(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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管形状の電極と、
前記電極が第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り装置と、
前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給部と、
前記被加工物内を進行する前記電極に対して、前記第一水平方向に直交する第二水平方向の磁界を前記第一水平方向に一様に発生させる磁界発生部と、を備え、
前記磁界発生部は、前記電極にかかる等分布荷重と、前記磁界によって前記電極に発生するローレンツ力とが釣り合うように、前記磁界を発生させる電解加工装置。
【請求項２】
前記磁界発生部は、前記第一水平方向に沿って等間隔に並べられた複数の磁石を有する請求項１に記載の電解加工装置。
【請求項３】
前記電極の送り量に対応するように前記磁界の前記第一水平方向における範囲を調整する制御装置を備える請求項２に記載の電解加工装置。
【請求項４】
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管形状の電極と、
前記電極が第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り装置と、
前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給部と、
前記被加工物の前記第一水平方向に直交する第二水平方向回りの角度、及び前記被加工物の高さを調整可能に、前記被加工物を支持する被加工物支持装置と、
前記被加工物内を進行する前記電極のたわみ量及びたわみ角に応じて前記被加工物の角度及び高さを調整する制御装置と、を備える電解加工装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記電極の単位長さ当たりの質量、ヤング率、及び断面二次モーメントを記憶する記憶部と、
前記電極の固定端からの送り量に基づいて前記電極のたわみ量及びたわみ角を演算する演算部と、を有する請求項４に記載の電解加工装置。
【請求項６】
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管形状の電極を、第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り工程と、
前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給工程と、
前記被加工物内を進行する前記電極に対して、前記第一水平方向に直交する第二水平方向の磁界を前記第一水平方向に一様に発生させる磁界発生工程と、を備え、
前記磁界発生部工程で、前記電極にかかる等分布荷重と、前記磁界によって前記電極に発生するローレンツ力とが釣り合うように、前記磁界を発生させる電解加工方法。
【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物との間を通電することにより、被加工物を溶解させて加工する電解加工装置、及び電解加工方法に関する。
【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いる。特に、難削材に対して高アスペクト比を有する加工孔を形成する際には管形状の加工用電極を用いる電解加工法を用いることが好ましい。
【０００３】
特許文献１には、例えば、ガスタービンのタービン翼内に冷却媒体を流通させるための冷却孔を形成する電解加工装置が記載されている。この電解加工装置において、冷却孔の穿孔方向、及び加工用電極は鉛直方向に延在している。
加工用電極の延在方向は、被加工物の上方に固定された電極ガイド孔により規定されている。電極ガイド孔の上方には、加工用電極を鉛直方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して加工用電極を鉛直方向に進行させる送り装置が配置されている。送り装置は、例えば、ボールねじ機構と電動機、及びこれらを支持する支持軸で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５９５１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ガスタービンは、出力の増加に伴ってタービン翼の長大化が進んでいる。これに伴い、電解加工装置も大型化しており、製造コスト増大の一因となっている。特に、送り装置は、加工ヘッドを被加工物の鉛直方向上方に配置するために、支持軸からオーバーハングさせた構造にする必要がある。これにより、加工距離が長くなるほどに、送り装置の強度を向上させたりする必要が生じ、やはり、製造コスト増大につながっている。
