JPH0349824A

JPH0349824A - 放電加工用電源

Info

Publication number: JPH0349824A
Application number: JP24549889A
Authority: JP
Inventors: Takuji Magara; 卓司真柄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1991-03-04

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、放電加工用電源に関し、特に面粗度が１μ
ｍＲｓａｘ以下の面鏡面仕上げ加工を実現するための放
電加工用電源に関するものである。

［従来の技術］ −ａに、交流高周波による加工では、平均の加工電圧が
ＯＶとなるため、電解作用によるチッピング（欠落現象
）が発生しないことと、−発の半波放電ごとに極性が交
替することによりこの放電ごとの放電点が異なるために
、きわめて良質の加工面が得られるなどの優れた加工特
性を持つことが知られている。

第１６図は、例えば特開昭６１−２６０９１５号公報に
開示された従来の放電加工用電源を示す回路図である。

図において、１は直流電源、２はｔ流制限用に設けられ
た抵抗器、６は対向する電極と被加工物間に形成される
極間、３は電流供給線及び極間６に存在する浮遊キャパ
シタンス、４は同じく電流供給線及び極間６に存在する
浮遊インダクタンス、７はスイッチング素子、８はスイ
ッチング素子７を駆動するための駆動回路、９は回路内
のスイッチング素子７と極間６の間に直列に設けられた
結合コンデンサ、１０は同じくスイッチング素子７と極
間６の間に直列に設けられた結合コイルである。

第１７図及び第１８図は第１６図の放電加工用電源によ
る回路の動作を示す等価回路図である。

次に、上記従来の放電加工用電源による回路の動作につ
いて説明する。今、結合コイル１０のインダクタンスを
浮遊インダクタンス４と比較して十分に大きく選んだ場
合について考える。まず、スイッチング素子７がＯＦＦ
すると、回路は第１７図に示すようなＲ１，Ｃ１，Ｃ，
、Ｌ、、電源により構成される直列回路となるため、第
１７図中の矢印で示すようＣ１，Ｃ２への充電が行われ
る０次に、スイッチング素子７がＯＮすると、回路は第
１８図に示すようなＣ，、Ｃ２，Ｌ！により構成される
直列回路となるため、Ｃ１，Ｃ２に蓄えられていた電荷
は第１８図中の矢印で示す方向へ放電され、駆動回路８
により数ＭＨｚでスイッチング素子７がＯＮ・ＯＦＦ動
作を繰り返すことにより、極間６にはＣ２の両端の電圧
、すなわち交流高周波電圧が発生し、この電圧によって
放電加工が行われる。

−ｍに、浮遊インダクタンスをし、浮遊キャパシタンス
をＣ１電流ピークをＥｐ、電流パルス幅をＴＰ、極間に
印加される電圧をＥｏ、アーク電圧をＥｌとすると、Ｔｐ＝・Ｅの関係があるため、放電エネルギーはり、Ｃが小さいほ
ど少なくなることは周知である。

浮遊キャパシタンス３は、先にも述べたようにＴＬ流供
給線（フィーダ）に存在するキャパシタンスと、極間６
（電極・被加工物間）に形成されるキャパシタンスの合
成であり、浮遊キャパシタンス３を１０００ｐＦ以下と
することにより、１μｍＲｍａｘ以下の良質な加工面が
得られる。

［発明が解決しようとする課題］上記従来の放電加工用電源は以上のように構成されてい
るので、良質な加工面を得るためには浮遊キャパシタン
ス３を低減することが不可欠であったが、電流供給線の
浮遊キャパシタンスは５゜ＯｐＦ以下とすることは実装
上きわめて困難であり、そのために、０．５μｍＲｍａ
ｘ以下の加工面を得ることができなかったなどの問題点
があった。

また、被加工物を加工する際に、加工間隙・加工面積な
どが変動する場合や、放電の状態が変化した場合に、極
間６のインピーダンスが大幅に変化してしまうため、出
力が大きく変動してしまい、その結果、加工がきわめて
不安定、かつ再現性のないものとなるなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するなめになされ
たもので、電流供給線の浮遊キャパシタンスの影響を除
去し、また、極間におけるインピーダンスの変動の影響
を除去し、きわめて高精度な面粗度を有する安定した鏡
面加工を行うことができる放電加工用電源を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係わる放電加工用電源は、対向する電極・被
加工物間に形成される極間に交流電圧を供給する交流電
源を設け、さらに、上記極間に対して並列に接続された
コンデンサと直列に接続されたコイルからなるＬ形回路
を上記極間の近傍に設けたものである。

また、この発明に係わる放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間に交流電圧を供給する
交流電源を設け、さらに、上記極間に形成されるキャパ
シタンスと上記極間と上記交流電源との間の回路に形成
されるインダクタンス間に共振を発生させる手段を設け
たものである。

また、この発明に係わる放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間に交流電圧を供給する
交流電源を設け、さらに、上記極間の近傍に結合トラン
スを設けた構成とし、上記極間に形成されるキャパシタ
ンスと上記結合トランスのコイルのインダクタンスとの
間に共振を発生させたものである。

