(57)【要約】  コイルばね処置装置は、端末位置決め装置(30)と、ショットピーニング装置(50)と、制御部(98)とを含んでいる。端末位置決め装置(30)は、コイルばね(1)の端末(1c,1d)の位置決めをなす。ショットピーニング装置(50)は、ターンテーブル機構(52)と、加圧機構(93)と、コイルばね(1)を回転させる自転機構(100)と、ショットを投射する投射機構(57)とを含んでいる。保持機構(81,82)は、それぞれ、下側の位置ずれ防止治具(85)と、上側の位置ずれ防止治具(91)とを有している。制御部(98)は、第１の保持機構(81)と第２の保持機構(82)とをコイルばね(1)の座巻部(1a,1b)に応じた自転停止位置に停止させる。
2017146177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルばね(1)の端末(1c,1d)を所定のコイル周方向の位置に規制した状態において該コイルばね(1)を保持する端末位置決め装置(30)と、
前記コイルばね(1)を立てた姿勢でショットピーニングを行うショットピーニング装置(50)とを具備し、
前記ショットピーニング装置(50)は、
ターンテーブル(79)を含むターンテーブル機構(52)と、
前記ターンテーブル機構(52)を公転軸(X1)を中心に回転させる公転機構(80)と、
前記コイルばね(1)の下側の座巻部(1a)を保持する下側の位置ずれ防止治具(85)と前記コイルばね(1)の上側の座巻部(1b)を保持する上側の位置ずれ防止治具(91)とを有し、前記ターンテーブル(79)と一体に前記公転軸(X1)を中心に公転する保持機構(81,82)と、
前記保持機構(81,82)を自転軸(X2,X3)回りに回転させる自転機構(100)と、
前記保持機構(81,82)を前記コイルばね(1)の座巻部(1a,1b)に応じた自転停止位置に停止させる制御部(98)と、
前記端末位置決め装置(30)によって端末(1c,1d)の位置が規制された前記コイルばね(1)を、前記自転停止位置に停止した状態の前記保持機構(81,82)にセットする移送機構と、
前記コイルばね(1)が前記保持機構(81,82)にセットされた状態において該コイルばね(1)を圧縮する加圧機構(93)と、
圧縮された前記コイルばね(1)に向けてショットを投射する投射機構(57)と、
を具備したことを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルばね処理装置において、
前記端末位置決め装置(30)は、基台(31)と、該基台(31)に固定され前記コイルばね(1)の一方の座巻部(1a)を該コイルばね(1)の軸線(C1)回りに回転可能に支持する支持部材(33)と、該支持部材(33)に設けられ前記コイルばね(1)が所定の軸線(C1)回りの位置に達した状態において該コイルばね(1)の一方の端末(1c)が当接するストッパ(40)と、前記支持部材(33)と対向して配置され該支持部材(33)に近付く方向と離れる方向とに移動可能でかつ前記コイルばね(1)の他方の座巻部(1b)を支持した状態において回転する回転部材(37)と、該回転部材(37)に設けられ前記コイルばね(1)の他方の端末(1d)が当接する係止部(41)とを具備したことを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のコイルばね処理装置において、
前記ショットピーニング装置(50)が第１のチャンバ(61)と第２のチャンバ(62)とを有し、前記公転機構(80)が前記ターンテーブル(79)を前記公転軸(X1)回りに１８０°ずつ回転させ、前記保持機構(81,82)が前記公転機構(80)によって前記第１のチャンバ(61)と前記第２のチャンバ(62)とにわたって往復することを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載のコイルばね処理装置において、
前記下側の位置ずれ防止治具(85)が、前記コイルばね(1)の下側の座巻部(1a)を複数個所で支持する複数の爪部材(85a,85b,85c)を有し、これら爪部材(85a,85b,85c)の高さが前記座巻部(1a)のピッチ角に応じて互いに異なっていることを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載のコイルばね処理装置において、
前記制御部(98)は、前記コイルばね(1)が前記保持機構(81,82)にセットされる前の状態において、前記保持機構(81,82)を第１の自転停止位置に停止させ、かつ、前記保持機構(81,82)に保持された前記コイルばね(1)が前記保持機構(81,82)から取り出される前の状態において、前記保持機構(81,82)を第２の自転停止位置に停止させることを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のコイルばね処理装置において、
前記第１の自転停止位置と前記第２の自転停止位置とが互いに異なることを特徴とするコイルばね処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載のコイルばね処理装置において、
