JP3381359B2

JP3381359B2 - 放電加工機用電源装置

Info

Publication number: JP3381359B2
Application number: JP02817794A
Authority: JP
Inventors: 元小川; 浩二赤松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH07237039A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電極と被加工物間に
加工電力を供給する放電加工機用電源装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】放電加工機用電源装置は、所望の電流ピ
ーク値Ｉｐを持つ制御されたパルス状の電流波形を、設
定されたオン、オフ時間に従って、電極と被加工物間の
極間に供給して放電を発生させ、これによって被加工物
を所望の形状に加工する物である。図１０は例えば特開
昭４９−４３２９７号公報により知られている従来の放
電加工機の波形制御装置の回路図である。図において、
１は電極、２は電極１により加工される被加工物、Ｂ１
は電圧Ｅ１（Ｖ）の直流電源、Ｂ２は電圧Ｅ２（Ｖ）の
補助電源、Ｌ１は磁気エネルギー貯蔵体を構成するチョ
ークインダクションコイル、Ｓ１はコイルＬ１に流れる
電流を所望の値にするラインブレーカ、Ｓ２は図示しな
いパルス発生器によりオン、オフ制御されるラインブレ
ーカ、Ｄ１及びＤ２はダイオードである。

【０００３】上記回路によるラインブレーカＳ１、Ｓ２
のオン、オフタイミング及びコイルＬ１に流れる電流ｉ
Ｌ１及び電極、被加工物間の電圧の波形は図１１、図１
２に示されており、図１１は仕上げ加工の場合に対応
し、図１２は荒加工の場合に対応する。また、ラインブ
レーカＳ１、Ｓ２の導通状態はＩで、非導通状態をＯで
示している。かかる回路構成に置いては、コイルＬ１は
電極１とラインブレーカＳ１に直列に接続されているた
め、コイルＬ１はエネルギー貯蔵体として働く。このコ
イルＬ１における電流変化は、ラインブレーカＳ１がオ
ンの時、コイルＬ１の電流はラインブレーカＳ２がオン
している間、実質的に増加し、一方ラインブレーカＳ１
がオフの時は、コイルＬ１の電流はラインブレーカＳ２
のオン、オフいずれの場合においても減少する。放電電
流の制限素子としてコイル（インダクタンス）を使用し
た回路の場合、電流制限素子に抵抗を使用する回路方式
に比べて、抵抗で消費するエネルギー分だけ省エネルギ
ー化が図れるという特徴がある。

【０００４】上記回路の場合、Ｓ１のオン、オフにより
電流値を一定値に維持する構成になっている。図１２の
期間Ｔ１においては、ラインブレーカＳ１はオフし、ラ
インブレーカＳ２がオフした状態である。この時の電流
経路はダイオードＤ１、コイルＬ１、ダイオードＤ２、
直流電源Ｂ１の経路で流れ、この時のコイルＬ１に流れ
る電流ｉＬ１の減衰率は

【０００５】

【数１】

【０００６】で表される。また、図１２の期間Ｔ２で
は、極間に放電が生じ、電極と被加工物間に加工電流が
流れており、ラインブレーカＳ１がオフし、ラインブレ
ーカＳ２がオンした状態である。この時の電流経路は、
ダイオードＤ１、コイルＬ１、電極、被加工物の経路で
流れ、加工中の放電中の電極、被加工物間の電圧をＶａ
とすると、コイルＬ１に流れる電流ｉＬ１の減衰率は

【０００７】

【数２】

【０００８】で表される。ラインブレーカＳ１のオン、
オフのスイッチング周期は電流ピーク値を一定に制御す
るため、コイルＬ１に流れる電流ｉＬ１の減衰率により
決定される。従って、コイルＬ１のインダクタンスが大
きい程、ラインブレーカＳ１のスイッチング周期を低く
できる。従って、ラインブレーカＳ１のスイッチングロ
スを低く抑えることができ、矩形の電流波形を容易に得
られる。また、ラインブレーカをスイッチイング速度の
遅い素子を使用することで、電源装置を安価で容易に構
成することができる。

【０００９】しかし、電極を低消耗で加工する場合は矩
形波とは逆に、立ち上がり速度の遅い電流波形が適して
いる。立ち上がりの遅い電流を得るためには、コイルＬ
１を流れる電流ｉＬ１のピーク値をラインブレーカＳ２
がオフ、即ち、休止期間中にゼロ付近にまで下げる必要
がある。そのため、ラインブレーカＳ１をオフし、コイ
ルＬ１に流れる電流ｉＬ１を所望の電流値まで下がるの
を待つ必要がある。従って、休止期間が長くなり加工効
率が極めて悪化する。逆に、コイルＬ１のインダクタン
スを小さくし、休止期間中にラインブレーカＳ１をオフ
したときの減衰率を高くした場合、ラインブレーカＳ１
のスイッチング周期が高くなり、スイッチングロスが大
きくなる。また、ラインブレーカを高価なスイッチング
速度の早い素子を使用しなければならず、それにともな
い図示しないラインブレーカ駆動回路も複雑になり、電
源装置として高価な装置になる。

