JP2007167976A - ワイヤ電極送り機構およびワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの軸に対して平行を含む任意の角度の被加工面を加工でき、複雑な微細部品を加工できるワイヤ電極送り機構を提供すること。
【解決手段】ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２を長手方向に走行させてワークＷを放電加工するワイヤ放電加工機１に使用され、ワイヤ電極供給手段４１と、ワイヤ電極回収手段４２と、ワイヤ電極供給手段４１と加工領域との間に配置されてワイヤ電極２をワイヤ電極回収手段４２側に送り出す第１の送り手段７Ａと、ワイヤ電極回収手段４２と加工領域との間に配置されてワイヤ電極２をワイヤ電極回収手段４２に送り出す第２の送り手段７Ｂとを備える。第１送り手段７Ａおよび第２送り手段７Ｂの少なくとも一方を他方に対して相対移動可能に設ける。ワイヤ電極２の送り出し方向は、相対移動前に対して所定の角度をなす方向に変化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤ電極供給手段とワイヤ電極回収手段との間に所定の張力で張られた導電性のワイヤ電極を、その長手方向に走行させ、ワークを放電加工するためのワイヤ電極送り機構およびワイヤ放電加工機に関する。

従来、銅やタングステン等で形成されたワイヤを連続的に送り出しながら、これを電極としてワークを目的の形状に沿って移動しながら放電加工を行うワイヤ放電加工機が知られている。例えば、加工テーブルと、この加工テーブル上に固定されたワークの側方に、ワークの中心軸方向へワイヤ電極を連続的に送り出しながら、かつ、一部をワークへ向かってコ字状に突出させたワイヤ電極送り機構とを有するワイヤ放電加工機が知られている（特許文献１参照）。

一方、ワイヤ電極の送り出し方向に対してワークの軸を直交配置したワイヤ放電加工機として、図１５に示すワイヤ放電加工機がある。このワイヤ放電加工機は、スピンドル９０と、ワイヤ電極９３を垂直に張りながら送り出すワイヤ電極送り機構とを備えている。
スピンドル９０は、軸方向が水平になるように設置され、かつ、３次元方向に移動可能に設置されている。スピンドル９０は、先端にワーク９２を把持するワーク把持具９１を備えている。
ワイヤ電極送り機構は、ワーク９２の上方と下方にそれぞれ取り付けられた供給側ワイヤガイド９４Ａと回収側ワイヤガイド９４Ｂとを備え、ワイヤ電極９３を垂直に張りながらワーク９２に当接させるようにガイドしている。ワイヤ電極９３は、加工する際、供給側ワイヤガイド９４Ａから回収側ワイヤガイド９４Ｂの方向に送られる。

このような構成のワイヤ放電加工機は、旋盤と同じような加工ができる。例えば、円柱状のワーク９２の外周面にワイヤ電極９３を当接させながら、ワーク９２を回転軸Ｐ周りに回転させるとともにＰ軸方向に移動させると、ワーク９２に小径部９５を形成することができる。また、ワーク９２の回転を停止させた状態において、ワーク９２の外周面にワイヤ電極９３を当接させながら、ワーク９２をＰ軸方向に移動させると、ワーク９２に面取り部９６を加工することができる。

特開２００３−１３６３４２号公報

しかし、前記ワイヤ放電加工機では、スピンドル９０の軸がワイヤ電極９３の送り出し方向と直交しているため、ワーク９２にスピンドル９０の軸方向に平行な面を加工することができなかった。例えば、図１５に示すように、ワーク把持具に把持された円柱状の外周面にワークの軸方向に平行な歯面を有する歯車９７を形成したいとしても、加工する歯面がワイヤ電極９３の送り出し方向と平行ではないので、このような加工をすることができなかった。
このため、スピンドル９０を備えたワイヤ放電加工機を使用している使用者からは、既存のワイヤ放電加工機に簡単な機構を追加するだけで、前述の歯車９７のような加工ができるようにしたいという要求があった。

