(57)【要約】【課題】所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる電解加工装置を提供する。【解決手段】筒状をなして延在し、可撓性を有する導電性材料からなり、内側を基端３ｂ側から先端３ａ側に向かって電解液Ｗが流通する電極３と、電極３に対して電極３の延在方向（Ｙ方向に沿う方向）に電流を流通させる電流供給部６と、電極３に対して上記延在方向に交差する方向（Ｘ方向）に磁界を印加する対向して配置された少なくとも一対の磁石９を有する磁界発生部７と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014076506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなして延在し、可撓性を有する導電性材料からなり、内側を基端側から先端側に向かって電解液が流通する電極と、
前記電極に対して該電極の延在方向に電流を流通させる電流供給部と、
前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する磁界発生部と、
を備えることを特徴とする電解加工装置。
【請求項２】
前記磁界発生部が、対向して配置された少なくとも一対の磁石を有することを特徴とする請求項１に記載の電解加工装置。
【請求項３】
前記磁界発生部を前記一対の磁石の対向方向に直交する方向に移動可能とする第一移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の電解加工装置。
【請求項４】
前記磁界発生部を前記一対の磁石の対向方向に直交する方向に延びる軸線回りに回転移動可能とする回転機構をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の電解加工装置。
【請求項５】
前記磁界発生部における前記一対の磁石を支持し、前記軸線回りに環状に形成されたリングガイドを有する支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電解加工装置。
【請求項６】
前記磁界発生部は、前記電極を挟み込むように配置された前記一対の磁石が、該電極を取り囲むように環状に複数配列されてなり、
前記一対の磁石はそれぞれ電磁石であって、
前記一対の磁石毎に発生する磁界の大きさの制御を行う磁界制御部をさらに有することを特徴とする請求項２又は３に記載の電解加工装置。
【請求項７】
前記磁界発生部の前記一対の磁石同士を、近接及び離間させる第二移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【請求項８】
前記電流供給部から前記電極に流通させる前記電流の大きさを制御する電流制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【請求項９】
前記電極の前記延在方向に交差する方向に互いに間隔をあけて前記電極が複数配置され、
前記複数の電極の各々に対して前記延在方向に異なる位置で前記磁界を印加するように前記磁界発生部が配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【請求項１０】
前記電極の位置を検出する検出部と、
前記検出部からの入力と予め設定された目標加工位置との差分を演算して、前記差分を低減するように前記磁界の大きさを変化させる位置ずれ制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【請求項１１】
前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する補助磁界発生部と、前記電極の撓み量を演算して、該撓み量を低減するように前記補助磁界発生部から印加される磁界の大きさを変化させる撓み量制御部とを有する撓み量低減機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【請求項１２】
前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する補助磁界発生部と、前記補助磁界発生部を前記電極の前記延在方向に沿って往復動させる往復機構とを有する撓み量低減機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電解加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液を介して電極と被加工材との間を通電することにより、被加工材を溶解させて加工する電解加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工が困難な難削材の穿孔加工は、一般的に電解加工法や放電加工法によって行われており、特に高アスペクト比を有する難削材に対して穿孔加工をする際には電解加工法を用いることが好ましい。
【０００３】
ところで、例えばガスタービンのタービン翼内には、このタービン翼を冷却すべく冷却媒体を流通させるための冷却孔が形成されている。この冷却孔による冷却効率を高めるためには、冷却孔の形状をタービン翼の幾何形状に沿って湾曲させることが好ましい。しかしながら、従来のタービン翼に対する電解加工法は直線孔を形成することには適しているものの、湾曲形状の加工孔、即ち、曲がり孔を形成することは困難であった。
【０００４】
