JP2011062764A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ放電加工装置の放電を安定させる。
【解決手段】ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂに間隔をあけて複数回巻き掛けられ、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆを構成するワイヤ１５と、２本おきに配置された２本の切断ワイヤ部分２６を含む３つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３と、各切断ワイヤ部分組２６１〜２６３の各切断ワイヤ部分２６に給電する複数の導電ブロック４１Ａ〜４３Ａを含む給電ブロック４１〜４３と、パルス電力を供給するパルス電源２９と、を備え、各切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間で放電を行ってワーク２８を加工するワイヤ放電加工装置であって、各給電ブロック４１〜４３は、それぞれ異なる切断ワイヤ部分組２６１〜２６３に給電し、パルス電源２９は、印加時間をずらして各給電ブロック４１〜４３にパルス電力を供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤ放電加工装置の構造に関する。

従来、シリコン等の円柱状インゴットからウェハを切り出す場合における切断手段として、砥粒を用いたワイヤソーが知られている。このワイヤソーは、複数のガイドローラ間に巻回された切断用ワイヤをその長手方向に高速駆動しながら、ワイヤに対してワークを切断送りすることにより、ワークから多数枚の薄片を同時に切り出すものである。

しかし、このようなワイヤソーでは、ガイドローラ間に形成された複数本の切断ワイヤ部分に対し、加工用砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給する必要があり、その取扱いは容易でない。また、ワイヤがワークに直接接触することによる断線を抑制するために比較的太いワイヤを使用する必要があり、切断加工代が大きくなってしまうという問題があった。さらに、従来のワイヤソーは、インゴットからウェハを切り出すのに長時間を要する場合もあり、加工時間短縮のニーズが高まっている。

一方、近年、シリコンカーバイドが半導体の材料として注目されている。しかし、このシリコンカーバイドは硬質材料であるため、従来のワイヤソーでは、シリコンのインゴットを切断する以上の時間がかかってしまうという問題があった。

そこで、シリコンカーバイドのインゴットと切断用ワイヤとの間に電圧を断続的に印加し、各切断ワイヤ部分によってインゴットを放電加工の原理で切断する放電式ワイヤソーの開発が進められている（例えば特許文献１参照）。しかし、特許文献１に記載された放電式ワイヤソーは、切断用ワイヤを複数のガイドローラ間に複数回巻回して、１本当たりの切断用ワイヤについて複数本の切断ワイヤ部分を形成し、これらの各切断ワイヤ部分に対してワークを切断送りするとともに、切断用ワイヤに接触子を接触させて電圧を印加するようにしている。しかし、特許文献１に記載された従来技術では、切断用ワイヤに印加された電圧は複数本の切断ワイヤ部分に分散されてしまい、電圧を印加する切断ワイヤ部分が１本の場合に比べて切断能率が切断ワイヤ部分の本数分の１に低下してしまうという問題があった。

このため、切断用ワイヤを複数のガイドローラに巻回する場合、１つのガイドローラにワイヤをコイル状に複数回巻回して、隣接する切断ワイヤ部分の間のインピーダンスを増加させ、複数の切断ワイヤ部分の間のワイヤが高周波電流に対してそれぞれ絶縁されている状態として、各切断ワイヤ部分に印加された電圧が隣接する切断ワイヤ部分に分散しないようにして、複数の切断ワイヤ部分とワークとの間で同時並列放電を可能とし、高速切断を目指したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、各切断ワイヤ部分間のインピーダンスをより高くして、各切断ワイヤ部分間の高周波電流に対する絶縁がより確実になるように、各切断ワイヤ部分の間にコアを配置し、そのコアの周囲にワイヤを巻回した高周波絶縁器を配置する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平９−２４８７１９号公報 特開２０００−９４２２１号公報 特開２００６−７５９５２号公報

特許文献２に記載された従来技術では、特定のガイドローラに電極ワイヤを複数回巻回することにより各コイルが形成されているので、一つのコイルに電流が流れることにより生じる磁界の多くが、他のコイルの内部を通過する。つまり、このような構成では任意の二つのコイルから形成される相互インダクタンスが非常に大きく、すべてのコイルは電磁気的には密接に結合された状態になっており、各コイルの電磁気的な結合状態が大きくなっている。このため、それぞれの切断ワイヤ部分が高周波電流に対して絶縁された状態とはならず、各切断ワイヤ部分同士が電気的に干渉してしまい、放電が不安定となってしまうという問題があった。

