JPH10277846A - 放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動付加機構をコンパクトにして装置をコン
パクトにし、被加工物の着脱等の作業性を向上させるこ
とができる放電加工機を提供する。 【解決手段】 電極保持部３に保持された加工用電極１
と、被加工物２を保持する試料台６と、試料台６をその
可動部１１において支持する梁構造体７と、梁構造体７
の固定部１２を支持する支持基台１０と、試料台６を上
下方向Ｚに振動させる振動付加手段８とを備えた放電加
工機において、前記梁構造体７は、前記可動部となる左
辺ビーム１１、前記固定部となる右辺ビーム１２、上辺
ビーム１３および下辺ビーム１４の４つのビームが平行
四辺形を形成しかつ基準平行四辺形に戻るように付勢さ
れて互いにヒンジ結合されてなり、前記振動付加手段８
は、上辺ビーム１３または下辺ビーム１４の一方のビー
ムの振動印加部１６ａに上下方向Ｚの振動ａを印加する
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的小さな被加
工物の放電加工を高速にしかも生産性よく行うための小
型の放電加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の放電加工機は、図４に示す特開
平８−１１２７２２号公報に開示されているようなもの
で、電極保持部３に保持された加工用電極１と、試料台
３１上に保持された被加工物２とを上下方向Ｚに微小な
間隙で対向させて放電加工する型彫り放電加工機であ
り、加工液５の入った加工槽３６に固定されたコラム３
５とコラム３５に固定された板バネ構造体３２との間に
加圧されて接続された圧電素子３４とからなる振動付加
手段３７を備えている。

【０００３】この従来例は、圧電素子３４が上下方向Ｚ
に伸縮して振動ｃのように振動し、板バネ構造体３２に
おける先端側ビーム３９の圧接点３８に前記振動ｃを印
加すると、コラム３５に取付けられた板バネ構造体３２
の基端側ビーム４０を固定端として一対の平行な上下の
板バネ部３３、３３が振動ｃに応じて弾性変形し、板バ
ネ構造体３２の先端側ビーム３９が基端側ビーム４０に
対する平行姿勢を保ったまま上下方向Ｚに振動ｄで振動
するので、この先端側ビーム３９に取付けられた試料台
３１を介して被加工物２に振動ｃと同じ大きさの振動ｄ
が伝わるようになっている。

【０００４】振動付加手段３７は、被加工物２の振動ｄ
とこの振動ｄによる被加工物２と加工用電極１間の加工
液５の循環の促進とによって、被加工物２上の加工屑の
排除や気泡の除去等を行い、加工中の被加工物２の表面
の清浄化と放電特性の安定化とを図ることによって、加
工速度を上げることができるものである。このような作
用を営むため、振動付加手段３７は、例えば振幅２０μ
ｍ、振動数１００Ｈｚといった振動ｃを発生する圧電素
子３４を用いて構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放電加工機では、十分な振幅の振動を安定して得るため
に振動方向すなわち上下方向Ｚに長い圧電素子３４を必
要とし、この長い圧電素子３４を固定するコラム３５に
も大きな剛性が要求されるため振動付加手段３７が大掛
かりなものとなって、図４に示すように、試料台３１に
近接して上方に大きく突出するので、装置の大型化を招
くという問題があった。従って、せっかく振動付加手段
３７の付加によって放電加工を高速化しても、被加工物
２の着脱等の作業性がよくなく生産性の向上が十分でな
かった。なお、加工用電極１側に前記のような大きな振
動付加手段３７を設けることは、更に困難であるため行
われていない。

【０００６】また、圧電素子３４からの振動ｃを圧接点
３８に効率よく伝達するため両者３４、３８を互いに適
正な圧接力で圧接した状態で取付ける必要があるのであ
るが、この予圧を与えての取付けに手間を要し、圧電素
子３４の寿命後の交換時にも振動付加手段３７の調整と
取付けに手間を要していた。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、振動付加手段
をコンパクトにして装置をコンパクトにし、被加工物の
着脱等の作業性を向上させることができる放電加工機を
提供することを主たる目的とする。また、振動付加手段
の取付・保守の作業性を向上させる放電加工機を提供す
ることをも目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、電極保持部に保持された加工用電極と、被
加工物を保持する試料台と、試料台をその可動部におい
て支持する梁構造体と、梁構造体の固定部を支持する支
持基台と、試料台を上下方向に振動させる振動付加手段
とを備えた放電加工機において、前記梁構造体は、前記
可動部となる左辺ビーム、前記固定部となる右辺ビー
ム、上辺ビームおよび下辺ビームの４つのビームが平行
四辺形を形成しかつ基準平行四辺形に戻るように付勢さ
れて互いにヒンジ結合されてなり、前記振動付加手段
は、上辺ビームまたは下辺ビームの一方のビームの振動
印加部に上下方向の振動を印加するように構成されてい
ることを特徴とする。