ここで例えば特許文献１には、曲がり孔を加工すべく工夫を施した曲がり孔加工装置が開示されている。この曲がり孔加工装置では、加工用電極工具の表面における一部を除いて絶縁部材で覆うことにより加工用電極工具の周方向位置で加工量に差を持たせることとしている。即ち、絶縁部材で覆われていない部分においては被加工材と加工用電極工具との間に発生する電流密度が大きくなることで、加工用電極工具に電場偏在が生じる。よってこの電流密度が大きくなる部分で加工量が多くなり、この加工量の多い側に加工用電極工具が進行していくことで曲がり孔が形成されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、加工用電極工具の表面の絶縁部材で覆われている部分と覆われていない部分との加工量の差によって進行方向が決定されるため、曲がり孔の形成方向を任意に調整することができない。即ち、加工用電極工具の表面の絶縁部材で覆われている部分と覆われていない部分との面積はそれぞれ固定であるため、上記加工量の差を可変にすることができず、所望の形状の曲がり孔を形成することが困難である。また、この特許文献１に記載の技術では、加工用電極工具の使用による劣化によって電場偏在に変化が生じるおそれがあり、この点からもやはり所望の形状の曲がり孔を形成することが困難である。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる電解加工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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る電解加工装置は、筒状をなして延在し、可撓性を有する導電性材料からなり、内側を基端側から先端側に向かって電解液が流通する電極と、前記電極に対して該電極の延在方向に電流を流通させる電流供給部と、前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する磁界発生部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような電解加工装置によると、電極の先端から電解液が流出し、この電解液を介して電極と被加工材との間が通電され、被加工材が溶解されながら被加工材に加工孔が形成されていく。この際、磁界発生部によって電極に磁界が印加され、電極に流通する電流中の荷電粒子にローレンツ力が作用する。この結果電極は磁界の印加される方向、及び電流の流通する方向に直交する方向に曲げられ、加工孔を曲がり孔として形成できる。そして、磁界の強さ、印加される方向に応じて電極の曲げの強さ、曲げの方向を変化させることもできる。
【００１０】
また、前記磁界発生部が、対向して配置された少なくとも一対の磁石を有していてもよい。
【００１１】
このような磁界発生部によって、電極の延在方向に交差する方向に磁界を確実に印加でき、電極を湾曲させて、加工孔を所望の形状の曲がり孔として容易に形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電解加工装置は、前記磁界発生部を前記一対の磁石の対向方向に直交する方向に移動可能とする第一移動機構をさらに備えていてもよい。
【００１３】
このような第一移動機構によって、電極に対して磁界を確実に印加するように磁界発生部を電極の位置に対応する位置に移動させることができるため、電極を確実に湾曲させて、加工孔を所望の形状の曲がり孔として容易に形成することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る電解加工装置は、前記磁界発生部を前記一対の磁石の対向方向に直交する方向に延びる軸線回りに回転移動可能とする回転機構をさらに備えていてもよい。
【００１５】
このような回転機構によって、曲がり孔を形成する被加工材の表面が曲面上となって三次元的な形状をなしている等で、曲がり孔自体も三次元的に形成される必要がある場合にも、目的とする曲がり孔の形状に合わせて電極を湾曲させるように磁界発生部の向きを変化させることができる。よって、電極に対して磁界を確実に印加して、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る電解加工装置は、前記磁界発生部における前記一対の磁石を支持し、前記軸線回りに環状に形成されたリングガイドを有する支持部材をさらに備え、前記支持部材を前記第一移動機構及び前記回転機構によって移動、回転可能としてもよい。
【００１７】
このように一対の磁石が環状をなすリングガイドに支持されていることで、曲がり孔が三次元的に形成される必要がある場合にも、目的とする曲がり孔の形状に合わせて電極を湾曲させるように第一移動機構及び回転機構によって磁界発生部の向きを変化させることができる。よって電極に対して磁界を確実に印加して、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００１８】
さらに、前記磁界発生部は、前記電極を挟み込むように配置された前記一対の磁石が、該電極を取り囲むように環状に複数配列されてなり、前記一対の磁石はそれぞれ電磁石であって、前記一対の磁石毎に発生する前記磁界の大きさの制御を行う磁界制御部をさらに有していてもよい。
【００１９】
このように一対の電磁石が環状に複数配置されて、さらに磁界制御部によって一対の電磁石毎に磁界の大きさを制御することができる。即ち、いずれかの一対の電磁石を選択して磁界を発生させることで、電極に磁界を印加する方向を連続的に変化させていくことが可能となる。従って、曲がり孔が三次元的に形成される必要がある場合にも、目的とする曲がり孔の形状合わせて電極を湾曲させるように電極に対して磁界を確実に印加して、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る電解加工装置は、前記磁界発生部の前記一対の磁石において、該磁石同士を近接及び離間させる第二移動機構をさらに備えていてもよい。
【００２１】
