JP2661840B2 - ワイヤカット放電加工機のワイヤ張力設定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤカット放電加工機
に関し、特に、放電加工機の電極ワイヤを結線するため
のワイヤ送り出し機構と一体的に構成された、通常の加
工時おいて電極ワイヤに張力を付与するためのワイヤ張
力設定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２を参照して、従来のワイヤカット放
電加工機、特にその電極ワイヤの送り出し装置とワイヤ
張力設定装置について説明する。ワイヤカット放電加工
機は図２に示すように、上ガイド部２０と下ガイド部２
６との間に緊張させた電極ワイヤ２と、ワーク置き台２
４上に載置されたワーク２２との間に電圧を印加すると
共に、前記ワーク置き台２４をＸＹテーブル３０、３２
によりワークの加工形状に従う所定の経路で移動させ、
前記電極ワイヤ２と、ワーク２２との間の放電現象を利
用してワーク２２を加工する工作機械である。前記電極
ワイヤ２はボビン４から引き出され、次いで、矢印か
らをの順にブレーキローラ６と補助ローラ８の間を張
架され、複数のガイドローラ１０を介して前記上下ガイ
ド部１２、２２の間に緊張状態で走行せしめられる。そ
して放電加工作用を終えた電極ワイヤ２は、前記下ガイ
ド２６を支持する腕部材２８内を通過し、ベッド１４内
に備えられた使用済ワイヤを回収するための回収容器３
８内に堆積される。ところで、新たに加工作業を開始す
る場合や、或いは加工作業中に前記電極ワイヤ２が断線
した場合には、前記下ガイド２６及びその支持腕部材２
８内に前記電極ワイヤ２を挿通し直さなければならな
い。この作業は自動結線と呼ばれている。この自動結線
は、ワイヤ送り出し装置により前記電極ワイヤ２を送り
出し、前記下ガイド２６及び腕部材２８内のワイヤ搬送
機構２７、３４、３６により前記電極ワイヤ２を引き込
み、搬送することにより実施される。

【０００３】上述したように前記電極ワイヤ２は、加工
領域に対向配置された上下ガイド２０、２６の間に緊張
状態で保持されつつ一定速度で走行しており、所定の制
動トルク受けるブレーキローラ６を具備するワイヤ張力
設定装置により、前記電極ワイヤ２に一定の張力を与え
て、上記電極ワイヤ２の緊張が維持されている。図３を
参照して従来技術によるワイヤ張力設定装置の一つの例
を説明する。図３を参照すると、従来のワイヤ張力設定
装置は、ワイヤ２に制動トルクを付与するブレーキロー
ラ６を具備しており、該ブレーキローラ６はパウダクラ
ッチ７４の出力軸７５に連結されており、該出力軸７５
を中心として回転自在に構成されている。前記パウダク
ラッチ７４は、ハウジング内に磁性粉体と励磁コイルと
を具備して構成される一般的に入手可能なトルク伝達手
段であり、前記励磁コイルに通電して磁場を形成し、前
記磁性粉体により入力軸と出力軸との間を固着してトル
ク伝達作用を果たす。そして、前記励磁コイルへの通電
される励磁電流により伝達トルクが制御されると共に、
入力軸８２と出力軸７５との間では前記磁性粉体により
滑りが許容される構造となっている。次いで、前記パウ
ダクラッチ７４の入力軸８２は、カップリング７６を介
して減速装置７９の出力軸８０に連結されており、前記
減速装置７９はワイヤ送り出し用のＤＣモータ７８と連
結されている。

