(57)【要約】  放電加工用電極と被掬取体との間で放電を行わせることにより被掬取体の表面から材料片を掬い取るようにした材料片掬取装置であって、回転駆動手段４０と、回転駆動手段によって回転軸Ｘの周りに回転されるアーム部３０と、アーム部に保持される電極ホルダー２０と、電極ホルダーに対して着脱自在に取り付けられる放電加工用電極１０とを有し、且つ前記アーム部を前記回転軸に直角な方向にスライド可能とするスライド手段と、アーム部の回転軸からのアーム長さを調節するアーム長さ調節手段とを設け、アーム部の回転動作に伴う放電加工用電極の軌跡を調節しながら放電加工用電極の軌跡が被掬取体と交わる線に沿って材料片を掬い取るように構成している。
2007105308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工用電極と被掬取体との間で放電を行わせることにより放電加工用電極に対峙する被掬取体の部分を順次消耗させていくことで、被掬取体の表面から材料片を掬い取るようにした材料片掬取装置であって、回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転軸の周りに回転されるアーム部と、該アーム部に保持される電極ホルダーと、該電極ホルダーに対して着脱自在に取り付けられる放電加工用電極とを有し、且つ前記アーム部を前記回転軸に直角な方向にスライド可能とするスライド手段と、アーム部の回転軸からのアーム長さを調節するアーム長さ調節手段とを設け、これによってアーム部の回転動作に伴う放電加工用電極の軌跡を調節し、放電加工用電極の軌跡が被掬取体と交わる線に沿って被掬取体の表面から材料片を掬い取るように構成したことを特徴とする材料片掬取装置。
【請求項２】
スライド手段は、回転駆動手段側にあって、回転駆動される回転基台に設備されたスライドガイドと、アーム部に固定設備されると共に前記スライドガイドによって回転軸に直角な方向に案内されるスライド子とを有することを特徴とする請求項１に記載の材料片掬取装置。
【請求項３】
アーム長さ調節手段は、アーム部を回転軸に直角な方向にスライド付勢する付勢バネと、アーム部に対してその回転の円周位置に設けられ、アーム部と当接してこれをガイドすることで回転中におけるアーム長さを変更調節するならいガイドとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の材料片掬取装置。
【請求項４】
それぞれ異なるガイド面を有する複数のならいガイドを保有し、その中から所望のものを選んで着脱自在に取り付ける構成としたことを特徴とする請求項３に記載の材料片掬取装置。
【請求項５】
ならいガイドを複数組み合わせて取り付ける構成としたことを特徴とする請求項３又は４に記載の材料片掬取装置。
【請求項６】
アーム部を１方向動作若しくは往復動作させる構成としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の材料片掬取装置。
【請求項７】
アーム長さ調節手段により、放電加工用電極の軌跡と被掬取体との交わる深さが一定になるように調節し、これによって掬い取られる材料片の厚みが一定になるように構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の材料片掬取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は材料片掬取装置に関し、より詳しくはプラント等の実機設備の一部として現に実働しているパイプやその他の設備構成部材から、実機に与えるダメージを極力少なく、また加工変形や熱変形を十分に抑制した状態で、材料片を採取したり不良部位を取り除いたりする等、材料片を掬い取ることができる材料片掬取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば稼動中の発電用プラント等、比較的苛酷な条件或いは安全性の確保が必要な設備においては、そのような稼動中の設備に実際に使用されている設備構成部材における強度の劣化程度を把握し、余寿命等を予測して、適切な時期にメンテナンスを行う必要がある。
このため、機器の継続使用を前提とした設備構成部材の検査は、一般には非破壊検査により行われている。