また、この発明に係わる放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間に交流電圧を供給する
交流電源を設け、さらに、この交流電源の出力を検出す
る出力検出装置と、この出力検出装置の検出値に基づき
、上記交流電源の周波数を変化させる周波数制御回路を
設けたものである。

また、この発明に係わる放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間に交流電圧を供給する
交流電源を設け、さらに、この交流電源と上記極間との
間に自動インピーダンス整合器を設けたものである。

［作用コこの発明における放電加工用電源は、対向する電極・被
加工物間に形成される極間のキャパシタンスと、上記極
間の近傍に設けられたＬ形回路のインダクタンスとの間
に共振を発生させ、この共振状態において放電を発生せ
しめ、この放電により上記被加工物の加工を行うもので
ある。

また、この発明における放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間のキャパシタンスと、
上記［！間に交流電圧を供給する交流電源と上記極間と
の間の回路に形成される１ンダクタンスとの間に共振を
発生させ、この共振状態において放電を発生せしめ、こ
の放電により上記被加工物の加工を行うものである。

また、この発明における放電加工用電源は、対向する電
極・被加工物間に形成される極間のキャパシタンスと、
上記径間の近傍に設けられた結合トランスの２次側（極
間側）のコイルのインダクタンスとの間に共振を発生さ
せ、この共振状態において放電を発生せしめ、この放電
により上記被加工物の加工を行うものである。

また、この発明における放電加工用電源は、被加工物を
加工する際に、加工間隙・加工面積などの変動によって
対向する電極・被加工物間に形成される極間のインピー
ダンスが変化した場合においても、周波数制御回路によ
って自動的に交流電源の周波数を変化させ、インピーダ
ンス・マッチングを調整しながら上記被加工物の加工を
行うものである。

また、この発明における放電加工用を源は、被加工物を
加工する際に、加工間隙・加工面積などの変動によって
対向する電極・被加工物間に形成される極間のインピー
ダンスが変化した場合においても、交流電源と極間との
間に設けられた自動インピーダンス整合器によって、イ
ンピーダンス・マッチングを自動調整しながら上記被加
工物の加工を行うものである。

［実施例］以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の実施例である放電加工用電源を示す
回路図である０図において、１１は交流電源、１２は電
流制御用に設けられた抵抗器、１３は電流供給線（フィ
ーダ線）及び回路に存在する浮遊キャパシタンス、１４
は電流供給線及び機械構造部（給電部など〉に存在する
浮遊インダクタンス（分布インダクタンスＬｍ）、１５
は電極・被加工物間に形成される極間コンデンサ（ギャ
ップ・コンデンサＣｇ）、１６は対向する電極・被加工
物間に形成されるｉ間、１７ａは極間１６の近傍に並列
に設けられたコンデンサ、１７ｂは極間１６の近傍に直
列に設けられたコイルであり、コンデンサ１７ａとコイ
ル１７ｂによりＬ形回路１７が構成され−ている。

第２図は第１図の放電加工用電源の電極・被加工物間に
形成される極間を示す説明図、第３図は第１図の放電加
工用電源において、数種の電源周波数に対するＬ形回路
のインダクタンスと共振加工間隙距離との関係を示す図
である。

次に、上記第１図に示すこの発明の実施例である放電加
工用電源の動作について説明する。機械構造部に存在す
る浮遊インダクタンス１４（分布インダクタンスＬｍ）
、加工間隙である電極・被加工物間に形成される極間コ
ンデンサ１５（ギャップ・コンデンサＣｇ）は、第２図
に示すように極間１６、すなわち加工間隙距離ｅによっ
て大きく変化する。コイル１７ｂから極間１６までの配
線は極力短いものとすると、２次側の給電線の分布キャ
パシタンスはほぼ無視できる数＋ｐＦ程度である。簡単
のためにＬ形回路１７のインダクタンスをＬとすると、
共振回路が形成される。

上記共振回路の共振周波数ｆ、は、となるので、Ｌ形回路１７のインダクタンスを大きく取
ることにより、同一のギャップ・コンデンサＣｇ１５に
おける共振周波数は低下する。また、共振周波数ｆ。が
同じであれば、共振を起こすためのギャップ・コンデン
サＣｇ１５は低下し、よってより広い加工間隙にて共振
を発生させることが可能となる。

第３図は数種の電源周波数に対するＬ形回路１７のイン
ダクタンスＬと共振加工間隙距離との関係を示したもの
であり、インダクタンスＬが大きいほど大きな加工間隙
にて共振状態となることが分かる。これは、ギャップ共
振を発生させやすいというのみならず、加工間隙の変動
に対しても安定な共振状態を維持することができること
を意味するため（第２図に示すワイヤ電極の変位に対す
るギャップ・コンデンサＣｇ１５の変動が少ない）、加
工の安定度及び加工能力（放電頻度）は大きく改善され
る。

