JP2003205426A - 放電加工機用電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、仮に少量の電荷量を放電極間に供給し
ても、電極間に電荷がどんどん溜まり、結果として大き
な放電しか発生させることができなかった。 【解決手段】 電荷を蓄積するコンデンサＣｑと、前記
コンデンサを充電する直流電源Ｖｓと、電極間隙に前記
コンデンサに蓄積された電荷を流してパルス状の放電を
発生させるスイッチＳｕと、前記電極間隙と並列に接続
され、前記電極間隙を短絡するスイッチＳｌとを備え
た。 【効果】 非絶縁の状態でもごく微小な放電を安定して
生じさせることができ、ひいては細かい面粗さを得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、微小な放電を安
定に生じさせることができ、主に仕上げ用の放電加工機
用電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電加工機用電源について図面を
参照しながら説明する。図３７は、例えば『放電加工技
術』（斎藤、毛利、高鷲、古谷：日刊工業新聞社（１９
９７）ｐ．７５）に示された従来の放電加工機用電源の
基本的な回路構成を示す図である。また、図３８は、図
３７の従来の放電加工機用電源の動作を示すタイミング
チャートである。

【０００３】図３７に示すように、電極１、２間（ワイ
ヤ加工機の場合はワイヤとワーク、形彫加工機の場合は
型電極とワーク）が、スイッチング素子Ｓ（ここではＦ
ＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いた）と抵抗Ｒｓを
介して、直流電源Ｖ０に接続されている。スイッチング
素子ＳをＯＮ、ＯＦＦさせることによって、電極間にパ
ルス状の電圧波形が印加される。基本的には、この回路
でパルス電圧を印加できるのであるが、ここにいわゆる
コンデンサ放電の考え方を加えて、電極間にコンデンサ
Ｃｓを並列に付加することもある。あるいは、コンデン
サを付加しなくても、電極間には少なくとも放電ギャッ
プと加工液の誘電率によって形成される静電容量が存在
する。

【０００４】この場合、電流波形は、図３８に示すよう
に、放電開始直後にコンデンサＣｓからのピーク値の高
い電流パルスが、その後直流電源Ｖ０から抵抗Ｒｓを経
由してピーク地の低い電流が流れることになる。

【０００５】したがって、放電の強さはコンデンサＣｓ
と抵抗Ｒｓ、および電圧値Ｖ０で決まる。今、放電の強
さ、つまり移動する電荷量を小さくしようとする場合、
これらの値を小さくしていけばよい。

【０００６】まず、印加電圧Ｖ０であるが、放電を生じ
させるためにはある程度の電圧が必要であるので、この
値はある一定値以下には小さくすることはできない。

【０００７】次に、抵抗Ｒｓを大きくすると、この抵抗
Ｒｓを通って流れる電流は小さくなる。ここで、放電ア
ークの持続にはある一定値以上の電流が必要であること
がわかっており、したがって抵抗Ｒｓをある一定値以上
に大きくすると、抵抗Ｒｓからの電流によってアークが
持続することができなくなり、抵抗Ｒｓからの放電電流
はゼロになる。つまり、抵抗Ｒｓからの放電電流は抵抗
Ｒｓの値を大きくすることによってゼロにすることがで
きる。

【０００８】最後に、コンデンサＣｓの値であるが、こ
れを小さくすればコンデンサＣｓからの放電電流は小さ
くなる。しかし、前述のように、電極間には電極間の静
電容量など、浮遊の静電容量がある程度存在し、これを
取り除くことはできない。したがって、コンデンサＣｓ
からの放電電流にはある下限値、つまり電極間の浮遊容
量だけで放電するような下限値が存在することになる。
つまり、抵抗Ｒｓを小さくすることによって電極間に流
れる放電の電荷量は小さくすることができるが、電極間
の浮遊容量以下にはすることができない。

【０００９】電極間に存在するのは放電ギャップの静電
容量だけではない。その他の機械的な構造に起因する静
電容量や、あるいは加工に複数の電源を用いるため、他
の回路が電極間に接続されている場合、その回路の浮遊
容量などが電極間に並列に存在している。

【００１０】あるいは、形彫加工機で電極を回転させる
ためのモータに浮遊する静電容量が存在する。これを示
したのが図３９である。図３９は、他の従来の放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【００１１】一般には、これら電極１、２間の静電容量
以外の静電容量は、機械的な構造あるいは他の電源基板
までのフィーダ線などのインダクタンスＬｐを介して接
続されている。このようなインダクタンスＬｐを介して
存在している浮遊容量Ｃｐの場合でも、電極間にＤＣ的
な電圧を印加する場合はコンデンサＣｓと同等であるた
め、Ｃｓ＋Ｃｐの静電容量に相当する放電電流が流れる
ことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】つまり、いくら抵抗Ｒ
ｓを小さくしても、印加電圧をＶ０として、放電電流の
電荷量は、Ｖ０×（Ｃｓ＋Ｃｐ）より小さくすることは
できない。これが従来の放電加工の面粗さの限界を決定
していた。仮に少量の電荷量を放電極間に供給しても、
電極間を短絡するような終端抵抗あるいはスイッチが存
在しないので、電極間に電荷がどんどん溜まり、結果と
して大きな放電しか発生させることができなかった。

【００１３】場合によっては仕上げ加工の段階で電極間
に接続されている他の加工電源をリレイ等によって切り
離す、あるいはワークを保持するための定盤を電気的に
絶縁することによって、浮遊容量Ｃｐの値をできるだけ
小さくして仕上げ加工を行うこともある。この場合、た
しかに放電電荷量は小さくなり、面粗さは向上する。し
かし、一連の加工手順の途中で電源の切り離しや絶縁と
いった煩雑な工程が必要であった。電源や機械系に特に
変更を与えることなく（この状態を、「非絶縁」、と呼
ぶ）、荒加工から仕上げ加工までを進めることができ、
かつより良い面粗さを得ることのできる加工方法が必要
とされていた。

【００１４】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、非絶縁の状態でもごく微小な放電
を安定して生じさせることができ、ひいては細かい面粗
さを得ることができる放電加工機用電源を得ることを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電加工
機用電源は、電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷
蓄積素子を充電する直流電源と、電極間隙に前記電荷蓄
積素子に蓄積された電荷を流してパルス状の放電を発生
させる第１のスイッチング素子と、前記電極間隙と並列
に接続され、前記電極間隙を短絡する第２のスイッチン
グ素子とを備えたものである。

【００１６】この発明に係る放電加工機用電源は、電荷
を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷蓄積素子を充電す
る直流電源と、電極間隙に前記電荷蓄積素子に蓄積され
た電荷を流してパルス状の放電を発生させる第１のスイ
ッチング素子と、前記電極間隙と並列に接続され、電気
的な容量成分を有する他の回路とを備えたものである。

【００１７】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に直列に接続
され、抵抗値が１０Ω以上、１００ｋΩ以下である抵抗
素子をさらに備えたものである。

【００１８】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に直列に接続
された、抵抗値が１ｋΩ以下である抵抗素子、及び第３
のスイッチング素子をさらに備えたものである。

【００１９】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に直列に接続
された、インダクタンス素子、及び第３のスイッチング
素子をさらに備えたものである。

【００２０】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記電荷蓄積素子が、１μＦ以下の容量を有するも
のである。

【００２１】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記他の回路が前記電極間隙に接続されている場
合、前記各素子から構成された電源回路が動作する間は
前記他の回路の出力先において短絡するものである。

【００２２】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記第１のスイッチング素子が、複数のトランジス
タが並列に接続されているものである。

【００２３】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記電荷蓄積素子が、複数のコンデンサが並列に接
続され、前記第１のスイッチング素子は、前記複数のコ
ンデンサの各々に接続された複数のトランジスタから構
成されているものである。

【００２４】さらに、この発明に係る放電加工機用電源
は、前記複数のコンデンサをＮ個のコンデンサ、前記Ｎ
個のコンデンサのうち最小の容量がＣ_ＭＩＮとすると、
Ｎ個のコンデンサの容量を、それぞれ、Ｃ_ＭＩＮ×２
^{（ｎ−１）}とし、但し（１≦ｎ≦Ｎ）としたものであ
る。

【００２５】この発明に係る放電加工機用電源は、電荷
を蓄積する第１の電荷蓄積素子と、前記第１の電荷蓄積
素子を充電する第１の直流電源と、電極間隙に前記第１
の電荷蓄積素子に蓄積された電荷を流してパルス状の放
電を発生させる第１のスイッチング素子と、第２の直流
電源と、前記電極間隙又は電極間隙と並列に存在する電
荷を前記第２の直流電源に引き抜く第４のスイッチング
素子とを備えたものである。

【００２６】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、請求項１１記載の放電加工機用電源において、前記
第２の直流電源と並列に電荷を蓄積するための第２の電
荷蓄積素子をさらに備えたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る放電加工機用電源について図面を参照しな
がら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。なお、各
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００２８】図１において、図３９と同様、電極１、２
間は、静電容量Ｃｓと水の抵抗Ｒｗが存在する。図３９
との違いはまず、電荷を一端蓄えておくコンデンサＣｑ
がスイッチＳｕの前に存在することと、抵抗Ｒｓは放電
電流を制限するための抵抗ではなく、むしろコンデンサ
Ｃｑを充電するための抵抗の役割を果たしていること、
である。