【０００９】本発明の放電加工機によれば、例えば図２
に示すように、振動付加手段８による振動印加部１６ａ
を上辺ビーム１３に設置すると、振動印加部１６ａの振
幅を上辺ビーム１３の可動側、固定側両ヒンジ結合部２
６、２８間の長さＡと振動印加部１６ａと固定側ヒンジ
結合部２８間の長さＢとの比Ａ／Ｂに相当する増幅率で
増幅して、左辺ビーム（可動部）１１に接続された試料
台６を振動させることができるので、その分振幅の小さ
なすなわち振幅方向の長さの小さな振動付加手段８を使
用でき、装置をコンパクトにできる。

【００１０】振動付加手段を、上辺ビームまたは下辺ビ
ームの内の振動を印加されない側のビームを貫通して配
され上下方向に振動する柱状の振動素子を用いて構成す
ると、振動素子の大部分を梁構造体の内部に収容できる
ので、振動素子を梁構造体の外部に配している構造に比
べて梁構造体周辺の高さを小さくでき、装置をよりコン
パクトにできる。

【００１１】振動付加手段の振動素子を圧電素子で構成
すると、所望の振幅および振動数の振動を電気的に容易
に制御でき安定して得ることができる。

【００１２】圧電素子が上辺ビームまたは下辺ビームの
一方のビームの振動印加部に圧接されており、この圧接
力をネジ回転操作により調整する圧接力調整手段を前記
ビームに備えると、圧電素子をこれに予圧を与えること
なく取付け部に配置した後に圧接力調整手段のネジを締
め込むといった簡単な操作で、そのネジ回転量に見合っ
た適正な圧接力で圧電素子を振動印加部に圧接させた状
態で取付けることができるので、振動付加手段の取付け
・保守の作業性を向上させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て以下に説明する。

【００１４】本発明の放電加工機の一実施形態は、図１
〜図３に示すように、電極保持部３に保持された加工用
電極１と、試料台６上に保持された被加工物２とを上下
方向Ｚに微小な間隙で対向させて放電加工する型彫り放
電加工機であり、試料台６をその姿勢が常に一定となる
ようにして支持する梁構造体７と、梁構造体７の固定部
１２を支持する支持基台１０と、試料台６を上下方向Ｚ
に振動ｂのように振動させる振動付加手段８とを備えて
いる。加工槽２０には、被加工物２が浸漬するように絶
縁オイル等の加工液５が入っており、試料台６を支持す
る支持基台１０が固定されている。

【００１５】電極保持部３は、放電制御部４と協働する
図示しない駆動手段によって加工用電極１と被加工物２
間の間隙を適正に維持しつつ加工の進行と共に加工方向
（下方）へ変位する。放電制御部４は、加工用電極１と
被加工物２間に電圧を印加して両者間に放電を起こさせ
ると共に、駆動手段と協働して放電の状態を制御する。

【００１６】試料台６は、被加工物２に接触して放電の
電力供給経路となる試料搭載部２３が絶縁層２４を介し
て基部２５上に保持されたものからなり、基部２５は梁
構造体７の可動部１１との間の結合剛性を高めるためこ
れに一体に形成されている。

【００１７】ここで、絶縁層２４を設けた理由は、振動
付加手段８を構成する圧電素子９に対する放電加工の電
流の影響を小さくするためであるが、その影響が問題に
ならないのであれば絶縁層２４を設けなくてもよい。ま
た、基部２５は梁構造体７の可動部１１との間の結合剛
性が十分であれば、両者２５、１１を一体に形成しなく
てもよい。

