(57)【要約】【課題】装置構成が簡単で、装置の設置コスト、メンテナンスコストが低く、コイルばねの径方向両側部分にショットピーニングを施すことができるショットピーニング方法を提供することを課題とする。【解決手段】ショットピーニング方法は、内側に反射面を有する反射部材を、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように配置する反射部材配置工程と、該コイルばねの径方向内側にノズルを挿入し、該ノズルを軸方向に移動させると共に軸周りに回転させながら、気流により該ノズルから径方向外側に向かってショットを発射し、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施す処理工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
2012016803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に反射面を有する反射部材を、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように配置する反射部材配置工程と、
該コイルばねの径方向内側にノズルを挿入し、該ノズルを軸方向に移動させると共に軸周りに回転させながら、気流により該ノズルから径方向外側に向かってショットを発射し、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施す処理工程と、
を有するショットピーニング方法。
【請求項２】
コイルばねの軸方向全長を径方向外側から覆うように配置され、内側に反射面を有する反射部材と、
該コイルばねの径方向内側に挿入され、軸方向に移動すると共に軸周りに回転しながら、気流により径方向外側に向かってショットを発射するノズルと、
を備え、
該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施すショットピーニング装置。
【請求項３】
前記反射部材は、
外部から前記ノズルが挿入されるノズル挿入孔を有し、該ノズル挿入孔が径方向内側に収容されるように、内面に前記コイルばねが配置されるテーブルと、
該コイルばねの軸方向全長が径方向内側に収容されるように、該テーブルの該内面に配置されるカバーと、
を有する請求項２に記載のショットピーニング装置。
【請求項４】
径方向内側部分の圧縮残留応力が径方向外側部分の該圧縮残留応力以上になるように、ショットピーニングが施されたコイルばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルばねにショットピーニングを施すためのショットピーニング方法、ショットピーニング装置、およびショットピーニングが施されたコイルばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルばねには、主に耐久性を向上させるために、ショットピーニングが施される。コイルばね用のショットピーニング装置としては、例えば、ノズル式のショットピーニング装置やインペラ式のショットピーニング装置などがある。このうち、ノズル式のショットピーニング装置の場合、ショットの搬送に空気流（エアコンプレッサ）が用いられている。このため、空気流を確保するために必要なエネルギコストが割高になってしまう。したがって、従来は、インペラ式のショットピーニング装置が主流だった。
【０００３】
インペラ式のショットピーニング装置は、インペラを備えている。インペラは、コイルばねの外側（軸方向外側であって径方向外側）に配置されている。ショットは、回転するインペラの遠心力により発射される。
【０００４】
しかしながら、インペラ式のショットピーニング装置によると、コイルばねの大きさと比較して、大型のインペラが必要である。このため、ショットピーニング装置が大型化してしまう。
【０００５】
また、インペラ式のショットピーニング装置によると、コイルばねの大きさと比較して、ショットの発射範囲が広い。このため、ショット全数に対する、コイルばねのショットピーニングに有効なショット数が少ない。つまり、処理効率が低い。また、本来ショットを当てる必要のないコイルばね以外の部分、具体的にはショットピーニング装置の部品に、ショットが衝突してしまう。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが高くなる。
【０００６】
また、コイルばね使用時においては、径方向外側部分よりも、径方向内側部分の方が、高い応力が作用しやすい。ところが、インペラ式のショットピーニング装置によると、径方向外側からしか、コイルばねにショットを発射することができない。このため、圧縮残留応力を高めたいコイルばねの径方向内側部分に、ショットピーニングを施しにくい。
【０００７】
この点、特許文献１には、ノズル式のショットピーニング装置が開示されている。同文献のショットピーニング装置は、一対のノズルを備えている。一方のノズルは、コイルばねの径方向内側に配置されている。他方のノズルは、コイルばねの径方向外側に配置されている。一対のノズルからは、各々、空気流によりショットが発射される。
