JPH08106U

JPH08106U - 放電加工機ワイヤガイド

Info

Publication number: JPH08106U
Application number: JP004492U
Authority: JP
Inventors: ローレンス・ダブリユー・コービン; チヤールズ・カーソン; ジユール・リン・フレンチ; ドワイト・ピー・ビーベリツチ; ドナルド・イー・ビーベリツチ
Original assignee: フオート・ウエイン・ワイヤ・ダイ・インコーポレーテツド
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 1996-01-23
Anticipated expiration: 2001-04-17
Also published as: EP0460028A1; EP0460028B1; EP0460028A4; DE69008714D1; AU5154290A; DE69008714T2; JP2566306Y2; WO1990009855A1; CA2046629A1; US5073690A; CA2046629C; ES2054343T3; JPH04504084A

Abstract

(57)【要約】【目的】ガイド部材の侵食を防止する。【構成】ガイド手段を支持するニブであって、２つの
通路を有し、通路の各々は、それぞれのガイド手段ワイ
ヤ穴開口を通してガイド手段ワイヤ穴と連通しているニ
ブと、ニブが取り付けられているワイヤガイド本体と、
ワイヤとガイド本体間に電流が流れるのを防止するため
のニブの通路の少なくとも１つにおける非伝導性材料の
コーテイングとを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、移動性ワイヤ電極を有する放電加工（ＥＤＭ）装置の技術分野に関する。更に詳しくは、本考案は、移動性ワイヤ電極を被加工物（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）に対して正確に位置付けるため及び被加工物において所望形状を切断するために使用するＥＤＭワイヤガイドに関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】

ワイヤ電極を使用するＥＤＭ装置は、金属の如き種々の導電性材料上に正確な切り目を作るのに及び金属又は被加工物を所定の所望の形状に切断するのに、現在では良く使用されている。一般に、ワイヤ電極は、２つの回転スプール間で移動させられ、そしてワイヤが通って移動する一対のワイヤガイドが、切断されるべき被加工物に対して正しい位置において、ワイヤを正確に位置付けるか又は案内するのに使用される。ワイヤ及び被加工物は、異なる電位におかれ、ワイヤと被加工物間で移動する制御された電気火花は、被加工物の侵食を引き起こしそして被加工物を所望の形状に切断させる。

【０００３】ワイヤガイドの位置は、それぞれの上腕及び下腕にワイヤガイドを取り付け、該腕を、従ってワイヤガイドを所定の所望の方向において選択的に動かすことにより制御される。ワイヤガイドは、ガイド組立体を冷却しそして被加工物をフラッシングするための、以後集約的にＥＤＭ液と呼ぶ、脱イオン水、石油ベースの液体、添加剤及び他の液体を有する水の如きＥＤＭ電解質又は誘電体でワイヤガイドをフラッシングするようになっている全体のガイド組立体の一部であることも極めて多い。

【０００４】例えば、ハウグ（Ｈａｕｇ）等、米国特許第４，２５０，３７１号に開示されているような古いワイヤガイドは、被加工物に対してワイヤ電極を位置付けるための溝付きガイドを使用している。更に、この溝付きガイドは、サファイフの如き非伝導性材料から構成された。この溝付きガイドの欠点は、それらが本質的に一方向性であるということである。

【０００５】他のワイヤ電極ガイドは、ワイヤを案内するための、ワイヤ電極より僅かに大きい穴又は孔を使用し、従って多方向性である。１つのこのようなワイヤガイドの例は、イチカワの米国特許第４，６１３，７４０号に開示されている。この多方向性ワイヤガイドの耐摩耗性は、円筒形穴を有しそして焼結した金属に取り付けられたダイアモンドガイド部材を使用することにより増加する。更に、イチカワ、米国特許第４，６１３，７４０号に開示された如き非伝導性キャップは、ガイドのチップで、被加工物に面して使用されて、その点でのワイヤガイドに対する電気的腐食を防止するようになっている。

【０００６】しかしながら、従来の多方向性ワイヤガイドは、相当な短所と欠点を有する。最も重要なことは、一般に短い期間にわたって、ダイアモンドガイド部材のまわりのマウントが劣化し及び／又はガイド部材がそのマウントが緩くなるか又は外れ、それによりガイドがワイヤ電極の正確な位置付け又は案内することができなくなり、従って役にたたないということが見いだされた。マウントの劣化は、棚状の突起又は粗い区域も造りだし、かくして自動又は手動で通すのを困難とするか又は時間のかかるものとする。その理由は、ワイヤがこの形成された棚状突起又は粗い区域に捕捉されるからである。ダイアモンドガイド部材は、ダイアモンドガイド穴内でのワイヤ電極の摩擦に関して耐摩耗性であるけれども、ガイドの寿命は、ダイアモンドガイド部材がそのマウントから緩くなるか又は外れるということから実質的に減少する。更に、非伝導性キャップを使用するワイヤガイドも又この問題を受け、そして製造するのにより困難で、時間がかかりそしてコスト高となる。

【０００７】従って、安価に製造され、実質的に耐摩耗性であり、長持ちし、更にマウントが劣化せず、ガイド部材が使用中にそのマウントから外れないような多方向性電極ワイヤガイドに対する要求がある。

【０００８】本考案の主たる目的は、先行技術の多方向性ワイヤ電極ガイドに伴う上記の欠点を克服することである。

【０００９】本考案は、部分的には、マウント劣化及びガイド部材外れの原因を認識しそして確かめることにより思い付いたものである。一般に、マウント劣化及びガイド部材外れを引き起こす種々の機構のいくつかは、実際の火花侵食又は熱的機械加工、電気メッキとしても知られている電着及び電解腐食及びガルバニック腐食としても知られている電気化学的腐食であることが決定された。ＥＤＭ装置の操作、ガイド組立体のタイプ等に依存して、１種又は１種より多くのこれらの機構が同時に作用するか又は１つの機構の作用の後に他の機構が作用して、ダイアモンドガイド部材の付近の金属マウント及び／又はガイド部材自身を侵食し、かくして外れを引き起こす可能性がある。

