(57)【要約】      （修正有）【課題】薄肉部品に適したプロファイル加工方法を提供する。【解決手段】プロファイル加工方法１は、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する電極を設けることと、電極と厚みを有するワークとを通電することであって、ワークおよび電極の一方が陽極で、他方が陰極である通電することと、ワークを電極の周面で加工することであって、その間に電極の周面および電極軸線がその厚み方向でワークと交差する加工することと、を含む。【選択図】図１
2016203370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極軸線（４１）と、端部面（４２）を有する軸方向自由端部（４４）と、前記端部面（４２）以外の周面（４３）とを有する電極（４）を設けるステップと、
前記電極（４）と厚みを有するワーク（６）とを通電するステップであって、前記ワーク（６）および前記電極（４）の一方が陽極（５１）で、他方が陰極（５２）である通電するステップと、
前記ワーク（６）を前記電極（４）の前記周面（４３）で加工するステップであって、その間に前記電極（４）の前記周面（４３）および前記電極軸線（４１）がその厚み方向で前記ワーク（６）と交差する加工するステップと、を含むプロファイル加工方法。
【請求項２】
前記ワーク（６）を加工する前記ステップが、前記ワーク（６）と前記電極（４）との間の粒子を除去することを含む請求項１に記載のプロファイル加工方法。
【請求項３】
粒子を除去する前記ステップが、前記ワーク（６）と前記電極（４）の前記周面（４３）との間に作動流体を通過させることを含む請求項２に記載のプロファイル加工方法。
【請求項４】
前記作動流体が、前記電極（４）の前記周面（４３）に沿って通過する請求項３に記載のプロファイル加工方法。
【請求項５】
スタート貫通孔を前記電極（４）の前記端部面（４２）で前記ワーク（６）に穿孔して、前記電極（４）を前記スタート貫通孔に通過させることをさらに含む請求項１に記載のプロファイル加工方法。
【請求項６】
前記スタート貫通孔を穿孔する前記ステップが、前記ワーク（６）と前記電極（４）との間の粒子を除去することを含む請求項５に記載のプロファイル加工方法。
【請求項７】
前記ワーク（６）を加工する前記ステップが、前記電極（４）を前記電極軸線（４１）を中心に回転させることを含む請求項１に記載のプロファイル加工方法。
【請求項８】
前記ワーク（６）を加工する前記ステップが、前記電極（４）を前記電極軸線（４１）の方向に移動させることを含む請求項１に記載のプロファイル加工方法。
【請求項９】
前記電極（４）が、前記電極（４）の内側に設けられ、前記端部面（４２）に通じており、前記作動流体を通過させるように構成されている通路（４５）を含む請求項１に記載のプロファイル加工方法。
【請求項１０】
厚みと、その上に少なくとも１つの加工用貫通孔（７１１）を有する第１の部分であって、前記少なくとも１つの加工用貫通孔（７１１）は、その厚み方向で前記第１の部分を通過する第１の部分と、
前記第１の部分の前記厚み方向で前記少なくとも１つの加工用貫通孔（７１１）と重なる少なくとも１つのブロッカ（７２１）を有する第２の部分とを含む部品であって、
前記第１の部分の前記加工用貫通孔（７１１）は、電極（４）との加工によって形成され、前記電極（４）は、電極軸線（４１）と、端部面（４２）を有する軸方向自由端部（４４）と、前記端部面（４２）以外の周面（４３）とを有し、前記第１の部分を加工する前記ステップは、
前記第１の部分と前記電極（４）とを通電することであって、前記第１の部分および前記電極（４）の一方が陽極（５１）で、他方が陰極（５２）である通電することと、
前記第１の部分を前記電極（４）の前記周面（４３）で加工することであって、その間に前記電極（４）の前記周面（４３）および前記電極軸線（４１）がその厚み方向で前記第１の部分と交差する加工することとを含む、部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プロファイル加工方法に関し、特に薄肉部品に適したプロファイル加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄肉部品は、軽量、省材料、コンパクトな構造などの利点のために各種の工業製品に広く適用されているが、加工が比較的困難である。剛性が乏しく強度が弱いために薄肉部品は加工中に極めて容易に曲がるので、部品の加工品質を保証することが困難である。
【０００３】
先行技術では、薄肉部品は一般に従来の加工方法で加工されるが、この方法は大きな振動を生じるため、部品の加工精度や生産効率に影響することがある。
【０００４】
