WO2014091981A1 - 電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法 - Google Patents

電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法 Download PDF

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田村　和久
浅野　伸
哲平 小林
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Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic processing tool that performs processing by electrolyzing a workpiece by energizing an electrode and the workpiece through an electrolytic solution, and an electrolytic processing system including the electrolytic processing tool.
  • Drilling of difficult-to-cut materials that are difficult to machine is generally performed by electrolytic machining or electrical discharge machining.
  • electrolytic processing method when drilling a difficult-to-cut material having a high aspect ratio, it is preferable to use an electrolytic processing method.
  • cooling holes for circulating a cooling medium for cooling the turbine blades are formed in the turbine blades of the gas turbine.
  • the shape of the cooling hole is changed to the geometry of the turbine blade. It is preferable to bend along.
  • Patent Document 1 discloses an electrolytic processing assembly that enables a bent hole to be formed in a workpiece by using a curved electrode.
  • the present invention provides an electrolytic machining tool, an electrolytic machining system, and a method for manufacturing a perforated member that can easily form a bent hole and a straight hole having a desired shape.
  • the electrolytic processing tool is made of a conductive material having flexibility in the shape of a cylinder extending along the axis, and a flow path through which the electrolyte flows inward toward the tip side.
  • the formed electrode, the insulating layer coated on the outer peripheral surface of the electrode so as to expose the tip surface of the electrode, the flow path, the first flow path including the axis, and the outer periphery of the first flow path A flow path partition section partitioned into a second flow path located on the side, and a tool body having A fluid lead-out portion is formed at a part of the circumferential position of the tool main body for leading the electrolyte flowing through the second flow path toward the radially outer side of the tool main body.
  • the electrolytic solution is led out from the tip of the electrode through the flow path in the electrode.
  • the workpiece is electrolyzed and the machining hole is processed deeper.
  • the electrolytic solution is led out radially outward from the fluid outlet, and the derived electrolytic solution imparts a fluid working force to the inner surface of the machining hole. Accordingly, the reaction force is applied to the tool body, and the tool body is displaced so as to bend in the direction of the reaction force.
  • the flow path partitioning portion is provided in the tool main body, and the flow path inside the electrode is partitioned into the first flow path and the second flow path, so that the electrolyte solution is independent of the first flow path and the second flow path. Can be distributed.
  • the fluid lead-out portion communicates with the second flow path, the amount of electrolyte discharged from the fluid lead-out portion of the tool body can be adjusted by increasing or decreasing the flow rate of the electrolyte flowing through the second flow path. It is possible to easily adjust the amount of displacement of the tool body.
  • the electrolytic processing tool according to the second aspect of the present invention further includes a plug part that is provided in the electrode in the first aspect and closes the second flow path, and the fluid outlet part includes the You may form in the rear-end side of the said tool main body rather than the stopper part.
  • the flow rate of the electrolyte flowing through the second flow path becomes equal to the flow rate of the electrolyte discharged from the fluid outlet portion toward the radially outer side. For this reason, it is easier to adjust the flow rate of the electrolytic solution derived from the fluid deriving unit. Therefore, it is possible to more easily form a bent hole and a straight hole having a desired shape by controlling the reaction force of the fluid acting force applied to the tool body.
  • the electrolytic processing system is the electrolytic processing tool according to the first aspect or the second aspect, and the electrolytic processing tool is in a predetermined traveling direction with respect to the workpiece.
  • the electrolytic solution in the electrolytic processing tool, can be circulated independently in the first flow path and the second flow path by providing the flow path partition portion in the tool body. Therefore, the amount of displacement of the tool body can be easily adjusted by increasing or decreasing the flow rate of the electrolyte flowing through the second flow path and adjusting the amount derived from the fluid outlet. Therefore, it is possible to easily form a bent hole and a straight hole having a desired shape.
  • a machining hole is formed in a workpiece using the electrolytic machining tool according to the first aspect or the second aspect.
  • the displacement of the tool main body is adjusted by increasing or decreasing the flow rate of the electrolyte flowing through the second flow path by the electrolytic processing tool and adjusting the amount derived from the fluid outlet portion.
  • the amount can be easily adjusted. Therefore, it is possible to easily form a bent hole and a straight hole having a desired shape.
  • the first flow path and the second flow path are partitioned in the tool body, and the second flow path communicates with the fluid outlet portion. . Therefore, it is possible to easily form a bent hole and a straight hole having a desired shape.
  • the electrolytic processing system 1 is an apparatus for forming a processing hole 101 in a workpiece 100.
  • the workpiece 100 is a turbine blade of a gas turbine
  • the machining hole 101 of the workpiece 100 is a cooling hole for cooling the turbine blade.
  • the manufacturing method of the workpiece 100 having the processing hole 101 that is, the manufacturing method of the perforated member will be described.
  • the electrolytic processing system 1 includes a plurality of electrolytic processing tools 3 that form processing holes 101 in a workpiece 100, a moving mechanism 4 that advances the electrolytic processing tools 3, and an electrolytic processing tool 3.