【００１０】更に特定的には、或る場合には、ガイド部材マウント及び場合によりガイド部材それ自体が電食されてガイド部材の外れを引き起こすことが見いだされた。この電食は、被加工物が角で切断されているとき及びワイヤ電極がガイド部材の円筒形穴の軸線に対して角度をなしてワイヤガイドを出入りするときに、より頻繁に起こるか又は開始されることがある。この場合には、ダイアモンドガイド部材は一般に極めて小さく、即ち、直径が０．０６０インチ乃至０．０８０インチであるので、ワイヤがダイアモンドガイド部材に出入りするにつれて、ワイヤは、切断の角度に依存して、焼結された金属又はダイアモンドガイド部材を取り囲んでいる伝導性材料に極めて近接して位置付けられ、かくして、ワイヤとマウント及び／又はダイアモンドガイド部材それ自体との間に火花を発生させる。ダイアモンドガイド部材を取り囲みそして支持している金属は、特に、普通の接点組立体が完全に有効ではないか又はガイド部材から相当な距離のところに位置付けられているならば、ワイヤ電極に対して充分に異なる電位にあり、そのためワイヤ電極と金属マウントとの間で火花侵食及び熱的機械加工が起こることがある。この電食の確立は、ＥＤＭ液中の不純物によっても幇助される。かくして、マウント侵食は、マウント材料に打ち当たる火花により開始される。しかしながら、下記する如く、電食、電着及び電気化学的腐食、ワイヤ電極がワイヤガイド部材穴と同心である場合にすら起こることもある。電食機構に関して、ダイアモンドは、優れた非伝導体であり、そしてダイアモンドガイド部材は、ダイアモンドガイド部材円筒形穴内から取り付け材料への電流を防止したけれども、取り付け材料に近接して位置したダイアモンドガイド部材の端部又はチップ部分が、火花により打たれるか、さもなければ例えばダイアモンドガイド部分の近くに移動する火花により影響を受けるとき、ダイアモンドはグラファイトに転換されることが更に見いだされた。グラファイトは伝導性であるので、それは更にダイアモンドガイド部材自体の電食及びその後ろの取り付け材料の電食も高めた。ダイアモンドガイド部材及び取り付け材料の小さな部分が侵食されるにつれて、外れのプロセスは、ワイヤ電極、取り付け材料及び形成されたグラファイト間の増加する伝導度により促進される。

【００１１】電食機構による外れのプロセスは、ダイアモンドガイド部材付近の被加工物からの残留物のような砕片の蓄積により助長又は開始されることも確かめられた。電食切断プロセスの間、ワイヤ電極からの火花が切断されるべき被加工物を打つにつれて、伝導性残留粒子は、被加工物から離れる。これらの伝導性粒子は、理論的にはＥＤＭ液によりフラッシングで除去される。しかしながら、極めてしばしば、これらの粒子は、ダイアモンドワイヤガイド部材の出口又は入り口近くにＥＤＭ液により進められるか又は押され、かくして、ダイアモンドガイド部材近くのワイヤと取り付け材料間の必要な伝導度又はギャップを与えて、上記の外れ侵食プロセスを開始する。

【００１２】電食機構による外れプロセスが高められ又は開始される更に他の方式は、ダイアモンドガイド部材近くに蓄積しているワイヤ電極からのワイヤ削りくず又は砕片によるものである。ＥＤＭ液又は流体中のワイヤ電極からの削り屑又は他の伝導性粒子は、ワイヤ電極と取り付け材料間の必要な伝導度又はギャップを与える位置に進められるか又は押しやられる。それにより再び上記の電食外れプロセスを開始することが見いだされた。ワイヤガイドと共に使用されるＥＤＭ液又は他の非伝導性流体は、この外れ電食プロセスの開始を防止するのに不十分であることが見いだされた。

【００１３】しかしながら、或るガイド組立体及びＥＤＭ装置においては、ダイアモンドガイド部材マウントは、実質的にワイヤ電極と同じ電位にあり、かくして火花電食又は熱的機械加工は、ダイアモンドガイド部材の外れを引き起こす機構ではないかも知れない。この性格のガイド組立体及びＥＤＭ装置においては、侵食機構は、電気メッキとしても知られている電着及び段階腐食及びガルバニック腐食としても知られている電気化学的腐食である。これらのガイド組立体においては、被加工物に対するワイヤに必要な電位を与えるための電流ピックアップが、一般にこのガイド組立体に使用される。電流ピックアップの後、ワイヤ電極は、ダイアモンドガイド部材までガイド組立体とは接触しない。電流ピックアップとダイアモンドガイド部材間でのワイヤ電極の電気抵抗は、電気ピックアップとダイアモンドガイド部材のマウント間の及びワイヤ電極に対するガイド組立体における電気抵抗とは異なることが確かめられた。又、ＥＤＭ電源は数メガヘルツで操作することがありそしてワイヤ電極に供給される電流は実際に所望されるような完全なパルス直流ではないので、いくらかの電流逆転がこのシステムでは経験される。ガイド組立体の材料及びダイアモンドガイド部材と電流ピックアップ間の材料に依存して、電流ピックアップとダイアモンドガイド部材マウント間で容量効果が起こる。かくして、少ないとはいえ、ワイヤ電極とダイアモンドガイド部材マウント間に電流が存在することが確かめられた。

【００１４】ワイヤ電極とマウント間の少量の電流は、電着及び電気化学的腐食機構を生じさせる。更に特定的には、この少量の電流により、メッキ作用が起こり、ダイアモンドの付近のマウントからの金属が運び出されそしてワイヤ電極にメッキされる。この代わりに、ダイアモンドの付近の金属マウントからのイオンが、上記のワイヤ削り屑及び被加工物粒子の如き他の金属粒子と化合し、次いでフラッシングに使用されるＥＤＭ液により運び去られる。

