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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-24
(45)【発行日】2024-06-03
(54)【発明の名称】ピーニング装置
(51)【国際特許分類】
B24C 3/12 20060101AFI20240527BHJP
B24C 9/00 20060101ALI20240527BHJP
B24C 1/10 20060101ALI20240527BHJP
B24C 5/02 20060101ALI20240527BHJP
B24C 5/04 20060101ALI20240527BHJP
B24C 3/18 20060101ALI20240527BHJP
B24C 3/22 20060101ALI20240527BHJP
【ＦＩ】
B24C3/12
B24C9/00 L
B24C1/10 Z
B24C5/02 C
B24C5/04 Z
B24C5/04 A
B24C3/18
B24C3/22
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021150193
(22)【出願日】2021-09-15
(65)【公開番号】P2023042831
(43)【公開日】2023-03-28
【審査請求日】2023-05-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000132161
【氏名又は名称】株式会社スギノマシン
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】松井 大貴
【審査官】マキロイ 寛済
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０９３３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１１３６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１７９１４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｃ ３／１２
Ｂ２４Ｃ ９／００
Ｂ２４Ｃ １／１０
Ｂ２４Ｃ ５／０２
Ｂ２４Ｃ ５／０４
Ｂ２４Ｃ ３／１８
Ｂ２４Ｃ ３／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上方に開口を有し、研磨粒子と処理液を貯留し、前記研磨粒子を前記処理液によって流動化させる処理槽と、前記処理槽内に配置され、ワークを載置するテーブルと、
移動部であって、
ノズル移動装置と、
前記ノズル移動装置に配置されたクイルと、
装着穴を有し、前記クイルの先端部に配置された第１ヘッドと、
前記クイルの基端部に配置されたモータと、
前記モータと接続される第１スピンドルであって、前記装着穴から露出して、前記第１ヘッド内に鉛直軸周りに回転可能に設置された第１スピンドルと、
を有する移動部と、
前記移動部に対して分離可能なノズルヘッド部であって、
前記装着穴と接続される接続口を有し、前記第１ヘッドに配置される第２ヘッドと、
前記第２ヘッド内に配置され、前記接続口を介して前記第１スピンドルと接続される接続軸と、
前記接続軸と接続される第２スピンドルであって、前記第２ヘッドで鉛直軸周りに回転可能に配置された第２スピンドルと、
前記第２スピンドルの下方に配置されたノズルと、
前記第２スピンドルの内部を貫通し、前記ノズルに接続されるノズル流路であって、前記第２スピンドルの上端部に開口を有するノズル流路と、
前記第２スピンドルの上端部に配置され、前記ノズル流路に接続されるスイベル接手と、
を有するノズルヘッド部と、
を有する、ピーニング装置。
【請求項2】
前記第１ヘッド内に配置され、前記モータに接続される第１傘歯車と、前記第１スピンドルに設置され、前記第１傘歯車と噛み合う第２傘歯車と、
を更に有する、請求項１に記載のピーニング装置。
【請求項3】
前記装着穴は、前記第１ヘッドの上方に配置され、前記第２ヘッドは、前記第１ヘッドの上方に接続される、
請求項１又は２に記載のピーニング装置。
【請求項4】
前記第２ヘッドは内部に、前記接続軸に配置された原動プーリと、
前記第２スピンドルに配置された従動プーリと、
前記原動プーリと前記従動プーリの間に架けられた無端ベルトと、を有する、
請求項１～３のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項5】
前記第１スピンドルは、先端に、水平方向に延びる第１キー溝を有し、前記接続軸は、基端に、水平方向に延びる第２キー溝を有し、
前記第１キー溝と前記第２キー溝の間に配置され、前記第１スピンドルから前記接続軸に回転を伝達するキーを更に有する、
請求項１～４のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項6】
前記第２スピンドルの下方に、前記第２スピンドルに沿って延びるノズルホルダを更に有し、前記ノズルは、前記ノズルホルダの下端部に接続され、
前記ノズルホルダの上端からノズルまでの長さは、前記処理槽の液面から前記ワークの下面までの深さよりも長い、
請求項１～５のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項7】
