JP4050408B2 - 放電加工用極細パイプ電極のパイプ電極保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細穴放電加工機のパイプ電極の保持装置に関し、特に、極細のパイプ電極をコレットチャックによって保持するパイプ電極保持装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物に細穴を放電加工する細穴放電加工機が広く使用されている。この細穴放電加工機は、加工ヘッドの下端に装着されたコレットチャックを含むパイプ電極保持装置に細径、長尺のパイプ電極を取り付け、パイプ電極の中に加工液を送り込むとともに被加工物とパイプ電極との間に所定の放電加工用パルス電流を印加しながら被加工物に対してパイプ電極を前進させて、微細径の深穴を加工するものである。
【０００３】
この細穴放電加工機により加工する穴は、機器の小型化に伴い最近ますます小径化の要請があり、それに伴い、使用されるパイプ電極の外径もますます細いものが使用されている。現在実用に供されているパイプ電極は、細いものでは、例えば、外径がφ０．１５ｍｍ、内径φ０．０７ｍｍのものや、外径φ０．１ｍｍ、内径φ０．０４ｍｍ程度のもの等があり、最小外径のものでは、外径φ０．０８ｍｍのものまである。しかもその長さは、２００〜３５０ｍｍ程度の長尺である。このような極細のパイプ電極は、非常に曲がりやすく折損しやすいので、その取り扱いに細心の注意を必要とするが、特に、これを放電加工機に装着する際に困難を極めていた。
【０００４】
パイプ電極を放電加工機に着脱するパイプ電極保持装置は、通常、図６に示すようなコレットチャック１を含んでいる。コレットチャック１は、公知のコレットチャックと同様に、図示省略した加工ヘッドに装着されたコレットホルダ３と、パイプ電極７を把持するコレット２と、コレット２を締め付けるコレットナット４とを備えている。コレット２は、その上端以外は、工具を着脱する公知のコレットと同様に、工具取付孔２ｈ、スリット２ｓ、テーパ面２ａを有する。これらに加えて、細穴放電加工機では、放電加工に必要な加工液をパイプ電極に供給する供給筒体６と、加工液をシールするゴムブッシュ５とがコレットホルダ３に内蔵されている。ゴムブッシュ５は、供給筒体６の下端に設けられたテーパ座６ａと、コレット２の上端に設けられたテーパ座２ｂとの間に配置され、ゴムブッシュ５の中心にあけられた透孔５ｈが、コレット２の工具取付孔２ｈの中心に一致するように位置決めされている。放電加工用パルス電流は、図示省略した給電装置からコレットホルダ３を介してコレット２に給電され、パイプ電極７に印加される。なお、図６において、コレットチャック１の中心に対して直角な方向（横幅方向）の寸法は、中心方向の寸法に対して拡大して示してある。
【０００５】
このような構成において、パイプ電極７は、コレット２とゴムブッシュ５とを貫いて挿入され、ゴムブッシュ５より上方に先端を突き出すように取り付けられる。そして、コレットナット４をコレットホルダ３にねじ込むことによってコレットホルダ３のテーパ孔３ａの奥に押し込まれるコレット２が、パイプ電極７を締め付けて固定する。また、コレットナット４を締め込んだときに発生するコレット２と供給筒体６との間の押圧力によってゴムブッシュ５が圧縮され、ゴムブッシュ５の透孔５ｈが縮小することによって、ゴムブッシュ５がパイプ電極７に密着する。こうして、パイプ電極７が固定されるとともに供給筒体６の透孔６ｂから供給された加工液が、外に漏れることなくパイプ電極７に供給される。
【０００６】
ところが、パイプ電極７の外径が極細である場合には、パイプ電極７をコレット２に装着する際にコレット２のスリット２ｓにパイプ電極７が挟まれて、その挿入が非常に難しい。そして挿入した後でも、コレットナット４を締め上げるときにパイプ電極７が芯ずれして、パイプ電極７がスリット２ｓに再び挟まれてつぶれてしまうことがよくあった。また、極端に細いパイプ電極では、直接コレット２で把持することが不可能であった。このように、極細パイプ電極の装着は非常に困難極まるもの、または不可能なものであった。
