JPH0761568B2 - 放電加工装置の波形制御装置 - Google Patents

放電加工装置の波形制御装置

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JPH0761568B2
JPH0761568B2 JP1203871A JP20387189A JPH0761568B2 JP H0761568 B2 JPH0761568 B2 JP H0761568B2 JP 1203871 A JP1203871 A JP 1203871A JP 20387189 A JP20387189 A JP 20387189A JP H0761568 B2 JPH0761568 B2 JP H0761568B2
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    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
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    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
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    • B23H2300/20—Relaxation circuit power supplies for supplying the machining current, e.g. capacitor or inductance energy storage circuits

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放電加工装置の波形制御装置に関するもので
ある。
［従来の技術］ 放電加工装置の波形制御装置は、所望の電流ピーク値IP
を持つ制御されたパルス状の電流波形を、設定されたON
−OFF時間に従って、電極と被加工物間の極間に供給し
放電を生じさせ、これによって被加工物を所望の形状に
加工するものである。
第24図は例えば特開昭49−43297号、実公昭57−33950号
公報により知られている従来の波形制御装置の回路図で
ある。図において、１は電極、２は電極１により加工さ
れる被加工物、B1は電圧E1（Ｖ）の直流電源、B2は電圧
E2（Ｖ）の補助電源、L1は磁気エネルギ貯蔵体を構成す
るチョークインダクションコイル、S1はコイルL1に流れ
る電流を所望の値に制御するラインブレーカ,S2は図示
しないパルス発生器によりON−OFF制御されるラインブ
レーカ、D1及びD2はダイオードである。
上記回路によるラインブレーカS1,S2のON−OFFタイミン
グ及びコイルL1に流れる電流iL1の波形は第25図、第26
図に示されており、第25図は仕上げ加工の場合に対応
し、第26図は荒加工の場合に対応する。また、ラインブ
レーカS1,S2の導通状態はＩで、非導通状態は０で示し
ている。
かかる回路構成においては、コイルL1は電極１とライン
ブレーカS1に直列に接続されているため、コイルL1はエ
ネルギ貯蔵装置として働く。このコイルL1における電流
変化は、ラインブレーカS1がONのとき、コイルL1の電流
はラインブレーカS2がONしている間、実質的に増加し、
一方ラインブレーカS2がOFFしている間、実質的に一定
に維持される。ラインブレーカS1がOFFのときは、コイ
ルL1の電流はラインブレーカS2のONまたはOFFのいずれ
の場合においても減少する。従来例のよいに、放電電流
の制限素子としてコイルを使用した回路の場合、電流制
限素子に抵抗を使用する回路方式に比べて、抵抗で消費
するエネルギ分だけ省エネルギ化がはかれるという特長
がある。
しかしながら、上記回路では、ラインブレーカS2をOFF
にしたとき、電極1,被加工物２に接続している配線のイ
ダクタンスL3により高電圧が発生し、ラインブレーカS2
をMOSFET（電界効果トランジスタ）やその他のトランジ
スタ等のスイッチング素子で構成した場合、該素子の耐
電圧破壊を起こす可能性があり、信頼性を低下させると
いった問題がある。
第27図は上記回路におけるラインブレーカに代えて、ト
ランジスタによるスイッチング素子TR1,TR2を使用した
従来の回路構成例である。スイッチング素子TR2は発振
制御回路３によりON−OFF制御されるようになってい
る。
また、第28図は極間電圧、放電電流及びスイッチング素
子TR1,TR2のON−OFFタイミング、並びにコイルL1を流れ
る電流波形を示したものである。ここで説明する放電電
