JPH06329336A - ワイヤ繰出装置用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ドラムブレーキ７によるワイヤＷ制動時にド
ラムブレーキ７とワイヤＷを繰り出すボビン５との間の
ワイヤＷに張力を付与するべくボビン５に逆相制動をか
けるモータ１１を具備している。 【効果】 モータ１１によりボビン５に逆相制動をかけ
ドラムブレーキ７とボビン５との間のワイヤＷに張力を
付与してドラムブレーキ７とワイヤＷとの滑りを防止す
るため、ワイヤＷを複数回ドラムブレーキ７に巻き付け
る必要がなく、またワイヤＷをドラムブレーキ７に押し
付ける機構を必要としないため、構造を簡素化すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばワイヤ電極を用
いる精密切断装置等に設けられるワイヤ繰出装置用ブレ
ーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤ式放電加工機あるいはワイヤ式ラ
ジカル反応精密切断装置等のワイヤ電極を用いる加工装
置に設けられるワイヤ繰出装置用ブレーキ装置として
は、通常、外周にワイヤが巻き付けられ該巻き付けられ
たワイヤを繰り出すボビンと、繰り出されたワイヤが巻
き付けられ該ワイヤの走行を制動するドラムブレーキと
を有するものが用いられており、ドラムブレーキによる
ワイヤ制動時にワイヤとドラムブレーキとの間に滑りが
生じてしまうのを防止する目的で、ワイヤをドラムブレ
ーキに複数回巻き付けたり、ワイヤをドラムブレーキに
押し付けたりする構成が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のワイヤ繰出装置用ブレーキ装置のうち、ワイヤをド
ラムブレーキに複数回巻き付ける構成のものでは、この
巻き付けの際のワイヤの絡み防止のためドラムブレーキ
の周囲に複数のローラを配置する必要がありワイヤ繰出
装置用ブレーキ装置自体の構造が複雑になってしまうと
いう問題があった。一方、ワイヤをドラムブレーキに押
し付ける構成のものでは、この押し付けのための機構が
必要であるためワイヤ繰出装置用ブレーキ装置自体の構
造が複雑になる上に、この押し付けのための機構自体が
ドラムブレーキの負荷となってしまいワイヤの微妙な張
力制御が行なえないという問題があった。

【０００４】したがって、本発明の目的は、ワイヤを複
数回ドラムブレーキに巻き付ける必要がなく、かつワイ
ヤをドラムブレーキに押し付ける機構を必要としない、
構造が簡素でワイヤの微妙な張力制御を行なうことがで
きるワイヤ繰出装置用ブレーキ装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のワイヤ繰出装置用ブレーキ装置は、外周に
ワイヤが巻き付けられ、該巻き付けられたワイヤを繰り
出すボビンと、繰り出されたワイヤが巻き付けられ、該
ワイヤの走行を制動するドラムブレーキとを有するもの
であって、前記ドラムブレーキによるワイヤ制動時に該
ドラムブレーキと前記ボビンとの間のワイヤに張力を付
与するべく前記ボビンに逆相制動をかけるモータを具備
することを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明のワイヤ繰出装置用ブレーキ装置によれ
ば、ドラムブレーキによるワイヤ制動時に、モータによ
りボビンに逆相制動をかけドラムブレーキとボビンとの
間のワイヤに張力を付与してドラムブレーキとワイヤと
の滑りを防止する。したがって、ワイヤを複数回ドラム
ブレーキに巻き付ける必要がなく、またワイヤをドラム
ブレーキに押し付ける機構を必要としない。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例によるワイヤ繰出装置用ブ
レーキ装置および該ワイヤ繰出装置用ブレーキ装置が設
けられたラジカル反応式精密切断装置について図１〜図
８を参照して以下に説明する。

【０００８】図３〜図５はラジカル反応式精密切断装置
の全体構成を示すものであり、図において符号１はフレ
ームであり、三つのチャンバＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを有す
る。第１のチャンバＣａにはワイヤ電極（ワイヤ）Ｗの
供給機構２が、また中央の第２のチャンバＣｂには切断
機構３が、更に第３のチャンバＣｃにはワイヤ電極Ｗの
引取り機構４がそれぞれ設けられている。