前記第２スピンドルの下端は、前記第１ヘッドの下端よりも下方に配置される、請求項１～６のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項8】
前記処理槽は、前記処理槽の下方に配置された分散室と、
前記分散室の上方に均等に配列され、上方に前記処理液を噴出する複数の流動ノズルと、を有する、
請求項１～７のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項9】
前記分散室は、上面に均等に配列された複数の窪みを有し、前記流動ノズルは、前記窪みのそれぞれに配置される、
請求項８に記載のピーニング装置。
【請求項10】
前記流動ノズルは、ボディと、
前記ボディの下端に配置された流入口と、
前記ボディの上端に配置された噴出口と、
前記噴出口と接続し、前記ボディの中央部に配置された混合室と、
前記ボディの下方部に配置され、前記流入口と接続し、前記混合室に向かって噴出する内部噴口と、
前記窪みの内部に開口し、前記混合室の側面を貫通して前記ボディに配置された粒子吸入口と、を有する、
請求項８又は９に記載のピーニング装置。
【請求項11】
前記テーブルを前記処理槽内の処理液の液面付近から前記処理槽の底部までの間で昇降させる昇降装置であって、前記テーブルから前記処理槽の上端よりも上方に延びる支柱と、
前記支柱の上端部に配置され、前記支柱から前記処理槽の側方まで延びる連結板と、
前記連結板と接続され、前記処理槽の側方に配置されたシリンダと、を有する昇降装置を更に有する、
請求項１～１０のいずれかに記載のピーニング装置。
【請求項12】
前記処理槽の第１側面に配置された第１ハウジングと、前記第１ハウジングに回転可能に配置されたテーブル旋回シャフトと、
前記テーブル旋回シャフトと接続され、前記処理槽の外部に配置されたテーブル旋回装置と、
ピンを有し、前記処理槽の内部で、前記テーブル旋回シャフトに接続された第１ブラケットと、
前記処理槽の前記第１側面と反対側の第２側面側の前記処理槽の上方に配置されたガイドレールと、
前記昇降装置に接続され、前記処理槽の内部に配置された第２ハウジングと、
前記ガイドレールに沿って前記テーブルを案内するガイドを有し、前記第２ハウジングに回転可能に配置された第２ブラケットと、を有し、
前記テーブルは、
前記第２ブラケットに接続され、
前記第１側面側に配置され、前記ピンが挿入されるピン穴を有し、
前記昇降装置によって下端まで下りたときに、前記ガイドが前記ガイドレールから切り離され、前記ピン穴が前記ピンに挿入されて、前記第１ブラケットと一体となって前記テーブル旋回装置によって旋回でき、
前記ガイドは、前記ガイドレールに案内されて、前記昇降装置によって上昇する、
請求項１１に記載のピーニング装置。
【請求項13】
前記昇降装置が前記テーブルを下降位置まで下ろしたときに、前記ガイドレールの下端は前記第２ブラケットの上端よりも上方に位置し、前記昇降装置がテーブルを前記下降位置から上昇させたときに、前記ガイドが前記ガイドレールに案内される、
請求項１２に記載のピーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピーニング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
付加製造によって製造された金属材料などの試料の表面粗さを改善する方法が提案されている（H. Soyama and D. Sanders, Use of an Abrasive Water Cavitating Jet and Peening Process to Improve the Fatigue Strength of Titanium Alloy 6Al-4V Manufactured by the Electron Beam Powder Bed Melting (EBPB) Additive Manufacturing Method, JOM 71(12), 4311-4318 (2019)、以下、非特許文献１）。非特許文献１の方法では、研磨材と水を入れたタンク内に試料を固定する。そして、タンク内に浸漬させて下方に向けたノズルから、プランジャポンプで加圧した水を試料に噴射する。これにより、試料の表面の残留応力を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、金属表面処理方法を実行でき、メンテナンスしやすいピーニング装置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】
【0004】
本発明の第１の側面は、
上方に開口を有し、研磨粒子と処理液を貯留し、前記研磨粒子を前記処理液によって流動化させる処理槽と、
前記処理槽内に配置され、ワークを載置するテーブルと、
移動部であって、
ノズル移動装置と、
前記ノズル移動装置に配置されたクイルと、
装着穴を有し、前記クイルの先端部に配置された第１ヘッドと、
前記クイルの基端部に配置されたモータと、
前記モータと接続される第１スピンドルであって、前記装着穴から露出して、前記第１ヘッド内に鉛直軸周りに回転可能に設置された第１スピンドルと、
を有する移動部と、
前記移動部に対して分離可能なノズルヘッド部であって、
前記装着穴と接続される接続口を有し、前記第１ヘッドに配置される第２ヘッドと、
前記第２ヘッド内に配置され、前記接続口を介して前記第１スピンドルと接続される接続軸と、
