JP2009018377A - 放電加工装置の電極ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】外径の異なる電極を簡単に変更することができるばかりではなく、加工液が外部に漏出する危険性を抑制できる電極ホルダを提供する。
【解決手段】加工液が流通するヘッド側流路２１ｂが形成された加工ヘッドに装着される電極ホルダ１であって、加工ヘッドに着脱自在に取り付けられる取付け部が上部に形成されてなるとともに、ヘッド側流路２１ｂと連通するホルダ側流路２ａが形成された取付け部材２と、このホルダ側流路２ａの下端に形成され、パイプ状の電極Ｅの上端が当接するテーパ面２ｂと、電極Ｅの上端側中途部を把持する把持部６が形成された複数の電極把持部材３と、複数の電極把持部材３の各把持部６により把持される電極Ｅの中心から離間する放射方向に付勢する弾性部材４と、複数の電極把持部材３の把持部６を電極Ｅの外周面に圧接させる昇降操作部材５と、を備えてなることを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電加工装置の電極ホルダに関し、特に、中心穴を加工液が流通するパイプ状電極を保持する放電加工装置の電極ホルダに関するものである。

金属への穴加工、特に深穴、細径穴や硬い金属への穴加工には、これまで放電加工装置が使用されている。この穴あけ用の放電加工装置は、棒状の電極が構成要素とされ、この棒状の電極とワークとの間に短い周期でアーク放電を繰り返しながら、電極を前進（下降）させて穴加工をする。ところで、こうした電極は、加工する穴径に応じて異なる外径のものに適宜交換して使用されている。すなわち、こうした電極の支持構造は、放電加工装置の加工ヘッドに設けられたスピンドルに電極ホルダが配置され、この電極ホルダには、それぞれ中心に形成された内径の異なる交換用のコレットが装着できるようになされており、このコレットに対して特定の外径の電極を支持・固定できるようにされている。したがって、特定の外径の電極が固定されている状態から、外形の異なる電極に交換する場合には、作業者は先ず上記電極ホルダからコレットと電極を取り外し、新たに付け替える電極の外径に対応したコレットを電極ホルダに装着し、該コレットに新たな電極を固定させる。

しかし、このように外径の異なる電極を交換する際に、該電極の外径に対応したコレットを選択し、電極ホルダにコレットを介して電極を固定するという作業は極めて面倒である。そこで、上記コレットを介することなく単一のホルダにより外径の異なる電極を保持できるようにする構造として、ドリルなどの工具や切削機械に用いられている単一のチャックを利用した開閉機構（特許文献１参照）を、この放電加工機の電極の支持構造に採用することが考えられる。他方、放電加工装置の電極には、軸方向に加工液放出用の穴が形成されているパイプ状の電極を使用し、放電加工放置本体又は加工ヘッドから加工液を該電極内に流入させ、該電極の先端から放出させるものが提案されている（特許文献２参照）。こうした電極を使用した放電加工装置によれば、放電加工中に生じた切り屑を、ワークに形成された凹部から外部に排出することができ、高い加工精度を実現することができる。

そこで、上記特許文献２に開示されている電極保持具（チャック）を、中心に加工液が流通する穴が形成されてなるとともに、外径の異なる複数の電極が装着できる構造に設計変更する方法が考えられる。こうした電極ホルダによれば、放電加工中に生じた切り屑により悪影響を受けることなく、且つ、内径の異なる交換用の複数のコレットに変更することなく容易に電極を交換することが可能となる。
特開平９−２２５７１３号公報 特開平５−１８５３２６号公報

しかしながら、このような構造に係る電極ホルダでは、該電極ホルダ内に流入した加工液が、上記電極保持具に形成された複数の細長い開口（複数の把持部材の間の）から外部に漏出し、適正な量の加工液が電極の先端から放出されない。すなわち、電極の先端とワークとは、加工液の中に水没させた状態で放電加工がなされるところ、この電極の先端から或る程度の水流で加工液が放出されなければ、ワークに形成された凹部内の切り屑を取り除くことはできず、精度の高い放電加工を期待することはできない。

そこで、本発明は、上述した放電加工装置の電極ホルダが有する課題を解決するために提案されたものであって、外径の異なる電極を簡単に変更することができるばかりではなく、加工液が外部に漏出する危険性を抑制し、確実に加工液が電極の先端から或る程度の圧力で放出することができる新規な放電加工装置の電極ホルダを提供することを目的とするものである。

上述した目的を達成するため、第１の発明（請求項１記載の発明）は、放電加工装置に設けられ、加工液が流通するヘッド側流路が形成された加工ヘッドに装着される電極ホルダであって、上記加工ヘッドに着脱自在に取り付けられる取付け部が上部に形成されてなるとともに、上記ヘッド側流路と連通するホルダ側流路が形成された取付け部材と、このホルダ側流路の下端に形成され徐々に内径が拡径されてなるとともに、パイプ状の電極の上端が当接するテーパ面と、上記取付け部材の下方にそれぞれ配置され、上記電極の上端側中途部を把持する把持部が形成された複数の電極把持部材と、上記複数の電極把持部材を、該複数の電極把持部材の各把持部により把持される電極の中心から離間する放射方向に付勢する弾性部材と、上記取付け部材又は複数の電極把持部材の外側に上下動自在に配置され、該複数の電極把持部材の把持部を電極の外周面に圧接させる昇降操作部材と、を備えてなることを特徴とするものである。

この第１の発明に係る電極ホルダにより、電極を装着する場合には、先ず、上記昇降操作部材を上昇させる。すると、上記弾性部材の弾性力により、上記複数の電極把持部材の把持部は外側に移動する（放射方向に広がる）。そこで、電極の上端を、これら複数の電極把持部材により囲まれた部位の下側から上方に挿通し、該電極の上端を上記テーパ面に当接させ、次いで上記複数の弾性部材の弾性力に抗して上記昇降操作部材を下降させる。こうした操作により、電極の上端側中途部が上記複数の電極把持部材の把持部により、把持される。