特許文献３に記載された従来技術は、特許文献２に記載されたように、共通のガイドローラにワイヤを捲き掛けてコイルとするのではなく、各切断ワイヤ部分の間の独立したコアを設け、この各コアにワイヤを巻回して各独立コイルとし、各切断ワイヤ部分間を高周波電流に対してより確実に絶縁して放電を安定させることができるが、１本のワイヤを巻き掛ける長さが非常に長くなってしまうこと、及び、各ガイドローラにワイヤを巻回する面とコアにワイヤを巻回する面とが直交面となってワイヤ引き回しが複雑になってしまい全体構造が複雑になってしまうという問題があった。また、ワイヤ放電加工装置では、ワイヤの切断が発生することがあるが、特許文献３に記載された従来技術では、ワイヤの切断が発生した場合、再度ワイヤを巻きかけるのに時間がかかってしまい、実際のワイヤ放電加工装置に適用するのが難しいという問題があった。

以上述べたように、従来技術では、ワイヤ放電加工装置において１本のワイヤをガイドローラに複数回巻回して複数の切断ワイヤ部を構成した場合、放電が不安定になってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、ワイヤ放電加工装置の放電を安定させることを目的とする。

本発明のワイヤ放電加工装置は、間隔をおいて配設された複数のガイドローラを含むガイドローラ組と、各ガイドローラの長手方向に間隔をあけてガイドローラ組に複数回巻き掛けられ、一対の隣接するガイドローラ間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部分を構成するワイヤと、少なくとも１本おきに配置された複数の切断ワイヤ部分を含む少なくとも２つの切断ワイヤ部分組と、切断ワイヤ部分組と同数で、各切断ワイヤ部分組の各切断ワイヤ部分に給電する複数の導電ブロックを含む給電ブロックと、各給電ブロックにパルス電力を供給するパルス電源と、を備え、各切断ワイヤ部分とワークとの間で放電を行ってワークを加工するワイヤ放電加工装置であって、各給電ブロックは、それぞれ異なる切断ワイヤ部分組に給電し、パルス電源は、印加時間をずらして各給電ブロックにパルス電力を供給すること、を特徴とする。

本発明のワイヤ放電加工装置において、パルス電源は、給電ブロックと同数のパルス電力供給端と、給電ブロックと同数の信号出力端を備えるクロック回路と、直流電源と、各パルス電力供給端と直流電源の一端との間に配置され、給電ブロックと同数でクロック回路からの入力信号によって各パルス電力供給端への出力電力をオンオフするスイッチング素子と、各パルス電力供給端と直流電源の他端との間に配置されるコンデンサとを備え、クロック回路は信号を複数の信号出力端に順次出力し、各給電ブロックに含まれる複数の導電ブロックは、共通のパルス電力供給端から電力が供給されること、としても好適である。

本発明は、ワイヤ放電加工装置の放電を安定させることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工装置の構成を示す系統図である。 本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工装置の電源供給系統を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工装置の電源の動作を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工装置のワークへの供給電流を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工装置による加工動作を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、ワイヤ放電加工装置１００は、送り出しボビン１０Ａと、巻取りボビン１０Ｂと、プーリ１１Ａ〜１１Ｉと、ダンサロール１２と、速度プーリ１６と、第１のワイヤ張力センサ１３Ａ、第２のワイヤ張力センサ１３Ｂと、張力プーリ１８と、ワイヤ整列ユニット２１と、ガイドローラ２４Ａ〜２４Ｄと、パルス電源２９と、３つの給電ブロック４１，４２，４３と、ワーク送りユニット２７と、制御部８０とを備えている。

送り出しボビン１０Ａは放電加工に用いられるワイヤ１５を送り出すものであり、送り出しモータ２５Ａによって回転駆動される。巻取りボビン１０Ｂは、放電加工に用いられたワイヤ１５を巻き取るもので、滑りクラッチ２２を介して取り付けられた巻き取りモータ２５Ｈによって駆動される。ダンサロール１２は、その位置を上下に移動させることによって送り出しボビン１０Ａから速度プーリ１６までのワイヤ１５の走行長さを調整し、送り出しボビン１０Ａと速度プーリ１６との間のワイヤ１５の送りを安定させるものである。速度プーリ１６は、ワイヤ１５が巻き掛けられる面にゴム製の滑り止め部材が設けられ、速度モータ２５Ｂによって駆動され、ワイヤ１５の送り速度を規定するものである。速度プーリ１６は、位置決めモータ２５Ｆによって水平方向に駆動されるガイド１７によってその水平方向位置が規定される。第１、第２のワイヤ張力センサ１３Ａ、１３Ｂは、内部に複数のガイドローラを備え、そのローラの位置によってワイヤ１５の張力を測定するものである。張力プーリ１８は、速度プーリ１６と同様、ワイヤ１５が巻き掛けられている面にゴム製の滑り止め部材が取り付けられており、対向して設けられたクランプユニット１９のクランプローラ１９ａとの間にワイヤ１５を挟みこんで送り方向に引っ張り、ワイヤ１５に主張力を掛けることが出来るよう構成されている。張力プーリ１８は出力トルクを調整することができるトルクモータ２５Ｄによって駆動されている。ワイヤ整列ユニット２１は、位置決めモータ２５Ｇによって軸方向に移動し、巻き取りボビン１０Ｂに向うワイヤ１５の巻き取りボビン１０Ｂの軸方向の位置を調整する。