【０００９】ワイヤ電極Ｗの供給機構２は、外周にワイ
ヤ電極Ｗが巻き付けられ該巻き付けられたワイヤ電極Ｗ
を繰り出すワイヤ供給用ボビン（ボビン）５、ダンサー
ローラ６、繰り出されたワイヤ電極Ｗが巻き付けられ該
ワイヤ電極Ｗの走行を制動するドラムブレーキ７および
位置決めローラ８を主体としている。ワイヤ供給用ボビ
ン５のワイヤ電極Ｗは、ダンサーローラ６、ドラムブレ
ーキ７、外部ローラ１０、ドラムブレーキ７の順に巻き
付けられ（ドラムブレーキ７に２回巻き付けられるワイ
ヤ電極Ｗ同士は相互に接触することがないようになって
いる）、位置決めローラ８側に繰り出される。なお、ド
ラムブレーキ７は電磁ブレーキ１５を具備しておりこの
電磁ブレーキ１５を作動させることによって、繰り出さ
れたワイヤ電極Ｗの走行を制動するようになっている。

【００１０】ワイヤ供給用ボビン５には、図１に示すコ
ントローラ７０の信号によりその駆動力が制御される逆
相ブレーキ用モータ（モータ）１１の回転軸１２が着脱
自在に取り付けられており、また、ダンサーローラ６に
は回動アーム１４が取り付けられている。この回動アー
ム１４は、ドラムブレーキ７によるワイヤ電極Ｗの制動
時に該ドラムブレーキ７とワイヤ供給用ボビン５との間
のワイヤ電極Ｗに生じる張力の大きさに応じてダンサー
ローラ６を後述のエンコーダ１３の軸を支点に上下移動
させるべく、回動するもので、上記張力が大きくなると
図１および図３における反時計回り方向に回動してダン
サーローラ６の位置を上昇させ、上記張力が小さくなる
と図１および図３における時計回り方向に回動してダン
サーローラ６の位置を下降させるようになっている。そ
して、回動アーム１４の回動中心にはその回動角を検出
してその検出信号をコントローラ７０に出力するエンコ
ーダ１３が設けられている。また、ワイヤ供給用ボビン
５の近傍には、光センサ７１が設けられており、この光
センサ７１はワイヤ供給用ボビン５に巻き付けられてい
るワイヤ電極Ｗの巻付径を検出して、その検出信号をコ
ントローラ７０に出力するものである。なお、コントロ
ーラ７０には、ドラムブレーキ７によるワイヤ電極Ｗの
制動時に該ドラムブレーキ７とワイヤ供給用ボビン５と
の間のワイヤ電極Ｗに生じる張力を外部入力により設定
する張力設定スイッチ７２が接続されている。

【００１１】コントローラ７０は、ドラムブレーキ７に
よるワイヤ電極Ｗの制動時に該ドラムブレーキ７とワイ
ヤ供給用ボビン５との間のワイヤ電極Ｗに生じる張力の
大きさを、張力設定スイッチ７２により入力された設定
値に維持すべく、ワイヤ供給用ボビン５の逆相ブレーキ
用モータ１１の駆動力を制御するものである。すなわ
ち、ワイヤ電極Ｗの制動時に、上記エンコーダ１３から
出力される回動アーム１４の回動角の検出信号により、
ドラムブレーキ７とワイヤ供給用ボビン５との間のワイ
ヤ電極Ｗに生じている張力を所定の方法で演算し、この
張力を張力設定スイッチ７２により入力された設定値と
比較演算し、該設定値に常に維持するようにワイヤ供給
用ボビン５の逆相ブレーキ用モータ１１にかける電圧を
適宜制御するか、あるいは、図２に示すように、ワイヤ
電極Ｗの制動時に上記光センサ７１により検出され出力
されるワイヤ電極Ｗの巻付径ｒの検出信号と張力設定ス
イッチ７２により入力された設定値Ｔ₀とから回転トル
クＴｑ（Ｔｑ＝Ｔ₀×ｒ）を演算し、このトルクＴｑを
ワイヤ供給用ボビン５に付与すべく逆相ブレーキ用モー
タ１１にかける電圧を適宜制御するようになっている。
なお、エンコーダ１３および光センサ７１のいずれの検
出信号を採用するかは任意であり、これらを適宜組み合
わせて逆相ブレーキ用モータ１１にかける電圧を制御す
ることも可能である。なお、上記したワイヤ供給用ボビ
ン５、ドラムブレーキ７、逆相ブレーキ用モータ１１、
コントローラ７０、光センサ７１および張力設定スイッ
チ７２が、本実施例のワイヤ繰出装置用ブレーキ装置７
３を構成するものである。

