JP2008049432A - ワークガイド、およびワークガイドを備えた細穴放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転する放電加工用パイプ電極２の下端２ｂを平面視方向で案内する固定ガイドホルダー２１を、ワーク３を保持するワークガイド１４に衝突することがなく、上記パイプ電極２の下端２ｂ近くに配置でき、パイプ電極２の回転ブレを防止する。
【解決手段】ワーク３を保持するワークガイド１４は、その内面壁に形成した傾斜面１４ｄ、１４ｅがワーク３の外端上コーナー３ｄを押圧することでワーク３を平面視方向と側面視方向に位置決めし、上記ワークガイド１４の外側段部１４ａがワーク３の外形形状部より内側にほぼはみ出ないことにより、上記パイプ電極２の下端２ｂを平面視方向で案内する固定ガイドホルダー２１を上記下端２ｂ近くで案内する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークガイド、およびそのワークガイドを備えた細穴放電加工装置の構造に関する。

従来の細穴放電加工装置は、特許文献１に開示されているように、上方に配置されたコア電極３２が、回転し上下動してワークＷ１の表面に微細穴を放電加工する細穴放電加工装置が開示されている。
上記ワークＷ１は、ＸＹステージ１０のＸステージ１４上面に２つのワークホルダ１１を介して取り付けられている。
上記ワークホルダ１１は、平面視でワークＷ１の外端部から立ち上がっているいわば立上部と、上記ワークホルダ１１の上面を覆うようにその中心側に向かっているいわば水平部とを備えている。この水平部が上記ワークホルダ１１の上面をＸステージ１４側に押し付けることにより、ワークＷ１をワークホルダ１１に位置決め固定し、上記細穴放電加工を行うものである。

特許文献２は、ワークを保持する浮き上がり防止用バイス構造が記載されている。
この浮き上がり防止用バイスは、バイス本体（１）、（１’）と口金（２）、（２’）との接触する立上り壁の傾斜面を設けて、加工物を浮き上がらないようにしている。

特開平１０−１７５１２３号公報（［００１９］〜［００２５］、図１参照） 特開平２０００−１７６８４４号公報（特許請求の範囲、図１参照）

特許文献１の細穴放電加工装置は、コア電極３２の下端を降下させてワークＷ１に微細穴を放電加工により形成するものであるが、コア電極が長くなった状態で使用する場合には、その先端（下端）の平面視位置がズレ易くなる。この状態でコア電極が回転すると上記ズレにより放電加工される微細加工穴は所定の外径より大きくなって微細穴は得られなくなる。
またワークＷ１をＸステージ１４上面に取り付けるワークホルダ１１は、前述したように上記ワークホルダ１１の上面を覆うようにその中央側に向かっているいわば水平部を備えている。従ってこの水平部が広く長く形成されると、コア電極３２とぶつかって放電加工に妨げとなってしまいやすい。特に放電加工時には、Ｘステージ１４とＹステージ１２によりワークＷ１はＸ方向とＹ方向に移動するため、上記水平部がコア電極３２とぶつかって放電加工に大きな妨げとなってしまう。

特許文献２は、単にワークを保持する浮き上がり防止用バイス構造が記載されているにすぎず、細穴放電加工に関する開示は一切なされていない。

本発明は、上記各特許文献に鑑みて、パイプ電極の平面視での所定位置を確保するためのパイプ電極ガイドホルダを備えて細径のパイプ電極が長い状態であってもその先端を所定平面視位置に確保することができる状態で細穴放電加工を行う際に、ワークを取り付けるワークホルダは、上記パイプ電極ガイドホルダに妨げを与えることがなく、上記パイプ電極ガイドホルダが側面視で上記ワークの上表面により近づいてパイプ電極先端(下端)の平面視位置をより正確に保持し正確な位置にて放電加工を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明実施態様１のワークガイドは、細穴放電加工用のパイプ電極を回転保持するパイプ電極回転保持部と、細穴放電加工される被加工物であるワークを載置するワーク載置テーブルと、前記パイプ電極と前記ワークとの間に放電加工用の電界を印可する放電加工用電源部と、前記パイプ電極回転保持部と前記ワークとの側面視の中間位置に配置され前記パイプ電極の平面視方向位置を案内するパイプ電極ガイドホルダとを有する細穴放電加工装置に用いられ前記ワークを前記ワーク載置テーブルに保持するワークガイドであって、
前記ワークガイドは、平面視で前記ワークを挟んだほぼ対向する複数個所にて前記ワークの外端側面をワークの中央側に押圧することにより、前記ワークを前記ワーク載置テーブルでの平面視所定位置に位置出しするとともに前記ワークガイドの少なくとも１つは前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側に押圧して前記ワークを前記ワーク載置テーブルに保持することを特徴とする。

