(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧下の液体中の被処理品に加圧された処理液を前記液体中のノズルで投射して気泡の破裂による衝撃力によって前記被処理品をピーニング処理する湿式ピーニング方法において、
前記被加圧処理液に圧縮空気を混合させ、この圧縮空気の圧力と前記被加圧処理液の圧力をそれぞれ０．０３〜１．０ＭＰａにし、さらに、前記圧縮空気と前記被加圧処理液の容積についての混合割合を所定値に維持安定させるようにしたことを特徴とする湿式ピーニング方法。
【請求項２】
請求項１記載の湿式ピーニング方法において、
前記圧縮空気と前記処理液の容積についての混合割合を、圧縮空気を圧縮しない状態に換算した空気量３０〜１００に対して処理液量１にしたことを特徴とする湿式ピーニング方法。
【請求項３】
大気圧下の液体中の被処理品に加圧された処理液を前記液体中のノズルで投射して気泡の破裂による衝撃力によって前記被処理品をピーニング処理する湿式ピーニング装置であって、
低周波振動発生装置が内設され被処理品を包囲する液体を貯蔵しかつ前記被処理品をセットするための貯蔵槽１と、
被加圧処理液を供給する被加圧処理液発生装置２と、
この被加圧処理液発生装置２からの被加圧処理液を被処理品に向けて噴射するノズル３と、
このノズル３から噴射される前の被加圧処理液に圧縮空気を混入させる混入機構４と、
この混入機構４に供給される処理液の流量を制御する流量制御弁５と、
前記混入機構４に供給される圧縮空気の流量を検出する流量センサ６と、
この流量センサ６の検出結果に基づき予め測定されたデータで前記流量制御弁５の目標開口度を演算してこの流量制御弁５に指令を出すコントローラ７と、
を備え、
これにより、加圧された処理液を前記ノズル３で投射する際に、前記低周波振動発生装置によって振動数１０〜５０Ｈｚの振動を前記貯蔵槽１内の液体に与えることを特徴とする湿式ピーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧下の液体中の被処理品に加圧された処理液を前記液体中のノズルで投射して気泡の破裂による衝撃力によって前記被処理品をピーニング処理する湿式ピーニング方法およびその装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば金属素材をピーニング処理する方法の一つとして、大気圧下の液体中の金属素材に前記液体中のノズルで圧力６０〜８０ＭＰａの水流を投射して気泡の破裂による衝撃力（キャビティーション）により行うようにした、いわゆる湿式ピーニング方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の湿式ピーニング方法では、圧力６０〜８０ＭＰａの高圧の水流をノズルから噴出させて行うため、この高圧の水流を発生させる大型で高価な設備が必要であるなどの問題があった。
本発明は上記の問題を解消するために為されたもので、その目的は、被加圧処理液を噴出させるための動力を大幅に削減させかつ気泡の破裂による衝突力を増大させることが可能な湿式ピーニング方法およびその装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１の発明における湿式ピーニング方法は、大気圧下の液体中の被処理品に加圧された処理液を前記液体中のノズルで投射して気泡の破裂による衝撃力によって前記被処理品をピーニング処理する湿式ピーニング方法において、前記被加圧処理液に圧縮空気を混合させ、この圧縮空気の圧力と前記被加圧処理液の圧力をそれぞれ０．０３〜１．