前記第１の自転停止位置と前記第２の自転停止位置とが互いに同じであることを特徴とするコイルばね処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイルばねにショットピーニング等の処理を行なうためのコイルばね処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の懸架装置の懸架ばね等に使用されるコイルばねの耐久性を高めるために、ショットピーニングによってコイルばねに圧縮残留応力を生じさせることが知られている。従来のショットピーニング装置の一例が特許文献１に開示されている。このショットピーニング装置は、コイルばねを搬送しながら遠心式加速装置（インペラ）からコイルばねに向けてショットを投射する。特許文献２にも、従来のショットピーニング装置が記載されている。このショットピーニング装置は、コイルばねを圧縮し、応力を与えた状態でショットピーニングを行なう。すなわちこのショットピーニング装置は、ストレスショットピーニングによって、より大きな圧縮残留応力をコイルばねに生じさせる。さらに特許文献３には、回転するターンテーブル上でコイルばねを圧縮しながらショットピーニングを行う装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６１５５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７８３０号公報
【特許文献３】特開２０１５−７７６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、単にコイルばねにショットを打付けるだけのショットピーニング装置では、コイルばねに大きな圧縮残留応力を生じさせる上で改善の余地があった。特許文献２，３のショットピーニング装置は、コイルばねを圧縮した状態でショットピーニングを行なう。しかし特許文献２，３のショットピーニング装置は、特にネガティブピッチ（ピッチ角が負）の座巻部を有するコイルばねのように座巻部が特殊な形状の場合に、座巻部がホルダに不安定に接してしまう。このため特にネガティブピッチの座巻部を有するコイルばねでは、ショットピーニング中にコイルばねが動いてしまうことがある。このためストレスを与えた状態で行われるショットピーニングが適正になされないという問題が生じた。【０００５】
従って本発明の目的は、コイルばねの耐久性を向上させる上で効果のある圧縮残留応力を形成することが可能なコイルばね処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施形態のコイルばね処理装置は、コイルばねの位置決めをなす端末位置決め装置と、前記コイルばねを立てた姿勢でショットピーニングを行うショットピーニング装置とを具備している。前記端末位置決め装置は、前記コイルばねの端末を所定のコイル周方向の位置に規制した状態において該コイルばねを保持する。前記ショットピーニング装置は、ターンテーブルを含むターンテーブル機構と、前記ターンテーブル機構を公転軸を中心に回転させる公転機構と、保持機構とを含んでいる。該保持機構は、前記コイルばねの下側の座巻部を保持する下側の位置ずれ防止治具と、前記コイルばねの上側の座巻部を保持する上側の位置ずれ防止治具とを有し、前記ターンテーブルと一体に前記公転軸を中心に公転する。さらにこのコイルばね処理装置は、前記保持機構を自転軸回りに回転させる自転機構と、前記保持機構を前記コイルばねの座巻部に応じた自転停止位置に停止させる制御部と、前記端末位置決め装置によって端末の位置が規制された前記コイルばねを前記自転停止位置に停止した状態の前記保持機構にセットする移送機構と、前記コイルばねが前記保持機構にセットされた状態において該コイルばねを圧縮する加圧機構と、圧縮された前記コイルばねに向けてショットを投射する投射機構とを具備している。【０００７】
前記端末位置決め装置の一例は、基台と、該基台に固定され前記コイルばねの一方の座巻部を該コイルばねの軸線回りに回転可能に支持する支持部材と、該支持部材に設けられ前記コイルばねが所定の軸線回りの位置に達した状態において該コイルばねの一方の端末が当接するストッパと、前記支持部材と対向して配置され該支持部材に近付く方向と離れる方向とに移動可能でかつ前記コイルばねの他方の座巻部を支持した状態において回転する回転部材と、該回転部材に設けられ前記コイルばねの他方の端末が当接する係止部とを具備している。【０００８】
また前記ショットピーニング装置が第１のチャンバと第２のチャンバとを有し、前記公転機構が前記ターンテーブルを前記公転軸回りに１８０°ずつ回転させ、前記保持機構が前記公転機構によって前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとにわたって往復するように構成されていてもよい。前記下側の位置ずれ防止治具の一例は、前記コイルばねの下側の座巻部を複数個所で支持する複数の爪部材を有し、これら爪部材の高さが前記座巻部のピッチ角に応じて互いに異なっている。【０００９】
