(57)【要約】  メイン放電用電源として上部給電用と下部給電用とを独立して設ける場合に、上部給電と下部給電との独立性を保ちつつ、サブ放電用電源によるサブ放電時に電流を上部・下部の給電点から極間に均等に供給できるワイヤ放電加工装置を得ることを目的として、上部メイン放電用電源１０ａは、往復路を構成できる上部フィーダ線１４ａを用いて上部通電端子４ａと被加工物３との間に接続され、下部メイン放電用電源１０ｂは、往復路を構成できる下部フィーダ線１４ｂを用いて下部通電端子４ｂと被加工物３との間に接続され、サブ放電用電源１１は、上部・下部のフィーダ線１４ａ，１４ｂよりも高いインピーダンスを有し往復路を構成できる上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを用いて、上部通電端子４ａと被加工物３との間と、下部通電端子４ｂと被加工物３との間とに接続されている。なお、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂはそれぞれ１以上設けられる。
2008050403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に走行するワイヤ電極の上方位置の少なくとも１箇所と下方位置の少なくとも１箇所とにそれぞれ摺接して配置される上部・下部の通電端子と、前記上部・下部の通電端子の間において前記ワイヤ電極に所定の加工間隙を置いて対向配置される被加工物とに放電電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間に放電電流を供給する加工用電源として、
互いに独立してメイン放電電圧を発生する第１及び第２のメイン放電用電源と、前記メイン放電電圧とは別のサブ放電電圧を発生するサブ放電用電源とを備え、
前記第１のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第１の接続線を用いて前記上部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記第２のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第２の接続線を用いて前記下部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記サブ放電用電源は、前記第１及び第２の接続線よりも高いインピーダンスを有し往復路を構成できる第３及び第４の接続線を用いて、前記上部通電端子と前記被加工物との間と、前記下部通電端子と前記被加工物との間とに接続されている
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記第３及び第４の接続線のそれぞれに、電流センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
前記第３及び第４の接続線のいずれか一方の接続線が設けられ、いずれか他方の接続線が省略されている状態において、前記上部・下部の通電端子のうち前記サブ放電用電源と非接続の通電端子と前記被加工物との間にコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記第３及び第４の接続線のいずれか一方の接続線が設けられ、いずれか他方の接続線が省略されている状態において、前記上部・下部の通電端子のうち前記サブ放電用電源と非接続の通電端子と前記被加工物との間にコンデンサが接続されているとともに、前記一方の接続線に電流センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のメイン放電用電源からメイン放電電流が供給される期間内、前記第３の接続線と前記上部通電端子と前記被加工物との間の接続と、前記第４の接続線と前記下部通電端子と前記被加工物との間の接続とを、それぞれ解除して高インピーダンス化を図る手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
上下方向に走行するワイヤ電極の上方位置の少なくとも１箇所と下方位置の少なくとも１箇所とにそれぞれ摺接して配置される上部・下部の通電端子と、前記上部・下部の通電端子の間において前記ワイヤ電極に所定の加工間隙を置いて対向配置される被加工物とに放電電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間に放電電流を供給する加工用電源として、
互いに独立してメイン放電電圧を発生する第１及び第２のメイン放電用電源と、前記メイン放電電圧とは別のサブ放電電圧を発生するサブ放電用電源とを備え、
前記第１のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第１の接続線を用いて前記上部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記第２のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第２の接続線を用いて前記下部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記サブ放電用電源は、前記第１及び第２の接続線よりも高いインピーダンスまたは同程度のインピーダンスを有し往復路を構成できる第３及び第４の接続線を用いて、前記上部通電端子と前記被加工物との間と、前記下部通電端子と前記被加工物との間とに接続され、
前記第３及び第４の接続線の往路のそれぞれに、電流制限素子が設けられている
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項７】
前記２つの電流制限素子は、互いに異なる値であることを特徴とする請求項６にワイヤ放電加工装置。
【請求項８】
前記２つの電流制限素子での各制限電流量に基づき放電位置を検出する手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項９】
前記第３及び第４の接続線がそれぞれ省略され、前記サブ放電用電源は、一方の電極端が前記２つの電流制限素子のうちの対応する電流制限素子を介して前記第１及び第２の接続線における往路のそれぞれに接続され、他方の電極端が前記第１及び第２の接続線における復路のそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項６に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項１０】
上下方向に走行するワイヤ電極の上方位置の少なくとも１箇所と下方位置の少なくとも１箇所とにそれぞれ摺接して配置される上部・下部の通電端子と、前記上部・下部の通電端子の間において前記ワイヤ電極に所定の加工間隙を置いて対向配置される被加工物とに放電電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間に放電電流を供給する加工用電源として、
互いに独立してメイン放電電圧を発生する第１及び第２のメイン放電用電源と、前記メイン放電電圧とは別のサブ放電電圧を発生するサブ放電用電源とを備え、
前記第１のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第１の接続線を用いて前記上部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記第２のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第２の接続線を用いて前記下部通電端子と前記被加工物との間に接続され、
前記サブ放電用電源は、一方の電極端が前記第１及び第２の接続線よりも高いインピーダンスを有し往路のみを構成する第３及び第４の接続線を用いて前記上部・下部の通電端子のそれぞれに接続され、他方の電極端が低インピーダンス材を用いて前記第１及び第２の接続線における復路のそれぞれに接続されている