したがって、この第１の発明に係る電極ホルダによれば、外径の異なる複数のコレットを装着し直す必要性はなく、簡単に外径の異なる電極を適宜交換することができるとともに、上記取付け部材に形成されたテーパ面に、一定の外径の異なる電極の全てが当接することから、該取付け部材に形成されたホルダ側流路から供給された加工液は、外部に漏出することなく、確実に電極内に流入し、所定の圧力で下端から放出され、ひいてはワークに形成された凹部内の切り屑を該凹部内から除去することが可能となる。

また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記取付け部材の上端側外周には、リング部材が装着されてなるとともに、このリング部材と前記昇降操作部材との間には、該昇降操作部材を下方に付勢する下降用弾性部材が配置されてなることを特徴とするものである。

この第２の発明に係る電極ホルダによれば、作業者が上記昇降操作部材を把持しながら、下降用弾性部材の弾性力に抗して上昇させ、前述した要領にて電極の上端を上記テーパ面に当接させた後に、この昇降操作部材を放すと、該昇降操作部材は上記下降用弾性部材の弾性力により自動的に下降し、上記複数の電極把持部材の把持部を電極の外周面に圧接させる。この結果、電極は、上記複数の電極把持部材の把持部により把持される。

したがって、この第２の発明に係る電極ホルダによれば、極めて簡単な電極の装着・固定作業を実現することができる。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第１の発明において、前記取付け部材の外周には、一方のネジが螺刻され、前記昇降操作部材は、前記取付け部材の中心を回動中心として回動操作可能に配置されてなるとともに、該昇降操作部材の内周には、上記一方のネジに螺着される他方のネジが螺刻されてなることを特徴とするものである。

この第３の発明に係る電極ホルダによれば、上記昇降操作部材を、例えば時計回り方向に回転操作すると、徐々に上昇し、これに伴って前記複数の電極把持部材の各把持部は、弾性部材の弾性力により電極の中心から離間する放射方向に移動する。一方、この昇降操作部材を反時計回り方向に回転操作すると、該昇降操作部材は、徐々に下降し、これに伴って、複数の電極把持部材の把持部は徐々に電極の中心方向に移動する。

したがって、この第３の発明に係る電極ホルダによれば、昇降操作部材の回動操作は伴うものの、昇降操作部材の締め付けの程度により、極めて安定した電極の把持状態を実現することができる。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第１の発明において、前記取付け部材の上端側外周には、外周に筒状部を備えたリング部が形成されてなるとともに、この筒状部の内周又は外周には、一方のネジが螺刻され、前記昇降操作部材は、前記取付け部材の中心を回動中心として回動操作可能に配置されてなるとともに、上記一方のネジに螺着される他方のネジが螺刻されてなることを特徴とするものである。

この第４の発明に係る電極ホルダによれば、上記昇降操作部材を、例えば時計回り方向に回転操作すると、徐々に上昇し、これに伴って前記複数の電極把持部材の各把持部は、弾性部材の弾性力により電極の中心から離間する放射方向に移動する。一方、この昇降操作部材を反時計回り方向に回転操作すると、該昇降操作部材は、徐々に下降し、これに伴って、複数の電極把持部材の把持部は徐々に電極の中心方向に移動する。

したがって、この第４の発明に係る電極ホルダによれば、昇降操作部材の回動操作は伴うものの、昇降操作部材の締め付けの程度により、極めて安定した電極の把持状態を実現することができる。

また、第５の発明（請求項５記載の発明）は、上記第１，第２，第３又は第４の発明の何れかにおいて、前記複数の電極把持部材のそれぞれには、前記昇降操作部材の昇降操作及び／又は前記弾性部材の弾性力により回動する回動中心部と、該昇降操作部材に接触する接触面と、該昇降操作部材の下降により電極の外周面を把持する前記把持部と、を有し、上記各回動中心部は、上記接触面と把持部よりも上方に形成されてなることを特徴とするものである。

この第５の発明に係る電極ホルダによれば、複数の電極把持部材のそれぞれに形成された回動中心部の位置が、昇降操作部材に接触する接触面と、該昇降操作部材の下降により電極の外周面を把持する前記把持部の位置よりも上方に形成されていることから、梃子作用の利用により接触面へは小さな力で確実に電極を把持することができる（接触面と把持部との距離に対して接触面と回動中心部との距離の比を大きくするほど把持部には大きな把持力が作用する）。例えば、請求項２記載の電極ホルダに適用した場合では、各電極把持部材を電極の中心から離間する放射方向に付勢する弾性部材の弾性力よりも、大きな力で下降用弾性部材の弾性力により昇降操作部材を下方に付勢する必要があるが、この第５の発明によれば、弾性部材の弾性力と同等の弾性力を持つ下降用弾性部材を用いても確実に電極を把持することができる。したがって、作業者が昇降操作部材を上昇操作する場合にあっては大きな力を加える必要性がなく、一層簡単に電極の取り換え作業をすることができる。また、請求項３又は４記載の発明に係る電極ホルダに適用した場合にあっては、弾性部材の弾性力に勝る大きな力で回転操作し、電極を締め付ける必要性はなく、やはり簡単に電極の取り換え作業をすることができる。

また、第６の発明（請求項６記載の発明）は、上記第１，第２，第３，第４又は第５の発明の何れかにおいて、前記複数の電極把持部材の把持部には、前記昇降操作部材の下降動作又は下降操作により、電極の外周面に当接するとともに、さらに該昇降操作部材の下降動作又は下降操作により、該電極を上方に押圧する押圧部材が配置されてなることを特徴とするものである。

この第６の発明に係る電極ホルダによれば、電極を装着する際に、作業者の操作による電極の上端が確実にテーパ面に当接していない場合や、やや電極が傾斜し上端の一部のみがテーパ面に当接している場合であっても、昇降操作部材の下降動作又は下降操作により、該電極は上方に押圧される。したがって、この第６の発明によれば、作業者の操作による電極の上端が確実にテーパ面に当接していない場合には、確実に電極の上端が当接し、また、やや電極が傾斜し上端の一部のみがテーパ面に当接している場合には、テーパ面に電極の上端の全部が当接するよう補正され、より一層加工液の漏出を防止することができる。