前記接続軸と接続される第２スピンドルであって、前記第２ヘッドで鉛直軸周りに回転可能に配置された第２スピンドルと、
前記第２スピンドルの下方に配置されたノズルと、
前記第２スピンドルの内部を貫通し、前記ノズルに接続されるノズル流路であって、前記第２スピンドルの上端部に開口を有するノズル流路と、
前記第２スピンドルの上端部に配置され、前記ノズル流路に接続されるスイベル接手と、
を有するノズルヘッド部と、
を有する、ピーニング装置である。
上方に開口を有し、研磨粒子と処理液を貯留し、前記研磨粒子を前記処理液によって流動化させる処理槽と、
前記処理槽内に配置され、ワークを載置するテーブルと、
移動部であって、
ノズル移動装置と、
前記ノズル移動装置に配置されたクイルと、
装着穴を有し、前記クイルの先端部に配置された第１ヘッドと、
前記クイルの基端部に配置されたモータと、
前記モータと接続される第１スピンドルであって、前記装着穴から露出して、前記第１ヘッド内に鉛直軸周りに回転可能に設置された第１スピンドルと、
を有する移動部と、
前記移動部に対して分離可能なノズルヘッド部であって、
前記装着穴と接続される接続口を有し、前記第１ヘッドに配置される第２ヘッドと、
前記第２ヘッド内に配置され、前記接続口を介して前記第１スピンドルと接続される接続軸と、
前記接続軸と接続される第２スピンドルであって、前記第２ヘッドで鉛直軸周りに回転可能に配置された第２スピンドルと、
前記第２スピンドルの下方に配置されたノズルと、
前記第２スピンドルの内部を貫通し、前記ノズルに接続されるノズル流路であって、前記第２スピンドルの上端部に開口を有するノズル流路と、
前記第２スピンドルの上端部に配置され、前記ノズル流路に接続されるスイベル接手と、
を有するノズルヘッド部と、
を有する、ピーニング装置である。
【0005】
クイルは、円形や矩形の断面を有する送り台である。
ピーニング装置は、更に、研磨粒子と処理液の飛散を抑制するカバーを有しても良い。
カバーは、伸縮カバーを含む。伸縮カバーは、例えば、ジャバラやテレスコピックカバーである。クイルは、カバーを貫通して配置される。好ましくは、モータは、処理槽から見てカバーの外部に配置される。
ピーニング装置は、更に、研磨粒子と処理液の飛散を抑制するカバーを有しても良い。
カバーは、伸縮カバーを含む。伸縮カバーは、例えば、ジャバラやテレスコピックカバーである。クイルは、カバーを貫通して配置される。好ましくは、モータは、処理槽から見てカバーの外部に配置される。
【0006】
ピーニング装置は、クイルの内部にクイルに沿って配置され、モータと接続されるプロペラシャフトを有しても良い。第１傘歯車は、プロペラシャフトに接続される。好ましくは、モータは、サーボモータやステッピングモータである。
接続軸は、第１スピンドルと同軸に配置される。第２スピンドルは、接続軸と平行に、接続軸とオフセットして配置される。第２スピンドルは、例えば、接続軸の先端方向に配置される。原動プーリ、従動プーリは、好ましくは、歯付プーリである。無端ベルトは、好ましくは、歯付ベルトである。
接続軸は、第１スピンドルと同軸に配置される。第２スピンドルは、接続軸と平行に、接続軸とオフセットして配置される。第２スピンドルは、例えば、接続軸の先端方向に配置される。原動プーリ、従動プーリは、好ましくは、歯付プーリである。無端ベルトは、好ましくは、歯付ベルトである。
【0007】
シリンダは、例えば、エアシリンダや、電動シリンダである。昇降装置は、直動ガイドを含んで良い。直動ガイドは、例えば、ガイドブッシュとガイドシャフトとの組合せである。ガイドシャフトは、ガイドブッシュ内を摺動する。ガイドブッシュは、処理槽の上方に配置される。好ましくは、ガイドブッシュは、液面の上方に配置される。直動ガイドは、例えば、ボールスプラインや直線ガイドでも良い。
昇降装置がテーブルを昇降する際には、ガイドがガイドレールに案内されて、テーブルの回転が制限される。テーブルが下降位置に達したときに、第１シャフトと第２シャフトの中心軸が一致する。テーブルが下降位置に達したときに、テーブルと、第２ブラケットと、第１ブラケットが一体となって回転できる。
昇降装置がテーブルを昇降する際には、ガイドがガイドレールに案内されて、テーブルの回転が制限される。テーブルが下降位置に達したときに、第１シャフトと第２シャフトの中心軸が一致する。テーブルが下降位置に達したときに、テーブルと、第２ブラケットと、第１ブラケットが一体となって回転できる。
【0008】
テーブル旋回装置は、シリンダやモータである。
ガイドは、例えば、カムシャフトである。ガイドレールは、例えば、カムシャフトが転動するガイド溝を有する。また、ガイドはスライダであり、ガイドレール上を摺動しても良い。好ましくは、ピンがピン穴から外れたときに、ガイドがガイドレールに案内される。
ガイドは、例えば、カムシャフトである。ガイドレールは、例えば、カムシャフトが転動するガイド溝を有する。また、ガイドはスライダであり、ガイドレール上を摺動しても良い。好ましくは、ピンがピン穴から外れたときに、ガイドがガイドレールに案内される。
【0009】
第２ブラケットは、支柱の下端部に配置される。昇降装置は、第２ハウジングと、従動軸と、第２ブラケットと、テーブルとを一体として昇降する。第２シャフトは、第２ハウジングに回転可能に配置されても良い。第２ブラケットは、第２シャフトに設置される。
好ましくは、ガイドレールの下端は、処理槽の液面よりも上方に配置される。