【００１５】少量の電流が電気化学的腐食を引き起こすこともあり、それにより外れプロセスを強め又は開始する。この場合に、金属砕片は、異種金属間の必要な界面を生じ、それによりマウントの電気化学的腐食が起こることがある。又、ＥＤＭ液中の他のイオンは、電流の影響下に、電気化学的腐食を引き起こすことがある。マウントが粉末状金属から作られている他の態様では、粉末状金属は実際には合金にならないことがあり、かくして、これらの粉末粒子は、それらを取り囲んでいるマトリックス金属との界面を形成することがある。この異種金属の界面は、やはり、少量の電流と共に、ガルバニック腐食を引き起こし、最終的にマトリックスの劣化及び／又はダイアモンドガイド部材の外れを引き起こす。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記の機構は、組み合わさって起こるか又は１つの機構の後に他の機構が起こってガイド部材マトリックスの腐食を引き起こし、又それと同様な他の腐食機構が存在しうると考えられる。本考案は、従来のワイヤガイドに関連する欠点を克服し、そして最も重要なことであるが、ガイド部材の近くの区域でワイヤ電極とガイド組立体間に電流が流れるのを防止することにより、マウント劣化及びガイド部材の外れを克服する。

【００１７】１つの形態においては、本考案は、移動するワイヤ電極を案内するためのガイド組立体に取り付け可能な放電加工機ワイヤガイドに関する。このワイヤガイドは、ワイヤを受け入れると共にワイヤを案内するためのワイヤ穴を有するガイド要素を含む。ガイド要素の近くの区域で、ワイヤとガイド組立体間に電流が流れるのを防止するための、ガイド要素と作用的に関連した非伝導性要素が設けられている。

【００１８】対応する参照記号は、図面の幾つかの図にわたり対応する部品を示す。ここに記載された例示は、本考案の１つの形態にある本考案の好ましい態様を説明するものであり、かかる例示は、いずれにせよ、開示の範囲又は本考案の範囲を限定するものとみなすべきではない。

【００１９】

【実施例】

本考案の上記の及び他の特徴及び目的及びそれらを得る方法は、添付図面と関連してなされた本考案の態様の下記説明を参照することにより、もっと明らかとなりそして本考案自体より良く理解されるであろう。

【００２０】図１に示されたように、一般に８として示された放電加工機は、スプール１２の回りに巻き付けられそしてそれらの間を移動する電極ワイヤ１０を使用する。一般に１４として示されたワイヤガイド取り付け組立体が、腕１６の端部に設けられ、ワイヤ１０はワイヤガイド取り付け組立体１４を通って受け入れられる。組立体１４は、その中にワイヤガイドを取り付けるように適合しており、ワイヤガイドを通して、ワイヤガイドの回りに且つ被加工物１８上にＥＤＭ液をフラッシングさせるようになっている。一般に伝導性材料から作られている被加工物１８は、ワイヤ１０により切断又は成形されるようにテーブル２０上に保持されている。更に特定的には、腕１６及び／又はテーブル２０がお互いに対して移動して、ワイヤ１０が被加工物１８を通って移動して被加工物を所定の所望の方法で切断及び成形することができる。腕１６は、お互いに対して変位することもでき、それにより所定の所望の角度で角度で１８を切断することができる。被加工物１８の切断及び成形は、ワイヤ１０と被加工物１８に異なる電位を与え、ワイヤ１０と間で１８間に火花を生じさせ、それにより移動するワイヤ１０の付近で被加工物１８を電食することにより、ワイヤ１０がスプール１２間で移動するにつれて移動するワイヤ１０により引き起こされる。

【００２１】ワイヤガイド取り付け組立体１４を使用して、ワイヤガイド１０を被加工物１８に対してもっと正確に位置付け又は配置し、ワイヤガイド１０に電位を与え、被加工物１８をＥＤＭ液又は同様なものでフラッシング及び冷却する。図２に示されたように、典型的な組立体１４は、截頭収束性円錐形下部２４を有するカートリッジバレル２２を含む。下部截頭円錐形部分２４の内表面は、滑らかで且つ収束性であり、一方その外表面にはねじ山２６が形成されている。バレル２２の上部円筒形部分２８は、長手方向スロット３０とその内表面のねじ山３２を含む。ＥＤＭ液供給穴３４がバレル２２の側部に設けられている。

【００２２】以下に更に詳細に説明する、一般に３６として示された高精度ワイヤ案内装置３６は、バレル２２に内に受け入れられそしてバレル２２の截頭収束性下部円錐形部分２４から外に延びている。更に詳しくは、装置３６の外側円錐形表面３８は、バレル２２の下部２４の内側截頭円錐形表面に支えられている。装置３６は、バレル２２に対して実質的に同心に配置されている。

【００２３】カーバイドホルダ４０が、装置３６の上でバレル２２内に収容されておりそして孔４２を有する。孔４２は、カーバイドホルダ４０に対して非同心的に位置しておりそしてカーバイドピックアップ４４を図示されているようにその中に収容している。カーバイドホルダ４０は、減少した外径部を有していて、バレル２２の内表面とカーバイドホルダ４０の減少した外径部表面との間に環状ギャップ４６を形成している。バレル２２の内表面とカーバイドホルダ４０の上部との間に配置されたＯリング４８は、そこにおいて環状ギャップ４６のシールを形成する。ロールバネ要素５０がカーバイドホルダ４０の上部に位置した孔５２に収容されておりそしてカーバイドホルダ４０から外方に延びている。要素５０は、バレル２２の長手方向スロット３０内に滑動可能に受け入れられておりそしてバレル２２との整合した半径方向関係においてカーバイドホルダ４０を保持する作用をする。カーバイドホルダ４０の上部は、更に、偏心した孔を含み、この孔にはねじ山５４が形成されている。カーバイドホルダ４０の下部は、案内装置３６の上部に支えられている。

【００２４】カーバイドピックアップ４４は、２つの截頭円錐形部分５６を有しており、この截頭円錐形部分５６は長手方向穴５８に通じそして長手方向穴５８と連通している。ワイヤ１０はカーバイドピックアップ４４の長手方向穴５８の内表面に滑動接触しているか又は該内表面をこすり、この接触によりカーバイドピックアップ４４を介してワイヤ１０に電位又は電流が与えられる。

