用 語解説

危険物関係用語の解説（第23回）

ダ、研削盤等による研削加工が金属の機械加工○放電加工機
放電加工機とは、電気絶縁性の高い加工液中法として広く知られていますが、これらの方法で工具を電極として工作物に接近させ、工具とは加工しようとする金属よりも硬い物質で切工作物との間に僅かな隙間を保ってアーク放電削、研削することが必要でした。
1960年代に金属の電気加工法としての放電加を繰り返し発生させることにより、放電の際に工が行われるようになりました。

発生する熱と圧力の作用で工作物の表面を加工

放電加工は加工しようとする工作物が導体でする工作機械です。

あれば、どのように硬い金属でも加工することができます。また、機械加工法ではできなかった放電加工の原理複雑な形状の加工もできるようになりました。

金属を様々な形状に加工することは古来より放電加工による金属加工のイメージを図 に行われてきました。

示します。

旋盤、ボール盤等による切削加工やグライン

工具電極

加工液
工作物
【基本構成】
①②

アーク放電

融解④③

図

放電加工による金属加工のイメージ
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【基本構成】に示すように放電加工を行うた

火性液体（危険物第類第石油類）であるこ

めには、加工しようとする金属である工作物ととから、貯蔵し又は取り扱う数量によっては、工具となる工具電極、そして工作物と工具電極

消防法又は火災予防条例の規制を受けることととの間には油やイオン交換水等の電気絶縁性のなります。
加工液として、イオン交換水を使用するので高い液体である加工液が必要です。
更に加工液は、工作物と工具電極との間に留あれば、放電加工機にイオン交換水を生成するまっておらず常に流動していることが必要で装置を設ければ上記の規制を受けることはありす。

ません。
スイッチを入れて通電されると工具電極加工液として、油を使用するケースとイオンと工作物との間にアーク放電が発生し、工交換水を使用するケースとの違いは、加工精度作物の一部が融解します。にあります。

①

油はイオン交換水よりも高い電気絶縁性を有種類、加工精度等の加工条件によって異なしています。したがって、油を加工液とした場りますが、10μmから50μm程度です。

合には工具電極と工作物との間隔を、イオン交②

工具電極と工作物との間隔は、加工液の融解した部分に接する加工液は急激に熱せられて気化し、爆発的に膨張します。

換水を加工液とした場合よりも狭くすることができます。
工具電極と工作物との間隔を短くすることがこの爆発的な膨張により融解した金属は加工液中に飛散します。
③

溶融した金属は加工液中で急冷され凝固します。

④

できれば、②での加工液の爆発的な膨張を小規模にすることができ、精度の高い加工ができることとなります。
本稿では、加工液として油を使用するケース凝固した金属（以下「加工屑」といいます。）は、流動している加工液により除去さを対象として解説を行うことといたします。

れます。
放電加工機の種類

以降、工具電極（又は工作物）を移動させて①から④を繰り返すことにより、目的の加工物

放電加工機は、形彫り放電加工機、NC形彫りとなるまで加工を継続していくこととなりま放電加工機及びワイヤ放電加工機に分類するこす。とができます。

通電間隔は加工の条件によって異なります⑴

形彫り放電加工機

秒間に1,000回から10万回程度となりま形彫り放電加工機とは、工具電極と逆の形状すので、極めて短い時間でオン・オフを繰り返を工作物に彫り込む加工を行う放電加工機ですことができるパルス電源が必要となります。

す。

が、加工液は電気絶縁性の高い油やイオン交換水が必要であることと述べましたが、油として使形彫り放電加工機による放電加工のイメージを図 に示します。

用されるのは、工具電極と工作物との間隔が極【基本構成】に示す工具電極は銅、グラファ

めて小さいことから粘度が低く、かつ、電気絶イト、銅タングステン等であり、あらかじめ別縁性が高いスピンドルオイル等です。の方法で加工しておきます。

スピンドルオイル等は引火点が70度以上の引Safety ＆ Tomorrow No.148 （2013.3） 44

工具電極送り機構

加工用電源
工具電極
加工液

工作物
【基本構成】拡大①

加工中② 加工完了図

形彫り放電加工機による放電加工のイメージ指定された箇所に指定された順序に従って放電①に示すように放電加工が開始されると工具電極と工作物の接する全ての面で、前加工を行うことができる放電加工機です。に示し⑶

