KR20140043499A - 전해 가공 공구 및 전해 가공 시스템 - Google Patents

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KR20140043499A
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Abstract

소망의 곡률의 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능한 전해 가공 공구 및 전해 가공 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 본 발명의 전해 가공 공구에서는, 축선을 따라서 연장되는 통 형상을 이루며 가요성을 갖는 도전성 재료로 이루어지고, 내측을 선단측을 향해 전해액이 유통하는 전극과, 해당 전극의 선단면을 노출시키도록 해당 전극의 외주면에 피복된 절연층을 갖는 공구 본체를 구비하며, 전해 가공 공구에는, 공구 본체의 둘레 방향 위치의 일부에, 전극의 내측을 유통하는 전해액을 공구 본체의 직경 방향 외측을 향해 도출하는 유체 도출부로서의 구멍부가 형성되어 있는 구성으로 했다.

Description

전해 가공 공구 및 전해 가공 시스템{ELECTROCHEMICAL MACHINING TOOL AND ELECTROCHEMICAL MACHINING SYSTEM}
본 발명은 전해액을 거쳐서 전극과 피가공재에 통전하는 것에 의해, 피가공재를 용해시켜서 가공하는 전해 가공 공구 및 해당 전해 가공 공구를 구비한 전해 가공 시스템에 관한 것이다.
본원은 2011년 11월 29일에 출원된 일본 특허 출원 제 2011-260041 호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
기계 가공이 곤란한 난삭재(難削材)의 천공 가공은 일반적으로 전해 가공법이나 방전 가공법에 의해 실행되고 있다. 특히, 고 애스펙트비를 갖는 난삭재에 대하여 천공 가공을 할 때에는 전해 가공법이 이용된다.
그런데, 예컨대 가스 터빈의 터빈 날개 내에는, 해당 터빈 날개를 냉각하기 위해 냉각 매체를 유통시키기 위한 냉각 구멍이 형성되어 있다. 이 냉각 구멍에 의한 냉각 효율을 높이기 위해서는, 해당 냉각 구멍의 형상을 터빈 날개의 기하 형상을 따라서 만곡시키는 것이 바람직하다. 그렇지만, 종래의 터빈 날개에 대한 전해 가공법은 직선 구멍을 형성하는 것에는 적합하지만, 만곡 형상의 가공 구멍, 즉, 만곡 구멍을 형성하는 것은 곤란했다. 그래서, 터빈 날개에 냉각 구멍을 형성할 때에는, 2개의 직선 구멍을 각각 형성하여 접속시킴으로써 유사한 만곡 구멍을 형성하고 있었다.
한편, 예컨대 특허문헌 1에는, 만곡 구멍을 가공하기 위해 고안을 실시한 만곡 구멍 가공 장치가 개시되어 있다. 이 만곡 구멍 가공 장치에서는, 가공용 전극 공구의 표면에 있어서의 일부를 제외하고 절연 부재로 덮는 것에 의해 가공용 전극 공구의 둘레 방향 위치에서 가공량에 차이를 갖게 한다. 이에 의해, 가공량이 많은 측으로 가공용 전극 공구가 진행해 가는 것에 의해, 만곡 구멍이 형성된다.
일본 특허 출원 제 1995-51948 호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 가공용 전극 공구의 표면의 절연 부재로 덮여 있는 부분과 덮이지 않은 부분과의 가공량의 차이에 따라서 진행 방향이 결정된다. 따라서, 만곡 구멍의 형성 방향을 임의로 조정할 수 없다. 즉, 가공용 전극 공구의 표면의 절연 부재로 덮여 있는 부분과 덮이지 않은 부분과의 면적은 각각 고정되기 때문에, 상기 가공량의 차이를 가변으로 하지 못하여, 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성하는 것이 곤란했다.
본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 소망의 곡률의 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능한 전해 가공 공구 및 전해 가공 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 전해 가공 공구는, 축선을 따라서 연장되는 통 형상을 이루며 가요성을 갖는 도전성 재료로 이루어지고, 내측을 선단측을 향해 전해액이 유통하는 전극과, 해당 전극의 선단면을 노출시키도록 해당 전극의 외주면에 피복된 절연층을 갖는 공구 본체를 구비하고, 상기 공구 본체의 둘레 방향 위치의 일부에, 상기 전극의 내측을 유통하는 상기 전해액을 상기 공구 본체의 직경 방향 외측을 향해 도출하는 유체 도출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징의 전해 가공 공구에 의하면, 전해액을 거쳐서 전극의 선단면과 피가공재의 가공 구멍의 내면 사이에 통전되는 것에 의해, 피가공재가 용해되어 가공 구멍이 보다 깊게 가공된다.
그리고, 전극의 내측을 유통하는 전해액은 해당 전극의 선단으로부터 도출되는 것 이외에, 일부는 유체 도출부로부터 공구 본체의 직경 방향 외측을 향해 도출된다. 이때, 유체 도출부로부터 도출된 전해액이 가공 구멍의 내면에 유체 작용력을 부여하는 것에 의해, 공구 본체에는 그 반력이 부여된다. 이에 의해, 공구 본체가 반력의 방향으로 휘도록 변위하고, 해당 변위량에 따라 전극의 선단면과 가공 구멍의 내면과의 전류 밀도 분포가 국소적으로 커진다. 그 결과, 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 해당 공구 본체가 반력에 의해 변위한 측의 가공량이 커진다.
또한, 공구 본체에 미치는 반력의 크기는 전극의 내측을 유통하는 전해액의 유량에 따른 값이 되기 때문에, 전해액의 유량을 조정함으로써 공구 본체의 변위량을 결정할 수 있다.
상기 전해 가공 공구의 상기 유체 도출부는 상기 전극 및 상기 절연층을 직경 방향으로 관통하는 구멍부인 것이 바람직하다.
이에 의해, 가공 구멍의 내면에 확실하게 유체 작용력을 미칠 수 있기 때문에, 상기 반력을 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 구멍부에 의해 전해액이 압축됨으로써 가공 구멍의 내면으로의 유체 작용력 및 반력을 용이하게 크게 할 수 있기 때문에, 공구 본체를 크게 변위시킬 수 있다. 따라서, 특히 곡률이 큰 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
상기 전해 가공 공구의 상기 유체 도출부는 상기 공구 본체의 선단으로부터 후단측을 향해 절결된 절결부라도 좋다.