  • the electrolytic processing system 1 may have a configuration including not only a configuration including a plurality of electrolytic processing tools 3 but also a single electrolytic processing tool 3.
  • the moving mechanism 4 is disposed on the tip 100 a side of the turbine blade that is the workpiece 100.
  • the moving mechanism 4 allows the electrolytic processing tool 3 to move forward and backward with respect to the tip 100a.
  • the moving mechanism 4 moves the electrolytic processing tool 3 forward and backward using a driving source such as an electric motor (not shown).
  • the moving mechanism 4 has a plurality of gripping portions 4a for gripping the base end (base end 10b described later) of the electrolytic processing tool 3 on the surface on the workpiece 100 side.
  • the grip portion 4a has a cylindrical shape with a hollow inside. The base end of the electrolytic processing tool 3 is inserted into one end side of the grip portion 4a, and the electrolytic processing tool 3 is gripped.
  • the electrolytic solution supply unit 6 is a pump or the like, and is connected to the other end side of the gripping unit 4a of the moving mechanism 4 via the electrolytic solution passage 6a.
  • the electrolyte solution W is supplied into the grip portion 4a through the electrolyte flow passage 6a.
  • the supply amount of the electrolytic solution W is arbitrarily adjusted by a flow rate control device (not shown).
  • As the electrolytic solution W for example, sulfuric acid, nitric acid, saline, or the like is used.
  • the guide unit 5 is disposed between the moving mechanism 4 and the tip 100a of the workpiece 100 (the tip shroud of the turbine blade).
  • the guide unit 5 guides the electrochemical machining tool 3 advanced / retreated by the moving mechanism 4 with respect to the tip 100a of the workpiece 100 so as to be in a predetermined traveling direction.
  • the guide portion 5 is provided with a plurality of guide holes 5a that allow the moving mechanism 4 side and the workpiece 100 side to communicate with each other.
  • the electrolytic machining tool 3 is inserted through the guide holes 5a from the moving mechanism 4 side toward the workpiece 100 side.
  • the electrolytic processing tool 3 is advanced by the moving mechanism 4, so that the processing tool 100 is moved to a desired position on the distal end 100a of the workpiece 100 in accordance with the arrangement of the guide holes 5a and desired with respect to the distal end 100a.
  • the electrochemical machining tool 3 can be introduced at an angle of
  • the electrolytic processing tool 3 forms a machining hole (turbine blade cooling hole) 101 in a workpiece 100 by electrolytic machining.
  • the electrolytic processing tool 3 includes an electrode 11 and an insulating layer 12 that covers the electrode 11 from the outer periphery, and includes a tool body 10 that has a cylindrical shape as a whole.
  • the electrode 11 in the tool body 10 has a cylindrical shape extending along the axis O.
  • the electrode 11 is formed of a conductive material having flexibility such as stainless steel, copper, and titanium.
  • a space communicating with the inside of the grip portion 4 a of the moving mechanism 4 is formed in the hollow portion inside the electrode 11 (inside the electrode 11).
  • This space is a flow path FC through which the electrolytic solution W used for electrolytic processing is introduced and circulated from the inside of the grip portion 4a.
  • the electrolyte solution W flows from the base end 10b side (moving mechanism 4 side), which is the rear end side of the tool body 10, toward the tip end 10a side (workpiece 100 side).
  • the end face of the electrode 11 on the tip 10a side is flat or tapered perpendicular to the axis O (flat in this embodiment).
  • the electrode 11 has a cylindrical shape, but may have, for example, a rectangular shape with a polygonal cross section.
  • the insulating layer 12 in the tool body 10 is made of, for example, a polyester resin having electrical insulation.
  • the insulating layer 12 is covered on the outer peripheral surface of the electrode 11. However, the end surface of the electrode 11 on the tip 10a side is not covered with the insulating layer 12, and the electrode 11 is exposed.
  • the electrolyte solution W flowing through the flow path FC inside the electrode 11 is directed to the radially outer side of the tool body 10 at a part of the circumferential position.
  • the fluid lead-out part 15 led out is formed.
  • a hole that penetrates the electrode 11 and the insulating layer 12 in the radial direction and communicates the inside and outside of the tool body 10 is employed as the fluid outlet 15.
  • the shape of the fluid lead-out portion 15 viewed from the radial direction of the tool body 10 is a rectangular shape configured with a line segment extending in the circumferential direction and the axis O direction as a side.
  • the shape of the hole is not limited to a rectangular shape, and may be another shape such as a circular shape or a square shape.
  • leading-out part 15 is formed in the position near the front-end
  • the tool body 10 further includes an inner cylinder member (flow path partitioning portion) 17 disposed inside the electrode 11.
  • the inner cylinder member 17 extends along the axis O and has a cylindrical shape having the same dimension in the direction of the axis O as the electrode 11.
  • the inner cylinder member 17 is formed of a conductive material having flexibility, such as stainless steel, copper, and titanium.
