WO2012114424A1 - 放電加工装置の加工槽 - Google Patents

Abstract

　タイミングベルトやプーリなどの機械部品を用いることなく、手動で扉の昇降、開閉、ロック・アンロックを行える放電加工装置の加工槽を得ること。　前面が開放した加工槽本体（２）の左右に配置され、前後に移動可能に軸支されたハンドルバー回転中心軸（１１）を後端部に、扉懸架部（１２）を中間部に備えたハンドルバー（８）と、ハンドルバー（８）の前端部に架設されたハンドル（７）と、対の他方との間に扉（５）が架設された一対の扉ステイ（６）と、扉（５）及び扉ステイ（６）を上下に移動させ、最高点では後方へ移動可能とする扉用ガイドレール（４）と、加工槽本体（２）の前面を塞いだ扉（５）及び扉ステイ（６）を支持するガイドレール荷重受け部（１６）と、扉（５）及び扉ステイ（６）がガイドレール荷重受け部（１６）に支持された状態において、ハンドルバー（８）の前方及び下方への動きを規制する扉ロック用ストッパ（１０）とを有する。

Description

放電加工装置の加工槽

　本発明は、ワイヤ放電加工装置の加工槽の扉の構造に関する。

　放電加工装置には、加工液を貯留して加工を行う加工槽が備えられている。加工槽は、加工前後の段取り時に被加工物のセッティングを容易に行えるようにするために、開閉可能な扉を前部に備えている。

　手動で扉の開閉を行う場合には、作業性の観点からこの扉を簡単、確実に開閉、ロック・アンロックできるようにする必要がある。

　開閉、ロック・アンロックを手動で行う加工槽扉の構造は、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される加工槽扉の構造では、開閉の際の扉の昇降及びロック・アンロックが手動で確実に行える。

特許第３３８３２４５号公報

　しかしながら、上記従来の技術では、ロック機構を兼ねた昇降用のハンドルが扉に支持されているため、扉とともにハンドルも上昇、下降してしまう。このため、昇降時の扉の左右のバランスを保つためのタイミングベルトやプーリといった機械部品が必要であった。また扉とハンドルの全荷重が作業者の手にかかるため、作業者の荷重負担を軽減するためにコイルバネが必要であった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイミングベルトやプーリなどの機械部品を用いることなく、手動で扉の昇降、開閉、ロック・アンロックを行える放電加工装置の加工槽を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前面が開放した箱状の槽本体と開閉可能な扉とを備え、槽本体の前面が扉で塞がれていない状態で放電加工の被加工物が槽本体内から出し入れされ、槽本体の前面が扉によって塞がれた状態で放電加工の加工液が槽本体内に貯留される放電加工装置の加工槽であって、槽本体の左右に一対配置され、各々は、前後方向のスライドを可能に槽本体の側面に軸支された回転中心軸を後端部に、突設された懸架部を中間部に備え、回転中心軸を枢軸として回動可能なハンドルバーと、一対のハンドルバーの前端部の間に架設されたハンドルと、懸架部によるハンドルバーへの懸架を可能に槽本体の左右に一対配置され、対の他方との間に扉が架設された一対の扉ステイと、ハンドルバーに懸架された状態の扉ステイ及び扉を予め定められた範囲でハンドルバーの回動に伴って上下に移動させ、かつ、最高点に達した扉ステイ及び扉を上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動可能とするガイドレールと、ガイドレールに案内されて、上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動した扉ステイ及び扉の荷重を支持する荷重受け部と、扉ステイ及び扉の荷重が荷重受け部に支持された状態でハンドルバーを下方向へ回動させた際に、予め定められた回動位置でハンドルバーの下方向への回動及び前方向の移動を規制するストッパとを有し、扉は、ガイドレールに案内されて最も上昇し、上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動した際に槽本体の前面を塞ぐことを特徴とする。