上記第１の発明（請求項１記載の発明）に係る放電加工装置の電極ホルダによれば、外径の異なる複数のコレットを装着し直す必要性はなく、簡単に外径の異なる電極を適宜交換することができるとともに、上記取付け部材に形成されたテーパ面に、一定の外径の異なる電極の全てが当接することから、該取付け部材に形成されたホルダ側流路から供給された加工液は、外部に漏出することなく、確実に電極内に流入し、所定の圧力で下端から放出され、ひいてはワークに形成された凹部内の切り屑を該凹部内から除去することが可能となる。

また、第２の発明（請求項２記載の発明）によれば、作業者が上記昇降操作部材を把持しながら、下降用弾性部材の弾性力に抗して上昇させ、前述した要領にて電極の上端を上記テーパ面に当接させた後に、この昇降操作部材を放すと、上記下降用弾性部材の弾性力により自動的に下降し、この結果、電極は、上記複数の電極把持部材の把持部により把持され、極めて簡単な電極の装着・固定作業を実現することができる。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）では、上記昇降操作部材を、例えば時計回り方向に回転操作すると、徐々に上昇し、これに伴って前記複数の電極把持部材の各把持部は、弾性部材の弾性力により電極の中心から離間する放射方向に移動する。一方、この昇降操作部材を反時計回り方向に回転操作すると、該昇降操作部材は、徐々に下降し、これに伴って、複数の電極把持部材の把持部は徐々に電極の中心方向に移動する。したがって、この第３の発明に係る電極ホルダによれば、昇降操作部材の回動操作は伴うものの、昇降操作部材の締め付けの程度により、極めて安定した電極の把持状態を実現することができる。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）では、上記昇降操作部材を、例えば時計回り方向に回転操作すると、徐々に上昇し、これに伴って前記複数の電極把持部材の各把持部は、弾性部材の弾性力により電極の中心から離間する放射方向に移動する。一方、この昇降操作部材を反時計回り方向に回転操作すると、該昇降操作部材は、徐々に下降し、これに伴って、複数の電極把持部材の把持部は徐々に電極の中心方向に移動する。したがって、この第３の発明に係る電極ホルダによれば、昇降操作部材の回動操作は伴うものの、昇降操作部材の締め付けの程度により、極めて安定した電極の把持状態を実現することができる。

また、第５の発明（請求項５記載の発明）によれば、複数の電極把持部材のそれぞれに形成された回動中心部の位置が、昇降操作部材に接触する接触面と、該昇降操作部材の下降により電極の外周面を把持する前記把持部の位置よりも上方に形成されていることから、小さな力で確実に電極を把持することができる。

また、第６の発明（請求項６記載の発明）によれば、作業者の操作による電極の上端が確実にテーパ面に当接していない場合には、確実に電極の上端が当接し、また、やや電極が傾斜し上端の一部のみがテーパ面に当接している場合には、テーパ面に電極の上端の全部が当接するよう補正され、より一層加工液の漏出を防止することができる。

以下、本発明を実施するための放電加工装置の電極ホルダに係る最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、図１ないし図６に示す第１の実施の形態に係る電極ホルダ１に付いて説明する。

この電極ホルダ１は、図２，図３に示すように、加工液を電極Ｅの電極流路Ｅａに流通させるホルダ側流路２ａ及びテーパ穴（本発明のテーパ面）２ｂが形成された取付け部材２と、この取付け部材２の下方に配置され電極Ｅを把持すべく回動する３個の電極把持部材３と、これらの電極把持部材３を電極Ｅの中心から離間する放射方向に付勢する３個の捩りコイルばね４（本発明の弾性部材）と、前記３個の電極把持部材３を電極Ｅの中心方向へ押圧する昇降操作部材５と、上記３個の電極把持部材３にそれぞれ配置され電極Ｅを把持する３個の把持爪６（本発明の把持部）と、圧縮コイルばね８の押圧力を調整するリング部材７と、前記昇降操作部材５を下方に付勢する圧縮コイルばね８（本発明の下降用弾性部材）と、を備えてなり、図示しない放電加工装置の加工ヘッドに取り付けられた図１に示す回転ユニット２０のスピンドル２１に取り付けられる。

この電極ホルダ１の取付け部材２は、図１又は図２に示す電極ホルダ１の中心上部に配置され、後述する昇降操作部材５を案内する外径を有した円筒状の本体胴部２ｄと、この本体胴部２ｄの上方に延設され該本体胴部２ｄよりも小径の円筒状でなる凸状胴部２ｈとを有して形成されている。上方側の凸状胴部２ｈの中心には、後述するスピンドル２１の下端に延設されたテーパ軸部２１ａと密着状態で嵌合可能なテーパ穴２ｃが形成されている。

このテーパ穴２ｃと連通する下方の本体胴部２ｄの中心には、スピンドル２１に形成されたヘッド側流路２１ｂと連通するホルダ側流路２ａが形成されている。また、このホルダ側流路２ａと連通する下方には本発明のテーパ面を有するテーパ穴２ｂが形成され、このテーパ穴２ｂは、上端の前記ホルダ側流路２ａとの交差部はホルダ側流路２ａと同一の内径であって電極Ｅの外径よりも小内径に形成されているとともに、下端の内径は電極Ｅの外径よりも大内径に形成されている。

つまり、この取付け部材２のテーパ穴２ｂは、図２に示すように、パイプ状の電極Ｅの上端部を該テーパ穴２ｂのテーパ面に当接させて電極Ｅの軸方向と径方向との位置決めをするとともに、異なる外径でなる複数種の電極Ｅの上端部をそれぞれ位置決めするものであることから、対象となる複数種の外径の電極Ｅの最小外径ないし最大外径のいずれもが、該テーパ穴２ｂの小内径ないし大内径の間に当接できるように形成されている。