이에 의해서도, 상기와 같이, 가공 구멍의 내면에 확실하게 유체 작용력을 미칠 수 있기 때문에, 상기 반력을 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 유체 도출부를 구멍부으로 한 경우에 비해, 전해액의 유량의 변화에 따른 가공 구멍의 내면으로의 유체 작용력 및 반력의 변화가 작기 때문에, 만곡 구멍의 곡률의 미세 조정을 용이하게 실행할 수 있다.
상기 전해 가공 공구는 상기 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 상기 유체 도출부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분에, 상기 전극의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 전극의 선단면과 가공 구멍의 내면 사이의 통전에 부가하여, 전극의 외주면이 노출되어 있는 부분과 가공 구멍의 내면 사이에서의 통전이 일어나기 때문에, 전극의 둘레 방향 위치에 있어서의 비절연부가 형성되어 있는 측의 전류 밀도 분포를 보다 크게 할 수 있다.
이에 의해, 해당 비절연부가 형성되어 있는 측의 가공량을 보다 크게 할 수 있기 때문에, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 전해 가공 공구는 상기 전극의 둘레 방향 위치에 있어서의 상기 유체 도출부측 부분의 두께에 비해, 상기 유체 도출부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분의 두께가 크게 설정되어 있어도 좋다.
이에 의해, 전극의 선단면에 있어서의 보다 두께가 큰 부분과 가공 구멍의 내면 사이의 전류 밀도 분포가 커지기 때문에, 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 전극의 두께가 큰 부분의 가공량이 커지게 할 수 있다. 따라서, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 전해 가공 공구는 상기 전극의 선단 개구를 폐색하는 도전성 재료로 이루어지는 선단 덮개부를 추가로 구비하고 있어도 좋다.
이에 의해, 전극에 접속된 선단 덮개부와 가공 구멍의 내면 사이의 통전에 의해, 피가공재가 용융하여, 가공 구멍이 보다 깊게 형성된다. 이와 같이 선단 덮개부를 마련한 경우, 유체 도출부로부터의 전해액의 도출량이 커지기 때문에, 가공 구멍의 내면으로의 유체 작용력 및 반력을 크게 할 수 있다. 따라서, 특히 곡률이 큰 만곡 구멍을 용이하게 형성할 수 있다.
상기 전해 가공 공구의 상기 선단 덮개부는 상기 전극의 선단면에 있어서의 상기 유체 도출부측 부분을 선단측으로 노출시키도록 해당 선단면에 적층되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 선단 덮개부가 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부의 역측으로 편향되어 배치됨으로써, 선단 덮개부와 가공 구멍의 내면 사이의 전류 밀도 분포는 유체 도출부의 역측에서 커진다. 이에 의해, 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부의 역측의 가공량이 커지기 때문에, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 전해 가공 공구는, 축선을 따라서 연장되는 통 형상을 이루며 가요성을 갖는 도전성 재료로 이루어지고, 내측을 선단측을 향해 전해액이 유통하는 전극과, 해당 전극의 선단면을 노출시키도록 해당 전극의 외주면에만 피복된 절연층을 갖는 공구 본체를 구비하며, 상기 공구 본체의 둘레 방향 일부에, 상기 절연층의 외주면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 볼록부를 구비하는 것이어도 좋다.
이와 같은 특징의 전해 가공 공구는, 전해액을 거쳐서의 전극의 선단면과 피가공재에 있어서의 가공 구멍의 내면과의 사이에 통전에 의해, 피가공재가 용해되어, 해당 가공 구멍이 보다 깊게 가공된다.
그리고, 공구 본체를 가공 구멍으로 진행시키면, 공구 본체의 둘레 방향 일부의 볼록부가 가공 구멍의 내면에 접촉하는 것에 의해, 공구 본체에는 볼록부의 역측을 향한 반력이 작용한다. 이에 의해, 공구 본체가 반력의 방향으로 휘도록 변위하며, 해당 변위량에 따라서 전극의 선단면과 가공 구멍의 내면의 전류 밀도 분포가 국소적으로 커지는 결과, 해당 공구 본체가 변위한 측의 가공량이 커진다.
그리고, 공구 본체에 미치는 반력의 크기는 전극을 압입하는 힘이 클수록 증대하기 때문에, 전극을 압입하는 힘을 조정함으로써 공구 본체의 변위량을 결정할 수 있다.
상기 전해 가공 공구는 상기 공구 본체의 선단에 있어서의 상기 볼록부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분에, 상기 전극의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 상기와 같이, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 전해 가공 공구의 상기 비절연부는 상기 공구 본체의 선단으로부터 후단측으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
가공 구멍 내를 진행해 가는 전해 가공 공구는 그 선단이 가공 구멍의 내면에 접촉하기 쉬워지지만, 본 발명에서는 선단으로부터 후단측으로 이격된 위치에 비절연부가 형성되어 있는 것에 의해, 전해 가공 공구의 외주면의 선단에는 절연층이 존재하게 된다. 따라서, 전해 가공 공구에 있어서의 전극의 선단이 가공 구멍의 내면에 직접적으로 접촉해 버리는 것을 회피할 수 있으며, 즉, 전극과 가공 구멍의 내면과의 접촉 확률을 저하시킬 수 있다. 이에 의해, 전극과 가공 구멍의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시킬 수 있기 때문에, 가공성을 향상시키는 것이 가능해진다.
상기 전해 가공 공구의 상기 비절연부는 상기 축선 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 전류 밀도 분포를 보다 크게 하면서 전극과 가공 구멍의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시킬 수 있다.