　本発明によれば、バネやダンパーといった荷重をサポートする部品や、昇降時の扉の左右のバランスを保つためのタイミングベルトやプーリといった機械部品を用いることなく扉の昇降、開閉、ロック・アンロックを手動で行うことが可能であるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態１の構成を示す図である。 図２は、扉を開放した状態の加工槽の側面図である。 図３は、ハンドルを最上部まで上昇させ、かつロック前の状態の加工槽の側面図である。 図４は、後方に下る傾斜を設けたガイドレール荷重受け部の一例を示す図である。 図５は、扉をロックした状態の加工槽の側面図である。 図６は、扉のロック解除途中の状態の加工槽の側面図である。 図７は、実施の形態１にかかる放電加工装置の加工槽の扉開閉時における力の作用の概念を示した図である。 図８Ａは、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態２の扉開放時の要部の構成を示す図である。 図８Ｂは、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態２の扉ロック時要部の構成を示す図である。 図９は、扉ガイド用ベアリングの昇降時の通過範囲を示す図である。 図１０は、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態３における構成を示す図である。 図１１Ａは、上昇途中のハンドルを示す図である。 図１１Ｂは、ハンドルが最上点付近に位置する状態を示す図である。 図１１Ｃは、ハンドルが最も上に位置し、かつ完全に後ろ側に引き込まれた状態を示す図である。 図１１Ｄは、ハンドルを下降させ扉をロックする工程でのロック途中の状態を示す図である。 図１１Ｅは、ロック時にハンドルが下がりきった状態を示す図である。 図１２Ａは、ロック状態からハンドルを上昇させた途中の状態を示す図である。 図１２Ｂは、扉がアンロックされた状態を示す図である。

　以下に、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態１の構成を示す図である。図１は、扉５を開放した状態の加工槽１を前方から斜視している。加工槽１は、加工槽本体２、パッキン３、扉用ガイドレール４、扉５、扉ステイ６、ハンドル７、ハンドルバー８、ハンドルバー用ガイドレール９、扉ロック用ストッパ１０、ハンドルバー回転中心軸１１、及び扉懸架部１２を有する。加工液を貯留し、被加工物を加工液に浸漬して収容する加工槽本体２は前面が開放しており、ここから被加工物の出し入れなどを行えるようになっている。ハンドルバー８は前端近傍にハンドル７が一体に固定されており、後端近傍に設けられたハンドルバー回転中心軸１１を枢軸として回転可能となっている。ハンドルバー回転中心軸１１は、加工槽本体２に固定されたハンドルバー用ガイドレール９に沿って前後にのみ移動可能である。扉５の左右には、扉ステイ６が固定されており、扉ステイ６がハンドルバー８の扉懸架部１２に懸架される。なお、扉懸架部１２は、ハンドルバー回転中心軸１１の回転軸方向（略水平方向）に突出するように軸支されたロール状に形成されている。これらにより、ハンドル７を上下に操作することで、扉５を上下に移動することができる。

　図２は、扉５を開放した状態の加工槽１の側面図である。上記のようにハンドル７を上下させることにより、ハンドルバー８に懸架された扉ステイ６に固定されている扉５が扉ステイ６に付随して上下する。扉ステイ６には第１のベアリングとして扉ガイド用ベアリング１３が配置されており、これが加工槽本体２に固定された扉用ガイドレール４に沿って移動する。また、扉用ガイドレール４は扉ガイド用ベアリング１３を上下方向及び扉ロック位置にのみガイドし、最上部以外での前後方向の移動は規制している。ハンドルバー回転中心軸１１を加工槽本体２に配置してハンドルバー用ガイドレール９によりハンドルバー回転中心軸１１の上下方向の移動を拘束し、扉用ガイドレール４及び扉ガイド用ベアリング１３により扉５の前後方向の移動を拘束し、ハンドル７とハンドルバー８とを一体に固定してねじれが生じない構造とすることで、タイミングベルトやプーリといった左右のバランスを保持するための機械部品を用いることなく、扉５をスムーズに昇降することが可能となっている。

