JP2014200886A

JP2014200886A - 細穴放電加工装置および微細電極用電極ホルダ装置

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Publication number: JP2014200886A
Application number: JP2013079254A
Authority: JP
Inventors: 横道　茂治; Shigeji Yokomichi; 茂治横道; 朋茂石綿; Tomoshige Ishiwata; 哲治石川; Tetsuji Ishikawa
Original assignee: Elenix Inc
Current assignee: Elenix Inc
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: JP6077915B2

Abstract

【課題】微細電極を直接に保持可能な微細電極用電極ホルダ装置および同装置を備えた細穴放電加工装置の提供。
【解決手段】１．コレットホルダ４９の上部に一文字状のスリット把持部６３を備えたコレット４７と前記スリット把持部を開閉自在のコレット押さえ７１を備え、前記スリット把持部に挿入された前記微細電極３９を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とする微細電極用電極ホルダ装置。２．微細電極の上部を保持する電極ホルダ装置２７と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを有する細穴放電加工装置において、前記電極ホルダ装置がコレットホルダ４９上部に一文字状のスリット把持部６３を備えたコレット４７と前記スリット把持部を開閉自在のコレット押さえ７１とを備え、前記スリット把持部に挿入された前記微細電極３９を挟持固定または開放自在に設けてなることを特徴とする細穴放電加工装置。
【選択図】図５

Description

本発明は細穴放電加工装置および微細電極用電極ホルダ装置に関する。

導電性材料に対する微細穴の加工には、細穴放電加工機が広く用いられている。そして、最近は要求される微細穴の直径はますます小経になってきている。ところで、市販の微細電極のサイズには、例えば、（１）タングステン丸棒の場合、外径φ０．０２ｍｍ〜φ０．１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ／２００ｍｍ、（２）タングステンパイプの場合、外径φ０．０５ｍｍ〜φ０．１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ／２００ｍｍ等がある。なお、シャンク付き電極もあるが大変に高価である（非特許文献１）。

しかしながら、上述の如く微細で長尺の電極を細穴放電加工機の電極ホルダまたはチャック等に直接装着するのは、電極が折れたりして大変に取り扱いが難しく、特にパイプ電極の場合には折れたり潰れたりするため、非特許文献１および特許文献１に記載の如く、パイプからなるシャンク体にパイプ電極を嵌合挿入してシャンク付き電極とし、このシャンク付きパイプ電極を把持固定する電極ホルダを設け、この電極ホルダを細穴放電加工機の加工ヘッドに装着している。

上述の特許文献１には、微細なパイプ電極にシャンクを設けたシャンク付き電極を把持固定する電極ホルダ（１０）が記載されている。この電極ホルダは、シャンク付きパイプ電極のシャンク（２）のほぼ中央部を把持固定するコレット（１２）を有し、このコレットの上部に弾性体からなるシールブロック（１４）と前記電極ホルダに螺合する蓋体（１５）とを重ねて設け、この蓋体をねじ込んで前記シールブロックを圧縮させることにより、前記コレットが作動して前記パイプ電極のシャンク部を把持固定するものである。

また、前記電極ホルダ（１０）は前記パイプ電極が固定されると同時に、加工ヘッド（５）から供給される加工液のうち、パイプ電極の外側へ流れる加工液は前記シールブロックが圧縮されることによりシールされて、加工液がパイプ電極内に流入して電極先端から吐出するように設けたことを特徴とするものである。

[平成２５年３月１７日検索]インターネット＜ＵＲＬ：http://www.sodick-dac.co.jp/Book/S2006503-J-SupplyCatalogVol2/supplycatalog_vol3.pdf＞

特開２０００−９４２１９号公報

特許文献１に記載の如きシャンク付き電極を製作する場合、電極の外径がφ０．０２ｍｍ〜φ０．１０ｍｍと非常に微細であるため、パイプ状のシャンク体に電極を挿通する作業が非常に難しく時間がかかると共に、製作中に電極が折れたりして不良品になる率が高く、その結果として製作コストが増大するという問題がある。