상기 전해 가공 공구에 있어서, 상기 비절연부는 상기 둘레 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해서도 상기와 마찬가지로, 전류 밀도 분포를 보다 크게 하면서 전극과 가공 구멍의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따른 전해 가공 시스템은, 상기 어느 하나의 전해 가공 공구와, 해당 전해 가공 공구를 피가공재에 대하여 소정의 진행 방향이 되도록 안내하는 가이드부와, 상기 전해 가공 공구를 진행시키는 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
가이드부가 전해 가공 공구를 안내 가능한 상태에서, 이동 기구가 전해 가공 공구를 진행시키는 것에 의해, 소망의 위치에, 또한, 소망의 각도로 피가공재에 대하여 가공 구멍을 형성할 수 있다. 또한, 형성된 가공 구멍에 전해 가공 공구의 공구 본체가 삽입된 후는, 상술한 바와 같이 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 가공량에 차이가 생기는 것에 의해, 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
상기 전해 가공 공구 및 전해 가공 장치에 의하면, 유체 도출부로부터 도출되는 전해액의 반력에 의해 공구 본체가 변위한 측의 가공량이 커진다. 이에 의해, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍이 보다 깊게 가공되기 때문에, 용이하게 만곡 구멍을 형성할 수 있다. 또한, 전해액의 유량을 조정함으로써 공구 본체의 변위량을 결정할 수 있기 때문에, 해당 유량의 값을 변화시킴으로써, 용이하게 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전해 가공 공구 및 전해 가공 장치에 의하면, 볼록부를 거쳐서 공구 본체에 작용한 반력에 의해 해당 공구 본체가 변위한 측의 가공량이 커진다. 이에 의해, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍이 보다 깊게 가공되기 때문에, 용이하게 만곡 구멍을 형성할 수 있다. 또한, 공구 본체의 압입력을 조정함으로써, 공구 본체의 변위량을 결정할 수 있기 때문에, 해당 압입력을 변화시킴으로써, 용이하게 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전해 가공 시스템의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전해 가공 공구를 유체 도출부로서의 구멍부측에서 본 측면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 전해 가공 공구를 비절연부측에서 본 측면도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 전해 가공 공구를 비절연부측에서 본 측면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태의 변형예에 따른 전해 가공 공구를 비절연부측에서 본 측면도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 9는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 10은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 11은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
도 12는 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 전해 가공 공구의 종단면도,
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제 1 실시형태의 전해 가공 시스템(100)은, 피가공재(200)에 대하여, 만곡하는 만곡 구멍으로서의 가공 구멍(203)을 형성하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 피가공재(200)로서 가스 터빈의 터빈 날개(201)를 이용하고, 해당 터빈 날개(201)를 냉각하기 위한 냉각 구멍을 가공 구멍(203)으로서 형성하는 예에 대해서 설명한다.
전해 가공 시스템(100)은 이동 기구(1)와, 가이드부(3)와, 복수의 전해 가공 공구(10)를 구비하고 있다. 또한, 전해 가공 시스템(100)은 전해 가공 공구(10)를 하나만 구비하는 구성이어도 좋다.
이동 기구(1)는 전해 가공 공구(10)를 피가공재(200)에 대하여 진퇴시키는 역할을 맡는다. 본 실시형태의 이동 기구(1)는 피가공재(200)로서의 터빈 날개(201)의 선단(202)측에 배치되며, 해당 터빈 날개(201)의 선단(202)에 대해서 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있다.
이동 기구(1)의 진퇴 이동은 예컨대 도시하지 않는 전동기 등의 구동원의 출력에 의해 실행된다. 이동 기구(1)의 진퇴 이동의 가속도, 즉, 구동원의 출력은 도시하지 않는 압입력 제어 장치에 의해 제어되어 있다. 이에 의해, 이동 기구(1)가 전해 가공 공구(10)를 진퇴시킬 때, 즉, 가공 구멍(203)을 향해 압입될 때의 압입력이 임의로 조정 가능하게 되어 있다.
이동 기구(1)는, 그 피가공재(200)측의 면에, 전해 가공 공구(10)의 후단을 파지하는 복수의 파지부(2)를 갖고 있다. 파지부(2)는, 내부가 중공 형상으로 된 통 형상을 이루고 있으며, 각 파지부(2)의 일단측에 전해 가공 공구(10)의 후단이 삽입됨으로써 해당 전해 가공 공구(10)를 파지 가능하게 되어 있다. 파지부(2)의 타단측에는 전해액 유통로가 접속되어 있으며, 해당 전해액 유통로를 거쳐서 파지부(2) 내부에 전해액(204)(도 2 참조)이 공급되도록 되어 있다. 전해액(204)의 공급량은 도시하지 않는 유량 제어 장치에 의해 임의로 조정 가능하게 되어 있다. 또한, 전해액(204)으로서는, 예컨대 황산, 초산, 식염수 등이 이용된다.
가이드부(3)는 이동 기구(1)와 피가공재(200)인 터빈 날개(201)의 선단(팁 슈라우드)(202) 사이에 배치되어 있다. 가이드부(3)는 이동 기구(1)에 의해 진퇴되는 전해 가공 공구(10)를 터빈 날개(201)의 선단(202)에 대하여 소정의 진행 방향이 되도록 안내한다. 이 가이드부(3)에는, 이동 기구(1)측과 피가공재(200)측을 서로 연통하는 복수의 가이드 구멍(4)이 천공되어 있다. 이들 가이드 구멍(4)에는 각각 전해 가공 공구(10)가 이동 기구(1)측으로부터 피가공재(200)측을 향해 관통 삽입되어 있다. 전해 가공 공구(10)가 이동 기구(1)에 의해 전진됨으로써, 가이드 구멍(4)의 배치에 따라서, 터빈 날개(201)의 선단(202)에 있어서의 소망의 위치에, 또한, 해당 선단(202)에 대하여 소망한 각도로, 전해 가공 공구(10)를 도입할 수 있게 되어 있다.
다음으로 전해 가공 공구(10)의 구성에 대하여 설명한다.
전해 가공 공구(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 피가공재(200)로서의 터빈 날개(201)에 냉각 구멍으로서의 가공 구멍(203)을 전해 가공에 의해 형성하는 것이며, 전극(20) 및 절연층(30)을 갖는 공구 본체(10A)를 구비하고 있다.
전극(20)은 축선(O)을 따라서 연장되는 통 형상(본 실시형태에서는 원통 형상)을 이루고 있으며, 예컨대 스테인리스, 구리, 티탄 등의 가요성을 갖는 도전성 재료로 구성되어 있다. 이 전극(20)의 내주측의 중공 부분[전극(20)의 내부]은 이동 기구(1)의 파지부(2)의 중공 부분과 연통 상태로 되어 있다. 이에 의해, 전극(20)의 내부에는, 후단측[이동 기구(1)측]으로부터 선단측[피가공재(200)측]을 향하여, 전해 가공에 제공되는 전해액(204)이 유통되게 되어 있다. 전극(20)의 선단면(21)은 축선(O)에 직교하는 평탄 형상을 이루고 있다.