【０００７】
そこで、このような極細のパイプ電極の端部に補強用のパイプを接着あるいは溶着してシャンク部を形成し、このシャンク付きのパイプ電極を放電加工機に装着する方法が採用されることがある。この場合、シャンク部の外径は、当然コレットに容易に着脱できるような外径、例えばφ１ｍｍ程度に形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極細で、薄肉のパイプ電極に補強シャンクを取り付けるには特別な技術を必要とし、加えて、導電性確保や高圧加工液の液封のための技術も必要とするので、上記したシャンク付きの特製パイプ電極は現状量産化されていない。それで、このようなシャンク付きのパイプ電極が不十分なものになってもこれを自作せざるを得ず、このため、極細穴の加工は非常に難しく、かつ高コストな加工にならざるを得なかった。
【０００９】
そこで本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、極細パイプ電極をそのままコレットに容易に挿入でき、かつ極細パイプ電極を確実に固定することができるとともに、供給される加工液の漏れが確実に押さえられるパイプ電極保持装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の放電加工用極細パイプ電極のパイプ電極保持装置は、（１） パイプ電極７を通電可能に保持するとともに、パイプ電極７に加工液を供給するパイプ電極保持装置において、コレット２を含むコレットチャック１と、パイプ電極７に加工液を供給する供給筒体６と、コレット２、供給筒体６の間に配置されたゴムブッシュ５と、コレット２に着脱可能な、かつパイプ電極７が挿入可能な挿入治具１１とを備え、前記挿入冶具は、その大部分の外径が前記コレットの工具取付孔に挿入され得るように、かつ固定され得る外径に形成され、その一端にそれより小径の段部、またはテーパ面が形成されているとともに、その中心に内径が前記パイプ電極の外径よりわずかに大きい透孔が形成されており、前記挿入冶具を前記ゴムブッシュに前記一端側から挿入したとき、前記ゴムブッシュが前記パイプ電極を固定する締め代分を残して前記挿入冶具が前記ゴムブッシュに挿入される長さに形成されている。
【００１１】
また、本発明の別の放電加工用極細パイプ電極のパイプ電極保持装置は、（２） 上記（１）記載のパイプ電極保持装置において、挿入治具１１は、その大部分の外径１１ａがコレット２の工具取付孔２ｈに挿入され得るように、かつ固定され得る外径に形成され、その一端にそれより大径の段部１１ｂが、他端にそれより小径の段部１１ｃ、またはテーパ面１１ｄがそれぞれ形成されているとともに、その中心に内径が前記パイプ電極７の外径よりよりわずかに大きい透孔１１ｈが形成されており、挿入治具１１をゴムブッシュ５に挿入したとき、ゴムブッシュ５がパイプ電極７を固定する締め代Ｌ２を残して挿入治具１１がゴムブッシュ５に挿入される長さに形成されている。
【００１２】
また、本発明の別の放電加工用極細パイプ電極のパイプ電極保持装置は、（３） パイプ電極７を通電可能に保持するとともに、パイプ電極７に加工液を供給するパイプ電極保持装置において、パイプ電極保持装置が、コレットに類似するコレット類似治具２１とコレットホルダ３を含むコレットチャック１と、パイプ電極７に加工液を供給する供給筒体６と、コレット類似治具２１、供給筒体６の間に配置されたゴムブッシュ５とを備え、コレット類似治具２１が、パイプ電極７を挿入可能な透孔２１ｈと、前記コレットホルダ３のテーパ孔３ａに当接するテーパ面２１ａと、ゴムブッシュ５を載置するテーパ座２１ｂと、ゴムブッシュ５がパイプ電極７を固定する締め代Ｌ２を残してゴムブッシュ５に挿入される長さに形成された突起状パイプ２１ｃとを備えたものにすることができる。
