JP5684346B2 - 回転軸を有する放電加工機 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸を有する放電加工機に関する。

図６は、放電加工機械などに用いられる従来の回転軸構造を説明する図である。図６に示されるように、回転軸本体１の内部には、動力部２や減速部３があり、回転軸本体１の先端側には軸受支持部７が併設され、軸受部４は軸受支持部７によって支持されている。軸受部４の両側にはシャフト５、面盤６が固定されており、シャフト５と面盤６は、減速部３の回転に同期して自由に回転することができる。軸受支持部７の付近には、シール機構部８が設けられており、シール機構部８の内部にはシール材９が設置されている。シール材９は面盤６の外周面に接触する事で、シール機構部８と面盤６の隙間１３からの回転軸本体１の内部への加工液の侵入を防止している。

放電加工機での加工中には、スラッジと呼ばれる加工くずが発生し加工液の中に浮遊している。シール機構部８にスラッジが付着するとシール材９の早期摩耗を引き起こすため、エアシール構造を用いた回転軸が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１０４７２５号公報

シール材９は消耗品であるため定期的に交換が必要であるが、その寿命は使用状況や稼働時間、日常清掃の有無に大きく左右される。そのためシール材９の明確な交換時期は決まっておらず、オペレータによるシール材９の目視点検または予防保守による定期交換が必要となる。

したがって、オペレータが万が一シール材９の点検を怠った場合には、加工液が回転軸本体１内に侵入してしまい、回転軸内部の動力部２や減速部３などの重要部品が故障してしまう問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、回転軸本体の内部へ加工液が侵入したことを検知する手段を備えた回転軸を有する放電加工機を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、加工槽内に配置され加工対象物を取り付ける回転軸と、該回転軸を制御し放電加工を行う制御装置を備えた放電加工機において、前記回転軸は、回転軸本体と、前記回転軸本体に軸承され回転するテーブル回転体と、前記テーブル回転体を回転させるための駆動部と、前記回転軸本体と前記テーブル回転体との間のシール材が配設されたシール機構部と、前記回転軸本体の内部への加工液の侵入を検出する加工液侵入検出手段を設けたことを特徴とする回転軸を有する放電加工機である。

請求項２に係る発明は、前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記制御装置は前記回転軸を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の回転軸を有する放電加工機である。

請求項３に係る発明は、前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記制御装置は加工槽内の加工液を排水する制御、および、加工槽内への給水を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機である。

請求項４に係る発明は、前記制御装置は表示部を有し、前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記表示部に異常または警告を表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機である。

請求項５に係る発明は、前記回転軸本体は、回転軸本体部、軸受支持部、前記シール機構部を有し、前記回転軸本体部、前記軸受支持部または前記シール機構部の少なくとも一つの側部に透明窓を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機である。

請求項６に係る発明は、前記回転軸本体は、回転軸本体部、軸受支持部または前記シール機構部を有し、前記回転軸本体、前記軸受支持部またはシール機構部の少なくとも一つの側部にドレイン穴を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機である。

本発明により、回転軸本体の内部へ加工液が侵入したことを検知する手段を備えた回転軸を有する放電加工機を提供できる。

加工液の侵入を検出する手段を設けた回転軸構造の断面図である。 回転軸本体が回転軸本体部、軸受支持部、およびシール機構部から構成されることを説明する図である。 回転軸内部に侵入した加工液が検出手段の上に溜まった状態を表した回転軸の断面図である。 内部確認用の透明窓とドレイン穴が設けられた回転軸構造の断面図である。 回転軸を備えた放電加工機の要部を説明する機能ブロック図である。 従来の回転軸構造を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同じ構成もしくは類似する構成については同じ符号を用いて説明する。
図１は、加工液の侵入を検出する手段を設けた回転軸構造の断面図である。図３は、回転軸内部に侵入した加工液が検出手段の上に溜まった状態を表した回転軸の断面図である。図２に示されるように、回転軸本体１は、回転軸本体部、軸受支持部、シール機構部を備えている。中空の回転軸本体１の内部には、動力部２や減速部３があり、回転軸本体１の先端側には軸受支持部７が併設され、軸受部４は軸受支持部７によって支持されている。軸受部４の両側にはシャフト５、面盤６が固定されており、シャフト５と面盤（テーブル回転体）６は、減速部３の回転に同期して自由に回転することができる。

軸受支持部７の近傍には、シール機構部８が設けられており、シール機構部８の内部にはシール材９が設置されている。シール材９は面盤６の外周面に接触する事で、シール機構部８と面盤６の隙間１３からの回転軸本体１の内部への加工液の侵入を防止している。 なお、回転軸本体１の軸受支持部７やシール機構部８は分割構造としても良い。つまり、回転軸本体部と、軸受支持部と、シール機構部の３つの円筒状の部品をねじ構造などの結合手段によって組み付けて、回転軸本体１を構成してもよい。

本発明に係る実施形態では、更に、図１に示すように、回転軸本体１の内部のシール機構部８の付近には、加工液の侵入を検出するための検出手段（加工液侵入検出手段）１０が設けられている。検出手段１０は、回転軸を放電加工機に搭載したときに、回転軸の下部に位置するように回転軸本体１に設けられている。

検出手段１０の一例として、２つの電極がお互いに絶縁された状態で検出手段１０に備えられており、さらに検出手段１０は回転軸本体１とも絶縁した状態で取付けられている。検出手段１０に備えられた２つの絶縁された電極の間に、導電性の液体である加工液が侵入すると、２つの絶縁された電極が電気的に接続し、両者は導通状態になる。

