(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の棒状電極を互いに電気的に絶縁した状態で一列に並設して放電電極を構成し、この放電電極の各棒状電極からそれぞれ放電して被加工部材を放電加工するように構成した放電加工装置において、
該放電電極を構成する複数の棒状電極を、所定の間隔で離間している棒状電極ごとに複数の組に分けるとともに各組の棒状電極ごとに個別の電源に接続して、各組の棒状電極ごとに順次放電するように構成したことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載する放電加工装置において、
放電電極を構成する複数の棒状電極は筒状とし、放電によって発生した加工くずを、棒状電極の中空部を介して加工液とともに吸引して排出するように構成したことを特徴とする放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電加工装置に関し、原子炉の解体（減容化）などに使用する放電切断装置などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ）は従来の放電切断装置の概略構成図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面拡大図である。
【０００３】
図１１に示すように、放電切断時には、処理水４の中で放電電極１と被切断部材２とを微小間隔で対向させる。放電電極１はグラファイトなどによって成形された平板状のものであり、被切断部材２の切断線２ａに沿って配置され、且つ、切断線２ａの長さに応じた幅ｄ1 を有している。放電電極１と被切断部材２には電源３が接続されている。また、放電電極１と被切断部材２との間には加工水５が供給されるようになっている。
【０００４】
従って、電源３により放電電極１にパルス状の電圧を印加すると、放電電極１と被切断部材２との間にアーク放電が発生して被切断部材２が切削される。続いて、放電電極１を下方（矢印Ｆ方向）へと移動した後、再び、放電電極１から被切断部材２へ放電して被切断部材２をさらに切削する。以後、これらの操作を繰り返えすことにより、ついには被切断部材２を切断することができる。また、この放電切断時には、放電電極１と被切断部材２の隙間７ａから加工水５を注入することにより、放電によって発生した加工くず（切りくず）６を、加工水５とともに放電電極１と被切断部材２の隙間７ｂから排出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の放電切断装置では、放電電極１は平板状の一体物であるため、次のような問題点を有している。
【０００６】
▲１▼  加工くず６の盛り上がりなどにより、放電電極１の幅方向の一部に放電が集中するアーキングが発生して放電電極１の消耗が不均一となり、放電電極１の寿命が短くなる。
▲２▼  アーキングなどによって放電電極１の幅方向の一部のみが損傷しても、放電電極全体を取り換えなければならないため、寿命が短く、コストがかかる。
▲３▼  切断線の長さに合わせて放電電極１の幅ｄ1 を調節することが容易ではない。特に、放電電極１の大きさには製作上の限界があり、放電電極１の幅ｄ1 をあまり長くすることができないため、切断線が比較的長い場合には、複数回に分けて切断せざるを得ず、加工時間がかかる。
▲４▼  放電電極１と被切断部材２の隙間７ｂから加工くず６が排出されるため、隙間７ｂに加工くず６が詰まって加工くず６と放電電極１との間に２次的な放電が発生することがある。その結果、放電エネルギーが分散され、また、隙間７ｂが大きくなって切断幅ｄ2 が広がるため、加工効率が低下する。
【０００７】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、放電の集中を防いで放電電極の消耗を均一にすること、放電電極の一部を取り換えること、放電電極の幅を容易に調整すること、放電電極と被加工部材との隙間における２次放電の発生を防止することが可能な放電加工装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の放電加工装置は、複数の棒状電極を互いに電気的に絶縁した状態で一列に並設して放電電極を構成し、この放電電極の各棒状電極からそれぞれ放電して被加工部材を放電加工するように構成した放電加工装置において、
該放電電極を構成する複数の棒状電極を、所定の間隔で離間している棒状電極ごとに複数の組に分けるとともに各組の棒状電極ごとに個別の電源に接続して、各組の棒状電極ごとに順次放電するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明の放電加工装置は、放電電極を構成する複数の棒状電極は筒状とし、放電によって発生した加工くずを、棒状電極の中空部を介して加工液とともに吸引して排出するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る放電切断装置の全体構成図、図２は前記放電加工装置における放電電極と電源との接続例を示す説明図、図３は前記放電電極の平面図、図４は前記放電電極の放電タイミングを示す説明図、図５は前記放電加工装置における放電電極と電源との他の接続例を示す説明図である。また、図６は前記放電電極による放電切断時の状態を示す説明図（図２のＤ−Ｄ線矢視断面拡大図）、図７は前記放電電極によって放電切断された被切断部材の状態を示す説明図である。
