JP2020138268A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の給電子を有する給電子ユニットの容易なメンテナンスを可能とするワイヤ放電加工装置を得ること。【解決手段】ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極のうち複数の線条部に個別に接触して、接触された線条部と被加工物との間に電圧を印加するための給電子１０と、互いに一体とされた複数の給電子１０を有する給電子ユニット２０を保持するホルダー３０と、加工電源によって供給される加工電流が流れる給電線１１の端部が繋がれており、給電子１０が接触することによって給電子１０を給電線１１に電気的に接続する導電体である板ばね３２と、を備える。ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において、複数の給電子１０の各々は、複数の導電体の各々に接触する。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物の複数の位置における放電加工を同時に行うワイヤ放電加工装置に関する。

複数の線条部での放電加工を同時に行うことによって、被加工物から複数の板状体を一度に切り出すワイヤ放電加工装置が知られている。かかるワイヤ放電加工装置では、１本のワイヤ電極を複数回周回させることによって、互いに並行する複数の線条部が形成される。かかるワイヤ放電加工装置には、線条部と被加工物との間に電圧を印加するための複数の給電子が設けられている。複数の線条部の各々へ個別に電圧を印加するために、複数の給電子の各々は互いに絶縁されている。各給電子には、線条部へ加工電流を供給するための給電線が接続されている。

特許文献１には、複数の給電子が積層された積層構造を有するワイヤ放電加工装置が開示されている。かかる積層構造では、給電線が接続された給電導体と絶縁物とが給電子同士の間に挟み込まれた状態で複数の給電子が互いに締結されることにより、複数の給電子が一体化されている。線条部は、給電子の側面に接触しながら走行する。なお、以下の説明では、互いに一体とされた複数の給電子を有する構造物を、給電子ユニットと称する。

特許第４９１２３３０号公報

線条部同士の間隔は、被加工物から切り出される板状体の厚さに合わせて調整される。給電子ユニットでは、線条部同士の間隔に合わせて各給電子を配置するために、給電子の間隔が調整される必要がある。特許文献１の給電子ユニットの場合、給電線が接続された状態の給電導体が、メンテナンスにおける作業の妨げとなることがある。また、特許文献１の給電子ユニットの場合、メンテナンスにおける作業の際に、作業のための器具あるいは作業者の指が給電線に触れることによって給電導体から給電線が外れることがあり得る。給電導体から給電線が外れた場合には、給電導体へ給電線を接続し直す作業が必要となる。このため、特許文献１にかかる従来の技術では、複数の給電子を有する給電子ユニットのメンテナンスが困難であるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の給電子を有する給電子ユニットの容易なメンテナンスを可能とするワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極が複数回巻き掛けられて、ワイヤ電極の走行をガイドする第１のガイドローラおよび第２のガイドローラと、ワイヤ電極のうち第１のガイドローラと第２のガイドローラとの間にて互いに並行する部分である複数の線条部に個別に接触して、接触された線条部と被加工物との間に電圧を印加するための給電子と、を備える。本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、互いに一体とされた複数の給電子を有する給電子ユニットを保持するホルダーと、加工電源によって供給される加工電流が流れる給電線の端部が繋がれており、給電子が接触することによって給電子を給電線に電気的に接続する導電体と、を備える。ホルダーに給電子ユニットが保持されている状態において、複数の給電子の各々は、複数の導電体の各々に接触する。

本発明によれば、複数の給電子を有する給電子ユニットの容易なメンテナンスが可能となるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図 図１に示すワイヤ放電加工装置が有する給電子と、給電子の設置のための構成とを示す図 図２に示す給電子ユニットがホルダーに取り付けられるときの様子を示す図 本発明の実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置が有する給電子ユニットを示す図 図４に示す給電子ユニットの分解図 本発明の実施の形態３にかかるワイヤ放電加工装置が有する給電子ユニットを示す図 図６に示す給電子ユニットの分解図 本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置が有する導電体である保持機構を示す図 図８に示す構成を図８とは異なる方向から見た様子を示す図 図８に示す保持機構の斜視図 図８に示す構成を図８および図９とは異なる方向から見た様子を示す図 図１１に示す給電子ユニットのうち給電子を除いた構成を示す図 本発明の実施の形態５にかかるワイヤ放電加工装置が有するホルダーと導電体である給電用ワイヤとを示す図 図１３に示すホルダーに給電子ユニットが取り付けられた状態における給電子ユニットと給電用ワイヤとを示す図 実施の形態５においてホルダーに給電用ワイヤが取り付けられている他の例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置１００において、１本のワイヤ電極２を複数回周回させることによって互いに並行する複数の線条部２ａが形成される。ワイヤ放電加工装置１００は、各線条部２ａでの放電加工を同時に行うことで、被加工物７から複数の板状体を一度に切り出す。被加工物７は、例えば、半導体あるいは太陽電池などに使用される、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコンなどの単結晶あるいは多結晶の柱状インゴットである。

ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ電極２が繰り出される第１のボビン１Ａと、第１のボビン１Ａから繰り出されて複数のガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにて周回されたワイヤ電極２が巻き取られる第２のボビン１Ｂとを備える。第１のボビン１Ａは、回転軸を中心に、ワイヤ電極２を繰り出す正回転と、正回転とは逆の逆回転とが可能とされている。第２のボビン１Ｂは、回転軸を中心に、ワイヤ電極２を巻き取る正回転と、正回転とは逆の逆回転とが可能とされている。第１のボビン１Ａは、回転軸方向において往復動作するトラバースステージに搭載されている。第２のボビン１Ｂは、回転軸方向において往復動作するトラバースステージに搭載されている。図１では、トラバースステージの図示を省略している。

ガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、ワイヤ電極２が間隔をとりながら複数回巻き掛けられて、第１のボビン１Ａと第２のボビン１Ｂとの間におけるワイヤ電極２の走行をガイドする。ワイヤ放電加工装置１００に設けられるガイドローラの数は４つに限られない。ワイヤ放電加工装置１００には、複数のガイドローラが設けられていれば良い。

各ガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面には、等間隔の複数の案内溝が形成されている。かかる案内溝に沿ってワイヤ電極２が巻き掛けられることによって、ガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、ガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間にて並行するワイヤ電極２の間隔を一定に保持する。

第１のボビン１Ａから繰り出されたワイヤ電極２は、ガイドローラ３ａ、ガイドローラ３ｂ、ガイドローラ３ｃ、およびガイドローラ３ｄの順に巻き掛けられて、再びガイドローラ３ａからの巻き掛けが継続される。このようにして、ワイヤ電極２は、ガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間にて複数回周回してから、第２のボビン１Ｂへ巻き取られる。上記の複数の線条部２ａは、ワイヤ電極２のうち、第１のガイドローラであるガイドローラ３ｃと第２のガイドローラであるガイドローラ３ｄとの間にて互いに並行する部分である。

ワイヤ放電加工装置１００は、被加工物７が載置されるステージ１３を備える。ステージ１３は、複数の線条部２ａの走行方向と複数の線条部２ａが並列された方向とに垂直な方向である鉛直方向において往復動作する。ステージ１３は、鉛直方向における往復動作によって、被加工物７を複数の線条部２ａに対して相対的に接近または離反するように位置を変化させる。被加工物７への放電加工によって、被加工物７には、複数の線条部２ａに沿った加工溝８が形成される。

制振ガイドローラ４Ａは、被加工物７とガイドローラ３ｄとの間に配置されている。制振ガイドローラ４Ｂは、被加工物７とガイドローラ３ｃとの間に配置されている。制振ガイドローラ４Ａ，４Ｂには、等間隔の複数の案内溝５が設けられている。制振ガイドローラ４Ａと制振ガイドローラ４Ｂとは、被加工物７において各線条部２ａの間隔を一定に保持する。

ワイヤ放電加工装置１００は、複数の線条部２ａの各々と被加工物７との間に電圧を印加するための複数の給電子１０Ａと複数の給電子１０Ｂとを備える。給電子１０Ａは、制振ガイドローラ４Ａとガイドローラ３ｄとの間にて、複数の線条部２ａのうち１つおきの線条部２ａに個別に接触する。給電子１０Ｂは、制振ガイドローラ４Ｂとガイドローラ３ｃとの間にて、複数の線条部２ａのうち給電子１０Ａと接触する線条部２ａ以外の線条部２ａと個別に接触する。給電子１０Ａ，１０Ｂは、接触された線条部２ａと被加工物７との間に電圧を印加する。加工電源１４は、加工電流を出力する。パルス発振器１５は、パルス発振を行う。加工電源ユニット１２は、各給電子１０Ａ，１０Ｂへ個別にパルス電圧を印加する。図１では、給電子１０Ａ，１０Ｂの設置のための構成の図示を省略している。また、図１では、給電子１０Ａ，１０Ｂの形状を簡略化して示している。給電子１０Ａの数と給電子１０Ｂの数とは、図１に示される数に限られない。給電子１０Ａの数と給電子１０Ｂの数とは、放電加工が行われる線条部２ａの数に合わせて任意に変更可能であるものとする。

ノズル６Ａは、制振ガイドローラ４Ａと被加工物７との間に配置されている。ノズル６Ｂは、制振ガイドローラ４Ｂと被加工物７との間に配置されている。複数の線条部２ａは、ノズル６Ａとノズル６Ｂとに通されている。ノズル６Ａ，６Ｂは、複数の線条部２ａが通される貫通孔を有する。ノズル６Ａ，６Ｂの内部に満たされた加工液は、かかる貫通孔を通って被加工物７へ噴射される。

回転駆動部１７Ａは、第１のボビン１Ａを回転駆動するモータを有する。トラバース駆動部１８Ａは、第１のボビン１Ａを往復動作させるトラバースステージを駆動する。回転駆動部１７Ｂは、第２のボビン１Ｂを回転駆動するモータを有する。トラバース駆動部１８Ｂは、第２のボビン１Ｂを往復動作させるトラバースステージを駆動する。トラバース駆動部１８Ａ，１８Ｂは、モータと、モータの回転運動を直線運動へ変換させる機構とを有する。ステージ駆動部１９は、ステージ１３を駆動する。ステージ駆動部１９は、モータと、モータの回転運動を直線運動へ変換させる機構とを有する。図１では、各モータおよび各機構の図示を省略している。

加工制御装置１６は、ワイヤ放電加工装置１００の全体を制御する。加工制御装置１６は、パルス発振器１５と、回転駆動部１７Ａ，１７Ｂと、トラバース駆動部１８Ａ，１８Ｂと、ステージ駆動部１９とを制御する。

次に、給電子１０Ａ，１０Ｂの設置のための構成について説明する。以下の説明において、給電子１０Ａと給電子１０Ｂとを区別せずに、給電子１０と称することがある。

図２は、図１に示すワイヤ放電加工装置が有する給電子と、給電子の設置のための構成とを示す図である。なお、図２に示す構成は、図１に示す制振ガイドローラ４Ａとガイドローラ３ｄとの間の位置、ならびに制振ガイドローラ４Ｂとガイドローラ３ｃとの間の位置のそれぞれに設置されている。

ワイヤ放電加工装置１００は、給電子ユニット２０を有する。給電子ユニット２０は、互いに一体とされた複数の給電子１０を有する。図２には、給電子１０が互い違いに配置されるように並べられた２つの給電子ユニット２０を示している。２つの給電子ユニット２０は、同様の構成を有している。