절연층(30)은 전극(20)의 외주면(23)에 피복되어 있으며, 예컨대 전기 절연성을 갖는 폴리에스테르계의 수지 등으로 구성되어 있다. 절연층(30)은 전극(20)의 외주면의 둘레 방향 및 축선(O) 방향의 거의 전역에 걸쳐서 피복되어 있다. 또한, 전극(20)의 선단면(21)에는 절연층(30)이 피복되어 있지 않으며, 해당 선단면(21)은 공구 본체(10A)의 선단측을 향하도록 외부에 노출되어 있다.
이와 같은 전극(20) 및 절연층(30)으로 이루어지는 공구 본체(10A)에는, 그 둘레 방향 위치의 일부, 즉, 공구 본체(10A)의 직경 방향 일방측 부분에 유체 도출부(40)가 형성되어 있다. 유체 도출부(40)는 전극(20)의 내측을 유통하는 전해액(204)을 공구 본체(10A)의 직경 방향 외측을 향해 도출한다.
본 실시형태에 있어서는, 해당 유체 도출부(40)로서, 전극(20) 및 절연층(30)을 직경 방향으로 관통하여 전극(20) 본체의 내외를 연통시키는 구멍부(41)를 채용하고 있다.
이러한 유체 도출부(40)로서의 구멍부(41)는 전극(20) 본체의 선단부에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구멍부(41)에 있어서의 공구 본체(10A)의 직경 방향에서 본 형상은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 둘레 방향을 장변 방향으로 하는 동시에 축선(O) 방향을 단변 방향으로 한 직사각형을 이루고 있는 것이 바람직하다. 또한, 구멍부(41)의 해당 형상은 직사각형에 한정되는 일 없이, 예컨대, 원형이나 정사각형 등의 다른 형상이어도 좋다.
이와 같은 전해 가공 공구(10)를 구비한 전해 가공 시스템(100)에 의해 가공 구멍(203)을 형성할 때에는, 가이드부(3)에 의해 안내된 전해 가공 공구(10)의 내부에 전해액(204)을 순차 공급하면서, 해당 이동 기구(1)를 피가공재(200)를 향해 서서히 진행시킨다. 이때, 유량 제어 장치에 의해 전해액(204)의 유량이 조정되면서, 압입력 제어 장치에 의해 전해 가공 공구(10)의 압입력이 조정된다.
그리고, 전해 가공 공구(10)에 있어서의 전극(20) 내부를 유통한 전해액(204)이 해당 전극(20)의 선단, 즉, 공구 본체(10A)의 선단으로부터 도출되며, 해당 공구 본체(10A)와 가공 구멍(203)의 내면 사이의 공간이 전해액(204)에 의해 채워진다.
그리고, 도시하지 않는 통전 수단에 의해, 공구 본체(10A)의 전극(20)을 음극, 피가공재(200)를 양극으로 하여 이들 전극(20)과 피가공재(200) 사이에 전압이 인가된다. 그 결과, 전해액(204)을 거쳐서 전극(20)의 선단면(21)과 피가공재(200)의 가공 구멍(203)의 내면 사이에 통전이 발생함으로써, 피가공재(200)가 용해한다. 이에 의해, 피가공재(200)가 용해함으로써, 전해 가공 공구(10)의 진행에 수반하여 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되어 간다.
여기서, 본 실시형태의 전해 가공 공구(10)에서는, 전극(20)의 내측을 유통하는 전해액(204)은 해당 전극(20)의 선단으로부터 도출되는 것 이외에, 일부는 유체 도출부(40)로서의 구멍부(41)로부터 공구 본체(10A)의 직경 방향 외측을 향해 도출된다.
이때, 구멍부(41)로부터 도출된 전해액(204)이 가공 구멍(203)의 내면에 유체 작용력(F1)을 부여함으로써, 공구 본체(10A)에는 그 반력(F2)이 유체 작용력(F1)의 반대 방향으로 부여된다. 본 실시형태에서는, 구멍부(41)를 거쳐서 공구 본체(10A)의 직경 방향 일방측을 향해 전해액(204)이 도출되기 때문에, 공구 본체(10A)의 직경 방향 타방측을 향해 반력(F2)이 미친다.
그러면, 전극(20) 자체가 가요성을 갖고 있기 때문에, 공구 본체(10A)는 반력(F2)의 방향으로 휘도록 변위한다. 본 실시형태에서는, 유체 도출부(40)로서의 구멍부(41)가 공구 본체(10A)의 선단부에 형성되어 있기 때문에, 해당 공구 본체(10A)의 선단부가 반력(F2)의 방향, 즉, 직경 방향 타방측으로 변위한다. 그리고, 이 변위량의 크기에 따라 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면이 근접하는 결과, 양자가 근접한 영역에 있어서의 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면의 전류 밀도 분포가 국소적으로 커진다. 이에 의해, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 해당 공구 본체(10A)가 반력(F2)에 의해 변위한 측의 가공량이 커진다.
여기서, 가공 구멍(203)은 전해 가공 공구(10)에 의한 가공량이 큰 측을 향해 보다 깊게 가공된다. 따라서, 이동 기구(1)에 의해 전해 가공 공구(10)를 순차 압입해 가는 것에 의해, 전해 가공 공구(10)는 가공량이 큰 측, 즉, 직경 방향 타방측을 향해 진행한다. 즉, 전해 가공 공구(10)는 가공 구멍(203)의 내측을 진행함에 따라서 점차 직경 방향 타방측을 향해 만곡하도록 굽혀져 간다. 이에 의해, 용이하게 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
한편, 공구 본체(10A)에 미치는 반력(F2)의 크기는 전극(20)의 내측을 유통하는 전해액(204)의 유량에 따른 값이 된다. 즉, 전해액(204)의 유량이 클수록, 유체 도출부(40)로서의 구멍부(41)로부터 도출되는 전해액(204)의 유량도 커진다. 이에 의해, 전해액(204)의 유량을 조정함으로써 공구 본체(10A)의 선단부의 직경 방향 타방측으로의 변위량을 결정할 수 있다. 따라서, 유량 조정 장치에 의해 전해액(204)의 유량을 임의로 변화시킴으로써, 용이하게 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 유체 도출부(40)로서 구멍부(41)를 채용하고 있기 때문에, 전해액(204)이 해당 구멍부(41)를 거쳐서 공구 본체(10A)의 직경 방향 외측으로 도출됨으로써, 가공 구멍(203)의 내면에 확실하게 유체 작용력(F1)을 미칠 수 있다. 이에 의해, 상기 반력(F2)을 확실하게 얻는 것이 가능해진다.
