(57)【要約】  本発明は、カーフロスを低減し高精度で高能率なスライシングを実現することが可能な放電加工装置を提供するものである。工具電極部は、少なくとも一方向に延長された薄板状電極を備える。張力付与機構は、薄板状電極に対して、前記一方向に沿った張力を付与する。駆動機構は、薄板状電極及びワークのうちの一方を、他方に対して、前記一方向に沿って相対移動させる。給電部は、ワークと薄板状電極との間に放電用の電圧を印加する。
2014084277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して放電加工を行うための装置であって、工具電極部と、張力付与機構と、駆動機構と、給電部とを備えており、
前記工具電極部は、少なくとも一方向に延長された薄板状電極を備えており、
前記張力付与機構は、前記薄板状電極に対して、前記一方向に沿った張力を付与する構成とされており、
前記駆動機構は、前記薄板状電極及びワークのうちの一方を、他方に対して、前記一方向に沿って相対移動させる構成とされており、
前記給電部は、前記ワークと前記薄板状電極との間に放電用の電圧を印加する構成とされている
ことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記薄板状電極は、複数枚とされており、
前記複数枚の薄板状電極は、相互に平行とされており、かつ、薄板状電極どうしの間に間隙が形成されている
請求項１記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記複数枚の薄板状電極の間は、電気的に絶縁されており、
前記給電部は、前記複数枚の薄板状電極に対して、独立して、前記放電用の電圧を印加する構成とされている
請求項２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記複数枚の薄板状電極の間には、これらの間を電気的に絶縁するための絶縁部材が配置されており、
前記薄板状電極は、直接的又は間接的に前記絶縁部材に当接しており、これによって、前記複数枚の薄板状電極の間の間隔が規定されている
請求項３に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記薄板状電極の側面には、絶縁材料が配置されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記薄板状電極の側面には、前記ワークへの放電加工により形成される前記ワークの切断面を機械的に加工するための砥粒が配置されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って往復動させる構成となっている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項８】
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って回転させる構成となっている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項９】
前記駆動機構は、前記薄板状電極と前記ワークとの間で形成される放電点が、放電中に滑ることができる程度の速さで、前記薄板状電極及び前記前記ワークのうちの一方を前記一方向に沿って移動させる構成となっている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１０】
前記駆動機構は、前記薄板状電極を、前記ワークに対して移動させる構成となっている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１１】
さらに加工液供給ノズルを備えており、
前記加工液供給ノズルは、前記薄板状電極と前記ワークとの間に加工液を供給する構成となっている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１２】
前記薄板状電極と前記ワークとの間に供給される加工液は霧状とされている
請求項１１に記載の放電加工装置。
【請求項１３】
さらに移動機構を備えており、
前記移動機構は、前記ワーク及び前記薄板状電極の一方を、他方に向けて移動させることによって、前記ワークに対する切込みを行う構成となっている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工装置に関するものである。特に、本発明は、ワークを薄板状に切断するために好適な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（ワイヤソー）
半導体結晶のような硬質材料を薄板状に切断する手段として、従来から、ワークよりもさらに硬質な砥粒を用いるワイヤスライシング法が用いられている（下記特許文献１及び２参照）。ワイヤスライシングには、砥粒をスラリーとして外部から供給してワイヤに付着させて切断する遊離砥粒方式と、砥粒を電着などの方法でワイヤに固定した固定砥粒方式がある。いずれの場合もワイヤを、その長さ方向に沿って高速走行させつつ、ワーク（被加工物）に砥粒を接触させて切り込むことにより、ワークを薄板状に切断することができる。【０００３】
ワイヤスライシングにおいては、切断に伴って除去される加工幅（いわゆるカーフロス）を減らすために、ワイヤ本体を細くすることが望まれる。特に、加工対象が高価である場合には、歩留まりを向上させるために、ワイヤ本体の細線化が必要となる。一方、ワイヤスライシングにおける加工精度を高めるためには、ワイヤに対して高い張力を付与することによって、走行に伴うワイヤの位置ずれを抑止することが必要となる。この両者はトレードオフの関係にあり、ワイヤ本体が細くなると、ワイヤの耐力が低下するために、ワイヤに付与する張力を低く抑えなければならない。このため、ワイヤスライシングにおいては、加工精度を高い水準に保ちつつカーフロスを低減させることが難しいという問題があった。また、ワイヤスライシングで硬質材料を切断するためには、砥粒として、当該材料よりも硬質の材質を用いなければならないという制約がある。例えば、硬質材料として知られるＳｉＣを切断するためには、現実的には、ダイヤモンドを砥粒として用いなければならず加工コストが高くなるという問題を生じる。【０００４】
