JPS6240129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被加工物に向つて加工進行する電
極の軸線方向と直交する平面内に電極自体を回転
させずに天体軌道状のの相対的な並進回転運動を
与えるとともに、加工進行量に応じて調整可能な
傾斜面と、この傾斜面上を相対的に移動して回転
角に交換するレバー機構により上記加工進行量に
応じて並進回転運動軌跡を増大あるいは縮少させ
ることができる放電加工装置に関するものであ
る。

一般に、この種放電加工装置は、電極の形状に
相似的な比例大、あるいは比例小の多数の加工穴
を被加工物に形成することができるばかりでな
く、電極自体が相対的な並進回転運動をしている
ため、加工屑の排除が容易となり、加工速度が向
上する等多くのメリツトを有し、近年急速に発達
してきた技術であるが、上述したように、電極に
並進回転運動を与える装置の多くは構成が複雑
で、部品点数が多く、高価であるばかりでなく、
被加工物にテーパ面で、かつ任意の断面形状を加
工する場合には、その加工形状に全く相似的な電
極を製作する必要があり、電極の製作コストが著
しく高価になる等の多くの欠点があつた。

この発明はかかる点に着目してなされたもの
で、加工進行方向に平行にスライド可能な軌道ガ
イドの円錐内筒面にラジアル方向に常にスプリン
グ等で押圧されて内接する同一傾斜面を有する円
錐リングを、上述した加工進行方向に直角な平面
内において任意の方向に移動可能なように案内さ
れる電極取付定盤に回転自在に支持させると共
に、上記円錐内筒面に内接させながら回転運動を
与え、しかも加工進行量に応じて調整可能な傾斜
面と、この傾斜面上を相対的に移動して回転角に
変換するレバー機構によつて上記加工進行移動量
に応じて上記軌道ガイドを上下させることにより
上記カム機構によつて生じる相似的な電極取付定
盤の回転軌跡を増大あるいは縮少させるようにし
た放電加工装置を提供しようとするものである。