前記制御部の一例は、前記コイルばねが前記保持機構にセットされる前の状態において前記保持機構を第１の自転停止位置に停止させ、かつ、前記保持機構に保持された前記コイルばねが前記保持機構から取り出される前の状態において前記保持機構を第２の自転停止位置に停止させる。前記第１の自転停止位置と前記第２の自転停止位置とが互いに異なっていてもよい。あるいは前記第１の自転停止位置と前記第２の自転停止位置とが互いに同じであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コイルばねを圧縮した状態のもとでショットピーニング（ストレスショットピーニング）を行うことにより、耐久性の向上に効果がある圧縮残留応力をコイルばねに形成することができる。特にネガティブピッチのように特殊形状の座巻部を有するコイルばねも安定した状態で圧縮してストレスショットピーニングを行うことができる。このため本発明によれば所望の圧縮残留応力をコイルばねに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ネガティブピッチの座巻部を有するコイルばねの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、コイルばねの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１のショットピーニング装置を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、搬送装置の一部と移送機構（ロボット）の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、１つの実施形態に係る端末位置決め装置を模式的に表した正面図である。
【図６】図６は、図５に示された端末位置決め装置の回転部材が移動した状態を示す正面図である。
【図７】図７は、１つの実施形態に係る第２のショットピーニング装置の一部を示す正面図である。
【図８】図８は、図７に示されたショットピーニング装置の縦断面図である。
【図９】図９は、図７に示されたショットピーニング装置の横断面図である。
【図１０】図１０は、図７に示されたショットピーニング装置の下側ホルダの斜視図である。
【図１１】図１１は、図７に示されたショットピーニング装置の下側ホルダとコイルばねの座巻部を示す正面図である。
【図１２】図１２は、図７に示されたショットピーニング装置の動作を表したフローチャートである。
【図１３】図１３は、コイルばねを吊るすハンガと塗装装置の一部を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に１つの実施形態に係るコイルばね処理装置について、図１から図１３を参照して説明する。  
図１は、ネガティブピッチの座巻部１ａを有するコイルばね１の一例を示している。コイルばね１は、螺旋形に巻かれた素線（ワイヤ）２からなる。ネガティブピッチ（マイナスピッチ）の座巻部１ａは、コイルばね１の中心軸（軸線Ｃ１と呼ぶ）と直角な線分Ｃ２に対し、座巻部１ａのピッチ角θが負の値である。図１に示すように、ネガティブピッチの座巻部１ａを有するコイルばね１を水平面Ｃ３に対して垂直な姿勢にすると、座巻部１ａの周方向の異なる３点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３から水平面Ｃ３までの距離ｈ１，ｈ２，ｈ３が互いに異なる。なお、コイルばね１の他端側の座巻部１ｂがネガティブピッチであってもよい。
【００１３】
この明細書では、コイルばね１の端末１ｃから軸線Ｃ１回りの位置を「コイル周方向の位置」あるいは「巻き方向の位置」と称することもある。一方の端末１ｃと他方の端末１ｄの相対的な位置関係は、コイルばね１の種類に応じて一定である。コイルばね１の一例は円筒コイルばねであるが、懸架装置の仕様に応じて、たる形コイルばね、鼓形コイルばね、テーパコイルばね、不等ピッチコイルばねなど、種々の形態のコイルばねであってもよい。
【００１４】
図２は、コイルばね１の製造工程の一例を示している。図２中の成形工程Ｓ１において、コイリングマシンを用いて素線（ワイヤ）２が螺旋形に成形される。熱処理工程Ｓ２では、成形工程Ｓ１によって素線２に生じた歪み応力を除去するために、焼戻しと焼鈍が行われる。例えば素線２が４００〜４５０℃程度に加熱されたのち徐冷される。
【００１５】
さらに第１のショットピーニング工程Ｓ３において、熱処理工程Ｓ２の余熱を利用し、例えば温間で第１のショットピーニングが実施される。第１のショットピーニング工程Ｓ３では、図３に示す第１のショットピーニング装置１０によって、例えば２５０〜３００℃の処理温度のもとで、コイルばね１の表面全体に第１のショットが投射される。第１のショットは、例えば粒径が１．１ｍｍのカットワイヤである。ただし前記以外のショットピーニング装置１０が使用されてもよいし、前記以外のショットサイズ（例えば０．８７〜１．２ｍｍ）が使用されてもよい。第１のショットピーニング工程Ｓ３によって、コイルばね１の表面から比較的深い位置まで圧縮残留応力が形成される。しかも素線２の表面に形成されていた酸化皮膜（熱処理による黒皮）が第１のショットピーニング工程Ｓ３によって除去される。
【００１６】