（ワイヤ放電加工）
一方、ワークが導電性材料（例えばエピタキシャル・シリコンウェハのような低抵抗半導体材料）である場合には、ワイヤ放電を用いた加工も可能である（下記特許文献３参照）。ワイヤ放電加工の技術においては、ワイヤとワークとの間に印加する電圧によって両者間に放電を発生させ、この放電によってワークを加工する。また、この技術では、ワイヤをその長さ方向に沿って高速で走行させることにより、ワイヤの損傷を防ぐようになっている。【０００５】
ところで、このワイヤ放電加工においても、カーフロスを減らすためには、ワイヤの細線化が必要である。放電加工によって失われるワーク部分の幅（いわゆる「加工幅」）は、ワイヤ直径に放電ギャップの2倍を加えた値となるからである。一方、高速に放電加工を行うためには、ワイヤに対して高電圧を印加することが好ましい。しかしながら、細いワイヤに高電圧を印加すると溶断の可能性が高まる。このため、ワイヤ放電加工において、カーフロスの低減と高速加工の両方の要請を満足させることは難しいという問題がある。【０００６】
また、砥粒加工ならびに放電加工のいずれの場合も、カーフロスを減らすためには、より細いワイヤを使用することが必要になるが、ワイヤの断面の面積が小さくなることから、切削反力や放電反力に対して工具剛性が不足し切断面の平面度やスライスうねりが悪化し高精度なスライスができないという課題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−３１３８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−６８６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の状況に鑑みてなされたものである。本発明は、カーフロスの低減と高精度スライシング、そして電極への高電圧印加による高能率切断という要請を満たすことが可能な放電加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。【００１０】
（項目１）
ワークに対して放電加工を行うための装置であって、工具電極部と、張力付与機構と、駆動機構と、給電部とを備えており、
前記工具電極部は、少なくとも一方向に延長された薄板状電極を備えており、
前記張力付与機構は、前記薄板状電極に対して、前記一方向に沿った張力を付与する構成とされており、
前記駆動機構は、前記薄板状電極及びワークのうちの一方を、他方に対して、前記一方向に沿って相対移動させる構成とされており、
前記給電部は、前記ワークと前記薄板状電極との間に放電用の電圧を印加する構成とされている
ことを特徴とする放電加工装置。【００１１】
（項目２）
前記薄板状電極は、複数枚とされており、
前記複数枚の薄板状電極は、相互に平行とされており、かつ、薄板状電極どうしの間に間隙が形成されている
項目１記載の放電加工装置。【００１２】
（項目３）
前記複数枚の薄板状電極の間は、電気的に絶縁されており、
前記給電部は、前記複数枚の薄板状電極に対して、独立して、前記放電用の電圧を印加する構成とされている
項目２に記載の放電加工装置。【００１３】
（項目４）
前記複数枚の薄板状電極の間には、これらの間を電気的に絶縁するための絶縁部材が配置されており、
前記薄板状電極は、直接的又は間接的に前記絶縁部材に当接しており、これによって、前記複数枚の薄板状電極の間の間隔が規定されている
項目３に記載の放電加工装置。【００１４】
（項目５）
前記薄板状電極の側面には、絶縁材料が配置されている
項目１〜４のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００１５】
（項目６）
前記薄板状電極の側面には、前記ワークへの放電加工により形成される前記ワークの切断面を機械的に加工するための砥粒が配置されている
項目１〜５のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００１６】
（項目７）
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って往復動させる構成となっている
項目１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００１７】
（項目８）
前記駆動機構は、前記薄板状電極を、前記一方向に沿って周回させる構成となっている
項目１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００１８】
（項目９）
前記駆動機構は、前記薄板状電極と前記ワークとの間で形成される放電点が、放電中に滑ることができる程度の速さで、前記薄板状電極及び前記前記ワークのうちの一方を移動させる構成となっている
項目１〜８のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００１９】
（項目１０）
前記駆動機構は、前記薄板状電極を、前記ワークに対して移動させる構成となっている
項目１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００２０】
（項目１１）
さらに加工液供給ノズルを備えており、
前記加工液供給ノズルは、前記薄板状電極と前記ワークとの間に加工液を供給する構成となっている
項目１〜１０のいずれか１項に記載の放電加工装置。【００２１】
（項目１２）
前記薄板状電極と前記ワークとの間に供給される加工液は霧状とされている
項目１１に記載の放電加工装置。【００２２】
（項目１３）
さらに移動機構を備えており、
前記移動機構は、前記ワーク及び前記薄板状電極の一方を、他方に向けて移動させることによって、前記ワークに対する切込みを行う構成となっている
項目１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、カーフロスを低減し高精度で高能率なスライシングを実現する放電加工装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】図１において、加工液槽を省略した状態を示す斜視図である。
【図４】給電部の回路構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図６】図５の縦断面図である。