【０００８】
同文献のショットピーニング装置のノズルは小型である。このため、ショットピーニング装置が大型化しない。また、同文献のショットピーニング装置によると、ショットの発射範囲が狭い。このため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。また、コイルばねの径方向外側部分のみならず径方向内側部分にも、ショットピーニングを施しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５３−６０７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、同文献のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向両側に二つのノズルが必要である。このため、空気供給装置（コンプレッサなど）とノズルとを結ぶ配管、ショットの発射速度つまり空気流の速度を調整する装置およびその制御装置、ノズル駆動装置およびその制御装置などが、全て２系統必要になる。したがって、同文献のショットピーニング装置によると、機械的にも電気的にも、装置構成が複雑になる。また、その分、装置の設置コストが高騰化してしまう。
【００１１】
また、二つのノズルを用いてコイルばねの径方向両側からショットを発射する場合、径方向内側のノズルから発射されたショットが、直接、径方向外側のノズルに衝突してしまう。同様に、径方向外側のノズルから発射されたショットが、直接、径方向内側のノズルに衝突してしまう。このため、ノズルが劣化しやすい。したがって、この点においては、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが高くなってしまう。特に、径方向両側の二つのノズルを同期して動かす場合、より一層、ショットがノズルに衝突しやすくなる。
【００１２】
本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、装置構成が簡単で、装置の設置コスト、メンテナンスコストが低く、コイルばねの径方向両側部分にショットピーニングを施すことができるショットピーニング方法、ショットピーニング装置を提供することを目的とする。並びに、本発明は、径方向両側部分にショットピーニングが施されたコイルばね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】
【００１３】
（１）上記課題を解決するため、本発明のショットピーニング方法は、内側に反射面を有する反射部材を、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように配置する反射部材配置工程と、該コイルばねの径方向内側にノズルを挿入し、該ノズルを軸方向に移動させると共に軸周りに回転させながら、気流により該ノズルから径方向外側に向かってショットを発射し、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施す処理工程と、を有することを特徴とする（請求項１に対応）。
【００１４】
ここで、「ノズルを軸方向に移動させる」場合には、ノズルを直線状に動かす場合は勿論、ノズルを螺旋状に動かす場合も含まれる。
【００１５】
本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側にノズルが、径方向外側に反射部材の反射面が、それぞれ配置される。ノズルから発射されたショットの一部は、径方向内側からコイルばねに衝突する。このため、コイルばねの径方向内側部分にショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねの径方向内側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。
【００１６】
一方、ノズルから発射されたショットの他部は、コイルばねの線材間の隙間を通過し、反射面に衝突し跳ね返る。跳ね返ったショットは、径方向外側からコイルばねに衝突する。このため、コイルばねの径方向外側部分にショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねの径方向外側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。このように、本発明のショットピーニング方法によると、径方向両側部分の圧縮残留応力を向上させることができる。このため、コイルばねの耐久性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側に入るほど、ノズルが小型である。したがって、ショットピーニング装置が大型化しない。また、インペラ式のショットピーニング装置を用いる場合と比較して、ショットの発射範囲を狭くすることができる。このため、ショット全数に対する、コイルばねのショットピーニングに有効なショット数が多い。つまり、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。