  • the inner cylindrical member 17 is supported on the inner peripheral surface 11a with a radial gap from the inner peripheral surface 11a of the electrode 11 by, for example, ribs.
  • the rib is provided so as to protrude radially inward from the inner peripheral surface 11a of the electrode 11 with an interval in the direction of the axis O and the peripheral direction, and fixes the outer peripheral surface 17a of the inner cylinder member 17. .
  • the inner cylinder member 17 is not limited to the case where the inner cylinder member 17 is formed of a conductive material. However, the inner cylinder member 17 is preferably formed of a conductive material so that the inner cylinder member 17 can provide the electrolytic effect on the tip 10a side. preferable. Moreover, in this embodiment, although the inner cylinder member 17 has comprised the cylindrical shape, you may comprise the square cylinder shape of a cross-sectional polygon, for example.
  • the inner cylinder member 17 divides the flow path FC formed inside the electrode 11 into two, the first flow path FC1 and the second flow path FC2. That is, the first flow path FC1 is a columnar space centered on the axis O including the axis O.
  • the second flow path FC ⁇ b> 2 is an annular space centered on the axis O defined between the outer peripheral surface 17 a of the inner cylinder member 17 and the inner peripheral surface 11 a of the electrode 11. Therefore, the fluid outlet 15 communicates the second flow path FC2 with the outside of the tool body 10.
  • the first flow path FC1 and the second flow path FC2 are supplied with the electrolyte solution W whose flow rate is independently controlled from the above-described electrolyte supply section 6, and the first flow path FC1 and the second flow path FC2 are respectively supplied.
  • the electrolytic solution W circulates.
  • the electrolytic solution W is led out from the tip 10a of the tool body 10 by the electrolytic processing tool 3 through the first flow path FC1 and the second flow path FC2. And it supplies with electricity between the end surface of the front-end
  • the workpiece 100 is electrolyzed and the machining hole 101 is machined deeper in the direction of the axis O.
  • the electrolytic solution W supplied from the electrolytic solution supply unit 6 and circulated through the first flow path FC1 is led out from the tip 10a of the tool body 10 toward the workpiece 100 as it is.
  • part of the electrolytic solution W that has circulated through the second flow path FC2 is radially outward from the fluid outlet 15, that is, toward the inner surface of the machining hole 101 of the workpiece 100. 10 is derived.
  • the remainder of the electrolyte W that is not led out from the fluid lead-out part 15 is led out from the tip 10a of the tool body 10 toward the workpiece 100.
  • the electrolytic solution W derived from the fluid deriving unit 15 imparts a fluid working force to the inner surface of the processing hole 101.
  • the reaction force F of the fluid action force is applied to the tool body 10 and the tool body 10 is displaced so as to bend in the direction of the reaction force F.
  • the flow path FC is divided into a first flow path FC1 and a second flow path FC2.
  • the electrolyte solution W can be independently supplied to the first channel FC1 and the second channel FC2 by the electrolyte solution supply unit 6. Accordingly, the flow rate of the electrolytic solution W to each of the first flow path FC1 and the second flow path FC2 can be independently controlled.
  • the amount of the electrolytic solution W derived from the fluid deriving unit 15 can be increased.
  • the reaction force F from the workpiece 100 given to the tool main body 10 can be increased.
  • the amount of displacement of the tool body 10 can be easily increased, and the processing hole 101 can be formed as a curved bent hole by unevenly distributing the current density distribution in the bending direction.
  • the reaction force F can be reduced, and the machining hole 101 with a small degree of curvature can be easily formed.
  • the processing hole 101 as a linear hole can be formed by stopping the supply of the electrolyte solution W to the second flow path FC2.
  • the degree of curvature of the tool body 10 can be easily adjusted by appropriately adjusting the supply amount of the electrolyte W to the second flow path FC2. Therefore, it is possible to process a straight hole and a bent hole with one electrolytic processing tool 3. Further, when forming the machining hole, by appropriately adjusting the degree of curvature of the tool body 10, it is possible to form the machining hole 101 having a complicated shape in which straight holes and curved holes are mixed.
  • the flow path FC is divided into the first flow path FC 1 and the second flow path FC 2 by the inner cylinder member 17, and the second flow path FC 2 communicates with the fluid outlet 15. Therefore, the processed hole 101 can be easily formed as a bent hole and a straight hole having a desired shape.
  • the inner cylinder member 17 is supported on the inner peripheral surface 11a of the electrode 11 by a rib or the like as described above. However, if the inner cylinder member 17 can be held in a state where the inner peripheral surface 11a of the electrode 11 and the inner cylinder member 17 are separated when the electrolyte solution W is circulated, a support structure such as a rib is not provided. It is not necessary to provide it.
  • the tool body 10 further includes a plug member 23 that is provided in the inner cylinder member 17 and closes the second flow path FC2 with the tip 10a of the tool body 10.