また、図２，図３又は図４に示すように、取付け部材２の本体胴部２ｄの下端部には、テーパ穴２ｂの外側の３箇所に、外周と下端が開口された切欠き凹所２ｅが放射状の３等分に形成され、これらの切欠き凹所２ｅの側壁には、円柱状に形成された３本の回動軸９をそれぞれ挿入する軸穴２ｆが貫通して形成されているとともに、切欠き凹所２ｅの天井奥部（図２参照）には、後述する３個の捩りコイルばね４の一方のばね脚４ｂの先端を掛止するばね掛け穴２ｉがそれぞれ形成されている。この取付け部材２の切欠き凹所２ｅのそれぞれの内幅は、後述する電極把持部材３のそれぞれの頭部３ａの幅より広く、回動軸９を回動中心として電極把持部材３が回動自在であるようにそれぞれ形成されている。

また、取付け部材２の図２に示す凸状胴部２ｈの外周には、雄ねじ２ｇが螺刻され、この雄ねじ２ｇには、リング部材７が、その中心部に形成された雌ねじ（符号は省略する）により螺着されている。このリング部材７は、上記雌ねじが螺刻されたリング部７ａの外周縁に下向きの筒状部７ｂが形成され、その下端面には、後述する昇降操作部材５の上昇端位置を規定する下端面７ｃが形成されている。また、このリング部材７は、リング部７ａの下面（符号は省略する）により後述する昇降操作部材５のばね受け面５ｆと協同で、コイル状に巻回された圧縮コイルばね８を保持するとともに、取付け部材２の雄ねじ２ｇに螺合させて回動し上下移動させることにより、該圧縮コイルばね８の押圧力を調整することができる。

次に、上記取付け部材２に放射状に配置される３個の電極把持部材３は、図２に示すように、頂部断面が半円形状の頭部３ａと中央部３ｂと下端部３ｃとを有してそれぞれ形成されている。それぞれの電極把持部材３の頭部３ａ背面から下端部３ｃ背面の間の中央部３ｂの背面には、接触面３ｄがそれぞれ形成され、これらの接触面３ｄは、３個の電極把持部材３が円柱状の回動軸９により取付け部材２に支持された状態において、３個の電極把持部材３の全体により形成される接触面３ｄが、下方に向かって拡径するテーパ状に形成されている。

そして、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄはテーパ状に形成されていることから、後述する昇降操作部材５の内周の押圧面５ｃが下方に向かって当接し押圧することにより、その分力が電極Ｅの中心方向へ働き、３個の電極把持部材３は電極Ｅの中心側へそれぞれ押圧される。

また、それぞれの電極把持部材３の頭部３ａ近傍には、図３又は図４に示すように、回動軸９をそれぞれ挿入する軸穴３ｅが、これらの軸穴３ｅに挿入された回動軸９により電極把持部材３がそれぞれ回動自在に支持されるべくそれぞれ形成されている。これら軸穴３ｅの中心線方向の中央部には、図２又は図４に示す切欠き凹所３ｆが、図２に示す前面３ｇ側が開口されるとともに、捩りコイルばね４が回動軸９に装着され、その一方のばね脚４ｂの先端部が取付け部材２のばね掛け穴２ｉに挿入された状態のコイル部４ａ、一方のばね脚４ｂ及び他方のばね脚４ｃに干渉しない「く」字形状にそれぞれ形成されている。

なお、３個の捩りコイルばね４は、図２又は図４に示すように、弾性力を蓄えるコイル部４ａと、このコイル部４ａの一端側から延設された一方のばね脚４ｂと、このコイル部４ａの他端側から延設された他方のばね脚４ｃとからそれぞれ形成されている。そして、これらの捩りコイルばね４により、図２に示すように、コイル部４ａが回動軸９にそれぞれ装着され、一方のばね脚４ｂの先端部が取付け部材２のばね掛け穴２ｉにそれぞれ挿入され、他方のばね脚４ｃが電極把持部材３の先端部が切欠き凹所３ｆにそれぞれ当接した状態において、電極把持部材３の下端部３ｃが、回動軸９を中心にして電極Ｅからそれぞれ放射状に離隔する方向へ付勢される。なお、この捩りコイルばね４は、コイルばねに限定されるものではなく、例えば、板ばねにすることもできる。

また、図５（ａ）に示すそれぞれの電極把持部材３の前面３ｇの下端近傍には、略４／５円の略円柱状軸部３ｉ（図４における略円柱状軸部３ｉ，３ｉ）が、図４に示す電極把持部材３の幅方向の全域に亘ってそれぞれ突設され、これらの略円柱状軸部３ｉには、後述する把持爪６の略円筒状穴部６ａが回動自在にそれぞれ嵌合されている。また、それぞれの電極把持部材３の前面３ｇの下端近傍であって図４に示す略円柱状軸部３ｉの中央部には、図３，図４又は図５に示すように、下端が開口されたキー溝３ｈがそれぞれ形成され、これらのキー溝３ｈにはキー１１がそれぞれ挿入されるとともに、該キー１１は移動しないようにそれぞれ固定されている。

そして、上記の構成でなる３個の電極把持部材３は、図２又は図４に示すように、頭部３ａが取付け部材２の切欠き凹所２ｅにそれぞれ挿入されるとともに、電極把持部材３の軸穴３ｅと取付け部材２の軸穴２ｆとに挿入された回動軸９によりそれぞれ回動自在に支持されている。それぞれの回動軸９には、捩りコイルばね４が係合され、各電極把持部材３は、電極Ｅの中心から離間する放射方向にそれぞれ付勢されている。

次に、上記３個の電極把持部材３にそれぞれ配置される３個の把持爪６は、図５（ａ）に示すように、断面形状が略四角形にそれぞれ形成され、その前面に把持面６ｃが、図３に示す放射状の３方向から電極Ｅを押圧可能に形成されている。この把持面６ｃの背面には、３個の電極把持部材３の略円柱状軸部３ｉに回動可能にそれぞれ嵌合される略４／５円の一部が開口した略円筒状穴部６ａが形成され、それぞれの開口の上方には上側背面６ｄが形成されるとともに、それぞれの開口の下方には、前記上側背面６ｄよりも前面側に傾斜して下降する下側背面６ｅが形成されている。