給電子ユニット２０は、複数の給電子１０と、複数の絶縁板２２と、２つのスペーサ２３とを有する。給電子ユニット２０において、複数の給電子１０と複数の絶縁板２２とは、一列に配列されている。２つの給電子１０の間に１つの絶縁板２２が挟み込まれていることによって、給電子１０と絶縁板２２とは交互に並べられている。複数の給電子１０と複数の絶縁板２２とは、２つのスペーサ２３の間に配置されている。

支持部品である支持ロッド２１は、複数の給電子１０と、複数の絶縁板２２と、２つのスペーサ２３とを貫いている。支持ロッド２１は、複数の給電子１０と複数の絶縁板２２と２つのスペーサ２３とを貫くことによって、複数の給電子１０の各々と複数の絶縁板２２の各々と２つのスペーサ２３の各々とを支持する。複数の給電子１０と複数の絶縁板２２と２つのスペーサ２３とは、互いに一体化された状態で、支持ロッド２１に支持されている。また、支持ロッド２１は、各給電子１０の中心と各絶縁板２２の中心と各スペーサ２３の中心とを貫いている。複数の給電子１０と複数の絶縁板２２と２つのスペーサ２３とは、同軸上に配置されている。複数の給電子１０と複数の絶縁板２２と２つのスペーサ２３とは、支持ロッド２１の中心軸の方向へ一列に配列された状態で互いに一体とされている。以下の説明では、支持ロッド２１の中心軸の方向を、軸方向と称することがある。給電子ユニット２０は、絶縁板２２とスペーサ２３とが設けられることによって、線条部２ａの位置に合わせて複数の給電子１０の各々を配置することができる。

給電子１０は、支持ロッド２１が通る孔が中心に開けられている円板形状の物体である。給電子１０の材料には、超硬合金が使用される。円板形状の外側面には、線条部２ａが通る溝が形成されている。溝は、円板形状における全周にわたって形成されている。溝は、Ｖ形状の断面を有する。以下の説明では、かかる溝をＶ溝と称する。線条部２ａがＶ溝に入り込んだ状態で線条部２ａが走行することによって、給電子１０からの線条部２ａの脱落が防止可能となる。また、線条部２ａがＶ溝の内壁を摺動することによって、給電子１０への線条部２ａの接触が確保される。給電子１０と線条部２ａとが接触することによって、給電子１０から線条部２ａへの電流の供給が可能となる。耐摩耗性に優れた金属である超硬合金が材料に使用されることによって、給電子１０は、給電子１０において線条部２ａが摺動することによる摩耗を低減することが可能となる。

絶縁板２２は、支持ロッド２１が通る孔が中心に開けられている円板形状の物体である。絶縁板２２は、互いに隣り合う給電子１０を電気的に絶縁する。また、絶縁板２２は、互いに隣り合う給電子１０の間隔を保持する。スペーサ２３は、支持ロッド２１が通る円筒状の物体である。支持ロッド２１は、円柱状の物体である。支持ロッド２１は、支持ロッド２１において支持されている複数の給電子１０の各々を電気的に絶縁する。

なお、給電子ユニット２０に設けられる給電子１０の数は、図２に示される数に限られない。給電子ユニット２０に設けられる給電子１０の数は、放電加工が行われる線条部２ａの数に合わせて任意に変更可能であるものとする。

ワイヤ放電加工装置１００は、給電子ユニット２０を保持するホルダー３０を有する。ホルダー３０に支持ロッド２１の端部が嵌め込まれることによって、ホルダー３０は、給電子ユニット２０を保持する。押さえ部３１は、ホルダー３０と組み合わせられることによって、ホルダー３０から支持ロッド２１が外れることを防止する。なお、図２では、ホルダー３０と押さえ部３１とを破線によって表している。

ホルダー３０には、導電体である複数の板ばね３２が設けられている。ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において、複数の給電子１０の各々が複数の板ばね３２の各々に接触する。複数の板ばね３２の各々には、給電線１１の端部が繋がれている。板ばね３２の端部に給電線１１の端部が半田付けされることによって、板ばね３２と給電線１１とは電気的に接続されている。また、板ばね３２に給電子１０が接触することによって、板ばね３２は、給電子１０を給電線１１に電気的に接続する。なお、給電線１１のうち板ばね３２に接続される端部とは逆側の端部は、加工電源ユニット１２に接続される。

図３は、図２に示す給電子ユニットがホルダーに取り付けられるときの様子を示す図である。ホルダー３０は、支持ロッド２１が嵌め込み可能に形成された凹部３５を有する。また、ホルダー３０のうち押さえ部３１と接触する面には、位置決めピン３３が設けられている。押さえ部３１は、支持ロッド２１が嵌め込み可能に形成された凹部３６を有する。押さえ部３１のうちホルダー３０と接触する面には、位置決めピン３３が挿入可能に形成された穴３４が設けられている。図３では、位置決めピン３３が設けられている位置におけるホルダー３０の断面と、穴３４が設けられている位置における押さえ部３１の断面とを示している。

ホルダー３０に形成されている凹部３５の位置に支持ロッド２１が載せられた状態にて、穴３４へ位置決めピン３３を挿入させながらホルダー３０に押さえ部３１が重ね合わせられる。これにより、凹部３５と凹部３６とによって支持ロッド２１が位置決めされて、給電子ユニット２０は、ホルダー３０と押さえ部３１とによって保持される。

ホルダー３０に押さえ部３１が載せられて、凹部３５へ支持ロッド２１が入り込む過程において、給電子１０は、板ばね３２の頂部に接触する。板ばね３２には、給電子１０のうち線条部２ａと接触する部分とは逆側の部分が接触する。さらに、ホルダー３０に押さえ部３１が接触することによってホルダー３０に給電子ユニット２０が位置決めされた状態において、板ばね３２に給電子１０が押さえ付けられることによって、板ばね３２は、給電子１０との接触を維持したまま変形する。板ばね３２は、ホルダー３０に給電子ユニット２０が位置決めされた状態における給電子１０による押圧によって変形可能に形成されている。板ばね３２の材料には、導電性を有しかつ弾性変形が可能な金属材料が使用される。このように、給電子ユニット２０が有する複数の給電子１０は、給電子１０が板ばね３２へ押さえ付けられることによって板ばね３２を変形させた状態で、複数の板ばね３２の各々に接触する。