【００１２】切断機構３は、前後（図３では左右）各一
対の案内ローラ１６，１７、１８，１９と、各案内ロー
ラ１６，１７、１８，１９の間に配設された給電ブラシ
２１，２２と、反応ガス供給ノズル２３と、被切断物２
４を保持する保持板２５とを主体とする。チャンバＣｂ
内には、基台２６が底板１ａに下から挿通された固定ピ
ン２７に固定されて設けられている。そしてこの基台２
６の垂直板２８には、上下部材２９が調節ねじ３０によ
って上下に調節自在に取り付けられ、また、この上下部
材２９には、横移動部材３１が調節ねじ３２によって、
案内ローラ１６，１７，１８，１９の並び方向と直交す
る水平方向（図１で紙面に垂直な方向）に調節自在に取
り付けられている。各案内ローラ１６，１７，１８，１
９は外周面に案内溝を有する。

【００１３】切断機構３の案内ローラ１６，１７、１
８，１９は、横移動部材３１に取り付けられており、供
給機構２の位置決めローラ８から隔壁１ｂに設けられた
シール機構３４を通してチャンバＣｂ内に送り込まれた
ワイヤ電極Ｗを水平に案内し、他の隔壁１ｃに設けられ
たシール機構３５を通してチャンバＣｃに送り出す。ま
た各給電ブラシ２１，２２は、垂直板２８に揺動自在に
取り付けられた揺動部材３７に固定され、案内ローラ１
６，１７、及び案内ローラ１８，１９の中間においてワ
イヤ電極Ｗに接触している。揺動部材３７はブラシ揺動
用モータ３８によって給電ブラシ２１，２２と一緒にワ
イヤ電極Ｗと交差する水平方向に動かされる。取付部材
３６はワイヤ電極Ｗの長さ方向に調節自在とされてい
る。

【００１４】ガス供給ノズル２３は案内ローラ１７，１
８の間において取付部材３６に水平に取り付けられてい
る。ガス供給ノズル２３は、後述するように、ラジカル
反応で被切断物２４に形成される切断溝２４ａの溝幅よ
りも薄く形成され、その側縁（下縁）にスリット状の噴
出口２３ａを有する。ガス供給ノズル２３の噴出口２３
ａは案内ローラ１７，１８間のワイヤ電極Ｗと平行とさ
れている。また、ガス供給ノズル２３は、塩素やフッ素
等の反応ガスのボンベ（図示せず）にパイプを介して連
結されており、反応ガスを噴出口２３ａから切断溝２４
ａの溝底２４ｂに噴出する。

【００１５】また、被切断物２４の保持板２５は上下用
サーボモータ４０によって上下に動かされるロッド４１
に支えられている。上下用サーボモータ４０は、切断の
進行に合わせて被切断物２４をロッド４１と保持板２５
を介して上昇させる。ロッド４１が貫通された底板１ａ
の部分にはベローズ４２が設けられ、その部分を気密に
している。

【００１６】ワイヤ電極Ｗの引取り機構３は、ガイドロ
ーラ４３，４４，４５，４６と、引取りローラ４７と、
引取り用モータ４８と、ピンチローラ４９とを主体とす
る。引取り用モータ４８は引取りローラ４７を回転させ
る。ピンチローラ４９は上下に回動自在とされたレバー
５１の先端に取り付けられ、ばね５２によって引取りロ
ーラ４７に圧接されている。

【００１７】中央のワイヤ電極Ｗはガイドローラ４３，
４５に、また両側のワイヤ電極Ｗはガイドローラ４３，
４４，４６にそれぞれ案内されて引取りローラ４７とピ
ンチローラ４９の間にそれぞれ挟み込まれており、引取
り用モータ４８による引取りローラ４７の回転でワイヤ
供給用ボビン５から引取りローラ４７に引き取られる。
引取りローラ４７の下にはロールカッタ５３が設けられ
ている。ロールカッタ５３は引取りローラ４７には引き
取られた用済みのワイヤ電極Ｗを所定の長さに切断す
る。