たようにアーク放電が発生し、工具電極が送りる図形をくり抜く加工機です。

が工作物を彫り込んでいくことができます。

図 にワイヤ放電加工機による放電加工のイ②に示すように工具電極が最下端に達したらメージを示します。

加工は完了です。

工作物は加工液に浸された状態となっておNC形彫り放電加工機

り、線径が0.015mmから0.36mm程度のワイヤ

形彫り放電加工機では、あらかじめ別の方法を工具電極として使用します。

で工具電極を加工しておく必要がありましたが、NC形彫り放電加工機では図

ワイヤ放電加工機
ワイヤ放電加工機とは、工作物から目的とす出されるのにしたがって僅かずつではあります⑵

加工後の工作物の形状前に示すように示すようにワイヤと工作物との間ではに工具電極を真下（Z軸）に押し出していくだ

アーク放電が発生し、ワイヤが進行方向に進むけではなく、左右（X軸）、前後（Y軸）方向ににしたがって工作物に目的とする図形を切り抜移動させて、放電加工を行うことができます。

くためのスリットが形成されていきます。
ワイヤは極めて細い工具電極であることか

NC（Numerical Control machining）とは、数ら、アーク放電を行った部分は再度使用するこ値制御によることを示しております。
すなわち、NC形彫り放電加工機とは、形彫りとができません。したがって、アーク放電の度放電加工機の工具電極の形状に相当する数値に新しいワイヤを使用することが必要であり、データに基づき、工具電極をX軸、Y軸、Z軸のそのためにワイヤを送り出す機構が必要となり
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Ｚ軸方向
工具電極送り機構
工具電極

加工液
工作物

Ｘ軸方向

図

NC形彫り放電加工機による放電加工のイメージ工作物上面における拡大図
ＡＢ

拡大ワイヤの進行方向

スリット
Ｃ

Ｄ
工作物

ワイヤの流れＡ
Ｄ

図

工具電極（ワイヤ）

加工用電源

Ｂ
Ｃ

ワイヤ放電加工機による放電加工のイメージます。
ワイヤ放電加工機による加工液中の放電の状
況を次の写真に示します。

放電加工機の構成
放電加工機は概ね図

機本体、加工液供給装置及び加工制御装置から構成されています。

Safety ＆ Tomorrow No.148 （2013.3） 46に示すように放電加工

工作物

放電しているワイヤ

工具電極取付部
加工槽

液面調整装置

移動テーブル

加工液タンク
加工液供給装置

図⑴

放電加工機本体

加工制御装置放電加工機の構成イメージ

加工槽は放電加工が行われる部分において適放電加工機本体量の加工液を満たすための槽で、配管で加工液

放電加工機本体は、工具電極、加工槽、液面タンクと接続されており、加工液は加工槽と加調整装置等から構成されています。

工液タンクとの間で循環する構造となっていま

放電加工が行われる加工槽のイメージをワイす。

ヤ放電加工機を例として図 に示します。
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噴射ノズル
加工液タンク（クリーン槽）からワイヤー噴射ホース
拡大

加工槽

リターン配管
加工用電源

加工液タンク（ダーティ槽）へ加工液
工作物

送液配管

加工液タンク（中間槽）から

クロス・テーブル

Ｙ軸モーターＭ

図

Ｘ軸モーター

ワイヤ放電加工機における加工槽のイメージ

おり、割れにくい材料であること。

加工液タンクの加工液は、加工液の循環を目②的とした送液配管と放電加工が行われている部る構造であること。

分に加工屑の含まれていない加工液を吹き付け③る噴射ノズルによって供給されます。ていること。

ずに、クロス・テーブル上に設置された加工槽④が任意の位置に移動することにより目的とする①

不燃性のもので、かつ、耐油性に優れて

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加工槽の扉は容易に開かないものであること。

図形を切り抜いていきます。とされています。

加工槽内の液温が著しく不均一にならないように加工液の循環等について考慮されこの例では、工具電極であるワイヤは移動せ加工槽は次の条件を満足していることが必要

加工液が溢れないように液面調整ができ⑵

加工液供給装置
加工液供給装置は、加工液タンク、ポンプ、配管、濾過装置等から構成されています。

噴射ホースへ
加工槽へ
加工槽から

P3

P2P1濾過装置

クリーン槽
中間槽
ダーティ槽
スクリーン

図

図

加工液供給装置のイメージ

濾過装置では、加工液をろ紙で濾過することに加工液供給装置のイメージを示しまにより加工屑を完全に除去します。

す。

クリーン槽内の加工液は、P

この例では加工液タンクは、加工槽からのリポンプによって噴射ホースへ送られます。

ターン配管を介して加工屑を多く含んだ加工液を貯留するダーティ槽、ダーティ槽からフィルPタを介して加工屑が除去された加工液を貯留すポンプで送り出される加工液の量よりも少なる中間槽、中間槽の加工液を濾過装置で濾過しいので、濾過装置で濾過された加工液の一部はて加工屑が完全に除去された加工液を貯留する中間槽に戻ってくることとなります。

