(57)【要約】【課題】  加工精度が良く、安価で、リードタイムの短い、遠心式圧縮機の一体型インペラの製造方法を提供する。【解決手段】  一体型インペラ１０の製造方法は、底部を形成する第１シュラウド１１と、蓋部を形成する第２シュラウド１２と、第１シュラウド１１の中心部分に形成されるハブ１３と、第１シュラウド１１と第２シュラウド１２の間に形成される流体が流れる流路１５を区分けするブレード１４と、を備える一体型インペラ１０の製造方法であって、インペラ１０の内周側の流路を形成する工程と、インペラ１０の外周側の流路を形成する工程と、を有し、インペラ１０の外周側の流路を形成する工程は、先端部と基端部を有する直線状電極２１を長手方向の軸を中心に回転させて、第１シュラウド１１を創成放電加工する工程と、第２シュラウド１２を創成放電加工する工程と、ブレード１４を創成放電加工する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１３
2018013104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部を形成する第１シュラウドと、蓋部を形成する第２シュラウドと、前記第１シュラウドの中心部分に形成されるハブと、前記第１シュラウドと前記第２シュラウドの間に形成される流体が流れる流路を区分けするブレードと、を備える一体型インペラの製造方法であって、
前記インペラの内周側の流路を形成する工程と、
前記インペラの外周側の流路を形成する工程と、
を有し、
前記インペラの外周側の流路を形成する工程は、先端部と基端部を有する直線状電極を長手方向の軸を中心に回転させて、
前記第１シュラウドを創成放電加工する工程と、
前記第２シュラウドを創成放電加工する工程と、
前記ブレードを創成放電加工する工程と、
を有する
ことを特徴とする一体型インペラの製造方法。
【請求項２】
前記第１シュラウドを創成放電加工する工程では、前記インペラの中心軸と前記直線状電極の長手方向の軸が直交するように設置する
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項３】
前記直線状電極は、角度を変更可能である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項４】
前記直線状電極の前記先端部は、前記基端部とは異なる材料で形成される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項５】
前記直線状電極は、前記先端部の直径を前記基端部よりも太く形成する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項６】
前記直線状電極は、前記先端部を角柱状に形成する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項７】
前記直線状電極は、前記先端部の前記基端部側に逃がし部を有する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項８】
前記直線状電極は、前記先端部の先端に面取り部を有する
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つに記載の一体型インペラの製造方法。
【請求項９】
前記直線状電極は、前記先端部の側面を曲面で形成する
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１つに記載の一体型インペラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式圧縮機等に使用される一体型のインペラを製造する一体型インペラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、遠心式圧縮機に用いられるインペラは、回転軸に取り付けられるハブと、該ハブと外方に間隔をおいて配置されるシュラウドと、これらハブとシュラウドとを連結する複数のブレードとを有する。そして、ブレードの側面、ハブの流面及びシュラウドの流面で囲まれた部分が、気体等を圧縮するための流路となっている。
【０００３】
このような遠心式圧縮機に用いられるインペラの流路は、軸方向及び径方向に対してそれぞれ湾曲する複雑な形状である。したがって、一般的には円盤状の本体部分にブレードとシュラウドを隅肉溶接やグルーブ溶接で固定することにより製造していた。または、本体部分とブレードを一体として機械加工し、そこにシュラウドを溶接することにより製造していた。
【０００４】
しかしながら、溶接による固定は溶接欠陥が生じやすく、また、溶接部分が局所的に高温になることで変形が生じやすい。また、腐食性の気体を流路に流す対象にしているインペラが増えており、その場合、溶接部分が早期に腐食する問題があった。さらに、インコネルのような耐食性の高い材料をインペラに使用するケースも増えており、そのような材料の中には溶接が困難で材料が制限される問題があった。