ガイドローラ２４Ａ〜２４Ｄには、ワイヤ１５が各ガイドローラ２４Ａ〜２４Ｄの軸方向にピッチＰの間隔で複数回巻き掛けられており、ガイドローラ２４Ａ、２４Ｂの間は切断ワイヤ部分２６となっている。一のガイドローラであるガイドローラ２４Ｄはドローモータ２５Ｃによって回転駆動される。ワーク送りユニット２７はステッピングモータ２５Ｅによって駆動されるよう構成されている。また、ワイヤ放電加工装置１００は、ダンサロール１２の位置を検出する位置センサ３１と、ワイヤの断線を検出する断線検出センサ３２とを備えている。送り出しモータ２５Ａ、速度モータ２５Ｂ、ドローモータ２５Ｃ、トルクモータ２５Ｄ、巻き取りモータ２５Ｈは、ロータリーエンコーダを内蔵しており、その回転数を出力することができるモータである。また、各位置決めモータ２５Ｆ，２５Ｇは、内部の回転子の回転角度を検出することができ、回転子の回転角度からガイド１７、ワイヤ整列ユニット２１の位置を検出することができるよう構成されている。

繰出しボビン１０Ａから図１に示す矢印の方向に繰出されたワイヤ１５は、プーリ１１Ａ、ダンサロール１２、プーリ１１Ｂ，１１Ｃ、速度プーリ１６、プーリ１１Ｄ、第１のワイヤ張力センサ１３Ａ、プーリ１１Ｅ、１１Ｆの順に巻き掛けられ、プーリ１１Ｆを出たワイヤ１５は、多数のガイド溝をもつガイドローラ２４Ａから２４Ｄの外側にガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄの順に巻きかけられる。ガイドローラ２４Ｄを出たワイヤ１５は最初にガイドローラ２４Ａに巻きかけられているワイヤ１５の部分とガイドローラ２４Ａの軸方向にピッチＰだけ離れた位置から再びガイドローラ２４Ａから２４Ｄに巻きかけられていく。最初に巻きかけられたワイヤ１５の部分と、次に巻き掛けられたワイヤ１５の部分との各ガイドローラ２４Ａから２４Ｄの軸方向の間隔はいずれの場所でもピッチＰとなっている。このようにワイヤ１５はガイドローラ２４Ａから２４Ｄに複数回巻き掛けられる。

図１に示すように本実施形態では、ワイヤ１５はガイドローラ２４Ａから２４Ｄに６回巻き掛けられている。ここで、巻き掛け回数は、切断ワイヤ部分２６を規定するガイドローラ２４Ａ及び２４Ｂに巻き掛けられている回数である。従って、ワイヤ１５の最後の巻き掛けのようにワイヤ１５がガイドローラ２４Ｄからガイドローラ２４Ａに戻らずプーリ１１Ｇに向って延びてもガイドローラ２４Ａ及び２５Ｂに巻きかけられているので、巻き掛け回数は１回と数える。つまり、巻き掛けの回数はガイドローラ２４Ａとガイドローラ２４Ｂとの間に張られている切断ワイヤ部分２６の本数となる。

ワイヤ１５はガイドローラ２４Ａから２４Ｄに複数回巻き掛けされた後、プーリ１１Ｇ、第２のワイヤ張力センサ１３Ｂ、プーリ１１Ｈ、張力プーリ１８、プーリ１１Ｉ、ワイヤ整列ユニット２１を通り、巻取りボビン１０Ｂに巻き取られている。ワイヤ１５は黄銅等の金属線である。

図２に示すように、３つの給電ブロック４１，４２，４３はガイドローラ２４Ａとガイドローラ２４Ｂとの間の切断ワイヤ部分２６に張られたワイヤ１５のガイドローラ２４Ａ側に設けられている。各給電ブロック４１，４２，４３は切断ワイヤ部分２６の各本に接して各本の切断ワイヤ部分２６にパルス電源２９のからの電力を給電する複数の導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａと各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａの間を絶縁する絶縁ブロック４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂとが軸方向に交互に並べて配置されたもので、各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａと各絶縁ブロック４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂはそれぞれ図示しない通しボルトとナットによって給電ブロック４１，４２，４３毎に一体に締め付けられているものである。

