JPH065826U - 異形回転部材の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ワイヤー放電加工によって加工材料を切削加工
してカム，歯車，プーリ，ラチェット等の異形回転部材
を製作する装置において、一旦作業を中断して切断部分
を接着するような手間を要することなく作業できると共
に、高精度を維持しつつ効率良く加工できるようにす
る。 【構成】支持フレーム２上に、加工材料Ｐを回転自在に
支持するワーク支持機構３を設ける。ワイヤ電極Ｔを間
欠並びに連続的に供給するワイヤ電極供給機構４と、ワ
イヤ電極Ｔを回収する回収機構５との間にワイヤ電極Ｔ
を張架する。且つ、そのワイヤ電極Ｔを、ワーク支持機
構３に支持された加工材料Ｐの周面P1に接離させるワイ
ヤ電極移動機構６を配備する。加工材料Ｐの周面P1に接
触するワイヤ電極Ｔに高電圧を印加する電源供給機構７
と、電源供給機構７により高電圧を印加されるワイヤ電
極Ｔ周りを冷却する冷却機構８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ワイヤー放電加工によって加工材料を切削加工してカム，歯車，プ ーリ，ラチェット等の異形回転部材（異形円形部材）を製作する加工装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

従来、此の種異形回転部材の加工装置として、図５（ａ）に示すものが知られ ている。 この従来の加工装置は、ワーク支持機構３’に保持される加工材料100 に予め 下孔200 を穿孔し、その下孔200 に、ワイヤ電極供給機構４’と回収機構５’の 間に張架されるワイヤ電極Ｔを挿通すると共に、そのワイヤ電極Ｔに高電圧を印 加し、この状態でワーク支持機構３’を縦横方向（Ｘ軸，Ｙ軸方向）若しくは周 方向へ移動させて製品、即ち前述の異形回転部材（図面では円形で示す）を加工 材料100 から切り抜くようになっていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の加工装置によれば、加工材料100 から切り抜かれた製品100 ’ を保持することができないので、実際の作業においては製品100 ’を完全に切り 抜く直前で図５（ｂ）のように連結部300 を残して一旦作業を中断し、切断箇所 400 を接着した後に加工を再開してその連結部300 を切り落とすといった余分な 手間を必要としていた。従って作業効率が悪く、且つ自動化の障害につながるば かりか、一旦作業を中断した箇所（300)に段差が生じ易く製品の精度を低下させ るなど、多くの問題を有していた。 本考案はこのような従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とすると ころは、一旦作業を中断して切断部分を接着するような手間を要することなく作 業できると共に、高精度を維持しつつ効率良く製品を製作できる加工装置を提供 することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る異形回転部材の加工装置は、加工材 料を回転自在に支持するワーク支持機構と、ワイヤ電極を間欠並びに連続的に供 給するワイヤ電極供給機構と、該供給機構から供給されるワイヤ電極を回収する 回収機構と、上記供給機構と回収機構間に張架するワイヤ電極をワーク支持機構 に支持された加工材料の周面に接離させるワイヤ電極移動機構と、加工材料の周 面に接触するワイヤ電極に高電圧を印加する電源供給機構と、電源供給機構によ り高電圧を印加されるワイヤ電極周りを冷却する冷却機構とを備えてなることを 特徴とする。

【０００５】

【作用】

以上の構成によれば、ワーク支持機構の駆動によって加工材料を適宜角度づつ 回転させ、且つワイヤ電極移動機構の駆動によってワイヤ電極を加工材料の周面 方向へ適宜ストロークづつ移動させ、これにより加工材料の周面加工箇所（切り 落とし箇所）にワイヤ電極を接触させその加工箇所を切り落として所定形状の異 形回転部材を製作する。よって、加工終了まで一貫してワーク支持機構に保持さ れる加工材料の周面側、即ち非製品側を切り落として製品（異形回転部材）を製 作するので、従来装置のように一旦作業を中断し切断箇所を接着して製品の落下 を防ぐような必要がない。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案に係る異形回転部材の加工装置Ａの一実施例を図１〜４を参照し て説明する。 加工装置Ａは図１，２に示すように、水平に配備されたベース１上に、図示す るように一半部側を切欠いてその上面をワーク支持面2a，切欠かない他半部側の 上面をワイヤ供給面2bとした支持フレーム２を設置し、その支持フレーム２の切 欠き半部側にワーク支持機構３を設けて加工材料（ワーク）Ｐを水平に支持し、 他方、他半部側にはワイヤ電極供給機構４，回収機構５などを設けて加工材料Ｐ に対し直交する垂直方向へワイヤ電極Ｔが供給されるようにすると共に、ワイヤ 電極移動機構６によりそのワイヤ電極Ｔを加工材料Ｐの周面に接離可能とした構 造からなる。

