JP3262580B2 - 放電加工用電極送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工用電極送り装
置に関するもので、特に、電極のみを送り出す機能を有
する電極送り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、放電加工機の電極送り装置と
しては、特開平３−７９２３７号公報に示されるよう
に、圧電素子の伸縮を利用して電極を移動させ、電極を
ワークに近接させて放電加工するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな特開平３−７９２３７号公報に示される放電加工機
は、圧電素子の一端に固定される移動体が電極を保持
する構成であるから、電極摩耗時に電極交換作業が煩雑
になり、また移動体が筒体内周壁に摺動可能に支持さ
れているため、摺動抵抗により電極の送り量が制限され
る、さらに移動体の支持部の摩耗、油付着等により摩
擦係数が変化するので電極の送り量が不定量になりやす
いという問題がある。

【０００４】また、特開平２−１８６２０４号公報に示
されるものは、電極のみを送り出し可能な電極装置であ
るが、このものは、環状の圧電素子の内径変化を利用
して電極の圧着動作（閉動作）および離脱動作（開動
作）を行うものであるから、直径１ｍｍ以下の微小径の
シャフトを送る場合、圧電素子動作時の内径収縮代が小
さい分送り精度が低い、しかも圧電素子が積層体でな
く単層体のものであるから相対的に圧電素子の内径収縮
代が小さく、送り精度が低いという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、電極のみの送り出しが可能で、安
定した定量送りができ、電極摩耗を想定して電極の連続
使用可能な、かつ小型の放電加工用電極送り装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明第１発明の放電加工用電極送り装置は、ハウジングに
収容され、小径の電極の軸方向に平行に伸縮可能に設け
られる積層型の第１軸方向圧電素子と、前記第１軸方向
圧電素子の自由端に固定され、前記ハウジングに対し電
極の軸方向に移動可能なケースと、前記ケースに収容さ
れ、電極の径方向に伸縮可能な積層型の第２径方向圧電
素子と、前記第２径方向圧電素子の自由端に当接し、前
記第２径方向圧電素子の伸長動作および収縮動作に応じ
て電極を圧着および離脱する第１電気絶縁体と、前記ハ
ウジングに収容され、電極の径方向に伸縮可能な積層型
の第３径方向圧電素子と、前記第３径方向圧電素子の自
由端に当接し、前記第３径方向圧電素子の伸長動作およ
び収縮動作に応じて電極を圧着および離脱する第２電気
絶縁体とを備え、前記第２径方向圧電素子及び前記第３
径方向圧電素子が前記第１軸方向圧電素子の自由端側に
配置され、前記第１軸方向圧電素子、前記第２径方向圧
電素子及び前記第３径方向圧電素子が前記電極の周方向
の１箇所で前記電極の軸方向に整列していることを特徴
とする。

【０００７】第２発明の放電加工用電極送り装置は、前
記第１発明の構成に加えて、前記第１電気絶縁体によっ
て他部から電気的に絶縁され、前記第２径方向圧電素子
の伸長動作時、加工用電源を前記電極に接続する第１給
電電極を有することを特徴とする。第３発明の放電加工
用電極送り装置は、前記第１または第２発明の構成に加
えて、前記第２電気絶縁体によって他部から電気的に絶
縁され、前記第３径方向圧電素子の伸長動作時、加工用
電源を前記電極に接続する第２給電電極を有することを
特徴とする。

【０００８】第４発明の放電加工用電極送り装置は、前
記第１軸方向圧電素子、前記第２径方向圧電素子、及び
前記第３径方向圧電素子への電圧供給のオンオフの組み
合わせによって、前記第１軸方向圧電素子の伸張量ある
いは収縮量だけ、前記電極を送るステップ送り制御と、
前記電極を前記１電気絶縁体に圧着させつつ、前記第１
軸方向圧電素子へ供給する電圧を調整することによって
電極の送り量を微調整する制御とを複合させた、電極送
り制御を行うことを特徴とする。第５発明の電極の送り
を制御する駆動方式とその装置は、前記第４発明の電極
駆動方式に加えて、圧電素子の駆動周波数を系の折れ点
周波数（遮断周波数）を超えた領域での高次共振周波数
に合致させて電極の送りを制御することを特徴とする。