さらには、１次側の給電線の影響（分布キャパシタンス
）が無くなり、実装上も有利となる。しかしながら、イ
ンダクタンスＬを大きく収り過ぎると共振の発生する加
工間隙が広くなり過ぎて絶縁破壊に至らず、従ってギャ
ップ共振状態での加工を行うことが困雌となるため、Ｌ
形回路１７のインダクタンスＬの値は電源周波数に応じ
て過当な値を選ぶ必要がある０例えば、交流周波数１０
ＭＨｚの場合には、Ｌ　＝　０．５〜１．０μＨ程度と
することにより、共振加工間隙距離を５〜１０μｍとす
ることができく板厚さ２０　ａｍ　ｔの場合）、安定な
加工を行うことができる。

高周波領域での加工においては、電極と被加工物との対
向部分（ｉ間１６）に形成される極間コンデンサ１５を
介して変位電流が流れるため、極間１６の電流波形は放
電電流と上記変位電流の合成となる。実測によれば、オ
ーブン時（非放電時）における変位電流は電圧に対して
進み位相になるのに対し、放電が発生する瞬間において
は電流・電圧はほぼ同位相となり、回路を共振状態とす
ることが可能である。なお、変位電流は加工間隙におけ
る電界の時間的変化であるため（電子は加工間隙を移動
しない）、加工には直接に寄与することはなく、変位電
流値及び位相差は極間１６に形成されるコンデンサ分や
電圧周波数によって変化する。

上記のようなギャップ共振状態での加工は、例えば上述
した特開昭６１−２６０９１５号公報に開示された通常
の交流高周波加工とは全く特性が異なったものとなる。

ギャップ共振状態での加工において、ギャップ・コンデ
ンサＣｇ１５の両端の電圧は十分に絶縁破壊を起こすだ
けのレベルまで増大するが、放電発生後はインダクタン
スＬがブレーキとなって急激な電流が極間１６に流れる
ことはできず、きわめて電流容量の小さい放電にて加工
が行われる。

本実施例のように極間１６の近傍にＬ形回路１７を設け
ることにより、１０ＭＨｚ以下の周波数にてギャップ共
振を発生させて加工を行うことができ、０．２μｍＲｍ
よＸ以下のきわめて良好な面粗さの加工面が得られる。

この加工面の外観は、通常の交流高周波数による加工の
場合は梨地面となっているのに対し、ギャップ共振を発
生させた加工の場合は光沢を持った面鏡面となる。

なお、上記実施例の交流電源１１の周波数を、加工面積
あるいは加工板厚などに応じて変化させることにより、
より安定な加工を行うことが可能となる。

また、上記実施例のＬ形回路１７のりアクタンスを可変
することによっても同様に、極間コンデンサ１５の変化
に対して安定な加工を行うことが可能となる。

第４図はこの発明の別の実施例である放電加工用電源を
示す回路図である８図において、２１は交流電源、２２
は電流制御用に設けられた抵抗器。

２３は電流供給線（フィーダ線〉及び回路に存在する浮
遊キャパシタンス、２４は電流供給線及び機械楕迫部（
給電部など）に存在する浮遊インダクタンス（分布イン
ダクタンスＬｍ）、２５は電極・被加工物間に形成され
る極間コンデンサ（ギャップ・コンデンサＣｇ）、２６
は対向する電極・被加工物間に形成される極間、２７は
極間コンデンサ２５と交流電源２１間の回路であり、リ
アクタンスが誘導性となるように構成されている。

第５図は第４図の放電加工用電源の電極・被加工物間に
形成される極間を示す説明図、第６図は第４図の放電加
工用電源の交流周波数と共振発生極間コンデンサ容量と
の関係を示す図、第７図は第４図の放電加工用電源の交
流周波数と共振加工間隙距離との関係を示す図、第８図
は第４図の放電加工用電源のギャップ共振時における電
圧・電流リサージ二波形を示す図である。

次に上記第４図に示すこの発明の別の実施例である放電
加工用電源の動作について説明する。７ＭＨｚ以上の高
周波領域での加工においては、電極と被加工物との対向
部分（極間２６）に形成される８ｉｉ間コンデンサ２５
を介して変位電流が流れるため、極間２６の電流波形は
放電電流と変位電流の合成となる。実測によれば、非放
電時における変位電流は、電圧に対して進み位相になる
のに対し、放電が発生する瞬間においては電流・電圧は
ほぼ同位相となり、回路を共振状態とすることが可能で
ある。なお、変位電流は極間２６における電界の時間的
変化であるため（電子は極間２６内を移動しない）、加
工には直接に寄与することはなく、変位電流値及び位相
差は極間２６に形成されるコンデンサ分や電圧周波数に
よって変化する。

第４図において、ギャップ・コンデンサＣｇ２５は８ｉ
！間距離が小さくなるに従って増大し、ギャップ・コン
デンサＣｇ２５と分布インダクタンスＬｍ２４（あるい
は誘導性となった回路２７）との間に共振回路が形成さ
れる。この共振回路は直列共振回路であるから、共振周
波数ｆ、は、で求められる。