図１に示すように、本実施形態では、各給電子ロック４１，４２，４３の各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａはパルス電源２９のマイナス側あるいはグランド側と給電線６１，６２，６３によって接続され、ワーク２８は電源のプラス側と給電線６４によって接続されている。パルス電源２９は、例えば数１０ＫＨｚの直流パルス電流を、各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａとワーク２８との間に流してワーク２８と切断ワイヤ部分２６との間に断続的な放電を発生させるものである。放電によって発生される熱によってワーク２８は切断加工される。ワーク２８と各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａに接続される極性は相互に異なっていればよく、ワーク２８をマイナス側とし、各導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａをプラス側としてもよい。

図２に示すように、本実施形態では切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆは２本おきに３つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３に分けられており、切断ワイヤ部分２６ａ，２６ｄは第１の切断ワイヤ部分組２６１であり、切断ワイヤ部分２６ｂ，２６ｅは第２の切断ワイヤ部分組２６２であり、切断ワイヤ部分２６ｃ，２６ｆは第３の切断ワイヤ部分組２６３である。また、切断ワイヤ部分組２６１〜２６３と同数の３つの給電ブロック４１，４２，４３にはそれぞれ２つの導電ブロック４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが取り付けられている。２つの導電ブロック４１Ａは第１の切断ワイヤ部分組２６１の切断ワイヤ部分２６ａに給電する位置に配置され、もう１つの導電ブロック４１Ａは切断ワイヤ部分２６ａから２本おいた切断ワイヤ部分２６ｄに給電する位置に配置されている。同様に、２つの導電ブロック４２Ａは第２の切断ワイヤ部分組２６２の切断ワイヤ部分２６ｂに給電する位置に配置され、もう１つの導電ブロック４２Ａは切断ワイヤ部分２６ｂから２本おいた切断ワイヤ部分２６ｅに給電する位置に配置され、２つの導電ブロック４３Ａは第３の切断ワイヤ部分組２６３の切断ワイヤ部分２６ｃに給電する位置に配置され、もう１つの導電ブロック４３Ａは切断ワイヤ部分２６ｃから２本おいた切断ワイヤ部分２６ｆに給電する位置に配置されている。このように、各給電ブロック４１，４２，４３の各２つの導電ブロックは、それぞれ２本おきに６本ある切断ワイヤ部分２６に給電するよう構成されている。給電ブロック４１の２つの導電ブロック４１Ａは、給電線６１から二股に分かれた接続線６１ａ，６１ｂの各一端が接続され、給電ブロック４２の２つの導電ブロック４２Ａは、給電線６２から二股に分かれた接続線６２ａ，６２ｂの各一端が接続され、給電ブロック４３の２つの導電ブロック４３Ａは、給電線６３から二股に分かれた接続線６３ａ，６３ｂの各一端が接続されている。各給電線６１，６２，６３はそれぞれパルス電源２９に接続されている。

図２に示すように、パルス電源２９は給電ブロック４１，４２，４３と同数の３つのパルス電力供給端２９ａ，２９ｂ，２９ｃと、給電ブロック４１，４２，４３と同数の３つの信号出力端を備えるクロック回路５１と、クロック回路５１の３つの信号出力端にそれぞれベースが接続された第１、第２、第３のトランジスタ５２，５３，５４と、直流電源５８と、各トランジスタ５２，５３，５４のコレクタ側と直流電源５８のプラス側との間にそれぞれ設けられる３つのコンデンサ５５，５６，５７とを含んでいる。直流電源５８のプラス側は、パルス電源２９のプラス側端子２９ｄから出力され、ワーク２８に接続されている。また、クロック回路５１は、制御部８０に接続され、制御部８０の指令によって動作するよう構成されている。

図１に示すように、ワーク送りユニット２７は、切断ワイヤ部分２６でワイヤ１５の送り方向と直交する方向に向かってワーク２８を移動させることができるよう配置され、ステッピングモータ２５Ｅによって駆動されるよう構成されている。ステッピングモータ２５Ｅは内部の回転子の回転角度を検出することができ、回転子の回転角度からワーク２８の位置を検出することができるよう構成されている。