このような第二移動機構によって、磁石同士の距離を調節することで磁界の強さを変化させることができ、所望の大きさのローレンツ力を得ることが可能となり、電極を湾曲させて所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００２２】
さらに、前記電流供給部から前記電極に流通させる前記電流の大きさを制御する電流制御部をさらに備えていてもよい。
【００２３】
このような電流制御部によって、電極に流通する電流中の荷電粒子に作用するローレンツ力の大きさを変化させることができ、電極を湾曲させて所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００２４】
また、前記電極の前記延在方向に交差する方向に互いに間隔をあけて前記電極が複数配置され、前記複数の電極の各々に対して前記延在方向に異なる位置で前記磁界を印加するように前記磁界発生部が配置されてもよい。
【００２５】
このように複数の電極の各々に対して、異なる位置で磁界発生部によって磁界を印加させるため、一の電極に対して、他の電極に磁界を印加する磁界発生部からの磁界が作用してしまうことが無く、即ち、各々の電極を同時に独立に湾曲させることが可能となる。よって、複数の所望の形状の曲がり孔を同時に形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る電解加工装置は、前記電極の位置を検出する検出部と、前記検出部からの入力と予め設定された目標加工位置との差分を演算して、前記差分を低減するように前記磁界の大きさを変化させる位置ずれ制御部とをさらに備えていてもよい。
【００２７】
このような位置ずれ制御部によって、曲がり孔の加工位置が目標加工位置に近づくようにフィードバック制御を行うことが可能となるため、より確実に所望の形状の曲がり孔を形成することができる。
【００２８】
また、本発明に係る電解加工装置は、前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する補助磁界発生部と、前記電極の撓み量を演算して、該撓み量を低減するように前記補助磁界発生部から印加される磁界の大きさを変化させる撓み量制御部とを有する撓み量低減機構をさらに備えていてもよい。
【００２９】
電極が先端側に向かって進行しながら被加工材に曲がり孔を加工する際に、曲がり孔内で撓みが発生することがあり、これによって加工の円滑性が妨げられてしまうおそれがある。ここで、電極に生じた撓みを低減するように、撓み制御低減機構によって補助磁界発生部から電極に印加される磁界の大きさを変化させ、即ち電流中の荷電粒子に作用するローレンツ力を変化させて電極を湾曲させることが可能となり、曲がり孔を容易に加工できる。
【００３０】
また、本発明に係る電解加工装置は、前記電極に対して前記延在方向に交差する方向に磁界を印加する補助磁界発生部と、前記補助磁界発生部を前記電極の前記延在方向に沿って往復動させる往復機構とを有する撓み量低減機構をさらに備えていてもよい。
【００３１】
このような補助磁界発生部によって、電極が先端側に向かって進行しながら被加工材に曲がり孔を加工する際に撓みが発生してしまった場合に、往復機構によって電極の延在方向に補助磁界発生部を往復動しながら磁界を印加することで、ローレンツ力によって電極を湾曲させることが可能となる。よって、電極に生じた撓みをしごくようにして低減することができ、曲がり孔の加工の容易化が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の電解加工装置によると、磁界発生部によって電流中の荷電粒子に作用するローレンツ力を用いて電極を湾曲させ、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電解加工装置を示す正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略上面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略上面図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第四実施形態の変形例に係る電解加工装置の要部を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の第六実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図１０】本発明の第七実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図１１】本発明の第八実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図１２】本発明の第九実施形態に係る電解加工装置の要部を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る電解加工装置１について説明する。
電解加工装置１は、被加工材１００に対して、加工孔１０１を曲がり孔に形成するための装置である。本実施形態では、被加工材１００はガスタービンのタービン翼であり、被加工材１００の加工孔１０１は、タービン翼を冷却するための冷却孔となっている。
【００３５】
図１に示すように、この電解加工装置１は、被加工材１００へ加工孔１０１を形成する電極３と、電極３へ電流を供給する電流供給部６と、電極３に対して磁界を印加する磁界発生部７と、電極３を進退させる移動機構４と、電極３を進行させる際にこの電極３を案内するガイド部５とを備えている。またこの電解加工装置１は、磁界発生部７を支持する支持部材８と、支持部材８を移動させる支持軸移動機構（第一移動機構）１４及び支持アーム移動機構（第一移動機構）１５とを備えている。