　図３は、ハンドル７を最上部まで上昇させ、かつロック前の状態の加工槽１の側面図である。ハンドル７を上昇させると縦長の長穴状に形成されたスリット部１７の上端部に扉懸架部１２が当接して懸架された扉ステイ６及び扉５が上昇する。ハンドル７が上昇可能な最上点付近に達すると、扉ステイ６に配置された扉ガイド用ベアリング１３が扉用ガイドレール４のガイドレール傾斜部１５に沿って加工槽奥側（図３の右方向）へ案内され、やがてガイドレール荷重受け部１６に到達する。扉ガイド用ベアリング１３がガイドレール荷重受け部１６に到達すると、扉５の荷重はガイドレール荷重受け部１６で支持され、扉５の落下は防がれる。扉５の落下をより確実に防ぐために、ガイドレール荷重受け部１６に後方に下る傾斜を設けておくと好ましい。図４は、後方に下る傾斜を設けたガイドレール荷重受け部１６の一例を示す図である。ガイドレール荷重受け部１６は、扉用ガイドレール４と別部材とすることもできる。

　図５は、扉５をロックした状態の加工槽１の側面図である。扉懸架部１２を外周部分が回動可能なローラ構造とすることにより、扉ステイ６のスリット部１７を上下に自由にスライド移動することが容易となる。扉ガイド用ベアリング１３がガイドレール荷重受け部１６に到達していない状態では扉５は自重により常に扉懸架部１２に懸架された状態である。扉ガイド用ベアリング１３がガイドレール荷重受け部１６に到達した状態では、扉５はガイドレール荷重受け部１６で支持された状態であるため移動せず、ハンドル７及びハンドルバー８のみ下方へ移動させることが可能となる。すなわち、スリット部１７の上端部から懸架部１２が離れて扉ステイ６は非懸架状態となり、ハンドルバー８だけが回動する。扉５がガイドレール荷重受け部１６で支持された状態の時にハンドル７及びハンドルバー８を下方へ移動させることで、左右のハンドルバー８に備えられた第２のベアリングとしての扉ロック用ベアリング１４が扉ロック用ストッパ１０の背後に回り込む。さらにハンドル７を下方へ移動させることで、扉ロック用ベアリング１４が扉ロック用ストッパ１０の傾斜に沿って後ろ側へ引き込まれ、ハンドルバー８が水平になったところで扉ロック用ベアリング１４は扉ロック用ストッパ１０に突き当たって止まる。これにより、扉５のロックが完了する。なお、パッキン３の反発力は、扉ガイド用ベアリング１３をガイドレール荷重受け部１６から押し出す方向に扉５を付勢するため、扉５のロックが完了するまでの間は、ハンドル７を後方向へ押し込む力を加えながら下方へ移動させるように操作を行っても良い。

　図６は、扉５のロック解除途中の状態の加工槽１の側面図である。扉５がロックされた状態からハンドル７を上方へ移動させると、パッキン３の反発力により扉５が前方へ押し出される。このとき扉５の重心と扉懸架部１２との位置関係により、扉５が前傾となり上側の扉ガイド用ベアリング１３のみが押し出され、スムーズに扉５のアンロックや下降動作を行えない可能性もある。そのため、本実施の形態では、上下のガイドレール荷重受け部１６のうち下側のガイドレール荷重受け部１６の前後方向の寸法を短くして、少し押し出された時点でガイドレール傾斜部１５に扉ガイド用ベアリング１３が移動し、スムーズに扉５を下降できる構造としている。

　図７は、本実施の形態にかかる放電加工装置の加工槽の扉開閉時における力の作用の概念を示した図である。扉開閉機構は、ハンドルバー回転中心軸１１を支点、作業者が支持するハンドル７を力点、扉５の荷重がかかる扉懸架部１２を作用点としたテコに見立てることができる。すなわち、上記構造を採用することで、扉開閉時の扉５の荷重を支えるのにテコの原理を利用することができるため、作業者は小さな力で扉５の荷重を支えることが可能となる。したがって、扉の開閉にモータなどの動力源が不要であるため、扉開閉時のエネルギー消費を抑えることが可能となる。なお、ハンドルバー８の長さや作用点である扉懸架部１２の位置などは扉５の質量の他、放電加工装置の寸法的制約などに応じて適宜決定することが可能である。