クリーン槽の加工液タンクは、加工液を加工槽内に循環さつの槽で構成されています。

せるために必要な量の加工液を貯えるためのも各槽の間にある仕切り板の下部にはスクリーンが設けられており、ポンプで送り出される加工液の量は、Pのであり、放電加工機を運転する前には加工液つの槽の液位は常に同の全量が加工液タンク内に貯留されることとなじ高さとなります。

ります。

スクリーンには清掃や交換が可能なフィルタが設けられており、ダーティ槽から中間槽へ移したがって、放電加工機において取り扱われ動する加工液に含まれる加工屑の大半はこのる危険物の数量は加工液タンクの容量となりまフィルタで除去されます。

す。

中間槽にある加工液は、Pポンプによって加工液タンクは、厚さ3.2mm（加工液タンク加工槽へ送られるとともに、Pポンプによっの容量が400リットル未満の場合は2.3mm）以てクリーン槽内に設置されている濾過装置に送上の鋼板又はこれと同等以上の強度を有する金られます。

属で造るとともに、水張試験によって漏れ又は49

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オーバーフロー配管
工具電極送り機構
最高液面高さフロートスイッチ

工具電極

加工液タンクへ

設定液面高さ必要最小間隔
加工槽
加工液

工作物

図

加工液の液面に関する安全装置のイメージタンクに戻される構造となっています。

変形しないものであることが必要です。

イ

また、ステンレス鋼等のさびにくい材質で造加工液の温度に関する安全装置

られた加工液タンク以外の加工液タンクについ加工槽内の放電加工部分以外の部分におけては、外面にさび止めのための措置が講じられる加工液の温度は引火点以下に保つ必要があていることが必要です。

ります。
加工液は引火点が70℃以上のものでなけれ加工液タンクは、地震等により容易に転倒しない構造でなければなりません。

ばならないことから、最高許容温度は60℃以⑶下とされています。

安全装置等

加工槽内には、液温検出装置が設けられて放電加工機には、火災発生を防止するためにおり最高許容温度に達した場合には直ちに放次に示す安全装置等が設けられています。
ア

電加工が停止されます。

加工液の液面に関する安全装置

ウ

放電加工を行っている部分と加工液の液面異常加工に関する安全装置までの間の必要最小限の間隔（以下「必要最加工液による加工屑の除去が十分でない場小間隔」といいます。）が確保されていなかっ

合等に際して、放電によって生じる高熱によたことにより火災が発生することを防止する

り加工液が熱分解し、炭化生成物が発生してために、図成長していくことがあります。に示すように工具電極送り機構

結果として、工具電極と工作物との間に短にフロートスイッチを設けています。

絡が発生し、大電流によるジュール熱により加工液の液面が低下し必要最小間隔が確保火災に至る可能性があります。

できなくなった場合にはフロートスイッチのこのようなことから、工具電極と工作物とフロートが沈み、直ちに放電加工が停止されの間の電流を監視し、異常な電流が流れた場ます。

合には、直ちに放電加工が停止されます。

また、加工槽内の加工液が溢流しないように、加工液の液面が最高液面高さを超えた場
合にはオーバーフロー配管によって、加工液
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自動消火装置放電加工機には、次に示す機能を有する加工工具電極送り機構

火災感知部
消火ノズル

加工槽

加工液

図

水成膜泡を消火剤とした自動消火装置の消火ノズル及び火災感知部のイメージ

液の火災を自動的に消火する自動消火装置を備る場合は、長辺のえることとされています。

る長方形の面積を最大防護面積とすること①

動的に火災を感知し、加工を停止するとと現在、設置されている自動消火装置の消もに警報を発し、消火できる機能を有する

火剤の殆どが水成膜泡であり、この場合はものであることが必要です。

最大防護面積㎡当たりリットル以上の容量が必要となります。
消火ノズルは図ができなければなりません。に示すように火災を有

自動消火装置の主要部は、不燃性又は難効に消火できるように、十分な数量のもの

燃性を有し、かつ、消火剤に侵されない材が、適切な位置に配置されていることが必料で造るとともに、耐食性を有しないもの要です。
④にあっては当該部分に耐食加工が施されて自動消火装置は、取扱い及び点検、整備が容易に行うことができる構造であるとといることが必要です。
③の長さを短辺とすができます。

放電加工機の加工液に引火した場合、自なお、手動操作においても消火剤の放射②/もに、耐久性を有することが必要です。

消火剤の量は、放電加工機の形状、油面⑤の広さ等に対応して消火するために必要な火災感知部は、図に示すように火災を量を保有することとし、その量は、消火剤有効に感知するために十分な数量のものの種類に応じて定められています。

が、適切な位置に配置されていることが必要です。

消火の際の最大防護面積は方形加工槽の辺の積としますが、辺の比がを超え

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