JPH01103233A

JPH01103233A - 微細軸放電加工装置

Info

Publication number: JPH01103233A
Application number: JP26204787A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masaki; 健正木; Katsutoshi Yonemochi; 米持　勝利
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、インクジェットプリンタ用ノズル、光フアイ
バコネクタなどのような直径１０〜３００ミクロンの微
細穴を放電加工する場合に用いられる微細穴放電加工用
微細電極などの微細軸の放電加工を行なう微細軸放電加
工装置に関するものであるＱ従来の技術従来、微細穴の放電加工に用いる微細電極を加工するに
は、第３図に示すように微細電極１０１を回転させなが
らこの微細電極１０１と、精密にポリシング仕上げした
金属ブロック１０２との側面で放電させ、金属ブロック
１０２を微小ステップずつ微細電極１０１側へ送ること
により、微細電極１０１の径を次第に減少させ、希望の
径に成形している（ナショナルテクニカル　レボ−）　
：　ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒ
ｔ、　Ｖｏｌ、３１．　Ｎｏ、５．　　Ｐ２Ｏ３）。

発明が解決しようとする問題点しかし、上記のような従来の加工方式では、金属ブロッ
ク１０２が消耗するため、切り込む量と加工させる値が
一致しない。そのため、数回加工した径を確認して加工
する。したがって、加工される径におけるバラツキが大
きく、希望の径の精度を得るためには熟練が必要となる
。また、直径１５ミクロンの微細電極１０１を加工する
場合、金属ブロック１０２との間の放電時の加工力によ
りて微細電極１０１にたわみが生じるため、ストレート
形状に加工することができず、テーパ形状となる。この
ため、金属ブロック１０２の取り付けに微小角度を与え
ることにより微細電極をストレート形状に加工している
ので、やはり熟練が必要となる。

本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するもの
で、再現性が良く、しかも作業者の熟練を必要としない
で、精度良く加工することができるようにした微細軸放
電加工装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は上記目的を達成するため、微細軸を保持スるマ
ンドレルと、このマンドレルを支持するＶ字状軸受と、
上記マンドレルおよび微細軸の回転駆動手段と、絶縁液
が入れられた加工槽と、上記微細軸を放電加工するため
の導電材製のワイヤを一定の張力と一定の速度で走行さ
せる手段と、ボールねじおよびステッピングモータを有
し、上記ワイヤと微細軸との相対的な位置を決める移動
手段と、ワイヤと微細軸を相対的に上下動させる手段と
、上記移動手段による直線方向の位置検出器および移動
手段のステッピングモータの回転位置検出器からなるワ
イヤと微細軸の位置決めのだめの検出手段と、上記微細
軸とワイヤとの間に放電電力を発生させる放電回路とを
備えたものである０作用上記技術的手段による作用は以下のようである。

すなわち、走行するワイヤを工具として微細軸の放電加
工を行うので、見かけ上、加工位置における消耗を無視
することができる。したがって、ワイヤと微細軸の相対
的な位置精度を加工径の精度に一致させることができる
。また、移動手段による直線方向の位置検出器および移
動手段のステッピングモータの回転位置検出器によりワ
イヤと微細軸の位置決めのための原点を検出し、両者の
相対的な位置を決めるようにしているので、ワイヤと微
細軸を高精度に位置決めすることができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明
の一実施例における微細軸放電加工装置を示し、第１図
（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は一部切欠正面図、第１
図（ｃ）は第１１ｎ（ｂ）のＩｃ部の拡大断面図、第１
図（ｄ）は第１図（ｂ）のＩｄ矢視図である。

第１図（ａ）〜（ｄ）に示すように微細軸１はマンドレ
ル２の先端に保持されている。マンドレル２にはプーリ
３が取り付けられ、このプーリ３とモータ４の回転軸に
取り付けられたプーリ５にベルト６が掛けられている。

マンドレル２はベルト６により保持された状態で定位置
に設けられたＶ字状軸受７に回転可能に、かつ軸方向に
移動可能に支持されている。マンドレル２の上方にはモ
ータ８と送りねじ９とよりなる送り機構１０が設けられ
ている。そして、モータ４の駆動によりプーリ５、ベル
ト６、プーリ３を介してマンドレル２および微細軸１を
回転させることができ、また送り機構１０のモータ８の
駆動によシ送シねじ９を前進させることにより、マンド
レル２および微細軸１をＶ字状軸受７に沿って軸方向下
方に送ることができ、送りねじ９の後退により、ベルト
６の張力によりマンドレル２および微細軸１をＶ字状軸
受７に沿って上昇させることができる。微細軸重の下側
には加工槽１１が設けられ、加工槽１１には絶縁液１２
が入れられている。加工槽１１の外部には供給ボビン１
３と巻き取りボビン１４が設けられ、供給ボビン１３に
巻かれた導電材製で微細径のワイヤ１５が巻き取りボビ
ン１４に巻き取られる。供給ボビン１３はＤＣモータ（
図示省略）の駆動により回転され、巻き取りボビン１４
はモータ１６の駆動により回転される。

