JP2018200747A - パルスパワー発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスパワー発生装置の電極の耐久性を向上させる。
【解決手段】パルスパワー発生電源の高圧側端子に接続された高圧側電極３１と、該電源の低圧側端子に接続され又は接地された低圧側電極３２との間にアーク放電を発生させて衝撃波を得る。高圧側電極３１及び低圧側電極３２のうちの一方の電極は環状に形成された環状電極であり、他方の電極は環状電極の内側に配置されたコア電極であり、環状電極の内周部とコア電極の外周部の間にアーク放電を発生させる。
【選択図】図４

Description

本発明はパルスパワー発生装置に関する。

パルスパワー発生装置は、パルスパワー発生電源の高圧側端子に接続された高圧側電極と、電源の低圧側端子に接続され又は接地された低圧側電極の間にアーク放電（パルス放電）を発生させて衝撃波を得る装置として知られている。パルスパワー発生電源は、電気エネルギーを回路的に圧縮するためのものである。ここでは、この電気エネルギーを回路的に圧縮して得られるものをパルスパワーと称している。

そのようなパルスパワー発生装置の一例が特許文献１に記載されている。このパルスパワー発生装置は、高電圧パルス発生電源と該電源に接続された一対の電極とで構成され、両電極は各々の先端部を露出した状態で絶縁筒内に収容されている。この例では、処理液中に浸漬されたワークに両電極を近接させ、この両電極間にアーク放電を発生させることにより衝撃波を得て、ワークに付着した異物またはバリを除去するようにされている。

特開２００６−１５０４９３号公報

高圧側電極と低圧側電極は、印加される電圧の大きさに応じた適切な間隔（例えば数百μｍ〜数ｍｍ）で対向させることが望まれる。しかし、アーク放電によって例えば数百ＭＰａの大きな衝撃波が発生するから、パルスパワーのショット数（アーク放電回数）が多くなるに従って、電極がアーク放電の際の衝撃力によって変形していく。すなわち、電極間隔が一定に保たれず、だんだん広くなって所期のアーク放電を発生させることができなくなる。

これに対して、両電極を直径１ｍｍ程度の棒状電極として、その先端同士を向かい合わせる形態にすると、電極の衝撃を受ける面積が小さくなる。これにより、電極が受ける衝撃力は小さくなるが、その場合でも、ショット数が多くなるに従って、電極間隔が大きくなっていくことは避けられない。

両電極を板ばね等の弾性体で支持し、アーク放電の際の衝撃力を弾性体によって吸収するようにすれば、電極の耐久性が延びる。しかし、その場合でも、例えば１００００回以上のアーク放電に耐えるようにすることは難しい。

また、上記衝撃力による電極の変形の問題に加えて、電極のエロージョンの問題がある。アーク放電は、相対する電極の間隔が最も狭くなった一箇所で生ずるところ、そのアーク放電による電極のエロージョンにより電極間隔が広くなっていき、放電不良を生ずるという問題である。また、同じ箇所での放電により、エロージョンが進んで電極が局部的に傷み、わずかなショット数で電極が使用できなくなることもこれまでにはあった。

そこで、本発明は、パルスパワー発生装置の電極の耐久性を向上させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、一方の電極を環状にし、その環内に他方の電極を配置するようにした。

ここに開示する本発明の一態様は、パルスパワー発生電源と、該電源の高圧側端子に接続された高圧側電極と、該電源の低圧側端子に接続され又は接地された低圧側電極とを備え、上記高圧側電極と上記低圧側電極の間にアーク放電を発生させて液中又は空気中で衝撃波を得るパルスパワー発生装置であって、
上記高圧側電極及び上記低圧側電極のうちの一方の電極は環状に形成された環状電極であり、
上記高圧側電極及び上記低圧側電極のうちの他方の電極は上記環状電極の内側に配置されたコア電極であり、
上記環状電極の内周部と上記コア電極の外周部の間に上記アーク放電を発生させることを特徴とする。

