JPH0558845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は対向する電極と被加工物との間に電圧
を印加し、該電極と該被加工物との間に形成され
る極間に放電を発生させて該被加工物を加工する
放電加工装置の加工用電源に関し、特に装置の小
形化、価格の低減化、発熱の防止をはかつた放電
加工用電源に関するものである。

［従来の技術］ 一般に交流高周波による放電加工は、平均加工
電圧が零となるため、電解作用によるチツピング
（欠落現象）が発生せず、一回の半波放電ごとに
極性が変わり、放電点が異なるため、極めて良質
の加工面が得られるという優れた加工特性を持つ
ている。第７図は従来の放電加工用の交流高周波
電源の回路図である。第７図において、１は直流
電源、２はスイツチング素子、３はスイツチング
素子２を駆動するための駆動回路、４は電流制限
用の抵抗器、５は結合トランス、６は加工用電極
と被加工物とから形成される極間、７は電流供給
線及び極間６に存在する浮遊インダクタンス、８
は同じく電流供給線及び極間６に存在する浮遊キ
ヤパシタンスである。

次に、第７図に示した従来の放電加工用の交流
高周波電源の動作について説明する。スイツチン
グ素子２が駆動回路３により数百〜数ＭHzの周波
数でスイツチング動作をすると、結合トランス５
の１次側（直流電源側）には交流パルスが発生す
る。１次側で発生した交流パルスが結合トランス
５の２次側（極間６側）に誘導されると、結合ト
ランス５と極間６との間に存在する浮遊インダク
タンス７及び浮遊キヤパシタンス８の共振回路に
より決定される交流高周波電圧が極間６に供給さ
れる。極間６に供給される電圧により、加工電極
と被加工物との間に放電が発生し、加工電極と被
加工物との間の相対位置を三次元的に移動させる
ことにより被加工物が所望の加工形状に加工され
る。この場合、加工面の特性は極間６に供給され
る電圧により大きく左右され、この電圧は浮遊イ
ンダクタンス７及び浮遊キヤパシタンス８によつ
て決定される。通常、浮遊インダクタンス７は
0.1〜数μH、浮遊キヤパシタンス８は数百〜数千
pF程度であるが、共振回路が加工機本体及び被
加工物を包含したものとなるため機械的構造の差
によるばらつきを持つ。又、浮遊キヤパシタンス
８は加工中の電極と被加工物との間の距離及び対
向面積などの変化によつても大きく変動する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の放電加工用電源は以上の様に構成され、
結合トランスによりエネルギの伝達を行なつてい
るため、装置が大形化し、価格が高くなり、さら
に高周波により発熱しやすいという課題があつ
た。

また、実際の極間６に供給される電圧が浮遊イ
ンダクタンス７及び浮遊キヤパシタンス８により
大きく変動してしまうので、常に安定した加工特
性を維持することは困難であるという問題があつ
た。こうした問題点を改善するためには周波数を
可変にして同調を取り極間６に所望の電圧を供給
すれば良いのであるが、加工中の電極と被加工物
との間の距離及び対向面積の変化に起因する浮遊
キヤパシタンス８の変動に対してはまつたく無力
である上、加工電源がきわめて高価なものとな
り、さらに作業者の操作が繁雑になつてしまう。
また、結合トランス５についても特性のばらつき
を少なくすることが難かしく、安定した電源特性
を確保することが困難であるという課題もあつ
た。

本発明はかかる課題を解決するためになされた
もので、回路に結合コンデンサ、可変インダクタ
ンス結合コイルを直列に設けた構成とすることに
より、装置が小形化でき、価格が低減でき、さら
に発熱を防止することができる放電加工用電源を
得ることを目的とする。

また、放電加工機特有の浮遊キヤパシタンスの
バラつき及び変動に対して、常に面粗度の小さな
良質加工面を安定に得ることができる放電加工用
電源を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る放電加工用電源は、対向する電極
と被加工物との間に電圧を印加し、該電極と被加
工物との間の形成される極間に放電を発生させる
ことにより加工を行なう放電加工装置の加工用電
源において、極間に放電加工用の加工電流を供給
する直流電源及び該直流電源に直列に接続された
電流制限用の抵抗器と、直流電源と抵抗器との直
列回路に並列接続されたスイツチング素子と、該
スイツチング素子を駆動する駆動回路と、前記ス
イツチング素子と極間との間の加工電流供給線に
挿入され、かつ互いに直列に接続された結合コン
デンサ及びインダクタンスが切換えられる可変イ
ンダクタンス結合コイルと、該可変インダクタン
ス結合コイルのインダクタンスを切換える切換手
段とを備えてなり、スイツチング素子をオン・オ
フさせることにより極間に交流電圧を発生させる
ものである。