本発明の目的は、円柱形状等のワークの軸に対して平行な面を含む任意の角度の被加工面、例えば、ワークを把持するスピンドルの軸に平行な被加工面を加工することができ、歯車のような複雑な微細部品を加工することができるワイヤ電極送り機構およびワイヤ放電加工機を提供することである。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構は、導電性のワイヤ電極を、その長手方向に走行させ、ワークを放電加工するワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構であって、前記ワイヤ電極を加工領域に供給するワイヤ電極供給手段と、前記ワイヤ電極供給手段から供給されたワイヤ電極を加工領域から回収するワイヤ電極回収手段と、前記ワイヤ電極供給手段と前記ワイヤ電極による加工領域との間に配置されるとともに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極回収手段側に送り出す第１の送り手段と、前記ワイヤ電極回収手段と前記加工領域との間に配置されるとともに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極回収手段に送り出す第２の送り手段とを備え、前記第１送り手段および前記第２送り手段の少なくとも一方が他方に対して相対移動可能に設けられていることを特徴とする。

ここで、例えば、第１送り手段を定位置に固定させ、第２送り手段を直線状のレールに沿って移動可能に案内するレール部材を設けてもよい。あるいはこのレールを円弧状に設けてもよい。
このような構成において、第１送り手段および第２送り手段の少なくとも一方が他方に対して相対移動するように設けられているので、これらの送り手段が相対移動すると、ワークを加工する部分である加工領域でのワイヤ電極の送り出し方向が変化する。つまり、ワイヤ電極の送り出し方向は、相対移動前に対して所定の角度をなす方向に変化する。

この発明によれば、ワイヤ電極送り機構は、加工領域のワイヤ電極の送り出し方向を任意角度の被加工面と平行になるように変化させることで、従来のようなワイヤ電極の送り出し方向が一定の場合よりも、多くの被加工面を加工することができ、複雑な微細部品を加工することができる。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構では、前記ワイヤ電極の送り出し方向と平行な面を有し、この面の法線方向に平行な軸周りに回転可能に配置された回転部材を備え、前記第１送り手段および前記第２送り手段は、前記回転部材に取り付けられていることが好ましい。

ここで、回転部材は、例えば長手状の板部材として、板部材の平面中央部を回転軸としてもよい。また、回転部材は、回転軸を中点とする同一平面上の２箇所に第１、第２送り手段を取り付けてもよい。さらに、回転部材は、電動機で回転するように構成して、所定の回転角度に自動的に変化するようにしてもよい。
このような構成において、回転部材が回転すると、ワイヤ電極の送り出し方向が回転軸を中心に任意の方向に変化する。

この発明によれば、ワイヤ電極送り機構は、第１、第２送り手段が取り付けられ回転軸周りに回転可能な回転部材という簡単な構成によって、ワイヤ電極の送り出し方向を回転軸周りの任意の方向に容易に変化させることができる。従って、ワイヤ電極送り機構は、構成を簡単にすることができる。また、本発明のワイヤ電極送り機構が従来のワイヤ放電加工機に追加設置されれば、そのワイヤ電極送り機構は、容易に多くの被加工面を加工することができ、複雑な微細部品を加工することができる。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構では、前記第１送り手段および前記第２送り手段は、略円筒状で外周面に前記ワイヤ電極の送り出し方向に沿ったワイヤ案内溝が形成されていることが好ましい。
このような構成において、ワイヤ電極送り機構は、ワイヤ電極をワイヤ案内溝に沿って案内するので、ワイヤ電極が第１、第２送り手段の軸方向にずれることを阻止する。従って、ワイヤ電極送り機構は、ワイヤ電極の送り出し方向を一定位置に維持することができ、加工精度を向上させることができる。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構では、前記第１送り手段および前記第２送り手段は、略球状の上部材と、前記上部材と同形状の下部材と、前記上部材および前記下部材を前記回転部材に締結固定する固定ボルトとを備え、前記上部材は、超硬磨き鋼で形成され、中心から等間隔の互いに平行な２平面で球の一部が切除された形状であり、前記２平面で形成された円形断面の各中心を結ぶ線を中心軸とする貫通孔が形成され、前記下部材は、前記上部材と同形状に形成され、前記固定ボルトは、前記上部材および前記下部材の順番にそれぞれの前記貫通孔に挿通され、前記上部材および前記下部材を前記回転部材に螺合固定し、前記ワイヤ案内溝は、前記上部材および前記下部材の接触部分におけるそれぞれの球面によって区画形成され、前記第２送り手段は、前記第１送り手段と同形状に形成されていることが好ましい。

このような構成において、ワイヤ電極送り機構は、第１、第２の送り手段の上部材と下部材が超硬磨き鋼で形成されているので、ワイヤ案内溝においてワイヤ電極と当接する上部材と下部材の当接部表面が滑らかで、摩擦が小さくなっている。
また、ワイヤ電極送り機構は、上部材と下部材が略球状の部材で形成されているので、従来よりも曲率半径の小さいワイヤ電極であっても上部材および下部材の球面でワイヤ電極が案内されている。