【００２９】また、コンデンサＣｑから放電間隙に至る
までの経路は、できるだけインピーダンスが少ないこと
が望ましい。放電用のスイッチＳｕが存在しているが、
例えばこのスイッチとしてＦＥＴを用いる場合、ＯＮ時
の抵抗は十分小さいと考えてよい。また実際には、その
経路にはフィーダ線などのインダクタンスＬｓが存在し
ている。さらに、この回路の特徴として、電極間に並列
に、電極間を短絡するようなスイッチＳｌが設けられて
いる。

【００３０】つぎに、この実施の形態１に係る放電加工
機用電源の動作について図面を参照しながら説明する。
図２は、この発明の実施の形態１に係る放電加工機用電
源の動作を示すタイミングチャートである。

【００３１】図２において、（ａ）はスイッチ２つの動
作タイミング、（ｂ）はコンデンサＣｑ両端の電圧の変
化、（ｃ）は電極間にかかる電圧をそれぞれ示す。

【００３２】ここで放電は生じなかったものとする。ま
ず、時刻ｔ＝０ではコンデンサＣｑの両端には電圧Ｖｓ
が印加され、電荷Ｃｑ×Ｖｓが蓄積されているとする。
また、スイッチＳｕおよびＳｌは共にＯＦＦであるとす
る。この状態で、時刻ｔ＝ｔ１にスイッチＳｕがＯＮに
なる。すると、コンデンサＣｑに蓄積された電荷はイン
ピーダンスの小さい経路を通って電極間に印加される。

【００３３】まず、経路のインピーダンスが十分小さい
場合、電極間には瞬間的に、コンデンサＣｑに蓄えられ
ていた電圧値Ｖｓとほぼ同じ程度の電圧Ｖｐが印加され
る。実際には、経路のインピーダンスＬｓの影響で、電
圧ＶｐはＶｓよりも小さくなる。

【００３４】その後、コンデンサＣｑに蓄えられた電荷
Ｃｑ×Ｖｓが、コンデンサＣｑと電極間のキャパシタン
スＣｓに分圧された電圧値Ｖｄに漸近する。つまり、最
初に高いピークの電圧がかかり、だんだん低くなる。ス
イッチＳｕは電荷を吐き出した後、ＯＦＦするが、その
後電極間が電圧Ｖｄに漸近する間でスイッチＳｌをＯＮ
にすると、電極間に溜まった電荷がこのスイッチＳｌを
通って短絡され、電極間の電圧はゼロに戻る。

【００３５】ここで、電極間には水の抵抗Ｒｗが存在す
るが、この値は一般に十分大きいので、抵抗Ｒｗを介し
て電圧がゼロになるにはかなり時間がかかる。またスイ
ッチＳｕがＯＦＦになるとコンデンサＣｑは再び充電を
始め、この充電の時定数はＣｑ×Ｒｓである。

【００３６】さて、ここで放電が生じた場合を考える。
放電が生じると電極間のインピーダンスが急激に低下
し、電極間電圧が低下して、あるアーク電圧になる。そ
して電極間に電流が流れる。このとき、流れる電流はス
イッチＳｕがＯＮされている間は、コンデンサＣｑある
いは抵抗Ｒｓから供給され、図３７のようなものにな
る。

【００３７】ここで、もし抵抗Ｒｓが十分に大きな値で
あり、抵抗Ｒｓからの電流ではアークが持続できない場
合、流れる電流はコンデンサＣｑからの電流だけにな
る。このことはつまり、スイッチＳｕのタイミングによ
らず、放電で流れる電流の量を、回路上の既知のコンデ
ンサＣｑによって制御できる、と言うことを意味する。
前述のように、放電痕の深さは流れる電流の電荷量で決
まる。つまり、加工の面粗さをコンデンサＣｑの値で制
御することができる。

【００３８】例えば図３７の場合では、スイッチＳのＯ
Ｎ時間によって放電の電荷量を制御していた。しかし、
目的とする電荷量の値が小さくなるとスイッチＳのＯＮ
時間が短くなり、スイッチＳ例えばＦＥＴの立ち上がり
速度等の関係で、あまり短い時間のスイッチＳの開閉は
困難になる。図１のような回路構成の場合、スイッチＳ
ｕのＯＮ時間ではなく、コンデンサＣｑおよび印加電圧
Ｖｓによって電荷量を制御できる。これが本発明の実施
の形態１の特徴である。

【００３９】ここで、スイッチＳｌの必要性であるが、
もしスイッチＳｌがなければ、放電が何回か連続して生
じなかった場合、電極間の静電容量Ｃｓにどんどん電圧
が蓄積されていき、例えばｎ回放電電荷の投入が行われ
た場合、電極間の電圧はＶｄ×ｎとなる（但し、Ｖｄ×
ｎ＜Ｖｓ）。従って、その後放電が生じた場合は、通常
のｎ倍の電荷量が流れることになり、面粗さを悪くす
る。つまり、常に一定の電荷量を放電させる、という本
発明の本来の目的を達することができなくなるからであ
る。

【００４０】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図３は、この発明の実施の形態２に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。また、図４は、こ
の発明の実施の形態２に係る放電加工機用電源の動作を
示すタイミングチャートである。

【００４１】図３に示す回路構成は、図１と同様、電極
間は静電容量Ｃｓと水の抵抗Ｒｗが存在する。また、図
３９との違いは図１と同様、電荷を一端蓄えておくコン
デンサＣｑが、スイッチＳｕの前に存在することと、抵
抗Ｒｓは放電電流を制限するための抵抗ではなく、むし
ろコンデンサＣｑを充電するための抵抗の役割を果たし
ていること、である。コンデンサＣｑから放電間隙に至
るまでの経路は、できるだけインピーダンスが少ないこ
とが望ましい。

【００４２】図１の場合と異なるのは、電極間に他の回
路あるいは機械的構造に起因する浮遊の静電容量Ｃｐが
接続されていることである。多くの場合この浮遊の静電
容量Ｃｐと電極間の間にはインダクタンスＬｐが存在し
ている。

【００４３】まず、時刻ｔ＝０でコンデンサＣｑの両端
の電圧はＶｓ、電極間の電圧はゼロであるとする。時刻
ｔ＝ｔ１でスイッチＳｕがＯＮになる。すると、コンデ
ンサＣｑから電極間に電流が流れ込む。ここで、その経
路の抵抗成分が十分に小さい場合、電極間には短パルス
で高ピークな電圧パルスが印加される。

【００４４】このとき電圧値のピークＶｐはこの経路の
インダクタンスＬｓがインダクタンスＬｐと比較して十
分小さければ、もともとコンデンサＣｑに充電されてい
た電圧値Ｖｓと同じくらいになる。十分小さくなくて
も、おおよそＶｐ＝Ｌｐ／（Ｌｐ＋Ｌｓ）×Ｖｓの電圧
が印加される。

【００４５】電圧パルスはしばらく共振して振動波形を
示した後、ある一定値Ｖｄになる。ここで、Ｖｄ＝Ｖｓ
×Ｃｑ／〔Ｃｑ＋Ｃｓ＋Ｃｐ〕である。今、コンデンサ
Ｃｑは浮遊の静電容量Ｃｐと比較して十分に小さいもの
を想定しているので、Ｖｄの値はＶｓと比較して十分に
小さい。

【００４６】今、電源に接続されている抵抗Ｒｓが、放
電アークを維持することができない程度に十分大きいと
する。このとき、時刻ｔ＝ｔ１で電圧パルスが印加さ
れ、電極間に放電が生じた場合、電極間には電流が流れ
るが、抵抗Ｒｓは十分大きく電流を供給できないので、
電極間に流れる電荷量は最大でコンデンサＣｑに蓄積さ
れた電荷量である。つまり、電極間に流れる電荷量をコ
ンデンサＣｑの値で制御することができる。

【００４７】そして、このコンデンサＣｑの値を小さく
しても、放電の経路の抵抗が十分小さく、インダクタン
スＬｓも十分小さければ、電極間に印加される電圧値は
十分高くすることができる。したがって、十分小さいコ
ンデンサＣｑで十分高い電圧パルスを印加して、放電を
生じさせ、かつその放電の電荷量を十分小さく制限する
ことができる。

【００４８】例えば、従来の回路では電荷を制限する素
子Ｃｑが存在せず、電極間に接続された容量あるいは寄
生している容量Ｃｐ＋Ｃｓに直接電荷を蓄積することに
よって電極間への電圧印加が行われていた。したがっ
て、電極間の電圧値が放電できるまでに高くなった時に
は、ここに蓄積された電荷量もその分だけ大きくなり、
その電荷量が放電によって電極間に流れるために弱い放
電をさせることができなかった。今回の発明では電荷を
蓄積する素子をスイッチング素子の外部に設けインピー
ダンスの小さい経路を介してこれを電極間に印加するこ
とで高いピーク値の電圧を瞬間的に印加することができ
る。ここで、電極間に寄生している大きな静電容量Ｃｐ
までにはインダクタンスＬｐが存在するので、急激な電
圧パルスに対しては静電容量Ｃｐが見えなくなる。

【００４９】さて、図３では、図１のように電極間を短
絡するスイッチＳｌが存在していない。これは、後述す
るように並列に接続されている電源あるいは機械的構造
に、場合によっては抵抗成分Ｒｐ（点線）が存在し、も
し放電が生じなかった場合は電極間に蓄積された電荷量
Ｃｑ×Ｖｓが抵抗成分Ｒｐを通って流れ、極間の電位差
がゼロに戻るからである。

【００５０】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図５は、この発明の実施の形態３に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。また、図６は、こ
の発明の実施の形態３に係る放電加工機用電源の動作を
示すタイミングチャートである。

