JP2021133463A - ワイヤ放電加工用電極線 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の条件で的確にワイヤ放電加工を行うことができるワイヤ放電加工用電極線を提供する。【解決手段】ワイヤ放電加工用の電極線１は、芯線２と、芯線２の外周を被覆する被覆層３とを備えている。被覆層３は、芯線２の外周上に形成された内層３ａと内層３ａ上に形成された外層３ｂとを有する積層膜からなる。内層３ａは、銅または鉄を主成分とする金属材料からなる。外層３ｂは、内層３ａよりも仕事関数が小さい金属材料からなり、かつ、内層３ａの厚さよりも小さい厚さを有する。内層３ａの厚さと外層３ｂの厚さとの合計は、３０〜５０μｍである。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤ放電加工用電極線に関するものである。

導電性を有する被加工物の輪郭形状を加工する加工機の１つとして、ワイヤ放電加工用電極線と被加工物との間で間欠的なパルス放電を発生させ、この時の熱的作用と衝撃力によって被加工物を溶融・除去しながら放電加工を行うワイヤ放電加工機が知られている。

特許文献１（特開平３−１１１１２６号公報）および特許文献２（特開平６−２３８５２３号公報）には、ワイヤ放電加工用電極線に関する技術が記載されている。

特開平３−１１１１２６号公報 特開平６−２３８５２３号公報

ワイヤ放電加工においては、荒加工と仕上加工とがある。例えば、被加工物をおおよその加工形状まで放電加工するための荒加工を行った後に、荒加工で放電加工された被加工物を最終仕上がり形状まで放電加工するための仕上加工を行うことにより、高精度の加工を行うことができる。荒加工と仕上加工とでは、例えば、放電加工の際に使用する電気条件、ワイヤ放電加工用電極線（以下、単に「電極線」ともいう）の加工送り速度、電極線の消耗量など、放電加工の条件が異なる。そのため、通常は、荒加工用の電極線と仕上加工用の電極線とを別々に用意し、荒加工用の電極線と仕上加工用の電極線とを使い分けている。しかし、該電極線の使い分けは、ワイヤ放電加工機の電極線を荒加工と仕上加工とで変更する（取り替える）必要があるため、ワイヤ放電加工を用いて種々の製品を製造する場合に生産効率の低下を招いてしまうことがある。

このため、荒加工用の電極線と仕上加工用の電極線とを共通化し、１種類の電極線を、荒加工と仕上加工との両方に使用可能とすることが望まれる。しかしながら、荒加工と仕上加工とでは、放電加工の条件が異なることから、荒加工と仕上加工の両方に適した電極線構造を採用しなければ、荒加工と仕上加工のいずれかの放電加工において不具合が発生する虞がある。

従って、本発明の目的は、荒加工と仕上加工のいずれにおいても好適に使用できるワイヤ放電加工用電極線を提供することである。

一実施の形態によれば、ワイヤ放電加工用電極線は、芯線と、前記芯線の外周を被覆する被覆層とを備えている。前記被覆層は、前記芯線の外周上に形成された第１層と前記第１層上に形成された第２層とを有する積層膜からなる。前記第１層は、銅または鉄を主成分とする第１金属材料からなり、かつ、第１厚さを有する。前記第２層は、前記第１金属材料よりも仕事関数が小さい第２金属材料からなり、かつ、前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有する。前記第１厚さと前記第２厚さとの合計は、３０〜５０μｍである。

一実施の形態によれば、種々の放電加工の条件で的確にワイヤ放電加工を行うことができる。

一実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線を示す斜視図である。 一実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線の断面図である。 一実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線を含むワイヤ放電加工機の概略構成を示す斜視図である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線１を示す斜視図であり、図２は、本実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線１の断面図である。図２は、ワイヤ放電加工用電極線１の延在方向に略垂直な断面図に対応している。図３は、本実施の形態におけるワイヤ放電加工用電極線１を含むワイヤ放電加工機の概略構成を示す斜視図である。

図１および図２に示される本実施の形態のワイヤ放電加工用電極線１（以下、単に「電極線１」と称する）は、可撓性および導電性を有する円柱状のワイヤであり、電極線１の断面は、円形状である。なお、本実施の形態において、電極線１などの断面に言及する場合、電極線１の延在方向に略垂直な断面に対応している。