一方、非破壊検査ではなく、設備構成部材から材料片等の試片を現に採取する方法としては、部材全体を交換した上で採取を行ったり、大型部材に対しては加工工場へ搬送した上で部材の一部から試片やその他の材料片を採取したりするのが一般的である。
即ち、採取装置等を現場設備の所へ運んで設備構成部材から直接、試片やその他の材料片の採取を行うのではなく、検査の必要な部材を採取装置が設備されている所へ運んで試片やその他の材料片を採取しているのが現状である。【０００３】
また実働の設備構成部材の表面等に不良部位等がある場合には、必要に応じてその不良部位等を設備構成部材から取り除き、或いはまた取り除いた部分を検査する必要がある。が、このような場合に設備の稼動現場に持参して、小回りよく、稼動材料部材から所定の不良部位を取り除くことができる装置がなかった。【０００４】
設備構成部材から試片等の材料片の採取は、その材料片が機械的試験やその他の試験に供されるわけであるから、材料片が加工変形や熱変形等の変質を起こしていては意味がない。勿論、設備構成部材についても、材料片の採取に伴う加工変形や熱変形等が生じることは避けねばならないことである。
この要請に対しては、例えば放電加工機を用いた材料片の採取や不良部位の取り除きが考えられる。
放電加工機は、被加工体との間で放電を行うことで被加工体に加工を施す装置である。この装置は加工ひずみが発生する領域を比較的狭い範囲に限定することが可能である。
【特許文献１】特開２００１−７９６５８号公報
【特許文献２】特開平１０−７６４２７号公報
【特許文献３】特開平１０−２９８８号公報
【特許文献４】特開平９−２１８１３９号公報
【特許文献５】特開平９−１５５６４６号公報
【特許文献６】特開平７−１５９２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが上記非破壊検査では、実際の機械的強度を測定することができないことから、稼動設備の構成部材における劣化や寿命等を予測したりするには十分でない問題があった。
従来の一般的な試片の採取装置は重量が大きく、また据え置き型であり、それらの採取装置を現場に運んで、且つ稼動設備の構成部材に対してセットするといった実際の採取作業には向かないものであった。
また前記放電加工機を利用して試片やその他の材料片を得る場合は、得られた材料片の機械的、熱的変形の影響を小さく抑えることができるが、その一方、従来の放電加工機は本来的に加工機であり、材料片を採取することを主たる目的とした装置ではないことから、材料片の採取には都合よくできていなかった。
即ち特許文献１〜６に示す装置においては、材料片を採取する場合、放電電極の移動操作を何度も繰り返して行わなければ材料片が採取できない等の作業工程上や作業時間上の問題があった。また放電電極が単純に回転して円弧軌跡を描くだけのもの等、放電電極の軌跡を適切に変更調整するための便利で操作性のよい手段が提供されていなかった。【０００６】
そこで本発明は上記従来の問題を解消し、設備部材やその他の部材から現場等で試片や不良部位等の材料片を簡単に掬い取ることができ、しかも加工変形及び熱変形を十分に低く抑制することができる、コンパクトな材料片掬取装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の材料片掬取装置は、放電加工用電極と被掬取体との間で放電を行わせることにより放電加工用電極に対峙する被掬取体の部分を順次消耗させていくことで、被掬取体の表面から材料片を掬い取るようにした材料片掬取装置であって、回転駆動手段と、該回転駆動手段によって回転軸の周りに回転されるアーム部と、該アーム部に保持される電極ホルダーと、該電極ホルダーに対して着脱自在に取り付けられる放電加工用電極とを有し、且つ前記アーム部を前記回転軸に直角な方向にスライド可能とするスライド手段と、アーム部の回転軸からのアーム長さを調節するアーム長さ調節手段とを設け、これによってアーム部の回転動作に伴う放電加工用電極の軌跡を調節し、放電加工用電極の軌跡が被掬取体と交わる線に沿って被掬取体の表面から材料片を掬い取るように構成したことを第１の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