JP5595171B2 - 電解加工装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明に係る電解加工装置は、被加工物に対向させた管状の電極棒の先端から電解液を流出させると共に前記電極棒の先端と前記被加工物との間に直流電圧を印加することで前記被加工物を穿孔加工する電解加工装置において、複数の前記電極棒をそれぞれ把持する複数の把持部と、該複数の把持部が非直線状に配列された状態でも該複数の把持部に対して相互に同期して軸回転力を付与可能な回転機構と、該回転機構を駆動させる駆動源と、を備え、前記回転機構の被加工物側の反対側に、内部に前記電解液を貯留すると共に複数の前記電極棒の基端にそれぞれ連通された電解液チャンバが配設され、該電解液チャンバの内部が、前記電極棒の径ごと又は各電極棒ごとに複数の液室に区画されており、各液室ごとに前記電解液の流量を制御する液流制御部が備えられていることを特徴としている。
ここで、仮に、異なる径の電極棒が、区分けされていない電解液チャンバ(同一の液室)にそれぞれ連通されていると、電極棒の径によって流通抵抗が異なるため、電解液は、抵抗の小さい方(大径)の方に流入し易くなって、抵抗の大きい方(小径)に流入し難くなる。よって、小径の電極棒に電解液が流れない問題が生じる場合がある。これに対し、電解液チャンバの内部を前記電極棒の径ごと又は各電極棒ごとに区画することで、小径の電極棒にも電解液が十分に流入される。
また、異なる径の電極棒に電解液がそれぞれ流入する場合であっても、異なる径の電極棒に対して同一の圧力で流通させると、大径の電極棒における流通量が小径の電極棒における流通量よりも少量となる。また、電極棒の配置によっては電解液の経路長などの流路の違いから流通量が異なる場合もある。これに対し、各液室ごと、つまり、電極棒の径ごと又は各電極棒ごとに電解液の流量を制御することにより、各電極棒の径や電極棒の配置に応じた適量の電解液が電極棒から流出される。
これにより、電極棒が電極ガイドによって所定方向に案内されながら被加工物に対して相対的に移動し、被加工物に対する穿孔が進行する。
これにより、通電部から各電極棒に電流が通電され、各電極棒の先端と被加工物との間に直流電圧がそれぞれ印加される。このとき、通電制御部によって電極棒に対する通電が各電極棒ごとにそれぞれ個別に制御されるので、電極棒の先端と被加工物との間に印加される直流電圧が各孔に応じて各電極棒ごとに適宜調整される。
電極棒の先端から流出した電解液は、穿孔中の孔の開口端から排出されるが、穿孔が進行するに従い孔長が長くなって電解液の排出における圧力損失が徐々に増大する。よって、仮に、電極棒の先端から流出する電解液の圧力を一定に維持する定圧力制御で電解液の流通を制御すると、穿孔が進行するに従い電解液の排出量が低減され、孔底(孔の進行方向の先端側)にスラッジが溜まって電極棒と被加工物とが短絡する等の問題が生じる。これに対し、定流量制御で電解液の流通を制御すると、穿孔が進行して電解液の排出における圧力損失が増大しても、その分、電解液の流出圧力が上昇していき、電極棒の先端から流出する電解液の流量が一定に維持されるため、電解液が一定に排出され続ける。
電極棒を装着する際には、通常、装置取り合いから不自然な姿勢での装着作業となる場合が多いが、上記した把持部を有する電解加工装置では、電極棒を装着する際には、第一把持部材から取り外した第二把持部材で電極棒を把持した後、その第二把持部材を第一把持部材に取り付けることで、電極棒を装着させることができる。これにより、電極棒を直接触ることなく、電極棒の装着が行われる。
これにより、駆動源の駆動軸が回転することで駆動側回転体が回転し、該駆動側回転体の回転力が回転伝達手段を介して複数の把持部側回転体にそれぞれ伝達され、それら複数の把持部側回転体がそれぞれ回転する。これにより、複数の把持部が同時にそれぞれ軸回転し、各把持部にそれぞれ把持された複数の電極棒がそれぞれ軸回転する。
まず、第1の実施の形態について、図1、図2に基づいて説明する。
なお、本実施の形態では、後述する電極棒2の先端側、つまり穿孔方向の前方側(図1における下側)が下方であり、その反対側、つまり電極棒2の基端側(図1における上側)が上方となっている。
電極棒2は、先端と把持部以外は絶縁され、可撓性を有する円筒形状の棒材であり、例えばチタン等の導電性材料からなる。なお、電解加工装置1には、径の異なる複数種類の電極棒2が備えられており、例えば図1に示す例では、両端の電極棒2Aと中間の電極棒2Bとは径が異なる。
ワーク固定冶具3は、動翼Xを固定する台座であり、動翼Xが縦置き姿勢(翼根部を下にして翼頂部を上向きにした姿勢)で載置されている。このワーク固定冶具3には、動翼Xを固定する図示せぬ固定手段が備えられており、ワーク固定冶具3上の動翼Xは固定される。
また、図1に示すように、複数の把持部4は、複数の冷却孔Hの非直線的な配列に応じて、平面視非直線状に配列されている。例えば、動翼Xが円弧状に湾曲されており、複数の冷却孔Hを円弧状に配列させて穿孔する場合には、複数の把持部4は、平面視円弧状に配列される。
なお、把持部4(筒部40、締付部41及びスラスト方向受け42)は、導電性を有する金属材料からなり、この把持部4を介して通電部7から電極棒2に電流が通電される。
