JPS6243818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被加工物に向つて加工進行する電
極の軸線方向と直交する平面内に電極自体を回転
させず天体軌道状の相対的な並進回転運動を与え
ながら加工を進行させる放電加工装置に関するも
のである。

一般にこの種放電加工装置は、電極の形状に相
似的な比例大、比例小の多数の加工穴を被加工物
に形成することができるばかりでなく、電極自体
が相対的な並進回転運動をしているため、加工屑
の排除が容易となり、加工速度が向上する等多く
のメリツトを有し、近年急速に発達してきた技術
であるが、上述したように、電極に並進回転運動
を与える装置の多くは構成が複雑で、部品点数が
多く、高価なものが多かつた。

この発明はかゝる点に着目してなされたもの
で、加工進行方向に平行にスライド可動な軌道ガ
イドの円錐内筒面にラジアル方向に常にスプリン
グ等で押圧されて内接する同一傾斜面を有する円
錐リングを、上述した加工進行方向に直角な平面
内において任意の方向に移動可能なように案内さ
れる電極取付定盤に回転自在に支持させると共
に、上記円錐内筒面に内接させながら回転運動を
与えると共に、上記軌道ガイドの上下位置を調整
することにより、所望の回転半径で電極取付定盤
を回転させないで、天体軌道状の相対的な並進回
転運動を与えるようにした放電加工装置を提供し
ようとするものである。

すなわち、第１図ａ，ｂは何れもこの発明の一
実施例を示すもので、１は放電加工機の主軸、２
はこの主軸１に取付けられたフレーム、３はフレ
ーム２の内部に設けられた複数本のガイドバー、
４はこのガイドバー３に上下方向にスライド可能
に挿入保持された軌道ガイドで、その中心部には
円錐内筒面５が形成されている。６は上記フレー
ム２の内部に左右方向に長く設けられた２条のク
ロスローラガイド、７はこのクロスローラガイド
６により左右方向に移動が案内されるサドル、８
はこのサドル７に上記クロスローラガイド６の長
手方向と直交する方向に設けられたクロスローラ
ガイド、９は上記クロスローラガイド８により案
内される揺動体で、その外周部にはラジアルベア
リング１０を介して円錐リング１１が回転自在に
係合保持されている。しかして、この円錐リング
は上記円錐内筒面５と同一傾斜面を有するととも
に、この円錐内筒面５に接触するようになされて
いる。

１２は上記揺動体９の中心部に回転自在に、か
つ上下方向にスライド可能に挿入されたピンで、
その一端はピン１４により、リンク１３に連結さ
れ、さらに、このリンク１３はピン１５により固
定回転軸３２の回転中心線上に回転自在に連結さ
れている。１６は上記ピン１２を常にラジアル方
向に押圧するスプリング、１７はこのスプリング
１６の落下防止用のスプリングガイドである。１
８は固定回転軸３２の内部に形成され、上記ピン
１２、リンク１３、スプリング１６、およびスプ
リングガイド１７等を収納するための空胴部、１
９は固定回転軸３２を回転自在に支承するラジア
ルベアリング、２０は上記固定回転軸３２を上下
方向に規制するナツト、２１は上記固定回転軸３
２の軸端に設けられた大径なるベルト車、２２は
上記フレーム２の側面に取付けられた駆動モータ
２４の回転軸に設けられた小径なるベルト車でベ
ルト２３により上記大径なベルト車２１に連結さ
れている。

２５はスプリングで、上記軌道ガイド４をフレ
ーム２に対して常に下方に向つて付勢するための
ものである。２６は上記軌道ガイド４の上下方向
の移動量を規制するためのナツトで上記ガイドバ
ー３の先端に設けられたネジ部に螺合されてお
り、このナツト２６の回転によりガイドバー３に
よつて案内される軌道ガイド４の上下位置が調整
されるわけである。そして、内接する円錐リング
１１と、円錐内筒面５の傾斜面は、円錐リング１
が上下に規制され、加工進行方向に直交する平面
内のみにしか移動できないため、相対的なすべり
が生じ、スプリング１６に抗して接触点と回転中
心とを結ぶ線上を円錐リング１１が移動すること
になる。すなわち、第１図ａに示す偏心量ｅを調
整することができるわけである。なお、いうまで
もなく、リンク１３が回転する平面、およびスプ
リング１６の押圧する方向、ならびに円錐リング
１１と円錐内筒面５の接線等は、同一平面内で、
かつ固定回転軸３２の回転中心線と平行に交わる
ように構成されている。

