JPH03234427A - マイクロタービンの加工方法 - Google Patents
マイクロタービンの加工方法Info
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- JPH03234427A JPH03234427A JP2539990A JP2539990A JPH03234427A JP H03234427 A JPH03234427 A JP H03234427A JP 2539990 A JP2539990 A JP 2539990A JP 2539990 A JP2539990 A JP 2539990A JP H03234427 A JPH03234427 A JP H03234427A
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- Japan
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- wire
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- microturbine
- machining
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- Pending
Links
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- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
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- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
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Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ロボットや医用の診断治療装置などに用いら
れる超小型の回転駆動装置であるマイクロタービンの加
工方法に関するものである。
れる超小型の回転駆動装置であるマイクロタービンの加
工方法に関するものである。
従来の技術
最近、マイクロタービンは超小型駆動体として、ロボッ
トの手の指先の繊細な動作や医用の診断治療に用いられ
る血管を通して体内に挿入するカテーテルの中に組みこ
むものとして、その必要性が高まってきている。
トの手の指先の繊細な動作や医用の診断治療に用いられ
る血管を通して体内に挿入するカテーテルの中に組みこ
むものとして、その必要性が高まってきている。
これらに用いられるマイクロタービンの大きさは直径数
ミリメータ以下と極めて小さい。その加工方法の一例と
して従来提案されているものは、シリコンプロセスを用
いて製作するものがある。
ミリメータ以下と極めて小さい。その加工方法の一例と
して従来提案されているものは、シリコンプロセスを用
いて製作するものがある。
（文献：「ミクロの機械システム」、ダプリュ・ニス・
エヌ・トリマー（Ｗ−８−Ｎ−Ｔｒｉｍｍｅｒ）ほか、
日経エレクトロニクス、Ｐ２Ｏ９，１９８７年１２月１
４日）以下、図面を参照して説明する。
エヌ・トリマー（Ｗ−８−Ｎ−Ｔｒｉｍｍｅｒ）ほか、
日経エレクトロニクス、Ｐ２Ｏ９，１９８７年１２月１
４日）以下、図面を参照して説明する。
第６図はシリコンプロセスによって形成したマイクロタ
ービンの平面図である。第６図において、１０１は直径
１２６μｍのブレード付きロータ、１０２は固定軸、１
０３は空気のガイド、１０４はシリコン基板である。次
に、この加工組立方法を簡単に説明する。シリコン基板
１０４上に後でロータ１０１を浮かすために犠性眉とし
て酸化膜を形成し、その上に、ロータ１０１と空気のガ
イド１０３となる多結晶シリコンを形成する。さらにロ
ータ１０１と固定軸１０２との隙間弁の酸化膜を全体に
形成し、固定軸１０２を多結晶シリコンで形成する。
ービンの平面図である。第６図において、１０１は直径
１２６μｍのブレード付きロータ、１０２は固定軸、１
０３は空気のガイド、１０４はシリコン基板である。次
に、この加工組立方法を簡単に説明する。シリコン基板
１０４上に後でロータ１０１を浮かすために犠性眉とし
て酸化膜を形成し、その上に、ロータ１０１と空気のガ
イド１０３となる多結晶シリコンを形成する。さらにロ
ータ１０１と固定軸１０２との隙間弁の酸化膜を全体に
形成し、固定軸１０２を多結晶シリコンで形成する。
最終的に酸化膜だけをエツチングすることで多結晶シリ
コンで形成した部分だけが残る。ロータ１０１とシリコ
ン基板１０４、および固定軸１０２との間には酸化膜の
厚さの分の隙間が形成され、シリコン基板上にマイクロ
タービンを製作することができる。
コンで形成した部分だけが残る。ロータ１０１とシリコ
ン基板１０４、および固定軸１０２との間には酸化膜の
厚さの分の隙間が形成され、シリコン基板上にマイクロ
タービンを製作することができる。
発明が解決しようとする課題
上記のシリコンプロセスによるマイクロタービンの製作
方法は、極めて小さい形状を製作することが可能であり
、またプロセスで加工と組み立てが同時にできるという
利点がある。しかし、第１にプロセスによるために平面
的な形状しかできない。第２に第１の理由によって、大
きな駆動力を取り出すことが難しい。第３にロータの厚