【００１０】また、図１２のＴ１の期間は、図１０のラ
インブレーカＳ１がオフ、ラインブレーカＳ２がオフし
た場合で、コイルＬ１に流れる電流は経路１００で減衰
する。減衰率は（１）式で示した様に直流電源Ｂ１の電
圧値Ｅ１とコイルＬ１のインダクタンス値によって決定
されるため、直流電源Ｂ１の電圧値Ｅ１を大きくすると
減衰率を高くできる。しかし、図１２のＴ３期間のよう
に、ラインブレーカＳ２がオンし、かつ電極、被加工物
間に放電が発生していない場合（以下、Ｔ３の期間を無
負荷期間、Ｔ３の期間に電極と被加工物間に発生する電
圧を無負荷電圧と呼ぶ。）ラインブレーカＳ１がオンし
ている場合、直流電源Ｂ１の電圧値は電極、被加工物間
に補助電源Ｂ２、ラインブレーカＳ１、コイルＬ１、ラ
インブレーカＳ２を介し、電極、被加工物間に直列に印
加される。ラインブレーカＳ１がオフしている場合は、
直流電源Ｂ１、ダイオードＤ１、コイルＬ１、ダイオー
ドＤ２を介し、電極、被加工物間に直列に印加される。
従って、直流電源Ｂ１の電圧値Ｅ１を大きくすると、上
記の様な無負荷期間では、その電圧値Ｅ１が無負荷電圧
値となる。一般に、無負荷電圧は放電を開始する電極、
被加工物間の距離に関係しており、一般的に無負荷電圧
が高いと放電開始時の電極、被加工物間の距離も大きく
なり、高精度を要する加工に関しては無負荷電圧は低い
値で加工される。従って、図１０の様な回路構成で、高
精度加工を行い、かつ低消耗に適した立ち上がりの遅い
電流波形を得ることはできない。

【００１１】また、図１３及び図１４は、実開昭５６−
１６９６３８号公報により知られている別の従来の放電
加工機用電源装置の回路である。図１３において、１
は、電極、２は、披加工物、Ｂ３、Ｂ４は、電源、Ｃ１
は、コンデンサ、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、ダイオード、Ｌ
４は、コイル、Ｒ１は、抵抗、Ｓ３、Ｓ５は、スイッチ
である。

【００１２】電極と被加工物との間における放電の制御
は、スイッチＳ５によって行われる。このスイッチＳ５
はコイルＬ４を分岐しかつダイオードＤ５に直列に接続
されている。補助電源Ｂ２がコイルＬ４と電極１との間
に設けられている。スイッチＳ３、Ｓ５が閉じられてい
るとき、電源Ｂ４は電流をコイルＬ４に流す。この電流
は２つの並列な分岐を流れる。その１つの分岐はダイオ
ードＤ５およびスイッチＳ５から成り、他の分岐はダイ
オードＤ４およびスイッチＳ３からなる。これらのスイ
ッチのいずれか一方が開いているときは、電源Ｂ４から
の電流は２つの分岐のうちの１つだけを通って流れる。
２つのスイッチが同時に開いているときは、電源Ｂ４に
よってコイルＬ４に形成される電流はダイオードＤ４、
電源Ｂ３及びダイオードＤ３を流れることによって減少
する。

【００１３】また、図１４において、１は、電極、２
は、披加工物、Ｂ３、Ｂ５は、電源、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ
６、Ｄ７、Ｄ８は、ダイオード、Ｌ４、Ｌ５はコイル、
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６はスイッチである。

【００１４】電源Ｂ３及びＢ５は異なった電圧を有し、
スイッチＳ５またはＳ６によって一緒にまたは別々に接
続される。このようにして、電源Ｂ５によつて高圧を極
間に、かつ電源Ｂ３によって加工電流を極間に加えるこ
とができる。ダイオードＤ８は２つのスイッチＳ５、Ｓ
６が閉じており、放電電流がまだ極間に流れていないと
き、高圧電源Ｂ５が低圧電源Ｂ３にエネルギを供給する
のを防いでいる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電加工機装置
の電源装置は以上のように構成されているので、図１０
において、回路内コイルのインダクタンス値を大きくす
ると、電極を低消耗で加工する場合の立ち上がり速度の
遅い電流波形を得るためには、コイルＬ１に流れる電流
ｉＬ１を所望の電流値まで下がるのを待つ必要があり、
休止期間が長くなり加工効率が極めて悪化するという問
題点があった。逆に、回路内のコイルのインダクタンス
を小さくすると、ラインブレーカＳ１のスイッチング周
期が高くなり、スイッチングロスが大きくなる。また、
ラインブレーカを高価なスイッチング速度の早い素子を
使用しなければならず、電源装置として高価格になると
いう問題点があった。また、電極、被加工物間の距離の
狭い高精度を要する加工において、低消耗に適した立ち
上がりの遅い電流波形を得るができないという問題点が
あった。

