JP2010149194A - ローラーユニット及びワイヤー放電加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤー電極５を長時間にわたって安定して牽引することのできるローラーユニット２を提供すること及び、ローラーユニット２を通過した後のワイヤー電極５が一定方向に曲がって進み、ワイヤー電極５がどこにも絡まることなく自然に回収箱１６に回収されるようにしたローラーユニット２を提供することにある。
【解決手段】上ローラ３と下ローラ４とからなるローラーユニット２とし、下ローラ４の外周に多数の歯４ａを設け、ワイヤー電極５の片側に歯４ａを食い込ませ傷５ａを付ける構成とする。またワイヤーボビン６、ワイヤー経路９、加工槽１２、ローラユニット２及び回収箱１６からなるワイヤー放電加工機１とする。
【選択図】図１

Description

本発明はワイヤー放電加工機においてワイヤー電極を牽引するための、２個のローラからなるローラーユニットであって、常に安定した牽引力によりワイヤー電極を牽引し、またローラーユニットを通過した後のワイヤー電極を整然と回収することを可能にしたローラーユニット及びそのようなローラーユニットを設けたワイヤー放電加工機に関するものである。

本願発明の出願人はワイヤー放電加工機を使用して金属を切断加工している。ワイヤー放電加工機では２個のローラーからなるローラーユニットによりワイヤー電極を挟み、２個のローラーをワイヤー電極に押し付けながら回転駆動することにより、ワイヤー電極を牽引する構成となっている。
２個のローラーの外周部分はセラミックスで出来ているが、短期間用するだけでローラの外面とワイヤー電極との間に滑りが発生するようになり、ワイヤー電極の送りが不安定になっていた。新品のローラーの外面と不安定になったローラーのワイヤー電極に接触していた部分とは、手で触って確認してもほんの僅かな差異しかなく、ローラー面の微妙な変化により滑りが発生するものと考えられる。
ローラは高価なため、２個のローラを互いに取り替えて使用したが、短期間の内に再び滑りが発生してしまうことから、ローラの取り外しと取り付け作業を繰り返すための労力や時間について、過大な手間と費用を消費する割りに生産性が向上しない状況にあり、従来のローラーユニットには長時間にわたり安定した牽引力をワイヤー電極に及ぼすことが出来ない問題があった。
さらにワイヤーユニットを通過した後の、ワイヤー電極の曲がって進む方向が一定しないため、ワイヤーユニットを通過した後のワイヤー電極がワイヤーユニットの軸受部や駆動機構などに絡まってしまう問題があった。ワイヤー電極が何かに絡まるとワイヤーの送りが停止してしまうため、機械を停止してワイヤー電極の絡まりを取り除く作業が必要であった。
本願発明者は何か参考になる発明はないかと調査して以下に記載した、ワイヤー放電加工機に関する公開公報を見つけたが、いずれもワイヤー放電加工機においてワイヤー電極を牽引するためのローラーユニットに関する発明ではなかった。
そこで、本願発明者は試行錯誤の実験を積み重ねた結果、本願発明をするに至ったものである。
特開平 ５− ６９２３２号公報 特開平 ５−３１８２３１号公報 特開平 ６−２２６５４１号公報 特開平１１−２３５６２３号公報 特開２０００−２３７９２１号公報

本発明は上記した欠点を除くためになされたものでその目的とするところは、ワイヤー電極を長時間にわたって安定して牽引することのできるローラーユニットを提供することにある。
また、ローラーユニットを通過した後のワイヤー電極が一定方向に曲がって進むようにして、ワイヤー電極をどこにも絡まることなく回収箱に回収することのできるローラーユニットを提供することにある。

２個のローラからなるローラーユニットとし、２個のローラの内の片方のローラーの外周に歯を並べ、ワイヤー電極の片側に歯を食い込ませる構成とする。

ワイヤー電極の片側にローラーの歯が食い込むため、ローラーの外周とワイヤー電極との間に滑りが発生せず、長時間にわたり安定してワイヤー電極を牽引することのできるローラーユニットを得ることができた。
またワイヤー電極にローラの歯を食い込ませたため、ワイヤー電極の片側に傷が付くようになり、ローラーユニットを通過したワイヤー電極は傷の付いた片側を内側にして曲がる方向に進むという効果が得られ、どこにも絡まることなくワイヤー電極を自然に回収箱に回収することができた。