上記本発明実施態様１の構成によれば、前記ワークガイドは、平面視で前記ワークを挟んだほぼ対向する複数個所にて前記ワークの外端側面をワークの中央側に直接にあるいは相対的に押圧することにより、前記ワークを前記ワーク載置テーブルでの平面視所定位置に位置出しするとともに前記ワークガイドの少なくとも１つは前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側に押圧して前記ワークを前記ワーク載置テーブルに保持する。
従って、前記ワークガイドは、平面視で前記ワークの外端から中央側にほとんどはみ出ることがないように構成できる。このため、前記パイプ電極の平面視方向位置を案内する前記パイプ電極ガイドホルダは、平面視で前記ワークガイドに重なることがなく、その動きが妨げられることがない。従って前記パイプ電極ガイドホルダを、放電加工される前記ワークの上表面に近づけて配置することが可能となる。すると、放電加工時に回転する細径のパイプ電極はその下端付近がガイドされることからその回転ブレが防止され、ワークへの放電加工の平面視精度を高めることができる。例えば、微細穴を形成する場合には、その穴の平面視位置および穴径精度を高めることができ、また形状加工を行う場合には、平面視形状精度を高めることができる。

前記ワークガイドは、側面視でも前記ワークの上表面からの突出量を少なくすることができ、好ましくはゼロ以下であると、前記パイプ電極ガイドホルダは前記ワークガイドをまったく気にすることがなく、放電加工される前記ワークの上表面に近づけて配置することが可能になり、前述のように、パイプ電極はその下端付近がガイドされその回転ブレが防止される。
さらに、前記ワークは、放電加工が進んで行く場合、前記ワーク載置テーブルにより前記パイプ電極の平面視位置に対して相対的に移動してゆくが、前記ワークガイドが平面視でワークの外端から中央側にほとんど突出せず外方に配置されるから、前記パイプ電極ガイドホルダは前記ワークガイドと衝突する心配がないもので、前述のように前記パイプ電極ガイドホルダを、放電加工される前記ワークの上表面に近づけて配置することが可能になるものである。

なお、前記ワークガイドが平面視で前記ワークを挟んだほぼ対向する複数個所に配置されているが、各ワークガイドが前記ワークを挟んで対称に配置されていてもよく、非対称の配置でもよい。
また、前記ワークガイドは、平面視で前記ワークを挟んだほぼ対向する複数個所（少なくとも一対）にて前記ワークの外端側面をワークの中央側に押圧するとは、対向する複数のワークガイドにて前述の押圧力を付与する機構を有する場合の他、いずれかのワークガイドが押圧力を付与するが他のワークガイドはその押圧力を単に受けることにより相対的に反対方向に押圧力が生じさせることも含む。よって、前記ワークを前記ワーク載置テーブルでの平面視所定位置に位置出しすることになるが、それとともに前記ワークガイドの複数個所にて、あるいは少なくとも１箇所にて、前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側に押圧することになる。

本発明実施態様２のワークガイドは、実施態様１のワークガイドにおいて、前記ワークの前記外端側面を前記ワークの中央側に押圧する面が、前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側にも押圧する傾斜面に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ワークガイドは、前記ワークの前記外端側面を前記ワークの中心側に押圧する面が、前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側にも押圧する傾斜面に形成されているので、前記傾斜面により安定して平面視位置出しと側面視位置出しが容易に行われるとともに、前記傾斜面を容易に加工形成できるものである。

本発明実施態様３のワークガイドは、実施態様１から実施態様２のいずれかに記載されたワークガイドにおいて、その上端が側面視で前記ワークの上表面とほぼ同一か、もしくは低い位置に構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ワークガイドは、その上端が側面視で前記ワークの上表面とほぼ同一か、もしくは低い位置に構成されていることから、前述の前記パイプ電極ガイドホルダは、前記ワークガイドを何ら考慮することなく自由に前記ワークの上表面に近づけて配置することができる。よって、前述のようにパイプ電極の下端の回転ブレを確実に防止することができるものである。

本発明実施態様４のワークガイドは、実施態様１から実施態様２のいずれかに記載されたワークガイドにおいて、その上端が側面視で前記ワークの上表面より高い位置に構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ワークガイドは、その上端が側面視で前記ワークの上表面より高い位置に構成されていることから、関係部材の関係箇所に寸法などにバラツキが生じてもワークを確実に中央側に押圧することができるものである。なお、上記上端が側面視で前記ワークの上表面より高い場合にも、その高さ量は極力少ない方が好ましい。それは、前述のように前記パイプ電極ガイドホルダを前記ワークの上表面にできるだけ近づけて配置するためである。

本発明実施態様５の細穴放電加工装置は、実施態様１から実施態様４のいずれかに記載されたワークガイドと、細穴放電加工用のパイプ電極を回転保持するパイプ電極回転保持部と、細穴放電加工される被加工物であるワークを載置するワーク載置テーブルと、前記パイプ電極と前記ワークとの間に放電加工用の電界を印可する放電加工用電源部と、前記パイプ電極回転保持部と前記ワークとの側面視の中間位置に配置され前記パイプ電極の平面視方向位置を案内するパイプ電極ガイドホルダとを有することを特徴とする。

上記構成によれば、上記細穴放電加工装置を用いて細穴放電加工を行う際に、前記ワークガイドは、平面視で前記ワークの外端から中央側にほとんどはみ出ることがないように構成できる。このため、前記パイプ電極の平面視方向位置を案内する前記パイプ電極ガイドホルダは、平面視で前記ワークガイドに重なることがなく、その動きが妨げられることがない。従って前記パイプ電極ガイドホルダを、放電加工される前記ワークの上表面に近づけて配置することが可能となる。すると、放電加工時に回転する細径のパイプ電極はその下端付近がガイドされることからその回転ブレが防止され、ワークへの放電加工の平面視精度を高めることができる。例えば、微細穴を形成する場合には、その穴の平面視位置および穴径精度を高めることができ、また形状加工を行う場合には、平面視形状精度を高めることができる。
また実施形態２から実施態様４に記載されたワークガイドを用いての細穴放電加工を行う際に得られる効果と同様の効果を有する。