【図７】図５の要部である。
【図８】本発明の第３実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図１３】図１２の側面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図１５】図１４の縦断面図である。
【図１６】本発明の第７実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す、要部を破断した正面図である。
【図１７】本発明の第８実施形態における放電加工装置の概略的な構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の第９実施形態における放電加工装置の給電部の構成例を示す回路図である。
【図１９】本発明の第１０実施形態における放電加工装置の給電部の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る放電加工装置について説明する。
【００２６】
（第１実施形態の放電加工装置の構成）
本実施形態の放電加工装置は、工具電極部１と、張力付与機構２と、駆動機構３と、給電部４とを、主要な構成として備えている（図１〜図３参照）。さらに、本実施形態の装置は、ワーク保持部５と、加工液槽６と、移動機構７とを備えている。
【００２７】
工具電極部１は、一方向（図１において左右方向）に延長された複数枚の（つまりｎ枚の）薄板状電極１１〜１ｎを備えている。ここで添え字のｎはｎ枚目であることを示している。本実施形態における薄板状電極の枚数は、1枚の場合もあり、複数の場合は２枚以上であればよく、上限は特に制約されない。
【００２８】
複数枚の薄板状電極１１〜１ｎは、相互に平行とされており、かつ、薄板状電極どうしの間に間隙が形成されている（図２参照）。この間隙には、この実施形態では、絶縁体として空気が存在するようになっている。また、薄板状電極を支える張力付与機構は、セラミックス、プラスチックなどの絶縁体を介して薄板状電極１１〜１ｎを支持しており、複数枚の薄板状電極１１〜１ｎの間は、電気的に絶縁されたものとなっている。薄板状電極１１〜１ｎの厚さは、例えば１０〜１００μｍであり、さらに好適には、３０〜８０μｍである。また、電極間のピッチは、例えば１００〜８００μｍであり、さらに好適には２００〜５００μｍである。もちろん、これらの数字は一例であり、必要に応じて他の設計が可能である。また、電極間に有体物である絶縁体を介装することも可能である。
【００２９】
張力付与機構２は、薄板状電極１１〜１ｎに対して、その延長方向（つまり前記した一方向）に沿った張力を付与する構成とされている。この例では、張力付与機構２は、薄板状電極１１〜１ｎに引っ張り力を付与できるように構成されたフレーム構造体となっている（図３参照）。
【００３０】
駆動機構３は、薄板状電極１１〜１ｎを、ワーク１００に対して、その延長方向（図１中左右方向）に沿って相対移動させる構成とされている。より具体的には、駆動機構３は、例えばリニアモータ（図示せず）を用いて電極１１〜１ｎを往復動させることができる。薄板状電極１１〜１ｎを往復動させる場合のストローク及び周期は、加工条件に応じて適宜に（通常は実験的に）設定することができる。
【００３１】
給電部４は、ワーク１００と薄板状電極１１〜１ｎとの間に放電用の電圧を印加する構成とされている。本実施形態の給電部４は、複数枚の薄板状電極１１〜１ｎに対して、独立して、放電用の電圧を印加する構成とされている。そのための回路構成の一例を図４に示す。この例では、電源電圧Ｖｃｃの一方の極（図示の例では負極）が、スイッチング用トランジスタＴｒ、抵抗Ｒ、ダイオードＤ１〜Ｄｎを介して直列に、薄板状電極１１〜１ｎに電気的に接続されている。ここで、各ダイオードＤ１〜Ｄｎは、電源電圧Ｖｃｃに対して並列に接続されている。さらに、この例では、コンデンサＣ１〜Ｃｎが、ダイオードＤ１〜Ｄｎに対して直列であって、かつ、電極１１〜１ｎに対して並列に挿入されている。電源電圧Ｖｃｃにおける他方の極（図示の例では正極）は、ワーク１００に電気的に接続されている。これにより、電極１１〜１ｎが未放電の間は、電源電圧Ｖｃｃからの電荷を各コンデンサに蓄積し、蓄積された電荷により、各薄板状電極とワーク１００との間で、個別に放電を生じさせるようになっている。なお、電源の極性を反転し、それに応じた回路構成としても、このような放電は可能である。
【００３２】
ワーク保持部５は、加工対象であるワーク１００を所定の位置に保持する構成となっている。ワーク保持部５におけるワーク保持手段としては、把持、吸着、接着など、適宜な方法を用いることができるので、これについての詳しい説明は省略する。
【００３３】
加工液槽６は、加工液６１を内部に保持する構成となっている。加工液６１としては、油性、水性など、適宜の組成のものを用いることができるので、これについての詳しい説明は省略する。加工液槽６は、それを貫通して薄板状電極１１〜１ｎが往復動できるように、適宜な切欠きあるいはスリット（図示せず）と、加工液の漏れを防ぐシール部材（図示せず）とを備えることが好ましい。
【００３４】
移動機構７は、本実施形態では、ワーク１００を移動させることによって、薄板状電極１１〜１ｎに接近させる構成となっている。移動機構７の具体的構成としては、例えば、ボールねじ機構や適宜なリニアアクチュエータを用いることができるので、それについての詳しい説明は省略する。
【００３５】
（第１実施形態の動作）
次に、前記した第１実施形態の放電加工装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、ワーク１００をワーク保持部５により保持する（図１〜図３参照）。ついで、駆動機構３により、工具電極部１の薄板状電極１１〜１ｎを所定の周期で往復動させる。それと同時に、あるいはそれと前後して、移動機構７により、ワーク１００を、ワーク保持部５と共に、薄板状電極１１〜１ｎに接近させる。さらに、給電部４により、薄板状電極１１〜１ｎに対して、所定の電圧を印加する。ワーク１００が加工液６１に浸漬されて、薄板状電極１１〜１ｎの側縁（図１の例では上側の側縁）に十分に接近すると、薄板状電極１１〜１ｎに印加された電圧によって、ワーク１００と薄板状電極１１〜１ｎとの間に放電を発生する。この放電により、ワーク１００を加工することができる。放電によって生じた加工屑は、加工液６１の中に排出される。