また、上記３個の把持爪６のそれぞれの略円筒状穴部６ａの中心位置は、図５（ａ）に示すように、把持面６ｃと上側背面６ｄとの間の中心位置よりも上側背面６ｄ側寄りの位置にそれぞれ形成されている。したがって、各把持爪６の把持面６ｃが電極Ｅに当接しないそれぞれ自由な状態において、略円筒状穴部６ａの中心位置よりも把持面６ｃ側部分の重量が、上側背面６ｄ側部分の重量よりも重いことから、把持面６ｃ側部分が、略円筒状穴部６ａを回動中心にして図５（ｂ）に示す反時計方向へ自重によりそれぞれ回動するように構成されている。

そして、３個の把持爪６は、その略円筒状穴部６ａを各電極把持部材３の略円柱状軸部３ｉにそれぞれ嵌合させた状態において、図５（ａ）に示すように、それぞれの電極把持部材３が最も電極Ｅの中心側へ押圧された場合には、各把持爪６は電極把持部材の略円筒状穴部６ａを回動中心にそれぞれ自在に回動できることから、それぞれの把持爪６の把持面６ｃが電極Ｅに密着するとともに、それぞれの上側背面６ｄが各電極把持部材３の前面３ｇに当接して電極Ｅが把持される。

これとは逆に、それぞれの電極把持部材３が、図２に示す捩りコイルばね４の付勢により回動され、下端部３ｃが電極Ｅから離隔する方向へ移動される場合には、３個の把持爪６は、図５（ｂ）に示すように、略円筒状穴部６ａの中心位置よりも把持面６ｃ側部分の重量が、上側背面６ｄ側部分の重量よりも重いことから、把持爪６がその略円筒状穴部６ａを回動中心にして反時計方向へそれぞれ回動され、上側背面６ｄが電極把持部材３の前面３ｇからそれぞれ離れるとともに、把持面６ｃが、電極Ｅとの密着状態からそれぞれ開放されて把持力が解除される。さらに、電極把持部材３の下端部３ｃが電極Ｅから離隔する方向へ移動されると、把持爪６は、把持面６ｃが電極Ｅから離れるとともに、やがて、下側背面６ｅが電極把持部材３の前面３ｇに当接して把持爪６の図示反時計方向への回動は阻止される。

また、３個の把持爪６の上側背面６ｄ側及び下側背面６ｅ側には、図３又は図５に示すように、下端が開口されたキー溝６ｂが、各電極把持部材３のキー溝３ｈとそれぞれ対向するように形成されている。これらのキー溝６ｂの開口幅は、各把持爪６が略円筒状穴部６ａを回動中心に自在に回動すべくキー１１よりもそれぞれ広幅であるとともに、図５に示すキー溝６ｂの高さと奥行きとは、各把持爪６が略円筒状穴部６ａを回動中心に、上側背面６ｄが図５（ａ）に示す電極把持部材３の前面３ｇに密着した状態から、下側背面６ｅが電極把持部材３の前面３ｇに密着する状態に至るまでの間において、各把持爪６が自在に回動すべく、キー１１の上面（符号は省略する）と先端面（符号は省略する）とが干渉しないようにそれぞれ形成されている。

そして、３個の把持爪６は、図５において、略円筒状穴部６ａが各電極把持部材３の略円柱状軸部３ｉにそれぞれ嵌合され、各電極把持部材３のキー溝３ｈにそれぞれ固定されてなるキー１１が、各把持爪６のキー溝６ｂにそれぞれ挿入されてなることから、各把持爪６は略円筒状穴部６ａを回動中心にしてそれぞれ自在に回動できるが、略円筒状穴部６ａの長手方向には、キー１１によりそれぞれ阻止されて移動しないようになっている。

次に、上記３個の電極把持部材３を電極Ｅの中心方向へ押圧する昇降操作部材５は、図２に示すように、円筒状の中胴部５ａと、この中胴部５ａと連なる下方の押圧部５ｂと、中胴部５ａの上端に延設された円筒部５ｅとを有して形成されている。この昇降操作部材５の中胴部５ａの内径は、上記取付け部材２の本体胴部２ｄの外周に係合して上下動自在である内径に形成されている。また、この中胴部５ａと連なる下方の押圧部５ｂの下端部内周には、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄを押圧可能な押圧面５ｃが形成されている。

この昇降操作部材５の押圧面５ｃの内径は、３個の把持爪６により最小径ないし最大径の何れかの電極Ｅを把持した場合において、図２に示す押圧面５ｃが、３個の電極把持部材３の接触面３ｄによりそれぞれ形成されるテーパ面のうち、軸穴３ｅの中心線と交差する接触面３ｄの位置より下方の接触面３ｄ上と、下端部３ｃの背面（符号は省略する）と交差する接触面３ｄの位置より上方の接触面３上との間の何れかの位置に昇降操作部材５の押圧面５ｃが当接するように形成されている。

すなわち、上記押圧面５ｃの内径は、最小径ないし最大径の何れかの電極Ｅの把持に対応するために、それぞれの回動軸９を中心にして回動する３個の電極把持部材３を、最小径ないし最大径の何れの直径の電極Ｅの場合であっても、昇降操作部材５の押圧面５ｃにより電極Ｅの中心方向へそれぞれ押圧できるように形成されている。また、この押圧面５ｃを除く押圧部５ｂの内周面は、回動軸９に支持され放射方向に回動する３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに干渉しないように切欠きされている。

また、昇降操作部材５の中胴部５ａの上方には、図２に示す円筒部５ｅが圧縮コイルばね８を挿入可能に延設され、この円筒部５ｅの内側段部は、圧縮コイルばね８の下端面を保持するばね受け面５ｆが形成されるとともに、円筒部５ｅの外周側には、リング部材７の下端面７ｃと当接して、該昇降操作部材５の上昇端位置を規定する当接面５ｇが形成されている。

そして、上記構成でなる昇降操作部材５は、図２に示すように、圧縮コイルばね８により下方へ付勢され、押圧面５ｃが、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに当接する。この押圧面５ｃが当接するそれぞれの接触面３ｄは、３個の電極把持部材３の全体により形成される接触面３ｄが、下方に向かって拡径するテーパ状に形成されていることから、３個の電極把持部材３は、それぞれの接触面３ｄが、昇降操作部材５の押圧面５ｃにより下方へ押圧されると、それぞれの接触面３ｄと直角に前面方向へ作用する分力により、３個の電極把持部材３は、それぞれの回動軸９を梃子作用の中心として電極Ｅの中心方向へ押圧され、電極Ｅは、その押圧力により３個の把持爪６を介して把持される。