【００２５】カーバイドピックアップ４４は、カーバイドホルダ４０のねじ山５４と合うねじ山６２を有しているプレガイド保持ナット６０の使用により、孔４２内に保持されている。プレガイド保持ナット６０は、ダイアモンドプレガイド部材６４を含み、このダイアモンドプレガイド部材６４は、それを貫通するプレガイド穴を有しておりそして焼結した金属プレガイドホルダ６６内に取り付けられている。プレガイドホルダ６６は、プレガイド保持ナット６０の孔６８内に同心的に収容されそして固定されている。ダイアモンドプレガイド部材６４は、ワイヤ１０をその最終位置に極めて近接させて位置付けそしてワイヤ１０をカーバイドピックアップ４４と接触させて位置付ける作用をする。更に、プレガイド保持ナット６０は、カーバイドピックアップ４４の截頭円錐形部分５６及び穴５８と一端で連通しておりそして他端で保持ナット７４の孔７２と連通している長手方向孔７０を含む。

【００２６】保持ナット７４は、外側ねじ山７６とＯリング８０を収容するための環状凹部７８を含む。保持ナット７４のねじ山７６は、バレル２２のねじ山３２と合い、かくして保持ナット７４は、バレル２２内に収容され、そしてバレル２２内に保持ナット７４を保持するカーバイドホルダ４０の上部に支えられている。Ｏリング８０は、保持ナット７４とカーバイドホルダ４０の上部との間のクッションを与える。

【００２７】更に詳しくは、ワイヤ案内装置３６は、一般に８２として示されたガイド本体を含む。ワイヤ穴又はダクト８４は、本体８２を通って延びておりそしてダクト８４及び本体８２の一端に第１開口又はダクト開口８６を、そしてダクト８４及び本体８２の他端に第２開口又はダクト開口８８を含む。ＥＤＭ液通路９０は、ワイヤダクト８４と本体８２の外側間で連通しており、そして本体８２の外側からワイヤダクト８４にＥＤＭ液が移動することができる通路を与える。第１開口８６の方に、ワイヤダクト８４は、第１開口８６に向けて寸法が増加する截頭円錐形部分９２を含む。

【００２８】ワイヤ案内装置３６の外側は、ＥＤＭ液通路スロット９４を含む。環状ギャップ４６内の圧力下のＥＤＭ液は、バレル２２内から装置３６の通路スロット９４を通って下向きに移動する。広がった孔部分９６が、ワイヤ穴又はダクト８４の一端にその第２開口８８に設けられている。耐摩耗性部材９８がインサート又はニブ１０２内に固定されており、ニブ（ｎｉｂ）１０２は、孔部分９６内に固定されている。耐摩耗性部材９８は、ダイアモンドから構成されそしてワイヤダクト８４と実質的に同心のそれを通る穴１００を有する。

【００２９】ノズル部材１０４が設けられていて、ワイヤ案内装置３６をほぼ取り囲んでおり、ノズル部材１０４はバレル２２の下部円錐形部分２４にねじ込みにより接続されている。ノズル部材１０４は、上部のほぼ円筒形部分１０６と下部の円錐形部分１０８を有する。ねじ山１１０がノズル部材１０４の上部円筒形部分１０６の内表面に形成されておりそしてバレル２２のねじ山２６と合うようになっている。従って、ノズル部材１０４が、ねじ山２６及び１１０を介してバレル２２にねじこみにより取り付けられており、Ｏリング１１２がその間に設けられていて、ノズル部材１０４とバレル２２間のシールを形成する。ノズル部材１０４の下部円錐形部分１０８は、一般に排出穴１１６に向かってほぼ下向きに収束する截頭円錐形内側表面１１４を含む。ＥＤＭ液はノズル部材１０４内から被加工物１８に向かって外向きに排出穴１１６を通って排出される。

【００３０】放電加工機の操作中及びワイヤ１０が組立体１４及びワイヤ案内装置３６を通って移動している間、圧力下のＥＤＭ液は、矢印Ａにより示されたように、穴３４を通って組立体１４に供給される。ＥＤＭ液は、矢印Ａにより示されたように、組立体１４全体にわたり移動し、かくして組立体１４を冷却する。更に詳しくは、穴３４を通って環状ギャップ４６に入るＥＤＭ液は、液体通路スロット９４を通ってノズル部材１０４内に移動し、その後排出穴１１６を通して排出されて、被加工物１８をフラッシングし、被加工物１８を洗浄し、被加工物１８の侵食された粒子を加工切断区域から遠ざかるように移動させる。更に、ＥＤＭ液は、水通路９０を通って案内装置３６に入り、かくしてワイヤダクト８４に入る。次いでダクト８４内のＥＤＭ液は、ワイヤダクト８４内を上向きに、カーバイドピックアップ４４の穴５８を上向きに、そしてダイアモンドプレガイド部材６４を通って上向きに移動する。ＥＤＭ液はプレガイド保持ナット６０の孔７０も通って移動し、プレガイド保持ナット６０を冷却し、カーバイドピックアップ４４内で形成されたガスをそこから外へ移動させ、最終的に保持ナット７４の孔７２を通って出ることにも留意されるべきである。ダクト８４内のＥＤＭ液は、ガイド部材ワイヤ穴１００を通って下向きにも移動する。

【００３１】図２に示されたように、１１８として構成図で示されたＥＤＭ電源及び制御装置は、アースに対して数メガヘルツでのパルス電流を与える。電源ワイヤ１２０が、バレル２２と電源１１８間に接続されている。バレル２２、カーバイドホルダ４０及びガイド本体８２は、金属材料、好ましくはステンレス鋼から構成され、かくして、電流はカーバイド電流ピックアップ４４に伝送される。電源ワイヤ１２０がバレル２２に接続されると、電流は、バレル２２からカーバイドホルダ４０を通ってピックアップ４４に、又は、バレル２２、案内本体８２、カーバイドホルダ４０を通って、次にカーバイドピックアップ４４へのいずれかにより、カーバイド電流ピックアップ４４に流れる。