【００１６】また、図１３において、Ｂ３電源はスイッ
チＳ３、コイルＬ４を介して電源Ｂ４に直列に接続さ
れ、極間に電圧を印加する。放電が休止期間に移行し、
コイルＬ４に流れる電流の減衰時の電流の経路は電源Ｂ
３、ダイオードＤ３、コイルＬ４、電源Ｂ４およびダイ
オードＤ４であり、極間の無負荷電圧は電源Ｂ３の電源
電圧で決定されるため、電源Ｂ３の電圧値は制限を受け
ることになり、コイルＬ４に流れる電流の減衰時に電流
を急激に立ち下げることができないため、短時間で効率
よく放電加工ができないという問題点があった。

【００１７】また、図１４において、電流減衰時に、コ
イルＬ４に流れる電流の経路は、電源Ｂ３、ダイオード
Ｄ３、コイルＬ４、およびダイオードＤ４であり、電流
の減衰は単に電源Ｂ３により規定され、ダイオードＤ８
により分離され電源Ｂ５には流れないため、電流の減衰
時に電流を急激に立ち下げることができず、短時間で効
率よく放電加工ができないという問題点があった。

【００１８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので以下のような電源装置を得るこ
とを目的とする。第１に高精度加工ができ、かつ電極低
消耗に適した立ち上がりの遅い電流波形と矩形電流波形
を用途に応じて容易に得る。第２に安価で信頼性の高い
電源装置を提供する。第３に高効率の電源装置を提供す
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

【００２０】また、電極と被加工物間に放電を発生させ
て、前記被加工物を加工する放電加工機用電源装置にお
いて、第１の直流電源、この第１の直流電源に並列に接
続したスイッチング素子とダイオードからなる第１の直
列体及びこの第１の直列体のスイッチング素子とダイオ
ードの接続点に接続したコイルを含み電極と被加工物間
に電流を供給する電流供給部、前記第１の直流電源と電
流供給部のスイッチング素子との接続点と電流供給部の
出力端であるコイルの一端に接続されたダイオードと機
械接点からなる第２の直列体及び電流供給部の出力端で
あるコイルの一端に接続されたスイッチング素子からな
る電流断続部、及び第１の直流電源よりも電圧値が高く
マイナス側の電位が等しい第２の直流電源と第２の直流
電源の電位とは逆方向のダイオードからなる第３の直列
体を第１の電源及び第２の直列体と並列に接続した電流
減衰部を備えたものである。

【００２１】また、電極と被加工物間に放電を発生させ
て、前記被加工物を加工する放電加工機用電源装置にお
いて、第１の直流電源、この第１の直流電源に並列に接
続したスイッチング素子とダイオードからなる第１の直
列体及びこの第１の直列体のスイッチング素子とダイオ
ードの接続点に接続したコイルを含み電極と被加工物間
に電流を供給する電流供給部、前記第１の直流電源と電
流供給部のスイッチング素子との接続点と電流供給部の
出力端であるコイルの一端に接続されたダイオードと機
械接点からなる第２の直列体及び電流供給部の出力端で
あるコイルの一端に接続されたスイッチング素子からな
る電流断続部、及び前記第２の直列体と並列に、第２の
直流電源と第２の直流電源の電位とは逆方向に接続され
たダイオードからなる第３の直列体を接続してなる電流
減衰部を備えたものである。

【００２２】また、第２の直列体をスイッチング素子と
ダイオードで構成するものである。

【００２３】また、前記第３の直列体を前記第１の直流
電源よりも電圧の高い定電圧体とダイオードで構成し、
前記定電圧体としてツェーナーダイオードを用いるもの
である。

【００２４】また、前記第３の直列体を第１の直流電源
よりも電圧の高い定電圧体とダイオードで構成し、前記
定電圧体として電流増幅機能を有する半導体であって、
ベースまたはゲートとコレクタまたはドレイン間にツェ
ナーダイオード、ベースまたはゲートとエミッタまたは
ソース間に抵抗を接続したものを、コンデンサに並列に
接続するものである。

【００２５】また、第１の直流電源よりも電圧の高い定
電圧体としてのコンデンサとダイオードからなる第３の
直列体、前記コンデンサの＋極側に直列に接続されたス
イッチング素子とコイル及び前記スイッチング素子とコ
イルの接続点とコンデンサの−極の間に接続されたダイ
オードからなる回生手段、及び前記コンデンサの電圧を
基準電圧と比較し前記回生手段のスイッチング素子をオ
ン、オフする比較駆動手段を備え、前記回生手段のコイ
ルを前記第１の直流電源に接続するものである。

