(57)【要約】  ショットピーニング装置(50)は、公転軸(X1)を中心に回転するターンテーブル(79)と、ターンテーブル(79)と一体に移動する保持機構(81,82)と、コイルばね(1)を圧縮する加圧機構(93)と、コイルばね(1)を自転させる自転機構(100)と、圧縮されたコイルばね(1)に向けてショットを投射する投射機構(57)と、コイルばね(1)に加わる荷重を検出するロードセル(96,97)と、制御部(98)とを含んでいる。ロードセル(96,97)から出力される信号が制御部(98)に入力されることにより、ショットピーニング中にコイルばね(1)に負荷された荷重の経時的な変化が検出される。
2017146173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
公転軸(X1)を中心に回転するターンテーブル(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)を回転させる公転機構(80)と、
コイルばね(1)を立てた姿勢で該コイルばね(1)の下側の座巻部(1a)と上側の座巻部(1b)とを保持し、前記ターンテーブル(79)と一体に前記公転軸(X1)を中心に移動する保持機構(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、
前記コイルばね(1)が前記保持機構(81,82)に保持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、
前記加圧機構(93)によって前記コイルばね(1)に負荷された荷重を検出する荷重検出器と、
前記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、
前記荷重検出器が出力する信号に基いて前記荷重の変化を検出する制御部(98)と、
を具備したことを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のショットピーニング装置において、
前記荷重検出器が前記加圧機構(93)と前記保持機構(81,82)との間の荷重伝達経路に配置されたロードセル(96,97)であることを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)が前記荷重の経時的変化を記憶する手段を備えていることを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)が前記荷重の経時的変化を表示する表示部(112)を備えていることを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項５】
請求項２に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)が前記荷重の経時的変化を表示する表示部(112)を備えていることを特徴とするショットピーニング装置。
【請求項６】
請求項３に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)が前記荷重の経時的変化を表示する表示部(112)を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のショットピーニング装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)は、前記投射機構(57)が前記コイルばね(1)に向けてショットを投射している間、前記荷重が許容範囲外となったことを報知する手段を備えているショットピーニング装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載のショットピーニング装置において、
前記制御部(98)は、前記投射機構(57)が前記コイルばね(1)に向けてショットを投射している間、前記荷重が一定値に近付くよう前記加圧機構(93)を制御することを特徴とするショットピーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイルばねを圧縮した状態でショットピーニング（ストレスショットピーニング）を行なうショットピーニング装置に関する。
【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のように、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装置では、コイルばねの形状（特に座巻部の形状）によっては、コイルばねが不安定な状態で支持される。このためコイルばねが安定しないことにより、ストレスショットピーニングが適正になされないことがある。【０００５】
従って本発明の目的は、コイルばねに所望のストレスを与えた状態のもとでショットピーニングを行うことができるショットピーニング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つの実施形態のショットピーニング装置は、公転軸を中心に回転する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回転させる公転機構と、コイルばねを立てた姿勢で該コイルばねの下側の座巻部と上側の座巻部とを保持し前記ターンテーブルと一体に前記公転軸を中心に移動する保持機構と、前記保持機構を自転軸回りに回転させる自転機構と、前記コイルばねが前記保持機構に保持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、前記加圧機構によって前記コイルばねに負荷された圧縮の荷重を検出するロードセル等の荷重検出器と、前記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、前記荷重検出器が出力する信号に基いて前記荷重の変化を検出する制御部（例えばパーソナルコンピュータ）とを具備している。【０００７】
前記荷重検出器の一例は、前記加圧機構と前記保持機構との間の荷重伝達経路に配置されたロードセルである。また前記制御部が前記荷重の経時的変化を記憶する手段を備えていてもよい。あるいは前記制御部が前記荷重の経時的変化を表示する表示部を備えていてもよい。【０００８】
前記制御部は、前記投射機構が前記コイルばねに向けてショットを投射している間、前記荷重が許容範囲外となったことを報知する手段を備えていてもよい。また前記制御部は、前記投射機構が前記コイルばねに向けてショットを投射している間、前記荷重が一定値に近付くよう前記加圧機構を制御するコンピュータプログラムを備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コイルばねに所望のストレスを与えた状態のもとで行われるショットピーニング（ストレス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形成することができ、安定した品質のコイルばねを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、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６】図６は、図５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７】図７は、図５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８】図８は、図５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９】図９は、図５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１０】図１０は、図５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１１】図１１は、温間ストレスショットピーニング中に生じる荷重の経時的変化の例を表したグラフである。