【００１３】
【実施例】
図１ないし図４は、請求項１および請求項２にかかる本発明の放電加工用極細パイプ電極のパイプ電極保持装置を示す実施例である。図６において説明した従来のコレットチャックと同一である部品には、同一の符号を付してその説明を省略する。図１は、極細のパイプ電極が挿入される挿入治具がコレットチャックに装着されている状態を示す組立断面図、図２、図３は挿入治具の断面図、図４はパイプ電極の固定状態と液封状態を説明する模式図である。なお、これらの図において、コレットチャックの中心に対して直角な方向（横幅方向）の寸法は、中心方向の寸法に対して拡大して示してある。
【００１４】
図１におけるコレットチャック１自体の構成は、図６で説明したコレットチャック１と同一である。図６と異なるところは、コレット２に極細パイプ電極７ではなく挿入治具１１が挿入されているところである。なお、コレットを締める機構は、コレットナットで締め込む機構を例示したが、コレットナット以外でコレットを締め付ける機構であっても、本発明の挿入治具が同様に採用され得ることを付記しておく。
【００１５】
挿入治具１１は、図２に示すように、その大部分を占める領域１１ａの外径がコレット２の工具取付孔２ｈに容易に挿入されるように、かつ固定され得る外径、例えばφ１ｍｍ程度に形成される。そして、挿入治具１１の一端にそれより大径の段部１１ｂが、他端にそれより小径の段部１１ｃが形成されている。ここで、小径の段部１１ｃは、図３に示すようにテーパ面１１ｄであってもよい。段部１１ｃの領域１１ａとの直径寸法差は、０．４ｍｍ程度であるから、段差加工もテーパ加工もあまり差異がない。そして、領域１１ａと小径段部１１ｃとの長さを、または領域１１ａとテーパ面１１ｄとの長さを合計した長さＬ１は、図４で説明するような長さに形成される。挿入治具１１の材質は、コレット２からパイプ電極７へ放電加工用パルス電流を供給するため、銅（Ｃｕ），銅タングステン合金（ＵｕＷ）等が選ばれる。
【００１６】
挿入治具１１の軸中心には、極細パイプ電極７が挿入可能な所定の内径Ｄを有する透孔１１ｈがその中心に一致して形成され、大径の段部１１ｂ側の端面に開口する、透孔１１ｈのパイプ電極７の挿入口にテーパ面１１ｅが形成されている。また、透孔１１ｈの内径Ｄは、パイプ電極７に通電可能なように、パイプ電極７との隙間が最小限におさえられている。このため、着脱するパイプ電極７の外径によって挿入治具１１を使い分けるもので、たとえば、φ０．２ないしφ０．１５ｍｍのパイプ電極７に対してφ０．２２ｍｍの内径の挿入治具１１を使用し、φ０．１５ないしφ０．０８ｍｍ程度以下のパイプ電極７に対してφ０．１７ｍｍの内径の挿入治具１１を使用する。もちろん、パイプ電極７の各外径に応じた内径Ｄの透孔１１ｈを有する挿入治具１１を揃えるのが最も好ましい。こうして、パイプ電極７が挿入治具１１の透孔１１ｈに入るように、かつ放電加工用パルス電流がコレット２から挿入治具１１を経由して、パイプ電極７に給電されるようにしている。加えて、加工中にパイプ電極７が回転するとき、パイプ電極７の芯が振れないようにしている。なお、この芯振れについて補足すると、細穴放電加工機においては、被加工物の近くに別途設けたガイド装置(図示省略)によってパイプ電極が挟持されて、パイプ電極の芯振れがさらに押さえられている。
【００１７】