【０００５】
このため、溶接を使わないで、放電加工を利用し、一体型のインペラを精度良く製造する方法が提案されてきている（特許文献１及び２参照）。
【０００６】
特許文献１に示される放電加工方法は、遠心式圧縮機ロータに関するもので、キャビティとほぼ同じ形状を有する電極を有し、該電極による電気侵食により、ディスク内に流路となる円弧のキャビディを形成するものである。
【０００７】
特許文献２に示される方法では、内周側と外周側の両方から流路を形成することと、外周側からの流路の形成を流路のブレードの湾曲面と対応した形状の電極を使った放電加工を用い、かつその電極の湾曲形状と流路のブレードの湾曲形状に一定の不等式を満たすことで、より効率的に精度良く流路を形成可能にする方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２３５６９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−８９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び２で提案されている放電加工を使ったインペラの流路の形成方法では、流路の湾曲面形状に沿った電極を用意する必要がある。したがって、流路の形状が複雑になってくると１つのブレード湾曲形状を加工するために、複数の形状の電極が必要になってしまう。このような流路の加工手順の設計とこれに対応する電極形状の設計には、特別な技術が必要である。また、電極も特殊で費用が高く、製作にも一定の期間が必要となる。したがって、設計工程に着手してから全ての工程が完成するまでのリードタイムを長くする原因になっている。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決し、加工精度が良く、安価で、リードタイムの短い、遠心式圧縮機の一体型インペラの製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法は、
底部を形成する第１シュラウドと、蓋部を形成する第２シュラウドと、前記第１シュラウドの中心部分に形成されるハブと、前記第１シュラウドと前記第２シュラウドの間に形成される流体が流れる流路を区分けするブレードと、を備える一体型インペラの製造方法であって、
前記インペラの内周側の流路を形成する工程と、
前記インペラの外周側の流路を形成する工程と、
を有し、
前記インペラの外周側の流路を形成する工程は、先端部と基端部を有する直線状電極を長手方向の軸を中心に回転させて、
前記第１シュラウドを創成放電加工する工程と、
前記第２シュラウドを創成放電加工する工程と、
前記ブレードを創成放電加工する工程と、
を有する
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法は、
前記第１シュラウドを創成放電加工する工程では、前記インペラの中心軸と前記直線状電極の長手方向の軸が直交するように設置する
ことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、角度を変更可能である
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極の前記先端部は、前記基端部とは異なる材料で形成される
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、前記先端部の直径を前記基端部よりも太く形成する
ことを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、前記先端部を角柱状に形成する
ことを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、前記先端部の前記基端部側に逃がし部を有する
ことを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、前記先端部の先端に面取り部を有する
ことを特徴とする。
【００１９】
本発明にかかる一体型インペラの製造方法では、
前記直線状電極は、前記先端部の側面を曲面で形成する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる遠心式圧縮機の一体型インペラ製造方法によれば、加工精度が良く、安価で、リードタイムを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の方法で製造する一体型インペラを示す。
【図２】図１のII−II断面を示す。
【図３】本実施形態の一体型インペラの製造方法のフローチャートを示す。