第２のショットピーニング工程Ｓ４では、図７から図１１に示すショットピーニング装置５０によって、第２のショットピーニング（温間ストレスショットピーニング）が行なわれる。第２のショットピーニング工程Ｓ４は、第１のショットピーニング工程Ｓ３よりも低い温度（例えば２００〜２５０℃）のもとで、コイルばね１を圧縮した状態で行なわれる。第２のショットピーニング工程Ｓ４では、第２のショットがコイルばね１の表面全体に投射される。第２のショットのサイズは、第１のショットピーニング工程Ｓ３で使用した第１のショットのサイズよりも小さい。第２のショットは、例えば粒径が０．４〜０．７ｍｍのカットワイヤである。第２のショットピーニング工程Ｓ４によって、素線２の表面付近の圧縮残留応力の絶対値を増加させることができる。
【００１７】
必要に応じてセッチング工程Ｓ５が実施され、さらに塗装工程Ｓ６においてコイルばね１が塗装される。最後に検査工程Ｓ７において品質検査が行なわれてコイルばね１の完成となる。
【００１８】
図３は第１のショットピーニング装置１０の一例を模式的に示している。第１のショットピーニング装置１０は一対のローラ１１，１２とショット投射器（インペラ）１３とを有している。ローラ１１，１２上に複数のコイルばね１が、それぞれ軸線Ｃ１を水平にした姿勢（横に寝かせた姿勢）で、直列に載置されている。ローラ１１，１２上のコイルばね１は、軸線Ｃ１回りに回転しながら矢印Ｆ１で示す方向に連続的に移動する。移動するコイルばね１に向けて、ショット投射器１３からショットＳＨ１が投射される。
【００１９】
図４は、コイルばね処理装置の一部をなす搬送装置２０と、コイルばね１を扱うロボット２１を示している。搬送装置２０は、複数のコイルばね１を矢印Ｆ２で示す方向に連続的に搬送する。ロボット２１は、アーム２２の先端に設けられた開閉式のチャック２３によって、コイルばね１を両側から保持する。ロボット２１はコイルばね１を移動させるための移送機構の一例である。ロボット２１は、チャック２３によって保持されたコイルばね１の端末１ｃ，１ｄの位置をメモリに記憶することができる。
【００２０】
図５と図６は端末位置決め装置３０を示している。端末位置決め装置３０は、コイルばね１の端末１ｃ，１ｄを所定位置に位置決めする機能を有している。端末位置決め装置３０はコイルばね処理装置の一部をなしている。端末位置決め装置３０は、基台３１と、固定側部材３２と、円錐台形状の支持部材３３と、ガイド３４と、移動側部材３５と、移動用アクチュエータ３６と、円錐台形状の回転部材３７と、回転用アクチュエータ３８とを含んでいる。固定側部材３２は基台３１に固定されている。支持部材３３は固定側部材３２に取付けられている。ガイド３４は基台３１上に設けられている。移動側部材３５は、ガイド３４に沿って矢印Ｍ１（図５に示す）で示す方向に直線的に移動する。移動用アクチュエータ３６は、移動側部材３５を矢印Ｍ１方向に移動させる。回転部材３７は移動側部材３５に設けられている。回転用アクチュエータ３８は、回転部材３７を矢印Ｍ２（図６に示す）で示す方向に回転させる。
【００２１】
回転部材３７は支持部材３３と対向して配置されている。回転部材３７は、移動用アクチュエータ３６によって、図５に示す第１の位置と、図６に示す第２の位置とにわたって移動することができる。回転部材３７は、移動側部材３５と一体に、矢印Ｍ１で示す方向（支持部材３３に近付く方向と離れる方向）に移動する。
【００２２】
支持部材３３は、コイルばね１の座巻部１ａを軸線Ｃ１回りに回転可能に支持する。支持部材３３の周方向の一部にストッパ４０が設けられている。ストッパ４０は、コイルばね１の一方の端末１ｃが当接する位置に配置されている。回転部材３７の周方向の一部に係止部４１が設けられている。係止部４１は、コイルばね１の他方の端末１ｄが当接する位置に配置されている。
【００２３】
移動用アクチュエータ３６は圧縮エアを駆動源とし、回転部材３７を支持部材３３に向けて移動させる。しかもこの移動用アクチュエータ３６は、比較的小さい力（コイルばね１を実質的に圧縮しない程度の力）で回転部材３７を移動させる。回転用アクチュエータ３８も圧縮エアを駆動源とし、回転部材３７を回転させる。しかもこの回転用アクチュエータ３８は、比較的小さいトルク（コイルばね１を実質的にねじらない程度のトルク）で回転部材３７を回転させる。
【００２４】
図５は、コイルばね１の一方の座巻部１ａが支持部材３３の円錐面に接した状態を示している。座巻部１ａが支持部材３３に接した状態のもとで、回転部材３７が回転しながら第１の位置から第２の位置に向かって矢印Ｍ３で示す方向に前進する。これにより、図６に示すように回転部材３７の円錐面が座巻部１ｂに接しながら、係止部４１が一方の端末１ｄに当接する。そして他方の端末１ｃがストッパ４０に当接し、回転部材３７が停止することにより、端末１ｃ，１ｄの位置決めがなされる。ロボット２１（図４に示す）は、チャック２３によってコイルばね１を保持する。ロボット２１は、コイルばね１の端末１ｃの位置を認識した状態のもとで、コイルばね１を端末位置決め装置３０から取り出す。
【００２５】