【００５１】抵抗成分Ｒｐが存在しない場合、あるいは
十分大きいため、高繰り返しに動作させるためにはスイ
ッチによって電極間を短絡する必要がある場合は、上記
実施の形態１のように、電極間を短絡するようなスイッ
チＳｌを設ければよい。このことを示したのが、図５お
よび図６である。

【００５２】実施の形態１の場合と比較して、電極間の
静電容量はＣｓ＋Ｃｐと十分大きいので、一定値に達し
たときの電圧値Ｖｄは図２よりも十分小さいが、それで
も放電をしなかった場合には電荷がＣｐとＣｓに蓄積し
ていく。このまま何度もスイッチＳｕをＯＮして、その
たびに電荷量Ｃｑ×Ｖｓを流し込んだ場合、電極間の電
圧は徐々に上昇し、いつかは放電できるような電圧に達
して、Ｃｐに蓄えられた大量の電荷の流れる大きな放電
が生じてしまうことになる。このため、この回路におい
てはＣｐやＣｓに蓄積した電荷を一回ごとにゼロにして
しまうことが望ましい。

【００５３】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図７は、この発明の実施の形態４に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【００５４】ここで、短絡させるためのスイッチＳｌで
あるが、短絡経路に存在するのがスイッチＳｌだけの場
合、溜まった電荷のエネルギーを全てスイッチＳｌで消
費させることになるので、スイッチＳｌにかかる熱的な
負荷が問題となる。

【００５５】この場合、図７に示すように、スイッチＳ
ｌに直列に抵抗器Ｒｌを挿入すると、エネルギーの一部
あるいはほとんどを抵抗器Ｒｌで消費させることができ
るので、ＦＥＴであるスイッチＳｌにかかる負荷は少な
くなる。但し、繰り返しを十分に早くするためには、抵
抗器Ｒｌはある程度小さい値でなくてはならない。

【００５６】電荷が短絡してゼロになる時定数は、 （ＳｌのＯＮ抵抗＋Ｒｌ）×（Ｃｓ＋Ｃｐ） で決まるが、今、スイッチＳｌとしてＦＥＴを想定して
いる場合、一般にＯＮ抵抗は十分小さいので、概ね、 Ｒｌ×（Ｃｓ＋Ｃｐ） と考えてよい。この値がスイッチＳｌのＯＮ時間以下で
ある必要がある。

【００５７】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図８は、この発明の実施の形態５に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【００５８】さて、スイッチＳｕあるいはＳｌは、スイ
ッチング速度が速く、高速、高繰り返しの動作を行う必
要があることと、ＯＮ時の抵抗も十分小さいことなどか
ら、ＦＥＴを用いることが適当である。ＦＥＴはドレイ
ン−ソース間に電圧を印加すると、ＯＮ時にはドレイン
からソースへ電流が流れ、ＯＦＦ時にはそれが遮断され
る。ここで、ＦＥＴには通常、ソース−ドレイン方向に
ダイオードが寄生している。つまり、スイッチング素子
のＯＮ、ＯＦＦにかかわらず、もしもソースがドレイン
よりも高電位になった場合はソースからドレインに向か
って電流が流れる。

【００５９】本発明（実施の形態５）の場合、例えば図
２や図４のような電流が流れるが、その波形は放電極間
あるいは接続されている他の電源などによって変化し、
複雑な共振波形となる。この場合、通常ドレインからソ
ースに向かって電流が流れるはずのところが、波形のリ
ンギングなどで逆に電圧がかかって、ソースがドレイン
よりも高電圧になって、電流が逆流する可能性がある。
これを防ぐためには、ＦＥＴに直列に、逆流を防ぐよう
なダイオードを挿入することがよく行われる。図８に、
この場合の回路図を示す。この図８では、スイッチＳ
ｕ、Ｓｌの両方に直列なダイオード３、４を挿入してい
るが、かならずしも両方必要であるわけではない。目的
とする波形あるいは目的とする性能を達成できるように
調節するべきものである。

【００６０】実施の形態６．この発明の実施の形態６に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図９は、この発明の実施の形態６に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【００６１】上記実施の形態５では、ＦＥＴでの電流の
逆流を防ぐ意味でＦＥＴの寄生ダイオードと逆向きのダ
イオード３、４を挿入したが、この場合、逆流は防げる
が、リンギングなどによってマイナスに振れた電極間電
圧はそのままである。プラスマイナスに振動している波
形を積極的にプラス方向に整流するためには、図９に示
すように、電極間にダイオードＤｓを挿入すればよい。
このとき、このダイオードＤｓは十分高速である必要が
ある。

【００６２】実施の形態７．この発明の実施の形態７に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図１０は、この発明の実施の形態７に係る放電加
工機用電源の回路構成を示す図である。

【００６３】電荷量を一旦蓄えるコンデンサＣｑは、蓄
えた電荷を高速に瞬間的に吐き出さなければならないの
で、その周波数応答性は十分高い必要がある。目的とす
るパルス幅は数十ｎｓからμｓ程度であるので、少なく
とも１０ｋＨｚ以上の、より望ましくは１ＭＨｚ以上の
周波数に対応できる必要がある。このような高速のコン
デンサとして、例えばフィルムコンデンサが挙げられ
る。

【００６４】コンデンサＣｑから電荷が一気に放電する
際、その経路のインダクタンスのために、リンギングが
生じ、コンデンサＣｑの両端の電圧が一時マイナスにな
ることがある。これを避けるために、図１０に示すよう
に、コンデンサＣｑに並列に高速なダイオード５を挿入
する方法がある。

【００６５】実施の形態８．この発明の実施の形態８に
係る放電加工機用電源について説明する。

【００６６】さて、コンデンサＣｑが放電して、一旦、
コンデンサＣｑの両端の電圧がゼロになった後、このコ
ンデンサＣｑに再びＶｓだけの電圧が充電されるために
はある程度の時間がかかる。この時間は、例えばＣｑと
Ｖｓが抵抗Ｒｓで接続されている場合、Ｃｑ×Ｒｓがそ
の時定数になる。この値はあくまで時定数であって、充
電が完了するまではこの倍以上の時間が必要である。

【００６７】従って、抵抗Ｒｓの値が大きくなると高繰
り返しの動作ができなくなる。コンデンサＣｑの値は、
０．１〜１０ｎＦ程度であることが多いので、抵抗Ｒｓ
の値が、例えば１００ｋΩ以上であれば、その時定数は
１ｍｓと十分な繰り返しを得ることができなくなる。従
って、抵抗Ｒｓの値としては１００ｋΩ以下、望ましく
はｋＨｚ以上の繰り返しが可能なように１０ｋΩ以下で
ある必要がある。

【００６８】一方、抵抗Ｒｓの下限値であるが、図３７
において、抵抗Ｒｓからの電流が無くなるためには、ア
ークの持続ができなくなる程度に抵抗Ｒｓからの電流値
が小さくなくてはならない。この電流は理想的には、ア
ーク電圧をＶａとすると、（Ｖｓ−Ｖａ）／Ｒｓで見積
もることができ、アークが維持できる最小の電流値は条
件にも因るが１Ａ前後である。従って、抵抗Ｒｓの値は
最も小さくても１０Ω以上、望ましくは１００Ω以上で
ある必要がある。この場合、抵抗Ｒｓからの電流供給で
はアークは持続できなくなり、放電電荷量を最小限に抑
えることができる。

【００６９】実施の形態９．この発明の実施の形態９に
係る放電加工機用電源について図面を参照しながら説明
する。図１１は、この発明の実施の形態９に係る放電加
工機用電源の回路構成を示す図である。また、図１２
は、この発明の実施の形態９に係る放電加工機用電源の
動作を示すタイミングチャートである。

【００７０】上記実施の形態８によれば、抵抗Ｒｓの値
にはある制限が存在する。実際には、抵抗Ｒｓからの後
続電流はゼロにしたいので、抵抗Ｒｓはある値以上とな
り、かつ充電に必要な時間をできるだけ短くしたい、つ
まり放電の周波数をできるだけ高くしたいので、抵抗Ｒ
ｓは許容される一番小さな値に設定される。逆に言う
と、アークを切るための抵抗Ｒｓの値の下限が、最大動
作周波数を決めてしまう。

【００７１】これ以上に動作周波数を上げる方法の一例
を図１１に示す。抵抗Ｒｓと直列に、スイッチＳｒが挿
入されている。このスイッチＳｒは、同じくＦＥＴなど
の素子が用いられる。

【００７２】スイッチＳｒの動作タイミングを図１２で
示す。スイッチＳｕがＯＮして、コンデンサＣｑから電
荷が流入しているときはスイッチＳｒはＯＦＦである。
その後、スイッチＳｕがＯＦＦするとスイッチＳｒがＯ
Ｎして、抵抗Ｒｓを経由した充電が始まる。

【００７３】つまり、充電経路の抵抗値を時間的に変化
させることによって、コンデンサＣｑに充電するときに
は経路の抵抗値を低くして充電時間を短くし、コンデン
サＣｑが放電するときは十分抵抗値を大きくして抵抗Ｒ
ｓからの後続電流がなくなるようにする。

【００７４】この方式の場合は、抵抗Ｒｓとして抵抗値
の十分小さなもの用いても構わないし、小さいだけ充電
に要する時間は短くなるので高繰り返しの動作が可能に
なる。極端な場合、抵抗Ｒｓは必要なく、スイッチＳｒ
のＯＮ抵抗だけでも構わない。但し、充電経路には多少
のインダクタンスが存在し、抵抗があまりに小さいとリ
ンギングなど波形の乱れが生じる可能性がある。