流波形例は電極の低消耗特性に効果のあるスロープコン
トロール方式と呼ばれるもので、基底電流IB値と呼ばれ
る値まで急峻に電流を上げ、その後決められた増加率で
電流を電流ピーク値IPまで増加させていく波形制御方式
の場合である。すなわち、 期間t1では、スイッチング素子TR1はコイルL1を流れる
電流がIB値となるようON−OFF制御している。
期間t2は補助電源B2,スイッチング素子TR1,コイルL1,ダ
イオードD1の経路を電流が増加し流れる。その増加率は
コイルL1のインダクタンスをＬ（μＨ）とすると、 で表わされる。
期間t3は直流電源B1,ダイオードD2,コイルL1,ダイオー
ドD1の経路を電流が減少し流れる。その減少率は で表わされる。
時刻t4でスイッチング素子TR2がONし、極間に無負荷電
圧（E1）（Ｖ）が印加される。
時刻t5で極間に放電が生じると、期間t6では直流電源
B1,補助電源B2,スイッチング素子TR1,コイルL1,電極1,
被加工物2,スイッチング素子TR2の経路を電流が増加し
て流れる。その増加率は放電アーク電圧をVarcとする
と、 となる。
期間t7でスイッチング素子TR1がOFFすると、ダイオード
D2,コイルL1,電極1,被加工物2,スイッチング素子TR2の
経路を電流が減少し流れる。その減少率は となる。
時刻t8でスイッチング素子TR1,TR2が共にOFFすると、期
間t9の間、放電電流は遮断され、コイルL1を流れていた
電流ILは直流電源B1,ダイオードD2,コイルL1,ダイオー
ドD1の経路をIB（Ａ）となるまで減少しながら流れる。
その減少率は となる。
したがって、ILがIPからIBとなるまでの時間Ｔは となる。
ところが、第28図に示したようにIB≦IP（IB≧０）なる
IB値が存在し、ある増加率で電流を増加させていくよう
なスロープコントロール方式の波形制御を行う場合、無
負荷の印加タイミングはIL＝IBの条件が必要となる。そ
のため、第27図の回路では、放電電流の休止時間を上記
（６）式のＴより小さくすることができないという問題
がある。時間Ｔを小さくするには抵抗を期間t9の間、経
路中に挿入してエネルギを熱に変換させれば良いが、そ
れでは前述の省エネルギの特長が失われる。
［発明が解決しようとする課題］ したがって、本発明の目的は、第１に、トランジスタTR
2に対する高電圧の発生を防ぎ、基底電流IBの立ち上が
りが速く、遮断電流の減少時間が短いなど波形制御方式
に適した回路を提供することにある。
第２に、休止時間や電流リップル率の制限を最小限にし
て省エネルギ化を達成できる回路を提供することにあ
る。
第３に、電流容量の小さい補助電源B2の使用を可能にし
て安価にできる回路を提供することにある。
本発明のその他の目的は、以下に説明する実施例及び図
面により明らかにされる。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る放電加工装置の波形制御装置は、 第１の手段として、第１の直流電源に並列に接続され
た、第１のスイッチング素子と第１のダイオードを含む
第１の直列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源の少なくとも一方に接続された、第
２の直流電源と第２のダイオードと第２のスイッチング
素子を含む第２の直列体と、 前記第２の直流電源と第２のダイオードとの間の接続点
と、前記リアクトルの一方の端子との間に設けられた第
３のスイッチング素子と、 前記第１の直流電源と前記リアクトルの他方の端子との
間を接続する第３のダイオードと、を含み、 前記リアクトルと電極及び被加工物と前記第２のスイッ
チング素子が直列になるように接続した回路より成る。
第２の手段は、第１の直流電源に並列に接続された、第
１のスイッチング素子と第１のダイオードを含む第１の
直列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源に並列に接続された、第２のダイオ
ードと第２のスイッチング素子を含む第２の直列体と、 前記リアクトルに並列に接続された、第３のスイッチン
グ素子と第４のダイオードと第２の直流電源の直列体及
び、前記第４のダイオードと第２の直流電源の接続点と
前記第１の直流電源との間に接続された第３のダイオー
ドと、を含み、 前記リアクトルと電極及び被加工物と前記第２のスイッ
チング素子が直列になるように接続した回路より成る。
第３の手段は、第１の直流電源に並列に接続された、第
１のスイッチング素子と第１のダイオードを含む第１の
直列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源の少なくとも一方に接続された、第