先行技術では、薄肉部品は、ワイヤ放電加工（ＷＥＤＭ）や水切断といった方法で加工され得る。しかし、特定の構造を有するいくつかの薄肉部品にはワークの後方に設けられたブロッカが存在し、これがＷＥＤＭの電極ワイヤをワークの後方に固定することを困難にするので、ＷＥＤＭの加工方法を実施することが困難である。一方、水切断を加工に用いる場合には、加工する必要がないワークの後方のブロッカが極めて容易に壊れる可能性がある。
【０００５】
したがって、上述のような技術的課題を解決するために、薄肉部品に適したプロファイル加工方法を提供する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
上述したような技術的課題に鑑みて、本発明の一態様は、プロファイル加工方法を提供することである。プロファイル加工方法は、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する電極を設けることと、電極と厚みを有するワークとを通電することであって、ワークおよび電極の一方が陽極で、他方が陰極である通電することと、ワークを電極の周面で加工することであって、その間に電極の周面および電極軸線がその厚み方向でワークと交差する加工することと、を含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、部品を提供することである。部品は、第１の部分と第２の部分とを含み、第１の部分は、厚みと、その厚み方向で第１の部分を通過する少なくとも１つの加工用貫通孔とを有し、第２の部分は、第１の部分の厚み方向で少なくとも１つの加工用貫通孔と重なる少なくとも１つのブロッカを有し、第１の部分の加工用貫通孔は、電極との加工によって形成される。電極は、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する。第１の部分を加工するステップは、第１の部分と電極とを通電することであって、第１の部分および電極の一方が陽極で、他方が陰極である通電することと、第１の部分を電極の周面で加工することであって、その間に電極の周面および電極軸線がその厚み方向で第１の部分と交差する加工することと、を含む。
【０００８】
本開示は、添付の図面を参照して本開示の実施形態の説明を考慮することにより、よりよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工方法のフローチャートである。
【図２】本発明の別の特定の実施形態によるプロファイル加工方法のフローチャートである。
【図３】本発明のさらに別の特定の実施形態によるプロファイル加工方法のフローチャートである。
【図４】本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工装置の概略図である。
【図５】図４の方向Ａにおけるプロファイル加工装置の概略図である。
【図６】図４のプロファイル加工装置の部分断面図である。
【図７】本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工方法で加工される部品の概略図である。
【図８】図７の部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ以上の特定の実施形態を、以下に説明する。まず、実施形態の詳細な説明では、単純かつ簡潔のため、詳細な説明が実際の実施形態のすべての特徴を詳細に説明することは不可能であることを指摘しておく。任意の実施形態の実際の実施過程では、工学プロジェクトまたは設計プロジェクトの過程と同様に、開発者の特定の目標を達成するために、およびシステム関連または業務関連の制約を満たすために、様々な決定が通常行われるが、それは一実施形態から別の実施形態への変更となり得ることが理解されるべきである。また、このような開発過程の努力は複雑で時間がかかるものであり得るが、本開示において開示される内容の分野に関する当業者にとっては、本開示において開示される技術的内容を基礎としたいくつかの設計、製造、または生産などの変形は単に通常の技術的手段であって、本発明の開示が不十分であるとみなされるべきではないということが理解され得る。
【００１１】
特に明記しない限り、特許請求の範囲および詳細な説明で使用される技術用語または科学用語は、本開示が属する当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。詳細な説明および特許請求の範囲で使用される用語「第１の」、「第２の」などは、任意の連続した順序、数または重要度を意味するものではなく、異なる構成要素を区別するためにのみ使用される。用語「１つの（ａ）（ａｎ）」などは、数量の限定を示すものではなく、少なくとも１つの存在を示している。用語「または」は、任意の１つまたはすべての記載項目を含む。