図２に示されるように、電極線１は、芯線（芯材、金属線）２と、芯線２の外周を被覆する被覆層３とからなる。被覆層３は、内側（芯線２側）に位置する内層（第１層）３ａと、内層３ａの外側に位置する外層（第２層）３ｂとからなる。従って、被覆層３は、芯線２の外周上に形成された内層３ａと内層３ａ上に形成された外層３ｂとを有する積層膜からなる。芯線２と内層３ａと外層３ｂは、導電性を有しており、それぞれ金属材料からなる。

内層３ａは、芯線２の外周に接しており、芯線２の外周を被覆している。外層３ｂは、内層３ａの外周（芯線２に接する側とは反対側の面）と接しており、内層３ａの外周を被覆している。電極線１の外表面は、外層３ｂの外周（内層３ａに接する側とは反対側の面）により構成されている。

芯線２は金属線であり、芯線２の断面は円形状である。芯線２は、電極線１の主部を構成し、電極線１の耐久性および真直性などを確保する機能を有している。芯線２は、金属材料からなるが、好ましくは、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を主成分とする金属材料からなる。芯線２を構成する金属材料として、特に、黄銅（銅と亜鉛の合金）または鋼を好適に用いることができる。

なお、主成分とは、構成元素のうち、最も含有率（原子比）が高い元素に対応している。

内層３ａは、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を主成分とする金属材料からなり、その主成分の含有率は６０原子％以上が好ましい。内層３ａは、導電率（電気伝導度）が５％ＩＡＣＳ以上、７０％ＩＡＣＳ以下である。

なお、ＩＡＣＳ（International Annealed Copper Standard）とは、導電率（電気伝導度）の基準であり、国際的に採択された焼鈍標準軟銅（体積抵抗率: １．７２４１×１０^−２μΩｍ）の導電率を、１００％ＩＡＣＳとして規定している。

本実施の形態では、相対的に導電率が低い芯線２を、芯線２よりも導電率が高い内層３ａで被覆することにより、電極線１の抵抗が低下し、放電加工時に放電に伴う電流が流れた際の電極線１の発熱量（ジュール熱）を小さくすることができる。これにより、放電加工の加工速度を高くすることができる。

また、芯線２が、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を主成分とする金属材料からなり、かつ、内層３ａが、芯材２と同種の銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を主成分とする金属材料からなる場合は、内層３ａと芯線２との密着性を向上させることができるという利点も得られる。すなわち、芯材２と内層３ａとは、同種の金属材料で構成されることにより、内層３ａと芯線２との密着性を向上させることができる。例えば、芯材２が銅（Ｃｕ）を主成分とする金属材料からなる場合は、内層３ａも銅（Ｃｕ）を主成分とする金属材料からなることがよい。

また、内層３ａの主成分が鉄（Ｆｅ）である場合は、内層３ａの耐久性をより高くすることができるため、放電加工時の内層３ａの消耗量をより抑制することができる。また、内層３ａの主成分が鉄（Ｆｅ）である場合は、加工精度を高めることができる。一方、内層３ａの主成分が銅（Ｃｕ）である場合は、鉄（Ｆｅ）が主成分である場合に比べて、内層３ａの導電率をより高くすることができるため、放電加工時の加工速度をより高めることができる。

内層３ａの外周は、外層３ｂで被覆されている。外層３ｂは、内層３ａよりも放電効率が高い金属材料からなる。従って、外層３ｂは、内層３ａよりも仕事関数が小さい金属材料からなる。すなわち、外層３ｂを構成する金属材料の仕事関数は、内層３ａを構成する金属材料の仕事関数よりも小さい。例えば、外層３ｂは、仕事関数が３．５０ｅＶ以上４．４５ｅＶ以下である金属材料からなり、内層３ａは、仕事関数が４．４５ｅＶよりも大きく５．５０ｅＶ以下である金属材料からなることが好ましい。このような外層３ｂとしては、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）または錫（Ｓｎ）を主成分とする金属材料からなり、その主成分の含有率は６０原子％以上であることがより好ましい。例えば、外層３ｂは、亜鉛（Ｚｎ）層、マグネシウム（Ｍｇ）層、アルミニウム（Ａｌ）層または錫（Ｓｎ）層からなる。これに加えて、外層３ｂを構成する金属材料の融点は、内層３ａを構成する金属材料の融点よりも小さい（低い）ことが好ましい。例えば、外層３ｂは、融点が２００℃以上８００℃以下である金属材料からなり、内層３ａは、融点が１０００℃以上である金属材料からなることが好ましい。

