JP2001259932A - 放電加工用ワイヤ電極のガイド機構および加工用ワイヤ電極による放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ電極の直径のばらつきの影響を受けず
高精度の加工を行えるとともに、ワイヤ電極の走行安定
性の向上を図れ、かつ、ワイヤ電極に付着したゴミの除
去を行えるようになる加工用ワイヤ電極の走行用ガイド
機構および加工用ワイヤ電極による放電加工方法を提供
する。 【解決手段】 ワイヤ電極６１の走行をガイドするガイ
ド部材２０を備えた加工用ワイヤ電極の走行用ガイド機
構とし、このガイド部材２０は、収容部１５Ｂが形成さ
れた本体１５と、Ｖガイド１５Ａ、１７と、Ｕガイド１
６とを含み構成されている。ワイヤ電極は、本体の中心
側に近づく方向の動きが規制され、ワイヤ電極の直径に
わずかなばらつきがあっても、その影響は、本体１５の
中心側とは反対方向に作用するので、被加工物の精度に
は及ばず、高精度の加工が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工用ワイヤ電極
のガイド機構およびその加工用ワイヤ電極による放電加
工方法に関し、特に、微細部品の加工や、その微細部品
加工用の放電電極を製作するための、マイクロ加工用放
電加工機に利用すると好適なものである。

【０００２】

【背景技術】近年、電子部品や電子機器用部品（例え
ば、ＩＣのリードフレームやインクジェットプリンタ用
ノズル）の小型化への要求が高まり、これらを生産する
ための金型等の製作においても、精度を保ちながら小型
化していく技術が検討されている。これらの金型に用い
られる材料は高硬度のものが多く、一般的に製作が困難
であるため放電加工法がよく用いられている。

【０００３】図示しないが、一般的な放電加工機は、放
電現象を利用して被加工物を加工する特殊な工作機械で
あり、繰り返し放電を行う電源、電極と被加工物との隙
間を５〜１０μに保つサーボ機構、加工液の循環機構、
被加工物と電極との位置決め機構等を備えて構成されて
いる。このような放電加工機において、直流電源に安定
抵抗を入れ、両極の間に並列に５０〜２００μＦ程度の
コンデンサを設け、両極を所定の距離に近づけると放電
が始まる。型材等の被加工物をケロシン等の加工液の中
に入れ、電極の形を加工しておいて、火花放電を繰り返
すと、電極が減るとともに、また被加工物も減り、これ
により、加工されるようになっている。なお、電極とし
ては、黄銅、グラファイト、銀ータングステン、銅ータ
ングステン等が使用されている。

【０００４】このような一般的な放電加工機の他に、特
に微細形状や微細穴を形成する目的で、放電加工の一種
である「ワイヤ放電研削法」が用いられる。このワイヤ
放電研削法は、図１５に示すように、所定の張力を印加
して張られ、かつ、ガイド部材６０に沿ってゆっくり走
行する（例えば、矢印Ｓ方向に）金属ワイヤを放電加工
用の電極６１とし、被加工物であるワークＷを、ワイヤ
電極６１側（矢印Ａ方向）、かつ、下方（矢印Ｂ方向）
に送り込むことによって形状を生成する加工方法であ
る。このとき、ワークＷを回転させながら（用途に応じ
て回転運動の代わりに割り出し操作等も行う）送り込む
ため、あたかもワイヤ部分を加工工具とみなした、旋盤
やろくろ加工に類似した加工が行われることになり、ワ
ークＷの外径を細く加工することができる。

【０００５】加工後のワークＷは、このまま部品として
使用されたり、あるいはこの状態の加工用電極として利
用される。これは、ノズル等の微細穴の加工を行うにあ
たって、小径ドリルの入手が困難であることや、仮に入
手できたとしても、機械のチャックへの取り付け時の偏
心、傾き等により、加工精度に直接影響が出るため、取
り付け時の調整に高度の熟練を必要とすること等の理由
から、加工電極を放電加工機上で成形し、この電極をそ
のまま用いて加工を行う方がよいからである。

【０００６】このようなワイヤ放電研削法において、ワ
イヤ電極６１の走行用ガイド機構は、図示しないリール
に巻かれているワイヤ電極６１をガイド部材６０に支
持、かつ、ガイドさせて走行できるようになっている。
このガイド部材６０は、一部が機械に固定された板状部
材で形成されており、ワイヤ電極６１との当接部には、
ワイヤ電極６１の形状に沿ったワイヤ走行溝６０Ａが形
成されている。また、このワイヤ走行溝６０Ａは、ワイ
ヤ電極６１の走行方向に沿って、例えば、円弧状に形成
されている。そして、このようなガイド部材６０に支持
されたワイヤ電極６１に対して、前述のようにワークＷ
を送り込んで形状が生成されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したワイ
ヤ電極６１の走行用ガイド機構では、次に述べるような
問題点がある。すなわち、使用するワイヤ電極６１は、
特に微細形状加工に適した精度で製作されているもので
はないため、その直径に数μｍ程度のばらつきがある。
一方、ガイド部材６０は固定であり、また、ワイヤ電極
６１をガイドする部位と、被加工物Ｗを加工するワイヤ
電極６１の加工部とが反対側、つまり、異なる側にある
ため、ワイヤ電極６１の直径のばらつきの影響は、被加
工物Ｗの切り込み量を変化させる方向、つまり、被加工
物側（図１５で矢印Ｃ）へと作用する。そのため、１０
数μｍ程度以下の電極を加工する場合、この影響によ
り、完成後の被加工物Ｗの直径にばらつきが発生すると
いう問題がある。

【０００８】また、ガイド部材６０のワイヤ電極６１を
ガイドするガイド面は、ワイヤ電極６１の外形形状に沿
った形状の断面円弧状に形成されており、板状部材で形
成されていることもあって、接触部が少なく拘束力が弱
いので、ガイド位置が安定せず、ワイヤ電極６１の走行
性が安定しないため、被加工物Ｗとワイヤ電極６１の間
に放電ギャップの変動が生じ、高精度の加工を行うこと
ができないという問題がある。