【００３７】
ここで、本実施形態の装置では、薄板状電極１１〜１ｎを往復動させているので、発生した加工屑を、電極の往復動に伴う加工液の移動によって、ワーク外部に排出することができる。すると、加工屑による異常放電を抑止することができ、加工面形状の精度を向上させることができるという利点がある。
【００３８】
また、本実施形態では、図４に示すような回路構成を用いたので、ひとつのスイッチング素子のオンオフでコンデンサＣ１〜Ｃｎに蓄えられた電荷が同時に充電され、各々の電極が独立に、同時あるいは相前後して放電し得る。そして、すべての電極で放電が生じ終わったころに再びスイッチング素子をオンオフすると、コンデンサＣ１〜Ｃｎにおける充電が行なわれ、次の放電を行うことができる。つまり、本実施形態では、電極ごとのスイッチング素子を用いずに、短い周期での連続放電を実現することができ、加工速度を向上させることができるという利点もある。
【００３９】
さらに、本実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎを用いているので、電極をワイヤ状とした場合に比較して、高い張力を電極に加えることができる。したがって、本実施形態では、電極の位置精度を向上させることが可能になる。すると、本実施形態では、加工溝の幅を狭くすることができ、その結果、カーフロスを低減させることができる。このことは、製品の歩留まりを向上させるために重要な要素となる。
【００４０】
また、本実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎを用いているので、電極をワイヤ状とした場合に比較して断面積を数十倍から数百倍以上に設定することが可能となるため、大きな電流を電極に流すことができる。したがって、本実施形態では、比較的に短いサイクルで高いピーク値の放電電流を流すことができ、加工速度を向上させることが可能になるという利点がある。つまり本実施形態によれば、カーフロスの低減と電極への大電流の供給という両方の要請を満たす放電加工装置を提供することが可能となる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、複数枚の薄板状電極１１〜１ｎを用いたので、一度の加工工程で、複数枚の基板をワークから切り出すことができるという利点もある。
【００４２】
また、本実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎの間を絶縁し、かつ、それぞれの電極に個別に電圧を印加する構成とした。もし、電極間が絶縁されていない場合は、どこかの電極で放電を生じると、すべての電極で電位が低下するので、いったん放電を休止し、次のパルス電圧を印加するまでは、どの電極でも放電が生じず、その結果、加工速度が遅くなりがちである。これに対して、本実施形態では、前記の構成としたために、各電極において、所望の頻度で放電を発生させることが可能となり、加工速度の高速化を図ることができるという利点がある。
【００４３】
さらに、本実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎを用いたので、電極材料として、機械的強度が低い材質を利用することが可能になる。従来のように、ワイヤ状電極を用いた場合には、ワイヤに加わる張力に耐える材料、例えばタングステンやモリブデンのような材料を用いる必要がある。しかしながら、このような材料は、高価であるばかりでなく、一般に、導電性が低いので、電源電圧を高くする必要があり、エネルギー効率が悪くなる傾向がある。これに対して、本実施形態の装置では、薄板状電極に要求される機械的強度が低いので、導電性の高い材料、例えば銅を主体とする合金（銅合金）を用いることができる。すると、電極における電圧降下を低く抑えることができ、エネルギー効率を向上させることができる。しかも、電極材料として銅合金を使用する場合は、材料コストを低く抑えることが可能である。ただし、本実施形態における電極の材料としては、銅合金に限らず、銀や金の合金を用いることもでき、さらには、所望の導電性及び強度が得られるのであれば、他の種類の合金、純金属、あるいはその他の導電性材料を電極材料として用いることも可能である。
【００４４】
また、本実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎを用いたので、電極が破断しにくいという利点もある。ワイヤ状電極を用いた場合には、放電によるワイヤ破断を避けるため、長尺のワイヤを高速で一方向に送り出す必要がある。ワイヤを逆方向に送り出すことは可能であるが、短いワイヤを往復動させると、短時間のうちにワイヤが損耗して破断する恐れがある。もしもワイヤが破断すると、その交換に相応の時間を要するだけでなく、ワイヤが破断した箇所でワークの切断面が不連続となり、切断精度が低下し、スライス後の平坦加工工程の生産性が大幅に低下してしまう。また、ワイヤ状電極を用いる場合は、長尺の金属製ワイヤを高速で送り出し、巻き取る必要があり、機械的な設備が複雑化する傾向がある。これに対して、本実施形態の装置では、薄板状電極１１〜１ｎを用いたので、電極を短いストロークで往復動させても、電極の幅が広いため、破断しにくい。このため、本実施形態の装置によれば、電極をワークに対して相対移動させるための装置構成を簡易とすることが可能となり、このため、加工コストの低減に寄与しうるという利点がある。
【００４５】
移動機構７によるワーク１００の移動速度は、あらかじめ実験的に設定した値とすることができる。あるいは、電極１１〜１ｎの単位時間当たりの放電回数を検出し、そのフィードバックを用いて、所定の放電回数を維持するように移動機構７の動作を制御することも可能である。
【００４６】
ワーク１００に対して、所定箇所までの加工が完了したら、移動機構７は、電極１１〜１ｎを初期位置に復帰させる。次いで、ワークを取り出し、所定の後処理工程を行う。この後処理については、従来と同様でよいので、詳しい説明は省略する。
【００４７】