【００１８】
また、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向内側だけにノズルが配置されている。このため、気体供給装置とノズルとを結ぶ配管、ショットの発射速度つまり気流の速度を調整する装置およびその制御装置、ノズル駆動装置およびその制御装置などが、全て１系統で済む。したがって、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。
【００１９】
また、本発明のショットピーニング方法によると、径方向外側からコイルばねに衝突するのは、少なくとも一回、反射面に跳ね返ったショットである。このため、必然的に、径方向内側からコイルばねに衝突するショットの方が、径方向外側からコイルばねに衝突するショットよりも、速度つまり運動エネルギが大きくなる。したがって、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力が、コイルばねの径方向外側部分の圧縮残留応力よりも、大きくなりやすい。このように、本発明のショットピーニング方法によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。なお、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力が飽和している場合は、径方向両側部分の圧縮残留応力が等しくなることもある。
【００２０】
また、本発明のショットピーニング方法によると、仮にショットがノズルに衝突する場合であっても、衝突するのは、径方向内側のノズルから発射され、反射部材の反射面、またはコイルばねで跳ね返ったショットである。言い換えると、反射により運動エネルギが減衰したショットである。このため、ノズルが劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。
【００２１】
ところで、コイルばねの径方向内側部分の圧縮残留応力と、径方向外側部分の圧縮残留応力と、の比（以下、適宜「応力比」と称する。）は、コイルばねの全体（軸方向および周方向）に亘って、一定である方が好ましい。この点、本発明のショットピーニング方法によると、コイルばねの径方向外側部分に衝突するのは、径方向内側のノズルから発射され、反射部材の反射面で跳ね返ったショットである。また、反射部材は、径方向外側からコイルばねの軸方向全長を覆うように、配置されている。このため、ノズルの動き、ショットの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねの全体に亘って、ばらつきにくい。
【００２２】
（１−１）好ましくは、上記（１）の構成において、前記処理工程において、前記ノズルを軸方向に直線状に移動させながら軸周りに回転させる構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が小さい場合に有効である。
【００２３】
（１−２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記処理工程において、前記ノズルを螺動させながら軸周りに回転させる構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が大きい場合に有効である。
【００２４】
（１−３）好ましくは、上記（１）の構成において、前記処理工程において、前記気流は、ブロワにより供給される構成とする方がよい。本構成によると、当該気流がエアコンプレッサにより供給される場合と比較して、気流確保に必要なエネルギコストが低くなる。このため、エネルギ効率が高くなる。
【００２５】
（２）また、上記課題を解決するため、本発明のショットピーニング装置は、コイルばねの軸方向全長を径方向外側から覆うように配置され、内側に反射面を有する反射部材と、該コイルばねの径方向内側に挿入され、軸方向に移動すると共に軸周りに回転しながら、気流により径方向外側に向かってショットを発射するノズルと、を備え、該ショットにより径方向内側から該コイルばねにショットピーニングを施すと共に、該反射面で反射された該ショットにより径方向外側から該コイルばねにショットピーニングを施すことを特徴とする（請求項２に対応）。
【００２６】
上記（１）に記載したように、本発明のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向両側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。このため、コイルばねの耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルが小型なため、ショットピーニング装置が大型化しない。また、ショットの発射範囲を狭くすることができるため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置の部品にショットが衝突しにくいため、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。
