JP2663494B2 - 金属材料の表層サンプリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放電に伴なう電極消耗現象を利用した放電切
断による金属材料の表層サンプリング方法に係り、特に
加工電極を構成する帯板の消耗に対する供給機構を改善
したものに関する。

［従来の技術］ 金属材料、例えばプラントのタンクやパイプ等の表層
サンプリングに帯板を電極とする放電切断を利用する一
方、放電に伴なう消耗電極の供給を円滑に行うために、
帯板電極の巻取機構を設けて未使用の帯板電極を常時送
り出させるようにした装置が、既に提案されている（実
開昭60−158598号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した帯板電極の巻取機構は繰出し機構等
も必要な上に、構造が極めて複雑であり、したがって装
置全体のコストアップを招いていた。

一方、上記放電切断によるサンプリングは貯留した加
工液中で行うため、金属材料の上面から表層試料を採取
することはできるものの、加工液が流出してしまうた
め、側面や下面からの表層試料の採取ができなかった。

また、表層試料採取の途中で自重等により表層試料が
移動して母材にくっついてしまい、放電に必要な両者間
の間隙が保てなくなって、それ以上の放電切断が不可能
になることもあった。

本発明の目的は、オープンループであった電極をクロ
ーズにすることによって、簡単な構造であり、かつ、電
極の円滑な供給が可能な金属材料の表層サンプリング方
法を提供することにある。

また、本発明の目的は、加工液を放電部に絶えず供給
することによって、表層試料を金属材料のどの位置から
でも採取することが可能な金属材料の表層サンプリング
方法を提供することにある。

更に、本発明の目的は、試料となるべき表層を保持す
ることによって採取中の表層試料が母材である金属材料
と接触しないようにした金属材料の表層サンプリング方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の金属材料の表層サンプリング方法は、スイン
グ機構を備えたアームに接続された半円形状の基板と、
該基板の周縁部に略半円弧状に形成された多数のガイド
ローラまたはガイドボールからなる外側ガイド列および
内側ガイド列と、該外側ガイド列と該内側ガイド列との
間で回転自在に支持され、金属材料表面から厚さ約1mm
程度の皿状の表層試料を放電採取するためのリング状の
帯板電極と、上記基板の周縁部に設けられ、該帯板電極
を挾持すると共に、リングの中心を軸として該帯板電極
を自転するための駆動手段とで形成される電極部を用い
て金属材料の表層をサンプリングする際に、略真円のリ
ング状の帯板電極を、自転させると共に放電させながら
上記金属材料表面に接触させた後、上記電極部を上記ス
イング機構によって徐々にスイングさせて上記リング状
の帯板電極を上記金属材料表面に切り込ませると共に、
その帯板電極が受ける反力を上記内外側ガイド列で受け
て帯板電極の真円を保持し、その切り込み溝内に加工液
供給手段から供給される加工液を注入し、上記金属材料
表面から切り離された表層試料が自重によって垂れ下が
り始める前に、その切り離した部分の表層試料を保持手
段で保持した後、再び切り離していくことで皿状の上記
表層試料を採取するものである。

［作 用］ 金属材料の表層に対して、略真円のリング状の帯板電
極を一軸を支点にスイングさせると、金属材料の表層の
一部が帯板電極における弧状部の放電切断によりえぐら
れ、採取される。

リング状帯板電極を自転すると、使用して消耗した電
極が電極部におけるケーシング内に収納され、その消耗
した電極に代わって未使用の消耗していない電極が新た
に繰り出される。

加工液供給手段を設けた場合には、重力に逆って放電
部に加工液が供給され得る。したがって金属材料の側面
からでも下面からでも表層試料を採取することができ
る。

また、保持手段を設けた場合には、放電切断されるべ
き表層試料が、切断中所定の位置に保持されるため、放
電切断中であっても自重で傾いたり、落ちたりして金属
材料と接触することがない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第６図を用いて説明
する。

第１図は本発明の金属材料の表層サンプリング方法に
用いる表層サンプリング装置の原理図を示す。

電極はリング状の帯板で略真円に形成されると共に、
図示しない一軸を支点に黒矢印ａで示す方向又はこれと
は反対方向にスイング可能に支持される。リング状帯板
電極１をスイングさせることによって、金属材料２の表
層の一部が表層試料３として球面レンズ状にえぐり取ら
れる。