ここで、ワークの切断によって得られた基板の切断面については、切断後、平坦加工を施し、所定の平坦度を得るようにしている。もし、切断直後の基板端面（つまり切断面）の平坦度が低い（つまり凹凸が大きい）場合には、加工による材料ロスが大きくなり、製品歩留まり率を低下させてしまう。ワイヤを用いた放電加工においては、
・ワイヤ自体がその細さのためにたわみやすい
・ワイヤに適用できる張力の限界が低い
という事情があるために、ワイヤの振れ幅が大きく、その結果、切断面の平坦度が低くなる傾向がある。これに対して、本実施形態の装置では、薄板状電極１１〜１ｎを用いているので、切り込み方向の加工反力に対して電極自体の剛性が高いためワイヤに比べて変形しにくいだけでなく、断面積が数十倍から数百倍以上の電極を用いることから付与できる張力限界も高めることができる。その結果、本実施形態によれば、加工中の電極の振れを小さく抑えることができ、基板切断面の平坦度を向上させて、製品歩留まり率の向上を図ることができるという利点もある。
【００４８】
（第２実施形態）
つぎに、図５〜図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第２実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００４９】
前記した第１実施形態においては、ワーク１００が電極１１〜１ｎに向けて接近する構成とした。これに対して、第２実施形態では、電極１１〜１ｎが、加工液槽６内のワークに向けて移動する。また、第２実施形態では、電極１１〜１ｎの、幅方向（図５において上下方向）への移動を可能にするためのスリット６２（図７参照）が形成されている。
【００５０】
この第２実施形態の装置によれば、ワークが加工液中に常に浸漬されているので、加工液の温度管理によりワークの温度が一定に保たれ、加工精度の良い加工が可能になるという利点がある。
【００５１】
なお、第２実施形態において、ワーク１００を一方向に沿って自転させるように、駆動機構３を構成することもできる。このとき、駆動機構３は、薄板状電極１１〜１ｎの往復動の速さを速くしなくても、ワークと電極との相対速度を大きくできるので、放電アーク柱が電極面上を滑り、電極消耗を減らすことができる。したがって、電極の消耗が均一となる程度に往復動させれば十分であり、高速で往復動させる必要はない。ただし、ワーク１００を自転させた場合は、ワーク中心に切り残し部分ができるので、この切り残し部分を処理して、スライスされたワークを回収するための適宜な設備が必要になると考えられる。
【００５２】
第２実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００５３】
（第３実施形態）
つぎに、図８及び図９を参照して、本発明の第３実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第３実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００５４】
前記した第１実施形態においては、加工液６１を保持する加工液槽６を用いた。これに対して、第３実施形態では、加工液槽に代わって、加工液供給ノズル８を用いる構成となっている。加工液供給ノズル８からは、加工液を、放電領域に向けて供給できるようになっている。加工液供給ノズル８は、霧状あるいは噴流状の加工液を所望の領域に供給できるものであることが好ましい。
【００５５】
この第３実施形態の装置によれば、加工設備を小型化、簡易化できる利点がある。ただし、この例における加工液は不燃性でなければ火災の危険性があるので、例えば脱イオン水を用いることが望ましい。
【００５６】
第３実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００５７】
（第４実施形態）
つぎに、図１０及び図１１を参照して、本発明の第４実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第４実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００５８】
前記した第１実施形態においては、薄板状電極１１〜１ｎが往復動する構成となっていた。これに対して、第４実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎが円板状に構成され、かつ、回転軸１３を中心として一方向（図示の例では図１０において時計回り）に回転する構成となっている。また、この例では、回転軸１３が張力付与機構２となっている。
【００５９】
この第４実施形態の装置によれば、往復運動するよりも簡単な機構でワークと電極との間の相対速度を大きくできる。また、張力は遠心力により半径方向に作用するので、回転軸１３が張力付与機構２を兼ねることができるという利点がある。
【００６０】
第４実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００６１】
（第５実施形態）
つぎに、図１２及び図１３を参照して、本発明の第５実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第５実施形態の説明においては、前記した第４実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００６２】
前記した第４実施形態においては、加工液槽を用いたが、第５実施形態では、前記した第３実施形態と同様に、加工液供給ノズルを用いた。
【００６３】
この第５実施形態の装置によれば、電極の高速回転による加工液の飛散が防止でき、回転トルクも小さいという利点がある。
【００６４】
第５実施形態における他の構成及び利点は、前記した第４実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００６５】
（第６実施形態）
つぎに、図１４及び図１５を参照して、本発明の第６実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第６実施形態の説明においては、前記した第５実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００６６】