すなわち、第１図ａ，ｂ，ｃは何れもこの発明
の基礎となつた考え方の例を示すもので、１は放
電加工機のサーボ送りを行なう主軸、２はこの主
軸１の先端に取付けられたフレーム、３はこのフ
レーム２の内部に形成配置された複数本のガイド
バーで、上記主軸１と平行に取付けられている。
４は上記ガイドバー３に嵌合挿入され上下方向に
スライド可能に保持された軌道ガイドで、その中
心部には円錐形状の内筒面５が形成されている。
６は上記フレーム２の内部に設けられた２条のク
ロスローラガイドで、上記主軸１に直角な平面内
の一方向に設けられている。７は上記クロスロー
ラガイド６により案内されるサドル、８はこのサ
ドル７に、上記クロスローラガイド６と直交する
方向に設けられた他のクロスローラガイド、９は
このクロスローラガイド８により案内される揺動
体で、その外周部にはラジアルベアリング１０を
介して円錐リング１１が回転自在に係合保持され
ている。しかして、この円錐リング１１の外周面
には上記円錐内筒面５と同一の傾斜が与えられて
いると共に、この円錐内筒面５に内接するように
構成されている。１２は上記揺動体９の中心部に
回転自在で、かつ上下方向にスライド可能に係合
するピンで、その一端はピン１４によりリンク１
３に連結され、しかもこのリンク１３はピン１５
によりフレーム２の中心部に主軸１と平行に回転
自在に支持されている固定回転軸３０の回転中心
部に回転自在に結合されている。１６はスプリン
グで、このスプリングは上記ピン１２を常にラジ
アル方向に押圧するために設けられたものであ
る。１７はこのスプリング１６の落下防止用のス
プリングガイド、１８は上記固定回転軸３０の内
部に形成され、上記ピン１２、リンク１３、スプ
リング１６、およびスプリングガイド１７等を収
納するための空胴部である。１９は固定回転軸３
０を回転自在に保持するラジアルベアリング、２
０は上記固定回転軸３０を上下方向に規制するナ
ツト、２１は上記固定回転軸３０の軸端に設けら
れた大径なベルト車、２２は上記フレーム２の側
面に固定された駆動モータ２４の回転軸と一体を
なす小径なベルト車で、ベルト２３を介してベル
ト車２１に連結されている。２５はスプリング
で、上記軌道ガイド４を常時下方に押圧するため
に設けられたものである。２６は上記揺動体９の
先端に設けられた電極取付定盤で、ボルト２７に
より固定される。２８は上記電極取付定盤２６に
取付けられた電極、２９は被加工物、３１は上記
フレーム２の側面に上下方向に取付けられたラツ
ク、３２は、このラツク３１と常時噛合するピニ
オンで、軸３３に支持されている。しかして、こ
の軸３３は、上記フレーム２の側面に支持され
る。取付板３４に回転自在に係合保持されてい
る。３５は上記取付板３４の凹部に設けられた２
条のクロスローラガイドで、移動体３６を主軸１
と平行に案内するために設けられたものである。
３７は移動体３６の中心部を貫通する調整バー
で、コラム側面に固定された支持金３８の先端に
取付けられている。３６ａはビスで、上記調整バ
ー３７に移動体３６を固定するためのものであ
る。３９は上記移動体３６の側面に設けられた軸
部４０に嵌合し、ナツト４１により固定された傾
斜板で、この傾斜板３９にはローラ案内４２が形
成されている。４３は回転目盛、４４は取付板３
４に設けられた指標で、上記回転目盛４３を読み
取る基準位置となるものである。４５は上記ロー
ラ案内４２に隙間なく、しかも移動自在に案内さ
れるローラ、４６はこのローラ４５を上記レバー
４７に回転自在に支持させるためのピンで、上記
レバー４７は軸３３にキー等により固定されてお
り、これの回転角は、そのままピニオン３２の回
転角となるように構成されている。そして、上記
ローラ案内４２が垂直で傾斜していない場合に
は、主軸１が下降してもレバー４７は回動しない
が、第１図ａに示すようにローラ案内４２が所定
の角度で傾斜されている場合には、主軸１が下降
すると、必然的にレバー４７は回動しピニオン３
２も回転するため軌道ガイド４を上方、あるいは
下方に移させることになる。したがつて、互いに
内接する円錐リング１１と、円錐内筒面５とによ
つて円錐リング１１の上下方向の移動が規制さ
れ、加工進行方向に直角な平面内の移動ができな
いため、相対的なすべりが生じ、スプリング１６
に抗するか、あるいは、このスプリング１６の弾
性力によつて、内接部の接線と、回転中心とを結
ぶ線上を円錐リング１１が移動することになる。
つまり、第１図ａに示すように主軸１と円錐リン
グ１１との偏心量ｅを調整することができるわけ
である。なお、いうまでもなく、リンク１３の回
転する平面、およびスプリング１６の押圧方向、
および円錐リンク１１と円錐内筒面５の接線は、
同一平面内で、しかも固定回転軸３０の回転中心
線と平行に交わるように構成されていることはい
うまでもない。

