(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットピーニングにおいて湾曲部を有するワークの穴の内面に投射されるショットを反射する反射部材において、
前記ショットからの衝撃に対して可撓性を有し、
前記ショットの流路への配置においてその流路方向に移動可能となるような構成を有し、
前記可撓性によって、前記ワークの前記湾曲部の穴の内面の形状に応じて変形可能で、かつ前記ショットから衝撃を受けたときに撓んで前記穴の内面外側へ向かって移動することが可能であることを特徴とするショットピーニング用反射部材。
【請求項２】
ショットピーニングで投射されるショットを反射する反射部材において、
前記ショットからの衝撃に対して可撓性を有し、
前記ショットの流路への配置においてその流路方向に移動可能となるような構成を有し、
螺旋状をなしていることを特徴とするショットピーニング用反射部材。
【請求項３】
凹部および凸部の少なくとも一方からなる反射構造が表面に連続的に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のショットピーニング用反射部材。
【請求項４】
前記反射構造は周期的に形成され、
前記ショットの流路のその流路方向に対する垂直断面積の平均径をＤ１、前記反射部材の前記流路方向に対する垂直断面積の平均径をＤ２、前記反射構造の周期間隔をＬ、凹部の深さあるいは凸部の高さをＣとすると、
Ｌ＝ｋ（Ｄ１−Ｄ２）＋Ｃ、ｋ≦２０
を満足することを特徴とする請求項３に記載のショットピーニング用反射部材。
【請求項５】
螺旋状をなしていることを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載のショットピーニング用反射部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の反射部材を用いて、ワークの穴の内面に前記ショットを投射することを特徴とするショットピーニング方法。
【請求項７】
前記反射部材を前記ワークの穴の内面に沿って移動させることを特徴とする請求項６に記載のショットピーニング方法。
【請求項８】
前記ワークの穴における前記ショットが排出される側の開口で前記反射部材を支持することを特徴とする請求項６または７に記載のショットピーニング方法。
【請求項９】
前記ワークを加工した後、前記ショットの投射により圧縮残留応力を付与することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のショットピーニング方法。
【請求項１０】
前記ワークの穴の内面は螺旋状をなし、
前記反射部材は、前記ワークの穴の内面の形状に対応して予め螺旋状に形成されることにより、前記ワークの穴に挿入可能であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のショットピーニング方法。
【請求項１１】
前記反射部材を回転させながら、前記ワークの穴の内面を移動させることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載のショットピーニング方法。
【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で投射されるショットを反射するショットピーニング用反射部材およびそれを用いたショットピーニング方法に係り、特にワークの穴の内面へのショットの投射技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショットピーニング方法では、ショットをワークの表面に投射することにより、その表面を削り取って清浄面を形成したり、その表面を塑性変形させて圧縮残留応力を付与している。このようにショットピーニング方法は、ワークの信頼性や寿命の向上を図るための有効な方法である。ショットピーニング方法には、ガス（エア）搬送式のショットピーニング方法がある。この場合、ショットの投射手段として、高圧エアや、高圧ガス、特定ガスによる噴射が用いられる。また、パイプや管状体などのワークの穴の内面にショットを投射する場合、その穴の出口側開口を減圧することで発生した差圧を利用する手段がある。
【０００３】
ワークの穴の内面へのショットピーニング方法の適用では、その穴の内面に反射部材を配置する技術がある。たとえば、特許文献１の技術では、中空トーションバーの穴の内面に反射部材を配置し、ショットを溶接シーム部に向かって反射させるために、反射部材の反射面を傾斜させている。特許文献１の技術は、ワークが比較的穴の長さが短い場合に有効である。また、特許文献２では、板ばねの目玉部の内面に反射部材を配置しており、ショットを目玉部内面に向かって反射させるために、反射部材の反射面を傾斜させている。特許文献２の技術は、ワークの穴の入口部に有効である。
【０００４】
【特許文献１】特許第２６１８１５９（図９）
【特許文献２】特開平５−１３８５３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２の技術では、ワークの穴の内面でのショットの流路方向長が長く、さらにはその径が小さい場合や、ワークの穴の内面に湾曲部が形成されている場合には、ショットの流れが不均一になり易く、表面の処理状態にムラが発生する虞があった。
【０００６】
したがって、本発明は、ショットの流れを所望の状態に制御にすることにより、表面の処理状態でのムラの発生防止を図ることができる反射部材およびそれを用いたショットピーニング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のショットピーニング用第１反射部材（以下、第１反射部材）は、ショットピーニングにおいて湾曲部を有するワークの穴の内面に投射されるショットを反射する反射部材において、ショットからの衝撃に対して可撓性を有し、ショットの流路への配置においてその流路方向に移動可能となるような構成を有し、可撓性によって、ワークの湾曲部の穴の内面の形状に応じて変形可能で、かつショットから衝撃を受けたときに撓んで穴の内面外側へ向かって移動することが可能であることを特徴としている。
【０００８】
本発明のショットピーニング用第２反射部材（以下、第２反射部材）は、  ショットピーニングで投射されるショットを反射する反射部材において、ショットからの衝撃に対して可撓性を有し、前記ショットの流路への配置においてその流路方向に移動可能となるような構成を有し、螺旋状をなしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１，第２反射部材の可撓性では、ショットから衝撃を受けたときに撓むことが最低限必要である。この場合、第１，第２反射部材のワークの穴の内面への設置の際、その穴の内面の形状に応じて第１，第２反射部材がスムーズに変形可能となるように可撓性の下限が規定される。この場合、より好適には（場合によっては）、第１，第２反射部材のワークの穴の内面への設置状態では、第１，第２反射部材をその一端で支持し、ショットピーニング処理時にその他端側からショットを投射した場合に第１，第２反射部材の全体（特に他端部）がショットやエア（ガス）に吹き飛ばされずに所定位置に保持可能となるように可撓性の上限が規定される。
