JP7588945B1 - 上サブガイド、上ワイヤガイド、下サブガイドおよび下ワイヤガイド - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ電極を安定して保持し、振動や位置ずれを抑制できるサブガイドを提供する。【解決手段】上メインガイド３５の孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、保持部から徐々に広がる導出壁面と、を有し、導入壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、上サブガイド３３が提供される。または、下メインガイド４３の孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、保持部から徐々に広がる導出壁面と、を有し、導出壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、下サブガイド４５が提供される。【選択図】図４

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機に用いられる、上サブガイドおよびそれを備える上ワイヤガイドならびに下サブガイドおよびそれを備える下ワイヤガイドに関する。

ワイヤ放電加工機による放電加工にあたっては、まず、被加工物を挟んで設けられる一対のワイヤガイドにワイヤ電極が挿通され、ワイヤ電極が張架される。この作業を結線という。ワイヤガイドは、徐々に繰り出されて走行するワイヤ電極を、案内するとともに位置決めする。張架されたワイヤ電極に対しては、通電子を介して電圧が供給される。以下、被加工物を基準に、ワイヤ電極の走行方向の上流側にあるワイヤガイドを上ワイヤガイド、ワイヤ電極の走行方向の下流側にあるガイドを下ワイヤガイドという。また、ワイヤガイドにおいて、ワイヤ電極を直接的に保持する部材をガイド本体という。一般に、ガイド本体は、ダイヤモンドやサファイア等の耐摩耗性に優れた絶縁体から製造される。

ここで、特許文献１に開示されるように、ガイド本体の貫通孔を、ワイヤ電極の直径よりもわずかに大きい孔径を有する保持部と、ワイヤ電極の導入側から保持部に向かって徐々に狭まる略逆円錐形状の導入壁面と、保持部からワイヤ電極の導出側に向かって徐々に広がる略円錐形状の導出壁面と、から構成することが知られている。従来の導入壁面および導出壁面はともにその断面が円形状であるので、ワイヤ電極は、導入壁面のある断面において１点で支持されるとともに、導出壁面のある断面において１点で支持される。

また、特許文献２に開示されるように、ガイド本体は、上ワイヤガイドおよび下ワイヤガイドにそれぞれ２つずつ設けられてもよい。ワイヤ電極の直径よりもわずかに大きい孔径を有するメインガイドと、メインガイドの孔径よりも大きい孔径を有するサブガイドとでワイヤ電極を案内することで、より安定してワイヤ電極の保持が行える。

特開２００７－２８３４２３号公報 特開平０３－２３４４２１号公報

ワイヤ電極の保持の安定性を高め、高精度加工を実現するためには、ガイド本体の孔径を小さくすることが考えられる。しかしながら、ワイヤ電極が挿通しにくくなり結線が失敗しやすくなる上、ワイヤ電極との接触面積が増えることにより断線しやすくなるというデメリットも生じるので、ガイド本体の小径化には限界がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、結線率や断線率に大きな悪影響を与えることなく、ワイヤ電極を安定して保持し、振動や位置ずれを抑制できるサブガイドを提供することを目的とする。

本発明によれば、ワイヤ放電加工機において、被加工物よりもワイヤ電極の走行方向の上流側に位置し、上メインガイドとともにワイヤ電極を案内する上サブガイドであって、上メインガイドの孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、ワイヤ電極の導入側から保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、保持部からワイヤ電極の導出側に向かって徐々に広がる導出壁面と、を有し、導入壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、上サブガイドが提供される。

また、本発明によれば、ワイヤ放電加工機において、被加工物よりもワイヤ電極の走行方向の下流側に位置し、下メインガイドとともにワイヤ電極を案内する下サブガイドであって、下メインガイドの孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、ワイヤ電極の導入側から保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、保持部からワイヤ電極の導出側に向かって徐々に広がる導出壁面と、を有し、導出壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、下サブガイドが提供される。