ここで、上記昇降操作部材５の下方への押圧により作用する分力であって、それぞれの電極把持部材３を電極Ｅの中心方向へ押圧する押圧力は、図２に示す捩りコイルばね４により、それぞれの電極把持部材３が電極Ｅから離隔する方向へ付勢される付勢力よりも大きくなければならない。したがって、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄを下方へ押圧する押圧力（すなわち、圧縮コイルばね８の押圧力）は、前記それぞれの電極把持部材３を電極Ｅの中心方向へ押圧する押圧力（分力）よりも、接触面３ｄの傾斜角度に対応した分だけ大きくしなければならない。

しかしながら、上記構成において、３個の電極把持部材３による電極Ｅの中心方向への押圧は梃子作用を利用していることから、３個の電極把持部材３の電極Ｅの中心方向への押圧力を小さくすることができる。したがって、上記昇降操作部材５を下方へ押圧力するための圧縮コイルばね８の押圧力を小さくすることができる。

そして、図２に示す３個の把持爪６により把持された電極Ｅを交換する際には、昇降操作部材５の外周を把持するとともに、圧縮コイルばね８による下方への押圧力に抗して該昇降操作部材５を上方へ移動させると、押圧面５ｃが、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに沿って上方へ移動し、捩りコイルばね４により付勢されている３個の電極把持部材３が、それぞれの回動軸９を回動中心にして電極Ｅから離隔する方向へ放射状に回動されるので、それぞれの把持爪６は、図５（ａ）に示す把持状態から、図５（ｂ）に示す開放状態又はそれぞれの把持爪６が電極Ｅから離隔された図示しない開放状態になり、電極Ｅは、図２に示す取付け部材２のテーパ穴２ｂから離脱することができる。

これとは逆に、新たな電極Ｅを装着する際には、上記図５（ｂ）に示す開放状態又はそれぞれの把持爪６が電極Ｅから離隔された開放状態において、新たな電極Ｅを取付け部材２のテーパ穴２ｂに当接させながら、把持していた昇降操作部材５の把持力を開放することにより、圧縮コイルばね８の下方への押圧力により昇降操作部材５の押圧面５ｃが３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに当接されるとともに、電極Ｅの中心に向かって接近し、３個の電極把持部材３にそれぞれ配置された把持部材６により新たな電極Ｅを装着することができる。

次に、上記の構成でなる電極ホルダ１が取り付けられる回転ユニット２０について、図１を参照して説明する。この回転ユニット２０には、スピンドル２１の軸本体部２１ｃが、筐体３１に嵌入された転がり軸受２２，２２により回転自在に保持され、その軸本体部２１ｃの下端部に延設されたテーパ軸部２１ａの外周面は、上記取付け部材２のテーパ穴２ｃと密着して電極ホルダ１を保持可能に形成されている。このスピンドル２１の下端側の中心部には、取付け部材２のホルダ側流路２ａと加工液が流通するためのヘッド側流路２１ｂが形成され、このヘッド側流路２１ｂの上端側には、該ヘッド側流路２１ｂと交差して連通する流路２１ｄが形成されている。

また、筐体３１の下方であってスピンドル２１の流路２１ｄと隣接する位置には、加工液が流通するための油穴３１ａが形成され、この油穴３１ａと連通する外側には流路３１ｂが形成されている。この筐体３１の流路３１ｂには、パイプ２８が挿入されるとともに、固定ナット２９により液漏れが無いように固定され、そのパイプ２８には、図示しない液体ポンプが連結されている。

また、上記スピンドル２１の上端部にはウォームホイール２３が、キー２４により該スピンドル２１と一体回転可能に固定され、このウォームホイール２３の歯部には、直交する回転軸のウォーム２６が歯合され、このウォーム２６は、筐体３１に取り付けられたパルスモータ２７と図示しない継手により連結されている。そして、パルスモータ２７の回転駆動により、ウォーム２６及びウォームホイール２３を介してスピンドル２１が回転され、そのテーパ軸部２１ａにテーパ穴２ｃが嵌合された取付け部材２とともに、電極ホルダ１が回転される。なお、上記筐体３１の上端には、蓋体３２がボルト３４により固定され、この蓋体３２の上端には、図示しない加工ヘッドの主軸に連結されるプルスタッド３２ａが突設されている。

そして、上記液体ポンプにより図示しない加工液貯蔵容器から加工液を吸引することにより、吸引された加工液は、回転ユニット２０のパイプ２８、筐体３１の流路３１ｂ、油穴３１ａ、スピンドル２１の流路２１ｄ、ヘッド側流路２１ｂを経て、電極ホルダ１の取付け部材２のホルダ側流路２ａ、テーパ穴２ｂからパイプ状の電極Ｅの電極流路Ｅａに供給され、その加工液は、パルスモータ２７の回転駆動により取付け部材２とともに回転する電極Ｅの電極流路Ｅａの下端開口から、放電加工されるワークＷの加工凹部（符号は省略する）へ吐出される。なお、ワークＷは、図示しないテーブル上に固定されるとともに、貯蔵槽Ｈ内に貯蔵された加工液Ｆ中に浸されている。

このようにして、電極ＥからワークＷに形成された加工凹部へ加工液が吐出されることにより、放電加工中に生じた切り屑をワークＷの加工凹部から外部へ排出することができるとともに、パルスモータ２７の回転駆動により電極Ｅが回転していることから、加工凹部を高精度で加工することができる。また、上記液体ポンプを上記の例とは逆回転させることにより、パイプ２８から電極Ｅの電極流路Ｅａまでの間には負圧が生じ、加工凹部内の切り屑を周囲の加工液とともに電極Ｅの電極流路Ｅａから吸引して、上記パイプ２８から図示しない液体ポンプを経て、加工液貯蔵容器内へ送り込むこともできる。