なお、例えば、亜鉛の仕事関数は３．６３ｅＶ、マグネシウムの仕事関数は３．６６ｅＶ、アルミニウムの仕事関数は４．２０ｅＶ、錫の仕事関数は４．４２ｅＶ、銅の仕事関数は５．１０ｅＶ、鉄の仕事関数は４．６７ｅＶ等である。また、例えば、亜鉛の融点は４２０℃、マグネシウムの融点は６５１℃、アルミニウムの融点は６６０℃、錫の融点は２３２℃、銅の融点は１０８３℃、鉄の融点は１５３９℃等である。

外層３ｂは、ワイヤ放電加工の仕上加工を行う際に、放電が起こりやすくして、放電効率を高めるために設けられている。電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすくして放電効率を高めるためには、電極線１の外表面を構成する金属材料の仕事関数および融点を小さく（低く）することが有効である。

ワイヤ放電加工の仕上加工を行う場合は、荒加工を行う場合と比べて、電極線１に印加するパルス電圧が低いため、電極線１と被加工物との間に流れる電流が小さく、電極線１と被加工物との間で放電が起こりにくい。内層３ａは、導電率を高くすることができ、かつ、荒加工を行う際の消耗量を小さくすることができるような耐久性の高い金属材料を用いる。従って、内層３ａは、仕事関数を小さくするという観点で金属材料を選択することができず、内層３ａの仕事関数は小さくしにくい。このため、本実施の形態とは異なり、外層３ｂが存在せず、電極線１の外表面が内層３ａで構成されている場合は、仕上加工を行う際に、電極線１と被加工物との間で放電が起こりにくくなって、放電効率が低くなり、仕上加工を的確に行えなくなる虞がある。

それに対して、本実施の形態では、内層３ａの外周を、内層３ａよりも仕事関数が小さな外層３ｂで被覆して、電極線１の外表面を構成する金属材料（外層３ｂを構成する金属材料に対応）の仕事関数を小さくしている。これにより、仕上加工を行う際に、電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすくして放電効率を高めることができるため、仕上加工を的確に行うことができるようになる。

一方、ワイヤ放電加工の荒加工を行う場合は、仕上加工を行う場合と比べて、電極線１に印加するパルス電圧が高いため、放電に伴い電極線１と被加工物との間に流れる電流が大きく、電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすい。このため、荒加工を行う際は、電極線１の外表面を構成する金属材料の仕事関数がそれほど小さくなくとも、電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすく、荒加工を的確に行うことができる。このため、外層３ｂがあり、電極線１の外表面が外層３ｂで構成されている場合と、外層３ｂがなく、電極線１の外表面が内層３ａで構成されている場合のいずれにおいても、ワイヤ放電加工の荒加工を行う際は、電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすく、荒加工を的確に行うことができる。

つまり、外層３ｂは、電極線１と被加工物との間の放電効率を高めてワイヤ放電加工の仕上加工を的確に行うことができるようにするために設けられている。

内層３ａは、仕事関数を小さくする必要性がなく、耐久性が高い材料を選択することができる。それゆえ、外層３ｂの耐久性は、内層３ａの耐久性よりも低くなる。例えば、内層３ａに上述のように銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を主成分とする金属材料を採用し、外層３ｂに上述のように亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）または錫（Ｓｎ）を主成分とする金属材料を採用した場合には、外層３ｂの仕事関数は内層３ａの仕事関数よりも小さくすることができるが、外層３ｂの耐久性は、内層３ａの耐久性よりも低くなってしまう。なお、耐久性とは、放電加工時の耐久性に対応し、耐久性が低いほど、放電に伴う消耗が生じやすくなる。例えば、外層３ｂの融点は、内層３ａの融点よりも低くなり、これを反映して、外層３ｂの耐久性が内層３ａの耐久性よりも低くなる。