【０００４】この構成のワイヤ張力設定装置では、電極
ワイヤ２を送り出す場合、つまり電極ワイヤの結線時に
は、前記パウダクラッチ７４に励磁電力が通電してクラ
ッチを係合状態する。そして、前記ＤＣモータ７８が回
転駆動され、この回転はカップリング７６を介して、前
記パウダクラッチ７４の入力軸８２に伝達され、該パウ
ダクラッチ７４の出力軸７５から前記ブレーキローラ６
に伝達されて前記電極ワイヤ２は送り出される。前記電
極ワイヤ２が、ワイヤカット放電加工機の下ガイド２６
内を挿通され、ワイヤ引き込み装置３６と係合して自動
結線が完了すると、前記ＤＣモータ７８の電力を遮断す
ると共に、前記パウダクラッチ７４が適切な制動トルク
を発生するように励磁電流が制御され、同パウダクラッ
チ７４に通電される。該パウダクラッチ７４の入力軸８
２は、前記減速ギア７９により固定されているために、
該パウダクラッチ７４は滑りながら、前記ブレーキロー
ラ６に制動トルクを伝達し、これにより前記電極ワイヤ
２に張力が与えられる。つまり、上述のように前記ブレ
ーキローラ６の外周には前記電極ワイヤ２が巻き付けら
れており、両者間に作用する摩擦力により、前記ブレー
キローラ６は回転するが、その間、前記パウダクラッチ
に適切な励磁電流が通電されて、前記ブレーキローラ６
には所定の制動トルクが付与される。なお、図３から理
解されるように、この従来技術において前記パウダクラ
ッチ７４の入力軸は、前記ＤＣモータ７８と一体的に構
成された減速装置７９に連結しており、そのために、前
記ＤＣモータ７８が駆動していなくとも入力軸８２には
一定のトルクが掛かっている。これまでの記載から理解
されるように、図３に示したワイヤ張力設定装置は、電
極ワイヤ２の自動結線のためのワイヤ送り出し機能とワ
イヤ張力張架機能とを一体的に有している。

【０００５】図２を再び参照すると、前記電極ワイヤ２
とワーク２２との間の放電現象を安定化させると共に、
加工領域を冷却するために、脱イオン水、或いはケロシ
ン等の加工液２５が使用される。従来この加工液は、上
下ガイド２０、２６近傍からに設けられたノズルから加
工領域に噴射されていたが、近時では、図２に示すよう
に加工槽２１をＸＹテーブル３０、３２の上面に備え、
該加工槽２１内に加工液２５を満たし、該加工液２５内
に前記ワーク２２と、ワーク置き台２４と、下ガイド２
６、及び下ガイドを支持する腕部材２８とを浸漬する方
法が主流となっている。

【０００６】こののように下ガイド２６、腕部材２８
は、加工液２５に浸漬されていることから、前記ワイヤ
搬送機構の少なくとも一部は、加工液２５に浸漬されて
いることとなる。従って、特に前記下ガイド内のワイヤ
搬送機構には、従来の電気的な駆動手段を使用する事が
困難である。そこで、ある種のワイヤカット放電加工機
ではこの問題を回避するために、前記下ガイド内のロー
ラ２７に水車（図示せず）を備えて、加工液２５の噴流
によりこれを回転駆動させたり、或いは、水車を備えた
ローラの代わりに、前記腕部材２８内に挿入されたパイ
プ３４内に、加工液２５を噴流状に流して、この加工液
の流れにより前記電極ワイヤ２を押し込む方法が採用さ
れている。然しながら、いずれにしても加工液の噴流を
利用する上記２つの方法では、電極ワイヤの自動結線の
ために電極ワイヤ２を引き込むために、同ワイヤ２に作
用させることの可能なワイヤ引き込み力、或いは押し込
み力は非常に小さな力と成らざるを得ない。