２の直流電源と第２のダイオードと第２のスイッチング
素子を含む第２の直列体と、 前記第１の直流電源に並列に接続された、第３のダイオ
ードと第３のスイッチング素子を含む第３の直列体と、 前記リアクトルの他方の端子を前記第３の直列体の第３
のスイッチング素子と第３のダイオードとの間の接続点
に接続し、 前記第３の直列体の第３のスイッチング素子と第３のダ
イオードの接続点に接続した第５のダイオードを含み、 前記第５のダイオードと電極及び被加工物と前記第２の
スイッチング素子が直列になるように接続した回路より
成る。
また、本発明においては、以上の第１〜第３の手段によ
る各々の回路において、複数の回路を持つように構成さ
れる。
さらにまた、前記の各回路における単一のリアクトルを
容量可変型とし、放電のピーク電流値に応じてインダク
タンス値を変更制御するようにする。また、複数のリア
クトルを用いた場合には、これらのインダクタンス値を
等しく、１回路ずつサイクル動作させる。
［作 用］ 第１の回路においては、電極及び被加工物との配線のイ
ンダクタンスによる高電圧は、第２の直列体のダイオー
ドD20と第２の直流電源B20,第３のダイオードD30を経由
して第１の直流電源B10の方へ流れるので、トランジス
タによるスイッチング素子TR2に上記高電圧がかかるこ
とはない。また放電の発生していない定常時において、
スイッチング素子TR3をスイッチングさせることにより
第２の直流電源の電圧をリアクトルL2に加え、リアクト
ルL2に流れる電流（基底電流IB）を一定に保っている。
したがって、放電の開始と同時にスイッチング素子TR3
をOFFし、スイッチング素子TR1をスイッチングさせるこ
とにより、リアクトルL2に流れていた基底電流IBは急瞬
に立ち上がる。
放電期間が過ぎるとスイッチング素子TR2がOFFすること
により、ピーク電流IPはリアクトルL2,第３のダイオー
ドD30を経由して第１の直流電源の方へ還流するので、
急速に減少する。休止期間では再びリアクトルL2の電流
は基底電流IBに維持される。
第2,第３の回路においてもほぼ上記と同様の動作を行
う。ただし、第２の回路では無負荷電圧が第１の直流電
源の電圧V10から第２の直流電源の電圧V20を引いた値V
12＝V10−V20となり、第１の回路の場合よりも無負荷電
圧を低くすることができる。
第３の回路では、第２の直流電源に流れる電流が遮断電
流のみとなり、第1,第２の回路のものよりも第２の直流
電源の電流容量は小さくて済む。
次に、リアクトルL2のインダクタンスを変更制御可能な
構成とすると、許容インダクタンス値は後述の（11）式
で与えられる領域内であり、IP値に応じて変更可能なた
め、IP値の広い領域において休止時間や電流リップル率
の制限を最小限にして省エネルギ化を達成することがで
きる。
また、複数のインダクタンス値の等しいリアクトルを有
する複数の回路構成とすると、１回路ずつサイクル動作
させることにより、休止時間の短い、電流リップル率の
小さい放電電流波形が得られる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図により説明する。第１図は本
発明の第１実施例を示す回路図である。図中のスイッチ
ング素子はMOSFETを用いた場合であるが、他の半導体ス
イッチのような電気スイッチを用いた場合でも同様に考
えられる。
第１図において、第１の直流電源B10には、スイッチン
グ素子TR1とダイオードD10を含む第１の直列体10を並列
に接続する。また、第２の直流電源B20と、ダイオードD
20と、スイッチング素子TR2を含む第２の直列体12を第
１の直流電源B10に並列に接続する。
次に、第２の直列体12の第２の直流電源B20とダイオー
ドD20間の接続点14と、第１の直列体10のスイッチング
素子TR1とダイオードD10間の接続点15との間に第３のス
イッチング素子TR3を接続する。
さらに、電極１と接続点15との間に出力端子20を介して
リアクトルL2を接続し、ダイオードD20とスイッチング
素子TR2間の接続点16と被加工物２との間を出力端子21
を介して接続し、極間に加工電流を供給する。
第３のダイオードD30はリアクトルL2と電極１間の接続
点17、つまりリアクトルL2の出力端子20側と、第１の直
流電源B10と第２の直流電源B20間の接続点18との間に接
続する。
図中、100及び101はそれぞれ電極1,被加工物２との配線
によるインダクタンスである。
第１の直流電源B10の電圧は60〜150V程度に選び、第２
の直流電源B20の電圧は５〜30V程度に選ぶ。