本実施形態のワイヤ放電加工装置１００では、ワーク２８及び各給電ブロック４１，４２，４３は電気伝導率が調整された純水または油系の加工液に浸漬されており、切断ワイヤ部分２６とワーク２８の間の放電は水中で行われ、加工中にワーク２８全体の温度の上昇を抑えることができるよう構成されている。ワーク２８と各給電ブロック４１，４２，４３間に加工液を吹きかけるように構成することとしてもよい。

送り出しボビン１０Ａ、巻き取りボビン１０Ｂを回転させる送り出しモータ２５Ａ、巻き取りモータ２５Ｈと、速度プーリ１６を回転させる速度モータ２５Ｂと、ガイドローラ２４Ｄを回転させるドローモータ２５Ｃと、張力プーリ１８を回転させるトルクモータ２５Ｄと、ステッピングモータ２５Ｅと、位置決めモータ２５Ｆ、２５Ｇと、パルス電源２９とは制御部８０に接続され、制御部８０の指令によって動作するよう構成されている。また、第１、第２のワイヤ張力センサ１３Ａ、１３Ｂと、ダンサロール１２の位置を検出する位置センサ３１と、ワイヤ１５の断線を検出する断線検出センサ３２と、は制御部８０に接続され、各検出信号は制御部８０に入力されるよう構成されている。制御部８０は、内部の信号処理用のＣＰＵと制御用のプログラムやデータを格納するメモリを備えるコンピュータである。制御部８０は断線検出センサ３２によってワイヤ１５の断線が検出された場合には、ワイヤ放電加工装置１００の動作を停止する。

以上のように構成されたワイヤ放電加工装置１００の動作について図３から図５を参照しながら説明する。ワイヤ放電加工装置１００が始動してワイヤ１５が所定の速度、所定の張力になって走行を開始し始めたら、制御部８０は、図３（ｄ）に示すように、パルス電源２９のクロック回路５１にクロック信号の出力を開始する指令を出力する。図３（ａ）から図３（ｃ）に示す様に、この指令によってクロック回路５１は、内部で生成したクロック信号を第１のトランジスタ５２、第２のトランジスタ５３、第３のトランジスタ５４のベースに順次出力していく。すると、クロック信号が各トランジスタ５２，５３，５４の各ベースに入力されている間、第１のトランジスタ５２，第２のトランジスタ５３、第３のトランジスタ５４の順に各トランジスタがオンになり、クロック信号が入力されていない間はオフとなる。そして、各トランジスタ５２，５３，５４がオンになっている間、直流電源５８のマイナス側からマイナスのパルス電力が各トランジスタ５２，５３，５４のコレクタ側から順次出力される。図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、各トランジスタ５２，５３，５４がオンとなっている時間はクロック回路５１からのクロック信号がオンとなっている時間と同様のΔｔ₂であり、各トランジスタ５２，５３，５４がオフとなっている時間はクロック回路５１の３周期分からクロック信号が１回オンとなっている時間Δｔ₂を差し引いたΔｔ₃であり、各トランジスタ５２，５３，５４からの各パルス電力の周期はクロック回路５１から出力されるクロック周期の３倍のΔｔ₁となる。クロック回路５１から出力されるクロック信号の周期は、各トランジスタ５２，５３，５４からの各パルス電力のオフとなっている時間Δｔ₃が放電加工によって発生した切粉を除去するために必要な時間として設定されている。各トランジスタ５２，５３，５４のコレクタ側と直流電源５８のマイナス側との間にはそれぞれコンデンサ５５，５６，５７が接続されるので、図４に示すように、各トランジスタ５２，５３，５４の各エミッタから出力された矩形の電圧パルスは、三角波の加工電流となってパルス電源２９の第１、第２、第３のパルス電力供給端２９ａ，２９ｂ，２９ｃから各給電線６１，６２，６３に供給される。この、加工電流のオフとなっている時間は各トランジスタ５２，５３，５４からの各パルス電力のオフとなっている時間Δｔ₃と略同等で、放電加工によって発生した切粉を除去するために必要な時間以上となっている。