【００３６】
移動機構４は、電極３を被加工材１００に対して進退させる。そして、本実施形態ではこの移動機構４は被加工材１００であるタービン翼の先端１００ａ側に配置され、この先端１００ａに対して進退移動可能に構成されている。
【００３７】
そしてこの移動機構４は、例えば図示しない電動機等の駆動源を用いて電極３の進退移動を行なう。移動機構４の進退移動の加速度、即ち、駆動源の出力は、図示しない押し込み力制御装置によって制御されている。これによって、移動機構４が電極３を進退させる際、即ち、加工孔１０１に向かって電極３を押し込む際の押し込み力を任意に調整可能である。
【００３８】
さらに、この移動機構４は、被加工材１００側の面に電極３の基端３ｂを把持する複数の把持部４ａを有している。この把持部４ａは、内部が中空状とされた筒状をなしており、その一端側に電極３の基端３ｂが挿入されることで電極３を把持可能としている。また、把持部４ａの他端側は、不図示の電解液流通路に接続されており、この電解液流通路を介して把持部４ａの内部に電解液Ｗが供給されるようになっている。この電解液Ｗの供給量は、図示しない流量制御装置によって任意に調整可能とされている。なお、電解液Ｗとしては、例えば硫酸、硝酸、食塩水等が用いられる。
【００３９】
ガイド部５は、移動機構４と被加工材１００の先端１００ａ（タービン翼のチップシュラウド）との間に配置されており、移動機構４によって進退される電極３を被加工材１００の先端１００ａに対して所定の進行方向となるように案内する。このガイド部５には、移動機構４側と被加工材１００側とを互いに連通する複数のガイド孔５ａが穿設されている。これらガイド孔５ａにはそれぞれ電極３が移動機構４側から被加工材１００側に向かって挿通されている。そして、この状態でこれら電極３が移動機構４によって進行されることで、ガイド孔５ａの配置に応じて被加工材１００の先端３ａにおける所望の位置に、かつ、先端３ａに対して所望の角度で電極３を導入することができるようになっている。
【００４０】
電極３は、被加工材１００に加工孔１０１（タービン翼の冷却孔）を電解加工により形成するものであって、軸線に沿って延びる筒状をなしており、例えばステンレス、銅、チタン等の可撓性を有する導電性材料から構成されている。この電極３の内周側の中空部分（電極３の内部）は、移動機構４の把持部４ａの中空部分と連通している。これによって、電極３の内部には、基端３ｂ側（移動機構４側）から先端３ａ側（被加工材１００側）に向かって、電解加工に供される電解液Ｗが流通されるようになっている。なお、本実施形態では電極３は円筒状をなしている（図３参照）が、例えば断面多角形の角筒状をなしていてもよい。
【００４１】
また、電極３の外周面は、例えば電気絶縁性を有するポリエステル系の樹脂等からなる絶縁層（不図示）によって被覆されており、先端３ａ側の端面では電極３が露出し、この先端３ａの露出部分で電極３が被加工材１００との間で通電可能となっている。
【００４２】
電流供給部６は、ケーブル６ａによって電極３と接続されて、電極３に電流を供給して電極３の基端３ｂから先端３ａに向かって電流を流通させる電源装置である。
【００４３】
次に磁界発生部７及び、これを支持する支持部材８について説明する。
図２及び図３に示すように、磁界発生部７は、電極３に対して電極３の延在方向に交差する方向に磁界を印加する。
また、この磁界発生部７は、電極３、及び電極３が挿通された被加工材１００を挟むように対向して配置された一対の磁石９を有している。なお、この磁石９は電磁石であってもよいし永久磁石であってもよい。また、本実施形態では一対の磁石９は、電極３の先端３ａに配置されている。
ここで、一対の磁石９が対向する方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交し、電極３が延在する方向に沿う方向をＹ方向とし、これらＸ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。
【００４４】
支持部材８は、Ｙ方向の一方側（図２の紙面下側）に配置されたステージ１１と、このステージ１１からＹ方向の他方側に延びる支持軸１２と、支持軸１２に取り付けられてＺ方向の一方側（図２の紙面左側）に延びるとともに、磁界発生部７を支持する支持アーム１３とを有している。
【００４５】
ステージ１１は、Ｙ方向の一方側で、支持軸１２及び支持アーム１３を介して磁界発生部７を支持する土台である。
【００４６】
支持軸１２は、棒状をなしてステージ１１上にＺ方向に移動可能に設けられ、Ｚ方向の一方側で支持アーム１３を支持している。
【００４７】
支持アーム１３は、一対の磁石９を取り付けて、これら一対の磁石９から互いに離間するようにＸ方向に延びる一対の磁石支持部１７と、この磁石支持部１７各々の端部からＺ方向の他方側に向かって延びる一対の腕部１８と、これら一対の腕部１８のＺ方向の他方側の端部同士をＸ方向に連結する腕部連結部１９とを有し、Ｙ方向から見て枠状をなしている。
【００４８】
支持軸移動機構１４は、ステージ１１に設けられて、支持軸１２をＺ方向に移動可能とする。また、この支持軸移動機構１４の詳細は図示しないが、例えばモータやアクチュエータ等によって支持軸１２を移動させる。
【００４９】
支持アーム移動機構１５は、支持軸１２に設けられて支持アーム１３をＹ方向に移動可能とする。また、この支持アーム移動機構１５の詳細は図示しないが、例えばモータやアクチュエータ等によって支持アーム１３を移動させる。
【００５０】
このような電解加工装置１においては、電極３の先端３ａから電解液Ｗが流出し、この電解液Ｗを介して電極３と被加工材１００との間が通電され、被加工材１００が溶解されながら被加工材１００に加工孔１０１が形成されていく。この際、磁界発生部７によって電極３にＸ方向に磁界が印加され、電極３に流通する電流中の荷電粒子にローレンツ力Ｆが作用し、電極３はＺ方向に曲げられる（図２の一点鎖線参照）。