以下に図７から図１２を参照して、第２のショットピーニング装置５０について説明する。第２のショットピーニング装置５０はコイルばね処理装置の一部を構成している。第２のショットピーニング装置５０は、コイルばね１を立てた姿勢のもとでショットピーニングを行う。ここで「コイルばね１を立てた姿勢」とは、コイルばね１の軸線Ｃ１が略垂直の状態を言う。
【００２６】
図７は、第２のショットピーニング装置５０の一部を示す正面図である。図８は、第２のショットピーニング装置５０の縦断面図である。図９は、第２のショットピーニング装置５０の横断面図である。第２のショットピーニング装置５０は、ハウジング５１と、ターンテーブル機構５２と、投射機構５７（図８に示す）と、第１の昇降機構５８と、第２の昇降機構５９とを有している。投射機構５７は、第１の投射ユニット５５と第２の投射ユニット５６とを含んでいる。第１の昇降機構５８と第２の昇降機構５９とは、投射ユニット５５，５６を上下方向に移動させる。
【００２７】
第１の昇降機構５８と第２の昇降機構５９は、それぞれ、コントローラによって回転が制御されるサーボモータ５８ａ，５９ａ（図８に示す）とボールねじ５８ｂ，５９ｂなどからなる。これら昇降機構５８，５９は、サーボモータ５８ａ，５９ａの回転方向と回転量とに応じて、投射ユニット５５，５６をそれぞれ独立して上下方向に一定のストロークＹ１，Ｙ２で移動させる。
【００２８】
図８と図９に示されるように、ハウジング５１の内部に、第１のチャンバ６１と、第２のチャンバ６２と、これらチャンバ６１，６２間に位置する中間チャンバ６３，６４とが形成されている。第１のチャンバ６１に、コイルばね出入口６５が形成されている。コイルばね出入口６５は、コイルばね１をハウジング５１の外側から第１のチャンバ６１内に出し入れするための開口である。第２のチャンバ６２に、第１の投射ユニット５５の投射口５５ａと、第２の投射ユニット５６の投射口５６ａとが配置されている。これら投射口５５ａ，５６ａからコイルばね１に向けてショットＳＨ２が投射される。
【００２９】
図９に示されるように、第１のチャンバ６１と中間チャンバ６３，６４との間に隔壁７０，７１が設けられている。第２のチャンバ６２と中間チャンバ６３，６４との間にも隔壁７２，７３が設けられている。中間チャンバ６３，６４にシール壁７４，７５が形成されている。シール壁７４，７５は、第２のチャンバ６２内に投射されたショットＳＨ２が第１のチャンバ６１に向かうことを防ぐ。
【００３０】
図７に示すようにターンテーブル機構５２は、ターンテーブル７９と、公転機構８０（図７に示す）と、第１の保持機構８１と、第２の保持機構８２とを有している。ターンテーブル７９は、垂直方向に延びる公転軸Ｘ１を中心に回転する。公転機構８０はモータを備えている。このモータは、ターンテーブル７９を公転軸Ｘ１回りに第１の方向Ｒ１と第２の方向Ｒ２（図９に示す）とに１８０°ずつ間欠的に回動させる。保持機構８１，８２は、ターンテーブル７９と一体に、公転軸Ｘ１回りに回転する。第１の保持機構８１は、下側ホルダ８１ａと、上側ホルダ８１ｂとを有している。下側ホルダ８１ａは、ターンテーブル７９上に配置されている。上側ホルダ８１ｂは、下側ホルダ８１ａの上方に対向して配置されている。第２の保持機構８２も、下側ホルダ８２ａと、上側ホルダ８２ｂとを有している。下側ホルダ８２ａは、ターンテーブル７９上に配置されている。上側ホルダ８２ｂは、下側ホルダ８２ａの上方に対向して配置されている。
【００３１】
第１の保持機構８１と第２の保持機構８２とは、公転軸Ｘ１を中心として、互いに１８０°回転対称位置に配置されている。ターンテーブル７９上の第１の保持機構８１と第２の保持機構８２の背後に、バックアッププレート８３，８４（図９に示す）が配置されている。
【００３２】
第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａと第２の保持機構８２の下側ホルダ８２ａとに、それぞれ、位置ずれ防止治具８５が設けられている。コイルばね１の下側の座巻部１ａが位置ずれ防止治具８５に嵌合することができる。図１０と図１１は、第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａを示している。第２の保持機構８２の下側ホルダ８２ａの構成は、第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａと同様である。このため第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａについて、図１０と図１１を参照して説明する。
【００３３】
図１０と図１１に示されるように、下側ホルダ８１ａに位置ずれ防止治具８５が設けられている。位置ずれ防止治具８５は、複数（例えば３つ）の爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃを有している。爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、コイルばね１の座巻部１ａを安定した状態で支持することができるように、座巻部１ａの形状やピッチ角等に応じて配置されている。例えば爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、下側ホルダ８１ａの周方向に等間隔（例えば９０°）で配置されている。なお、下側の位置ずれ防止治具８５の爪部材の数と、上側の位置ずれ防止治具９１の爪部材の数とは、それぞれ３つ以外でもよい。また爪部材が９０°以外の間隔で配置されてもよい。