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などは、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の前にある要素または対象物が、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」に続いて示されている要素または対象物およびそれらの均等物を包含するが、他の要素または対象物を除外するものではないことを意味する。用語「結合された」、「接続された」などは、物理的または機械的に接続されていることに限定されずに電気接続も含み得、直接または間接的に接続されることにも限定されない。また、「回路」、「回路構成」、「コントローラ」などは、明細書に対応する機能を提供するために、単一の構成要素、または直接もしくは間接的に接続されている複数の能動素子もしくは受動素子の集合、たとえば、１つ以上の集積回路チップを含んでもよい。
【００１２】
本発明で使用される用語「〜し得る、〜できる（ｍａｙ）、（ｃａｎ）、（ｍａｙｂｅ）」などは、ある事象がいくつかの状況において起こる可能性を示し、特定の特性、特徴もしくは機能を有し、および／または限定されている動詞と組み合わせて使用されていることで１つ以上の能力、性能、もしくは可能性を表す。したがって、「〜し得る（ｍａｙ）」の使用は、修飾されている用語が、示されるような能力、機能または使用に適している、一致している、または適切であることが明白であることを示し、一方でいくつかの状況が存在することを考慮する場合、修飾されている用語は適していない、一致していない、または適切でないことがある可能性もある。たとえば、いくつかの状況では、ある結果または性能を引き出すことを予測することができ、一方で他の状況では、結果または性能が引き出されないかもしれない。この違いは、「可能性」を表す単語によって反映される。
【００１３】
本発明の特定の実施形態は、厚みを有するワークを加工して、ワークに予め設定したプロファイルを持たせることに適したプロファイル加工方法に関する。プロファイル加工方法は、通常、薄肉部品を加工するために使用される。
【００１４】
図１は、本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工方法１のフローチャートである。ステップ１１では、電極４が設けられる。図４を参照すると、電極４は、電極軸線４１と、端部面４２を有する軸方向自由端部４４と、端部面４２以外の周面４３とを有する。周面４３は、電極軸線４１を取り囲んでいる。いくつかの実施形態では、図５に示すように、電極４は円形断面を有する円筒状であってもよい。周面４３は、円筒面である。
【００１５】
ステップ１２では、電極と厚みを有するワークが通電され、ワークおよび電極の一方が陽極で、他方が陰極である。一般に、電極とワークは、陽極および陰極を有する電源を使用して通電される。図４に示すように、電源５は、陽極５１および陰極５２を有する。陽極５１は、ワイヤによってワーク６に接続されている。陰極５２は、ワイヤによって電極４に接続されている。電源が投入されると、ワーク６が正に帯電され、電極４が負に帯電される。電極４とワーク６との間の誘電体は、それらが互いに近づくと破壊することがあり、そしてすぐに火花放電が起こることで、ワーク６上の材料の一部が溶融または気化し、粒状粒子を生成するようになっている。ワーク６はこの電食方法において加工されるため、直接の切削抵抗がワーク６と電極４との間に発生せず、したがって振動も発生しないのでワーク６は容易に変形せず、これによりワークの加工精度および加工効率を向上させることができる。
【００１６】
ステップ１３では、図４に示すように、電極の周面４３でワーク６が加工され、その間に電極の周面４３および電極軸線４１がその厚み方向でワークと交差する。これにより、電極の周面４３は、加工中にワーク６に常に対向している。より具体的には、図４を再び参照すると、加工中に電極４の軸方向自由端部４４および他方の端部はそれぞれその厚み方向でワーク６の両側にあり、電極４の周面４３の一部がワーク６と対向している。図４に示す実施形態では、ワーク６は均一な厚みを有する薄肉部品であり、電極４はワーク６が存在する平面に実質的に垂直である。他の実施形態では、電極４は、ワーク６が存在する平面に垂直でなくてもよい。
【００１７】
電極４は、ワーク６に対する相対運動により、ワーク６を加工する。いくつかの実施形態では、電極４は、所望のプロファイルを得るために予め設定したトラックに沿って移動してワーク６を加工することができる。電極４は、電極軸線４１と実質的に垂直な方向に沿ってワーク６に対する相対移動を行うことができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、図６に示すように、ワーク６の厚みは均一ではない。ワーク６の一部がより大きい厚みＴ１を有してもよく、ワークの別の一部がより小さい厚みＴ２を有してもよい。本発明の方法によって不均一な厚みを有するこのワークを加工する場合、電極の周面４３を加工に直接用いることができ、これはワーク６の厚みのばらつきの影響を受けない。