　以上のように、本実施の形態によれば、ハンドル７を操作することで扉５の昇降、開閉、ロック・アンロックを行うことが可能となり、またバネやダンパーといった荷重をサポートする部品を用いることなく作業者の負荷を軽減できる。しかも、ハンドル７は、左右のハンドルバー８の間に架設されているため、ハンドル７を片手で操作することで、扉ステイ６の間に架設された扉５の上下の移動、開閉、ロック・アンロックが可能である。また、部品としての耐久性が低いダンパーを用いない装置構成であるため、加工槽の長寿命化を図れる。さらに、ハンドルバーやレールを用いた簡素な構造であるため、部品単位に分解して再資源化を図ることが容易である。

実施の形態２．
　図８は、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態２の要部の構成を示す図である。図８は、実施の形態２における扉用ガイドレール４の形状と、扉ステイ６及び扉ガイド用ベアリング１８、１９の位置とを前方から斜視して示している。なお、図８Ａは扉開放時、図８Ｂは扉ロック時における扉ステイ６、扉ガイド用ベアリング１８、１９の位置を示している。扉ガイド用ベアリング１８、１９の各々は、扉ステイ６の側面上に縦に並んで配置されており、これが加工槽本体２に固定された扉用ガイドレール４に沿って移動する。扉ガイド用ベアリング１８の扉ステイ６からの高さ（距離）と扉ガイド用ベアリング１９の扉ステイ６からの距離とを変えることで、昇降の際に扉ガイド用ベアリング１８と扉ガイド用ベアリング１９とに別の軌跡を辿らせることができる。これにより、扉ガイド用ベアリング１８が、下側のガイドレール荷重受け部１６に入り込むことを防止できる。

　図９は、扉ガイド用ベアリング１８、１９の昇降時の通過範囲を示す図である。扉ガイド用ベアリング１８は通過範囲２０を通過し、扉ガイド用ベアリング１９は通過範囲２１を通過する。すなわち、本実施の形態においては、扉ガイド用ベアリング１８の通過範囲２０と扉ガイド用ベアリング１９の通過範囲２１とは、水平方向に分離されている。扉用ガイドレール４は板金にて構成されているが、上下のベアリングの通過範囲が異なるため、その通過範囲をカバーできる最小限の板金の形状とすることでその役目を果たすことができる。すなわち、上下のベアリングの通過範囲を垂直方向に分離する実施の形態１と比較して、扉用ガイドレール４の全長を短くすることが可能となる。全長の短い１本のレールで各々のベアリングを別経路で案内することにより、扉用ガイドレール４の材料コストを低減することができ、加工槽１の製造コストの低減を図れる。

　この他については実施の形態１と同様であるため、重複する説明は割愛する。

実施の形態３．
　図１０は、本発明にかかる放電加工装置の加工槽の実施の形態３における構成を示す図である。図１０は、扉５を開放した状態での加工槽本体２の側面を斜め前方から斜視している。扉５のロック時とアンロック時におけるハンドルバー８の動作を別軌跡とするためのラッチ２２及びラッチ２２の可動範囲を規制するラッチ用ストッパ２３が設けられている点で、実施の形態２と相違する。ラッチ２２は、ラッチ回転中心軸２４を枢軸として回動可能に設置されている。

　図１１は、扉５のロック時におけるハンドル７及びラッチ２２の動きを示す図である。図１１Ａは、上昇途中のハンドル７を示す図である。扉ガイド用ベアリング１３が扉用ガイドレール４に沿って移動し、扉５が上昇する。