給電子１０によって板ばね３２が押圧されることによって、板ばね３２は変形する。板ばね３２が変形することによって、板ばね３２への給電子１０の接触が確保される。給電子１０と板ばね３２とが接触することによって、板ばね３２から給電子１０への電流の供給が可能となる。

ホルダー３０に給電子ユニット２０が位置決めされることによって、複数の給電子１０の各々が複数の板ばね３２の各々に同時に接触可能とされている。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持された状態において、複数の給電子１０の各々を、複数の給電線１１の各々と電気的に接続することができる。なお、板ばね３２は、ワイヤ放電加工装置１００のうちホルダー３０以外の要素に設けられていても良い。板ばね３２は、給電子１０と接触可能な位置に設けられていれば良い。

給電子１０は、給電子１０における線条部２ａの摺動が続けられるうちに、線条部２ａと接触する部分が徐々に摩耗していく。線条部２ａと接触する部分が摩耗した場合に、給電子１０のうち摩耗した部分以外の部分が線条部２ａに接触するように、支持ロッド２１の軸回りに給電子１０を回転させるメンテナンスが実施される。このように、給電子１０のうち線条部２ａとの接触に使用されていない部分を、線条部２ａと新たに接触させる部分とすることによって、同じ給電子１０を長期に渡って使用することができる。このように給電子１０を回転させるメンテナンスは、給電子ユニット２０の締結を緩めることによって行われる。

また、ワイヤ放電加工装置１００において、線条部２ａ同士の間隔は、被加工物７から切り出される板状体の厚さに合わせて調整される。線条部２ａ同士の間隔が変更される場合、線条部２ａ同士の間隔に合わせて、給電子ユニット２０における各給電子１０の間隔を変更するメンテナンスが実施される。各給電子１０の間隔を変更するメンテナンスも、給電子ユニット２０の締結を緩めることによって行われる。また、給電子ユニット２０に締結されている給電子１０を交換するメンテナンス、あるいは給電子１０を清掃するメンテナンスが実施される場合も、給電子ユニット２０の締結が解除される。

実施の形態１では、各給電子１０は、板ばね３２を介して給電線１１に接続されている。給電子ユニット２０は、給電線１１が固定されているホルダー３０とは独立して取り外し可能とされている。このため、ワイヤ放電加工装置１００は、給電子ユニット２０のメンテナンスにおいて、給電線１１が作業の妨げになるといった事態を無くすことが可能となる。

また、実施の形態１では、給電子ユニット２０の締結によって弾性変形する構造体の１つである給電導体を給電子ユニット２０に設ける必要がない。給電子ユニット２０は、給電導体が不要であることによって、給電子１０の間隔誤差を低減できる。給電子ユニット２０は、締結が緩められた後に再度締結が行われる場合に、給電子１０同士の間隔を調整するための作業が不要となる。給電子ユニット２０は、計測機器の使用による調整が行われなくても、絶縁板２２を介して各給電子１０が配置されることによって給電子１０同士の間隔の調整が可能となる。以上により、ワイヤ放電加工装置１００は、給電子ユニット２０の容易なメンテナンスが可能となる。

複数の板ばね３２の各々は、給電子ユニット２０の軸方向に平行な方向においてスライド可能とされている。すなわち、軸方向に平行な方向において、各板ばね３２の位置は調整可能とされている。線条部２ａ同士の間隔が調整されたことに合わせて軸方向における各給電子１０の位置が調整された場合に、各給電子１０の位置に合わせて各板ばね３２の位置が調整される。ワイヤ放電加工装置１００は、線条部２ａの位置の変更に伴い給電子１０の位置が調整された場合に、給電子１０に合わせて板ばね３２が位置決めされることによって、板ばね３２と給電子１０との接触を維持することができる。

ワイヤ放電加工装置１００では、１つのホルダー３０に１つの給電子ユニット２０が保持される。ワイヤ放電加工装置１００は、複数の給電子ユニット２０を保持可能なホルダー３０を有しても良い。

実施の形態１によると、ワイヤ放電加工装置１００には、給電子１０を給電線１１に電気的に接続する複数の板ばね３２が設けられている。また、ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において複数の給電子１０の各々が複数の板ばね３２の各々に接触する。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、複数の給電子１０を有する給電子ユニット２０の容易なメンテナンスが可能となるという効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態２では、給電子ユニット２０の詳細な構成例について説明する。図４は、本発明の実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置が有する給電子ユニットを示す図である。図５は、図４に示す給電子ユニットの分解図である。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

支持ロッド２１のうち軸方向における一方の端部には、基部２４が設けられている。軸方向に垂直な方向における基部２４の幅は、支持ロッド２１のうちの他の部分の幅よりも大きい。支持ロッド２１のうち軸方向における他方の端部には、締結部品であるナット２７が締め付けられる。複数の給電子１０と、複数の絶縁板２２と、２つのスペーサ２３とは、基部２４とナット２７との間において一列に配列される。ナット２７とスペーサ２３との間には、板ばね２６が挟み込まれている。複数の給電子１０と、複数の絶縁板２２と、２つのスペーサ２３と板ばね２６とは、支持ロッド２１へのナット２７の締結によって、基部２４とナット２７との間にて固定される。なお、図５では、図４に示す給電子１０と絶縁板２２とのうちの一部について図示を省略している。