【０００９】第６発明の電極の送りを制御する駆動方式
とその装置は、前記第４または第５発明の電極駆動方式
に加えて、電極とワーク間のギャップ電圧の変動に対し
て制御信号の位相を反転させて電極の送りを制御するこ
とを特徴とする。第７発明の電極掴み放し形状は、前記
第１発明の構成に加えて、前記径方向圧電素子先端に固
定された電極掴み部分に、電極を安定的に送りまた電極
交換時等の電極挿入を簡単にすることを目的とした形状
を有することを特徴とする。第８発明の放電加工用電極
送り装置は、前記第１発明の構成に加えて、前記第１電
気絶縁体によって他部から電気的に絶縁され、前記第２
径方向圧電素子の伸長動作時、加工用電源を前記電極に
接続する第１給電電極と、前記第２電気絶縁体によって
他部から電気的に絶縁され、前記第３径方向圧電素子の
伸長動作時、加工用電源を前記電極に接続する第２給電
電極とを有し、前記電極は、前記第２径方向圧電素子の
伸張動作時、第１電気絶縁体と第１給電電極との間に挟
み込まれ、前記第３径方向圧電素子の伸張動作時、前記
第２電気絶縁体と前記第２給電電極との間に挟み込まれ
ることを特徴とする。第９発明の放電加工用電極送り装
置は、ハウジングに収容され、電極の軸方向に平行に伸
縮可能に設けられる積層型の第１軸方向圧電素子と、前
記第１軸方向圧電素子の自由端に固定され、前記ハウジ
ングに対し電極の軸方向に移動可能なケースと、前記ケ
ースに収容され、電極の径方向に伸縮可能な積層型の第
２径方向圧電素子と、前記第２径方向圧電素子の自由端
に当接し、前記第２径方向圧電素子の伸張動作及び収縮
動作に応じて電極を圧着及び離脱する第１電気絶縁体
と、前記ハウジングに収容され、電極の径方向に伸縮可
能な積層型の第３径方向圧電素子と、前記第３径方向圧
電素子の自由端に当接し、前記第３径方向圧電素子の伸
張動作及び収縮動作に応じて電極を圧着及び離脱する第
２電気絶縁体とからなり、前記第１軸方向圧電素子、前
記第２径方向圧電素子及び前記第３径方向圧電素子が前
記電極の周方向の１箇所で前記電極の軸方向に整列して
いる電極送り機構が、前記ハウジング内に２セット設け
られ、その２セットの電極送り機構のそれぞれの第１軸
方向圧電素子の伸張方向が逆方向となるように、それぞ
れの第１軸方向圧電素子の固定端を前記ハウジングに固
定し、前記電極を一方向に送る場合には前記２セットの
電極送り機構の一方のみによって行い、その一方向と逆
向きの他方向に電極を送る場合には、前記２セットの電
極送り機構の他方のみによって行うことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の放電加工用電極送り装置によれば、電
極の軸方向に伸縮可能な第１圧電素子、電極の径方向に
伸縮可能な第２径方向圧電素子および第３径方向圧電素
子を設け、これらの圧電素子群の伸長動作および収縮動
作の各動作の切替えによって、電極の「送り」および
「戻し」を電気的に操作するため、電極のみの定量送り
および定量戻しが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。穴あけ放電加工機の電極送り装置に本発明を適用
した第１実施例を図１〜図４に示す。電極送り装置１
は、図１に示すように、ハウジング２の電極挿通用の穴
３に電極４が挿通されている。図１において穴３を中心
として左右対称の構成であるから、説明の都合上、ま
ず、穴３の右側半分の構成について説明する。ハウジン
グ２には、電極４の軸方向に平行に円筒状の圧電素子取
付け用穴５が形成され、この穴底５ａに第１軸方向圧電
素子７の一端が固定され、内周壁５ｂに第１軸方向圧電
素子７が軸方向に摺動可能に収容され、ケ−ス８に他端
７ｂが固定されている。第１軸方向圧電素子７は円板状
の圧電素子が板厚方向に積層されて形成される。