【０００６】
また、冷却孔の穿孔方向を水平方向として、電解加工装置の高さを抑える方法もある。しかしながら、このような形態の電解加工装置の場合、重力の影響により加工用電極の先端がたわむことによって加工された冷却孔の内周面に接触することがある。加工用電極が冷却孔に接触することにより短絡が発生し、加工ができなくなる。
また、加工用電極と被加工物との短絡が発生しない場合においても、加工用電極の先端の傾きにより、冷却孔が重力方向に曲がってしまうという課題がある。
【０００７】
この発明は、装置の全体高さを低減しながら、被加工物に直線性の高い加工孔を形成することができる電解加工装置、及び電解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】
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、電解加工装置は、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管形状の電極と、前記電極が第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り装置と、前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給部と、前記被加工物内を進行する前記電極に対して、前記第一水平方向に直交する第二水平方向の磁界を前記第一水平方向に一様に発生させる磁界発生部と、を備え、前記磁界発生部は、前記電極にかかる等分布荷重と、前記磁界によって前記電極に発生するローレンツ力とが釣り合うように、前記磁界を発生させる。
【０００９】
このような構成によれば、電極を流れる電流と磁界によりローレンツ力が発生することによって、電極の直線性を確保することができる。換言すれば、第一水平方向に延在する電極のたわみに起因する加工送り不良を防止することができる。これにより、装置の全体高さを低減しながら、被加工物に直線性の高い加工孔を形成することができる。
【００１１】
上記電解加工装置において、前記磁界発生部は、前記第一水平方向に沿って等間隔に並べられた複数の磁石を有してよい。
【００１２】
このような構成によれば、電極の送り量に応じて発生させる磁界の範囲を調整することができる。
【００１３】
上記電解加工装置において、前記電極の送り量に対応するように前記磁界の前記第一水平方向における範囲を調整する制御装置を備えてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、全ての磁石をＯＮにして磁界の範囲を調整しない場合と比較して、電極の短絡する可能性を低くすることができる。即ち、全ての磁石をＯＮにする場合、隣接する磁石による磁界が干渉して、荷重と変形との関係に誤差が生じる可能性がある。特に、電極の先端における誤差は、短絡に繋がる可能性があるため、送り量に応じて磁界の範囲を調整することにより、短絡の可能性を低くすることができる。
【００１５】
本発明の第二の態様によれば、電解加工装置は、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管形状の電極と、前記電極が第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り装置と、前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給部と、前記被加工物の前記第一水平方向に直交する第二水平方向回りの角度、及び前記被加工物の高さを調整可能に、前記被加工物を支持する被加工物支持装置と、前記被加工物内を進行する前記電極のたわみ量及びたわみ角に応じて前記被加工物の角度及び高さを調整する制御装置と、を備える。
【００１６】
このような構成によれば、電極のたわみに応じて被加工物の角度及び高さを調整することによって、装置の全体高さを低減しながら、被加工物に直線性の高い加工孔を形成することができる。
【００１７】
上記電解加工装置において、前記制御装置は、前記電極の単位長さ当たりの質量、ヤング率、及び断面二次モーメントを記憶する記憶部と、前記電極の固定端からの送り量に基づいて前記電極のたわみ量及びたわみ角を演算する演算部と、を有してよい。