【０００７】 ワーク支持機構３は、支持フレーム２のワーク支持面2a上にサーボモータ31を 設置すると共に、該モータ31に連動するウォーム32，該ウォーム32の作動で回転 する軸棒33，該軸棒33を芯だししつつ回転可能に支持する支持機構34などを備え てなり、軸棒33に加工材料Ｐを水平に差込みセットしてその加工材料Ｐを回転自 在に支持できるようになっている。 このワーク支持機構３（サーボモータ31）は、図示しないコントローラによっ て駆動制御されるようになっている。

【０００８】 支持フレーム２のワイヤ供給面2bにはワイヤ電極移動機構６が設けられる。 ワイヤ電極移動機構６はワイヤ供給面2b上にガイド61を設け、そのガイド61上 にはワーク支持機構３に支持された加工材料Ｐの周面P1に正対する可動ベース62 を、その周面P1と直交する方向（Ｘ軸方向・図中Ｘ）へ移動自在に支持すると共 に、可動ベース62の先端には絶縁性のローラ63ａ，63ａを上下に配置したワイヤ 電極ガイド63を設け、さらにサーボモータ64ａ，ねじ棒64ｂ等の組み合わせから なるＸ軸移動部64を備えた構造とする。そうして、サーボモータ64ａの作動で可 動ベース62を適宜ストローク移動させ、ワイヤ電極ガイド63にガイドされるワイ ヤ電極Ｔを加工材料Ｐの周面P1に接触若しくは離間させるようになっている（図 ２〜４参照）。 このワイヤ電極移動機構６（サーボモータ64ａ）は、図示しないコントローラ によって駆動制御されるようになっている。

【０００９】 ワイヤ電極移動機構６の上方にはワイヤ電極供給機構４が設備されている。 ワイヤ電極供給機構４は、ワイヤ電極Ｔを長尺に捲回した収納ボビン41と、回 転駆動してワイヤ電極Ｔを間欠的に一定長さづつ或いは連続的にワイヤ電極ガイ ド63側へ繰出す繰出しローラ42と、繰出しローラ42，ワイヤ電極ガイド63の間に 設けられたテンションローラ43とからなる。 尚、ワイヤ電極供給機構４から繰出されるワイヤ電極Ｔは、真鍮を素材として 直径が0.30〜0.20mmに形成された一般的なワイヤカッタで使用されるもの、或い は真鍮またはタングステンを素材として直径が0.10〜0.05mmに形成される極細の ものである。 このワイヤ電極供給機構４（繰出しローラ42）は、図示しないコントローラに よって駆動制御されるようになっている。

【００１０】 ワイヤ電極供給機構４から繰出されるワイヤ電極Ｔには、電源供給機構７が接 続している。 電源供給機構７は、ワイヤ電極ガイド63にガイドされたワイヤ電極Ｔに高電圧 を印加して高電圧エネルギを供給しワイヤ電極Ｔに放電を行なわせる電源本体71 と、電源本体71の＋極とワイヤ電極供給機構４の繰出しローラ42とを接続するフ ィーダ線72と、電源本体71の−極とワーク支持機構３の軸棒33にセットされてい る加工材料Ｐとを接続するフィーダ線73とからなる。 この電源供給機構７は、図示しないコントローラによって制御されるようにな っている。

【００１１】 放電を行ない発熱するワイヤ電極Ｔに対しては、冷却機構８が設けられている 。 冷却機構８は、図示しない送水ポンプに接続しワイヤ電極ガイド63にガイドさ れるワイヤ電極Ｔに向けられたノズルからなり、冷却水を噴射して発熱したワイ ヤ電極Ｔを冷却するようになっている。なお、この冷却水は、ワーク支持機構３ の軸棒33に設けた箱形のドレン９内へ噴射されて外部へ飛散するのを防止されて おり、ドレン９の排水口9aから排出されるようになっている。 この冷却機構８は、図示しないコントローラによって制御されるようになって いる。