【００１２】ケース８は、図２に示すように、頂面８ａ
および底面８ｂがハウジング２に対し電極４の軸方向に
摺動可能に収容される。ケース８の円筒状の穴１０に
は、その穴底１０ａに第２径方向圧電素子１２の一端１
２ａが固定されている。ケース８に収容される一対の電
気絶縁体１４、１５および給電電極４３は、電極４を挟
んで上下に設けられている。給電電極４３は上側の電気
絶縁体１５の底面１５の底面凹に嵌合されている。下側
の電気絶縁体１４の底面１４ａは第２径方向圧電素子１
２の他端１２ｂに固定される。上側の電気絶縁体１５の
頂面１５ａはケース８に固定される。電気絶縁体１４の
頂面ならびに給電電極４３の底面には、電極４を挟み込
み可能に円弧状の凹部１４ｂおよび凹部４３ｂが形成さ
れる。

【００１３】図１に示すように、ハウジング２の端面２
ａに固定されるハウジング１８は、電極４の径方向に形
成される円筒状の穴２１に第３径方向圧電素子２０を収
容し、その穴底２１ａに第３径方向圧電素子２０の一端
を固定している。第３径方向圧電素子２０の他端は電気
絶縁体２２に固定される。電気絶縁体２２および給電電
極４４は、前述した電気絶縁体１４および給電電極４３
と同様の構成で、その頂面および底面にそれぞれ電極４
を掴み込み可能な円弧状の凹部を有している。また、ハ
ウジング１８の端面には、電極４を挿通可能な案内孔２
５ａをもつ電極ガイド２５が固定されている。

【００１４】第２径方向圧電素子１２および第３径方向
圧電素子２０は、それぞれ積層状のもので、通電時積層
方向に伸長し、電気絶縁体１４、電気絶縁体２２をそれ
ぞれ上昇し、給電電極４３、給電電極４４とでそれぞれ
電極４を挟み込む。電気絶縁体１４、電気絶縁体２２
は、図９に示すように、電極４が挿嵌される溝部１４
ｂ、２２ｂが形成され、この溝部１４ｂ、２２ｂは、両
端が口拡されて、電極４の挿入が容易となるようになっ
ている。

【００１５】以上図１における右側半分の電極送り装置
の構成について説明したが、図１の左側半分の構成につ
いては右側半分の構成と同様であるので実質的に同一構
成部分には同一符号を付し、説明を省略する。なお、左
半分の構成に示す第１軸方向圧電素子２７、第２径方向
圧電素子３２、第３径方向圧電素子４０および給電電極
４１、４２は、それぞれ第１軸方向圧電素子７、第２径
方向圧電素子１２、第３径方向圧電素子２０および給電
電極４４、４３に対応している。

【００１６】前記第１実施例において、第１軸方向圧電
素子７、２７、第２径方向圧電素子１２、３２および第
３径方向圧電素子２０、４０を右側と左側とで一対ずつ
合計２セットの圧電素子群を設けたのは、右側の第１セ
ットの圧電素子群で送り動作を行い、左側の第２セット
の圧電素子群で戻し動作を行い、送り機能と戻し機能と
を分担するためである。これは、電極の送り時および戻
し時に電極４に引張力のみを作用することにより電極４
のたるみを防止し定量送りを的確に行うためである。ま
た第１セットおよび第２セットがそれぞれ一方向のみ、
つまり互いに相反する方向の一方向のみに送り機能ある
いは戻し機能のみを有することで、圧電素子の通電時に
電極定量送りの精度が向上する。

【００１７】前記第１実施例では、２セットの圧電素子
群を設けたが、本発明としてはもちろん１セットの圧電
素子群によっても前述した目的を達成できることはもち
ろんである。次に、前記第１実施例の動作を図３および
図４にもとづいて説明する。図３に示すように、電極送
り装置１の初期状態では、第１軸方向圧電素子７、２
７、第２径方向圧電素子１２、３２および第３径方向圧
電素子２０、４０がすべてオフ状態にある。次いで、第
２径方向圧電素子１２をオンし、図１に示す電気絶縁体
１４、給電電極４３を閉じる（ａ）。次いで、第１軸方
向圧電素子７をオンする（ｂ）。すると、第１軸方向圧
電素子７の伸長により図１に示すケース８が図１で右方
向に移動し、電気絶縁体１４、給電電極４３とともに電
極４が送り方向（右方向）に移動する。次いで、第３径
方向圧電素子２０をオンし（ｃ）、第２径方向圧電素子
１２をオフにする（ｄ）。次に第１軸方向圧電素子７を
オフにする（ｅ）。すると、電極４がその位置に保持さ
れた状態で、電気絶縁体１４、給電電極４３が開かれた
状態になり第１軸方向圧電素子７の収縮によりケース８
が図１に示す初期状態に戻る。前記（ａ）から（ｅ）ま
での一連の動作を繰り返すことで電極４を必要量だけ送
り出す。