この装置においては、コア電極と環状電極の間にパルス高電圧が印加されると、コア電極の外周部と環状電極の内周部の間の一箇所（電極間隔が狭くなった箇所）でアーク放電が発生し、衝撃波が放射される。そのとき、コア電極及び環状電極に衝撃力が加わる。環状電極は構造的にリジッドであるのに対して、コア電極は、片持ち支持であるから、アーク放電のたびに環状電極の軸心位置から上記衝撃力によって傾いては弾性的に戻ることを繰り返すことになる。この場合、コア電極は、アーク放電の発生箇所付近で衝撃力を受けるから、アーク放電発生箇所の反対側に傾く。

パルスパワーのショット数の多くなってくると、コア電極が塑性変形して上記反対側への変位が大きくなる。すなわち、コア電極と環状電極の当該反対側の内周部の間隔が狭くなってくる。そうなると、今度は、当該反対側において両電極間にアーク放電を生ずるようになる。その結果、コア電極は、上記反対側において衝撃力を受ける。これにより、コア電極は環状電極の中心に近づくように上記反対側への変位が戻されていく。

以上から明らかなように、上記装置構成によれば、コア電極は、衝撃力を受けて変位しても、アーク放電の発生箇所が変わることによって衝撃力を受ける部位が変わるため、環状電極の中心に近づくように変位が戻される。従って、ショット数が多くなっても、電極の変形によってコア電極と環状電極の間隔が広くなることはなく、もちろん、両電極がショートすることもない。

また、アーク放電による電極エロージョンによってコア電極と環状電極の間に間隔が広い箇所ができると、アーク放電の発生箇所が環状電極の周方向において電極間隔の狭い箇所に移っていく。そのため、電極エロージョンがコア電極と環状電極の全周にわたって均等に進んでいく。従って、ショット数が多くなっても、電極間隔の変化は小さく、安定したアーク放電を発生させることができる。

ここに、高圧側電極を環状電極とし、低圧側電極をコア電極とすることもできるが、高圧側電極をコア電極とし、低圧側電極を環状電極とする方が好ましい。これにより、低圧側の環状電極がワーク（衝撃波を作用させる被処理物）に電気的に接触する場合でも、両電極間にアーク放電を発生させることができる。

上記コア電極は、上記環状電極と同心に設けることが好ましく、その形態は、直線的に延びる棒状電極であっても、円板状であっても、球状であってもよい。棒状電極であれば、パルスパワー発生装置の環状電極とコア電極よりなる電極部のコンパクト化に有利になる。よって、例えば、ワークの径が小さな孔内において衝撃波を発生させるケースにおいて、当該小径孔に電極部を挿入することが容易になる。

上記環状電極は、円形であっても、矩形、その他の角形であってもよいが、円形である方が電極部のコンパクト化に有利である。例えば、環状の円板形にすることが好ましい。

或いは、上記環状電極は、電極線材が螺旋状に巻かれてなるコイル形であってもよい。コイル形にすれば、製作が比較的容易であるとともに、電極の耐久性向上に有利になる。

一実施形態では、上記環状電極と上記コア電極を支持する棒状支持体を備え、上記環状電極の軸心（中心）が上記棒状支持体の長手方向に配向されている。これによれば、棒状支持体の長手方向の前方（環状電極の前方）に強い衝撃波を放つことができる。

一実施形態では、上記環状電極と上記コア電極を支持する棒状支持体を備え、上記環状電極の軸心と上記棒状支持体の長手方向が直交している。これによれば、棒状支持体の長手方向に直交する方向の両側（環状電極の両側）に強い衝撃波を放つことができる。

上記棒状支持体の中間部に可撓部を設けるようにしてもよい。これによれば、ワークの孔に屈曲部がある場合でも、棒状支持体を可撓部において屈曲させて上記電極部を孔の屈曲部よりさらに奥まで挿入することが容易になる。

本発明の別の態様は、パルスパワー発生電源と、該電源の高圧側端子に接続された高圧側電極とを備え、
上記電源の低圧側端子に接続され又は接地された導電性ブロックの孔内において、上記高圧側電極と上記導電性ブロックの間にアーク放電を発生させて衝撃波を得るパルスパワー発生装置であって、
上記高圧側電極は、円板状又は円柱状であって、棒状支持体の先端に該棒状支持体と同心にして支持され、
上記高圧側電極が上記導電性ブロックの上記孔に挿入され、該孔の内周部と上記高圧側電極の外周部の間に上記アーク放電を発生させることを特徴とする。