なお、上記した電解液としては、電解に用いられる公知の加工液を使用することが可能であり、例えば硝酸液などを使用することができる。
しかも、液流制御部13によって各電極棒2の径ごとに電解液の流量を制御するため、各電極棒2の径に応じた適量の電解液が電極棒2から流出されるので、複数の電極棒2(冷却孔H)が同一径でない場合であっても、複数の電極棒2のうちのいずれかに対して電解液の供給過多や供給不足が生じることを防止することができ、複数の電極棒2を確実かつ効率的に同時穿孔することができる。
次に、第2の実施の形態について、図3に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、第1の実施の形態と比較して、電極棒2を把持する把持部104の構成が相違しており、それ以外の構成については、第1の実施の形態と同様である。よって、本実施の形態では、把持部104の構成についてのみ説明する。
次に、第3の実施の形態について、図4から図6に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、第1の実施の形態と比較して、複数の把持部4が非直線状に配列された状態でも複数の把持部4に対して相互に同期して軸回転力を付与可能な回転機構205の構成が相違しており、それ以外の構成については、第1の実施の形態と同様である。よって、本実施の形態では、回転機構205の構成についてのみ説明する。
次に、第4の実施の形態について、図7から図9に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、第1の実施の形態と比較して、複数の把持部4が非直線状に配列された状態でも複数の把持部4に対して相互に同期して軸回転力を付与可能な回転機構305の構成が相違しており、それ以外の構成については、第1の実施の形態と同様である。よって、本実施の形態では、回転機構305の構成についてのみ説明する。
例えば、上記した第1の実施の形態では、駆動源6としてモータが2機搭載されているが、本発明は、駆動源6がモータ以外のアクチュエータであってもよく、また、駆動源6の台数は適宜変更可能である。
2 電極棒
4 把持部
5 回転機構
6 駆動源
7 通電部
9 電解液チャンバ
11 電極ガイド
12 通電制御部
13 液流制御部
50 駆動ギア(駆動側回転体)
51 受動ギア(把持部側回転体)
93(93A、93B、93C) 液室
104 把持部
140 第一チャックホルダ(第一把持部材)
141 第二チャックホルダ(第二把持部材)
205 回転機構
250 ボールネジ(駆動側回転体)
251 筒体(把持部側回転体)
252 昇降バー(回転伝達手段)
253 キー(回転伝達手段)
254 キー溝(回転伝達手段)
305 回転機構
350 駆動ギア(駆動側回転体)
351 受動ギア(把持部側回転体)
352 駆動ベルト(回転伝達手段)
X 動翼(被加工物)
Claims (6)
- 被加工物に対向させた管状の電極棒の先端から電解液を流出させると共に前記電極棒の先端と前記被加工物との間に直流電圧を印加することで前記被加工物を穿孔加工する電解加工装置において、
複数の前記電極棒をそれぞれ把持する複数の把持部と、
該複数の把持部が非直線状に配列された状態でも該複数の把持部に対して相互に同期して軸回転力を付与可能な回転機構と、
該回転機構を駆動させる駆動源と、
を備え、
前記回転機構の被加工物側の反対側に、内部に前記電解液を貯留すると共に複数の前記電極棒の基端にそれぞれ連通された電解液チャンバが配設され、
該電解液チャンバの内部が、前記電極棒の径ごと又は各電極棒ごとに複数の液室に区画されており、
各液室ごとに前記電解液の流通を制御する液流制御部が備えられていることを特徴とする電解加工装置。 - 請求項1に記載の電解加工装置において、
前記被加工物に対して相対的に移動する前記電極棒を案内する電極ガイドが備えられていることを特徴とする電解加工装置。 - 請求項1又は2に記載の電解加工装置において、
複数の前記電極棒に電流をそれぞれ通電させる通電部と、各電極棒ごとに前記通電を制御する通電制御部と、が備えられていることを特徴とする電解加工装置。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の電解加工装置において、
前記液流制御部が、電極棒の先端から流出する電解液の流量を一定に維持する定流量制御で前記電解液の流量を制御することを特徴とする電解加工装置。 - 請求項1から4の何れか一項に記載の電解加工装置において、
前記把持部には、
前記回転機構に係合されて該回転機構の軸回転力が伝達される第一把持部材と、
該第一把持部材に対して脱着可能に取り付けられていると共に前記電極棒を把持する第二把持部材と、
が備えられていることを特徴とする電解加工装置。 - 請求項1から5の何れか一項に記載の電解加工装置において、
前記回転機構は、前記駆動源の駆動軸に固定された駆動側回転体と、複数の前記把持部にそれぞれ固定された複数の把持部側回転体と、前記駆動側回転体の回転力を複数の前記把持部側回転体にそれぞれ伝達する回転伝達手段と、を備えていることを特徴とする電解加工装置。
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