図５を参照しながら、供給されたパルス電力によってワークの加工が進んでいく様子について説明する。図３に示す最初のクロック信号がクロック回路５１から第１のトランジスタ５２のベースに入力されると、図３（ａ）に示すように、第１のトランジスタ５２がオンとなり、第１のパルス電力供給端２９ａから給電線６１に三角形のパルス電流が供給される。この際、第２、第３のトランジスタ５３，５４にはクロック回路５１からのクロック信号が入力されないので、第２、第３のパルス電力供給端２９ｂ，２９ｃから給電線６２，６３にパルス電力は供給されていない。給電線６１に供給されたパルス電力は各接続線６１ａ，６１ｂに流れ、給電ブロック４１の２つの導電ブロック４１Ａ₁，４１Ａ₂を通して左から１本目の切断ワイヤ部分２６ａと左から４本目の切断ワイヤ部分２６ｄで構成される第１の切断ワイヤ部分組２６１に供給される。第１の切断ワイヤ部分組２６１の切断ワイヤ部分２６ａと切断ワイヤ部分２６ｄとワーク２８の距離はＬであるが、ワーク２８の形状などによって切断ワイヤ部分２６ａ，２６ｄとワーク２８との各距離の間には小さな差がある。すると、切断ワイヤ部分２６ａ，２６ｄの内いずれか若干でもワーク２８に近い方の切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間でのみ放電が発生し、そのほかの切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間では放電が発生しない。例えば、１本目の切断ワイヤ部分２６ａの方が若干ワーク２８との距離が短い状態の場合、切断ワイヤ部分２６ａとワーク２８との間で放電が発生し、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ａに対応する部分が加工され、切り込み７１Ａ₁ができるが、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｄに対応する部分は放電か発生しないため、切り込みはできない。クロック回路５１からの最初のクロック信号によって、１つの切断ワイヤ部分２６ａとワーク２８との間にのみ放電が発生する。

次に、図３（ｄ）に示す２番目のクロック信号が第２のトランジスタ５３のベースに入力されると、図３（ｂ）に示すように、第２のトランジスタ５３がオンとなり、第２のパルス電力供給端２９ｂから給電線６２に三角形のパルス電流が供給される。この際、第１、第３のトランジスタ５２，５４にはクロック回路５１からのクロック信号が入力されないので、第１、第３のパルス供給端２９ａ，２９ｃから給電線６１，６３にパルス電力は供給されていない。給電線６２に供給されたパルス電力は各接続線６２ａ，６２ｂに流れ、給電ブロック４２の２つの導電ブロック４２Ａ₁，４２Ａ₂を通して左から２本目の切断ワイヤ部分２６ｂと左から５本目の切断ワイヤ部分２６ｅで構成される第２の切断ワイヤ部分組２６２に供給される。先に説明したと同様、第２の切断ワイヤ部分組２６２の切断ワイヤ部分２６ｂ，２６ｅの内いずれか若干でもワーク２８に近い方の切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間でのみ放電が発生し、そのほかの切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間では放電が発生しない。例えば、２本目の切断ワイヤ部分２６ｂの方が若干ワーク２８との距離が短い状態の場合、切断ワイヤ部分２６ｂとワーク２８との間で放電が発生し、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｂに対応する部分が加工され、切り込み７２Ａ₁ができるが、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｅに対応する部分は放電か発生しないため、切り込みはできない。クロック回路５１からの２番目のクロック信号によって、１つの切断ワイヤ部分２６ｂとワーク２８との間にのみ放電が発生する。切断ワイヤ部分２６ｂがワーク２８との間で放電している間に、先に放電した切断ワイヤ部分２６ａによって形成された切込み７１Ａ₁からは、切粉が排出されている。

さらに、図３（ｄ）に示す３番目のクロック信号が第３のトランジスタ５４のベースに入力されると、図３（ｃ）に示すように、第３のトランジスタ５４がオンとなり、第３のパルス電力供給端２９ｃから給電線６３に三角形のパルス電流が供給される。この際、第１、第２のトランジスタ５２，５３にはクロック回路５１からのクロック信号が入力されないので、第１、第２のパルス供給端２９ａ，２９ｂから給電線６１，６２にパルス電力は供給されていない。給電線６３に供給されたパルス電力は各接続線６３ａ，６３ｂに流れ、給電ブロック４３の２つの導電ブロック４３Ａ₁，４３Ａ₂を通して左から３本目の切断ワイヤ部分２６ｃと左から６本目の切断ワイヤ部分２６ｆで構成される第３の切断ワイヤ部分組２６３に供給される。先に説明したと同様、切断ワイヤ部分２６ｃ，２６ｆの内いずれか若干でもワーク２８に近い方の切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間でのみ放電が発生し、そのほかの切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間では放電が発生しない。例えば、３本目の切断ワイヤ部分２６ｃの方が若干ワーク２８との距離が短い状態の場合、切断ワイヤ部分２６ｃとワーク２８との間で放電が発生し、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｃに対応する部分が加工され、切り込み７３Ａ₁ができるが、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｆに対応する部分は放電か発生しないため、切り込みはできない。クロック回路５１からの３番目のクロック信号によって、１つの切断ワイヤ部分２６ｃとワーク２８との間にのみ放電が発生する。切断ワイヤ部分２６ｃがワーク２８との間で放電している間に、先に放電した切断ワイヤ部分２６ａ，２６ｂによって形成された切込み７１Ａ₁，７２Ａ₁からは、切粉が排出されている。