【００３２】別法として、点線で示されたように、電源ワイヤライン１２２が設けられそしてアースされた被加工物１８に対してワイヤ１０に電位を与えるためにカーバイドピックアップ４４に直接接続される。すべてのＥＤＭ装置において、上部及び下部組立体１４は図１に示されたように設けられることにも留意されるべきである。更に、上部組立体又は下部組立体１４のいずれかにおいて又は上部及び下部組立体１４の両方においてワイヤ１０に電流を与えることができる。

【００３３】電流が組立体又はバレルの外側に与えられようと、カーバイドピックアップ４４に直接与えられようと、電源ワイヤ１２０又は１２２を介して送給された電流のすべてがワイヤ１０に伝送されるのではなく、しかる後、火花を介して被加工物１８及びグラウンドに伝送されることが確かめられそして決定された。事実、耐摩耗性ダイアモンド部材９８及び焼結金属から構成された図２に示されたニブ１０２にワイヤ１０が極めて近接しているため、ワイヤ１０とワイヤ穴１００に近いニブ区域との間で電流の流れが起こりうる。ワイヤ１０と焼結金属ニブ１０２間の抵抗は、ワイヤ１０とニブ１０２との距離、ダイアモンド耐摩耗性部材９８の寸法、ＥＤＭ液中に存在しうる不純物、砕片の蓄積等に依存して、幾分大きくなることがあるけれども、その抵抗は、すべての電流を阻止する程充分に大きくはなく、従って、場合によりミリアンペアの範囲の、少量の電流がワイヤ１０とニブ１０２との間で生じる。

【００３４】構成図で図３に示されたように、一般にワイヤ１０が電流ピックアップ４４に接触するところと、ワイヤ１０がニブ１０２に極めて近接するところとの間に平行回路が形成される。更に詳しくは、Ｒ_Ｗは、ワイヤ１０の接触している電流ピックアップ４４とニブ１０２に極めて近接している区域との間のワイヤ１０の抵抗を表す。平行回路の他方の足においては、Ｒ_Ａは、電流ピックアップ又はＥＤＭ電源１１８とニブ１０２に極めて近接しているワイヤ１０との間の組み立てられた構成部品における抵抗を表しそしてＣ_Ａはキャパシタンスを表す。最後に、Ｒ_Ｓは、ワイヤ１０と被加工物１８との間の火花侵食プロセスに関連した抵抗を表す。ワイヤ１０の太さ及び組成、電流ピックアップ４４とニブ１０２間のワイヤ１０の距離、ワイヤ１０と電流ピックアップ４４との接触の効率、不純物及び他の因子に依存して、抵抗Ｒ_Ｗは変わるであろう。同様に、種々の関連した組立体１４構成部品の材料、ワイヤ１０とピックアップ４４との接触の効率、不純物及び他の因子に依存して、抵抗Ｒ_Ａ及びキャパシタンスＣ_Ａは変わるであろう。ＥＤＭ電源及び制御装置１１８に依存して、ワイヤ１０とニブ１０２間で両方向の電流もありうる。この電流は、耐摩耗性部材９８に実質的に近くのニブ１０２が侵食され、かくして部材９８が外れることを引き起こす電着及び／又は電気化学的腐食の原因となるものと考えられる。

【００３５】実際の電気的侵食又は熱的機械加工がニブ１０２で起こる場合には、もっと厳しいニブ１０２の侵食がおこることがある。この場合、ニブ１０２がアースされている場合又はさもなければワイヤ１０とニブ１０２間の電位が大きく、従って火花侵食がニブ１０２に対して直接起こる場合、破損が起こる。例えば、ワイヤ１０と電流ピックアップ４４との接触が完全に又は部分的に果されていない場合に、抵抗Ｒ_Ｗは、抵抗Ｒ_Ａと比較して大きく増加し、従って、ワイヤ１０とニブ１０２間の電流が大きくなり、場合によりそこにおいて火花侵食すら起こる。

【００３６】ＥＤＭガイドに存在する種々の破損機構を認識することにより、本考案者等は、多くの侵食機構が実質的に排除されそしてそれによりＥＤＭガイド部材を実質的に長持ちさせそして耐摩耗性とすることができる手段を考えついた。図面に示されたように、ガイド手段の近くの区域でワイヤとガイド組立体間に電流が流れるのを防止するために、耐摩耗性部材又はガイド手段と共に非伝導性手段を設ける。移動する電極ワイヤを案内するために一般に所定位置にガイド手段を支持するための支持手段も設ける。図５及び図６に示された態様においては、支持手段は非伝導性であり、そして非伝導性手段の一部であり、これに対して図７乃至図１０においては、支持手段は、必ずしも非伝導性ではなくそして非伝導性手段は一般にそれとは別である。

【００３７】本考案に従う種々の態様において以下に説明するように、ガイド手段は、単結晶天然ダイアモンド、合成単結晶ダイアモンド、多結晶ダイアモンド、立方晶系窒化ホウ素又は多の適当な耐摩耗性材料から成る群より選ばれた少なくとも１種の高度に耐摩耗性材料から作られる。好ましくは、ガイド手段はダイアモンドから作られる。本考案に従う種々の態様において以下に説明するとおり、非伝導性手段は、セラミック、プラスチック、サファイア、石英、ダイアモンド、ガラス又は他の適当な非伝導性材料から成る群より選ばれた非伝導性材料から作ることができる。移動するワイヤ電極を案内するためのガイド組立体に取り付け可能な放電加工機ワイヤガイドの、本考案に従う１つの特定の態様が、図５に示されている。一般に３６として示されたガイド又は案内装置は、金属材料、好ましくはステンレス鋼から作られたガイド本体８２を含む。ガイド本体８２は、ここでは上端部１２４と呼ばれる非作用端部と、下端部１２６と呼ばれる作用端部を有する。通路スロット９４は、上端部１２４と下端部１２６間でガイド本体８２の外表面上に実質的に長手方向に延びている。ガイド本体８２は、上部ダクト開口８６と下部ダクト開口８８間に延びている一般に８４として示されたワイヤダクトを含む。ワイヤ電極１０が、示されたように、ワイヤダクト８４を通して受け入れられており、そしてワイヤガイド３６が下部ガイド又は上部ガイドとして使用されるかどうかに依存して、ワイヤ１０は、ワイヤダクト８４を通って上向きに又は下向きに移動することができる。ワイヤダクト８４は、更に、上部ダクト開口８６から円筒形キヤビテイ１２８に向かって収束する円錐形部分９２を含む。下部ダクト開口８８では、ワイヤダクト８４は、円筒形に広がった穴（ｃｏｕｎｔｅｒｂｏｒｅ）又は孔部分９６へと開いている。孔９６は、円筒形表面１３０を含み、円筒形表面１３０は、ガイド本体ワイヤダクト８４と実質的に同心であり、そして孔内の環状円形平坦表面１３２と隣接している。