【００１４】
＜構成＞
図１に示すように、ピット２１には電気的絶縁性の処理液として処理水２２が満たされている。この処理水２２の中で放電電極２３と被切断部材２４とを微小間隔で対向させて、放電電極２３により被切断部材２４を放電切断するようになっている。放電電極２３と被切断部材２４には電源装置２６が接続されている。
【００１５】
図１，図２及び図３に示すように、放電電極２３は複数（図示例では１２本）の棒状電極２５を直線状に一列に並設してなるものである。これらの棒状電極２５はグラファイトや銅などの導電性材料で円筒状（パイプ状）に形成したものであり、電気絶縁材料からなる支持部材２７によって一体的に支持固定されている。また、それぞれの棒状電極２５の外周面には電気的絶縁材料が被覆されており、このことによって隣接する棒状電極２５が互いに電気的に絶縁されている。
【００１６】
また、放電電極２３を構成する１２本の棒状電極２５は、所定の間隔（図示例では２本置き）で離間している棒状電極２５ごとに複数の組（図示例ではＡ，Ｂ，Ｃの３組）に分けるととともに各組の棒状電極２５ごとに電源装置２６に備えた個別の電源２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続して、各組の棒状電極２５ごとに順次放電するように構成されている。
【００１７】
即ち、図２において、左から１番目、４番目、７番目、１０番目の棒状電極２５はＡ組とし、このＡ組の棒状電極２５と被切断部材２４とに電源２６ａを接続している。左から２番目、５番目、８番目、１１番目の棒状電極２５はＢ組とし、このＢ組の棒状電極２５と被切断部材２４とに電源２６ｂを接続している。また、左から３番目、６番目、９番目、１２番目の棒状電極２５はＣ組とし、このＣ組の棒状電極２５と被切断部材２４とに電源２６ｃを接続している。
【００１８】
そして、電源装置２６では各組の棒状電極２５の放電タイミングを図４のように制御する。即ち、まず、時刻Ｔ1 において、電源２６ａからＡ組の棒状電極２５にパルス状の電圧を印加してパルス状の放電電流を発生させる。続いて、Ａ組の棒状電極２５の放電が終了する時刻Ｔ2 において、電源２６ｂからＢ組の棒状電極２５にパルス状の電圧を印加してパルス状の放電電流を発生させる。続いて、Ｂ組の棒状電極２５の放電が終了する時刻Ｔ3 において、電源２６ｃからＣ組の棒状電極２５にパルス状の電圧を印加してパルス状の放電電流を発生させる。以降、同様にしてＡ組、Ｂ組、Ｃ組の順に放電を繰り返す。
【００１９】
なお、放電電極２３と電源装置２６との接続は、図５に示すようにしてもよい。即ち、放電電極２３を構成する複数（図示例では７本）の棒状電極２５に対して、それぞれ個別の電源２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇを接続する。この場合には、電源２６ａ〜２６ｇによって同時に７本の棒状電極２５にパルス状の電圧を印加することにより、７本の棒状電極２５が同時に放電する。
【００２０】
また、図１に示すように、放電電極２３にはスライド部材２８が取り付けられており、このスライド部材２８に設けたナット（図示せず）と電動機３０の回転軸に取り付けたボールねじ軸２９とが螺合している。電動機３０の回転は制御装置３１によって制御される。従って、制御装置３１の操作により、電動機３０が一方に回転すると、ボールねじ軸２９が同方向に回転して、スライド部材２８とともに放電電極２３が下方（矢印Ｇ方向）へ移動する。
【００２１】
一方、放電電極２３を構成する棒状電極２５の上端部は、配管３２を介して、吸引ポンプ３３に接続されている。即ち、吸引ポンプ３３の作動により、放電切断時に発生した加工くず（切りくず）３５を、棒状電極２５の中空部を介して、放電電極２３と被切断部材２４との間に注入された加工水３４とともに吸引して排出するようになっている。
【００２２】
吸引された加工水３４は、目の荒いフィルタ３６、カチオン樹脂塔３７、目の細かいフィルタ３８の順に流れて浄化（加工くず３５などが除去）された後、加工水供給タンク３９に回収される。更に、加工水供給タンク３９に回収された加工水３４は、配管４１を介して処理水２２としてピット２１に供給され、また、加工水ポンプ４０により、配管４２を介して再び加工水３４として放電電極２３と被切断部材２４との間に注入される。
【００２３】
＜作用・効果＞
本実施の形態の放電切断装置では、次のようにして被切断部材２４を放電切断する。
【００２４】
まず、複数の棒状電極２５を一列に並設してなる放電電極２３を、電動機３０により下方へ移動させて、被切断部材２と微小間隔で対向させる。この状態で放電電極２３を構成するそれぞれの棒状電極２５から被切断部材２４へアーク放電を開始して被切断部材２４を切削する。
【００２５】
このとき、図２に示すように放電電極２３を構成する１２本の棒状電極２５を、所定の間隔で離間している棒状電極２５ごとにＡ，Ｂ，Ｃの３組に分けるとともに各組の棒状電極２５ごとに個別の電源２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続した場合には、各組の棒状電極２５ごとに順次放電する。或いは、図５に示すように放電電極２３を構成する複数（７本）の棒状電極２５に対し、それぞれ個別の電源２６ａ〜２６ｇを接続した場合には、７本の棒状電極２５が同時に放電する。