本発明実施態様６の細穴放電加工装置は、実施態様５の細穴放電加工装置に加えて、前記パイプ電極回転保持部を側面視で前記ワークの表面側に降下あるいは上昇させる、または前記ワークを側面視で前記パイプ電極回転保持部側に上昇あるいは降下させる上下移動駆動部を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、放電加工時に、パイプ電極は放電のため先端（下端）が摩滅しても、前記上下移動駆動部により、前記パイプ電極回転保持部を側面視で前記ワークの表面側に降下し、または前記ワークを側面視で前記パイプ電極回転保持部側に上昇するので、パイプ電極の下端とワークの被加工面との間隔が所定量に確保され、放電加工が良好に行われるものである。
なお、この放電加工が終了すると、前記上下移動駆動部により前記とは反対方向に上昇または降下して、初期位置に戻るものである。

本発明実施態様７の細穴放電加工装置は、実施態様５から実施態様６のいずれかに記載された細穴放電加工装置において、前記パイプ電極ガイドホルダは、前記ワークガイドと平面視で重ならない位置に配置されていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記パイプ電極ガイドホルダは、前記ワークガイドと平面視で重ならない位置に配置されていることから、前記ワークガイドを何ら気にすることなく自在に前記パイプ電極ガイドホルダを前記ワークの上表面にできるだけ近づけて配置することができる。
なお、放電加工が進行するに従って前記ワーク載置テーブルが前記パイプ電極に対して相対的に平面視方向に移動しても、前記パイプ電極ガイドホルダは、前記ワークガイドと平面視で重ならない位置に配置されていることが好ましい。

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、本発明第１実施形態の細穴放電加工装置１の正面図、図２は、図１の右側方から見た一部を断面した右側面図、図３は図１のア―ア位置から見た平面図である。
この細穴放電加工装置１は、細径の金属パイプ電極２を回転させ、被加工物である金属のワーク３に、放電加工を施すものである。
上記放電加工は、前記パイプ電極２とワーク３との間に電界（電位）を印加しておきながら、パイプ電極２を降下させることにより、パイプ電極２およびワーク３との間で放電が生じ、その結果、ワーク３に微細な穴が形成され、あるいはワーク３の側面が電解研削加工がされて外形形成または内形形成がされる。前記パイプ電極２は導電性金属からなり、上記ワーク３は超鋼材やスチール材からなる。

ここで、上記パイプ電極２が回転保持される構造や前記ワーク３が支持される支持構造について詳述する。
最下部には、細穴放電加工装置１の土台ともいえるベース基台４が配置されており、このベース基台４と一体化されて垂直方向に立脚しているフレーム５が配置されている。これらのベース基台４とフレーム５は、鋳鉄などの金属からなり、各々鋳造により形成されてからボルトにより締結されている。なお、ベース基台４とフレーム５は、鋳造により一体形成されてもよい。

一方、上部側には、前記フレーム５から図１において手前側に突出するフランジ６が配置されている。このフランジ６は、金属からなり、寸法の正確を要求されることから高炭素鋼などの機械的寸法安定性の良好な金属が用いられている。またフランジ６は、フレーム５に対して上下方向（図１、図２の側面視方向）に移動可能に設置されている。従って、このフランジ６は、例えば複数個の案内棒が取付けられこの案内棒がフレーム５内に設けられた対応する案内穴をスライドするように、正確な平面視位置が確保されながら前述の上下方向に移動可能にフレーム５に案内されている。

前記フランジ６を上記のように上下移動させるものは、フレーム５の下部に配置された上下移動駆動部としての上下動ポンプ７で例えば油圧ポンプである。フランジ６と上下動ポンプ７を連結して上下動ポンプ７の動作によりフランジ６を前述のように上下動させるものは、連結具８である。この連結具８は、タイミングベルトであってもよく、側面に歯車が形成されフランジ６にも形成された歯車に噛み合ってフランジ６を上下移動させる歯車形成部材であってもよい。フランジ６は上下動ポンプ７により、放電加工が進行すると降下し、放電加工が終了すると上昇し初期位置に戻るようになる。
上記上下動ポンプ７は、ステッピングモータなどのモータでもよい。

上記フランジ６の中央上面には、パイプ電極回転モータ９が保持されている。このパイプ電極回転モータ９は直流モータでも交流モータでもよい。
このパイプ電極回転モータ９の回転軸に連結した回転連結軸１０は、フランジ６を貫通し、パイプ電極回転保持部としてのパイプ電極チャック１１を回転駆動する。このパイプ電極チャック１１は、上部にて回転連結軸１０を保持し下部でパイプ電極２の上端側を保持するチャック構造を有し、金属から形成されている。
上記パイプ電極チャック１１は、チャックホルダー１２に支持されており、このチャックホルダー１２は、フランジ６の下面に小ネジなどにより取付けられている。