  • the plug member 23 is provided between the first flow path FC1 and the inner peripheral surface 11a of the electrode 11 at the tip 10a of the tool body 10, and the electrolytic solution W from the second flow path FC2 is provided. It is a closing member having an annular shape around the axis O that prevents the lead-out.
  • the plug member 23 is provided closer to the tip 10 a than the fluid outlet 15. In other words, the fluid outlet 15 is formed closer to the base end 10 b than the plug member 23.
  • the plug member 23 closes the second flow path FC2 with the tip 10a. For this reason, it is possible to derive all of the electrolytic solution W from the fluid deriving unit 15.
  • the flow rate adjustment of the electrolytic solution W derived from the fluid deriving unit 15 toward the radially outer side becomes easier. Therefore, the reaction force of the fluid acting force applied to the tool body can be controlled, and the bent hole and the straight hole having a desired shape can be formed more easily.
  • the plug member 23 is provided at the tip 10a of the tool body 10, but is not limited to such an installation position, and may be provided at least at the tip 10a side from the fluid outlet 15; It is only necessary that all of the electrolyte W flowing through the second flow path FC2 can be derived from the fluid deriving unit 15.
  • the plug member 23 may be formed integrally with the inner cylinder member 17. Further, instead of the plug member 23, for example, a resin or the like may be filled so that the gap between the first flow path FC1 and the second flow path FC2 is closed on the tip 10a side with respect to the fluid outlet portion 15.
  • the electrode 11 may be exposed by forming a portion where the insulating layer 12 is not provided on the outer peripheral surface of the electrode 11 at a position 180 degrees apart from the fluid outlet 15 around the axis O.
  • the reaction force F current is passed between the exposed portion of the outer peripheral surface and the inner surface of the machining hole 101.
  • electrolysis of the machining hole 101 can be promoted on the side where the tool body 10 is curved, and the efficiency of forming the bent hole can be improved.
  • the electrolytic processing tool 3 needs to be rotated. There is a possibility that the tip 10a of the main body 10 vibrates and the short-circuit frequency at the exposed portion increases.
  • the flow path FC is divided into a first flow path FC1 and a second flow path FC2, and the displacement of the tool body is controlled by controlling the amount of electrolyte W derived from the fluid deriving section 15. Can be easily controlled, so that the frequency of short-circuiting during straight hole drilling can be reduced.