みを大きくすることはできないので、出力を大きくする
にはロータ径を大きくする方法しかない。第４に回転体
としてのバランスを出すことが難しい等の課題を有して
いる。
方法は、極めて小さい形状を製作することが可能であり
、またプロセスで加工と組み立てが同時にできるという
利点がある。しかし、第１にプロセスによるために平面
的な形状しかできない。第２に第１の理由によって、大
きな駆動力を取り出すことが難しい。第３にロータの厚
みを大きくすることはできないので、出力を大きくする
にはロータ径を大きくする方法しかない。第４に回転体
としてのバランスを出すことが難しい等の課題を有して
いる。
本発明は上記課題に鑑み、十分な出力を取り出すことが
でき、回転精度が高く、なおかつ極めて微小な形状が得
られるマイクロタービンの加工方法を提供することを目
的とするものである。
でき、回転精度が高く、なおかつ極めて微小な形状が得
られるマイクロタービンの加工方法を提供することを目
的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、被加工線材を保持し回転する手段と、導電性
ワイヤを走行させる手段と、工具電極材を保持し回転す
る手段と、前記被加工線材と前記導電性ワイヤとの間、
及び前記被加工線材と前記工具電極材との間に放電を発
生させる手段とを具備し、前記被加工線材を回転させな
がら前記導電性ワイヤに接近させ放電を発生させて外形
加工することと、前記被加工線材を回転軸に対して任意
に傾けて固定し、回転割り出し後、前記工具電極との間
に放電を発生させブレード形状を作成するものである。
ワイヤを走行させる手段と、工具電極材を保持し回転す
る手段と、前記被加工線材と前記導電性ワイヤとの間、
及び前記被加工線材と前記工具電極材との間に放電を発
生させる手段とを具備し、前記被加工線材を回転させな
がら前記導電性ワイヤに接近させ放電を発生させて外形
加工することと、前記被加工線材を回転軸に対して任意
に傾けて固定し、回転割り出し後、前記工具電極との間
に放電を発生させブレード形状を作成するものである。
作用
本発明は、上記構成により放電によってマイクロタービ
ンを加工するため、立体的な微細形状の作成が可能で、
発生するトルクの取り出しや高出力化が容易である。特
に、高精度に回転させながらマイクロタービンの外形を
加工するため、芯ブレのない回転バランスのよいタービ
ンを容易に実現できる。また、タービン部のブレードは
回転軸に対して任意に傾けて形成することができるので
、作動流体の流れる方向を任意とすることができ、回転
軸方向の流れでの回転も可能である。
ンを加工するため、立体的な微細形状の作成が可能で、
発生するトルクの取り出しや高出力化が容易である。特
に、高精度に回転させながらマイクロタービンの外形を
加工するため、芯ブレのない回転バランスのよいタービ
ンを容易に実現できる。また、タービン部のブレードは
回転軸に対して任意に傾けて形成することができるので
、作動流体の流れる方向を任意とすることができ、回転
軸方向の流れでの回転も可能である。
実施例
以下、第１図から第３図を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。第１図は本発明のマイクロタービンの
加工方法において外形加工の方法を説明する構成図であ
る。１はマイクロタービンの素材の被加工線材、２は被
加工線材１を保持し回転させろマンドレル、３は導電性
ワイヤ、４は導電性ワイヤ３を支持するワイヤガイド、
５は被加工線材１と導電性ワイヤ３の間に放電を発生さ
せる放電回路である。第２図は第１図の加工部分を拡大
した断面図である。ｅはタービンの軸部、７はブレード
部である。第３図は本発明のマイクロタービンの加工方
法においてタービンのブレードの加工方法を説明する構
成図である。８は工具電極、９は外形加工したタービン
、１０は割り出しテーブル、１１は割り出し２テーブル
を任意に傾けろ傾斜台である。１２は工具電極８とター
ビン９との間に放電を発生させ５放電回路、１３はフレ
ードである。
ついて説明する。第１図は本発明のマイクロタービンの
加工方法において外形加工の方法を説明する構成図であ
る。１はマイクロタービンの素材の被加工線材、２は被
加工線材１を保持し回転させろマンドレル、３は導電性
ワイヤ、４は導電性ワイヤ３を支持するワイヤガイド、
５は被加工線材１と導電性ワイヤ３の間に放電を発生さ
せる放電回路である。第２図は第１図の加工部分を拡大
した断面図である。ｅはタービンの軸部、７はブレード
部である。第３図は本発明のマイクロタービンの加工方
法においてタービンのブレードの加工方法を説明する構
成図である。８は工具電極、９は外形加工したタービン
、１０は割り出しテーブル、１１は割り出し２テーブル
を任意に傾けろ傾斜台である。１２は工具電極８とター
ビン９との間に放電を発生させ５放電回路、１３はフレ
ードである。
上記構成において、以下フイクロタ・−ビンの加工方法
についで説明する。第１図において、被加工線材１はマ
ンドレル２の先端に保持されている。
についで説明する。第１図において、被加工線材１はマ
ンドレル２の先端に保持されている。
マンドレル２は軸受（図示せず）によって支持されて高
精度に回転する。導電性ワイヤ３はワイヤガイド４に沿
ってＷ矢方向に一定速度で走行している。被加工線材１
と導電性・・′）ワイヤ３との間に放電回路６が設けら
れている５３次に、被加工線材１を導電性ワイヤ３に近
接させると放電が発生し被加工線材１が加工除去されろ