本発明の第三の態様によれば、電解加工方法は、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管形状の電極を、第一水平方向に延在するように支持しながら、被加工物に対して前記電極を前記第一水平方向に進行させる送り工程と、前記電極に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる電流供給工程と、前記被加工物内を進行する前記電極に対して、前記第一水平方向に直交する第二水平方向の磁界を前記第一水平方向に一様に発生させる磁界発生工程と、を備え、前記磁界発生部工程で、前記電極にかかる等分布荷重と、前記磁界によって前記電極に発生するローレンツ力とが釣り合うように、前記磁界を発生させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、装置の全体高さを低減しながら、被加工物に直線性の高い加工孔を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施形態の電解加工装置の概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の電解加工装置の磁界発生部の概略図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の電解加工装置において電極にかかる荷重とローレンツ力の関係を説明する概略図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の電解加工装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第二の実施形態の電解加工装置の概略図である。
【図６】本発明の第二の実施形態の電解加工装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第二の実施形態の電解加工装置の制御方法を説明する概略図である。
【図８】本発明の第三の実施形態の電解加工装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第一の実施形態〕
以下、本発明の第一の実施形態に係る電解加工装置について説明する。
本実施形態の電解加工装置は、電解加工を用いて、被加工物に対して高アスペクト比の直線状の加工孔を形成するための装置である。図１に示すように、本実施形態の電解加工装置１は、固定された被加工物Ｗに対して水平方向の加工孔Ｈを形成する。本実施形態では、被加工物Ｗはガスタービンのタービン翼であり、被加工物Ｗの加工孔Ｈは、タービン翼を冷却するための冷却孔である。
【００２１】
図１に示すように、電解加工装置１は、管形状の電極７を有する加工装置本体２と、被加工物Ｗが収容される加工槽３と、電極７を進行させる際に電極７を案内するガイド部５と、被加工物Ｗを支持する被加工物支持装置４と、磁界発生部９と、制御装置１０と、を備えている。
本実施形態の電解加工装置１においては、電極７の軸線は水平方向に延在しており、電解加工装置１は、電極７を電極７の軸線に沿う方向に移動させながら加工孔Ｈを形成する。
なお、以下の説明において、電極７の軸線が延びている水平方向を第一水平方向Ｘとする。第一水平方向Ｘで被加工物Ｗが配置されている側（図１の紙面に向かって右側）を前方側Ｘ１（電極７の先端側）、加工装置本体２が配置されている側を後方側Ｘ２（電極７の基端側）と呼ぶ。第一水平方向Ｘに直交する水平方向を第二水平方向Ｙとする。
【００２２】
加工装置本体２は、第一水平方向Ｘに延在する管形状の電極７を、被加工物Ｗに対して第一水平方向Ｘに進退させる。加工装置本体２は、電極７を有する加工ヘッド６と、加工ヘッド６を支持する支持部材８と、支持部材８を進退させる送り装置１２と、電極７へ電流を供給する電流供給部１３と、を有している。
【００２３】
送り装置１２は、電極７が第一水平方向Ｘに延在するように支持しながら被加工物Ｗに対して電極７を第一水平方向Ｘに進行させる。送り装置１２は、ボールねじ機構を有している。ボールねじ機構は、外周面に雄ネジが形成された円柱状部材であるねじ軸１４と、ねじ軸１４上を走行するナット１５と、を有している。ねじ軸１４は、第一水平方向Ｘに延在している。ナット１５は、第一水平方向Ｘに移動自在である。
支持部材８は棒状をなし、ねじ軸１４と平行を成すようにナット１５に固定されている。即ち、支持部材８は、ナット１５を移動させることによって、第一水平方向Ｘに移動する。支持部材８は、加工槽３に形成されている貫通孔１６を介して加工槽３の内部に挿入されている。
【００２４】
加工ヘッド６は、支持部材８の前方側Ｘ１の端部に設けられている。加工ヘッド６は、第一水平方向Ｘに延在する電極７と、電極７の基端を把持する把持部１７と、を有している。
把持部１７は、内部が中空状とされた筒状をなしている。把持部１７の軸線は、第一水平方向Ｘに延在している。
【００２５】
電極７は、電極７の基端が把持部１７に前方側Ｘ１から挿入されることで把持部１７に把持される。
把持部１７の後方側Ｘ２は、図示しない電解液流通路に接続されている。電解液は、電解液流通路を介して把持部１７の内部に供給される。電解液の供給量は、図示しない流量制御装置によって任意に調整可能である。電解液としては、例えば硫酸、硝酸、食塩水等が用いられる。
