(57)【要約】【課題】ショットピーニング用粉体を容易に除去する。【解決手段】ワークＷの表面に噴射ノズル１０からショットピーニング用の粉体ｐを照射すると粉体ｐの一部がワーク表面に付着する。ワークＷに放電極５を接触させた状態で、高電圧装置６で高電圧を発生させてワークＷを負極に帯電させるとともに、ワークＷから粉体ｐに負の電荷を与える。この状態で、エアノズル７からワーク表面に向けて高圧エアを吹き付けると、ワークＷと粉体ｐの間には斥力が作用しているため、ワーク表面から粉体を容易に除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットピーニング用の粉体が照射されたワークを正極または負極に帯電する第１の帯電手段と、
前記第１の帯電手段により帯電されたワーク表面からショットピーニング処理時に付着した前記粉体を除去する除去手段とを備えることを特徴とする粉体除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体除去装置において、
さらにショットピーニング処理時に照射される粉体を前記第１の帯電手段により帯電されるワークと同一の極に帯電する第２の帯電手段を有することを特徴とする粉体除去装置。
【請求項３】
ワーク表面にショットピーニング用の粉体を照射する照射工程と、
前記粉体が照射されたワークを帯電する帯電工程と、
前記帯電されたワークの表面から前記粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする粉体除去方法。
【請求項４】
ショットピーニング用の粉体を帯電し、この帯電後の粉体を絶縁されたワークの表面に照射する照射工程と、
前記粉体が照射されたワークを帯電する帯電工程と、
前記帯電されたワークの表面から前記粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする粉体除去方法。
【請求項５】
ショットピーニング用の粉体を帯電し、この帯電された粉体をワークの表面に照射する照射工程と、
前記粉体の照射時にワークを帯電する帯電工程と、
前記帯電されたワークの表面から前記粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする粉体除去方法。
【請求項６】
ワーク表面にショットピーニング用の粉体を照射する照射工程と、
前記粉体の照射時にワークを帯電する帯電工程と、
前記帯電されたワークの表面から前記粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする粉体除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットピーニング処理によってワーク表面に付着した粉体を除去する粉体除去装置および粉体除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ショットピーニング処理によりワーク表面にショットピーニング用の粉体を照射することで、各種金属部品の表面改質が行われる（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、ワーク表面に正電荷または負電荷のいずれかを帯電させることにより、ショットピーニングの効果を高めるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２６８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ショットピーニング処理を行った後のワーク表面にはショットピーニング用の粉体が残存するため、例えばワークを摺動部材として用いる場合には、この残存した粉体を除去する必要がある。この場合の粉体除去方法としては、超音波を用いた水洗浄が一般的である。しかしながら、超音波を用いた水洗浄では、粉体を十分に取り除くことができず、水の処理も問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による粉体除去装置は、ショットピーニング用の粉体が照射されたワークを正極または負極に帯電する第１の帯電手段と、第１の帯電手段により帯電されたワーク表面からショットピーニング処理時に付着した粉体を除去する除去手段とを備えることを特徴とする。
さらにショットピーニング処理時に照射される粉体を第１の帯電手段により帯電されるワークと同一の極に帯電する第２の帯電手段を有することもできる。
本発明による粉体除去方法は、ワーク表面にショットピーニング用の粉体を照射する照射工程と、粉体が照射されたワークを帯電する帯電工程と、帯電されたワークの表面から粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明による粉体除去方法は、ショットピーニング用の粉体を帯電し、この帯電後の粉体を絶縁されたワークの表面に照射する照射工程と、粉体が照射されたワークを帯電する帯電工程と、帯電されたワークの表面から粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