。導電性ワイヤ３は線径約１ｏｏミクロンで、均一のも
のを一般的に入手でき、ワイヤガイド４に沿って走行し
ている部分を用いて加工するため、高精度な寸法精度に
加工することができる。次に、第２図に示すように、軸
部６とブレード部７を同軸で回転させて加工する。この
方法により同志度を高精度とするこトカ可能である。こ
のようにしてタービンの外形を加工した後、第３図に示
すように、タービン９をマンドレルより取り外し、割り
出しテーブル１ｏに取りつける。工具電極８は直径数ミ
クロンまでの微細なものを用いることは可能で、ブレー
ドの形状に応じて選択する。また割り出しチーフル１０
は傾斜台１１によってその回転軸を任意に傾けることが
でき、ブレードの角度によって設定することが可能であ
る。第３図では割り出しテーブル１０を傾けずに加工し
ている場合を示している。工具電極８を上方からタービ
ン９に近接し、放電回路１２によって放電を発生させて
、ブレード１３を形成する。単純なブレード形状では割
り出しテーブル１０を各ブレードごとに割り出して加工
する。ブレードに翼型なと複雑な形状を持たせる場合に
は工具電極８を位置決めして加工することも可能である
。
精度に回転する。導電性ワイヤ３はワイヤガイド４に沿
ってＷ矢方向に一定速度で走行している。被加工線材１
と導電性・・′）ワイヤ３との間に放電回路６が設けら
れている５３次に、被加工線材１を導電性ワイヤ３に近
接させると放電が発生し被加工線材１が加工除去されろ
。導電性ワイヤ３は線径約１ｏｏミクロンで、均一のも
のを一般的に入手でき、ワイヤガイド４に沿って走行し
ている部分を用いて加工するため、高精度な寸法精度に
加工することができる。次に、第２図に示すように、軸
部６とブレード部７を同軸で回転させて加工する。この
方法により同志度を高精度とするこトカ可能である。こ
のようにしてタービンの外形を加工した後、第３図に示
すように、タービン９をマンドレルより取り外し、割り
出しテーブル１ｏに取りつける。工具電極８は直径数ミ
クロンまでの微細なものを用いることは可能で、ブレー
ドの形状に応じて選択する。また割り出しチーフル１０
は傾斜台１１によってその回転軸を任意に傾けることが
でき、ブレードの角度によって設定することが可能であ
る。第３図では割り出しテーブル１０を傾けずに加工し
ている場合を示している。工具電極８を上方からタービ
ン９に近接し、放電回路１２によって放電を発生させて
、ブレード１３を形成する。単純なブレード形状では割
り出しテーブル１０を各ブレードごとに割り出して加工
する。ブレードに翼型なと複雑な形状を持たせる場合に
は工具電極８を位置決めして加工することも可能である
。
以上の方法で加工した例を説明する。第４図は直径０．
４■程度のマイクロタービンにおいて、単純な形状のブ
レード１３を８枚形成した例である。
４■程度のマイクロタービンにおいて、単純な形状のブ
レード１３を８枚形成した例である。
第６図は直径１１＋Ｉ１１！程度のマイクロタービンに
回転軸に対して１６度傾けたブレード１３を形成した例
である。
回転軸に対して１６度傾けたブレード１３を形成した例
である。
以上のように、本発明は、放電加工によってマイクロタ
ービンを加工するため、立体的な微細形状の作成が可能
となり、トルクの取り出しや高出力化が容易である。特
に、高精度に回転させながらマイクロタービンの外形を
加工するため、芯プレのない回転バランスのよいタービ
ンを容易に実現できる。また、タービン部のブレードは
回転軸に対して任意に傾けて形成することができるので
、作動流体の流れる方向を任意とすることができ、回転
軸方向の流れでの回転も可能である。
ービンを加工するため、立体的な微細形状の作成が可能
となり、トルクの取り出しや高出力化が容易である。特
に、高精度に回転させながらマイクロタービンの外形を
加工するため、芯プレのない回転バランスのよいタービ
ンを容易に実現できる。また、タービン部のブレードは
回転軸に対して任意に傾けて形成することができるので
、作動流体の流れる方向を任意とすることができ、回転
軸方向の流れでの回転も可能である。
発明の効果
以上のように本発明は、マイクロタービンを放電によっ
て加工するため、立体的な微細形状の作成が可能で、ト
ルクの取り出しや高出力化が容易である。特に、高精度
に回転させながらマイクロタービンの外形を加工するた
め、芯ブレのない回転バランスのよいタービンを容易に
実現できる。
て加工するため、立体的な微細形状の作成が可能で、ト
ルクの取り出しや高出力化が容易である。特に、高精度
に回転させながらマイクロタービンの外形を加工するた
め、芯ブレのない回転バランスのよいタービンを容易に
実現できる。
タービン部のブレードは回転軸に対して任意に傾けて形
成することができるので、作動流体の流れる方向を任意
とすることができ、回転軸方向の流れでの回転も可能で
ある。などの特徴のあるマイク「ｊタービンの加工方法
を提供すζ・ものである。
成することができるので、作動流体の流れる方向を任意
とすることができ、回転軸方向の流れでの回転も可能で
ある。などの特徴のあるマイク「ｊタービンの加工方法
を提供すζ・ものである。
第１図から第３図は本発明の一実施例におけるマイクロ
タービンの加工方法を説明するための図面であり、第１
図はマイクロタービンの加工方法において外形加工の方
法を説明するための構成図、第２図は第１図の加工ポイ
ントを拡大した断面図、第３図はマイクロタービンの加
工方法においてタービンのフレードの加工方法を説明す