また、特許文献１記載の電極ホルダは、加工液をパイプ電極内に流通させて電極先端から吐出させるパイプ電極用のものである。従って、例えば、微細な棒状（中実）電極またはパイプ電極の外側を包囲して流れる水流により、微細電極を電極ホルダ下方の加工部近傍に設けた電極ガイドまでガイドする方式の細穴放電加工装置には適用することができない。

また、従来のコレット方式により電極を把持固定するものであるため、そのコレットに固有の把持可能な最小径に制限があるという問題がある。

本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、例えば、従来の四つ割りコレットでは把持困難なシャンク無しのφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの棒状またはパイプ状の微細電極を直接的に電極ホルダ装置に容易に固定保持可能な微細電極用電極ホルダ装置を提供することである。

また、前記微細電極の上部を直接固定保持する微細電極用電極ホルダ装置と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを備え、前記微細電極用電極ホルダ装置で発生させた前記微細電極の外側を包囲する水ジェットにより、前記微細電極を前記電極ガイド手段までガイドすると同時に回転させながらワークに給送する細穴放電加工装置を提供することである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の細穴放電加工装置は、棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する電極ホルダ装置と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを有し、前記電極ホルダ装置に水ジェットを発生させるジェットノズルを設け、前記微細電極を前記電極ガイド手段まで前記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワークに対して給送する細穴放電加工装置において、前記電極ホルダ装置は、前記ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の細穴放電加工装置は、請求項１に記載の細穴放電加工装置において、前記微細電極の外径がφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの範囲内であり、前記一文字状のスリット把持部は、前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とするするものである。

請求項３に記載の微細電極用電極ホルダ装置は、棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する微細電極用電極ホルダ装置において、ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の微細電極用電極ホルダ装置は、請求項３に記載の微細電極用電極ホルダ装置において、前記微細電極の外径がφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの範囲内であり、前記一文字状スリット把持部は、前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、シャンクを備えていない外径がφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍ程度の微細な棒状またはパイプ状電極をコレットに設けたガイドパイプにより直接電極ホルダ装置に容易にセットできるため、細穴加工の段取り時間を大幅に短縮することができる。

また、高価なシャンク付き電極を使用する必要がなくなったため細穴加工のコストを大幅に低減することができる。

本願発明に係る細穴放電加工装置の正面図。本願発明に係る細穴放電加工装置の右側面図。図２における、Ｚ軸スライド部の拡大図。図３におけるＡ−Ａ断面の拡大図。図３のＰ部の拡大図であり、図４におけるＢ−Ｂ断面図。（ａ）はコレット４７の上面図、（ｂ）はコレット４７の側面図。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図１、図２は本発明に係る細穴放電加工装置の正面図と側面図である。細穴放電加工装置１の基台３上にワークＷを固定するワークテーブル５が設けてあり、このワークテーブル５上にワークＷを収容する加工槽７が設けてある。また、前記ワークテーブル５の後方（図２の右方）には、ワークテーブル５より上方に延伸するコラム９（ａ，ｂ）が設けてある。

上述のコラム９（ａ，ｂ）の上部には、Ｘ方向（図１において左右方向）へ移動位置決め自在のＸ軸キャリッジ１１が設けてあり、このＸ軸キャリッジ１１上には、前記Ｘ方向に直交するＹ方向へ移動位置決め自在のＹ軸キャリッジ１３が設けてある。

図３を参照するに、上述のＹ軸キャリッジ１３の前端（図２における左側端部）には、スライドベース１７が上下動可能に係合してある。このスライドベース１７には、Ｚ軸スライド１９が図示省略のガイドに上下動自在に係合してある。

前記スライドベース１７には、Ｚ方向に延伸するＺ軸送りねじ２１が回転自在に軸支してあり、このＺ軸送りねじ２１の上方の端部には、Ｚ軸送りねじ２１を回転駆動するサーボモータ２３が設けてある。また、このＺ軸送りじ２１には、前記Ｚ軸スライド１９に取り付けたナット２４が螺合してある。