【００１０】
可撓性の評価は次のように行う。反射部材の材質や形状、反射面の面積や角度、ショットの材質や粒径、エア圧（ガス圧）などの複雑な要因が操業条件としてあるため、可撓性を規定することが通常困難である。したがって、ワークの所定箇所の残留応力を測定することにより、可撓性の評価を行うのが好適である。残留応力の測定は、JISB2711で規定されている手法を用いる。このようなワークの残留応力の評価に基づき、上記のような操業条件を最適化することにより、所望の可撓性を得ることができる。
【００１１】
このような本発明の第１，第２反射部材では、上記のように可撓量を適宜設定することにより、ショットの流れを所望の状態に制御することができる。したがって、ワーク表面の処理状態にムラの発生を防止することができる。
【００１２】
本発明の第１，第２反射部材の利点は、特に穴の内面に湾曲部を有するワークへの適用において最大限発揮される。従来では、ワークの穴の内面に湾曲部が形成されている場合、ショットの流れが遠心力等によって湾曲部の穴の内面外側へ偏るため、湾曲部の穴の内面外側へのショットピーニング処理が十分となる反面、湾曲部の穴の内面内側へのショットピーニング処理が不十分となる虞があった。これに対して、本発明の第１，第２反射部材では、第１，第２反射部材を湾曲部の穴の内面に挿入する際、第１，第２反射部材の曲率を湾曲部の曲率よりも大きく設定して、第１，第２反射部材を湾曲部の穴の内面外側に偏って当接させることにより、第１，第２反射部材は可撓性によって、その配置時に湾曲部の穴の内面外側に向かってスムーズに変形することができる。そして、この場合、ショットの投射口であるワークの穴の一方の開口に対向するように先端部や中間部に反射面を形成し、その反射面の傾斜角度を適宜設定することにより、ショットを反射面により湾曲部の穴の内面内側へ反射させることができる。したがって、ショットが湾曲部の穴の内面外側に偏る傾向を小さくすることができるので、ワーク表面の処理状態にムラの発生を防止することができる。
【００１３】
また、この場合、第１，第２反射部材がショットからの衝撃で湾曲部の穴の内面における初期位置からずれた場合でも、湾曲部の穴の内面外側に拡がる力が第１，第２反射部材に常に作用しているので、湾曲部の穴の内面外側に戻ることができ、これにより所望の位置に配置することができる。したがって、ワーク表面の処理状態にムラの発生をさらに防止することができる。
【００１４】
さらに、第１，第２反射部材が、ショットからの衝撃力を受けたときに可撓性により所望の位置に移動することができる。具体的には、ショットの投射口であるワークの穴の一方の開口に対向するように先端部や中間部に反射面を形成し、その反射面の傾斜角度を適宜設定することにより、ショットからの衝撃に対して所定の可撓性が得られるようにする。そのように設定された反射面がショットから衝撃を受けると、その衝撃で第１，第２反射部材が撓み、湾曲部の穴の内面外側に移動することができる。このようにショットからの衝撃力を利用することにより所望の位置に自動的に移動することができるので、ショットを反射面により湾曲部の穴の内面内側へ反射させることができるという上記効果を十分に得ることができる。この効果は、第１，第２反射部材がワークの穴の内面に当接せずにそこから離れて配置されている場合でも、十分に得ることができる。したがって、ショットの流れをより所望の状態に制御にすることができるので、ワーク表面の処理状態にムラの発生をさらに防止することができる。
【００１５】
加えて、従来は、ワークの穴が長い場合、その内面と反射部材との間にショットが詰まる不具合が生じる虞があったが、本発明の第１，第２反射部材では、上記のようなショットからの衝撃に対して可撓性を有するので、その不具合の発生を防止することができる。したがって、ワーク表面の処理状態にムラの発生をさらに防止することができる。
【００１６】
本発明の第１，第２反射部材は種々の構成を用いることができる。たとえば、第１，第２反射部材の可撓量を次のように設定することができる。ワークの穴の内面に第１反射部材を使用する場合、第１，第２反射部材の可撓量を、ワークの穴の内面の所望の可撓方向の距離の１／１０以上とすることが好適である。なお、反射部材の反射面が可撓性によりワークの穴径方向に動くのが望ましいことから、可撓量は、その所望の可撓方向の距離を基準として規定されるものであり、ショットを所定の操業条件で投射したときに、その条件下で決められている所定位置に配置された第１，第２反射部材の移動量の最大値である。この場合、第１，第２反射部材は、ワークの内面の所定位置に配置した状態、あるいは、ワークを用いずに第１，第２反射部材のみを支持した状態とする。
【００１７】
本発明の第３ショットピーニング用反射部材（以下、第３反射部材）は、本発明の第１，第２ショットピーニング用反射部材において、凹部および凸部の少なくとも一方からなる反射構造が表面に連続的に形成されていることを特徴としている。
【００１８】
このような本発明の第３反射部材では、凹部および凸部の少なくとも一方からなる反射構造が表面に連続的に形成されているので、第３反射部材をワークの穴の内面に適用した場合、その反射構造によって、ショットやエアの流れに効果的な乱れが生じる。したがって、ワークの穴の内面の流路方向長が長く、さらにはその径が小さい場合でも、ショットの流れを所望の状態に制御にすることにより、表面の処理状態でのムラの発生防止を図ることができる。
【００１９】
本発明の第３反射部材は種々の構成を用いることができる。たとえば、ショットおよびエアの流れの乱れを定常的に発生させるためには、反射部材の適宜の場所に反射構造の設置箇所を少なくとも３箇所以上とすることが好適、さらには１０箇所以上とすることがより好適である。加えて、反射構造を周期的に形成することができる。
【００２０】
この場合、図１６に示すように、ショットの流路のその流路方向に対する垂直断面積の平均径をＤ１、反射部材のショットの流路方向に対する垂直断面積の平均径をＤ２、前記反射構造の周期をＬ、反射構造の凹部の深さあるいは凸部の高さをＣとすると、Ｌ＝ｋ（Ｄ１−Ｄ２）＋Ｃ、ｋ≦２０、を満足することが好適である。この場合、ショット最大粒径をｓとすると、０．１ｓ≦Ｃ≦１００ｓを満足することがより好適である。なお、Ｄ１，Ｄ２は、ショットの流れ方向（ワークの軸線方向）の垂直断面積の平均径で算出され、ワークの垂直断面積をＳ１、第３反射部材の垂直断面積をＳ２とすると、Ｄ１＝２（Ｓ１／π）１／２、Ｄ２＝２（Ｓ２／π）１／２である。
【００２１】