この装置においては、高圧側電極と導電性ブロックの間に高電圧を印加すると、導電性ブロックの孔の内周部と高圧側電極の外周部の一箇所（両者の間隔が狭くなった箇所）でアーク放電が発生し、衝撃波が放射される。そのとき、高圧側電極は、アーク放電の発生箇所付近で衝撃力を受けるから、ショット数が多くなってくると、上記衝撃力により、上記孔内においてアーク放電発生箇所の反対側に変位していく。

高圧側電極の上記反対側への変位が大きくなり、高圧側電極と当該反対側の環状電極の内周部の間隔が狭くなると、今度は、当該反対側において高圧側電極と上記孔の内周部の間にアーク放電を生ずるようになる。その結果、高圧側電極は、上記反対側において衝撃力を受けるため、上記孔の中心に近づくように上記反対側への変位が戻されていく。

以上から明らかなように、上記装置構成によれば、高圧側電極は、衝撃力を受けて変位しても、アーク放電の発生箇所が変わることによって衝撃力を受ける部位が変わるため、上記孔の中心に近づくように変位が戻される。従って、ショット数が多くなっても、電極の変形によって高圧側電極の外周部と上記孔の内周部の間隔が広くなることはなく、もちろん、高圧側電極と導電性ブロックがショートすることはない。

また、電極エロージョンによって高圧側電極と導電性ブロックの孔内周部の間隔が広くなると、アーク放電の発生箇所が高圧側電極の周方向に移っていく。そのため、電極エロージョンが高圧側電極の全周にわたって均等に進んでいく。従って、ショット数が多くなっても、電極の損耗変化は小さく、安定したアーク放電を発生させることができる。

また、当該態様によれば、棒状支持体には高圧側電極のみを支持すればよく、低圧側電極の支持は不要であるから、高圧側電極と棒状支持体とからなる電極アセンブリーを細くすることができる。すなわち、電極アセンブリーを小径孔に挿入することができるように小型化することが容易になる。

当該態様においても、上記棒状支持体の中間部に可撓部を設けるようにすれば、高圧側電極を棒状支持体と共に屈曲部を有する孔の奥まで挿入することが容易になる。

本発明によれば、コア電極又は高圧側電極が衝撃力を受けて変位しても、アーク放電の発生箇所が変わることによってコア電極又は高圧側電極の衝撃力を受ける部位が変わり、当該変位が戻されるから、パルスパワーのショット数が多くなっても、上記変位が大きくなることはなく、また、電極エロージョンによって電極が局部的に大きく損耗することがなく、ショット数を飛躍的に増大させることができる。すなわち、耐久性が高くなる。

パルスパワー発生装置の使用例を示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）はパルスパワーによって鋳造品の中子砂を除去していく方法を示す断面図。 パルスパワー発生電源の一例を示す回路図。 実施形態１の電極アセンブリーを一部断面で示す正面図。 図４のＡ方向矢視図。 実施形態２の電極アセンブリーを一部断面で示す正面図。 図６のＢ方向矢視図。 実施形態１に係る衝撃波強度の測定方向等を示す図。 実施形態２に係る衝撃波強度の測定方向等を示す図。 実施形態１に係る衝撃波強度の角度依存性を示すグラフ図。 実施形態２に係る衝撃波強度の角度依存性を示すグラフ図。 実施形態２の電極アセンブリーによる中子砂の除去態様を示す断面。 実施形態３の電極アセンブリーを示す正面図。 図１３のＣ方向矢視図。 実施形態４の電極アセンブリーによる中子砂の除去態様を示す断面。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜全体構成（使用例）＞
図１に示すパルスパワー発生装置１の使用例（鋳造品１１の中子砂の除去）において、２はパルスパワー発生電源、３はパルスパワー発生電源２に導線（電源ケーブル）４によって接続された電極アセンブリーである。電極アセンブリー３は、電極部（高圧側の電極及び低圧側の電極）５を棒状支持体６に支持したものである。棒状支持体６はスカラロボット７の手首軸８に取付けられている。