【図４】本実施形態の一体型インペラの製造前の状態を示す。
【図５】本実施形態の一体型インペラの外形形成工程後の状態を示す。
【図６】本実施形態の一体型インペラの内周側流路形成工程での電極を中心軸に平行な断面に射影した状態を示す。
【図７】本実施形態の一体型インペラの内周側流路形成工程での電極を中心軸に直交する断面に射影した状態を示す。
【図８】本実施形態の一体型インペラの製造方法の外周側流路形成工程のサブフローチャートを示す。
【図９】本実施形態の一体型インペラの荒加工工程後の流路を中心軸に平行な断面に射影した状態を示す。
【図１０】本実施形態の一体型インペラの荒加工工程後の流路を中心軸に直交する断面に射影した状態を示す。
【図１１】本実施形態の一体型インペラの第１シュラウド加工工程前の直線状電極のセッティング状態を示す。
【図１２】本実施形態の一体型インペラの第１シュラウド加工工程での直線状電極及び中心軸を含む断面を示す。
【図１３】本実施形態の一体型インペラの第１シュラウド加工工程で、直線状電極を含み中心軸に直交する断面に流路を射影した状態を示す。
【図１４】直線状電極を流路の内周側まで挿入した場合を示す。
【図１５】本実施形態の一体型インペラの第２シュラウド加工工程前の直線状電極のセッティング状態を示す。
【図１６】本実施形態の一体型インペラの第２シュラウド加工工程後、ブレード加工工程前のブレードの状態を示す。
【図１７】本実施形態の一体型インペラのブレード加工工程後のブレードの状態を示す。
【図１８】本実施形態の一体型インペラのブレード加工工程での直線状電極の動きを示す。
【図１９】本実施形態の一体型インペラの加工に用いる直線状電極の他の例を示す。
【図２０】本実施形態の一体型インペラの加工に用いる直線状電極の先端部の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施形態の方法で製造する一体型インペラを示す。図２は、図１のII−II断面を示す。
【００２３】
本実施形態の方法で製造する一体型インペラ１０の構造について説明する。
【００２４】
一体型インペラ１０は、底部を形成する第１シュラウド１１と、蓋部を形成する第２シュラウド１２と、第１シュラウド１１の中心部分に形成されるハブ１３と、第１シュラウド１１と第２シュラウド１２の間に形成される流体が流れる流路１５を区分けするブレード１４と、を備える。第１シュラウド１１、第２シュラウド１２、ハブ１３及びブレード１４は、一体に形成される。
【００２５】
図２に示すように、第１シュラウド１１は、底面１１ａが平面状に形成され、全体が円板状の部分である。第１シュラウド１１の中央には、中心に孔１３ａが貫通するハブ１３が形成される。第１シュラウド１１の底面１１ａの反対側には、第１面１１ｂが形成される。第１面１１ｂは、径方向において外周から所定の長さまでは底面１１ａと平行な平面に形成され、その後ハブ１３に向かって底面１１ａから離れるように形成されると好ましい。第１面１１ｂの底面１１ａから離れる部分は、滑らかな曲面が好ましい。なお、第１面１１ｂは、平面を持たず、外周からハブ１３に向かって連続的に底面１１ａから離れるように形成されてもよい。
【００２６】
第２シュラウド１２は、第１シュラウド１１の第１面１１ｂを覆う円板状の部分である。第２シュラウド１２は、径方向において外周からハブ１３に向かって底面１１ａから離れるように外側面１２ａが形成される。外側面１２ａの反対側には、第２面１２ｂが形成される。すなわち、第２シュラウド１２の第２面１２ｂは、第１シュラウド１１の第１面１１ｂに対向して形成される。
【００２７】
ハブ１３は、第１シュラウド１１の中央に形成される円柱状の部分であって、中心に図示しない軸部材が挿入される孔１３ａが形成される。ハブ１３の底面１１ａとは反対側の面の外周には、壁部１３ｂが形成される。
【００２８】
ブレード１４は、第１シュラウド１１の第１面１１ｂと第２シュラウド１２の第２面１２ｂに連結される。ブレード１４は、外周側から中心軸Ｃに向かって湾曲して形成される。湾曲したブレード１４の凹側を凹面１４ａとし、凸側を凸面１４ｂとする。ブレード１４は、中心軸Ｃに向かうにつれて、隣り合うブレード１４間の距離が短くなる。すなわち、ブレード１４は、流路１５の幅が中心に向かうにつれて細くなるように、流路１５を円周方向で区分けする。なお、ブレード１４は、ハブ１３まで延び、ハブ１３と一体に形成してもよい。
【００２９】
このように、一体型インペラ１０は、第１シュラウド１１、第２シュラウド１２、ハブ１３及びブレード１４で囲まれた複数の流路１５が形成される。流路１５は、第２シュラウド１２とハブ１３に挟まれて環状に形成された入口１５ａと、第１シュラウド１１と第２シュラウド１２に挟まれた外周に形成された出口１５ｂと、を有する。本実施形態では、８つのブレード１４によって８つの流路１５が形成される。
【００３０】