この発明によれば、ワイヤ電極送り機構は、ワイヤ電極とワイヤ案内溝との当接部表面が滑らかで摩擦が小さいので、ワイヤ電極をスムーズに案内できるとともに、ワイヤ案内溝の消耗を抑えて第１、第２送り手段の長寿命化を図ることができる。
また、ワイヤ電極送り機構は、従来よりも曲率半径の小さいワイヤ電極を案内することによって、曲率半径の小さいワイヤ電極による微細な形状の加工が可能になる。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構では、前記第１送り手段および前記第２送り手段は、軸方向に貫通孔を有する略円筒部材と、この略円筒部材を前記回転部材に締結固定する固定ボルトとを備え、前記固定ボルトは、前記貫通孔を介して前記略円筒部材を前記回転部材に螺合固定し、前記ワイヤ案内溝は、前記略円筒部材の反固定側端部に近い円筒部側面に形成されていることが好ましい。

加工の際には、ワークの被加工面がワイヤ電極と当接する位置になるようにワークが移動する。このワークの移動可能範囲は、ワイヤ案内溝で案内されるワイヤ電極よりも第１、第２送り手段の反固定側（ワーク側）に張り出している第１、第２送り手段の略円筒部がワークと干渉しない範囲内でないとならない。
この発明によれば、ワイヤ電極送り機構は、ワイヤ案内溝が第１、第２送り手段のワーク側端部に近い円筒部側面に形成されているので、ワイヤ電極よりワーク側に略円筒部が張り出す量を、前述の超硬磨き鋼製の２つの略球状部材で組み合わされた形状の送り手段の場合よりも小さく抑えることができる。よって、ワークが移動して第１、第２送り手段と干渉する範囲が小さくなり、ワーク移動時の空間的自由度が向上するので、より複雑な微細部品を加工することができる。

本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構では、前記第１送り手段または前記第２送り手段と前記加工領域との間で、前記第１および第２送り手段よりも前記ワーク側に、略円筒状の第３の送り手段を備え、この第３送り手段は、略円筒状で、軸方向を前記回転部材の回転軸に対して平行配置され、第１送り手段から送り出された前記ワイヤ電極を案内して前記第２送り手段に送り出し、反固定側端部に近い円筒部側面に前記ワイヤ電極の送り出し方向に沿ったワイヤ案内溝が形成されていることが好ましい。

このような構成において、通常の加工の際、ワイヤ電極送り機構は、第１、第２送り手段だけでワイヤ電極を案内して放電加工する。ただし、ワークを移動させた際、ワイヤ電極よりもワーク側に張り出している第１、第２送り手段の略円筒部がワークと干渉する場合には、ワイヤ電極送り機構は、ワイヤ電極を第１送り手段から第３送り手段に案内し、さらに第２送り手段へ案内する。そして、ワイヤ電極送り機構は、回転部材を回転させ、加工領域のワイヤ電極が所定方向に案内されるようにして放電加工する。このようにしてワークの移動可能範囲が広くなる。
この発明によれば、ワークの移動可能範囲が広くなるので、より複雑な微細部品を加工することができる。

本発明のワイヤ放電加工機は、ワークを放電加工するワイヤ放電加工機であって、前記ワイヤ電極送り機構と、このワイヤ電極送り機構によって送られる前記ワイヤ電極に対しワークを保持して３次元方向に移動させるワーク保持機構と、電気部とを備えていることを特徴とする。
ここで、ワイヤ放電加工機は、ワークを軸方向に回転可能に保持するスピンドルを備えていることが好ましい。
この発明によれば、前述と同様な効果を奏するワイヤ放電加工機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のワイヤ放電加工機１の主要部分の正面図である。

ワイヤ放電加工機１は、ワイヤ電極送り機構４と、このワイヤ電極送り機構４によって案内支持されるワイヤ電極２に対してワークＷを３次元方向に移動可能に保持し、回転軸Ｐを中心にワークＷを回転させるワーク保持機構としてのスピンドル３と、ワークＷとワイヤ電極２の間に電位差を与えて放電を生じさせる図示しない電気部とを備えて構成されている。