【００２６】

【作用】この発明における放電加工機用電源装置は、電
流断続部の機械接点がオフしたとき電流の経路が変更さ
れコイル電流を急激に減衰するよう作用する。

【００２７】また、電流断続部の機械接点がオフしたと
き電流の経路が変更されコイル電流を急激に減衰するよ
う作用する。コイルＬ１の電流がコイルＬ１のインダク
タンス値と第１、第２の直流電源の電圧値の和で決定さ
れる傾きで減衰するように作用する。

【００２８】また、電流断続部のスイッチング素子をオ
フすることによりコイル電流を所望レベルまで急激に低
減し、かつ、電流断続部のスイッチング素子をオンする
ことによりコイル電流を設定レベルに維持するよう作用
する。

【００２９】また、ツェナーダイオードの持つ一定の電
圧特性を利用して、定電圧体を構成する。

【００３０】また、コンデンサの端子電圧を一定に保つ
ことにより定電圧体として作用する。

【００３１】また、コンデンサの電圧が前記コンデンサ
の電圧が基準電圧を越えると第１の直流電源に前記コン
デンサの電流を流しコンデンサの電圧を一定にして定電
圧体として作用する。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図中、
スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを例にとって説明
するが、他の半導体スイッチ、ＩＧＢＴ、トランジス
タ、ＳＩＴ、ＧＴＯのような電気スイッチにおいても同
様に考えられる。

【００３３】実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１
において、この発明による放電加工機用電源装置は、第
１の直流電源Ｂ１０に並列に接続したスイッチング素子
ＴＲ１とダイオードＤ１０の第１の直列体及び第１の直
列体の前記スイッチング素子ＴＲ１とダイオードＤ１０
の接続点に接続したコイルＬ２を含む電流供給部１０
と、前記電流供給部１０の第１の直流電源とのスイッチ
ング素子ＴＲ１との接続点と電流供給部１０の出力端で
あるコイルＬ２の一端に接続されたダイオードＤ２０と
機械接点２０からなる第２の直列体と電流供給部１０の
出力端であるコイルＬ２の一端に接続されたスイッチン
グ素子ＴＲ２からなる電流断続部１２と、第１の直流電
源よりも電圧値が高くマイナス側の電位が等しい第２の
直流電源Ｂ２０と第２の直流電源Ｂ２０の電位と逆方向
のダイオードＤ３０からなる第３の直列体を第１の直流
電源Ｂ１０および第２の直列体と並列に接続された電流
減衰部１３、で構成され、電極１、被加工物２に加工電
流を供給する。第１の直流電源Ｂ１０は６０〜９０Ｖ程
度、第２の直流電源Ｂ２０は１００〜２５０Ｖ程度に選
ぶ。コイルＬ２はインダクタンスとして５０〜２００マ
イクロＨ程度を選ぶ。

【００３４】次に機械接点２０をオンした場合の動作に
ついて説明する。図２（ａ）はこの発明の放電加工機用
電源装置が出力しようとする代表的な矩形電流波形をし
めす。１回の放電は無負荷時間Ｔ０とオン時間Ｔ１と休
止時間Ｔ２である。（ｄ）のＴ１０において、電極１、
被加工物２間に電圧を印加しない休止時間Ｔ２ではスイ
ッチング素子ＴＲ２はオフし、スイッチング素子ＴＲ１
はオンしている。（ｂ）はコイルＬ２を流れる電流で、
休止時間Ｔ２ではコイルＬ２に貯蔵されたエネルギーに
より、コイルＬ２、機械接点２０、ダイオードＤ２０、
ＴＲ１を通りそれぞれのオン抵抗、飽和電圧の総和（以
下素子電圧と記す）Ｖｅにより減衰する。コイルのイン
ダクタンス値をＬ１０とすると減衰率は次式で決定され
る。

【００３５】

【数３】

【００３６】この場合、インダクタンス値Ｌ１０に比べ
素子電圧Ｖｅは極端に低いため、コイルＬ２の電流の減
衰は小さい。一般に素子電圧Ｖｅは２〜５Ｖ程度でイン
ダクタンスを１００マイクロＨとすると減衰率は、−
０．０２〜−０．０５Ａ／マイクロｓ程度であるため、
休止時間中のコイルＬ２の電流の低減を非常に低くでき
る。図２（ｄ）のＴ１１においてスイッチング素子ＴＲ
２がオンすると電極１、被加工物２間に電圧が印加され
る。この時点では無負荷時間Ｔ０で放電は発生していな
い。この時電極、被加工物間に発生する電圧は直流電源
Ｂ１０の電圧値と等しい電圧が発生する。電流経路は休
止時間Ｔ２と同じ経路で流れ、減衰率は休止時間Ｔ２と
同じである。図２（ｄ）のＴ１２において放電が発生す
ると電極１と被加工物２間の極間電圧はＶ１０から２５
〜３０Ｖ程度の放電電圧Ｖ３０になり、コイルＬ２に流
れている電流はスイッチング素子ＴＲ２を通り電極１の
方向に流れ込む。コイルＬ２に既に電流が流れているた
め図２（ａ）の２１のように急激に立ち上がる。ピーク
電流Ｉｐに達すると一定の電流２２になるようにスイッ
チング素子ＴＲ１がスイッチングを行う。オン時間Ｔ１
をすぎると、スイッチング素子ＴＲ２はオフし、休止期
間Ｔ２になる。以上の繰り返しにより矩形波の電流波形
を放電時に供給する。