第１の特徴に加えて、スライド手段は、回転駆動手段側にあって、回転駆動される回転基台に設備されたスライドガイドと、アーム部に固定設備されると共に前記スライドガイドによって回転軸に直角な方向に案内されるスライド子とを有することを第２の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、アーム長さ調節手段は、アーム部を回転軸に直角な方向にスライド付勢する付勢バネと、アーム部に対してその回転の円周位置に設けられ、アーム部と当接してこれをガイドすることで回転中におけるアーム長さを変更調節するならいガイドとを有することを第３の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第３の特徴に加えて、それぞれ異なるガイド面を有する複数のならいガイドを保有し、その中から所望のものを選んで着脱自在に取り付ける構成としたことを第４の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第３又は第４の特徴に加えて、ならいガイドを複数組み合わせて取り付ける構成としたことを第５の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第１〜第５の何れかの特徴に加えて、アーム部を１方向動作若しくは往復動作させる構成としたことを第６の特徴としている。
また本発明の材料片掬取装置は、上記第１〜第６の何れかの特徴に加えて、アーム長さ調節手段により、放電加工用電極の軌跡と被掬取体との交わる深さが一定になるように調節し、これによって掬い取られる材料片の厚みが一定になるように構成したことを第７の特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、回転駆動手段によってアーム部が回転軸の回りに回転されると、それに伴ってアーム部に保持された電極ホルダーが放電加工用電極を伴って回転する。この回転は非常にゆっくりと行われることで、放電加工用電極とその回転方向に近接して対峙する被掬取体の部分との間で放電が行われ、放電加工用電極の軌跡と交わる被掬取体部分が順次消耗、消滅される。これによって放電加工用電極の軌跡に対応した分離面が被掬取体に発生、拡大してゆき、最終的にその分離面で分離された被掬取体の部分が材料片として採取されることになる。この材料片は、試片として供され或いは取り除かれた不良部位として廃棄される等、種々の目的に用いることができる。また被掬取体としては、その掬い取りの形状に応じた後処理を施すことができる。
装置は設備の目標の被掬取体部分にセットすることで、その部分の表面部分を放電加工用電極が描く軌跡が交わる線に沿って掬い取ることができる。その際、放電加工用電極が描く軌跡を調節することで、目標部分から所定の形状の材料片を掬い取ることが可能となる。
放電加工用電極は回転方向に直角な一定の幅を持つことから、この幅が大まかに材料片の幅となる。
そしてアーム部を回転軸に直角な方向にスライド可能とすると共に、アーム長さ調節手段によってアーム部のアーム長さを調節することで、回転中における放電加工用電極の回転半径を途中で変更調節することができ、これによって放電加工用電極の軌跡を円弧形状からより扁平な軌跡へ或いはその逆にする等、放電加工用電極の軌跡を、被掬取体の厚みや形状、行う試験の種類、取り除くべき不良部位の状況、その他、得たい材料片の形状等に応じて種々に変更することができる。即ち具体的には、放電加工用電極の軌跡を種々に変更調節することで、被掬取体と交わる軌跡を自在に調節して、所望形状に材料片を掬い取ることができる。
よって請求項１に記載の発明によれば、設備部材等の被掬取体の目的部分の表面から材料片を現場等においても掬い取ることができ、また掬い取られた材料片は放電加工によるものであるから、適切な放電条件の設定により、掬い取り時における材料片の変質が少なく、正確な試験に供することが可能となる。これにより種々の機械的、物理的、化学的試験に供することができ、その部材の疲労状態や寿命の予測、メンテナンス時期等、種々の情報を的確に得ることが可能となる。勿論、被掬取体においても、その材料的変質が生じるのを防止することができる。