前記した第５実施形態においては、回転軸１３の外周面に薄板状電極１１〜１ｎを取り付けた。これに対して、第６実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎの外周を、円筒状の支持体１４の内面によって支持する。円筒状の支持体１４は、一方向（図１４において時計方向）に回転する構成となっており、これによって、薄板状電極１１〜１ｎを同じ方向に回転させることができるようになっている。また、第６実施形態では、薄板状電極１１〜１ｎのほぼ中心となる位置に、ワーク１００が配置される。この例では、支持体１４が、張力付与機構２を兼ねている。また、本実施形態では、駆動機構３が支持体１４を回転駆動するように構成されている。
【００６７】
この第６実施形態の装置によれば、薄板状電極１１〜１ｎの内周面を用いた放電加工が可能となる。また、この実施形態では、電極の半径方向に張力が印加でき、電極の平面度が良い。よって、平坦度が良く加工幅の小さい加工ができるという利点がある。
【００６８】
第６実施形態における他の構成及び利点は、前記した第５実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００６９】
（第７実施形態）
つぎに、図１６を参照して、本発明の第７実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第７実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００７０】
第７実施形態においては、薄板状電極１１〜１ｎの間に、絶縁部材１５を配置した。本実施形態の薄板状電極１１〜１ｎは、直接的又は間接的に絶縁部材１５に当接しており、これによって、薄板状電極１１〜１ｎの間の間隔を一定に保つことができるようになっている。もちろん、他の実施形態において、このような絶縁部材を用いることは可能である。また、本実施形態の薄板状電極１１〜１ｎの表面（図１６における上下面）のそれぞれには、絶縁材料１６が配置されている。
【００７１】
この第７実施形態の装置によれば薄板状電極１１〜１ｎの間の絶縁性を維持しつつ、両者間の間隔を規定値に保つことができる。また、この実施形態では、絶縁材料１６を配置したので、この絶縁材料の位置での放電を抑止することができ、異常放電を防止して、加工幅を小さくすることができるという利点がある。
【００７２】
なお、第７実施形態の絶縁材料１６の表面に砥粒１６１を付着させておくことも可能である。このようにすると、放電加工で形成される加工面を砥粒で研磨することができ、その結果、放電切断面の表面粗さ並びに平坦度を向上させることが可能となる。
【００７３】
第７実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００７４】
（第８実施形態）
つぎに、図１７を参照して、本発明の第８実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第８実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００７５】
第８実施形態においては、薄板状電極１１〜１ｎを幅広で無端のベルト状に構成し、この電極を、長さ方向に沿って回転可能とした。図示の例では、４本のベルト状の薄板状電極１１〜１４が用いられている。これらの電極は、複数のローラ２５によって支持されており、これらのローラ２５のうちの適宜のものは駆動ローラとなっており、これによって、各薄板状電極を一方向に走行させることができるようになっている。また、この実施形態では、ローラ２５が張力付与機構の一例となっており、さらに、そのうちの駆動ローラが、駆動機構の一例となっている。また、薄板状電極１１〜１ｎへの給電は、ローラを介して、あるいは、適宜なブラシのような給電機構を介して行うことができる。
【００７６】
この第８実施形態の装置によれば、薄板状電極１１〜１ｎを長尺状に構成できるので、薄板状電極１１〜１ｎの交換周期を長くすることができ、その結果、ワークの加工コストを低減させることが可能になるという利点がある。
【００７７】
第８実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００７８】
（第９実施形態）
つぎに、図１８を参照して、本発明の第９実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第９実施形態の説明においては、前記した第１実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００７９】
第９実施形態においては、給電部４が、パルス状電圧を給電可能なパルス電源４１を備えている。また、本実施形態では、１枚の薄板状電極１１をワーク１００に対向して配置している。パルス電源４１は、薄板状電極１１とワーク１００との間にパルス状電圧を印加できるようになっている。
【００８０】
さらに、この第９実施形態では、薄板状電極１１及びワーク１００と直列にコンデンサＣ１を挿入し、薄板状電極１１及びワーク１００と並列にダイオードＤ１を挿入している。ダイオードＤ１の極性は、図示の通り、電極１１側をアノードとしている。
【００８１】
第９実施形態では、パルス電源４１によりコンデンサＣ１を充電し、コンデンサＣ１の放電によって、電極１１とワーク１００との間に放電を発生させることができる。これにより、ワーク１００の加工が可能となる。
【００８２】
ここで、コンデンサＣ１からの放電では、直流成分がカットされ、交流成分での放電となる。もし、電極１１が正極のときに電極１１とワーク１００との間で放電を生じると、電極１１が消耗し、その寿命が短くなるという問題がある。
【００８３】
そこで、本実施形態では、電極１１が正極の時には、ダイオードＤ１を介して電流を流す構成としている。これにより、電極１１が正極のときの、電極１１とワーク１００との間での放電を防ぐことができ、電極１１の寿命を延ばすことができる。
【００８４】
第９実施形態における他の構成及び利点は、前記した第１実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００８５】
（第１０実施形態）