【００３７】次に機械接点２０をオフした場合の動作に
ついて説明する。図３（ａ）はこの発明の電源装置が出
力しようとする代表的な低消耗加工に適した電流波形を
しめす。（ｄ）のＴ１０において、電極１、被加工物２
間に電圧を印加しない休止時間Ｔ２ではスイッチング素
子ＴＲ２はオフし、スイッチング素子ＴＲ１はオンして
いる。（ｂ）はコイルＬ２を流れる電流で、休止時間Ｔ
２ではコイルＬ２に貯蔵されたエネルギーが０のため、
電流は流れない。図３（ｄ）のＴ１１においてスイッチ
ング素子ＴＲ２がオンすると電極１、被加工物２間に電
圧が印加される。この時点では無負荷時間Ｔ０で放電は
発生していない。図２（ｄ）のＴ１２において放電が発
生すると電極１と被加工物２間の極間電圧はＶ１０から
２５〜３０Ｖ程度の放電電圧Ｖ３０になり、コイルＬ２
で決定される傾きでスイッチング素子ＴＲ２を通り電極
１の方向に流れ込む。コイルＬ２には電流が流れていな
いため図３（ａ）の２１のように緩やかに立ち上がる。
電流の増加率は次式で表される。

【００３８】

【数４】

【００３９】ピーク電流Ｉｐに達すると、図３（ａ）に
示すように一定の電流２２になるようにスイッチング素
子ＴＲ１がスイッチングを行う。オン時間Ｔ１をすぎる
と、スイッチング素子ＴＲ２はオフし、休止期間Ｔ２に
なる。休止期間Ｔ２になるとコイルＬ２に蓄えられた
エネルギーにより、ダイオードＤ１０、コイルＬ２、ダ
イオードＤ３０、第２の直流電源Ｂ２０に流れる。第２
の直流電源Ｂ２０は第１の直流電源Ｂ１０よりも高い電
圧Ｖ２０を設定しているため、リアクタンスＬ２を流れ
る電流は図３（ｂ）の２３に示すように急激に減衰す
る。コイルＬ２のインダクタンス値をＬ２０とすると、
減衰率は次式で決定される。

【００４０】

【数５】

【００４１】この場合、コイルＬ２のインダクタンスＬ
２０に比べ第２の直流電源Ｂ２０の電圧Ｖ２０は高いた
め電流は急激に減衰する。第２の直流電源Ｂ２０の電圧
Ｖ２０をかりに２００Ｖとし、インダクタンスを１００
マイクロＨとすると減衰率は、−２Ａ／マイクロｓ程度
であるため、休止時間Ｔ２中に短時間でコイルＬ２の電
流の減衰することができる。無負荷時間Ｔ０を得て、再
び放電時には図３（ａ）２１に示すように繰り返し低消
耗加工に適した電流波形を供給することができる。

【００４２】実施例２．図４において、実施例２による放電加工機用電源装置
は、電流供給部１０、電流断続部１２を有し、第２の直
列体と並列に、第２の直流電源と第２の直流電源の電位
と逆方向に接続されたダイオードからなる第３の直列体
を接続してなる電流減衰部１４から構成される。実施例
１と同じものについては説明を省略する。

【００４３】この場合のスイッチング素子ＴＲ１がオフ
し、スイッチング素子ＴＲ２がオフし、機械接点２０が
開いた時、コイルＬ２に流れる電流は、図４の矢印で示
す減衰経路で減衰する。第１の直流電源Ｂ１０の電圧値
をＶ１０、第２の直流電源Ｂ３０の電圧値をＶ３０とす
ると、コイルＬ２の電流の減衰率は次式で表される。

【００４４】

【数６】

【００４５】（６）式のようにコイルＬ２の電流は第１
の直流電源Ｂ１０の電圧値Ｖ１０、第２の直流電源の電
圧値Ｖ３０の和で決定される。従って、実施例１と同じ
減衰率を得るために第２の直流電源Ｂ３０の電圧値は実
施例１と比べて小さくすることができる。また、コイル
Ｌ２に蓄えられたエネルギーの一部を第１の直流電源Ｂ
１０に回生する事ができる。