また掬い取られるべき材料片は、アーム部の回転動作に従って自動的に掬い取られることが可能であり、作業が容易で、簡単である。また大型構造部の応力集中部或いは溶接部等について、ストレンゲージを貼り付けた後、その部分を局部的に材料片として掬い取ることにより、残留応力の測定が可能となる。
また設備は回転駆動手段、アーム部、電極ホルダー、放電加工用電極、アーム部のスライド手段、アーム部のアーム長さ調節手段等であるので、比較的簡単に且つコンパクトに構成することが可能であり、現場での運搬やセットも容易に行うことが可能である。【０００９】
また請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の構成による上記効果に加えて、アーム部側に設けたスライド子と回転駆動手段側に設けた回転基台及びスライドガイドとからなるスライド手段によって、アーム部を簡単な構成で容易、確実に回転軸に直角な方向に移動させることができる。【００１０】
また請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による上記効果に加えて、アーム部は回転中において、付勢バネによって回転軸に直角な方向に付勢されながら、その円周位置でならいガイドに当接することにより、容易に回転軸に直角な方向へのスライド位置が調整・制御される。
即ちアーム部は、付勢バネとならいガイドとを有するアーム長さ調節手段によって、簡単な構成で容易、確実にアーム部のアーム長さを回転中に変更・調節することができる。【００１１】
また請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の構成による上記効果に加えて、それぞれ異なるガイド面を有する複数のならいガイドを保有し、その中から所望のものを選んで着脱自在に取り付ける構成としたので、被掬取体の形状及び材料片の形状を考慮して、それに適したならいガイドを選択して取り付けることができ、所望する形状の材料片を掬い取ったり、所望する形状に掬い取られた被掬取体を容易に得ることが可能となる。【００１２】
また請求項５に記載の発明によれば、上記請求項３又は４に記載の構成による作用効果に加えて、ならいガイドを複数組み合わせて取り付ける構成としたので、種々の形状の材料片を、新たにならいガイドを作成することなく、既存のならいガイドの組み合わせでもって掬い取ることができるメリットがある。【００１３】
また請求項６に記載の発明によれば、上記請求項１〜５の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、アーム部を１方向動作若しくは往復運動させる構成としたので、アーム部を１方向動作させる場合には、その１方向への回転動作によって簡単に材料片を被掬取体から掬い取ることができる。またアーム部を往復動作させる場合には、その掬い取りに要する必要動作が１回増加するが、より複雑な形状に材料片を掬い取ることができる。【００１４】
また請求項７に記載の発明によれば、上記請求項１〜６の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、アーム長さ調節手段により、放電加工用電極の軌跡と被掬取体との交わる深さが一定になるように調節し、これによって掬い取られる材料片の厚みが一定なるように構成したので、被掬取体における表面からの掬い取り深さがむやみに深くなるのを防ぐことができる。また材料片の厚みを一定にできることは、機械的試験等を行うのに適した試片が採取できることであり、また被掬取体から試験に使用されないような無駄な部分が掬い取られるのを極力無くすことができることである。そして掬い取り深さがむやみに深くなるのを防ぐことは、部材の安全性を確保する上で重要な事柄である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る材料片掬取装置を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る材料片掬取装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る材料片掬取装置の機構を説明する簡略図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る材料片掬取装置による材料片の掬い取り動作を説明する図で、（Ａ）は掬い取り開始付近での動作、（Ｂ）は掬い取り途中での動作、（Ｃ）は掬い取り終了付近での動作を示す。