つぎに、図１９を参照して、本発明の第１０実施形態に係る放電加工装置を説明する。この第１０実施形態の説明においては、前記した第９実施形態における構成要素と基本的に共通する要素については、同一符号を付すことによって、記載の煩雑を避ける。
【００８６】
第１０実施形態においては、前記した第１実施形態の場合と同様に、複数枚の薄板状電極１１〜１ｎをワーク１００に対向して配置している。さらに、第１０実施形態では、各電極１１〜１ｎと直列に、コンデンサＣ１〜Ｃｎが配置されている。パルス電源４１は、各コンデンサを介して、薄板状電極１１〜１ｎとワーク１００との間にそれぞれパルス状電圧を印加できるようになっている。また、各電極１１〜１ｎと並列にダイオードＤ１〜Ｄｎが挿入されている。なお、図１９では、回路図の記載の都合上、ワーク１００が複数個に分断されているが、本実施形態では、ワーク１００は一つの物体となっている。
【００８７】
第１０実施形態でも、第９実施形態の場合と同様に、互いに並列に配置されたコンデンサＣ１〜Ｃｎからの放電により、ワーク１００を加工することができる。ここで、第１０実施形態では、複数枚の薄板状電極１１〜１ｎで並行して加工ができるので、加工効率を向上させることができる。
【００８８】
また、第１０実施形態では、各電極１１〜１ｎにパルス電源４１を容量結合しているので、各電極での放電を同時に発生させることができる。すると、各電極での加工速度が一致するので、加工効率の向上を期待することができるという利点もある。
【００８９】
さらに、第１０実施形態においても、第９実施形態の場合と同様に、電極１１〜１ｎが正極のときの、電極１１〜１ｎとワーク１００との間での放電を、ダイオードＤ１〜Ｄｎにより防ぐことができるので、各電極の寿命を延ばすことができる。
【００９０】
第１０実施形態における他の構成及び利点は、前記した第９実施形態と同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００９１】
なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００９２】
例えば、前記した各実施形態においては、複数枚の薄板状電極を用いたが、１枚のみの薄板状電極を有する構成とすることも可能である。
【００９３】
また、前記した各実施形態においては、複数枚の薄板状電極の間を絶縁し、各電極に対して独立して電圧を印加する構成としたが、各電極間を絶縁せず、各電極に対して同電位で給電する構成も可能である。この場合、給電箇所は、各電極に対応する位置である必要はない。
【００９４】
さらに、前記した各実施形態において、薄板状電極に貫通孔を設けることも可能である。このようにすると、貫通孔を介して加工屑を排出できるという利点がある。
【００９５】
また、前記したいずれかの実施形態において、薄板状電極１１〜１ｎとワーク１００との間で形成される放電点が、放電中に滑ることができる程度の速さで、薄板状電極１１〜１ｎ及びワーク１００のうちの一方を移動させるように、駆動機構３を構成することが好ましい。このようにすると、電極寿命を延ばすことができる。なお、どの程度の速さで移動させるかについては、実験的に決定できる。また、駆動機構３によって薄板状電極１１〜１ｎを移動させることによって、電極を均一に消耗させることができるので、そのことからも電極の寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  工具電極部
１１〜１ｎ  薄板状電極
１３  回転軸
１４  支持体
１５  絶縁部材
１６  絶縁材料
１６１  砥粒
２  張力付与機構
２５  ローラ
３  駆動機構
４  給電部
４１  パルス電源
５  ワーク保持部
６  加工液槽
６１  加工液
６２  スリット
７  移動機構
８  加工液供給ノズル
１００  ワーク
【図１】
2014084277.tif 000003
【図２】
2014084277.tif 000004
【図３】
2014084277.tif 000005
【図４】
2014084277.tif 000006
【図５】
2014084277.tif 000007
【図６】
2014084277.tif 000008
【図７】
2014084277.tif 000009
【図８】
2014084277.tif 000010
【図９】
2014084277.tif 000011
【図１０】
2014084277.tif 000012
【図１１】
2014084277.tif 000013
【図１２】
2014084277.tif 000014
【図１３】
2014084277.tif 000015
【図１４】
2014084277.tif 000016
【図１５】
2014084277.tif 000017
【図１６】
2014084277.tif 000018
【図１７】
2014084277.tif 000019
【図１８】
2014084277.tif 000020
【図１９】
2014084277.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月28日(2014.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して放電加工を行うための装置であって、工具電極部と、張力付与機構と、駆動機構と、給電部とを備えており、
前記工具電極部は、少なくとも一方向に延長された薄板状電極を備えており、
前記張力付与機構は、前記薄板状電極に対して、前記一方向に沿った張力を付与する構成とされており、
前記駆動機構は、前記薄板状電極及びワークのうちの一方を、他方に対して、前記一方向に沿って相対移動させる構成とされており、
前記給電部は、前記ワークと前記薄板状電極との間に放電用の電圧を印加する構成とされている
ことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記薄板状電極は、複数枚とされており、
前記複数枚の薄板状電極は、相互に平行とされており、かつ、薄板状電極どうしの間に間隙が形成されている
請求項１記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記複数枚の薄板状電極の間は、電気的に絶縁されており、
前記給電部は、前記複数枚の薄板状電極に対して、独立して、前記放電用の電圧を印加する構成とされている