【００５１】
そして、本実施形態ではＺ方向の一方側となる支持軸１２から離間する方向に力が作用し、この方向に電極３が曲げられることで、被加工材１００に加工孔１０１として曲がり孔を形成することができる。
【００５２】
さらに、磁界の強さ、磁界の印加される方向を調整することによって電極３の曲げの強さ、曲げの方向を変化させることができる。
【００５３】
また、磁界発生部７は、一対の磁石９を有しており、これらが対向して電極３を挟みこむように配置されているため、電極３の延在方向に交差する方向、即ちＸ方向に磁界を確実に印加でき、電極３を湾曲させて、加工孔１０１を所望の曲がり孔として容易に形成することができる。
【００５４】
さらに、支持軸移動機構１４及び支持アーム移動機構１５によって、電極３に対して磁界を確実に印加するように、磁界発生部７を電極３の位置に対応する位置に移動させることができるため、電極３をより確実に湾曲させることができる。
【００５５】
本実施形態の電解加工装置１によると、磁界発生部７によって荷電粒子に作用するローレンツ力Ｆを用いて電極３を湾曲させ、加工孔１０１として所望の形状の曲がり孔を被加工材１００に容易に形成することが可能となる。
【００５６】
なお、磁界発生部７は一対の磁石９を有していなくともよく、例えば磁石９は一つであってもよい。
【００５７】
また、支持軸移動機構１４及び支持アーム移動機構１５は必ずしも設けなくともよい。
【００５８】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る電解加工装置２１について説明する。
なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、さらに磁界発生部７における一対の磁石９同士の位置を調整可能な磁石移動機構（第二移動機構）２３をさらに備えている点で第一実施形態とは異なっている。
【００５９】
図４に示すように、磁石移動機構２３は、支持部材２８における腕部連結部１９に設けられて、この腕部連結部２９を、Ｘ方向に伸縮可能とする。この磁石移動機構２３の詳細は図示しないが、例えばモータやアクチュエータを有し、腕部連結部２９を伸縮させることで、Ｘ方向に一対の磁石９同士を近接及び離間させる。
【００６０】
このような電解加工装置２１によると、一対の磁石９を磁石移動機構２３によって近接させることでこれら一対の磁石９間に配置された電極３との間の距離が小さくなる。
【００６１】
ここで電極３の電流中の荷電粒子に作用するローレンツ力Ｆは、印加される磁界の大きさに比例する。従って、磁石９と電極３との距離が小さくなると磁界が大きくなり、よってローレンツ力Ｆが増大してより大きな力を電極３に及ぼす。このようにして、電極３の湾曲度合いを大きくすることができる。
【００６２】
一方で、一対の磁石９を磁石移動機構２３によって離間させることで、これら一対の磁石９と電極３との間の距離は大きくなり、磁界が小さくなり、よってローレンツ力Ｆが低下して電極３に作用する力が減少し、電極３の湾曲度合いを小さくすることができる。
【００６３】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態に係る電解加工装置３１について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の電解加工装置１を基本構成として、磁界発生部７における一対の磁石９が対向するＸ方向に直交するＹ方向及びＺ方向を回転軸線として、これら一対の磁石９を回転可能とする回転機構３３をさらに備えている点で、第一実施形態とは異なっている。
【００６４】
図５に示すように、回転機構３３は、支持部材８における支持軸１２を回転させることで、Ｙ方向を回転軸線として支持アーム１３を支持軸１２とともに回転させる。また、支持アーム１３と支持軸１２との間の取り付け部分において、Ｚ方向を回転軸線として支持アーム１３を支持軸１２に対して相対的に回転させる。そしてこの回転機構３３の詳細は図示しないが、例えばモータやアクチュエータ等によって、支持アーム１３を介して一対の磁石９を回転させる。
【００６５】
このような電解加工装置３１によると、被加工材１００はタービン翼であるため、表面が曲面上となって三次元的な形状をなして、加工孔１０１自体も三次元的な曲がり孔に形成される必要がある。ここで、回転機構３３によって、目標とする加工孔１０１の形状に合うように、一対の磁石９の向きを電極３の進行に合わせて変化させることができ、これによって電極３に対して磁界を確実に印加して電極３を湾曲させ、加工孔１０１を所望の三次元的な形状をなす曲がり孔に形成することができる。
【００６６】
なお、本実施形態の回転機構３３を第二実施形態の電解加工装置２１に適用してもよい。
【００６７】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態に係る電解加工装置４１について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、支持部材４８が第一実施形態から第三実施形態とは異なっている。
【００６８】
図６に示すように、支持部材４８は、一対の磁石９を支持するとともに、Ｙ方向に延在する軸線Ｏ１を中心とした環状をなすリングガイド４３と、このリングガイド４３を軸線Ｏ１回りに回転可能に案内するリングガイド支持部４４と、このリングガイド支持部４４をＹ方向の他方側（図６の紙面上側）から支持する吊り具４５とを有している。
【００６９】