ワイヤ放電加工の荒加工を行う場合は、仕上加工を行う場合と比べて、電極線１に印加するパルス電圧が高く、放電に伴い電極線１と被加工物との間に流れる電流が大きいため、放電に伴い電極線１の外表面が消耗しやすい。このため、ワイヤ放電加工の荒加工を行う際は、放電に伴い外層３ｂが消耗することにより、外層３ｂが消失して内層３ａが露出することになる。しかしながら、内層３ａは外層３ｂよりも耐久性が高いため、ワイヤ放電加工の荒加工を行う際に、内層３ａが露出した後は、内層３ａの消耗量を抑制することができる。このため、ワイヤ放電加工の荒加工を行う際に、内層３ａが消失して芯線２が露出するのを防止することができる。別の見方をすると、内層３ａは外層３ｂよりも耐久性が高いため、ワイヤ放電加工の荒加工において、内層３ａの全厚みが消失するのに要する時間を長くすることができる。ワイヤ放電加工時には、後述するようにロール１２，１３（図３参照）が回転することにより電極線１を下方または上方に送り出しながら放電加工を行うが、荒加工において内層３ａの全厚みが消失するのに要する時間を長くすることができることにより、電極線１の送り出し速度を抑制することが可能となるため、放電加工を終了するまでに必要な電極線１の長さを短くすることができる。このため、放電加工に要する費用を低減することができる。

また、上述したように、ワイヤ放電加工の荒加工を行う場合は、仕上加工を行う場合と比べて、電極線１と被加工物との間で放電が起こりやすい。このため、ワイヤ放電加工の荒加工を行う際に、内層３ａの全厚みが消失して内層３ａが露出し、内層３ａが電極線１の外表面を構成した状態になったとしても、電極線１と被加工物との間で放電は起こりやすく、放電加工の荒加工を的確に行うことができる。

つまり、内層３ａは、電極線１の抵抗を低くして放電加工時の電極線１の発熱量（ジュール熱）を小さくするためと、ワイヤ放電加工の荒加工時の電極線１の消耗を抑制して荒加工を的確に行うことができるようにするために設けられている。

また、ワイヤ放電加工の仕上加工を行う場合は、荒加工を行う場合と比べて、電極線１に印加するパルス電圧が低く、放電に伴い電極線１と被加工物との間に流れる電流が小さいため、放電に伴う電極線１の外表面の消耗は生じにくい。このため、ワイヤ放電加工の仕上加工を行う際には、外層３ｂは消耗しにくいので、仕上加工によって外層３ｂの全厚みが消失して内層３ａが露出するのを防止することができる。従って、外層３ｂが電極線１の外表面を構成した状態で仕上加工を行うことができるため、放電加工の仕上加工を的確に行うことができる。

電極線１を構成する芯線２と内層３ａと外層３ｂとは、それぞれ上述したような役割（機能）を有しているため、それらの役割を考慮して、内層３ａと外層３ｂのそれぞれの厚さを設定することが重要である。

以下、電極線１を構成する内層３ａと外層３ｂの厚さについて説明する。ここで、電極線１を構成する内層３ａの厚さを、符号ｔ１を付して厚さｔ１と称することとする。また、電極線１を構成する外層３ｂの厚さを、符号ｔ２を付して厚さｔ２と称することとする。また、内層３ａの厚さｔ１と外層３ｂの厚さｔ２との合計を、符号ｔ３を付して合計厚さｔ３と称することとする。従って、ｔ１＋ｔ２＝ｔ３の関係が成り立つ。厚さｔ１、厚さｔ２および合計厚さｔ３は、図２に示されている。なお、厚さｔ１は、ワイヤ放電加工に使用していない状態における電極線１の内層３ａの厚さに対応し、厚さｔ２は、ワイヤ放電加工に使用していない状態における電極線１の外層３ｂの厚さに対応している。

電極線１の直径は、被加工物の加工形状などに応じて設定することができ、例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることができる。内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３が厚いと、その分、電極線１を構成する芯線２の直径を小さくする必要がある。しかしながら、芯線２の直径を小さくすることは、電極線１の耐久性および真直性を低下させることにつながるため、望ましくない。このため、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３は、厚くしすぎないことが望ましく、従って、限られた合計厚さｔ３を、内層３ａと外層３ｂのそれぞれの役割に合わせて、内層３ａの厚さｔ１と外層３ｂの厚さｔ２とに割り当てることが重要である。

