(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を内部に配置し、電解液が入れられる長尺状容器と、
前記電極と金属性の研磨対象物との間で通電を行う研磨用通電手段とを備え、
前記長尺状容器の先端にて前記電解液を前記研磨対象物に接触させ、前記研磨用通電手段による通電により、前記研磨対象物表面を電解研磨する電解研磨装置において、
前記電極を前記長尺状容器の長尺方向に往復移動させる移動手段であって、前記電極の側面に固定されている磁石と、前記磁石に磁界を作用させる電磁石と、前記電磁石に交流電流を供給する移動用通電手段とを備えた移動手段を備え、
前記研磨用通電手段は、前記移動用通電手段が供給する交流電流の強度と予め設定された強度との大小関係により通電を制御することにより、前記移動手段により変化する前記電極の先端と前記長尺状容器の先端との間の距離が、所定の距離以下のときのみ通電を行うようにしたことを特徴とする電解研磨装置。
【請求項２】
電極を内部に配置し、電解液が入れられる長尺状容器と、
前記電極と金属性の研磨対象物との間で通電を行う研磨用通電手段とを備え、
前記長尺状容器の先端にて前記電解液を前記研磨対象物に接触させ、前記研磨用通電手段による通電により、前記研磨対象物表面を電解研磨する電解研磨装置において、
前記電極を前記長尺状容器の長尺方向に往復移動させる移動手段であって、前記電極の側面に固定されている磁石と、前記磁石に磁界を作用させる電磁石と、前記電磁石に交流電流を供給する移動用通電手段とを備えた移動手段を備え、
前記研磨用通電手段は、前記移動用通電手段が供給する交流電流の強度と予め設定された強度との大小関係により通電を制御することにより、前記移動手段により変化する前記電極の先端と前記長尺状容器の先端との間の距離が、所定の距離以下のときの通電電流を、前記所定の距離より大きいときの通電電流より大きくしたことを特徴とする電解研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を内部に配置した長尺状容器に電解液を入れ、該長尺状容器の先端部分で該電解液を研磨対象の金属物体に接触させて、該電極と該金属物体の間で通電を行うことで該金属物体表面を電解研磨する電解研磨装置に関する。及び該電解研磨装置を用いた電解研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属物体である測定対象物にＸ線を照射して、該測定対象物で発生する回折Ｘ線によりＸ線回折像を撮像し、撮像された回折像から測定対象物の残留応力等を測定するＸ線回折測定装置が知られている。このＸ線回折測定装置により精度の良い測定を行うためには、測定対象物の表面に突起、凹み、錆又は異物付着といった欠陥がなく、また該表面に加工層が存在しないという条件が必要になる。これは上述した欠陥があるとＸ線回折像が影響を受け、又、加工層が存在すると測定対象物を加工した際に表層に発生した残留応力が存在し、正確な残留応力が測定できないためである。このため、Ｘ線回折測定を行う前に測定対象物の表面を電解研磨することが多く行われている。この電解研磨を行う装置には、簡単に持ち運びできる装置として特許文献１に示される装置がある。この電解研磨装置は、電極を内部に配置し先端に浸透性軟体プレートを取り付けた長尺状容器（トーチ）に電解液を入れ、該浸透性軟体プレートを研磨対象の金属物体に接触させて、該電極と該金属物体の間で通電を行うことで該金属物体表面を電解研磨するものである。この装置は通電電流が一定になるよう制御することができ、設定した通電電流での研磨深さと研磨時間との関係を予め得ておけば、この関係から研磨時間を決め、電解研磨を行うことで、意図した深さを電解研磨することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９６７５００号公報
【発明の概要】
【０００４】