この発明の放電加工装置は上述したように、放
電加工を行なう際、電極が被加工物に対し加工し
ながら進む軸線と直交する平面において、電極と
被加工物間に相対的な並進回転運動を与えるよう
にしたもので、まず、駆動モータ２４によつて固
定回転軸３０が所定の回転数で回転すると、この
回転により空胴部１８内に配置されているピン１
２、リンク１３等も一体に回転することになる
が、このピン１２、およびリンク１３はスプリン
グ１６により常にラジアル方向に付勢されている
ため、このピン１２に係合している揺動体９も同
様にラジアル方向に押圧されることになり、回転
自在に係合する円錐リング１１と、円錐内筒面５
とが互いに接触する。つまり、第１図ａに示すよ
うに偏心量ｅだけ中心がずれた位置でバランスす
ることになる。しかして、この偏心量ｅは、上述
したように、ピニオン３２の回転により調整が可
能であり、上記軌道ガイド４の上下ストロークの
範囲内において、主軸１の昇降移動量に応じて変
化させることができるものである。また、揺動体
９は、フレーム２に対して加工進行方向と直交す
る平面内において任意の位置に直線で移動させる
ことができるため、固定回転軸３０の回転にとも
ない、360゜の方向に揺動体９は押し続けられる
ことになり、軌道ガイド４の中心に設けられた円
錐内筒面５を案内として円錐リング１１が転動
し、揺動体９は偏心量ｅを回転半径としてそれ自
体は回転しないで、天体軌道状の円軌跡を描く並
進回転運動を行なうことになる。また、加工の進
行に伴ない、主軸１は下方に移動し、ローラ４５
は、ローラ案内４２に案内されて下方にスライド
するが、このときレバー４７はローラ案内４２に
よつて回動することになり、ピニオン３３を回転
させる。このようにしてピニオン３３が回転する
と、これに噛合するラツク３１が上方あるいは下
方に移動して軌道ガイド４の昇降制御を行なう。
この軌道ガイド４の制御量は、主軸１の移動量に
比例的で傾斜板３９の傾斜角度によりその変化量
はさらに制御できる。つまり、上述したように、
円錐内筒面５に案内されて円軌跡を描く並進回転
運動を行なつている電極２８の回転半径を、主軸
１の下降量に応じて増大あるいは減少させること
が可能となり、第１図ａに示すように、単純な形
状の電極２８によりテーパ面を加工することが可
能となる。さらに、調整バー３７上において、任
意の位置に移動体３６を固定するようにすれば、
テーパ加工面の開始点を任意の位置に設定するこ
とができる。また、ローラ案内４２を垂直状態に
調整すれば、ストレート穴の加工を行なうことが
できるものである。また、上記偏心量ｅを「０」
にすることも可能で、この場合は、固定回転軸３
０の回転中心線上にピン１２の中心が一致する位
置において、円錐リング１１と、円錐内筒面５と
が隙間なく嵌合するように配置すれば、固定回転
軸３０の回転は、揺動体９に伝達されず電極取付
定盤２６は静止したままとなることはいうまでも
ない。

なお、第２図ａ，ｂ，ｃはこの発明の基礎とな
つた考え方の他の例を示すもので、この実施例に
おける固定回転軸３０は、主軸１の軸線と距離
「Ｌ」だけ離れたフレーム２内にアンギユラベア
リング５０、スラストベアリング５１により回転
自由に支持されている。そして、この回転軸３０
の上端部には、加工進行方向と直交する平面内に
おいて固定回転軸３０の回転中心と交わる一方向
にスライド可能にクロスローラガイド５３を介し
て偏心回転軸５２が移動自在に支持されている。
また、この偏心回転軸５２は、スプリング１６に
より常にラジアル方向に付勢されていると共に、
その上端部にはナツト５４によつて抜け止めされ
た円錐リング１１が回転自在に装着されており、
かつ、この円錐リング１１は加工進行方向と平行
に配置され、キー５５により回転を阻止されて上
下方向にスライド可能に支持されている軌道ガイ
ド４の円錐内筒面５に接触するようになされてい
る。そして、この軌道ガイド４はスプリング２５
により常に上方に向つて付勢されており、その弾
性力は調整ボルト５６によつて調整することがで
きる。５７は上記調整ボルト５６の上面に接触す
るローラで、ピン５８によりレバー４７に回転自
在に支承されており、またこのレバー４７は、ピ
ン５９により取付金具６０に回転自在に支承され
ている。さらに、このレバー４７の他端には、傾
斜板３９にころがり接触し、かつ上記スプリング
２５の弾性力によつてこの傾斜板３９に常時押圧
されるローラ４５がピン４６により回転自在に枢
着されている。６１は上記傾斜板３９の半円部に
形成された扇形歯車６２は上記扇形歯車６１に常
時噛合うピニオン、６３はこのピニオン６２を回
転自在に支承する軸で、取付板３４に取付けられ
ている。６４は連結棒、６５はこの連結棒６４と
直交する方向にクロスローラガイド８を介してフ
レーム２に移動自在に支持されると共に、上記連
結棒６４をその軸線方向にスライド可能に支持す
るボールガイド、６６はボールベアリングで、上
記偏心回転軸５２と連結棒６４の一端とを回転自
在に連結するためのものである。また、この連結
棒６４の他端は、第２図ｂに示すように、回転不
能に電極取付定盤２６に連結されている。６７は
上記フレーム２の内部に設けられたベアリングケ
ース、６８は両面が円滑なプレートで、上記ベア
リングケース６７内においてナツト６９により軸
７０に取付けられている。７１は上記プレート６
８と、ベアリングケース６７とにより形成された
空間内に配置された複数のボールで、このボール
７１は上記プレート６８の平面内において、任意
の位置への移動を隙間なく円滑に行なわせると共
に上下方向の「ガタ」を防止するために設けられ
たものである。７２は上記電極取付定盤２６を軸
７０に取付固定するナツトである。