【図１２】図１２は、温間ストレスショットピーニング中に生じる荷重の経時的変化の他の例を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に１つの実施形態に係るショットピーニング装置５０を含むコイルばね処理装置について、図１から図１２を参照して説明する。  
図１はコイルばね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。コイルばね１の一方の端部と他方の端部とに、それぞれ座巻部１ａ，１ｂが形成されている。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。
【００１２】
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。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。また座巻部１ａ，１ｂがネガティブピッチ（ピッチ角が負）であってもよいし、あるいはポジティブピッチ（ピッチ角が正）であってもよい。
【００１３】
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が例えば４００〜４５０℃程度に加熱されたのち徐冷される。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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機能を有している。ロボット２１によって保持されるコイルばね１は、端末１ｃ，１ｄが所定位置となるように、予め治具等の位置決め手段によって、端末１ｃ，１ｄの位置が規制されている。
【００１８】
第２のショットピーニング工程Ｓ４では、図５から図９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℃の温間域）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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
以下に図５から図９を参照して、第２のショットピーニング装置５０の構成と動作について説明する。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、例えば２００〜２５０℃の温間域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。
【００２１】
図５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６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７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６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。
【００２２】
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６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。
【００２３】
図６と図７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。
【００２４】
図７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。
【００２５】
図５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５に示す）と、第１の保持機構８１および第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７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。
【００２６】
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７に示す）が配置されている。
【００２７】
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８と図９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８と図９を参照して説明する。
【００２８】
図８と図９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。
【００２９】
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９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。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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７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。
【００３２】
さらにこのショットピーニング装置５０は、図５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。
【００３３】
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に入力する。第１のロードセル９６は、第１の加圧ユニット９４と上側ホルダ８１ｂとの間の荷重伝達経路に配置されている。第２のロードセル９７は、第２の加圧ユニット９５と上側ホルダ８２ｂとの間の荷重伝達経路に配置されている。
【００３４】
制御部９８は、ロードセル９６，９７の出力に基いて荷重の変化を検出する機能（コンピュータプログラム）を有している。また制御部９８は、ショットピーニング中に荷重が許容範囲外となったことを報知する機能を有している。さらにこの制御部９８は、ロードセル９６，９７から出力された荷重値を、予め制御部９８に設定された所定の荷重値と比較する。そして、その差がゼロに近付くように、すなわち所定の荷重がコイルばね１に負荷されるように、第１の加圧ユニット９４と第２の加圧ユニット９５とに信号をフィードバック制御する機能も有している。
【００３５】
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。
【００３６】
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。そ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いて、予め設定された第１の自転停止位置あるいは第２の自転停止位置に停止することができる。第１の自転停止位置の一例は、ロボット２１がコイルばね１を保持機構８１，８２に渡すのに適した位置である。第２の自転停止位置の一例は、コイルばね１を保持機構８１，８２から取り出すのに適した位置である。
【００３７】