一方、例えばワイヤ放電加工の場合、ワイヤ電極と被加
工物間（極間２６）に形成されるギャップ・コンデンサ
Ｃｇ２５は、第５図に示すように加工間隙路Ｍｅによっ
て大きく変化する。電気影像法によりギャップ・コンデ
ンサＣｇ２５は、ｒただし、ｒ：電極半径［鳳簡コｅ：加工間隙距離［ｍ請］ ε０：加工液誘電率ｔｉｔ極長（板厚）［龍コ式をｅについて解くと、上記（ａ＞となる。

今、任意の周波数ｆについて共振が発生するためのギャ
ップ・コンデンサＣｇ２５及びその時の加工間隙圧＠ｅ
を、上記（ａ）、（ｂ）式を用いて計算すると第６図、
第７図のようになる。

上記各図より、低周波数領域においては共振の発生する
ギャップ・コンデンサＣｇ２５が大きく、きわめて小さ
な加工間隙でしか共振とならないのに対し、高周波数領
域においては、共振の発生する上記ギャップ・コンデン
サＣｇ２５が小さく、比較的大きな加工間隙にて共振状
態となり得ることが分かる０例えば、ｆが２ＭＨｚの場
合、Ｃｇは０．０３［μＦ］、共振加工間隙距離ｅは０
．０７［μｍ］ときわめて小さいものとなるため、通常
の加工間隙では共振は発生しないが、ｆが２０ＭＨ２と
すると、Ｃｇは３２０　［ｐＦＩ　＋共振加工間隙距離
ｅは８［μｍ］とかなり大きくなり、ギャップ共振状態
での加工が可能となる。

以上の点及び実加工テストから、交流高周波の周波数を
７ＭＨｚ以上に高めた状態においては、比較的に加工間
隙の大きな領域（数μｍ）にてギャップ共振状態をつく
り出すことができ、その結果、放電特性も通常の交流高
周波加工とは大きく異なったものとなる。

第８図は、オーブン時、短絡時及び放電発生時（ギャッ
プ共振時）におけるリサージュ波形（ｖｏｌｔ−ａ朧ｐ
ｅｒｅ特性）を示したものである６図より、オープン時
においては９０°の電流進み位相（すなわち純粋な変位
電流）となっているのに対し、放電発生時においては電
流・電圧が同位相となり、共振状態において放電が発生
することが良く分かる。７ＭＨｚ以上の高周波領域にお
いては、このようにギャップ共振状態となったときのみ
放電が発生する。

ギャップ共振状態での加工において、ギャップ・コンデ
ンサＣｇ２５両端の電圧は十分に絶縁破壊を起こすだけ
のレベルまで増大するが、放電発生後はインダクタンス
Ｌがブレーキとなって急激な電流が極間２６に流れるこ
とはできず、きわめて電流容重の小さい放電にて加工が
行われる。また、ギャップ・コンデンサＣｇ２５と交流
電源２１間の回路２７が誘導性となっているため、電流
供給線などに存在する浮遊キャパシタンス２３のエネル
ギーは直接放電エネルギーとはならない。

７　ＭＨｚ以上の高周波領域においてギャップ共振を発
生させて加工を行うことにより、０．２μｍＲｍａ％以
下のきわめて良好な面粗さの加工面が得られる。この加
工面の外観は２ＭＨ２での加工の場合は梨地面となった
のに対し、７ＭＨｚ以上の高周波にてギャップ共振を発
生させた加工の場合は光沢を持った面鏡面となる。

なお、上記実施例の交流電源２１の周波数は、極間２６
の状態や加工板厚に応じて変化させることにより、共振
を発生させる加工間隙距離ｅを変化させることができ、
より安定な加工を行うことが可能となる。

また、上記実施例の極間２６以前の回路２７のリアクタ
ンスを可変とすることによっても同様に、極間コンデン
サ２５の変化に対して安定な加工を行うことが可能とな
る。

第９図はこの発明の別の実施例である放電加工用電源を
示す回路図である。図において、３１は交流電源、３２
は電流制御用に設けられた抵抗器、３３は電流供給線（
フィーダ線）及び回路の存在する浮遊キャパシタンス、
３４は電流供給線及び機械構造部（給電部など）に存在
する浮遊インダクタンス（分布インダクタンスＬｍ）、
３５は電極・被加工物間に形成される極間コンデンサ（
ギャップ・コンデンサＣｇ）、３６は対向する電極・被
加工物間に形成される極間、３７は極間３６の近傍に設
けられた結合トランスであり、これにより誘導結合形回
路が構成されている。

第１０図は第９図の放電加工用電源の電極・被加工物間
に形成される極間を示す説明図、第１１図は第９図の放
電加工用電源において、数種の電源周波数に対する結合
トランスの２次側のインダクタンスと共振加工間隙距離
との関係を示す図である。