絶縁板２２の材料には、窒化ケイ素といった絶縁セラミックスが使用される。絶縁板２２は、絶縁セラミックスからなる構造体とすることができる。この場合、絶縁板２２の全体は、絶縁性材料からなる。弾性変形が小さい絶縁セラミックスが絶縁板２２の材料に使用されることによって、給電子１０と絶縁板２２とが一体とされてナット２７が締結されたときにおいて、締結の強さに起因する給電子１０の間隔誤差の低減が可能となる。

絶縁板２２は、芯材と、芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物であっても良い。このように、絶縁板２２は、全体が絶縁性材料であるものに限られず、表面のみに絶縁性材料が施されたものであっても良い。芯材には、超硬合金あるいはステンレス材といった硬度が高い材料が使用される。絶縁性材料には、ダイヤモンドライクカーボン（Diamond Like Carbon：ＤＬＣ）といった、高抵抗な硬質膜を形成可能な材料が使用される。この場合、絶縁板２２は、絶縁性材料を用いた被覆処理が芯材に施されることによって形成される。この場合も、絶縁板２２は、ナット２７が締結されたときにおいて、締結の強さに起因する給電子１０の間隔誤差の低減が可能となる。

スペーサ２３は、基部２４とナット２７との間における複数の給電子１０のために設けられる部品である。２つのスペーサ２３は、複数の給電子１０と複数の絶縁板２２とを挟み込んで、支持ロッド２１に固定されている。支持ロッド２１の軸方向において、各給電子１０は、複数の絶縁板２２と２つのスペーサ２３とによって位置決めされる。

絶縁板２２と同様に、スペーサ２３の材料には、窒化ケイ素といった絶縁セラミックスが使用される。スペーサ２３は、絶縁セラミックスからなる構造体とすることができる。弾性変形が小さい絶縁セラミックスがスペーサ２３の材料に使用されることによって、給電子１０と絶縁板２２とスペーサ２３とが一体とされてナット２７が締結されたときにおいて、締結の強さに起因する給電子１０の位置誤差の低減が可能となる。

また、スペーサ２３は、絶縁板２２と同様に、芯材と、芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物であっても良い。芯材には、超硬合金あるいはステンレス材といった硬度が高い材料が使用される。絶縁性材料には、ＤＬＣといった、高抵抗な硬質膜を形成可能な材料が使用される。この場合、スペーサ２３は、絶縁性材料を用いた被覆処理が芯材に施されることによって形成される。この場合も、スペーサ２３は、ナット２７が締結されたときにおいて、締結の強さに起因する給電子１０の位置誤差の低減が可能となる。

支持ロッド２１の材料には、窒化ケイ素といった絶縁セラミックスが使用される。支持ロッド２１は、絶縁セラミックスからなる構造体とすることができる。支持ロッド２１は、芯材と、芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物であっても良い。芯材には、超硬合金あるいはステンレス材といった硬度が高い材料が使用される。絶縁性材料には、ＤＬＣといった、高抵抗な硬質膜を形成可能な材料が使用される。この場合、支持ロッド２１は、絶縁性材料を用いた被覆処理が芯材に施されることによって形成される。支持ロッド２１は、アルミニウムといった金属材料によって形成された芯材に硬質アルマイトを用いた被覆処理が施されることによって形成されたものであっても良い。あるいは、支持ロッド２１は、絶縁セラミックスなどの絶縁性材料からなる中空管に、ステンレス材などを用いて形成された芯材が挿入された構造体であっても良い。

実施の形態２では、給電子ユニット２０の締結によって弾性変形する構造体の１つである給電導体を給電子ユニット２０に設ける必要がない。給電子ユニット２０は、給電導体が不要であることと、弾性変形が小さい絶縁板２２が設けられることによって、給電子１０の間隔誤差を低減できる。給電子ユニット２０は、ナット２７の締結が緩められて給電子１０同士の間隔が変化した後に再度ナット２７が締結される場合に、締結の強さに関わらず給電子１０同士の間隔を線条部２ａ同士の間隔に正確に合わせることができる。よって、給電子ユニット２０は、メンテナンスの際に、計測機器の使用による給電子１０同士の間隔を調整する必要が無くなる。

ここで、基部２４のうちスペーサ２３と接触する平面を、給電子ユニット２０における各給電子１０の位置決めのための基準面２５とする。給電子ユニット２０は、弾性変形が小さいスペーサ２３が設けられることによって、基準面２５からの各給電子１０の位置誤差を低減できる。給電子ユニット２０は、ナット２７の締結が緩められて給電子１０同士の間隔が変化した後に再度ナット２７が締結される場合に、締結の強さに関わらず各給電子１０の位置を各線条部２ａの位置に正確に合わせることができる。よって、給電子ユニット２０は、メンテナンスの際に、各給電子１０の位置を調整する必要が無くなる。以上により、ワイヤ放電加工装置１００は、給電子ユニット２０の容易なメンテナンスが可能となる。

給電子ユニット２０に設けられる絶縁板２２は、被加工物７から切り出される板状体の厚さに合わせて線条部２ａの間隔が調整された場合に、線条部２ａの間隔に絶縁板２２の厚さを合わせるための交換が可能とされている。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、線条部２ａの間隔と給電子１０の間隔とを合わせることができる。また、給電子ユニット２０に設けられるスペーサ２３も交換が可能とされることによって、ワイヤ放電加工装置１００は、基準面２５からの各給電子１０の位置を変更することができる。

なお、給電子ユニット２０は、互いに別の構成要素である給電子１０と絶縁板２２とに代えて、絶縁性材料による被覆処理が施された給電子１０が設けられていても良い。かかる被覆処理によって形成される絶縁体は、絶縁板２２と同様の機能を果たす。絶縁性材料には、ＤＣＬといった、高抵抗な硬質膜を形成可能な材料が使用される。この場合も、給電子ユニット２０は、給電子１０同士の間隔を線条部２ａ同士の間隔に正確に合わせることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、給電子ユニットの変形例について説明する。図６は、本発明の実施の形態３にかかるワイヤ放電加工装置が有する給電子ユニットを示す図である。図７は、図６に示す給電子ユニットの分解図である。実施の形態３では、上記の実施の形態１および２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１および２とは異なる構成について主に説明する。