以上述べたこの発明の基礎となつた考え方の他
の例の動作は、上述した例（第１図）の場合とほ
とんど同様であるが、ボールガイド６５に支持さ
れている連結棒６４の一端は偏心回転軸５２に回
転自在に支持されているため、第１図ａに示す回
転半径ｅを維持しながら回転しても、連結棒６４
は加工進行方向を直交する平面内で、平行にかつ
直交する２軸線上を「2e」の振巾で往復運動が行
ない得られるもので、この回転往復運動は、電極
取付定盤２６自体を回転させることなく半径ｅの
天体軌道状の円軌跡を描く並進回転運動に変換さ
せることができるものである。また、このような
構成（第２図）においては、第２図ａに示すよう
に、フレーム２の上面と、電極取付定盤２６の下
面との距離「Ｉ」が上述した一実施例（第１図）
のものと比較して小さく構成することが可能とな
り、相対的に電極と、被加工物の高さに制限を受
けなくなるメリツトがある。

しかしながら、上述したこの発明の他の考え方
の例においては、主軸の下降移動量に応じて回転
半径ｅを調整する傾斜板３９、および取付板３４
は、コラム側面に取付けるようになされている
が、実装面において好ましくなく、フレーム２に
取付けるほうが望ましい。かかる点を解決したの
が第３図に示すこの発明の更に他の考え方を示し
た例であつて、この第３図ａ〜ｆにおいては上記
第１図と同様に傾斜板３９をフレーム２の側面に
主軸１と平行に案内支持し、レバー４７を介して
傾斜板３９上を転動するローラ４５の動きを軌道
ガイド４に伝達するようにしたもので、第３図ｂ
において８０は固定回転軸３０の軸端に設けられ
た目盛リング、８１はこの目盛リング８０の回転
を阻止するクランプ装置、８２はこのクランプ装
置８１に螺挿された上記目盛リング８０の周縁部
に圧着される締付ボルト、８３は指標で、目盛リ
ング８０の目盛を読み取る基準となる。以上のよ
うに構成されたものにおいていま、たとえば駆動
モータ２４の回転を止め、所定の角度に目盛リン
グ８０を設定し、締付ボルト８２により目盛リン
グ８０をクランプする。次に、位置決めされた角
度の方向に偏心回転軸５２がスプリング１６によ
つて押圧されるため、固定回転軸３０の中心と、
上記角度の方向とを結ぶ直線上のみ偏心回転軸５
２のスライドが可能となり、軌道ガイド４の上下
運動によりこれが行なわれる。すなわち、第３図
ｃに示すように固定回転軸３０をクランプし、主
軸１の下降移動量に応じて軌道ガイド４を上下方
向に制御するようにすれば、傾斜板３９により生
じる角度をもつて電極２８をＺ軸（加工進行方向
の中心線）方向に送り制御することが可能となる
ものである。これは、電極を被加工物に対して任
意の或る特定の方向にのみ寄せて加工することが
可能であることを意味するものである。

以上述べたこの発明の基礎となつた考え方の一
例（第１図）、および他の例（第２図、第３図）
において、電極と被加工物間の加工進行方向と直
交する平面における相対的な関係は、電極の上記
平面と平行に切断して形成された外周部の任意の
点の運動が上記偏心量ｅを半径とする完全な円軌
跡を描く運動となる関係である。これは、或る形
状の電極によつて加工する場合は、加工形成され
る被加工物の加工穴が上記電極の加工進行方向と
直交する平面と平行な各切断面における各外周部
の形状に対して必ず相似形となり、比例的に大あ
るいは小となる関係にあることを意味する。すな
わち、電極の形状に対して加工穴はこれと相似形
となる欠点を有するものである。