【００２６】
続いて、放電電極２３を更に下方へと移動した後、再び上記と同様にして放電電極１から被切断部材２４へ放電して被切断部材２４をさらに切削する。以後、これらの操作を繰り返えすことにより、ついには被切断部材２４を切断することができる。なお、図７に示すように、このときの被切断部材２４の切断線２４ａは放電電極２３の形状に応じて円形の加工穴が連続したような形状となる。
【００２７】
また、この放電切断時には、図６に示すように放電によって発生した加工くず３５を、吸引ポンプ３３により、棒状電極２５の中空部２５ａを介して加工水３４とともに吸引することにより排出する。このとき加工水３４は配管４２を介して加工水ポンプ４０により放電電極２３と被切断部材２４との間へ注入される。更には、ピット２１内の処理水２２も、加工水３４として、放電電極２３と被切断部材２４との隙間から吸引される。なお、この処理水２２が加工水３４として充分に吸引されれば、必ずしも加工水ポンプ４０による加工水３４の注入は必要としない。
【００２８】
吸引ポンプ３３によって吸引された加工水３４は、フィルタ３６等で浄化されて加工水供給タンク３９に回収された後、再び、放電電極２３と被切断部材２４との間に加工水３４として注入され、また、処理水２としてピット２１にも供給される。
【００２９】
以上のことから、本実施の形態の放電切断装置によれば、次のような効果が得られる。
【００３０】
即ち、本実施の形態によれば、複数の棒状電極２５を互いに電気的に絶縁した状態で一列に並設して放電電極２３を構成し、この放電電極２３の各棒状電極２５からそれぞれ放電して被切断部材２４を放電切断するように構成したたため、何れかの棒状電極２５が損傷した場合には、従来のように放電電極全体を取り換えるのではなく、当該棒状電極２５のみを取り換えればよい。このため、放電電極２３を長期間有効に活用することができ、コストの削減などを図ることができる。しかも、棒状電極２５の数を増減するだけで所望の幅の放電電極２３を容易に形成することができる。このため、切断線が長い場合にも、これに対応した幅の放電電極２５を容易に形成することができるため、一体物の平板状放電電極に比べて切断時間を短縮することができる。
【００３１】
なお、この場合、棒状電極２５としては、必ずしも筒状のもの（中空のもの）に限定するものではなく、中実のものであってもよい。また、棒状電極２５は、図３に示すように直線状に配列するだけでなく、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように円形状に配列したり、矩形状に配列したりすることも容易である。つまり、棒状電極２５を並設して放電電極２３を構成するため、放電電極２３は容易に適宜の大きさや形状にすることができる。
【００３２】
更には、棒状電極２５を並設するのでははく、図９に示すように複数（例えば４本）の棒状電極２５を、一定の間隔で離間して配置し、放電穴あけ加工を行いながら切断線に沿って一定のピッチ（距離）ずつ順次横移動させることにより、加工穴と加工穴とがつながるようにして、被切断部材を切断するという方法も考えられる。この場合には棒状電極２５を切断線に沿って横移動させる必要がある。これ対して上記のように棒状電極２５を並設する場合には、横移動させる必要がないため、構成が簡易で安価である。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、放電電極２３を構成する複数の棒状電極２５は円筒状とし、放電によって発生した加工くず３５を、棒状電極２５の中空部２５ａを介して加工水３４とともに吸引して排出するように構成したため、加工くず３５を確実に排出することができ、放電電極２３と被切断部材２４の隙間に加工くず３５が詰まって２次放電が発生するのを防止することができる。その結果、放電エネルギーが分散されることがなく、また、前記隙間が大きくなって図６に示す切断幅ｄ3 （例えば１ｍｍ程度）が広がることもないため、加工効率が向上する。更には、棒状電極２５を円筒状（中空）とすることにより、中実とした場合に比べて、放電端（先端）の面積が少ないため、その分、放電エネルギーを集中させることができる。
【００３４】
なお、この場合、棒状電極２５としては、必ずしも横断面形状が円形のものに限定するものではなく、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すように横断面形状が楕円形のものや矩形のものであってもよい。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、図２に示すように放電電極２３を構成する複数の棒状電極２５を、所定の間隔で離間している棒状電極２５ごとに複数の組に分けるとともに各組の棒状電極ごとに個別の電源２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続して、各組の棒状電極２５ごとに順次放電するように構成した場合には、隣接する棒状電極２５の通電タイミングが制御され、即ち、隣接する棒状電極２５が同時に放電することがないため、アーキングを防止することができる。このため、特定の棒状電極２５に放電が集中せず、電極消耗が均一となり、電極寿命が長くなる。また、常に指定された棒状電極２５が放電を行うので放電効率が高く、加工速度が速くなる。更には、全ての棒状電極２５に個別の電源を接続する場合に比べて、電源全体が小型になる。
