【特許文献３】特開２０１２−２５０２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アルメンストリップを用いたピーニング施工管理方法では、次のような課題がある。つまり、アルメンストリップが形状や寸法が規格化されているのに対し、ピーニング施工の施工対象物の施工範囲は様々な形状である。従って、施工対象物の施工範囲とアルメンストリップとの形状や寸法が異なる場合には、アルメンストリップへのピーニング施工を、施工対象物の施工範囲へのピーニング施工とは異なった施工プログラムで行なう、例えば施工プログラムによって設定されるピーニング施工の動作軌跡や施工速度などを異ならせて行う必要がある。このような場合には、ピーニング施工の施工点での施工条件の再現性が、必ずしも適切に担保されているとは限らない。
【０００９】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、再現性の高いピーニング施工の品質管理を実現できるピーニング施工管理方法及びピーニング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態におけるピーニング施工管理方法は、ピーニング施工の施工対象物の施工範囲に適合した形状の試験片の形状を選定する第１ステップと、前記第１ステップで選定された形状の第１の試験片を試験片取付治具に取り付けて施工条件範囲内の１以上の施工条件で前記ピーニング施工を行って、前記第１試験片の変形量を計測し、前記ピーニング施工の施工前後の前記変形量の差分である第１の差分を記録する第２ステップと、前記施工対象物への前記ピーニング施工の施工期間に、前記第１ステップで選定された形状の第２の試験片を前記試験片取付治具に取り付けて前記施工対象物と同一の施工条件で前記ピーニング施工を行い、前記第２の試験片の変形量を計測して、前記ピーニング施工の施工前後の前記変形量の差分である第２の差分を求める第３ステップと、前記第２の差分と前記第１の差分とを比較する第４ステップと、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の実施形態におけるピーニング方法は、前記発明の実施形態に記載のピーニング施工管理方法を実施して、施工対象物にピーニング施工を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、再現性の高いピーニング施工の品質管理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るピーニング施工管理方法が適用されるレーザピーニング施工の原理を示す概念図。
【図２】図１のレーザピーニング施工の施工状況を説明する説明図。
【図３】図１及び図２のレーザピーニング施工の再現性等を評価するために一般的に用いられるアルメンストリップを示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は、アルメンストリップの代表的な規格を示す図表。
【図４】図１の施工対象物を示し、（Ａ）が側断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）の施工対象物の施工範囲を説明する側断面図。
【図５】図４の施工対象物を模擬した試験片取引治具に取り付けられる試験片の取引状況を示す側断面図。
【図６】図５の第１試験片を示し、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が平面図、（Ｃ）が側面図。
【図７】図５の第２試験片を示し、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が平面図、（Ｃ）が側面図。
【図８】図５の試験片にレーザピーニング施工を行ったときの試験片の変形量の差分と照射密度及びレーザエネルギーとの関係を示すグラフ。
【図９】図５の試験片にレーザピーニング施工を行ったときの試験片の変形量の差分と施工パラメータ関数との関係を整理して作成されたデータベースを示すグラフ。
【図１０】第２実施形態に係るピーニング施工管理方法が適用されるレーザピーニング施工における施工対象物を模擬した試験片取引治具と試験片とを示し、（Ａ）が試験片取引治具の正面図、（Ｂ）が試験片の取引状況を示す斜視図、（Ｃ）が試験片を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図９）
図１は、第１実施形態に係るピーニング施工管理方法が適用されるレーザピーニング施工の原理を示す概念図である。この図１に示すように、レーザピーニング装置１０では、パルス幅５〜１０ｎｓｅｃ程度のパルス状のレーザ光１を集光光学系２で、直径（スポット径）１ｍｍ程度のスポットに集光して施工対象物３の表面に照射すると、施工対象物３の表面が、レーザエネルギーを吸収してプラズマ化する。プラズマ４の周囲が、レーザ光１の波長に対して図示しない透明な（吸収が小さな）液体もしくは膜に覆われている場合、プラズマ４の膨張が妨げられてプラズマ４の内部圧力が数ＧＰａ程度に到達し、施工対象物３に衝撃を与える。その際に強力な衝撃波５が発生し、その衝撃波５が施工対象物３の内部に伝播して塑性変形を引き起こし、残留引張応力を圧縮状態に変える。