［作用］ 本発明においては、直流電源と電流制限用の抵
抗器との直列回路に並列接続されたスイツチング
素子と、このスイツチング素子と極間との間の加
工電流供給線に挿入され、かつ互いに直列に接続
された結合コンデンサ及び可変インダクタンス結
合コイルとを有するから、スイツチング素子をオ
ン・オフさせることにより結合コンデンサ及び極
間の浮遊キヤパシタンスが充放電を繰り返し、極
間に交流電圧が印加される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る放電加工用電源の回路図
である。第１図において、１は直流電源、２はス
イツチング素子、３はスイツチング素子２を駆動
するための駆動回路、４は電流制限用の抵抗器、
６は加工電極と被加工物とから形成される極間、
７は加工電流供給線及び極間６などに存在する浮
遊インダクタンス、８は加工電流供給線及び極間
６などに存在する浮遊キヤパシタンスである。９
は結合コンデンサ、１０は可変インダクタンス結
合コイルで、両者はスイツチング素子２と極間６
との間の加工電流供給線に挿入され、かつ互いに
直接に接続されている。１１は可変インダクタン
ス結合コイル１０を切り換えるリレー接点（切換
手段）である。

次に本発明に係る放電加工用電源の全体の動作
について説明する。なお、可変インダクタンス結
合コイル１０のインダクタンスは浮遊インダクタ
ンス７のインダクタンスに較べて十分に大きいも
のとする。

まず、スイツチング素子２をオフにすると、第
２図に示すように直流電源１，Ｅ、抵抗器４，
R₁、結合コンデンサ９，C₁、可変インダクタン
ス結合コイル１０，L₁及び浮遊キヤパシタンス
８，C₂から構成される直列回路に、同図中矢印
で示す方向に電流が流れ、結合コンデンサ９及び
浮遊キヤパシタンス８は充電される。次に、スイ
ツチング素子２をオンにすると、第３図に示すよ
うに浮遊キヤパシタンス８，C₂、可変インダク
タンス結合コイル１０，L₁及び結合コンデンサ
９，C₁から構成される直列回路に、同図中矢印
で示す方向に電流が流れ、結合コンデンサ９及び
浮遊キヤパシタンス８は放電される。従つて、駆
動回路３によつて［ＭHz］のスイツチング速度で
スイツチング素子２のオンオフ制御を繰り返す
と、極間６には浮遊キヤパシタンス８の両端の電
圧、即ち交流高周波電圧が発生し、この電圧によ
つて極間６に放電が生じて放電加工が行なわれる
ことになる。

以上のようにして、結合トランスを用いること
なく、極間６に交流高周波電圧を印加することが
できる。

次に、前述した様に、放電加工装置の電気回路
は加工機本体及び加工間〓を包含したものであ
り、放電加工装置の機械的な構造の違い又は電極
と被加工物との間の距離及び対向面積の変化など
により、浮遊キヤパシタンス８の容量が大きく変
動する。また、加工電流供給線の端末処理の方法
などにより、浮遊インダクタンス７のインダクタ
ンスも大きく変動することになる。均一な加工面
を得るためには、このような浮遊キヤパシタンス
８及び浮遊インダクタンス７の変化に対して、出
力電圧の変動を抑えることが必要となる。第４図
は可変インダクタンス結合コイル１０をパラメー
タとした。浮遊キヤパシタンス８の変動に対する
出力電圧の変化を示した図であつて、同図中Ａ，
Ｂ及びＣは可変インダクタンス結合コイル１０の
インダクタンスを50［μH］、10［μH］及び１［μH］
とした場合を示すものである。同図から明らかな
ように、出力電圧は可変インダクタンス結合コイ
ル１０のインダクタンスを10［μH］にすると、少
なくとも浮遊キヤパシタンス８の変動範囲約500
〜1000［pF］で安定する。

第５図は第１図に示した可変インダクタンス結
合コイル１０のインダクタンスを20［μH］と５
［μH］の２段に切り換えられるようにしたときの
出力電圧の変化を示した図であつて、同図中Ａが
20［μH］、Ｂが５［μH］のときの出力電圧を示し
ている。同図から明らかなように可変インダクタ
ンス結合コイル１０のインダクタンスが20［μH］
又は５［μH］のいずれであつても、浮遊キヤパシ
タンス８の変動範囲500〜1000［pF］で出力電圧
は安定する。そこで、加工条件に応じてリレー接
点１１を適当に切り換えることによつて出力電圧
を切り換えて放電加工を行なうようにする。