第２図（ａ）は本発明の波形制御装置が出力しようとす
る代表的な電流波形を示したものである。この場合、基
底電流IBはピーク電流IPの1/3程度に選ばれ、できるだ
け瞬時に立ち上がることが要求される。スロープ電流の
角度θは電流を一定の速さで増加させる増加率である。
単一の放電は放電期間T1,休止期間T2で表す。
第２図（ｂ）は実際の出力電流（放電電流）波形を示し
ており、第２図（ｃ）はリアクトルL2の電流波形を示し
ている。同図の22は基底電流IBを示している。
第２図（ｄ）は極間電圧の印加タイミングを、第２図
（ｅ），（ｆ），（ｇ）はそれぞれスイッチング素子TR
1,TR2,TR3のスイッチングのタイミングを示している。
第１図の回路において、放電が発生していない定常時に
おいては、スイッチング素子TR3がスイッチングをして
おり、一方スイッチング素子TR1,TR2はOFFとなってい
る。したがって、スイッチング素子TR3がONしていると
きは、基底電流IBがリアクトルL2,ダイオードD30,第２
の直流電源B20,スイッチング素子TR3の経路を通り、ス
イッチング素子TR3がOFFのときはリアクトルL2,ダイオ
ードD30,第１の直流電源B10,ダイオードD10の経路を通
り、リアクトルL2に流れる電流を一定に保っている。
第２図（ｇ）の時刻t11においてスイッチング素子TR2が
ONすると、同図（ｄ）に示すように出力端子20,21間
に、すなわち電極１と被加工物２の間に電圧がかかる。
この電圧は第１の直流電源B10の電圧V10になる。この電
圧を無負荷電圧といい、この時点では放電は発生してい
ない。
次に、時刻t12において放電が発生すると、まずスイッ
チング素子TR3をOFFにし、スイッチング素子TR1をスイ
ッチングさせる。このスイッチングの状態は第２図
（ｅ）に、またこのときの出力電流は第２図（ｂ）に示
したとおりである。
ここにおいて電極１と被加工物２との間の極間電圧は無
負荷電圧V10から25〜4V程度の放電電圧V11となり、ダイ
オードD30に流れていた基底電流IBは出力端子20を通り
電極１の方に流れる。
基底電流IBはリアクトルL2に既に電流が流れているため
第２図（ｂ）の23のように急瞬に立ち上がる。スロープ
電流は同図の24のようにスイッチングを繰り返して上昇
し、ピーク電流IPに達すると一定の電流25を保つように
スイッチング素子TR1がスイッチングを行う。
放電期間T1が過ぎると、スイッチング素子TR2は第２図
（ｇ）の時刻t13においてOFFとなる。
出力端子20,21と、電極1,被加工物２との間の配線のイ
ンダクタンス100,101により、電極１に流れていた電流
がダイオードD20,第２の直流電源B20,ダイオードD30を
流れ、第２図（ｂ）の26のように急速に減少する。
この電流を遮断電流と呼ぶ。このときダイオードD30で
は第２図（ｃ）の27のように電流が順方向に流れており
導通の状態にあるので、上記遮断電流27はダイオードD
30を逆方向に流れることができる。
したがって、スイッチング素子TR2にかかるサージ電圧
は第１の直流電源B10の電圧V10と、第２の直流電源B20
の電圧V20の和にクランプされので、高電圧は発生しな
い。
リアクトルL2の電流は、期間T3（時刻t13から時刻t14の
間）においてスイッチング素子TR1,TR2,TR3はすべてOFF
となり、第２図（ｃ）の27で示すように減少する。これ
は、第１図においてスイッチング素子TR2がOFFすること
によりピーク電流IPがリアクトルL2とダイオードD30,第
１の直流電源B10,ダイオードD10を電流が通り還流する
ことにより速やかに減少する。
このピーク電流IPが基底電流IBまで減少したとき、第２
図（ｇ）の時刻t14においてスイッチング素子TR3がスイ
ッチングを行い、リアクトルL2の電流を基底電流IRに維
持する。
以上のようなスイッチングのタイミングにより放電加工
の電流波形を制御し、電極１の消耗の少ない、加工速度
の速い最適の放電電流を出力することができる。
次に、第３図は第１図のスイッチング素子TR1,TR2,TR3
とダイオードD10,D20,D30及び第２の直流電源B20の位置
を変更した変形例であり、第１図の回路と同等の動作を
する。
第４図は第１図のスイッチング素子にＰチャンネルMOSF
ETを使用した他の変形例であり、第１の直流電源B10,第
２の直流電源B20の極性を反転させて接続することによ
り、第１図の回路と同等の動作をする。
第５図は第１図の回路を第２回路持つ更に他の変形例を
示すもので、この場合、スイッチング素子TR11とダイオ
ードD11の直列体10Aと、スイッチング素子TR12とダイオ
ードD12の直列体10Bの２つの直列体を第１の直流電源B