次に、上記第９図に示すこの発明の別の実施例である放
電加工用電源の動作について説明する。

誘導結合形回路の中間部において、結合トランス３７の
２つのコイルＬｓ　３７　ａ　（１次側）とコイルＬｚ
３７ｂ（２次側）がトランス結合され（相互インダクタ
ンスＭ）、エネルギーの伝達が行われる。なお、機械構
造部の分布インダクタンスＬ重３４、加工間隙に形成さ
れるギャップ・コンデンサＣｇ３５は、第１０図に示す
よう加工間隙距離ｅによって大きく変化する。結合トラ
ンス３７の２次側のコイルＬｚ３７ｂから極間３６まで
の配線は極力短いものとすると、２次側の給電線の分布
キャパシタンスはほぼ無視できる数＋Ｉ）Ｆ程度であり
、結合トランス３７の２次側の回路にはＬｚＬｍ　、Ｃ
ｇにより共振回路が形成される。

上記共振回路の共振周波数ｆ。は、となるので、２次側のコイルし２３７ｂの自己のインダ
クタンスＬｚを大きく取ることにより、同一のギャップ
・コンデンサＣｇ３５における共振周波数は低下する。

また、共振周波数ｆｏが同じであれば、共振を起こすた
めのギャップ・コンデンサＣｇ３５は低下し、よってよ
り広い加工間隙にて共振を発生させることが可能となる
。

今、機械構造部の分布インダクタンスＬ閣３４が２次側
のコイルＬｚ３７ｂに比べて十分に小さいものとすると
、コイルＬｚ３７ｂの両端電圧ＶＬ２とギャップ・コン
デンサＣｇ３５の両端電圧ＶＢは常に逆相であり、また
共振状態において両者の電圧値は等しい、すなわち、コ
イルＬｚ３７ｂの両端電圧が十分に得られるようにすれ
ば、共振時には同程度の電圧がギャップ・コンデンサｃ
ｇ３５の両端に発生する。

第１１図は数種の電源周波数に関して、インダクタンス
Ｌｚと共振加工間隙距離の関係を示したものであり、イ
ンダクタンスＬｚが大きいほど大きな加工間隙にて共振
状態となることがわかる。

これはギャップ共振を発生させやすいというのみならず
、加工間隙の変動に対しても安定な共振状態を維持する
ことができることを意味するため（第１０図に示すワイ
ヤ電極の変位に対するギャップ・コンデンサＣｇ３５の
変動が少ない）、加工の安定度及び加工能力（放電頻度
）は大きく改善される。さらには、−次側の給電線の影
響（分布キャパシタンス）が無くなり、実装上も有利と
なる。しかしながら、インダクタンスＬｚを大きく取り
過ぎると共振の発生する加工間隙が広くなり過ぎて絶縁
破壊に至らず、従ってギャップ共振状態での加工を行う
ことが困難となるため、２次側のコイルＬ、３７ｂの値
は電源周波数に応じて適当な値を選ぶ必要がある０例え
ば、交流周波数１０ＭＨｚの場合には、Ｌ　ｚ　＝　０
．５〜１．　Ｏｔｔ　Ｈ程度とすることにより、共振加
工間隙距離を５〜１０μｍとすることができく板厚２０
　ａｍ　ｔの場合）安定は加工を行うことができる。

高周波領域での加工においては、電極と被加工物との対
向部分（極間３６３）に形成される極間コンデンサ３５
を介して変位電流が流れるため、極間３６の電流波形は
放電電流と上記変位電流の合成となる。実測によれば、
オープン時（非放電時）における変位電流は電圧に対し
て進み位相になるのに対し、放電が発生する瞬間におい
ては電流・電圧はほぼ同位相となり、回路を共振状態と
することが可能である。なお、変位電流は加工間隙にお
ける電界の時間的変化であるため（電子は加工間隙内を
移動しない）、加工には直接に寄与することはなく、変
位電流値及び位相差は極間３６に形成されるコンデンサ
分や電圧周波数によって変化する。

上記のような、ギャップ共振状態での加工は、例えば上
述した特開昭６１−２６０９１５号に開示された通常の
交流高周波加工とは全く特性が異なったものとなる。ギ
ャップ共振状態での加工において、ギャップ・コンデン
サＣｇ３５の両端の電圧は十分に絶縁破壊を起こすだけ
のレベルまで増大するが、放電発生後はインダクタンス
Ｌがブレーキとなって急激な電流が極間３６に流れるこ
とはできず、きわめて電流容量の小さい放電にて加工が
行われる。

本実施例のように極間３６の近傍に結合トランス３７を
設けることにより、１０ＭＨｚ以下の周波数にてギャッ
プ共振を発生させて加工を行うことができ、０．２８ｍ
Ｒ１口以下のきわめて良好な面粗さの加工面が得られる
。この加工面の外観は、通常の交流高周波による加工の
場合は梨地面となっているのに対し、ギャップ共振を発
生させた加工の場合は光沢を持った亜鏡面となる。