図６に示す給電子ユニット６０は、３つの給電子グループ６１を有する。給電子グループ６１は、３つの給電子１０と、給電子１０同士の間に設けられた絶縁板２２とを有する。また、給電子ユニット６０は、実施の形態２の支持ロッド２１に代えて、互いに連結可能な３つの支持ボルト６２を有する。３つの支持ボルト６２の各々は、給電子１０が配置される基材である。３つの支持ボルト６２は、互いに連結されることによって一体の支持部品を構成する。互いに連結された３つの支持ボルト６２からなる支持部品は、絶縁セラミックスからなる構造物、芯材と芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物、あるいは、絶縁性材料からなる中空管に芯材が挿入された構造体である。

各支持ボルト６２は、円筒形状をなしている。３つの支持ボルト６２のうちの１つには、実施の形態２の基部２４と同様の基部６３が設けられている。３つの支持ボルト６２のうちの他の２つには、円形のつば部６５が設けられている。つば部６５が有する円形の直径は、給電子１０のうちＶ溝の底部における給電子１０の直径よりも小さい。各支持ボルト６２の両端には、締結によって連結可能にねじ加工が施されている。３つの支持ボルト６２は、支持ボルト６２同士の締結によって互いに連結可能とされている。また、支持ボルト６２同士における締め込み度合いは調整可能とされている。

互いに連結された３つの支持ボルト６２からなる構造物のうち、基部６３とは逆側の端部に、ナット７３が締結される。また、互いに連結された３つの支持ボルト６２からなる構造物の内部には、補強ロッド６９が挿入されている。３つの支持ボルト６２からなる構造物は、補強ロッド６９が挿入されることによって補強されている。

基部６３とつば部６５との間には、基部６３とつば部６５との間における給電子グループ６１の位置決めのためのスペーサ６７とコイルばね６８とが設けられている。２つのつば部６５の間には、２つのつば部６５の間における給電子グループ６１の位置決めのためのスペーサ６７とコイルばね６８とが設けられている。つば部６５とナット７３との間には、つば部６５とナット７３との間における給電子グループ６１の位置決めのためのスペーサ６７およびコイルばね６８と、コイルばね６８を挟持する２つのワッシャ７２とが設けられている。

基部６３のうちスペーサ６７と接触する平面は、基部６３を有する支持ボルト６２における各給電子１０の位置決めのための基準面６４とする。基準面６４は、給電子ユニット６０全体における各給電子グループ６１の位置決めのための基準面でもある。つば部６５のうちスペーサ６７と接触する平面は、つば部６５を有する支持ボルト６２における各給電子１０の位置決めのための基準面６６とする。

基部６３を有する支持ボルト６２において、各給電子１０は、基準面６４を基準として位置決めされる。つば部６５を有する支持ボルト６２において、各給電子１０は、基準面６６を基準として位置決めされる。さらに、各給電子グループ６１は、基準面６４を基準として位置決めされる。支持ボルト６２ごとに各給電子１０の位置が調整され、さらに各給電子グループ６１の位置が調整されることによって、給電子ユニット６０は、給電子グループ６１ごとにおける位置誤差が累積されることによる各給電子１０の位置誤差を抑制することができる。これにより、給電子ユニット６０は、各給電子１０の位置を線条部２ａの位置に正確に合わせることができる。

給電子ユニット６０は、支持ボルト６２同士の締め込み量を調整することによって、給電子グループ６１同士の間隔と各給電子グループ６１の位置とを微調整することができる。また、コイルばね６８が設けられていることにより、各給電子１０と各絶縁板２２と各スペーサ６７とは、基準面６４側へ常時押し付けられる。これにより、給電子ユニット６０は、上記の微調整による間隙を無くすことができる。なお、給電子ユニット６０には、コイルばね６８に代えて、板ばねが設けられていても良い。

給電子ユニット６０に設けられる支持ボルト６２の数は、３つに限られない。支持ボルト６２の数は、給電子ユニット６０における給電子グループ６１の数に合わせて任意に変更することができる。給電子グループ６１に設けられる給電子１０の数は、放電加工が行われる線条部２ａの数に合わせて任意に変更可能であるものとする。

実施の形態４．
実施の形態４では、ホルダー３０に設けられる導電体の変形例について説明する。図８は、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置が有する導電体である保持機構を示す図である。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。

図８には、４つの給電子ユニット２０と、各給電子ユニット２０のうち保持機構４１によって保持されている給電子１０とを側方から見た様子を示している。保持機構４１は、ホルダー３０の底面部４０に設けられている。図８には、給電子１０が互い違いに配置されるように並べられた４つの給電子ユニット２０を示している。

図９は、図８に示す構成を図８とは異なる方向から見た様子を示す図である。図１０は、図８に示す保持機構の斜視図である。図１１は、図８に示す構成を図８および図９とは異なる方向から見た様子を示す図である。図１２は、図１１に示す給電子ユニットのうち給電子を除いた構成を示す図である。図１１には、４つの給電子ユニット２０において互い違いに配置された各給電子１０と、互い違いに配置された各保持機構４１とを示している。図１２には、４つの給電子ユニット２０において互い違いに配置された各絶縁板２２を示している。

保持機構４１は、互いに対向する２つの板ばね状部分を有する構造物である。給電子１０は、２つの板ばね状部分の間隙４２に差し込まれる。保持機構４１は、間隙４２へ給電子１０が差し込まれることによって給電子１０を保持する。ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において、複数の給電子１０の各々が複数の保持機構４１の各々に保持される。保持機構４１の材料には、導電性を有しかつ弾性変形が可能な金属材料が使用される。なお、図１０では、４つの給電子ユニット２０のうち図９において破線により囲われた１つの給電子ユニット２０について、各給電子１０に接触される保持機構４１を示している。