次に、先に放電した切断ワイヤ部分２６ａによって形成された切込み７１Ａ₁からの切粉の排出が終了するタイミングで図３に示す４番目のクロック信号がクロック回路５１から第１のトランジスタ５２のベースに入力される。先に説明したと同様、第１のトランジスタ５２がオンとなり、第１のパルス電力供給端２９ａから給電線６１に三角形のパルス電流が供給され、そのパルス電力は各接続線６１ａ，６１ｂに流れ、左から１本目の切断ワイヤ部分２６ａと左から４本目の切断ワイヤ部分２６ｄに供給される。左から１本目の切断ワイヤ部分２６ａに対応するワーク２８には先の放電によって切り込み７１Ａ₁が形成されていることから、切断ワイヤ部分２６ａとワーク２８との距離は切断ワイヤ部分２６ｄとワーク２８との間の距離よりも長くなっている。このため、切断ワイヤ部分２６ａとワーク２８との間では放電は発生せず、切断ワイヤ部分２６ｄとワーク２８の間でのみ放電が発生する。そしてこの放電によってワイヤ放電部分２６ｄに対応するワーク２８の部分が加工され、切り込み７１Ａ₂が形成される。このとき、先に放電した切断ワイヤ部分２６ｂ，２６ｃによって形成された切込み７２Ａ₁，７３Ａ₁からは、切粉が排出されている。

以下、同様に、先に放電した切断ワイヤ部分２６ｂによって形成された切込み７２Ａ₁からの切粉の排出が終了するタイミングで第５のクロック信号がクロック回路５１から第２のトランジスタ５３に入力されると、切断ワイヤ部分２６ｅとワーク２８との間でのみ放電が発生し、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｅに対応する部分に加工による切り込み７２Ａ₂が形成され、先に放電した切断ワイヤ部分２６ｃによって形成された切込み７３Ａ₁からの切粉の排出が終了するタイミングで第６のクロック信号がクロック回路５１から第３のトランジスタ５４に入力されると、切断ワイヤ部分２６ｆとワーク２８との間でのみ放電が発生し、ワーク２８の切断ワイヤ部分２６ｆに対応する部分に加工による切り込み７３Ａ₂が形成される。

以上説明したように、クロック回路５１からクロック信号が発信されるたびに、３つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３の１本の切断ワイヤ部分２６のみがワーク２８との間で放電するので、隣接する切断ワイヤ部分２６の間で電流が干渉して放電が不安定となることが抑制される。また、各切断ワイヤ部分組２６１〜２６３のそれぞれから放電加工による切粉が排出された後に次の放電が発生するようにクロック回路５１のクロック周期が調整されているので、切粉が排出されないうちに切粉と切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆで次の放電が発生してしまい、切断面が不良となってしまうという問題がなくなる。

また、加工の状態によっては、１つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３に含まれる２つの切断ワイヤ部分２６、例えば、切断ワイヤ部分２６ａ，２６ｄの両方とワーク２８との間で放電が発生する場合がある。このような場合でも、切断ワイヤ部分２６ａと切断ワイヤ部分２６ｄとはワイヤ１５の送り方向に距離が離れていることから、切断ワイヤ部分間の直流抵抗がおおきく、互いの電気的な干渉が少なく、放電が不安定となることが抑制される。

本実施形態のワイヤ放電加工装置１００は６本の各切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆとワーク２８との間で同時に放電を行わず、１つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３の切断ワイヤ部分２６とワークとの間で放電を行うようにしているので、全切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆとワーク２８との間で同時に放電を行う場合に比較して切削速度が低いように見えるかも知れない。しかし、全切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆとワークとの間で同時に放電を行う様にパルス電力を供給しても、各切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆの間で電流の干渉が生じてしまうことから、全切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆとワーク２８との間で同時に放電を行うことは困難で、６本の切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆの１〜２本の切断ワイヤ部分２６で放電できるに過ぎない。しかも、放電と放電との間は、放電加工によって発生した切粉を 排出するのに十分な時間間隔を取ることが必要となってくるので、各切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆに供給するパルス電力の周期は、本実施形態の図３（ａ）に示す時間Δｔ₁とすることが必要となる。すると、各切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆに同時にパルス電力を供給しても、時間Δｔ₁の間に確実にワーク２８との間で放電することのできる切断ワイヤ部分２６は１〜２本となり、時間Δｔ₁の間に確実に３つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３に含まれる各１本、合計３本の切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間で放電を行うことができる本実施形態のワイヤ放電加工装置１００の方が加工速度が速くなる。また、先に述べたように本実施形態のワイヤ放電加工装置１００は、放電が安定しているので、加工面の仕上がりもきれいで、不安定な放電によってワイヤ１５の切断が発生する可能性も低くなる。