なお、上記実施例の交流電源３１の周波数を、加工面積
あるいは加工板厚などに応じて変化させることにより、
より安定な加工を行うことが可能となる。

また、上記実施例の結合トランス３７の２次側のコイル
Ｌｚ３７ｂのインダクタンスを可変とすることによって
も同様に、極間コンデンサ３５の変化に対して安定な加
工を行うことが可能となる。

第１２図はこの発明の別の実施例である放電加工用電源
を示す回路図である０図において、４１は交流電源、４
２は出力検出装置、４３は周波数制御回路、４４は周波
数シンセサイザ、４５はマイクロコンピュータである。

第１３図は第１２図の放電加工用電源の出力検出装置の
内部精成を示す回路図である０図において、４２は出力
検出装置、４６ａ、４６ｂはＡ／Ｄ（アナログ／ディジ
タル）コンバータ、４７は結合コンデンサ、４８はコイ
ル、４９は結合コンデンサ、５０は対向する電極・被加
工物間に形成される極間である。

次に、上記第１２図に示すこの発明の別の実施例である
放電加工用電源の動作について説明する。

上述した第１６図に示す従来例の場合と同様に、スイッ
チング素子７を駆動回路８によって駆動してＯＮ　−Ｏ
ＦＦ動作を行うことにより、交流電源４１の出力として
交流高周波電圧が発生する。その出力電圧は電流供給線
を介して出力検出装置４２を経由し、極間５０に加工電
圧として供給され、これにより被加工物の加工が行われ
る。

一般に、高周波の伝送においては進行波と反射波（出力
端にて反射される逆方向の波）が存在し、完全にインピ
ーダンス・マッチングが取れている場合については進行
波のみとなって出力は最大となる。すなわち、最大の出
力を得るためには進行波に対する反射波の比率を可能な
限り低減する必要がある。第１３図におけるＡ部分は、
進行波と反射波のレベル信号を電圧信号として取り出す
回路であり、Ａ／Ｄコンバータ４６ａを介して進行波の
レベル信号が、またＡ／Ｄコンバータ４６ｂを介して反
射波のレベル信号がそれぞれマイクロコンピュータ４５
に送られる。

出力検出装置４２に入力された高周波信号は、結合コン
デンサ４７．コイル４８．結合コンデンサ４９により構
成されたＴ形マツチング回路によりインピーダンス整合
されて極間５０に供給されるが、その際、マイクロコン
ピュータ４５は、先の進行波のレベル信号及び反射波の
レベル信号に基づき、進行波に対する反射波の比率が最
小となるように周波数シンセサイザ４４の出力周波数、
すなわち交流電源４１の出力周波数を変化させる。

具体的なマイクロコンピュータ４５の制御プロセスとし
ては、例えば、まず周波数を試行的に少しずつ増大させ
、その時に、出力が増大した場合にはさらに周波数を増
大し、出力が減少した場合にはさらに周波数を低減し、
出力が最大となったポイントで周波数のロックを行う、
加工中、加工面積・加工状態が変化し、出力がある所定
量以上変動した場合に、周波数のロックを解除し、再び
周波数のチューニングを行う、これらの制御は、常に最
適なインピーダンス・マッチングが得られるように、加
工中に随時あるいは連続的に行われる。

第１４図はこの発明の別の実施例である放電加工用電源
を示す回路図である０図において、５１は直流電源、５
２は電流制限用に設けられた抵抗器、５３は電流供給線
（フィーダ線）及び回路に存在する浮遊キャパシタンス
、５４は電流供給線及び機械構造部（給電部など）に存
在する浮遊インダクタンス、５５は電極・被加工物間に
形成される極間コンデンサ、５６は対向する電極・被加
工物間に形成される極間、５７はスイッチング素子、５
８はスイッチング素子５７を駆動する駆動回路、５９は
回路内のスイッチング素子５７と極間５６との間に直列
に設けられた結合コンデンサ、６０は同じくスイッチン
グ素子５７と極間５６の間に直列に設けられた結合コイ
ル、６１は交流電源としての交流高周波加工用電源、６
２は自動インピーダンス整合器である。

第１５図は第１４図の放電加工用電源の自動インピーダ
ンス整合器の内部構成を示す回路図である０図において
、６２は自動インピーダンス整合器、６３は結合コンデ
ンサ、６４はコイル、６５は容量が可変とされる可変コ
ンデンサ（バリコン）６６は可変コンデンサ６５の容量
を変化させるためのアクチュエータ（モータ）、６７は
アクチュエータ６６を駆動する駆動回路、６８は制御装
置、６９ａ、６９ｂはＡ　／　Ｄ　ニア　７バータテア
ル。