金属物体の電解研磨はＸ線回折測定が行われる箇所（Ｘ線が照射される箇所）のみを行えばよく、浸透性軟体プレートを金属物体にすべて接触させて（すなわち、金属物体と電解液の接触面積を大きくして）電解研磨を行うと研磨時間が長くなり、電解研磨液の消耗も速くなる。このため、電解研磨する箇所に中央部分に孔を開けたシールを貼り、シールを介して浸透性軟体プレートを接触させることで、孔の箇所の金属物体表面のみを電解研磨している。しかしながら、発明者は多くの金属物体でこのように電解研磨行い、研磨面の径方向の形状プロファイルを測定したところ、ほとんどの場合で図６に示すように孔の縁部分の研磨深さが大きく、中央部分は研磨深さが小さいことが分かった。研磨箇所がこのような状態で金属物体のＸ線回折測定を行うと、凹みによりＸ線回折像が影響を受け、正しい測定結果が得られないという問題がある。
【０００５】
本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、電極を内部に配置した長尺状容器に電解液を入れ、該長尺状容器の先端部分で該電解液を研磨対象の金属物体に接触させて、該電極と該金属物体の間で通電を行うことで該金属物体表面を電解研磨する電解研磨装置において、研磨する箇所に孔を開けたシールを貼って電解研磨を行っても、孔の箇所の研磨対象物を均一に研磨することができる電解研磨装置を提供することにある。また、研磨する箇所に孔を開けたシールを貼ったうえで該電解研磨装置を用いて電解研磨を行う方法において、孔の箇所の研磨対象物を均一に研磨することができる電解研磨方法を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、電極を内部に配置し、電解液が入れられる長尺状容器と、電極と金属性の研磨対象物との間で通電を行う研磨用通電手段とを備え、長尺状容器の先端にて電解液を研磨対象物に接触させ、研磨用通電手段による通電により、研磨対象物表面を電解研磨する電解研磨装置において、電極を長尺状容器の長尺方向に往復移動させる移動手段であって、電極の側面に固定されている磁石と、磁石に磁界を作用させる電磁石と、電磁石に交流電流を供給する移動用通電手段とを備えた移動手段を備え、研磨用通電手段は、移動用通電手段が供給する交流電流の強度と予め設定された強度との大小関係により通電を制御することにより、移動手段により変化する電極の先端と長尺状容器の先端との間の距離が、所定の距離以下のときのみ通電を行うようにしたことにある。
【０００７】
これによれば、孔の箇所の研磨対象物を均一に研磨することができる。発明者は何度か試験した結果、このようにして電解研磨を行うと、シールの孔部分の研磨対象物を均一に研磨することができることを確認した。均一に研磨できる理由は、電極の先端と研磨対象物との間の距離が小さいと孔部分の研磨対象物全体に渡って電気力線が研磨対象物表面に垂直になり、研磨面の単位面積あたりの電流が均一になるためと考えられる。この点は、発明を実施するための形態で詳細に説明する。また、これによれば、電極の往復移動と電解研磨用の通電の制御を行う機構及び回路を簡単に構成することができ、電解研磨装置を複雑化及び大型化しないようにすることができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、電極を内部に配置し、電解液が入れられる長尺状容器と、電極と金属性の研磨対象物との間で通電を行う研磨用通電手段とを備え、長尺状容器の先端にて電解液を研磨対象物に接触させ、研磨用通電手段による通電により、研磨対象物表面を電解研磨する電解研磨装置において、電極を長尺状容器の長尺方向に往復移動させる移動手段であって、電極の側面に固定されている磁石と、磁石に磁界を作用させる電磁石と、電磁石に交流電流を供給する移動用通電手段とを備えた移動手段を備え、研磨用通電手段は、移動用通電手段が供給する交流電流の強度と予め設定された強度との大小関係により通電を制御することにより、移動手段により変化する電極の先端と長尺状容器の先端との間の距離が、所定の距離以下のときの通電電流を、所定の距離より大きいときの通電電流より大きくしたことにある。
【０００９】
これによれば、所定の距離以下のときの通電電流と所定の距離より大きいときの通電電流の差を大きくすれば、所定の距離以下のときのみ通電を行うようにした場合と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電解研磨装置の全体構成図である。