２個のローラからなるローラーユニットとする。そして２個のローラによりワイヤー電極を挟み、２個のローラを両側からワイヤー電極に押し付けつつ、ローラを回転駆動することによりワイヤー電極を牽引する構成とし、さらに２個のローラの内の片方のローラをその外周に歯を並べたローラとする。
ローラの外周に並べる歯はワイヤー電極より硬度の高い歯とし、ワイヤー電極に歯が食い込むように構成することが好ましい。通常はワイヤー電極として真鍮を使用する場合が多いので、ローラの外周には少なくとも真鍮より硬度の高い材質を使用する。
上記したローラーユニットであって、２個のローラの外周部分が共に非導電性であって、セラミッス又は硬質プラスチックのいずれかとしたローラーユニットとする。
ワイヤー電極は真鍮を使用している場合が多く、非導電性のセラミッスや硬質プラスチックは真鍮より硬度が高く適しているからである。一方ローラの外周に熱処理した鋼材など導電性の材料を使用する場合は、外周以外の部分を非伝導性の部材にするか又はローラを非伝導性の軸などに取り付けるなど、ローラの外周部分を絶縁することにより導電性のある材料でも外周部分に使用することが可能である。
上記したいずれかに記載したローラーユニットであって、ローラの外径が４０〜７５ｍｍであって、ローラの幅が１５〜４０ｍｍであるローラーユニットとする。
本願出願人が線径０．２ｍｍのワイヤー電極を使用して試験したときに、使用したローラは外径５７ｍｍ×幅２５ｍｍのローラであるが、線径０．１〜０．３ｍｍのワイヤー電極を使用することを考えると、外径（４０〜７５）ｍｍ×幅（１５〜４０）ｍｍの範囲のローラが好ましいと考えられるからである。

上記したいずれかのローラーユニットと、ワイヤーボビンと、ワイヤーボビンから繰り出したワイヤー電極を加工槽に送るためのワイヤー経路と、絶縁性の液体を貯蔵する加工槽であって、被加工物を取り付けるためのワーク台を有する加工槽とからなるワイヤー放電加工機とする。
本発明は公知のワイヤー放電加工機であって、ワイヤー電極を牽引するローラユニットにおいて、２個のローラの内の片方のローラを、その外周に歯を並べたローラとしたものである。
また上記したワイヤー放電加工機であって、加工槽より後側であって、加工槽から出たワイヤー電極を牽引する位置にローラーユニットを取り付け、加工槽から出たワイヤー電極をローラーユニットにより牽引する構成としたワイヤー放電加工機とする。
さらに上記したワイヤー放電加工機であって、ローラーユニットの２個のローラを上下に配置して、下のローラを外周に歯を並べたローラとし、ローラーユニットの下に回収箱を設置したワイヤー放電加工機とする。
上下に並べた２個のローラの内の下側のローラに歯を付け、ワイヤー電極の下側に傷を付けることにより、ローラーユニットを通過した後のワイヤー電極が傷のある下を内側にして下方に曲がって進むよう構成し、ローラーユニットの下に設けた回収箱の中にワイヤー電極を自然に導くようにしたものである。

本発明の実施例１を図１〜図３に示し説明する。実施例１に係るローラユニット２は上ローラ３と下ローラ４とからなっている。上ローラ３も下ローラ４も共に外周は非導電性のセラミックスからなっており、上ローラは外径５７ｍｍ×幅２５ｍｍの円柱状の外形を有するものとした。一方下ローラはその外周に多数の歯４ａを有するものとし、歯４ａの先は直径５７ｍｍの円に内接するものとし、歯４ａのローラ幅方向の長さ（図１において紙面に対して垂直方向の長さ）は２５ｍｍとした。
ローラーユニット２は上ローラ３と下ローラ４とでワイヤー電極５を挟み、図示しない押し付け機構により上ローラ３と下ローラ４をワイヤー電極５に押し付け、図示しない駆動機構によって上ローラ３と下ローラ４を回転駆動する構成とした。
実施例１に係るワイヤー放電加工機１は、ワイヤーボビン６とワイヤー経路９と加工槽１２とローラーユニット２を有するものとし、線径０．２ｍｍのワイヤー電極５を使用するものとした。ワイヤーボビン６から繰り出したワイヤー電極５は、複数のプーリ７や経路ガイド８などを有するワイヤー経路９を経て加工槽１２に進行する。
加工槽１２の中には絶縁性の液体１７が貯蔵されており、水平方向のＸ軸及びＹ軸方向に移動可能なワーク台１０を設置し、ワーク台１０の上に固定して載せた被加工物１１が絶縁性の液体１７に浸かる構成とした。
加工槽１２の上にはワイヤーガイド１４を設け、ワーク台１０の下に方変プーリ１５を取り付け、加工槽１２の側壁にワイヤー出口１２ａを設け、ワイヤー出口１２ａの外側にローラーユニット２を取り付け、ローラーユニット２の下側に回収箱１６を設けた。