上述のように、電極線１をワイヤ放電加工の仕上加工に使用する際には、電極線１の外表面が仕事関数の小さな外層３ｂで構成された状態で放電が行われるようにする必要があり、仕事関数が大きな内層３ａが露出するのを防ぐ必要がある。一方、電極線１をワイヤ放電加工の荒加工に使用する際には、外層３ｂが消耗することで、仕事関数が大きな内層３ａが露出したとしても問題はないが、内層３ａが消耗することで芯線２が露出するのを防ぐ必要がある。このため、外層３ｂは、主として仕上加工のために設けられているが、仕上加工では放電に伴う電極線１の外表面の消耗は生じにくい。従って、外層３ｂの厚さｔ２はそれほど厚くしなくとも、仕上加工で外層３ｂの全厚みが消失するのを防止できる。このため、外層３ｂは、仕上加工での消耗量程度以上の厚さがあれば十分であり、それより厚くする必要はない。一方、内層３ａは、主として荒加工のために設けられており、荒加工では放電に伴う電極線１の外表面の消耗が生じやすい。このため、内層３ａの厚さｔ１はできるだけ厚くして、荒加工で内層３ａの全厚みが消失するのを防止する（すなわち芯線２が露出するのを防止する）ことが望ましい。

このため、電極線１の外表面の消耗が生じにくい仕上加工用に設けられた外層３ｂは、ある程度薄くてもよく、一方、電極線１の外表面の消耗が生じやすい荒加工用に設けられた内層３ａは、消耗しにくい（耐久性の高い）金属材料で構成するとともに、厚さｔ１を厚くすることが望ましい。従って、本実施の形態では、電極線１を構成する内層３ａと外層３ｂとについて、内層３ａの厚さｔ１を外層３ｂの厚さｔ２よりも厚くする（ｔ１＞ｔ２）。これにより、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３の過半（半分より多く）を内層３ａの厚さｔ１に割り当てることができるため、電極線１をワイヤ放電加工の荒加工に使用した場合に、内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出するのを防止することができ、荒加工を的確に行うことができる。

但し、電極線１を構成する外層３ｂの厚さｔ２については、電極線１をワイヤ放電加工の仕上加工に使用した場合に外層３ｂの全厚みが消失して内層３ａが露出した状態になるのを防ぐのに必要な最低限度の厚さを確保する必要がある。なぜなら、外層３ｂの厚さｔ２があまりにも薄すぎると、仕上加工で外層３ｂの全厚みが消失して内層３ａが露出した状態になる虞があるが、そのような状態では、内層３ａの仕事関数が比較的大きいことから、放電が起こりにくくなり、仕上加工を的確に行えなくなる懸念があるからである。このため、本実施の形態では、外層３ｂの厚さｔ２は、１μｍ以上で、かつ５μｍ以下とする（１μｍ≦ｔ２≦５μｍ）ことが好ましい。これにより、電極１をワイヤ放電加工の仕上加工に使用した場合に、外層３ｂの全厚みが消失して内層３ａが露出した状態になるのを防止することができるため、仕上加工を的確に行うことができる。そして、外層３ｂが不必要に厚くなるのを防ぐことができるため、その分、内層３ａの厚さｔ１を厚くすることができる。内層３ａの厚さｔ１を厚くすることができることにより、電極線１をワイヤ放電加工の荒加工に用いた場合に、内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出するのを防止することができるため、荒加工を的確に行うことができる。

このように、本実施の形態では、電極線１を構成する外層３ｂの厚さｔ２は、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３の半分未満、好ましくは１〜５μｍ（１μｍ≦ｔ２≦５μｍ）とし、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３のうち、外層３ｂの厚さｔ２に割り当てた残りは、内層３ａの厚さｔ１に割り当てる。

内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３を厚くすると、その分、電極線１を構成する芯線２の直径を小さくする必要がある。しかしながら、芯線２の直径を小さくすることは、電極線１の耐久性を低下させることにつながるため、望ましくない。このため、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３は、厚くしすぎないことが望ましい。一方、合計厚さｔ３の過半は内層３ａの厚さｔ１に割り当てることから、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３を薄くしすぎると、内層３ａの厚さｔ１が薄くなることになる。しかしながら、内層３ａの厚さｔ１が薄くなると、ワイヤ放電加工の荒加工で内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出する虞がある。このため、電極線１を構成する内層３ａの厚さｔ１については、電極線１をワイヤ放電加工の荒加工に使用した場合に内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出した状態になるのを防ぐのに必要な最低限度の厚さを確保する必要がある。