前述した下部のベース基台４の上面に、ワーク載置テーブル１３が配置定されている。ワーク載置テーブル１３は、金属からなっており、ベース基台４に対してＸ方向およびＹ方向に移動でき、かつ平面視位置が所定位置にセットされると正確に位置決めされる。
上記ワーク載置テーブル１３の上面には、ワーク３を平面視位置と側面視位置の両者において正確に位置決め保持するワークガイド１４が固定されている。

上記ワークガイド１４は、図３の平面図に記載されているように四辺形のワーク３の四隅に各々配置されている。そのうち、図３の右上と左上と右下に配置されたワークガイドＡ１４Ａは同一のものであり、左下のワークガイドＢ１４Ｂは、ワークガイドＡ１４Ａと若干平面形状が異なっている。ワークガイドＢ１４Ｂは、ワークガイドＡ１４Ａの外側角部がカットされてカット辺１４Ｂ１を形成している。

各々のワークガイドＡ１４ＡおよびワークガイドＢ１４Ｂは、ワーク３の前記四隅のコーナー部３ａを受け止めてワーク３の平面視位置を位置決めする外側段部１４ａ（その上面がワークガイドの上端となる）と、その内側に形成され前述の外側段部１４ａより低い平面に形成されて前記ワーク３の側面視方向の位置を決める内側段部１４ｂを備えている。
各々のワークガイドＡ１４ＡおよびワークガイドＢ１４Ｂにおいて、各々の外側段部１４ａの高さは同一であり、また各々の内側段部１４ｂの高さも同一である。この各々の内側段部１４ｂの高さが同一位置であることにより、各々の内側段部１４ｂに載置されるワーク３も水平度が確保されるものである。
なお、各々の外側段部１４ａの高さは、ワーク３の厚さとほぼ同一である。すなわち、各々の外側段部１４ａの上表面位置は、ワーク３の上表面位置とほぼ同じに設定されている。

各々のワークガイドＡ１４ＡおよびワークガイドＢ１４Ｂは、前記外側段部１４ａにて２つのワークガイド取付ネジ１５によりワーク載置テーブル１３にネジ留め固定されている。
その詳細図が図４に図示されている。上記外側段部１４ａには、ネジ挿入穴１４ｃが深く形成されており、このネジ挿入穴１４ｃ内に上記ワークガイド取付ネジ１５が挿入されてネジ固定しているため、上記ワークガイド取付ネジ１５の頭部上面は、上記外側段部１４ａから上方に突出することはない。

この図４に図示されているが、ワークガイドＡ１４Ａの上記外側段部１４ａにおいて、前記ワーク３の外形壁３ｂに対向する面は、図４のように角度αを有した傾斜面１４ｄに形成されている。上記αは、上記傾斜面１４ｄの上方がワーク３の外形壁３ｂに近づくように、また上記傾斜面１４ｄの下方がワーク３の外形壁３ｂから遠のくような角度に形成されている。上記角度αは、３度から３０度、より好ましくは５度から２０度が好ましい。

一方、上記ワークガイドＢ１４Ｂは、前述し図３に図示されているようにワークガイドＢ１４Ｂの外側角部がカットされてカット辺１４Ｂ１を形成している。
このカット辺１４Ｂ１に対向する外側には、ワーク側圧付与ネジ１６が配置されて、ワークガイドＢ１４Ｂの前記カット辺１４Ｂ１を押圧しているものである。
このワーク側圧付与ネジ１６は、前述のワーク載置テーブル１３から突出形成されたネジ支持壁１３ａにネジ込まれている。このワーク側圧付与ネジ１６は、その頭が前記ネジ支持壁１３ａの外側に配置され、そのネジ先端が前記ネジ支持壁１３ａの内側に突出して前述のカット辺１４Ｂ１を押圧するものである。

ワークガイドＢ１４Ｂの前記外側段部１４ａにおいて、前記ワーク３の外形壁３ｂに対向する面は、図５のように角度βを有した傾斜面１４ｅに形成されている。上記角度βは、上記傾斜面１４ｅの上方がワーク３の外形壁３ｂに近づくように、また上記傾斜面１４eの下方がワーク３の外形壁３ｂから遠のくような角度に形成されている。上記角度βは、３度から３０度、より好ましくは５度から２０度が好ましい。
ここで、上記ワーク側圧付与ネジ１６の先端が、ワークガイドＢ１４Ｂのカット辺１４Ｂ１を押圧すると、ワークガイドＢ１４Ｂの前記傾斜面１４eがワーク３の前記外形壁３ｂを押圧するので、前記傾斜面１４eによりワーク３の前記外形壁３ｂを中央側に押圧するとともに下側にも押し下げることになる。
同時に、上記ワーク側圧付与ネジ１６の先端が、ワークガイドＢ１４Ｂのカット辺１４Ｂ１を押圧すると、ワーク３は前記各ワークガイドＡ１４Ａの前記傾斜面１４ｄにも押し付けられることになる。この際も、前記各ワークガイドＡ１４Ａの前記傾斜面１４ｄはワーク３の前記外形壁３ｂを下側に押し下げることにもなる。従って、各傾斜面１４ｄおよび１４eが、ワーク３の各コーナー部３ａを各々下側に押し付けるようになり、ワーク３を内側段部１４ｂ上に正しく位置決めすることになる。