【００２８】
また、本発明のショットピーニング装置によると、コイルばねの径方向内側だけにノズルが配置されている。このため、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。
【００２９】
また、本発明のショットピーニング装置によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルの動き、ショットの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねの全体に亘って、ばらつきにくい。また、本発明のショットピーニング装置によると、ノズルが劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置のメンテナンスコストが低い。
【００３０】
（２−１）好ましくは、上記（２）の構成において、前記ノズルは、前記ショットを発射する際、軸方向に直線状に移動すると共に軸周りに回転する構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が小さい場合に有効である。
【００３１】
（２−２）好ましくは、上記（２）の構成において、前記ノズルは、前記ショットを発射する際、螺動すると共に軸周りに回転する構成とする方がよい。本構成は、ノズルの外径に対して、コイルばねの内径が大きい場合に有効である。
【００３２】
（２−３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記処理工程において、前記気流は、ブロワにより供給される構成とする方がよい。本構成によると、当該気流がエアコンプレッサにより供給される場合と比較して、気流確保に必要なエネルギコストが低くなる。このため、エネルギ効率が高くなる。
【００３３】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記反射部材は、外部から前記ノズルが挿入されるノズル挿入孔を有し、該ノズル挿入孔が径方向内側に収容されるように、内面に前記コイルばねが配置されるテーブルと、該コイルばねの軸方向全長が径方向内側に収容されるように、該テーブルの該内面に配置されるカバーと、を有する構成とする方がよい（請求項３に対応）。
【００３４】
本構成によると、テーブルに対してカバーを脱着することにより、反射部材に対して、コイルばねを出し入れすることができる。このため、コイルばねの出し入れが簡単である。また、テーブルにコイルばねをセットする際、ノズル挿入孔を目安にコイルばねを配置することができる。このため、コイルばねの位置決めが簡単である。
【００３５】
（４）また、上記課題を解決するため、本発明のコイルばねは、径方向内側部分の圧縮残留応力が径方向外側部分の該圧縮残留応力以上になるように、ショットピーニングが施されたことを特徴とする（請求項４に対応）。
【００３６】
ここで、コイルばねの「径方向内側部分」とは、軸方向に対して垂直に、径方向内側からコイルばねに光を照射した場合、光が当たる部分である。また、「径方向外側部分」とは、軸方向に対して垂直に、径方向外側からコイルばねに光を照射した場合、光が当たる部分である。例えば、コイルばねの線材の断面が略真円形状の場合は、当該断面の中心を通るように引かれた軸方向に平行な仮想線に対して、径方向内側の部分がコイルばねの径方向内側部分である。また、径方向外側の部分がコイルばねの径方向外側部分である。
【００３７】
コイルばねの径方向内側部分には、径方向外側部分よりも、使用時に高い応力が作用しやすい。この点、本発明のコイルばねによると、径方向内側部分の圧縮残留応力が、径方向外側部分の圧縮残留応力以上に設定されている。このため、耐久性を向上させることができる。なお、上記（１）のショットピーニング方法、（２）または（３）のショットピーニング装置によると、本発明のコイルばねを簡単に製造することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によると、装置構成が簡単で、装置の設置コスト、メンテナンスコストが低く、コイルばねの径方向両側部分にショットピーニングを施すことができ、応力比がコイルばねの全体に亘ってばらつきにくいショットピーニング方法、ショットピーニング装置を提供することができる。また、本発明によると、径方向両側部分にショットピーニングが施されたコイルばねを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第一実施形態のショットピーニング装置の斜視図である。
【図２】同ショットピーニング装置の分解透過斜視図である。
【図３】同ショットピーニング装置の軸方向断面図である。
【図４】第一実施形態のコイルばねの軸方向の圧縮残留応力分布の模式図である。
【図５】同コイルばねの周方向の圧縮残留応力分布の模式図である。