또한, 구멍부(41)에 의해 전해액(204)이 압축됨으로써 가공 구멍(203)의 내면에의 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)을 용이하게 크게 할 수 있기 때문에, 공구 본체(10A)를 크게 변위시킬 수 있다. 따라서, 특히 곡률이 큰 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 2 실시형태의 전해 가공 공구(11)에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제 2 실시형태의 전해 가공 공구(11)에는 공구 본체(10A)의 선단부의 외주측에 비절연부(50)가 형성되어 있다.
즉, 공구 본체(10A)에는, 해당 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부(40)의 축선(O)을 사이에 둔 반대측의 부분, 즉, 공구 본체(10A)의 직경 방향 타방측 부분에, 전극(20)의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부(50)가 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 전극(20) 본체의 직경 방향 타방측 부분에 있어서의 절연층(30)이 절결됨으로써 비절연부(50)가 형성되어 있다. 절연층(30)은 둘레 방향을 장변 방향으로 하는 동시에 축선(O) 방향을 단변 방향으로 하고 있다. 이러한 비절연부(50)에 있어서 직경 방향 외측으로 노출되는 전극(20)의 외주면은 해당 전극(20)의 선단면(21)과 교차 능선을 거쳐서 서로 접속되어 있다.
이에 의해, 전해 가공을 실행할 때에는, 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면 사이의 통전에 부가하여, 전극(20)의 외주면이 노출되어 있는 부분과 가공 구멍(203)의 내면 사이에서의 통전이 일어나게 된다. 따라서, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 비절연부(50)가 형성되어 있는 측, 즉, 공구 본체(10A)의 직경 방향 타방측의 전류 밀도 분포를 보다 크게 할 수 있다.
이에 의해, 해당 비절연부(50)가 형성되어 있는 측의 가공량을 보다 크게 할 수 있기 때문에, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되어 감으로써, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 3 실시형태의 전해 가공 공구(18)에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. 제 3 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 제 3 실시형태의 전해 가공 공구(18)는 비절연부(50)의 구성에 관하여 제 2 실시형태와 상이하다.
즉, 이러한 전해 가공 공구(18)에 있어서의 비절연부(50)는 공구 본체(10A)의 선단으로부터 후단측으로 이격된 위치에 복수(본 실시형태에서는 4개)가 형성되어 있다. 각 비절연부(50)는, 각각 절연층(30)에 있어서의 선단으로부터 후단측으로 이격된 부분은 축선(O) 방향으로 연장되는 2변 및 둘레 방향으로 연장되는 2변의 합계 4변을 갖는 사각 형상을 이루고 있다. 비절연부(50)는 각각 축선(O) 방향으로 연장되는 2변을 단변으로 하는 동시에 둘레 방향으로 연장되는 2변을 장변으로 한 직사각형을 이루고 있다. 이와 같은 4개의 비절연부(50)는 축선(O) 방향으로 2개, 둘레 방향으로 2개가 서로 이웃하도록, 즉, 축선(O) 방향으로 이격되며, 또한, 둘레 방향으로 이격되도록 배치되어 있다. 환언하면, 4개의 비절연부(50)는 2×2의 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
여기서, 가공 구멍(203) 내를 진행하는 전해 가공 공구(18)는 그 선단이 가공 구멍(203)의 내면에 접촉하기 쉬워진다. 이에 비하여 본 실시형태의 전해 가공 공구(18)는, 선단으로부터 후단측으로 이격된 위치에 비절연부(50)가 형성되어 있는 것에 의해, 전해 가공 공구(18)의 외주면의 선단에는 절연층(30)이 존재하게 된다. 따라서, 전해 가공 공구(18)에 있어서의 전극(20)의 선단이 가공 구멍(203)의 내면에 직접적으로 접촉해 버리는 것을 회피할 수 있다.
이에 의해, 전극(20)과 가공 구멍(203)의 내면과의 접촉 확률을 저하시킬 수 있어서, 전극(20)과 가공 구멍(203)의 내면과의 단락 발생 빈도가 저하하기 때문에, 가공성을 향상시킬 수 있다.
또한, 비절연부(50)는 축선(O) 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있기 때문에, 전류 밀도 분포를 보다 크게 하면서 전극(20)과 가공 구멍(203)의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시킬 수 있다.
또한, 비절연부(50)는 둘레 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있기 때문에, 상기와 마찬가지로, 전류 밀도 분포를 보다 크게 하면서 전극(20)과 가공 구멍(203)의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시킬 수 있다.
또한, 제 3 실시형태의 변형예의 전해 가공 공구(19)로서, 예컨대 도 7에 도시하는 바와 같이, 둘레 방향으로 슬릿 형상으로 연장되는 비절연부(50)가 공구 본체(10A)의 선단으로부터 후단측으로 이격되며, 또한, 축선(O) 방향으로 간격을 두고 복수(본 변형예에서는 3개) 형성된 구성이어도 좋다.
이러한 경우도, 상기와 마찬가지로, 전극과 가공 구멍의 내면과의 단락 발생 빈도를 저하시키면서 전류 밀도를 크게 함으로써 가공성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 비절연부(50)의 배치는 상기에 한정되는 일 없이, 축선(O) 방향 및 둘레 방향 중 적어도 한쪽으로 간격을 두고 복수가 형성되어 있으면 좋다. 또한, 각 비절연부(50)의 형상은 사각 형상에 한정되는 일 없이, 원형, 다각형 등 여러 가지의 형상을 채용할 수 있다.
다음으로, 제 4 실시형태의 전해 가공 공구(12)에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 전해 가공 공구(12)는 전극(20)의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부(40)측 부분의 두께에 비해, 유체 도출부(40)의 축선(O)을 사이에 둔 반대측의 부분의 두께가 크게 설정되어 있다. 즉, 전해 가공 공구(12)의 전극(20) 본체에 있어서의 전극(20)의 직경 방향의 두께가 직경 방향 일방측에 비해 직경 방향 타방측이 크게 설정되어 있다.