【００７５】また、熱の問題がある。一回の充電によっ
て抵抗で損失されるエネルギーはＣｑ×Ｖｓ＾２／２で
あり、抵抗Ｒｓの値によらない。従って、抵抗Ｒｓの抵
抗値が小さくなっても消費する熱量は同じである。一
方、抵抗値があまりに小さくなり、スイッチＳｒのＯＮ
抵抗と同程度になれば、スイッチＳｒのＯＮ抵抗によっ
てスイッチでの発生熱が大きくなる、という問題が生じ
る。従って、抵抗Ｒｓの値としては、繰り返し周波数の
許す範囲で大きい値、例えば１ｋΩ以下が望ましい。

【００７６】尚、図１２において、スイッチＳｕ、スイ
ッチＳｌを使用する回路構成におけるそれぞれの動作タ
イミングはＯＮ期間が重ならないように表現している。
しかし、その必然性はなく、スイッチＳｕがスイッチＳ
ｌよりも先にＯＮしており、且つその時間内にコンデン
サＣｑから電流が流しきれれば、それ以降両パルスのＯ
Ｎ期間が重なっていても問題はない。スイッチＳｕが十
分長い時間ＯＮしたとしても電極間に流れる電流形状は
コンデンサＣｑ、電極間までのインダクタンスＬｓによ
りおよそ規定されているし、この状態でスイッチＳｕ、
スイッチＳｌの両方がＯＮしたとしても電源Ｖｓとの間
には大きな抵抗Ｒｓが存在するため電流はほとんど流れ
ない。

【００７７】スイッチＳｕとスイッチＳｌのＯＮ期間が
重なるように設計すれば、スイッチＳｕを高速スイッチ
ングする必要がなく、回路設計を容易に行うことができ
る。

【００７８】実施の形態１０．この発明の実施の形態１
０に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図１３は、この発明の実施の形態１０に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。また、図
１４は、この発明の実施の形態１０に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【００７９】図１３に、コンデンサＣｑの充電方法の他
の例を示す。この図１３では、抵抗Ｒｓの代わりにイン
ダクタンスＬｓが故意に挿入されている。この場合、ス
イッチＳｒがＯＮになると、ＣとＬの共振で振動しなが
ら、コンデンサＣｑ両端の電位差はＶｓに近づいてい
く。

【００８０】図１４の点線で示すように、電圧がＶｓ付
近に達したときにスイッチＳｒをＯＦＦにすると、コン
デンサＣｑがＶｓに充電される。このとき、抵抗充電の
場合に発生していたＣｑ×Ｖｓ＾２／２の損失エネルギ
ーが発生しない。従って、効率の良い充電が可能にな
る。

【００８１】実施の形態１１．この発明の実施の形態１
１に係る放電加工機用電源について説明する。

【００８２】ここで、コンデンサＣｑの値について考え
る。コンデンサＣｑの値とはつまり、放電させる電荷量
である。この電荷量の大きさは、仕上げ面の面粗さを決
定する。本発明の目的は、従来の方法ではどうしても
（Ｃｓ＋Ｃｐ〕×Ｖｓだけの電荷が入ってしまっていた
のに、それをＣｑ×Ｖｓに制限して、より小さな電荷量
を制御しつつ投入しようと言うものである。

【００８３】従って、コンデンサＣｑは、Ｃｓ＋Ｃｐよ
りも小さいものでなければ、本回路方式を用いる必要が
ない。もちろん、荒加工から順次仕上げ加工に移って行
く間に、より大量の電荷を投入して、面粗さは悪くとも
加工能力の高い加工を行う必要もある。今、コンデンサ
Ｃｐの値は、数十ｎＦ程度と見積もっているが、これは
機械の構成等で大きく変化する。従って、コンデンサＣ
ｑの値としては概ね１μＦ以下と考えてよい。なお、コ
ンデンサＣｑの値を０ＦＦにしても、回路の浮遊容量が
必ず存在するが、実際には回路の浮遊容量だけでは十分
な放電をさせることができないため、電荷蓄積用のコン
デンサＣｑを挿入する必要がある。

【００８４】実施の形態１２．この発明の実施の形態１
２に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図１５は、この発明の実施の形態１２に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。

【００８５】図１５では、コンデンサＣｑとスイッチＳ
ｕとの間に、故意にインダクタンスＬｕが挿入されてい
る。これによって、放電極間に印加されるパルスのピー
ク値は低くなるが、そのパルス幅は広くなる。つまり、
インダクタンスＬｕを調節することによって印加パルス
のピーク値とパルス幅を調節することができる。

【００８６】放電には遅れ時間があり、電圧を印加して
直ちに放電が生じるわけではなく、あまりに電圧パルス
の幅が短いと放電が生じにくくなる。従って、ピーク値
を多少低くしてもパルス幅を長くしたほうが放電が生じ
やすくなる場合もある。また、ピーク値が低くなること
によって、ＦＥＴのスイッチングにともなう損失が大幅
に軽減される。

【００８７】実施の形態１３．この発明に係る放電加工
機用電源を含むワイヤ放電加工機について図面を参照し
ながら説明する。図１６は、この発明に係る放電加工機
用電源を含むワイヤ放電加工機の構成を示す図である。

【００８８】上記実施の形態１２では、インダクタンス
を故意に挿入してパルス幅を調節する方法について述べ
たが、一般には回路と電極間を繋くインダクタンスＬｓ
が少なからず存在し、その結果、電極間にはＶｓと比較
してかなり低い値の電圧パルスしかかからない場合が多
い。この場合は、逆にできるだけ経路のインダクタンス
を小さくする必要がある。

【００８９】図１６はワイヤ放電加工機の場合につい
て、本発明の電源を実際に搭載するときに、どのような
形で放電極間や電源が接続されるかを示した図である。
ここで、放電極間はワイヤ１とワーク２の間の間隙のこ
とを指している。ワーク２は、一般に加工テーブル６の
上に固定され、給電は加工テーブル６と給電端子７から
行われる。従って、本発明の電源１０のほかに、他の加
工電源２０がある場合は、図１６のように加工テーブル
６と給電端子７間に電圧を印加するような形になってい
る。

【００９０】本発明の電源１０も、同様に何らかの給電
フィーダ８を用いて加工テーブル６と給電端子７に電圧
を印加する必要がある。一般に、この給電フィーダ８お
よび給電点から放電ギャップ迄のインダクタンスがＬｓ
になる。

【００９１】まず、給電フィーダ８のインダクタンスを
いかに小さくするかであるが、フィーダの長さをできる
だけ短くする等のほかには、給電フィーダ８に同軸ケー
ブルを用いることが有効である。

【００９２】一方、同軸ケーブルはインダクタンスが少
ない代わりに、ケーブルの浮遊容量が大きい、という特
徴がある。この浮遊容量は、逆に、極間に印加される電
圧値を低くするため、好ましくない。もしもインダクタ
ンスが少なくなることによる効果よりも、ケーブルの浮
遊容量による効果の方が大きくなると、同軸ケーブルを
用いることは逆に不利となる。この場合はインダクタン
スは同軸ケーブルよりも大きいが、浮遊容量の小さいツ
イストケーブルを用いるか、あるいはツイストケーブル
を多数束ねて用いるなどの方法が有効である。

【００９３】実施の形態１４．この発明に係る放電加工
機用電源を含む他のワイヤ放電加工機について図面を参
照しながら説明する。図１７及び図１８は、この発明に
係る放電加工機用電源を含む他のワイヤ放電加工機の構
成を示す図である。

【００９４】この実施の形態１４では、給電フィーダの
給電点から放電ギャップまでのインダクタンスをいかに
減らすかについて述べる。例えば、図１７では、給電点
をできるだけワーク２に近くした例が示されている。こ
の場合、ワーク２に直接給電しているので、ワーク２の
取りつけ時に電極を取り付ける必要があるが、その分イ
ンダクタンスはかなり小さくなる。

【００９５】さらに極端には、図１８のように、電源１
０自体を給電端子７に取り付け、そこからワーク２まで
接続線を出すだけであれば、フィーダ線も必要なくな
り、接続に伴うインダクタンスは大幅に抑えられる。

【００９６】実施の形態１５．この発明の実施の形態１
５に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図１９は、この発明の実施の形態１５に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。

【００９７】もしインダクタンスＬｓを十分小さくする
ことが困難であれば、逆にＬｐを故意に大きくする、と
いう方法が考えられる。電極間にはおおよそＶｐ＝Ｌｐ
／（Ｌｐ＋Ｌｓ）×Ｖｓの電圧が印加されると、上記実
施の形態２で述べたが、このＬｐを大きくすれば電極間
にかかる電圧は高くなる。図１９にその例を示す。Ｌｐ
に加えて、インダクタンスＬａが故意に挿入されてい
る。

【００９８】ただし、この場合、この他の加工電源から
電極間までのインダクタンスが増えることになり、この
加工電源の加工性能が低下する恐れがある。例えば、こ
の電源が荒加工に用いられるような、大電流を流して加
工を行うような電源の場合、回路のインダクタンスは電
極間にどれだけたくさんの電流を流せるかを制限するも
のなので、加工能力に直接影響する。従って、直列に接
続したインダクタンスＬａを短絡するようなスイッチＳ
ａを設けておき、加工の段階で切り替えればよい。この
スイッチＳａは、ＯＮ時には十分小さい抵抗値である必
要があるので、ＦＥＴなどの素子よりは、コンダクタの
ようなものが適当である。

【００９９】実施の形態１６．この発明の実施の形態１
６に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図２０は、この発明の実施の形態１６に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。