【００３４】
円板形のベース部材８６にガイド溝８６ａ，８６ｂが形成されている。爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃは、ガイド溝８６ａ，８６ｂに沿って移動可能である。爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃを座巻部１ａに応じた位置に調整したのち、ボルト８７（図１１に示す）によって爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃがベース部材８６に固定される。ベース部材８６と爪部材８５ｂ，８５ｃとの間に、高さ調整部材８８，８９が設けられている。高さ調整部材８８，８９は、コイルばねの座巻部のピッチ角に応じた厚さＴ１，Ｔ２としている。これにより、ネガティブピッチの座巻部も安定した状態で爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃ上に載置することができる。爪部材８５ａ，８５ｂ，８５ｃには、それぞれ、座巻部１ａが挿入されるＶ溝９０が形成されている。
【００３５】
上側ホルダ８１ｂ，８２ｂには、上側の座巻部１ｂに応じた位置ずれ防止治具９１が設けられている。上側の位置ずれ防止治具９１は、下側の位置ずれ位置ずれ防止治具８５と同様に、座巻部１ｂの形状やピッチ角に応じた複数（例えば３つ）の爪部材を有している。これら爪部材によって、上側の座巻部１ｂが安定した状態で保持される。なお、上側の位置ずれ防止治具９１は、座巻部１ｂの形状によっては下側の位置ずれ防止治具８５とは異なる形態であってもよい。
【００３６】
公転機構８０（図５に示す）はターンテーブル７９を公転軸Ｘ１回りに回転させる。すなわちこの公転機構８０は、ターンテーブル７９を１８０°ずつ間欠的に第１の方向Ｒ１と第２の方向Ｒ２（図９に示す）とに回転させる。第１の保持機構８１が第１のチャンバ６１に位置しているときには、第２の保持機構８２が第２のチャンバ６２に位置する。第２の保持機構８２が第１のチャンバ６１に位置しているときには、第１の保持機構８１が第２のチャンバ６２に位置する。
【００３７】
さらにこのショットピーニング装置５０は、図７に示されるように、コイルばね１を圧縮する加圧機構９３を備えている。加圧機構９３は、上側ホルダ８１ｂ，８２ｂを上下方向に移動させるための加圧ユニット９４，９５を有している。加圧ユニット９４，９５の一例はボールねじとサーボモータなどからなる。加圧ユニット９４，９５は、上側ホルダ８１ｂ，８２ｂの上下方向の移動量に応じて、コイルばね１に与える圧縮荷重（ストレス）を変化させることができる。加圧ユニット９４，９５の他の例として、油圧シリンダのように流体の圧力を駆動源とするものが使われてもよい。
【００３８】
第１の加圧ユニット９４と第２の加圧ユニット９５とに、それぞれ、ロードセル９６，９７が設けられている。これらロードセル９６，９７は荷重検出器の一例である。ロードセル（荷重検出器）９６，９７は、ショットピーニング中にコイルばね１に負荷される圧縮荷重を検出し、検出された圧縮荷重に関する電気的な信号を制御部９８に出力する。
【００３９】
このショットピーニング装置５０は自転機構１００を有している。自転機構１００は、コイルばね１を自転軸Ｘ２，Ｘ３を中心に自転させる。自転軸Ｘ２，Ｘ３は、それぞれ垂直な方向に延びている。自転機構１００は、下側回転部１０１と、上側回転部１０２とを含んでいる。下側回転部１０１は、下側ホルダ８１ａ，８２ａを自転軸Ｘ２，Ｘ３回りに回転させる。上側回転部１０２は、上側ホルダ８１ｂ，８２ｂを自転軸Ｘ２，Ｘ３回りに回転させる。
【００４０】
下側回転部１０１と上側回転部１０２とは、それぞれタイミングベルトとサーボモータ等の駆動源を有している。この駆動源を制御する制御部９８は、下側回転部１０１と上側回転部１０２とを互いに同期して同一方向に同一の回転数で回転させる。すなわち下側ホルダ８１ａ，８２ａと上側ホルダ８１ｂ，８２ｂとは、互いに同期して同一方向に同一の回転数で回転する。しかも下側ホルダ８１ａ，８２ａと上側ホルダ８１ｂ，８２ｂとは、予め制御部９８に入力されたデータに基づいて、所望の自転停止位置に停止することができる。
【００４１】
制御部９８にパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１１０が接続されている。情報処理装置１１０は入力操作部を備えている。この入力操作部を通じて、コイルばねの品番や各種データ（コイル径、巻数、長さ、線径、座巻部のピッチ角等のデータ）を情報処理装置１１０に入力することができる。なお、制御部９８がパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１１０に組込まれていてもよい。
【００４２】