또한, 상기 전극(20)은, 그 직경 방향의 두께가 직경 방향 일방측으로부터 타방측을 향함에 따라서 점차 커지도록 형성되어 있어도 좋고, 단계적으로 커지도록 형성되어 있어도 좋다. 또한, 전극(20)에 있어서의 직경 방향 일방측 부분만이 다른 부분에 비해 두께가 작게 형성되어 있어도 좋고, 전극(20)에 있어서의 직경 방향 타방측 부분만이 다른 부분에 비해 두께가 크게 형성되어 있어도 좋다.
또한, 이와 같이 전극(20)의 직경 방향의 두께가 다른 부분은 전극(20)의 축선(O) 방향 위치 중 적어도 전극(20)의 선단부에 형성되어 있어도 좋고, 축선(O) 방향의 전역에 걸쳐서 형성되어 있어도 좋다.
이에 의해, 전극(20)의 선단면(21)에 있어서의 보다 두께가 큰 부분과 가공 구멍(203)의 내면 사이의 전류 밀도 분포가 커지기 때문에, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 전극(20)의 두께가 큰 부분의 가공량이 커질 수 있다. 따라서, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 이러한 제 4 실시형태에도, 제 2 실시형태에서 설명한 비절연부(50)가 형성되어 있어도 좋다. 이에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 한층 더 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 5 실시형태의 전해 가공 공구(13)에 대해 도 9를 참조하여 설명한다. 제 5 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 전해 가공 공구(13)는 공구 본체(10A)의 선단에 선단 덮개부(60)를 구비하고 있다. 이 선단 덮개부(60)는, 예컨대 스테인리스 등의 도전성 재료로 구성되어 있으며, 전극(20)의 선단 개구를 폐색하고 있다. 선단 덮개부(60)는 축선(O) 방향에서 본 형상이 전극(20)의 선단 개구와 같은 형상을 이루는 동시에, 축선(O) 방향의 두께가 대략 일정한 판 형상을 이루고 있다. 선단 덮개부(60)가 전극(20)의 선단 개구에 끼워지는 것에 의해, 해당 전극(20)의 선단 개구를 폐색하고 있다. 이에 의해, 선단 덮개부(60)는 전극(20)과 서로 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 선단 덮개부(60)의 외주측이 전극(20)의 내주면에 예컨대 용접 등에 의해 접합되어 있어도 좋다. 선단 덮개부(60)가 전극(20)의 선단면(21)에 적층되도록 접합되어 있어도 좋다. 선단 덮개부(60)는 전극(20)과 별체가 아니어도 좋고, 해당 전극(20)과 일체로 형성되어 있어도 좋다.
이와 같은 전해 가공 공구(13)에서는, 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203) 사이에서의 통전에 부가하여, 해당 전극(20)에 전기적으로 접속된 선단 덮개부(60)와 가공 구멍(203)의 내면 사이의 통전에 의해, 피가공재(200)가 용융하여, 가공 구멍(203)이 보다 깊게 형성된다.
또한, 선단 덮개부(60)를 마련한 것에 의해 전극(20)의 선단 개구가 폐색된 결과, 전해액(204)의 전체가 유체 도출부(40)로부터 도출됨으로써, 해당 유체 도출부(40)로부터의 전해액(204)의 도출량을 크게 할 수 있다. 따라서, 가공 구멍(203)의 내면에의 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)을 크게 할 수 있기 때문에, 공구 본체(10A)를 직경 방향 타방측으로 보다 크게 변위시킬 수 있다. 이에 의해, 곡률이 큰 만곡 구멍을 한층 더 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 이러한 제 5 실시형태의 전해 가공 공구(13)에, 제 2 실시형태에서 설명한 비절연부(50)가 형성되어 있어도 좋다. 전해 가공 공구(13)의 전극(20)의 직경 방향 타방측의 두께가 직경 방향 일방측의 두께보다 크게 설정되어 있어도 좋다. 이에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 한층 더 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 6 실시형태의 전해 가공 공구(14)에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 제 6 실시형태에 있어서는, 제 5 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 전해 가공 공구(14)에서는, 선단 덮개부(60)가 전극(20)의 선단면(21)에 있어서의 유체 도출부(40)측 부분을 선단측으로 노출시키도록 전극(20)의 선단면(21)에 적층되어 있다. 즉, 선단 덮개부(60)는 전극(20)의 선단면(21)에 있어서의 직경 방향 일방측 부분을 제외한 부분에 적층되어 있으며, 이에 의해, 해당 전극(20)의 선단 개구를 폐색하고 있다.
이와 같이 선단 덮개부(60)가 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부(40)의 역측, 즉, 직경 방향 타방측으로 편향되어 배치됨으로써, 선단 덮개부(60)와 가공 구멍(203)의 내면 사이의 전류 밀도 분포는 유체 도출부(40)의 역측인 직경 방향 타방측에서 커진다. 이에 의해, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 유체 도출부(40)의 역측의 가공량이 커지기 때문에, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 7 실시형태의 전해 가공 공구(15)에 대해 도 11을 참조하여 설명한다. 제 7 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제 1 실시형태에서는 유체 도출부(40)로서 구멍부(41)를 채용하고 있지만, 제 7 실시형태에서는 유체 도출부(40)로서 절결부(42)를 채용하고 있는 점에서 제 1 실시형태와 상이하다.
즉, 유체 도출부(40)로서의 절결부(42)는 적어도 공구 본체(10A)의 둘레 방향 일부에 있어서 선단측으로부터 후단측을 향해 절결하는 것에 의해 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 해당 절결부(42)는 공구 본체(10A)의 상기 직경 방향 타방측으로부터 일방측을 향해, 또한, 선단으로부터 후단을 향해 비스듬하게 절결하는 것에 의해 해당 절결부(42)가 형성되어 있다. 이에 의해, 공구 본체(10A)의 선단면(21)은 죽창 형상을 이루고 있으며, 공구 본체(10A)의 직경 방향 일방측이 타방측보다 후단측으로 후퇴한 것이 된다.
또한, 절결부(42)로서는, 단순히 공구 본체(10A)의 직경 방향 일방측을 해당 공구 본체(10A)의 선단으로부터 후단을 향해 직선 형상으로 절결한 슬릿을 채용해도 좋다. 즉, 절결부(42)는 공구 본체(10A)의 선단면(21)에 있어서의 적어도 둘레 방향 일부가 해당 선단면(21)의 다른 부분보다 후단측으로 후퇴하도록 형성되어 있으면 된다.