【００２６】
電極７は、被加工物Ｗに加工孔Ｈ（タービン翼の冷却孔）を電解加工により形成する。電極７は、第一水平方向Ｘに延びる筒状をなしている。
電極７は、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によって形成されている。電極７の内周側の中空部分（電極７の内部）は、加工ヘッド６の把持部１７の中空部分と連通している。これによって、電極７の内側を基端側（送り装置１２側）から先端側（被加工物Ｗ側）に向かって、電解加工に供される電解液が流通される。本実施形態では電極７は円筒状をなしているが、例えば断面多角形の角筒状をなしていてもよい。
【００２７】
電極７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（図示せず）によって被覆されている。電極７の先端側の端面では電極７が露出し、先端の露出部分で電極７が被加工物Ｗとの間で通電可能となっている。
【００２８】
電流供給部１３は、電極７に対して基端側から先端側に向かって電流を流通させる。電流供給部１３は、ケーブル１８によって電極７と接続されている。電流供給部１３は、電極７に電流を供給して電極７の前方側Ｘ１に向かって電流を流通させる電源装置である。電流は、第一水平方向Ｘの後方側Ｘ２から第一水平方向Ｘの前方側Ｘ１に向かって流れる。
【００２９】
ガイド部５は、加工槽３の内部であって被加工物Ｗの後方側Ｘ２に配置されている。ガイド部５は、送り装置１２によって進退する電極７を第一水平方向Ｘに沿うように案内する。ガイド部５には、第一水平方向Ｘに貫通するガイド孔２０が穿設されている。ガイド孔２０には電極７が後方側Ｘ２から前方側Ｘ１に向かって挿通されている。ガイド孔２０の軸線は、第一水平方向Ｘと平行である。ガイド孔２０の軸線の高さは、電極７の高さと同一である。
電極７は、ガイド部５によって支持される。第一水平方向Ｘに延在する電極７を片持ちばりとすると、電極７の固定端は、ガイド部５の第一水平方向Ｘ前方側Ｘ１を向く面である。
【００３０】
被加工物支持装置４は、被加工物Ｗを支持する装置である。被加工物支持装置４は、加工槽３の内部に配置されており、例えば、クランプ（図示せず）を用いて被加工物Ｗを固定する。被加工物支持装置４は、ガイド部５と被加工物Ｗとの間に所定の隙間が形成されるように、被加工物Ｗを支持する。
【００３１】
磁界発生部９は、被加工物支持装置４に取り付けられており、被加工物Ｗに加工孔Ｈを形成する電極７に対して磁束密度Ｂの磁界（磁場）を発生させる。磁界発生部９は、電極７の軸線上に第二水平方向Ｙの磁界を印加する。磁界発生部９は、一対の電磁石群２２と、電磁石群２２を構成する電磁石２７に電力を供給する電力供給部２３と、を有している。
電磁石群２２は、磁石支持部材２４を介して被加工物支持装置４に取り付けられている。
【００３２】
図２に示すように、電磁石群２２は、被加工物Ｗの第二水平方向Ｙの一方側Ｙ１に配置された第一電磁石群２５と、被加工物Ｗの第二水平方向Ｙの他方側Ｙ２に配置された第二電磁石群２６とを有する。
電磁石群２２は、第一水平方向Ｘに沿って等間隔に配置されている複数の電磁石２７を有している。隣り合う電磁石２７同士の間隔Ｌｍは一定である。複数の電磁石２７の高さは、電極７の軸線と同一である。
【００３３】
磁界発生部９は、被加工物Ｗ内を進行する電極７に対して、第一水平方向Ｘに直交する第二水平方向Ｙの磁界を発生させる。図２には、この磁界による磁力線Ｂを示す。磁界発生部９は、電極７に対して、第二水平方向Ｙの磁界を第一水平方向Ｘに一様に発生させる。詳細には、磁界発生部９は、第一水平方向Ｘの前方側Ｘ１に向かって右側から左側に向かう方向の磁界を発生させる。
具体的には、電子（負の電荷の荷電粒子）が第一水平方向Ｘの後方側Ｘ２に向かって運動した場合に、電子に鉛直方向上方のローレンツ力が働くように、磁界を発生させる。
【００３４】
図３に示すように、制御装置１０は、磁界が電流中の荷電粒子に作用することによって生じるローレンツ力Ｆと電極７にかかる荷重とが釣り合うように、磁界を発生させる。単位長さ当たりの電極質量は均一である。即ち、電極７にかかる荷重は等分布荷重である。
具体的には、電極７の送り量をＬ（固定端Ｆｉからの送り量）、電極７に流通する電流の大きさをＩとすると、単位長さ当たりのローレンツ力Ｆ／Ｌと、単位長さ当たりの荷重ｗｇとが釣り合うように磁界を発生させる。即ち、以下の数式（１）を満たすような磁束密度Ｂの磁界を発生させる。
Ｆ／Ｌ  ＝  ｗ×ｇ  ＝  Ｉ×Ｂ  ・・・（１）
数式（１）より、電磁石２７によって発生する磁界の磁束密度Ｂは、以下の数式（２）により算出することができる。
Ｂ  ＝  ｗ×ｇ／Ｉ  ・・・（２）
【００３５】