  • the first flow path and the second flow path are partitioned in the tool body, and the second flow path communicates with the fluid outlet portion.
  • the second flow path communicates with the fluid outlet portion.
  • Electrolytic processing system 3 Electrolytic processing tool 4 Movement mechanism 4a Gripping part 5 Guide part 5a Guide hole 6 Electrolyte supply part 6a Electrolyte flow path 10 Tool main body 10a Tip 10b Base end 11 Electrode 11a Inner peripheral surface 12 Insulating layer 15 Fluid derivation Part 17 Inner cylinder member (channel partition) 17a Outer peripheral surface 100 Work material 100a Tip 101 Processing hole O Axis line W Electrolyte FC flow path FC1 First flow path FC2 Second flow path F Reaction force 21 Electrolytic processing system 23 Plug member

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Abstract

　所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法を提供すべく、本発明では、軸線（Ｏ）に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなり、内側に先端（１０ａ）側に向かって電解液（Ｗ）が流通する流路（ＦＣ）が形成された電極（１１）と、電極（１１）の先端面を露出させるように電極（１１）の外周面に被覆された絶縁層（１２）と、流路（ＦＣ）を、軸線（Ｏ）を含む第一流路（ＦＣ１）、及び、この第一流路（ＦＣ１）の外周側に位置する第二流路（ＦＣ２）に区画する流路区画部（１７）と、を有する工具本体（１０）を備える電解加工工具（３）において、工具本体（１０）の周方向位置の一部には、第二流路（ＦＣ２）を流通する電解液（Ｗ）を工具本体（１０）の径方向外側に向かって導出する流体導出部（１５）が形成されている構成とした。

Description

電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法
　本発明は、電解液を介して電極と被加工材との間を通電することにより、被加工材を電解させて加工する電解加工工具、及びこの電解加工工具を備えた電解加工システムに関する。
　本願は、２０１２年１２月１２日に出願された特願２０１２－２７１４３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　機械加工が困難な難削材の穿孔加工は、一般的に電解加工法や放電加工法によって行われている。特に高アスペクト比を有する難削材に対して穿孔加工をする際には、電解加工法を用いることが好ましい。
　ところで、例えばガスタービンのタービン翼内には、このタービン翼を冷却する冷却媒体を流通させるための冷却孔が形成されている。熱的、空力的に最適な設計を実現するためには、即ち、翼プロファイル部や、プラットフォーム等の高温となる部分を効率的に冷却するためには、冷却孔の形状をタービン翼の幾何形状に沿って湾曲させることが好ましい。
　ここで例えば特許文献１には、湾曲電極を用いることで加工物に曲がり孔を形成可能にする電解加工組立体が開示されている。
特開２０１１－６２８１１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の装置では、湾曲電極を用いて加工を行うため、同じ電極を用いて曲がり孔と直線孔とをあわせて加工することができない。特に翼プロファイル面に沿った冷却孔を加工する場合には、曲がり孔の曲率を変化させながらの加工や、曲がり孔と直線孔とが混在するように加工することが必要となる。
　本発明は、所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法を提供する。
　本発明の第一の態様に係る電解加工工具は、軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなり、内側に先端側に向かって電解液が流通する流路が形成された電極と、該電極の先端面を露出させるように該電極の外周面に被覆された絶縁層と、前記流路を、前記軸線を含む第一流路、及び、該第一流路の外周側に位置する第二流路に区画する流路区画部と、を有する工具本体を備え、
　前記工具本体の周方向位置の一部に、前記第二流路を流通する前記電解液を前記工具本体の径方向外側に向かって導出する流体導出部が形成されている。
　このような電解加工工具によると、電解液が電極内の流路を流通して電極の先端から導出される。この電解液を介して電極の先端面と被加工材の加工孔の内面との間で通電されることにより、被加工材が電解して加工孔がより深く加工されていく。流体導出部からは電解液が径方向外側に向かって導出され、この導出された電解液が加工孔の内面に流体作用力を付与する。これにより、工具本体にはその反力が付与されて、工具本体が反力の方向に撓むように変位する。