【０００９】さらに、ガイド部材６０のワイヤ電極６１
をガイドするガイド面は、ワイヤ電極６１の外形形状に
沿った形状の断面円弧状に形成されているので、ワイヤ
電極６１およびガイド面に付着したゴミ等は、ワイヤ電
極６１とガイド面とに挟み込まれた状態でワイヤ電極６
１の走行に連れられてガイド面を移動する。そのため、
ガイド面に傷が付きやすく、あるいは、ガイド面から浮
いた状態でワイヤ電極６１が走行するため、高精度の加
工を行うことができないという問題がある。

【００１０】また、ワイヤ電極６１をガイドしているガ
イド部材６０のワイヤ走行溝６０Ａ部分が平面で円弧形
状をしているため、単純な回転体形状の被加工物Ｗを加
工するときには問題はないが、三角や四角等の多角形状
断面を持つ被加工物や、スリットを加工するための平面
を有する電極を創成しようというときには、被加工物６
３に対して加工時の回転運動の代わりに割り出しを行
い、被加工物を金属ワイヤに対しワイヤとの接線方向に
揺動させなければならず、制御等が複雑となり、加工が
困難であるという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、ワイヤ電極の直径のばら
つきの影響を受けず高精度の加工を行えるとともに、ワ
イヤ電極の走行安定性の向上を図れ、かつ、ワイヤ電極
に付着したゴミの除去を行えるようになる加工用ワイヤ
電極の走行用ガイド機構および加工用ワイヤ電極による
放電加工方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、所定の張力を印加して張った断面がほぼ円形の導電
性ワイヤを加工用ワイヤ電極として使用するとともに、
前記ワイヤ電極の走行をガイドするガイド部材を備え、
前記加工用ワイヤ電極を導電性の被加工物に対して走行
させ、この被加工物の形状を前記ワイヤ電極による放電
加工で創成する加工用ワイヤ電極のガイド機構であっ
て、ガイド部材は、被加工物を収容する収容部を有する
本体と、ワイヤ電極の断面円の半径より小さな半径の内
接円となった断面Ｖ字状の溝を有するＶガイドと、ワイ
ヤ電極の断面円の半径より大きな半径の内接円となった
断面Ｕ字状の溝を有するＵガイドとを備えて構成され、
Ｖガイドは、ワイヤ電極にあって被加工物との間で放電
加工を行うワイヤ加工部位の両側に配置されるととも
に、このＶガイドにおけるＶ字状の溝のＶ頂点側にワイ
ヤ加工部位が配置され、Ｕガイドは、Ｖガイドよりもワ
イヤ加工部位から遠い位置のワイヤ電極供給側に、かつ
ＵガイドにおけるＵ字状の溝の最深部と前記ワイヤ加工
部位側とを接触させて配置され、被加工物は収容部に位
置決めされることを特徴とする放電加工用ワイヤ電極の
ガイド機構である。

【００１３】このような本発明においては、ワイヤ電極
がガイド部材を構成する本体の収容部に位置決めされて
いるので、ワイヤ電極の加工部を含む部位は、本体の中
心側に近づく方向の動きが規制される。従って、ワイヤ
電極の直径にわずかなばらつきがあっても、その影響
は、ガイド部材の中心側とは反対方向に作用することに
なるので、ワイヤ電極による被加工物の加工を行って
も、その被加工物の精度には影響がなく、高精度の加工
が行われる。

【００１４】また、本体の近傍に２つのＶ字型ガイドピ
ンが配置されており、本体のワイヤ走行溝とＶ字型ガイ
ドピンのガイド溝とがＶ字状に形成されているので、ワ
イヤ電極が走行中に引き続きＺ方向に強い拘束を受け
る。従って、ワイヤ電極の走行安定性がきわめて高めら
れ、ワークとワイヤ電極の間の放電ギャップの変動が低
減されるので、高精度の加工を行うことができる。

【００１５】さらに、Ｕ字型ガイドピンのガイド溝は、
断面Ｕ字状となっており、そのＵ字状溝の曲率半径が、
ワイヤ電極の径の半径より大きくなっているので、ワイ
ヤ電極に付着しているゴミ等は、ワイヤ電極とＵ字型ガ
イドピンのガイド溝との摺動により掻き取られ、ワイヤ
電極は、きれいな状態で本体にガイドされる。従って、
ワークとワイヤ電極の間の放電ギャップの変動の抑制を
向上させることができ、高精度の加工を行うことができ
る。

【００１６】本発明において、ガイド部材は、本体と、
Ｖガイドと、Ｕガイドとを備えていればよく、これらが
別体であっても、一体的に設けられていてもよい。ま
た、収容部は、その内部に被加工物を収容できるもので
あれば、形状が半円状、あるいは角穴状等、どのような
形状でもよい。また、収容部は、本体に必ずしも１個設
けるものでなくてもよく、２個あるいは３個等、複数個
設けてもよい。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構において、二つの
Ｖガイドとその中間位置に配置される収容部とは本体に
設けられていることを特徴とするものである。

【００１８】このような本発明においては、本体を作成
するときにＶガイドと収容部とを同時に作成することが
できるので、製作が容易であるとともに、コンパクトに
なるので、少ない設置スペースですむ。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構において、本体の
収容部の外側には、この収容部の幅寸法より大きな外形
を有する被加工物の被加工部を収容可能な開き部が形成
されていることを特徴とするものである。

【００２０】このような本発明においては、ワイヤ電極
の収容部側と収容部の反対側との両方でワークの加工が
できるので、加工のはばが広がる。特に、収容部の外側
で放電加工した後、そのワークを収容部内に収容し、そ
こで部分的に微細加工を行えるので、段差部を有する形
状をも高精度に加工することができる。

【００２１】本発明において、外側に拡がる傾斜状、湾
曲状等、開き部の形状は限定されず、また、開き部の大
きさも、収容部の幅寸法に対して限定されないが、両者
に差のない場合は設ける意味がないので、例えば、２倍
以上のワークを収容できるような大きさが好ましい。