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項１１】
前記上部・下部の通電端子と前記被加工物との間のそれぞれに、コンデンサが接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項１２】
前記第３及び第４の接続線のそれぞれに、電流センサが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項１３】
前記第３及び第４の接続線のそれぞれに、電流制限素子が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項１４】
前記上部・下部の通電端子と前記被加工物との間のそれぞれに、コンデンサが接続されているとともに、前記第３及び第４の接続線のそれぞれに、電流センサまたは電流制限素子が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイヤ放電加工装置に関し、特に加工用電源の構成方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工装置は、上下方向に走行する一方の電極であるワイヤと、このワイヤの走行方向に直交する平面内で移動制御される他方の電極である被加工物とを対向配置し、ワイヤと被加工物との対向間隙間（つまり極間）にパルス状放電を発生させ、その熱エネルギーを利用して被加工物を所望の形状に加工する装置である。【０００３】
このワイヤ放電加工装置では、極間への電源供給の構成として、被加工物は直接加工用電源の一方の電極端に接続し、走行するワイヤは摺接する給電点を介して加工用電源の他方の電極に接続する構成が採られるが、その給電点は、一般に、ワイヤの被加工物との対向位置を挟んだ上下２箇所に設けられる。つまり、ワイヤを流れる放電電流の流路は、被加工物の上部側と下部側とに並列に２回路存在する構成である。【０００４】
そして、図６は、特許文献１に開示されているワイヤ放電加工装置の構成を示すが、従来のワイヤ放電加工装置では、一般に、例えば図６に示すように、小電流の火花放電（予備放電）を誘発するためのサブ放電用電源と、火花放電発生後の加工電流となる大電流を供給するためのメイン放電用電源との２つの加工用電源を用いて荒加工と仕上げ加工とを実施している。【０００５】
図６において、サブ放電用電源である補助電源ＶＳは、スイッチングトランジスタＴｒ１、電源供給線としての同軸ケーブルＷ１及び抵抗器Ｒ１を介して極間（Ｅ−Ｗ）に接続され、またメイン放電用電源であるメイン電源ＶＮ、スイッチングトランジスタＴｒ２、抵抗器Ｒ２、ダイオードＤ１、電源供給線としての同軸ケーブルＷ２及び電磁開閉器Ｋを介して極間（Ｅ−Ｗ）に接続されている。極間（Ｅ−Ｗ）での放電発生は、放電検出部６１で検出され、その検出信号を受けるパルス制御部６２がトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御している。【０００６】
荒加工時には、電磁開閉器Ｋを閉路状態にしておき、トランジスＴｒ１をＯＮ状態にして補助電源ＶＳの電圧を極間（Ｅ−Ｗ）に供給し放電を発生させる。極間（Ｅ−Ｗ）に放電が発生した後に、トランジスタＴｒ２をＯＮ動作させてメイン電源ＶＮの電圧を極間（Ｅ−Ｗ）に供給して荒加工を行う。また、仕上げ加工時には、電磁開閉器Ｋを開路状態にしてメイン電源ＶＮを電気的に切り離し、補助電源ＶＳのみで仕上げ加工を実施する。【０００７】
ここで、ワイヤ放電加工装置の課題の一つは、荒加工の高速化である。高速化のためには、単純には投入エネルギーを増やせばよいが、これはワイヤ断線につながる。ワイヤの断線原因は、主として放電がワイヤの１箇所に集中してしまう「集中放電」である。【０００８】
そこで、従来では、ワイヤには、上記したように放電電流の流路が上部側と下部側とに並列に存在することを利用して集中放電を回避し、ワイヤの断線を防ぐ技術が提案されている（例えば、特許文献２，３）。【０００９】
すなわち、特許文献２では、抵抗体であるワイヤ上の放電位置に上下２箇所の給電点から供給される電流の差（分流比）は、放電位置までのワイヤ長の比、つまりワイヤ抵抗分の比に応じたものになる点に着目し、上部側の給電点及び下部側の給電点に電流センサをそれぞれ設け、２つの電流センサの出力から抵抗比の違いに応じて発生する電流差を検出して放電位置を計測し、放電集中の場合には極間への電圧印加を停止する技術が開示されている。【００１０】
また、図７は、特許文献３に開示されているワイヤ放電加工装置の構成を示すが、特許文献３では、図７に示すように、ワイヤ電極７０に上下２箇所から給電される加工電流のそれぞれを互いに独立制御可能なスイッチング素子７１ａ，７１ｂを設置して上下非同期に加工電流を供給する構成とすることで、放電集中を回避する技術が開示されている。これによって、電流の一点集中が防止できるので、ワイヤ断線が防げるとしている。【００１１】
なお、図７に示す構成を概略説明する。図７において、ワイヤ電極７０は、上下方向に適宜間隔を置いて配置されるワイヤガイド７３ａ，７３ｂに案内されて上方から下方に向かって走行する。このワイヤガイド７３ａ，７３ｂ間のワイヤ走行路において、被加工物７４がワイヤ電極７０と所定間隔を置いて対向配置され、この被加工物７４との対向位置を挟んで上下方向で近接した位置に加工液ノズル７５ａ，７５ｂが設けられている。これは、ワイヤ電極７０の被加工物７４との対向位置に上下から高圧の加工液を吹き付けて、放電加工屑を排除する措置である。【００１２】
上部のワイヤガイド７３ａの近傍位置には上部給電点（通電端子）７６ａが、下部ワイヤガイド７３ｂの近傍位置には下部給電点（通電端子）７６ｂが、それぞれワイヤ電極７０に摺接して設けられている。直列に配置される加工用電源７７ａ、７７ｂの直列接続側電極端は、被加工物７４に直接接続される。そして、加工用電源７７ａ，７７ｂの直列回路における一方の電極端は、抵抗器７８ａ、スイッチング素子７１ａ及びダイオード７９ａを介して通電端子７６ａに接続され、加工用電源７７ａ，７７ｂの直列回路における他方の電極端は、抵抗器７８ｂ、スイッチング素子７１ｂ及びダイオード７９ｂを介して通電端子７６ｂに接続されている。スイッチング素子７１ａはゲートパルス発生回路８０ａによって、スイッチング素子７１ｂはゲートパルス発生回路８０ｂによって、それぞれ独立にＯＮ／ＯＦＦ制御される。【００１３】
ところで、ワイヤ放電加工装置では、ワイヤは、放電終了後には放電方向と逆方向に反力を受けた状態となる。また、放電加工屑排除のために、上記したように高圧の加工液をワイヤの被加工物との対向位置を挟んだ上下からその対向位置に向けて噴射することが一般的である。これら放電反力や加工液の噴射などによってワイヤは振動状態となり、被加工物の真直精度は崩れ易くなるので、加工形状に誤差を生ずることが起こる。つまり、ワイヤ放電加工装置の課題のもう一つは、ワイヤの振動に起因する加工形状の誤差を修正できるようにすることである。【００１４】
ワイヤ振動に起因する加工形状の誤差を少なくするには、加工エネルギー、加工速度、ワイヤテンション、加工液圧といったパラメータを各加工工程で最適に選択する方法もあるが、この発明では、特許文献３（図７）に示された電源構成に着目して加工エネルギーを最適に制御することを考える。【００１５】
具体的に言えば、この発明では、図６に示した一般的な電源構成において、メイン放電用電源ＶＮを、図７に示された加工用電源７７ａ，７７ｂの２つで構成し、それぞれを直列に接続するのではなく、上部給電用のメイン放電用電源と下部給電用のメイン放電用電源とに分離して独立に制御できるようにし、つまり上部・下部のメイン放電用電源の各々から独立して極間に給電できるようにし、片側の給電点からのみの片側給電もできるようにするのである。【００１６】
