(57)【要約】【課題】  電解液の漏れを発生しにくくし、加工室を小型化し、電極やワークの交換作業性を良くする。【解決手段】  加工室内で導電性被加工物と電極との間に電解液を噴射しつつ電解加工する電解加工装置において、加工室１２内で被加工物３４および電極４２を覆う着脱可能なキャップ４６と、加工室１２内に配設されキャップ４６に進入した先端にそれぞれ電極４２および被加工物３４を保持する電極保持腕２２およびワーク保持腕２４と、加工室１２内に配設され電極保持腕２２およびワーク保持腕２４を往復駆動する駆動手段２６、２８と、キャップ４６内の被加工物３４と電極４２との間隙に電解液６４を噴射する電解液供給手段８６と、被加工物３４と電極４２との間に電圧を印加する電源８０と、キャップ４６内に開口してこのキャップ４６内を減圧しつつ排気する減圧手段６０と、を備える。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工室内で導電性被加工物と電極との間に電解液を噴射しつつ電解加工する電解加工装置において、
前記加工室内で被加工物および電極を覆う着脱可能なキャップと、
前記加工室内に配設され前記キャップに進入した先端にそれぞれ電極および被加工物を保持する電極保持腕およびワーク保持腕と、
前記加工室内に配設され前記電極保持腕およびワーク保持腕を往復駆動する駆動手段と、
前記キャップ内の被加工物と電極との間隙に電解液を噴射する電解液供給手段と、
被加工物と電極との間に電圧を印加する電源と、
前記キャップ内に開口してこのキャップ内を減圧しつつ排気する減圧手段と、
を備えることを特徴とする電解加工装置。
【請求項２】
キャップは上端が閉じ下方に向かって開く略筒状であってその下部が減圧手段の排気口に接続され、このキャップに形成した複数の開口に僅かな間隙をもってワーク保持腕と電極保持腕とがそれぞれ貫通する請求項１の電解加工装置。
【請求項３】
加工室内には、中央付近上面に排気口が開口するテーブルが配設され、電極保持腕およびワーク保持腕とこれらの駆動手段とは前記テーブルに前記排気口を中心にして放射状に配設されている請求項２の電解加工装置。
【請求項４】
２つの電極保持腕と、１つのワーク保持腕とを備え、これら各保持腕は平面視で周方向に略等間隔に配設されている請求項３の電解加工装置。
【請求項５】
電解液はキャップに固定されたノズルから噴射される請求項１〜４のいずれかの電解加工装置。
【請求項６】
テーブルには２つの電極保持腕が取付けられ、これら２つの電極保持腕が挟む角度の２等分線上に位置するノズルから被加工物の加工面と電極との間隙に電解液を噴射する請求項５の電解加工装置。
【請求項７】
減圧手段は、テーブルの下方に配設された密閉電解液槽と、この電解液槽の上壁を上下に貫通し下部が電解液槽内の電解液内に進入して開口し上部が排気ポンプに接続された外筒と、前記テーブルの排気口から下方へのび前記外筒内に開口する内筒とを備える請求項３の電解加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タービンの動翼などを加工するために用いる電解加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンなどに用いる静翼や動翼は、断面翼型の翼状部の両端あるいは一端にこの翼状部の長手方向にほぼ直交する翼端板を持つ構造となっている。この静翼や動翼は耐熱性に優れた特殊な合金で作られるため機械加工が非常に困難である一方、高い加工精度が要求される。このため、その加工には電解加工法が用いられている。
【０００３】
ここに電解加工（ワーク）は被加工物の加工面と電極との間隙（加工間隙）を適切に保ちつつ被加工物の加工面と電極とに電圧（通常は直流電圧）を印加し、この間隙（加工間隙）に電解液を流すことにより加工を行うものである。電解液は導電性の液であり、通常食塩水、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）水溶液、硝酸カリウム（ＫＮＯ3）水溶液などである。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５２４４５４８号
【０００５】
特許文献１には、翼状部の両端に翼端板を持つ静翼を加工する装置が示されている。ここに用いる電極は３分割され、翼状部の長手方向に伸縮可能として一対の電極を翼状部の両面に向かって前進させることによって電解加工を行うものである。この特許文献１では、被加工物や電極を含む加工室全体を密閉構造として、電解液が周囲に飛散するのを防いでいる。
【０００６】