第４図ａ，ｂ，ｃはかかる点を解決したこの発
明の一実施例を示すもので、単一の電極で、この
電極と相似形以外の任意の形状の傾斜面を有する
加工穴を被加工物に形成しようとするものであ
る。

すなわち、第４図ａ，ｂ，ｃにおいて、１００
は固定回転軸３０の軸端に取付けられた楕円形状
のカム、１０１はこのカム１００の外周を転動
し、ピン１０２により軸１０３に回転自在に枢着
されたローラで、上記軸１０３は、フレーム２に
突設されたガイド腕１０４にスライド自在に支承
され、その先端にピン１０５によつて回転自在に
取付けられたローラ１０６は、アーム１０７と係
合してこれを押圧するようになされている。そし
て上記アーム１０７の一端は、スプリング２５に
より常時上方に向つて押しあげられ、軌道ガイド
４に螺合する傘歯車１０８の上面に常時係合し、
フレーム２の突起１０９にピン１１０によつて揺
動自在に支承されている。したがつて、カム１０
０の回転に伴なつて生じる軸１０３の振巾運動を
正確に軌道ガイド４に伝達することができるもの
である。１１１は上記傘歯車１０８の上面に常時
圧接するローラで、ピン１１２によりアーム１０
７の上端部に枢着されている。したがつて、上記
固定回転軸３０が一回転する間に、カム１００の
形状に応じて軌道ガイド４が上下に変位すると共
に、円錐内筒面５に接触して転動する円錐リング
１１は、ラジアル方向にスプリング１６で押され
ているため、上記軌道ガイド４の上下変位に追従
しながら回転する。つまり、偏心回転軸５２は、
カム１００の外周形状と全く相似的な比例小、あ
るいは比例大の軌跡を得ることができるわけであ
る。１１３は、フレーム２の側面に回転自在に固
定される軸、１１４は上記傘歯車１０８に常時噛
合する傘歯車で、上記軸１１３にキー等を介して
固定されており、レバー４７の回転角と、傘歯車
１１４の回転角とが等しいことはいうまでもな
い。

以上述べたこの発明の一実施例にある第４図に
おいて、あらかじめ傾斜板３９を第４図ａに示す
ように、角度「θ_１」に設定しておく。この場
合、第５図に示すように、加工穴１２０の内面の
傾斜角は「θ_２」となるものと仮定する。そし
て、駆動モータ２４が回転し、主軸１が下降して
電極と被加工物間に放電加工が開始されると、上
述したように、電極２８はカム１００の形状に比
例した相似的な軌跡を描きながら被加工物を加工
する。しかしながら主軸１が下降するに従いレバ
ー４７は、傾斜板３９のローラ案内４２に沿つて
下降するため軸１１３を支点として回動する。こ
の回動角は傘歯車１１４に同期するため傘歯車１
０８に伝達され軌道ガイド４を上げることにな
る。このように上方に移動する軌道ガイド４に内
接して転動する偏心回転軸５２の回転半径も当然
大きくなる。つまり軌道ガイド４はカム１００に
よりアーム１０７を介して常に上下方向に振動す
るが、この振動の基準位置がレバー４７により上
方、あるいは下方への主軸の移動量および傾斜板
３９の設定量に比例して連続的にシフトされるこ
とになり、第５図に示すように、φＤの円形電極
で傾斜面を有する楕円形状の加工穴を形成するこ
とができるわけである。なお、上述した楕円形以
外の形状であつてもカム１００の形状を任意に設
定することによりその形状に応じた傾斜面を有す
る加工穴を形成することができることはいうまで
もない。