複数の保持機構４１の各々には、給電線１１の端部が繋がれている。保持機構４１に給電線１１の端部が半田付けされることによって、保持機構４１と給電線１１とは電気的に接続されている。また、保持機構４１に給電子１０が接触することによって、保持機構４１は、給電子１０を給電線１１に電気的に接続する。なお、給電線１１のうち保持機構４１に接続される端部とは逆側の端部は、加工電源ユニット１２に接続される。

給電子１０が保持機構４１へ差し込まれることによって、保持機構４１は変形する。保持機構４１が変形することによって、保持機構４１への給電子１０の接触が確保される。２つの板ばね状部分の間隙４２に給電子１０が差し込まれることによって、給電子１０の両面において給電子１０と保持機構４１との接触を確保することができる。給電子１０と保持機構４１とが接触することによって、保持機構４１から給電子１０への電流の供給が可能となる。

ホルダー３０に給電子ユニット２０が位置決めされることによって、複数の給電子１０の各々が複数の保持機構４１の各々に同時に接触可能とされている。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持された状態において、複数の給電子１０の各々を、複数の給電線１１の各々と電気的に接続することができる。なお、保持機構４１は、ワイヤ放電加工装置１００のうちホルダー３０以外の要素に設けられていても良い。保持機構４１の位置は、保持機構４１へ給電子１０が差し込まれることが可能な位置であれば良い。

複数の保持機構４１の各々は、給電子ユニット２０の軸方向に平行な方向においてスライド可能とされている。すなわち、軸方向に平行な方向において、各保持機構４１の位置は調整可能とされている。線条部２ａ同士の間隔が調整されたことに合わせて軸方向における各給電子１０の位置が調整された場合に、各給電子１０の位置に合わせて各保持機構４１の位置が調整される。ワイヤ放電加工装置１００は、線条部２ａの位置の変更に伴い給電子１０の位置が調整された場合に、給電子１０に合わせて板ばね３２が位置決めされることによって、保持機構４１と給電子１０との接触を維持することができる。

実施の形態４によると、ワイヤ放電加工装置１００には、給電子１０を給電線１１に電気的に接続する複数の保持機構４１が設けられている。また、ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において複数の給電子１０の各々が複数の保持機構４１の各々に接触する。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、複数の給電子１０を有する給電子ユニット２０の容易なメンテナンスが可能となるという効果を奏する。

実施の形態５．
実施の形態５では、ホルダーと導電体との変形例について説明する。図１３は、本発明の実施の形態５にかかるワイヤ放電加工装置が有するホルダーと導電体である給電用ワイヤとを示す図である。実施の形態５では、上記の実施の形態１から４と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から４とは異なる構成について主に説明する。

図１３に示すホルダー５０には、凹部５３が設けられている。給電用ワイヤ５１は、凹部５３の上部において張り渡されている。給電用ワイヤ５１は、給電子１０が押さえ付けられることによってたわむことが可能とされたワイヤである。給電用ワイヤ５１の一端は、固定ねじ５４によってホルダー５０に固定されている。給電用ワイヤ５１の他端は、ホルダー５０に配置された絶縁材５２に固定されている。給電用ワイヤ５１の当該他端に給電線１１の端部が繋がれることによって、給電用ワイヤ５１と給電線１１とは電気的に接続されている。ホルダー５０には、図１３における奥行き方向へ並べられた複数の給電用ワイヤ５１が設けられている。

給電子ユニット２０は、ホルダー５０に保持される。図１３には、給電子ユニット２０がホルダー５０に取り付けられるときの様子を示している。図１４は、図１３に示すホルダーに給電子ユニットが取り付けられた状態における給電子ユニットと給電用ワイヤとを示す図である。

ホルダー５０に給電子ユニット２０が取り付けられる際に、凹部５３の上方から下方へ給電子ユニット２０を移動させる過程において、給電子１０は、給電用ワイヤ５１に到達する。給電用ワイヤ５１に給電子１０が到達してからさらに給電子ユニット２０が下方へ移動することにより、給電子ユニット２０は、ホルダー５０において位置決めされる。ホルダー５０に給電子ユニット２０が位置決めされた状態において、給電用ワイヤ５１は、給電子１０によって押さえ付けられた状態で下方へたわむ。給電用ワイヤ５１は、給電子１０の外側面に設けられている溝に入り込む。

給電子１０の溝に給電用ワイヤ５１が入り込んだ状態とされ、かつ給電用ワイヤ５１へ給電子１０が押し付けられることによって、給電用ワイヤ５１への給電子１０の接触が確保される。給電子１０と給電用ワイヤ５１とが接触することによって、給電用ワイヤ５１から給電子１０への電力供給が可能となる。

ホルダー５０に給電子ユニット２０が位置決めされることによって、複数の給電子１０の各々が複数の給電用ワイヤ５１の各々に同時に接触可能とされている。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、ホルダー５０に給電子ユニット２０が保持された状態において、複数の給電子１０の各々を、複数の給電線１１の各々と電気的に接続することができる。

図１５は、実施の形態５においてホルダーに給電用ワイヤが取り付けられている他の例を示す図である。各給電用ワイヤ５１は、ホルダー５０に形成されている溝５５を通して配置されることによって、凹部５３の上部において張り渡されている。溝５５に給電用ワイヤ５１が通されることによって、ホルダー５０は、給電用ワイヤ５１へ給電子１０が押さえ付けられる際に、ホルダー５０における給電用ワイヤ５１の位置ずれを抑制することができる。

なお、給電用ワイヤ５１は、ワイヤ放電加工装置１００のうちホルダー３０以外の要素に設けられていても良い。給電用ワイヤ５１は、給電子１０と接触可能な位置に設けられていれば良い。