ｋが２０を超えると、反射構造による反射効果を十分に得ることができない。したがって、ｋ≦２０とすることが好適である。この場合、ｋが−１より小さくなると、反射構造とワークの内面と間にショットの詰まりが発生し易くなる。したがって、−１≦ｋ≦２０とすることがより好適である。さらに、効果的に操業を行うためには、０≦ｋ≦１０に設定するのがより好適、０．５≦ｋ≦５に設定するのがさらに好適である。反射構造は、凹部および凸部のいずれでもよいが、凹部の方がショットの詰まりなどの不具合が発生し難いから、好適である場合がある。Ｃはショットの最大粒径ｓの０．１〜１００倍の範囲内、より好適には０．５〜１０倍とすることができる。Ｃが０．５ｓより小さいと、反射構造による反射効果が十分に得ることができない。一方、Ｃが１０ｓを超えると、反射構造とワークの内面と間にショットの詰まりが発生し易くなる。この場合、凹部の深さあるいは凸部の高さＣ、および、ショットの最大粒径ｓのいずれを調整してもよい。ショットが球状でない場合は、粒の最大長を最大粒径ｓとしてもよい。また、篩いにより選別したショットを使用する場合は、その篩いの目の最大間隔を最大粒径ｓとしてもよい。
【００２２】
本発明の第１，第２反射部材は、ショット流路への配置においてその流路方向に移動可能となるような構成を有する。これにより、ショット流路の流路方向に移動させることができるので、ワークの穴の内面における複数の箇所に、ひいては流路方向に沿って連続的にショットピーニング処理を行うことができる。 
【００２３】
本発明のショットピーニング方法は、本発明の第１〜第３反射部材のいずれかを用いて、ワークの内面にショットを投射することを特徴としている。このような本発明のショットピーニング方法では、その方法で用いた本発明の第１〜第３反射部材のいずれかと同様な効果を得ることができる。
【００２４】
本発明のショットピーニング方法は、種々の構成を用いることができる。たとえば、ワークの穴におけるショットが排出される側の開口で反射部材を支持することができる。この態様では、ショットからの衝撃を効果的に受け止めることができる。特に、本発明の第１，第２反射部材への適用の場合、上記のように反射部材の全体（特に投射側の端部）がショットやエア（ガス）に吹き飛ばされずに所定位置に保持することが好適である。
【００２５】
また、ワークを加工した後、ショットの投射により圧縮残留応力を付与することができる。さらに、ワークの穴の内面は湾曲部を有することができ、この態様へ本発明の第１，第２反射部材を適用すると、上記したように効果的にショットピーニング処理を行うことができる。
【００２６】
加えて、ワークの穴の内面が螺旋状をなす場合は、反射部材は前記ワークの穴の内面の形状に対応して予め螺旋状に形成されることにより、ワークの穴の内面へ挿入可能であることが好適である。この態様へ本発明の第１，第２反射部材を適用すると、ワークの穴の内面が湾曲部を有する場合と同様に、効果的にショットピーニング処理を行うことができる。この場合、ワークの穴の内面の螺旋の巻数（大きさ）の下限を１／４巻（９０度）、さらには１巻（３６０度）以上とすると、本発明のショットピーニング方法による効果がより発揮されるから、効果的にショットピーニング処理を行うことができる。また、ワークの穴の内面の螺旋の大きさの上限は、反射部材がワークの穴におけるショットの排出側開口で渋滞して、そこでショットが詰まらないような大きさとする。反射部材の螺旋の巻数（大きさ）は、ワークの穴の螺旋に対応して選択される。この場合、反射部材の螺旋は、ワークの穴より小さくてもよいが、ワークの穴より大きい方が、本発明のショットピーニング方法を行いやすいから、好適である。さらに、反射部材を回転させながら、ワークの穴の内面を移動させることができる。この態様では、ワークの穴の内面における複数の箇所に、ひいては、流路方向に沿って連続的にショットピーニング処理を行うことができるから、表面の処理状態でのムラの発生防止などに効果が得られる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のショットピーニング用反射部材あるいはそれを用いたショットピーニング方法によれば、ワークの内面の流路方向長が長く、さらにはその径が小さい場合や、ワークに湾曲部が形成されている場合でも、ショットの流れを所望の状態に制御することにより、表面の処理状態でのムラの発生防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（１）反射部材の構成および動作
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る反射部材１０がワークＷの穴の内面に配置された状態を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はワークＷの軸線方向に対する垂直断面図、（Ｃ）は（Ａ）の破線１Ｃ内で示される先端部の拡大図である。本発明の第１，２実施形態は、たとえばエア式ショットピーニングを用いる。なお、図１，２では、ワークＷの穴の上側開口の外部に設置されているショット投射部の図示を省略している。
【００２９】
反射部材１０は、本発明の第１反射部材の一例であり、ワークＷの穴の内面に配置されている。ワークＷは、所定の曲率をなす湾曲部Ｐを有し、ショットはその穴の上側開口から投射される。反射部材１０は、ショットからの衝撃に対して、本発明の第１反射部材と同様な可撓性を有している。反射部材１０は、たとえばワークＷの穴の下側開口の外側で支持されている。反射部材１０は、その可撓性によりワークＷの穴の内面形状に沿って変形することにより、ワークＷの穴の内面と略同様な形状をなしている。反射部材１０の上端部には、ワークＷの穴の上側開口から投射されたショットを反射する反射面１１が形成されている。反射面１１は、反射部材１０の湾曲部の法線方向からワークＷの穴の内面内側ヘ向かって角度θ傾斜している。角度θはたとえば４５±４０度の範囲内、より好適には４５±３０度の範囲内である。反射面１１は、角度θの傾斜を有する凹状あるいは凸状の曲面としてもよい。この場合、ショットからの衝撃に対して所定の可撓性が得られるように設定すると、その衝撃で反射部材１０が撓み、湾曲部Ｐの穴の内面外側に移動することができる。なお、反射部材１０と反射面１１は別体に作製されてもよく、この場合、それら材質や断面形状を互いに異なるようにして、適宜可撓性や耐摩耗性などを向上させる等の変更を加えてもよい。
【００３０】
第１実施形態の反射部材１０では、反射部材１０を湾曲部Ｐの穴の内面に挿入する際、反射部材１０の曲率を湾曲部Ｐの曲率よりも大きく設定して、反射部材１０を湾曲部Ｐの穴の内面外側に偏って当接させることにより、反射部材１０は可撓性によって、その配置時に湾曲部Ｐの穴の内面外側に向かってスムーズに変形することができる。そして、この場合、反射部材１０の反射面１１は、反射部材１０の湾曲部の法線方向からワークＷの穴の内面内側ヘ向かって角度θ傾斜しているので、ショットを反射面１１により湾曲部Ｐの穴の内面内側へ反射させることができる。したがって、ショットが湾曲部Ｐの穴の内面外側に偏る傾向を小さくすることができるので、ショットの流れを所望の状態に制御することができる。
【００３１】