【図６】第二実施形態のショットピーニング装置の斜視図である。
【図７】第三実施形態のショットピーニング装置の径方向断面図である。
【図８】第四実施形態のショットピーニング装置のノズルの軸方向断面図である。
【図９】第五実施形態のショットピーニング装置の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの実施の形態について説明する。
【００４１】
＜第一実施形態＞
［ショットピーニング装置］
まず、本実施形態のショットピーニング装置について説明する。図１に、本実施形態のショットピーニング装置の斜視図を示す。図２に、同ショットピーニング装置の分解透過斜視図を示す。図３に、同ショットピーニング装置の軸方向断面図を示す。
【００４２】
図１〜図３に示すように、ショットピーニング装置１は、反射部材２とノズル３とを備えている。反射部材２は、テーブル２０とカバー２１とを備えている。テーブル２０は、鋼製であって板状を呈している。テーブル２０は、ノズル挿入孔２００と、多数の排気孔２０１と、反射面２０２と、取付ボス２０３と、を備えている。ノズル挿入孔２００および排気孔２０１は、テーブル２０を上下方向に貫通している。多数の排気孔２０１は、ノズル挿入孔２００の周囲に、放射状に配置されている。取付ボス２０３は、テーブル２０の上面（内面）に突設されている。取付ボス２０３は、ノズル挿入孔２００の周囲に配置されている。反射面２０２は、テーブル２０の上面に配置されている。反射面２０２は、平面状を呈している。反射面２０２は、ノズル挿入孔２００の周囲に配置されている。反射面２０２は、テーブル２０の上面のうち、後述するカバー２１に覆われる部分に相当する。コイルばねＣは、その軸方向が上下方向に並ぶように、テーブル２０の上面に立設されている。コイルばねＣの下端は、取付ボス２０３に、脱着可能に環装されている。つまり、コイルばねＣは、ノズル挿入孔２００の周囲に配置されている。
【００４３】
ノズル３は、ノズル挿入孔２００を介してコイルばねＣの径方向内側に出入り可能に、配置されている。ノズル３は、上下方向（軸方向）に直線状に移動可能である。また、ノズル３は、軸周りに回転可能である。ノズル３は、ショット供給通路３０を備えている。ショット供給通路３０は、ノズル３の径方向中心に配置されている。ショット供給通路３０は、上下方向に延在している。ショット供給通路３０の上端は、断面三角形状の凸部３０１を境に、二手に分岐している。ショット供給通路３０の分岐端（下流端）には、二つのショット発射口３００が配置されている。二つのショット発射口３００は、１８０°離間して、ノズル３の上端の外周面に開口している。図３に模式的に示すように、ショット供給通路３０の上流端には、空気供給用のブロワ９０が配置されている。また、ブロワ９０の下流側には、投入量調整バルブ９１を介して、ショットＳ投入用のホッパー９２が分岐接続されている。
【００４４】
ショットＳは、ホッパー９２からショット供給通路３０に供給される。供給されたショットＳは、ブロワ９０から供給される空気流に乗ってショット供給通路３０を通過し、ショット発射口３００から径方向外側に向かって発射される。
【００４５】
カバー２１は、鋼製であって下方に開口する有底円筒状（カップ状）を呈している。カバー２１は、テーブル２０の上面に伏設されている。カバー２１は、テーブル２０の上面に、係合機構（図略）により脱着可能に固定されている。カバー２１は、コイルばねＣおよびノズル挿入孔２００および多数の排気孔２０１を、上方から覆っている。カバー２１は、反射面２１０を備えている。反射面２１０は、カバー２１の内周面および上底面に配置されている。反射面２１０における、内周面部分は、曲面状（円柱裏面状）を呈している。反射面２１０における、上底面部分は、平面状を呈している。このように、カバー２１がテーブル２０に伏設されることにより、反射面２０２、２１０により区画される閉空間に、コイルばねＣが収容されている。
【００４６】
［ショットピーニング方法］
次に、本実施形態のショットピーニング方法について説明する。本実施形態のショットピーニング方法は、反射部材配置工程と処理工程とを有している。
【００４７】
反射部材配置工程においては、まず、取付ボス２０３にコイルばねＣを取り付ける。次いで、コイルばねＣの上から、カバー２１をテーブル２０に伏設する。そして、係合機構により、カバー２１をテーブル２０に固定する。
【００４８】
処理工程においては、所定の動作パターンで、ノズル３を上下方向に動かしながら、軸周りに回転させる。並びに、ショット発射口３００から径方向外側に向かって、ショットＳを発射する。図３に模式的に示すように、発射されたショットＳの一部は、コイルばねＣの径方向内側部分に衝突する。また、発射されたショットＳの他部は、コイルばねＣの線材間の隙間を通過し、反射面２１０、２０２に衝突し跳ね返る。跳ね返ったショットＳは、コイルばねＣの径方向外側部分に衝突する。ショット発射口３００から発射されたショットＳおよび空気は、多数の排気孔２０１を介して、テーブル２０の下方に流下する。使用後のショットＳは、ショット回収装置（図略）により回収される。