図１に戻って、フランジ６の上部には、加工油タンク１７が設置されており、その中には加工油１８が充填されている。この加工油１８は、油ポンプ１９により押し出されて油パイプ２０を通してその先端２０ａからパイプ電極チャック１１の中央に供給滴下され、このパイプ電極チャック１１にチャックされているパイプ電極２の中空穴２ａ（図６参照）に供給される。
パイプ電極２の中空穴２ａに供給された加工油１８の働きは、次の通りである。図６のようにパイプ電極２の下端とワーク３表面との間に放電が生じ、この放電によりワーク３の表面に微細穴３ｃが形成される。この場合、上記放電によりワーク３表面とパイプ電極２の下端が融解するがこの融解カスが前記加工油１８によって外部に排出されることになり、パイプ電極２の下端とワーク３表面との間の放電加工が前記融解カスにより妨げられることがないようになる。

上記パイプ電極２は、純銅または銅合金、あるいはタングステンまたはその合金から構成されており、外径は０．０８ｍｍから３．０ｍｍの中から適宜選択される。
また、放電加工の際は、上記パイプ電極２は、２，０００ｒｐｍ程度で回転しながら前述した上下動ポンプ７によりフランジ６とフランジ６に取り付けられている部材とともに降下し、上記パイプ電極２の下端２ｂとワーク３の表面とが所定間隔（例えば０．１ｍｍ程度）となった位置で停止する。しかる後、パイプ電極２側にマイナス、ワーク３側にプラスの電位を掛けて、加工油１８をパイプ電極２の中空穴２ａから流出し前述の融解カスを外部に排出しながら放電加工を行う。図６のようにワーク３の表面が加工されて穴が形成されると、パイプ電極２の先端２ｂも融解するので、上記パイプ電極２の下端２ｂとワーク３の表面との間隔が広がり放電加工がしにくくなす。そこでパイプ電極２は、前記上下動ポンプ７により降下して上記パイプ電極２の下端２ｂとワーク３の表面との間の所定間隔が得られる位置で停止する。この動作が繰り返されて、ワーク３に微細穴３ｃが形成されることになる。

上記放電加工の際は、上記パイプ電極２は高速で回転するため、外径が細くかつ上下方向に長いことから、パイプ電極２の下端２ｂはその本来の回転軸に対して偏心しやすくブレが生じてしまいやすい。このパイプ電極２の下端２ｂと対向するワーク３の微細穴３ｃの内径は、所定寸法より大きくなり、微細加工が不可能になりやすい。従って、上記パイプ電極２の下端２ｂは、パイプ電極２の本来の回転軸（パイプ電極回転モータ９の回転軸）に対して平面視で偏心せずブレないように支持されることが必要である。

上記のように上記パイプ電極２の下端２ｂがパイプ電極２の本来の回転軸に対して平面視で偏心せずブレないように支持されるため、パイプ電極２の下端２ｃの多少上方位置に、固定ガイドホルダー２１を設置している。この固定ガイドホルダー２１はスチール材からなる板状部材でその一端側は前記フレーム５に固定されている。
上記固定ガイドホルダー２１には、パイプ電極２の外径より多少大きい内径を有する人口サファイアからなる軸受部２２とこの軸受部２２を上記固定ガイドホルダー２１に取り付けセラミック材の軸受支持部２３を備えている。この軸受支持部２３は上記固定ガイドホルダー２１に対して電気的に絶縁されている。

上記固定ガイドホルダー２１の下面からワーク３の上表面までの間隔ｌは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに設定されている。また上記固定ガイドホルダー２１の下面から前記パイプ電極チャック１１の下端までの距離Ｌは、５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度に設定されている。この距離Ｌは、新品のパイプ電極２をパイプ電極チャック１１に取り付けた初期状態では長く、例えば２５０ｍｍ程度となり、放電加工が進みパイプ電極２が残り少なくなった終末状態では短く、例えば５０ｍｍ程度となる。
上記距離Ｌが短くなった終末状態において、パイプ電極２を平面視で位置決めサポートするガイドホルダーは、前述の固定ガイドホルダー２１だけでよい。
上記距離Ｌが長い初期状態では、上記固定ガイドホルダー２１と前記パイプ電極チャック１１の下端までのパイプ電極２が高速回転する際に前述のブレが生じやすく、パイプ電極２の破損や回転抵抗が大きくなるなどの不具合が生じる。このため、その中間位置に可動式のパイプ電極２のガイドホルダーを複数個所にわたって設置するようにしている。

２４と２５は、上記可動式のガイドホルダーである可動ガイドホルダーである。この可動ガイドホルダー２４と２５は上記距離Ｌが比較的短ければ一箇所だけ設置してもよい。
上記可動ガイドホルダー２４と２５は、図１のようにパイプ電極２を挟んで左右に構成されている。
右側は固定式可動ガイドホルダー２４ａ、２５ａであり、前記フレーム５側に設置されている油圧シリンダー２６によりフレーム５側から突出移動し、パイプ電極２の所定位置に対応して形成された窪みがそのパイプ電極２の設計位置に達するとその突出移動が停止する。
左側は、移動式可動ガイドホルダー２４ｂ、２５ｂであり、前記フレーム５側に設置された図示されていない油圧シリンダーによりフレーム５側から突出移動し、パイプ電極２の所定位置に対応して形成された窪みがそのパイプ電極２の設計位置に達するとその突出移動が停止するとともに、その突出移動方向に直交するパイプ電極２の存在方向にも移動し（別の油圧シリンダーによる）、所定位置にてその移動が停止する。