【００１９】
ステップ１３は、ワークと電極との間の粒子を除去するステップを含むことができる。加工により生成された粒子は、その後の加工工程に影響を及ぼすことがあるので、加工効率をさらに向上させるために加工中に粒子を連続的に除去する必要がある。いくつかの実施形態では、粒子を除去するステップは、ワーク６と電極の周面４３との間に作動流体を通過させることを含む。すなわち、ワーク６と電極の周面４３との間に作動流体を流すことにより粒子を除去することができ、作動流体がワーク６と周面４３との間に流れることで熱および電食の間に生成される電食物を取り除く。いくつかの実施形態では、作動流体は電極の周面に沿って通過し、これにより洗い流しの効率をさらに向上させることができる。図６を参照すると、作動流体を電極軸線４１に平行な方向Ｂに沿って通過させることで、電極４の周面４３に直近の加工点を洗い流す。
【００２０】
いくつかの実施形態では、加工される部分がワークの端部上ではなくワークの内側にある場合、スタート貫通孔をワークを加工するステップの前にワークに穿孔する必要があり、それにより電極がスタート貫通孔を介してワークを通過し、電極の周面および電極軸線がその厚み方向でワークと交差できるようになっている。本明細書に記載の「スタート貫通孔」とは、電極がワークを加工し始める加工開始点でその厚み方向にワークを通過する貫通孔を指す。したがって、プロファイル加工方法１はさらに、スタート貫通孔を電極の端部面４２でワークに穿孔して、電極４をスタート貫通孔に通過させることを含む。この時、電極４の一部はスタート貫通孔内にあり、電極４の２つの端部はそれぞれワークの厚み方向でワークの両側にあり、それにより電極４の周面４３がワーク６と対向する。そして、ワーク６は、電極の周面４３で加工される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、スタート貫通孔を穿孔するステップは、ワーク６と電極との間の粒子を除去することを含む。いくつかの実施形態では、ワークと電極の端部面との間に作動流体を流すことにより粒子を除去することができ、作動流体がワークと端部面との間に流れることで熱および電食の間に生成される電食物を取り除く。
【００２２】
図５を参照すると、薄肉部品は通常、２種類の加工形状、すなわち開放形状５１と閉鎖形状５２とを有する。開放形状５１の場合、加工は通常ワーク６の端部から開始してもよく、閉鎖形状５２の場合、加工はワーク６の内部から開始する必要がある。本発明では、スタート貫通孔を電極４の端部面４２でワーク６に直接穿孔することができ、そして電極４はスタート貫通孔内に配置され、ワーク６を電極４の周面４３と加工する。
【００２３】
図２は、本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工方法２のフローチャートである。この実施形態の方法は、主に開放形状５１の加工に適している。
【００２４】
ステップ２１では、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する電極が設けられる。
【００２５】
ステップ２２では、電極と厚みを有するワークが通電され、ワークおよび電極の一方が陽極で、他方が陰極である。
【００２６】
ステップ２３では、電極はワークの端部上の開始点に配置され、電極の周面および電極軸線がワークの厚み方向でワークと交差している。
【００２７】
ステップ２４では、ワークは特定のトラックに沿って電極の周面で加工され、その間に作動流体はワークと電極の周面との間を通過してワークと電極との間の粒子を除去する。
【００２８】
図３は、本発明の特定の実施形態によるプロファイル加工方法３のフローチャートである。この実施形態の方法は、主に閉鎖形状５２の加工に適している。
【００２９】
ステップ３１では、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する電極が設けられる。
【００３０】
ステップ３２では、電極とワークが通電され、ワークおよび電極の一方が陽極で、他方が陰極である。
【００３１】
ステップ３３では、スタート貫通孔が電極の端部面でワーク上の開始点に穿孔され、その間に作動流体はワークと電極の端部面との間を通過する。
【００３２】
ステップ３４では、電極はスタート貫通孔を通り抜け、それにより電極の周面および電極軸線がその厚み方向でワークと交差する。
【００３３】