本発明の上サブガイドによれば、ワイヤ電極は導入壁面における多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状の２面に沿って案内される。つまり、上サブガイドの導入壁面のある断面においては、ワイヤ電極は２点で支持される。また、本発明の下サブガイドによれば、ワイヤ電極は導出壁面における多角形形状または多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状の２面に沿って案内される。つまり、下サブガイドの導出壁面のある断面においては、ワイヤ電極は２点で支持される。これにより、ワイヤ電極が安定して保持されるので、振動や位置ずれの発生が抑制される。ひいては、より高精度の加工が実現できる。

上ガイドユニットおよび下ガイドユニットの斜視図である。 上ガイドユニットおよび下ガイドユニットの断面図である。 上ワイヤガイドおよび下ワイヤガイドの側面図である。 図３のＩＶ―ＩＶ断面図である。 第１の下ガイドホルダと第２の下ガイドホルダが分離した状態を示す。 上サブガイドの上面図である。 図６のＶＩＩ―ＶＩＩ断面図である。 図７のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ断面図であって、ワイヤ電極が挿通された状態を示す。 上メインガイドの側面断面図である。 下メインガイドの側面断面図である。 下サブガイドの底面図である。 図１１のＸＩＩ―ＸＩＩ断面図である。 図１２のＸＩＩＩ―ＸＩＩＩ断面図であって、ワイヤ電極が挿通された状態を示す。 変形例の上サブガイドに係る上面断面図である。 変形例の下サブガイドに係る底面断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に説明される各種変形例は、それぞれ任意に組み合わせて実施することができる。

図１および図２は、本実施形態のワイヤ放電加工機の上ガイドユニット１および下ガイドユニット２を示す。上ガイドユニット１と下ガイドユニット２との間には被加工物Ｗが設置され、ワイヤ電極Ｅに印加される電圧と逆の極性の電圧が印加される。上ガイドユニット１と下ガイドユニット２との間に張架されたワイヤ電極Ｅを被加工物Ｗに対して相対移動させることで、被加工物Ｗは所望の形状に放電加工される。ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの間の僅かな隙間である加工間隙には、放電加工中は加工液が供給される。加工液は、純水または油を主成分とする誘電性の流体である。

上ガイドユニット１は、ハウジング１１と、通電子１３と、上ワイヤガイド３と、噴流ノズル１５と、を備える。ハウジング１１は、通電子１３および上ワイヤガイド３を内部に収容する。また、ハウジング１１の下面には、噴流ノズル１５が取り付けられる。通電子１３は、上ワイヤガイド３よりも上流側でワイヤ電極Ｅと接触し、通電子１３を介してワイヤ電極に電圧が印加される。通電子１３はワイヤ電極Ｅを押圧するので、上ワイヤガイド３の上流側のワイヤ電極Ｅは傾斜する。通電子１３は、前後退可能に構成され、結線時はワイヤ電極Ｅの進路の妨げとならないよう後退し、結線完了後に前進してワイヤ電極Ｅと接触する。上ワイヤガイド３は、挿通されたワイヤ電極Ｅを案内するとともに位置決めする。噴流ノズル１５は、放電加工時、加工間隙に対して加工液を噴出する。また、噴流ノズル１５は結線時、下方に加工液を噴出することでワイヤ電極Ｅを案内する。

下ガイドユニット２は、ハウジング２１と、噴流ノズル２５と、下ワイヤガイド４と、通電子２３と、を備える。ハウジング２１は、下ワイヤガイド４および通電子２３を内部に収容する。また、ハウジング２１の上面には、噴流ノズル２５が取り付けられる。噴流ノズル２５は、放電加工時、加工間隙に対して加工液を噴出する。下ワイヤガイド４は、挿通されたワイヤ電極Ｅを案内するとともに位置決めする。通電子２３は、下ワイヤガイド４よりも下流側でワイヤ電極Ｅと接触し、通電子２３を介してワイヤ電極に電圧が印加される。通電子２３はワイヤ電極Ｅを押圧するので、下ワイヤガイド４の下流側のワイヤ電極Ｅは傾斜する。通電子２３は、前後退可能に構成され、結線時はワイヤ電極Ｅの進路の妨げとならないよう後退し、結線完了後に前進してワイヤ電極Ｅと接触する。