【００１８】次いで、電極４の送り量の微調整は、図４
に示すように、初期状態から第２径方向圧電素子１２を
オンし、次いで（ｂ）に示すように第１軸方向圧電素子
７へのアナログ電圧のオンによりこの電圧調整によって
第１軸方向圧電素子７の伸長量を微調整し、これにとも
ない電極４の送り量を最終的に微調整する。また、電極
４と図示しないワーク間で放電させ、放電加工による穴
あけを行わせるための電極４への放電電圧印加は、図４
に示すように、第２径方向圧電素子１２または、第３径
方向圧電素子２０のオン時に行われる。図示しない元電
源にて発生する供給電圧は、図示しないスイッチング回
路により、給電電極４３、４４を経て電極４に印加され
る。またスイッチング回路から給電電極４３、４４への
電圧印加オン、オフは、図３に示すように、給電電極４
３または給電電極４４が電極４に確実に接触していると
きに行われ、給電電極４３または給電電極４４と電極４
の間の放電等の原因となる電気導通不良を抑制してい
る。

【００１９】穴あけ加工終了後、第２セットの第１軸方
向圧電素子２７、第２径方向圧電素子３２および第３径
方向圧電素子４０の動作によって電極４の戻し動作を行
う。電極４の戻し時、前述した図１に示す右側半分の第
１セットの第１軸方向圧電素子７、第２径方向圧電素子
１２および第３径圧電素子２０はオフにする。図１に示
す左側半分の第２セットによる戻し動作は、図３に示す
ような初期状態から（ｅ）の一連の動作を第２セットの
圧電素子２７、３２および４０で繰り返すことにより必
要戻し量だけこれら一連の動作を繰り返す。これによ
り、ワークへの一穴加工を終了する。

【００２０】前記第１実施例によれば、３個の圧電素子
７、１２、２０のオンオフの組み合わせ動作によって圧
電素子７の伸長量だけ図１で右方向に送り可能である。
これを繰り返すことにより必要量送り出すことができ
る。通電加工時、圧電素子７の印加電圧をアナログ制御
することにより、電極４の位置調整の精度を高められ
る。

【００２１】電極の着脱時、圧電素子の径方向の伸縮で
なく軸方向の伸縮により電極４を圧着または離脱するた
め、軸方向に大きな伸び量または縮み量を確保できるの
で小径の電極を的確に掴み離しできる。しかも、積層さ
れた圧電素子の軸方向の伸縮動作によって電極を圧着ま
たは離脱するので、小径の電極を的確に掴み離しでき
る。

【００２２】電極の送り時、積層された圧電素子の軸方
向に大きな伸び量または縮み量を確保できるので、電極
の送りを的確にできる。送り動作の繰り返しにより電極
の送り量を適宜調整できる。また、送り時と戻し時とで
別個の圧電素子群７、１２、２０および２７、３２、４
０によって送り時および戻り時の個別制御が可能とな
り、送り量ならびに戻し量の精密制御が可能である。ま
た、軸方向の圧電素子のアナログ制御時、２つの径方向
圧電素子による電極の掴み替えが不要となるため無駄時
間を減少でき電極の応答性を向上させる。