ステップ３５では、ワークは特定のトラックに沿って電極の周面で加工され、その間に作動流体はワークと電極の周面との間を通過してワークと電極との間の粒子を除去する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ワークを加工するステップ３５は、電極４を電極軸線４１を中心に回転させることを含む。電極自体が電極の周面４３によるワークの加工中に異なる程度まで腐食または摩耗され、それが時間と共にワークの加工精度に必然的に影響を及ぼす可能性があるので、電極を自軸線の上で回転させることは、電極の周面を均等に摩耗させて加工誤差を減らすことができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、ワークを加工するステップ３５はさらに、電極４を電極軸線４１の方向に移動させることを含む。ワーク６と相互作用した電極４の一部がある程度まで摩耗した場合、摩耗が生じた部分を除去して電極４の未使用部分にワーク６を連続的に加工させる必要がある。このように電極４を電極軸線４１の方向に移動させることで、電極４の未使用部分をワーク６に対向させる。
【００３６】
図６を参照すると、いくつかの実施形態では、電極４は、電極の内側に設けられ、端部面に通じており、作動流体を通過させるように構成されている通路４５を含む。さらに図６を参照すると、この実施形態では、通路４５は電極４の中央にあり、作動流体は、端部面４２の中央部分から流出した後に端部面４２とワーク６との間の粒子を洗い流すために直接使用することができる。外部の洗い流し方法と組み合わせたこの洗い流し方法は、洗い流しの効果をさらに向上させることができる。
【００３７】
さらに、本発明の特定の実施形態は、上述のプロファイル加工方法で加工される部品に関する。部品は、第１の部分を含み、第１の部分は、厚みと、その上に少なくとも１つの加工用貫通孔とを有し、少なくとも１つの加工用貫通孔は、その厚み方向で第１の部分を通過する。部品はさらに、第１の部分の厚み方向で少なくとも１つの加工用貫通孔と重なる少なくとも１つのブロッカを有する第２の部分を含み、加工用貫通孔は、上述のプロファイル加工方法により電極で加工される。電極は、電極軸線と、端部面を有する軸方向自由端部と、端部面以外の周面とを有する。第１の部分を加工するステップは、第１の部分と電極とを通電することであって、第１の部分および電極の一方が陽極で、他方が陰極である通電することと、第１の部分を電極の周面で加工することであって、その間に電極の周面および電極軸線がその厚み方向で第１の部分と交差する加工することと、を含む。
【００３８】
本明細書において「加工用貫通孔」とは、開放形状、たとえば図５に示すような開放貫通孔５１となり得る、かつ閉鎖形状、たとえば図５に示すような閉鎖貫通孔５２となり得るワークの材料の一部を除去することによりワークに形成されるプロファイルまたは形状を指すことに注意されたい。
【００３９】
図７および８を参照すると、いくつかの実施形態では、部品７は、２層構造を有する環であってもよい。部品７は、外側層７１と内側層７２とを含む。外側層７１は、厚みと、その厚み方向で外側層を通過する少なくとも１つの加工用貫通孔とを有し、内側層７２は、外側層の厚み方向で外側層７１の内側に配置され、内側から少なくとも１つの加工用貫通孔７１１と重なる少なくとも１つのブロッカ７２１を有し、加工用貫通孔７１１は、電極４の周面との加工によって形成され、その間に電極４の周面および電極軸線がその厚み方向で外側層と交差する。
【００４０】
いくつかの実施形態では、図８に示すように、ブロッカ７２１と第２の部分は一体的に集積される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、加工用貫通孔７１１を加工するステップはさらに、スタート貫通孔を電極４の端部面で外側層７１に穿孔して、電極４をスタート貫通孔に通過させることを含む。
【００４２】
本発明を特定の実施形態と関連させて説明してきたが、本発明に多くの修正および変更が加えられることを当業者なら理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の概念および範囲内のこれらの修正および変更をすべてカバーすることを意図するものであると理解すべきである。
【符号の説明】
【００４３】
４  電極
５  電源
６  ワーク
７  部品
４１  電極軸線
４２  端部面
４３  周面
４４  軸方向自由端部
４５  通路
５１  陽極、開放形状、開放貫通孔
５２  陰極、閉鎖形状、閉鎖貫通孔
７１  外側層
７２  内側層
７１１  加工用貫通孔
７２１  ブロッカ
【図１】
2016203370.tif 000003
【図２】
2016203370.tif 000004
【図３】
2016203370.tif 000005
【図４】
2016203370.tif 000006
【図５】
2016203370.tif 000007
【図６】
2016203370.tif 000008
【図７】
2016203370.tif 000009
【図８】
2016203370.tif 000010
【外国語明細書】
2016203370000001.pdf