パイプ電極７は、図４のようにして固定されるが、まず、この図の各構成部品の位置関係を説明する。挿入治具１１の先端がゴムブッシュ５に挿入されたとき、挿入治具１１の先端からゴムブッシュ５の上端までの距離Ｌ２が、例えば、２ｍｍ程度になるように、挿入治具１１の長さＬ１，ゴムブッシュ５の全長およびコレット２の全長が形成されている。こうすることによって、ゴムブッシュ５がパイプ電極７の固定時に圧縮されるとき、ゴムブッシュ５が不均一に変形してその透孔５ｈが挿入治具１１の透孔１１ｈから芯ずれして、パイプ電極７を曲げてしまうのを防止している。なお、距離Ｌ２は、ゴムブッシュ５の硬度、長さ、およびパイプ電極７のチャック時に受けるゴムブッシュ５への圧縮力によって異なるが、それらに合わせて決定される長さである。
【００１８】
以上のような構成において、パイプ電極７はつぎのようにしてパイプ電極保持装置に固定される。まず、挿入治具１１の大径の段部１１ｂがコレット２の下端面に当接するまで、挿入治具１１をコレットの工具取付孔２ｈに挿入し、挿入治具１１の先端にゴムブッシュ５を押し込む。そして、パイプ電極７を挿入治具１１の透孔１１ｈのテーパ面１１ｅに沿って導入し、その先端がゴムブッシュ５の上端より突き出すまでパイプ電極７を挿入する。こうして、パイプ電極７が挿入された、挿入治具１１とゴムブッシュ５とコレット２とをコレットホルダ３に組み付け、コレットナット４で締め付ける。すると、パイプ電極７は、ゴムブッシュ５の区間Ｌ２の部分で締め付けられて、パイプ電極保持装置に固定される。
【００１９】
本発明では、ゴムブッシュ５によるパイプ電極７の締め付け力は、決して強くはないが、パイプ電極の肉厚が薄いので、この弱い締め付け力で充分である。すなわち、極細パイプ電極７の端面の面積が小さいので、極細パイプ電極の先端の面に受ける加工液の噴流圧力が高くてもパイプ電極に受ける軸方向の力が小さいから、弱い締め付け力で充分パイプ電極が固定されるのである。加工液のシールについては、ゴムブッシュ５がパイプ電極７と挿入治具１１との両方を圧縮するので、加工液が漏れる心配も解消されている。特に、挿入治具１１の先端に小径の段部１１ｃ、またはテーパ面１１ｄが、形成されている場合には、ゴムブッシュ５がパイプ電極７および挿入治具１１の先端に滑らかな曲線を描いて当接し、ゴムブッシュ５によるパイプ電極７および挿入治具１１の締め付け圧力が均等になる。それで、パイプ電極７が確実に固定されとともにパイプ電極７および挿入治具１１のシールが完全になる。
【００２０】
挿入治具１１は、コレット２に挿入治具１１を装着した構成でその作用・効果を発揮するので、図５のような別の実施例を採用することができる。挿入治具１１とコレット２との代わりに、これらを一体にしたコレット類似治具２１を取り付けるものである。この場合、コレット類似治具２１は、コレット２に挿入治具１１が固定されたときの両者の外形に同じ形状に形成される。すなわち、コレット類似治具２１には、コレットホルダ３のテーパ孔３ａに当接するテーパ面２１ａと、ゴムブッシュ５を載置するテーパ座２１ｂとがコレット２と同様に形成され、パイプ電極７が挿入される透孔２１ｈと、ゴムブッシュ５に所定の距離だけ挿入される突起状パイプ２１ｃとが挿入治具１１と同様に形成されている。そしてコレット類似治具２１の下端面には、透孔２１ｈのパイプ電極の挿入口にテーパ面２１ｅが形成されている。また、突起状パイプ２１ｃの先端には、挿入治具１１の段部１１やテーパ面１１ｄに相当する加工を施す。なお、コレット類似治具２１は、コレットとしての締め付け機能を必要としないので、スリットが形成されていない。また、挿入治具１１の大径の段部１１ｂに相当する部分が必要がないのでこれを省いてもよい。
【００２１】
このようなコレット類似治具２１をコレット２と挿入治具１１との代わりに装着することによって、前述した作用・効果がそのまま当てはまる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、挿入治具をコレットおよびゴムブッシュに挿入しておくことによって、または、コレット類似治具をコレットと挿入治具との代わりに装着することによって、パイプ電極を容易に、かつ確実に挿入することができる。また、パイプ電極を固定するための締め代がゴムブッシュに残された状態で、挿入治具またはコレット類似治具がゴムブッシュに挿入されているので、パイプ電極を損傷することなく、確実に固定することができることはもちろん、加工液のシールが確実に行われる。