上述したように、検出手段１０が回転軸本体１と絶縁された状態で取付けられているため、この２部品間に電圧をかけても導通は確認できない。しかし、図３のように、隙間１３から回転軸本体１の内部に侵入してきた加工液１４が、検出手段１０の上に溜まると、加工液１４を介して回転軸本体１と他方の電極とが導通状態となる。検出手段１０の間の電位差が変化することによって導通が確認できるため、加工液の侵入を検出することができる。

なお、加工液の検出手段としては、導通を検出する以外にも、静電容量センサや光センサなどの各種公知の技術を用いる事でも、放電加工機は回転軸本体１内部への加工液の侵入を検出することができる。静電容量センサは、２つの電極の間に加工液が侵入することによって静電容量が変化することで、加工液の回転軸本体１の内部への侵入を検出できる。光センサは、投光側と受光側との間に加工液が侵入することで、投光側と受光側の間の光路間の屈折率が変化する。屈折率が変化することで、受光側に入射する光の量に変化が生じる。この受光側への入射光量の変化を検出することで、加工液の侵入を確認できる。

上述した回転軸本体１に、内部確認用の透明窓や、回転軸本体１の内部に侵入した加工液を外部へ排水するためのドレイン穴を設けても良い。図４は、内部確認用の透明窓とドレイン穴が設けられた回転軸構造の断面図である。

図４に示されるように、内部確認用の透明窓１１とドレイン穴１２が、回転軸本体１の側部に設けられている。検出手段１０の検出状況に応じて、放電加工機のオペレータが適宜に回転軸本体１の内部を、透明窓１１を通して目視で確認することができる。必要であれば、回転軸本体１のシール機構部８を分解せずに、回転軸本体１の内部に侵入した加工液をドレイン穴１２から排出することができる。これによって、放電加工機の停止時間を最小限に抑えることができる。なお、回転軸は放電加工機において水没した状態で使用されることから、ドレイン穴１２にはネジなどの栓が取り付けられる構造を備えている。

前述したように、回転軸本体１が、回転軸本体部と、軸受支持部と、シール機構部の３つの円筒状の部品で構成されている場合、透明窓１１やドレイン穴１２は、内部を確認したい部位や加工液を排出したい部位に適宜に設けられる。各部に適宜に設けられた透明窓を介して、回転軸本体１の内部に配設された部品の表面に付着した加工液を目視できる。

図５は、回転軸を備えた放電加工機の要部を説明する機能ブロック図である。制御装置１５は回転軸本体１の動作と、加工槽内に加工液を供給する手段（加工液供給手段１６）と、加工槽内の加工液を排水する手段（排水手段１７）を制御することができる。

図５の加工槽２０が加工液で満たされている状態で、回転軸本体１の内部の検出手段１０が加工液の侵入を検出した場合には、電源からの放電電圧の印加を停止し、回転軸本体１の回転を停止し、加工液供給手段１６をすばやく停止し、排水手段１７を作動させる。これらの、制御を制御装置１５からの指令によって行うことで、回転軸本体１の内部への加工液の侵入を早期に防ぐことができる。また、加工槽２０が加工液で満たされていない状態でも、回転軸本体１の内部の検出手段１０が加工液の侵入を検出した場合には、回転軸本体１の回転と加工液供給手段１６の動作を禁止する制御を行うこともできる。

制御装置１５は表示部１８を備えており、回転軸本体１の内部の検出手段１０の状況に応じて、表示部１８に異常や警告を知らせる表示を行うことで、オペレータが回転軸本体１の状況を正確に把握することができる。

１ 回転軸本体
２ 動力部
３ 減速部
４ 軸受部
５ シャフト
６ 面盤
７ 軸受支持部
８ シール機構部
９ シール材
１０ 検出手段
１１ 透明窓
１２ ドレイン穴
１３ 隙間
１４ 加工液
１５ 制御装置
１６ 加工液供給手段
１７ 排水手段
１８ 表示部
１９ タンク
２０ 加工槽

Claims (6)

1. 加工槽内に配置され加工対象物を取り付ける回転軸と、該回転軸を制御し放電加工を行う制御装置を備えた放電加工機において、
   前記回転軸は、
   回転軸本体と、
   前記回転軸本体に軸承され回転するテーブル回転体と、
   前記テーブル回転体を回転させるための駆動部と、
   前記回転軸本体と前記テーブル回転体との間のシール材が配設されたシール機構部と、
   前記回転軸本体の内部への加工液の侵入を検出する加工液侵入検出手段を設けたことを特徴とする回転軸を有する放電加工機。
2. 前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記制御装置は前記回転軸を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の回転軸を有する放電加工機。
3. 前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記制御装置は加工槽内の加工液を排水する制御、および、加工槽内への給水を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機。
4. 前記制御装置は表示部を有し、前記加工液侵入検出手段によって前記回転軸本体への加工液の侵入を検出した場合において、前記表示部に異常または警告を表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機。
5. 前記回転軸本体は、回転軸本体部、軸受支持部、前記シール機構部を有し、
   前記回転軸本体部、前記軸受支持部または前記シール機構部の少なくとも一つの側部に透明窓を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機。
6. 前記回転軸本体は、回転軸本体部、軸受支持部または前記シール機構部を有し、
   前記回転軸本体、前記軸受支持部またはシール機構部の少なくとも一つの側部にドレイン穴を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転軸を有する放電加工機。