【００１５】
このレーザピーニング施工は、図２に示すように、レーザ光１のスポット６を施工対象物３の表面に、動作軌跡７に沿って走査方向のショット間隔Δｘ、ピッチ方向のショット間隔Δｙを保ちながら走査させて行うものである。このため、ショットピーニング施工などのランダム施工に対して、レーザピーニング施工はシーケンシャルな施工となっている。
【００１６】
ところで、レーザピーニング施工の代表的な施工条件としては、レーザエネルギー、スポット径、照射密度が挙げられる。レーザエネルギーは、パルス状のレーザ光の１スポット当たりのエネルギーである。スポット径は、パルス状のレーザ光の１つのスポットの直径である。照射密度は、パルス状のレーザ光の単位面積当たりのスポット数である。
【００１７】
レーザエネルギーとスポット径は、測定可能な環境で事前に測定を行い、このうち、レーザエネルギーはレーザピーニング装置の設定値により、また、スポット径は集光光学系２と施工対象物３との位置関係によりそれぞれ確認される。照射密度は、レーザ発振器の周波数から走査速度を決定し、図２に示すショット間隔ΔＸ及びΔＹで決定される単位面積当たりのスポット数（照射数）が設定値になるように、レーザピーニング装置に入力している。
【００１８】
レーザピーニング施工の施工途中においては、施工点で上述の施工条件（レーザエネルギー、スポット径、照射密度）を常時確認することができない。このため、一般的には、レーザピーニング施工途中に、レーザピーニング装置のレーザエネルギーに関する設定値、集光光学系２と施工対象物３との位置関係、レーザ発振器の周波数に関する設定値をそれぞれ確認し、もしくは間接的に測定することで、施工条件を管理している。
【００１９】
上述の管理に加えて、図３に示すアルメンストリップ８を用いて、レーザピーニング施工における施工点での施工条件を評価し管理する方法も一般的である。このアルメンストリップ８は、全長Ｌが７６±０．４ｍｍ、全幅Ｗが１８．９〜１９．０ｍｍであり、厚さｔが図３（Ｃ）に示すように異なった３種類（Ｎ片、Ａ片、Ｃ片）が代表的なものである。３種類のアルメンストリップ８におけるそれぞれの規格を図３（Ｃ）に示す。
【００２０】
上述のように、アルメンストリップ８を図示しない専用のアルメンストリップ固定治具に保持し、アルメンストリップ８にレーザピーニング施工を行うが、アルメンストリップ８の形状や寸法が規格により定まっていることから、レーザピーニング施工の施工対象物の施工範囲と同一形状のアルメンストリップを使用できない場合がある。この場合には、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工条件の再現性を担保するために、施工対象物へのレーザピーニング施工時とは異なった施工プログラムを用いてアルメンストリップ８へのレーザピーニング施工を行って、ピーニング施工の品質を管理している。
【００２１】
ここで、ピーニング施工の施工プログラムとは、施工範囲の形状に依存して決定される施工指令であり、この施工指令は例えばピーニング施工の動作軌跡や施工速度などである。
【００２２】
本第１実施形態のピーニング施工管理方法は、上述のアルメンストリップ８を用いるのではなく、施工対象物の施工範囲に適合した形状及び寸法の試験片を用い、この試験片へのレーザピーニング施工を、施工対象物の施工範囲へのレーザピーニング施工と同一の施工プログラムで行なうことによって、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工条件の再現性を担保するものであり、以下の第１ステプ、第２ステップ、第３ステップ及び第４ステップを有する。
【００２３】
本第１実施形態では、図４に示すように、施工対象物３が、原子炉の炉内計装筒１１、この炉内計装筒１１が溶接される炉底部１２、及びこれらの炉内計装筒１１と炉底部１２との溶接部１３の場合を述べる。また、レーザピーニング施工の施工範囲１５は、溶接部１３の近傍で応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生する恐れがあるため、この溶接部１３と、炉内計装筒１１の外周面及び外周面における溶接部１３の近傍部分とである。
【００２４】
また、ピーニング施工管理方法は、施工対象物３へのレーザピーニング施工の施工期間（施工開始から施工終了までの間）に少なくとも１回実施する。つまり、施工対象物３へのレーザピーニング施工の施工開始前、施工途中、施工終了後のいずれかの時期または全ての時期に、本第１実施形態のレーザピーニング施工管理方法を実施する。