図９は、第１の投射ユニット５５と第２の投射ユニット５６を上方から見た横断面図である。第１の投射ユニット５５は、インペラ（翼車）１２１とディストリビュータ１２２とを備えている。インペラ１２１はモータ１２０によって回転する。ディストリビュータ１２２は、インペラ１２１にショットＳＨ２を供給する。第２の投射ユニット５６も、モータ１２５によって回転するインペラ１２６と、インペラ１２６にショットＳＨ２を供給するディストリビュータ１２７とを備えている。
【００４３】
第１の投射ユニット５５は、上下方向に延びるガイド部材１３０に沿って、上下方向に移動可能に支持されている。ガイド部材１３０は、ハウジング５１の側部に設けられている。第１の投射ユニット５５は、第１の昇降機構５８（図８に示す）によって、中立位置Ｎ１を境に、上昇位置Ａ１と下降位置Ｂ１とにわたって往復移動する。第２の投射ユニット５６も、上下方向に延びるガイド部材１３１に沿って、上下方向に移動可能に支持されている。ガイド部材１３１は、ハウジング５１の側部に設けられている。第２の投射ユニット５６は、第２の昇降機構５９によって、中立位置Ｎ２を境に、上昇位置Ａ２と下降位置Ｂ２とにわたって往復移動する。
【００４４】
図１２は、本実施形態のショットピーニング装置５０の動作を示すフローチャートである。  
図１２中のステップＳ１０において、第１のチャンバ６１内に第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａが停止している。この下側ホルダ８１ａに、１個目のコイルばね１がロボット２１（図４に示す）によってセット（載置）される。下側ホルダ８１ａに載置された座巻部１ａは、位置ずれ防止治具９１（図１０と図１１に示す）によって、動き止めがなされる。上側ホルダ８１ｂが降下することにより、下側ホルダ８１ａと上側ホルダ８１ｂとの間でコイルばね１が圧縮される。このとき第２のチャンバ６２に第２の保持機構８２が位置している。第２の保持機構８２は、コイルばねが乗せられていない空の状態となっている。図７中の左側のコイルばね１は、圧縮荷重が負荷されていない自由状態である。自由状態のコイルばね１の長さ（自由長）はＬ１である。図７中の右側のコイルばね１は、長さＬ２まで圧縮された状態を示している。
【００４５】
図１２中のステップＳ１１において、ターンテーブル７９が第１の方向に１８０°回転する。この回転により、第１の保持機構８１によって保持されているコイルばね１が第２のチャンバ６２に送られる。これと同時に、第２の保持機構８２が第１のチャンバ６１に移動してくる。ステップＳ１２において、２個目のコイルばね１が第２の保持機構８２にセットされる。
【００４６】
ステップＳ１３において、第２のチャンバ６２内では、圧縮された状態の１個目のコイルばね１が自転機構１００によって回転（自転）しつつ、ショットピーニングが行なわれる。すなわち上下方向に移動する第１の投射ユニット５５と第２の投射ユニット５６とによって、１個目のコイルばね１にショットＳＨ２が投射される。応力を与えた状態でショットピーニングが行われるため、コイルばね１の耐久性を向上させる上で有効な圧縮残留応力をコイルばね１の表層部に形成することができる。
【００４７】
ステップＳ１４において、ターンテーブル７９が第２の方向に１８０°回転する。これにより、第１の保持機構８１によって保持されているコイルばね１が第１のチャンバ６１に戻ってくる。また第２の保持機構８２によって保持されているコイルばね１が第２のチャンバ６２に送られる。
【００４８】
ステップＳ１５において、第１の保持機構８１の上側ホルダ８１ｂが上昇する。そして第１の保持機構８１に保持されていた１個目のコイルばね１がロボット２１によって取り出される。この空になった第１の保持機構８１に、ロボット２１によって３個目のコイルばね１がセットされる。そして上側ホルダ８１ｂが降下することにより、コイルばね１が圧縮される。
【００４９】
ステップＳ１６において、第２のチャンバ６２内では、圧縮された状態の２個目のコイルばね１が自転機構１００によって回転（自転）しつつ、ショットピーニングが行なわれる。すなわち上下方向に移動する第１の投射ユニット５５と第２の投射ユニット５６とによって、２個目のコイルばね１にショットＳＨ２が投射される。
【００５０】
ステップＳ１７では、ターンテーブル７９が再び第１の方向に１８０°回転する。これにより、第１の保持機構８１によって保持されているコイルばね１が第２のチャンバ６２に送られると同時に、第２の保持機構８２が第１のチャンバ６１に戻ってくる。第２の保持機構８２の上側ホルダ８２ｂが上昇する。そしてこの第２の保持機構８２に保持されていたコイルばね１がロボット２１によって取り出される。こうして空になった第２の保持機構８２に、ロボット２１によって次のコイルばね１がセットされる。そののち、上側ホルダ８２ｂが降下することにより、コイルばね１が圧縮される。これら一連のステップＳ１０〜Ｓ１７がコイルばね１の数（Ｎ個）分だけ繰り返されることにより、全てのコイルばね１のショットピーニングが終了となる。
【００５１】
このように本実施形態では、ショットピーニング装置５０に供給されるコイルばね１の端末１ｃの位置が、予め端末位置決め装置３０によって規制されている。このためロボット２１によって保持されるコイルばね１の端末１ｃの位置を、ロボット２１の制御部のメモリや、ショットピーニング装置５０の制御部９８のメモリに記憶することができる。