　図１１Ｂは、ハンドル７が最上点付近に位置する状態を示す図である。さらにハンドル７を上昇させると扉ガイド用ベアリング１３が扉用ガイドレール４にガイドされ、扉５が加工槽本体２側に移動し、扉５の移動に伴ってハンドル７も加工槽本体２側に引き込まれる。このとき扉ロック用ベアリング１４はラッチ２２の上側を通過する。

　図１１Ｃは、ハンドル７が最も上に位置し、かつ完全に後ろ側に引き込まれた状態を示す図である。このとき扉ロック用ベアリング１４はラッチ２２の上側を通過し、扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５よりも奥側、すなわち扉５と反対側に位置する。

　図１１Ｄは、ハンドル７を下降させ扉５をロックする工程でのロック途中の状態を示す図である。このとき扉ロック用ベアリング１４はラッチ２２を押しながら下降するが、ラッチ２２はラッチ回転中心軸２４まわりに回転するため扉ロック用ベアリング１４の動作を妨げることはなく、扉ロック用ベアリング１４は引き続き下降を続ける。なお、この時ラッチ２２は、下側のラッチ用ストッパ２３により扉ロック用ストッパ仕切り部２５とスムーズに接続する位置で回転が制止されるよう角度を規制されるため、扉ロック用ベアリング１４の動きを妨げることはない。扉ロック用ベアリング１４がラッチ２２に当たった際の衝撃や、ラッチ２２から扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５に乗り換わった際の衝撃は、ハンドルバー８及びハンドル７を介して作業者の手に伝わるため、作業者は扉５のロックされるタイミングを正確に知ることができる。

　図１１Ｅは、ロック時にハンドル７が下がりきった状態、すなわち扉５のロックが完了した状態を示す図である。このときラッチ２２には、その重心とラッチ回転中心軸２４との位置関係により元の位置に戻る方向に回転しようとする力が働き、上側のラッチ用ストッパ２３によりその回転角度が規制されることで、自動的に元の位置に戻る。

　図１２は、扉５のアンロック時のハンドル７及びラッチ２２の動きを示す図である。図１２Ａは、ロック状態すなわち図１１Ｅの状態からハンドル７を上昇させた途中の状態を示している。ハンドル７を上昇させると扉ロック用ベアリング１４はラッチ２２の位置まで上昇しラッチ２２の下側に当たる。扉ロック用ベアリング１４がラッチ２２に当たった際の衝撃は、ハンドルバー８及びハンドル７を介して作業者の手に伝わるため、作業者は扉５のロックが解除されたタイミングを正確に知ることができる。ラッチ２２はラッチ用ストッパ２３によって回転が規制されているため、扉ロック用ベアリング１４が下側に当たっても、ロック時と反対方向には回転しない。ラッチ２２は、扉５側が高くなるよう傾斜をつけて配置されており、またラッチ２２の下側と扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５との間に扉ロック用ベアリング１４が通過できるだけの間隔を設けて設置されている。すなわち、ハンドル７の上昇に伴って扉ロック用ベアリング１４も上昇し、やがてラッチ２２の傾斜にガイドされ、ラッチ２２の下側と扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５との間を通って扉５側にガイドされる。扉ロック用ベアリング１４が扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５を通過中は、上側の扉ガイド用ベアリング１３がまだガイドレール荷重受け部１６上にいるため、扉５が下降することはない。

　図１２Ｂは、図１２Ａの状態から引き続きハンドル７を上昇させ、扉５がアンロックされた状態を示している。扉５が手前側に引き出され扉ロック用ベアリング１４が扉ロック用ストッパ１０の仕切り部２５を完全に越えたときに初めて扉５が下降を開始し、あわせてハンドル７を下降させることが可能となる。引き続きハンドル７を下降させることで扉５も下降し、アンロック及び開扉工程が完了する。