【００２５】
ピーニング施工管理方法の第１ステップは、図４及び図５に示すように、レーザピーニング施工の施工対象物３の施工範囲１５に適合した形状及び寸法の試験片（第１の試験片１６、第２の試験片１６０）の形状を選定し、更に、施工対象物３の炉内計装筒１１を模擬した、炉内計装筒１１と同一形状の試験片取引治具１７を選定して準備する工程である。炉内計装筒１１がパイプ形状であり、また溶接部１３が形成される炉底部１２が曲面を有す形状であることから、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）は、特に炉内計装筒１１の施工範囲１５に適合した形状、即ち炉内計装筒１１の施工範囲１５の全部または一部（少なくとも一部）の選定した形状と同一の形状に形成される。
【００２６】
より具体的には、試験片１６Ａは、図５及び図６に示すように、装着される試験片取付治具１７の外周面、内周面の湾曲面形状に対応して、この湾曲面の一部と同一の湾曲面形状に形成される。また、試験片１６Ｂは、図５及び図７に示すように、装着される試験片取引治具１７の外周面、内周面の曲率の影響を受けない程度の幅Ｍと、アルメンストリップ８の長さＬ（図３）よりも短い必要十分な長さＫとを有し、試験片取引治具１７の外周面、内周面の一部と同一形状の長尺平板形状に形成される。また、試験片１６Ａ及び試験片１６Ｂの厚さＮは、レーザピーニング施工における応力改善深さの約１．５倍以上に設定される。更に、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の材質は、施工対象物３、特に炉内計装筒１１と同一材質が好ましいが、アルメンストリップ８と同様にばね鋼鋼材であってもよい。
【００２７】
ピーニング施工管理方法の第２ステップは、第１ステップで選定された形状（及び材質）の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）を、同様に第１ステップで選定した形状の試験片取付治具１７に取り付け、選定した施工条件範囲内の１組以上の施工条件でレーザピーニング施工を行って、第１の試験片１６（第１試験片１６Ａ、第２試験片１６Ｂ）の変形量を計測し、レーザピーニング施工の施工前後の変形量の差分である第１の差分ΔＨ１と、施工条件から算出した施工パラメータ関数Ｐとの関係を整理してデータベースＪ（図９）を作成する工程である。ここで、レーザピーニング施工の場合、施工条件はレーザエネルギー、照射密度及びスポット径が一組になったものである。
【００２８】
つまり、この第２ステップでは、まず、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）を試験片取付治具１７に取り付ける前に、ダイヤルゲージやレーザ距離計、アルメンゲージ、３Ｄ（３次元）計測器などを用いて、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の初期の形状（変形量）を計測しておく。次に、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）を、図５に示すように試験片取付治具１７に取り付けて固定する。
【００２９】
この試験片取付治具１７に固定された第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）に、選定した施工条件範囲内の１組以上の施工条件で、レーザピーニング施工を行う。この第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）へのレーザピーニング施工は、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）が施工対象物３としての炉内計装筒１１の施工範囲１５に適合した形状に形成されているので、この炉内計装筒１１の施工範囲１５へのレーザピーニング施工と同一の施工プログラムで実施される。
【００３０】
第１の試験片１６へのレーザピーニング施工の施工終了後に、施工後の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の形状（変形量）を、施工前と同様にダイヤルゲージやレーザ距離計などを用いて計測する。そして、レーザピーニング施工の施工前後の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の変形量の差分である第１の差分ΔＨ１を算出し記録する。第１の試験片１６が平板形状の試験片１６Ｂの場合には、変形量としての曲り量の差分ΔＨ１（第１の差分）を算出する。第１の試験片１６が曲率を有する湾曲形状の試験片１６Ａの場合にも、レーザピーニング施工の施工前後で変形量としての曲り量が変化するため、試験片１６Ｂと同様に曲り量の差分ΔＨ１（第１の差分）を算出し記録する。