複数の給電用ワイヤ５１の各々は、給電子ユニット２０の軸方向に平行な方向においてスライド可能とされている。すなわち、軸方向に平行な方向において、各給電用ワイヤ５１の位置は調整可能とされている。線条部２ａ同士の間隔が調整されたことに合わせて軸方向における各給電子１０の位置が調整された場合に、各給電子１０の位置に合わせて各給電用ワイヤ５１の位置が調整される。ワイヤ放電加工装置１００は、線条部２ａの位置の変更に伴い給電子１０の位置が調整された場合に、給電子１０に合わせて給電用ワイヤ５１が位置決めされることによって、給電用ワイヤ５１と給電子１０との接触を維持することができる。

実施の形態５によると、ワイヤ放電加工装置１００には、給電子１０を給電線１１に電気的に接続する複数の給電用ワイヤ５１が設けられている。また、ホルダー３０に給電子ユニット２０が保持されている状態において複数の給電子１０の各々が複数の給電用ワイヤ５１の各々に接触する。これにより、ワイヤ放電加工装置１００は、複数の給電子１０を有する給電子ユニット２０の容易なメンテナンスが可能となるという効果を奏する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１Ａ 第１のボビン、１Ｂ 第２のボビン、２ ワイヤ電極、２ａ 線条部、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ガイドローラ、４Ａ，４Ｂ 制振ガイドローラ、５ 案内溝、６Ａ，６Ｂ ノズル、７ 被加工物、８ 加工溝、１０，１０Ａ，１０Ｂ 給電子、１１ 給電線、１２ 加工電源ユニット、１３ ステージ、１４ 加工電源、１５ パルス発振器、１６ 加工制御装置、１７Ａ，１７Ｂ 回転駆動部、１８Ａ，１８Ｂ トラバース駆動部、１９ ステージ駆動部、２０，６０ 給電子ユニット、２１ 支持ロッド、２２ 絶縁板、２３，６７ スペーサ、２４，６３ 基部、２５，６４，６６ 基準面、２６，３２ 板ばね、２７，７３ ナット、３０，５０ ホルダー、３１ 押さえ部、３３ 位置決めピン、３４ 穴、３５，３６，５３ 凹部、４０ 底面部、４１ 保持機構、４２ 間隙、５１ 給電用ワイヤ、５２ 絶縁材、５４ 固定ねじ、５５ 溝、６１ 給電子グループ、６２ 支持ボルト、６５ つば部、６８ コイルばね、６９ 補強ロッド、７２ ワッシャ、１００ ワイヤ放電加工装置。

Claims (12)

1. ワイヤ電極が複数回巻き掛けられて、前記ワイヤ電極の走行をガイドする第１のガイドローラおよび第２のガイドローラと、
   前記ワイヤ電極のうち前記第１のガイドローラと前記第２のガイドローラとの間にて互いに並行する部分である複数の線条部に個別に接触して、接触された線条部と被加工物との間に電圧を印加するための給電子と、
   互いに一体とされた複数の前記給電子を有する給電子ユニットを保持するホルダーと、
   加工電源によって供給される加工電流が流れる給電線の端部が繋がれており、前記給電子が接触することによって前記給電子を前記給電線に電気的に接続する導電体と、
   を備え、
   前記ホルダーに前記給電子ユニットが保持されている状態において、複数の前記給電子の各々は、複数の前記導電体の各々に接触することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 複数の前記導電体は、前記ホルダーに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
3. 前記導電体は、前記給電子が押さえ付けられることによって変形可能な板ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工装置。
4. 前記給電子ユニットが有する複数の前記給電子の各々は、前記給電子が前記板ばねに押さえ付けられることによって前記板ばねを変形させた状態で、複数の前記板ばねの各々に接触することを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。
5. 前記導電体は、互いに対向する２つの板ばね状部分の間隙へ前記給電子が差し込まれることによって前記給電子を保持する保持機構であることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工装置。
6. 前記導電体は、前記給電子が押さえ付けられることによってたわむことが可能なワイヤであることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工装置。
7. 前記給電子ユニットは、
   互いに隣り合う前記給電子同士の間隔を保持するとともに前記給電子同士を絶縁する絶縁板と、
   複数の前記給電子の各々と複数の前記絶縁板の各々とを貫くことによって複数の前記給電子と複数の前記絶縁板とを支持する支持部品と、
   前記支持部品への締結によって、複数の前記給電子と複数の前記絶縁板とを前記支持部品に固定する締結部品と、
   を有し、
   複数の前記給電子と複数の前記絶縁板とは、前記支持部品の軸方向へ一列に配列された状態で互いに一体とされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工装置。
8. 複数の前記給電子と複数の前記絶縁板とは、前記支持部品のうち前記軸方向における一方の端部に設けられた基部と、前記支持部品のうち前記軸方向における他方の端部に締め付けられた前記締結部品との間に固定され、
   前記給電子ユニットは、前記基部と前記締結部品との間における複数の前記給電子の位置決めのためのスペーサを有することを特徴とする請求項７に記載のワイヤ放電加工装置。
9. 前記絶縁板と前記スペーサとは、絶縁セラミックスからなる構造物、あるいは、芯材と前記芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物であることを特徴とする請求項８に記載のワイヤ放電加工装置。
10. 前記支持部品は、絶縁セラミックスからなる構造物、芯材と前記芯材の表面に形成された絶縁性の硬質膜とを有する構造物、あるいは、絶縁性材料からなる中空管に芯材が挿入された構造体であることを特徴とする請求項８に記載のワイヤ放電加工装置。
11. 前記支持部品は、互いに連結可能とされた複数の基材を有し、
    前記複数の基材の各々に、前記給電子が配置されていることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工装置。
12. 前記複数の基材は、基材同士の締結によって互いに連結可能とされており、
    前記基材同士における締め込み度合いが調整可能であることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤ放電加工装置。