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る材料片掬取装置の機構を説明する簡略図で、（Ａ）、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る材料片掬取装置による材料片の掬い取り動作を説明する図で、（Ａ）は第１ならいガイドによる掬い取り開始付近での動作、（Ｂ）は第１ならいガイドによる掬い取り終了付近での動作、（Ｃ）は第２ならいガイドによる掬い取り開始付近での動作、（Ｄ）は第２ならいガイドによる掬い取り終了付近での動作を示す。
【符号の説明】
【００１６】
１０    放電加工用電極
１０ａ  幅部
１０ｂ  立上がり部
２０    電極ホルダー
２１    把持部
２１ａ  取付溝
２１ｂ  蓋
３０    アーム部
３１    本体
３２    スライド子
３２ａ  スライド溝
３３    絶縁ブロック
４０    回転駆動手段
４１    回転駆動軸
４２    回転基台
４２ａ  スライドガイド
４３    リミット作用片
５０    ベース台
５１    立設壁
５２    開口
５３    リミットスイッチ
６１    付勢バネ
６２    バネ取付プレート
６２ａ  突出片部
６３    バネ取付ボルト
６４    バネ取付ボルト
６５    ならいボルト
６５ａ  ローラ
６６    ならいガイド
６６ａ  ガイド面
６７    ならいボルト
６７ａ  ローラ
６７ｂ  付勢バネ
６７ｃ  スペーサ
６８    第１ならいガイド
６８ａ  ガイド面
６９    第２ならいガイド
６９ａ  ガイド面
Ｓ      材料片
Ｗ      放電加工用電極の幅
Ｘ      回転軸
Ｚ      被掬取体
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
先ず第１の実施形態に係る材料片掬取装置について説明する。
図１、図２を参照して、本発明の材料片掬取装置は、放電加工用電極１０と、該放電加工用電極１０を着脱自在に取り付けることができる電極ホルダー２０と、該電極ホルダー２０を保持するアーム部３０と、該アーム部３０を回転軸Ｘの回りに回転させる回転駆動手段４０を有する。【００１８】
前記回転駆動手段４０は、サーボモータ等のモータで構成されている。この回転駆動手段４０はベース台５０に固定され、該ベース台５０の立設壁５１に設けられた開口５２から回転駆動手段４０の回転駆動軸４１が突出する形に構成されている。
回転駆動手段４０の回転駆動軸４１には、その先端に回転基台４２が固定されて、回転駆動軸４１と共に回転される。回転基台４２はその中心で前記回転駆動軸４１と固定され、その回転は自転となる。
また回転駆動手段４０の回転駆動軸４１には、その途中位置にリミット作用片４３が固定されている。このリミット作用片４３は前記ベース台５０に設けられた一対のリミットスイッチ５３に当接することで、該リミットスイッチ５３をオンし、回転駆動手段４０の回転駆動軸４１のそれ以上の回転を停止するものである。このリミット作用片４３とリミットスイッチ５３はアーム部３０の回転範囲を一定範囲内に規制する機能を果たすものである。【００１９】
前記アーム部３０は、放電加工用電極１０をアーム部３０の回転軸の回りに公転させる役割を果たす部材である。
アーム部３０は前記回転駆動手段４０の回転駆動軸４１の回転により、該回転駆動軸４１と同軸の回転軸Ｘの回りに回転されると共に、回転軸Ｘに直角な方向にスライド可能に構成される。
アーム部３０は、細長い長方体形状のアーム状に形成された本体３１の一面側にスライド子３２を固定し、他面側に絶縁ブロック３３を介して電極ホルダー２０を保持している。
前記スライド子３２にはスライド溝３２ａが設けられている。一方、前記回転基台４２の前記スライド溝３２ａと対向する面には、回転基台４２の自転の中心である回転軸Ｘを通り且つ回転軸Ｘに対して直角方向に延びるスライドガイド４２ａが設けられている。そしてこのスライドガイド４２ａと前記スライド子３２のスライド溝３２ａとが相互に摺動可能に嵌合される。これによってアーム部３０は回転軸Ｘに直角な方向にスライド可能とされる。