【００２３】
また、既存のパイプ電極保持装置に本発明の挿入治具を加えて、または、コレット類似治具を取り付けるだけで、本発明の作用・効果を得ることができるので、改善のための費用がわずかで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】挿入治具が装着されているパイプ電極保持装置を示す組立断面図。
【図２】挿入治具の縦断面を示す断面図。
【図３】挿入治具の別の縦断面を示す断面図。
【図４】パイプ電極の固定状態と液封状態とを説明する模式図。
【図５】コレット類似治具が装着されているパイプ電極保持装置を示す組立断面図。
【図６】従来のパイプ電極保持装置を示す組立断面図。
【符号の説明】
１ コレットチャック
２ コレット
２ｈ 工具取付孔
３ コレットホルダ
４ コレットナット
５ ゴムブッシュ
６ 供給筒体
７ パイプ電極
１１ 挿入治具
１１ｂ 挿入治具の大径の段部
１１ｃ 挿入治具の小径の段部
１１ｄ 挿入治具のテーパ面
１１ｈ 挿入治具の透孔
２１ コレット類似治具
２１ａ コレット類似治具のテーパ面
２１ｂ コレット類似治具のテーパ座
２１ｃ コレット類似治具の突起状パイプ
２１ｈ コレット類似治具の透孔

Claims (3)

1. パイプ電極を通電可能に保持するとともに、パイプ電極に加工液を供給するパイプ電極保持装置において、コレットを含むコレットチャックと、前記パイプ電極に加工液を供給する供給筒体と、前記コレットと前記供給筒体との間に配置されたゴムブッシュと、前記コレットに着脱可能な、かつ前記パイプ電極が挿入可能な挿入治具とを備え、前記挿入冶具は、その大部分の外径が前記コレットの工具取付孔に挿入され得るように、かつ固定され得る外径に形成され、その一端にそれより小径の段部、またはテーパ面が形成されているとともに、その中心に内径が前記パイプ電極の外径よりわずかに大きい透孔が形成されており、前記挿入冶具を前記ゴムブッシュに前記一端側から挿入したとき、前記ゴムブッシュが前記パイプ電極を固定する締め代分を残して前記挿入冶具が前記ゴムブッシュに挿入される長さに形成されていることを特徴とするパイプ電極保持装置。
2. 前記挿入治具は、その大部分の外径が前記コレットの工具取付孔に挿入され得るように、かつ固定され得る外径に形成され、その一端にそれより大径の段部が、他端にそれより小径の段部、またはテーパ面がそれぞれ形成されているとともに、その中心に内径が前記パイプ電極の外径よりわずかに大きい透孔が形成されており、前記挿入治具を前記ゴムブッシュに挿入したとき、前記ゴムブッシュが前記パイプ電極を固定する締め代分を残して前記挿入治具が前記ゴムブッシュに挿入される長さに形成されていることを特徴とする請求項１記載のパイプ電極保持装置。
3. パイプ電極を通電可能に保持するとともに、パイプ電極に加工液を供給するパイプ電極保持装置において、パイプ電極保持装置が、コレットに類似するコレット類似治具およびコレットホルダを含むコレットチャックと、前記パイプ電極に加工液を供給する供給筒体と、前記コレット類似治具と前記供給筒体との間に配置されたゴムブッシュとを備え、前記コレット類似治具が、前記パイプ電極を挿入可能な透孔と、前記コレットホルダのテーパ孔に当接するテーパ面と、前記ゴムブッシュを載置するテーパ座と、前記ゴムブッシュが前記パイプ電極を固定する締め代分を残して前記ゴムブッシュに挿入される長さに形成された突起状パイプとを備えていることを特徴とするパイプ電極保持装置。

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