【図２】図１の電解研磨装置におけるトーチの断面図である。
【図３】図１の電解研磨装置において、移動用通電電流の波形と研磨用通電電流の波形を時間軸を同じにして示した図である。
【図４】トーチ内の電極と研磨対象物との間の通電における電気力線を示した図で、（ａ）は先端電極を研磨対象物に接近させた状態での通電、（ｂ）は先端電極を研磨対象物から遠ざけた状態での通電である。
【図５】図１の電解研磨装置で研磨対象物に孔付シールを貼ったうえで電解研磨を行った時の、研磨箇所の径方向の形状プロファイルを示した図である。
【図６】従来の電解研磨装置で研磨対象物に孔付シールを貼ったうえで電解研磨を行った時の、研磨箇所の径方向の形状プロファイルを示した図である。
【図７】トーチの先端を開放した状態で電解研磨を行うときに電解液をトーチ内に保持する方法を示した図で、（ａ）はトーチ先端周辺を粘土でシールする方法を示した図、（ｂ）は孔付シールの孔の周囲に電解液に反応しないジェルを塗り、トーチ先端を押し付ける方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電解研磨装置の構成について図１乃至図３を用いて説明する。図１に示すように、この電解研磨装置は、電極間に設定した強度の電流を流す通電装置１と、電極２３を内部に備えた長尺状容器であるトーチ２と、研磨対象物ＯＢに接続する電極３とから構成される。この電解研磨装置は、従来の電解研磨装置と同様、トーチ２内に電解液ＳＬを入れ、トーチ２の先端で電解液ＳＬを研磨対象物ＯＢと接触させ、トーチ２内の電極２３と電極３との間に通電装置１により設定した強度の電流を流すことで、研磨対象物ＯＢを電解研磨するものである。
【００１６】
図２はトーチ２を拡大した断面図であるが、図２に示すようトーチ２は円筒形の容器２０の側面に孔を開け、先端を容器２０の側面に合う形状にした円筒形の容器２１を、該孔の周囲に固着させた形状をしている。容器２１の上端は電解液ＳＬをトーチ２の内部に入れるための注入口２２であり、トーチ２を傾けなければ、電解液ＳＬを入れた後も空けたままにしておくことができ、また、注入口２２は円柱形状であるので、通常のゴム栓で塞ぐこともできる。注入口２２は電解研磨後にトーチ２内の電解液ＳＬを抜き取るときの口でもあり、注入口２２からピペットのような吸入器具を入れて電解液ＳＬを吸い出すか、トーチ２を傾けて注入口２２から電解液ＳＬを別の容器に移すことで、電解液ＳＬを抜き取ることができる。容器２０及び容器２１の材質は透明なプラスチック又はガラスであり、目視で電解液ＳＬの注入高さを確認することができる。
【００１７】
容器２０の先端は、トーチ２内の電解液ＳＬが浸透する浸透性軟体プレート２９で塞がれており、トーチ２内に電解液ＳＬを注入しても、電解液ＳＬがこぼれないようになっている。また、浸透性軟体プレート２９は、後述する先端電極２４を研磨対象物ＯＢの表面に近づけることができるよう、先端電極２４の径よりやや大きな径の穴２９ａが開けられている。浸透性軟体プレート２９の材質は、容器２０の先端の口に押し込んで塞ぐことができる弾力性のあるもので、電解液ＳＬの影響を受けないとともに電解液ＳＬが浸透すればどのようなものでも使用することができ、例えば、キムワイプを畳んで円柱状に丸めたものでも使用することができる。
【００１８】
容器２０内には容器２０の中心軸と中心軸を略等しくする、円柱状の電極２３が配置されている。電極２３の材質は、電解液ＳＬの影響をほとんど受けず電気抵抗が小さい金属であればよく、例えば銅である。電極２３の上部には絶縁シート２８が巻かれ、その上に円筒状の磁石２５が固着された箇所があり、その磁石２５は弾力性のある樹脂でできた円筒形の栓２６の円柱状の空間２６ｃに配置されている。栓２６の上蓋２６ａと下蓋２６ｂは、磁石２５の径より小さく電極２３の径より大きい径の孔２６ａ１，２６ｂ１が開けられており、電極２３は上蓋２６ａ、下蓋２６ｂを通過するよう移動できても磁石２５は上蓋２６ａ、下蓋２６ｂから抜けることができないようになっている。すなわち、磁石２５は栓２６の円柱状の空間２６ｃでのみ移動が可能であり、磁石２５と一体になっている電極２３は、磁石２５が下蓋２６ｂと接触する位置（図２の位置）から磁石２５が上蓋２６ａと接触する位置まで移動が可能になっている。図２に示すように、磁石２５が下蓋２６ｂと接触する位置は、先端電極２４が浸透性軟体プレート２９の穴２９ａの底部と接触する位置である。