したがって、図示省略の制御装置の制御の下に、上述のサーボモータ２３によってＺ軸送りねじ２１を適宜に回転駆動することにより、Ｚ軸スライド１９をＺ方向の所望の位置に移動することができる。

上述のＺ軸スライド１９の下部には、ワンタッチカプラ２５を備えた微細電極用電極ホルダ装置２７が回転自在に設けてある。また、この微細電極用電極ホルダ装置２７には、Ｚ軸スライド１９の上部に延伸する中空の回転軸２９がワンタッチカプラ２５を介して固定してあり、その回転軸２９の上端部には、回転軸駆動用のタイミングプーリの如きプーリ３１が設けてある。

また、前記中空の回転軸２９の上端部には、ロータリジョイント３３を介して図示省略の給水装置に管路３５を介して連結してある。また、プーリ３１は電極回転用の電極モータ３７に設けた駆動プーリ（図示省略）に駆動ベルト（図示省略）を介して連結してある。

したがって、給水装置から供給される水は、中空の回転軸２９の中空部を通って微細電極用電極ホルダ装置２７に供給されることになる。また、微細電極用電極ホルダ装置２７は、電極回転用の電極モータ３７によって回転駆動することができる。

前記微細電極用電極ホルダ装置２７の下方には、棒状またはパイプ状の微細電極３９の先端部をガイドする公知の電極ガイド手段４１が設けてある。この電極ガイド手段４１は、前記スライドベース１７の下端部に一体的に設けた支持板４３にボルトなどの締結部材４５により固定してある。なお、前記公知の電極ガイド手段４１として、例えば、本願出願人の発明である特許４０９９３５６号に記載の如きものを使用してもよい。

図４〜図６を参照するに、前記微細電極用電極ホルダ装置２７は、外径がφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの棒状またはパイプ状の微細電極３９の上部を保持するコレット４７を備えており、このコレット４７は、コレットホルダ４９に設けたコレット保持穴５１に着脱可能に挿入してある。

前記コレットホルダ４９の下端部には、水ジェットを発生させるジェットノズル５３が設けてある。このジェットノズル５３は、噴射口５３ａに連通して上向きに開口する上部漏斗部５３ｂと下部漏斗部５３ｃとを備えており、前記上部漏斗部５３ｂの開口角度が下部漏斗部５３ｃの開口角度より大きく設けてある。例えば、上部漏斗部５３ｂの開口角度を６０°とするとき、下部漏斗部５３ｃの開口角度は３０°になっている。

前記コレット４７の下部には、前記コレットホルダ４９の前記上部漏斗部５３ｂのテーパ面に係合する係合部５５を備えている。また、前記コレット４７には、コレット上端部から下部近傍まで延伸する一文字状のスリット５７が設けてある。

また、前記コレット４７には、コレット４７の軸心と同軸にコレット４７の下端部から上端部近傍まで延伸するめくら穴５９が設けてある。このめくら穴５９の入口近傍はめくら穴５９より若干大径の段部が設けてあり、この段部に後述のガイドパイプ６１が嵌合装着できるように設けてある。

前記ガイドパイプ６１は、前記コレット４７のめくら穴５９入口の段部に係合する係合する係止部６１ａを有し、この係止部６１ａより先は前記めくら穴５９より若干小径に設けてあり、かつ、めくら穴５９の上端部近傍まで延伸させて設けてある。また、前記ガイドパイプ６１の下端部には、棒状またはパイプ状の微細電極３９を容易に挿入し易くすべく円錐状の挿入口６５が設けてある。

上記構成において、前記コレット４７上部の一文字状のスリット５７は、スリット下部を支点にして弾性変形可能なスリット把持部６３を構成する。また、前記ガイドパイプ６１を前記コレット４７のめくら穴５９に嵌合装着した状態において、前記スリット把持部６３が弾性変形しても、コレット４７の上部とガイドパイプ６１とが干渉することがない。

前記コレット４７の上部には、上に凸の円錐状のテーパ部６７が設けてあり、このテーパ部６７に係合する下方に開いた係合凹部６９を備えたコレット押さえ７１が、前記コレットホルダ４９に上下動可能に設けてある。なお、コレットホルダ４９とコレット押さえ７１の間はシールリング７９によりシールされている。