加えて、放電位置の計測も必要に応じて実施できるような構成を考える。この場合、放電位置の計測は、上記（特許文献２）したように電流分流比を利用するので、２つのメイン放電用電源を用いて放電位置の計測を行うとした場合には、一方のメイン放電用電源を用いた片側給電時では、電流分流比が得られないので、放電位置を計測できない。したがって、放電位置の計測は、サブ放電用電源を用いて実施できる構成を採ることになる。つまり、片側給電時においても放電位置の計測を可能にするためには、サブ放電用電源から極間への給電を、上記した２つのメイン放電用電源と同様の方法で、上下の２箇所から行う構成を採る必要がある。この措置は、火花放電であるサブ放電（予備放電）の安定化を図りカラ放電を防止する上でも必要な措置である。【００１７】
そのような２つのメイン放電用電源及びサブ放電用電源の各々と極間との接続関係は、例えば、図８に示すようになる。図８は、上記したように、上部給電用、下部給電用に独立した２つのメイン放電用電源を用い、かつサブ放電用電源を用いて放電位置の計測を可能にするワイヤ放電加工装置を構成する場合の２つのメイン放電用電源及びサブ放電用電源の各々と極間との接続関係を従来技術によって構成した例を示す配線図である。【００１８】
図８において、この発明が目指すワイヤ放電加工装置は、図７に示した放電加工部（ワイヤ電極７０、被加工物７４、上下の給電点（通電端子）７６ａ，７６ｂ、上下のワイヤガイド７３ａ，７３ｂ、なお、加工液ノズル７５ａ，７５ｂは図示を省略した）に対する加工用電源として、互いに独立に制御できる上部給電用のメイン放電用電源８５ａ及び下部給電用のメイン放電用電源８５ｂと、サブ放電用電源８６とを備える。そして、上部用端子台８７ａと下部用端子台８７ｂとを設け、２つのメイン放電用電源８５ａ，８５ｂ及びサブ放電用電源８６の各々と極間との間を次のように接続する。【００１９】
すなわち、上部用端子台８７ａでは、そのワイヤ電極接続端Ｅを上部給電点（通電端子）７６ａに接続するが、このワイヤ電極接続端Ｅにメイン放電用電源８５ａの一方の電極端とサブ放電用電源８６の一方の電極端とをそれぞれ接続する。また、下部用端子台８７ｂでは、そのワイヤ電極接続端Ｅを下部給電点（通電端子）７６ｂに接続するが、このワイヤ電極接続端Ｅにメイン放電用電源８５ｂの一方の電極端とサブ放電用電源８６の一方の電極端とをそれぞれ接続する。そして、上部用端子台８７ａの被加工物接続端Ｗと下部用端子台８７ｂの被加工物接続端Ｗとをそれぞれ被加工物７４に接続するが、両端子台の各被加工物接続端Ｗにメイン放電用電源８５ａ，８５ｂの各他方の電極端とサブ放電用電源８６の他方の電極端とをそれぞれ接続する。【００２０】
２つのメイン放電用電源８５ａ，８５ｂ及びサブ放電用電源８６の各々と極間との間をこのように接続すれば、一方のメイン放電用電源を用いた片側給電時において、サブ放電用電源８６から極間への給電をワイヤ電極７０の上下２箇所から行うことができるので、図８では電流センサを示してないが、ワイヤ電極７０の上下２箇所に電流センサを設ければサブ放電電流を利用して放電位置の計測が可能になる。【００２１】
【特許文献１】特開平７−２７６１４２号公報（図５）
【特許文献２】特開昭６２−１５０１７号公報（第１図）
【特許文献３】特開平１−９７５２５号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、２つのメイン放電用電源及びサブ放電用電源の各々と極間との接続関係が図８に示した構成であると、独立に制御すべき上部給電と下部給電との独立性が損なわれるという問題がある。【００２３】
すなわち、図８において、片側給電の電源制御態様として、例えば、上部給電用のメイン放電用電源８５ａがＯＮとなり、下部給電用のメイン放電用電源８５ｂがＯＦＦとなる場合に、メイン放電用電源８５ａによる放電電流は、上部用端子台８７ａのワイヤ電極接続端Ｅ〜上部給電点（通電端子）７６ａ〜ワイヤ電極７０〜被加工物７４〜上部用端子台８７ａの被加工物接続端Ｗの経路で極間に流れる。これが、上部給電時での電流経路である。【００２４】
ところが、メイン放電用電源８５ａによる放電電流は、上記の経路を流れると同時に、図中点線で示したように、上部用端子台８７ａのワイヤ電極接続端Ｅ〜サブ放電用電源８６の一方の電極端〜下部用端子台８７ｂのワイヤ電極接続端Ｅ〜下部給電点（通電端子）７６ｂ〜ワイヤ電極７０〜被加工物７４〜上部用端子台８７ａの被加工物接続端Ｗの経路で極間に上記とは逆向きにも流れる。これは、下部給電時での電流経路である。【００２５】
このように、図８に示す構成では、一方の給電点を用いた片側給電時にサブ放電用電源の一方の電極端を経由して他方の給電点に向かう電流路が形成されてしまうので、上記したように、一方の給電点から極間に供給したメイン放電電流が他方の給電点からも極間に供給されてしまい、上部給電と下部給電との独立性が損なわれる。【００２６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、メイン放電用電源として上部給電用と下部給電用とを独立して設ける場合に、上部給電と下部給電との独立性を保ちつつ、サブ放電用電源によるサブ放電時に電流を上部・下部の給電点から極間に均等に供給できるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。【００２７】
また、この発明は、上記の発明において、サブ放電用電源によるサブ放電時に上部・下部の給電点から極間に供給する電流をモニタして放電位置を計測することができるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上述した目的を達成するために、この発明は、上下方向に走行するワイヤ電極の上方位置の少なくとも１箇所と下方位置の少なくとも１箇所とにそれぞれ摺接して配置される上部・下部の通電端子と、前記上部・下部の通電端子の間において前記ワイヤ電極に所定の加工間隙を置いて対向配置される被加工物とに放電電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間に放電電流を供給する加工用電源として、互いに独立してメイン放電電圧を発生する第１及び第２のメイン放電用電源と、前記メイン放電電圧とは別のサブ放電電圧を発生するサブ放電用電源とを備え、前記第１のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第１の接続線を用いて前記上部通電端子と前記被加工物との間に接続され、前記第２のメイン放電用電源は、往復路を構成できる第２の接続線を用いて前記下部通電端子と前記被加工物との間に接続され、前記サブ放電用電源は、前記第１及び第２の接続線よりも高いインピーダンスを有し往復路を構成できる第３及び第４の接続線を用いて、前記上部通電端子と前記被加工物との間と、前記下部通電端子と前記被加工物との間とに接続されていることを特徴とする。【００２９】
この発明によれば、独立して設ける第１及び第２のメイン放電用電源と同様に、サブ放電用電源と上部・下部の通電端子のそれぞれとの間に独立した電流ループを設けるが、このサブ放電用電源側に設ける２つの電流ループをそれぞれ高インピーダンスループとしているので、上部・下部の通電端子の一方と被加工物との間にメイン放電電圧を印加する片側給電時に、メイン放電電流がその一方の通電端子からサブ放電用電源側を経由して他方の通電端子側に回り込むのを阻止することができ、上部給電と下部給電との独立性が確保できる。併せて、２つの電流ループに構造体に起因するインピーダンス差が生じている場合でも、サブ放電（予備放電）時に、サブ放電用電源から電流を上部・下部の通電端子のそれぞれに均等に供給する措置を採ることができるので、カラ放電の発生を防止することができ、安定したサブ放電（予備放電）を誘起することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、サブ放電用電源を用いて安定したサブ放電（予備放電）を誘起しつつ、加工状況に応じて片側給電を実施するなど２つの独立したメイン放電用電源の出力を調整して被加工物の肉厚方向での加工エネルギーを制御し、ワイヤの振動に起因する加工形状の誤差を修正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。