また、この場合、反射部材１０がショットからの衝撃で湾曲部Ｐの穴の内面における初期位置からずれた場合でも、湾曲部Ｐの穴の内面外側に拡がる力が反射部材１０に常に作用しているので、湾曲部１０の穴の内面外側に戻ることができ、これにより所望の位置に配置することができる。したがって、ショットの流れをより所望の状態に制御することができる。
【００３２】
さらに、反射部材１０が、ショットからの衝撃力を受けたときに可撓性により所望の位置に移動することができる。具体的には、上記のように反射面１１の傾斜角度を適宜設定し、ショットからの衝撃に対して所定の可撓性が得られるようにすることにより、反射面１１へのショットからの衝撃で反射部材１０が撓み、湾曲部Ｐの穴の内面外側に移動することができる。このようにショットからの衝撃力を利用することにより所望の位置に自動的に移動することができるので、ショットを反射面により湾曲部Ｐの穴の内面内側へ反射させることができるという上記効果を十分に得ることができる。この効果は、反射部材１０がワークの穴の内面に当接せずにそこから離れて配置されている場合でも、十分に得ることができる。
【００３３】
加えて、ワークＷの穴が長い場合でも、上記のようなショットからの衝撃に対して可撓性を有するので、その不具合の発生を防止することができる。
【００３４】
図２は、本発明の第２実施形態に係る反射部材がワークの内面に配置された状態を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はワークＷの軸線方向に対する垂直断面図、（Ｃ）は（Ａ）の破線１Ｃ内で示される部分の拡大図である。
【００３５】
反射部材２０は、本発明の第３反射部材の一例であり、第１実施形態と同様なワークＷの穴の内面に配置されている。反射部材２０は、たとえばワークＷの穴の下側開口の外側で支持されている。反射部材２０は、ショットからの衝撃に対して反射部材１０と同様な可撓性を有するだけではなく、その表面に反射構造２１が周期的に形成されている。反射構造２１は、湾曲部Ｐの穴の内面内側に対向するように配置され、凹部による反射面２１Ａ，２１Ｂから構成され、断面Ｖ字状をなしている。なお、第２実施形態では、凹部の代わりに凸部としてもよい。
【００３６】
反射面２１Ａは、ワークＷの穴の下側開口側に向いており、反射部材２０の湾曲部の法線方向からワークＷの穴の内面内側下方ヘ向かって角度θ傾斜している。反射面２１Ｂは、ワークＷの穴の上側開口側に向いており、反射部材２０の湾曲部の法線方向からワークＷの穴の内面内側上方ヘ向かって角度θ傾斜している。角度θはたとえば４５±４０度の範囲内、より好適には４５±３０度の範囲内である。反射構造２１の間には、ワークＷの湾曲部Ｐの穴の内面内側に略平行な平坦部２２が形成されている。この場合、特に、ワークＷの穴の上側開口側に向いている反射面２１Ｂが重要である。また、反射面２１Ａ，２１Ｂの角度θは互いに異なっていてもよい。なお、第２実施形態の反射面は、角度θの傾斜を有する凹状あるいは凸状の曲面としてもよい。
【００３７】
反射部材２０の反射構造２１の形状の変形例について、図３〜６を参照して説明する。図３〜６は、反射構造の形状の各種変形例を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）のワークの軸線方向に対する垂直断面図である。なお、図３〜６では、ワークＷは直線状をなしているが、図２に例示したように、湾曲部Ｐを有して反射部材が曲がっていてもよいのは言うまでもない。
【００３８】
図３に示す反射部材３０の上面には反射構造３１が周期的に形成され、反射構造３１，３１の間には平坦部３２が形成されている。反射部材３０の下面には反射構造３３が周期的に形成され、反射構造３３，３３の間には平坦部３４が形成されている。反射構造３１と平坦部３４とがワークＷの軸線を挟んで互いに対向するように位置し、反射構造３３と平坦部３２とがワークＷの軸線を挟んで互いに対向するように位置している。反射構造３１，３３は第２実施形態の反射構造２１と同様な形状をなし、平坦部３２，３４は、第２実施形態の平坦部２２と同様な形状をなしている。
【００３９】
図４に示す反射部材４０の表面には、ワークＷの軸線回りに回転対称な反射構造４１が周期的に形成されている。反射構造４１は、互いに対向する略円錐面４１Ａ，４１Ｂから構成され、断面Ｖ字状をなしている。反射構造４１，４１の間には、円柱面４２が形成されている。
【００４０】
図５に示す反射部材５０は、コイル状をなす反射構造５１を有している。図６に示す反射部材６０には、図３に示す反射構造３１の形状を断面円弧状に変更した反射構造６１が周期的に形成されている。反射構造６１，６１の間には平坦部６２が形成されている。なお、以上のように反射部材の反射構造の種々の変形例を挙げて本発明の反射構造について説明したが、これに限定されるものではなく、反射構造の形状や位置などは、本発明範囲内で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。たとえば、凹部および凸部の少なくとも一方からなる反射面は、所望の部位に一部形成し、それ以外の部分は平面状としてもよい。また、反射構造を図の位置から移動したり回転したりした位置に設定してもよい。さらに、ショットピーニング処理中に、反射構造を移動させたり回転させたりしてもよい。加えて、反射部材と反射面は別体に作製されてもよく、この場合、それら材質や断面形状を互いに異なるようにして、適宜可撓性や耐摩耗性などを向上させる等の変更を加えてもよい。
【００４１】
第２実施形態の反射部材２０では、第１実施形態の反射部材１０と同様に可撓性による効果を得ることができるのはもちろんのこと、凹部および凸部の少なくとも一方からなる反射構造２１が表面に連続的に形成されているので、反射部材２０をワークＷの穴の内面に適用した場合、ショットピーニングにおいてその反射構造２１の反射面２１Ａ，２１Ｂによってショットやエアが反射され、ショットやエアの流れに効果的な乱れが生じる。したがって、ワークＷの穴の内面の流路方向長が長く、さらにはその径が小さい場合でも、ショットの流れを所望の状態に制御することにより、表面の処理状態でのムラの発生防止を図ることができる。
【００４２】
（２）反射部材の支持
上記実施形態で使用される反射部材の支持形態の具体例について、図７〜９を参照して説明する。図７〜９に示す具体例では、反射部材が可撓性を有していることから、反射部材の全体（特にショット投射側開口側の端部）を、ショットやエアに吹き飛ばされずに保持することが最低限必要である。なお、図７，８では、ワークＷの穴の上側開口の外部に設置されているショット投射部の図示を省略している。また、図７，８では、反射部材がワークの穴の内面外側に当接している例を記載しており、穴の内面外側と反射部材との間に隙間があってもよい場合があるのは言うまでもない。
【００４３】
図７は、反射部材１０を固定している状態を表す側断面図である。ワークＷの穴の内面に配置されている反射部材１０の下端部は、支持部１００により固定されている。この態様では、ワークＷの穴におけるショットが投射される上側開口とは反対側の下側開口の外部で反射部材１０を支持しているので、ショットとガスにより下方へ押し出される方向へと反射部材１０に作用する荷重を支えることができる。