さらに、本発明による粉体除去方法は、ショットピーニング用の粉体を帯電し、この帯電された粉体をワークの表面に照射する照射工程と、粉体の照射時にワークを帯電する帯電工程と、帯電されたワークの表面から粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
さらにまた、本発明による粉体除去方法は、ワーク表面にショットピーニング用の粉体を照射する照射工程と、粉体の照射時にワークを帯電する帯電工程と、帯電されたワークの表面から粉体を除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、帯電されたワーク表面からショットピーニング処理時に付着したショットピーニング用粉体を除去するようにしたので、ワークと粉体との間に斥力が作用し、ワーク表面から粉体を容易に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１、２を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図である。この粉体除去装置は、ショットピーニング処理後のワーク表面からショットピーニング用粉体を除去するための専用装置であり、ショットピーニング処理は不図示のショットピーニング装置により行われる。
【０００８】
図１に示すように床面に設置された台１の上面にはケース２が配設され、ケース内に粉体除去室３が形成されている。粉体除去室３には電気絶縁体である絶縁プレート４が載置され、絶縁プレート４の上面に、ショットピーニング処理を行った後のワークＷが載置されている。ワークＷは、例えば摺動部材として用いられる鉄鋼などの金属部品である。
【０００９】
粉体除去室３には、ワークＷに当接して放電極５が設けられている。放電極５は高電圧装置６に接続され、高電圧装置６で高電圧を発生させることで、後述するようにワークＷおよびワーク表面に付着した粉体ｐに負の電荷を与える。
【００１０】
また、粉体除去室３には、ワークＷに向けてエアノズル７が設けられている。エアノズル７はエアコンプレッサ８に接続され、エアコンプレッサ８より圧送された高圧空気をエアノズル７からワーク表面に向けて照射することで、後述するようにワーク表面の粉体を除去する。
【００１１】
ケース２には粉体回収装置９が取り付けられている。粉体回収装置９は吸い込みファンを有し、吸い込みファンにより粉体除去室３内の粉体を吸い込み、粉体貯留用のタンク（不図示）に回収する。
【００１２】
なお、粉体除去室３は密閉空間でも開放空間でもよい。密閉空間とした場合には、作業員が空間内に手を入れるための挿入口と、空間内を目視するための覗き窓を設けることが好ましい。開放空間とした場合には、ワーク表面から除去した粉体が室外に飛散しないようにエアノズル７と粉体回収装置９の取り付け位置を調整することが好ましい。また、台１とケース２はそれぞれ電気絶縁物で構成することが好ましい。ケース２を絶縁物で構成できない場合、ケース２の内面を絶縁物で被覆するのでもよい。台１を絶縁物で構成できない場合、台１と床面との間あるいは台１とケース２との間を絶縁してコロナ放電の発生を抑えることが必要である。
【００１３】
第１の実施の形態に係る粉体除去方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すようにショットピーニング装置の噴射ノズル１０からワークＷの表面にショットピーニング用の粉体ｐ（例えば金属球）を照射する。ワーク表面に衝突した粉体ｐは、一部が反射してワーク表面から脱落するが、残りはワーク表面に食い込んで付着する。
【００１４】
ショットピーニング処理が終了した後、ショットピーニング装置からワークＷを取り出して粉体除去装置内の絶縁プレート４上に載置し、放電極５をワークＷに当接する。次いで、高電圧装置６で高電圧を発生させる。これにより、図２（ｂ）に示すようにワークＷに負の電荷が帯電するとともに、ワークＷからワーク表面の粉体ｐに負の電荷が与えられ、粉体ｐにも負の電荷が帯電する。
【００１５】
この状態で、エアノズル７からワーク表面に高圧エアを照射する。この場合、ワークＷとその表面の粉体ｐはともに負極であり、クーロンの法則によって互いに斥力が作用している。このため、高圧エアの吹き付けによりワーク表面から粉体ｐを容易に引き離すことができ、粉体ｐの除去が容易である。除去された粉体ｐは、粉体回収装置９により回収される。
【００１６】
第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ショットピーニング処理を行ったワークＷに放電極５を接触させてワークＷおよびワーク表面に付着した粉体ｐをそれぞれ負極に帯電し、その状態でワーク表面に向けて高圧エアを照射するようにした。これによりワークＷと粉体ｐには互いに斥力が作用するため、超音波を用いた水洗浄等によらず、高圧エアの吹き付けによりワーク表面から粉体ｐを容易に除去することができる。