【００２３】さらに、本装置を用いた場合の電極送り駆
動方式として、駆動周波数を一般の制御領域以外であ
る、系の折れ点周波数（遮断周波数）を超えた高次共振
周波数に合致させた領域で電極の送りを制御することが
可能である。そのため第１軸法高圧電素子の共振周波数
を利用した場合の電極送りでは、電極１ステップ当たり
の変位量が大きくなり、また電極に高周波の振動を付与
することも可能となる。共振周波数においては、一般に
制御信号に対して位相遅れが起こるために制御が不可能
とされてきた。しかし、本装置の場合、共振周波数にお
いて２次系の遅れ（−９０°）にさらに圧電素子の応答
遅れ（−９０°）が加わるため、系の遅れは全体として
−１８０°遅れることとなる。従って、電極とワーク間
のギャップ電圧の変動に対する制御信号の位相を−１８
０°反転させることにより、従来と同様な制御を可能と
する。

【００２４】さらには、電極４が線状のものであるので
電極摩耗しても連続的に電極が補給送りされるので、電
極消耗時の交換作業の頻度が低減でき、電極の頻繁な交
換作業が不要となり、保守点検作業が容易になるという
効果がある。次に、本発明の第２実施例を図５〜図８に
示す。第２実施例は、第１実施例に示す給電電極４１、
４２、４３、４４に代えて、外部より電極４に加工用電
源を供給する例である。

【００２５】電極送り装置１は、図５に示すように、ハ
ウジング２の電極挿通用の穴３に電極４が挿通されてい
る。図５において穴３を中心として左右対称の構成であ
るから、説明の都合上、まず、穴３の右側半分の構成に
ついて説明する。ハウジング２には、電極４の軸方向に
平行に円筒状の圧電素子取付け用穴５が形成され、この
穴底５ａに第１軸方向圧電素子７の一端が固定され、内
周壁５ｂに第１軸方向圧電素子７が軸方向に摺動可能に
収容され、ケ−ス８に他端７ｂが固定されている。第１
軸方向圧電素子７は円板状の圧電素子が板厚方向に積層
されて形成される。

【００２６】ケース８は、図６に示すように、頂面８ａ
および底面８ｂがハウジング２に対し電極４の軸方向に
摺動可能に収容される。ケース８の円筒状の穴１０に
は、その穴底１０ａに第２径方向圧電素子１２の一端１
２ａが固定されている。ケース８に収容される一対の電
気絶縁体１４、１５は、電極４を挟んで上下に設けられ
ている。下側の電気絶縁体１４の底面１４ａは第２径方
向圧電素子１２の他端１２ｂに固定される。上側の電気
絶縁体１５の頂面１５ａはケース８に固定される。電気
絶縁体１４の頂面ならびに電気絶縁体１５の底面には、
電極４を挟み込み可能に円弧状の凹部１４ｂおよび凹部
１５ｂが形成される。

【００２７】図５に示すように、ハウジング２の端面２
ａに固定されるハウジング１８は、電極４の径方向に形
成される円筒状の穴２１に第３径方向圧電素子２０を収
容し、その穴底２１ａに第３径方向圧電素子２０の一端
を固定している。第３径方向圧電素子２０の他端は電気
絶縁体２２に固定される。電気絶縁体２２および電気絶
縁体２３は、前述した電気絶縁体１４および電気絶縁体
１５と同様の構成で、その頂面および底面にそれぞれ電
極４を掴み込み可能な円弧状の凹部を有している。ま
た、ハウジング１８の端面には、電極４を挿通可能な案
内孔２５ａをもつ電極ガイド２５が固定されている。

【００２８】第２径方向圧電素子１２および第３径方向
圧電素子２０は、それぞれ積層状のもので、通電時積層
方向に伸長し、電気絶縁体１４、電気絶縁体２２をそれ
ぞれ上昇し、電気絶縁体１５、電気絶縁体２３とでそれ
ぞれ電極４を挟み込む。以上図５における右側半分の電
極送り装置の構成について説明したが、図５の左側半分
の構成については右側半分の構成と同様であるので実質
的に同一構成部分には同一符号を付し、説明を省略す
る。なお、左半分の構成に示す第１軸方向圧電素子２
７、第２径方向圧電素子３２および第３径方向圧電素子
４０は、それぞれ第１軸方向圧電素子７、第２径方向圧
電素子１２および第３径方向圧電素子２０に対応してい
る。