次に、本実施形態の方法で製造する一体型インペラ１０の作動について説明する。
【００３１】
本実施形態の一体型インペラ１０は、図示しないモータ等の駆動部によって回転される。インペラ１０が図１に示した矢印Ａのように回転すると、入口１５ａから流入した空気が図２に示した矢印Ｂのように流れ、インペラ１０内で加速された後、出口１５ｂから排出される。
【００３２】
次に、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法について説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法のフローチャートを示す。図４は、本実施形態の一体型インペラ１０の製造前の状態を示す。
【００３４】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、まず、ステップ１で、外形形成工程を実行する（ＳＴ１）。一体型インペラ１０の製造前は、円柱状に形成された材料Ｍの状態である。材料Ｍは、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属である。なお、円柱は、インペラの高さ及び直径と同じ寸法で形成してもよい。
【００３５】
図５は、本実施形態の一体型インペラ１０の外形形成工程後の状態を示す。
【００３６】
本実施形態の一体型インペラ１０の外形形成工程では、図４に示した材料Ｍの中心軸Ｃの周囲にハブ１３を形成する。ハブ１３は、第２シュラウド１２の外側面１２ａを旋盤等で加工し、形成すればよい。第２シュラウド１２の外側面１２ａは、外周側から内周側に向かって、第１シュラウド１１の底面１１ａから離れるように形成することが好ましい。また、本実施形態の一体型インペラ１０の外形形成工程では、中心軸Ｃを中心として回転軸が挿入される孔１３ａを形成する。孔１３ａは、旋盤等で加工し、形成すればよい。
【００３７】
第２シュラウド１２の外側面１２ａは、基準面として使用するために、外周側に底面１１ａと平行な平面を形成してもよい。また、ハブ３と外周部１０ａに、図２に示した流路１５の入口１５ａと出口１５ｂに対応する部分に予め凹部を形成してもよい。予め凹部を形成することで、流路を形成する工程の時間を短縮することが可能となる。
【００３８】
次に、図３に示すように、ステップ２で、内周側流路形成工程を実行する（ＳＴ２）。
【００３９】
図６は、本実施形態の一体型インペラ１０の内周側流路形成工程での電極を中心軸に平行な断面に射影した状態を示す。図７は、本実施形態の一体型インペラ１０の内周側流路形成工程での電極を中心軸に直交する断面に射影した状態を示す。なお、図中、完成時の形状を二点鎖線で示す（以下、同様。）。
【００４０】
内周側流路形成工程は、まず、ハブ３の流路１５の入口１５ａに対応する部分に、型彫りの放電加工又は機械加工で凹部を形成する。この凹部は、荒削りで形成してよい。続いて、図６及び図７に示すように、電極２０を入口１５ａから挿入して、内周側の流路１５を放電加工によって仕上げる。電極２０は、流路にあわせて、先端が湾曲した形状に形成されている。電極２０は、複数の異なる形状のものを用いてもよい。この電極２０によって、第１シュラウド１１の第１面１１ｂ、第２シュラウド１２の第２面１２ｂ、ブレード１４の凹面１４ａ及び凸面１４ｂを加工する。なお、内周側流路の範囲は、流路の形状に応じて適宜決定すればよい。
【００４１】
次に、図３に示すように、ステップ３で、外周側流路形成工程を実行する（ＳＴ３）。
【００４２】
図８は、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法の外周側流路形成工程のサブフローチャートを示す。
【００４３】
外周側流路形成工程では、まず、ステップ３１で、荒加工工程を実行する（ＳＴ３１）。
【００４４】
図９は、本実施形態の一体型インペラ１０の荒加工工程後の流路を中心軸に平行な断面に射影した状態を示す。図１０は、本実施形態の一体型インペラ１０の荒加工工程後の流路を中心軸に直交する断面に射影した状態を示す。
【００４５】
荒加工工程では、機械加工又は電気加工等で、流路１５を完成寸法より小さく加工する。例えば、図９に示した第１シュラウド１１の第１面１１ｂの外周側に形成された仮第１面１１ｂ’、第２シュラウド１２の第２面１２ｂの外周側に形成された仮第２面１２ｂ’、図１０に示したブレード１４の凹面１４ａ及び凸面１４ｂの外周側に形成された完成時よりも流路１５の幅が狭い仮凹面１４ａ’及び仮凸面１４ｂ’のように加工する。荒加工は、工具が届く範囲で実行すればよい。
【００４６】
次に、図８に示す外周側流路形成工程では、ステップ３２で、第１シュラウド加工工程を実行する（ＳＴ３２）。
【００４７】