10に並列に接続し、各々の直列体10A,10Bに対してスイ
ッチング素子TR31とリアクトルL2A,スイッチング素子TR
32とリアクトルL2Bを並列に接続したものである。この
ような２回路A,Bを持つ構成とすることにより、それぞ
れ独立して、または同時にスイッチングさせることがで
き、第１図の回路に比べて次のような利点を有する。
すなわち、第２図（ｃ）に示した還流電流27の減少時間
が長いときは次の放電までに基底電流IBに減少しない場
合が発生するが、上記回路A,Bを交互にスイッチングさ
せることにより減少時間を十分に長くすることができ、
リアクトルのインダクタンスが大きいとき、あるいは第
２図（ａ）の休止時間T2が短いときに有効である。
また、リアクトルのインダクタンスをそれぞれ異なるも
のにすると、回路Ａでは第１図の回路と同等の動作を行
い、ピーク電流IPが大きいときに動作し、また例えばリ
アクトルL2BをリアクトルL2Aに比べて大きなインダクタ
ンスにすると、回路Ｂでは小さな出力電流においてもリ
ップルの少ない安定な出力電流を供給することができ
る。ここでは２回路の場合を示したが、複数の回路であ
っても上記と同等の効果を奏する。
次に、第６図は本発明の第２実施例を示す回路図であ
る。この第２実施例では、第１図の回路と異なる点は、
第２の直列体12AがダイオードD20とスイッチング素子TR
2を含むもののみからなり、第２の直流電源B20が第３の
ダイオードD30と直列に接続されている。さらに、第２
の直流電源B20とダイオードD30との間の接続点14と、第
１の直列体10のスイッチング素子TR1とダイオードD10間
の接続点15との間にスイッチング素子TR3と第４のダイ
オードD40を直列に接続している。その他の構成は第１
図と同様である。
第７図（ａ）〜（ｇ）は第２実施例の回路におけるタイ
ミングチャートであり、第２図と同様のものである。た
だし、この場合、無負荷電圧V12が第１の直流電源B10の
電圧V10から第２の直流電源B20の電圧V20を引いた値、
すなわちV12＝V10−V20となる点で異なるのみである。
このように無負荷電圧V12を第１図の回路に比べて低く
することができるので、極間の間隙をより微小に制御で
き加工精度の向上をはかることができる。
第２実施例においても、放電が発生していない定常時に
おいては、スイッチング素子TR3がスイッチングをして
おり、一方スイッチング素子TR1,TR2はOFFとなってい
る。したがって、スイッチング素子TR3がONとしている
ときは、基底電流IBがリアクトルL2,第２の直流電源
B20,ダイオードD40,スイッチング素子TR3の経路を通
り、スイッチング素子TR3がOFFのときはリアクトルL2,
ダイオードD30,第１の直流電源B10,ダイオードD10の経
路を通り、リアクトルL2に流れる電流を一定に保ってい
る。
放電が発生すると、スイッチング素子TR3がOFFし、スイ
ッチング素子TR1がスイッチングを行うので、電極１と
被加工物２間の極間電圧は無負荷電圧V12から25〜40V程
度の放電電圧V11となり、第２の直流電源BDGを流れてい
た基底電流IBは出力端子20を通り電極１の方向に流れ
る。
基底電流IBはリアクトルL2に既に電流が流れているた
め、第７図（ｂ）の23のように急瞬に立ち上がり、スロ
ープ電流24はスイッチングを繰り返して上昇し、ピーク
電流IPに達するとスイッチングにより一定の電流25に維
持される。
放電期間T2が過ぎると、スイッチング素子TR2はOFFにな
り、配線のインダクタンス100,101により電極１に流れ
ていた電流はダイオードD20,ダイオードD30,第２の直流
電源B20を流れ第７図（ｂ）の26のように減少する。こ
の遮断電流は、ダイオードD30が第７図（ｃ）の電流27
が順方向に流れ導通状態にあるので、ダイオードD30を
逆方向に流れることができる。したがって、スイッチン
グ素子TR2にかかるサージ電圧は第１の直流電源B10の電
圧V10にクランプされ、高電圧は発生しない。
ピーク電流IPはスイッチング素子TR2のOFFによりリアク
トルL2,第２の直流電源B20,ダイオードD30,第１の直流
電源B10,ダイオードD10を電流が通り還流することによ
り速やかに減少する。このピーク電流IPが基底電流IBま
で減少したときはスイッチング素子TR3が再びスイッチ
ングを行い、リアクトルL2の電流を基底電流IBに維持す
るのは第１図の場合と同様である。
次に、第８図〜第10図は第２実施例の変形例であり、そ
れぞれ第３図〜第５図に準じたものである。
第11図は第３の直流電源B30に還流電流のみが流れ、第