【００４６】実施例３．以下、この発明の実施例３を図５について説明する。図
５において、この発明の放電加工機用電源装置は、第１
の直流電源Ｂ１０に並列に接続したスイッチング素子Ｔ
Ｒ１とダイオードＤ１０の第１の直列体及び第１の直列
体の前記スイッチング素子ＴＲ１とダイオードＤ１０の
接続点に接続したコイルＬ２を含む電流供給部１０と、
前記電流供給部１０の第１の直流電源とスイッチング素
子ＴＲ１との接続点と電流供給部１０の出力端であるコ
イルＬ２の一端に接続されたダイオードＤ２０と第３の
スイッチング素子ＴＲ３からなる第２の直列体と電流供
給部１０の出力端であるコイルＬ２の一端に接続された
スイッチング素子ＴＲ２からなる電流断続部１２と、第
１の直流電源よりも電圧値が高くマイナス側の電位が等
しい第２の直流電源Ｂ２０と第２の直流電源Ｂ２０の電
位と逆方向のダイオードＤ３０からなる第３の直列体を
第１の直流電源Ｂ１０および第２の直列体と並列に接続
された電流減衰部１３、で構成され、電極１、被加工物
２に加工電流を供給する。第１の直流電源Ｂ１０は６０
〜９０Ｖ程度、第２の直流電源Ｂ２０は１００〜２５０
Ｖ程度に選ぶ。コイルＬ２はインダクタンスとして５０
〜２００マイクロＨ程度を選ぶ。

【００４７】図６（ａ）はこの発明の電源装置が出力し
ようとする代表的な低消耗加工に適した電流波形をしめ
す。（ａ）のＴ２において、電極１、被加工物２間に電
圧を印加しない休止時間Ｔ２ではスイッチング素子ＴＲ
２はオフし、スイッチング素子ＴＲ１はオンし、スイッ
チング素子ＴＲ３はオンしている。（ｂ）はコイルＬ２
を流れる電流で、休止時間Ｔ２ではコイルＬ２に貯蔵さ
れたエネルギーにより、コイルＬ２、スイッチング素子
ＴＲ３、ダイオードＤ２０、ＴＲ１を通り素子電圧Ｖｅ
により減衰する。減衰率は（３）式と同じである。図６
（ｄ）のＴ１１においてスイッチング素子ＴＲ２がオン
すると電極１、被加工物２間に電圧が印加される。この
時点では無負荷時間Ｔ０で放電は発生していない。図６
（ｄ）のＴ１２において放電が発生すると電極１と被加
工物２間の極間電圧はＶ４０から２５〜３０Ｖ程度の放
電電圧Ｖ５０になり、図６（ａ）の２４のようにコイル
に流れていた電流レベルまで急激に立ち上がり、コイル
Ｌ２で決定される傾きでスイッチング素子ＴＲ２を通り
電極１の方向に流れ込む。電流増加率は（３）式と同じ
で図６（ａ）の２１のように緩やかに立ち上がる。ピー
ク電流Ｉｐに達すると一定の電流２２になるようにスイ
ッチング素子ＴＲ１がスイッチングを行う。図６の
（ａ）のオン時間Ｔ１をすぎると、スイッチング素子Ｔ
Ｒ２はオフし、休止期間Ｔ２になる。休止期間Ｔ２にな
るとＴＲ３はオフし電流の経路はダイオードＤ１０、コ
イルＬ２、ダイオードＤ３０、第２の直流電源に流れ、
コイルＬ２を流れる電流は図６（ｂ）の２３に示すよう
に急激に減衰する。減衰率は（４）式と同じである。コ
イルＬ２を流れる電流が設定レベルまで減衰すると
（ｆ）のＴ１３のようにＴＲ３がオンしこの時の電流経
路はコイルＬ２に貯蔵されたエネルギーにより、コイル
Ｌ２、スイッチング素子ＴＲ３、ダイオードＤ２０、Ｔ
Ｒ１を通り、減衰率は極端に低下し設定レベルを維持す
る。再度放電時には繰り返し設定レベルまで電流が急激
に立ち上がり、低消耗に適した電流波形を供給する。放
電開始時に電流波形を設定電流まで立ちあげるのは、放
電後の放電切れを避けるためであり、本実施例により安
定に加工することができ、低消耗に適した電流波形を供
給できる。

【００４８】実施例４．図７はこの発明の実施例４による．定電圧体Ｂ２０を示
す。図１及び図４の第２の直流電源の代わりに図７で示
すツェナーダイオード６０を接続することによって電流
が６１の方向に流れたとき図に示す極性に一定の電圧と
なる。従って図１のダイオードＤ２０と直列に接続する
ことによって、図３（ｂ）の２３に示すコイルＬ２の電
流を高速に減少させることができる。このツェナーダイ
オードは１００〜１５０Ｖで、高電力のものが必要であ
る。小さなツェナーダイオードを直列または並列に接続
して高電圧、高電力のものを製造することができる。