中子砂を除去すべき鋳造品１１は水１３を満たした水槽１２の水中に沈められている。

図２（ａ）に示すように、鋳造品１１の中子砂１４の除去にあたっては、スカラロボット７の作動により、電極アセンブリー３の電極部５を鋳造品１１の表面に開口した孔１５からその内部の中子砂１４に接触又は近接させる。その状態で、パルスパワー発生電源２により電極部５の高圧側電極と低圧側電極の間にパルス高電圧を印加して両電極間にアーク放電を発生させる。そのアーク放電に伴って発生する衝撃波により中子砂１４に強い衝撃力が加わる。そのため、バインダーとして水ガラス等の無機バインダーを用いた中子砂１４であっても、当該衝撃力によって崩壊して除去されやすくなる。

図２（ｂ）に示すように、孔１５の手前側から上記衝撃波によって中子砂１４を除去しながら、電極アセンブリー３を孔１５の奥に向かって進めていくことで、鋳造品１１の内部の中子砂１４を除去する。

＜パルスパワー発生電源＞
図３に一例を示すパルスパワー発生電源２において、２１は電流源、２２は電流源２１により充電されるエネルギー貯蔵用の第１コンデンサ、２３は第１コンデンサ２２の放電を始動する半導体スイッチである。２４は半導体スイッチ保護用磁気スイッチ、２５は昇圧用トランス、２６は第１コンデンサ２２からの放電により昇圧用トランス２５の昇圧比に対応する電圧で充電される第２コンデンサ、２７は第２コンデンサ２６の充電後にオン（飽和）になる磁気スイッチである。２８は高圧側端子、２９は低圧側端子である。両端子２８，２９に導線４を介して電極部５の高圧側電極及び低圧側電極が接続されている。

ここに、第１コンデンサ２２を充電した後、半導体スイッチ２３をオンにすると、第１コンデンサ２２から半導体スイッチ保護用磁気スイッチ２４及び昇圧用トランス２５を通して第２コンデンサ２６に電流が流れ、第２コンデンサ２６を高電圧で充電する。その充電後、磁気スイッチ２７がオンとなり、出力端子２８から導線４に高電圧・高電流が印加される。

半導体スイッチ２３へのトリガ信号の制御により、パルス間のインターバルや出力回数を制御することができる。第１コンデンサ２２の充電電圧の制御によりパルスパワーの電圧値を制御することができる。

上述の如く、本例のパルスパワー発生電源２では、高繰り返しにおいて信頼性が高い半導体スイッチを用いた磁気パルス圧縮方式を採用している。なお、スイッチとしてギャップスイッチを用いることもできる。

また、本例のパルスパワー発生電源２は、電気エネルギーの蓄積にコンデンサを用いた容量性エネルギー蓄積方式であるが、電気エネルギーの蓄積にインダクタ（コイル）を用いた誘導性エネルギー蓄積方式を採用することもできる。

＜電極アセンブリー＞
[実施形態１]
図４及び図５に示すように、電極アセンブリー３は、パルスパワー発生電源２の高圧側端子２８に接続された高圧側の電極３１と、該電源２の低圧側端子２９に接続された（又は接地された）低圧側の電極３２を備えている。両電極３１，３２は、絶縁被覆３３，３４によって互いに電気的に絶縁した状態に設けられ、棒状支持体６に支持されている。

棒状支持体６は絶縁被覆３３，３４を固着して形成されている。棒状支持体６の電極３１，３２寄りの部分には、棒状支持体６が外力で弾性的に屈曲することができるように強度を部分的に低くしてなる可撓部３５が設けられている。

本実施形態の低圧側の電極３２は環状の円板形に形成された環状電極である。この低圧側の環状電極３２の内側、すなわち、孔３６の内に高圧側の電極３１が配置されている。高圧側の電極３１は、環状電極３２の環内に配置されていることから、以下では、これをコア電極３１と称する。高圧側のコア電極３１は、断面円形の直棒状に形成されていて、低圧側の環状電極３２と同心に設けられている。

そうして、コア電極３１及び環状電極３２各々の軸心は棒状支持体６の長手方向に配向されている。

上記電極アセンブリー３において、コア電極３１と環状電極３２の間にパルス高電圧が印加されると、コア電極３１の外周部と環状電極３２の内周部の間の一箇所（電極間隔が最も狭くなった箇所）でアーク放電が発生し、衝撃波が周囲に放射される。そのとき、コア電極３１及び環状電極３２に衝撃力が加わる。