請求項２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記複数枚の薄板状電極の間には、これらの間を電気的に絶縁するための絶縁部材が配置されており、
前記薄板状電極は、直接的又は間接的に前記絶縁部材に当接しており、これによって、前記複数枚の薄板状電極の間の間隔が規定されている
請求項３に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記薄板状電極の側面には、絶縁材料が配置されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記薄板状電極の側面には、前記ワークへの放電加工により形成される前記ワークの切断面を機械的に加工するための砥粒が配置されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って往復動させる構成となっている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項８】
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って回転させる構成となっている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項９】
前記駆動機構は、前記薄板状電極と前記ワークとの間で形成される放電点が、放電中に滑ることができる程度の速さで、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を前記一方向に沿って移動させる構成となっている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１０】
前記駆動機構は、前記薄板状電極を、前記ワークに対して移動させる構成となっている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１１】
さらに加工液供給ノズルを備えており、
前記加工液供給ノズルは、前記薄板状電極と前記ワークとの間に加工液を供給する構成となっている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１２】
前記薄板状電極と前記ワークとの間に供給される加工液は霧状とされている
請求項１１に記載の放電加工装置。
【請求項１３】
さらに移動機構を備えており、
前記移動機構は、前記ワーク及び前記薄板状電極の一方を、他方に向けて移動させることによって、前記ワークに対する切込みを行う構成となっている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１４】
前記薄板状電極は、無端ベルト状に構成されており、
前記無端ベルト状に構成された薄板状電極の内面側は、前記薄板状電極を、それ自体の長さ方向に沿って回転可能とするための支持ローラによって支持されており、
前記支持ローラは、前記張力付与機構を構成しており、
かつ、前記無端ベルト状の薄板状電極は、前記駆動機構を構成する駆動ローラによって、前記一方向に沿って走行する構成となっている
請求項１記載の放電加工装置。
【請求項１５】
前記薄板状電極は、複数枚とされており、
前記複数枚の薄板状電極は、前記ワークへの加工位置において、相互に平行とされており、かつ、薄板状電極どうしの間に間隙が形成されている
請求項１４記載の放電加工装置。
【請求項１６】
前記給電部は、パルス電源を備えており、
前記パルス電源は、前記複数枚の薄板状電極のそれぞれに個別に容量結合されており、これによって、各薄板状電極での放電を同時に発生させることが可能な構成となっている
請求項１５記載の放電加工装置。
【請求項１７】
前記薄板状電極は、長尺のベルト状に構成されており、
前記張力付与機構は、回転可能な支持ローラを備えており、
前記支持ローラは、前記長尺のベルト状に構成された薄板状電極を支持することによって、前記薄板状電極に張力を付与する構成となっており、
前記駆動機構は、少なくとも一つの駆動ローラを備えており、
前記駆動ローラは、前記薄板状電極を一方向に走行させる構成となっている
請求項１記載の放電加工装置。
【請求項１８】
前記薄板状電極への給電は、前記支持ローラ又は前記駆動ローラを介して行われる構成となっている
請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
項目２に記載の放電加工装置。
［００１３］
（項目４）
前記複数枚の薄板状電極の間には、これらの間を電気的に絶縁するための絶縁部材が配置されており、
前記薄板状電極は、直接的又は間接的に前記絶縁部材に当接しており、これによって、前記複数枚の薄板状電極の間の間隔が規定されている
項目３に記載の放電加工装置。
［００１４］
（項目５）
前記薄板状電極の側面には、絶縁材料が配置されている
項目１〜４のいずれか１項に記載の放電加工装置。
［００１５］
（項目６）
前記薄板状電極の側面には、前記ワークへの放電加工により形成される前記ワークの切断面を機械的に加工するための砥粒が配置されている
項目１〜５のいずれか１項に記載の放電加工装置。
［００１６］
（項目７）
前記駆動機構は、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を、前記一方向に沿って往復動させる構成となっている
項目１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
［００１７］
（項目８）
前記駆動機構は、前記薄板状電極を、前記一方向に沿って周回させる構成となっている
項目１〜６のいずれか１項に記載の放電加工装置。
［００１８］
（項目９）
前記駆動機構は、前記薄板状電極と前記ワークとの間で形成される放電点が、放電中に滑ることができる程度の速さで、前記薄板状電極及び前記ワークのうちの一方を移動させる構成となっている
項目１〜８のいずれか１項に記載の放電加工装置。
［００１９］
（項目１０）
【国際調査報告】
2014084277.tif 000022
2014084277.tif 000023
2014084277.tif 000024
2014084277.tif 000025