【００４９】実施例５．図８はこの発明の定電圧体Ｂ２０の他の実施例である。
図８で示した回路回路図で図１と同じ部分は図示せず省
略した。図１の定電圧体Ｂ２０及び図４の定電圧体Ｂ３
０として図８に示すコンデンサ５２にＩＧＢＴまたはＭ
ＯＳＦＥＴ等の電圧駆動のトランジスタ５３を並列に接
続し、トランジスタ５３のベースまたはゲートとエミッ
タまたはソース間には抵抗５５を、コレクタまたドレイ
ンとベースまたはゲート間にはツェナーダイオード５４
を接続する。電流５１が流れコンデンサ５２の電圧が上
昇しツェーナーダイオード５４の電圧を越えるとツェナ
ーダイオード５４には電流が流れ、抵抗５５に電圧が生
じトランジスタ５３のドレインとソース間に電流が流
れ、コンデンサ５２の電荷を放電するので、コンデンサ
５２の電圧は一定に保たれる。従って、高速にコイルＬ
２の電流を減衰することができる。

【００５０】電流５１が大きな電流であっても、トラン
ジスタ５３に大きな電力のものを使用すればツェーナー
ダイオード５４は小さな電力のもので良い。トランジス
タ５３は図ではＭＯＳＦＥＴで示したが、ＩＧＢＴやト
ランジスタ、ダーリントン接続したトランジスタ等であ
っても同等の動作をすることができる。

【００５１】実施例６．図９はこの発明の実施例６による放電加工機用電源装置
を示し、定電圧体としてのコンデンサＣ１をスイッチン
グ素子ＴＲ４と第２のコイルＬ３を介し第１の直流電源
Ｂ１０に接続した回生手段８２、コンデンサＣ１の電圧
Ｂ４０を基準電圧８１と比較し第４のスイッチング素子
ＴＲ４をオン、オフする比較駆動手段８０で構成されて
いる。図１と同じ部分はここでは省略している。次に動
作に付いて説明する。８５で示す電流経路１を通り電流
が流れ定電圧体であるコンデンサＣ１に電荷が蓄えられ
る。コンデンサＣ１の両端電圧Ｂ４０を比較駆動手段８
０で、基準電圧８１と比較し、基準電圧８１を越えたと
き、スイッチング素子ＴＲ４を駆動させる。８７に示す
電流経路２を通り、ＴＲ４、Ｌ３を通って、第１の直流
電源Ｂ１０に電流は回生され、コンデンサＣ１の両端電
圧が基準電圧８１を下回ったときスイッチング素子ＴＲ
４がオフする。スイッチング素子ＴＲ４がオフしたと
き、８５の電流経路１を通り再度コンデンサＣ１を充電
する。また、コイルＬ３に蓄えられたエネルギーは８７
の電流経路３を通りダイオードＤ４０、コイルＬ３を通
って第一の直流電源Ｂ１０に再度回生される。この発明
による定電圧体は電力を消費する部分がなく、電力を直
流電源Ｂ１０に回生するので省電力になる効果がある。
ここでは、実施例１による放電加工機用電源装置につい
て説明したが、実施例２についても同様に回生すること
が可能である。

【００５２】

【発明の効果】この発明における放電加工機用電源装置
は、以上説明したように構成されているので、以下に記
載される様な効果を奏する。

【００５３】

【００５４】また、電流断続部の機械接点のオン、オフ
によりコイル電流を減衰するか、しないかを選択し電流
経路を変更するよう作用するため、高精度でかつ安価で
容易に電極低消耗加工に適した電流波形と荒加工に適し
た矩形電流波形を得ることができる。

【００５５】また、電流断続部の機械接点のオン、オフ
によりコイル電流を減衰するか、しないかを選択し電流
経路を変更するよう作用するため、高精度でかつ安価で
容易に電極低消耗加工に適した電流波形と荒加工に適し
た矩形電流波形を得ることができ、また、第２の直流電
源の容量を小さくでき、コイルのエネルギーの一部を第
１の直流電源に回生することができる。

【００５６】また、電流断続部のスイッチング素子をオ
ン、オフすることによりコイル電流を所望レベルまで低
減して、維持でき、電流切れのない安定な放電加工を行
うことができる。

【００５７】また、ツェナーダイオードの持つ一定の電
圧特性を利用して、定電圧体を安価に構成できる。

【００５８】また、コンデンサの端子電圧を一定に保つ
ことにより高速にコイルの電流を減衰することができる
とともに、定電圧体を安価に構成できる。

【００５９】また、コンデンサの電圧が基準電圧を越え
ると第１の直流電源に前記コンデンサの電流を流しコン
デンサの電圧を一定にして発熱のない、高効率の回生回
路を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す放電加工機用電源装
置の回路図である。