この場合、パルスパワーのショット数（アーク放電回数）が多くなってくると、片持ち支持になったコア電極３１が構造的にリジットな環状電極３２の内側において上記衝撃力により変位してくる。すなわち、コア電極３１は、アーク放電の発生箇所付近で最も大きな衝撃力を受けるから、アーク放電発生箇所の反対側に変位する。コア電極３１の上記反対側への変位が大きくなると、当該反対側のコア電極３１の外周部と環状電極３２の内周部の間隔が狭くなる。そのため、当該反対側において両電極間３１，３２にアーク放電を生ずるようになる。その結果、コア電極３１は、今度は逆方向に衝撃力を受けるため、環状電極３２の中心に近づくように上記反対側への変位が戻されていく。

このように、コア電極３１は、衝撃力を受けて変位すると、それに伴ってアーク放電の発生箇所が変わり、その結果、衝撃力を受ける部位が変わるため、特定の方向に変位することがない。つまり、コア電極３１は環状電極３２の中心に近づくように変位が戻される。従って、ショット数が多くなっても、電極の変形によってコア電極３１と環状電極３２の間隔が広くなることはなく、安定したアーク放電を発生させることができる。もちろん、両電極３１，３２がショートすることもない。

また、アーク放電による電極エロージョンによって両電極３１，３２の間隔が広い箇所ができると、アーク放電の発生箇所が環状電極３２の周方向において電極間隔の狭い箇所に移っていく。そのため、電極エロージョンがコア電極と環状電極の全周にわたって均等に進んでいく。そのため、ショット数が多くなっても、電極間隔の変化は小さく、安定したアーク放電を発生させることができる。

また、上記電極アセンブリー３の場合、鋳造品１１の中子砂１４が詰まった孔１５に屈曲部があっても、棒状支持体６が可撓部３５において撓むことにより、電極部５が屈曲部よりも奥に進むことができる。よって、このような屈曲部を有する孔１５の中子砂１４も除去することができる。

ここに、発明を限定する意味ではないが、例えば、パルスパワー発生電源２の出力電圧は２０〜４０ｋＶ、出力電流は３〜５ｋＡ、パルス幅は３〜５μｓ、出力回数は２〜５０ｐｐｓ（パルス／秒）、電極間隔Ｓは数百μｍ〜数ｍｍ（例えば、０．２〜３ｍｍ程度）とすることができ、コア電極３１の直径Ｄ１は０．５〜２ｍｍ程度、環状電極３２の外径Ｄ２は３〜１０ｍｍ程度、その内径Ｄ３は１．５〜６ｍｍ程度とすればよい。このようなパルスパワー発生電源２及び電極アセンブリー３であれば、エンジンのシリンダヘッドやシリンダブロックのウォータジャケット等に残留する中子砂の除去に有利である。

[実施形態２]
図６及び図７に示すように、本実施形態の電極アセンブリー３は、実施形態１とは違って、コア電極３１及び環状電極３２各々の軸心が棒状支持体６の長手方向と直交している。他の構成は実施形態１と同じである。

本実施形態においても、実施形態１と同じく、ショット数が多くなっても、コア電極３１が常に環状電極３２の軸心に位置付けられ、電極間隔が広くなることはなく、両電極３１，３２がショートすることもなく、電極エロージョンによる電極間隔の変化も小さく、安定したアーク放電を発生させることができるという効果が得られる。

（衝撃波強度の角度依存性）
上述の如く、実施形態１，２は電極３１，３２の向きが相違する。そこで、この電極の向きの相違が衝撃波強度の方向性に与える影響（衝撃波強度の角度依存性）を調べた。すなわち、図８及び図９に示すように、実施形態１，２各々の電極部５の中心から各方向に２ｃｍ離れた位置の衝撃波強度をＲＰ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ社製の光ファイバプローブハイドロホンＦＯＰＨ２０００（水中圧力計測機）で測定した。

実施形態１，２のいずれも、コア電極３１の直径Ｄ１が１．５ｍｍ、環状電極３２の外径Ｄ２が５ｍｍ、その内径Ｄ３が２．５ｍｍであり、電極間隔Ｓは０．５ｍｍである。また、出力電圧は２０ｋＶ、出力電流は４ｋＡ、パルス幅は４μｓである。結果を図１０及び図１１に示す。