２７は上記揺動体９の先端に設けられた電極取
付定盤でボルト２８により固定されている。２９
は電極取付定盤に固定された電極、３０はこの電
極２９により加工される被加工物、３１は上記フ
レーム２の内部に収納された各構成部材の保護カ
バーである。

この発明の放電加工装置は上述したように、放
電加工を行なう際、電極が被加工物に対し、加工
しながら進む軸線と直交する平面内において電極
と被加工物間に相対的な並進回転運動を与えるも
ので、まず、駆動モータ２４により固定回転軸３
２が所定の回転数で回転すると、空胴部１８内に
配置されたピン１２、リンク１３等も同様に回転
することになるが、このピン１２及びリンク１３
は、スプリング１６により常にラジアル方向に押
圧されているため、このピン１２に連結されてい
る揺動体９も同様にラジアル方向に押圧されるこ
とになり、円錐リング１１が軌道ガイド４の円錐
内筒面５に圧接されることになる。すなわち、第
１図ａに示す偏心量ｅだけ中心がずれた位置でバ
ランスすることになる。

この偏心量ｅは、上述したようにナツト２６に
より調整が可能であり軌道ガイド４の上下方向の
ストロークの範囲内において任意に設定すること
ができるものである。また、サドル７は固定物で
あるフレーム２の左右方向に長く設けられたクロ
スローラガイド６に沿つて第１図ａにおいて左右
方向に摺動し、加工進行方向と直交する同一平面
内においてサドルの左右移動方向と直交する方向
にクロスローラガイド８によつて摺動するよう前
記揺動体９はサドル７に支持されているので、サ
ドル７と揺動体９との間は丁度同一平面内におい
て直交する２軸方向に移動するいわゆるＸ−Ｙク
ロステーブルが形成されたのと同様の関係にな
り、固定回転軸３２の回転に伴つて揺動体９はそ
の一方の軸方向の成分と他方の軸方向の成分との
合力に従つて公転運動を行う。つまり上記揺動体
９は、フレーム２に対して加工進行方向と直交す
る平面内において、任意の位置に直線で移動が可
能なため、固定回転軸３２の回転に伴ない360゜
の方向に揺動体９が押し続けられることになり、
軌道ガイド４の中心に設けられた円錐内筒面５を
案内として円錐リング１１が転動するが、揺動体
９はクロスローラガイド８に沿つて摺動するもの
であるから偏心量ｅを回転半径として揺動体９
は、それ自体で回転せず天体軌道状の並進回転運
動をすることになる。これは、電極２９と被加工
物３０間の加工進行方向と直交する平面内に形成
されるラジアル方向の放電加工間隙が任意の位置
においてすべて等しくなることを意味するもの
で、偏心量ｅを変化させると、電極２９と被加工
物３０間の平面内におけるラジアル方向の間隙が
比例的に大きくなるか、あるいは小さくなるか変
化することになり、同一形状の電極で種々異つた
加工穴を加工形成することが可能となるものであ
る。また、逆に偏心量ｅを「０」にすることも可
能で、この場合は、固定回転軸３２の回転中心線
上にピン１２の中心が一致するように円錐リング
１１と、円錐内筒面５とを互いに接触させればよ
く、このように構成すれば固定回転軸３２だけが
揺動体９の中心部で回転することになり、固定回
転軸３２の回転は揺動体９に伝達されず電極取付
定盤２７は静止したままの状態を保持するわけで
ある。

なお、上述した一実施例（第１図）において
は、フレーム２の上面から電極取付面までの距離
「l₁」が必然的に高くなるのは避けられない。し
たがつて、相対的に電極２９と被加工物３０の高
さに制限を受けることになる。