【００４４】
図８は、反射部材２０を支持しながら移動させる状態を表す側断面図である。ワークＷの穴の内面に配置されている反射部材２０の下端部は、支持部１００により支持されている。支持部１００は、移動部２００のベルト２０２の上面に取り付けられ、ベルト２０２の上面は、移動部２００のローラ２０１の回転により図の左方向へ水平移動する。これにより反射部材２０は、支持部１００および移動部２００により支持されながらワークＷの穴の内面を下方へ移動させられる。この態様では、図７に示す態様による効果を得ることができるのはもちろんのこと、ワークＷの穴の内面の流路方向に反射部材２０を移動させることができるので、ワークＷの穴の内面における複数の箇所に、ひいては流路方向に沿って連続的にショットピーニング処理を行うことができる。
【００４５】
なお、図７では、支持部１００により反射部材１０を固定し、図８では、反射部材２０に支持部１００および移動部２００により反射部材２０を支持しながら移動させたが、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。たとえば反射部材１０に支持部１００および移動部２００を適用し、反射部材２０に支持部１００のみを適用してもよい。
【００４６】
図９は、ワークＷが中穴螺旋管構造で、ワークＷと略同じ螺旋状をなす反射部材７０を支持しつつ回転させる状態を表し、（Ａ）は反射部材７０のワークＷの穴の内面への挿入前の側面図、（Ｂ）は反射部材７０のワークＷの穴の内面への挿入後の側面図である。反射部材７０は、ワークＷの穴の内面の形状に対応して予め螺旋状に形成されるとともに可撓性を有しているから、ワークＷの穴の内面に挿入可能である。反射部材７０の右端部は、回転移動部３００に取り付けられている。回転移動部３００は、反射部材７０を回転させながら、図の左右方向へ移動する。
【００４７】
まず、図９（Ａ）に示すように、回転移動部３００を所定方向に回転させながら図の左方向に移動させると、反射部材７０は、回転移動部３００に支持された状態で、ワークＷの湾曲部の穴の内面外側に偏って当接しながら、ワークＷの穴の内面へ挿入される。反射部材７０の左端部がワークＷの穴の左側開口に到達後、図９（Ｂ）に示すように、そこに配置されているショット投射部４００からワークＷの穴の内面へショットＳの投射を開始する。
【００４８】
ここで、回転移動部３００を図９（Ａ）の場合と逆方向に回転させながら図の右方向に移動させると、反射部材７０は、ワークＷの湾曲部の穴の内面外側に偏って当接しながら、ワークＷの穴の内面から引き取られる。このとき、反射部材の反射面や反射構造がワークＷの湾曲部の穴の内面内側に対向することが好適である。すると、ショットピーニングにおいて遠心力により湾曲部の穴の内面外側へ偏り易いショットを反射する反射面や反射構造は、ワークＷの穴の左側開口から右側開口へ向けて移動することができるので、ワークＷの穴の内面内側においてその左側開口から右側開口へ向けてショットピーニング処理を連続的に行うことができる。なお、この態様では、反射部材をワークの穴に挿入したまま引き取らずにショットピーニングを行ってもよい。
【００４９】
（３）各種操業条件
以上のような形態で効果的にショットピーニング処理を行うために、各種操業条件を以下のように設定することが好適である。
【００５０】
（Ａ）ショット粒径
ショット粒径については、０．０１〜１０mmが好適、図１６のショットの流路の平均径Ｄ１の１／１０以下がより好適である。粒径が大き過ぎると、ワークの内面と反射部材との間の隙間にショットが詰まるという不具合が生じ易くなる。一方、粒径が小さ過ぎると、ショット粒の質量が小さくなり、反射部材の可撓性を生かすことができない不具合が生じる。したがって、ショット粒径は、それら不具合が発生しないように適宜選択する。
【００５１】
（Ｂ）ガス圧（エア圧）
ガス圧（エア圧）については、０．１１〜１．０MPaが好適である。ガス圧が高過ぎると、ショットの乱流が生じ易くなるため、ワークの内面と反射部材との間の隙間にショットが詰まるという不具合が生じ、装置の耐圧構造が大規模なものとなり処理が困難になる。一方、ガス圧が低過ぎると、ショットの搬送が困難となり、ワークの内面と反射部材との間の隙間にショットが詰まるという不具合が生じ易くなる。したがって、ガス圧は、それら不具合が発生しないように適宜選択する。
【００５２】
（Ｃ）ショットの硬度
ショットの硬度については、ワークの硬度と同程度あるいはそれ以上とすることが好適である。具体的には、ショットの硬度は、ワークの硬度の８０％以上とするのが好適、ワークの硬度の１００％以上とするのがより好適である。鋼製のワークを用いる場合、ショットの硬度は、５００Ｈｖ（ビッカース硬度）以上とすることが好適である。
【００５３】
反射部材が可撓性を有する場合、ショットの硬度がワークより低いとき、可撓性による効果を十分に得ることができない。また、ショットの硬度が高いとき、ショットの衝撃を利用し可撓性による効果を得易いが、ショットの硬度が高過ぎるときワークの研削量が大きくなる場合がある。この場合は、反射部材が可撓性を有する場合、ショットの硬度は、被ショットピーニング材の硬度の２倍以内にすることが好適である。ショットの材質については、鋼製とするのが好適であるが、ハイス、ＷＣ（タングステンカーバイド）、ガラスビーズ、セラミックビーズ、アモルファスビーズなどの高硬度の粒を用いてもよい。なお、硬度の基準にはビッカース硬度を用いるのが好適であるが、相対的比較では、その他の硬度基準を用いてもよい。
【００５４】
（Ｄ）ショットの搬送速度
ショットの搬送速度（単位面積を単位時間当たりに通過するショットの質量）は、０．０１〜１００g/sec・mm2であることが好適である。ショット粒を鋼製とする場合、０．５〜５０g/sec・mm2であることが好適である。ショットの搬送速度が小さ過ぎると、ショットピーニングによる効果を十分に得ることができない。ショットの搬送速度が大き過ぎると、ワークの内面と反射部材との間の隙間にショットが詰まるという不具合が生じ易くなる。ショットの流路の断面積が変化する場合、搬送速度は、着目部分のショットの流路の断面積に基づいて制御することが好適である。ショットの材質を変更する場合、上記搬送速度範囲を比重の変化に比例させて増減させてもよい。たとえば、ショットの材質の鋼の比重を７．８g/sec・mm３とし、ショットの比重を２倍に変更する場合、上記搬送速度範囲を２倍とし、０．０２〜２００g/sec・mm2としてもよい。このような比重に基づいた搬送速度の調整は、ショットの占有体積を重視する場合に有効な換算方法である。搬送重量を重視した操業を行う場合には、上記搬送速度範囲（０．０１〜１００g/sec・mm2、より好適には０．５〜５０g/sec・mm2、さらに好適には１〜１０g/sec・mm2）内で制御することが好適である。
【００５５】
（Ｅ）ワークの材質