２の直流電源B20には遮断電流が流れるようにしたもの
で、第６図の回路と同等の動作をする。
次に、第12図は本発明の第３実施例を示す回路図であ
る。この第３実施例では、第１図の回路と異なる点は、
第1,第２の直列体10,12の他に、ダイオードD30とスイッ
チング素子TR3を含む第３の直列体13を第１の直流電源B
10に並列に接続する。そして、リアクトルL2は接続点15
と、第３の直列体13のダイオードD30とスイッチング素
子TR3間の接続点19との間に接続し、その接続点19と接
続点16との間に第５のダイオードD50を接続したもので
ある。その他の構成は第１図と同様である。
ダイオードD50はスイッチング素子TR3がONしたとき、電
極１と被加工物２間の電圧が下がらないようにするため
のものである。
第13図（ａ）〜（ｇ）は第３実施例の回路におけるタイ
ミングチャートであり、スイッチング素子TR1のスイッ
チングのタイミングが異なるほかは第２図と同様であ
る。
第３実施例においても、第1,第２実施例と同様の動作を
行う。ただし、第２の直流電源B20に流れる電流は遮断
電流のみであり、電流容量はピーク電流IPに比べてはる
かに小さくなり、したがって第２の直流電源B20の電流
容量が小さくて済む。
また、第14図〜第16図は第３実施例の変形例であり、そ
れぞれ第３図〜第５図に準じたものである。
以上の実施例においては、放電電流制限素子としてのリ
アクトルL2は容量不変型の場合で示した。そこで次に、
前記（６）式で与えられる電流減少時間Ｔにより決めら
れる許容休止最小時間Tminを小さくするために、容量可
変型のリアクトルを使用する場合について説明する。
第17図はこの第４実施例を示す回路図である。この回路
は以上の各実施例の回路と異なるが、その考え方は同様
に適用できるものであるので、簡単のため第27図の回路
と同様の回路で説明する。
第17図において、L3は容量可変インダクタンス値を持つ
リアクトルである。７はそのインダクタンス値の変更制
御装置である。
この容量可変インダクタンス値Ｌは、許容電流リップル
値ΔＩと許容休止最小時間Tminにより決められる。スイ
ッチング素子TR1の最小ON時間をΔＴとすると、（３）
式より許容最小電流リップル値は となり、Ｌが大きいほどΔＩは小さくなることがわか
る。
また、許容休止最小時間Tminは（６）式よりＬが小さい
ほど小さくできることがわかる。以下に許容可能なイン
ダクタンスの値を示す。
許容リップル率ΔI/IP＝Ｒとすると、ΔＩ＝IP×Ｒであ
るから、許容リップルから許容されるインダクタンスの
値Ｌは 許容休止最小時間をTminとすると、許容されるインダク
タンスの値Ｌは（６）式より ここで、IB＝ｋ×IP（ｋは比例定数ｋ＜１）とおくと、
上式は となる。
したがって、（８）式及び（10）式よりインダクタンス
値Ｌは次のような関係となる。
第18図に（11）式により示される領域を示す。斜線部８
が許容インダクタンス領域である。この（11）式のＲ及
びTminはそれぞれIP値に応じて変更することが可能であ
る。例えば、IP値の大きな領域ではIP値の小さな領域よ
り大きくても問題はない。
第19図は許容可変型リアクトルL3と変更制御装置７の実
施例を示す構成図である。図において、31は摺動接触子
32の位置によりインダクタンス値が変更設定されるコイ
ル、33は摺動接触子32を駆動するパルスモータである。
パルスモータ33への指令は、まず、各IP値に対応したイ
ンダクタンス値に相当するパルス数のデータテーブルを
記憶したROM等のメモリ34から指令パルス数が比較器35
へ送られる。比較器35はカウンタ36の値と指令とを比較
し、パルスモータ33の回転方向を決定し、UP/DOWN信号
をパルスモータドライバ37とカウンタ36へ送る。また、
比較器35はカウンタ36の値と指令との差をとり、移動す
るパルス数を発振器38へ指令し、発振器38は指令された
パルス数をパルスモータドライバ37へ送り、このドライ
バ37によりパルスモータ33は指令された位置へ摺動接触
子32を位置決めし所望のインダクタンス値を得ることが
できる。指令パルスはカウンタ36へも送られ、カウンタ
36は現在値を記憶する。
なお、この実施例では容量可変型の場合で説明したが、
複数個の異なるインダクタンス値を持つコイルを切換制
御するようにしても良い。
次に、第20図は本発明の第５実施例を示す回路図で、第
４実施例のようにインダクタンス値を変更制御するので
はなく、等しいインダクタンス値を持つリアクトルを用
いて複数の回路に構成したものである。なお、第５図、
第10図、第16図の回路は複数のインダクタンスを有する
場合であるが、インダクタンス値が同一の場合にはこの