以上述べたようにこの発明によれば、放電加工
における電極と被加工物との間において相対並進
回転運動を行なわせながら主軸の移動量に応じて
上記回転運動半径を増大あるいは縮少させる制御
ができるため、単一電極による放電加工可能範囲
が著しく増大する効果がある。また、この発明に
よれば、従来のこの種放電加工装置と比較し部品
点数がきわめて少なくなり構成が簡単になる。ま
た、偏心半径の変化量は傾斜板の角度を変化させ
るのみで任意に調整可能であり、傾斜板と軌道ガ
イドに両端が係合した単純な機構のレバーにより
電極の加工進行移動量に応じて軌道ガイドの上下
位置を調整して偏心量を変化させるから、ガタが
少なく正確な並進回転運動を与えることのできる
効果がある。さらにこの発明によれば、電極取付
定盤を案内支持する部分と、それに並進回転運動
を与え、かつその軌道半径を制御する構成部分と
を分離して構成することができるための装置を薄
く構成でき、これにより電極と被加工物との高さ
に制限を受けることがない効果もある。さらにま
た、この発明によれば、カム機構を用いることに
より電極取付定盤の並進回転軌跡をカム形状に全
く相似的な比例小あるいは比例大の軌跡に制御す
ることができるとともに、主軸の下降量に応じて
回転半径を縮少あるいは増大させることが可能と
なり、任意の傾斜面を有する加工穴を簡単に加工
形成できるばかりでなく、電極の回転をともなわ
ずに任意の方向に寄せ加工ができるなど、数々の
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄはこの発明の基礎となつた考え方
の例を示すもので、第１図ａは縦断面図、第１図
ｂは第１図ａのイ―イ線における断面図、第１図
ｃは第１図ａのロ―ロ線における断面図、第１図
ｄは第１図ａの要部を矢印Ａの方向から見た底面
図である。第２図ａ〜ｃはこの発明の他の考え方
の例を示すもので、第２図ａは縦断面図、第２図
ｂは第２図ａのハ―ハ線における断面図、第２図
ｃは第２図ａの要部を矢印Ｂの方向から見た側面
図である。第３図ａ〜ｅはこの発明の更に他の考
え方の例を示すもので、第３図ａは縦断面図、第
３図ｂは要部の側面図、第３図ｃは動作説明図、
第３図ｄは全体側面図、第３図ｅは平面図であ
る。第４図ａ〜ｃはこの発明の更に他の一実施例
を示すもので、第４図ａは縦断面図、第４図ｂは
第４図ａの要部を矢印ｃの方向から見た底面図、
第４図ｃは要部の側面図、第５図は電極と被加工
物との相対的関係を示す断面図である。 図面中、１は主軸、２はフレーム、４は軌道ガ
イド、５は円錐内筒面、１１は円錐リング、２４
は駆動モータ、２６は電極取付定盤、２８は電
極、３０は固定回転軸、３９は傾斜板、４７はレ
バー、５２は偏心回転軸、１００はカム、１０７
はアームである。なお、図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸１に設けられたフレーム２にはまり込ん
   でおり、かつ電極２８の加工進行方向と同一方向
   に移動可能に支持された軌道ガイド４、この軌道
   ガイドに設けられた円錐内筒面５に常時圧接し、
   この軌道ガイドの軸線と直交する方向に移動して
   偏心量を与える円錐リング１１、この円錐リング
   を回転支持する偏心回転軸５２、この偏心回転軸
   を移動可能に支承する固定回転軸３０及びこの円
   錐リング１１に連結された電極取付定盤２６、上
   記円錐リング１１を上記軌道ガイド４の円錐内筒
   面５に沿つて転動させる駆動モータ２４、主軸１
   に設けられて角度変更可能な傾斜板３９、および
   この傾斜板と上記軌道ガイド４に両端が係合して
   上記電極の加工進行移動量に応じて上記軌道ガイ
   ドの上下位置を調整することにより上記偏心量を
   変化させるレバー４７を備え、更に前記固定回転
   軸３０の軸端にカム１００を設けて同軸上で回転
   させるとともにこのカム１００の外周面と前記軌
   道ガイドに両端が係合して、上記電極２８の並進
   回転角度に応じて上記軌道ガイド４の上下位置を
   調整することにより上記偏心量を変化させるアー
   ム１０７を備え、上記電極取付定盤２６に天体軌
   道状の相対的な並進回転運動を与えると共に、こ
   の並進回転運動半径を、加工進行方向の進み量と
   比例的に増大あるいは縮少させるように制御する
   とともに、カム１００の回転角度に応じてカム外
   周形状に相似の電極並進回転軌道を付加するよう
   にしたことを特徴とする放電加工装置。