【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構に
おいて、本体には、当該本体に二つのＶガイドおよび収
容部とともにＵガイドが設けられていることを特徴とす
るものである。

【００２３】このような本発明においては、本体を作成
するときにＶガイド、収容部およびＵガイドを同時に作
成することができるので、製作が容易であるとともに、
コンパクトになるので、少ない設置スペースですむ。

【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構において、本体に
は、同一面内に突出する複数の突出部が形成され、それ
ぞれの突出部に、ワイヤの供給側から順に、Ｕガイド、
Ｖガイド、収容部、およびＶガイドの対が設けられてい
ることを特徴とするものである。

【００２５】このような本発明においては、複数の突出
部をそれぞれ割り出して使用することができるので、１
個の部材で種類の異なる被加工物の加工を行うことがで
き、加工の幅が広がる。また、本体に、Ｖ字状のワイヤ
走行溝とＵ字状のワイヤ走行溝とが一体的に形成されて
いるので、製作が容易であり、かつ、コンパクトにまと
まり、設置に広いスペースを必要としない。

【００２６】本発明において、突出部の数は、例えば、
２箇所、３箇所、４箇所等限定されない。

【００２７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構において、突出部
の配置は円周上等配であることを特徴とするものであ
る。

【００２８】このような本発明においては、製作に当た
って割り出しが容易なので、本体の製作が容易となる。

【００２９】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれかに記載の放電加工用ワイヤ電極のガイド機構に
おいて、ワイヤ電極と被加工物の被加工部とが近接する
ワイヤ加工部位を、ガイド部材の厚さ方向の中心より上
部に設けたことを特徴とするものである。

【００３０】このような本発明においては、例えば、段
差のある被加工物の下部を細く加工する場合、細い部分
を、太い部分にできる限り近づけた位置まで加工するこ
とができる。

【００３１】本発明において、上部位置としては、ワイ
ヤ走行溝を形成できる最大限上側位置が好ましい。

【００３２】請求項８に記載の発明は、所定の張力を印
加して張った断面がほぼ円形の導電性ワイヤを加工用ワ
イヤ電極として使用するとともに、その加工用ワイヤ電
極を導電性の被加工物に対して走行させ、この被加工物
の形状を前記ワイヤ電極による放電加工で創成する加工
用ワイヤ電極による放電加工方法であって、ワイヤ電極
の走行をガイドする本体を含むガイド部材を備え、この
ガイド部材の本体には、その中心側に凹むとともにその
内部に被加工物を収容可能に収容部が形成され、この収
容部の幅寸法より大きな外径の被加工物を加工する際
は、ワイヤ電極の収容部とは反対側で行い、収容部の幅
寸法より小さな外径の被加工物を加工する際は、ワイヤ
電極の収容部側で行うことを特徴とする加工用ワイヤ電
極による放電加工方法である。

【００３３】このような本発明においては、ワイヤ電極
の収容部側と収容部の反対側との両方で被加工物の加工
ができるので、加工のはばが広がる。特に、収容部の外
側で放電加工した後、その被加工物を収容部内に収容
し、そこで部分的に微細加工を行えるので、段差部を有
する形状をも高精度に加工することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明が適用
される放電加工機１は、基台２に立設されＹ軸移動機構
４を介してＹ方向（水平方向）に移動可能なコラム６を
備えている。このコラム６の上部には、水平方向に突出
する頭部６Ａが設けられ、この頭部６Ａには、Ｘ軸移動
機構３およびＺ軸移動機構５を介して、それぞれＸ方向
（Ｙ方向と直交する水平方向）およびＹ方向（上下方
向）に移動可能なスピンドル７が設けられている。この
ようなスピンドル７には、被加工物であるワークＷが取
り付けられており、このワークＷは、スピンドル７の軸
回りに回転可能となっている。

【００３５】基台２には、内部に加工液が充填された加
工台８が設けられ、この加工台８には、本発明に係る第
１実施形態の本体１５を含むガイド部材２０等で構成さ
れる放電加工用ワイヤ電極のガイド機構が設けられてい
る。一方、加工用ワイヤ電極６１は、ガイド部材２０に
案内され、ワイヤ電極６１の長手方向（図１中紙面直交
方向および、図２，３中、矢印Ｓ方向）に連続的に送り
出される。ただし、図１中では、ワイヤ電極６１の送り
出しを行う送り出し機構は省略されている。

【００３６】基台２の近傍には、数値制御装置９および
放電制御装置１０が配置されている。数値制御装置９
は、Ｘ軸移動機構３、Ｙ軸移動機構４、Ｚ軸移動機構５
をコントロールし、予めわかっているワークＷの加工前
の形状や、ワイヤ電極６１の径、ワイヤ電極６１の位置
を基に、ワークＷの被加工部をワイヤ電極６１の表面と
の間で所定の位置となるように位置決めするとともに、
ワークＷを３次元空間内で任意に移動できるようになっ
ている。

【００３７】放電制御装置１０は、ワイヤ電極６１とワ
ークＷの間に所定の放電加工電圧を印可させるととも
に、ワークＷとワイヤ電極６１との間に放電させて、ワ
ークＷの一部を除去する。それにより、両者の収容部は
多少大きくなるので、数値制御装置９を動作させ、再び
両者の収容部が所定の値となるようにする。この一連の
繰り返しにより、ワークＷを所望の形状とする。

【００３８】第１実施形態の加工用ワイヤ電極の走行用
ガイド機構は、図２，３に示すように、ガイド部材２０
を構成する本体１５を備えている。なお、本第１実施形
態および他の実施形態において、前記従来の走行用ガイ
ド機構と同一構造、同一部材等には、同一符号を付すと
ともに、その詳細な説明は省略または簡略化する。

【００３９】本体１５は、ほぼ円盤状に形成されてお
り、中心部に形成された固定穴１５Ｄに、図示しない取
付け具等を差し込む等して前記加工台８に取付けられる
ようになっている。本体１５の円周上には、当該本体１
５の中心に向かって延びる収容部である加工溝１５Ｂが
形成され、この加工溝１５Ｂの両側、つまり、加工溝１
５Ｂを除く円周上には、Ｖガイドであるワイヤ走行溝１
５Ａが形成されている。ここで、加工溝１５Ｂの幅寸法
ＷＤは、比較的小さな外形寸法を有するワークＷを収容
できる大きさとなっている。また、ワイヤ走行溝１５Ａ
は、本体１５の厚さ方向の中心より上部に形成されてい
る。

