(57)【要約】【課題】放電加工量をより一層増加させるとともに、放電中に生成される加工屑を効果的に除去して加工時間の短縮と相俟って加工精度の向上を図った放電加工装置および放電加工方法を提供する。【解決手段】本発明に係る放電加工装置は、水中内の被加工物に放電して放電加工を行う放電加工装置において、前記被加工物に位置決めし、レベル調整してセットする位置決めセット部１０と、この位置決めセット部の軸方向へ移動、昇降、回転を自在に行って被加工物に放電加工する放電加工ヘッド部１１とを備えた。【選択図】  図２
2006224251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中内の被加工物に放電して放電加工を行う放電加工装置において、前記被加工物に位置決めし、レベル調整してセットする位置決めセット部と、この位置決めセット部の軸方向へ移動、昇降、回転を自在に行って被加工物に放電加工する放電加工ヘッド部とを備えたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
位置決めセット部は、放電加工ヘッド部を装着させて軸方向に移動させるテーブルと、ベースプレートを位置決め固定する位置決めクランプとを備えたことを特徴とする請求項１記載の放電加工装置。
【請求項３】
テーブルは、摺動機構部を備えて移動可能に構成したことを特徴とする請求項２記載の放電加工装置。
【請求項４】
摺動機構部は、ガイドレールとガイドレール用ベアリングとで構成したことを特徴とする請求項３記載の放電加工装置。
【請求項５】
ベースプレートは、加工口を備えたことを特徴とする請求項２記載の放電加工装置。
【請求項６】
放電加工ヘッド部は、加工電極を回転駆動する回転駆動部と、前記加工電極を昇降駆動する昇降駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の放電加工装置。
【請求項７】
昇降駆動部は、ボールネジであることを特徴とする請求項６記載の放電加工装置。
【請求項８】
回転駆動部は、モータの駆動力によって回転するスピンドルと、このスピンドルに接続するフードとを備えたことを特徴とする請求項６記載の放電加工装置。
【請求項９】
スピンドルおよび加工電極は、内部に加工液を供給する加工液供給通路と、前記加工電極の被加工物への放電加工中に生成される加工屑を加工液とともに排出させる通路を前記加工電極の外側に設ける一方、前記通路から排出される加工屑をフードを介して吸引する加工屑吸引ポンプを備えたことを特徴とする請求項８記載の放電加工装置。
【請求項１０】
加工屑吸引ポンプは、フィルタを備えたことを特徴とする請求項９記載の放電加工装置。
【請求項１１】
加工電極は、荒加工電極と仕上げ加工電極とで構成したことを特徴とする請求項６，９記載の放電加工装置。
【請求項１２】
水中内の被加工物に放電して放電加工を行う際、ベースプレートに設けた加工口に沿って加工電極のうち、荒加工電極を移動させて放電加工を行った後、残りの仕上げ加工電極を移動させて再び放電加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
【請求項１３】
水中内の被加工物に放電して放電加工を行う際、荒加工電極と仕上げ加工電極とを一体に構成した加工電極内に設けた加工液供給通路に加工液を供給し、前記被加工物の放電加工中に生成された加工屑を前記加工液とともに、前記加工電極の外側に設けた通路を介して回転駆動部のスピンドルに接続するフードに供給することを特徴とする放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中内に設置された被加工物をより早く切断や所定の形状等に加工する際に適する放電加工装置および放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工装置は、被加工物と加工電極とを絶縁性の加工液の中に極めて少ない隙間にして対向配置させ、短時間のパルス柱アーク放電を繰り返すことにより、被加工物を所定の形状に除去加工するか切断するかを行うことを原理とするものである。
【０００３】
この放電加工装置は、硬い材料や複雑な形状の加工が容易であり、加工時に働く力が小さく、自動化が容易である点からして水中内に設置されている被加工物の加工等に好まれて適用されている。
【０００４】
水中内に設置されている被加工物を切断や加工に適用する放電加工装置には、例えば、特開昭６２−２２８９８６号公報（特許文献１）や特開平９−３８８３１号公報（特許文献２）に見られるように、遠隔操作の下、放電加工を行っている。
【特許文献１】特開昭６２−２２８９８６号公報
【特許文献２】特開平９−３８８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、放電加工装置は、被加工物に対し、加工電極からの放電を間欠的に行っている。これは、放電停止中、前に行った放電によって生じたプラズマを消し、絶縁破壊を回復させ、次の放電の発生位置を隣の位置に移動させ、放電の発生箇所を加工電極の表面上に広く分散させるためである。