また、リング状帯板電極１は、リングの中心を軸（中
心軸）４として黒矢印ｂに示す方向又は反対方向に自転
可能に支持される。リング状帯板電極１を僅かずつ自転
させながらスイングさせることによって、第２図にも示
すように、放電切断にあずかって消耗した電極部分が徐
々にずれてゆき、未使用の電極部分が新たにあずかるよ
うに供給される。厚さ約1mm程度の表層試料を切断採取
するには、長尺な巻取帯板電極は不要であり、使用電極
部を少しずつずらして使うリング状帯板電極１で充分で
ある。

本装置の具体例を第３図〜第４図に示す。

第３図に示すように、電極部５のスイング機構６は、
先に述べた実開昭60−158598号公報に開示したリンク機
構を用いている。電極部５はリング状帯板電極１と、放
電切断にあずかる電極の一部を除いた残部を収納する半
円状のケーシング７とから成り、このケーシング７がス
イング機構６のアーム８に取り付けられる。また、ケー
シング７には、リング状帯板電極１を自転させるための
自転機構が組み込まれている。

第４図に示すように、この自転機構は、カバー９と共
にケーシング７を構成する半円形の基板10上に、リング
状帯板電極１を両側から挾んでケーシング７内に取り込
む一対の駆動ローラ11及び押付ローラ12と、同じくリン
グ状帯板電極１をケーシング７外へ繰り出す一対の駆動
ローラ11及び押付ローラ12とが植設されている。

各駆動ローラ11は、回転方向が逆で、かつ、同期した
モータ13,13によって駆動され、また各押付ローラ12
は、スプリングによってリング状帯板電極１を駆動ロー
ラ11に押し付けると共に、押付ローラ12を介して放電用
高電圧を電極１に付与するようになっている。

上記駆動ローラ11及び押付ローラ12によって取り込ま
れ、かつ、繰り出されるリング状帯板電極１を円滑に回
転させるために、ガイドローラ又はガイドボール14が、
リング状帯板電極１を挾むべく２列の円弧状になって基
板10上に植設又は配設してある。これらガイドローラ又
はガイドボール14は、円滑な回転を促進させる材質のも
ので形成される。

上記した自転機構によって自転するリング状帯板電極
１が脱落するのを防止するために、基板10上にカバー９
が取り付けられる。このカバー９は、カバー９内に収ま
ったリング状帯板電極１の消耗状態がわかるように透明
であることが望ましい。

なお、自転機構は上述したものに限定されるものでは
なく、リング状帯板電極１が、その中心軸を軸に回転す
る構成であればその他の構成でもよい。

また、スイング機構６に変更を加え、リング状帯板電
極１の直径の１つを軸としてリング状帯板電極１を自転
させ、これにより表層試料をえぐり取ってもよい。

第５図は、本発明の金属材料の表層サンプリング方法
に用いる加工液供給手段の概略説明図を示している。

第５図に示すように、金属材料２の表面から表層試料
３を放電切断採取する際に、加工液供給手段16から噴出
される加工液を切込み溝18に注入することによって放電
部15に加工液を常に供給しながら放電切断を行うもので
ある。

加工液供給手段16は、例えば、細いストリーム状の加
工液17を噴出するノズルを備え、このノズル方向を放電
切断開始点にセットし、放電切断が終了するまで切り込
まれて移動して行く放電部15に、切込み溝18を通して加
工液が絶えず供給され続けるようにする。

すなわち、加工液を加工液供給手段16から噴出するた
め、加工液を貯槽するための槽を必要とせず、金属材料
２のどの表面においても表層サンプリングを行うことが
できる。また、加工液を必要量だけ放電部15に供給する
ため、従来のように大量の加工液を必要としないと共
に、加工液の節減ができる。

また、リング状帯板電極１が少しずつ自転しているた
め、加工液はリング状帯板電極１に付着することにより
常時少しずつ掻き出される。すなわち、加工液が切込み
溝18内に滞留することなく、常に新たな加工液が次々と
放電部15に接することとなるため、良好な放電切断を行
うことができる。