【００４０】本体１５のワイヤ走行溝１５Ａは、図４に
示すように、断面Ｖ字状とされており、そのワイヤ走行
溝１５Ａの底部のＡ，Ｂを結ぶ曲率半径ｒ１は、ワイヤ
電極６１の径の半径Ｒより小さくなっている。そのた
め、ワイヤ走行溝１５Ａの底部とワイヤ電極６１の内側
との非接触部Ｓが、ワイヤ走行溝１５Ａの底部に溜まっ
たゴミをワイヤ電極６１で除去できないゴミ除去不可能
範囲となっている。また、ワイヤ電極６１は、Ｖ字状の
ワイヤ走行溝１５Ａと２箇所で接触するので、Ｚ方向
（本体１５の厚さ方向）に強い拘束を受けることにな
り、これにより、安定した走行を維持することができる
ようになっている。

【００４１】本体１５は、焼き入れされた工具鋼あるい
は超硬合金を用いて製作されており、しかもワイヤ電極
６１が走行するワイヤ走行溝１５Ａは、例えば、ダイヤ
モンドペーストを用いて、ワイヤ電極６１の直径に合わ
せて高精度に加工されている。また、ワイヤ走行溝１５
Ａの表面を鏡面加工してもよい。

【００４２】このような本体１５の近傍には、図２，３
に示すように、本体１５における加工溝１５Ｂの両側、
かつ、ワイヤ電極６１の走行方向Ｓに沿った位置に配置
されるＶガイドを構成する２つのＶ字型ガイドピン１７
と、これらのＶ字型ガイドピン１７よりも、ワイヤ電極
供給側（図２中、右側）に配置されるＵガイドを構成す
る１つのＵ字型ガイドピン１６とが設けられている。

【００４３】これらのＶ字型ガイドピン１７およびＵ字
型ガイドピン１６は、それぞれ棒状部材で形成され、そ
の外周には、ワイヤ電極６１をガイドするガイド溝１７
Ａ、ガイド溝１６Ａがそれぞれ形成されている。すなわ
ち、Ｖ字型ガイドピン１７のガイド溝１７Ａは、断面Ｖ
字状の溝に形成され、Ｕ字型ガイドピン１６のガイド溝
１６Ａは、断面Ｕ字状の溝に形成されている。そして、
Ｖ字型ガイドピン１７のガイド溝１７Ａの形状は、図４
に示す前記ワイヤ走行溝１５Ａの形状とまったく同じ形
状となっている。

【００４４】これに対して、Ｕ字型ガイドピン１６のガ
イド溝１６Ａは、図５に示すような形状となっている。
すなわち、ガイド溝１６ＡのＵ字の起点Ａ，Ｂを結ぶ曲
率半径ｒ２は、ワイヤ電極６１の径の半径Ｒより大きく
なっている。従って、ワイヤ電極６１の内側に付着した
加工屑等のゴミは、ワイヤ電極６１の走行により生じ
る、ワイヤ電極６１とＵ字型ガイドピン１６との摩擦に
より掻き取られるようになっている。ここにおいて、前
記本体１５、２つのＶ字型ガイドピン１７、および１つ
のＵ字型ガイドピン１６を含んで前記ガイド部材２０が
構成されている。

【００４５】このような本体１５等の配置において、図
２，３に示すように、一定のテンションで張られたワイ
ヤ電極６１は、Ｕ字型ガイドピン１６のガイド溝１６
Ａ、Ｖ字型ガイドピン１７のガイド溝１７Ａ、および本
体１５のワイヤ走行溝１５Ａに接して走行する。図２，
３中、右方向から左方向に走行するワイヤ電極６１は、
最初にＵ字型ガイドピン１６に案内されるが、ここでワ
イヤ電極６１の内側のゴミは、ワイヤ電極６１とＵ字型
ガイドピン１６のガイド溝１６Ａとの摩擦により掻き取
られる。

【００４６】次に、ワイヤ電極６１は、Ｖ字型ガイドピ
ン１７のガイド溝１７Ａと接触するので、ワイヤ電極６
１はＺ方向（本体１５の厚さ方向）に強い拘束を受ける
とともに、その後に続く本体１５のＶ字型のワイヤ走行
溝１５Ａ、およびもう一つのＶ字型ガイドピン１７で
も、Ｚ方向に強い拘束を受けるので、ワイヤ電極６１の
走行安定性がきわめて高められる。

【００４７】なお、図２中、最も右側に配置されるＵ字
型ガイドピン１６と、次のＶ字型ガイドピン１７とを入
れ替えてもその効果は変わらないが、本体１５における
ワイヤ電極６１の変動を少しでも小さくする観点から
は、なるべくＶ字型ガイドピン１７を本体１５の近くに
配置することが好ましく、また、ワイヤ電極６１の表面
のゴミや埃を少しでも除く観点からは、Ｕ字型ガイドピ
ン１６を本体１５の近くに配置することが好ましい。

【００４８】このようなワイヤ電極６１と本体１５に対
して、ワークＷの被加工部は加工溝１５Ｂ内に配置され
るようになっており、図２に示すように、ワークＷの被
加工部を極細いピン状に形成する加工に際しては、ワー
クＷを回転させ、かつ、その被加工部をワイヤ電極６１
の加工溝１５Ｂ側の加工部Ｋに接近させながら、矢印Ｙ
方向および矢印Ｚ方向（図４参照）に送り込むことによ
り、所定の加工が行われる。

【００４９】このように、本体１５のワイヤ走行溝１５
Ａと、ワイヤ電極６１の加工部Ｋと、ワークＷの被加工
部とは同一側面に位置していることになる。また、ワー
クＷを接近させる方向（矢印Ｙ方向）と、ワイヤ電極６
１の直径のばらつきの作用する方向（矢印Ｃ方向）と
は、同一方向となっている。