【００５２】
この位置決めされたコイルばね１が、ロボット２１によって第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２にセットされる。このコイルばね１が第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２にセットされる前に、第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２は、第１の自転停止位置において停止するように、制御部９８によって制御される。第１の自転停止位置は予め設定されている。
【００５３】
たとえば第１の保持機構８１の下側ホルダ８１ａと上側ホルダ８１ｂとは、コイルばね１がロボット２１によってセットされる前に、第１のチャンバ６１内において第１の自転停止位置に停止している。第２の保持機構８２の下側ホルダ８２ａと上側ホルダ８２ｂも、コイルばね１がロボット２１によってセットされる前に、第１のチャンバ６１内において第１の自転停止位置に停止している。
【００５４】
第１の保持機構８１が第１のチャンバ６１内に位置しているとする。ロボット２１は、座巻部１ａが下側ホルダ８１ａに載置されるように、予めティーチングされた移動経路に沿ってチャック２３を移動させる。そして座巻部１ａが第１の保持機構８１の位置ずれ防止治具８５に挿入される。第２の保持機構８２が第１のチャンバ６１内に位置しているときには、ロボット２１は、座巻部１ａが下側ホルダ８２ａに載置されるように、予めティーチングされた移動経路に沿ってチャック２３を移動させる。そして座巻部１ａが第２の保持機構８２の位置ずれ防止治具８５に挿入される。
【００５５】
このためポジティブピッチの座巻部は勿論のこと、ネガティブピッチの座巻部のような特殊形状の座巻部を有するコイルばねであっても、第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２に確実にセットすることができる。ポジティブピッチの座巻部のピッチ角は正の値である。ネガティブピッチの座巻部のピッチ角は負８の値である。
【００５６】
ショットピーニング後のコイルばね１を第１のチャンバ６１から取り出す際に、自転機構１００は、第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２を第２の自転停止位置に停止させるように、制御部９８によって制御される。このためショットピーニング後のコイルばね１を第１のチャンバ６１から取り出す際に、ロボット２１はコイルばね１の端末１ｃ，１ｄの位置を記憶することができる。このためコイルばね１を次工程に送るための搬送装置に移す際に、ロボット２１はコイルばね１の端末１ｃの位置決めをなした状態で搬送装置に受け渡すことができる。
【００５７】
図１３は、ショットピーニング後のコイルばね１がハンガ１４１に吊るされた状態を示している。ハンガ１４１に吊るされたコイルばね１は、例えば塗装ブース１４０に送られる。前記ロボット２１は、コイルばね１の端末１ｃから許容範囲内の位置をハンガ１４１に掛けることができる。塗装ブース１４０に送られたコイルばね１は、塗装ガン１４２によって塗料が吹付けられる。塗料が付着したコイルばね１が加熱炉内で加熱されることにより、塗料がコイルばね１に定着する。搬送装置等の態様によっては、第１の自転停止位置と第２の自転停止位置とが互いに同じでもよい。あるいは第１の自転停止位置と第２の自転停止位置とが互いに異なっていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明を実施するに当たり、端末位置決め装置や、移送機構（ロボット）、搬送装置（コンベア）等の具体的な形状や構成をはじめとして、第１のショットピーニング装置や第２のショットピーニング装置を構成する各要素の態様や構造、配置等を種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５９】
１…コイルばね、Ｃ１…軸線、１ａ，１ｂ…座巻部、１ｃ，１ｄ…端末、２…素線、１０…第１のショットピーニング装置、２０…搬送装置、２１…ロボット（移送機構）、３０…端末位置決め装置、３３…支持部材、３７…回転部材、４０…ストッパ、４１…係止部、５０…第２のショットピーニング装置、５２…ターンテーブル機構、５５…第１の投射ユニット、５６…第２の投射ユニット、５７…投射機構、６１…第１のチャンバ、６２…第２のチャンバ、６５…コイルばね出入口、７９…ターンテーブル、８０…公転機構、８１…第１の保持機構、８１ａ…下側ホルダ、８１ｂ…上側ホルダ、８２…第２の保持機構、８２ａ…下側ホルダ、８２ｂ…上側ホルダ、８５…位置ずれ防止治具、８５ａ，８５ｂ，８５ｃ…爪部材、８８，８９…高さ調整部材、９１…位置ずれ防止治具、９３…加圧機構、９４，９５…加圧ユニット、９６，９７…ロードセル、９８…制御部、１００…自転機構、１１０…情報処理装置、Ｘ１…公転軸、Ｘ２，Ｘ３…自転軸。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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