すなわち、前記コレットホルダ４９には、雌ねじ部４９ａが設けてあり、この雌ねじ部４９ａに螺合する雄ねじ部７１ａが前記コレット押さえ７１に設けてあって、前記コレット押さえ７１の上端部の六角穴７３に六角レンチを入れてコレット押さえ７１を回転させることにより、コレット押さえ７１を上下動できるものである。

上記構成により、前記コレット４７をコレット押さえ７１で押圧または押圧解除することにより、前記ガイドパイプ６１を介して一文字状のスリット把持部６３に送られた前記微細電極３９を挟持固定または開放することができる。

図５、図６に示すように、前記コレット４７の外周であって、前記スリット５７の両側には、それぞれ２本ずつ計４本の水路溝７５が設けてあり、前記コレット押さえ７１には、この水路溝７５に連通する水供給路７７が設けてある。

上述の如き本願発明の細穴放電加工装置または微細電極用電極ホルダ装置によれば、シャンクを備えていない外径がφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの棒状またはパイプ状の微細電極３９を直接電極ホルダ装置に容易に固定できるため、細穴加工の段取り時間を大幅に短縮することができる。

また、高価なシャンク付き電極を使用する必要がないため細穴加工のコストを大幅に低減することができる。

１細穴放電加工装置
３基台
５ワークテーブル
７加工槽
９（ａ，ｂ）コラム
１１Ｘ軸キャリッジ
１３Ｙ軸キャリッジ
１７スライドベース
１９Ｚ軸スライド
２１Ｚ軸送りねじ
２３サーボモータ
２４ナット
２５ワンタッチカプラ
２７微細電極用電極ホルダ装置
２９回転軸
３１プーリ
３３ロータリジョイント
３５管路
３７電極モータ
３９棒状またはパイプ状の微細電極
４１電極ガイド手段
４３支持板
４５締結部材
４７コレット
４９コレットホルダ
４９ａ雌ねじ部
５１コレット保持穴
５３ジェットノズル
５３ａ噴射口
５３ｂ上部漏斗部
５３ｃ下部漏斗部
５５係合部
５７スリット
５９めくら穴
６１ガイドパイプ
６１ａ係止部
６３スリット把持部
６５挿入口
６７テーパ部
６９係合凹部
７１コレット押さえ
７１ａ雄ねじ部
７３六角穴
７５水路溝
７７水供給路
７９シールリング

Claims

棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する電極ホルダ装置と、前記微細電極の下部をガイドする電極ガイド手段とを有し、前記電極ホルダ装置に水ジェットを発生させるジェットノズルを設け、前記微細電極を前記電極ガイド手段まで前記水ジェットでガイドすると同時に回転させながらワークに対して給送する細穴放電加工装置において、前記電極ホルダ装置は、前記ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とする細穴放電加工装置。
請求項１に記載の細穴放電加工装置において、前記微細電極の外径はφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの範囲内であり、前記一文字状のスリット把持部は前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とする細穴放電加工装置。
棒状またはパイプ状の微細電極の上部を保持する微細電極用電極ホルダ装置において、ジェットノズルを下端部に備えたコレットホルダを設け、該コレットホルダに上部に一文字状のスリット把持部を備えたコレットを嵌合して設け、該コレットの上部のテーパ部に係合押圧自在のコレット押さえを設け、前記コレットに前記微細電極を前記スリット把持部までガイドするガイドパイプを設けてなり、前記コレット押さえにより前記スリット把持部を開閉作動させることにより、前記ガイドパイプを介して前記スリット把持部に挿入された前記微細電極を挟持固定または開放自在に設けたことを特徴とする微細電極用電極ホルダ装置。
請求項３に記載の微細電極用電極ホルダ装置において、前記微細電極の外径はφ０．２０ｍｍ〜φ０．０２ｍｍの範囲内であり、前記一文字状のスリット把持部は、前記範囲の微細電極が通過可能な最小間隙に設けてなることを特徴とする微細電極用電極ホルダ装置。