【００５０】このような放電加工機１によるワークＷの
加工を説明する。オペレータがワークＷの大きさと最終
的な加工寸法を入力すると、数値制御装置９では、放電
加工条件（放電電流や放電時間等）を加味して、途中の
ワークＷの動きを算出し、管理する。ここで、ワークＷ
を本体１５の加工溝１５Ｂに収容し、ワークＷの被加工
部を極細いピン状に形成する加工に際しては、ワークＷ
を回転させ、かつ、その被加工部を矢印Ｙ方向および矢
印Ｚ方向に送り込み、ワイヤ電極６１の加工部Ｋに接近
させながら放電加工を行う。

【００５１】このような第１実施形態によれば、次のよ
うな効果を得ることができる。 （１）ワイヤ電極６１は、２箇所のワイヤ走行溝１５Ａ
でガイド部材１５に接触し、かつ、ワイヤ走行溝１５Ａ
と接している部位の中間部位を加工部Ｋとして用いるた
め、仮にワイヤ電極６１の直径に数μｍ程度のばらつき
があったとしても、ワイヤ電極６１は、ワイヤ走行溝１
５Ａにより加工溝１５Ｂ内側への動きを規制されるた
め、ばらつきの作用する方向は、接触部と反対方向とな
る。従って、通常のワイヤ電極６１を用いても、その直
径のばらつきによる影響をほとんど受けることがなく、
高精度に加工できる。

【００５２】（２）本体１５の近傍に２つのＶ字型ガイ
ドピン１７が配置されており、本体１５のワイヤ走行溝
１５ＡとＶ字型ガイドピン１７のガイド溝１７ＡとがＶ
字状に形成されているので、ワイヤ電極６１が走行中に
Ｚ方向に強い拘束を受ける。従って、ワイヤ電極６１の
走行安定性がきわめて高められ、ワークＷとワイヤ電極
６１の間の放電ギャップの変動が低減されるので、高精
度の加工を行うことができる。

【００５３】（３）本体１５の近傍、かつ、ワイヤ電極
供給側には、Ｕ字型ガイドピン１６が設けられ、このＵ
字型ガイドピン１６のガイド溝１６Ａは、断面Ｕ字状と
なっており、そのＵ字状溝の曲率半径ｒ２が、ワイヤ電
極６１の径の半径Ｒより大きくなっているので、ワイヤ
電極６１に付着しているゴミ等は、ワイヤ電極６１とＵ
字型ガイドピン１６のガイド溝１６Ａとの摩擦により掻
き取られ、ワイヤ電極６１は、きれいな状態で本体１５
にガイドされる。従って、ワークＷとワイヤ電極６１の
間の放電ギャップの変動の抑制を向上させることがで
き、高精度の加工を行うことができる。

【００５４】（４）ワイヤ走行溝１５Ａが、本体１５の
厚さ方向上部に形成されているので、例えば、段差のあ
る被加工物の下部を細く加工する場合、細い部分を、太
い部分にできる限り近づけた位置まで加工することがで
きる。

【００５５】（５）ワイヤ電極６１のガイド部材１５と
の接触部と、ワークＷの被加工部とが同一側面にあるの
で、つまり、ワイヤ電極６１が空中で直線に張られてい
る部分の内側を加工部Ｋとしているため、多角形断面形
状の被加工物や電極などの加工、あるいはスリットなど
の加工に使用する電極の作成時において、容易に良好な
平面形状の加工ができる。

【００５６】（６）本体１５は、焼き入れされた工具鋼
あるいは超硬合金を用いて製作され、しかもワイヤ電極
６１が走行するワイヤ走行溝１５Ａは、例えば、ダイヤ
モンドペーストを用いて、ワイヤ電極６１の直径に合わ
せて高精度に加工されており、場合によっては、ワイヤ
走行溝４の表面が鏡面加工されているので、放電に使用
するワイヤ電極６１自体に、巻き癖あるいは打痕等が存
在していても、張力を掛けられてワイヤ６１が本体１５
のワイヤ走行溝１５Ａを走行する際に、バニッシング効
果によりこれらの影響が低減される。その結果、高精度
で安定した加工を行うことができる。

【００５７】次に、図６〜９を参照して本発明の第２実
施形態を説明する。この実施形態では、前記第１実施形
態で、ワイヤ電極６１によるワークＷの加工を、ガイド
部材２０を構成する本体１５の加工溝１５Ｂ内で行って
いたものを、本体２５の加工溝２５Ｂ内および加工溝２
５Ｂの外で、つまり、ワイヤ電極６１の加工溝２５Ｂ側
および加工溝２５Ｂの反対側の両方で行うようにしたも
のである。

【００５８】本実施形態の本体２５は、前記第１実施形
態の本体１５と同じ材質で円盤状の形状に形成されてお
り、その円周上には、当該本体２５の中心に向かって延
びる収容部である加工溝２５Ｂが形成され、また、加工
溝２５Ｂを除く円周上、かつ、本体２５の厚さ方向の中
心より上部側にはワイヤ走行溝２５Ａが形成されてい
る。この加工溝２５Ａの幅寸法ＷＤは、比較的小さな外
形寸法のワークＷを収容できる大きさとなっている。こ
の加工溝２５Ａの外側には、当該加工溝２５Ａに続くと
ともに外側に向かって拡がる開き部２５Ｃが形成され、
この開き部２５Ｃには、加工溝２５Ａの幅寸法ＷＤより
大きい径（例えば、２倍以上）のワークＷを収容するこ
とができるようになっている。

【００５９】ここで、加工溝２３Ａの幅ＷＤとワイヤ電
極ガイド面側（放電側）の振れ状況との関係を測定した
結果を、図１０に示す。この図１０からわかるように、
溝幅ＷＤが狭いほどワイヤ電極表面の振れが小さく、高
精度の加工が可能となる。しかし、ワークＷはこの加工
溝２５Ａの中に設置する必要があるため、ワークＷの径
の大きさの制限を伴う欠点が生ずる。逆に、加工溝幅２
５Ａを大きくすれば、大きな径のワークＷの加工が可能
にはなるが、同時に加工精度は劣化していく欠点が生ず
る。