【００１８】符号５５は吸引ノズルである。吸引ノズル
５５はその先端を案内ローラ１７，１８間のワイヤ電極
Ｗの下に配した状態で各隔壁１ｂ，１ｃを貫通して設け
られ、水平移動用ステッピングモータ５６によって動か
される支承部材５７に取り付けられている。水平移動用
ステッピングモータ５６は、上下用サーボモータ４０に
同期して作動し、上下用サーボモータ４０によって上昇
させられる被切断物２４の切断溝２４ａの端部に吸引ノ
ズル５５の先端を常時近接又は一致させる。各隔壁１
ｂ，１ｃと吸引ノズル５５との間にはベローズ５８が設
けられ、その部分を気密にしている。

【００１９】吸引ノズル５５には真空ポンプ（図示せ
ず）が連結されている。真空ポンプは、ラジカル反応で
生じた反応生成物（ＳｉＦ4 ，Ｓ，Ｃ等）と余剰反応ガ
スを切断溝２４ａの溝底２４ｂから吸引ノズル５５を介
して吸い取る。真空ポンプによる吸引は、中央のチャン
バＣｂ内の気圧が左右のチャンバＣａ，Ｃｃの気圧より
僅かに低くて反応ガスがチャンバＣｂから外に洩れない
程度とされる。各チャンバＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの外壁には
適宜点検窓５９が設けられる。

【００２０】なお、上記ラジカル反応式精密切断装置で
は、供給機構２、切断機構３、引取り機構４等が各３組
宛設けられ、被切断物２４の３個所を同時に切断する構
成とされているが、それらの組数を増減させることがで
きる。また、ワイヤ供給用ボビン５やダンサーローラ
６、ドラムブレーキ７、シール機構３４，３５等のワイ
ヤ電極Ｗの移送系はすべて絶縁されていることは言うま
でもない。ワイヤ電極Ｗの移送系の絶縁はその静電容量
をなるべく小さくする。また、チャンバ内で発生した電
磁波により、モータ類の誤動作、焼損などの危険性があ
るため、モータ類及び配線には電磁波防止のシールド対
策が施される。

【００２１】次に本実施例のワイヤ繰出装置用ブレーキ
装置７３の作動をラジカル反応式精密切断装置の作動と
ともに説明する。引取り用モータ４８で引取りローラ４
７を回転駆動し、ワイヤ供給用ボビン５に巻かれたワイ
ヤ電極Ｗを引取りローラ４７に引き取りながら、ガス供
給ノズル２３から反応ガスを供給するとともに、給電ブ
ラシ２１，２２を通じてワイヤ電極Ｗに電圧を印加し、
ワイヤ電極Ｗと被切断物２４との間に放電を発生させ
る。放電によって反応ガスが活性化してラジカルを生成
し、該ラジカルは被切断物の構成原子又は分子とラジカ
ル反応する。この結果、被切断物２４に溝２４ａが穿設
され、被切断物２４が切断されるようになる。給電に際
し、ブラシ揺動用モータ３８は給電ブラシ２１，２２を
ワイヤ電極Ｗと交差する水平方向に揺動させ、給電ブラ
シ２１，２２の局部摩耗を防止する。

【００２２】被切断物２４の切断の進行に従って上下用
サーボモータ４０を作動させ、被切断物２４を上昇させ
る。また、吸引ノズル５５で溝底２４ｂの余剰反応ガス
と該ガスによって排出される反応生成物を吸引し、中央
のチャンバＣｂの気圧を左右のチャンバＣａ，Ｃｃより
も僅かに低くする。このため、反応生成物によって放電
が止ることがなく、ラジカル反応、つまり切断が円滑に
行われるとともに、反応ガスの外部への漏洩が防止され
る。この際、吸引ノズル５５は、被切断物２４の外周面
に沿って相対移動するように、被切断物２４の上昇に同
期してステッピングモータ５６で水平に動かすようにな
っている。そしてこの切断時に、図７および図８に示す
ように、ガス供給ノズル２３は被切断物２４の上昇に伴
ってワイヤ電極Ｗと一緒に切断溝２４ａ内に入り込むこ
とになるため、被切断物２４の肉厚が大で、切断溝２４
ａがどのように深くなっても溝底２４ｂに反応ガスを十
分に供給して均一な切断加工を継続することができる。