【００１８】梁構造体７は、幅方向Ｙ（図３参照）の幅
が大きい左辺ビーム（可動部）１１、右辺ビーム（固定
部）１２、上辺ビーム１３および下辺ビーム１４の４つ
のビームが、側方から見ると基準形状が長方形を呈する
枠状に一体に接続された鋼材からなる。これら４つのビ
ーム１１〜１４の４つの各接続部は、幅方向Ｙいっぱい
に渡って上面および下面から半円溝状の切込みが設けら
れてなる薄肉ヒンジ部２６、２７、２８、２９で構成さ
れている。右辺ビーム１２は支持基台１０の立設部１０
ａにボルト２１で固定され、左辺ビーム１１は試料台６
の基部２５に一体に設けられ、基部２５の立上り壁を兼
ねている。

【００１９】薄肉ヒンジ部２６〜２９は、後述のよう
に、上辺ビーム１３に上下方向の外力が印加されると、
４つのビーム１１〜１４が形成する平行四辺形の構造に
よって、左辺ビーム１１がその姿勢を常に維持して上下
に変位すると共に、協働して前記の平行四辺形を基準長
方形に戻すような弾性復元力を蓄えるように働く。すな
わち、梁構造体７は、図２に示すように、可動部側の試
料台６を、その姿勢を前記の平行四辺形の構造によって
一定に保ったまま、前記の弾性復元力によってその位置
が初期位置に戻るようにして支持する。

【００２０】振動付加手段８は、駆動部１９によって長
手方向に伸縮駆動される圧電素子９からなる。圧電素子
９は、固定端９ｂを支持基台１０下部の取付孔１０ｂに
固定リング１８で固定し、自由端９ａを上辺ビーム１３
の長さ方向Ｘおよび幅方向Ｙの中央部に位置する振動印
加部１６ａに当接して、この振動印加部１６ａに上下方
向Ｚの振動ａを印加する。この構造によって、図２に示
すように、この振動ａの振幅を上辺ビーム１３の可動
側、固定側両薄肉ヒンジ部２６、２８間の長さＡと振動
印加部１６ａと固定側薄肉ヒンジ部２８間の長さＢとの
比Ａ／Ｂに相当する増幅率で増幅して、可動部の左辺ビ
ーム１１に接続された試料台６を増幅された振動ｂで振
動させることができる。

【００２１】また、圧電素子９は、下辺ビーム１４の中
央に設けた上下に貫通する孔１４ａをこの内面に接触し
ないように貫通して配されているので、梁構造体７の上
方に突出せず、装置をコンパクトにしている。

【００２２】振動印加部１６ａは、上辺ビーム１３の中
央部に貫設されたネジ孔１３ａに螺合したネジ１６の下
端に形成されており、このネジ１６のネジ回し操作によ
って、圧電素子９の上端の自由端９ａに圧接されて、梁
構造体７の薄肉ヒンジ部２８、２９の弾性復元力による
圧接力を両者１６ａ、９ａ間に加えこの圧接力を適正な
大きさに容易に調整できる。従って、圧電素子９を取付
けるときには、圧電素子９に予圧を与えることなく、振
動印加部１６ａと固定リング１８間に配置した後に、ネ
ジ１６を締め込めばよい。

【００２３】ネジ１６には緩み止めナット１７が螺合さ
れており、圧接力の調整完了後にネジ１６の回転を防止
すると共にネジ１６のバックラッシュをなくして振動ａ
のロスが発生しないようにするため、緩み止めナット１
７をしっかりと締め付ける。

【００２４】また、圧電素子９の自由端９ａを凸状に形
成し、ネジ１６の振動印加部１６ａを自由端９ａの凸状
より少し大きな凹状に形成することにより、両者１６
ａ、９ａの接続が側方に外れないようにすると共に、圧
電素子９の伸縮に伴う上辺ビーム１３の薄肉ヒンジ部２
８回りの回動すなわちネジ１６の傾動に対しても、振動
印加部１６ａと薄肉ヒンジ部２８間の距離Ｂを常に一定
に保ち、かつ圧電素子９に曲げ力等の有害な力が加わら
ないようにしている。

【００２５】上記実施形態では、梁構造体７を、４つの
ビーム１１〜１４がこれらに一体に形成された薄くくび
れた４つの薄肉ヒンジ部２６〜２９で接続されるように
構成したが、本発明はこれに限定されず、４つの薄肉ヒ
ンジ部を別の弾性部材で構成してもよい。また、右辺ビ
ーム１２を支持基台１０と一体としてもよい。