図３および図４に示されるように、上ワイヤガイド３は、上ガイドホルダ３１と、上サブガイド３３と、上メインガイド３５と、を含む。上ガイドホルダ３１は、支持部材３３７を介して上サブガイド３３を収容し、支持部材３５７を介して上メインガイド３５を収容する。上サブガイド３３および上メインガイド３５は、ワイヤ電極Ｅを直接的に保持するガイド本体であって、ダイヤモンドやサファイア等の耐摩耗性に優れた絶縁体からなる。支持部材３３７，３５７は、セラミック等の絶縁体からなる。

図３および図４に示されるように、下ワイヤガイド４は、下ガイドホルダ４１と、下メインガイド４３と、下サブガイド４５と、を含む。下ガイドホルダ４１は、支持部材４３７を介して下メインガイド４３を収容し、支持部材４５７を介して下サブガイド４５を収容する。下メインガイド４３および下サブガイド４５は、ワイヤ電極Ｅを直接的に保持するガイド本体であって、ダイヤモンドやサファイア等の耐摩耗性に優れた絶縁体からなる。支持部材４３７，４５７は、セラミック等の絶縁体からなる。

上ガイドホルダ３１は、上サブガイド３３と上メインガイド３５との間に加工液を供給する側孔３１１を含んでいてよい。また、下ガイドホルダ４１は、下メインガイド４３と下サブガイド４５との間に加工液を供給する側孔４１３を含んでいてよい。ワイヤ電極Ｅは、上ワイヤガイド３および下ワイヤガイド４に対して摺動することで、表面が削り落ちたワイヤ粉が発生することがある。側孔３１１に加工液を供給することで、上ワイヤガイド３の内部に蓄積したワイヤ粉を上サブガイド３３側から排出することができる。また、側孔４１３に加工液を供給することで、下ワイヤガイド４の内部に蓄積したワイヤ粉を下サブガイド４５側から排出することができる。側孔３１１，４１３への加工液の供給は、放電加工時常に実施されてよい。

図２および図４に示されるように、ワイヤ電極Ｅの走行方向の上流側から順に、通電子１３、上サブガイド３３、上メインガイド３５、被加工物Ｗ、下メインガイド４３、下サブガイド４５、通電子２３の順で配置される。上サブガイド３３および上メインガイド３５は、被加工物Ｗよりもワイヤ電極Ｅの走行方向の上流側に位置し、ワイヤ電極Ｅを案内する。下メインガイド４３および下サブガイド４５は、被加工物Ｗよりもワイヤ電極Ｅの走行方向の下流側に位置し、ワイヤ電極Ｅを案内する。

メインガイドを収容するガイドホルダとサブガイドを収容するガイドホルダは、一体に形成されてもよいし、分離可能に形成されてもよい。本実施形態においては、上サブガイド３３および上メインガイド３５は、一体に形成された上ガイドホルダ３１に収容される。下メインガイド４３および下サブガイド４５は、それぞれ第１の下ガイドホルダ４１１および第２の下ガイドホルダ４１２に収容され、第１の下ガイドホルダ４１１および第２の下ガイドホルダ４１２は、下ガイドホルダ４１を構成する。図５に示されるように、第１の下ガイドホルダ４１１および第２の下ガイドホルダ４１２は分離可能である。もちろん、上サブガイド３３および上メインガイド３５はそれぞれ別のガイドホルダに収容されてもよいし、下メインガイド４３および下サブガイド４５は一体に形成されたガイドホルダに収容されてもよい。

図示省略されているが、着脱を容易にするため、上ガイドホルダ３１および下ガイドホルダ４１の一部にはねじ切り加工がなされていてもよい。上ガイドホルダ３１の上部には、上ガイドユニット１のハウジング１１に螺合する雄ねじが形成されていてよい。第１の下ガイドホルダ４１１の内部および第２の下ガイドホルダ４１２の上部には、それぞれ互いに螺合する雌ねじおよび雄ねじが形成されていてよい。第２の下ガイドホルダ４１２の下部には、下ガイドユニット２のハウジング２１に螺合する雄ねじが形成されていてよい。