（２）ショットピーニング処理後のワークＷに放電極５を接触させた状態で高圧エアを照射するだけなので、水環境下で粉体除去処理を行う必要がなく、粉体除去装置の構成が容易である。
【００１７】
−第２の実施の形態−
図３，４を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ショットピーニング処理後にワークＷを帯電させるようにしたが、第２の実施の形態では、さらにショットピーニング処理時に粉体ｐを帯電させる。以下、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００１８】
図３は、ショットピーニング装置に設けられる噴射ノズル１００の構成を示す図である。噴射ノズル１００のホース１１は、図示しない粉体貯留用のタンクに接続され、ホース１２は、圧縮空気を発生する図示しない圧縮ポンプに接続されている。ホース１１からの粉体ｐとホース１２からの圧縮空気は混合機１３で混合され、先端のノズル部１４から圧縮空気とともに粉体ｐが噴射する。
【００１９】
ノズル部１４は導電体により構成され、高電圧装置１６に接続されている。高電圧装置１６で高電圧を発生させることで、ノズル部１４が負極に帯電される。これによりノズル部１４から噴射する粉体ｐに負の電荷を与えることができる。なお、ノズル部１４と混合機１３の間には絶縁体１５が介装され、絶縁体１５を境に混合機１３側は絶縁されている。
【００２０】
第２の実施の形態に係る粉体除去方法について説明する。
まず、ショットピーニング装置内にワークＷを絶縁した状態でセットし、高電圧装置１６で高電圧を発生させ、ワーク表面に向けて粉体ｐを照射する。これにより噴射ノズル先端のノズル部１４が負極に帯電し、粉体ｐがノズル部１４を通過する際に粉体ｐに負の電荷が帯電して、帯電後の粉体ｐがワーク表面に衝突する。このとき粉体ｐからワークＷに電荷が与えられ、ワークＷに負の電荷が帯電する。このため、ワークＷと粉体ｐとの間に斥力が発生し、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑制することができる。
【００２１】
この状態ではワークＷの帯電が不十分であるため、ショットピーニング処理の終了後にワークＷを図１の粉体除去装置内にセットし、第１の実施の形態と同様、放電極５をワークＷに当接して、高電圧装置６で高電圧を発生させる。これによりワークＷに負の電荷が帯電するとともに、ワークＷからワーク表面の粉体ｐに負の電荷が授受され、粉体ｐにも負の電荷が帯電する。
【００２２】
次いで、第１の実施の形態と同様、エアノズル７からワーク表面に高圧エアを噴射する。この場合、ワークＷと粉体ｐとの間には斥力が作用しているため、高圧エアの吹き付けによりワーク表面から粉体ｐを容易に引き離すことができる。ワーク表面から除去された粉体ｐは、粉体回収装置９により回収される。
【００２３】
このように第２の実施の形態では、ショットピーニング処理を行う際に、噴射ノズル１０によって帯電された粉体ｐをワーク表面に噴射するようにしたので、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑制することができる。なお、噴射ノズル１０は粉体ｐの除去を容易にするためのものであり、本発明の粉体除去装置に含まれる。第２の実施の形態では、ショットピーニング装置とは別に粉体除去装置を設けたが、粉体除去装置内でショットピーニング処理を行うようにしてもよい。この場合、例えば図４に示すように粉体除去室３に噴射ノズル１００を配設し、粉体除去装置とショットピーニング装置を兼用するようにしてもよい。
【００２４】
−第３の実施の形態−
図５を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、ショットピーニング処理時に粉体ｐを帯電させるようにしたが、第３の実施の形態では、さらにワークＷを帯電させる。以下、第２の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２５】
図５は、第３の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付す。図６の粉体除去装置は、ショットピーニング装置を兼用し、粉体除去室３には図３と同様の噴射ノズル１００が配設されている。噴射ノズル１００は放電極５とともに高電圧装置６に接続されている。
【００２６】
第３の実施の形態に係る粉体除去方法について説明する。
まず、絶縁プレート４上にワークＷをセットし、ワークＷに放電極５を接触させる。さらに高電圧装置６で高電圧を発生させ、ワーク表面に向けて噴射ノズル１００から粉体ｐを照射する。これにより放電極５を介してワークＷが負極に帯電するとともに、ノズル部１４を介して粉体ｐが負極に帯電する。このため、ワーク表面に粉体ｐが衝突する際に、ワークＷと粉体ｐとの間に斥力が発生し、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑制することができる。