【０００６】
しかし、加工電極からの放電の一時停止は、加工時間の点を考えるとマイナスの要因になっているものの、これを廃止することができない。放電の一時停止を廃止すると、前に行った放電によるプラズマが消えず、残っているプラズマによって放電が起り、放電が集中し、放電集中箇所で温度が上昇し、プラズマの電離度が上がり、ますます放電が集中する等の不都合、不具合が発生するからである。
【０００７】
このため、加工時間の短縮を考えると、放電の一時停止をカバーするために放電加工量をより一層向上させることが求められている。
【０００８】
また、放電加工中、加工屑が発生するため、放電が偏在することがある。放電の偏在は、加工屑の濃度が増し、加工液の絶縁破壊強度を低下させてその偏在を助長し、加工電極と被加工物との間隙が部分的に異なり、加工精度を低下させる等の問題があった。
【０００９】
本発明は、このような背景技術に基づいてなされたもので、放電加工量をより一層増加させるとともに、放電中に生成される加工屑を効果的に除去して加工時間の短縮と相俟って加工精度の向上を図った放電加工装置および放電加工方法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】
【００１０】
本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、水中内の被加工物に放電して放電加工を行う放電加工装置において、前記被加工物に位置決めし、レベル調整してセットする位置決めセット部と、この位置決めセット部の軸方向へ移動、昇降、回転を自在に行って被加工物に放電加工する放電加工ヘッド部とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、位置決めセット部は、放電加工ヘッド部を装着させて軸方向に移動させるテーブルと、ベースプレートを位置決め固定する位置決めクランプとを備えたものである。
【００１２】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、テーブルは、摺動機構部を備えて移動可能に構成したものである。
【００１３】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、摺動機構部は、ガイドレールとガイドレール用ベアリングとで構成したものである。
【００１４】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、ベースプレートは、加工口を備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、放電加工ヘッド部は、加工電極を回転駆動する回転駆動部と、前記加工電極を昇降駆動する昇降駆動部とを備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、昇降駆動部は、ボールネジであることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、回転駆動部は、モータの駆動力によって回転するスピンドルと、このスピンドルにフードを介して接続する加工電極とを備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、スピンドルおよび加工電極は、内部に加工液を供給する加工液供給通路と、前記加工電極の被加工物への放電加工中に生成される加工屑を加工液とともに排出させる通路を前記加工電極の外側に設ける一方、前記通路から排出される加工屑をフードを介して吸引する加工屑吸引ポンプを備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、加工屑吸引ポンプは、フィルタを備えたものである。
【００２０】
また、本発明に係る放電加工装置は、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、加工電極は、荒加工電極と仕上げ加工電極とで構成したものである。
【００２１】
また、本発明に係る放電加工方法は、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、水中内の被加工物に放電して放電加工を行う際、ベースプレートに設けた加工口に沿って加工電極のうち、荒加工電極を移動させて放電加工を行った後、残りの仕上げ加工電極を移動させて再び放電加工を行う方法である。
【００２２】