以下、ガイド本体である、上サブガイド３３、上メインガイド３５、下メインガイド４３および下サブガイド４５の構成について詳述する。なお、本明細書において、ガイド本体の断面とは、特段の断りがない限り、ワイヤ電極Ｅの挿通方向に直交する断面、換言すれば、ワイヤ電極Ｅが挿通される貫通孔の中心線に直交する断面をいう。

図６および図７に示されるように、上サブガイド３３は、保持部３３１と、導入壁面３３３と、導出壁面３３５と、を有し、保持部３３１、導入壁面３３３および導出壁面３３５は貫通孔を構成する。保持部３３１は、上メインガイド３５の孔径よりも大きい孔径を有する。保持部３３１の孔径は、上メインガイド３５の孔径よりも大きければよいが、例えば約０．４ｍｍである。導入壁面３３３は、ワイヤ電極Ｅの導入側から保持部３３１に向かって徐々に狭まる形状を有する。導出壁面３３５は、保持部３３１からワイヤ電極Ｅの導出側に向かって徐々に広がる略円錐形状を有する。導出壁面３３５は、円形の断面を有する。

図８に示されるように、導入壁面３３３の少なくとも一部の断面は、多角形形状を有する。多角形形状は、好ましくは正多角形である。また、頂点が少なすぎると、上サブガイド３３が大型化する。頂点が多すぎると、内角が大きくなるのでワイヤ電極Ｅがずれやすくなる。そのため、多角形形状は、特に、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形のいずれかであることが好ましい。本実施形態の上サブガイド３３によれば、通電子１３により傾斜したワイヤ電極Ｅは、導入壁面３３３における多角形形状の２面に沿って案内されるので、ワイヤ電極Ｅが安定して保持される。

図９に示されるように、上メインガイド３５は、保持部３５１と、導入壁面３５３と、導出壁面３５５と、を有し、保持部３５１、導入壁面３５３および導出壁面３５５は貫通孔を構成する。保持部３５１は、ワイヤ電極Ｅの直径よりも僅かに大きい孔径を有する。保持部３５１の孔径は、ワイヤ電極Ｅの直径よりも、例えば約５μｍ以上約２０μｍ以下の範囲で大きい。ワイヤ電極Ｅの直径に応じて、適切な孔径の上ワイヤガイド３が使用される。導入壁面３５３は、ワイヤ電極Ｅの導入側から保持部３５１に向かって徐々に狭まる略逆円錐形状を有する。導出壁面３５５は、保持部３５１からワイヤ電極Ｅの導出側に向かって徐々に広がる略円錐形状を有する。導入壁面３５３および導出壁面３５５は、円形の断面を有する。

図１０に示されるように、下メインガイド４３は、保持部４３１と、導入壁面４３３と、導出壁面４３５と、を有し、保持部４３１、導入壁面４３３および導出壁面４３５は貫通孔を構成する。保持部４３１は、ワイヤ電極Ｅの直径よりも僅かに大きい孔径を有する。保持部４３１の孔径は、ワイヤ電極Ｅの直径よりも、例えば約５μｍ以上約２０μｍ以下の範囲で大きい。ワイヤ電極Ｅの直径に応じて、適切な孔径の下ワイヤガイド４が使用される。導入壁面４３３は、ワイヤ電極Ｅの導入側から保持部４３１に向かって徐々に狭まる略逆円錐形状を有する。導出壁面４３５は、保持部４３１からワイヤ電極Ｅの導出側に向かって徐々に広がる略円錐形状を有する。導入壁面４３３および導出壁面４３５は、円形の断面を有する。

図１１および図１２に示されるように、下サブガイド４５は、保持部４５１と、導入壁面４５３と、導出壁面４５５と、を有し、保持部４５１、導入壁面４５３および導出壁面４５５は貫通孔を構成する。保持部４５１は、下メインガイド４３の孔径よりも大きい孔径を有する。保持部４５１の孔径は、下メインガイド４３の孔径よりも大きければよいが、例えば、約０．６ｍｍである。導入壁面４５３は、ワイヤ電極Ｅの導入側から保持部４５１に向かって徐々に狭まる略逆円錐形状を有する。導出壁面４５５は、保持部４５１からワイヤ電極Ｅの導出側に向かって徐々に広がる形状を有する。導入壁面４５３は、円形の断面を有する。