【０１００】本発明の目的は面粗さを良くするために、
できるだけ小さい電荷量の放電を発生させることにあ
る。そのために、電荷量をコンデンサＣｑで制限するの
であるが、しかし実際上はおのずと限界がある。まず、
放電を生じさせるためにはある程度以上の電圧が電極間
にかからなければいけない。コンデンサＣｑを小さくし
ていった場合、Ｖｓを大きくすることも可能であるが、
回路の耐圧などの関係でＶｓにもおのずと上限がある。
実際の装置の構造上、Ｌｓを小さくすることにも限界が
ある。

【０１０１】図２０では、Ｃｑ×Ｖｓで決定された電荷
量よりも更に小さい電荷量の放電を生じさせる方法につ
いて述べる。

【０１０２】まず、本回路方式で、かつ外部に他の加工
用の電源回路が接続されている場合、電圧波形は最初に
電極間に印加されるパルス幅の短い急峻なパルスと、一
旦、Ｃｐに行ってから、反射して電極間に戻ってくる２
つ目のパルスの、２つのパルスが観測されることが多
い。これは、コンデンサＣｑのエネルギーの一部が、一
旦、Ｃｐまで行って戻ってきていることを示す。このと
きの電圧波形模式図を図２１（ａ）に示す。

【０１０３】ここで、図２０に示すように、抵抗器Ｒｐ
でＣｐを短絡するような径路を設ける。抵抗器Ｒｐの値
は非常に小さいもので、あるいは抵抗値ゼロつまり直接
短絡しても良い。なお、他の回路の動作のために、この
短絡経路を切り離すスイッチＳｐを設けておく必要があ
る。

【０１０４】これは実際の装置の構成では、他の回路
と、放電極間を結ぶ、フィーダ線の根元を短絡すること
になる。あるいはまた他の回路の内部（図２０における
電源２０の内部）にスイッチＳｐ、抵抗器Ｒｐを構成し
てもよい。スイッチＳｐは双方向スイッチなどを用いて
電気的に開閉してもよいし、リレーを利用して機械的に
開閉してもよい。双方向スイッチなど（あるいは電源２
０の種類によっては単方向スイッチ）を利用すれば電源
２０内部に容易にスイッチＳｐ、抵抗器Ｒｐを形成する
ことができる。

【０１０５】このように電極間と並列に短絡ループを設
けたときの電圧波形模式図を図２１（ｂ）に示す。電圧
波形は、１つ目の急峻なパルスだけになり、２つ目のパ
ルスが観察されなくなる。フィーダ線の終端が短絡され
ているために、Ｃｐまで行って反射してくるエネルギー
が無くなるためである。従って、もし１つ目のパルスで
放電が生じた場合、電荷量の一部が短絡経路を流れてし
まうために、流れる電荷量はＣｑよりも小さくなり、従
って、Ｃｑ×Ｖｓで規定される電荷量よりも更に小さい
電荷量の放電を生じさせることができる。

【０１０６】尚、図２０では、フィーダ線と他の加工用
電源回路（浮遊の容量成分Ｃｐ）との間に抵抗器Ｒｐ及
びスイッチＳｐが設けられているが、これらは放電極間
とフィーダ線との間に設けてもよい。設置個所を極間に
近づければ近づけるほど浮遊容量の影響を排除すること
ができる。例えば、前述のごとくフィーダ線が同軸ケー
ブルで構成されている場合、これもまた浮遊容量として
働くが、この影響をよりよく排除するためには抵抗器Ｒ
ｐ及びスイッチＳｐの設置個所は放電極間とフィーダ線
との間に設けた方がよい。尚、この場合、スイッチＳｐ
はリレーなどを用いた機械的なものが簡便であり望まし
い。

【０１０７】本実施の形態ではワイヤ放電加工機を主体
に説明してきたが、形彫放電加工機をはじめとする他の
構成においても適用は可能である。すなわち、浮遊容量
Ｃｐと極間とがフィーダ線で接続されていない場合にお
いても抵抗器ＲｐとスイッチＳｐとを電極間近くに形成
することにより浮遊容量Ｃｐの影響を軽減することがで
きる。

【０１０８】実施の形態１７．上記の実施の形態１６で
は、抵抗器Ｒｐ及びスイッチＳｐを用いて浮遊容量Ｃｐ
を短絡し浮遊容量の影響を軽減する方法について述べて
きた。このときの抵抗器Ｒｐは小さければ小さいほど浮
遊容量Ｃｐから電極間に入り込む電荷を抑えることがで
きるが、極端に小さいと電極間に電圧がかかりにくくな
り放電しなくなる可能性がある。従って、より理想的に
は放電する直前まではスイッチＳｐがＯＦＦ状態で電極
間には十分な電圧が印加されており、放電する瞬間にス
イッチＳｐがＯＮ状態となり浮遊容量Ｃｐの電荷が終端
抵抗により消費されることが望ましい。また、更に言え
ば、実施の形態１６は浮遊容量Ｃｐを抵抗Ｒｐを介して
接地していると言い換えることができるが、抵抗Ｒｐを
介して逆電位を印加すればより確実に浮遊容量Ｃｐに蓄
えられた電荷が排除できるということができる。つま
り、タイミングを見計らって浮遊容量Ｃｐに蓄えられた
電荷を引き抜けば接地（短絡）以上の効果が期待でき
る。

【０１０９】そこで、この実施の形態１７では、上記の
実施の形態１６以上に積極的に浮遊容量Ｃｐの影響を排
除し、よりよい面粗さを得る加工電源、ならびに加工方
法について述べる。

【０１１０】この発明の実施の形態１７に係る放電加工
機用電源について図面を参照しつつ説明する。図２２
は、この発明の実施の形態１７に係る放電加工機用電源
の回路構成を示す図である。また、図２３は、この発明
の実施の形態１７に係る放電加工機用電源の動作を示す
タイミングチャートである。

【０１１１】図２２に示すように、抵抗Ｒｓ、電源Ｖ
ｓ、コンデンサＣｑ、スイッチＳｕならびにスイッチＳ
ｌで構成される電源１０は、上記の実施の形態１６と同
じである。ただし、後述の逆電源ブロック３０からスイ
ッチＳｌに電流が逆流しないようにダイオードＤ１を挿
入している。給電フィーダ９と浮遊容量Ｃｐとの間にリ
レーＲｅ、スイッチＳｔ、抵抗器Ｒｐ、電源Ｖｔで構成
される逆電源ブロック３０が電極間と並列に接続されて
いる。印加電圧の極性によってはスイッチＳｔだけで構
成してもよいが、荒加工、仕上げ加工と確実にそれぞれ
の回路の影響を排除するためにリレーも併用している。
すなわち、荒加工時にはリレーＲｅはＯＦＦしており、
仕上げ加工時にはリレーＲｅはＯＮするものとする。ス
イッチＳｔはＦＥＴを使用するものとして図示している
が、それ以外の回路素子を利用してもよい。

【０１１２】接続場所は実施の形態１６で述べたように
電極間と給電フィーダＬｐの間としてもよいし、逆電源
ブロック３０の設置場所がない場合は電極間（近辺）か
らツイスト線などを引き出して接続してもよい。

【０１１３】スイッチＳｕがＯＮするとコンデンサＣｑ
に蓄えられた電荷が電極間、浮遊容量Ｃｐに移行し始め
る。それとともに電極間電圧も上昇し始め、およそピー
ク値となる時にスイッチＳｔをＯＮする。このときワー
ク２からみて電源Ｖｓはプラス極性であり、電源Ｖｔは
マイナス極性となる。浮遊容量Ｃｐ、電極間容量Ｃｓに
蓄えられた電荷は、スイッチＳｔ、抵抗Ｒｐを介して電
源Ｖｔに流れようとする。図２３に示す電極間電圧波形
において、点線は実施の形態１６のように抵抗Ｒｐを介
して接地したときの波形、実線は本実施の形態１７のよ
うに抵抗Ｒｐを介して逆電圧を印加したときの波形であ
る。逆電圧を印加して電荷を極間から引き抜くことによ
り電圧波形は実施の形態１６以上に短パルスとなる。す
なわち、浮遊容量から電極間への電荷の流入を抑えるこ
とができる。

【０１１４】さて、逆電源ブロック３０に電源Ｖｔを設
けてしまうとスイッチＳｔの負担が大きくなる可能性も
ある。ある程度高速スイッチングしなければ電極間電圧
が逆にマイナス側に高電圧となってしまう可能性がある
からである。

【０１１５】そこで、コンデンサＣｑを用いた電源１０
と同様に、逆電源ブロックにもコンデンサＣｒを用いた
構成（逆電源ブロック４０）について図２４をもとに、
またそのときの動作を図２５のタイミングチャートをも
とに説明する。

【０１１６】図２４に示すように、逆電源ブロック４０
は、電源Ｖｔ、電荷制限コンデンサＣｒ、充電抵抗Ｒｒ
とスイッチＳｔ、逆流防止ダイオードＤ３、Ｄ４、なら
びに抵抗Ｒｐで構成する。電源１０にも、また逆流防止
ダイオードＤ１、Ｄ２を付加する。あらかじめ、コンデ
ンサＣｑ、コンデンサＣｒには電荷が蓄えられていると
する。このとき、スイッチＳｕをＯＮするとコンデンサ
Ｃｑから電極間に電荷が移行し始める。図２５に示すよ
うに、少し遅れたタイミングでスイッチＳｔをＯＮすれ
ば、電極間には逆電圧が印加されることになるので電極
間、ならびに浮遊容量Ｃｐに蓄積しつつある電荷がコン
デンサＣｒに向かって流れ込むように動作する。図２３
との違いは、スイッチＳｔのＯＮ時間である。引き込む
電荷量（電極間に印加される逆電圧）はコンデンサＣｒ
に依存しており、充電抵抗Ｒｒが十分に大きければもは
やスイッチＳｔのＯＮ時間は関係なくなる。すなわち、
スイッチＳｔは高速スイッチングの必要性がなくなる。
その後、スイッチＳｌをＯＮすれば電極間に振動波形が
残っていたとしてもすみやかに取り除くことができる。
このように、電源１０といわば反対向きに逆電源ブロッ
ク４０を構成すれば、スイッチＳｔの損失を少なくする
ことができ、回路構成を簡素化することができる。