また、本発明に係る放電加工方法は、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、水中内の被加工物に放電して放電加工を行う際、荒加工電極と仕上げ加工電極とを一体に構成した加工電極内に設けた加工液供給通路に加工液を供給し、前記被加工物の放電加工中に生成された加工屑を前記加工液とともに、前記加工電極の外側に設けた通路を介して回転駆動部のスピンドルに接続するフードに供給する方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る放電加工装置および放電加工方法は、水中内の被加工物の放電加工を行う放電加工ヘッド部が軸方向への移動、昇降移動、回転を自在に行い得るようにするとともに、加工電極が荒加工と仕上げ加工との２種類で行い得るようにしたので、より一層加工量を増加させることができ、２種類の加工仕上げによる放電加工の加工精度をより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る放電加工装置および放電加工方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２５】
図１は、原子力発電所の圧力容器内における水中内のシュラウドにタイロッドを取り付けるとき、タイロッドを支持する支持部に本発明に係る放電加工装置を適用して放電加工を行う例示であって、タイロッドを支持部を介して取り付けたときのシュラウドの一部を示す切欠部分概念図である。
【００２６】
図１に示す筒状のシュラウド１の外側には、炉水を循環させるジェットポンプ２ａ，２ｂがその周方向に沿って複数台設けられるとともに、上部タイロッド３ａと下部タイロッド３ｂからなるタイロッド３もその周方向に沿って複数本設けられている。
【００２７】
上部タイロッド３ａと下部タイロッド３ｂからなるタイロッド３は、シュラウド１が何らかの事情で軽微な亀裂等が発生しても、シュラウド１に高い圧縮力を加えて高い強度に維持させるもので、上部ブラケット４、下部レストレント５、シールリング６ａ、バッフルプレート６、Ｔバー６ｂ等で構成する支持部７により支持されている。
【００２８】
このように、シュラウド１の強度を高く維持するタイロッド３を支持する支持部７を水中内で放電し、穴明け加工を行う放電加工装置８は、図２に示すように、ジェットポンプ９と隣りのジェットポンプ（図示せず）との間の空間領域に設置される。
【００２９】
この放電加工装置８は、大別して位置決めセット部１０と放電加工ヘッド部１１とで構成されている。
【００３０】
位置決めセット部１０は、摺動機構部、具体的にはガイドレール１２およびガイドレール用ベアリング１３を介装させてベースプレート１４上に設けたテーブル１５と、このテーブル１５にプーリ１６ａ，１６ｂおよびベルト１７を介して軸方向に移動させる駆動力を与える第１モータ１８と、放電加工ヘッド部１１を位置決めセットし、ガイドピン１９ａ，１９ｂで支持させた放電加工ヘッドクランプ２０ａ，２０ｂとを備えている。
【００３１】
また、位置決めセット部１０は、ベースプレート１４に設けられ、被加工物への放電による穴明け加工に用いる楕円状または長円状の加工口２１と、ジェットポンプ９に当接させ、ベースプレート１４を固定セットするジェットポンプ用受駒２２ａ，２２ｂと、ベースプレート１４のレベルを水準器２３で計測し、レベルが偏位しているとき、ピン２４ａ，２４ｂを矢印方向に回転させてレベル調整を行うレベリング調整装置４５ａ，４５ｂと、レベルが調整されたときベースプレート１４の位置決めを行う位置決めクランプ２５ａ，２５ｂと、放電加工ヘッドクランプ２０ａ，２０ｂのそれぞれのガイドピン１９ａ，１９ｂにリード線を介して接続する陽極シリンダ２６ａ，２６ｂと、
原子炉圧力容器（図示せず）に当接させ、ベースプレート１４を固定セットする原子炉圧力容器用受駒２７ａ，２７ｂとを備えている。
【００３２】
一方、放電加工ヘッド部１１は、加工電極２８に、フード３１、スピンドル３２、プーリ３３、ベルト３４を介して回転駆動力を与える第２モータ３５と、スピンドル３２に接続するサドル３６に設けた第３モータ３７と、この第３モータ３７の駆動力をプーリ３８ａ，３８ｂ、ベルト３９を介して与えられ、加工電極２８を軸方向に沿って昇降させるボールネジ４０と、このボールネジ４０の両端のそれぞれを軸支する軸支部４１ａ，４１ｂとを備えている。
【００３３】
なお、加工電極２８は、被加工物の穴明け加工の際、荒加工を行う荒加工電極２９と、仕上げ加工を行う仕上げ加工電極３０との２つが一体になっている。また、符号４２は、ボールネジ４０を囲うコラムであり、さらに、符号４３は、放電加工ヘッド部１１を昇降移動させる揚重機に係合させる吊環である。
【００３４】
次に、本実施形態に係る放電加工装置および放電加工方法の手順を説明する。
【００３５】
まず、最初に、位置決めセット部１０は、図２に示すように、吊耳４４に係合するワイヤ等を介して揚重機等で水中内に降下され、ジェットポンプ９の空間領域に設置される。
【００３６】
位置決めセット部１０がジェットポンプ９の空間領域に設置されると、本実施形態では、水準器２３からの計測値をベースにレベリング調整装置４５ａ，４５ｂのピン２４ａ，２４ｂを回転させ、レベル調整を行う。
【００３７】
位置決めセット部１０のレベル調整が終了すると、本実施形態では、放電加工ヘッド部１１を位置決めセット部１０のガイドピン１９ａ，１９ｂに挿通し、放電加工ヘッドクランプ２０ａ，２０ｂで固定セットする。
【００３８】