ワイヤー電極５はワイヤーボビン６から繰り出され、ワイヤー経路９において複数のプーリ７によって方向変換し、また経路ガイド８によってガイドされ加工槽１２の上部に至る。
ワイヤー電極５は加工槽１２の上から下に向かって垂直方向に進み、加工槽１２より上においてワイヤーガイド１４にガイドされた状態を維持しつつ、絶縁性の液体１７の中に浸っている被加工物１１を貫通する。
ワイヤー電極５には高電圧がかかっているので、被加工物１１のワイヤー電極に接近した部分とワイヤー電極５との間でスパーク放電が起こり、そのエネルギーにより被加工物１１のワイヤー電極５に接近した部分を溶かして切断する。
被加工物１１とワーク台１０を貫通したワイヤー電極５は、方変プーリ１５により水平方向に方向変換した後に、ワイヤー出口１２ａを通って加工槽１２から外に出て、ローラーユニット２により牽引される。
ローラーユニット２の下ローラ４の外周には多数の歯４ａが設けられており、歯４ａがワイヤー電極５に食い込みワイヤー電極５の下側に傷５ａを付けつつ牽引する。このため上ローラ３及び下ローラ４とワイヤー電極５との間に滑りが発生することなく、ローラーユニット２により常に安定してワイヤー電極５を牽引をすることができた。
またローラーユニット２を通過したワイヤー電極５は傷５ａのある側を内側にして下方向に曲がりながら進行するので、ローラーユニット２の下に設けた回収箱１６の中に自然に入り、ワイヤー電極４はどこにも絡むことなく回収されるようになった。
上記実施例では図３の（ａ）に表したように、下ローラ４の歯４ａをワイヤー電極５の進行方向１８に対して直角に並べたが、図３の（ｂ）に表したように、歯４ｂをワイヤー電極５の進行方向１８に対して斜めに並べたり、図３の（ｃ）に表したように、進行方向１８に対して斜めの歯４ｃ、４ｄを交差させる構成も考えられる。

本発明は、ワイヤー放電加工機を製造販売する産業だけでなく、ワイヤー放電加工機を使用して被加工物を加工する産業においても利用される。

本発明に係るローラーユニットの正面視の部分拡大図である。 本発明に係るワイヤー放電加工機の正面視の構成図である。 下ローラの外周面の一部を拡大して表した図である。

符号の説明

１ ：ワイヤー放電加工機 ２ ：ローラーユニット ３ ：上ローラ
４ ：下ローラ ４ａ：歯 ４ｂ：歯
４ｃ：歯 ４ｄ： ５ ：ワイヤー電極
５ａ：傷 ６ ：ワイヤーボビン ７ ：プーリ
８ ：経路ガイド ９ ：ワイヤー経路 １０ ：ワーク台
１１ ：被加工物 １２ ：加工槽 １２ａ：ワイヤー出口
１４ ：ワイヤーガイド １５ ：方変プーリ １６ ：回収箱 １７ ：絶縁性の液体 １８ ：進行方向

Claims (6)

1. ワイヤー放電加工機に使用する２個のローラからなるローラーユニットであって、前記２個のローラによりワイヤー電極を挟み、前記２個のローラを前記ワイヤー電極に押し付けつつ、前記ローラを回転駆動することにより、前記ワイヤー電極を牽引する構成の前記ローラーユニットであって、前記２個のローラの内の片方のローラがその外周に歯を並べたローラであることを特徴とする前記ローラーユニット。
2. 請求項１に記載したローラーユニットであって、２個のローラの外周部分が共に非導電性であって、セラミッス又は硬質プラスチックの、いずれかからなるものとしたことを特徴とする前記ローラーユニット。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載したローラーユニットであって、ローラの外径が４０〜７５ｍｍであって、ローラの幅が１５〜４０ｍｍであることを特徴とするローラーユニット。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載したローラーユニットと、ワイヤーボビンと、前記ワイヤーボビンから繰り出したワイヤー電極を加工槽に送るためのワイヤー経路と、絶縁性の液体を貯蔵する前記加工槽であって、被加工物を取り付けるためのワーク台を有する前記加工槽とからなるワイヤー放電加工機。
5. 請求項４に記載したワイヤー放電加工機であって、請求項１〜請求項３のいずれかに記載したローラーユニットを加工槽より後側に設け、前記加工槽から出たワイヤー電極を前記ローラーユニットにより牽引する構成にしたことを特徴とするワイヤー放電加工機。
6. 請求項５に記載したワイヤー放電加工機であって、ローラーユニットの２個のローラを上下に配置して、下側のローラを外周に歯を並べたローラとし、前記ローラーユニットの下に回収箱を設置したことを特徴とするワイヤー放電加工機。

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