　ここで、流路区画部を工具本体に設け、電極の内側の流路を第一流路と第二流路とに区画したことによって、第一流路と第二流路とに独立して電解液を流通させることが可能となる。また、流体導出部は第二流路に通じているため、第二流路へ流通させる電解液の流量を増減させることで工具本体の流体導出部からの電解液の導出量を調整することができ、工具本体の変位量を容易に調整可能となる。
　また、本発明の第二の態様に係る電解加工工具は、上記第一の態様における前記電極内に設けられ、前記第二流路を閉塞する栓部をさらに備え、前記流体導出部は、前記栓部よりも前記工具本体の後端側に形成されていてもよい。
　このように栓部を設けることで、第二流路へ流通させる電解液の流量が、流体導出部から径方向外側に向かって導出される電解液の流量と同等になる。このため、流体導出部から導出する電解液の流量調整がより容易となる。従って、工具本体に付与される流体作用力の反力を制御して、所望の形状の曲がり孔及び直線孔をさらに容易に形成することができる。
　さらに、本発明の第三の態様に係る電解加工システムは、上記第一の態様又は第二の態様に係る電解加工工具と、前記電解加工工具を被加工材に対して所定の進行方向となるように案内するガイド部と、前記電解加工工具を進行させる移動機構と、前記第一流路及び前記第二流路の各々に独立に前記電解液を供給する電解液供給部と、を備えている。
　このような電解加工システムによると、電解加工工具において、流路区画部を工具本体に設けたことによって第一流路と第二流路とに独立して電解液を流通させることができる。よって、第二流路へ流通させる電解液の流量を増減させ、流体導出部からの導出量を調整することで、工具本体の変位量を容易に調整可能となる。従って、所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる。
　また、本発明の第四の態様に係る孔空き部材の製造方法は、上記第一の態様又は第二の態様に係る電解加工工具を用いて被加工材に加工孔を形成する。
　このような孔空き部材の製造方法によると、電解加工工具によって、第二流路への流通させる電解液の流量を増減させ、流体導出部からの導出量を調整することで、工具本体の変位量を容易に調整可能となる。従って、所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる。
　上記の電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法によると、工具本体において第一流路と第二流路とを区画し、またこの第二流路が流体導出部に通じている。よって、所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる。
本発明の第一実施形態に係る電解加工システムを示す正面図である。 本発明の第一実施形態に係る電解加工システムにおける電解加工工具及び被加工材を示す縦断面図である。 本発明の第一実施形態に係る電解加工システムにおける電解加工工具を示す図であって、図２ＡのＡ矢視図を示している。 本発明の第一実施形態に係る電解加工システムにおける電解加工工具を示す図であって、図２ＡのＢ矢視図を示している。 本発明の第二実施形態に係る電解加工システムにおける電解加工工具及び被加工材を示す縦断面図である。
〔第一実施形態〕
　以下、本発明の第一実施形態に係る電解加工システム１について説明する。
　電解加工システム１は、被加工材１００に加工孔１０１を形成するための装置である。本実施形態では一例として、被加工材１００はガスタービンのタービン翼であり、被加工材１００の加工孔１０１は、タービン翼を冷却するための冷却孔となっている。
　以下、加工孔１０１を有する被加工材１００の製造方法、即ち、孔空き部材の製造方法を交えて説明する。
　図１に示すように、この電解加工システム１は、被加工材１００へ加工孔１０１を形成する複数の電解加工工具３と、この電解加工工具３を進行させる移動機構４と、電解加工工具３を進行させる際にこの電解加工工具３を案内するガイド部５と、電解加工工具３に電解液Ｗ（図２Ａ参照）を供給する電解液供給部６とを備えている。なお、電解加工システム１は、複数の電解加工工具３を備えた構成だけでなく、一の電解加工工具３を備えて構成であってもよい。
　移動機構４は、被加工材１００であるタービン翼の先端１００ａ側に配置されている。移動機構４は電解加工工具３を、この先端１００ａに対して進退移動可能としている。
　この移動機構４は、例えば図示しない電動機等の駆動源を用いて電解加工工具３の進退移動を行なう。
　この移動機構４は、被加工材１００側の面に電解加工工具３の基端（後述する基端１０ｂ）を把持する複数の把持部４ａを有している。この把持部４ａは、内部が中空状とされた筒状をなしている。把持部４ａの一端側に電解加工工具３の基端が挿入されて、電解加工工具３が把持される。
　電解液供給部６は、ポンプ等であって、移動機構４の把持部４ａの他端側に電解液流通路６ａを介して接続されている。この電解液流通路６ａを介して把持部４ａの内部に電解液Ｗが供給される。この電解液Ｗの供給量は図示しない流量制御装置によって任意に調整される。電解液Ｗとしては、例えば硫酸、硝酸、食塩水等が用いられる。
　ガイド部５は、移動機構４と被加工材１００の先端１００ａ（タービン翼のチップシュラウド）との間に配置されている。ガイド部５は、移動機構４によって進退される電解加工工具３を被加工材１００の先端１００ａに対して所定の進行方向となるように案内する。このガイド部５には、移動機構４側と被加工材１００側とを互いに連通する複数のガイド孔５ａが穿設されている。これらガイド孔５ａにはそれぞれ電解加工工具３が移動機構４側から被加工材１００側に向かって挿通されている。そして、この状態でこれら電解加工工具３が移動機構４によって前進させられることで、ガイド孔５ａの配置に応じて被加工材１００の先端１００ａにおける所望の位置に、かつ、先端１００ａに対して所望の角度で電解加工工具３を導入することができる。
　次に、電解加工工具３について説明する。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、電解加工工具３は、被加工材１００に加工孔（タービン翼の冷却孔）１０１を電解加工により形成するものである。電解加工工具３は、電極１１、及びこの電極１１を外周から覆う絶縁層１２を有して、全体として筒状をなす工具本体１０を備えている。