次に、上記第１４図に示すこの発明の別の実施例である
放電加工用電源の動作について説明する。

上述した第１６図に示す従来例の場合と同様に、スイッ
チング素子５７を駆動回路５８によって駆動してＯＮ　
−ＯＦＦ動作を行うことにより、交流高周波加工用電源
６１の出力として交流高周波電圧が発生する。その出力
電圧は、電流供給線を介して自動インピーダンス整合器
６２を経由し、極間５６に加工電圧として供給され、こ
れにより被加工物の加工が行われる。

一般に、高周波の伝送においては進行波と反射波（出力
端にて反射される逆方向の波）が存在し、完全にインピ
ーダンス・マッチングが取れている場合については進行
波のみとなって出力は最大となる。すなわち、最大の出
力を得るためには進行波に対する反射波の比率を可能な
限り低減する必要がある。第１５図におけるＡ部分は、
進行波と反射波のレベル信号を電圧信号として取り出す
回路であり、Ａ／Ｄコンバータ６９ａを介して進行波の
レベル信号が、またＡ／Ｄコンバータ６９ｂを介して反
射波のレベル信号がそれぞれ制御装置６８に送られる。

自動インピーダンス整合器６２に入力された高周波信号
は、結合コンデンサ６３．コイル６４゜可変コンデンサ
６５により構成されたＴ形マツチング回路によりインピ
ーダンス整合されて極間５６に供給されるが、その際、
制御装置６８は、先の進行波のレベル信号及び反射波の
レベル信号に基づき、進行波に対する反射波の比率が最
小となるように可変コンデンサ６５の容量をアクチュエ
ータ６６によって変化させる。これらの制御は、常に最
適なインピーダンス・マッチングが得られるように、加
工中に随時あるいは連続的に行われる。

［発明の効果］以上のように、この発明の放電加工用電源によれば、対
向する電極・被加工物間に形成される極間の近傍に、こ
の極間に対して並列に接続されたコンデンサと直列に接
続されたコイルからなるＬ形回路を設け、上記極間に形
成される極間のキャパシタンスと上記り形回路のインダ
クタンスとの間に共振を発生させて被加工物の加工を行
うようにしたので、きわめて電流容量の小さな放電を発
生させることができ、ひいては０．２μｍＲｍａｘ以下
のきわめて良質な面鏡面加工を実現することができると
いう優れた効果を奏する。

また、この発明の放電加工用電源によれば、対向する電
極・被加工物間に形成される極間のキャパシタンスと、
上記極間以前の回路のインダクタンスとの間に共振を発
生させて被加工物の加工を行うようにしたので、きわめ
て電流容量の小さな放電を発生させることができ、ひい
ては０．２μｍＲｍａｘ以下のきわめて良質な面鏡面加
工を実現することができるという優れた効果を奏する。

また、この発明の放電加工用電源によれば、対向する電
極・被加工物間に形成される極間の近傍に結合トランス
を設け、上記′ｌ１ｉｉ間に形成される極間のキャパシ
タンスと上記結合トランスの２次側のコイルのインダク
タンスとの間に共振を発生させて被加工物の加工を行う
ようにしたので、きわめて電流容量の小さな放電を発生
させることができ、ひいては０．２μｍＲ■ａＸ以下の
きわめて良質な面鏡面加工を実現することができるとい
う優れた効果を奏する。

また、この発明の放電加工用電源によれば、加工間隙・
加工面積などの変動によって対向する電極・被加工物間
に形成される極間のインピーダンスが変化した場合にお
いても、周波数制御回路によって自動的に交流電源の周
波数を変化させ、インピーダンス・マッチングを調整し
ながら被加工物の加工を行うようにしたので、常に最大
の効率にて被加工物の加工を行うことができ、ひいては
きわめて安定な面鏡面加工を実現することができるとい
う優れた効果を奏する。