る構成図、第４図は本発明の加工方法を用いて作成され
たマイクロタービンの斜視図、第５図は同本発明の加工
方法を用いて作成されたマイクロタービンの斜視図、第
６図は従来のマイクロタービンの平面図である。 １・・・被加工線材、２・・・マンドレル、３・・・導
電性ワイヤ、４・・・ワイヤガイド、６・・・放電回路
、６・・・タービン軸部、７・・・ブレード部、８・・
・工具電極、タービン、１０・・・割り出しテーブル、
１１゛゛傾斜台、１２・・・放電回路、１３・・・ブレ
ード、１０１・・・ロータ、１０２・・・固定軸、１０
３・・・空気ガイド、１０４・・・シリコン基板。
タービンの加工方法を説明するための図面であり、第１
図はマイクロタービンの加工方法において外形加工の方
法を説明するための構成図、第２図は第１図の加工ポイ
ントを拡大した断面図、第３図はマイクロタービンの加
工方法においてタービンのフレードの加工方法を説明す
る構成図、第４図は本発明の加工方法を用いて作成され
たマイクロタービンの斜視図、第５図は同本発明の加工
方法を用いて作成されたマイクロタービンの斜視図、第
６図は従来のマイクロタービンの平面図である。 １・・・被加工線材、２・・・マンドレル、３・・・導
電性ワイヤ、４・・・ワイヤガイド、６・・・放電回路
、６・・・タービン軸部、７・・・ブレード部、８・・
・工具電極、タービン、１０・・・割り出しテーブル、
１１゛゛傾斜台、１２・・・放電回路、１３・・・ブレ
ード、１０１・・・ロータ、１０２・・・固定軸、１０
３・・・空気ガイド、１０４・・・シリコン基板。
Claims (1)
- 被加工線材を保持し回転する手段と、導電性ワイヤを走
行させる手段と、工具電極材を保持し回転する手段と、
前記被加工線材と前記導電性ワイヤとの間、及び前記被
加工線材と前記工具電極材との間に放電を発生させる手
段とを具備し、前記被加工線材を回転させながら前記導
電性ワイヤに接近させ、放電を発生させて外形加工を行
ない、その後前記被加工線材を回転軸に対して任意方向
に傾けて固定し、回転割り出し後、前記工具電極との間
に放電を発生させブレード形状を作成することを特徴と
するマイクロタービンの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2539990A JPH03234427A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | マイクロタービンの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2539990A JPH03234427A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | マイクロタービンの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234427A true JPH03234427A (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=12164826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2539990A Pending JPH03234427A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | マイクロタービンの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03234427A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06143040A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-24 | Makino Milling Mach Co Ltd | ワイヤ放電加工装置 |
| JPH09267219A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Makino Milling Mach Co Ltd | 数値制御による総形工具の加工装置 |
| JP2008512258A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ブラドン ジェッツ リミテッド | ファン及びタービン |
-
1990
- 1990-02-05 JP JP2539990A patent/JPH03234427A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06143040A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-24 | Makino Milling Mach Co Ltd | ワイヤ放電加工装置 |
| JPH09267219A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Makino Milling Mach Co Ltd | 数値制御による総形工具の加工装置 |
| JP2008512258A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ブラドン ジェッツ リミテッド | ファン及びタービン |
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