　工具本体１０における電極１１は、軸線Ｏに沿って延びる筒状をなしている。電極１１は、例えばステンレス、銅、チタン等の可撓性を有する導電性材料によって形成されている。この電極１１の内側の中空部分（電極１１の内部）には、移動機構４の把持部４ａの内部と連通する空間が形成されている。この空間は、電解加工に供される電解液Ｗが、把持部４ａの内部から導入されて流通する流路ＦＣとなっている。これによって工具本体１０の後端側となる基端１０ｂ側（移動機構４側）から先端１０ａ側（被加工材１００側）に向かって、電解液Ｗが流通する。
　また、先端１０ａ側での電極１１の端面は、軸線Ｏに直交する平坦状、もしくはテーパ形状をなしている（本実施形態では平坦状）。本実施形態では電極１１は円筒状をなしているが、例えば断面多角形の角筒状をなしていてもよい。
　工具本体１０における絶縁層１２は例えば電気絶縁性を有するポリエステル系の樹脂等によって形成されている。絶縁層１２は、電極１１の外周面に被覆されている。しかし、先端１０ａ側での電極１１の端面は絶縁層１２によって覆われずに電極１１が露出している。
　このような電極１１及び絶縁層１２を有する工具本体１０には、その周方向位置の一部に、電極１１の内側の流路ＦＣを流通する電解液Ｗを工具本体１０の径方向外側に向かって導出する流体導出部１５が形成されている。
　本実施形態においては、流体導出部１５として、電極１１及び絶縁層１２を径方向に貫通して工具本体１０の内外を連通させる孔部を採用している。流体導出部１５を工具本体１０の径方向から見た形状は、図２Ｃに示すように、周方向及び軸線Ｏ方向に延びる線分を辺として構成された矩形状をなしている。この孔部の形状は矩形状に限られることなく、例えば、円形や正方形状等の他の形状であってもよい。また、流体導出部１５は、本実施形態では工具本体１０の先端１０ａ寄りの位置に形成されていることが好ましいが、この位置に限定されない。
　工具本体１０は、電極１１の内側に配された内筒部材（流路区画部）１７をさらに有している。
　内筒部材１７は、電極１１と同様に、軸線Ｏに沿って延びて、電極１１と略同じ軸線Ｏ方向の寸法を有する筒状をなしている。内筒部材１７は、例えばステンレス、銅、チタン等の可撓性を有する導電性材料によって形成されている。この内筒部材１７は、例えばリブ等によって電極１１の内周面１１ａと径方向に間隔をあけた状態で内周面１１ａに支持されている。
　このリブは図示しないが、例えば、電極１１の内周面１１ａから軸線Ｏ方向、周方向に間隔をあけて径方向内側に向かって突出して設けられ、内筒部材１７の外周面１７ａを固定する。
　この内筒部材１７は導電性材料で形成されている場合には限定されないが、先端１０ａ側での電解効果を内筒部材１７によっても得られるように、導電性材料で形成されている方が好ましい。また、本実施形態では内筒部材１７は円筒状をなしているが、例えば断面多角形の角筒状をなしていてもよい。
　このようにしてこの内筒部材１７は、電極１１の内側に形成された流路ＦＣを、第一流路ＦＣ１と、第二流路ＦＣ２との二つに区画する。即ち、第一流路ＦＣ１は軸線Ｏを含んだ軸線Ｏを中心とした柱状空間である。また、第二流路ＦＣ２は、内筒部材１７の外周面１７ａと電極１１の内周面１１ａとの間に画成された軸線Ｏを中心とした環状空間となっている。
　従って、流体導出部１５は、第二流路ＦＣ２と工具本体１０の外部とを連通している。
　そしてこれら第一流路ＦＣ１、第二流路ＦＣ２には、上述の電解液供給部６から各々独立に流量が制御された電解液Ｗが供給され、第一流路ＦＣ１、第二流路ＦＣ２それぞれを電解液Ｗが流通する。
　このような電解加工システム１においては、電解加工工具３によって、第一流路ＦＣ１及び第二流路ＦＣ２を介して電解液Ｗが工具本体１０の先端１０ａから導出される。そして、この導出された電解液Ｗを介して、工具本体１０の先端１０ａの端面と、被加工材１００の加工孔１０１の内面との間で通電する。この結果、被加工材１００が電解して加工孔１０１が軸線Ｏ方向に向かってより深く加工されていく。
　ここで、電解液供給部６から供給され、第一流路ＦＣ１を流通した電解液Ｗは、そのまま工具本体１０の先端１０ａから被加工材１００に向けて導出される。その一方で、第二流路ＦＣ２を流通した電解液Ｗは、一部が流体導出部１５から径方向外側に向かって、即ち、被加工材１００の加工孔１０１の内面に向かって、工具本体１０から導出される。流体導出部１５から導出されない電解液Ｗの残りは、工具本体１０の先端１０ａから被加工材１００に向けて導出される。
　そして、流体導出部１５から導出された電解液Ｗは、加工孔１０１の内面に流体作用力を付与する。これにより、工具本体１０には流体作用力の反力Ｆが付与されて、工具本体１０が反力Ｆの方向に撓むように変位する。
　ここで、内筒部材１７を設けることで流路ＦＣを第一流路ＦＣ１と第二流路ＦＣ２とに区画する。そして、電解液供給部６によってこれら第一流路ＦＣ１及び第二流路ＦＣ２に独立に電解液Ｗを供給することができる。従って、第一流路ＦＣ１及び第二流路ＦＣ２各々への電解液Ｗの流量を独立に制御可能となる。
　よって、例えば第二流路ＦＣ２への電解液Ｗの流量を増大させることによって、流体導出部１５からの電解液Ｗの導出量を増大させることが可能となる。このため、工具本体１０に付与される被加工材１００からの反力Ｆを増大させることができる。このようにして、工具本体１０の変位量を容易に増大させることができ、曲がり方向へ電流密度分布を偏在させて、湾曲した曲がり孔として加工孔１０１を形成可能となる。
　一方、流体導出部１５からの電解液Ｗの導出量を低減すれば、上記反力Ｆを減少させることができ、湾曲度合いの小さい加工孔１０１を容易に形成できる。また、第二流路ＦＣ２への電解液Ｗの供給を停止することで直線孔としての加工孔１０１を形成することができる。
　このように、第二流路ＦＣ２への電解液Ｗの供給量を適宜調整することによって、工具本体１０の湾曲度合いを容易に調整できる。よって、一つの電解加工工具３によって直線孔、曲がり孔の加工が可能となる。さらに、加工孔形成の際に、工具本体１０の湾曲度合いを適宜調整することで、直線孔と曲がり孔とが混在したような複雑形状を有する加工孔１０１を形成することも可能となる。