【００３６】
一方、図５に示すように放電電極２３を構成する複数の棒状電極２５に対し、それぞれ個別の電源２６ａ〜２６ｇを接続して、前記複数の棒状電極２５が同時に放電するように構成した場合には、隣接する棒状電極２５が同時に放電しても、全ての棒状電極２５が個別の電源２６ａ〜２６ｇに接続されているため、特定の棒状電極２５に放電が集中せず、電極消耗が均一となり、電極寿命が長くなる。また、常に指定された棒状電極２５が放電を行うので放電効率が高く、しかも、全ての棒状電極２５が同時に放電するため、加工速度が非常に速くなる。
【００３７】
なお、上記では放電切断の場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明はその他の放電加工（穴あけ加工等）にも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の放電加工装置は、複数の棒状電極を互いに電気的に絶縁した状態で一列に並設して放電電極を構成し、この放電電極の各棒状電極からそれぞれ放電して被加工部材を放電加工するように構成した放電加工装置において、該放電電極を構成する複数の棒状電極を、所定の間隔で離間している棒状電極ごとに複数の組に分けるとともに各組の棒状電極ごとに個別の電源に接続して、各組の棒状電極ごとに順次放電するように構成したことを特徴とする。
【００３９】
従って、この第１発明の放電加工装置によれば、何れかの棒状電極が損傷した場合には、従来のように放電電極全体を取り換えるのではなく、当該棒状電極のみを取り換えればよい。このため、放電電極を長期間有効に活用することができ、コストの削減などを図ることができる。しかも、棒状電極の数を増減するだけで所望の幅の放電電極を容易に形成することができる。このため、放電切断を行う場合、切断線が長くても、これに対応した幅の放電電極を容易に形成することができるため、一体物の平板状放電電極に比べて切断時間を短縮することができる。
また、隣接する棒状電極の通電タイミングが制御され、即ち、隣接する棒状電極が同時に放電することがないため、アーキングを防止することができる。このため、特定の棒状電極に放電が集中せず、電極消耗が均一となり、電極寿命が長くなる。また、常に指定された棒状電極が放電を行うので放電効率が高く、加工速度が速くなる。更には、全ての棒状電極に個別の電源を接続する場合に比べて、電源全体が小型になる。
【００４０】
また、第２発明の放電加工装置は、放電電極を構成する複数の棒状電極は筒状とし、放電によって発生した加工くずを、棒状電極の中空部を介して加工液とともに吸引して排出するように構成したことを特徴とする。
【００４１】
従って、この第２発明の放電加工装置によれば、加工くずを確実に排出することができ、放電電極と被加工部材の隙間に加工くずが詰まって２次放電が発生するのを防止することができる。その結果、放電エネルギーが分散されることがなく、また、前記隙間が大きくなって加工幅が広がることもないため、加工効率が向上する。更には、棒状電極を筒状（中空）とすることにより、中実とした場合に比べて、放電端（先端）の面積が少ないため、その分、放電エネルギーを集中させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る放電切断装置の全体構成図である。
【図２】前記放電加工装置における放電電極と電源との接続例を示す説明図である。
【図３】前記放電電極の平面図である。
【図４】前記放電電極の放電タイミングを示す説明図である。
【図５】前記放電加工装置における放電電極と電源との他の接続例を示す説明図である。
【図６】前記放電電極による放電切断時の状態を示す説明図（図２のＤ−Ｄ線矢視断面拡大図）である。
【図７】前記放電電極によって放電切断された被切断部材の状態を示す説明図であるである。
【図８】放電電極の他の構成例を示す説明図である。
【図９】棒状電極を横移動する場合の説明図である。
【図１０】棒状電極の他の構造例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は従来の放電切断装置の概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面拡大図である。
【符号の説明】
２１  ピット
２２  処理水
２３  放電電極
２４  被切断部材
２４ａ  切断線
２５  棒状電極
２５ａ  中空部
２６  電源装置
２６ａ〜２６ｇ  電源
２７  支持部材
２８  スライド部材
２９  ボールねじ軸
３０  電動機
３１  制御装置
３２  配管
３３  吸引ポンプ
３４  加工水
３５  加工くず
３６  フィルタ
３７  カチオン樹脂塔
３８  フィルタ
３９  加工水供給タンク
４０  加工水ポンプ
４１  配管
４２  配管
【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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