なお、可変インダクタンス結合コイルのインダ
クタンスの値は上記の値に限られるものではな
く、その値を適切に切り換えることにより、良質
かつ均一な加工面を得ることが可能となる。

また、従来例の様にスイツチング周波数を可変
とする同調システムも不要となる。

また、通常の放電加工における仕上加工は加工
の進行とともに電気的な条件を切り換えて、最終
的に良質加工面及び所望の加工精度を得るように
している。そこで、本実施例では直流電源１の電
圧の切り換えと可変インダクタンス結合コイル１
０のインダクタンスの切り換えとを組み合わせ
て、出力電圧の範囲を広げ、より細かい電気的な
条件の選択を可能にした。

次に、第６図は本発明の他の実施例である放電
加工用電源の回路図である。なお、第６図におい
て第１図と同様の機能を果たす部分については同
一の符号を付し、その説明は省略する。上記実施
例では、可変インダクタンスン結合コイル１０と
してインダクタンスの異なる２つのコイルを並列
に接続したもの、切換手段としてこの２つのコイ
ルにそれぞれ直列に接続したリレー接点１１を用
いたが、本実施例においては、可変インダクタス
結合コイル１０として２つのコイルの直列に接続
したもの、切換手段としてこの２つのコイルにそ
れぞれ並列に接続したリレー接点１１を用いてい
る。

なお、第１図及び第６図に示した実施例では切
換手段としてリレー接点１１を使用したが、他の
切換手段、例えばロータリースイツチなどでも良
い。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したとおり、直流電源と電流
制限用の抵抗器との直列回路に並列接続されたス
イツチング素子と、このスイツチング素子と極間
との間の加工電流供給線に挿入され、かつ互いに
直列に接続された結合コンデンサ及び可変インダ
クタンス結合コイルとを有するから、スイツチン
グ素子をオン・オフさせることにより結合コンデ
ンサ及び極間の浮遊キヤパシタンスが充放電を繰
り返し、極間に交流電圧が印加される。従つて、
装置の小形化、価格の低減化、発熱の防止を達成
した放電加工用電源を得ることができる効果があ
る。

また、可変インダクタンス結合コイルのインダ
クタンス値を適切に切換えることにより、放電加
工機特有の浮遊キヤパシタンス、浮遊インダクタ
ンスの変動に対してきわめて出力特性が安定な加
工用電源となり、ひいては常にきわめて良質かつ
均一な加工面を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電加工用電源の回路
図、第２図及び第３図は第１図に示した放電加工
用電源の動作説明図、第４図及び第５図は第１図
に示した放電加工用電源の浮遊キヤパシタンスの
変動に対する出力電圧の特性を示す特性図、第６
図は本発明の他の実施例である放電加工用電源の
回路図、第７図は従来の放電加工用電源の回路図
である。 図中、１は直流電源、２はスイツチング素子、
３は駆動回路、４は抵抗器、６は極間、７は浮遊
インダクタンス、８は浮遊キヤパシタンス、９は
結合コンデンサ、１０は可変インダクタンス結合
コイル、１１はリレー接点である。なお、各図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する電極と被加工物との間に電圧を印加
   し、該電極と被加工物との間に形成される極間に
   放電を発生させることにより加工を行なう放電加
   工装置の加工用電源において、 前記極間に放電加工用の加工電流を供給する直
   流電源及び該直流電源に直列に接続された電流制
   限用の抵抗器と、 前記直流電源と抵抗器との直列回路に並列接続
   されたスイツチング素子と、 該スイツチング素子を駆動する駆動回路と、 前記スイツチング素子と前記極間との間の加工
   電流供給線に挿入され、かつ互いに直列に接続さ
   れた結合コンデンサ及びインダクタンスが切換え
   られる可変インダクタンス結合コイルと、 該可変インダクタンス結合コイルのインダクタ
   ンスを切換える切換手段とを備えてなり、 前記スイツチング素子をオン・オフさせること
   により前記極間に交流電圧を発生させることを特
   徴とする放電加工用電源。 ２ 可変インダクタンス結合コイルは、インダク
   タンスの異なる複数のコイルを並列に接続したも
   のであり、切換手段は該複数のコイルにそれぞれ
   直列に接続したリレー接点である特許請求の範囲
   第１項記載の放電加工用電源。 ３ 可変インダクタンス結合コイルは、インダク
   タンスの異なる複数のコイルを直列に接続したも
   のであり、切換手段は該複数のコイルにそれぞれ
   並列に接続したリレー接点である特許請求の範囲
   第１項記載の放電加工電源。