以上述べたように、本実施形態のワイヤ放電加工装置１００は切断ワイヤ部分２６とワーク２８との間の放電を安定させ不安定な放電によるワイヤ１５の断線を抑制することができると共に、放電加工の速度を速めることができる。

以上説明したワイヤ放電加工装置１００では、切断ワイヤ部分２６ａ〜２６ｆをそれぞれ２本の切断ワイヤ部分を含む３つの切断ワイヤ部分組２６１〜２６３みに分け、それぞれ２つの導電ブロックを含む３つの給電ブロック４１〜４３によってパルス電力を供給することとして説明したが、切断ワイヤ部分２６の本数が多くなった場合には、１つの切断ワイヤ部分組に含まれる切断ワイヤ部分２６の本数を多くすることとしてもよい。また、切断ワイヤ部分組の数も多くしてより多くの給電ブロックを備えるようにしてもよい。

１０Ａ 送り出しボビン、１０Ｂ 巻き取りボビン、１１Ａ〜１１Ｉ プーリ、１２ ダンサロール、１３Ａ 第１のワイヤ張力センサ，１３Ｂ 第２のワイヤ張力センサ、１５ ワイヤ、１６ 速度プーリ、１７ ガイド、１８ 張力プーリ、１９ クランプユニット、１９ａ クランプローラ、２１ ワイヤ整列ユニット、２２ 滑りクラッチ、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ ガイドローラ、２５Ａ 送り出しモータ、２５Ｂ 速度モータ、２５Ｃ ドローモータ、２５Ｄ トルクモータ、２５Ｅ ステッピングモータ、２５Ｆ，２５Ｇ 位置決めモータ、２５Ｈ 巻取りモータ、２６，２６ａ〜２６ｆ 切断ワイヤ部分、２７ ワーク送りユニット、２８ ワーク、２９ パルス電源、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ パルス電力供給端、３１ 位置センサ、３２ 断線検出センサ、４１〜４３ 給電ブロック、４１Ａ〜４３Ａ，４１Ａ₁，４１Ａ₂，４２Ａ₁，４２Ａ₂，４３Ａ₁，４３Ａ₂ 導電ブロック、４１Ｂ〜４３Ｂ 絶縁ブロック、５１ クロック回路、５２〜５４ トランジスタ、５５〜５７ コンデンサ、５８ 直流電源、６１〜６４ 給電線、６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ 接続線、８０ 制御部、１００ ワイヤ放電加工装置。

Claims (2)

1. 間隔をおいて配設された複数のガイドローラを含むガイドローラ組と、
   各ガイドローラの長手方向に間隔をあけてガイドローラ組に複数回巻き掛けられ、一対の隣接するガイドローラ間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部分を構成するワイヤと、
   少なくとも１本おきに配置された複数の切断ワイヤ部分を含む少なくとも２つの切断ワイヤ部分組と、
   切断ワイヤ部分組と同数で、各切断ワイヤ部分組の各切断ワイヤ部分に給電する複数の導電ブロックを含む給電ブロックと、
   各給電ブロックにパルス電力を供給するパルス電源と、を備え、
   各切断ワイヤ部分とワークとの間で放電を行ってワークを加工するワイヤ放電加工装置であって、
   各給電ブロックは、それぞれ異なる切断ワイヤ部分組に給電し、
   パルス電源は、印加時間をずらして各給電ブロックにパルス電力を供給すること、
   を特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 請求項１に記載のワイヤ放電加工装置であって、
   パルス電源は、
   給電ブロックと同数のパルス電力供給端と、
   給電ブロックと同数の信号出力端を備えるクロック回路と、
   直流電源と、
   各パルス電力供給端と直流電源の一端との間に配置され、給電ブロックと同数でクロック回路からの入力信号によって各パルス電力供給端への出力電力をオンオフするスイッチング素子と、
   各パルス電力供給端と直流電源の他端との間に配置されるコンデンサと
   を備え、
   クロック回路は信号を複数の信号出力端に順次出力し、
   各給電ブロックに含まれる複数の導電ブロックは、共通のパルス電力供給端から電力が供給されること、
   を特徴とするワイヤ放電加工装置。

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