【００４９】
［コイルばね］
次に、本実施形態のコイルばねについて説明する。図４に、本実施形態のコイルばねの軸方向の圧縮残留応力分布の模式図を示す。図５に、同コイルばねの周方向の圧縮残留応力分布の模式図を示す。
【００５０】
図４、図５に示すように、ショットピーニングを施した後のコイルばねＣの圧縮残留応力分布は、径方向内側部分、径方向外側部分共に、軸方向全体および周方向全体に亘って略一定である。また、径方向内側部分の方が、径方向外側部分よりも、圧縮残留応力が高い。また、応力比も軸方向全体および周方向全体に亘って略一定である。
【００５１】
［作用効果］
次に、本実施形態のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの作用効果について説明する。本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、コイルばねＣの径方向内側にノズル３が、径方向外側に反射面２１０における内周面部分が、それぞれ配置される。このため、コイルばねＣの径方向両側部分に、ショットピーニングを施すことができる。すなわち、コイルばねＣの径方向両側部分に塑性変形を与え、圧縮残留応力を向上させることができる。したがって、コイルばねＣの耐久性を向上させることができる。
【００５２】
また、コイルばねＣの上方には反射面２１０における上底面部分が、コイルばねＣの下方には反射面２０２が、それぞれ配置されている。これらの反射面２１０、２０２により跳ね返ったショットＳも、コイルばねＣの圧縮残留応力を向上させるために利用することができる。
【００５３】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、コイルばねＣの径方向内側に入るほど、ノズル３が小型である。したがって、ショットピーニング装置１が大型化しない。また、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、ショットＳの発射範囲を狭くすることができる。このため、処理効率が高い。また、ショットピーニング装置１の部品（反射面２１０、２０２を除く。）にショットＳが衝突しにくい。このため、ショットピーニング装置１のメンテナンスコストが低い。
【００５４】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、コイルばねＣの径方向内側だけにノズル３が配置されている。このため、ショット供給通路３０、ブロワ９０およびその制御装置、投入量調整バルブ９１およびその制御装置、ホッパー９２、ノズル３の駆動装置およびその制御装置などが、全て１系統で済む。したがって、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。また、その分、装置の設置コストが低くなる。
【００５５】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、径方向外側からコイルばねＣに衝突するのは、少なくとも一回、反射面２１０、２０２に跳ね返ったショットＳである。このため、必然的に、径方向内側からコイルばねＣに衝突するショットＳの方が、径方向外側からコイルばねＣに衝突するショットＳよりも、速度つまり運動エネルギが大きくなる。したがって、コイルばねＣの径方向内側部分の圧縮残留応力が、コイルばねＣの径方向外側部分の圧縮残留応力よりも、大きくなりやすい。このように、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、使用時に高い応力が作用しやすいコイルばねＣの径方向内側部分に、径方向外側部分と比較して、より大きな圧縮残留応力を発生させやすい。
【００５６】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、コイルばねＣの径方向外側部分に衝突するのは、径方向内側のノズル３から発射され、反射部材の反射面２１０、２０２で跳ね返ったショットＳである。また、反射部材２は、コイルばねＣの全体を覆うように、配置されている。このため、ノズル３の動き、ショットＳの数、速度などによらず、応力比が、コイルばねＣの全体に亘って、ばらつきにくい。
【００５７】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、仮にショットＳがノズル３に衝突する場合であっても、衝突するのは、径方向内側のノズル３から発射され、反射部材２の反射面２１０、２０２、またはコイルばねＣで跳ね返ったショットＳである。言い換えると、反射により運動エネルギが減衰したショットＳである。このため、ノズル３が劣化しにくい。したがって、ショットピーニング装置１のメンテナンスコストが低い。
【００５８】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、処理工程において、ノズル３を上下方向に直線状に移動させながら軸周りに回転させている。このため、ノズル３の外径に対して、コイルばねＣの内径が小さい場合に有効である。