【００２９】次に前記第２実施例の動作を図７および図
８にもとづいて説明する。図７に示すように、電極送り
装置１の初期状態では、第１軸方向圧電素子７、２７、
第２径方向圧電素子１２、３２および第３径方向圧電素
子２０、４０がすべてオフ状態にある。次いで、第２径
方向圧電素子１２をオンし、図５に示す電気絶縁体１
４、１５を閉じる（ａ）。次いで、第１軸方向圧電素子
７をオンする（ｂ）。すると、第１軸方向圧電素子７の
伸長により図１に示すケース８が図５で右方向に移動
し、電気絶縁体１４、１５とともに電極４が送り方向
（右方向）に移動する。次いで、第３径方向圧電素子２
０をオンし（ｃ）、第２径方向圧電素子１２をオフにす
る（ｄ）。次に第１軸方向圧電素子７をオフにする
（ｅ）。すると、電極４がその位置に保持された状態
で、電気絶縁体１４、１５が開かれた状態になり第１軸
方向圧電素子７の収縮によりケース８が図５に示す初期
状態に戻る。前記（ａ）から（ｅ）までの一連の動作を
繰り返すことで電極４を必要量だけ送り出す。

【００３０】次いで、電極４の送り量の微調整は、図８
に示すように、初期状態から第２径方向圧電素子１２を
オンし、次いで（ｂ）に示すように第１軸方向圧電素子
７へのアナログ電圧のオンによりこの電圧調整によって
第１軸方向圧電素子７の伸長量を微調整し、これにとも
ない電極４の送り量を最終的に微調整する。続いて、図
示しないスリップリングから電極４への放電電圧を印加
することによって、電極と図示しないワーク間で放電
し、放電加工による穴あけ加工が行われる。

【００３１】穴あけ加工終了後、第２セットの第１軸方
向圧電素子２７、第２径方向圧電素子３２および第３径
方向圧電素子４０の動作によって電極４の戻し動作を行
う。電極４の戻し時、前述した図５に示す右側半分の第
１セットの第１軸方向圧電素子７、第２径方向圧電素子
１２および第３径圧電素子２０はオフにする。図５に示
す左側半分の第２セットによる戻し動作は、図７に示す
ような初期状態から（ｅ）の一連の動作を第２セットの
圧電素子２７、３２および４０で繰り返すことにより必
要戻し量だけこれら一連の動作を繰り返す。これによ
り、ワークへの一穴加工を終了する。

【００３２】前記第２実施例によれば、３個の圧電素子
７、１２、２０のオンオフの組み合わせ動作によって圧
電素子７の伸長量だけ図５で右方向に送り可能である。
これを繰り返すことにより必要量送り出すことができ
る。通電加工時、圧電素子７の印加電圧をアナログ制御
することにより、電極４の位置調整の精度を高められ
る。また、アナログ制御時、電極の掴み替えによる無駄
時間を短縮できるため電極の応答性を向上させる。

【００３３】さらに、本装置を用いた場合の電極送り駆
動方式として、駆動周波数を一般の制御領域以外であ
る、系の折れ点周波数（遮断周波数）を超えた高次共振
周波数に合致させた領域で電極の送りを制御することが
可能である。そのため第１軸法高圧電素子の共振周波数
を利用した場合の電極送りでは、電極１ステップ当たり
の変位量が大きくなり、また電極に高周波の振動を付与
することも可能となる。共振周波数においては、一般に
制御信号に対して位相遅れが起こるために制御が不可能
とされてきた。しかし、本装置の場合、共振周波数にお
いて２次系の遅れ（−９０°）にさらに圧電素子の応答
遅れ（−９０°）が加わるために、系の遅れは全体とし
て−１８０°遅れることとなる。従って、電極とワーク
間のギャップ電圧の変動に対する制御信号の位相を−１
８０°反転させることにより、従来と同様な制御を可能
とする。

【００３４】電極の着脱時、圧電素子の径方向の伸縮で
なく軸方向の伸縮により電極４を圧着または離脱するた
め、軸方向に大きな伸び量または縮み量を確保できるの
で小径の電極を的確に掴み離しできる。しかも、積層さ
れた圧電素子の軸方向の伸縮動作によって電極を圧着ま
たは離脱するので小径の電極を的確に掴み離しできる。