０ＭＰａにし、さらに、前記圧縮空気と前記被加圧処理液の容積についての混合割合を所定値に維持安定させるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明における湿式ピーニング方法は、請求項１記載の湿式ピーニング方法において、前記圧縮空気と前記処理液の容積についての混合割合を、圧縮空気を圧縮しない状態に換算した空気量３０〜１００に対して処理液量１にしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明における湿式ピーニング装置は、大気圧下の液体中の被処理品に加圧された処理液を前記液体中のノズルで投射して気泡の破裂による衝撃力によって前記被処理品をピーニング処理する湿式ピーニング装置であって、被処理品を包囲する液体を貯蔵しかつ前記被処理品をセットするための貯蔵槽と、被加圧処理液を供給する被加圧処理液発生装置とこの被加圧処理液発生装置からの被加圧処理液を被処理品に向けて噴射するノズルと、このノズルから噴射される前の被加圧処理液に圧縮空気を混入させる混入機構と、この混入機構に供給される処理液の流量を制御する流量制御弁と、前記混入機構に供給される圧縮空気の流量を検出する流量センサと、この流量センサの検出結果に基づき予め測定されたデータで前記流量制御弁の目標開口度を演算してこの流量制御弁に指令を出すコントローラと、を備えて、前記圧縮空気の圧力と前記被加圧処理液の圧力、および、前記圧縮空気と前記被加圧処理液の容積についての混合割合とをそれぞれ所定のものにして、ノズルから噴射される前の前記被加圧処理液に圧縮空気を混入させながら噴射させるようにする。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明においては、被加圧処理液に圧縮空気を吹き込んだ混合物を液体中で投射して液体中の被処理品をピーニング処理するようにすると、気泡が従来の方法より多く発生して気泡の破裂による衝撃力を増大させ、ピーニング効果を高めることとなる。
【０００８】
なお、圧縮空気の圧力と被加圧処理液の圧力とを０．０３ＭＰａ未満にすると、衝突力が小さすぎて実用的でなく、また、１．０ＭＰａを越えると消費動力の割には衝突力が小さい。さらになお、圧縮空気と処理液の容積についての混合割合を、処理液量１に対して圧縮空気を圧縮しない状態に換算した空気量３０未満にすると、処理液の量は多いが速度が遅くなるため、衝突力が小さくなり、また、１００を越えると空気の速度は速いが処理液が霧状に成り衝突力が小さくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について図１および図２に基づき詳細に説明する。湿式ピーニング装置は、概略正面図である図１に示すように、被処理品を包囲する液体を貯蔵しかつ前記被処理品をセットするための貯蔵槽１と、被加圧処理液を供給する被加圧処理液発生装置２と、この被加圧処理液発生装置２からの被加圧処理液を被処理品に向けて噴射するノズル３と、このノズル３から噴射される前の被加圧処理液に圧縮空気を混入させる混入機構４と、この混入機構４に供給される処理液の流量を制御する流量制御弁５と、前記混入機構４に供給される圧縮空気の流量を検出する流量センサ６と、この流量センサ６の検出結果に基づき予め測定されたデータで前記流量制御弁５の目標開口度を演算してこの流量制御弁５に指令を出すコントローラ７と、で構成してある。
【００１０】
そして、前記貯蔵槽１内には被処理品Ｗをセットして水平回転させる回転テーブル１ａが設けてある。また、前記コントローラ７には、図２に示すような予め実験的に求めた空気と処理液との容積比である気液容積比と、圧縮空気と処理液との混合物の噴射による衝突力との相関関係が記憶してある。また、前記コントローラ７には、前記流量センサ６および前記流量制御弁５が、電気的に接続してある。なお、図２のグラフは、気液容積比に対する衝突力の傾向を表示している。
【００１１】
前記被加圧処理液発生装置２は、圧縮空気源８と、圧縮空気源８に開閉弁９、Ｔ字管１０および圧力制御弁１１を介して接続された処理液貯蔵タンク１２とで構成してあって、前記圧縮空気源８からの圧縮空気は処理液貯蔵タンク１２内の処理液を所要圧力で加圧するようになっている。そして、処理液貯蔵タンク１２の下端には前記流量制御弁５を介して前記混入機構４が連通接続してある。また、前記Ｔ字管１０の他端には圧力制御弁１３を介して前記混入機構４が連通接続してある。そして、前記混入機構４はパイプ１４を介して前記ノズル３に連通接続してある。なお、前記流量センサ６は、処理液がその計器部に逆流しないようにその圧縮空気通過部に逆止弁（図示せず）を有している。また、前記処理液貯蔵タンク１２の上部には、処理液供給装置１５に開閉弁１６および電磁式開閉弁１７を介して連通接続された連通管１８が臨んでいて、電磁式開閉弁１７が前記処理液貯蔵タンク１２の上面に装着された下限および上限を検出するレベルセンサ１９と連動して処理液貯蔵タンク１２に所要量の処理液を供給するようになっている。