ワークの材質については、圧縮残留応力の付与が可能な材料にショットピーニング処理を行うことにより効果が得られる。たとえば、塑性変形が可能な材料を用いると、ショットピーニング処理を行うことにより効果が得られる。セラミックやプラスチック材料を用いることも可能であるが、金属材料を用いることが好適である。
【００５６】
金属材料は、高強度が要求される部材であるから、ショットピーニング処理による効果が大きい。金属材料のなかでは、たとえば鉄鋼、Ti合金、Al合金、Ni合金、Mg合金が好適である。鋼材のなかでは、高強度の部材の場合、特にショットピーニング処理による効果が大きい。ばね鋼としては、たとえばSiCr鋼、CrV鋼、SiCrV鋼を用いることができる。さらには、JISにより規定されるSUP3、SUP6、SUP7、SUP9A、SUP10、SUP11A、SUP12、SUP13、SWO-A、SWO-B、SWOSC-B、SWOSM-A、SWOSM-B、SWOSM-C、SWO-V、SWOCV-V、SWOSC-Vなどを用いることができる。
【００５７】
鋼材では、C（カーボン）を０．３〜１．０質量％、より好適には０．５〜０．７質量％含有し、その他の合金成分（たとえばSi,Mn,Cr,V,Ni,Mo,Ti,Nb,Co,W）と主成分であるFe、および、不可避不純物からなるものが好適である。Cは、高強度な鋼材を得るために重要な成分であるが、Cの含有量を１．０質量％以上とすると、ショットにより発生する表面欠陥の感受性が増大し、疲労寿命が低下する虞がある。ワークの穴の内面へのショットピーニングでは、穴の外面の場合とは違って、ショットピーニング処理のムラが発生し易いから、オーバーピーニング（適正以上のショットピーニングを行う）になる虞がある。このため、表面欠陥の感受性が高すぎる場合、不具合が生じ易い。一方、Cの含有量を０．３質量％未満とすると、引っ張り強度が低下する上に、材料硬度が低下するため、ショットピーニング処理による効果が十分に得られない。特に、ワークの穴の内面にショットピーニングを行う場合、上記のようにその処理のムラが発生すると、所望の圧縮残留応力が得られない等の不具合が生じ易くなる。
【００５８】
特に自動車部品として使用される高い信頼性と疲労寿命が要求されるばね等の部材では、Cの含有量を０．４質量％以上である鉄鋼材が好適であり、この場合、熱処理などの工夫によりビッカース硬度を４５０Ｈｖ以上とすることがより好適である。より軽量性が要求される自動車部材などに使用される鉄鋼材の場合、Cの含有量を０．５５質量％以上とすることが好適であり、この場合、熱処理などの工夫によりビッカース硬度を５００Ｈｖ以上とすることがより好適である。
【００５９】
（Ｆ）反射部材の材質
反射部材としては、ワークに適用可能な材料を用いることができる。より好適な材料としては、ショットピーニング処理による効果を増大させ、反射材料の寿命（使用時間）を長くするために、ワークと同等あるいはそれ以上の硬度が高い、あるいは、熱処理等により硬度が高められた材料を使用することが好適である。鋼材を用いる場合、JISにより規定されているSWO-A、SWO-B、SWOSC-B、SWOSM-A、SWOSM-B、SWOSM-C、SWO-V、SWOCV-V、SWOSC-Vなどのばね用材料が好適である。
【実施例】
【００６０】
以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。実施例１〜４および比較例では、ワークとして中空コイルを用いた。中空コイルの素線外径は１２．２mm、内部穴径（＝Ｄ１）は６．６mm、コイルの外径は８９．４mm、巻数は１あるいは９、ピッチは３４．５mmとした。ワークである中空コイルは、C：０．６２、Si:２．００、Mn：０．９０、 Ni：０．３０、Cr：１．００、V：０．１０、および、残部がFeおよび不可避不純物からなるものとし（ただし、数値の単位は質量％）、その表面近傍のビッカース硬度を５５０Ｈｖとした。
【００６１】
ワークである中空コイルあるいは中空コイルばねは、次のように製造した。まず、所定の材質からなる中空管を作製した。この場合、押出し型を用いて直接管状に成形してもよいし、溶接により板材を管状に成形してもよい。次に、中空管をコイル形状に成形した後、熱処理を行い、その中空コイルの内面および外面にショットピーニング処理を行った。最後に、中空コイルに塗装を施した。なお、コイル形状への成形は、熱間で行ってもよいが、この場合、その後の熱処理で焼入れ・焼戻しの処理を行うと、高強度化を図ることができるから、好適である。また、コイル形状への成形は、室温付近の冷間で行ってもよいが、この場合、その後の熱処理でひずみ取り、焼鈍を行うのが好適である。さらに、コイル形状成形後の熱処理では、表面の残留応力が開放される虞がある場合、中空コイルの内面への前記ショットピーニング処理が必要となるから、そのショットピーニング処理は好適である。
【００６２】
また、実施例１〜４および比較例では、エア搬送式のショットピーニング法を用い、ショットの材質を鋼製、粒径を０．１〜１mmとした。エア圧は、０．１１〜１MPaの範囲内とした。ショットの搬送速度は、０．５〜５０g/sec・mm2 の範囲内とした。
【００６３】
実施例１〜４で使用する反射部材は、可撓性を有するとともに螺旋状をなしてワークの穴に沿って挿入可能なコイル形状とした。反射部材の素線径（＝Ｄ２）を２．５mm、コイルの平均径を７７．５mm、材質をSWOSC-V相当のものとした。
【００６４】
（イ）実施例実施前の可撓性の評価
実施例１〜４の実施前に、確認方法１〜３を適宜用い、予め反射部材の可撓性の評価を行った。まず、確認手法１〜３について説明する。
【００６５】
［確認方法１］
確認方法１では、反射部材の先端部が可撓性によりワークの内部穴径方向に動くのが望ましいことから、この所望の可撓方向の距離を基準として可撓性の評価を行った。なお、この場合の所望の可撓方向の距離は、ワークの内部穴径６．６mmと反射部材の素線径２．５mmとの差である４．１mmである。ワークの先端部に実施例１の反射部材を挿入し、その先端部がワークから１０mm突出した状態で、反射部材にショットを下記ショットピーニング処理条件と同じ条件で投射した。その結果、反射部材の先端部が４mm程度の距離を動くことを目視で確認した。このように可撓性の評価手法として、ワークと反射部材の処理部分を切り出し、反射部材が少し（たとえば所望の可撓方向の距離の１〜１０倍）突出した状態で反射部材の動きを観察することにより、実際の処理状態に近い状態で、試験的に可撓性の評価を行うことができる。なお、反射部材が所望の可撓方向の距離の１〜１０倍突出した状態とする場合、反射部材の動きの基準は、所望の可撓方向の距離の１／１０以上とするのが好適、所望の可撓方向の距離の１／３以上とするのがより好適、所望の可撓方向の距離の同程度かそれ以上とするのがさらに好適である。
【００６６】
［確認方法２］