【００６０】例えば、ワークＷの最終的な出来上がり寸
法が径１ｍｍ以下の場合、通常、原材料の寸法は１ｍｍ
以上であるが、この場合、本体２５の加工溝２５Ａの幅
が１ｍｍでは加工できない。このように、同一ガイド部
材では被加工物の加工寸法と加工精度を任意に選択出来
ない欠点がある。そこで、加工溝２５Ａに開き部２５Ｃ
を形成し、加工溝２５Ａ内と開き部２５Ｃとの両方で加
工することができるようにしたものである。

【００６１】このような本実施形態においては、図６，
７に示すように、ワークＷの径が本体２５の加工溝２５
Ａの幅寸法より小さい場合、前記Ｘ軸移動機構３、Ｙ軸
移動機構４およびＺ軸移動機構５により、ワークＷを本
体２５の加工溝２５Ａの中に挿入し、ワイヤ電極６１の
ガイド面側へ接近、放電させ、径に応じた微細さに対応
する高い精度の微細加工を行う。

【００６２】これに対して、加工溝２５Ａの幅寸法ＷＤ
より大きい径を有するワークＷの加工の際は、図８，９
に示すように、そのワークＷを、加工溝２５Ａの開き部
２５Ｃ内に収容させ、かつ、ワイヤ電極６１のガイド面
とは反対側の加工部Ｋに近接、放電させて、ワークＷを
所定の形状に、放電加工する。

【００６３】あるいは、図１１に示すように、まず、本
体２５の加工溝２５Ａの外側で、ワークＷの径が加工溝
２５Ａの幅寸法ＷＤ以下となるように放電加工した後
（二点鎖線部）、その加工されたワークＷを３軸移動機
構３，４，５により、本体２５の加工溝２５Ａ内に挿入
し、径に応じた微細さに対応する高い精度の最終の微細
加工を行う（実線部）。

【００６４】このような本実施形態においては、前記
（１）〜（６）と同様の効果の他、次のような効果を得
ることができる。 （７）ワイヤ電極６１の加工溝２５Ａ側と加工溝２５Ａ
の反対側との両方でワークＷの加工ができるので、加工
のはばが広がる。特に、加工溝２５Ａの外側で放電加工
した後、そのワークＷを加工溝２５Ａ内に収容し、そこ
で部分的に微細加工を行えるので、段差部を有する形状
をも高精度に加工することができるという効果がある。

【００６５】次に、図１２，１３を参照して本発明の第
３実施形態を説明する。本実施形態では、前記第１、第
２実施形態が、Ｖ字型ガイドピン１７とＵ字型ガイドピ
ン１６とを備えたガイド部材２０としたものを、Ｖガイ
ド３７Ａ、３９Ａ、４１Ａと、Ｕガイド３６Ａ、３８
Ａ、４０Ａとを本体３５に一体的に設けたガイド部材３
０としたものものである。

【００６６】すなわち、本体３５は、前記本体１５，２
５と同じ材質で所定の幅寸法かつ厚さ寸法に形成される
とともに、円周上等配位置に、３方に突出した加工部３
５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃが形成されている。各加工部３５
Ａ、３５Ｂ、３５Ｃの先端は、幅方向中央部の直線部
と、その直線部の両側の傾斜部とに形成されている。

【００６７】加工部３５Ａの直線部の一部には、その外
周から本体３５の中心に向けて延びる収容部である加工
溝４２が形成され、直線部の残りの部分、つまり、加工
溝４２の両側にはＶガイドであるＶ字状のワイヤ走行溝
３７Ａが形成されている。また、ワイヤ走行溝３７Ａの
ワイヤ電極供給側の傾斜部には、ＵガイドであるＵ字状
のワイヤ走行溝３６Ａが形成されている。

【００６８】加工部３５Ｂの直線部の一部には、加工部
３５Ａと同様に加工溝４３が形成され、この加工溝４３
の両側にはＶ字状のワイヤ走行溝３９Ａが形成されてい
る。また、ワイヤ走行溝３９Ａのワイヤ電極供給側の傾
斜部には、Ｕ字状のワイヤ走行溝３８Ａが形成されてい
る。加工部３５Ｃの直線部の一部には、加工溝４４が形
成され、この加工溝４４の両側にはＶ字状のワイヤ走行
溝４１Ａが形成されている。また、ワイヤ走行溝４１Ａ
のワイヤ電極供給側の傾斜部には、Ｕ字状のワイヤ走行
溝４０Ａが形成されている。

【００６９】Ｖ字状の各ワイヤ走行溝３７Ａ、３９Ａ、
４１Ａは、前記ワイヤ走行溝１５Ａと同様に、図４に示
すような形状になっており、Ｕ字状の各ワイヤ走行溝３
６Ａ、３８Ａ、４０Ａは、前記Ｕ字型ガイドピン１６と
同様に、図５に示すような形状になっている。また、各
ワイヤ走行溝３７Ａ、３９Ａ、４１Ａおよびワイヤ走行
溝３６Ａ、３８Ａ、４０Ａは、図１３に示すように、本
体３５の厚さ方向中心より上側に形成されている。

【００７０】各加工溝４２〜４４の幅寸法はそれぞれ異
なる大きさに形成されており、本体３５を割り出して加
工部３５Ａ等の位置を変えることにより、外形寸法の異
なるワークＷの加工を行えるようになっている。

【００７１】このような第３実施形態によれば、前記
（１）、（４）〜（６）と同様の効果の他、次のような
効果を得ることができる。

【００７２】（８）本体３５に、Ｖ字状のワイヤ走行溝
３７Ａ等とＵ字状のワイヤ走行溝３６Ａ等とが一体的に
形成されているので、製作が容易であり、かつ、Ｖ字型
ガイドピン１７およびＵ字型ガイドピン１６を配置した
前記第１、第２実施形態に比べて、コンパクトにまとま
り、広いスペースを必要としない。