　以上のように、本実施の形態によれば、扉５がロック・アンロックしたタイミングをハンドルバー８及びハンドル７を介して作業者に確実に伝えることができる。

　以上のように、本発明にかかる放電加工装置の加工槽は、扉の開閉及びロック・アンロックをハンドル操作によって手動で行える点で有用であり、特に、重量の大きい扉を備えた加工槽に適している。

　１　加工槽
　２　加工槽本体
　３　パッキン
　４　扉用ガイドレール
　５　扉
　６　扉ステイ
　７　ハンドル
　８　ハンドルバー
　９　ハンドルバー用ガイドレール
　１０　扉ロック用ストッパ
　１１　ハンドルバー回転中心軸
　１２　扉懸架部
　１３、１８、１９　扉ガイド用ベアリング
　１４　扉ロック用ベアリング
　１５　ガイドレール傾斜部
　１６　ガイドレール荷重受け部
　１７　スリット部
　２０、２１　通過範囲
　２２　ラッチ
　２３　ラッチ用ストッパ
　２４　ラッチ回転中心軸
　２５　仕切り部

Claims (6)

1. 　前面が開放した箱状の槽本体と開閉可能な扉とを備え、前記槽本体の前面が前記扉で塞がれていない状態で放電加工の被加工物が前記槽本体内から出し入れされ、前記槽本体の前面が前記扉によって塞がれた状態で前記放電加工の加工液が前記槽本体内に貯留される放電加工装置の加工槽であって、
   　前記槽本体の左右に一対配置され、各々は、前後方向のスライドを可能に前記槽本体の側面に軸支された回転中心軸を後端部に、突設された懸架部を中間部に備え、前記回転中心軸を枢軸として回動可能なハンドルバーと、
   　前記一対のハンドルバーの前端部の間に架設されたハンドルと、
   　前記懸架部による前記ハンドルバーへの懸架を可能に前記槽本体の左右に一対配置され、対の他方との間に前記扉が架設された一対の扉ステイと、
   　前記ハンドルバーに懸架された状態の前記扉ステイ及び前記扉を予め定められた範囲で前記ハンドルバーの回動に伴って上下に移動させ、かつ、最高点に達した前記扉ステイ及び前記扉を上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動可能とするガイドレールと、
   　前記ガイドレールに案内されて、上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動した前記扉ステイ及び前記扉の荷重を支持する荷重受け部と、
   　前記扉ステイ及び前記扉の荷重が前記荷重受け部に支持された状態で前記ハンドルバーを下方向へ回動させた際に、予め定められた回動位置で前記ハンドルバーの下方向への回動及び前方向の移動を規制するストッパとを有し、
   　前記扉は、前記ガイドレールに案内されて最高点に達し、上下方向の移動時の位置よりも後方へ移動した際に前記槽本体の前面を塞ぐことを特徴とする放電加工装置の加工槽。
2. 　前記荷重受け部が、前記ガイドレールの一部分として構成されたことを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の加工槽。
3. 　前記扉ステイは、前記懸架部が挿入される縦長の長穴を備え、
   　前記長穴の上端に前記懸架部が当接することによって前記扉ステイが前記ハンドルバーに懸架されることを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の加工槽。
4. 　前記扉ステイは、前記ハンドルバーの回動に伴う移動時に前記ガイドレールによって案内される複数の第１のベアリングを備え、
   　前記複数の第１のベアリングは、上下方向に並び、かつ設置面からの距離が互いに異なるように前記扉ステイに設置されたことを特徴とする請求項１記載の放電加工装置の加工槽。
5. 　前記ハンドルバーの前記懸架部よりも後端側に突設された第２のベアリングと、
   　前記扉ステイが前記ハンドルバーに非懸架の状態において前記ハンドルバーを下方向へ回動させる場合と上方向へ回動させる場合とで、前記第２のベアリングを異なる経路で案内する部材とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放電加工装置の加工槽。
6. 　前記ストッパは、前記第２のベアリングと当接して、前記ハンドルバーの下方向への回動及び前方向の移動を規制することを特徴とする請求項５記載の放電加工装置の加工槽。

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