図１１は、本実施形態の一体型インペラ１０の第１シュラウド加工工程前の直線状電極２１のセッティング状態を示す。図１２は、本実施形態の一体型インペラ１０の第１シュラウド加工工程での直線状電極２１及び中心軸Ｃを含む断面を示す。図１３は、本実施形態の一体型インペラ１０の第１シュラウド加工工程で、直線状電極２１を含み中心軸Ｃに直交する断面に流路を射影した状態を示す。
【００４８】
本実施形態の一体型インペラ１０の第１シュラウド加工工程では、円柱型の直線状電極２１を長手方向の軸を中心に回転させて創成放電加工を行う。直線状電極２１は、銅、タングステン、銅タングステン、カーボン又はその他の合金等からなり、流路１５に挿入可能な直径を有する。
【００４９】
また、直線状電極２１は、先端部２１１と基端部２１２を有し、先端部２１１のみに銅、タングステン、銅タングステン、カーボン又はその他の合金等の材料を使用し、基端部２１２には硬く曲げに強い材料、例えば、鉄系、超硬合金又はチタン合金等の合金材料、ＣＦＲＰ等の繊維複合樹脂素材等の材料を使用してもよい。この場合、先端部２１１は、基端部２１２にねじ込み等で取り付けられればよい。このように、直線状電極２１の基端部２１２に鉄系の材料を使用することで高強度となり、狭い開口部から挿入する電極を細く形成することが可能となる。
【００５０】
直線状電極２１は、設置角度を変更することが可能である。また、直線状電極２１は、鉛直方向に移動することが可能である。さらに、直線状電極２１は、水平方向のうちの少なくとも一方向に移動することが可能である。本実施形態の直線状電極２１は、中心軸Ｃに直交する方向に移動可能である。
【００５１】
まず、図１１に示すように、一体型インペラ１０の完成後の第１シュラウド１１の第１面１１ｂと直線状電極２１の外側面の延長線が重なるようにセットされる。例えば、第１シュラウド１１の第１面１１ｂが底面１１ａと平行な平面の場合、一体型インペラ１０の中心軸Ｃが水平方向となるように設置し、直線状電極２１を鉛直方向に設置すると、設置時間が短縮でき、好ましい。
【００５２】
続いて、直線状電極２１を移動させ、図１２及び図１３に示すように、第１シュラウド１１の第１面１１ｂを加工する。なお、ブレード１４は、第１シュラウド１１側のみ加工されており、未だ完成されていない第１状態の凹面１４ａ1及び第１状態の凸面１４ｂ1が形成されている。
【００５３】
図１４は、直線状電極２１を流路１５の内周側まで挿入した場合を示す。
【００５４】
図３のステップ２で示した内周側経路形成工程において形成された内周側の流路１５まで、図１１のように設置した直線状電極２１を移動させても届かない場合、図１４に示すように、直線状電極２１の角度を変更して対応すればよい。例えば、ブレード１４の湾曲が大きい場合には、鉛直方向に設置された直線状電極２１は、単純に移動させても中心軸Ｃに近い内周側のブレード１４まで届かない場合がある。このような場合に、図１４に示すように、ブレード１４まで届くように直線状電極２１の設置角度を変更すればよい。
【００５５】
次に、図８に示す外周側流路形成工程では、ステップ３３で、第２シュラウド加工工程を実行する（ＳＴ３３）。
【００５６】
図１５は、本実施形態の一体型インペラ１０の第２シュラウド加工工程前の直線状電極２１のセッティング状態を示す。
【００５７】
本実施形態の一体型インペラ１０の第２シュラウド加工工程では、第１シュラウド加工工程と同様に、円柱型の直線状電極２１を長手方向の軸を中心に回転させて創成放電加工を行う。直線状電極２１は、流路１５に挿入可能な直径を有する。直線状電極２１は、設置角度を変更することが可能である。また、直線状電極２１は、鉛直方向に移動することが可能である。さらに、直線状電極２１は、水平方向のうちの少なくとも一方向に移動することが可能である。本実施形態の直線状電極２１は、中心軸Ｃに直交する方向に移動可能である。
【００５８】
まず、図１１に示すように、一体型インペラ１０の完成後の第２シュラウド１２の第２面１２ｂと直線状電極２１の外側面の延長線が重なるようにセットされる。
【００５９】
続いて、直線状電極２１を移動させ、図１２及び図１３にした第１シュラウド１１の第１面１１ｂを加工したのと同様に、第２シュラウド１２の第２面１２ｂを加工する。
【００６０】
図１６は、本実施形態の一体型インペラ１０の第２シュラウド加工工程後、ブレード加工工程前のブレード１４の状態を示す。
【００６１】
ブレード１４は、第１シュラウド１１側と第２シュラウド１２側が加工されているが、第１シュラウド１１側と第２シュラウド１２側の中央に残り部１４ｃが残っている。したがって、ブレード１４は、図１６に示すように、未だ完成されていない第２状態の凹面１４ａ2及び第２状態の凸面１４ｂ2が形成されている。
【００６２】
次に、図８に示す外周側流路形成工程では、ステップ３４で、ブレード加工工程を実行する（ＳＴ３４）。
【００６３】
図１７は、本実施形態の一体型インペラ１０のブレード加工工程後のブレード１４の状態を示す。図１８は、本実施形態の一体型インペラ１０のブレード加工工程での直線状電極２１の動きを示す。