【００１９】
栓２６は円柱状の空間２６ｃの外側にも円筒状の空間２６ｄがあり、この空間２６ｄには円筒状のコイルである電磁石２７が配置されている、電磁石２７に電流を供給する電線は図２では省略されているが、上蓋２６ａに開けられた２つの孔から栓２６の外部に出ており、その先端はコネクタになっている。そのコネクタと、図１に示す通電装置１の通電用ターミナルとの間をコネクタのある電線で接続し、通電装置１を作動させることで電磁石２７には通電がされ、磁力が発生する。そして、通電装置１が供給する電流は交流電流であるため、電磁石２７はＮ極とＳ極が交互に切り替わり、これにより電極２３と一体になっている磁石２５には、上向きの力と下向きの力が交互に発生し、電極２３は、磁石２５が下蓋２６ｂと接触する位置（図２の位置）から磁石２５が上蓋２６ａと接触する位置の間を往復移動する。
【００２０】
栓２６は弾力性のある樹脂でできており、容器２０の上端から差し込み、上蓋２６ａの上面を容器２０の上端と合わせることで、電極２３を容器２０内の所定位置に配置することができる。また、電極２３を上向きに引けば、磁石２５は上蓋２６ａより上に行くことはできなので、栓２６を容器２０から取り外すことができる。また、浸透性軟体プレート２９は、トーチ２内より電解液ＳＬを抜き取った後、栓２６又は電極２３を下向きに押して上蓋２６ａの上面が容器２０の上端より下になるようにすれば取り外すことができる。また、栓２６を容器２０から取り外した後、棒状のもので押しても取り外すことができる。
【００２１】
栓２６は電磁石２７を内部に入れて図２に示すような形状に製作した後では、電極２３と一体になった磁石２５を円柱状の空間２６ｃに入れることはできないので、栓２６の製作、電極２３への磁石２５の固着および磁石２５の栓２６内への配置は次の手順で行う。まず、下蓋２６ｂに外側の円筒部２６ｅ、内側の円筒部２６ｆを固着させ、円筒状のコイルである電磁石２７を円柱状の空間２６ｄに入れる。次に、電極２３の上端を下蓋２６ｂの孔２６ｂ１から入れ、先端電極２４が下蓋２６ｂの近傍になるようにして、電極２３の所定の位置に絶縁シート２８を巻き、その上に円筒状の磁石２５を固着する。次に、磁石２５を円柱状の空間２６ｃに入れた後、上蓋２６ａの孔２６ａ１に電極２３を通し、小さく作成された２つの孔に電磁石２７から出ている電線を通し、上蓋２６ａに外側の円筒部２６ｅ、内側の円筒部２６ｆを固着させる。そして、電磁石２７から出ている電線にコネクタを取り付け、電極２３の上端から出ている電線にもコネクタを取り付ける。これにより、図２に示す形で栓２６と電極２３ができあがる。
【００２２】
図１に示すように、栓２６内の電磁石２７と電極２３へは通電装置１から電流が供給される。この通電は、電磁石２７から出ている電線のコネクタと電極２３の上端から出ている電線のコネクタと、通電装置１の通電用ターミナルとの間をコネクタのある電線でそれぞれ接続し、通電装置１を作動させることで行われる。通電装置１は、内部に移動用電流供給回路１０、２値化回路１１及び研磨用電流供給回路１２を備え、筐体の外側にＯＮとＯＦＦがされるスイッチ１３とツマミと表示器からなる設定装置１４が取り付けられている。スイッチ１３がＯＮされると、移動用電流供給回路１０と研磨用電流供給回路１２が作動を開始し、電磁石２７への通電と電極２３と研磨対象物ＯＢに接続した電極３との間の通電が行われる。電磁石２７への通電は、上述したように交流電流であり、これにより電極２３は磁石２５が下蓋２６ｂと接触する位置（図２の位置）から磁石２５が上蓋２６ａと接触する位置まで往復移動する。移動用電流供給回路１０は、予め設定された強度と周波数（周期）の交流電流を出力するので、電極２３の上下方向の往復移動は、常に設定された周期で行われる。
【００２３】
