(57)【要約】【課題】下穴、中空電極並びに治具を必要としない放電加工技術を提供することを課題とする。【解決手段】図（ｃ）は微細気泡２６の作用を説明する図であり、スラッジ２９は＋で、微細気泡２６が−であるから、微細気泡２６にスラッジ２９が結合し、この形態で凹部２８から離れていく。ところで、電極２１は−であるため、この電極２１にスラッジ２９が付着する虞はある。しかし、仮に電極２１にスラッジ２９が付着したとしても、その付近で微細気泡２６が破裂し、この破裂による衝撃で矢印（１）のようにスラッジ２９が電極２１から離れる。このようにして、スラッジ２９は電極２１に付着することなく、加工液１１とともに、排出される。【効果】ワークに下穴を開ける必要はなく、治具を配置する必要はなく、且つ電極を中空にする必要もない。この結果、加工工数の低減を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと電極との間に加工液を介在させ、前記電極とワークとの間に放電を起こさせ、放電エネルギーでワークに微細穴を開ける放電加工方法において、
前記加工液に、気泡の径がナノサイズ〜数十μｍである微細気泡を混入したことを特徴とする微細穴の放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電エネルギーでワークに微細穴を開ける放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工方法は、加工液（誘電性の液）中で電極とワークとの間にパルス電圧を印可して、火花放電を繰り返し発生させることを特徴とする加工方法である。  ワークは導電性材料であれば種類は問わない。加工の際にワークに与える力は微小であるため、微細な穴の加工に適している。ワークから溶融除去した加工屑はスラッジと呼ばれる。
【０００３】
このスラッジは放置すると電極などに付着するため、速やかに排出する必要がある。スラッジの排出方法は各種提案されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−７２３公報（図１）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図４は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）に示されるように、加工槽１０１に加工液１０２を満たし、この加工液１０２にワーク１０３を沈めるが、ワーク１０３には下穴１０４を開けておく。そして、この下穴１０４の下方を囲うように治具１０５を配置する。
【０００５】
次に（ｂ）に示されるように、先が尖っていて且つ中空の電極１０６を下穴１０４に臨ませ、放電を開始する。この際に電極１０６の中空穴１０７から矢印Ａのように加工液を噴射する。加工液は治具１０５で反転し、矢印Ｂ、Ｂのようにワーク１０３と電極１０６との間を流れる。発生したスラッジは矢印Ｂ、Ｂの流れに乗って排出される。
【０００６】
従来の技術では、中空の電極１０６を使用する必要があり、ワーク１０３に下穴１０４を開ける必要があり、下穴１０４の下に治具１０５を配置する必要がある。すなわち、治具１０５の段取りが不可欠であるため、段取り工数が発生し、作業時間が長くなる。
また、ワーク１０３に下穴１０４を開ける必要があり、加工工数が嵩む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、下穴、中空電極並びに治具を必要としない放電加工技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ワークと電極との間に加工液を介在させ、前記電極とワークとの間に放電を起こさせ、放電エネルギーでワークに微細穴を開ける放電加工方法において、前記加工液に、気泡の径がナノサイズ〜数十μｍである微細気泡を混入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、加工液に、気泡の径がナノサイズ〜数十μｍである微細気泡を混入した。微細な気泡は、−（マイナス）の電位を有するという物理的性質を備えている（特表ＷＯ２００５／０３０６４９公報第５頁第２６行〜第２９行参照）。そこで、ワークを＋、電極を−にする。スラッジはワークと同じく＋になる。スラッジが＋で気泡が−であるため、スラッジは気泡に結合して、気泡を含む加工液と共に排出される。
【００１０】
加えて、気泡は破裂することで衝撃作用を発揮する。この衝撃作用で、電極に付着しかけたスラッジを引き剥がすことができる。
すなわち、請求項１によれば、ワークに下穴を開ける必要はなく、治具を配置する必要はなく、且つ電極を中空にする必要もない。この結果、加工工数の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る放電加工装置の原理図であり、放電加工装置１０は、加工液１１を溜める槽１２と、この槽１２から取り出した加工液を溜める１次タンク１３と、１次タンク１３から取り出した加工液を濾過するフィルター１４と、濾過した加工液をイオン交換樹脂に接触させるイオン交換器１５と、イオンが交換されて純水化された加工液を溜める２次タンク１６と、この２次タンク１６から加工液を汲み上げ、加圧して循環路１７に沿って流すポンプ１８と、このポンプ１８から供給された加工液に、ナノサイズ〜数十μｍの径の気泡を混合させる微細気泡発生器１９と、加工液を噴射する噴射ノズル２０と、電極２１と、この電極２１を支える電極ホルダー２２と、ワーク２３と電極２１とにパルス電圧を印可する電源２４とからなる。