図８はこの特許文献１（Ｆｉｇ７，８）に示される加工室の概略構造を示す図である。この図８で符号１００は加工室１０２を形成する筐体であり、前面に扉１０４が開閉可能に取付けられている。筐体１００の左右の壁１０６，１０８には、水平な直線Ａ上で往復動する左右一対のスピンドル（ラム、ＲＡＭ）１１０，１１２が貫通して加工室１０２内に進入している。
【０００７】
筐体１００の奥の壁１１４には、直線Ａ内に直交する直線Ｂ上を往復動する１つのスピンドル１１６が貫通して加工室１０２内に進入している。これら３つのスピンドル１１０，１１２，１１６は加工室１０２の中心付近で対向し、スピンドル１１０，１１２には電極（図示せず）が取付けられ、スピンドル１１６には被加工物（図示せず）が取付けられる。
【０００８】
被加工物と電極との間隙には電解液を噴射し、かつ被加工物と電極とに電圧を印加しつつ電極を被加工物に接近させることによって電解加工を行うものである。加工室１０２内に噴射された電解液は加工室１０２の底で集められ、電解液タンクに戻されて循環する。ここにスピンドル１１０，１１２，１１６を電解液による腐蝕から守るために、蛇腹状のゴム製ブーツ１１８，１２０，１２２を取付けていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この加工室１０２には電解液が激しく飛散しているため、加工室１０２や扉１０４の周囲からの漏液を確実に防ぐことが必要である。ここに加工室１０２内にはスピンドル１１０，１１２，１１６のブーツ１１８，１２０，１２２があるため、加工室１０２が大型化することになり、漏液防止の対策上不利になる。このため漏液を確実に防ぐことが困難である。
【００１０】
また加工室が大型化すると共に、筐体１００の外側にスピンドル１１０，１１２，１１６の駆動部が突出することになり装置全体が大型化する。さらに加工室１０２には電極およびワークの保持腕が大きく突出しているので電極やワークの交換作業性が悪いという問題もあった。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、電解液の漏れが発生しにくくなり、加工室の小型化が可能であり、電極やワークの交換作業性が良い電解加工装置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】
【００１２】
この発明によればこの目的は、加工室内で導電性被加工物と電極との間に電解液を噴射しつつ電解加工する電解加工装置において、前記加工室内で被加工物および電極を覆う着脱可能なキャップと、前記加工室内に配設され前記キャップに進入した先端にそれぞれ電極および被加工物を保持する電極保持腕およびワーク保持腕と、前記加工室内に配設され前記電極保持腕およびワーク保持腕を往復駆動する駆動手段と、前記キャップ内の被加工物と電極との間隙に電解液を噴射する電解液供給手段と、被加工物と電極との間に電圧を印加する電源と、前記キャップ内に開口してこのキャップ内を減圧しつつ排気する減圧手段と、を備えることを特徴とする電解加工装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
加工室内にある電極および被加工物（ワーク）をキャップで覆い、このキャップの中で電解液を噴射すると共に、このキャップの中を減圧手段によって強制排気することにより減圧するので、電解液は主としてキャップの中で飛散することになる。
【００１４】
またこのキャップ内が減圧されるために、加工室内もこのキャップの開口と保持腕との間隙を介して減圧手段に吸引されることになるから、加工室内には電解液がほとんど飛散しなくなる。このためこの加工室内に配設した電極保持腕およびワーク保持腕と、これらの駆動手段には電解液が付着しにくくなり、これらの腐蝕防止対策を簡単にすることができる。例えば電極およびワークの保持腕にゴム製のブーツを装着する必要が無くなる。
【００１５】
また電極およびワークの保持腕やこれらの駆動手段は加工室内に配設できるので、駆動手段は加工室の外側に突出することがなくなり、装置全体の小型化が図れる。さらにキャップを取外せば電極やワークに手を触れることができ、加工室内にはゴム製ブーツなどの嵩張る部材が無いので電極やワークの交換作業性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
キャップは上端が閉じた略筒状とし、その下部を減圧手段の排気口に接続し、このキャップに形成した複数の開口に周囲から電極保持腕およびワーク保持腕をそれぞれ貫通させ、各保持腕とこれが通る開口との間隙を十分に小さくするのが望ましい。各保持腕と開口との間隙を通して加工室内の空気がキャップ内に吸い込まれ、キャップ内の電解液と共に減圧手段に強制排気されるので、この間隙を十分に小さく（狭く）することによりキャップ内と加工室内との圧力差を大きくできることになり、加工室への電解液の飛散を一層確実に防ぐことが可能になる。