【０００７】これに対して図３に示したような、前記パ
ウダクラッチ７４と前記ＤＣモータ７８を直列に配置し
て、ワイヤ送り出し装置とワイヤ張力設定装置を一体的
に構成した従来の装置では、結線時に前記パウダクラッ
チ７４が負荷と成る不都合がある。つまり、結線時にお
いて前記ＤＣモータ７８により前記電極ワイヤ２を送り
出す間は、該ＤＣモータ７４の回転を前記ブレーキロー
ラ６に伝達するために、前記パウダクラッチ７４の入力
軸８２と出力軸７５とを係合状態にしなければならな
い。従って、前記電極ワイヤ２が前記下ガイド２６内の
ワイヤ搬送機構２７に到達し、該ワイヤ搬送機構２７が
前記電極ワイヤ２を引き込み、搬送する際に、電極ワイ
ヤ２を搬送する力に対して前記パウダクラッチ７４のト
ルクが抵抗と成る。そして、前記ワイヤ搬送機構２７の
電極ワイヤ２の引き込み力、或いは押し込み力は前記パ
ウダクラッチ７４による制動トルクと比較して非常に小
さな力であるので、前記ワイヤ搬送機構２７が電極ワイ
ヤ２を引き込み、搬送すること、すなわち自動結線が不
可能となる。これを解決するために従来技術では、前記
ＤＣモータ７８を具備する電極ワイヤ２を送り出す装置
と、前記パウダクラッチ７４を具備するワイヤ張力設定
装置の２つを独立させて設ける方法が採用されいる。然
しながらこの場合にもワイヤ送り出し装置と、ワイヤ張
力設定装置との２つの独立した装置が必要となり、従っ
て製造費用が高くなるという欠点がある。

【０００８】そこで他の形式のワイヤカット放電加工機
では、前記下ガイド２６内のワイヤ搬送機構２７をワイ
ヤカット放電加工機のコラム１２内に具備された、フィ
ードローラ３６を駆動するモータ（図示せず）からベル
ト（図示せず）を介して、駆動されるローラ２７により
構成する方法が採用されている。この場合には、ワイヤ
搬送機構２７によるワイヤ引き込み力は、前記パウダク
ラッチ７４による制動トルクと比較して充分に大きく取
ることが可能となる。然しながらこの方法では、前記ベ
ルトを加工槽２１内に引き込まなければならず、そのた
めの機構、特に加工液の漏洩を防止するためのシールが
複雑となる等の問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題点に鑑み、ワイヤ送り出し機能とワイヤ張力張架機
能とを一体的に有したワイヤ張力設定装置であって、加
工液に浸漬される下ガイド内に設けられたワイヤ搬送機
構が電極ワイヤを搬送する際、その負荷を充分に低減し
たワイヤ張力設定装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明ではワイヤカット放電加工機の電極ワイヤ
に所定の張力を付与して、加工領域を走行せしめるワイ
ヤ張力設定装置において、前記加工領域の前段域におい
て前記電極ワイヤと係合し、第１の回転軸の回りに回転
自在に設けられたブレーキローラと、前記第１の回転軸
と同軸上に配置され、前記ブレーキローラに制動トルク
を付与するための制動装置と、前記第１の回転軸と並列
に配置された第２の回転軸上に設けられ、該第２の回転
軸の所定方向の回転のみ前記第１の回転軸に伝達するた
めの一方向回転伝達手段と、前記第２の回転軸と同軸上
に配置され、前記一方向回転伝達手段を介して前記第１
の回転軸にワイヤ送り出し方向の回転を付与し、以てワ
イヤ結線時において前記電極ワイヤの新線部を送り出す
ことを可能にする回転駆動手段とを具備して構成され、
前記電極ワイヤを前記ブレーキローラを介して走行せし
め、ワイヤ結線時には、前記回転駆動手段により前記電
極ワイヤを送り出し、常時は、前記制動装置により、前
記加工領域を走行する前記電極ワイヤに所定の張力を付
与するワイヤ張力設定装置が提供される。