【００２７】
ショットピーニング処理が終了すると、第１の実施の形態と同様、エアノズル７からワーク表面に高圧エアを噴射する。この場合、ワークＷと粉体ｐとの間には斥力が作用しているため、高圧エアの吹き付けによりワーク表面から粉体ｐを容易に引き離すことができる。ワーク表面から除去された粉体ｐは、粉体回収装置９により回収される。
【００２８】
このように第３の実施の形態では、ショットピーニング処理を行う際に、ワークＷと粉体ｐの両方を帯電するようにしたので、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑制することができる。とくにワーク全体を帯電することで、ワークＷが大型である場合にも、高い食い込み抑制効果を得ることができる。ショットピーニング装置を粉体除去装置に兼用したので、装置全体の設置スペースを節約できる。なお、ショットピーニング装置と粉体除去装置を兼用しないで別々に設けてもよく、ショットピーニング処理の終了後に、図１の装置内で粉体を除去するようにしてもよい。
【００２９】
−第４の実施の形態−
図６を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、ショットピーニング処理時に粉体ｐを帯電させるようにしたが、第４の実施の形態では、この代わりにワークＷを帯電させる。以下、第２の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００３０】
図６は、第４の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付す。図６の粉体除去装置は、ショットピーニング装置を兼用し、粉体除去室３に粉体照射用の噴射ノズル１０が配設されている。
【００３１】
第４の実施の形態に係る粉体除去方法について説明する。
まず、絶縁プレート４上にワークＷをセットし、放電極５をワーク表面に接触させる。この状態で、高電圧装置１６で高電圧を発生させてワークＷを帯電する。さらに、ワーク表面に噴射ノズル１０から粉体ｐを照射し、ワーク表面に衝突させる。このとき、ワーク表面に衝突した粉体ｐには、ワークＷから負の電荷が与えられる。このため、粉体衝突時に粉体ｐとワークＷとの間に斥力が発生し、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑えることができる。
【００３２】
次いで、エアノズル７からワーク表面に高圧エアを噴射する。この場合、ワーク表面に付着した粉体にはワークＷから負の電荷が与えられているため、ワークＷと粉体ｐとの間に斥力が作用し、高圧エアの吹き付けによりワーク表面から粉体ｐを容易に引き離すことができる。ワーク表面から除去された粉体ｐは、粉体回収装置９により回収される。
【００３３】
このように第４の実施の形態では、ショットピーニング処理を行う際に、ワークＷを帯電させるようにしたので、ワーク表面への粉体ｐの強固な食い込みを抑えることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、ワークＷに放電極５を接触させてワークＷを帯電するようにしたが、第１の帯電手段の構成はこれに限らない。ショットピーニング処理時に、噴射ノズル１００を介して粉体ｐを帯電させるようにしたが、第２の帯電手段の構成はこれに限らない。ワークＷと粉体ｐをそれぞれ負極に帯電させるようにしたが、正極に帯電させるのでもよい。ショットピーニング処理時に付着した粉体ｐをエアノズル７からの高圧エアによって除去するようにしたが、除去手段の構成はこれに限らない。ワークＷに振動を与えて除去するのでもよく、ブラシ等で掻き出して除去するようにしてもよい。
【００３５】
なお、実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の粉体除去装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る粉体除去方法を説明する図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る粉体除去装置を構成するショットピーニング用噴射ノズルの概略構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る粉体除去装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
４  絶縁プレート
５  放電極
６  高電圧装置
７  エアノズル
８  エアコンプレッサ
１０  噴射ノズル
１４  ノズル部
１６  高電圧装置
１００  噴射ノズル
【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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