ワイヤ電極送り機構４は、図示しない基台上でワークＷをスピンドル３との間に挟む位置に設けられている。ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２を加工領域に供給するワイヤ電極供給手段４１と、ワイヤ電極２を加工領域から回収するワイヤ電極回収手段４２と、加工領域にてワイヤ電極２を直線状に案内支持する送り方向可変手段５とを備えて構成されている。
ワイヤ電極供給手段４１は、加工領域の上方に配置された電極供給リール４３と、電極供給ガイド４４とを備え、電極供給リール４３から払い出されたワイヤ電極２を電極供給ガイド４４が案内して加工領域へ供給している。
ワイヤ電極回収手段４２は、加工領域の下方に配置された電極回収リール４５と、電極回収ガイド４６とを備え、加工領域から送られてくるワイヤ電極２を電極回収ガイド４６が案内して電極回収リール４５で巻き取って回収している。

送り方向可変手段５は、ワイヤ電極２の送り方向に平行で長方形の面を有する回転部材６と、この回転部材６の面上の長手方向に２箇所配置されている第１の送り手段７Ａおよび第２の送り手段７Ｂとを備えている。

図２および図３は、送り方向可変手段５の正面図および側面図である。
回転部材６は、図示しない基台に、回転軸Ｓを中心に回転可能に支持ボルト６１を介して支持されている。回転部材６の回転軸Ｓは、第１、第２送り手段７Ａ、７Ｂの中点に位置しており、また、スピンドル３の回転軸Ｐに直交する方向に平行となるように配置されている。

第１送り手段７Ａは、略円筒状で周方向にワイヤ案内溝７４Ａが形成されている。第１送り手段７Ａは、略球状の上部材７１Ａと、上部材７１Ａと同形状の下部材７２Ａと、上部材７１Ａおよび下部材７２Ａを回転部材６に締結固定する固定ボルト７３Ａとを備えて構成されている。
上部材７１Ａは、超硬磨き鋼で形成され、球状の素材が中心から等間隔の互いに平行な２平面で切除された形状である。また、上部材７１Ａには、その切除された２つの円形断面の中心を通る貫通孔７５Ａが形成されている。本実施形態では、貫通孔７５Ａの半径は、上部材７１Ａの球半径の１／√２倍に設定されている。
下部材７２Ａは、上部材７１Ａと同形状で、貫通孔７６Ａが同様に形成されている。

固定ボルト７３Ａは、上部材７１Ａおよび下部材７２Ａの順番にそれぞれの貫通孔７５Ａ、７６Ａに挿通され、回転部材６に螺合している。
ワイヤ案内溝７４Ａは、上部材７１Ａおよび下部材７２Ａの接触部分におけるそれぞれの球面によって区画形成されている。
第２送り手段７Ｂは、第１送り手段７Ａと同形状に形成され、上部材７１Ｂ、下部材７２Ｂおよび固定ボルト７３Ｂを備えて構成され、ワイヤ案内溝７４Ｂが形成されている。

ワイヤ電極２は、ワイヤ状であって導電性の材料で形成され、ワークＷとの間に生じる放電によってワークＷを所定の形状に加工する電極である。ワイヤ電極２は、図１に示すように、第１送り手段７Ａに対して反時計回りに掛けられ、第２送り手段７Ｂに対して時計回りに掛けられている。これによって、ワイヤ電極２は、ワークＷの加工領域において直線状になるように案内されている。

スピンドル３は、ワイヤ放電加工機１の図示しない基台に設けられ、スピンドル３の回転軸ＰをＸ軸方向とする３次元方向にワークＷを移動可能に支持している。また、スピンドル３は、Ｐ軸周りにワークＷを回転させて、ワークＷの被加工面がワイヤ電極２の送り出し方向に対して所定の角度をなすようにワークＷを支持している。
スピンドル３は、一端にワークＷを挟んで把持するワーク把持具３１と、基端にＰ軸周りの回転駆動源としての図示しない駆動モータと、スピンドル３を図示しない基台に対して３次元方向に移動させる移動手段とを備えて構成されている。

電気部は、ワイヤ電極２とワークＷとの間に放電を生じさせる程度の電圧を発生させる図示しない電源回路と、電源回路とワークＷおよび、電源回路とワイヤ電極２とを電気的に接続する図示しない配線とを備えている。

ここで、ワイヤ電極２の案内支持方法について説明する。
図１に示すように、ワイヤ電極２は、電極供給リール４３から電極供給ガイド４４に向かって直線状に送り出されている。ワイヤ電極２は、電極供給ガイド４４から、第１送り手段７Ａ、第２送り手段７Ｂ、電極回収ガイド４６という順に案内され、それぞれのガイド間を直線状に張られ、最後に電極回収リール４５に巻き取られる。