【０１１７】実施の形態１８．この発明の実施の形態１
８に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図２６は、この発明の実施の形態１８に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。また、図
２７及び図２８は、この発明の実施の形態１８に係る放
電加工機用電源の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【０１１８】加工能力を上げるためには、放電の周波数
を高くする必要がある。また、放電と放電との間の時間
が短いと放電が生じやすくなるため、周波数を高くする
ことによって放電の確率を上げて、加工能力を更に向上
させることも可能である。従って、この回路においてパ
ルスの周波数をいかに上げるかは重要な技術である。

【０１１９】この回路において周波数を上げるための障
害となる要素は主に２つある。１つは、抵抗Ｒｓによる
コンデンサＣｑの充電時間である。これは抵抗Ｒｓから
のアーク電流の供給を止めるために抵抗Ｒｓをある程度
以上大きくしなければいけない、という理由による。上
記実施の形態８において述べたように、スイッチを抵抗
Ｒｓに直列に配して、抵抗Ｒｓ自体の値を小さくするこ
とが、一つの解決策である。

【０１２０】もう１つは、放電および電極間の短絡を行
うＦＥＴである、スイッチＳｕ、Ｓｌの発熱である。特
に放電を行うＦＥＴである、スイッチＳｕは、非常に急
峻な電流が流れるため、スイッチング時およびＯＮ時の
抵抗損失が大きく、発熱する。これを避けるためには、
ＦＥＴを並列にいくつも配置して、一つ一つのＦＥＴの
負荷を軽減させることが考えられる。

【０１２１】図２６は、これらの方法を用いて抵抗Ｒｓ
にスイッチを配し、かつＦＥＴを上下とも４並列にした
場合の回路構成図を示している。

【０１２２】ここで、上下の、スイッチＳｕ、Ｓｌであ
るＦＥＴのパラ数は必ずしも同じでなくても良い。ま
た、場合によってはＦＥＴである、スイッチＳｒの熱負
荷の問題も生じるので、この場合はスイッチＳｒを複数
個並列にすればよい。例えば、図２６では２パラになっ
ている。

【０１２３】次に、動作について、図２７にまずその一
例を示す。電流ピークが高い場合は複数のＦＥＴを同時
にＯＮすることによって、全体のＯＮ抵抗を減らし、Ｆ
ＥＴでの損失を少なくする、ということがよく行われ
る。図２７はそのような方式を用いた例であり、パルス
の発生タイミングに上側のＦＥＴ４個がすべて同時にＯ
Ｎしている。電極間短絡時にも下側のＦＥＴ４個が同時
にＯＮしている。充電用のＦＥＴについても同様であ
る。電流値が高い場合、あるいは経路のＯＮ抵抗を十分
小さくしたい場合にはこの方式が有効である。

【０１２４】一方、図２８ではこの動作方法の他の一例
が示されている。ここでは、パルスの発生タイミングで
どれかひとつのＦＥＴがＯＮし、次のパルス発生時には
別のＦＥＴがＯＮする、というふうに、常にひとつずつ
のＦＥＴが放電にもちいられる。その間、他のＦＥＴに
は電流が流れないので、ひとつのＦＥＴにかかる実質的
な周波数を、４分の１にすることができる。

【０１２５】下側のＦＥＴについても同様な動作をして
いるので、下側のＦＥＴへの負荷も同様に４分の１にな
る。抵抗充電のためのＦＥＴについては２パラになって
いるので、負荷は２分の１になる。このように、各ＦＥ
ＴのＯＮのタイミングをずらして周波数を上げる方法も
ある。この方法では、全ての電流が一つのＦＥＴに流れ
るため、電流値が大きくＦＥＴの定格以上であれば用い
ることができない。ただ、現在目的としているのは非常
に小さな放電を生じさせることであり、電流値が高すぎ
るということはなく、またＦＥＴのＯＮ抵抗も一個で十
分小さいと見なせるならば、図２８のような方式が有効
である。

【０１２６】さらに、図２７のように同時に複数のＦＥ
ＴをＯＮさせる場合、複数のＦＥＴを完全に同じタイミ
ングで動作させることは一般に難しい。それぞれのゲー
ト電圧のジッタなどで、それぞれのＦＥＴのＯＮのタイ
ミングが少しずれると、全体のターンオンの時間が長く
なることになり、回路の特性と同時に素子への影響とし
ても不利である。従って、この意味においても、図２７
のような動作よりは図２８のような動作の方が有利であ
る。

【０１２７】もちろん、同時に動作するＦＥＴの数が少
なければそれだけ同時駆動も容易になるので、図２７と
図２８の中間方式、例えば２つずつのＦＥＴをタイミン
グをずらしてＯＮさせる、ということも考えられる。つ
まり、回路の構成や要求性能、実際に用いる状況によっ
て、駆動方法は最適化する必要がある。

【０１２８】実施の形態１９．この発明の実施の形態１
９に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図２９は、この発明の実施の形態１９に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。また、図
３０は、この発明の実施の形態１９に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【０１２９】図２６ではＦＥＴのみを並列にしたが、コ
ンデンサＣｑおよび抵抗Ｒｓも複数個を並列に配するこ
とも考えられる。これを示したのが図２９である。

【０１３０】図２９では、放電側のＦＥＴである、スイ
ッチＳｕ、およびコンデンサＣｑと抵抗Ｒｓの組み合わ
せが４並列に、短絡用のスイッチＳｌも４並列なってい
る。

【０１３１】この方式の特長は、４つのコンデンサＣｑ
を、時間をずらして充電することによって、コンデンサ
Ｃｑの充電時間を実質４倍長くすることができることで
ある。抵抗Ｒｓの値として十分大きな値を選ぶことがで
きるため、スイッチＳｒが不要になる。このため、スイ
ッチＳｒのコスト、およびスイッチＳｒの誤動作など動
作上の困難を解決することができる。

【０１３２】次に、図３０に動作の例を示す。図２８の
動作と同様、各放電タイミングで一つずつのＦＥＴがＯ
Ｎするようになっている。このときに、４つあるコンデ
ンサＣｑのうちの対応する一つが放電する。４つのＦＥ
Ｔがタイミングをずらしながらパルスを発生していく過
程での、各コンデンサＣｑの電圧変化は、したがって図
３０のようになる。各時間において各コンデンサＣｑの
電位差は異なるので、逆流を防ぐためにコンデンサＣｑ
と抵抗Ｒｓの間にダイオードが必要である。

【０１３３】図２９では、短絡側のＦＥＴである、スイ
ッチＳｌも４つ配されているが、これも同様に何個でも
構わないし、各ＦＥＴの熱負荷を考慮して決められるべ
きものである。

【０１３４】実施の形態２０．この発明の実施の形態２
０に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図３１は、この発明の実施の形態２０に係る
放電加工機用電源の動作を示すタイミングチャートであ
る。なお、この実施の形態２０に係る放電加工機用電源
の構成は、上記実施の形態１９と同様である。

【０１３５】さて、図２９に示す放電加工機用電源であ
るが、図３０では一回の放電で一つのコンデンサを放電
していた。

【０１３６】今、仮に、４つのコンデンサＣｑあるいは
抵抗Ｒｓの値は同じであるとする。このとき、コンデン
サＣｑの充電が間に合えば（間に合わなければスイッチ
Ｓｒをつけることが考えられる）、同時に２つあるいは
複数のスイッチをＯＮにして、複数のコンデンサから放
電させることも可能である。

【０１３７】例えば、図３１のように動作させることを
考える。図３０よりは、コンデンサＣｑの充電時間が半
分になっているが、そのように抵抗Ｒｓを選んだとす
る。一回の放電で２つのスイッチがＯＮになり、２つの
コンデンサＣｑからの電荷が流れる。従って、このよう
な駆動の方法では、図３０のような駆動と比較して、２
倍の電荷量の放電を生じさせることができる。

【０１３８】従来の技術において述べたように、放電加
工では面粗さを上げながら何度かの加工を繰り返すこと
が多く、始めは高速に加工するために大電流を流し、次
第に電荷量を小さくして面粗さを上げていく。図３０お
よび図３１のような動作を行えば、放電の電荷量を２段
階にコントロールすることができ、仕上げの段階に応じ
た投入電荷量の切り替えを行うことができ、実用上非常
に有意義である。

【０１３９】今、同じパルスを高周波で出力する、とい
う前提で説明を行ったため、図２９の各コンデンサＣｑ
の値および抵抗Ｒｓの値は同じである。この場合は、上
述のようにそのうち２つないし複数を同時に放電させる
ことによって放電の電荷量を変化させることができるこ
とを示した。あるいは、コンデンサＣｑの値を変化させ
ても、放電の大きさを変化させることができる。

【０１４０】実施の形態２１．この発明の実施の形態２
１に係る放電加工機用電源について説明する。

【０１４１】コンデンサＣｑの値を変化させて放電の強
さを変化させることを考えた場合、異なるＣｑと複数の
スイッチを同時にＯＮさせて組み合わせる場合、下記の
ような方法をとれば少ないコンデンサの数で多段階の出
力が可能である。