移動用電流供給回路１０は、時間軸に対する波形が電磁石２７への交流電流と同じ波形である交流信号を２値化回路１１に出力し、２値化回路１１は移動用電流供給回路１０から入力する信号の強度が予め設定された強度以下であるとＯＮになり、予め設定された強度以上であるとＯＦＦになる２値化信号（パルス列信号）を作成して出力する。移動用電流供給回路１０が出力する交流電流により電磁石２７の磁極がどう変化するかは、電磁石２７の２本の電線への通電装置１からの電線の接続の仕方により変わり、磁石２５の上側と下側のどちらをＮ極にするかは任意であるが、本実施形態では、移動用電流供給回路１０が出力する交流電流が負になったとき、電磁石２７の上側の極と磁石２５の上側の極が等しくなって、電極２３に下向きの力が働くとする。そして、移動用電流供給回路１０が出力する交流電流が負側で所定の強度以下のとき、磁石２５は下蓋２６ｂと接触する、すなわち先端電極２４が浸透性軟体プレート２９に接触するとする。２値化回路１１に設定されている強度は、移動用電流供給回路１０が出力する交流電流が負側で該所定の強度のとき、移動用電流供給回路１０から２値化回路１１に入力する交流信号の強度より小さい強度であり、先端電極２４が浸透性軟体プレート２９に接触した状態のとき、２値化回路１１が出力する２値化信号（パルス列信号）はＯＮになる。
【００２４】
研磨用電流供給回路１２は、２値化回路１１から入力する２値化信号がＯＮであると、設定された強度の電流を出力し、２値化信号がＯＦＦであると電流の出力を行わない。これにより、先端電極２４が浸透性軟体プレート２９に接触した状態のときのみ、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間で通電が行われ、電解研磨がされる。図３は、移動用電流供給回路１０が電磁石２７に出力する交流電流（移動用電流）と研磨用電流供給回路１２が電極２３と電極３との間で通電する電流（研磨用電流）の波形を、時間軸を同じにして示した図である。図３が示すように、移動用電流が負側で所定の強度以下のときのみ、研磨用電流が流れる。なお、研磨用電流の強度は、通電装置１の筐体に取り付けられた設定装置１４の表示器の値を見ながら設定装置１４のつまみを回すことで設定される。
【００２５】
上記のように構成された電解研磨装置により研磨対象物ＯＢを電解研磨するときは、研磨箇所に中心に孔３０ａが開けられたシール３０を貼り、トーチ２の容器２０の下部に浸透性軟体プレート２９をセットし、電極２３を移動可能状態で取り付けている栓２６を、容器２０にその上端と上蓋２６ａの上面とが合うよう差し込む。次に、浸透性軟体プレート２９の中心部分が該孔３０ａに接触するようトーチ２をシール３０の上に置き、注入口２２から電解液ＳＬをトーチ２内に入れ、電極２３から出ている電線のコネクタと電磁石２７から出ている電線のコネクタと通電装置１の通電用ターミナルとの間を、両端がコネクタである電線でそれぞれつなぐ。そして、通電装置１の設定装置１４で研磨用電流の強度を定め、スイッチ１３をＯＮにし、時間計測を開始して設定した通電時間が経過した後、スイッチ１３をＯＦＦにする。これにより、シール３０の孔３０ａの箇所の研磨対象物ＯＢが電解研磨される。なお、通電時間は、予め通電時間と研磨深さとの関係を得ておき、意図する研磨深さから得ることができる。作業者は、シール３０をはがし電解研磨した箇所に残る電解液ＳＬを有機溶剤等で拭き取り、研磨箇所に対してＸ線回折測定等の測定を行う。
【００２６】
本願の発明者は、複数の研磨対象物ＯＢに対して上記実施形態の電解研磨装置により上述したように電解研磨を行った後、研磨跡の径方向の形状プロファイルを専用の測定器（粗さ計）により測定した。電解研磨の条件として、移動用電流供給回路１０が出力する交流電流の周波数を１５Ｈｚにし、電極２３は１秒間に１５回往復移動がされるようにした。また、通電は先端電極２４が最も研磨対象物ＯＢに接近したとき（浸透性軟体プレート２９に接触したとき）に行い、１回の通電時間は１２ｍ秒程度で、電極２３の１往復時間である（１／１５）秒の１／５程度の時間であるようにした。その結果、いずれの研磨対象物ＯＢにおいても、径方向の形状プロファイルは図５に示されるよう、均一の深さになっていた。なお、本願発明者が電解研磨の条件として採用した、電極２３の往復速度及び電極２３の１往復における通電時間は例であり、電極２３の往復速度及び電極２３の１往復における通電時間は、条件ごとの研磨跡の研磨深さの均一性を評価し、該均一性が最もよいものを採用すればよい。