また、この発明の放電加工用電源によれば、加工間隙・
加工面積などの変動によって対向する電極・被加工物間
に形成される極間のインピーダンスが変化した場合にお
いても、自動インピーダンス整合器によって自動的にイ
ンピーダンス・マッチングを調整しながら被加工物の加
工を行うようにしたので、常に最大の効率にて被加工物
の加工を行うことができ、ひいてはきわめて安定な面鏡
面加工を実現することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である放電加工用電源を示す
回路図、第２図は第１図の放電加工用電源の電極・被加
工物間に形成される極間を示す説明図、第３図は第１図
の放電加工用電源において、数種の電源周波数に対する
Ｌ形回路のインダクタンスと共振加工間隙距離との関係
を示す図、第４図はこの発明の別の実施例である放電加
工用電源を示す回路図、第５図は第４図の放電加工用電
源の電極・被加工物間に形成される極間を示す説明図、
第６図は第４図の放電加工用電源の交流周波数と共振発
生極間コンデンサ容量との関係を示す図、第７図は第４
図の放電加工用電源の交流周波数と共振加工間隙距離と
の関係を示す図、第８図は第４図の放電加工用電源のギ
ャップ共振時における電圧・電流リサージ二波形を示す
図、第９図はこの発明の別の実施例である放電加工用電
源を示す回路図、第１０図は第９図の放電加工用電源の
電極・被加工物間に形成される極間を示す説明図、第１
１図は第９図の放電加工用電源において、数種の電源周
波数に対する結合トランスの２次側のインダクタンスと
共振加工間隙距離との関係を示す図、第１２図はこの発
明の別の実施例である放電加工用電源を示す回路図、第
１３図は第１２図の放電加工用電源の出力検出装置の内
部構成を示す回路図、第１４図はこの発明の別の実施例
である放電加工用電源を示す回路図、第１５図は第１４
図の放電加工用電源の自動インピーダンス整合器の内部
構成を示す回路図、第１６図は従来の放電加工用電源を
示す回路図、第１７図及び第１８図は第１６図の放電加
工用電源による回路の動作を示す等価回路図である。図において、１．５１・・・直流電源、２，１２゜２２
．３２．５２・・・抵抗器、３．１３．２３゜３３．５
３・・・浮遊キャパシタンス、４，５４・・・浮遊イン
ダクタンス、６．１６，２６，３６．５０゜５６・・・
極間、７．５７・・・スイッチング素子、８゜５８．６
７・・・駆動回路、９．４７．４９．５９゜６３・・・
結合コンデンサ、１０．６０・・・結合コイル、１１．
２１，３１．４１・・・交流電源、１４．２４゜３４・
・・浮遊インダクタンス（分布インダクタンスＬｍ　）
、１５，２５．３５・・・極間コンデンサ（ギャップ・
コンデンサＣｇ）、１７・・・Ｌ形回路、１７ａ・・・
コンデンサ、１７ｂ・・・コイル、２７・・・回路、３
７・・・結合トランス、３７ａ・・・コイルＬｌ（１次
側）、３７ｂ・・・コイルＬ２　（２次側）、４２・・
・出力検出装置、４３・・・周波数制御回路、４４・・
・周波数シンセサイザ、４５・・・マイクロコンピュー
タ、４６ａ、４６ｂ、６９ａ、６９ｂ−・Ａ／Ｄコンバ
ータ、４８．６４・・・コイル、５５・・・極間コンデ
ンサ、６１・・・交流高周波加工用電源、６２・・・自
動インピーダンス整合器、６５・・・可変コンデンサ（
バリコン）、６６・・・アクチュエータ（モータ）、６
８・・・制御装置である。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。代　　理　　人　　　　　大　　岩　　増　　雄第図、１７１１゛交シくｔ二電ニーＰミ２抵坑昼１３ニジＳ坊キヤパンタンス第図１７：Ｌ杉回給１７０：コンデンサ１７ｂ；コイル第図ワイヤ電劣Ｉ虱　φ０．２加工板厚　２０ｍｍｆ　　　［ＭＨｚ］交づ紀囚抜Ｉ阪纂図ｔ　　　［ＭＨ２）交鹿周敗挾第７図ワイヤ電極径φ０．２加工板厚２０ｍｍｆ　　　　［Ｍ）−１２１交づ化周シ友数第図

Claims

【特許請求の範囲】１、対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、両
者で形成される極間に放電を発生させることにより加工
を行う放電加工装置の放電加工用電源において、上記極
間に交流電圧を供給する交流電源と、上記極間の近傍に
設けられ、上記極間に対して並列に接続されたコンデン
サと直列に接続されたコイルからなるＬ形回路とを具備
したことを特徴とする放電加工用電源。２、対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、両
者で形成される極間に放電を発生させることにより加工
を行う放電加工装置の放電加工用電源において、上記極
間に交流電圧を供給する交流電源と、上記極間に形成さ
れるキャパシタンスと上記極間と上記交流電源との間の
回路に形成されるインダクタンスとの間に共振を発生さ
せる手段とを具備したことを特徴とする放電加工用電源
。３、対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、両
者で形成される極間に放電を発生させることにより加工
を行う放電加工装置の放電加工用電源において、上記極
間に交流電圧を供給する交流電源と、上記極間の近傍に
設けた結合トランスとを具備し、上記電極と上記被加工
物間に形成されるキャパシタンスと上記結合トランスの
コイルのインダクタンスとの間に共振を発生させて加工
を行うことを特徴とする放電加工用電源。４、対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、両
者で形成される極間に放電を発生させることにより加工
を行う放電加工装置の放電加工用電源において、上記極
間に交流電圧を供給する交流電源と、この交流電源の出
力を検出する出力検出装置と、この出力検出装置の検出
値に基づき、上記交流電源の周波数を自動的に変化させ
る周波数制御回路とを具備したことを特徴とする放電加
工用電源。５、対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、両
者で形成される極間に放電を発生させることにより加工
を行う放電加工装置の放電加工用電源において、上記極
間に交流電圧を供給する交流電源と、この交流電源と上
記極間との間に設けた自動インピーダンス整合器とを具
備し、上記被加工物の加工状態の変化に応じて自動的に
インピーダンス・マッチングを調整しながら加工を行う
ことを特徴とする放電加工用電源。