【００６４】
本実施形態の一体型インペラ１０のブレード加工工程では、図１６に示した残り部１４ｃを加工する。ブレード加工工程では、直線状電極２１が第１シュラウド１１側と第２シュラウド１２側に移動して、直線状電極２１の先端側を利用して残り部１４ｃに対して、円柱型の直線状電極２１を長手方向の軸を中心に回転させて創成放電加工を行う。ブレード１４は、残り部１４ｃを加工されて、図１６に示した第２状態の凹面１４ａ2及び第２状態の凸面１４ｂ2から、図１７に示すように、完成された凹面１４ａ及び凸面１４ｂが形成される。
【００６５】
また、直線状電極２１を、図１８に示したように、入口側から出口側へブレード１４をなぞるように移動させて、図１６に示した残り部１４ｃを加工してもよい。
【００６６】
図１９は、本実施形態の一体型インペラ１０の加工に用いる直線状電極２１の他の例を示す。
【００６７】
図１９に示した直線状電極２１は、先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成したものである。図１４に示した例では、図３のステップ２で示した内周側経路形成工程において形成された内周側の流路１５まで、図１１のように設置した直線状電極２１を移動させても届かない場合、直線状電極２１の角度を変更して対応した。図１９に示す例では、先端部２１１の直径を太く形成し、先端部２１１の角と側面を利用して直線状電極２１の角度を変更せずに対応することが可能となる。
【００６８】
図１９に示した直線状電極２１は、先端部２１１のみに銅、タングステン、銅タングステン、カーボン又はその他の合金等の材料を使用し、基端部２１２には硬く曲げに強い材料、例えば、鉄系、超硬合金又はチタン合金等の合金材料、ＣＦＲＰ等の繊維複合樹脂素材等の材料を使用してもよい。この場合、先端部２１１は、基端部２１２にねじ込み等で取り付けられればよい。このように、直線状電極２１の基端部２１２に鉄系の材料を使用することで高強度となり、狭い開口部から挿入する電極を細く形成することが可能となる。また、基端部２１２は共通に使用し、先端部２１１のみを交換して使用することができるので、製作コストを減らし、納期を短くすることが可能となる。
【００６９】
図２０は、本実施形態の一体型インペラ１０の加工に用いる直線状電極２１の先端部２１１の他の例を示す。
【００７０】
図２０（ａ）は、直線状電極２１の先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成した例において、先端部２１１の基端部２１２側にＣ逃がし部２１ａを形成したものである。このように、Ｃ逃がし部２１ａを形成することによって、図１９に示したブレード１４の凸面１４ｂに接触せずに、流路１５のより内周側に移動することが可能となる。したがって、ブレード１４の内周側まで加工することができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００７１】
図２０（ｂ）は、直線状電極２１の先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成した例において、先端部２１１の基端部２１２側のＲ逃がし部２１ｂを曲面で形成したものである。このように、Ｒ逃がし部２１ｂを形成することによって、図１９に示したブレード１４の凸面１４ｂに接触せずに、流路１５のより内周側に移動することが可能となる。したがって、ブレード１４の内周側まで加工することができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００７２】
図２０（ｃ）は、直線状電極２１の先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成した例において、先端部２１１の先端にＣ面取り部２１ｃを形成したものである。このように、Ｃ面取り部２１ｃを形成することによって、移動ピッチによって生じる段差を小さくすることが可能となる。また、ブレード１４との干渉を少なくすることができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００７３】
図２０（ｄ）は、直線状電極２１の先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成した例において、先端部２１１の先端にＲ面取り部２１ｄを形成したものである。このように、Ｒ面取り部２１ｄを形成することによって、移動ピッチによって生じる段差を小さくすることが可能となる。また、ブレード１４との干渉を少なくすることができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００７４】