【００７３】（９）本体３５の加工溝４２等の両側にＶ
字状のワイヤ走行溝３７Ａ等が形成されているので、ワ
イヤ電極６１がＺ方向に強い拘束を受ける。従って、ワ
イヤ電極６１の走行安定性がきわめて高められ、ワーク
Ｗとワイヤ電極６１の間の放電ギャップの変動が低減さ
れるので、高精度の加工を行うことができる。

【００７４】（１０）本体３５のワイヤ走行溝３７Ａ等
のワイヤ電極供給側には、Ｕ字状のワイヤ走行溝３６Ａ
等が形成されており、そのＵ字状溝の曲率半径ｒ２が、
ワイヤ電極６１の径の半径Ｒより大きくなっているの
で、ワイヤ電極６１に付着しているゴミ等は、ワイヤ電
極６１とワイヤ走行溝３６Ａ等との摩擦により掻き取ら
れ、ワイヤ電極６１は、きれいな状態で本体３５にガイ
ドされる。従って、ワークＷとワイヤ電極６１の間の放
電ギャップの変動の抑制を向上させることができ、高精
度の加工を行うことができる。

【００７５】（１１）本体３５の加工溝４２〜４４の幅
寸法はそれぞれ異なる大きさに形成されており、本体３
５を割り出して加工部３５Ａ等の位置を変えることによ
り、外形寸法の異なるワークＷの加工を行えるので、加
工の範囲が拡がり、利用価値の高いガイド部材となる。

【００７６】なお、本発明は前記各実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できるものであれ
ば、次に示すような変形形態も適用されるものである。
例えば、前記第１、第２実施形態での本体１５等の配置
を、図１４に示すような配置としてもよい。すなわち、
本体１５、Ｖ字型ガイドピン１７およびＵ字型ガイドピ
ン１６の配置は、前記実施形態とほぼ同様であるが、本
実施形態では、ワイヤ電極６１が、各ガイドピン１６、
１７間をジグザグに走行するよう掛け回している。これ
により、前記第１、第２実施形態と比べて、本体１５に
おいてワイヤ電極６１との接触部分が長くなるので、拘
束条件が強くなり、より走行の安定性が増すという効果
がある。なお、この場合、最初のＵ字型ガイドピン１６
と２番目のＶ字型ガイドピン１７の配置を入れ替えるこ
とはできない。その理由は、Ｕ字型ガイドピン１６のゴ
ミの除去は、ワイヤ電極６１の外側（ワイヤ走行溝１５
Ａと反対側）となり、肝心のところのゴミが取り除かれ
ないからである。

【００７７】また、前記第１、第２実施形態では、本体
１５等の近傍に、２つのＶ字型ガイドピン１７および１
つのＵ字型ガイドピン１６を配置したが、Ｕ字型ガイド
ピン１６等の配置位置および配置数はこれに限らない。
第１、第２実施形態より多くしてもよいし、少なくして
もよい。しかし、本体１５等よりワイヤ電極６１の送り
出し側にあるガイドピンのうち、少なくとも１つをＵ字
型ガイドピン１６とし、ワイヤ電極６１に対して本体１
５等と同じ側に設置して、ワイヤ走行溝１５ＡのＶ字状
の底部に付着するゴミ等を、Ｕ字状のガイド溝６６で除
去できることが必要条件である。

【００７８】さらに、前記各実施形態では、本体１５等
のワイヤ走行溝１５Ａは、本体１５等の厚さ方向の中心
より上部に形成したが、これに限らず、厚さ方向のほぼ
中心、あるいは下側に形成してもよい。

【００７９】また、前記第３実施形態で、ガイド部材３
０の本体３５を、３等配された加工部３５Ａ等を有する
ものとしたが、これに限らず、２箇所に加工部を設けて
もよく、あるいは４箇所に設けるようにしてもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の加工用
ワイヤ電極の走行用ガイド機構によれば、ワイヤ電極が
ガイド部材を構成する本体の収容部に位置決めされてい
るので、ワイヤ電極の加工部を含む部位は、本体の中心
側に近づく方向の動きが規制される。従って、ワイヤ電
極の直径にわずかなばらつきがあっても、その影響は、
ガイド部材の中心側とは反対方向に作用することになる
ので、ワイヤ電極による被加工物の加工を行っても、そ
の被加工物の精度には影響がなく、高精度の加工が行わ
れる。

【００８１】また、本体の近傍に２つのＶ字型ガイドピ
ンが配置されており、本体のワイヤ走行溝とＶ字型ガイ
ドピンのガイド溝とがＶ字状に形成されているので、ワ
イヤ電極が走行中に引き続きＺ方向に強い拘束を受け
る。従って、ワイヤ電極の走行安定性がきわめて高めら
れ、ワークとワイヤ電極の間の放電ギャップの変動が低
減されるので、高精度の加工を行うことができる。

【００８２】さらに、Ｕ字型ガイドピンのガイド溝は、
断面Ｕ字状となっており、そのＵ字状溝の曲率半径が、
ワイヤ電極の径の半径より大きくなっているので、ワイ
ヤ電極に付着しているゴミ等は、ワイヤ電極とＵ字型ガ
イドピンのガイド溝との摩擦により掻き取られ、ワイヤ
電極は、きれいな状態で本体にガイドされる。従って、
ワークとワイヤ電極の間の放電ギャップの変動の抑制を
向上させることができ、高精度の加工を行うことができ
る。

【００８３】また、加工用ワイヤ電極による放電加工方
法によれば、ワイヤ電極の収容部側と収容部の反対側と
の両方で被加工物の加工ができるので、加工のはばが広
がる。特に、収容部の外側で放電加工した後、その被加
工物を収容部内に収容し、そこで部分的に微細加工を行
えるので、段差部を有する形状をも高精度に加工するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の放電加工機を示す全体
概略図である。