【００２７】
このように、本発明による電解研磨装置により研磨箇所が均一の深さになるよう電解研磨される理由は、次のように考えられる。図４は、電極２３と研磨対象物ＯＢとの間を通電した場合における電気力線を示した図で、（ａ）は先端電極２４を研磨対象物ＯＢに接近させた状態での通電（すなわち、本発明による電解研磨装置による通電）、（ｂ）は先端電極２４を研磨対象物ＯＢから遠ざけた状態での通電（すなわち、従来の電解研磨装置による通電）である。（ａ）のように先端電極２４を研磨対象物ＯＢに接近させた状態では電気力線は殆どが研磨面に対して垂直になり、外側から回り込むように研磨面に入る電気力線は僅かであるとともに、外側から回り込むように研磨面に入る電流は先端電極２４と研磨面の間の距離が長くなる分抵抗が大きくなり、研磨面に対し電気力線が垂直になっている箇所よりも電流量はかなり小さくなる。すなわち、研磨面の単位面積あたりの電流は、いずれの箇所においてもほとんど等しくなる。
【００２８】
これに対し、（ｂ）のように先端電極２４を研磨対象物ＯＢから遠ざけた状態では、電気力線は電極２３の中心線付近のみが研磨面に対して垂直になり、外側から回り込むように研磨面に入る電気力線が多くなる。そして、容器２０の外側へ行くほど研磨面の単位面積当たりの電解液ＳＬの量は大きくなり、研磨面の中心部分に対し縁部分での先端電極２４と研磨面との間の距離の差は大きくなるが、この差は倍率で考えると僅かでしかない。よって、外側から回り込むように研磨面に入る電流は、電解液ＳＬの量が大きくなる分抵抗が小さくなり、研磨面の中心付近で研磨面に対して垂直に流れる電流よりも多く電流が流れるようになる。すなわち、研磨面の単位面積当たりの電流量は、研磨面の中心から外側へ行くほど大きくなる。
【００２９】
このように、研磨面の単位面積あたりの電流量は、本発明による電解研磨装置では、いずれの箇所も等しくなり、従来の電解研磨装置では研磨面の中心から外側へ行くほど大きくなる。これにより、研磨跡の径方向の形状プロファイルは、本発明による電解研磨装置では図５に示すようにいずれの箇所も均一な深さであり、従来の電解研磨装置では図６に示すように縁部分の研磨深さが大きく中央部分の研磨深さが小さくなると考えられる。
【００３０】
先端電極２４が研磨対象物ＯＢに接近したまま固定されていると、消耗した（酸化した）電解液ＳＬが先端電極２４と研磨対象物ＯＢの間の領域に蓄積し、電解研磨に影響が出る。しかし、本発明による電解研磨装置は、電極２３が上下に往復移動しているので、先端電極２４が上方に移動した後下方に移動して浸透性軟体プレート２９に接触する位置まで戻るまでの間に起こる撹拌で、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間にある電解液ＳＬは常に新しいものになる。よって、電解液ＳＬの消耗（酸化）による影響は、従来の電解研磨装置と変わらないようにすることができる。
【００３１】
上記説明からも理解できるように、上記実施形態においては、電極２３を内部に配置し、電解液ＳＬが入れられるトーチ２と、電極２３と金属性の研磨対象物ＯＢとの間で通電を行う通電装置１の研磨用電流回路１２とを備え、トーチ２の先端にて電解液ＳＬを研磨対象物ＯＢに接触させ、研磨用電流回路１２による通電により、研磨対象物ＯＢ表面を電解研磨する電解研磨装置において、電極２３をトーチ２の長尺方向に往復移動させる、通電装置１の移動用電流供給回路１０、磁石２５及び電磁石２７からなる移動手段を備え、通電装置１の研磨用電流回路１２は、移動手段により変化する先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が、最も小さくなる距離のときのみ通電を行うようにしている。
【００３２】
これによれば、孔付シール３０の孔３０ａの箇所における研磨対象物ＯＢを均一に研磨することができる。この効果は、複数の研磨対象物ＯＢを研磨した後の形状プロファイルを測定することで確認されている。また、均一に研磨できる理由は、上述した通りである。
【００３３】