【００１１】

【実施例】図２の一点鎖線Ｉによる断面図である図１を
参照すると、本発明によるワイヤ張力設定装置は、側壁
４２と側壁４６と複数の支柱４４により構成され、放電
加工機の側壁４０に取着されたハウジングを具備してい
る。そして電極ワイヤ２は、矢印、つまり前記ボビン
４の方向から矢印、つまり前記補助ローラ１０の方向
に（図２参照）ブレーキローラ６に巻き付けられてい
る。巻き付け回数は、本発明の好ましい実施例として１
回としてあるが、それ以上の回数巻き付けることも可能
であることは言うまでもない。前記ブレーキローラ６
は、フランジ７４を介して第１の回転軸６６に取着され
ており、該第１の回転軸６６は、ローラ軸受等の周知の
軸受手段７０により、前記側壁４６に形成された貫通孔
内に回転自在に取着されている。前記第１の回転軸６６
の前記ブレーキローラ６の取着されている端部とは反対
側の端部は、カップリング６４を介してパウダブレーキ
６０の回転軸６２に連結されており、該パウダブレーキ
６０はフランジ４３により前記側壁４２に固定されてい
る。前記パウダブレーキ６０は、上述したパウダクラッ
チ７４と同様の構造をした周知の制動手段である。つま
り、該パウダブレーキ６０は、ハウジング内に磁性粉体
と励磁コイルとを具備して構成され、前記励磁コイルに
通電して磁場を形成し、前記磁性粉体により回転軸６２
とハウジングとの間を固着して制動作用を果たす。そし
て、前記励磁コイルへの通電される励磁電流により制動
トルクが制御されると共に、回転軸６２とハウジングと
の間では前記磁性粉体により滑りが許容される構造とな
っている。

【００１２】前記第１の回転軸６６は、前記軸受手段７
０と前記カップリング６４との間にプーリー６８を有し
ている。該プーリー６８は、嵌め合いまたはキー等の周
知の方法により前記第１の回転軸６６に固定されてお
り、両者は一体的に回転動作するように構成されてい
る。そして、前記プーリー６８にはベルト７２が巻張さ
れており、該ベルト７２は、第２の回転軸５４に取着さ
れている一方向クラッチ５６に巻張されている。該一方
向クラッチ５６は、回転軸が正逆に回転する場合に、一
方向にのみ回転トルクを伝達する周知の一方向回転伝達
手段であり、種々の形式が存在する。然しながら、本発
明によるワイヤ張力設定装置に適用するためには、空転
トルクが可能な限り小さく、かつ空転時にける回転軸の
半径方向の振れが可能な限り小さな形式を選択すること
が好ましい。前記ベルト７２は、前記第１の回転軸６６
の回転を前記第２の回転軸５４に伝達可能な手段であれ
ば、例えばチェーン等の手段であっても良いことは言う
までもない。また、その場合、前記プーリー６８は、ス
プロケットにより置き換えられることも言うまでもな
い。前記第２の回転軸５４の一方の端部は、ローラベア
リング等の軸受手段５８により、前記側壁４６に形成さ
れた貫通孔内に回転自在に取着されており、他方の端部
は、カップリング５２を介して、結線時において電極ワ
イヤ２を送り出すための回転駆動手段４８の回転軸５０
と連結している。本発明の好ましい実施例として前記回
転駆動手段４８は、ＤＣモータにより構成されている
が、その他の一般的な電動モータにより構成可能なこと
は言うまでもない。