【００２３】そして、ワイヤ供給用ボビン５により繰り
出されているワイヤ電極Ｗの走行をドラムブレーキ７に
より制動することになるが、このとき、上述したよう
に、コントローラ７０は、エンコーダ１３から出力され
る回動アーム１４の回動角の検出信号によりドラムブレ
ーキ７とワイヤ供給用ボビン５との間のワイヤ電極Ｗに
生じている張力を演算し、この張力を張力設定スイッチ
７２により入力された設定値と比較演算して、該設定値
に常に維持するようにワイヤ供給用ボビン５の逆相ブレ
ーキ用モータ１１にかける電圧を適宜制御するか、ある
いは、センサ７１から出力されるワイヤ電極Ｗの巻付径
の検出信号と張力設定スイッチにより入力された設定値
とから回転トルクを演算し、このトルクをワイヤ供給用
ボビン５に付与すべく逆相ブレーキ用モータ１１にかけ
る電圧を適宜制御する。よって、ドラムブレーキ７に至
るまでの前段階でワイヤ電極Ｗが制動されることになる
ため、ドラムブレーキ７にワイヤ電極Ｗを複数回巻き付
けたり、ワイヤ電極Ｗをドラムブレーキ７に押し付ける
機構を具備することなく、ドラムブレーキ７とワイヤ供
給用ボビン５との間のワイヤ電極Ｗに設定された張力を
付与してドラムブレーキ７とワイヤ電極Ｗとの滑りを防
止することができる。したがって、構造を簡素化するこ
とができ、押し付けのための機構が不要であるため、当
然この押し付けのための機構自体がドラムブレーキ７の
負荷になることがなく、ワイヤ電極Ｗの微妙な張力制御
を行なうことができる。また、ドラムブレーキ７の電磁
ブレーキ１５による制動力が多少変動しても逆相ブレー
キ用モータ１１によりその変動を吸収することができ、
また、ワイヤ供給用ボビン５のワイヤ巻付径ｒの変化に
よるドラムブレーキ７とワイヤ供給用ボビン５との間の
ワイヤ電極Ｗの張力をより安定させることができる。さ
らに、ドラムブレーキ７に要するブレーキ力を変更する
ことができるため、ドラムブレーキ７の径を自由に選択
することができる。

【００２４】なお、本発明のワイヤ繰出装置用ブレーキ
装置は、ラジカル反応式精密切断装置に限らず、ワイヤ
をボビンから繰り出し、そのワイヤの走行をドラムブレ
ーキにより制動する構成のものであれば、種々のものに
適用することができるのは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤ繰
出装置用ブレーキ装置によれば、ドラムブレーキによる
ワイヤ制動時に、モータによりボビンに逆相制動をかけ
ドラムブレーキとボビンとの間のワイヤに張力を付与し
てドラムブレーキとワイヤとの滑りを防止する。したが
って、ワイヤを複数回ドラムブレーキに巻き付ける必要
がなく、またワイヤをドラムブレーキに押し付ける機構
を必要としないため、構造を簡素化することができ、ワ
イヤの微妙な張力制御を行なって、常時安定した張力に
よりワイヤを移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるワイヤ繰出装置用ブ
レーキ装置を示す構成図である。

【図２】 同装置のワイヤ電極の張力とワイヤ巻付径と
ワイヤ供給用ボビンの回転トルクとの関係を示す図であ
る。

【図３】 本発明の一実施例によるワイヤ繰出装置用ブ
レーキ装置が用いられるラジカル反応式精密切断装置を
示す正断面図である。

【図４】 同平断面図である。

【図５】 同側断面図である。

【図６】 同装置の案内ローラと給電ブラシ等の関係を
示す斜視図である。

【図７】 同装置のワイヤ電極と供給ノズル、及び被切
断物の関係を示す側面図である。

【図８】 図７に示すVI−VI線に沿う断面図である。

【符号の説明】

５ ワイヤ供給用ボビン（ボビン） ７ ドラムブレーキ １１ 逆相ブレーキ用モータ（モータ） Ｗ ワイヤ電極（ワイヤ）

フロントページの続き (72)発明者 菊地 吉郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町27番地 株 式会社新潟鉄工所製品開発部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にワイヤが巻き付けられ、該巻き付
   けられたワイヤを繰り出すボビンと、 繰り出されたワイヤが巻き付けられ、該ワイヤの走行を
   制動するドラムブレーキとを有するワイヤ繰出装置用ブ
   レーキ装置において、 前記ドラムブレーキによるワイヤ制動時に該ドラムブレ
   ーキと前記ボビンとの間のワイヤに張力を付与するべく
   前記ボビンに逆相制動をかけるモータを具備することを
   特徴とするワイヤ繰出装置用ブレーキ装置。