【００５９】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、テーブル２０に対してカバー２１を脱着することにより、反射部材２に対して、コイルばねＣを出し入れすることができる。このため、コイルばねＣの出し入れが簡単である。また、テーブル２０にコイルばねＣをセットする際、取付ボス２０３を目安にコイルばねＣを配置することができる。このため、コイルばねＣの位置決めが簡単である。また、コイルばねＣが取付ボス２０３に固定されているため、処理工程においてコイルばねＣが倒れにくい。
【００６０】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、気体供給装置として、ブロワ９０を用いている。このため、コンプレッサを用いる場合と比較して、空気の供給に必要なエネルギコストが低い。
【００６１】
また、本実施形態のショットピーニング方法およびショットピーニング装置１によると、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、小径（例えば０．２ｍｍ以下）のショットＳを発射しやすい。また、インペラ式のショットピーニング装置と比較して、ショットＳの速度を大きくしやすい。このため、冷間、温間を問わず、コイルばねＣに充分な塑性変形を与えることができる。
【００６２】
＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、処理工程において、ノズルが螺動しながら軸周りに回転する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図６に、本実施形態のショットピーニング装置の斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。
【００６３】
図６に示すように、コイルばねＣの内径はノズル３の外径に対して大きい。仮に、コイルばねＣの径方向中心においてノズル３を直線状に上下方向に動かす場合、ノズル３とコイルばねＣとの距離が離れてしまうことになる。このため、コイルばねＣに衝突する前にショットが減速してしまう。したがって、充分なショットピーニング効果が得られにくい。
【００６４】
この点、本実施形態のショットピーニング装置１のノズル３は、図中、太線矢印で示すように、コイルばねＣの径方向内端から径方向内側に所定間隔だけ離間した位置を、螺旋状に上下方向に移動する。このため、ノズル３とコイルばねＣとの距離が離れにくい。したがって、コイルばねＣに衝突する前にショットが減速しにくい。よって、コイルばねＣが大径であるにもかかわらず、充分なショットピーニング効果を得ることができる。
【００６５】
＜第三実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ショットを発射する反動を利用してノズルが軸周りに回転する点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図７に、本実施形態のショットピーニング装置の径方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。
【００６６】
図７に示すように、ショット発射口３００は、あたかも風車の羽根のように、径方向に対して所定の角度で傾斜している。ショット発射口３００から空気流およびショットＳが発射されると、偶力が発生する。このため、図中、白抜き矢印で示すように、ノズル３が軸周りに回転する。したがって、ショット発射口３００を軸周りに回転させることができる。本実施形態のショットピーニング装置１によると、ノズル３を軸周りに回転させるための駆動機構が不要である。このため、機械的にも電気的にも、装置構成が簡単になる。
【００６７】
＜第四実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、ノズルにショット発射口が一つしか配置されていない点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図８に、本実施形態のショットピーニング装置のノズルの軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。
【００６８】
図８に示すように、ノズル３は、ショット供給通路３０を備えている。ショット供給通路３０は、ノズル３の径方向中心に配置されている。ショット供給通路３０は、上下方向に延在している。ショット供給通路３０の上端は、径方向外側に向かって湾曲している。ショット供給通路３０の下流端には、単一のショット発射口３００が配置されている。
【００６９】
本実施形態のショットピーニング装置１によると、ショット供給通路３０の形状が簡単である。また、ショット発射口３００が複数配置されている場合と比較して、ショットを発射するのに必要な流速を確保しやすい。
【００７０】