【００３８】この態様では、図５に示されたように、単結晶天然ダイアモンド部材１３４の形態にあるガイド手段が設けられており、そして該手段は、ワイヤ穴開口１３８間で延びているワイヤ穴１３６を有する。２つの截頭円錐部分１４０がワイヤ穴１３６内に設けられており、截頭円錐部分１４０の各々はそれぞれのワイヤ穴開口１３８からワイヤ穴１３６に向けて収束している。ガイド部材１３４は、更に、外壁又は表面１４２を含み、ワイヤ穴開口１３８は、外壁１４２内に位置付けられている。非伝導性支持手段が、この態様では、上記非伝導性材料の１種又は１種より多くから作られたニブ１４４の形態で設けられている。ニブ１４４は、実質的に部材１３４を取り囲んでおり、そして部材１３４の外壁１４２に取り付けられることにより、ニブ１４４はそこで部材１３４を支持する作用をする。ニブ１４４は、更に、上部通路又はニブ通路１４６及び下部通路又はニブ通路１４８を含む。両通路１４６及び１４８は、截頭円錐形でありそしてワイヤ穴１３６に向かって収束している。上部通路１４６は、ワイヤ１０をそれに通すのを助長するように截頭円錐形であり、通路１４８は、操作中に所望される角度でワイヤ１０がワイヤ穴１３６に出入りするのを可能とするように、そして又反対方向にワイヤ１０を通すのを助長するように、截頭円錐形である。上部通路１４６は、ワイヤダクト８４と連通している。ニブ１４４は、その各端部に、実質的にバレル形状の外側表面１５０と環状円形平坦表面１５２を有する。ニブ１４４は、孔９６内に収容され、そしてそこにおいて接着剤又は他の適当な手段によりガイド本体８２に取り付けられている。従って、ニブ１４４は、上記の非伝導性材料の１種又は１種より多くから作られているので、操作中、それは、部材１３４近くの区域において本体８２を通じてワイヤ電極１０とガイド組立体１４間に電流が流れるのを防止する作用をする。

【００３９】支持手段が非伝導性である他の態様では、図６に示されたように、ニブ１４４は使用されておらず、ガイド本体８２は、上記非伝導性材料の１種又は１種より多くと支持部材１３４から作られる。示されたように、ガイド本体８２は、実質的に部材１３４を取り囲んでおり、そして部材１３４の壁１４２に固定されるか又は取り付けられている。この態様では、上部截頭円錐通路１４６及び下部截頭円錐通路１４８は両方共ガイド本体８２内に形成される。上部通路１４６は、ダクト開口８８を通してワイヤダクト８４と連通している。ガイド本体８２は、非伝導性材料から作られており、従って、通路１４６及び１４８の如き部材１３４近くの区域から又は区域における電極ワイヤ１０と組立体１４間の電流が防止される。

【００４０】図７には、支持手段が必ずしも非伝導性ではない、本考案に従う態様が示されている。好ましくは、ガイド本体８２はステンレス鋼から作られており、ニブ１０２は、焼結金属から作られている。耐摩耗性部材９８は、多結晶ダイアモンドとして示されており、かくして、その壁１４２は一般に滑らかで円形で２つの環状平坦表面を持っているように見える。ガイド本体取り付け手段が設けられ、一般に１５４として示されており、そしてワイヤガイド組立体１４と共に、ガイド本体８２を組立体１４に取り付け且つ支持する作用をする。

【００４１】この態様では、非伝導性手段が設けられそしてガイド本体８２と組立体１４との間に位置している。更に詳しくは、非伝導性ワッシヤ又はリング部材１５６が、ガイド本体８２の上部表面１５８とカーバイドホルダ４０の下部表面１６０との間に設けられている。非伝導性ワッシヤ１５６は、電極ワイヤ１０が通過することができる開口１６２を含む。更に、非伝導性截頭円錐形スリーブ１６４が、ガイド本体８２の円錐形表面３８とバレル２２の内側円錐形表面１６６との間に設けられている。示されたように、スリーブ１６４は、バレル２２の下部２４の凹部に置かれ、そしてこのような構造では、スリーブ１６４は、組立を容易にするために２つの部分に作ることができる。従って、非伝導性手段、即ちこの態様では上記の非伝導性材料の１種又は１種より多くから作られたスリーブ１６４及びワッシヤ１５６を、ガイド本体８２と組立体１４との間に配置することによって、ガイド部材９８近くの区域でワイヤ電極１０と組立体１４間に電流が流れるのが防止され、それ故に、ニブが使用されない場合に、部材９８がニブ１０２及び／又はガイド本体８２から外れる侵食機構が防止される。下記するコーテイングの如き非伝導性材料のコーテイングを、ガイド本体８２の外側表面に配置することもでき、かくしてこの態様では非伝導性手段として作用することができることは留意されるべきである。非伝導性手段がガイド本体８２の孔９６内に収容されている非伝導性ニブスリーブ１６８を含むところの、支持手段が必ずしも非伝導性ではない更に別の態様が図８に示されている。スリーブ１６８は、実質的に円筒形でありそして外表面１７０、内表面１７２及び環状端部表面１７４を含む。スリーブ１６８は、接着剤又は他の適当な手段により取り付けられており、そして外表面１７０が孔９６の円筒形表面１３０に対して向き合っている状態で、そして又上部環状端部表面１７４は孔９６の環状円形平坦表面１３２に対して向き合っている状態で、孔９６内に支持されている。スリーブ１６８の内径は一般にワイヤダクト８４の内径と同じであり、示されたように、それらの間の滑らかな移行が与えられる。ニブ１０２は、焼結した金属から作ることができ、そして非伝導性スリーブ１６８内に収容されそして接着剤又は他の適当な手段により取り付けられている。示されたように、上部通路１４６及び下部通路１４８はニブ１０２内に位置し、そして上部通路１４６は、スリーブ１６８を通ってワイヤダクト８４と連通している。非伝導性スリーブ１６８は、上記の非伝導性材料の１種又は１種より多くから作られ、かくして、部材１３４近くの区域での電極ワイヤ１０と組立体１４間の電流を防止する。