好ましくは、ガイドレールの下端は、処理槽の液面よりも上方に配置される。
【0010】
好ましくは、処理槽は、上方にオーバーフロー口を有する。このとき、処理槽内の処理液の液面は、オーバーフロー口の高さによって定まる。好ましくは、処理槽は、第１返し部や、第２返し部を有する。第１返し部は、処理槽の上方端を囲み、処理槽の内側に延びる。好ましくは、第１返し部は、処理槽の全周を囲む。第１返し部は、水平方向に延びる。第２返し部は、第１返し部の先端部に配置され、下方に延びる。好ましくは、第２返し部は、第１返し部の内周の全周を囲む。
【発明の効果】
【0011】
本発明のピーニング装置によれば、金属表面処理方法を実行でき、メンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態のピーニング装置の断面図
【図4】第１実施形態のノズルブロックの変形例
【図5】第２実施形態のピーニング装置の斜視図
【図6】第２実施形態のピーニング装置の断面図
【図8】第２実施形態のピーニング装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【0013】
（第１実施形態）
図１及び図３に示すように、本実施形態のピーニング装置１０は、処理槽１１と、分散室１２と、流動ノズル１４と、テーブル２１と、カバー６３と、移動部４９と、ノズルヘッド部６１とを有する。ピーニング装置１０は、タンク９４と、第１ポンプ９６と、第２ポンプ９５と、昇降装置１９とを有しても良い。ここで、図１は、昇降装置１９がテーブル２１を下降位置に位置した状態を示す。
図１及び図３に示すように、本実施形態のピーニング装置１０は、処理槽１１と、分散室１２と、流動ノズル１４と、テーブル２１と、カバー６３と、移動部４９と、ノズルヘッド部６１とを有する。ピーニング装置１０は、タンク９４と、第１ポンプ９６と、第２ポンプ９５と、昇降装置１９とを有しても良い。ここで、図１は、昇降装置１９がテーブル２１を下降位置に位置した状態を示す。
【0014】
処理槽１１は、胴部１１ａと、拡大部１１ｂと、オーバーフロー口１１ｃと、第１返し部１１ｄと、第２返し部１１ｅとを有する。胴部１１ａは、筒状であり、矩形又は円形の横断面を有する。拡大部１１ｂは、胴部１１ａよりも大きな横断面を有する。拡大部１１ｂは、胴部１１ａの上方に配置される。胴部１１ａから拡大部１１ｂへの遷移域において、横断面は徐々に拡大する。オーバーフロー口１１ｃは、拡大部１１ｂの上部に配置される。オーバーフロー口１１ｃの高さが、処理液４の液面１５の高さを定める。
第１返し部１１ｄは、処理槽１１の上端部に配置され、処理槽１１の内周全周を囲む。第１返し部１１ｄは、水平面に配置された平板である。第２返し部１１ｅは、第１返し部１１ｄの内側端部に配置され、第１返し部１１ｄの下方に延びる。第２返し部１１ｅは、第１返し部１１ｄの内周の全周に配置される。
第１返し部１１ｄは、処理槽１１の上端部に配置され、処理槽１１の内周全周を囲む。第１返し部１１ｄは、水平面に配置された平板である。第２返し部１１ｅは、第１返し部１１ｄの内側端部に配置され、第１返し部１１ｄの下方に延びる。第２返し部１１ｅは、第１返し部１１ｄの内周の全周に配置される。
【0015】
分散室１２は、処理槽１１の下方に配置される。分散室１２は、処理槽１１の内部の下部に配置されても良い。分散室１２は、上面に分散板１３ａを有する（図２参照）。分散板１３ａは、複数のノズル穴１３ｂを有する。ノズル穴１３ｂは、例えば、格子状や千鳥格子状に配列される。ノズル穴１３ｂは、それぞれ雌ねじを有する。各ノズル穴１３ｂには、流動ノズル１４が配置される。好ましくは、各ノズル穴１３ｂの周囲に、窪み１３ｃが配置される。
【0016】
図２に示すように、流動ノズル１４は、ボディ１４ａと、流入口１４ｂと、混合室１４ｄと、内部噴口１４ｃと、噴出口１４ｅと、複数の粒子吸入口１４ｆと、取付ねじ１４ｇとを有する。図２は、ボディ１４ａ及び粒子吸入口１４ｆの中心を通過する平面における流動ノズル１４の縦断面図である。ボディ１４ａは、円筒状であり、先端部がやや細くなっていても良い。取付ねじ１４ｇは、雄ねじである。取付ねじ１４ｇは、ノズル穴１３ｂにねじ込まれる。
【0017】
流入口１４ｂは、ボディ１４ａの下端に配置される。噴出口１４ｅは、ボディ１４ａの上端に配置される。噴出口１４ｅは、上方に向けて配置されて良い。噴出口１４ｅは、側方又は下方に向けて配置されても良い。混合室１４ｄは、ボディ１４ａの中央部を上下方向に延びて、噴出口１４ｅに接続される。
内部噴口１４ｃは、ボディ１４ａの下方部に配置され、流入口１４ｂと接続される。内部噴口１４ｃは、混合室１４ｄの下端部に配置され、混合室１４ｄに向けて開口する。複数の粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａの下方部の側方に、円周方向に均等に配置される。各粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａを半径方向に貫通する。粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａの半径方向内側が上方に向くように傾斜する。粒子吸入口１４ｆは、窪み１３ｃの内部から、混合室１４ｄの下部に接続する。