第２図ａ，ｂ，ｃはかかる点を解決したこの発
明の他の実施例を示すもので、固定回転軸３２が
主軸１の軸線と距離「Ｌ」だけ離れたフレーム２
内にアンギユラベアリング５０、およびスラスト
ベアリング５１により回転自在に支持されてい
る。そして、この固定回転軸３２の上端には、第
２図ｂに示すように偏心回転軸５２が、加工進行
方向と直交する方向にスライド可能にクロスロー
ラガイド５３を介して固定回転軸３２に保持され
ている。また、この偏心回転軸５２はスプリング
１６により常にラジアル方向に押圧されていると
共に、その上端部には、ナツト５４で抜け止めさ
れた円錐リング１１が回転自在に枢着されてお
り、さらにこの円錐リング１１は加工進行方向と
平行に、しかも回転自在にフレーム２内に支持さ
れている軌道ガイド４の円錐内筒面５に圧接する
ようになされている。そして、この軌道ガイド４
はスプリング２５により常に上方に向つて付勢さ
れており、その弾性力は調整ボルト５５により行
なうようになされている。５６はフレーム２の側
面から突出した腕５７に、ピン５８により揺動自
在に支承されたアーム、５９はピン６０により上
記アーム５６の上端部に枢着されたローラで、上
記調整ボルト５５の上端面に常時接触するように
なされている。６１は上記アーム５６に螺挿され
た調整ねじで、この調整ねじ６１の回転の伴なう
これの進退によりスプリング２５の弾性力に抗し
て軌道ガイド４の上下位置を調整し得るようにな
されている。６２は連結棒、６３はこの連結棒６
２と直交する方向にクロスローラガイド８により
案内保持されると共に、連結棒６２をその軸方向
にスライド可能に支持するボールガイド、６４は
ボールベアリングで、このボールベアリング６４
は上記偏心回転軸５２と、連結棒６２の一端を互
いに回転自在に連結するものである。さらに、こ
の連結棒６２の他端は、第２図ｃに示すように、
回転不能に電極取付定盤２７に連結されている。
６５はフレーム２内に設けられたベアリングケー
ス、６６は両面を円滑に形成したプレートで、上
記ベアリングケース６５内においてナツト６７に
より軸６８に取付けられている。６９は上記プレ
ート６６と、ベアリングケース６５とによつて形
成された空間に挿入された複数のボールで、この
ボール６９はプレート６６の平面方向への移動を
円滑にすると共に、上下方向の「ガタ」を防止す
るために設けられたものである。７０は上記電極
取付定盤２７を軸６８に固定するためのナツトで
ある。

以上のように構成されたこの発明の他の実施例
においては、調整ねじ６１を所定方向に所定量回
転させてその動きをアーム５６およびローラ５９
を介して調整ボルト５５を下方に押し下げるか、
上方に引き上げる操作により軌道ガイド４は所定
量昇降し所定の位置で停止する。これにより円錐
内筒面５と、円錐リング１１との接触位置が変化
し偏心量ｅが設定される。また、ボールガイド６
３に支持される連結棒６２の一端は、上記偏心回
転軸５２に回転自在に支持されているため、回転
半径ｅを維持しながら回転しても、連結棒６２は
加工進行方向と直交する平面内において平行に、
かつ直交する２軸線上を２・ｅの振巾で往復運動
を行なうものである。この運動は連結棒６２によ
り電極取付定盤２７を回転させることなく、半径
ｅの天体軌道状の並進回転運動に変換させるもの
である。

以上述べたように、第２図に示すこの発明の他
の実施例においては、装置全体を、電極取付定盤
の運動を案内支持する装置と、上記電極取付定盤
に並進回転運動を与え、かつその軌道半径を制御
する装置とに分離して連結棒により互いに連結す
るように構成しているので、フレーム２の上面と
電極取付面との距離「l₂」を小さくすることがで
き、相対的に、電極と被加工物との高さに制限を
受けなくなることはいうまでもない。

しかしながら、上述した各実施例において、電
極と被加工物間の加工進行方向と直交する平面に
おける相対的な関係は、電極の上記平面と平行に
切断して形成された外周部の任意の点の運動が上
記偏心量ｅを半径とする完全な円軌跡を描く運動
となる関係にある。これは所定の形状の電極で加
工する場合、加工形成される被加工物の加工穴が
上記電極の加工進行方向と直交する平面と平行な
各切断面における各外周部の形状に対して必ず相
似形となり、比例的に大、あるいは小となる関係
にあることを意味する。すなわち、電極の形状が
決まれば、被加工物の加工穴は必然的に相似形と
なる。

第３図に示すこの発明の更に他の実施例は、か
かる点を解決しようとするもので、カム装置を用
いることにより単一の電極で相似形以外の任意の
形状の加工穴を形成することができるようにした
ものである。