【００４２】図９に示されたように、非伝導性ニブスリーブ１６８と共に、非伝導性手段は、孔９６内にあって環状円形平坦表面１３２に対向している非伝導性環状ワッシャ又はリング１７６を含む。非伝導性リング１７６は、上部平坦表面１７８、下部平坦表面１８０及びワイヤ電極１０を受け入れるための開口１８２を含む。ニブ１０２は、ニブ１０２の上部表面１５２がリング１７６の下部表面１８０に対向している状態で且つニブ１０２の外表面１５０がスリーブ１６８の内表面１７２に対向している状態で、リング１７６及びスリーブ１６８により形成された区域内に収容されている。リング１７６の外径表面１８４は、それが示されて如く孔９６内に滑りこむことができるようなものであるか、又は、別法においては、それがスリーブ１６８内で滑動することができるように小さくすることができ、その際スリーブ１６８は環状円形平坦表面１３２まで孔９６内に受け入れられる。リング１７６の使用により、ニブ１０２は、例えば、図８に示された態様の場合よりも堅固に取り付けることができ、更に、実質的に部材１３４に近くの区域と組立体１４間の電流は防止される。

【００４３】図８及び図９に示された態様に関して、非伝導性材料から作られたスリーブ１６８及びリング１７６は、ストック非伝導性材料から別々の要素として作られ、しかる後孔９６内に挿入されそしてそこに接着剤又は他の適当な手段により取り付けられるものとして以後説明される。しかる後、ニブ１０２は、スリーブ１６８及びリング１７６により形成されたキャビテイ内に直接形成することができるか、又は別法として、キャビテイとは別々に作り、キャビテイ内に挿入しそして接着剤又は他の適当な手段によりキャビテイ内に取り付けることができる。スリーブ１６８及び／又はリング１７６は、キャスチング法によるなどして孔９６内に直接形成することもできることに留意されるべきである。しかる後、ニブ１０２は、スリーブ１６８及びリング１７６により形成されたキャビテイ内に直接形成又はキャストするか又はキャビテイとは別々に作り、キャビテイ内に接着剤又は他の適当な手段により取り付けることもできる。更に別の形態では、非伝導性スリーブ１６８及び／又は非伝導性リング１７６は、下記するコーティングの如き非伝導性材料のコーティングにより形成することができる。即ち、下記するような非伝導性コーティングを、孔９６内に直接載せ、かくして孔９６内にスリーブ１６８及び／又はリング１７６を形成することができる。別法では、非伝導性コーティングをニブ１０２上に最初に直接配置し、かくして非伝導性コーティングがスリーブ１６８及び／又はリング１７６を形成し、しかる後、コーティングされたニブ１０２を孔９６内に挿入しそして接着剤又は他の適当な手段により孔９６内に取り付けることができる。

【００４４】支持手段が必ずしも非伝導性材料から作られていない、図１０に示されたような、本考案に従う更に他の態様では、非伝導性手段は、非伝導性コーティング１８６の形態にある。この場合に、部材１３４がガイド本体８２上に直接支持されている場合には、ニブ１０２又はガイド本体８２の通路は、無線周波数スパッタリング（ＲＦスパッタリング）、化学蒸着、物理蒸着、キャスティング、又は他の適当なコーティング手段により、非伝導性コーティング１８６で被覆される。ＲＦスパッタリング又は他の好適な手段によって、ガラス、プラスチック、ダイアモンド様炭素フィルム、ダイアモンドフィルム、石英、又は他の好適な非伝導性コーティングを、非伝導性コーティング１８６を得、かくして上部通路１４６及び下部通路１４８を形成するのに使用することができる。コーティング法によって、非伝導性材料を実質的にいかなる表面にも被覆するか又は配置することができ、そして示されたように、ニブ１０２又はガイド本体８２のいずれかにおいて最初に截頭円錐形の通路を与えることにより、非伝導性コーティング１８６は、截頭円錐形及びワイヤ穴１３６に向かって収束性とすることもできる。この方法によって、必要ならば、通路１４６及び１４８に加えて、全体のワイヤダクト８４を、図１１及び図１２に示されたように被覆することもできることにも留意されたい。それにもかかわらず、本考案に従う非伝導性コーティングは、ガイド部材９８近くの区域を通して電極１０と組立体１４間に電流が流れるのを防止することにより部材１３４の外れるのを実質的に防止する。

【００４５】前記した態様では、ガイド手段は、単結晶天然ダイアモンド、単結晶合成ダイアモンド、多結晶ダイアモンド、サファイア等の如き高度に耐摩耗性材料であることに留意されるべきである。これらの材料は、市場で容易に入手可能であるけれども、寸法に正比例してコストを実質的に増加させる傾向がある。従って、ワイヤガイドの全体のコストを減少させるために、幾分小さなガイド部材１３４を使用するのが好ましい。極めて一般的に言えば、例えば、ガイド部材１３４は、壁１４２上のいかなる２つの点間の最大距離も０．２００インチ未満であり、それにより、一般にワイヤガイドのコストを手の出せないような高いものにしないような寸法とすることが好ましい。理解できるとおり、特にガイド手段が極めて小さい場合に、ガイド手段と作用的に関連しておりそしてガイド手段とは別個である非伝導性手段が、ガイド手段近くの区域でワイヤ１０とガイド組立体１４間に電流が流れるのを有利に防止する。即ち、ガイド部材１３４の如きガイド手段が極めて小さい場合には、そのマウントであるニブ１０２又はガイド本体８２は、ワイヤ電極１０にはるかに近接する傾向があり、かくして上記の腐食機構を高める。従ってガイド手段とは別個であり且つガイド手段と作用的に関連していることにより、非伝導性手段は、ガイド手段のワイヤ穴に通じる通路の如きガイド手段近くの区域でワイヤ１０とガイド組立体１４間に電流が流れるのを防止する。