内部噴口１４ｃは、ボディ１４ａの下方部に配置され、流入口１４ｂと接続される。内部噴口１４ｃは、混合室１４ｄの下端部に配置され、混合室１４ｄに向けて開口する。複数の粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａの下方部の側方に、円周方向に均等に配置される。各粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａを半径方向に貫通する。粒子吸入口１４ｆは、ボディ１４ａの半径方向内側が上方に向くように傾斜する。粒子吸入口１４ｆは、窪み１３ｃの内部から、混合室１４ｄの下部に接続する。
【0018】
図１に示すように、テーブル２１は、処理槽１１の下部に設置される。テーブル２１は、ピン２２を有しても良い。ピン２２は、テーブル２１から上方に立てて設置される。ワーク３は、ピン２２の上に設置される。ここで、液面１５からワーク３の下面までは、深さ２８を有する。
【0019】
昇降装置１９は、昇降ブラケット２３と、シリンダ２４とを有する。昇降装置１９は、ガイドシャフト２５と、ガイドブッシュ２７とを有しても良い。昇降ブラケット２３は、支柱２３ａと、連結板２３ｂとを有する。
支柱２３ａは、テーブル２１の上方に設置される。好ましくは、支柱２３ａは、処理槽１１の上端よりも上方まで延びる。連結板２３ｂは、支柱２３ａの上端部に接続され、処理槽１１の側方まで横方向に延びる。シリンダ２４は、処理槽１１の側方に配置され、連結板２３ｂに接続される。シリンダ２４は、伸縮して、テーブル２１を上昇位置と下降位置の間で上下させる。上昇位置において、テーブル２１は、液面１５と実質的に同じ高さか、液面１５よりも上方に位置する。下降位置において、テーブル２１は、処理槽１１の底部に位置する。
支柱２３ａは、テーブル２１の上方に設置される。好ましくは、支柱２３ａは、処理槽１１の上端よりも上方まで延びる。連結板２３ｂは、支柱２３ａの上端部に接続され、処理槽１１の側方まで横方向に延びる。シリンダ２４は、処理槽１１の側方に配置され、連結板２３ｂに接続される。シリンダ２４は、伸縮して、テーブル２１を上昇位置と下降位置の間で上下させる。上昇位置において、テーブル２１は、液面１５と実質的に同じ高さか、液面１５よりも上方に位置する。下降位置において、テーブル２１は、処理槽１１の底部に位置する。
【0020】
図３に示すように、移動部４９は、ノズル移動装置５０と、クイル５２と、モータ５４と、第１ヘッド５３と、第１スピンドル５８と、を有する。移動部４９は、プロペラシャフト５６と、第１傘歯車５７と、第２傘歯車６０と、ベアリング５５，５９とを有しても良い。
【0021】
カバー６３は、処理槽１１の周囲を覆う。カバー６３は、伸縮カバーを有する。図３に示すように、クイル５２は、前後方向に延びて、カバー６３を貫通する。クイル５２は、ノズル移動装置５０に配置される。ノズル移動装置５０は、処理槽１１から見て、カバー６３の外側に配置される。ノズル移動装置５０は、例えば、移動コラムである。ノズル移動装置５０は、クイル５２を、左右方向（Ｘ）、前後方向（Ｙ）、上下方向（Ｚ）に自在に移動する。
【0022】
モータ５４は、クイル５２の基端部に配置される。モータ５４は、処理槽１１から見て、カバー６３の外側に配置される。第１ヘッド５３は、クイル５２の先端部に配置される。第１ヘッド５３は、カバー６３の内側に配置される。第１ヘッド５３は、上部に装着穴５３ａを有する。
【0023】
プロペラシャフト５６は、クイル５２の内部で、ベアリング５５に支持される。プロペラシャフト５６は、前後方向に延びる。プロペラシャフト５６の基端部は、モータ５４に接続される。第１傘歯車５７は、第１ヘッド５３の内部で、プロペラシャフト５６の先端部に締結される。
【0024】
第１スピンドル５８は、第１ヘッド５３の内部で、ベアリング５９に支持される。第１スピンドル５８は、上下方向に延びる。第２傘歯車６０は、第１スピンドル５８に締結され、第１傘歯車５７と噛み合う。第１スピンドル５８の上端は、装着穴５３ａに向かって配置される。第１スピンドル５８は、上端面に第１キー溝５８ａを有する。
【0025】
ノズルヘッド部６１は、第２ヘッド６５と、接続軸６６と、第２スピンドル７６と、ノズル９０と、ノズル流路８７と、スイベル接手８１と、を有する。ノズルヘッド部６１は、キー６８と、原動プーリ６９と、従動プーリ７０と、無端ベルト７１と、チュービングカラー継手８３と、ノズルホルダ８８と、ベアリング６７，７７とを有しても良い。
【0026】
第２ヘッド６５は、接続口６５ａを有する。第２ヘッド６５は、第１ヘッド５３の上方に配置される。第２ヘッド６５は、第１ヘッド５３の前方に延びる。第２ヘッド６５は、スピンドルハウジング７５を有しても良い。
接続口６５ａは、第２ヘッド６５の下方に配置され、装着穴５３ａに接続される。接続口６５ａは、装着穴５３ａに嵌合して挿入されても良い。好ましくは、第２ヘッド６５は、ピンなどにより第１ヘッド５３に位置決めされる。
スピンドルハウジング７５は、第１ヘッド５３の前方に配置される。スピンドルハウジング７５は、第２ヘッド６５から下方に延びる。スピンドルハウジング７５の下端は、第１ヘッド５３の下端と実質的に同一の高さか、その更に下方まで延びる。
接続口６５ａは、第２ヘッド６５の下方に配置され、装着穴５３ａに接続される。接続口６５ａは、装着穴５３ａに嵌合して挿入されても良い。好ましくは、第２ヘッド６５は、ピンなどにより第１ヘッド５３に位置決めされる。
スピンドルハウジング７５は、第１ヘッド５３の前方に配置される。スピンドルハウジング７５は、第２ヘッド６５から下方に延びる。スピンドルハウジング７５の下端は、第１ヘッド５３の下端と実質的に同一の高さか、その更に下方まで延びる。