次に、上記構成でなる電極ホルダ１の作用効果について、図１ないし図６を参照して説明する。上記実施の形態における３個の電極把持部材３は、それぞれの回動軸９を中心に電極Ｅからそれぞれ放射状に離隔又は接近する方向へ回動できることから、従来のように、異種の外径に対応したコレットを装着し直す必要がないとともに、異種の外径の電極Ｅを昇降操作部材５の上下操作のみにより短時間で容易に着脱することができる（図２参照）。

また、異種の外径の電極Ｅは、図１又は図２に示す取付け部材２に形成されたテーパ穴（テーパ面）２ｂに、最小径から最大径の全てが当接することから、取付け部材２のホルダ側流路２ａから供給される加工液は、外部に漏出することなく、電極Ｅの電極流路Ｅａの下端開口から所定の圧力で確実に吐出され、ワークＷの加工凹部内から切り屑を排除することができる。

また、３個の電極把持部材３のそれぞれの下端部３ｃには、図２，図４ないし図６に示す略円柱状軸部３ｉを回動中心にして、それぞれ回動自在な把持部材６を配置したので、電極Ｅを把持する際には、電極Ｅを上方へ押圧しながら把持することができる。すなわち、電極Ｅが取付け部材２のテーパ穴２ｂに当接した後、昇降操作部材５の上方への押上げ操作を開放すると、圧縮コイルばね８に付勢された昇降操作部材５の下方への押圧力により、３個の電極把持部材３にそれぞれ配置された把持部材６が電極Ｅの中心に向かって接近し、図５（ｂ）に示すように、把持部材６のそれぞれの上端角６ｇが電極Ｅに当接し、さらに把持部材６が電極Ｅの中心にそれぞれ接近すると、それぞれの把持部材６は、各上端角６ｇにより電極Ｅを上方へそれぞれ押圧しながら図示の時計方向へ回動し、やがて、図５（ａ）に示すように、それぞれの把持部材６が、電極Ｅに最も接近した状態において、電極Ｅに各把持面６ｃが密着するとともに、電極Ｅの上端が取付け部材２のテーパ穴２ｂに当接して把持される。

また、電極ホルダ１は、その取付け部材２のテーパ穴２ｃを、回転ユニット２０の回転可能なスピンドル２１のテーパ軸部２１ａにテーパ嵌合させるようにしたので、回転ユニット２０に短時間で容易に着脱することができる。

次に、第２の実施の形態に係る電極ホルダ３１について、図７を参照して説明する。この電極ホルダ３１は、上記第１の実施の形態の図２に示す電極ホルダ１に配置された昇降操作部材５，リング部材７及び圧縮コイルばね８の構成を、図７に示す取付け部材３２の雄ねじ３２ｋ及び昇降操作部材３５の雌ねじ３５ｉにより構成するようにしたものであって、他の構成は同一であることから、同一の構成要素及びそれぞれの構成部分については図２と同一の符号を付して、原則として相違する事項についてのみ説明する。

先ず、昇降操作部材３５の上下移動を案内する取付け部材３２は、昇降操作部材３５と螺合する雄ねじ３２ｋが形成された円筒状の本体胴部３２ｄと、この本体胴部３２ｄの上方に延設され、図１に示すスピンドル２１のテーパ軸部２１ａと密着状態で嵌合可能なテーパ穴２ｃが形成された凸状胴部３２ｈとを有して形成されている。なお、この取付け部材３２の他の部分は第１の実施の形態の取付け部材２と同一に形成されている。

また、昇降操作部材３５は、胴部３５ａの内周に、前記取付け部材３２の雄ねじ３２ｋと螺合する雌ねじ３５ｉが螺刻され、取付け部材３２の雄ねじ３２ｋと螺合した状態で胴部３５ａを回動することにより、ねじリードに従い昇降操作部材３５を上昇又は下降させることができる。なお、この昇降操作部材３５の他の部分は第１の実施の形態の昇降操作部材５と同一に形成されている。

そして、把持された電極Ｅを取り外す場合には、昇降操作部材３５を回動させて上昇させることにより、その押圧面５ｃが、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに沿って上方へ移動し、捩りコイルばね４により付勢されている３個の電極把持部材３が、回動軸９を回動中心にして、電極Ｅから離隔する方向へ放射状に回動されるので、それぞれの把持爪６は、把持状態から開放状態になり、電極Ｅを取付け部材２のテーパ穴２ｂから離脱することができる。

他方、新たな電極Ｅを装着する際には、それぞれの把持爪６が開放状態において、新たな電極Ｅを取付け部材２のテーパ穴２ｂに当接させながら、昇降操作部材３５を回動させて下降させることにより、昇降操作部材５の押圧面５ｃが３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに当接されるとともに、それぞれの接触面３ｄを電極Ｅの中心に向かって押圧し、３個の電極把持部材３にそれぞれ配置された把持部材６により新たな電極Ｅを装着することができる。

次に、第３の実施の形態に係る電極ホルダ４１について、図８を参照して説明する。この電極ホルダ４１は、上記第１の実施の形態の図２に示す電極ホルダ１に配置された昇降操作部材５，リング部材７及び圧縮コイルばね８の構成を、図８に示す取付け部材４２のリング部４２ｍないし雌ねじ４２ｑ及び昇降操作部材４５の当接面４５ｇ，雄ねじ４５ｊにより構成するようにしたものであって、他の構成は同一であることから、同一の構成要素及びそれぞれの構成部分については図２と同一の符号を付して、原則として相違する事項についてのみ説明する。

先ず、昇降操作部材４５の上下移動を案内する取付け部材４２は、昇降操作部材４５を案内する外径を有した円筒状の本体胴部４２ｄと、この本体胴部４２ｄの上方に延設され、図１に示すスピンドル２１のテーパ軸部２１ａと密着状態で嵌合可能なテーパ穴２ｃが形成された凸状胴部４２ｈと、この凸状胴部４２ｈから張り出されたリング部４２ｍとを有して形成されている。これらのうち、リング部４２ｍの該周縁には、下向きの筒状部４２ｎが形成され、その下端面には、後述する昇降操作部材４５の上昇端位置を規定する下面４２ｐが形成され、筒状部４２ｎの内周には雌ねじ４２ｑが螺刻されている。なお、この取付け部材４２の他の部分は第１の実施の形態の取付け部材２と同一に形成されている。