また、本発明の他の特徴は、電極２３の移動手段は、電極２３の側面に固定されている円筒状の磁石２５と、磁石２５に磁界を作用させる円筒状の電磁石２７と、電磁石２７に交流電流を供給する通電装置１の移動用電流供給回路１０とを備え、通電装置１の研磨用電流回路１２は、移動用電流供給回路１０が供給する交流電流の強度と予め設定された強度との大小関係により通電を制御するようにしている。
【００３４】
これによれば、電極２３の往復移動と電解研磨用の通電の制御を行う機構及び回路を簡単に構成することができ、電解研磨装置を複雑化及び大型化しないようにすることができる。
【００３５】
なお、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３６】
上記実施形態においては、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間の距離が最も小さくなるとき、言い換えると、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が、最も小さくなるときのみ研磨用の通電を行うようにした。しかし、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間の距離が十分小さくなれば、最も小さくなる前に通電を開始しても、上記実施形態と同じ効果を得ることができる。すなわち、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が所定の距離以下になるときのみ、研磨用の通電を行うようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態においては、磁石２５と電磁石２７を２つとも円筒状にしたが、電磁石２７の磁界を磁石２５に作用させて電極２３をトーチ２の長尺方向に移動させることができれば、磁石２５と電磁石２７の形状はどのようものでもよい。例えば、磁石２５を、棒状の磁石を極方向が電極２３の長尺方向になるよう電極２３の側面に固定させたものにしてもよい。また、電磁石２７を上蓋２６ａ近辺で電線をリング状にしたものにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、磁石２５と、磁石２５に磁界を作用させる円筒状の電磁石２７と、電磁石２７に交流電流を供給する通電装置１の移動用電流供給回路１０とにより、電極２３を上下方向に往復移動させたが、電解研磨装置が複雑化し大型化してもよければ、電極２３の移動方法は別の手段を用いてもよい。例えば、モータを使用した移動機構により電極２３を上下方向に往復移動させ、モータ内のエンコーダからの信号により移動位置を検出し、移動位置が設定した値になったとき、又は設定した値以下になったとき研磨用の通電を行うようにしてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が、最も小さくなるときのみ通電を行うようにしたが、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離により通電量を大きく変化させてもよい。この場合、電極２３の移動手段として上記実施形態の手段を用いたときは、通電装置１の研磨用電流供給回路１２は、２値化信号がＯＦＦの時は微弱の電流を供給し、ＯＮのときは上記実施形態と同様の大きな電流を供給するようにすればよい。通電量の差が大きければ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、移動用電流供給回路１０が出力する交流信号の波形から、ＯＮとＯＦＦの２値化信号を作成し、この２値化信号がＯＮのとき研磨用電流供給回路１２は設定された強度の電流を出力するようにした。しかし、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間の距離が最も小さくなるときに、または所定の距離以下になるときに研磨用の電流を供給することができれば、通電の制御は、どのような制御の仕方を行ってもよい。