第５実施例の考え方を適用できるものである。
第20図は２回路の場合で示してあり、それぞれの回路の
構成要素には添字ＡとＢを付して同一の機能を果たすこ
とを表している。なお、回路のまわり込みを防止するた
め、スイッチング素子TR2A,TR2Bの挿入位置が第４実施
例の場合と異なっている。
第５実施例においては、１回路のみを考えたときの動作
は第27図の場合と同等である。
第21図は第５実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。第21図のように、この回路は２回路が交互に動作
するため、個々の回路にとって休止時間が｛OFFタイム
×２＋ONタイム＋無負荷時間｝分とることができるた
め、（６）式よりインダクタンス値Ｌを約３倍程度大き
くできた場合、（７）式より電流リップルΔＩを約1/3
程度に小さくすることが可能となる。また、第22図に示
すように、第18図におけるTminの禁止領域を上方に上
げ、１つの値のL0でインダクタンス値を変更する必要を
無くすることが可能となる。
次に、第23図によりスイッチング素子TR2A,TR2Bと発振
制御回路３について説明する。
41は原発振器で、ON−OFFタイムの発振パルスを生成
し、各ANDゲート42とゲートセレクタ43へ送る。ゲート
セレクタ43は原発振器41より送られてきたパルスに起動
され、サイクリックに各ゲートを有効にする信号を送出
する。各ゲートは有効信号と発振パルスのAND条件成立
にて各TR2A,TR2B,…,TR2Nを駆動する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
得られる。
（１）電極及び被加工物に対する配線のインダクタンス
100,101による高電圧を第２直列体を経由して第１の直
流電源電圧にクランプすることにより、高電圧の発生を
防止することができる。
（２）スイッチング素子TR3により第２の直流電源また
は第１の直流電源の電圧をリアクトルL2に加え、リアク
トルL2に定常電流を流すように構成したので、基底電流
の立ち上がりが速く、遮断電流の減少時間の短い放電電
流波形が得られる。
（３）第２の直流電源に流れる電流は還流電流である基
底電流か、もしくは遮断電流のみであり、その電流容量
はピーク電流の1/3以下に小さくてもよいので、電流容
量の小さい電源の使用が可能となり、安価にできる。
（４）以上により信頼性が高く高精度の放電加工が実現
できる。
（５）また、放電電流制限素子として容量可変型のリア
クトルを用いると、ピーク電流値の広い領域において休
止時間や電流リップル率の制限を最小限にして省エネル
ギ化を達成することができる。
（６）また、インダクタンス値を等しくした複数回路を
１回路ずつサイクル動作させる場合は、インダクタンス
の変更制御が不要で、電流リップル率の小さい、安定で
再現性があり最小休止時間の短い電流パルスが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図
（ａ）〜（ｇ）は第１図の回路の電流波形及びスイッチ
ング素子のタイミング等を説明するためのタイミングチ
ャート、第３図〜第５図は第１実施例の変形例を示す回
路図、第６図は本発明の第２実施例を示す回路図、第７
図（ａ）〜（ｇ）は第６図の回路の電流波形及びスイッ
チング素子のタイミング等を説明するためのタイミング
チャート、第８図〜第11図は第２実施例の変形例を示す
回路図、第12図は本発明の第３実施例を示す回路図、第
13図（ａ）〜（ｇ）は第12図の回路の電流波形及びスイ
ッチング素子のタイミング等を説明するためのタイミン
グチャート、第14図〜第16図は第３実施例の変形例を示
す回路図、第17図は本発明の第４実施例を示す回路図、
第18図は許容インダクタンス値の領域図、第19図はイン
ダクタンス値変更制御回路の一実施例を示す構成図、第
20図は本発明の第５実施例を示す回路図、第21図は第５
実施例の動作を示すタイミングチャート、第22図は許容
インダクタンス値の領域図、第23図は第５実施例の発振
制御回路の構成図、第24図は従来の波形制御回路図、第
25図及び第26図は第24図の回路におけるタイミングチャ
ート、第27図は従来の他の例を示す回路図、第28図は第
27図の回路におけるタイミングチャートである。 １……電極 ２……被加工物 ３……発振制御回路 ７……インダクタンス値変更制御装置 10,10A,10B……第１の直列体 12,12A……第２の直列体 13……第３の直列体 14〜19……接続点 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の直流電源に並列に接続された、第１