確認方法２でも、所望の可撓方向の距離を基準として可撓性の評価を行った。反射部材の先端から０．５巻の部分を固定し、その反射部材にショットを処理条件と同じ条件で投射した。その結果、反射部材の先端部が４mm程度の距離を動くことを目視で確認した。このとき、反射部材を振動させることも可能で、反射部材の振動能力により、その可撓性に対して効果が得られ易い。このように反射部材がコイル（螺旋）形状である場合、反射部材のみを０．５巻程度までの部分で固定し、ショットを下記ショットピーニング処理条件と同じ条件で投射することにより、反射部材が適度に可撓性を発揮することを確認することができる。
【００６７】
また、反射部材が所望の可撓方向の距離の１〜１０倍突出した状態とする場合、反射部材が、所望の可撓方向の距離の１／１０以上動くことを確認するのが好適である。反射部材の動きが１／１０未満であると、可撓性が不十分でショットピーニング処理による効果が得られない場合がある。逆に、反射部材が吹き飛んでしまうと、反射部材は柔らか過ぎて、すなわち可撓性が過大で、ショットピーニングによる効果が弱くなる虞がある。反射部材のみを支持する場合、反射部材が、所望の可撓方向の距離の１０倍以内で振動可能であることが好適である。この場合、ショットピーニング処理による効果が大きくなり易い。なお、反射部材の動きの基準は、所望の可撓方向の距離の１／３以上とするのがより好適、所望の可撓方向の距離の同程度かそれ以上とするのがさらに好適である。
【００６８】
［確認方法３］
反射部材の可撓性が小さい（硬度が高い）場合、反射部材が湾曲部の穴の内面に接触しながら所定位置まで挿入されることを確認する。なお、以上のような確認方法１〜３は一例であり、予め行う反射部材の可撓性の評価では、適宜他の確認方法を用いてもよい。
【００６９】
（ロ）ショットピーニング処理
次に、実施例１〜４および比較例に行ったショットピーニング処理ついて図を参照して説明する。
【００７０】
［実施例１］
図１０は、本発明の実施例１の反射部材５１１の構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は、（Ａ）の破線１０Ｂ内で示される先端部の拡大図である。反射部材５１０の先端部には成形加工により反射面５１１を形成し、その傾斜角度θは、反射部材の法線方向に対して３０度とした。実施例１のワークのコイルの巻数は１とした。
【００７１】
実施例１では、図９に示す回転移動部３００を用いた手法により、反射部材５１０を所定方向に回転させながら左方向へ移動させることにより、ワークの右側開口から左側開口まで反射部材５１０を挿入した。反射面５１１がワークの左側開口に位置した状態で、ワークの左端からエア搬送式でショットの投射を開始した。そして、反射面５１１がワークの湾曲部の穴の内面内側に対向するように、反射部材５１１を挿入時とは逆方向に回転させながら右方向へ移動させることにより、ワークの穴の内面に左側開口から右側開口まで連続的にショットピーニング処理を施した。このときの回転移動部３００の回転速度は、約１回転／１０secとした。このような反射部材５１０のワークの穴の内面からの引取りによるショットピーニング処理を６回とした。
【００７２】
［実施例２］
図１１は、本発明の実施例２の反射部材５２０の構成を表す上面図である。実施例２の反射部材５２０は、実施例１の反射面５１１と同じ形状の反射面５２１を先端部に有し、先端から１／４巻程度までが実施例１のコイル平均径よりも大きくなるように加工し、その平均径を外側へ素線径ｄの２倍程度大きくした。実施例２のショットピーニング処理では、その他の条件は実施例１と同様とした。
【００７３】
［実施例３］
図１２は、本発明の実施例３の反射部材５３０の構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の破線１２Ｂ内で示される先端部の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の破線１２Ｃ内で示される部分の拡大図である。
【００７４】
反射部材５３０の先端部５３１の形状を、曲率Ｒが１．２５である半球形をなすようにし、反射部材５３０の外面の湾曲部内側に断面Ｖ字状の凹部からなる反射構造５３２を略連続的に形成した。反射構造５３２の反射面では、角度θを４５度、凹部の深さＣを０．５〜２mm、反射構造の間隔を２〜４０mmとした。実施例３のショットピーニング処理では、実施例１，２と同様に反射部材を挿入した後、反射部材５３０のワークの穴の内面からの引取りを行った実施例１，２とは異なり、図７に示す支持部１００を用いて、ワークの穴の左側開口の外部で反射部材の左端部を固定した。その他の条件は実施例１と同様とした。
【００７５】
［実施例４］
実施例４のワークのコイルの巻数は、実施例１〜３のワークのコイルの巻数１とは異なり、９として、ワークとして９巻の中空コイルばねを用いた。その他の条件は実施例３と同様とした。
【００７６】
［比較例１］
図１３は、比較例で用いるショットピーニング方法を表す概略構成図である。比較例では、実施例１〜４とは異なり、反射部材を用いずに、ワークのＷの穴の一方の開口に設置したショット投射部４００からエア搬送式でショットを投射し、ワークのＷの穴の内面にショットピーニング処理を行った。ワークのコイル巻数は１とし、全体の処理時間は５４０secとした。
【００７７】
（ハ）残留応力測定を通じた反射部材の評価
図１４は、ワークＷの残留応力測定のサンプリングを説明するための図であり、（Ａ）はワークＷの上面図、（Ｂ）はワークＷの側面図である。図１５は、ワークＷの残留応力測定のサンプリングを説明するための図である。
【００７８】
実施例１〜３および比較例では、図１４に示すように、ワークＷの０．５巻部を中心として切断線Ｍ１，Ｍ２に沿って４０mmの部分を切断することにより、ワークＷの部分Ｗ１を得た。続いて、図１５に示すように切断線Ｍ３に沿って切断することにより、巻部（湾曲部）の内面内側部分Ｗ２および内面外側部分Ｗ３を得た。実施例４では、実施例１〜３および比較例と同様な手法を用いて、ワークＷの０．５巻部から１巻毎に切断（すなわち、１．５、２．５、…、７．５、８．５巻部を切断）し、各巻部毎に内面内側部分Ｗ２および内面外側部分Ｗ３を得た。なお、観察部分への熱影響を回避するために、切断部を水冷しながら湿式の回転切断機で切断を行った。
【００７９】
次いで、実施例１〜４および比較例の内面内側部分Ｗ２および内面外側部分Ｗ３の切断面にＸ線を照射して残留応力を測定した。残留応力の測定法は、JISB2711「ショットピーニング」に規定の方法を使用した。具体的には、JISB2711附属書３表１「特性Ｘ線の種類および使用区分」記載の処理品の材質「軟鋼および熱処理鋼」を使用した。以下にその条件を記載する。
特性Ｘ線：CrKα
測定方法：並傾法で素線長手方向の残留応力を測定
測定箇所：Ψ０  一定法
コリメータ径：φ１mm
Ｘ線管の出力：４０kV、３０mA
照射時間：６０秒
測定装置：理学電機株式会社、Ｘ線応力測定装置（ＰＳＰＣ  微少部用）
【００８０】
実施例１〜３および比較例の残留応力測定結果を表１に示す。なお、残留応力値は、圧縮であるから、その絶対値が大きい方がよい。また、内側／外側で示した巻部内面内側と巻部内面外側の残留応力値の内外比は、ショットピーニング処理の処理ムラを示す指標であり、その値が１に近いほど、処理ムラが小さくなることを示している。