例えば、研磨用電流供給回路１２は設定された強度の電流を出力するのみの回路にし、研磨用電流供給回路１２と電極２３との間にスイッチ回路を設け、移動用電流供給回路１０が出力する交流信号の強度が設定した強度以下のとき、スイッチ回路がＯＮになるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、トーチ２の容器２０の先端に浸透性軟体プレート２９を取り付け、孔付シール３０の孔３０ａと浸透性軟体プレート２９を接触させて電解研磨を行うようにしたが、研磨前の準備と研磨後の後始末に時間をかけてもよければ、容器２０の先端に浸透性軟体プレート２９を取り付けることはなくしてもよい。この場合、電解研磨の際、電解液ＳＬをトーチ２内に保持する方法としては、図７の（ａ）のように、容器２０を孔付シール３０の孔３０ａの箇所に置いた後、粘土ＣＹで容器２０の先端周りをシールした後電解液ＳＬを入れる方法がある。又は、図７の（ｂ）のように、孔付シール３０の孔３０ａの周囲に電解研磨液ＳＬに反応しないジェルＧＬを塗布し、容器２０の先端を押し付けてシールした後電解液ＳＬを入れる方法がある。このような方法によれば、先端電極２４はシール３０に接触し、先端電極２４から研磨対象物ＯＢまでの距離は上記実施形態よりさらに小さくなり、先端電極２４と研磨対象物ＯＢとの間の電気力線はすべて垂直になるので、研磨面の単位面積あたりの電流の均一性の度合いは、上記実施形態よりも良くなることが期待できる。すなわち、孔３０ａの箇所の研磨対象物ＯＢをより均一に研磨することが期待できる。また、図７に示す方法に替えて容器２０の先端にゴム等の弾力性のあるリングを取り付け、該リングをシール３０に押し付けて、その押し付けの力を保持することでシールするようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、トーチ２に電極２３を移動させる機構を設け、電極２３の往復移動と、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が最も小さくなるときのみの通電を、通電装置１内の回路により自動で行うようにしたが、これを作業者が手動で行うようにしてもよい。すなわち、本発明を方法として発明として実施してもよい。この場合は、電極２３をトーチ２の長尺方向に移動できる機構にし、電極２３のトーチ２の外側の箇所に円筒状の絶縁部分を設け、作業者がこの絶縁部分を持って電極２３を移動させればよい。そして、先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が最も小さくなる距離のときに通電装置１のスイッチ１３をＯＮにし、設定した時間後ＯＦＦにして電極２３を上方向に移動させて下方向に移動させ、元の通電位置に戻すことを繰り返せばよい。また、作業者は電極２３を移動させることのみを行い、通電は電極２３の移動位置を検出し設定された時間だけ自動で行うようにしてもよい。通電時間を適切に設定すれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…通電装置、２…トーチ、３…電極、２０，２１…容器、２２…注入口、２３…電極、２４…先端電極、２５…磁石、２６…栓、２６ａ…上蓋、２６ｂ…下蓋、２６ｃ，２６ｄ…空間、２６ｅ、２６ｆ…円筒部、２７…電磁石、２８…絶縁シート、２９…浸透性軟体プレート、２９ａ…穴、３０…シール、３０ａ…孔、ＳＬ…電解液、ＯＢ…研磨対象物、ＣＹ…粘土、ＧＬ…ジェル
【要約】      （修正有）【課題】研磨する箇所に孔を開けたシールを貼って電解研磨を行っても、孔の箇所の研磨対象物を均一に研磨することができる電解研磨装置を提供する。【解決手段】電極２３を内部に配置し電解液ＳＬが入れられるトーチ２と、電極２３と研磨対象物ＯＢとの間で通電を行う通電装置１とを備え、トーチ２の先端にて電解液ＳＬを研磨対象物ＯＢに接触させ、通電装置１による通電により、研磨対象物ＯＢの表面を電解研磨する電解研磨装置において、電極２３をトーチ２の長尺方向に往復移動させる移動手段を備え、通電装置１は、移動手段により変化する先端電極２４とトーチ２の先端との間の距離が、所定の距離以下のときのみ通電を行うようにした。【選択図】図１【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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