ここでは、実施形態１のようにコア電極３１及び環状電極３２各々の軸心が棒状支持体６の長手方向の延びている電極構造のものを水平電極型と称し、実施形態２のようにコア電極３１及び環状電極３２各々の軸心が棒状支持体６の長手方向と直交している電極構造のものを垂直電極型と称する。

同図によれば、実施形態１（水平電極型）では、電極アセンブリー３の電極部５の前方への衝撃波強度が大きい。一方、実施形態２（垂直電極型）では、電極アセンブリー３の電極部５の両側方向（棒状支持体の長手方向と直交する方向）への衝撃波強度が大きい。

従って、実施形態１（水平電極型）の場合は、電極アセンブリー３を鋳造品１１の孔１５に挿入していくときの、その挿入方向前方の中子砂１４を崩壊させる能力が高いことがわかる。

一方、実施形態２（垂直電極型）は、電極部５の両側方向への衝撃波強度が大きいから、図１２に示すように、例えば、鋳造品１１の孔１５の奥が広がっているケースにおいて、この奥の隅にある中子砂１４も崩壊させ易くなる。また、電極アセンブリー３を棒状支持体６の長手方向の軸回り回転させれば、孔１５の広がった奥の中子砂１４を隅々まで余すことなく崩壊させることができる。

[実施形態３]
図１３及び図１４に示すように、本実施形態の電極アセンブリー３は、先の実施形態１，２とは違って、環状電極３２が、電極線材を円筒状になるように螺旋状に複数回巻いて形成されたコイル形になっていることを特徴とする。コア電極３１は、実施形態１と同じく断面円形の直棒状に形成されていて、コイル形環状電極３２と同心に設けられている。他の構成は実施形態１と同じである。

本実施形態においても、実施形態１，２と同じく、ショット数が多くなっても、コア電極３１が常に環状電極３２の軸心に位置付けられ、電極間隔が広くなることはなく、両電極３１，３２がショートすることもなく、電極エロージョンによる電極間隔の変化も小さく、安定したアーク放電を発生させることができるという効果が得られる。

また、環状電極３２のアーク放電を生じていたコイル部とコア電極１の当該コイル部に対応する部分がエロージョンによって痩せたときは、アーク放電の場所が隣のコイル部に移っていくから、ショット数が多くなっても安定したアーク放電を発生させることができる。すなわち、電極部５の耐久性が高い。実験によれば、ショット数が１０万回を超えても衝撃波強度には目立った変化が見られなかった。

図１３及び図１４の例は、実施形態１と同じく水平電極型であるが、本実施形態は、実施形態２のような垂直電極型にすることもできる。

[実施形態４]
図１５に示すように、本実施形態の電極アセンブリー３は、パルスパワー発生電源２の高圧側端子２８に接続される高圧側電極３１を、導電性軸３７を介して棒状支持体６に支持してなる。高圧側電極３１は、円板状又は円柱状の形状を有し、棒状支持体６と同心に設けられている。高圧側電極３１の直径は棒状支持体６の直径よりも小さくなっている。

高圧側電極３１は、パルスパワー発生電源２の低圧側端子２９に接続され又は接地された導電性ブロックとしての鋳造品１１の孔１５に挿入される。そして、鋳造品１１の孔１５の内周部と高圧側電極３１の外周部の間にアーク放電を発生させる。これにより、衝撃波を得て中子砂１４を崩壊させる。棒状支持体６の高圧側電極３１寄りの部分には、棒状支持体６が外力で弾性的に屈曲することができるように強度を部分的に低くしてなる可撓部３５が設けられている。

本実施形態においては、高圧側電極３１と鋳造品１１の間に高電圧を印加すると、鋳造品１１の孔１５の内周部と高圧側電極３１の外周部の間の一箇所（両者の間隔が狭くなった箇所）でアーク放電が発生し、衝撃波が放射される。そのとき、高圧側電極３１はアーク放電の発生箇所付近で衝撃力を受ける。ショット数が多くなってくると、片持ち支持になった高圧側電極３１が孔１５内において上記衝撃力によりアーク放電発生箇所の反対側に変位する。