【図２】図２は、この発明の実施の形態２によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。
【図３】図３は、この発明の実施の形態３によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。
【図４】図４は、この発明の実施の形態４によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。
【図５】図５は、この発明の実施の形態５によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。
【図６】図６は、特許文献１に開示されているワイヤ放電加工装置の構成を示す回路図である。
【図７】図７は、特許文献３に開示されているワイヤ放電加工装置の構成を示す回路図である。
【図８】図８は、上部給電用、下部給電用に独立した２つのメイン放電用電源を用い、かつサブ放電用電源を用いて放電位置の計測を可能にするワイヤ放電加工装置を構成する場合の２つのメイン放電用電源及びサブ放電用電源の各々と極間との接続関係を従来技術によって構成した例を示す配線図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ワイヤ電極
２ａ，２ｂ  ワイヤガイド
３  被加工物
４ａ  上部の給電点（上部通電端子）
４ｂ  下部の給電点（下部通電端子）
１０ａ  上部給電用のメイン放電用電源（上部メイン放電用電源）
１０ｂ  下部給電用のメイン放電用電源（下部メイン放電用電源）
１１  サブ放電用電源
１２  電源ボックス
１３ａ  上部端子台
１３ｂ  下部端子台
１３ｃ  サブ端子台
１４ａ  上部メインフィーダ線
１４ｂ  下部メインフィーダ線
１５ａ  上部サブフィーダ線
１５ｂ  下部サブフィーダ線
２１ａ，２１ｂ  電流センサ
２２ａ，２２ｂ  補助コンデンサ
３０ａ，３０ｂ  サブ端子台
３１ａ，３１ｂ  抵抗素子（電流制限素子）
４１ａ，４１ｂ  単極線
４２  低インピーダンス材（例えば銅板）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に図面を参照して、この発明にかかるワイヤ放電加工装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００３４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。図１において、符号１は、ワイヤ電極である。このワイヤ電極１は、上下方向に適宜間隔を置いて配置されるワイヤガイド２ａ，２ｂに案内されて例えば上方から下方に向かって走行する。ワイヤガイド２ａ，２ｂの間におけるワイヤ走行路には、ワイヤ走行方向に直交する平面上に、ある肉厚の板状をした被加工物３が所定の加工間隙（これを「極間」という）を置いて対向配置される。ワイヤガイド２ａの近傍位置には上部の給電点である上部通電端子４ａが、ワイヤガイド２ｂの近傍位置には下部の給電点である下部通電端子４ｂが、それぞれワイヤ電極１に摺接して設けられている。なお、図示を省略したが、ワイヤガイド２ａ，２ｂの間におけるワイヤ走行路には、被加工物３との対向位置を挟んで上下方向で近接した位置に加工液ノズルがそれぞれ設けられ、ワイヤ電極１の被加工物３との対向位置に上下から高圧の加工液を吹き付けて、放電加工屑を排除するようになっている。以上は放電加工部の一般的な構成である。【００３５】
ここで、この実施の形態１及び以降に示す各実施の形態では、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂは、それぞれ１つを図示してあるが、この発明では、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂは、双方または一方が複数設けられる場合が含まれる。つまり、この発明では、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂは、それぞれ１以上設けられる。【００３６】
この放電加工部に対する加工用電源として、この実施の形態では、互いに独立に制御できる上部給電用のメイン放電用電源（上部メイン放電用電源）１０ａ及び下部給電用のメイン放電用電源（下部メイン放電用電源）１０ｂと、サブ放電用電源１１とを備える。ここで、サブ放電用電源１１は、主としてワイヤ電極１と被加工物３との加工間隙（極間）の極間状態の検出を目的として極間にサブ放電電流を供給する比較的低電圧の電圧パルスを発生する。また、上部メイン放電用電源１０ａ及び下部メイン放電用電源１０ｂの２つは、それぞれ、主として極間に加工用のメイン放電電流を供給するためにサブ放電用電源１１よりも高い所定レベル所定パルス幅の電圧パルスを発生する。【００３７】
これら３つの電源は、例えば、電源ボックス１２に収納され、この電源ボックス１２に出力端子として、上部メイン放電用電源１０ａの両電極端が接続される上部端子台１３ａと、下部メイン放電用電源１０ｂの両電極端が接続される下部端子台１３ｂと、サブ放電用電源１１の両電極端が接続されるサブ端子台１３ｃとを設けてある。これら３つの端子台と極間との接続には、往路と復路とを構成できる４つのフィーダ線（上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂ、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂ）が用いられる。なお、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂは、第１及び第２の接続線に対応し、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、第３及び第４の接続線に対応している。【００３８】
上部端子台１３ａと極間との接続では、上部メインフィーダ線１４ａの往路となる電線を用いてそのワイヤ電極接続端Ｅと上部通電端子４ａとの間を接続し、上部メインフィーダ線１４ａの復路となる電線を用いてその被加工物接続端Ｗと被加工物３との間を接続する。また、下部端子台１３ｂと極間との接続では、下部メインフィーダ線１４ｂの往路となる電線を用いてそのワイヤ電極接続端Ｅと下部通電端子４ｂとの間を接続し、下部メインフィーダ線１４ｂの復路となる電線を用いてその被加工物接続端Ｗと被加工物３との間を接続する。【００３９】
一方、サブ端子台１３ｃと極間との接続では、上部サブフィーダ線１５ａの往路となる電線を用いてそのワイヤ電極接続端Ｅと上部通電端子４ａとの間を接続し、上部サブフィーダ線１５ａの復路となる電線を用いてその被加工物接続端Ｗと被加工物３との間を接続し、同時に、下部サブフィーダ線１５ｂの往路となる電線を用いてそのワイヤ電極接続端Ｅと下部通電端子４ｂとの間を接続し、下部サブフィーダ線１５ｂの復路となる電線を用いてその被加工物接続端Ｗと被加工物３との間を接続する。【００４０】
ここで、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂと、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂとについて具体的に説明する。基本的に、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂは、低インピーダンスの例えば同軸ケーブルを使用している。そして、荒加工時の電流値によっては、その同軸ケーブルの本数を並列に増やして低インピーダンス化を図っている。【００４１】