【００１３】次に、図１、２を参照して本発明のワイヤ
張力設定装置の動作を説明する。先ず、ワイヤカット放
電加工機が通常の加工作業を実施している場合、前記電
極ワイヤ２は、前記ボビン４から、前記ブレーキローラ
６と補助ローラ８との間を矢印からで示すように順
次巡って張架され加工領域に送給されている。この間前
記ブレーキローラ６は、該電極ワイヤ２との係合により
回転している。同時に前記パウダブレーキ６０には、前
記電極ワイヤ２に適切な張力を付与する制動トルクを発
生するように励磁電流が通電され、前記パウダブレーキ
６０は、滑りながら前記電極ワイヤ２に制動トルクを付
与する。この間、前記一方向クラッチは空転しており、
前記ブレーキローラ６の回転は、前記ＤＣモータ４８に
は伝達されない。電極ワイヤ２を送り出す場合、つまり
電極ワイヤの結線時には、前記ＤＣモータ４８が回転駆
動され、この回転は前記一方向クラッチ５６により、前
記ベルト７２、プーリー６８を介して前記ブレーキロー
ラ６に伝達されて前記電極ワイヤ２は送り出される。前
記電極ワイヤ２が、ワイヤカット放電加工機の下ガイド
２６に到達すると、ワイヤ搬送機構２７と係合し、該電
極ワイヤ２は、ワイヤ搬送機構２７により引き込まれ
る。そのとき、前記１方向クラッチ５６が空転するため
に、ワイヤ引き込み装置３６にかかる負荷は充分に小さ
く成っている。この間、前記パウダクラッチ６０には励
磁電流が通電されておらず、従って、該パウダブレーキ
６０は制動トルクを発生していない。こうして、前記ワ
イヤ搬送機構２７が、上述した加工液２５の噴流により
動作する種の搬送機構であり、電極ワイヤを搬送する能
力の小さな装置であっても、電極ワイヤを搬送すること
が可能となる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のワイヤ張力設定装置によれば、
ワイヤの結線時において電極ワイヤが、下ガイド内のワ
イヤ搬送機構により搬送される場合に、該電極ワイヤに
負荷を与えず、従って、前記下ガイド内に設けられたワ
イヤ搬送機構が充分に大きなトルクを有していない場合
でも、前記電極ワイヤを搬送できなくなるという事故が
発生する危惧が除去される。また本発明によるワイヤ張
力設定装置は、ワイヤ送り出し装置と一体的に構成され
ており、装置の小型化や製造コストの削減が図られるこ
ととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の線分Ｉに沿って切断して示した、本発明
によるワイヤ張力設定装置の略示図である。

【図２】ワイヤカット放電加工機の略示透視図である。

【図３】従来技術によるワイヤ張力設定装置の略示図で
ある。

【符号の説明】

２…電極ワイヤ ６…ブレーキローラ ４８…回転駆動手段 ５４…第２の回転軸 ５６…一方向回転伝達手段 ６０…制動装置 ６６…第１の回転軸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤカット放電加工機の電極ワイヤ
   （２）に所定の張力を付与して、加工領域を走行せしめ
   るワイヤ張力設定装置において、 前記加工領域の前段域において前記電極ワイヤ（２）と
   係合し、第１の回転軸（６６）の回りに回転自在に設け
   られたブレーキローラ（６）と、 前記第１の回転軸（６６）と同軸上に配置され、前記ブ
   レーキローラ（６）に制動トルクを付与するための制動
   装置（６０）と、 前記第１の回転軸（６６）と並列に配置された第２の回
   転軸（５４）上に設けられ、該第２の回転軸（５４）の
   所定方向の回転のみ前記第１の回転軸（６６）に伝達す
   るための一方向回転伝達手段（５６）と、 前記第２の回転軸（５４）と同軸上に配置され、前記一
   方向回転伝達手段（５６）を介して前記第１の回転軸
   （６６）にワイヤ送り出し方向の回転を付与し、以てワ
   イヤ結線時において前記電極ワイヤ（２）の新線部を送
   り出すことを可能にする回転駆動手段（４８）とを具備
   して構成され、 前記電極ワイヤ（２）を前記ブレーキローラ（６）を介
   して走行せしめ、ワイヤ結線時には、前記回転駆動手段
   （４８）により前記電極ワイヤ（２）を送り出し、常時
   は、前記制動装置（６０）により、前記加工領域を走行
   する前記電極ワイヤ（２）に所定の張力を付与するワイ
   ヤ張力設定装置。