이와 같은 제 7 실시형태의 전해 가공 공구(15)에서는, 전해액(204)은 해당 전극(20)의 선단으로부터 도출되는 것 이외에, 일부는 유체 도출부(40)로서의 절결부(42)를 거쳐서 공구 본체(10A)의 직경 방향 외측을 향해 도출된다. 이때, 절결부(42)를 거쳐서 도출된 전해액(204)이, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 가공 구멍(203)의 내면에 유체 작용력(F1)을 부여하는 것에 의해 공구 본체(10A)에 그의 반력(F2)이 부여된다. 이에 의해 제 1 실시형태와 마찬가지로 만곡 구멍을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 전해액(204)의 유량을 조정하는 것에 의해, 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)의 크기를 임의의 값으로 할 수 있기 때문에, 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 특히 유체 도출부(40)를 구멍부(41)로 한 경우에 비해, 전해액(204)의 유량의 변화에 의한 가공 구멍(203)의 내면에의 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)의 변화가 작아진다. 즉, 예컨대 제 1 실시형태와 같이, 유체 도출부(40)로서 구멍부(41)를 채용한 경우에는, 해당 구멍부(41)에 의해 전해액(204)이 압축되는 것에 의해, 유체 작용력(F1)은 국소적이며 큰 것이 된다. 이에 비하여 본 실시형태에서는, 유체 도출부(40)를 구멍부(41)로 한 경우에 비해, 전해액(204)의 직경 방향 외측으로의 유출이 광범위한 것이 되기 때문에, 전해액(204)의 유량을 변화시킨 경우에 있어서의 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)의 변화는 작아진다. 이에 의해, 전해액(204)의 유량에 근거하는 유체 작용력(F1) 및 반력(F2)의 설정을 보다 엄밀하게 실행할 수 있기 때문에, 형성되는 만곡 구멍의 곡률의 미세 조정을 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 이러한 제 7 실시형태에 있어서도, 제 2 실시형태에서 설명한 비절연부(50)가 형성되어 있어도 좋고, 전극(20)의 직경 방향 타방측의 두께가 직경 방향 일방측의 두께보다 크게 설정되어 있어도 좋다. 이에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 한층 더 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
다음으로, 제 8 실시형태의 전해 가공 공구(16)에 대해 도 12를 참조하여 설명한다. 제 8 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제 8 실시형태의 전해 가공 공구(16)에는, 제 1 실시형태의 유체 도출부(40)를 대신하여 볼록부(45)가 마련되어 있다. 이 볼록부(45)는 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치의 일부, 즉, 공구 본체(10A)의 직경 방향 일방측 부분에서, 해당 공구 본체(10A)의 외주면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 이 볼록부(45)는 공구 본체(10A)의 선단부의 외주면에 마련되어 있다.
본 실시형태에서는, 이 볼록부(45)는 절연층(30)과 마찬가지로 전기 절연성을 갖는 예컨대 수지 등으로 구성되어 있으며, 축선(O)을 포함하는 종단면 형상이 직사각형을 이루고 있다. 또한, 이 볼록부(45)는 절연층(30)과 별개로 성형되어 해당 절연층(30)에 고착되어 있어도 좋고, 또한, 절연층(30)과 일체로 성형되어 있어도 좋다.
또한, 제 8 실시형태의 전해 가공 공구(16)의 공구 본체(10A)에는, 해당 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 볼록부(45)의 축선(O)을 사이에 둔 반대측의 부분, 즉, 공구 본체(10A)의 직경 방향 타방측 부분에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 전극(20)의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부(50)가 형성되어 있다.
또한, 비절연부(50)는, 제 3 실시형태와 같이, 공구 본체(10A)의 선단으로부터 후단측으로 이격된 개소에 형성되어 있어도 좋고, 또한, 복수의 비절연부(50)가 축선(O) 방향 및 둘레 방향으로 이격되어 형성되어 있어도 좋다. 이에 의해, 전극(20)과 가공 구멍(203)의 접촉 확률을 저하시켜 가공성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 전해 가공 공구(16)에 의해 가공을 할 때에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 가이드부(3)에 의해 안내된 전해 가공 공구(16)의 내부에 전해액(204)을 순차 공급하면서, 해당 이동 기구(1)를 피가공재(200)를 향해 서서히 진행시켜 간다. 이때, 유량 제어 장치에 의해 전해액(204)의 유량이 조정되면서, 압입력 제어 장치에 의해 전해 가공 공구(16)의 압입력이 조정된다.
그리고, 전극(20)의 선단, 즉, 공구 본체(10A)의 선단으로부터 도출된 전해액(204)에 의해, 해당 공구 본체(10A)와 가공 구멍(203)의 내면 사이의 공간이 채워지고, 그 후, 도시하지 않는 통전 수단에 의해 통전됨으로써, 피가공재(200)가 용해하여 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공된다.
여기서, 본 실시형태에서는, 전해 가공 시스템(100)의 이동 기구(1)에 의해 공구 본체(10A)를 압입하는 것에 의해, 해당 공구 본체(10A)가 가공 구멍(203) 내를 진행하면, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 일부의 볼록부(45)가 가공 구멍(203)의 내면에 접촉한다. 그러면, 공구 본체(10A)에는 볼록부(45)의 역측을 향해, 즉, 직경 방향 타방측을 향해 반력(F2)이 작용한다.
그러면, 전극(20) 자체가 가요성을 갖고 있기 때문에, 공구 본체(10A)는 반력(F2)의 방향으로 휘도록 변위한다. 본 실시형태에서는, 볼록부(45)가 공구 본체(10A)의 선단부에 형성되어 있기 때문에, 해당 공구 본체(10A)의 선단부가 반력(F2)의 방향, 즉, 직경 방향 타방측으로 변위한다. 그리고, 이 변위량의 크기에 따라 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면이 근접하는 결과, 양자가 근접한 영역에 있어서의 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면과의 전류 밀도 분포가 국소적으로 커진다. 이에 의해, 공구 본체(10A)의 둘레 방향 위치에 있어서의 해당 공구 본체(10A)가 반력(F2)에 의해 변위한 측의 가공량이 커진다.