一方、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、同軸ケーブルよりも高インピーダンスを有する例えばツイストペア線を使用して高インピーダンス化を図っている。これは、サブ放電用電源１１の目的が、電圧パルスを極間に印加して火花放電（予備放電）であるサブ放電を誘起することにあるので、サブフィーダ線１５ａ，１５ｂは低インピーダンスである必要がないことによる。【００４２】
この構成によれば、片側給電の電源制御態様として、例えば、上部メイン放電用電源１０ａがＯＮとなり、下部メイン放電用電源１０ｂがＯＦＦとなる場合に、上部メイン放電用電源１０ａによる放電電流は、上部端子台１３ａ、上部メインフィーダ線１４ａを介して上部通電端子４ａからワイヤ電極１と被加工物３との極間に供給される。【００４３】
このとき、上部メイン放電用電源１０ａによる放電電流は、上部通電端子４ａ〜上部サブフィーダ線１５ａ〜サブ端子台１３ｃ〜下部サブフィーダ線１５ｂ〜下部通電端子４ｂの経路にも流れ込むが、上部サブフィーダ線１５ａ及び下部サブフィーダ線１５ｂは、高インピーダンスであるので、この経路に流れ込む電流は、上部サブフィーダ線１５ａ及び下部サブフィーダ線１５ｂにてブロックされ、実際には下部通電端子４ｂから極間に供給されない。【００４４】
このように、サブ放電用電源１１から上部・下部の通電端子４ａ，４ｂの双方を経由して極間にサブ放電電流を供給できるように構成しても、一方の通電端子を用いた片側給電時にサブ放電用電源１１側を経由して他方の通電端子に向かう電流をブロックすることができるので、片側給電の独立性を確保することができる。【００４５】
そして、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂに関しては、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１つである場合は、両者のインピーダンス関係を適切に定めることによって、あるいは、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１以上あって選択できる場合はその選択した適切な通電端子に上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを接続することによって、被加工物３の肉厚方向のどの箇所で放電が発生していても、片側給電の独立性を維持したまま、サブ放電電流を上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に均等に供給することが可能となる。【００４６】
すなわち、サブ放電電流を上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に偏りなく均一に流すためには、基本的には、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、同じ材質、線形、構成とすればよい。しかし、サブ放電電流は、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂ及び被加工物３を含む構造体を流れるので、加工の状態によっては本質的にサブ放電電流に偏りが発生する場合も考えられる。【００４７】
一例を示すと、加工の状態が、例えば、一方の通電端子を通る電流ループのインピーダンスが他方の通電端子を通る電流ループのインピーダンスに比べて大きくなってしまう加工状態の場合は、一方の通電端子から供給されるサブ放電電流が著しく低くなるので、被加工物３の肉厚方向における放電位置によっては、サブ放電とメイン放電とがつながらない「カラ放電」が発生し加工特性が悪化する可能性がある。【００４８】
この場合には、被加工物３の肉厚中央部付近でサブ放電したときのサブ放電電流が上部給電ループと下部給電ループとで、ほぼ均一にバランスしているように、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂの各インピーダンスを定めるのである。これは、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１つである場合は、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、加工の状態に応じて、異なる材質、線形、構成とすることで実現できる。また、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１以上あって選択できる場合は、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、加工の状態に応じて、適切な通電端子を選択して接続することで実現できる。【００４９】
具体的には、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１つである場合について言えば、構造体が低インピーダンスとなるいずれか一方の通電端子には高インピーダンスのサブフィーダ線（例えば１組のツイストペア線）を用いて接続し、構造体が高インピーダンスとなるいずれか他方の通電端子には低インピーダンスのサブフィーダ線（例えば２〜３組のツイストペア線）を用いて接続すれば、サブ放電電流が均一に流れるようにすることができる。【００５０】
そのような措置を講じた上部給電ループと下部給電ループとの電流割合「上部給電ループ／下部給電ループ」を具体的な数値例で示すと、１／１０＜（上部給電ループ／下部給電ループ）＜１０、より好ましくは、１／２＜（上部給電ループ／下部給電ループ）＜２となる。このように、上下から均一にサブ放電電流を供給すれば、「カラ放電」の発生頻度が低くなるので、放電位置によらず安定した加工特性を得ることができる。【００５１】
なお、インピーダンスを呈する成分には、インダクタンス成分と抵抗成分との２つが存在する。同軸ケーブルとツイストペア線との違いは、主にインダクタンス成分の違いであるが、抵抗成分を変えたものであってもよい。例えば、サブフィーダ線に同軸ケーブルを使用する場合であれば、メインフィーダ線に用いる同軸ケーブルよりも断面積を小さく、長さを長くすることによっても、サブフィーダ線の高インピーダンス化を図ることは可能である。【００５２】
また、上記の動作説明から理解できるように、サブフィーダ線のインピーダンスは、少なくともメイン放電電流が流れている期間において高ければよいので、例えば、メイン放電電流の印加中は、ＦＥＴなどの電気的スイッチやリレーなどの機械的スイッチを用いてサブフィーダ線を切り離すように構成してもよい。この場合には、サブフィーダ線のインピーダンスは瞬間的に無限大のインピーダンスとなるので、同様に、上記の動作例で言えば、上部メイン放電用電源１０ａから出力された電流が下部通電端子４ｂから供給されないようにすることができる。これが「高インピーダンス化を図る手段」の構成例である。【００５３】
加えて、図１では、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂは、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから切り離されないかのように示してあるが、勿論特許文献１に開示されているように、コンダクタ、リレーなどの電磁開閉器を介挿して切り離せるようにしてもよい。そのようにすれば、荒加工時に用いる上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂを仕上げ加工時に切り離すことで、浮遊容量による余剰電流が極間に入り込むことがなくなり、仕上げ面精度の向上を図ることができる。【００５４】