【００１７】
この発明では、被加工物（ワーク）はタービン用の動翼や静翼に限られるものではなく、電極の数も限定されるものではない。従ってこの発明は１つの電極で加工する装置、２以上の電極で加工する装置にも適用できるのは勿論である。キャップには下縁に開く開口を設けこの開口に電極あるいはワークの保持腕を貫通させるようにすれば、キャップは保持腕と干渉することなく上方へ着脱可能になるので、作業性が著しく向上する。しかし保持腕が通る開口は、四角あるいは丸型など保持腕の断面形状より僅かに大きい窓型としてもよい。この場合には保持腕をキャップから外周方向へ退出させてからキャップを着脱すればよい。
【００１８】
電極およびワークの保持腕およびそれらの駆動手段は、加工室内に設けたテーブルに取付けることができる。この場合、テーブルの中央付近上面に減圧手段の排気口を開口させ、この排気口を中心にして放射状に各保持腕やそれらの駆動手段を配設させると共に、キャップを上方から着脱できるようにすればよい。このようにすればテーブルと加工室内壁との間に十分な空間を確保できるので、電極や被加工物（ワーク）の交換作業性が向上する。またテーブルの下方に減圧手段を収容することも可能になるので、装置の小型化にも適する。
【００１９】
２つの電極保持腕と１つのワーク保持腕を設ける場合は、これらを平面視で周方向に等間隔に、すなわち１２０°間隔に配設することができる。電解液を噴射するノズルは、キャップに固定しておくのが望ましい。電極や被加工物の交換作業性が向上するからである。２つの電極を持つ場合には、２つの電極保持腕が挟む角度の２等分線上にノズルを配設することにより、被加工物の２つの加工面と２つの電極との間隙に電解液を均等に噴射することが可能になる。
【００２０】
減圧手段はキャップ内を減圧しつつ気液分離できるものが望ましい。すなわち空気と電解液とを能率良く分離できるものが望ましい。このような減圧手段としては、テーブルの下方に配設された密閉電解液槽と、この電解液槽の上壁を上下に貫通し下部が電解液槽内の電解液内に開口し上部が排気ポンプに接続された外筒と、テーブルの排気口から下方へのびて外筒内に開口する内筒とを備えるものが可能である。この場合は内筒内と外筒内の液面差（水頭差）を一定（例えば約２ｃｍ）に保つことによりキャップ内圧を一定に管理することができる。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の一実施例である電解加工装置の全体配置図、図２はそのテーブルの平面図、図３は同じく一部を省いたテーブルの斜視図、図４は減圧手段付近を示す側断面図、図５は図４におけるＶ−Ｖ線断面図、図６はキャップの斜視図、図７は被加工物（ワーク）の一例であるタービン動翼の斜視図である。
【００２２】
図１において符号１０は内部に加工室１２を形成する筐体であり、その前壁は扉１４によって開閉可能である。この加工室１２にはテーブル１６が収容されている。このテーブル１６は略三角形であり、３つの頂部付近には下方にのびる足１８（図２，３）が固定されている。テーブル１６はこれら足１８に支えられて加工室１２内に収納される。
【００２３】
テーブル１６の中央には排気口２０が開口し、この排気口２０を中心にして２つの電極保持腕２２，２２と１つのワーク保持腕２４とがそれぞれテーブル１６の３つの頂点方向に向かって周方向に等間隔に配列されている。これらの保持腕２２，２２，２４は、それぞれ駆動手段２６，２６，２８（図２参照）に半径方向へスライド可能に保持されている。各駆動手段２６，２６，２８には油圧シリンダ（またはステッピングモータ）３０，３０，３２が取付けられ、各保持腕２２，２２，２４がこれらの油圧シリンダ３０，３０，３２によって進退動する。
【００２４】
ワーク保持腕２４の先端には被加工物（ワーク）３４が固定される。この被加工物は図７に示す動翼の１つの羽根要素となる素材であり、これを電解加工により高精度に仕上げ加工するものである。この被加工物３４は、翼状部３６と、翼端板３８と、ツリーと呼ばれる連絡足部４０とを一体化したものである。この被加工物３４は図５に示すように翼状部３６が前方へ突出するようにワーク保持腕２４に固定される。電極保持腕２２，２２の先端には電極４２，４２が固定される。
【００２５】
テーブル１６の排気口２０には円筒状の基台４４が取付けられ、前記保持腕２２，２２，２４はこの基台４４の上縁に接近した高さで進退動する。なおこの排気口２０には後記する減圧手段６０の内筒７０が下方から嵌入され、この内筒７０の上縁が基台４４に下方から係合している。
【００２６】