電解加工装置１は、電極７の先端から電解液を流出させるとともに、電極７に直流電圧をかける。これにより、電解液を介して電極７と被加工物Ｗとの間が通電される。電極７と被加工物Ｗとの間が通電されることにより、被加工物Ｗが溶解されて加工孔Ｈが形成される。
また、電解加工装置１は、電極７を第一水平方向Ｘの前方側Ｘ１に移動させる。これにより、加工孔Ｈが一定の内径を維持しながら、徐々に深くなる。
また、磁界発生部９によって磁界が発生することによって、電流が流れる電極７にローレンツ力Ｆが発生する。
【００３６】
次に、本実施形態の電解加工装置１の制御方法について説明する。電解加工装置１の制御方法は、電極７の固定端からの送り量Ｌに応じて磁界を発生させる範囲を変化させることを特徴としている。換言すれば、電解加工装置１の制御装置１０は、電極７の送り量Ｌに対応するように磁界の第一水平方向Ｘにおける範囲を調整することを特徴としている。
図４に示すように、本実施形態の電解加工装置１の制御方法は、初期値入力工程Ｓ１１と、電極７を送る電極送り工程Ｓ１２と、電極７の送り量Ｌを監視する電極送り量監視工程Ｓ１３と、電極７の固定端Ｆｉからの送り量Ｌを判定する第一送り量判定工程Ｓ１４と、電極７の送り量Ｌに応じて電磁石２７をＯＮにする磁界操作工程Ｓ１５と、電極７に流れる電圧値Ｖを監視する電圧監視工程Ｓ１６と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧以上か判定する電圧判定工程Ｓ１７と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧よりも小さい場合に電極送りを終了する中断工程Ｓ１８と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧以上である場合に、電極７の送り量Ｌを判定する第二送り量判定工程Ｓ１９と、を有している。
【００３７】
まず、初期値入力工程Ｓ１１では、初期値としてｎ（ループカウンタ）に１が入力される。また、電磁石２７の数Ｎ、単位送り量ΔＬ、隣り合う電磁石２７同士の間隔Ｌｍが入力される。この段階では、まだ、何れの電磁石２７もＯＦＦ状態である。
【００３８】
電極送り工程Ｓ１２では、制御装置１０は、送り装置１２を制御して、電極７を所定の単位送り量ΔＬ分送る。
電極送り量監視工程Ｓ１３では、制御装置１０は、電極７の送り量Ｌを監視する。電極７の送り量Ｌは、センサによって測定してもよいし、ナット１５の移動量等から推定してもよい。
【００３９】
第一送り量判定工程Ｓ１４では、制御装置１０は、電極７の送り量ＬがＬ≧（ｎ−１）×Ｌｍを満たすか否かを判定する。即ち、制御装置１０は、電極７の送り量Ｌが第一水平方向Ｘの後方側Ｘ２から数えてｎ−１番目の電磁石２７に達したか否かを判定する。
磁界操作工程Ｓ１５では、制御装置１０は、電極７の送り量Ｌに対応するように磁界の第一水平方向Ｘにおける範囲を調整する。具体的には、第一水平方向Ｘにおいて、電極７が存在する範囲と磁界の範囲とが同じになるように、ＯＮにする電磁石２７の範囲を調整する。
制御装置は、電極７の送り量ＬがＬ≧（ｎ−１）×Ｌｍを満たしている場合にｎ番目の電磁石２７をＯＮにする。これにより、第一水平方向Ｘに配列された複数の電磁石２７のうち、１番目からｎ番目までの電磁石２７がＯＮになる。
【００４０】
電圧監視工程Ｓ１６では、制御装置１０は、電極７に流れる電圧値Ｖを監視する。
電圧判定工程Ｓ１７では、制御装置１０は、電極７に流れる電圧値ＶがＶ≧Ｖｔｈを満たすか否かを判定する。Ｖｔｈは、安定的に加工を行っているときの基準電圧をＶ０とすると、例えば、Ｖｔｈ＝０．５×Ｖ０に設定することができる。
【００４１】
中断工程Ｓ１８では、制御装置１０は、電極７に流れる電圧値ＶがＶ≧Ｖｔｈを満たさない場合に電極７の短絡が発生していると判断し、電極送りを終了する。電極送りを終了した後、作業者は、装置の状態を確認するなどして再開処理を行う。
【００４２】
第二送り量判定工程Ｓ１９では、制御装置１０は、電極７の送り量ＬがＬ≧Ｎ×Ｌｍを満たしているか否かを判定する。制御装置１０は、電極７の送り量Ｌが電磁石２７の間隔ＬｍのＮ倍以上となった場合に、電極７が加工終了位置に到達したと判断して、電極送りを終了する。
制御装置１０は、電極７の送り量Ｌが電磁石２７の間隔ＬｍのＮ倍よりも小さい場合に、ループカウンタｎに１を加算して、電極送り工程Ｓ１２に戻る。
【００４３】
上記実施形態によれば、電極７を流れる電流Ｉと磁束密度Ｂの磁界によりローレンツ力Ｆが発生することによって、電極７の直線性を確保することができる。換言すれば、第一水平方向Ｘに延在する電極７のたわみに起因する加工送り不良を防止することができる。これにより、被加工物Ｗに直線性の高い加工孔Ｈを形成することができる。
また、電極７を第一水平方向Ｘに延在させる装置構成としたことによって、装置の全体高さを低減することができる。また、電極７を移動させる送り装置１２を床上に配置することによって、送り装置１２を安定して配置することができ、送り装置１２の振動を抑制することができる。