【００４６】本考案に従う図１１に示された態様では、ガイド手段は、伝導性又は非伝導性材料から作られたニブ１０２の形態にあり、そしてワイヤ穴１３６がそれを貫通して形成されている。この態様でニブ１０２に形成された通路１４６及び１４８は、ワイヤ穴１３６よりも直径が大きく、そして一般に截頭円錐形であり且つワイヤ穴１３６に向かって収束している。非伝導性手段は、通路１４６及び１４８及びワイヤ穴１３６の表面に受け入れられた非伝導性コーティング１８６の形態にある。図１０に示された態様の場合と同様に、非伝導性コーティング１８６は、ＲＦスパッタリング、化学的蒸着、物理的蒸着、キャスチング、又は他の適当なコーティング手段により施すことができる。コーティング材料は、ガラス、プラスチック、ダイアモンド様炭素フィルム、ダイアモンドフィルム、石英、又は通路１４６及び１４８及びワイヤ穴１３６に被覆又はキャストすることができる他の適当な非伝導性材料であることができる。非伝導性コーティング１８６は、この態様ではニブ１０２に形成されているガイド手段近くの区域のワイヤ電極１０とガイド組立体１４間の電流を防止する。従って、通路１４６及び１４８を含むワイヤ穴１３６近くの区域は、劣化するのを防止され、棚状の突起及び粗いスポットがそこに形成するのを防止される。かくして、ワイヤガイドは、元のままの状態を保持しており、そして長期間にわたり自動で又は手動で容易に通すことができる。

【００４７】本考案に従う図１１に示された態様及び本明細書に開示された他の態様の操作を更に向上させるために、ガイド本体ワイヤダクト８４の内表面をコーティングするために、非伝導性材料のワイヤダクトコーティング１８８を使用することもできる。

【００４８】図１２に示されたような、図１１に示された態様と同様な更に他の態様では、ガイド手段は、ガイド本体８２に形成されたワイヤ穴１３６の形態にあることができる。通路１４６及び１４８は、ガイド本体８２に形成されておりそして通路１４６は、やはりガイド本体８２に形成されているワイヤダクト８４と連通している。図１１に示された態様と同様に、非伝導性手段は、通路１４６及び１４８及びワイヤ穴１３６上に、そして所望によりワイヤダクト８４に配置された非伝導性コーティングの形態にある。

【００４９】本考案を、特定の態様を有するものとして説明してきたが、それは更に修正することができることは理解されよう。故に、本願は、本考案の原理に従う、そして又本考案の属する分野で公知の又は慣用の実施内にありそして請求の範囲に入るような本明細書での開示からの逸脱を含めて、本考案のいかなる変更、使用又は適応も包含することを意図する。

【図面の簡単な説明】

【図１】放電加工装置の略側面図である。

【図２】一般に所望されない電流を示す、典型的なガイ
ド組立体の断面図である。

【図３】典型的なガイド組立体における所望されない電
流の回路図である。

【図４】本考案に従う電極ワイヤを案内するための放電
加工機ワイヤガイドの斜視図である。

【図５】線５ーー５に沿って描かれそして非伝導性支持
体を示している、図４に示されたワイヤガイドの断面図
である。

【図６】非伝導性支持体としてガイド本体を示してい
る、図５に示されたワイヤガイドと同様なワイヤガイド
の断面図である。

【図７】本考案に従うガイド本体と組立体間の非伝導性
部材を示している、ガイド組立体及びワイヤガイドの断
面図である。

【図８】本考案に従う非伝導性スリーブ内に取り付けら
れたガイド部材を示している、図５に示されたワイヤガ
イドと同様なワイヤガイドの部分断面図である。

【図９】非伝導性スリーブと共に非伝導性リングを示し
ている、図８に示されたワイヤガイドの部分断面図であ
る。

【図１０】ガイド部材ワイヤ穴に通じている通路内の非
伝導性コーティングを示している、本考案に従う図５に
示されたワイヤガイドと同様なワイヤガイドの部分断面
図である。

【図１１】ニブ内に形成されたワイヤ電極穴を示しそし
て通路とワイヤ穴内の非伝導性コーティングを示してい
る、本考案に従う図５に示されたワイヤガイドと同様な
ワイヤガイドの部分断面図である。

【図１２】ガイド本体内に形成されたワイヤガイド穴を
示している。図１１に示されたワイヤガイドと同様なワ
イヤガイドの部分断面図である。

【符号の説明】

８放電加工機１０電極ワイヤ１２スプール１４ワイヤガイド取り付け組立体１８被加工物２０ステープル２２バレル３６案内装置６４プレガイド部材

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【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者ジユール・リン・フレンチアメリカ合衆国インデイアナ州46798ヨダー・ハミルトンロード6045 (72)考案者ドワイト・ピー・ビーベリツチアメリカ合衆国インデイアナ州46815フオートウエイン・ロツクウツドドライブ3324 (72)考案者ドナルド・イー・ビーベリツチアメリカ合衆国インデイアナ州46804フオートウエイン・ウエイジエラコート11824

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】移動するワイヤ電極を案内するためのガ
イド組立体に取り付け可能な放電加工機ワイヤガイドに
おいて、該ワイヤを受け入れると共に該ワイヤを案内するための
２つの開口間に延びているワイヤ穴を有するガイド手段
と、前記ガイド手段を支持するニブであって、２つの通路を
有し、該通路の各々は、それぞれの前記ガイド手段ワイ
ヤ穴開口を通して前記ガイド手段ワイヤ穴と連通してい
るニブと、前記ニブが取り付けられているワイヤガイド本体と、前記ワイヤと前記ガイド本体間に電流が流れるのを防止
するための前記ニブの通路の少なくとも１つにおける非
伝導性材料のコーテイングとを具備することを特徴とす
る放電加工機ワイヤガイド。