＜第五実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態のショットピーニング方法の後に、圧縮状態反射部材配置工程、圧縮状態処理工程が設定されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００７１】
図９に、本実施形態のショットピーニング方法の、圧縮状態反射部材配置工程、圧縮状態処理工程で使用されるショットピーニング装置の軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図９に示すように、カバー２１の上底面からは、下方に向かって環状の圧縮用リブ２１１が突設されている。
【００７２】
本実施形態のショットピーニング方法は、反射部材配置工程と、処理工程と、圧縮状態反射部材配置工程と、圧縮状態処理工程と、を有している。
【００７３】
反射部材配置工程および処理工程においては、第一実施形態同様に、コイルばねにショットピーニングが施される。圧縮状態反射部材配置工程においては、まず、取付ボス２０３にコイルばねＣを取り付ける。次いで、コイルばねＣの上から、カバー２１をテーブル２０に伏設する。この際、コイルばねＣの上端は、カバー２１の圧縮用リブ２１１により下方に押圧される。このため、コイルばねＣは、自然長状態（無負荷状態）に対して軸方向に圧縮された、圧縮状態でカバー２１内に収容される。それから、係合機構により、カバー２１をテーブル２０に固定する。圧縮状態処理工程においては、圧縮状態のコイルばねＣに、所定のショットピーニングを施す。
【００７４】
本実施形態のショットピーニング方法によると、処理工程と圧縮状態処理工程とで、コイルばねＣに２回のショットピーニングを施すことができる。このため、さらにコイルばねＣの圧縮残留応力を向上させることができる。
【００７５】
また、圧縮状態処理工程においては、自然長状態ではなく圧縮状態のコイルばねＣにショットピーニングが施される。この点においても、コイルばねＣの圧縮残留応力を向上させることができる。
【００７６】
ところで、圧縮状態の場合、自然長状態と比較して、コイルばねＣの軸方向に隣り合う線材間の隙間が小さくなってしまう。このため、圧縮状態処理工程においては、コイルばねＣの径方向外側部分にショットピーニングを施しにくくなる。しかしながら、処理工程において、既にコイルばねＣの径方向外側部分には、充分なショットピーニングが施されている。このため、径方向外側部分の圧縮残留応力を向上させることができる。一方、圧縮状態処理工程においては、コイルばねＣの径方向内側部分の圧縮残留応力を、さらに向上させることができる。
【００７７】
＜その他＞
以上、本発明のショットピーニング方法、ショットピーニング装置およびコイルばねの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７８】
コイルばねＣの材質、径、ピッチなどは特に限定しない。反射部材２の材質も特に限定しない。ショットＳにより損傷を受けにくい材質の方が好ましい。また、ショットピーニング装置１におけるコイルばねＣの配置方向も特に限定しない。例えば、軸方向が水平方向に並ぶように、コイルばねＣを配置してもよい。また、コイルばねＣの種類も特に限定しない。例えば、自動車の吸排気バルブ用のバルブスプリング、懸架用のコイルばねなどであってもよい。
【００７９】
また、反射面２１０、２０２の形状も特に限定しない。コイルばねＣにショットピーニングを施すために適切なショットＳの反射角度が得られればよい。例えば、曲面状（円柱裏面状、円錐裏面状、球裏面状など）でも平面状でもよい。また、曲面と平面とを適宜組み合わせてもよい。また、反射面２１０、２０２に、適宜、凸部や凹部を配置してもよい。
【００８０】
ノズル３のショット発射口３００の配置数、周方向位置、軸方向位置は特に限定しない。配置数が少ない方が、ショットＳを発射するのに必要な流速を確保しやすい。また、上記実施形態においては、気体供給装置としてブロワ９０を用いたが、コンプレッサを用いてもよい。また、ブロワ９０から供給する気体としては、空気の他、不活性ガスなどを用いてもよい。
【００８１】
また、第三実施形態においては、ノズル３自身の偶力のみにより、ノズル３を軸周りに回転させた。しかしながら、ノズル３自身の偶力と、ノズル３を回転させるための駆動機構と、を併用してもよい。この場合、ノズル３自身の偶力を利用しない場合と比較して、駆動機構の負担する駆動力が小さくなる。
【符号の説明】
【００８２】
１：ショットピーニング装置、２：反射部材、３：ノズル。
２０：テーブル、２１：カバー、３０：ショット供給通路、９０：ブロワ、９１：投入量調整バルブ、９２：ホッパー。
２００：ノズル挿入孔、２０１：排気孔、２０２：反射面、２０３：取付ボス、２１０：反射面、２１１：圧縮用リブ、３００：ショット発射口、３０１：凸部。
Ｓ：ショット、Ｃ：コイルばね。
【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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