前記スライド溝３２ａを備えたスライド子３２と前記回転基台４２に設備されたスライドガイド４２ａとでスライド手段が構成される。【００２０】
前記アーム部３０は、付勢バネ６１により回転軸Ｘに直角な方向に付勢されている。より詳細には、前記スライド手段（３２、３２ａ、４２ａ）によるスライド方向に付勢バネ６１によりバネ付勢されている。
付勢バネ６１は、前記回転基台４２の両側面に固定された一対のバネ取付プレート６２の突出片部６２ａに設けられたバネ取付ボルト６３と、前記アーム部３０の本体３１の両側面に設けられたバネ取付ボルト６４との間に掛けられている。前記バネ取付プレート６２の突出片部６２ａは回転基台４２からアーム部３０の本体３１の方に延長されて、そのバネ取付ボルト６３が前記アーム部３０の本体３１側面のバネ取付ボルト６４に対してちょうど上方に位置するように配置されている。
一方、前記アーム部３０の本体３１の上部には、先端部にローラ６５ａを設備したならいボルト６５を取り付けている。そしてこのならいボルト６５に対応して、前記ベース台５０の立設壁５１に、ならいガイド６６を設けている。【００２１】
前記ならいボルト６５はアーム部３０の回転軸Ｘと平行に設けられ、その先端のローラ６５ａが前記ならいガイド６６の下面に構成されたガイド面６６ａに対して当接されている。ローラ６５ａは前記付勢バネ６１によってガイド面６６ａに押された状態で、アーム部３０の回転に伴ってガイド面６６ａを円周方向に移動してゆく。
前記ならいガイド６６は、アーム部３０の回転の円周位置に設けられる。ならいガイド６６のガイド面６６ａは、放電加工用電極１０が移動する軌跡を決定するものである。ガイド面６６ａの形状に沿ってローラ６５ａが移動していくことで、アーム部３０の回転中における回転軸Ｘに直角な方向でのスライド位置が決められ、これによってアーム部３０のアーム長さが調節される。即ち、アーム部３０の回転中における回転軸Ｘから放電加工用電極１０が保持された位置までのアーム長さが調節される。回転中にアーム長さが調節されることで、放電加工用電極１０の軌跡が調節される。
前記付勢バネ６１、ならいボルト６５、ならいガイド６６等（より詳細には、付勢バネ６１、バネ取付プレート６２、バネ取付ボルト６３、６４、ならいボルト６５、ならいガイド６６）によりアーム部３０の回転軸Ｘからのアーム長さを調節するアーム長さ調節手段が構成される。【００２２】
前記電極ホルダー２０は、絶縁ブロック３３を介して、アーム部３０に保持される。電極ホルダー２０には、放電加工用電極１０を挟み込む形で着脱自在に保持する把持部２１が設けられている。放電加工用電極１０は把持部２１の取付溝２１ａに嵌め込まれ、蓋２１ｂで締め付けることで、挟持される。電極ホルダー２０は前記アーム部３０が回転することで、回転軸Ｘの回りを公転する。【００２３】
放電加工用電極１０はフレーム形状の電極とし、回転方向に直角（回転軸Ｘに平行）な方向に一定の幅Ｗを持つように構成している。放電加工用電極１０は、より具体的には、前記幅Ｗを構成する幅部１０ａと、該幅部１０ａの両端からの立上がり部１０ｂとを有するフレーム形状としている。このようなフレーム形状の電極がアーム部３０の回転に伴って描く軌跡がその途中で被掬取体Ｚと交わるときに、前記幅部１０ａや立上がり部１０ｂと近接して対峙する被掬取体Ｚの部分が放電により消耗、消滅し、一方、フレームで囲まれた内空間に対応する被掬取体Ｚ部分は消耗、消滅されることがないので、結果として被掬取体Ｚから、幅Ｗの材料片Ｓが掬い取られる。
図に示す前記放電加工用電極１０は、幅部１０ａと立上がり部１０ｂとが９０度の角度をもつ形状にされているが、幅部１０ａと立上がり部１０ｂとがＵ字状の如き湾曲した形状のものであってもよい。また幅部１０ａと立上がり部１０ｂとの角度は９０度に限定されるものではなく、それ以上の角度を有するもの、それ未満のものであってもよい。【００２４】
材料片掬取装置を簡略化した図３、図４も参照して、第１の実施形態に係る材料片掬取装置の機構、動作を更に説明する。