さらに、リング状帯板電極１が自転することによっ
て、今まで放電切断に供されていた部分の電極はケーシ
ング７内に収容されるが、リング状帯板電極１に付着す
る加工液がガイドローラまたはガイドボール14の潤滑材
・防錆材となると共に、リング状帯板電極１の防錆材と
なる。これによって、ケーシング７内に収容されていた
部分の電極がリング状帯板電極１の自転により再び放電
切断に供された時においても、良好な放電切断性を有す
ることとなる。

第６図は、本発明の金属材料の表層サンプリング方法
において、切断中の表層試料片の短絡自己を防止するた
めの保持手段の概略説明図を示している。

第６図に示すように、放電切断によって金属材料２か
ら切り離されつつある金属材料表面一部を保持手段20に
て保持するようにしている。保持手段20としては、金属
材料２から表層試料３を引き離すように弾持した磁石、
吸盤又は接着板等が適当である。

この保持手段20によって、放電切断されて金属材料２
から切り離されつつある金属材料表面一部が、放電切断
中に所定の位置に保持されるため、放電切断中であって
も、金属材料表面一部が自重で傾いたり又は落ち込んだ
りして金属材料２と接触することがない。

［発明の効果］ 本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

（１） 電極をリング状の帯板で略真円に形成すると共
に、リングの中心を軸として自転可能にしたので、複雑
で高価な繰り出し・巻取り機構を必要とする従来のもの
に比して、簡単な自転機構で足りる上、自転させるだけ
で電極を円滑に供給することができる。

（２） 加工液を供給する加工液供給手段を設けて、ど
の方向からも加工液を供給することができるようにする
と共に、加工液の供給を必要最少量だけにしたので、金
属材料の表層に対しあらゆる方向からの表層試料の採取
が可能となると共に加工液の使用量を節減することがで
きる。

（３） 既に金属材料から切り離された表層試料を保持
する保持手段を設けて、放電切断中において、その切り
離された表層試料が動かないようにしたので、表層試料
が電極にショートするのを有効に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属材料の表層サンプリング方法に用
いる表層サンプリング装置の原理を説明する斜視図、第
２図は同側面図、第３図は本発明の金属材料の表層サン
プリング方法に用いる表層サンプリング装置の一実施例
を示す全体構成図、第４図は第１図に示す電極部の具体
的構成図、第５図は本発明の金属材料の表層サンプリン
グ方法に用いる加工液供給手段を示す概略説明図、第６
図は本発明の金属材料の表層サンプリング方法に用いる
保持手段を示す概略説明図である。 図中、１はリング状帯板電極、２は金属材料、３は表層
試料、４はリング状帯板電極の軸、15は放電部、16は加
工液供給手段、17は加工液、20は保持手段である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイング機構を備えたアームに接続された
   半円形状の基板と、該基板の周縁部に略半円弧状に形成
   された多数のガイドローラまたはガイドボールからなる
   外側ガイド列および内側ガイド列と、該外側ガイド列と
   該内側ガイド列との間で回転自在に支持され、金属材料
   表面から厚さ約1mm程度の皿状の表層試料を放電採取す
   るためのリング状の帯板電極と、上記基板の周縁部に設
   けられ、該帯板電極を挾持すると共に、リングの中心を
   軸として該帯板電極を自転するための駆動手段とで形成
   される電極部を用いて金属材料の表層をサンプリングす
   る際に、略真円のリング状の帯板電極を、自転させると
   共に放電させながら上記金属材料表面に接触させた後、
   上記電極部を上記スイング機構によって徐々にスイング
   させて上記リング状の帯板電極を上記金属材料表面に切
   り込ませると共に、その帯板電極が受ける反力を上記内
   外側ガイド列で受けて帯板電極の真円を保持し、その切
   り込み溝内に加工液供給手段から供給される加工液を注
   入し、上記金属材料表面から切り離された表層試料が自
   重によって垂れ下がり始める前に、その切り離した部分
   の表層試料を保持手段で保持した後、再び切り離してい
   くことで皿状の上記表層試料を採取することを特徴とす
   る金属材料の表層サンプリング方法。