そこで、本実施の形態では、電極線１を構成する内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３は、３０〜５０μｍ（３０μｍ≦ｔ３≦５０μｍ）とし、より好ましくは３０〜４０μｍ（３０μｍ≦ｔ３≦４０μｍ）とする。内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３を３０μｍ以上とし、その合計厚さｔ３のうち、過半（半分より多く）を内層３ａの厚さｔ１に割り当て、残り（好ましくは１〜５μｍ）を外層３ｂの厚さｔ２に割り当てることにより、内層３ａの厚さｔ１について、ワイヤ放電加工の荒加工で内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出した状態になるのを防ぐのに必要な最低限度の厚さを確保することができる。これにより、電極１をワイヤ放電加工の荒加工に使用した場合に、内層３ａの全厚みが消失して芯線２が露出した状態になるのを防止することができるため、荒加工を的確に行うことができる。

また、芯線２の直径が小さくなることは、電極線１の耐久性および真直性を低下させることにつながるため、望ましくない。そこで、本実施の形態では、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３を５０μｍ以下（より好ましくは４０μｍ以下）としている。これにより、内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３が不必要に厚くなるのを防ぐことができるため、その分、芯線２の直径を大きくすることができる。このため、芯線２の直径を確保することができるので、電極線１の耐久性および真直性を向上させることができる。

以上の厚さの関係をまとめると、次のようになる。すなわち、電極線１を構成する内層３ａと外層３ｂの合計厚さｔ３は、３０〜５０μｍ（３０μｍ≦ｔ３≦５０μｍ）とし、より好ましくは３０〜４０μｍ（３０μｍ≦ｔ３≦４０μｍ）とし、合計厚さｔ３のうち、過半を内層３ａの厚さｔ１に割り当て、残り（好ましくは１〜５μｍ）を外層３ｂの厚さｔ２に割り当てる。このように、電極線１を構成する芯線２と内層３ａと外層３ｂのそれぞれの役割を考慮して、芯線２の材料と、内層３ａの材料と、外層３ｂの材料と、内層３ａおよび外層３ｂの合計厚さｔ３と、内層３ａの厚さｔ１と、外層３ｂの厚さｔ２とを設定する。これにより、電極線１は、ワイヤ放電加工の荒加工と仕上加工の両方に適した構造となり、共通の電極線１を、ワイヤ放電加工の荒加工と仕上加工のどちらにも使用できるとともに、荒加工と仕上加工のいずれに使用した場合でも、的確にワイヤ放電加工を行うことができるようになる。従って、電極線１は、荒加工と仕上加工のいずれにおいても好適に使用できる。このため、ワイヤ放電加工機の電極線を荒加工と仕上加工とで変更する（取り替える）必要がなくなり、ワイヤ放電加工を用いて種々の製品を製造する際に生産効率を向上させることができる。

次に、図３を参照して、ワイヤ放電加工用電極線（ここでは電極線１）の使用形態の一例について説明する。図３に示されるＸ方向およびＹ方向は、互いに直交する方向であり、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向である。

図３に示されるように、ワイヤ放電加工機は、消耗部品であり交換可能なワイヤ放電加工用電極線（ここでは電極線１）と、電極線１をＺ方向に延在するように張った状態で固定するためのロール（ローラ）１２，１３とを有している。また、図示はしていないが、ワイヤ放電加工機は、電極線１の周囲に、Ｘ方向およびＹ方向に動かすことが可能なテーブルを備えており、テーブル上には、被加工物（加工対象）１１が固定されている。ロール１２はテーブルおよび被加工物１１のそれぞれの上に位置し、ロール１３はテーブルおよび被加工物１１のそれぞれの下に位置している。図３では、板状の被加工物１１の上面から下面に貫通するスタート穴１４が形成されており、ワイヤ放電を行って被加工物１１のスタート穴１４から所定の領域を加工した様子が示されている。図示はしていないが、被加工物１１は、加工液中に浸漬されている。加工液は、例えば導電率が一定となっている液体であり、絶縁油またはイオン交換水などが用いられる。

ワイヤ放電加工機は、電極線１にパルス電圧を印加して電極線１と被加工物１１との間で間欠的なパルス放電を発生させ、この時の熱的作用と衝撃力によって被加工物１１を溶融・除去しながら被加工物１１の加工を行うものである。ここでは、上記テーブルおよび被加工物１１をＸ方向またはＹ方向に動かすことにより加工を行う。電極線１は、Ｘ方向およびＹ方向において移動せずに固定されているが、Ｚ方向においては、加工作業中にロール１２，１３が回転することにより下方または上方に送り出される。これは、放電に伴う電極線１の消耗に起因して、加工精度の低下や電極線１の断線が生じるのを防ぐためである。