【００３５】電極の送り時、積層された圧電素子の軸方
向に大きな伸び量または縮み量を確保できるので電極の
送りを的確にできる。送り動作の繰り返しにより電極の
送り量を適宜調整できる。前述の第１実施例及び第２実
施例では２セットの圧電素子群による例を示したが、１
セットの圧電素子群のみによっても本発明が成立するこ
とはもちろんである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電加工
用電極送り装置によれば、電極のみを送り出し可能であ
る。また電極のみの送り出しにより駆動部の慣性質量が
減少し加工機主軸の応答性を向上させるとともに積層圧
電素子の軸方向伸びによって大きな伸び量または縮み量
を確保できしかも電圧アナログ調整により送り量の精密
な制御が可能になるという効果がある。

【００３７】系の共振周波数領域において電極送りが制
御可能であるため加工機主軸の応答性が非常に速くな
り、さらに電極に高次の振動を与えることが可能とな
る。これにより、電極ワーク間の微小な隙間に存在する
加工粉をポンプ作用により効率的に除去し、加工速度を
飛躍的に向上させる。また、電極消耗時、電極を連続し
て送り出し可能な構成であるから電極交換のための頻繁
な交換作業が不要となり、稼動率が高められるという効
果がある。さらには、圧電素子の径方向ではなく軸方向
の伸縮により電極の脱着動作が行われるため、脱着作業
時の作動量が大となり小径の電極送りにも適用可能にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による放電加工用電極送り
装置を示す断面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】本発明の第１実施例による電極送り動作ならび
に各圧電素子のオンオフ状態を示す説明図である。

【図４】本発明の第１実施例による放電加工用電極送り
装置の送り量調整動作を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例による放電加工用電極送り
装置を示す断面図である。

【図６】図５に示すＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図７】本発明の第２実施例による電極送り動作ならび
に各圧電素子のオンオフ状態を示す説明図である。

【図８】本発明の第２実施例による放電加工用電極送り
装置の送り量調整動作を示す説明図である。

【図９】電極を挟み込む凹部形状を示す図である。

【符号の説明】

２ ハウジング ４ 電極 ７ 第１軸方向圧電素子 ８ ケース １２ 第２径方向圧電素子 １４、１５ 電気絶縁体（第１電気絶縁体） １８ ハウジング ２０ 第３径方向圧電素子 ２２、２３ 電気絶縁体（第２電気絶縁体） ２７ 第１軸方向圧電素子 ３２ 第２径方向圧電素子 ４０ 第３径方向圧電素子 ４２、４３ 給電電極（第１給電電極） ４１、４４ 給電電極（第２給電電極）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 浩充 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 毛利 尚武 愛知県名古屋市天白区久方２−12−１ 豊田工業大学内 (56)参考文献 特開 平３−187144（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225380（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−297003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−39738（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 7/32 B23H 7/30