リングガイド４３は、軸線Ｏ１を中心に環状をなして、一対の磁石９同士を軸線Ｏ１を中心とした環状に接続することで支持している。換言すると、一対の磁石９はこのリングガイド４３と一体となってリングガイド４３と磁石９とで一つの環状部材を形成している。また、このリングガイド４３は非磁性体よりなり、磁石９によって発生して電極３に印加される磁界を妨害しない。そして、リングガイド４３及び一対の磁石９は、被加工材１００を外周から覆った状態で保持されている。
【００７０】
リングガイド支持部４４は、全体として環状部材を形成するリングガイド４３及び一対の磁石９をＹ方向両側から挟み込む一対のガイドローラ４４ａを有し、このガイドローラ４４ａによって、リングガイド４３を軸線Ｏ１を中心に回転可能に支持している。
またこのリングガイド支持部４４は、ガイドローラ４４ａが設けられた位置とは軸線Ｏ１回りに１８０度離間して配置され、リングガイド４３を外周から包み込んで支持する保持部４４ｂを有している。
【００７１】
吊り具４５は、ガイドローラ４４ａ及び保持部４４ｂを上方から吊り下げるようにしてＹ方向の一方側より支持するワイヤ等よりなる。
そしてこの吊り具４５には、自身をＹ方向に移動可能とする吊り具移動機構（第一移動機構）４６と、軸線Ｏ１回りに回転可能とする回転機構４７とが設けられており、吊り具４５を介して磁石９をＹ方向の一方側と他方側との間で移動させ、また軸線Ｏ１、即ちＹ方向を中心に回転させる。
【００７２】
このような電解加工装置４１によると、リングガイド４３によって一対の磁石９が支持されていることで、加工孔１０１が三次元的な形状の曲がり孔に形成される必要がある場合にも、吊り具４５を吊り具移動機構４６及び回転機構４７によって磁石９をＹ方向に移動させながら、目標とする曲がり孔の形状に合わせて磁界発生部７の向きを変化させることが可能である。
【００７３】
従って、電極３に対して磁界を確実に印加して電極３を湾曲させ、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００７４】
ここで、図７に示すように、回転機構４７は、吊り具４５ではなくリングガイド支持部４４における保持部４４ｂに設けることで、リングガイド４３及び磁石９を回転させてもよい。
【００７５】
〔第五実施形態〕
次に、本発明の第五実施形態に係る電解加工装置５１について説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、磁界発生部５７、及び支持部材５８の構成が第一実施形態から第四実施形態とは異なっている。
【００７６】
図８に示すように、磁界発生部５７は、一対の磁石９がＹ方向に延在する軸線Ｏ２を中心とした環状をなして複数が配置され、被加工材１００を外周から覆っている。換言すると、電極３を挟み込むように配置された一対の磁石９が、電極３を取り囲むように環状に複数配列されてなる。また本実施形態では、隣り合う磁石９同士が周方向に連続的に取り付けられている。そして、これら磁石９は電磁石であり、磁界発生部５７は、各々の一対の磁石９において発生する磁界の大きさを制御する磁界制御部５３をさらに有している。
【００７７】
支持部材５８は、環状に配置された複数の磁石９を吊り下げるようにしてＹ方向の一方側から支持するワイヤ等よりなる。
【００７８】
そして、この支持部材５８には、自身をＹ方向に移動可能とする支持部材移動機構（第一移動機構）５６が設けられて、環状をなす複数の磁石９のＹ方向への移動が可能となっている。
【００７９】
磁界制御部５３は、一対の磁石９毎に磁界の大きさを制御する。具体的には不図示の電源装置によって、各々の一対の磁石９へ印加される電圧や電流を変化させることで磁界の大きさを制御する。
【００８０】
このような電解加工装置５１によると、磁界制御部５３によって、一対の磁石毎に磁界の大きさを制御することができる。即ち、いずれかの一対の磁石９を選択して磁界を発生させることができるため、磁石９を軸線Ｏ２回りに回転させることなく、電極３に磁界を印加する方向を軸線Ｏ２の周方向に連続的に変化させていくことが可能となる。従って、加工孔１０１が三次元的な形状の曲がり孔に形成される必要がある場合にも、支持部材移動機構５６によって磁石９をＹ方向に移動させながら、目標とする曲がり孔の形状に合わせて磁界発生部５７による磁界の向きを変化させることができる。
【００８１】
従って、電極３に対して磁界を確実に印加して、電極３を所望の方向へ湾曲させ、所望の形状の曲がり孔を容易に形成することができる。
【００８２】
なお、磁界発生部５７では、磁石９は連続的に設けられていなくともよく、軸線Ｏ２の周方向に隙間をあけて設けられていてもよいが、連続的に設けられている方が、一対の磁石９で磁界が生じている状態から、この一対の磁石９に周方向に隣接する他の一対の磁石９で磁界が生じるように、磁界の発生方向を滑らかに変化させることができる。
【００８３】
〔第六実施形態〕
次に、本発明の第六実施形態に係る電解加工装置６１について説明する。
なお、第一実施形態から第五実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の電解加工装置１を基本構成として、複数の電極３によって複数の加工孔１０１の加工を同時に行う。
【００８４】
図９に示すように、電極３は、Ｚ方向に互いに間隔をあけて配置されている。
【００８５】
磁界発生部６７は、各々の電極３、及び加工孔１０１が形成されることで各々の電極３が挿通された被加工材１００を挟むように、対向して配置された複数（本実施形態では三対）の磁石９を有している。
また本実施形態では、各電極３の先端３ａがＹ方向に異なる位置に配置された状態で、一対の磁石９が各電極３の先端３ａに配置されていることで、これら複数対（三対）の磁石９は各々がＹ方向に異なる位置に配置されていることとなっている。
【００８６】