【００３１】
施工パラメータ関数Ｐは、ピーニング施工の施工条件、レーザピーニング施工の場合には施工条件であるレーザエネルギーＥ、照射密度Ｄ、スポット径ｄから算出される関数であり、Ｐ＝ｆ（Ｅ、Ｄ、ｄ）で表される。施工条件は、前述の如く、レーザエネルギーＥと照射密度Ｄとスポット径ｄとが一組となったものである。
【００３２】
レーザピーニング施工の施工前後の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の変形量の差分ΔＨ１（第１の差分）と上述の施工パラメータ関数Ｐとの関係からデータベースＪ（図９）を作成する際には、まず、図８に示すように、スポット径ｄを一定とした状態で、レーザエネルギーＥ及び照射密度Ｄと第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の変形量の差分である第１の差分ΔＨ１との関係を整理する。つまり、スポット径ｄが一定の状態で更に照射密度Ｄが一定であれば、レーザエネルギーＥが増加してプロット形状が□から△、○へと変化することで、第１の試験片１６の変形量の差分である第１の差分ΔＨ１は正に増加する傾向を示す。また、スポット径ｄが一定の状態で更にレーザエネルギーＥが一定であれば、照射密度Ｄが増加することで、同一のプロット形状（例えば□形状）で示すように、第１の試験片１６の変形量の差分ΔＨ１（第１の差分）は正に増加する傾向を示す。
【００３３】
スポット径ｄを変化させた状態でも図８と同様な傾向がみられることから、図９に示すように施工パラメータ関数Ｐを導入し、選定した施工条件の範囲内の１組以上の施工条件で、レーザピーニング施工の施工前後における第１の試験片１６の変形量の差分ΔＨ１（第１の差分）と施工パラメータ関数Ｐとの関係を整理してデータベースＪを作成する。このデータベースＪは、後述の如く、レーザピーニング施工の適否、即ちレーザピーニング施工の施工点での施工の再現性を判断するための指標になる。
【００３４】
ピーニング施工管理方法の第３ステップは、施工対象物３（炉内計装筒１１、炉底部１２、溶接部１３）の施工範囲１５へのレーザピーニング施工の施工期間内に１回以上、第１ステップで選定された形状（及び材質）を有する第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）を試験片取付部１７に取り付け、この第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）に施工対象物３と同一の施工条件でレーザピーニング施工を行い、この施工後に第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験１６０Ｂ）の変形量を計測して、ピーニング施工の施工前後の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２を求める工程である。
【００３５】
ここで、第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）は、上述の第１ステップで選定した施工対象物３の施工範囲１５に適合した形状及び寸法を有し、すなわち、第２ステップでレーザピーニング施工が実施される前の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）と同一の形状及び材質を有する。第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）及び第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）を同一の材質及び形状とすることで、第１の差分ΔＨ１と第２の差分ΔＨ２との比較が可能となる。試験片取付部１７は、第２ステップで第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）を取り付けたものと同じものを使用して構わない。
【００３６】
この第３ステップにおける第２の試験片１６（試験片１６０Ａ、第２試験片１６０Ｂ）へのレーザピーニング施工は、施工対象物３へのレーザピーニング施工の施工期間内の施工開始前、施工途中、または施工終了後のいずれかの時期または全ての時期に実施する。また、第３ステップのレーザピーニング施工は、第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）が施工対象物３の施工範囲１５に適合した、この施工範囲１５の全部または一部と同一の形状に形成されたので、施工対象物３の施工範囲１５へのレーザピーニング施工と同一の施工プログラムで実施される。
【００３７】