次に、ワイヤ電極２と第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂとの当接部について説明する。
図４は、図３のIV-IV線の断面図を示している。ワイヤ電極２は、第２送り手段７Ｂのワイヤ案内溝７４Ｂに案内されている。ここで、ワイヤ電極２は、ワイヤ案内溝７４Ｂを形成する上部材７１Ｂの球面上の一部分と下部材７２Ｂの球面上の一部分とで当接している。この際、ワイヤ電極２の中心から上部材７１Ｂおよび下部材７２Ｂの各当接部とを結ぶ線同士が９０度で交わるように、ワイヤ電極２の径寸法に対して、上部材７１Ｂおよび下部材７２Ｂの半径を設定している。

図５は、送り方向可変手段５の回転可変範囲を示す説明図である。ここで、θは、スピンドル３の回転軸Ｐとワイヤ電極２の送り出し方向とがなす角度（度）を示している。図５（Ａ）は、９０＜θ＜１８０の場合において、回転部材６の回転位置およびワイヤ電極２が第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂに案内される状態を示している。同様に、図５（Ｂ），図５（Ｃ），図５（Ｄ）は、それぞれθ＝９０の場合、０＜θ＜９０の場合、θ＝０の場合を示している。従って、送り方向可変手段５は、加工領域を通って直線状に張られているワイヤ電極２の送り出し方向をあらゆる角度に変化可能に構成されている。

ここで、本実施形態のワイヤ放電加工機１による、加工方法を説明する。
例えば、かさ歯車やはすば歯車のような歯車の歯面を加工する場合、図６および図７に示すように、まず、ワイヤ電極２の送り出し方向を被加工面である歯面の歯角になるように送り方向可変手段５を回転させて設定する。そして、スピンドル３に設置されたワークＷ（ＷＡ，ＷＢ）の被加工部分をワイヤ電極２に接近させる。さらに、ワークＷとワイヤ電極２とに所定の電圧を負荷し、ワークＷとワイヤ電極２との間の放電によってワークＷを加工し歯面を成形する。

さらに、歯車と一体で軸部を加工する際には、ワイヤ電極２の送り出し方向をスピンドル３の回転軸Ｐに直交するように送り方向可変手段５を回転して設定して、従来と同様に歯車の軸部を加工する。

このような構成を備える第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）ワイヤ電極送り機構４は、送り方向可変手段５が回転軸Ｓ周りに回転可能に設けられたので、加工領域のワイヤ電極２の送り出し方向を任意の方向に設定することができる。よって、ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２の送り出し方向を任意角度の被加工面と平行になるよう設定することができる。従って、ワイヤ電極送り機構４は、スピンドル３の回転軸Ｐに対して平行な面を含む任意の角度の被加工面を容易に加工することができる。

（２）ワイヤ電極送り機構４は、送り方向可変手段５が回転軸Ｓ周りに回転可能に設けられたので、加工領域のワイヤ電極２の送り出し方向を任意の方向に設定することができる。よって、ワイヤ電極２の送り出し方向をスピンドル３の回転軸Ｐに直交する方向に設定すれば、従来と同様に円柱部材に小径部９５を加工することができ、軸付き歯車のような軸部を加工することができる。従って、従来のように軸付き歯車の軸部を別途、旋盤等で加工する必要がなく、１台のワイヤ放電加工機１で軸部を含めて軸付き歯車を加工できるので、製造工数の削減、製造コストの低減の効果が得られる。

（３）ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２をワイヤ案内溝７４Ａ，７４Ｂに沿って案内しているので、ワイヤ電極２が第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂの軸方向にずれることを阻止している。従って、ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２の送り出し方向を一定位置に維持することができ、加工精度を向上させることができる。

（４）ワイヤ電極送り機構４は、第１送り手段７Ａの上部材７１Ａおよび下部材７２Ａを超硬磨き鋼で形成したので、ワイヤ案内溝７４Ａにおいてワイヤ電極２と当接する当接部の表面を滑らかで摩擦を小さくすることができる。よって、ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２をスムーズに案内することができるとともに、ワイヤ案内溝７４Ａの消耗を抑え第１送り手段７Ａの長寿命化を図ることができる。なお、第２送り手段７Ｂについても第１送り手段７Ａと同形状なので、同様の効果が得られる。