    のスイッチング素子と第１のダイオードを含む第１の直
    列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
    イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
    トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源の少なくとも一方に接続された、第
    ２の直流電源と第２のダイオードと第２のスイッチング
    素子を含む第２の直列体と、 前記第２の直流電源と第２のダイオードとの間の接続点
    と、前記リアクトルの一方の端子との間に設けられた第
    ３のスイッチング素子と、 前記第１の直流電源と前記リアクトルの他方の端子との
    間を接続する第３のダイオードと、を含み、 前記リアクトルと電極及び被加工物と前記第２のスイッ
    チング素子が直列になるように接続したことを特徴とす
    る放電加工装置の波形制御装置。
  2. 【請求項２】前記第１の直列体が複数の直列体を含み、
    該直列体と同数の前記リアクトル及び第３のスイッチン
    グ素子を含むことを特徴とする請求項１記載の放電加工
    装置の波形制御装置。
  3. 【請求項３】第１の直流電源に並列に接続された、第１
    のスイッチング素子と第１のダイオードを含む第１の直
    列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
    イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
    トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源に並列に接続された、第２のダイオ
    ードと第２のスイッチング素子を含む第２の直列体と、 前記リアクトルに並列に接続された、第３のスイッチン
    グ素子と第４のダイオードと第２の直流電源の直列体及
    び、前記第４のダイオードと第２の直流電源の接続点と
    前記第１の直流電源との間に接続された第３のダイオー
    ドと、を含み、 前記リアクトルと電極及び被加工物と前記第２のスイッ
    チング素子が直列になるように接続したことを特徴とす
    る放電加工装置の波形制御装置。
  4. 【請求項４】前記第１の直列体が複数の直列体を含み、
    該直列体と同数の前記リアクトル、第３のスイッチング
    素子及び第４のダイオードを含むことを特徴とする請求
    項３記載の放電加工装置の波形制御装置。
  5. 【請求項５】第１の直流電源に並列に接続された、第１
    のスイッチング素子と第１のダイオードを含む第１の直
    列体と、 前記第１の直列体の第１のスイッチング素子と第１のダ
    イオードとの間の接続点に一方の端子を接続したリアク
    トルとからなる部分と、 前記第１の直流電源の少なくとも一方に接続された、第
    ２の直流電源と第２のダイオードと第２のスイッチング
    素子を含む第２の直列体と、 前記第１の直流電源に並列に接続された、第３のダイオ
    ードと第３のスイッチング素子を含む第３の直列体と、 前記リアクトルの他方の端子を前記第３の直列体の第３
    のスイッチング素子と第３のダイオードとの間の接続点
    に接続し、 前記第３の直列体の第３のスイッチング素子と第３のダ
    イオードの接続点に接続した第５のダイオードを含み、 前記第５のダイオードと電極及び被加工物と前記第２の
    スイッチング素子が直列になるように接続したことを特
    徴とする放電加工装置の波形制御装置。
  6. 【請求項６】前記第１の直列体及び第３の直列体が各々
    同一複数の直列体を含み、該複数の直列体と同数の前記
    リアクトル及び第５のダイオードを含むことを特徴とす
    る請求項５記載の放電加工装置の波形制御装置。
  7. 【請求項７】前記リアクトルを容量可変型とし、そのイ
    ンダクタンス値を放電電流ピーク値に応じて変更制御す
    ることを特徴とする請求項１もしくは３または５記載の
    放電加工装置の波形制御装置。
  8. 【請求項８】前記複数のリアクトルが同一のインダクタ
    ンス値を有し、１回路ずつサイクル動作させることを特
    徴とする請求項２もしくは４または６記載の放電加工装
    置の波形制御装置。
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