【図２】本発明に係る第１実施形態の加工用ワイヤ電極
のガイド機構を示す全体斜視図である。

【図３】前記実施形態の加工用ワイヤ電極のガイド機構
を示す平面図である。

【図４】前記実施形態のガイド部材のＶ字状溝の形状を
示す縦断面図である。

【図５】前記実施形態のガイド部材のＵ字状溝の形状を
示す縦断面図である。

【図６】本発明に係る第２実施形態の加工用ワイヤ電極
のガイド機構を示す全体斜視図である。

【図７】前記実施形態の加工用ワイヤ電極のガイド機構
を示す平面図である。

【図８】前記実施形態の加工用ワイヤ電極の外側で加工
する際の状態を示す全体斜視図である。

【図９】前記実施形態の加工用ワイヤ電極の外側で加工
する際の状態を示す平面図である。

【図１０】前記実施形態における加工溝の幅の寸法とワ
イヤ電極の内側の振れとの関係を示す図である。

【図１１】前記実施形態の加工用ワイヤ電極による加工
法の一例を示す縦断面図である。

【図１２】本発明に係る第３実施形態の加工用ワイヤ電
極のガイド機構を示す全体平面図である。

【図１３】図１２におけるＡ矢視図である。

【図１４】本発明に係る第１実施形態の変形形態の加工
用ワイヤ電極のガイド機構を示す全体斜視図である。

【図１５】本発明に係る従来の加工用ワイヤ電極のガイ
ド機構を示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１ 放電加工機 １５，２５，３５ ガイド部材を構成する本体 １５Ａ，２５Ａ Ｖガイドを構成するワイヤ走行溝 １５Ｂ，２５Ｂ 収容部である加工溝 １６ Ｕガイドを構成するＵ字型ガイドピン １６Ａ ガイド溝 １７ Ｖガイドを構成するＶ字型ガイドピン １７Ａ ガイド溝 ２５Ｃ 開き部 ３６Ａ，３８Ａ，４０Ａ Ｕガイドを構成するワイヤ走
行溝 ３７Ａ，３９Ａ，４１Ａ Ｖガイドを構成するワイヤ走
行溝 Ｗ 被加工物であるワーク Ｋ 加工部

フロントページの続き (72)発明者 日高 和彦 茨城県つくば市上横場430−１ 株式会社 ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 DE07 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の張力を印加して張った断面がほぼ
   円形の導電性ワイヤを加工用ワイヤ電極として使用する
   とともに、前記ワイヤ電極の走行をガイドするガイド部
   材を備え、前記加工用ワイヤ電極を導電性の被加工物に
   対して走行させ、この被加工物の形状を前記ワイヤ電極
   による放電加工で創成する加工用ワイヤ電極のガイド機
   構であって、 前記ガイド部材は、前記被加工物を収容する収容部を有
   する本体と、前記ワイヤ電極の断面円の半径より小さな
   半径の内接円となった断面Ｖ字状の溝を有するＶガイド
   と、前記ワイヤ電極の断面円の半径より大きな半径の内
   接円となった断面Ｕ字状の溝を有するＵガイドとを備え
   て構成され、 前記Ｖガイドは、前記ワイヤ電極にあって前記被加工物
   との間で放電加工を行うワイヤ加工部位の両側に配置さ
   れるとともに、このＶガイドにおけるＶ字状の溝のＶ頂
   点側に前記ワイヤ加工部位が配置され、 前記Ｕガイドは、前記Ｖガイドよりも前記ワイヤ加工部
   位から遠い位置のワイヤ電極供給側に、かつ前記Ｕガイ
   ドにおけるＵ字状の溝の最深部と前記ワイヤ加工部位側
   とを接触させて配置され、 前記被加工物は前記収容部に位置決めされることを特徴
   とする放電加工用ワイヤ電極のガイド機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の放電加工用ワイヤ電極
   のガイド機構において、 前記二つのＶガイドとその中間位置に配置される前記収
   容部とは前記本体に設けられていることを特徴とする放
   電加工用ワイヤ電極のガイド機構。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の放電加工用ワイヤ電極
   のガイド機構において、 前記本体の収容部の外側には、この収容部の幅寸法より
   大きな外形を有する前記被加工物の被加工部を収容可能
   な開き部が形成されていることを特徴とする放電加工用
   ワイヤ電極のガイド機構。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の放電加
   工用ワイヤ電極のガイド機構において、 前記本体には、前記本体に前記二つのＶガイドおよび前
   記収容部とともに前記Ｕガイドが設けられていることを
   特徴とする放電加工用ワイヤ電極のガイド機構。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の放電加工用ワイヤ電極
   のガイド機構において、 前記本体には、同一面内に突出する複数の突出部が形成
   され、それぞれの突出部に、前記ワイヤ電極供給側から
   順に、前記Ｕガイド、前記Ｖガイド、前記収容部、およ
   び前記Ｖガイドの対が設けられていることを特徴とする
   放電加工用ワイヤ電極のガイド機構。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の放電加工用ワイヤ電極
   のガイド機構において、 前記突出部の配置は円周上等配であることを特徴とする
   放電加工用ワイヤ電極のガイド機構。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の放電加
   工用ワイヤ電極のガイド機構において、 前記ワイヤ電極と前記被加工物の被加工部とが近接する
   前記ワイヤ加工部位を、前記ガイド部材の厚さ方向の中
   心より上部に設けたことを特徴とする放電加工用ワイヤ
   電極のガイド機構。
8. 【請求項８】 所定の張力を印加して張った断面がほぼ
   円形の導電性ワイヤを加工用ワイヤ電極として使用する
   とともに、その加工用ワイヤ電極を導電性の被加工物に
   対して走行させ、この被加工物の形状を前記ワイヤ電極
   による放電加工で創成する加工用ワイヤ電極による放電
   加工方法であって、 前記ワイヤ電極の走行をガイドする本体を含むガイド部
   材を備え、 このガイド部材の前記本体には、その中心側に凹むとと
   もにその内部に前記被加工物を収容可能に収容部が形成
   され、 この収容部の幅寸法より小さな外径の前記被加工物を加
   工する際は、前記ワイヤ電極の前記収容部側で行い、 前記収容部の幅寸法より大きな外径の前記被加工物を加
   工する際は、前記ワイヤ電極の前記収容部とは反対側で
   行うことを特徴とする加工用ワイヤ電極による放電加工
   方法。