（５）ワイヤ電極送り機構４は、上部材７１Ａと下部材７２Ａが略球状の部材で形成されているので、従来よりも曲率半径の小さいワイヤ電極２であっても上部材７１Ａおよび下部材７２Ａの各球面でワイヤ電極２を案内することができる。よって、曲率半径の小さいワイヤ電極２による微細な形状の加工が可能になる。なお、第２送り手段７Ｂについても第１送り手段７Ａと同形状なので、同様の効果が得られる。

（６）ワイヤ電極送り機構４は、第１送り手段７Ａの上部材７１Ａおよび下部材７２Ａを略球状の部材を用いて形成したので、ワイヤ電極２は、図４に示すように、ワイヤ案内溝７４Ａの球面上の２箇所と当接して、各当接部とワイヤ電極２の中心軸とを結ぶ線同士は、常に９０度で交わるようになっている。よって、ワイヤ電極２は、第１送り手段７Ａに案内支持されても、断面が変形したりすることを予防できる。従って、最適な状態のワイヤ電極２によって放電加工することができる。なお、第２送り手段７Ｂについても第１送り手段７Ａと同形状なので、同様の効果が得られる。

（７）既存のスピンドルを備えたワイヤ放電加工機に本実施形態の送り方向可変手段５を追加するだけで、本実施の形態におけるワイヤ放電加工機１と同様の効果を得ることができる。

（８）ワイヤ電極送り機構４は、加工領域のワイヤ電極２の送り出し方向を任意の方向に変化させるとともに、ワークＷを保持するスピンドル３を３次元方向に移動および回転軸Ｐ周りに回転させることで、ＮＣプログラムによるインボリュート曲線での加工を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
第２実施形態の基本的構成は、第１実施形態に同様であるが、第１実施形態では第１、第２送り手段７Ａ、７Ｂが略球状の超硬磨き鋼により形成されたワイヤ電極送り機構４であったのに対して、第２実施形態は第１、第２送り手段８Ａ、８Ｂが略円筒部材により形成されたワイヤ放電加工機１である点に特徴を有する。

第１実施形態では、図８に示すように、軸付き平歯車を加工する際、ワイヤ電極２を平歯車の歯面に平行になるように回転部材６を回転させて、ワークＷＣをワイヤ電極２に近づけると、ワークＷＣの軸部分（図８のハッチングＡ部分）が第１送り手段７Ａと干渉して、ワークＷＣを加工することができない。つまり、第１送り手段７Ａは、ワイヤ案内溝７４Ａより反固定側に上部材７１Ａが張り出して配置されているため、ワークＷＣは、上部材７１Ａと干渉する位置には移動できない。

そこで、第２実施形態では、前述の問題を解決するため、ワイヤ電極送り機構４は、略円筒部材により形成された第１、第２送り手段８Ａ、８Ｂが備えられている。すなわち、図９および図１０に示すように、第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂは、軸方向に貫通孔８４Ａ，８４Ｂを有した略円筒部材から構成され、固定ボルト８２Ａ，８２Ｂによって回転部材６に締結固定されている。
また、図１１に示すように、第２送り手段８Ｂは、反固定側端部から所定長さの位置の円筒部側面上全周に所定長さの幅のワイヤ案内溝８３Ｂが形成されている。このワイヤ案内溝８３Ｂは、断面がＶ字形状に切削形成されており、ワイヤ電極２の中心からワイヤ案内溝８３Ｂの各当接部を結ぶ線同士が９０度で交わるように構成されている。また、第１送り手段８Ａについても、第２送り手段８Ｂと同様に形成されている。

このようにして、第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂの略円筒部材の反固定側端部に近い円筒部側面にワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂを形成し、ワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂより反固定側に第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂが部分的に張り出す量を小さくした。

このような第２実施形態によれば、上記の効果（１）、（２）、（３）、（７）、（８）に加えて次のような効果が得られる。
（９）第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂは、ワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂより反固定側に部分的に張り出す量が小さくなるようにワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂが形成されている。よって、ワークＷＣが移動して第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂと干渉する範囲が小さくなり、ワークＷＣ移動時の空間的自由度が向上するので、より複雑な微細部品を加工することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明する。
第３実施形態の基本的構成は、第１実施形態に同様であるが、第３実施形態では送り方向可変手段５のスピンドル３側に第３の送り手段８が設けられているワイヤ放電加工機１である点に特徴を有する。