今、回転駆動手段４０の回転駆動軸４１が回転駆動されると、それに伴って回転基台４２が回転し、この回転基台４２の回転に伴ってアーム部３０の本体３１が回転する。そしてアーム部３０の回転により、電極ホルダー２０を介して放電加工用電極１０が回転軸Ｘの回りを回転（公転）する。このときアーム部３０は、スライド手段（３２、３２ａ、４２ａ）によりスライド可能とされ、且つアーム長さ調節手段（６１、６５、６６）により、ローラ６５ａがガイド面６６ａに押圧しながら移動することで、ガイド面６６ａの凹凸形状に呼応してそのアーム長さが変更される。アーム部３０のアーム長さが回転の途中で変更されることで、放電加工用電極１０の軌跡は円弧軌跡から途中で変更される。【００２５】
図３の（Ｂ）に示すように、ならいガイド６６のガイド面６６ａは、全体として円弧面状に構成すると共に、その途中位置をその前後の位置よりも深く切り込んだ曲面とし、前記深く切り込んだ曲面位置をローラ６５ａが通る間においては、放電加工用電極１０の回転のアーム長さが短くなるようにしている。従って、この場合に放電加工用電極１０の軌跡は、最初と最後が円弧状で、途中が略直線状を呈する舟形の軌跡となる。
即ち図４の（Ａ）、（Ｂ）、（ｃ）に示すように、放電加工用電極１０は被掬取体Ｚに対して円弧状軌跡をもって交わりを開始した（Ａ）後、途中ではその交わり深さが略一定な状態を保ち（Ｂ）、最後に再び円弧状軌跡となって被掬取体Ｚとの交わりを解消するような（Ｃ）軌跡をたどることになる。そしてその結果、被掬取体Ｚから舟形状の材料片Ｓが掬い取られる。【００２６】
上記のように放電加工用電極１０の軌跡を舟形状の軌跡になるように、ならいガイド６６のガイド面６６ａの形状を構成することで、被掬取体Ｚの水平な表面から幅が略Ｗの舟形の材料片Ｓを掬い取ることができる。舟形の材料片Ｓの場合、材料片Ｓの厚みを一定とすることが可能であるので、後の機械的試験やその他の試験を行うような場合の材料片の調整が容易である。また被掬取体Ｚにとっては掬い取られる深さが、例えば円弧状に掬い取られる場合に比べて十分に浅くなるので、該被掬取体Ｚが例え稼動中の設備の一部として現に実働している場合であっても、その材料としての強度やその他の面での危険負担を最小限に抑えることができる。【００２７】
上記ならいガイド６６のガイド面６６ａの形状は、掬い取りたい材料片Ｓの形状や、被掬取体Ｚの大きさや厚み等の条件に応じて、種々の形状に調整することができる。しかしながら、ならいガイド６６のガイド面６６ａの形状は、放電加工用電極１０の軌跡が被掬取体Ｚに交わりを開始する（掬い取りを開始する）付近と交わりを終了する（掬い取りを終了する）付近とにおいては、被掬取体Ｚに対する交わり角度（切り込み角度）が大きくなり、途中の位置（掬い取り途中の位置）では、被掬取体Ｚの表面に平行に軌跡が進行するように、そのガイド面６６ａの形状を構成するのが好ましい。【００２８】
図５、図６を参照して本発明の第２の実施形態に係る材料片掬取装置を説明する。該第２の実施形態の装置は、その大部分の構成が上記第１の実施形態の材料片掬取装置と同じである。異なる構成は、ならいボルト６７と、第１ならいガイド６８、第２ならいガイド６９の構成であり、他の構成は第１の実施形態の装置と同じである。
なお本第２の実施形態においては、放電加工用電極１０と電極ホルダー２０は第１の実施形態のものと、多少寸法が異なったものを用いている。【００２９】
本第２の実施形態では、ならいボルト６７をアーム部３０に貫通して設け、その先端にローラ６７ａを設けている。そしてならいボルト６７の前記アーム部３０よりも後方部分に付勢バネ６７ｂを取り付けることで、ならいボルト６７を常時後退方向（後端方向）に付勢している。一方、ならいボルト６７の前記アーム部３０よりも前方部分にスペーサ６７ｃを着脱自在に取り換えて取り付けることができるように構成してある。
図５の（Ａ）は、スペーサ６７ｃとして、その長さの短いものを用いることで、ローラ６７ａが第１ならいガイド６８の下面に構成されたガイド面６８ａに対して当接されるようになされる。また図５の（Ｂ）は、スペーサ６７ｃとして、長さの長いものを用いることで、ローラ６７ａが第２ならいガイド６９の下面に構成されたガイド面６９ａに対して当接されるようになされる。【００３０】