ピーニング施工管理方法の第４ステップは、第３ステップで求めた第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２と、第２ステップで作成したデータベースＪに記録されている第１の差分ΔＨ１と比較する工程である。この比較により、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工の再現性を確認し評価することが、以下に述べるように可能になる。尚、この第４ステップは、第３ステップの終了後に引き続いて実施される。
【００３８】
この第４ステップでは、レーザピーニング施工の施工前後における第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、第２試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２を、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）に関するデータベースＪに記録された第１の差分ΔＨ１と比較するにあたり、特に、図９のデータベースＪにおける直線Ａまたは直線Ｂ上にあるか否かを判断することで、レーザピーニング施工の適否、即ち実際のレーザピーニング施工の施工点での施工の再現性を判断することが可能になる。例えば、ピーニング施工の施工前後における第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の変形量の差分ΔＨ２がデータベースＪの直線Ａまたは直線Ｂよりも下方にあるときには、レーザピーニング施工が適切でなく、施工点で施工条件が再現されていないと判断できる。ここで、データベースＪの直線Ａは、レーザエネルギーＥが変化している状態を、直線Ｂは照射密度Ｄが変化している状態をそれぞれ示す。
【００３９】
ここで、第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、第２試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２が、図９のデータベースＪにおける直線Ａまたは直線Ｂ上にあると判断できる場合（例えば、第２の差分ΔＨ２の値を含まない直線Ａまたは直線Ｂの近似式の各項の係数と第２の差分ΔＨ２の値を含む直線Ａまたは直線Ｂの近似式の各項の係数が予め定められた範囲内にある場合など）には、第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、第２試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２を第１の差分ΔＨ１として、第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の施工条件から算出した施工パラメータ関数Ｐとの関係を整理してデータベースＪのデータとして加えても構わない。このようにすることで、データベースＪの信頼性を高めることが可能となる。
【００４０】
以上のように構成されたことから、第１実施形態のピーニング施工管理方法によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
（１）第１ステップでは、施工対象物３の施工範囲１５の全部または一部と同一形状の試験片（第１の試験片１６、第２の試験片１６０）の形状を選定する。第２ステップでは、第１ステップで選定された形状の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）に、施工対象範囲内の１組以上の施工条件でレーザピーニング施工を行って、この施工前後の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）の変形量の差分である第１の差分ΔＨ１と施工パラメータ関数Ｐとの関係を整理したデータベースＪを作成する。
【００４１】
第３ステップでは、施工対象物３の施工範囲１５へのレーザピーニング施工の施工期間内に、この施工対象物３の施工範囲１５へのレーザピーニング施工と同一の施工条件でレーザピーニング施工を行って、この施工前後の、第１の試験片１６と同一形状を有する第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の変形量の差分ΔＨを求める。第４ステップでは、第３ステップで求めた第２試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２の差分ΔＨ２と、第１の差分ΔＨ１（第２ステップで作成したデータベースＪ）とを比較する。この第４ステップの比較で、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工の再現性を確認し評価することができる。
【００４２】