このような電解加工装置６１によると、複数の電極３の各々に対してＹ方向に異なる位置で磁界発生部６７によって磁界を印加させる。このため、一の電極３に磁界を印加する磁石９において発生する磁界が、他の電極３に対して作用してしまうことが無く、即ち、各々の電極３を同時に独立に、所望の形状に湾曲させることが可能となる。よって、複数の加工孔１０１を、所望の形状の曲がり孔として同時に形成することができる。
【００８７】
なお、第二実施形態から第五実施形態においても、本実施形態のように複数の電極３を用いて同時に加工孔１０１を形成することが可能である。
【００８８】
〔第七実施形態〕
次に、本発明の第七実施形態に係る電解加工装置７１について説明する。
なお、第一実施形態から第六実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の電解加工装置１を基本構成として、電極３の位置を検出する検出部７３と、この検出部７３からの入力によって磁界の大きさを変化させる位置ずれ制御部７４とをさらに備えている。
【００８９】
図１０に示すように、検出部７３は電極３の位置を検出する装置である。この検出部７３には例えばＸ線を用いたレントゲン撮影装置や、サーモグラフィー、放射線検査装置、超音波探傷器、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）などが用いられる。また、例えば電極３に磁界が印加された際には磁場に変化が生じるため、この磁場の変化を検知することで、電極３の位置を検出してもよい。
【００９０】
位置ずれ制御部７４は、検出部７３からの入力を受け、この入力値と、予め設定された目標加工値との差分を演算し、この差分を低減するように磁界を変化させる。
【００９１】
このような電解加工装置７１によると、検出部７３、位置ずれ制御部７４によって、加工孔１０１を目標加工位置に近づくようにフィードバック制御を行うことができ、より確実に所望の形状の曲がり孔を形成することができる。
【００９２】
なお、磁界の大きさを変化させる際には、第二実施形態の磁石移動機構２３を用いて電極３と磁石９との距離を変化させてもよいし、磁石９が電磁石である場合には、磁石９に印加する電圧や、電流の大きさを変化させてもよい。
【００９３】
また、本実施形態の検出部７３、位置ずれ制御部７４は、第二実施形態から第六実施形態に適用してもよい。
【００９４】
〔第八実施形態〕
次に、本発明の第八実施形態に係る電解加工装置８１について説明する。
なお、第一実施形態から第七実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の電解加工装置１を基本構成として、加工中の加工孔１０１内部での電極３の撓み量を低減する撓み量低減機構８３をさらに備えている。
【００９５】
図１１に示すように、撓み量低減機構８３は、電極３に磁界を印加する補助磁界発生部８７と、この補助磁界発生部８７から電極３に印加される磁界の大きさを変化させる撓み量制御部８５とを有している。
【００９６】
補助磁界発生部８７は、電極３、及び電極３が挿通された被加工材１００をＺ方向の両側から挟み込むように対をなして配置された磁石８９を複数（本実施形態では四対）有している。これら対をなす磁石８９はＹ方向に間隔をあけて複数設けられている。そして電極３に対して電極３の延在方向に交差するＺ方向に磁界を印加する。またこの磁石８９は電磁石であってもよいし永久磁石であってもよい。
なお、これら対をなす磁石８９は、Ｘ方向から電極３を挟み込むように配置されてもよいし、Ｚ方向及びＸ方向から電極３を挟み込んでもよい。
【００９７】
撓み量制御部８５は、電極３の進行によって生じる電極３の撓み量を予め演算して記憶しているとともに、この撓み量を低減するように、補助磁界発生部８７の磁石８９から電極３に印加される磁界の強さを変化させる。ここで、電極３の撓み量は、電極３の基端３ｂを支点とした片持ちの梁とみなすことで演算可能である。なお、補助磁界発生部８７での磁界の大きさを変化させる際には、例えば第二実施形態の磁石移動機構２３のような機構を用いて電極３と磁石８９との距離を変化させてもよいし、磁石８９が電磁石である場合には、磁石８９に印加する電圧、及び電流の大きさを変化させてもよい。
【００９８】
またこの撓み量制御部８５では、予め演算した電極３の撓み量を低減するように磁界を印加する方法は、各々の対をなす磁石８９において予め設定された所定の磁界を印加するようにしてもよいし、対をなす磁石８９のうち必要なもののみにパルス波のように間欠的に磁界を印加してもよいし、正弦波等で周期的に印加してもよい。
【００９９】
このような電解加工装置８１によると、電極３が先端３ａ側に向かって進行しながら被加工材１００の加工孔１０１を曲がり孔として加工する際に、加工孔１０１内で撓みが発生することがあり、この際には加工孔１０１の加工の円滑性が損なわれてしまうことがある。ここで、撓み量低減機構８３によって、電極３に生じた撓みを低減するように補助磁界発生部８７から電極３に磁界が印加され、ローレンツ力Ｆ１によって電極３を湾曲させることが可能となる。従って、加工孔１０１を曲がり孔として容易に加工することができる。
【０１００】
なお、電極３の撓み量については、梁の計算ではなく、第七実施形態で説明した検出部７３のような装置を適用してもよい。即ち、レントゲン撮影装置、サーモグラフィー、放射線検査装置、超音波探傷器、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）などを用いて、電極３の位置を検出し、この検出値から撓み量を演算することも可能である。
【０１０１】
また、補助磁界発生部８７では、磁石８９は対をなして設けられていなくともよく、例えばＺ方向、Ｘ方向の一方側にのみ設けられていてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態の撓み量低減機構８３は、第二実施形態から第七実施形態に適用してもよい。