【００１２】
また前記コントローラ７には、前記流量センサ６および前記流量制御弁５の外にも、前記圧力制御弁１１、１３、電磁式開閉弁１７およびレベルセンサ１９も電気的に接続してある。なお、コントローラ７は前記処理液貯蔵タンク１２の外面に装着してある。
【００１３】
次に、このように構成された装置の作用について説明する。予め電磁式開閉弁１７および連通管１８を介して所定の処理液を所要量処理液貯蔵タンク１２に供給し、さらに、コントローラ７に圧力制御弁１１、１３に係る必要圧力をそれぞれ入力して、混入機構４に供給される圧縮空気の圧力と、混入機構４に供給される処理液の圧力とを、それぞれ設定しておく。この状態の下にコントローラ７をもって装置を稼働させると、処理液貯蔵タンク１２内の圧縮空気によって加圧されかつ流量制御弁５によって流量を制御された処理液が、混入機構４を通ってノズル３から金属製あるいは非金属製の被処理品Ｗに向けて噴射されるとともに、圧縮空気源８から供給された圧縮空気が、圧力制御弁１３により所要の圧力に調節されるとともに、圧縮しない状態に換算された流量を流量センサ５により測定されながら、混入機構４により混入される。
【００１４】
これにより、図２に示す気液容積比（気体／処理液）が３０／１ないし１００／１の範囲では、衝突力が最大値あるいは最大値に近づくとともに安定した状態で、処理液がノズル３から被処理品Ｗに向けて噴射され、消費エネルギが少ないにもかかわらず大きな衝突力を与えるようにして被処理品Ｗに投射されることとなる。さらに、水流と一緒に圧縮空気が吹き込まれるため、気泡が従来の方法より多く発生して気泡の破裂による衝撃力を増大させることとなる。
【００１５】
なお、上記の実施例では、前記被加圧処理液発生装置２は、圧縮空気源８、圧縮空気源８に接続された処理液貯蔵タンク１２等で構成してあるが、これに限定されるものではなく、例えば、ポンプ等を用いても同様の作用効果が得られる。また、前記貯蔵槽１内に低周波振動発生装置（図示せず）を設けて振動数１０〜５０Ｈｚの振動を貯蔵槽１内の液体に与えることにより、気泡の破裂を安定して発生させたり、ノズル３から見て被処理品Ｗの裏側に気泡を均等に回り込ませて複雑な形状の被処理品Ｗに対応させることができる。また、被処理品Ｗの大きさに対応した、回転テーブル１ａの回転数とノズル３の上下移動速度についての相関関係を予め前記コントローラ７に記憶させて、それらを被処理品Ｗの大きさに対応した条件で作動させることによりピーニング効果を向上させるようにしてもよい。また、処理液と貯蔵槽１内の液体を同質にすることにより、処理液の回収分離を省略することができる。また、前記被加圧処理液発生装置２等を中心として移動可能に構成することによりノズル３を被処理品Ｗに対して近づけたり、離したりするようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、被加圧処理液に圧縮空気を混合させ、この圧縮空気の圧力と前記被加圧処理液の圧力をそれぞれ０．０３〜１．０ＭＰａにし、さらに、前記圧縮空気と前記被加圧処理液の容積についての混合割合を所定値に維持安定させるようにしたから、被加圧処理液を噴出させるための動力を削減させかつ気泡の破裂による衝突力を増大させることが可能になるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す概略正面図である。
【図２】本発明に係る実験的に求めた空気と処理液との容積比である気液容積比と、圧縮空気と処理液との混合物の噴射による衝突力との相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  貯蔵槽
２  被加圧処理液発生装置
３  ノズル
４  混入機構
５  流量制御弁
６  流量センサ
７  コントローラ
【図１】
0003855245.tif 000002
【図２】
0003855245.tif 000003