すなわち、第３図ａ，ｂにおいて１００は、固
定回転軸３２の軸端に取付けられた楕円形のカ
ム、１０１はこのカム１００の外周面に接触し、
ピン１０２により軸１０３に回転自在に取付けら
れたローラで、上記軸１０３はフレーム２から突
出した腕部１０４にスライド可能に支承されると
共に、その他端にはピン１０５によりローラ１０
６が回転自在に支承され、かつこのローラ１０６
はアーム５６に係合するようになされている。し
かして、このアーム５６にはスプリング２５によ
り調整ボルト５５を介してカム１００の方向に向
つて常に回転トルクが与えられているため、上記
カム１００の回転に伴つて生じる軸１０３の振巾
運動を確実に軌道ガイド４に伝達することができ
るわけである。すなわち、固定回転軸３２が一回
転する間に、カム１００の形状に応じて軌道ガイ
ド４が上下方向に変位するため、円錐内筒面５に
接触して転動する円錐リング１１は、ラジアル方
向にスプリング１６によつて押圧されているの
で、上記軌道ガイド４の上下変位に追従しながら
回転する。すなわち、カム１００の外周の形状と
全く相似的な比例小、あるいは、比例大の軌跡を
偏心回転軸５２が描くことになる。

したがつて、電極取付定盤２７を回転させない
でカム１００の形状に相似した比例小、あるいは
比例大の回転軌跡を描くことができるわけであ
る。

なお、第３図ｂおよび第３図ｃに示す偏心量
「e₀」とｅの関係は次式を満たす。

ｅ（ｘ，ｙ）∝e₀（Ｘ，Ｙ） 例えば、第４図に示すように、丸電極１０７を
用いて被加工物１０８にカム１００の形状に相似
した形状の加工穴１０９を形成させることができ
るものである。また、楕円以外でもカムの形状を
任意に設定することにより、これに相似した加工
穴を単純電極により形成することができる。さら
にまた、カム１００の形状に相似した比例小、あ
るいは比例大の加工穴を形成したい場合には、調
整ボルト５５の回転量を調整することにより簡単
に行ない得られることはいうまでもない。

以上述べたように、放電加工において、電極
と、被加工物間の相対的並進回転運動を行なわせ
るこの発明の装置は、電極自体が回転せずに加工
進行方向と直交する平面内において被加工物に対
して回転運動をするので、円形以外の角張つた断
面形状の電極を用いて加工する場合、電極自体の
回転によつて加工穴の形状が丸くなつてしまうと
いうことはなく、角張つた電極であつてもその電
極の断面形状と相似形の加工穴を得ることができ
る。