以上のように、この実施の形態１によれば、メイン放電用電源として上部給電用と下部給電用とを独立して設け、かつサブ放電用電源からも上部・下部の双方から給電できるようにする場合に、一方の通電端子から供給されるメイン放電電流がサブ放電用電源の電極端を経由して他方の通電端子から極間に供給されることがないので、上部給電と下部給電との独立性を保つことができる。【００５５】
併せて、サブ放電用電源によるサブ放電電流を上部・下部の通電端子から供給する場合に、被加工物の肉厚方向のどの位置で放電が発生しても、均一なサブ放電電流を供給することできるので、安定したサブ放電（予備放電）を誘起してメイン放電へと繋げることができ、放電位置によらない安定した加工を行うことができる。【００５６】
これらの措置によって、安定したサブ放電を誘起しつつ、加工状況に応じて片側給電を実施するなど上部メイン放電用電源及び下部メイン放電用電源の各出力を調整して、被加工物の肉厚方向の加工エネルギーを制御することができるので、ワイヤの振動に起因する加工形状の誤差を修正することが可能になる。【００５７】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。なお、図２では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。【００５８】
図２に示すように、この実施の形態２では、図１（実施の形態１）に示した構成において、電流センサ２１ａが上部サブフィーダ線１５ａの例えば往路に装着され、電流センサ２１ｂが下部サブフィーダ線１５ｂの例えば往路に装着されている。また、補助コンデンサ２２ａが上部通電端子４ａと被加工物３との間に挿入され、補助コンデンサ２２ｂが下部通電端子４ｂと被加工物３との間に挿入されている。【００５９】
電流センサ２１ａ，２１ｂは、サブ放電電流の分流比から放電位置を測定するために設けてある。サブ放電用電源１１から上部・下部の通電端子４ａ，４ｂに流れるサブ放電電流も、メイン放電電流と同様に、ワイヤインピーダンスの影響を受けるので、特許文献２に示されているメイン放電電流を用いた場合と同様に、ワイヤインピーダンスを利用して放電位置検出を行うことが可能である。【００６０】
また、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂは、極間の非放電時にサブ放電用電源１１が出力する電圧パルスを受けて充電され、サブ放電が発生すると、その充電電荷をサブ放電電流として極間に注入しサブ放電電流を強化する作用を営む。これによって、カラ放電の発生を防止することができる。したがって、カラ放電の発生が危惧されないか少ないケースでは、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを特に設ける必要はないと言える。【００６１】
この補助コンデンサ２２ａ，２２ｂは、上記の趣旨から基本的には、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂそれぞれの線間に設けてあればよいので、サブ放電用電源１１の近傍やサブ端子台１３ｃの近傍に配置してもよいが、サブ放電直後に補助コンデンサ２２ａ，２２ｂから極間に電流を注入できることが望ましい。そこで、図２では、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂから極間に至るラインのインダクタンスが極力小さくなるようにするため、できるだけ極間に近づけた上部・下部の通電端子４ａ，４ｂと被加工物３との間にそれぞれ配置してある。【００６２】
そして、電流センサ２１ａ，２１ｂは、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂの各往路及び補助コンデンサ２２ａ，２２ｂと上部・下部の通電端子４ａ，４ｂとの接続線を含むように実装してある。このようにすれば、サブ放電時に流れる電流は、サブ放電用電源１１から出力される電流と、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂから出力される電流との合成であるので、電流センサ２１ａ，２１ｂでは、検出電流強度が高まりＳＮ比の高い放電位置検出を行うことができる。但し、浮遊インダクタンスなどの影響によってサブ放電用電源１１の出力電流と補助コンデンサ２１ａ，２１ｂの出力電流との位相が合わない場合は、どちらか一方のみの分流比を用いて放電位置を検出するとよい。【００６３】
以上のように、この実施の形態２によれば、サブ放電用電源から上部・下部の通電端子に流れるサブ放電電流をそれぞれ検出する電流センサを設けたので、実施の形態１にて説明した上部給電と下部給電との独立性を保ちつつ、上部・下部の双方から極間に供給するサブ放電電流を用いて放電位置検出を行うことができ、放電位置に応じた電源制御が可能になる。【００６４】
また、上部・下部の通電端子双方から極間に供給するサブ放電電流をそれぞれ強化する補助コンデンサを設けたので、カラ放電の発生を防止することができ、安定した加工を実施することができる。このとき、２つの補助コンデンサをそれぞれ極間の近くに設けて低インピーダンス化を図り、サブ放電開始時に直ちに上部・下部の双方から極間に電流注入が行える措置が採れるので、一層確実にカラ放電の発生を防止することができる。【００６５】
そして、２つの電流センサと２つの補助コンデンサとを併用する場合は、２つの補助コンデンサをそれぞれ極間の近くに設けて低インピーダンス化を図り、２つの電流センサのそれぞれが上部・下部のフィーダ線を流れる電流と２つの補助コンデンサが出力する電流とを合成する形で検出できる措置が採れるので、ＳＮ比の高い放電位置検出を行うことができる。したがって、放電位置に応じた電源制御の精度を高めることができ、また一層安定した加工を実施することができる。【００６６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。なお、図３では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。この実施の形態３では、電流センサを用いないで放電位置の検出を行う方法について説明する。【００６７】
図３に示すように、この実施の形態３では、図１（実施の形態１）に示した構成において、サブ端子台１３ｃに代えて、上部サブフィーダ線１５ａが接続されるサブ端子台３０ａと、下部サブフィーダ線１５ｂが接続されるサブ端子台３０ｂとが設けられている。【００６８】
そして、サブ端子台３０ａのワイヤ電極接続端Ｅは抵抗素子３１ａを介して、サブ端子台３０ｂのワイヤ電極接続端Ｅは抵抗素子３１ｂを介して、それぞれサブ放電用電源１１の一方の電極端に接続され、サブ端子台３０ａ，３０ｂの各被加工物接続端Ｗは、共通にサブ放電用電源１１の他方の電極端に接続されている。【００６９】
ここで、抵抗素子３１ａは、サブ放電用電源１１の一方の電極端から上部通電端子４ａに向かって流れる電流を制限し、抵抗素子３１ｂは、サブ放電用電源１１の一方の電極端から下部通電端子４ｂに向かって流れる電流を制限する電流制限素子であるので、その配置位置は、図３に示す態様に限らず、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂの各往路に介挿するなど、サブ放電用電源１１の一方の電極から上部・下部の通電端子４ａ，４ｂに至る各電流パス内に介在すればよい。【００７０】
この構成によれば、片側給電の電源制御態様として、例えば、上部メイン放電用電源１０ａがＯＮとなり、下部メイン放電用電源１０ｂがＯＦＦとなる場合に、上部メイン放電用電源１０ａによる放電電流は、上部端子台１３ａ、上部メインフィーダ線１４ａを介して上部通電端子４ａからワイヤ電極１と被加工物３との極間に供給される。【００７１】