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに収容され、小径の電極の軸
   方向に平行に伸縮可能に設けられる積層型の第１軸方向
   圧電素子と、 前記第１軸方向圧電素子の自由端に固定され、前記ハウ
   ジングに対し電極の軸方向に移動可能なケースと、 前記ケースに収容され、電極の径方向に伸縮可能な積層
   型の第２径方向圧電素子と、 前記第２径方向圧電素子の自由端に当接し、前記第２径
   方向圧電素子の伸長動作および収縮動作に応じて電極を
   圧着および離脱する第１電気絶縁体と、 前記ハウジングに収容され、電極の径方向に伸縮可能な
   積層型の第３径方向圧電素子と、 前記第３径方向圧電素子の自由端に当接し、前記第３径
   方向圧電素子の伸長動作および収縮動作に応じて電極を
   圧着および離脱する第２電気絶縁体とを備え、 前記第２径方向圧電素子及び前記第３径方向圧電素子が
   前記第１軸方向圧電素子の自由端側に配置され、前記第
   １軸方向圧電素子、前記第２径方向圧電素子及び前記第
   ３径方向圧電素子が前記電極の周方向の１箇所で前記電
   極の軸方向に整列していることを特徴とする放電加工用
   電極送り装置。
2. 【請求項２】 前記第１電気絶縁体によって他部から電
   気的に絶縁され、前記第２径方向圧電素子の伸長動作
   時、加工用電源を前記電極に接続する第１給電電極を有
   することを特徴とする請求項１記載の放電加工用電極送
   り装置。
3. 【請求項３】 前記第２電気絶縁体によって他部から電
   気的に絶縁され、前記第３径方向圧電素子の伸長動作
   時、加工用電源を前記電極に接続する第２給電電極を有
   することを特徴とする請求項１または２記載の放電加工
   用電極送り装置。
4. 【請求項４】 電極の送り方式をステップ状に駆動させ
   る方式とアナログ的に駆動させる方式を複合させた、電
   極送りを制御する前記第１軸方向圧電素子、前記第２径
   方向圧電素子、及び前記第３径方向圧電素子への電圧供
   給のオンオフの組み合わせによって、前記第１軸方向圧
   電素子の伸張量あるいは収縮量だけ、前記電極を送るス
   テップ送り制御と、前記電極を前記１電気絶縁体に圧着
   させつつ、前記第１軸方向圧電素子へ供給する電圧を調
   整することによって電極の送り量を微調整する制御とを
   複合させた、電極送り制御を行うことを特徴とする請求
   項１記載の放電加工用電極送り装置。
5. 【請求項５】 駆動周波数を系の折れ点周波数を超えた
   領域での高次共振周波数に合致させて電極の送りを制御
   することを特徴とする請求項４記載の放電加工用電極送
   り装置。
6. 【請求項６】 電極とワーク間のギャップ電圧の変動に
   対して制御信号の位相を反転させて電極の送りを制御す
   ることを特徴とする請求項５記載の放電加工用電極送り
   装置。
7. 【請求項７】 前記第１電気絶縁体および前記第２電気
   絶縁体は、電極が挿嵌される溝部を有し、この溝部は両
   端が口拡されていることを特徴とする請求項１記載の放
   電加工用電極送り装置。
8. 【請求項８】 前記第１電気絶縁体によって他部から電
   気的に絶縁され、前記第２径方向圧電素子の伸長動作
   時、加工用電源を前記電極に接続する第１給電電極と、 前記第２電気絶縁体によって他部から電気的に絶縁さ
   れ、前記第３径方向圧電素子の伸長動作時、加工用電源
   を前記電極に接続する第２給電電極とを有し、 前記電極は、前記第２径方向圧電素子の伸張動作時、第
   １電気絶縁体と第１給電電極との間に挟み込まれ、前記
   第３径方向圧電素子の伸張動作時、前記第２電気絶縁体
   と前記第２給電電極との間に挟み込まれることを特徴と
   する請求項４〜７のいずれか一項記載の放電加工用電極
   送り装置。
9. 【請求項９】 ハウジングに収容され、電極の軸方向に
   平行に伸縮可能に設けられる積層型の第１軸方向圧電素
   子と、 前記第１軸方向圧電素子の自由端に固定され、前記ハウ
   ジングに対し電極の軸方向に移動可能なケースと、 前記ケースに収容され、電極の径方向に伸縮可能な積層
   型の第２径方向圧電素子と、 前記第２径方向圧電素子の自由端に当接し、前記第２径
   方向圧電素子の伸張動作及び収縮動作に応じて電極を圧
   着及び離脱する第１電気絶縁体と、 前記ハウジングに収容され、電極の径方向に伸縮可能な
   積層型の第３径方向圧電素子と、 前記第３径方向圧電素子の自由端に当接し、前記第３径
   方向圧電素子の伸張動作及び収縮動作に応じて電極を圧
   着及び離脱する第２電気絶縁体とからなり、前記第１軸
   方向圧電素子、前記第２径方向圧電素子及び前記第３径
   方向圧電素子が前記電極の周方向の１箇所で前記電極の
   軸方向に整列している電極送り機構が、前記ハウジング
   内に２セット設けられ、 その２セットの電極送り機構のそれぞれの第１軸方向圧
   電素子の伸張方向が逆方向となるように、それぞれの第
   １軸方向圧電素子の固定端を前記ハウジングに固定し、
   前記電極を一方向に送る場合には前記２セットの電極送
   り機構の一方のみによって行い、その一方向と逆向きの
   他方向に電極を送る場合には、前記２セットの電極送り
   機構の他方のみによって行うことを特徴とする放電加工
   用電極送り装置。