【００１２】 ワイヤ電極移動機構６の下方には回収機構５が設備されている。 回収機構５は、支持フレーム２のワイヤ供給面2bの下方に設けられワイヤ電極 Ｔを噛込むようにしてワイヤ電極供給機構４の繰出しローラ42，ワイヤ電極移動 機構６のワイヤ電極ガイド63との間でワイヤ電極Ｔに張力を付与しながら間欠的 に一定長さづつ引下げる引込みローラ51と、引込みローラ51の下方に設けられ引 下げるワイヤ電極Ｔを細断するスクラップカッタ52と、スクラップカッタ52の下 方に設けられ細断されたワイヤ電極片Ｔ’を収納する回収箱53とからなる。 この回収機構５（引込みローラ51）は、図示しないコントローラによって駆動 制御されるようになっている。

【００１３】 このような実施例では、従来の一般的なワイヤカッタ構造を利用して放電加工 構造を具備した構成となっていることから、特殊な構成部材が要求されたり構造 が複雑になったりすることはなく、安価に製造することが可能である。 以下に、本実施例の加工装置Ａによる異形回転部材の製作工程を説明する。 まず、ワイヤ電極供給機構４の収納ボビン41に収納されたワイヤ電極Ｔを、繰 出しローラ42からワイヤ電極ガイド63を経由して引込みローラ51まで張架状にか けわたしておき、この状態で、ワーク支持機構３の軸棒33に加工材料Ｐを水平に セットする（図１参照）。

【００１４】 次に、コントローラからの指令により、ワーク支持機構３のサーボモータ31が 駆動して加工材料Ｐを適宜角度づつ回転させると共に、ワイヤ電極移動機構６の サーボモータ64ａが駆動して、ワイヤ電極ガイド63にガイドされたワイヤ電極Ｔ を加工材料Ｐの周面P1方向へ適宜ストロークづつ移動させて加工材料Ｐの周面加 工箇所（切り落とし箇所）Ｐ10にワイヤ電極Ｔを接触させ、同時に電源供給機構 ７から高電圧をワイヤ電極Ｔに印加しその高電圧エネルギによる放電加工でその 加工箇所Ｐ10を切り落として所定形状の製品Ｐ’、即ち異形回転部材を製作する （図２，３，４参照）。この放電加工による切落とし作業では、冷却機構８によ って発熱に伴なう不具合が回避されると共に、冷却機構８の冷却水により加工屑 等が除去され、より精密な仕上げとなる。加工材料Ｐ／製品（異形回転部材）Ｐ ’は加工終了まで一貫してワーク支持機構３に保持される。

【００１５】 ワーク支持機構３及びワイヤ移動機構６の移動の量、方向は、画像処理法等に よる図示しないコントローラの制御で確実に行なうことができる。 尚、ワイヤ電極Ｔは繰出しローラ42の駆動で間欠的に若しくは連続して一定長 さづつ繰出され、同時にその先端側（下端側）は引込みローラ51の駆動で引込ま れスクラップカッタ52で細断されてワイヤ電極片Ｔ’となって回収箱53に集積収 納される。このため、使用済みのワイヤ電極Ｔの廃棄を容易に行うことができる 。

【００１６】 以上、図示した実施例の外に、ワイヤ電極Ｔの供給方向を水平、加工材料Ｐの 支持方向を垂直とする実施例も可能である。 さらに、回収機構５についは、ワイヤ電極Ｔを単に下方へ落下させるだけの構 造の実施例とすることも可能である。

【００１７】

【考案の効果】

本考案に係る異形回転部材の加工装置は以上説明したように構成したので、加 工終了まで一貫してワーク支持機構に保持される加工材料の周面側、即ち非製品 側を切り落として製品（異形回転部材）を製作できる。 従って、従来装置のように一旦作業を中断して切断部分を接着するような無駄 な手間を要することなく、効率良く作業できる。しかも加工開始から終了まで連 続して作業を行うので、高い精度をもって正確且つ迅速に異形回転部材製品を製 作でき、生産性が高い。 また、ワーク支持機構やワイヤ電極移動機構及びその他の機構部分の駆動のプ ログラムを予めコンピュータなどに入力・設定しておけば、異形回転部材の加工 成形を自動化（無人化）することも可能であるなど、多くの効果を有する。