そこで、上記固定式可動ガイドホルダー２４ａ、２５ａの窪みと、上記移動式可動ガイドホルダー２４ｂ、２５ｂの窪みにより挟まれて形成された空間にて前記パイプ電極２が平面視で位置決めがされることになり、パイプ電極２が高速で回転しても回転ブレを防止することができる。
なお、前記距離Ｌが短い場合は、前述の固定式可動ガイドホルダー２４ａ、２５ａおよび前述の移動式可動ガイドホルダー２４ｂ、２５ｂは、前述の油圧シリンダーによりフレーム５側に引き込まれているものである。また前記距離Ｌが多少長いと、前述の固定式可動ガイドホルダー２４ａ、２５ａおよび前述の移動式可動ガイドホルダー２４ｂ、２５ｂのどちらか一方の組は、前述の油圧シリンダーによりフレーム５側に引き込まれることになる。

ここで、上記固定ガイドホルダー２１の平面形状は、図３に二点鎖線で記載されている。
この平面形状は、略四辺形であり、その一部は前述したワークガイドと平面視で重なっている。すなわち、上記固定ガイドホルダー２１の左辺２１ａがワークガイドＡ１４ＡおよびワークガイドＢ１４Ｂと平面視で重なっている。また、上記固定ガイドホルダー２１の右辺２１ｂがワークガイドＡ１４Ａと平面視で重なってはいない。上記固定ガイドホルダー２１の先端辺２１ｃはワークガイドＡ１４Ａと平面視で重ならず、ワークガイドＢ１４Ｂと平面視で重なっている。なお、上記固定ガイドホルダー２１の平面形状は、図３の形状に限定されることなく、各ワークガイドと平面視で重ならないように小さなスペースに形成してもよく、あるいは、どこかのワークガイドと平面視で重なるように形成してもよい。

ここで、上記ワークガイドと上記固定ガイドホルダー２１との構造および作用は、次の通りである。
すなわち、上記固定ガイドホルダー２１は、パイプ電極２が回転する際に回転ブレを引き起こさないようにするためにはパイプ電極下端２ｂにできるだけ近づいた位置に配置されていることが好ましい。具体的には、上記固定ガイドホルダー２１は、ワーク３の上表面にできるだけ近づけて配置することが好ましい。

一方、ワークガイド１４は、図３の場合は、四箇所にてワーク３を平面視方向と側面視方向において正確な位置にて固定するものである。本発明では、このワークガイド１４は、図４、図５に図示されているように平面視でワーク３の外形形状辺からほぼ外側に配置されてワーク２を内側に押圧して保持するものであり、かつその外側段部１４ａの高さはワーク３の上表面とほぼ同一に形成されている。
従って、上記固定ガイドホルダー２１の平面形状は、上記ワークガイド１４を意識することなく自在に形成できるものである。従って、上記固定ガイドホルダー２１の強度を確保でき、また汎用性ある形状とすることができる。
しかも、上記固定ガイドホルダー２１はパイプ電極２の下端２ｂ近くを平面視方向でガイドできるので、パイプ電極２の回転ブレを防止でき、パイプ電極２による放電加工の平面視方向の寸法精度を高めることができる。

なお、図２に図示されているが、上記パイプ電極２と上記ワーク３との間に放電を生じさせる放電加工用電源部２７が設けられている。この放電加工用電源部２７は直流電源が好ましく、放電加工を早く行う場合は、パイプ電極２側（例えばチャックホルダー１２）にマイナス電極を、ワーク３側にプラス電極を接続する。またパイプ電極２の消耗を少なくしたい場合は、上記と逆にパイプ電極２側（例えばチャックホルダー１２）にプラス電極を、ワーク３側にマイナス電極を接続する。なお、直流電源のほかに、交流電源を用いてもよい。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、図４、図５に二点鎖線で記載されているように、上記ワークガイド１４の上端位置をワーク３の上表面より多少上方向に突出させているものである。
それ以外は、第１実施形態と同様である。

すなわち、図４では、ワークガイドＡ１４Ａの外側段部１４ａａがワーク３の上表面より上方向に多少突出しており、ワーク３の外端上コーナー３ｄは確実に傾斜面１４ｄ内に位置するものである。
図５においても同様であり、ワークガイドＢ１４Ｂの外側段部１４ａｂがワーク３の上表面より上方向に多少突出しており、ワーク３の外端上コーナー３ｄは確実に傾斜面１４ｅ内に位置している。
従って、関係寸法がバラツいても、上記外端上コーナー３ｄが上記傾斜面１４ｄ、１４ｅから外れることがなく、上記傾斜面１４ｄ、１４ｅがワーク３をその中央側と下側に押圧することができ、ワーク３を確実に正確な位置に位置きめることができる。

なお、上記ワークガイド１４の上端位置をワーク３の上表面より多少上方向に突出させるものは、ワークガイドＡ１４ＡとワークガイドＢ１４Ｂの両方であってもよく、どちらか一方であってもよい。また、ワークガイドＡ１４Ａは複数個所に配置されているが、その一部が上記のように上記ワークガイド１４の上端位置をワーク３の上表面より多少上方向に突出させ、他は図４と図５に実線のように外側段部１４ａがワーク３の上表面とほぼ同じ高さに形成されるようにしてもよい。