４６はキャップである。このキャップ４２は逆有底円筒状であり、前記被加工物３４、電極４２，４２を覆い、その下縁が基台４４の上面に形成した環状溝４８に係入して固定される。なおこのキャップ４６には、電極保持腕２２およびワーク保持腕２４が通る開口５０，５０，５２が形成されている。これらの開口５０，５０，５２の下部はキャップ４６の下縁に開くと共に、開口５０，５０，５２の上縁および左右両縁はこれら保持腕２２，２２，２４の断面形状より僅かに広い。従って開口５０，５０，５２および基台４４の上面と保持腕２２，２２，２４との間隙は十分に小さい。
【００２７】
キャップ４６には、電極保持腕２２，２２が通る開口５０，５０の中間に位置するノズル５４が固定されている（図５）。このノズル５４には、後記する電解液供給手段７２から供給される電解液の１つの流入口５６と、この流入口５６から二股状に分岐して電極４２，４２と被加工物３４の翼状部３６との間隙に向かって電解液を噴射する２つの噴射口５８，５８とを持つ。
【００２８】
次に減圧手段６０を図４に基づいて説明する。６２は密閉された電解液槽であり、この中には所定液面高さまで電解液６４が収容されている。この電解液槽６２の上壁には外筒６６が上下に貫通し、外筒６６の下部開口が電解液６４内に進入している。外筒６６の上部には排気ポンプ６８が接続されている。この外筒６６には内筒７０が上方から進入し、電解液の液面より上方に開口している。この内筒７０の上部は前記したテーブル１６の排気口２０に嵌入されている。図４で７１は圧力センサであって外筒６６の内圧すなわち排気口２０に導かれる負圧を検出する。制御手段（図示せず）はこの圧力センサ７１の検出負圧が一定となるように、すなわち電解液６４の水頭差ｈが一定（例えば２ｃｍ）になるように排気ポンプ６８を制御する。
【００２９】
図１において８０は電源であり、電極４２，４２を負電圧に被加工物３４を正電圧にするように直流電圧を印加する。８２は制御手段となる操作盤である。８４は加工室１２内を排気するファンである。このファン８４が発生する負圧は前記減圧手段６０が発生する負圧に比べて十分に弱く、加工室１２から空気や電解液が外部（周囲）へ流出するのを防ぐものであれば足りる。
【００３０】
次に電解液供給手段８６を説明する。図１において、８８は電解液タンク、９０は電解液調温用ヒータ／クーラであり、電解液タンク８８内の電解液はこのヒータ／クーラ９０によって一定温度に管理される。９２は電解液ポンプであり、電解液タンク８８から電解液を電解液フィルタ（図示せず）を介してノズル５４に送る。
【００３１】
ノズル５４に送られた電解液は、キャップ４６内の被加工物３４の翼状部３６と電極４２，４２との間隙に導かれ、被加工物３４が電解加工される。この間隙を通った電解液は、キャップ４６内に激しく飛散する。このキャップ４６内は減圧手段６０によって常に所定負圧に保たれているので、キャップ４６内の電解液は空気と共に排気口２０を通り、内筒７０から外筒６６に入り、電解液は電解液槽６２に落下する。このように気液分離され、空気が排気ポンプ６８から外へ排気される。また電解液槽６２に一定量以上の電解液６４がたまると、適時または定期的に電解液タンク８８に戻す。
【００３２】
被加工物３４や電極４２を交換する時には、キャップ４６を上方へ引き上げて取外し、被加工物３４や電極４２を加工室１２内に露出させて、作業すればよい。テーブル１６の周囲には大きな空間があるので、作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例である電解加工装置の全体配置図
【図２】テーブルの平面図
【図３】一部を省いて示すテーブルの斜視図
【図４】減圧手段付近の側断面図
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】キャップの斜視図
【図７】被加工物の一例を示す斜視図
【図８】従来装置の概略構造を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１０  筐体
１２  加工室
１６  テーブル
２０  排気口
２２  電極保持腕
２４  ワーク保持腕
２６，２８  駆動手段
３４  被加工物（ワーク）
４２  電極
４６  キャップ
５０，５２  開口
５４  ノズル
６０  減圧手段
６２  密閉電解液槽
６４  電解液
６６  外筒
６８  排気ポンプ
７０  内筒
８０  電源
８６  電解液供給手段
【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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