第２実施形態では、ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂより反固定側に第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂが部分的に張り出す量が小さく形成されている。しかし、略円筒部材の側面に前記ワイヤ案内溝８３Ａ，８３Ｂを切削形成するため、第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂは、超硬磨き鋼よりも硬度の低い材料で形成されている。よって、ワイヤ電極送り機構４は、ワイヤ電極２との当接部の摩擦が大きくなってしまうという問題がある。また、ワイヤ案内溝８３Ａ，８３ＢのＶ字断面形状の谷底部にＲ状部が形成されている。よって、ワイヤ電極２の半径がＲ状部の半径より小さい場合には、当接部が１部分に集中するので、第１、第２送り手段８Ａ，８Ｂが早く磨耗してしまうという問題もある。

そこで、第３実施形態では、前述の問題を解決するため、図１２に示すように、当接部の摩擦力が小さく長寿命で第１実施形態と同様の第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂを備えた送り方向可変手段５と、ワイヤ案内溝８３より反固定側に部分的に張り出す量が小さく第２実施形態と同様の第３送り手段８とを有するワイヤ電極送り機構４を備えている。

すなわち、第３送り手段８は、図示しない基台に軸方向が回転部材６の回転軸Ｓと平行になるように固定されている。そして、ワイヤ電極２は、第１送り手段７Ａ、第３送り手段８、第２送り手段７Ｂという順に案内されている。
また、図１３に示すように、第３送り手段８は、例えば、反固定側端部から５０μｍ（寸法ＬＡ）の円筒部側面上の全周に幅３０μｍ（寸法ＬＢ）のワイヤ案内溝８３が形成されている。

また、第３送り手段８は、ワイヤ案内溝８３がワイヤ電極２と当接しない部分をえぐられた形状となっている。これによってワークが移動して第３送り手段８と干渉する範囲を小さくすることができ、ワーク移動時の空間的自由度が向上する。

ここで、本実施形態のワイヤ放電加工機１による、加工方法を説明する。
通常の加工の際、ワイヤ電極送り機構４は、第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂだけでワイヤ電極２を案内して放電加工する。ただし、ワークＷＤを移動させた際、ワイヤ電極２よりもワークＷＤ側に張り出している第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂの略円筒部がワークＷＤと干渉する場合には、ワイヤ電極送り機構４は、図１４に示すように、ワイヤ電極２を第１送り手段７Ａから第３送り手段８に案内し、さらに第２送り手段７Ｂへ案内する。そして、ワイヤ電極送り機構４は、回転部材６を回転させ、加工領域のワイヤ電極２が所定方向に案内されるように設定する。そして、ワークＷＤをワイヤ電極２に接近させて、放電加工を行う。

このような第３実施形態によれば、上記の効果（１）から（８）に加えて次のような効果が得られる。
（１０）通常の加工の際には、第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂだけでワイヤ電極２を案内し、第１、第２送り手段７Ａ，７Ｂの略円筒部がワークＷＤと干渉する場合には、第３送り手段８を使用してワイヤ電極２を案内することでワークＷＤの移動可能範囲を広くすることができる。よって、ワイヤ電極送り機構４は、より複雑な微細部品を加工することができる。

なお、本発明は前述の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範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、回転部材を回転させてワイヤ電極の送り出し方向を被加工面に平行になるようにしているが、この回転動作を自動化して、回転角度の自動位置決め装置を設けてもよい。
また、前記各実施形態では、ワーク保持機構としてのワークを回転保持するスピンドルを備えたワイヤ放電加工機１を説明したが、スピンドルの代わりにワークを３次元方向に移動可能なテーブルを備えたワイヤ放電加工機であってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、ワイヤ放電加工機に利用することができる。

本発明のワイヤ放電加工機に係る第１実施形態の主要部分を示す図。 同上実施形態の送り方向可変手段の正面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の側面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の断面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の回転可変範囲を説明する図。 同上実施形態の加工方法（かさ歯車）を説明する正面図。 同上実施形態の加工方法（はすば歯車）を説明する正面図。 同上実施形態の送り方向可変手段とワークとの干渉を説明する図。 本発明の第２実施形態の送り方向可変手段の正面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の側面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の断面図。 本発明の第３実施形態の送り方向可変手段の正面図。 同上実施形態の送り方向可変手段の第３送り手段の斜視図。 同上実施形態の加工方法（平歯車）を説明する正面図。 従来のワイヤ放電加工機の加工領域を示す斜視図。