【００４４】
また、磁界発生部９が第一水平方向Ｘに沿って等間隔に並べられた複数の電磁石２７を有することによって、電極７の固定端からの送り量Ｌに応じて発生させる磁界の範囲を調整することができる。
これにより、全ての電磁石２７をＯＮにして磁界の範囲を調整しない場合と比較して、電極７の短絡する可能性を低くすることができる。即ち、全ての電磁石をＯＮにする場合、隣接する電磁石２７による磁界が干渉して、荷重と変形との関係に誤差が生じる可能性がある。特に、電極７の先端における誤差は、短絡に繋がる可能性があるため、送り量Ｌに応じて磁界の範囲を調整することにより、短絡の可能性を低くすることができる。
また、電極７の送り量Ｌに応じて発生させる磁界の範囲を調整することによって、常に電極７の先端には任意の復元力を作用させることができる。これにより、加工孔Ｈの穿孔方向を水平方向とする場合に必要な位置決めをより高い精度で達成することができる。
【００４５】
〔第二の実施形態〕
以下、本発明の第二の実施形態の電解加工装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一の実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の電解加工装置１Ｂは、被加工物Ｗの第一水平方向Ｘに対する角度（第二水平方向Ｙに延在する軸回りの角度）、及び高さを調整可能に支持する被加工物支持装置３０を備えている。電解加工装置１Ｂは、電極７の先端のたわみ量δ、及びたわみ角θ（図７参照）に応じて被加工物Ｗを回転、昇降させる。また、本実施形態の制御装置１０Ｂは、被加工物Ｗ内を進行する電極７のたわみ量δ及びたわみ量δに応じて被加工物Ｗの角度及び高さを調整する機能を有している。
本実施形態の電解加工装置１Ｂには、磁界発生部９（図１参照）は設けられていない。
【００４６】
被加工物支持装置３０は、昇降装置３１と、昇降装置３１によって鉛直方向に昇降される被加工物固定部３２と、被加工物固定部３２と昇降装置３１との間に介在する角度制御部３６と、を有している。
昇降装置３１は、ボールねじ機構３３と、ボールねじ機構３３によって昇降する昇降部材３５と、を有している。ボールねじ機構３３は、ねじ軸３４とナット（図示せず）を有しており、昇降部材３５はナットに固定されている。ねじ軸３４は鉛直方向Ｚに延在している。
【００４７】
被加工物固定部３２は、例えば、クランプ（図示せず）を用いて被加工物Ｗを固定する。被加工物固定部３２は、被加工物Ｗを支持する支持面３２ａを有している。支持面３２ａは、第二水平方向Ｙに延在する軸を含む面である。
角度制御部３６は、第二水平方向Ｙに延在する回転軸線３６ａを中心に、支持面３２ａを回転させる。角度制御部３６は、例えば、電動機の駆動力を用いて被加工物固定部３２の傾斜角度を調整する機能を有している。
【００４８】
本実施形態の制御装置１０Ｂの記憶部には、電極７の単位長さ当たりの質量ｗ（ｋｇ／ｍｍ）、ヤング率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）、及び断面二次モーメント（ｍｍ４）が記憶されている。
制御装置１０Ｂは、ガイド部５（支持部）の前端（固定端Ｆｉ）からの電極７の送り量Ｌに基づいて電極７の先端のたわみ量δ、及びたわみ角θを算出する機能を有している。電極７の先端のたわみ量δ、及びたわみ角θは、以下の数式（３）、（４）を用いて算出することができる。
δ  ＝  ｗＬ４／８ＥＩ  ・・・  （３）
θ  ＝  ｗＬ３／６ＥＩ  ・・・  （４）
即ち、本実施形態の制御装置１０Ｂは、電極７の固定端Ｆｉからの送り量Ｌに基づいて電極７のたわみ量δ及びたわみ角θを演算する演算部を有している。
【００４９】
図６に示すように、本実施形態の電解加工装置１Ｂの制御方法は、電極７を送る電極送り工程Ｓ２１と、電極７の送り量Ｌに応じて電極７のたわみ量δ、及びたわみ角θを算出する算出工程Ｓ２２と、電極７のたわみ量δ及びたわみ角θに基づいて被加工物Ｗを移動させる被加工物移動工程Ｓ２３と、電極７に流れる電圧値Ｖを監視する電圧監視工程Ｓ２４と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧以上か判定する電圧判定工程Ｓ２５と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧よりも小さい場合に電極送りを終了する中断工程Ｓ２６と、電極７に流れる電圧値Ｖが所定の電圧以上である場合に、電極７の送り量Ｌを判定する送り量判定工程Ｓ２７と、を有している。
【００５０】
算出工程Ｓ２２では、制御装置１０は、電極７の送り量Ｌに応じて、数式（３）、及び（４）に基づいて電極７のたわみ量δ、及びたわみ角θを算出する。