図２０（ｅ）は、直線状電極２１の先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成した例において、先端部２１１の側面を曲面２１ｅで形成したものである。曲面２１ｅは、流路の曲率にあわせた凸状又は凹状に形成することが好ましい。このように、先端部２１１の側面を流路の曲率にあわせた曲面で形成することによって、曲率を有する流路１５の加工時間を短縮することが可能となる。
【００７５】
図２０（ｆ）は、直線状電極２１の先端部２１１を球体に形成したものである。このように、先端部２１１を球体に形成することによって、移動ピッチによって生じる段差を小さくすることが可能となる。また、ブレード１４との干渉を少なくすることができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００７６】
図２０（ｇ）は、直線状電極２１の先端部２１１を角柱状又は直方体等に形成したものである。このように、先端部２１１の側面を平面に形成することによって、面を平滑に加工する精度を向上させることが可能となる。また、平滑な面に加工する時間を短縮することが可能となる。
【００７７】
なお、図２０（ｇ）に示したように、直線状電極２１の先端部２１１を角柱状又は直方体等に形成した場合、直線状電極２１は回転させなくてもよい。また、角柱状又は直方体等に形成した先端部２１１は、角をＣ面取り及びＲ面取りをしてもよく、平面を曲面に形成してもよい。
【００７８】
このように、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法において、ステップ３の外周側流路形成工程を終了した後は、図３に示したフローチャートのステップ４に進む。
【００７９】
ステップ４では、機械研磨工程を実行する（ＳＴ４）。ステップ２の内周側流路形成工程及びステップ３の内周側流路形成工程において、内周側及び外周側から流路の加工を実施した際、その繋ぎの部分に微少な段差が生じる。機械研磨工程は、その繋ぎの部分に生じる微少な段差を平滑化する。機械研磨は、棒砥石、平砥石又は回転砥石を装着したグラインダ等を用いる。また、研磨粉を使用した手研磨等で平滑化してもよい。
【００８０】
次に、ステップ５で、洗浄工程を実行する（ＳＴ５）。洗浄工程は、ステップ２の内周側流路形成工程、ステップ３の内周側流路形成工程及びステップ４の機械研磨工程においてインペラ１０に付着した油及び汚れ等を除去する。一般には、市販されているパーツクリーナーを用いればよい。
【００８１】
洗浄が不十分だと、この後に実行する研磨工程で均一性を欠く結果となるおそれがある。特に、研磨工程において、化学研磨又は電解研磨等の薬剤を用いて研磨する場合、表面に油及び汚れが付着していると、研磨液のワーク表面への接触が部分的に阻害され、不均一な処理となることがある。
【００８２】
なお、研磨工程で電解研磨を行う場合、研磨を行う前に、電流を負荷して液循環を一定時間行うことによって、洗浄工程を兼ねてもよい。また、汚れが少ない場合又は研磨剤を使用して機械的な研磨を行う場合には、洗浄工程を省略してもよい。
【００８３】
次に、ステップ６で、研磨工程を実行する（ＳＴ６）。研磨工程では、洗浄工程後の流路１５の表面の研磨を行い、放電加工で生じた変質層の除去及びインペラ１０の表面の平滑性の改善を行う。変質層が残っていると、金属疲労の原因となり、インペラ１０の寿命が短縮するおそれがある。
【００８４】
研磨は、流体研磨、化学研磨及び電解研磨等の方法を用いる。流体研磨は、インペラ１０の流路１５に対して、特殊な粘土状のものに砥粒を混ぜたメディアを高圧で流し込むことによって、流路１５の表面を平滑にする。化学研磨は、研磨しない部分にマスキングをした後、インペラ１０を化学研磨液中に一定時間浸けてマスキングしていない部分を平滑にする。化学研磨液は材質にあった市販のものを使用すればよい。
【００８５】
電解研磨は、電極を用いてインペラ１０を電解研磨液に浸け、インペラ１０の側をプラス、電極側をマイナスとして通電することで、流路１５の表面の金属を融解させる。電解研磨は加工面に凹凸が存在する場合、凸部は、凹部に比べて電極に近い位置にあるため、より速い速度で溶解される。したがって、電解研磨は流路１５の表面を滑らかにするだけでなく、凹凸を無くし、平らにする効果があるため、一般に良く用いられている。
【００８６】
なお、電解研磨は、研磨が不用な部分も研磨されてしまうおそれがある。そこで、流路１５に類似した形状の電極を使用してもよい。また、均一に表面を研磨するためには、電解研磨液の表面更新を確実に行う必要があり、加工液の噴き出し、開口部のシール、電解研磨時に発生する水素の円滑な排出等のために、治具の形状は適宜変更してもよい。電解研磨液は材質にあった市販のものを使用すればよく、適用する電気条件や加工時間に依るが、表面粗さとしてＲａ２μｍ以下の平滑度を達成することができる。
【００８７】