このとき、上部メイン放電用電源１０ａによる放電電流は、上部通電端子４ａ〜上部サブフィーダ線１５ａ〜サブ端子台３０ａ〜抵抗素子３１ａ〜抵抗素子３１ｂ〜サブ端子台３０ｂ〜下部サブフィーダ線１５ｂ〜下部通電端子４ｂの経路にも流れ込むが、この経路に流れ込む電流は、抵抗素子３１ａ，３１ｂでの電圧ドロップの分だけブロックされるので、実際には下部通電端子４ｂから極間に供給されない。【００７２】
以上の動作説明では、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂが有するインピーダンスを不問としているが、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂよりも高インピーダンスとした実施の形態１と同様に、抵抗素子３１ａ，３１ｂによって片側給電の独立性を確保することができる。つまり、この実施の形態３（図３）で用いる上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、実施の形態１と同様に、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂよりも高いインピーダンスの線材を用いてもよいが、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂと同じ線材とすることもできる。後者の場合は、４つのフィーダ線が同じ線材で良いので、電源設計の容易化が図れる。【００７３】
ここに、抵抗素子３１ａ，３１ｂの値に関しては、抵抗値が小さすぎると、上記の動作説明から理解できるように片側給電の独立性が崩れる。一方、抵抗値が大きすぎると、印加するサブ放電用の電圧パルスの立ち上がりが必要以上に緩やかになるので、放電周波数が低下するという問題が起こる。したがって、抵抗素子３１ａ，３１ｂの値は、電流の流入をブロックできる値であれば、どのような値でもよいが、上記の不具合を起こさない範囲内の値として、例えば、２Ω〜６Ω程度が好ましい。【００７４】
そして、サブ放電用電源１１と上部・下部の通電端子４ａ，４ｂとの間の電流パスは、実施の形態１と同様の構成であるから、被加工物３の肉厚方向のどの箇所で放電が発生していても、片側給電の独立性を維持したまま、実施の形態１と同様の考えでサブ放電電流を上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に均等に供給することが可能となる。【００７５】
すなわち、上部通電端子４ａと被加工物３を含む構造体のインピーダンス特性と下部通電端子４ｂと、被加工物３を含む構造体のインピーダンス特性とに差が生じている場合には、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１つである場合は、実施の形態１と同様の考えで、抵抗素子３１ａ，３１ｂの値を異なる値にし、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１以上あって選択できる場合は、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを適切な通電端子を選択して接続する措置を講ずることで、サブ放電電流を上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に偏りなく均一に流すができる。【００７６】
例えば、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂがそれぞれ１つである場合で言えば、上部通電端子４ａと被加工物３を含む構造上のインピーダンス特性が下部通電端子４ｂと被加工物３を含む構造上のインピーダンス特性と比べて著しく低い場合には、上部電流制限用の抵抗素子３１ａを高抵抗値にし、下部電流制限用の抵抗素子３１ｂを低抵抗値にすることで、全体の系としてのインピーダンスのバランスを保つことができる。これによって、実施の形態１と同様に、放電位置によらず一定のサブ放電電流が流れるので、カラ放電が防止でき安定した加工を実施することができる。【００７７】
なお、電流制限素子としては、抵抗素子３１ａ，３１ｂに代えて同じく電流制限作用を営むインダクタンス素子を用いても良い。また、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂの各往路内にフェライトコアを介在させ高周波電流成分をカットする構成でも良い。【００７８】
次に、抵抗素子３１ａ，３１ｂを用いて放電位置を検出する方法について説明する。前述したように、被加工物３の肉厚方向での放電位置が変化すると、上部通電端子４ａに流れる上部電流と、下部通電端子４ｂに流れる下部電流との分流比が変化する。すなわち、上部電流制限用の抵抗素子３１ａ、下部電流制限用抵抗素子３１ｂをそれぞれ流れる電流は、放電位置に応じて変化する。したがって、放電位置を検出するには、単純にはサブ放電電流による抵抗素子３１ａ，３１ｂでの電圧ドロップの比を観測すればよい。【００７９】
具体的には、例えば、サブ端子台３０ａ，３０ｂそれぞれの被加工物接続端Ｗ側からワイヤ電極接続端Ｅ側への電圧レベルをＯＰアンプなどを用いて計測し、それらの電圧レベルの比を算出することで放電位置の計測を行うことができる。また、サブ端子台３０ａのワイヤ電極接続端Ｅ側とサブ端子台３０ｂのワイヤ電極接続端Ｅ側とに差動アンプを接続すれば、差動アンプから上部電流と下部電流とを引き算した値が得られるので、簡単に放電位置の検出を行うことができる。【００８０】
ここで、この実施の形態３では、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを省略して、フィーダ本数を少なくすることができるので、そのような変形例について説明する。図３において、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂを省略した状態にて、サブ放電用電源１１の一方の電極端とサブ端子台３０ａ，３０ｂの各ワイヤ電極接続端Ｅ側とを直接接続し、サブ端子台３０ａのワイヤ電極接続端Ｅ側と上部端子台１３ａのワイヤ電極接続端Ｅ側とを抵抗素子３１ａを介して接続し、同じく、サブ端子台３０ｂのワイヤ電極接続端Ｅ側と下部端子台１３ｂのワイヤ電極接続端Ｅ側とを抵抗素子３１ｂを介して接続する。そして、サブ端子台３０ａ，３０ｂの各被加工物接続端Ｗを上部・下部の端子台１３ａ，１３ｂの各被加工物接続端Ｗに接続する構成である。【００８１】
この変形例によれば、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂを用いてサブ放電電流を極間に上下から供給することができるので、同様の作用効果が得られる。【００８２】
以上のように、この実施の形態３によれば、サブ放電用電源から上部・下部の通電端子に至る各電流パスにそれぞれ電流制限素子を介在させたので、電流センサによらず、各電流制限素子での制限電流量をモニタすることで放電位置の検出を行うことができ、放電位置に応じた電源制御が行える。このように高インピーダンス化の要請を満たす電流制限素子に電流センサを兼ねさせることができるので、システムの簡略化、回路規模の縮小化が図れる。【００８３】
そして、サブ放電用電源から上部・下部の通電端子に至る双方の電流パスで用いる往復用接続線（フィーダ線）を、２つのメイン放電用電源から上部・下部の通電端子に至る各電流パスで用いる往復用接続線と同じ素材・構成にすることができるので、電源設計の容易化が図れる。【００８４】
加えて、サブ放電用電源と上部・下部の通電端子との間に電流パスを設けずとも、２つのメイン放電用電源から上部・下部の通電端子に至る各電流パスとサブ放電用電源との間に電流制限素子を介在させることで、２つのメイン放電用電源から上部・下部の通電端子に至る各電流パスを利用してサブ放電電流を上部・下部の通電端子に供給することができるので、往復用接続線の本数を少なくすることができる。【００８５】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。【００８６】