【0027】
接続軸６６は、第２ヘッド６５の内部で、ベアリング６７に支持される。接続軸６６は、第１スピンドル５８と同軸に配置される。接続軸６６は、下方端に第２キー溝６６ａを有する。
【0028】
キー６８は、第２キー溝６６ａに締結される。キー６８は、第１キー溝５８ａに挿入されて、第１スピンドル５８と接続軸６６とを接続する。キー６８は、例えば、平行キー、半月キーである。なお、キー６８は、第１キー溝５８ａに締結されても良い。
【0029】
第２スピンドル７６は、第２ヘッド６５及びスピンドルハウジング７５を貫通して、ベアリング７７に支持される。第２スピンドル７６は、上下方向に延びる。第２スピンドル７６の下端は、第１ヘッド５３の下端と同じ高さか、第１ヘッド５３の下端よりも下方に延びる。
【0030】
原動プーリ６９は、接続軸６６に締結される。従動プーリ７０は、第２スピンドル７６に締結される。無端ベルト７１は、原動プーリ６９と従動プーリ７０との間に架けられる。
【0031】
スイベル接手８１は、第２スピンドル７６の上方に配置される。スイベル接手８１は、スイベルハウジング８５と、ベアリング８４と、スイベルシャフト８２とを有する。スイベルシャフト８２は、スイベルハウジング８５の内部で、ベアリング８４に支持される。スイベルシャフト８２は、第２スピンドル７６の上端部に接続される。スイベルハウジング８５は、その回転を制限される。
【0032】
ノズルホルダ８８は、第２スピンドル７６の下方に配置される。ノズルホルダ８８は、上下方向に長く延びる。ノズル９０は、ノズルホルダ８８の下端部に、水平方向に向けて配置される。
ノズル流路８７は、ノズルホルダ８８と、第２スピンドル７６を貫通する。ノズル流路８７は、上下方向に延びる。ノズル流路８７は、ノズルホルダ８８の下端部において、直角に折れ曲がり、ノズル９０に接続される。
ノズル流路８７は、ノズルホルダ８８と、第２スピンドル７６を貫通する。ノズル流路８７は、上下方向に延びる。ノズル流路８７は、ノズルホルダ８８の下端部において、直角に折れ曲がり、ノズル９０に接続される。
【0033】
スイベルシャフト８２と、第２スピンドル７６と、ノズルホルダ８８と、ノズル９０は、それぞれチュービングカラー継手８３で接続される。チュービングカラー継手８３は、チュービングカラー８９と、締結継手８６と、一対のカラー装着穴９３とを有する。
チュービングカラー８９は、両端が尖った中空円筒状を有する。チュービングカラー８９は、外筒面８９ａと、円錐面８９ｂを有する。円錐面８９ｂは、外筒面８９ａの両端に配置される。チュービングカラー８９の内部には、流体が流れる。チュービングカラー８９は、ノズル流路８７の一部を構成する。締結継手８６は、フランジやねじ部品である。
チュービングカラー８９は、両端が尖った中空円筒状を有する。チュービングカラー８９は、外筒面８９ａと、円錐面８９ｂを有する。円錐面８９ｂは、外筒面８９ａの両端に配置される。チュービングカラー８９の内部には、流体が流れる。チュービングカラー８９は、ノズル流路８７の一部を構成する。締結継手８６は、フランジやねじ部品である。
【0034】
カラー装着穴９３は、内筒面９３ａと、円錐面９３ｂとを有する。カラー装着穴９３は、接続する２つの部材の両端部にそれぞれ配置される。内筒面９３ａは、外筒面８９ａに面接触する。円錐面９３ｂは、円錐面８９ｂよりもやや大きい頂角を有しても良い。
チュービングカラー８９は、２つのカラー装着穴９３の間に挿入される。締結継手８６で両側の部材が締結されると、円錐面８９ｂが円錐面９３ｂに面接触して、押圧されて変形する。これにより、２つの部材の間の隙間を封止する。
なお、チュービングカラー８９が、一方の部材と一体に形成されても良い。
チュービングカラー８９は、２つのカラー装着穴９３の間に挿入される。締結継手８６で両側の部材が締結されると、円錐面８９ｂが円錐面９３ｂに面接触して、押圧されて変形する。これにより、２つの部材の間の隙間を封止する。
なお、チュービングカラー８９が、一方の部材と一体に形成されても良い。
【0035】
ノズル９０は、チュービングカラー８９と一体に形成されても良い。ノズル９０は、噴口９０ａと、導液路９０ｂとを有する。好ましくは、導液路９０ｂは、噴口９０ａの内径の５～８倍の長さを有する。導液路９０ｂは、ノズル流路８７と噴口９０ａとを接続する。ノズル９０は、ノズルホルダ８８にねじ込まれて固定される。ノズル９０は、直射ノズル（straight spray nozzle）や平射ノズル（flat spray nozzle）である。ノズル９０とノズルホルダ８８の軸方向の長さ９７は、ワーク３と昇降装置１９との間隙２９よりも小さい。
【0036】
図１を参照して、タンク９４は、処理液４を貯留する。タンク９４は、沈殿タンクを有する。タンク９４は、処理槽１１から戻った処理液４から研磨粒子５を分離する。
ポンプ９５は、例えば、渦巻ポンプや、ダイアフラムポンプである。ポンプ９５は、処理液４を分散室１２内に送る。ポンプ９５の吐出圧力は、例えば、０．３～０．７ＭＰａである。
ポンプ９５は、例えば、渦巻ポンプや、ダイアフラムポンプである。ポンプ９５は、処理液４を分散室１２内に送る。ポンプ９５の吐出圧力は、例えば、０．３～０．７ＭＰａである。
【0037】