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、コイルばねの品番や各種データを入力することができる入力操作部１１１と、表示部１１２と、マウス等のポインティングデバイス１１３とを有している。例えばコイルばねに関する各種データ（コイル径、巻数、長さ、線径）や、ショットピーニング中にコイルばねに負荷する荷重等に関するデータを、入力操作部１１１あるいは記憶媒体１１４を通じて入力することが可能である。
【００３８】
パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１１０は、ショットピーニング中にコイルばね１に負荷される荷重の経時的変化を記憶する手段としても機能する。またこの情報処理装置１１０の表示部１１２は、ショットピーニング中の荷重の経時的変化を表示する手段として機能する。なお、情報処理装置１１０が制御部９８を兼ねていてもよい。
【００３９】
図７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。
【００４０】
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６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。
【００４１】
図１０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１０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８と図９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５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５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。
【００４２】
図１０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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
図１１は、ショットピーニング装置５０によって温間ストレスショットピーニングを行う際に生じる荷重の経時的変化（時間と荷重との関係）の例を模式的に表したグラフである。例えば第１の保持機構８１によって保持されたコイルばね１をショットピーニング装置５０によって温間ストレスショットピーニングを行う場合には、コイルばね１を加圧機構９３によって圧縮してゆく。時間ｔ０からｔ１に至る間はロードセル９６の不感帯であるため荷重は検出されない。しかし不感帯を越えてコイルばね１がさらに圧縮されると、ロードセル９６によって検出される荷重がＺ１からＺ２へと増加してゆく。時間ｔ２において、目標とする荷重Ｚ２に至ったならば、加圧機構９３を停止する。そしてコイルばね１の圧縮量（圧縮のストローク）を一定に保った状態のもとで、時間ｔ３から温間ストレスショットピーニング（ショットＳＨ２の投射）を開始する。この温間ストレスショットピーニングは、時間ｔ４が経過するまで行われる。
【００４９】
温間ストレスショットピーニングによってコイルばね１に圧縮残留応力が生じると、圧縮残留応力の影響により、図１１中に１点鎖線ｍ１で示すように荷重が僅かに増加する傾向となる。しかしこの温間域で圧縮されているコイルばね１に「へたり」が生じるため、破線ｍ２で誇張して示したように荷重が低下する。このためトータルとしての荷重は、実線ｍ３で示されるように僅かに減少する傾向となる。このトータルとしての荷重（実線ｍ３）は、圧縮残留応力の発現による荷重増加（実線ｍ１）と、コイルばね１に「へたり」が生じることによる荷重低下（実線ｍ２）との兼合いで決まる。このためトータルとしての荷重（実線ｍ３）が増加することもありえる。
【００５０】
本実施形態のショットピーニング装置５０では、温間ストレスショットピーニング中にロードセル９６，９７によって検出される荷重が制御部９８によって常時監視される。そして検出された荷重に関する情報が表示部１１２に表示される。同時にこの情報は、情報処理装置１１０のメモリあるいは記憶媒体１１４に記憶される。記憶媒体１１４等に記憶された情報（荷重の経時的変化等）は、必要に応じていつでも取り出すことができる。検出された荷重変化が許容範囲に収まっていれば、当該コイルばねは所定の荷重を与えた状態で正しく温間ストレスショットピーニングが実施されたものと判断する。
【００５１】
このようにショットピーニング装置５０によって温間ストレスショットピーニングが行われている間、荷重の経時的変化に関するデータを情報処理装置１１０の内蔵メモリあるいは記憶媒体１１４に保存しておく。こうすることにより、温間ストレスショットピーニングがコイルばねに正しく行われたこと、すなわち品質保証の証しともなる。
【００５２】
ショットピーニング中に生じるコイルばねの「へたり」が問題になることがある。その場合には、図１１に２点鎖線ｍ４で示すように、温間ストレスショットピーニング中の荷重が一定となるように、ロードセル９６，９７から出力される信号を加圧機構９３にフィードバックする。そして、加圧ユニット９４，９５をリアルタイムで駆動し、圧縮のストロークを変化させることにより、実質的に一定の圧縮荷重のもとで温間ストレスショットピーニングを実施する。
【００５３】
図１２は、温間ストレスショットピーニング中に生じる荷重変化の他の例を模式的に表したグラフである。図１２中に実線ｍ５で示すように、時間ｔ５において急に荷重が低下し許容範囲（しきい値）から外れることがある。その場合、ショットピーニング中にコイルばね１が第１の保持機構８１あるいは第２の保持機構８２から外れてしまった可能性がある。このため、このような急激な荷重低下が認められた場合には、温間ストレスショットピーニングが正しくなされなかったと判断し、当該コイルばねを不良品として扱う。
【００５４】
また図１２中に破線ｍ６で示すように、ショットピーニング中の荷重が周期的に変化する場合には、コイルばね１が不安定な状態で保持されていたことが考えられる。このためこのような荷重変化が認められた場合も、温間ストレスショットピーニングが正しくなされなかったと判断し、当該コイルばねを不良品として扱う。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明を実施するに当たり、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。例えばロードセルから出力される信号を処理する制御部としては、パーソナルコンピュータを利用してもよいし、あるいはショットピーニング装置用に開発された専用のコンピュータプログラムが格納された情報処理装置が使われてもよい。またロードセル以外の荷重検出器が使用されてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…コイルばね、１ａ，１ｂ…座巻部、２…素線、１０…第１のショットピーニング装置、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、７９…ターンテーブル、８０…公転機構、８１…第１の保持機構、８２…第２の保持機構、９３…加圧機構、９４，９５…加圧ユニット、９６，９７…ロードセル（荷重検出器）、９８…制御部、１００…自転機構、１１０…情報処理装置、１１１…入力操作部、１１２…表示部、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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【国際調査報告】
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