符号の説明

１…ワイヤ放電加工機
２…ワイヤ電極
３…スピンドル（ワーク保持機構）
４…ワイヤ電極送り機構
６…回転部材
７Ａ，７Ｂ…第１、第２送り手段
８…第３送り手段
８Ａ，８Ｂ…第１、第２送り手段
４１…ワイヤ電極供給手段
４２…ワイヤ電極回収手段
７１Ａ，７１Ｂ…上部材
７２Ａ，７２Ｂ…下部材
７３Ａ，７３Ｂ…固定ボルト
７４Ａ，７４Ｂ…ワイヤ案内溝
７５Ａ，７５Ｂ…貫通孔
７６Ａ，７６Ｂ…貫通孔
８１Ａ，８１Ｂ…略円筒部材
８２Ａ，８２Ｂ…固定ボルト
８３，８３Ａ，８３Ｂ…ワイヤ案内溝
８４Ａ，８４Ｂ…貫通孔
Ｗ（ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ）…ワーク

Claims (7)

1. 導電性のワイヤ電極を、その長手方向に走行させ、ワークを放電加工するワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構であって、
   前記ワイヤ電極を加工領域に供給するワイヤ電極供給手段と、
   前記ワイヤ電極供給手段から供給されたワイヤ電極を加工領域から回収するワイヤ電極回収手段と、
   前記ワイヤ電極供給手段と前記ワイヤ電極による加工領域との間に配置されるとともに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極回収手段側に送り出す第１の送り手段と、
   前記ワイヤ電極回収手段と前記加工領域との間に配置されるとともに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極回収手段に送り出す第２の送り手段とを備え、
   前記第１送り手段および前記第２送り手段の少なくとも一方が他方に対して相対移動可能に設けられている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
2. 請求項１に記載のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構において、
   前記ワイヤ電極の送り出し方向と平行な面を有し、この面の法線方向に平行な軸周りに回転可能に配置された回転部材を備え、
   前記第１送り手段および前記第２送り手段は、前記回転部材に取り付けられている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
3. 請求項２に記載のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構において、
   前記第１送り手段および前記第２送り手段は、略円筒状で外周面に前記ワイヤ電極の送り出し方向に沿ったワイヤ案内溝が形成されている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
4. 請求項３に記載のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構において、
   前記第１送り手段および前記第２送り手段は、略球状の上部材と、前記上部材と同形状の下部材と、前記上部材および前記下部材を前記回転部材に締結固定する固定ボルトとを備え、
   前記上部材は、超硬磨き鋼で形成され、中心から等間隔の互いに平行な２平面で球の一部が切除された形状であり、前記２平面で形成された円形断面の各中心を結ぶ線を中心軸とする貫通孔が形成され、
   前記下部材は、前記上部材と同形状に形成され、
   前記固定ボルトは、前記上部材および前記下部材の順番にそれぞれの前記貫通孔に挿通され、前記上部材および前記下部材を前記回転部材に螺合固定し、
   前記ワイヤ案内溝は、前記上部材および前記下部材の接触部分におけるそれぞれの球面によって区画形成され、
   前記第２送り手段は、前記第１送り手段と同形状に形成されている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
5. 請求項３に記載のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構において、
   前記第１送り手段および前記第２送り手段は、軸方向に貫通孔を有する略円筒部材と、この略円筒部材を前記回転部材に締結固定する固定ボルトとを備え、
   前記固定ボルトは、前記貫通孔を介して前記略円筒部材を前記回転部材に螺合固定し、
   前記ワイヤ案内溝は、前記略円筒部材の反固定側端部に近い円筒部側面に形成されている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
6. 請求項４に記載のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構において、
   前記第１送り手段または前記第２送り手段と前記加工領域との間で、前記第１および第２送り手段よりも前記ワーク側に、略円筒状の第３の送り手段を備え、
   この第３送り手段は、略円筒状で、軸方向を前記回転部材の回転軸に対して平行配置され、第１送り手段から送り出された前記ワイヤ電極を案内して前記第２送り手段に送り出し、反固定側端部に近い円筒部側面に前記ワイヤ電極の送り出し方向に沿ったワイヤ案内溝が形成されている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極送り機構。
7. ワークを放電加工するワイヤ放電加工機であって、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載のワイヤ電極送り機構と、このワイヤ電極送り機構によって送られる前記ワイヤ電極に対しワークを保持して３次元方向に移動させるワーク保持機構と、電気部とを備えている
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機。

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