処理液４は、流動ノズル１４から噴射される。図２を参照して、処理液４は、内部噴口１４ｃから混合室１４ｄ内に噴射される。内部噴口１４ｃの周囲の圧力が低下し、粒子吸入口１４ｆから処理槽１１底部の処理液４を吸い込む。このとき、処理液４の流れに乗って、窪み１３ｃの内部や周囲に浮遊する研磨粒子５が、粒子吸入口１４ｆから混合室１４ｄ内に流入する。粒子吸入口１４ｆに流入した処理液４や研磨粒子５は、内部噴口１４ｃから噴出した処理液４の噴流と混合されて、噴出口１４ｅから吐き出される。研磨粒子５は、処理液４によって攪拌されて流動化する。研磨粒子５は、処理槽１１の底部に浮遊する。処理液４は、処理槽１１内を上昇し、オーバーフロー口１１ｃから排出し、タンク９４へ戻る。
【0038】
ポンプ９６は、ピストンポンプである。ポンプ９６は、スイベルハウジング８５に接続される。ポンプ９６は、処理液４を、スイベル接手８１とノズル流路８７を介して、ノズル９０へ送る。ポンプ９６の吐出圧力は、例えば、１００ＭＰａ～２４５ＭＰａである。処理液４は、ノズル９０から処理槽１１内で噴射される。ノズル９０から噴出した処理液４は、処理槽１１内でキャビテーションを発生させる。発生したキャビティは、処理液４の噴流に乗って移動し、ワーク３に衝突する。キャビティは、ワーク３の表面を押しつぶして、残留応力を発生させる。また、処理液４の噴流は、処理槽１１の底部に浮遊する研磨粒子５を巻き込み、ワーク３の表面に衝突させる。研磨粒子５は、ワーク３の表面を研削する。
【0039】
ノズルヘッド部６１は、図４に示すノズルホルダ９１を有しても良い。ノズルホルダ９１は、第２スピンドル７６の延長上に、下向きにノズル９０を装着できる。ノズルホルダ９１の他の構成は、ノズルホルダ８８と実質的に同一である。ノズルホルダ９１は、ノズルホルダ８８と交換できる。
【0040】
本実施形態の第２ヘッド６５は、第１ヘッド５３から取り外しできる。このため、移動部４９と、ノズルヘッド部６１とを分離できる。ノズルヘッド部６１は、高圧の処理液４や、研磨粒子５、処理液４の噴流に曝されるため、消耗しやすい。ノズルヘッド部６１を移動部４９から分離することにより、消耗しやすいノズルヘッド部６１を容易にメンテナンスできる。
【0041】
また、第２ヘッド６５は、第１ヘッド５３の上方に配置される。そのため、第１ヘッド５３の下方に、ノズルホルダ８８やノズル９０の周囲を妨げる部材が存在しない。そのため、ノズル９０の移動範囲を広く確保できる。そして、第２ヘッド６５と第１ヘッド５３との接続部が上方に位置するため、接続部が処理液４や研磨粒子５によって損傷することを抑制できる。
【0042】
第２スピンドル７６が、ベルト機構（原動プーリ６９，従動プーリ７０，無端ベルト７１）によって接続軸６６からオフセットしている。そのため、第２スピンドル７６を第１ヘッドの前方や側方に配置できる。また、第２スピンドル７６を第１スピンドル５８の下方に直接接続する構成と比較して、第２スピンドル７６の下端を上方に配置できる。第２スピンドル７６の下端は、第１ヘッド５３の下端よりも実質的に下方にある。そのため、ノズル移動装置５０が第２スピンドル７６を液面１５付近まで下ろしたときも、第１ヘッド５３は、液面１５よりも上方に位置する。このため、処理液４や研磨粒子５によって移動部４９が、損傷することを抑制できる。
【0043】
第１スピンドル５８は、装着穴５３ａから露出する。そのため、第２ヘッド６５を第１ヘッド５３から取り外したときに、キー６８と第１キー溝５８ａが装着穴５３ａから露出する。そのため、作業者は、キー６８や第１キー溝５８ａ（第１スピンドル５８）と、ノズル移動装置５０やテーブル２１との平行度を測定できる。また、作業者は、第１傘歯車５７と第２傘歯車６０とのバックラッシを測定し、調整できる。
【0044】
ノズルホルダ８８の上端からノズル９０までの長さ９２は、テーブル２１が下降位置にある場合の処理槽１１の液面１５からワーク３の下端までの深さ２８よりも長い。そのため、ノズル９０を処理槽１１内に浸漬してワーク３に向けたときに、ノズルホルダ８８と第２スピンドル７６との接続部（チュービングカラー継手８３）が処理液４内に浸漬しない。そのため、処理液４の噴流や研磨粒子５によって、第２スピンドル７６やチュービングカラー継手８３が摩耗や破損することが抑制される。
【0045】
昇降装置１９は、テーブル２１を処理槽１１の液面１５付近まで上昇できる。そのため、作業者は、液面１５より上方でワーク３をテーブル２１に着脱できる。作業者は、処理槽１１内の処理液４や研磨粒子５を排出することなく、ワーク３をテーブル２１に着脱できる。
【0046】
ノズル９０は、処理槽１１内に貯留された処理液４に浸漬された状態で、処理液４を噴射する。ノズル９０からの処理液４の噴射により、液面１５が乱れる。しかし、処理槽１１の上端部に配置される第１返し部１１ｄや第２返し部１１ｅにより、処理液４が処理槽１１から溢れ出すことを抑制できる。
【0047】
ガイドブッシュ２７は、液面１５の上方に配置される。そのため、ガイドブッシュ２７の内部に研磨粒子５が詰まりにくい。シリンダ２４は、処理槽１１の外部に配置される。そのため、処理液４や研磨粒子５によるシリンダ２４の破損を抑制できる。
【0048】
（第２実施形態）
図５～図８に示すように、本実施形態のピーニング装置１００は、テーブル旋回装置３９と、一つの昇降装置１１９と、テーブル１２１とを有する。図６及び図８は、テーブル旋回軸を通り、正面に平行な平面で切断したピーニング装置１００の断面図である。本実施形態のピーニング装置１００のその他の構成は、第１実施形態のピーニング装置１０と実質的に同一である。図５及び図６は、昇降装置１１９がテーブル１２１を下降位置に位置する状態を示す。図８は、昇降装置１１９がテーブル１２１を下降位置と上昇位置の中間に位置する状態を示す。