次に、ステップ７で、外形仕上げ工程を実行する（ＳＴ７）。外形仕上げ工程は、機械加工によって外形の仕上げを行い、全体の寸法を既定値となるように加工する。
【００８８】
このように、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法によれば、加工精度が良く、安価なインペラ１０を、リードタイムを短く製作することが可能となる。
【００８９】
以上、本実施形態の底部を形成する第１シュラウド１１と、蓋部を形成する第２シュラウド１２と、第１シュラウド１１の中心部分に形成されるハブ１３と、第１シュラウド１１と第２シュラウド１２の間に形成される流体が流れる流路１５を区分けするブレード１４と、を備える一体型インペラ１０の製造方法は、インペラ１０の内周側の流路を形成する工程と、インペラ１０の外周側の流路を形成する工程と、を有し、インペラ１０の外周側の流路を形成する工程は、直線状電極を長手方向の軸を中心に回転させて、第１シュラウド１１を創成放電加工する工程と、第２シュラウド１２を創成放電加工する工程と、ブレード１４を創成放電加工する工程と、を有する。したがって、特殊な形状の電極を製作する必要が無いので、加工精度が良く、安価なインペラ１０を、リードタイムを短く製作することが可能となる。
【００９０】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、第１シュラウド１１を創成放電加工する工程では、インペラ１０の中心軸Ｃと直線状電極２１の長手方向の軸が直交するように設置するので、直線状電極２１を上下に移動させるだけで加工することができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００９１】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、角度を変更可能なので、流路１５の形状にあわせて角度を変更することができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００９２】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１の先端部２１１は、基端部２１２とは異なる材料で形成されるので、基端部２１２は共通に使用し、先端部２１１のみを交換して使用することができるので、製作コストを減らし、納期を短くすることが可能となる。
【００９３】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、先端部２１１の直径を基端部２１２よりも太く形成するので、ブレード１４の内周側まで加工することができ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００９４】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、先端部２１１を角柱状に形成するので、面を平滑に加工する精度を向上させることが可能となる。また、平滑な面に加工する時間を短縮することが可能となる。
【００９５】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、先端部２１１の基端部２１２側に逃がし部２１ａ，２１ｂを有するので、ブレード１４との干渉を少なくすることができ、加工時間を短縮することが可能となる。また、移動ピッチによって生じる段差を小さくすることができ、加工精度を向上させることが可能となる。
【００９６】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、先端部２１２の先端側に面取り部２１ｃ，２１ｄを有するので、ブレード１４との干渉を少なくすることができ、加工時間を短縮することが可能となる。また、移動ピッチによって生じる段差を小さくすることができ、加工精度を向上させることが可能となる。
【００９７】
本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法では、直線状電極２１は、側面を曲面２１ｅで形成するので、曲率を有する流路１５の加工時間を短縮することが可能となる。
【００９８】
以上、本実施形態の一体型インペラ１０の製造方法をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の組み合わせ又は変形が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１０…一体型インペラ
１１…第１シュラウド
１２…第２シュラウド
１３…ハブ
１４…ブレード
１５…流路
２１…直線状電極
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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