【００１２】
なお、微細気泡発生器１９は想像線で示すように、循環路１７の外に配置し、発生した微細気泡を循環路１７に注入するようにしてもよい。
また、微細気泡発生器１９は純水１ｃｍ３当たり１０万〜７０万個の気泡を発生させる。本発明では、純水１ｃｍ３当たり７０万個の気泡を発生させるものを採用した。
【００１３】
以上に説明した放電加工装置１０で実施する放電加工の原理を次に説明する。
図２は本発明に係る放電加工方法を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）は同時に進行するが、図が繁雑になるため、（ａ）で加工液の説明を行い、（ｂ）で放電現象の説明を行う。
【００１４】
（ａ）に示すように、ワーク２３に電極２１を臨ませ、この電極２１とワーク２３との間に噴射ノズル２０から加工液を噴射する。この加工液には、径がナノサイズ〜数十μｍである微細気泡２６が多数含まれている。この微細気泡２６は−（マイナス）を帯びている。
【００１５】
（ｂ）に示すように、ワーク２３と電極２１との間に放電による電弧（アーク）２７が発生し、この電弧２７が千度を超える高温であるため、ワーク２３に凹部２８が生成する。この凹部２８にほぼ匹敵する量の屑が微細なスラッジ２９となって、加工液１１中に飛散する。ワーク２３が＋であるため、スラッジ２９も＋を帯びている。
【００１６】
（ｃ）は微細気泡２６の作用を説明する図であり、スラッジ２９は＋で、微細気泡２６が−であるから、微細気泡２６にスラッジ２９が結合し、この形態で凹部２８から離れていく。ところで、電極２１は−であるため、この電極２１にスラッジ２９が付着する虞はある。しかし、仮に電極２１にスラッジ２９が付着したとしても、その付近で微細気泡２６が破裂し、この破裂による衝撃で矢印（１）のようにスラッジ２９が電極２１から離れる。
【００１７】
このようにして、スラッジ２９は電極２１に付着することなく、加工液１１とともに、排出される。
【００１８】
次に、微細気泡の径について説明する。
図３はワークと微細穴と微細気泡との関係を説明する図であり、電極２１によりワーク２３に微細穴３０が開けられている。電極２１の外径をＤ１、微細穴３０の内径をＤ２、電極２１と微細穴３０との隙間をＧとすれば、Ｄ２＝Ｄ１＋２×Ｇの計算式が成立する。
【００１９】
電極２１の外径Ｄ１は２０μｍ〜８０μｍであり、隙間Ｇは１０μｍである。したがって、微細穴３０の内径Ｄ２は４０μｍ〜１００μｍとなる。
【００２０】
Ｇの隙間には加工液が満たされており、この加工液には微細気泡２６が含まれる。微細気泡２６の径ｄは、１０μｍ以下であれば、隙間Ｇに進入し得る。そして、隙間Ｇに進入した微細気泡２６は、矢印（２）のように上昇する。この上昇速度は、気泡の径が小さいほど遅くなる。したがって、ナノサイズであれば、長い時間隙間Ｇに留まって、スラッジとの結合に備えさせることができる。
【００２１】
微細気泡２６が長い時間隙間Ｇに留まっているので、微細穴３０の深さＬｄを十分に大きくすることできる。発明者らの実験によれば、Ｄ２が４０μｍでは、Ｌｄは０．８ｍｍ、Ｄ２が１００μｍでは、Ｌｄは２．０ｍまで加工が可能であった。
Ｌｄが１ｍｍの場合は、Ｌｄ／Ｄ２＝８００μｍ／４０μｍ＝２０、Ｌｄが２．０ｍｍの場合は、Ｌｄ／Ｄ２＝２０００μｍ／１００μｍ＝２０となる。すなわち、Ｄ２の２０倍の穴開けが可能であった。
【００２２】
４０μｍ〜１００μｍの穴径で、微細穴の径の２０倍の穴を開けることができるため、本発明の放電加工方法は、ディ−ゼルエンジン用燃料噴射弁の噴射穴の加工に適用できる。
【００２３】
この場合、燃料噴射弁の素材に下穴を開ける必要はなく、治具を配置する必要もなく、且つ電極を中空にする必要もない。この結果、燃料噴射弁の加工工数の低減を図ることができる。
【００２４】
尚、本発明の放電加工方法は、燃料噴射弁の噴射穴の他、一般の機械部品の穴開けに適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、燃料噴射弁の噴射穴の加工に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る放電加工装置の原理図である。
【図２】本発明に係る放電加工方法を説明する図である。
【図３】ワークと微細穴と微細気泡との関係を説明する図である。
【図４】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…放電加工装置、１１…加工液、１９…微細気泡発生器、２１…電極、２３…ワーク、２６…微細気泡、２９…スラッジ、３０…微細穴、Ｄ２…微細穴の径、Ｌｄ…微細穴の深さ、ｄ…微細気泡の径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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