そして、モータ１６を駆動して巻き取りボビン１４を回
転させると共に、ＤＣモータを駆動して供給ボビン１３
を回転させることにより、回転トルクの変化でワイヤ１
５を走行させ、巻き取りボビン１４に巻き取ることがで
き、ＤＣモータへの印加電流番−定とするように制御す
ることによシワイヤ１５を一定の張力と一定の速度で走
行させることができる。

ワイヤ１５は加工槽１１内に設けられたワイヤガイド１
７ａ、　１７ｂ、　１７ｃにより加工槽１１内での走行
が案内される。加工槽１１は移動手段によりワイヤ１５
におけるワイヤガイド１７ｂの外側の加工位置が微細軸
１に対し、接近、離隔する向に移動される。すなわち、
架台１８の一部の支持部１９．２０に雄ねじ２１が回転
可能に支持され、この雄ねじ２１に加工槽１１に取り付
けられたナンド２２がボール（図示省略）を介してかみ
合わされ、雄ねじ２１はモータ２３の駆動により回転さ
れる。そして、このボールねじの雄ねじ２１の回転によ
シナット２２および加工槽１１が上記の方向に移動され
る。この加工槽１１、すなわちワイヤ１５の位置決めに
は位置検出器２４と回転位置検出器２５が用いられ、位
置検出器２４は加工槽１１に取り付けられ、−本のスリ
ット　（図示省略）を備えた板２６と、この板２６の両
側を挾むように発光素子と受光素子を備えたフォトセン
サ２７とより構成されている。回転位置検出器２５はス
テッピングモータ２３の出力軸に取シ付けられ、外周部
に半径方向に一本のスリン）　２８ａを備えた円板２８
と、この円板２８の両側を挾むように発光素子と受光素
子を備えたフォトセンサ２９とより構成されている。

マンドレル２、すなわち微細軸１とワイヤ１５との間に
は電源Ｖと抵抗ＲとコンデンサＣとからなる放電回路３
０によシ放電電力が供給される。

次に上記実施例の動作について説明する。

まず、モータ２３の駆動により加工槽１１およびワイヤ
ガイド１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃを移動させ、ワイヤ
１５を所定の位置に位置決めする。ここで、ワイヤ１５
による微細軸１の放電加工精度はワイヤ１５と微細軸ｌ
との間の相対的位置精度によって決定する。

そこで、本発明の実施例においては位置検出器２４と回
転位置検出器２５とによシワイヤ１５を位置決めする。

第２図は位置検出器２４と回転位置検出器２５の信号出
力を示している。第２図において、共に出力が０の時は
スリット部に相当する。横軸には時間、若しくは位置を
示している。まず、原点検出の手順について説明する。

ステッピングモータ２３にパルス信号を与えてマイナス
方向へ回転させ、位置検出器２４の出力がＯとなシ、回
転位置検出器２５の出力が一旦０となり、更に立ち上が
って微小量、−ａの位置となるようにする。次にステッ
ピングモータ２３を逆転させ、出力が徐々にプラス方向
となるようにし、回転位置検出器２５の出力が立ち下が
った位置−ｂを原点とする。フォトセンサ２７、若しく
は２９がスリットのエツジを検出する精度（再現性）は
±１ミクロンである。位置検出器２４のみを用いて原点
検出を行うとその精度は±１ミクロンである。しかし、
回転位置検出器２５に用いた場合には、例えば直径５０
ミリの位置のスリットと、１回転５ミリのボールねじに
よれば、±０．０３１８ミクロン（５０×πミリ：±１
１ミフロン＝５ミリ：±０．０３１８ミクロン）の精度
を得ることが可能である。上記のようにステッピングモ
ータ２３を一部マイナス方向に余分に回転させるのは、
ステッピングモータ２３、ボールねじ、継手等に含まれ
ている機械的なバックラッシを解除するためである。