〔第３実施形態〕
第３実施形態は、図７に記載されているように、ワーク３の外端の上コーナーにカットを施して外端カット面３ｅを形成し、この外端カット面３ｅの下端に外端上コーナー３ｄを形成し、この外端上コーナー３ｄをワークガイドＢ１４Ｂの傾斜面１４ｅが押圧するものである。
図示していないが、ワークガイドＡ１４Ａ側でも、ワーク３の外端の上コーナーにカットを施して外端カット面３ｅを形成し、この外端カット面３ｅの下端に上述の外端上コーナー３ｄを形成し、この外端上コーナー３ｄをワークガイドＡ１４Ａの傾斜面１４ｄが押圧するようにしている。
それ以外は、第１実施形態と同様である。

上記外端カット面３ｅを形成することにより、上記外端上コーナー３ｄはワーク３の上表面より下側に構成されるから、ワークガイドの外側段部１４ａをワーク３の上表面より上方向に突出させる必要がない。よって関係寸法にバラツきが生じたとしても、上記外端上コーナー３ｄが上記傾斜面１４ｄ、１４ｅから外れることがなく、上記傾斜面１４ｄ、１４ｅがワーク３をその中央と下側に押圧するから、ワーク３を確実に正確な位置に位置きめることができる。

〔第４実施形態〕
第４実施形態は、図８に記載されているように、ワーク３の外端に傾斜面３ｆを設け、かつワークガイド１４Ａ、または１４Ｂにおける前記傾斜面３ｆの外方に対向配置された壁である外周段部１４ａにワーク側圧付与ネジ１６をネジ込んでワーク３の傾斜面３ｆをワーク３の中央側に押圧するものである。
それ以外は、第１実施形態と同様である。

上記傾斜面３ｆは、ワーク３の側面視の下側が平面視で外方に突出し、側面視の上側が平面視で中央側に位置するように傾斜しており、その傾斜角γは、３度から３０度、より好ましくは５度から２０度が好ましい。

一方、前記ワーク側圧付与ネジ１６は、前記傾斜面３ｆにほぼ直交する向きにネジ込まれるもので、上記ワーク側圧付与ネジ１６の軸線が水平面（ワーク３の下面）と傾斜角を有して配置されており、この傾斜角∂は、３度から３０度、より好ましくは５度から２０度が好ましい。
上記ワーク側圧付与ネジ１６がネジ込まれてその先端が上記ワーク３の前記傾斜面３ｆを押圧すると、他のワークガイド１４Ａ、または１４Ｂと共働して、ワーク３は中央側に押圧されて平面視位置が所定位置に定まり、同時に前記傾斜角γによりワーク３は側面視で下方（ワークガイド１４Ａまたは１４Ｂ側）にも押圧されて、側面視方向の位置出しがされる。

なお、前記ワーク側圧付与ネジ１６は、前述のように傾斜角δを有さず水平（ワーク３の下面と平行）にネジ込まれても上記と同様にワーク３を所定の平面視位置および側面視位置に位置決めすることができる。

〔変形例１〕
なお、ワークガイド１４とワーク３の対向する外端との組み合わせ構造は複数個所のなかで、第１実施形態から第４実施形態のいずれかを適宜使用し、第１実施形態から第４実施形態のいずれかと組み合わされて構成されてもよい。

〔変形例２〕
上述したワークガイド１４は、図３の図示のように、平面視形状がカギ状ではなく、直線状の平面形状のしてもよい。
その場合は、上記ワークガイド１４が平面視直線状の平面形状では、ワーク３のコーナー３ａに上記ワークガイド１４をカギ型に配置するものではなく、ワーク３の各辺に配置してもよい。この場合、各ワークガイド１４は、ワーク３の該当辺とこの辺に対向する辺にもそれぞれ配置することが必要である。たとえば図３のようにワーク３が平面視四辺形を有する場合は、４つの各辺に、少なくとも１個のワークガイド１４を配置することが必要になる。
上記ワークガイド１４の平面視形状がカギ状ではなく直線状の平面形状であり、側面視では、外周段部１４ａと内側段部１４ｂの各々が直線状の平面形状を有することになる。
このワークガイド１４が前記ワーク３の外端をその中央側と下側に押圧する構造は、第１実施形態から第４実施形態のいずれかの構造を適宜選択あるいは組み合わせることができる。

〔変形例３〕
図２において、上下移動駆動部としての上下動ポンプ７は、フランジ６を上下方向に移動しているが、フランジ６をフレーム５に固定しておき、ワーク載置テーブル１３側を上下方向に移動するようにしても良い。その場合は、放電加工が進むと上下動ポンプ７は前記ワーク載置テーブル１３側を徐々に上昇させて溶融摩滅して短くなったパイプ電極３の下端２ｂとワーク３の被加工面との側面視方向距離を、放電加工が可能な所定寸法に確保するものである。放電加工が終了すると、上下動ポンプ７は前記ワーク載置テーブル１３側を降下させるものである。

〔変形例４〕
各実施形態ではワーク載置テーブル１３は、Ｘ方向とＹ方向に移動可能であってワーク３も同様に移動可能に構成されていたが、ワーク載置テーブル１３が固定され従ってワーク３も固定され、パイプ電極２側が放電加工の進行に従ってＸ方向とＹ方向に移動可能に構成されてもよい。その場合は、フランジ６を移動用モータなどによりＸ方向とＹ方向に移動可能とするものである。