図１３に示されるように、導出壁面４５５の少なくとも一部の断面は、多角形形状を有する。多角形形状は、好ましくは正多角形である。また、頂点が少なすぎると、下サブガイド４５が大型化する。頂点が多すぎると、内角が大きくなるのでワイヤ電極Ｅがずれやすくなる。そのため、多角形形状は、特に、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形のいずれかであることが好ましい。本実施形態の下サブガイド４５によれば、通電子２３により傾斜したワイヤ電極Ｅは、導出壁面４５５における多角形形状の２面に沿って案内されるので、ワイヤ電極Ｅが安定して保持される。

本発明は、以上に説明した実施形態の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形または応用が可能である。

例えば、図１４に示されるように、上サブガイド３３の導入壁面３３３の少なくとも一部の断面は、多角形形状に代えて、多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有していてよい。また、図１５に示されるように、下サブガイド４５の導出壁面４５５の少なくとも一部の断面は、多角形形状に代えて、多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有していてよい。このようにしても、ワイヤ電極Ｅは、２面に沿って案内されるので、ワイヤ電極Ｅが安定して保持される。

また、本実施形態における各ガイド本体においては、導入壁面と導出壁面とは直接接しており、保持部は実質的に高さを持たない平面的な円形状の孔である。保持部は円筒状の孔として構成してもよいが、ワイヤ電極Ｅの断線を防止する観点では、ワイヤ電極Ｅとの接触面積は極力小さい方が望ましいので、保持部は平面的な孔である方が好ましい。

３ 上ワイヤガイド
３１ 上ガイドホルダ
３１１ 側孔
３３ 上サブガイド
３３１ 保持部
３３３ 導入壁面
３３５ 導出壁面
３５ 上メインガイド
４ 下ワイヤガイド
４１ 下ガイドホルダ
４１３ 側孔
４３ 下メインガイド
４５ 下サブガイド
４５１ 保持部
４５３ 導入壁面
４５５ 導出壁面
Ｅ ワイヤ電極
Ｗ 被加工物

Claims (8)

1. ワイヤ放電加工機において、被加工物よりもワイヤ電極の走行方向の上流側に位置し、上メインガイドとともに前記ワイヤ電極を案内する上サブガイドであって、
   前記上メインガイドの孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、
   前記ワイヤ電極の導入側から前記保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、
   前記保持部から前記ワイヤ電極の導出側に向かって徐々に広がる導出壁面と、を有し、
   前記導入壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または前記多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、上サブガイド。
2. 前記多角形形状は、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形のいずれかである、請求項１に記載の上サブガイド。
3. 請求項１に記載の上サブガイドと、
   前記上メインガイドと、
   前記上サブガイドおよび前記上メインガイドを収容する上ガイドホルダと、を備える上ワイヤガイド。
4. 前記上ガイドホルダは、前記上サブガイドと前記上メインガイドとの間に加工液を供給する側孔を含む、請求項３に記載の上ワイヤガイド。
5. ワイヤ放電加工機において、被加工物よりもワイヤ電極の走行方向の下流側に位置し、下メインガイドとともに前記ワイヤ電極を案内する下サブガイドであって、
   前記下メインガイドの孔径よりも大きい孔径を有する保持部と、
   前記ワイヤ電極の導入側から前記保持部に向かって徐々に狭まる導入壁面と、
   前記保持部から前記ワイヤ電極の導出側に向かって徐々に広がる導出壁面と、を有し、
   前記導出壁面の少なくとも一部の断面は、多角形形状または前記多角形形状の各辺を円弧状に内側に湾曲させた形状を有する、下サブガイド。
6. 前記多角形形状は、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形のいずれかである、請求項５に記載の下サブガイド。
7. 請求項５に記載の下サブガイドと、
   前記下メインガイドと、
   前記下メインガイドおよび前記下サブガイドを収容する下ガイドホルダと、を備える下ワイヤガイド。
8. 前記下ガイドホルダは、前記下メインガイドと前記下サブガイドとの間に加工液を供給する側孔を含む、請求項７に記載の下ワイヤガイド。

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