実施の形態１にて説明したように、サブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂよりも高インピーダンスであることが望ましく、リアクトル成分を含ませている。具体的には、サブフィーダ線１５ａ，１５ｂは、ツイストペア線を用いるとしている。しかし、高インピーダンスにする必要のある電流パスは、往路であって復路ではない。【００８７】
そこで、この実施の形態４では、図４に示すように、図１（実施の形態１）に示した構成において、往復路を独立に構成している上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂに代えて、サブ端子台１３ｃのワイヤ電極接続端Ｅ側と上部通電端子４ａとの間を往路のみの単極線４１ａで接続し、サブ端子台１３ｃのワイヤ電極接続端Ｅ側と下部通電端子４ｂとの間を往路のみの単極線４１ｂで接続し、サブ端子台１３の被加工物接続端Ｗを銅板などの低インピーダンス材４２を用いて上部・下部の端子台１３ａ，１３ｂの各被加工物接続端Ｗに接続し、復路の一部に上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂでの復路を取り込むようにしている。【００８８】
この構成によれば、サブ放電電流は、サブ端子台１３ｃのワイヤ電極接続端Ｅ側から単極線４１ａ（単極線４１ｂ）、上部通電端子４ａ（下部通電端子４ｂ）、ワイヤ電極１、被加工物３へと流れ、さらに被加工物３から上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂ、上部・下部の端子台１３ａ，１３ｂの各被加工物接続端Ｗへと流れる。そして、上部・下部の端子台１３ａ，１３ｂの各被加工物接続端Ｗから低インピーダンス材４２を介してサブ端子台１３ｃの被加工物接続端Ｗへと返っていく。【００８９】
この実施の形態４では、単極線４１ａ，４１ｂに適当なインダクタンスを持たせて上部・下部のメインフィーダ線１４ａ，１４ｂよりも高インピーダンス化を図ることができるので、配線の簡略化を図りつつ、実施の形態１と同様に、片側給電の独立性を確保することができる。【００９０】
そして、放電位置を加工制御に反映させる必要がある場合には、実施の形態２（図２）にて説明したように、単極線４１ａ，４１ｂのそれぞれに電流センサを実装するか、実施の形態３（図３）にて説明したように、単極線４１ａ，４１ｂのそれぞれに電流制限素子を介在させれば、放電位置検出を行うことができる。【００９１】
また、サブ放電電流を強化する必要がある場合は、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂと被加工物３との間のそれぞれに、実施の形態２（図２）にて説明した補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを設ければよい。【００９２】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５によるワイヤ放電加工装置の電源構成を説明する概念図である。なお、図５では、図１（実施の形態１）と図２（実施の形態２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。【００９３】
図５に示すように、この実施の形態５では、図１（実施の形態１）に示した構成において、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂのうち、例えば、下部サブフィーダ線１５ｂが採用され、上部サブフィーダ線１５ａが不採用となっている。つまり、図５に示す例では、サブ端子台１３ｃと上部通電端子４ａ及び被加工物３との間は、非接続となっている。【００９４】
そして、上部通電端子４ａと被加工物３との間に、図２（実施の形態２）に示した補助コンデンサ２２ａが接続され、この補助コンデンサ２２ａと上部通電端子４ａとの接続線に図２（実施の形態２）に示した電流センサ２１ａが実装されているとともに、下部サブフィーダ線１５ｂの例えば往路に図２（実施の形態２）に示した電流センサ２１ｂが実装されている。【００９５】
図５において、非放電時においてサブ放電用電源１１からサブ端子台１３ｃのワイヤ電極接続端Ｅ側と被加工物接続端Ｗ側との間にサブ放電用の電圧パルスを印加すると、下部サブフィーダ線１５ｂの往路、下部通電端子４ｂ、ワイヤ電極１、上部通電端子４ａ、補助コンデンサ２２ａ、被加工物３、下部サブフィーダ線１５ｂの復路という経路で充電電流が流れて補助コンデンサ２２ａが充電される。【００９６】
そして、極間でサブ放電が発生すると、サブ放電用電源１１からのサブ放電電流が下部サブフィーダ線１５ｂの往路を通して下部通電端子４ｂに供給されるのと同時に、補助コンデンサ２２ａからも電流が上部通電端子４ａに供給される。【００９７】
このように、サブ放電時には、上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に電流を供給することができるので、実施の形態１と同様に、カラ放電は防止され安定した加工が可能となる。なお、補助コンデンサ２２ａの容量は、上記の動作説明から理解できるように、サブ放電用電源１１の供給能力と同等のものである必要があるので、電源設計思想にもよるが、例えば１０ｎＦ〜８０ｎＦ程度とすればよい。【００９８】
また、メイン放電時において片側給電を実施した場合であってもサブ放電用電源１１を介して他方の通電端子から流入する経路は存在しないので、実施の形態１と同様に、片側給電の独立性を確保することができる。【００９９】
そして、補助コンデンサ２２ａが十分充電されており定常状態となっていれば、サブ放電発生時においてほぼ同等の電流が上部・下部の通電端子４ａ，４ｂから極間に流れるので、電流センサ２１ａ，２１ｂを用いて、実施の形態２と同様に、放電位置を検出することができる。【０１００】
なお、図５に示した構成とは逆の構成も可能である。つまり、上部・下部のサブフィーダ線１５ａ，１５ｂのうち上部サブフィーダ線１５ａが採用され、下部サブフィーダ線１５ｂが不採用となる場合には、下部通電端子４ｂと被加工物３との間に、図２（実施の形態２）に示した補助コンデンサ２２ｂが接続され、この補助コンデンサ２２ｂと下部通電端子４ｂとの接続線に図２（実施の形態２）に示した電流センサ２１ｂが実装されるとともに、上部サブフィーダ線１５ａの往路に図２（実施の形態２）に示した電流センサ２１ａが実装されることになる。この構成によっても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。【０１０１】
以上のように、実施の形態５では、配線の簡略化を図りつつ、実施の形態１と同様に、片側給電の独立性を確保することができ、またサブ放電時に電流を上部・下部の給電点から極間に均等に供給することができ、実施の形態２と同様に、放電位置の計測が行える。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、この発明にかかるワイヤ放電加工装置は、メイン放電用電源として上部給電用と下部給電用とを独立して設ける場合に、上部給電と下部給電との独立性を保ちつつ、サブ放電用電源によるサブ放電時に電流を上部・下部の給電点から極間に均等に供給する電源構成として有用であり、特に、放電位置の計測を可能にするとともに、カラ放電の発生を防止して安定した加工制御を可能とし、被加工物の肉厚方向における加工エネルギーを制御してワイヤの振動に起因する加工形状の誤差を修正できる電源構成として好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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