本発明のワークガイドおよび細穴放電加工装置は、パイプ電極を回転駆動してワークを細穴放電加工する細穴放電加工に用いられ、例えばワークに微細穴加工をする場合、あるいはワークの外形状または内形状を形成する場合に用いられる。

本発明の第1実施形態における細穴放電加工装置主要部の正面図。 図１の右側方から見た一部を断面した右側面図。 図１のア―ア位置から見た主要部の平面図。 図１のワークガイドＡ付近の主要部拡大断面図。 図１のワークガイドＢ付近の主要部拡大断面図。 図１のパイプ電極、固定ガイドホルダー、ワーク付近の拡大断面図。 図５に対応する本発明の第３実施形態におけるワークガイドＢ付近の主要部拡大断面図。 本発明の第４実施形態におけるワークガイド付近の主要部拡大断面図。

符号の説明

１：細穴放電加工装置、２：パイプ電極、２ａ：中空穴、２ｂ：下端、３：ワーク、３ａ：コーナー部、３ｂ：外形壁、３ｃ：微細穴、３ｄ：外端上コーナー、３ｅ：外端カット面、３ｆ：傾斜面、４：ベース基台、５：フレーム、６：フランジ、７：上下動ポンプ、８：連結棒、９：パイプ電極回転モータ、１０：回転連結軸、１１：パイプ電極チャック、１２：チャックホルダー、１３：ワーク載置テーブル、１３ａ：ネジ支持壁、１４：ワークガイド、１４Ａ：ワークガイドＡ、１４Ｂ：ワークガイドＢ、１４Ｂ１：カット辺、１４ａ、１４ａａ、１４ａｂ：外側段部、１４ｂ：内側段部、１４ｃ：ネジ挿入穴、１４ｄ、１４ｅ：傾斜面、１５：ワークガイド取付ネジ、１６：ワーク側圧付与ネジ、１７：加工油タンク、１８：加工油、１９：油ポンプ、２０：油パイプ、２９ａ：先端、２１：固定ガイドホルダー、２２：軸受部、２３：軸受支持部、２４、２５：可動ガイドホルダー、２４ａ、２５ａ：固定式可動ガイドホルダー、２４ｂ、２５ｂ：移動式可動ガイドホルダー、２６：油圧シリンダー、２７：放電加工用電源部、α、β、γ、δ：角度

Claims (7)

1. 細穴放電加工用のパイプ電極を回転保持するパイプ電極回転保持部と、細穴放電加工される被加工物であるワークを載置するワーク載置テーブルと、前記パイプ電極と前記ワークとの間に放電加工用の電界を印可する放電加工用電源部と、前記パイプ電極回転保持部と前記ワークとの側面視の中間位置に配置され前記パイプ電極の平面視方向位置を案内するパイプ電極ガイドホルダとを有する細穴放電加工装置に用いられ前記ワークを前記ワーク載置テーブルに保持するワークガイドであって、
   前記ワークガイドは、平面視で前記ワークを挟んだほぼ対向する複数個所にて前記ワークの外端側面をワークの中央側に押圧することにより、前記ワークを前記ワーク載置テーブルでの平面視所定位置に位置出しするとともに前記ワークガイドの少なくとも１つは前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側に押圧して前記ワークを前記ワーク載置テーブルに保持することを特徴とするワークガイド。
2. 請求項１に記載されたワークガイドにおいて、
   前記ワークガイドは、前記ワークの前記外端側面を前記ワークの中央側に押圧する面が、前記ワークを側面視で前記ワーク載置テーブル側にも押圧する傾斜面に形成されていることを特徴とするワークガイド。
3. 請求項１から請求項２のいずれかに記載されたワークガイドにおいて、
   前記ワークガイドは、その上端が側面視で前記ワークの上表面とほぼ同一か、もしくは低い位置に構成されていることを特徴とするワークガイド。
4. 請求項１から請求項２のいずれかに記載されたワークガイドにおいて、
   前記ワークガイドは、その上端が側面視で前記ワークの上表面より高い位置に構成されていることを特徴とするワークガイド。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたワークガイドと、細穴放電加工用のパイプ電極を回転保持するパイプ電極回転保持部と、細穴放電加工される被加工物であるワークを載置するワーク載置テーブルと、前記パイプ電極と前記ワークとの間に放電加工用の電界を印可する放電加工用電源部と、前記パイプ電極回転保持部と前記ワークとの側面視の中間位置に配置され前記パイプ電極の平面視方向位置を案内するパイプ電極ガイドホルダとを有することを特徴とする細穴放電加工装置
6. 請求項５に記載された細穴放電加工装置は、
   さらに、前記パイプ電極回転保持部を側面視で前記ワークの表面側に降下あるいは上昇させる、または前記ワークを側面視で前記パイプ電極回転保持部側に上昇あるいは降下させる上下移動駆動部を備えていることを特徴とする細穴放電加工装置。
7. 請求項５から請求項６のいずれかに記載された細穴放電加工装置において、
   前記パイプ電極ガイドホルダは、前記ワークガイドと平面視で重ならない位置に配置されていることを特徴とする細穴放電加工装置。
   
   
   
   
   
   

Images