これによってサブミクロン以下の精度で原点の検出、位
置決めを行なうことができる。次にワイヤ１５を任意の
位置へ位置決めするには、原点位置から所望位置までの
間隔に相当するパルス数と、位置決めの方向を常にマイ
ナスからプラス方向へと一定とすることによって行うこ
とができる。このとき、ボールねじ２１．２２の誤差が
位置決め誤差となるが、再現性が良いので、ボールねじ
２１．２２の誤差を補正することにより精度良く位置決
めすることができる。

ワイヤ１５の位置決め後、放電回路３０によりワイヤ１
５と微細軸１に放電電力を供給する。次に上記のように
ワイヤ１５を走行させ、モータ４の駆動によりマンドレ
ル２および微細軸１を回転させると共に、モータ８の駆
動によりマンドレル２および微細軸１を下方へ送り込み
、ワイヤ１５と微細軸１の側面とで放電させることによ
り、微細軸ｌの径を次第に減少させ、希望の径に成形す
ることができる。

なお、上記実施例では、加工槽１１をボールねじ２１．
２２とステッピングモータ２３により、駆動し、ワイヤ
１５を微細軸１に対し、接近、若しくは離隔する方向に
移動させているが、Ｖ字状軸受７等をボールねじ、ステ
ッピングモータ等により駆動し、微細軸１をワイヤ１５
に対し、接近し、若しくは離隔する方向に移動させても
よく、要するにワイヤ１５と微細軸１を相対的に接近、
若しくは離隔する方向に移動させればよい。勿論、この
場合には、位置検出器２４および回転位置検出器２５か
らなる検出手段はｖ字状軸受７側、すなわち微細軸１側
で検出するようにする。また、上記実施例では、送り機
構１０によりマンドレル２および微細軸１を下降させる
ようにしているが、加工槽１１、供給ボビン１３、巻き
取りボビン１４等を上昇させるようにしてもよく、要す
るに微細軸１とワイヤ１５を相対的に上下動させるよう
にすればよい。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、走行するワイヤを工
具として微細軸の放電加工を行うので、見かけ上、加工
位置における消耗を無視することができる。したがって
、ワイヤと微細軸の相対的な位置精度を加工径の精度に
一致させることができる。また、移動手段による直線方
向の位置検出器および移動手段のステッピングモータの
回転位置検出器によりワイヤと微細軸の位置決めのだめ
の原点を検出し、両者の相対的な位置を決めるようにし
ているので、ワイヤと微細軸を高精度に位置決めするこ
とができる。したがって、再現性が良く、しかも作業者
の熟練を必要とせずに容易に精度良く加工することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の一実
施例における微細軸放電加工装置を示し、第１図（ａ）
は平面図、第１図（ｂ）は一部切欠正面図、第１図（ｃ
）は第１図（ｂ）の工。部の拡大断面図、第１図（ｄ）
は第１図（ｂ）のＩｄ矢視図、第２図は本発明の実施例
における位置検出器および回転位置検出器の信号出力を
示す図、第３図は従来の微細電極の加工方式の説明図で
ある。 ■・・・微りｌ軸、２・・・マントレノへ４・・・モー
タ、７・・・Ｖ字状軸受、８・・・モータ、１０・・・
送り機構、１１・・・加工槽、１２・・・絶縁液、１３
・・・供給ボビン、１４・・・巻き取りボビン、１５・
・・ワイヤ、２１・・・雄ねじ、２２・・・ナツト、２
３・・・ステッピングモータ、２４・・・位置検出器、
２５・・・回転位置検出器、３０・・・放電回路。代理人の氏名弁理士　中尾敏男ほか１名ｒコ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ン　　　。　　　、　　　。へ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　どゝ　　　
　　　６ｄ　　　　　　　ｆｌ＋工）　　　　　　　　　− 一　　　　二

Claims

【特許請求の範囲】

微細軸を保持するマンドレルと、このマンドレルを支持
するＶ字状軸受と、上記マンドレルおよび微細軸の回転
駆動手段と、絶縁液が入れられた加工槽と、上記微細軸
を放電加工するための導電材製のワイヤを一定の張力と
一定の速度で走行させる手段と、ボールねじおよびステ
ッピングモータを有し、上記ワイヤと微細軸との相対的
な位置を決める移動手段と、ワイヤと微細軸を相対的に
上下動させる手段と、上記移動手段による直線方向の位
置検出器および移動手段のステッピングモータの回転位
置検出器からなるワイヤと微細軸の位置決めのための検
出手段と、上記微細軸とワイヤとの間に放電電力を発生
させる放電回路とを備えたことを特徴とする微細軸放電
加工装置。