【図２】図１の放電加工機用電源装置の動作を説明する
ための波形図とタイムチャ−トである。

【図３】図１の放電加工機用電源装置の別の動作を説明
するための波形図である。

【図４】この発明の実施例２を示す放電加工機用電源装
置の回路図である。

【図５】この発明の実施例３を示す放電加工機用電源装
置の回路図である。

【図６】図５の放電加工機用電源装置の動作を説明する
ための波形図とタイムチャートである。

【図７】この発明の実施例４による定電圧体を示す図で
ある。

【図８】この発明の実施例５による定電圧体を示す回路
図である。

【図９】この発明の実施例６を示す放電加工機用電源装
置の回路図である。

【図１０】従来の放電加工機用電源装置の回路図であ
る。

【図１１】従来の放電加工機用電源装置の動作を説明す
るためのタイムチャ−トである。

【図１２】従来の放電加工機用電源装置の他の動作を説
明するためのタイムチャ−トである。

【図１３】従来の他の放電加工機用電源装置の回路図で
ある。

【図１４】従来の更に他の放電加工機用電源装置の回路
図である。

【符号の説明】

１電極２被加工物１０電流供給部１２電流断続部１３、１４電流減衰部２０機械接点５２コンデンサ５３半導体５４、６０ツェナーダイオード５５抵抗８０比較駆動手段８１基準電圧８２回生手段Ｂ１０第１の直流電源Ｂ２０、Ｂ３０第２の直流電源ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４スイッチング素子Ｄ１０、Ｄ２０、Ｄ３０ダイオードＬ１、Ｌ２、Ｌ３コイルＣ１コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極と被加工物間に放電を発生させて、
前記被加工物を加工する放電加工機用電源装置におい
て、第１の直流電源、この第１の直流電源に並列に接続したスイッチング素子
とダイオードからなる第１の直列体及びこの第１の直列
体のスイッチング素子とダイオードの接続点に接続した
コイルを含み電極と被加工物間に電流を供給する電流供
給部、前記第１の直流電源と電流供給部のスイッチング素子と
の接続点と電流供給部の出力端であるコイルの一端に接
続されたダイオードと機械接点からなる第２の直列体及
び電流供給部の出力端であるコイルの一端に接続された
スイッチング素子からなる電流断続部、及び第１の直流電源よりも電圧値が高くマイナス側の電
位が等しい第２の直流電源と第２の直流電源の電位とは
逆方向のダイオードからなる第３の直列体を第１の電源
及び第２の直列体と並列に接続した電流減衰部を備えた
ことを特徴とする放電加工機用電源装置。
【請求項２】電極と被加工物間に放電を発生させて、
前記被加工物を加工する放電加工機用電源装置におい
て、第１の直流電源、この第１の直流電源に並列に接続したスイッチング素子
とダイオードからなる第１の直列体及びこの第１の直列
体のスイッチング素子とダイオードの接続点に接続した
コイルを含み電極と被加工物間に電流を供給する電流供
給部、前記第１の直流電源と電流供給部のスイッチング素子と
の接続点と電流供給部の出力端であるコイルの一端に接
続されたダイオードと機械接点からなる第２の直列体及
び電流供給部の出力端であるコイルの一端に接続された
スイッチング素子からなる電流断続部、及び前記第２の直列体と並列に、第２の直流電源と第２
の直流電源の電位とは逆方向に接続されたダイオードか
らなる第３の直列体を接続してなる電流減衰部を備えた
ことを特徴とする放電加工機用電源装置。
【請求項３】前記第２の直列体をスイッチング素子と
ダイオードで構成することを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の放電加工機用電源装置。
【請求項４】前記第３の直列体を前記第１の直流電源
よりも電圧の高い定電圧体とダイオードで構成し、前記
定電圧体としてツェーナーダイオードを用いることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の放電加工機用
電源装置。
【請求項５】前記第３の直列体を第１の直流電源より
も電圧の高い定電圧体とダイオードで構成し、前記定電
圧体として電流増幅機能を有する半導体であって、ベー
スまたはゲートとコレクタまたはドレイン間にツェナー
ダイオード、ベースまたはゲートとエミッタまたはソー
ス間に抵抗を接続したものを、コンデンサに並列に接続
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
放電加工機用電源装置。
【請求項６】第１の直流電源よりも電圧の高い定電圧
体としてのコンデンサとダイオードからなる第３の直列
体、前記コンデンサの＋極側に直列に接続されたスイッチン
グ素子とコイル及び前記スイッチング素子とコイルの接
続点とコンデンサの−極の間に接続されたダイオードか
らなる回生手段、及び前記コンデンサの電圧を基準電圧と比較し前記回生
手段のスイッチング素子をオン、オフする比較駆動手段
を備え、前記回生手段のコイルを前記第１の直流電源に
接続することを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の放電加工機用電源装置。