【００２６】また、上記実施形態では、振動付加手段８
に圧電素子９を用いたが、これに代えて、フェライト振
動子等の磁歪素子を用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の放電加工機によれば、振動付加
手段によって振動を印加される上辺ビームまたは下辺ビ
ームの一方のビームの振動印加部の振幅を、このビーム
の可動側、固定側両ヒンジ結合部間の長さと振動印加部
と固定側ヒンジ結合部間の長さとの比に相当する増幅率
で増幅して、左辺ビーム（可動部）に接続された試料台
を振動させることができるので、その分振幅の小さなす
なわち振幅方向の長さの小さな振動付加手段を使用で
き、装置をコンパクトにできる。従って、被加工物の着
脱等の作業性を向上させて、生産性を向上させることが
できる。

【００２８】振動付加手段を、上辺ビームまたは下辺ビ
ームの内の振動を印加されない側のビームを貫通して配
され上下方向に振動する柱状の振動素子を用いて構成す
ると、振動素子の大部分を梁構造体の内部に収容できる
ので、振動素子を梁構造体の外部に配している構造に比
べて梁構造体周辺の高さを小さくでき、装置をよりコン
パクトにできる。

【００２９】振動付加手段の振動素子を圧電素子で構成
すると、所望の振幅および振動数の振動を電気的に容易
に制御でき安定して得ることができる。

【００３０】圧電素子が上辺ビームまたは下辺ビームの
一方のビームの振動印加部に圧接されており、この圧接
力をネジ回転操作により調整する圧接力調整手段を前記
ビームに備えると、圧電素子をこれに予圧を与えること
なく取付け部に配置した後に圧接力調整手段のネジを締
め込むといった簡単な操作で、そのネジ回転量に見合っ
た適正な圧接力で圧電素子を振動印加部に圧接させた状
態で取付けることができるので、振動付加手段の取付け
・保守の作業性を向上させて、生産性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電加工機の一実施形態を示す断面
図。

【図２】本発明の放電加工機の一実施形態を説明する原
理図。

【図３】本発明の放電加工機の試料台の一形態を示す斜
視図。

【図４】従来例を示す概略図。

【符号の説明】

１ 加工用電極 ２ 被加工物 ３ 電極保持部 ６ 試料台 ７ 梁構造体 ８ 振動付加手段 ９ 圧電素子（振動素子） １０ 支持基台 １１ 左辺ビーム（可動部） １２ 右辺ビーム（固定部） １３ 上辺ビーム １４ 下辺ビーム １６ ネジ（圧接力調整手段） １６ａ 振動印加部 ａ 振動印加部の振動 ｂ 試料台の振動 Ｚ 上下方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 室 真弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 船所 宏行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極保持部に保持された加工用電極と、
   被加工物を保持する試料台と、試料台をその可動部にお
   いて支持する梁構造体と、梁構造体の固定部を支持する
   支持基台と、試料台を上下方向に振動させる振動付加手
   段とを備えた放電加工機において、 前記梁構造体は、前記可動部となる左辺ビーム、前記固
   定部となる右辺ビーム、上辺ビームおよび下辺ビームの
   ４つのビームが平行四辺形を形成しかつ基準平行四辺形
   に戻るように付勢されて互いにヒンジ結合されてなり、 前記振動付加手段は、上辺ビームまたは下辺ビームの一
   方のビームの振動印加部に上下方向の振動を印加するよ
   うに構成されていることを特徴とする放電加工機。
2. 【請求項２】 振動付加手段は、上辺ビームまたは下辺
   ビームの内の振動を印加されない側のビームを貫通して
   配され上下方向に振動する柱状の振動素子を用いて構成
   されている請求項１記載の放電加工機。
3. 【請求項３】 振動付加手段の振動素子が圧電素子から
   なる請求項１または２記載の放電加工機。
4. 【請求項４】 圧電素子が上辺ビームまたは下辺ビーム
   の一方のビームの振動印加部に圧接されており、この圧
   接力をネジ回転操作により調整する圧接力調整手段を前
   記ビームに備えている請求項３記載の放電加工機。