　本実施形態の電解加工システム１によると、内筒部材１７によって流路ＦＣを第一流路ＦＣ１及び第二流路ＦＣ２との二つに区画し、第二流路ＦＣ２が流体導出部１５へ通じていることで、加工孔１０１を所望の形状の曲がり孔及び直線孔として、容易に形成することが可能となる。
　本実施形態では内筒部材１７は、上述したようにリブ等によって電極１１の内周面１１ａに支持されている。しかし、電解液Ｗを流通させた際に、電極１１の内周面１１ａと内筒部材１７との間が離間した状態で内筒部材１７を保持可能であれば、リブのような支持構造は設けなくともよい。
〔第二実施形態〕
　次に、本発明の第二実施形態に係る電解加工システム２１について説明する。
　なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
　本実施形態では、内筒部材１７に設けられて、第二流路ＦＣ２を工具本体１０の先端１０ａで閉塞する栓部材２３を、工具本体１０がさらに有している。
　図３に示すように、栓部材２３は、工具本体１０の先端１０ａで、第一流路ＦＣ１と電極１１の内周面１１ａとの間に設けられ、第二流路ＦＣ２からの電解液Ｗの導出を防止する軸線Ｏを中心とした環状をなす閉塞部材である。またこの栓部材２３は、流体導出部１５よりも先端１０ａ側に設けられている。換言すると、流体導出部１５が栓部材２３よりも基端１０ｂ側に形成されている。
　本実施形態の電解加工システムによると、栓部材２３によって、第二流路ＦＣ２を先端１０ａで閉塞している。このため、電解液Ｗの全てを流体導出部１５から導出することが可能となる。
　従って、電解液供給部６からの電解液Ｗの供給量を制御することで、流体導出部１５から径方向外側に向かって導出される電解液Ｗの流量調整がより容易となる。よって、工具本体に付与される流体作用力の反力を制御して、所望の形状の曲がり孔及び直線孔をさらに容易に形成することができる。
　本実施形態では栓部材２３は工具本体１０の先端１０ａに設けられているが、このような設置位置に限定されず、少なくとも流体導出部１５よりも先端１０ａ側に設けられていればよく、即ち、第二流路ＦＣ２を流通する電解液Ｗの全てを流体導出部１５から導出可能となっていればよい。また栓部材２３は、内筒部材１７と一体に形成されていてもよい。また栓部材２３に代えて、例えば第一流路ＦＣ１と第二流路ＦＣ２との間の間隙を、流体導出部１５よりも先端１０ａ側で閉塞するように樹脂等を充填してもよい。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
　例えば、流体導出部１５とは軸線Ｏ回りに１８０度離間した位置における電極１１の外周面に、絶縁層１２を設けない部分を形成して電極１１を露出させてもよい。このようにすることで、反力Ｆを受けて工具本体１０が湾曲した際には、この外周面の露出部分と加工孔１０１の内面との間で通電する。このため、工具本体１０が湾曲した側で加工孔１０１の電解を促進でき、曲がり孔の形成の効率化を図ることができる。
　しかし、このように電極１１の外周面に電極１１の露出部分を形成した電解加工工具を使用して直線孔を形成しようとした場合、電解加工工具３を回転させる必要があり、この際に工具本体１０の先端１０ａが振動して露出部分での短絡頻度が増加してしまうおそれがある。この点、本実施形態のように、流路ＦＣを第一流路ＦＣ１と第二流路ＦＣ２とに区画し、流体導出部１５からの電解液Ｗの導出量を制御することによって工具本体の変位を容易に制御可能となるため、直線孔加工時の短絡頻度を低減可能である。
　上記した電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法によると、工具本体において第一流路と第二流路とを区画し、この第二流路が流体導出部に通じていることで、所望の形状の曲がり孔及び直線孔を容易に形成することができる。
　１　　電解加工システム
　３　　電解加工工具
　４　　移動機構
　４ａ　　把持部
　５　　ガイド部
　５ａ　　ガイド孔
　６　　電解液供給部
　６ａ　　電解液流通路
　１０　　工具本体
　１０ａ　　先端
　１０ｂ　　基端
　１１　　電極
　１１ａ　　内周面
　１２　　絶縁層
　１５　　流体導出部
　１７　　内筒部材（流路区画部）
　１７ａ　　外周面
　１００　　被加工材
　１００ａ　　先端
　１０１　　加工孔
　Ｏ　　軸線
　Ｗ　　電解液
　ＦＣ　　流路
　ＦＣ１　　第一流路
　ＦＣ２　　第二流路
　Ｆ　　反力
　２１　　電解加工システム
　２３　　栓部材

Claims (4)

  1. 　軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなり、内側に先端側に向かって電解液が流通する流路が形成された電極と、
    　該電極の先端面を露出させるように該電極の外周面に被覆された絶縁層と、
    　前記流路を、前記軸線を含む第一流路、及び、該第一流路の外周側に位置する第二流路に区画する流路区画部と、
    　を有する工具本体を備え、
    　前記工具本体の周方向位置の一部に、前記第二流路を流通する前記電解液を前記工具本体の径方向外側に向かって導出する流体導出部が形成されている電解加工工具。
  2. 　前記電極内に設けられ、前記第二流路を閉塞する栓部をさらに備え、
    　前記流体導出部は、前記栓部よりも前記工具本体の後端側に形成されている請求項１に記載の電解加工工具。
  3. 　請求項１又は２に記載の電解加工工具と、
    　前記電解加工工具を被加工材に対して所定の進行方向となるように案内するガイド部と、
    　前記電解加工工具を進行させる移動機構と、
    　前記第一流路及び前記第二流路の各々に独立に前記電解液を供給する電解液供給部と、
    　を備える電解加工システム。
  4. 　請求項１又は２に記載の電解加工工具を用いて被加工材に加工孔を形成する孔空き部材の製造方法。
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