【０１０３】
〔第九実施形態〕
次に、本発明の第九実施形態に係る電解加工装置９１について説明する。
なお、第一実施形態から第八実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の電解加工装置１を基本構成として、第八実施形態とは異なる撓み量低減機構９３をさらに備えている。
【０１０４】
図１２に示すように、撓み量低減機構９３は、電極３に磁界を印加する補助磁磁界発生部９７と、この補助磁界発生部９７を電極３の延在方向となるＹ方向に往復動可能とする往復機構９４とを有している。
【０１０５】
補助磁界発生部９７は、電極３、及び電極３が挿通された被加工材１００をＺ方向の両側から挟み込むように、一対の磁石９９を有している。そして電極３に対して電極３の延在方向に交差するＺ方向に磁界を印加する。またこの磁石８９は電磁石であってもよいし永久磁石であってもよい。
なお、一対の磁石９９は、Ｘ方向から電極３を挟み込むように配置されてもよいし、Ｚ方向及びＸ方向から電極３を挟み込んでもよい。
【０１０６】
往復機構９４は、一対の磁石９９をＹ方向に沿って往復動させる。この往復機構９４の詳細は図示しないが、例えばモータやアクチュエータによって磁石９９を移動させるものである。また、本実施形態では、電極３の先端３ａ側に配置された磁界発生部７と、電極３の基端３ｂとの間で往復動する。
【０１０７】
このような電解加工装置９１によると、被加工材１００に曲がり孔を加工する際に、電極３が撓んでしまった場合に、補助磁界発生部９７の一対の磁石９９によって電極３の延在方向に往復動しながら磁界を印加することで、ローレンツ力Ｆ１によって電極３を湾曲させることが可能となる。従って、電極３をしごくようにして撓み量を低減することができ、加工孔１０１を曲がり孔としてさらに容易に加工可能となる。
【０１０８】
なお、電極３の撓み量については、第八実施形態同様に、梁の計算ではなく第七実施形態で説明した検出部７３のような装置を適用してもよい。
【０１０９】
また、補助磁界発生部９７では、磁石９９は対をなして設けられていなくともよく、例えばＺ方向、Ｘ方向の一方側にのみ設けられていてもよい。
【０１１０】
また、本実施形態の撓み量低減機構９３は、第二実施形態から第七実施形態に適用してもよい。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、上述の実施形態における電流供給部６から電極３へ流通させる電流の大きさを制御する電流制御部をさらに備えていてもよい。そしてこのような電流制御部によって電流を増大させた場合には電極３に流通する電流中の荷電粒子に作用するローレンツ力Ｆの大きさを大きくできる。一方で、電流を減少させるとこのローレンツ力Ｆを減少させることができる。よって、このようにして電極３に作用する曲げの力を制御でき、加工孔１０１を所望の曲がり孔に加工することができる。
なお、このように電極３の電流を増大させた場合には、単位時間当たりの電解量が増大するため、加工孔１０１の孔径が大きくなってしまうが、例えば電極３の進行速度を増大させることで孔径が増大してしまうことを防止できる。
【０１１２】
また上述の実施形態では、磁界発生部７（５７、６７）によって磁界を電極３に印加しているため、加工の際に電極３を案内するガイド部５は必ずしも設けなくともよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１…電解加工装置  ３…電極  ３ａ…先端  ３ｂ…基端  ４…移動機構  ４ａ…把持部  ５…ガイド部  ５ａ…ガイド孔  ６…電流供給部  ６ａ…ケーブル  ７…磁界発生部  ８…支持部材  ９…磁石  １１…ステージ  １２…支持軸  １３…支持アーム  １４…支持軸移動機構（第一移動機構）  １５…支持アーム移動機構（第一移動機構）  １７…磁石支持部  １８…腕部  １９…腕部連結部  Ｏ…軸線  Ｗ…電解液２１…電解加工装置  ２３…磁石移動機構（第二移動機構）  ２８…支持部材  ２９…腕部連結部  ３１…電解加工装置  ３３…回転機構  ４１…電解加工装置  ４３…リングガイド  ４４…リングガイド支持部  ４４ａ…ガイドローラ  ４４ｂ…保持部  ４５…吊り具  ４６…吊り具移動機構（第一移動機構）  ４７…回転機構  ４８…支持部材  Ｏ１…軸線  ５１…電解加工装置  ５３…磁界制御部  ５６…支持部材移動機構（第一移動機構）  ５７…磁界発生部  ５８…支持部材  Ｏ２…軸線  ６１…電解加工装置  ６７…磁界発生部  ７１…電解加工装置  ７３…検出部  ７４…位置ずれ制御部  ８１…電解加工装置  ８３…撓み量低減機構  ８５…撓み量制御部  ８７…補助磁界発生部  ８９…磁石  ９１…電解加工装置  ９３…撓み量低減機構  ９４…往復機構  ９７…補助磁界発生部  ９９…磁石  １００…被加工材  １００ａ…先端  １０１…加工孔  
【図１】
2014076506.tif 000003
【図２】
2014076506.tif 000004
【図３】
2014076506.tif 000005
【図４】
2014076506.tif 000006
【図５】
2014076506.tif 000007
【図６】
2014076506.tif 000008
【図７】
2014076506.tif 000009
【図８】
2014076506.tif 000010
【図９】
2014076506.tif 000011
【図１０】
2014076506.tif 000012
【図１１】
2014076506.tif 000013
【図１２】
2014076506.tif 000014