図５～図８に示すように、本実施形態のピーニング装置１００は、テーブル旋回装置３９と、一つの昇降装置１１９と、テーブル１２１とを有する。図６及び図８は、テーブル旋回軸を通り、正面に平行な平面で切断したピーニング装置１００の断面図である。本実施形態のピーニング装置１００のその他の構成は、第１実施形態のピーニング装置１０と実質的に同一である。図５及び図６は、昇降装置１１９がテーブル１２１を下降位置に位置する状態を示す。図８は、昇降装置１１９がテーブル１２１を下降位置と上昇位置の中間に位置する状態を示す。
【0049】
テーブル旋回装置３９は、第１ハウジング４１と、モータ（テーブル旋回装置）４０と、第１シャフト４３と、ベアリング４２と、第１ブラケット４４と、ピン４５とを有する。第１ハウジング４１は、処理槽１１の右側面（第１側面）に配置される。第１ハウジング４１は、中空円筒状である。第１シャフト４３は、第１ハウジング４１の内部で、ベアリング４２に支持される。モータ４０は、処理槽１１の外側で、第１ハウジング４１に固定される。モータ４０の出力軸は、第１シャフト４３に接続される。第１ブラケット４４は、正面視でＬ字状をなし、垂直面が第１シャフト４３に締結される。ピン４５は、第１ブラケット４４の水平面に立てられる。好ましくは、２本のピン４５が第１ブラケット４４の水平面に配置される。
【0050】
昇降装置１１９は、左側面（第２側面）側に配置される。昇降装置１１９は、シリンダ２４と、昇降ブラケット２３と、第２ハウジング１３１と、第２シャフト１３３と、ベアリング１３２と、第２ブラケット１２５と、カムフォロア（ガイド）１２６と、一対のガイドレール１２７とを有する。
【0051】
第２ハウジング１３１は、中空のブロックであり、処理槽１１の内部の左側面寄りに設置される。第２ハウジング１３１は、昇降ブラケット２３の下方に接続される。第２シャフト１３３は、第２ハウジング１３１の内部で、ベアリング１３２に支持される。第２ブラケット１２５は、直方体状を成し、テーブル１２１の左端部に配置される。一対のカムフォロア１２６が、第２ブラケット１２５の前端部と後端部に配置される。カムフォロア１２６は、前後方向を中心として回転する。好ましくは、複数組のカムフォロア１２６が、上下方向に並べて配置される。
【0052】
ガイドレール１２７は、ガイド溝１２７ａを有する。ガイドレール１２７は、平面視でＣ字状である。ガイドレール１２７は、処理槽１１の上方で鉛直方向に延びる。図５及び図７に示すように、上方視でそれぞれのガイド溝１２７ａが第２シャフト１３３の中心軸に向かい、カムフォロア１２６の中心に一致する。昇降装置１１９がテーブル１２１を上昇させたときに、カムフォロア１２６は、ガイド溝１２７ａ上を転動して、第２ブラケット１２５がガイドレール１２７に案内される。
【0053】
図５及び図７に示すように、テーブル１２１は、ピン穴１２１ａを有する。ピン穴１２１ａは、テーブル１２１の右端部に配置される。ピン４５は、ピン穴１２１ａに挿入される。好ましくは、テーブル１２１がシリンダ２４によって上昇し、カムフォロア１２６がガイド溝１２７ａにさしかかったときに、ピン４５がなおピン穴１２１ａにかかっている。
【0054】
モータ４０が第１ブラケット４４を初期位置（図６では水平）に保っているときに、昇降装置１１９がテーブル１２１を昇降する。このとき、カムフォロア１２６がガイド溝１２７ａに案内されて、第２ブラケット１２５とテーブル１２１の回転が制限される。そのため、テーブル１２１は、概ね水平姿勢を保ったまま昇降する（図８参照）。
【0055】
昇降装置１１９がテーブル１２１を降下させると、テーブル１２１が下降位置付近に達したときに、ピン４５がピン穴１２１ａに挿入される。次いで、カムフォロア１２６がガイド溝１２７ａを外れる。テーブル１２１が下降位置に達したときに、第１シャフト４３と第２シャフト１３３の中心軸が一致する。また、テーブル１２１は、ピン４５を介して第１ブラケット４４と接続される。そのため、第１ブラケット４４と、テーブル１２１と、第２ブラケット１２５は、一体となって旋回できる。モータ４０は、テーブル１２１を自在に回転する。
【0056】
本実施形態のモータ４０は、処理槽１１の外側に配置される。そのため、処理液４や研磨粒子５によって、モータ４０が破損することが抑制される。また、ガイドレール１２７は、液面１５の上方に位置する。そのため、処理液４や研磨粒子５によって、ガイドレール１２７が破損することが抑制される。
【0057】
本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0058】
１０，１００ ピーニング装置
１１ 処理槽
２１，１２１ テーブル
４９ 移動部
５０ ノズル移動装置
５２ クイル
５３ 第１ヘッド
５４ 第１モータ
５８ 第１スピンドル
６１ ノズルヘッド部
６５ 第２ヘッド
６６ 接続軸
７６ 第２スピンドル
８１ スイベル接手
８７ ノズル流路
９０ ノズル
１１ 処理槽
２１，１２１ テーブル
４９ 移動部
５０ ノズル移動装置
５２ クイル
５３ 第１ヘッド
５４ 第１モータ
５８ 第１スピンドル
６１ ノズルヘッド部
６５ 第２ヘッド
６６ 接続軸
７６ 第２スピンドル
８１ スイベル接手
８７ ノズル流路
９０ ノズル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】