【０１４２】例えば、図２９において、各電荷量の比が
Ｃｑ１：Ｃｑ２：Ｃｑ３：Ｃｑ４＝１：２：４：８であ
るとする。この場合、スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４のＯｎお
よびＯＦＦの組み合わせによって、２の４乗、つまり０
を含め１６段階の電荷量の組み合わせができることにな
る。

【０１４３】つまり、たった４つのコンデンサを用いる
ことによって、１５段階の出力が得られる。このように
比較的簡単な回路構成によって、電荷量の値を自由に変
化させることができる。

【０１４４】実施の形態２２．この発明の実施の形態２
２に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図３２は、この発明の実施の形態２２に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。

【０１４５】図３２は、図２６および図２９を組み合わ
せたものである。各コンデンサＣｑに一つのＦＥＴであ
る必要はなく、ＦＥＴの熱負荷が高くなるようであれば
図３２のように並列に配せばよい。つまり、コンデンサ
Ｃｑのパラ数、スイッチＳｕのパラ数、スイッチＳｌの
パラ数はそれぞれ別の理由で決められるべきであり、つ
まりコンデンサＣｑのパラ数はおそらく充電時間との兼
ね合い、あるいは上記実施の形態２０、２０などのよう
な場合には出力したい電荷量のパターンに従って決めら
れるべきである。

【０１４６】スイッチＳｕ、Ｓｌ各ＦＥＴのパラ数は熱
負荷によって決められるべきであり、これは回路の構成
や放熱の方法、実際の波形などによって最適化されるべ
きである。図３２では、コンデンサＣｑは３パラ、スイ
ッチＳｕはそれぞれに対して２パラで合計６パラ、スイ
ッチＳｌは２パラ、という構成になっている。

【０１４７】実施の形態２３．この発明の実施の形態２
３に係る放電加工機用電源について説明する。

【０１４８】これまでパルスを出力する、あるいは高周
波化する、という議論を行っていたが、単純にパルスを
高周波化するのではなく、パルスをバースト（間欠的
に）出力する事も考えられる。

【０１４９】つまり、パルスを群パルスとして何発か連
続して発生させ、しばらくの休止の後にまた群パルスを
印加する、という方法である。もちろん、休止が全くな
い場合がパルスの数が最も多くなり加工能力は最大にな
るが、放電加工には面精度や真直性といった問題も生
じ、またパルスの間隔が放電のしやすさと密接に関連し
ているため、バースト出力にはさまざまな利点がある。

【０１５０】まず、放電のしやすさはパルスの間隔が短
いほど高いので、パルスの間隔はできるだけ短くした方
が良い。パルスの間隔は、コンデンサＣｑの充電時間な
ど回路の制限条件で決まることが多い。

【０１５１】一方、面精度を高くするためには、面の真
直性が大きな問題となる。真直性はワイヤとワーク間に
働く力、放電反力と静電気力の兼ね合いで生じると考え
られている。静電気力はパルスの印加時間で決まるの
で、パルスの印加時間を調節することによって真直度を
調節できる可能性がある。従って、むやみやたらにパル
ス数を多くするのではなく、真直度が良くなるように単
位時間内のパルスの回数を調節する必要があることがわ
かる。

【０１５２】このように、バーストでパルスを発生させ
ることは放電加工での、とくに仕上げ加工の段階におい
て非常に有益な手法であるが、本発明の回路は基本的に
ＦＥＴのスイッチングによってパルスの発生タイミング
を自由にコントロールできるので、こういった制御には
まさにふさわしい回路方式である、ということができ
る。

【０１５３】実施の形態２４．この発明の実施の形態２
４に係る放電加工機用電源について図面を参照しながら
説明する。図３３は、この発明の実施の形態２４に係る
放電加工機用電源の回路構成を示す図である。また、図
３４は、この発明の実施の形態２４に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【０１５４】以上の実施の形態では、全て、ワイヤ側に
プラス極のパルスを印加するような回路を示してきた。
これは本回路の目的は仕上げ加工が主であり、ワイヤ側
にプラス極性のパルスを印加するほうが、面粗さが良く
なる、という傾向があり、従ってワイヤ側にプラスのパ
ルスを印加するほうが実用性が高いためである。

【０１５５】ただこの場合、電蝕効果の問題が生じる。
つまり、電極間にＤＣ的に電圧を印加することによっ
て、電気分解が生じ、ワークや加工基本体が腐食する、
という問題がある。これを避けるためには、片極性のパ
ルスではなく、プラスマイナス両極のパルスを出力し、
全体としてＤＣ的な電圧成分がなくなるようにすればよ
い。

【０１５６】本発明の、図５の回路方式に対して、プラ
ス、マイナス両方のパルスを出力できるような回路構成
を図３３に示す。図３３において、４つのＦＥＴによる
Ｈブリッジ回路を基本としている。

【０１５７】これの動作を図３４で説明する。図３４に
示すように、各スイッチＳｕ１、Ｓｕ２、Ｓｌ１、Ｓｌ
２をＯＮ、ＯＦＦすることにより、プラス方向、マイナ
ス方向両方に自由にパルスを印加することが可能であ
る。

【０１５８】実施の形態２５．上記の実施の形態２４で
は、Ｈブリッジ回路構成を用いて電極間に両極性のパル
スを印加する方法について述べた。本実施の形態２５で
は、フルブリッジ回路構成を用いて両極性パルスを印加
する方法について説明する。

【０１５９】この発明の実施の形態２５に係る放電加工
機用電源について、図３５をもとに説明する。およその
回路構成は実施の形態１７で説明したものと等しく、ワ
ークに対してワイヤが正極となるパルスを発生させるた
めのコンデンサＣｑ、スイッチＳｕとワークに対してワ
イヤが負極となるパルスを発生させるためのコンデンサ
Ｃｒ、スイッチＳｔ、コンデンサＣｑ、コンデンサＣｒ
に充電するための抵抗Ｒｓ、Ｒｒ、逆電流防止用のダイ
オードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４からなる。

【０１６０】上記の実施の形態１７との違いの一つに電
極間への配線方法がある。実施の形態１７は、浮遊容量
Ｃｐに入り込む電荷をいわば浮遊容量Ｃｐの直前で抵抗
Ｒｐを介して消費させるという概念であった。すなわ
ち、電極間に電荷を供給する電源１０との配線と、浮遊
容量Ｃｐあるいは電極間から電荷を引き抜く電源４０と
の配線は異なるようにしていた。しかし、本実施の形態
２５は、どちらかといえば電極間へ印加する電圧波形を
制御するという意味合いが強いため、電極間への電荷の
供給も、電極間からの電荷の引き抜きも同一配線で行う
ようにしている。また、同じ理由から抵抗Ｒｐは使用し
ていない。

【０１６１】図３６は、この発明の実施の形態２５に係
る放電加工機用電源の動作を示すタイミングチャートで
ある。上記の実施の形態２４と同様に、正極側、負極側
をそれぞれ片側だけ単独に動作させ交流波形を作成して
もよいが、本実施の形態２５では、実施の形態１７と同
様に途中で電荷を引き抜き、電圧波形の短パルス化を図
る方法について説明する。

【０１６２】図３６に示すように、スイッチＳｕのＯＮ
とともにコンデンサＣｑからダイオードＤ２、スイッチ
Ｓｕを通り電極間に電荷が移行する。それとともに極間
電圧は上昇する。少し遅れてスイッチＳｔがＯＮすると
電極間の電荷はダイオードＤ３、スイッチＳｔを通って
コンデンサＣｒに引き抜かれる。これとともに電極間電
圧も低下する。スイッチＳｌ、スイッチＳｖは電極間に
電圧が残っていた場合、あるいは波形が振動していた場
合に初期状態（０Ｖ）に戻すために使われる。理想的に
容量移行が行われた場合、これらのスイッチは必ずしも
必要ではない。また、スイッチＳｌ、スイッチＳｖの変
わりに抵抗を挿入してもよい。これにより電極間に電圧
が残っていたとしても放電極間容量Ｃｓ、浮遊容量Ｃｐ
の合成容量と挿入する抵抗との時定数で簡単に０Ｖにす
ることができる。

【０１６３】通常、放電加工機は、安全面からワーク２
がＧＮＤとなるように設計するのが基本である。上記の
実施の形態２４で述べたようなＨブリッジ構成にしてし
まうと、電源がフローティングとなるため他の回路との
影響を考えると必ずしも望ましい構成とはいえない。し
かし、本実施の形態２５のように、フルブリッジ構成と
すれば電源Ｖｓ、Ｖｔは接地することができ、ＧＮＤ基
準で回路設計することができる。また、これらは上記実
施の形態１８〜２２で示したように複数のスイッチング
素子を並列に配置し、組み合わせてもよい。

【０１６４】

【発明の効果】この発明に係る放電加工機用電源は、以
上説明したとおり、電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前
記電荷蓄積素子を充電する直流電源と、電極間隙に前記
電荷蓄積素子に蓄積された電荷を流してパルス状の放電
を発生させる第１のスイッチング素子と、前記電極間隙
と並列に接続され、前記電極間隙を短絡する第２のスイ
ッチング素子とを備えたので、非絶縁の状態でもごく微
小な放電を安定して生じさせることができ、ひいては細
かい面粗さを得ることができるという効果を奏する。

【０１６５】この発明に係る放電加工機用電源は、以上
説明したとおり、電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記
電荷蓄積素子を充電する直流電源と、電極間隙に前記電
荷蓄積素子に蓄積された電荷を流してパルス状の放電を
発生させる第１のスイッチング素子と、前記電極間隙と
並列に接続され、電気的な容量成分を有する他の回路と
を備えたので、非絶縁の状態でもごく微小な放電を安定
して生じさせることができ、ひいては細かい面粗さを得
ることができるという効果を奏する。