따라서, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되기 때문에, 이동 기구(1)에 의해 전해 가공 공구(16)를 순차 압입해 가는 것에 의해 가공 공구(16)는 가공량이 큰 측, 즉, 직경 방향 타방측을 향해 진행한다. 즉, 전해 가공 공구(16)는 가공 구멍(203)의 내측을 진행함에 따라서 점차 직경 방향 타방측을 향해 굽혀져 간다. 이에 의해, 용이하게 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
한편, 공구 본체(10A)에 미치는 반력(F2)의 크기는, 이동 기구(1)에 의한 전해 가공 공구(16)의 압입력이 크고 볼록부(45)가 가공 구멍(203)의 내면에 미치는 힘이 클수록 증대한다. 따라서, 이동 기구(1)에 의한 전해 가공 공구(16)의 압입력을 조정함으로써 공구 본체(10A)의 선단부의 직경 방향 타방측으로의 변위량을 결정할 수 있다. 따라서, 압입력 제어 장치에 의해 전해 가공 공구(16)의 압입력을 임의로 변화시킴으로써, 용이하게 소망의 곡률의 만곡 구멍을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 볼록부(45)의 축선(O)을 사이에 둔 반대측에 비절연부(50)가 형성되어 있기 때문에, 전해 가공을 실행할 때에는, 전극(20)의 선단면(21)과 가공 구멍(203)의 내면 사이의 통전에 부가하여, 전극(20)의 외주면이 노출되어 있는 부분과 가공 구멍(203)의 내면 사이에서의 통전이 일어나게 된다. 따라서, 공구 본체(10A)의 직경 방향 타방측의 전류 밀도 분포를 보다 크게 할 수 있다. 따라서, 비절연부(50)가 형성되어 있는 측의 가공량을 보다 크게 할 수 있기 때문에, 가공량이 큰 측을 향해 가공 구멍(203)이 보다 깊게 가공되는 것에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 이 제 8 실시형태에서는, 비절연부(50)는 반드시 형성되어 있지 않아도 좋으며, 즉, 전극(20)의 외주면의 둘레 방향 및 축선(O) 방향의 전역에 절연층(30)이 피복되어 있어도 좋다. 이러한 경우라도, 볼록부(45)가 가공 구멍(203)의 내면에 접촉하는 것에 의해 직경 방향 타방측으로의 반력(F2)을 얻을 수 있기 때문에, 굴곡된 만곡 구멍을 형성할 수 있다.
또한, 제 4 실시형태와 같이, 전해 가공 공구(16)의 전극(20)의 직경 방향 타방측의 두께가 직경 방향 일방측의 두께보다 크게 설정되어 있어도 좋다. 이에 의해, 보다 굴곡된 만곡 구멍을 한층 더 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 한, 이들에 한정되는 일은 없으며, 다소의 설계 변경 등도 가능하다.
예컨대 실시형태에 있어서는, 이동 기구(1)에 의해 복수의 전해 가공 공구(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)를 동시에 진퇴시키는 형태를 설명했지만, 각각의 전해 가공 공구(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)를 수동에 의해 각각 별개로 진퇴시키는 구성이어도 좋다. 또한, 가이드부(3)를 거치지 않고 전해 가공 공구(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)를 진퇴시켜도 좋다.
또한, 실시형태에서는 피가공재(200)로서 가스 터빈의 터빈 날개(201)를 이용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되는 일은 없으며, 다른 어떠한 제품을 피가공재(200)로서 채용해도 좋다.
1 : 이동 기구 2 : 파지부
3 : 가이드부 4 : 가이드 구멍
10 : 전해 가공 공구 10A : 공구 본체
11 내지 19 : 전해 가공 공구 20 : 전극
21 : 선단면 30 : 절연층
40 : 유체 도출부 41 : 구멍부
42 : 절결부 45 : 볼록부
50 : 비절연부 60 : 선단 덮개부
100 : 전해 가공 시스템 200 : 피가공재
201 : 터빈 날개 202 : 선단
203 : 가공 구멍 204 : 전해액
0 : 축선 F1 : 유체 작용력
F2 : 반력

Claims (13)

  1. 축선을 따라서 연장되는 통 형상을 이루며 가요성을 갖는 도전성 재료로 이루어지고, 내측을 선단측을 향해 전해액이 유통하는 전극과, 상기 전극의 선단면을 노출시키도록 상기 전극의 외주면에 피복된 절연층을 갖는 공구 본체를 구비하고,
    상기 공구 본체의 둘레 방향 위치의 일부에, 상기 전극의 내측을 유통하는 상기 전해액을 상기 공구 본체의 직경 방향 외측을 향해 도출하는 유체 도출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 도출부는 상기 전극 및 상기 절연층을 직경 방향으로 관통하는 구멍부인 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 도출부는 상기 공구 본체의 선단으로부터 후단측을 향해 절결된 절결부인 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 본체의 둘레 방향 위치에 있어서의 상기 유체 도출부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분에, 상기 전극의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극의 둘레 방향 위치에 있어서의 상기 유체 도출부측 부분의 두께에 비해, 상기 유체 도출부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분의 두께가 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 재료로 이루어지며 상기 전극의 선단 개구를 폐색하는 선단 덮개부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선단 덮개부는 상기 전극의 선단면에 있어서의 상기 유체 도출부측 부분을 선단측으로 노출시키도록 상기 선단면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  8. 축선을 따라서 연장되는 통 형상을 이루며 가요성을 갖는 도전성 재료로 이루어지고, 내측을 선단측을 향해 전해액이 유통하는 전극과, 상기 전극의 선단면을 노출시키도록 상기 전극의 외주면에만 피복된 절연층을 갖는 공구 본체를 구비하고,
    상기 공구 본체의 둘레 방향 일부에, 상기 절연층의 외주면으로부터 직경 방향 외측으로 돌출하는 볼록부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공구 본체의 선단에 있어서의 상기 볼록부의 상기 축선을 사이에 둔 반대측의 부분에, 상기 전극의 외주면이 직경 방향 외측으로 노출되는 비절연부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  10. 제 4 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 비절연부는 상기 공구 본체의 선단으로부터 후단측으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  11. 제 4 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비절연부는 상기 축선 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  12. 제 4 항, 제 9 항, 제 10 항 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 비절연부는 상기 둘레 방향으로 이격되어 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 공구.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 전해 가공 공구와,
    상기 전해 가공 공구를 피가공재에 대하여 소정의 진행 방향이 되도록 안내하는 가이드부와,
    상기 전해 가공 공구를 진행시키는 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는
    전해 가공 시스템.
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