【提出日】平成３年１１月１５日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る異形回転部材の加工装置は、加工材 料を回転自在に支持するワーク支持機構と、ワイヤ電極を間欠並びに連続的に供 給するワイヤ電極供給機構と、該供給機構から供給されるワイヤ電極を回収する 回収機構と、上記供給機構と回収機構間に張架するワイヤ電極をワーク支持機構 に支持された加工材料の周面に接離させるワイヤ電極移動機構と、加工材料の周 面に接触するワイヤ電極に電圧を印加する電源供給機構と、電源供給機構により 電圧 を印加されるワイヤ電極周りを冷却する冷却機構とを備えてなることを特徴 とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 ワイヤ電極供給機構４から繰出されるワイヤ電極Ｔには、電源供給機構７が接 続している。 電源供給機構７は、ワイヤ電極ガイド63にガイドされたワイヤ電極Ｔに電圧を 印加して電圧エネルギを供給しワイヤ電極Ｔに放電を行なわせる電源本体71と、 電源本体71の＋極とワイヤ電極供給機構４の繰出しローラ42とを接続するフィー ダ線72と、電源本体71の−極とワーク支持機構３の軸棒33にセットされている加 工材料Ｐとを接続するフィーダ線73とからなる。 この電源供給機構７は、図示しないコントローラによって制御されるようにな っている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】 次に、コントローラからの指令により、ワーク支持機構３のサーボモータ31が 駆動して加工材料Ｐを適宜角度づつ回転させると共に、ワイヤ電極移動機構６の サーボモータ64ａが駆動して、ワイヤ電極ガイド63にガイドされたワイヤ電極Ｔ を加工材料Ｐの周面P1方向へ適宜ストロークづつ移動させて加工材料Ｐの周面加 工箇所（切り落とし箇所）Ｐ10にワイヤ電極Ｔを接触させ、同時に電源供給機構 ７から電圧をワイヤ電極Ｔに印加しその電圧エネルギによる放電加工でその加工 箇所Ｐ10を切り落として所定形状の製品Ｐ’、即ち異形回転部材を製作する（図 ２，３，４参照）。この放電加工による切落とし作業では、冷却機構８によって 発熱に伴なう不具合が回避されると共に、冷却機構８の冷却水により加工屑等が 除去され、より精密な仕上げとなる。加工材料Ｐ／製品（異形回転部材）Ｐ’は 加工終了まで一貫してワーク支持機構３に保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る異形回転部材の加工装置の一実施
例を簡略して示す側面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】本考案加工装置による加工工程の説明図で、製
品（異形回転部材）が歯車の場合を示す。

【図４】本考案加工装置による加工工程の説明図で、製
品（異形回転部材）がカムの場合を示す。

【図５】（ａ）は従来装置の要部拡大図、（ｂ）は従来
装置による加工工程の説明図。

【符号の説明】

Ａ：加工装置 ３：ワーク支持機構 ４：
ワイヤ電極供給機構 ５：回収機構 ６：ワイヤ電極移動機構 ７：
電源供給機構 ８：冷却機構 Ｔ：ワイヤ電極 Ｐ：
加工材料 P1：加工材料の周面 Ｐ’：製品（異形回転部
材）

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工材料を回転自在に支持するワーク支
   持機構と、ワイヤ電極を間欠並びに連続的に供給するワ
   イヤ電極供給機構と、該供給機構から供給されるワイヤ
   電極を回収する回収機構と、上記供給機構と回収機構間
   に張架するワイヤ電極をワーク支持機構に支持された加
   工材料の周面に接離させるワイヤ電極移動機構と、加工
   材料の周面に接触するワイヤ電極に高電圧を印加する電
   源供給機構と、電源供給機構により高電圧を印加される
   ワイヤ電極周りを冷却する冷却機構とを備えてなる異形
   回転部材の加工装置。