被加工物移動工程Ｓ２３では、図７に示すように、制御装置１０は、電極７の先端がたわんだ場合においても、加工孔Ｈが直線状となるように、被加工物Ｗを移動させる。具体的には、電極７の先端のたわみ角θと、被加工物Ｗの水平に対する角度とが同じになるように、被加工物Ｗを回転させる。また、制御装置１０は、電極７の先端の位置における被加工物Ｗの高さが初期位置よりも、たわみ量δだけ低くなるように、被加工物Ｗを鉛直方向に移動させる。ここで、初期位置とは、電極７の固定端Ｆｉにおける高さである。
【００５１】
送り量判定工程Ｓ２７では、制御装置１０は、電極７の送り量Ｌが所望の加工孔Ｈの深さに対応する送り量Ｌｚに達したか否かを判定する。電極７の送り量Ｌが所望の加工孔Ｈの深さに対応する送り量Ｌｚに達した場合は、電解加工を終了する。電極７の送り量Ｌが所望の加工孔Ｈの深さに対応する送り量Ｌｚに達していない場合は、電極送り工程Ｓ２１に戻る。
【００５２】
上記実施形態によれば、電極７のたわみに応じて被加工物Ｗの角度及び高さを調整することによって、装置の全体高さを低減しながら、被加工物Ｗに直線性の高い加工孔Ｈを形成することができる。
【００５３】
〔第三の実施形態〕
以下、本発明の第三の実施形態の電解加工装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第二の実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の電解加工装置１の角度制御部は、被加工物固定部３２の後方側Ｘ２の端部を上下させる押し上げ装置３６Ｃである。押し上げ装置３６Ｃは、電動シリンダ３９（パワーシリンダ、電動アクチュエータ）と、電動シリンダ３９のロッドに先端に設けられたパッド４０と、を有している。押し上げ装置３６Ｃを構成する動力源としては、電動シリンダ３９に限らず、油圧シリンダなどの採用も可能である。
被加工物固定部３２の基端部と昇降部材３５とは、ヒンジ４１によって回転自在に接続されている。
【００５４】
本実施形態の電解加工装置１Ｃによれば、第二の実施形態の電解加工装置１Ｂと同様に、電極７のたわみに応じて被加工物Ｗの角度及び高さを調整することによって、装置の全体高さを低減しながら、被加工物Ｗに直線性の高い加工孔Ｈを形成することができる。
【００５５】
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、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態における電流供給部１３から電極７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７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７に作用する曲げの力を制御できる。
なお、このように電極７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Ｈの孔径が大きくなってしまうが、例えば電極７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。
【００５６】
また、ガイド部５は必ずしも設ける必要はなく、電極７の固定端を加工ヘッド６の把持部１７としてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１，１Ｂ，１Ｃ  電解加工装置
２  加工装置本体
３  加工槽
４  被加工物支持装置
５  ガイド部
６  加工ヘッド
７  電極
８  支持部材
９  磁界発生部
１０，１０Ｂ  制御装置
１２  送り装置
１３  電流供給部
１４  ねじ軸
１５  ナット
１６  貫通孔
１７  把持部
２０  ガイド孔
２２  電磁石群
２３  電力供給部
２４  磁石支持部材
２５  第一電磁石群
２６  第二電磁石群
２７  電磁石
３０  被加工物支持装置
３１  昇降装置
３２  被加工物固定部
３２ａ  支持面
３３  ボールねじ機構
３４  ねじ軸
３５  昇降部材
３６  角度制御部
３６Ｃ  押し上げ装置
３６ａ  回転軸線
３９  電動シリンダ
４０  パッド
４１  ヒンジ
Ｈ  加工孔
Ｗ  被加工物
Ｘ  第一水平方向
Ｘ１  前方側
Ｘ２  後方側
Ｙ  第二水平方向
【図１】
0006663802.tif 000002
【図２】
0006663802.tif 000003
【図３】
0006663802.tif 000004
【図４】
0006663802.tif 000005
【図５】
0006663802.tif 000006
【図６】
0006663802.tif 000007
【図７】
0006663802.tif 000008
【図８】
0006663802.tif 000009