また、この発明によれば、電極取付定盤２７を
案内支持する装置と、この電極取付定盤２７に並
進回転運動を与え、かつその軌道半径を制御する
装置とに分離してこの両装置を連結棒６２により
互いに連結することが可能なため装置全体の厚さ
を薄く構成することができ、これによつて電極と
被加工物の高さに制限を受けることのない効果を
有するものである。また、この発明によれば、軌
道ガイドを上下に位置調整できるガイド高さ調整
手段を備えたことにより、比例小或いは比例大の
加工穴を簡単に形成できる。更に、カム機構によ
りガイド高さ調整手段と相俟つて電極取付定盤の
並進回転軌跡をカム形状と全く相似する比例小、
あるいは、比例大の軌跡に制限することが可能な
ため、単純な形状のカムにより複雑な加工穴を形
成することができる等の優れた効果を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは何れもこの発明の一実施例を示
すもので、第１図ａは縦断面図、第１図ｂは第１
図ａの矢印Ａの方向から見た側断面図、第２図
ａ，ｂ，ｃは何れもこの発明の他の実施例を示す
もので、第２図ａは縦断面図、第２図ｂは第２図
ａの矢印Ｂの方向から見た側面図、第２図ｃは第
２図のイ−イ線における断面図、第３図ａ，ｂは
この発明の更に他の実施例を示すもので、第３図
ａは縦断面図、第３図ｂはアーム５６を揺動させ
るカム１００を示す底面図、第４図は被加工物と
丸電極を示す正面図である。 図面中、１は主軸、２はフレーム、４は軌道ガ
イド、５は円錐内筒面、１１は円錐リング、２４
は駆動モータ、２７は電極取付定盤、２９は電
極、３０は被加工物、３２は固定回転軸、５２は
アーム、６２は連結棒、１００はカムである。な
お、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレーム２に回転自在に支持されるとともに
   モータ２４により回転駆動される固定回転軸３２
   と、前記フレームに移動自在に支持され中央を前
   記固定回転軸が貫通しているサドル７と、前記フ
   レーム２に支持され内側に円錐内筒面５を形成し
   た軌道ガイド４と、前記固定回転軸３２にリンク
   機構を介して連結され、その固定回転軸３２に内
   蔵したスプリング１６によつて一方向へ付勢され
   ているピン１２と、このピンが中央部に回転自在
   かつ上下方向にスライド可能に嵌合した揺動体９
   と、この揺動体に回転自在に連結され前記軌道ガ
   イド４の円錐内筒面５に前記スプリング１６の付
   勢力で常時圧接する円錐リング１１と、前記揺動
   体９に連結され電極２９が取り付けられた電極取
   付定盤２７とを備え、前記揺動体９は前記サドル
   ７に支持させるとともに、円錐リング１１は軌道
   ガイド４の円錐内筒面５の直径よりも小さな外径
   に形成され、固定回転軸３２の回転により前記円
   錐リング１１を軌道ガイド４の円錐内筒面５に当
   接させてこの内筒面上を転動させる構成とすると
   ともに、前記軌道ガイド４の前記フレーム２に対
   する位置を調整する手段を設け、この調整する手
   段により前記円錐リング１１と軌道ガイド４との
   相対位置を変化させ、円錐リング１１の転動軌跡
   半径を変化させることにより揺動体９の揺動運動
   量を調整する構成にし、揺動体９によつて前記電
   極２９をそれ自体回転させずに加工進行方向と直
   交する平面内において被加工物に対し回転運動さ
   せる構成にしてなる放電加工装置。 ２ フレーム２に回転自在に支持されるとともに
   モータ２４により回転駆動される固定回転軸３２
   と、前記フレーム２に対して電極の加工進行方向
   と同一方向に移動可能に支持され、かつ内部に円
   錐内筒面５を設けた軌道ガイド４と、この軌道ガ
   イドの円錐内筒面５の直径より小さな外径を有
   し、かつ軌道ガイドの上記移動方向と直交する方
   向に移動可能となるよう偏心回転軸５２に支持さ
   れた円錐リング１１と、この円錐リング１１を一
   方向に付勢するスプリング１６と、前記偏心回転
   軸５２の回転運動を電極が取り付けられかつ前記
   フレーム２に移動自在に支持された電極取付定盤
   ２７に伝達する連結棒６２と、前記軌道ガイド４
   の前記フレーム２に対する位置を調整する手段と
   を備え、前記固定回転軸３２の回転により前記円
   錐リング１１を軌道ガイド４の円錐内筒面５に前
   記スプリング１６の付勢力で当接させてこの内筒
   面上を転動させる構成にするとともに、前記軌道
   ガイド４の位置を調整する手段により軌道ガイド
   ４と円錐リング１１との相対位置を変化させ、円
   錐リング１１の転動軌跡半径を変化させることに
   より前記偏心回転軸５２の揺動運動量を調整させ
   る構成にし、この偏心回転軸５２の揺動によつて
   前記電極をそれ自体回転させずに加工進行方向と
   直交する平面内において被加工物に対し回転運動
   させる構成にしてなる放電加工装置。 ３ フレーム２に回転自在に支持されるとともに
   モータ２４により回転駆動される固定回転軸３２
   と、この固定回転軸と一体的に回転するカム１０
   ０と、前記フレーム２に対して電極の加工進行方
   向と同一方向に移動可能に支持され、かつ内部に
   円錐内筒面５を設けた軌道ガイド４と、この軌道
   ガイドの円錐内筒面５の直径より小さな外径を有
   し、かつ軌道ガイドの上記移動方向と直交する方
   向に移動可能となるよう偏心回転軸５２に支持さ
   れた円錐リング１１と、この円錐リング１１を一
   方向に付勢するスプリング１６と、前記偏心回転
   軸５２の回転運動を電極が取り付けられかつ前記
   フレーム２に移動自在に支持された電極取付定盤
   ２７に伝達する連結棒６２と、前記軌道ガイド４
   の前記フレーム２に対する位置を調整する手段
   と、前記カム１００に摺動するローラ１０１を有
   した移動自在な軸１０３と、この軸の移動運動を
   前記軌道ガイド４の位置を調整する手段に伝達す
   るアーム５６とを備え、前記固定回転軸３２の回
   転により前記円錐リング１１を軌道ガイド４の円
   錐内筒面５に前記スプリング１６の付勢力で当接
   させてこの内筒面上を転動させる構成にするとと
   もに、前記カム１００の回転に応動して軌道ガイ
   ド４の位置を調整する手段を操作させることによ
   り軌道ガイド４と円錐リング１１との相対位置を
   変化させ、円錐リング１１の転動軌跡半径を変化
   させることにより前記偏心回転軸５２の揺動運動
   量を前記カム１００の形状によつて調整させる構
   成にし、この偏心回転軸５２の揺動によつて前記
   電極をそれ自体回転させずに加工進行方向と直交
   する平面内において被加工物に対し回転運動させ
   る構成にしてなる放電加工装置。