【０１６６】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記電荷蓄積素子と前記直流
電源の間に直列に接続され、抵抗値が１０Ω以上、１０
０ｋΩ以下である抵抗素子をさらに備えたので、非絶縁
の状態でもごく微小な放電を安定して生じさせることが
でき、ひいては細かい面粗さを得ることができるという
効果を奏する。

【０１６７】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記電荷蓄積素子と前記直流
電源の間に直列に接続された、抵抗値が１ｋΩ以下であ
る抵抗素子、及び第３のスイッチング素子をさらに備え
たので、非絶縁の状態でもごく微小な放電を安定して生
じさせることができ、ひいては細かい面粗さを得ること
ができるという効果を奏する。

【０１６８】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記電荷蓄積素子と前記直流
電源の間に直列に接続された、インダクタンス素子、及
び第３のスイッチング素子をさらに備えたので、効率の
良い充電ができるという効果を奏する。

【０１６９】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記電荷蓄積素子が、１μＦ
以下の容量を有するので、非絶縁の状態でもごく微小な
放電を安定して生じさせることができ、ひいては細かい
面粗さを得ることができるという効果を奏する。

【０１７０】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記他の回路が前記電極間隙
に接続されている場合、前記各素子から構成された電源
回路が動作する間は前記他の回路の出力先において短絡
するので、より小さい電荷量の放電を生じさせることが
できるという効果を奏する。

【０１７１】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記第１のスイッチング素子
が、複数のトランジスタが並列に接続されているので、
放電の周波数を高くでき、ひいては加工能力を向上でき
るという効果を奏する。

【０１７２】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記電荷蓄積素子が、複数の
コンデンサが並列に接続され、前記第１のスイッチング
素子は、前記複数のコンデンサの各々に接続された複数
のトランジスタから構成されているので、仕上げの段階
に応じた投入電荷量の切り替えを行うことができるとい
う効果を奏する。

【０１７３】さらに、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記複数のコンデンサをＮ個
のコンデンサ、前記Ｎ個のコンデンサのうち最小の容量
がＣ _ＭＩＮとすると、Ｎ個のコンデンサの容量を、それ
ぞれ、Ｃ_ＭＩＮ×２^{（ｎ−１ ）}とし、但し（１≦ｎ≦
Ｎ）としたので、電荷量の値を自由に変化させることが
できるという効果を奏する。

【０１７４】この発明に係る放電加工機用電源は、以上
説明したとおり、電荷を蓄積する第１の電荷蓄積素子
と、前記第１の電荷蓄積素子を充電する第１の直流電源
と、電極間隙に前記第１の電荷蓄積素子に蓄積された電
荷を流してパルス状の放電を発生させる第１のスイッチ
ング素子と、第２の直流電源と、電極間隙又は電極間隙
と並列に存在する電荷を引き抜く第４のスイッチング素
子とを備えているので、非絶縁の状態でもごく微小な放
電を安定して生じさせることができ、ひいては細かい面
粗さを得ることができるという効果を奏する。

【０１７５】また、この発明に係る放電加工機用電源
は、以上説明したとおり、前記第２の直流電源と並列に
電荷を蓄積するための第２の電荷蓄積素子をさらに備え
たので、簡単な回路構成で非絶縁の状態でもごく微小な
放電を安定して生じさせることができ、ひいては細かい
面粗さを得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態３に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態３に係る放電加工機用
電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態４に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態５に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態６に係る放電加工機用
電源の回路構成を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態７に係る放電加工機
用電源の回路構成を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態９に係る放電加工機
用電源の回路構成を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態９に係る放電加工機
用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図１３】 この発明の実施の形態１０に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態１０に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図１５】 この発明の実施の形態１２に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１３に係る、放電加
工機用電源を含むワイヤ放電加工機の構成を示す図であ
る。

【図１７】 この発明の実施の形態１４に係る、放電加
工機用電源を含む他のワイヤ放電加工機の構成を示す図
である。

【図１８】 この発明の実施の形態１４に係る、放電加
工機用電源を含む別の他のワイヤ放電加工機の構成を示
す図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１５に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１６に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１６に係る放電加工
機用電源の放電極間に印加される電圧波形を説明するた
めの模式図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１７に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１７に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図２４】 この発明の実施の形態１７に係る別の放電
加工機用電源の回路構成を示す図である。

【図２５】 この発明の実施の形態１７に係る別の放電
加工機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図２６】 この発明の実施の形態１８に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図２７】 この発明の実施の形態１８に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図２８】 この発明の実施の形態１８に係る放電加工
機用電源の他の動作を示すタイミングチャートである。

【図２９】 この発明の実施の形態１９に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図３０】 この発明の実施の形態１９に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図３１】 この発明の実施の形態２０に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図３２】 この発明の実施の形態２２に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図３３】 この発明の実施の形態２４に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図３４】 この発明の実施の形態２４に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図３５】 この発明の実施の形態２５に係る放電加工
機用電源の回路構成を示す図である。

【図３６】 この発明の実施の形態２５に係る放電加工
機用電源の動作を示すタイミングチャートである。

【図３７】 従来の放電加工機用電源の回路構成を示す
図である。

【図３８】 従来の放電加工機用電源の動作を示すタイ
ミングチャートである。

【図３９】 他の従来の放電加工機用電源の回路構成を
示す図である。

【符号の説明】

１ 電極（ワイヤ）、２ 電極（ワーク）、３ ダイオ
ード、４ ダイオード、５ ダイオード、６ 加工テー
ブル、７ 給電端子、８ 給電フィーダ、９給電フィー
ダ、１０ 電源、２０ 電源、Ｃｓ 静電容量、Ｃｑ
コンデンサ、Ｌｓ インダクタンス、Ｒｓ 抵抗、Ｒｗ
水の抵抗、Ｓｌ スイッチ、Ｓｕスイッチ、Ｖｓ 電
源、Ｓｖ スイッチ、Ｓｔ スイッチ、Ｖｔ 電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 昭弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩田 明彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 角田 義一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 後藤 昭弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C059 AA01 BA03 BA11

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、 前記電荷蓄積素子を充電する直流電源と、 電極間隙に前記電荷蓄積素子に蓄積された電荷を流して
   パルス状の放電を発生させる第１のスイッチング素子
   と、 前記電極間隙と並列に接続され、前記電極間隙を短絡す
   る第２のスイッチング素子とを備えたことを特徴とする
   放電加工機用電源。
2. 【請求項２】 電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、 前記電荷蓄積素子を充電する直流電源と、 電極間隙に前記電荷蓄積素子に蓄積された電荷を流して
   パルス状の放電を発生させる第１のスイッチング素子
   と、 前記電極間隙と並列に接続され、電気的な容量成分を有
   する他の回路とを備えたことを特徴とする放電加工機用
   電源。
3. 【請求項３】 前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に
   直列に接続され、抵抗値が１０Ω以上、１００ｋΩ以下
   である抵抗素子をさらに備えたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の放電加工機用電源。
4. 【請求項４】 前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に
   直列に接続された、抵抗値が１ｋΩ以下である抵抗素
   子、及び第３のスイッチング素子をさらに備えたことを
   特徴とする請求項１又は２記載の放電加工機用電源。
5. 【請求項５】 前記電荷蓄積素子と前記直流電源の間に
   直列に接続された、インダクタンス素子、及び第３のス
   イッチング素子をさらに備えたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の放電加工機用電源。
6. 【請求項６】 前記電荷蓄積素子は、１μＦ以下の容量
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載の放電加
   工機用電源。
7. 【請求項７】 前記他の回路が前記電極間隙に接続され
   ている場合、前記各素子から構成された電源回路が動作
   する間は前記他の回路の出力先において短絡することを
   特徴とする請求項２記載の放電加工機用電源。
8. 【請求項８】 前記第１のスイッチング素子は、複数の
   トランジスタが並列に接続されていることを特徴とする
   請求項１又は２記載の放電加工機用電源。
9. 【請求項９】 前記電荷蓄積素子は、複数のコンデンサ
   が並列に接続され、 前記第１のスイッチング素子は、前記複数のコンデンサ
   の各々に接続された複数のトランジスタから構成されて
   いることを特徴とする請求項８記載の放電加工機用電
   源。
10. 【請求項１０】 前記複数のコンデンサをＮ個のコンデ
    ンサ、前記Ｎ個のコンデンサのうち最小の容量がＣ
    _ＭＩＮとすると、 Ｎ個のコンデンサの容量が、それぞれ、Ｃ_ＭＩＮ×２
    ^{（ｎ−１）}であり、但し（１≦ｎ≦Ｎ）であることを特
    徴とする請求項９記載の放電加工機用電源。
11. 【請求項１１】 電荷を蓄積する第１の電荷蓄積素子
    と、 前記第１の電荷蓄積素子を充電する第１の直流電源と、 電極間隙に前記第１の電荷蓄積素子に蓄積された電荷を
    流してパルス状の放電を発生させる第１のスイッチング
    素子と、 第２の直流電源と、 前記電極間隙又は電極間隙と並列に存在する電荷を前記
    第２の直流電源に引き抜く第４のスイッチング素子とを
    備えたことを特徴とする放電加工機用電源。
12. 【請求項１２】 前記第２の直流電源と並列に電荷を蓄
    積するための第２の電荷蓄積素子をさらに備えたことを
    特徴とする請求項１１記載の放電加工機用電源。