（２）本第１実施形態のピーニング施工管理方法によれば、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工条件の再現性を担保するために、規格寸法のアルメンストリップ８（図３）を使用するのではなく、施工対象物３の施工範囲１５に適合した形状、即ち施工範囲１５の全部または一部と同一の形状の第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）及び第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）を用いる。このため、第１の試験片１６（試験片１６Ａ、試験片１６Ｂ）及び第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）へのレーザピーニング施工を、施工対象物３へのレーザピーニング施工と同一の施工プログラムで行なうことができる。この結果、実際のレーザピーニング施工の施工点での施工の再現性を確実に評価することができる。
【００４３】
（３）本第１実施形態のピーニング施工管理方法における第４ステップにおいて、第３ステップで求めたレーザピーニング施工の施工前後における第２の試験片１６０（試験片１６０Ａ、試験片１６０Ｂ）の変形量の差分である第２差分ΔＨ２が、図９のデータベースＪにおける直線Ａまたは直線Ｂよりも低い場合には、例えば、この変形量の差分ΔＨ２の低下が急激に発生したときは、施工条件のレーザエネルギーＥの低下が原因であると判断し、また、上記変形量の差分ΔＨ２の低下が徐々に発生したときは、施工条件の照射密度Ｄの低下が原因であると判断して、不具合点を究明することができる。
【００４４】
(４)上述の(１)、(２)及び(３)によって、本第１実施形態によれば、再現性の高いピーニング施工の品質管理を実現できる。
【００４５】
［Ｂ］第２実施形態（図１０）
図１０は、第２実施形態に係るピーニング施工管理方法が適用されるレーザピーニング施工における施工対象物を模擬した試験片取引治具と試験片とを示し、（Ａ）が試験片取引治具の正面図、（Ｂ）が試験片の取引状況を示す斜視図、（Ｃ）が試験片を示す正面図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４６】
本第２実施形態のピーニング施工管理方法が第１実施形態と異なる点は、レーザピーニング施工の施工対象物３が歯車２０であり、この歯車２０の噛み合せ面２１が施工範囲１５になっている点である。歯車２０は、用途によってサイズが異なる代表的な部品であり、その噛み合せ面２１は、消耗が激しいことから、レーザピーニング施工や焼入れなどの硬化処理が施される。
【００４７】
第２実施形態のピーニング施工管理方法を実施する際には、例えば歯車２０を模擬したこの歯車２０と同一形状の試験片取付部２２を用意し、この試験片取付治具２２における歯車２０の噛み合せ面２１に対応する面２３に、第１の試験片１６として試験片１６Ｃを、第２の試験片１６０として試験片１６０Ｃをそれぞれ取り付けて固定する。この試験片１６Ｃ、１６０Ｃには、試験片取付治具２２の面２３に試験片１６Ｃ、１６０Ｃを取り付けるためのビス穴２４などが形成されてもよい。また、この試験片１６Ｃ、１６０Ｃは、施工対象物３（歯車２０）の施工範囲１５（噛み合せ面２１）に適合した形状、即ち施工範囲１５（噛み合せ面２１）の全部または一部と同一形状に形成されている。具体的には、試験片１６Ｃ及び１６０Ｃは、施工対象物３（歯車２０）を模擬した試験片取付治具２２の面２３の全部または一部と同一形状に形成される。
【００４８】
従って、第１の試験片１６としての試験片１６Ｃを、第２の試験片１６０としての試験片１６０Ｃをそれぞれ用いて、第１実施形態のピーニング施工管理方法の第１ステップから第４ステップを実施することで、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏する。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５０】
例えば、第１及び第２実施形態ではピーニング施工がレーザピーニング施工の場合を述べたが、多数の鋼球を圧縮空気などで加速して衝突させるショットピーニング施工や、高圧水を噴射させるウォータジェットピーニング施工に本発明を提供してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
３…施工対象物、６…スポット、７…動作軌跡、１５…施工範囲、１６…第１の試験片、１６０…第２の試験片、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ…試験片、１７、２２…試験片取付治具、ΔＨ１…変形量の第１の差分、ΔＨ２…変形量の第２の差分、Ｊ…データベース、Ｐ…施工パラメータ関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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