本実施形態の場合も、先の実施形態と同じく、高圧側電極３１の上記反対側への変位が大きくなると、当該反対側の高圧側電極３１の外周部と孔１５の内周部の間隔が狭くなることにより、当該反対側においてアーク放電を生ずるようになる。その結果、高圧側電極３１は、今度は逆方向に衝撃力を受けるため、孔１５の中心に近づくように上記反対側への変位が戻されていく。従って、ショット数が多くなっても、高圧側電極３１の外周部と孔１５の内周部の間隔が広くなることはない。また、高圧側電極３１と棒状支持体６は同心に設けられ、且つ高圧側電極３１の直径は棒状支持体６の直径よりも小さいから、鋳造品１１の孔１５内では、棒状支持体６の外周部が孔１５の内周部に当たり、高圧側電極３１が鋳造品１１にショートすることは避けられる。

また、電極エロージョンによって高圧側電極３１と鋳造品１１の孔１５の内周部の間隔が広くなると、アーク放電の発生箇所が高圧側電極３１の周方向に移っていく。そのため、電極エロージョンが高圧側電極３１の全周にわたって均等に進んでいく。従って、ショット数が多くなっても、電極の損耗変化は小さく、安定したアーク放電を発生させることができる。

本実施形態によれば、棒状支持体６には高圧側電極３１のみを支持すればよいから、電極アセンブリー３を細くすることができる。すなわち、電極アセンブリー３を、鋳造品１１の小径な孔１５にも挿入することができるように小型化することが容易になる。

また、棒状支持体６の中間部に可撓部３５を備えているから、高圧側電極３１を棒状支持体６と共に屈曲部を有する孔１５の奥まで挿入することが容易になる。

なお、上記実施形態１〜４は、中子砂の除去に使用される電極アセンブリーに関するが、本発明は、これに限定されることなく、各種用途のパルスパワー発生装置に適用することができる。

１ パルスパワー発生装置
２ パルスパワー発生電源
３ 電極アセンブリー
５ 電極部
６ 棒状支持体
１１ 鋳造品（導電性ブロック）
１２ 水槽
１４ 中子砂
１５ 孔
２８ 高圧側端子
２９ 低圧側端子
３１ 高圧側電極（コア電極）
３２ 低圧側電極（環状電極）
３５ 可撓部

Claims (8)

1. パルスパワー発生電源と、該電源の高圧側端子に接続された高圧側電極と、該電源の低圧側端子に接続され又は接地された低圧側電極とを備え、上記高圧側電極と上記低圧側電極の間にアーク放電を発生させて衝撃波を得るパルスパワー発生装置であって、
   上記高圧側電極及び上記低圧側電極のうちの一方の電極は環状に形成された環状電極であり、
   上記高圧側電極及び上記低圧側電極のうちの他方の電極は上記環状電極の内側に配置されたコア電極であり、
   上記環状電極の内周部と上記コア電極の外周部の間に上記アーク放電を発生させることを特徴とするパルスパワー発生装置。
2. 請求項１において、
   上記コア電極は、上記環状電極と同心の直棒状に形成されていることを特徴とするパルスパワー発生装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記環状電極は、環状の円板形であることを特徴とするパルスパワー発生装置。
4. 請求項１又は請求項２において、
   上記環状電極は、電極線材が螺旋状に巻かれてなるコイル形であることを特徴とするパルスパワー発生装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記環状電極と上記コア電極を支持する棒状支持体を備え、
   上記環状電極の軸心が上記棒状支持体の長手方向に配向されていることを特徴とするパルスパワー発生装置。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記環状電極と上記コア電極を支持する棒状支持体を備え、
   上記環状電極の軸心と上記棒状支持体の長手方向が直交していることを特徴とするパルスパワー発生装置。
7. パルスパワー発生電源と、該電源の高圧側端子に接続された高圧側電極とを備え、
   上記電源の低圧側端子に接続され又は接地された導電性ブロックの孔内において、上記高圧側電極と上記導電性ブロックの間にアーク放電を発生させて衝撃波を得るパルスパワー発生装置であって、
   上記高圧側電極は、円板状又は円柱状であって、棒状支持体の先端に該棒状支持体と同心にして支持され、
   上記高圧側電極が上記導電性ブロックの上記孔に挿入され、該孔の内周部と上記高圧側電極の外周部の間に上記アーク放電を発生させることを特徴とするパルスパワー発生装置。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
   上記棒状支持体は、その中間部に可撓部を有することを特徴とするパルスパワー発生装置。

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