次に、放電による被加工物の穴加工が行われるが、その際、まず、位置決めセット部１０の第１モータ１８の駆動力によってテーブル１５を軸方向に移動させ加工電極２８を加工口２１上にセットする。
【００３９】
加工電極２８が加工口２１上にセットされると、本実施形態では、放電加工ヘッド部１１の第２モータ３５の駆動力をプーリ３３、スピンドル３２等を介して加工電極２８に与えて回転させ、回転中に第３モータ３７の駆動力をプーリ３８ａ，３８ｂ、ベルト３９を介してボールネジ４０に与えて回転させ、この回転力により加工電極２８を降下させ、加工口２１を介して被加工物に当接させ、当接位置を基準位置と設定し、再び加工電極２８を加工口２１の上側に上昇させる。
【００４０】
放電加工の準備が完了すると、本実施形態は、図３（ａ）に示すように、加工電極２８のうち、荒加工電極２９の放電により被加工物の穴明け機構を行いながら図２に示した位置決めセット部１０の第１モータ１８の駆動力でテーブル１５を軸方向に移動させ、図３（ｂ）に示すように、被加工物の穴明け加工を行う。
【００４１】
このとき、被加工物の穴の形状に、加工屑の生成の影響を受けて穴径が最初と最後で偏位する。
【００４２】
このため、本実施形態は、図３（ｃ）に示すように、加工電極２８をより一層降下させて仕上げ加工電極３０を使用し、図３（ｄ）に示すように、仕上げ加工電極３０を移動させ、最終形状である楕円形状または長円形状に加工する。
【００４３】
一方、加工電極２８の放電による被加工物の穴加工中、加工液の供給、加工屑の処理は、次のようにして行われている。
【００４４】
本実施形態は、起動時、図４に示すように、放電加工制御電源部４６から位置決めセット部１０および放電加工ヘッド部１１に電流が与えられ、加工電極２８による被加工物への放電による穴明け加工が開始される。
【００４５】
このとき、加工液注水ポンプ４７からフィルタ４８を介して、例えば純水を使用する原子炉圧力容器内の炉水を放電加工ヘッド部１１のスピンドル３２および加工電極２８内に形成する加工液供給通路４９に供給し、ここから反転させ、その外側に形成した、例えば溝等の通路５０ａ，５０ｂに流れる間に加工屑を誘引してフード３１に集め、集めた加工屑および加工水を加工屑加工ポンプ５１に送り、フィルタ５２で加工屑と加工水を分離させる。
【００４６】
このように、本実施形態は、原子炉圧力容器内の水中で被加工物の放電加工を行う際、遠隔操作により軸方向への移動、昇降移動、回転が自在に行い得る放電加工ヘッド部を備えるとともに、加工電極を荒加工電極と仕上げ加工電極との２種類を一体的に備え、放電加工中に生成される加工屑を自動的に除去する構成にしたので、放電加工の加工量をより一層向上させることができ、加工屑の自動除去の下、放電加工精度をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る放電加工装置を使用して放電による穴加工を、この穴にタイロッドを取り付けたときの原子炉圧力容器のシュラウドを示す一部切欠概念図。
【図２】本発明に係る放電加工装置の実施形態を示す概略斜視図。
【図３】本発明に係る放電加工装置における加工電極の被加工物への穴加工手順を示す図。
【図４】本発明に係る放電加工装置における放電加工中、加工水と加工屑との流れを示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１  シュラウド
２ａ，２ｂ  ジェットポンプ
３  タイロッド
３ａ  上部タイロッド
３ｂ  下部タイロッド
４  上部ブラケット
５  下部レストレント
６  バッフルプレート
６ａ  シールリング
６ｂ  Ｔバー
７  支持部
８  放電加工装置
９  ジェットポンプ
１０  位置決めセット部
１１  放電加工ヘッド部
１２  ガイドレール
１３  ガイドレール用ベアリング
１４  ベースプレート
１５  テーブル
１６ａ，１６ｂ  プーリ
１７  ベルト
１８  第１モータ
１９ａ，１９ｂ  ガイドピン
２０ａ，２０ｂ  放電加工ヘッドクランプ
２１  加工口
２２  ジェットポンプ用受駒
２３  水準器
２４ａ，２４ｂ  ピン
２５ａ，２５ｂ  位置決めクランプ
２６ａ，２６ｂ  陽極シリンダ
２７ａ，２７ｂ  原子炉圧力容器用受駒
２８  加工電極
２９  荒加工電極
３０  仕上げ加工電極
３１  フード
３２  スピンドル
３３  プーリ
３４  ベルト
３５  第２モータ
３６  サドル
３７  第３モータ
３８ａ，３８ｂ  プーリ
３９  ベルト
４０  ボールネジ
４１ａ，４１ｂ  軸支部
４２  コラム
４３  吊環
４４  吊耳
４５ａ，４５ｂ  レベリング調整装置
４６  放電加工制御電源部
４７  加工液注水ポンプ
４８  フィルタ
４９  加工液供給通路
５０ａ，５０ｂ  通路
５１  加工屑吸引ポンプ
５２  フィルタ
【図１】
2006224251.tif 000003
【図２】
2006224251.tif 000004
【図３】
2006224251.tif 000005
【図４】
2006224251.tif 000006