【００８１】
【表１】
0005144209.tif 000002
【００８２】
実施例１〜３では、表１に示すように、比較例と比較して、巻部の内面内側の残留応力値が向上した。これにより、可撓性を有する反射部材がショットピーニング処理に有効であることを確認した。
【００８３】
実施例２，３では、表１に示すように、実施例１よりも巻部内面内側の残留応力値が向上した。これは、実施例２では反射部材の可撓性の適正化による作用が得られ、実施例３では反射構造の連続性と可撓性とが相乗的に作用したからである。
【００８４】
すなわち、実施例２では、反射部材５２０の先端付近のコイルの平均径を大きく設定したので、反射部材５２０のワークの穴の内面への挿入時、反射部材５２０の先端部あるいはその近傍部が、ワークの巻部の穴の内面外側に押し付けられながら保持された。さらに、反射面５２１がショット密度の高い巻部の内面外側に配置されることにより、反射面５２１へのショットの衝突頻度が増加し、これにより反射面５２１が巻部の穴の内面外側に移動する力がより強く作用した。以上のように反射部材５２０は効果的な可撓性が得られたので、ショットピーニング処理による効果が大きくなった。
【００８５】
また、実施例３では、反射部材５３０の湾曲部の外面内側に反射構造５３２を連続的に形成したので、その反射構造５３２にショットが衝突してワークの巻部の穴の内面内側へ反射される。これにより、ショットがワークの巻部の穴の内面外側に偏る傾向が小さくなる。また、それと同時に、反射部材５３０は、ショットから衝撃を受けると、可撓性によってワークの巻部の穴の内面外側（ショットの流路方向あるいはショットの高密度部分）へ移動し、ショットの反射構造への衝突頻度が増加することにより、ショットがワークの巻部の穴の内面外側に偏る傾向がさらに小さくなる。以上のように反射部材５３０では、反射構造の連続性と可撓性とが相乗的に作用したので、ショットピーニング処理による効果が大きくなった。
【００８６】
また、実施例２，３では、表１に示すように、特に残留応力値の内外比が小さかったことから、ショットピーニング処理ムラが小さかったことが判った。通常処理ムラが発生し易い湾曲部を有し、ひいては、螺旋状をなすワークに実施例２，３の反射部材５２０，５３０を適用すると、ショットピーニング処理による効果が大きくなることを確認した。
【００８７】
さらに実施例４では、ワークの巻部の穴の内面内側および内面外側の圧縮残留応力の絶対値は４００MPa以上となり、比較例と比較して、巻部の内面内側の圧縮残留応力値が向上した。これにより、ワークのコイル巻数を増加させても、反射構造の連続性と可撓性を有する反射部材の使用がショットピーニング処理に有効であることを確認した。また、４．５巻の巻部では、その穴の内面内側および内面外側がともに８０μm以上のクロッシングポイントを有しており、ワークの表面への圧縮残留応力だけでなくワークの内部まで圧縮残留応力が付与されていた。これにより、反射構造の連続性と可撓性を有する反射部材の使用がショットピーニング処理にさらに有効であることを確認した。なお、クロッシングポイントとは、材料の表面から深さ方向の残留応力分布を測定し、内部の応力と等しくなる表面からの距離のことである。その測定方法は、JISB2711附属書３に規定されている。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反射部材がワークの穴の内面に配置された状態を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はワークの軸線方向に対する垂直断面図、（Ｃ）は（Ａ）の破線１Ｃ内で示される部分の拡大図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る反射部材がワークの穴の内面に配置された状態を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はワークの軸線方向に対する垂直断面図、（Ｃ）は（Ａ）の破線２Ｃ内で示される部分の拡大図である。
【図３】図２の反射構造の形状の変形例を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線の断面図である。
【図４】図２の反射構造の形状の変形例を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線の断面図である。
【図５】図２の反射構造の形状の変形例を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線の断面図である。
【図６】図２の反射構造の形状の変形例を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る反射部材の支持形態の一例を表す側断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る反射部材の支持形態の一例を表す側断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る反射部材の支持形態の一例を表し、（Ａ）は反射部材のワークの穴への挿入前の側面図、（Ｂ）は反射部材のワークの穴への挿入後の側面図である。
【図１０】本発明の実施例１の反射部材の構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は、（Ａ）の破線１０Ｂ内で示される部分の拡大図である。
【図１１】本発明の実施例２の反射部材の構成を表す上面図である。
【図１２】本発明の実施例３の反射部材の構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の破線１２Ｂ内で示される先端部の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の破線１２Ｃ内で示される部分の拡大図である。
【図１３】比較例で用いるショットピーニング方法の概略構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１４】ワークの残留応力測定のサンプリングを説明するための図であり、（Ａ）はワークの上面図、（Ｂ）はワークの側面図である。
【図１５】ワークの残留応力測定のサンプリングを説明するための図である。
【図１６】本発明の反射部材の反射構造に関する関係式を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，５１０，５２０，５３０…反射部材、１１，２１Ａ，２１Ｂ，５１１，５２１…反射面、２１，３１，３３，４１，４３，５１，６１，５３２…反射構造、Ｐ…湾曲部、Ｗ…ワーク
【図１】
0005144209.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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