電極線１の構成は上述した通りであり、従って、電極線１は導電性を有する。また、被加工物１１も導電性を有する導電性部材からなる。ワイヤ放電加工では、共に導電性を有する電極線１と被加工物１１との間で放電を起こしながら、電極線１に対して被加工物１１を動かす（走査させる）ことで、被加工物１１を加工することができる。

荒加工と仕上加工とでは、電極線１への印加電圧などの条件が相違している。具体的には、ワイヤ放電加工では、ワイヤ放電加工用の電極線１にパルス電圧を印加することにより、電極線１と被加工物１１との間で間欠的なパルス放電を発生させる。そして、荒加工時に電極線１に印加するパルス電圧よりも、仕上加工時に電極線１に印加するパルス電圧の方が、低い。

本実施の形態では、上述のように、電極線１を構成する芯線２、内層３ａおよび外層３ｂのそれぞれの材料と厚さを工夫することにより、電極線１を、ワイヤ放電加工の荒加工と仕上加工のどちらにも使用可能とし、荒加工と仕上加工のいずれに使用した場合でも、ワイヤ放電加工を的確に行うことができるようにしている。このため、例えば、ワイヤ放電加工の荒加工が終了した後に、ワイヤ放電加工の仕上加工を開始するような場合であっても、電極線１を荒加工用から仕上加工用に交換する（入れ替える）必要がない。従って、電極線１を用いて被加工物１１に対して荒加工を施した後、電極線１を交換することなく、すなわち電極線１を仕上加工用のワイヤ放電加工用電極線と入れ替えることなく、電極線１を用いて被加工物１１に対して仕上加工を施すことができる。このため、ワイヤ放電加工を用いて種々の製品を製造する場合に生産効率を向上させることができる。また、ワイヤ放電加工用電極線を、荒加工用と仕上加工用との２つの用途に分けて管理することが不要になる。そのため、ワイヤ放電加工用電極線の必要な在庫を減らすことができ、また、在庫を管理する方法や手間も軽減される。

また、ロール１２，１３が回転することにより電極線１を下方または上方に送り出しながら、放電加工を行うため、電極線１のある部分が、荒加工と仕上加工の両方に使用されるわけではない。すなわち、電極線１は、荒加工と仕上加工のどちらにも使用可能であるが、荒加工で使用された部分の電極線１は、仕上加工では使用されず、また、仕上加工で使用された部分の電極線１は、荒加工では使用されない。荒加工と仕上加工のそれぞれにおいて、未使用の部分の電極線１が使用される。未使用の部分の電極線１は、内層３ａと外層３ｂの材料と厚さが上述のように設定されていることにより、荒加工と仕上加工の両方に適した構造となっている。このため、未使用の部分の電極線１が、荒加工で使用されても、あるいは、仕上加工で使用されても、ワイヤ放電加工を的確に行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ ワイヤ放電加工用電極線（電極線）
２ 芯線
３ 被覆層
３ａ 内層
３ｂ 外層
１１ 被加工物
１２，１３ ロール
１４ スタート穴

Claims (7)

1. 芯線と、
   前記芯線の外周を被覆する被覆層と、
   を備え、
   前記被覆層は、前記芯線の外周上に形成された第１層と、前記第１層上に形成された第２層とを有する積層膜からなり、
   前記第１層は、銅または鉄を主成分とする第１金属材料からなり、かつ、第１厚さを有し、
   前記第２層は、前記第１金属材料よりも仕事関数が小さい第２金属材料からなり、かつ、前記第１厚さよりも小さい第２厚さを有し、
   前記第１厚さと前記第２厚さとの合計は、３０〜５０μｍである、ワイヤ放電加工用電極線。
2. 請求項１記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記第２金属材料は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウムまたは錫を主成分とする、ワイヤ放電加工用電極線。
3. 請求項１または２に記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記第１厚さと前記第２厚さとの合計は、３０〜４０μｍである、ワイヤ放電加工用電極線。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記第２金属材料の融点は、前記第１金属材料の融点よりも低い、ワイヤ放電加工用電極線。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記第１層の導電率は、５％ＩＡＣＳ以上、７０％ＩＡＣＳ以下である、ワイヤ放電加工用電極線。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記芯線は、銅または鉄を主成分とする第３金属材料からなる、ワイヤ放電加工用電極線。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のワイヤ放電加工用電極線において、
   前記第２厚さは、１〜５μｍである、ワイヤ放電加工用電極線。

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