第２の実施形態では、第１ならいガイド６８と第２ならいガイド６９の２つのならいガイドを組み合わせて用いた例を示している。即ち、ベース台５０の立設壁５１に対して、第２ならいガイド６９と第１ならいガイド６８とを重ねてネジ固定等により着脱可能に取り付けるようにする。
第１ならいガイド６８及び第２ならいガイド６９のそれぞれにおける下面に構成されたガイド面６８ａ、６９ａは相互に左右対称のガイド面６８ａ、６８ｂとなっている。ガイド面６８ａ、６９ａは何れも下方に向けて略Ｖ字形状に突出するガイド面として構成されている。そして本実施形態では、第１ならいガイド６８のガイド面６８ａを構成する略Ｖ字形状の左側の傾斜面を実際に使用するガイド面としている。また第２ならいガイド６９では、そのガイド面６９ａを構成する略Ｖ字形状の右側の傾斜面を実際に使用するガイド面としている。【００３１】
次に図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す動作を説明することで、更に第２の実施形態の装置を説明する。
先ず図５の（Ａ）に示す短い方のスペーサ６７ｃを用いて、ならいボルト６７のローラ６７ａが第１ならいガイド６８のガイド面６８ａに当接するようにセットする。アーム部３０を先ず右回りに回転させるようにする。これによって放電加工用電極１０は被掬取体Ｚに対して右回りの円弧状軌跡をもって交わりを開始する（Ａ）。そしてアーム部３０が被掬取体Ｚの表面に対して垂直状態となるまで前記右回り回転を行う。アーム部３０は回転しながら前記第１ならいガイド６８の略Ｖ字形状のガイド面６８ａに沿ってガイドされ、回転軸Ｘに直角な方向にアーム長さがスライド調整される。これによって本実施形態の場合は、放電加工用電極１０の軌跡が被掬取体Ｚの表面から斜め左下方へ直線的に傾斜して交わってゆく。そして図６の（Ｂ）の状態まで進むと、一旦放電加工を停止し、アーム部３０を逆回転させる等して、放電電極１０の被掬取体Ｚとの交わりを外す。
前記放電電極１０が被掬取体Ｚから外れた状態とした後、前記ならいボルト６７のスペーサ６７ｃを図５の（Ａ）に示す短いものから、図５の（Ｂ）に示す長いものに取り換える。これによってならいボルト６７のローラ６７ａが第２ならいガイド６９のガイド面６９ａに当接する。
そしてアーム部３０を今度は左回りに回転させる。これによって放電加工用電極１０は被掬取体Ｚに対して左回りの円弧状軌跡をもって交わりを開始する（Ｃ）。そしてアーム部３０が被掬取体Ｚの表面に対して垂直状態となるまで前記左回り回転を行う。アーム部３０は回転しながら前記第１ならいガイド６９の略Ｖ字形状のガイド面６９ａに沿ってガイドされ、回転軸Ｘに直角な方向にアーム長さがスライド調整される。これによって本実施形態の場合は、放電加工用電極１０の軌跡が被掬取体Ｚの表面から斜め右下方へ直線的に傾斜して交わってゆく。そして図６の（Ｄ）の状態まで進むと、アーム部３０の回転を停止し、放電加工を停止する。これによって被掬取体Ｚの表面から断面がＶ字形状の材料片Ｓが掬い取られる。
この第２の実施形態では、２つのならいガイド６８、６９を組み合わせて用いる他、材料片Ｓを掬い取るのに、アーム部３０を往復動作させている。このように、アーム部３０（放電加工用電極１０）を１方向動作させる他に往復動作させることによって材料片Ｓを掬い取るようにする構成もまた本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は材料片掬取装置として、種々の金属材料等からなる管、中実体、その他種々の構造物やその構成体の表面から材料片を掬い取るのに用いることができる。より詳しくはプラント等の実機設備の一部として現に実働しているパイプやその他の設備構成部材から、実機に与えるダメージを極力少なく、また加工変形や熱変形を十分に抑制した状態で、材料片を採取したり不良部位を取り除いたりするのに適した装置として、産業上の利用性が大きい。
【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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【国際調査報告】
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