また、昇降操作部材４５は、その胴部４５ａの内周が、取付け部材４２の本体胴部４２ｄの外周に係合して上下動自在である内径に形成され、胴部４５ａの上端部外周側には、前記取付け部材４２の下面４２ｐに当接して該昇降操作部材４５の上昇端位置を規定する当接面４５が形成され、その当接面４５の上方の小径でなる外周には、昇降操作部材４５の雌ねじ４２ｑと螺合する雄ねじ４５ｊが螺刻され、取付け部材４２の雌ねじ４２ｑと螺合した状態で胴部４５ａを回動することにより、ねじリードに従い昇降操作部材４５を上昇又は下降させることができる。なお、この昇降操作部材４５の他の部分は第１の実施の形態の昇降操作部材５と同一に形成されている。

そして、把持された電極Ｅを取り外す場合には、昇降操作部材４５を回動させて上昇させることにより、その押圧面５ｃが、３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに沿って上方へ移動し、捩りコイルばね４により付勢されている３個の電極把持部材３が、回動軸９を回動中心にして、電極Ｅから離隔する方向へ放射状に回動されるので、それぞれの把持爪６は、把持状態から開放状態になり、電極Ｅを取付け部材２のテーパ穴２ｂから離脱することができる。

他方、新たな電極Ｅを装着する際には、それぞれの把持爪６が開放状態において、新たな電極Ｅを取付け部材２のテーパ穴２ｂに当接させながら、昇降操作部材４５を回動させて下降させることにより、昇降操作部材４５の押圧面５ｃが３個の電極把持部材３のそれぞれの接触面３ｄに当接されるとともに、それぞれの接触面３ｄを電極Ｅの中心に向かって押圧し、３個の電極把持部材３にそれぞれ配置された把持部材６により新たな電極Ｅを装着することができる。

なお、上記第１ないし第３の実施の形態において、電極把持部材３は、３個でなる放射状に配置したが、これに限定されるものではなく、例えば、４個であっても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る放電加工装置の電極ホルダの使用状態を示す全体断面図である。 図１に示す電極ホルダの部分断面図である。 図２に示す電極ホルダのＢ矢視図である。 図２に示す電極ホルダのＡ−Ａ矢視断面図である。 図２に示す電極ホルダのＣ部拡大図であって、（ａ）は電極把持部材が電極側へ押圧され把持爪により電極が把持された状態を示し、（ｂ）は電極把持部材が電極側から離間する方向へ付勢され把持爪による電極の把持が開放された状態を示す。 図５に示す電極把持部材及び把持爪のＤ−Ｄ矢視断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る放電加工装置の電極ホルダを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る放電加工装置の電極ホルダを示す断面図である。

符号の説明

１ 電極ホルダ
２ 取付け部材
２ａ ホルダ側流路
２ｂ テーパ穴（テーパ面）
２ｅ 切欠き凹所
３ 電極把持部材
３ｄ 接触面
４ 捩りコイルばね（弾性部材）
５ 昇降操作部材
５ｃ 押圧面
６ 把持爪（把持部）
６ｃ 把持面
７ リング部材
８ 圧縮コイルばね（下降用弾性部材）
９ 回動軸
２０ 回転ユニット
２１ スピンドル
２１ｂ ヘッド側流路
Ｅ 電極

Claims (6)

1. 放電加工装置に設けられ、加工液が流通するヘッド側流路が形成された加工ヘッドに装着される電極ホルダであって、
   上記加工ヘッドに着脱自在に取り付けられる取付け部が上部に形成されてなるとともに、上記ヘッド側流路と連通するホルダ側流路が形成された取付け部材と、
   このホルダ側流路の下端に形成され徐々に内径が拡径されてなるとともに、パイプ状の電極の上端が当接するテーパ面と、
   上記取付け部材の下方にそれぞれ配置され、上記電極の上端側中途部を把持する把持部が形成された複数の電極把持部材と、
   上記複数の電極把持部材を、該複数の電極把持部材の各把持部により把持される電極の中心から離間する放射方向に付勢する弾性部材と、
   上記取付け部材又は複数の電極把持部材の外側に上下動自在に配置され、該複数の電極把持部材の把持部を電極の外周面に圧接させる昇降操作部材と、
   を備えてなることを特徴とする放電加工装置の電極ホルダ。
2. 前記取付け部材の上端側外周には、リング部材が装着されてなるとともに、このリング部材と前記昇降操作部材との間には、該昇降操作部材を下方に付勢する下降用弾性部材が配置されてなることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の電極ホルダ。
3. 前記取付け部材の外周には、一方のネジが螺刻され、
   前記昇降操作部材は、前記取付け部材の中心を回動中心として回動操作可能に配置されてなるとともに、該昇降操作部材の内周には、上記一方のネジに螺着される他方のネジが螺刻されてなることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の電極ホルダ。
4. 前記取付け部材の上端側外周には、外周に筒状部を備えたリング部が形成されてなるとともに、この筒状部の内周又は外周には、一方のネジが螺刻され、
   前記昇降操作部材は、前記取付け部材の中心を回動中心として回動操作可能に配置されてなるとともに、上記一方のネジに螺着される他方のネジが螺刻されてなることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の電極ホルダ。
5. 前記複数の電極把持部材のそれぞれには、前記昇降操作部材の昇降操作及び／又は前記弾性部材の弾性力により回動する回動中心部と、該昇降操作部材に接触する接触面と、該昇降操作部材の下降により電極の外周面を把持する前記把持部と、を有し、
   上記各回動中心部は、上記接触面と把持部よりも上方に形成されてなることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の何れかの放電加工装置の電極ホルダ。
6. 前記複数の電極把持部材の把持部には、前記昇降操作部材の下降動作又は下降操作により、電極の外周面に当接するとともに、さらに該昇降操作部材の下降動作又は下降操作により、該電極を上方に押圧する押圧部材が配置されてなることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の何れかの放電加工装置の電極ホルダ。