(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工を行うための放電加工装置において工具電極の鉛直下側部分を導通する下側ガイドユニットであって、
ハウジングと、電極ガイドと、引き上げ機構とを備え、
前記ハウジングは、テーパ面を有する嵌合孔を備え、
前記電極ガイドは、上方に向かって先細るテーパ形状を有するテーパ部を備え、
前記引き上げ機構は、ガイド支持具と、複数のリンクと、動力シリンダとを備え、
前記ガイド支持具は、少なくとも１つの付勢部材と、変位部材とを備え、
前記付勢部材は、前記変位部材を鉛直方向に付勢可能に配置され、
前記変位部材は、規制位置と開放位置との間を鉛直方向に変位可能に構成され、
前記複数のリンクは、前記ガイド支持具を挟んで配置され、前記動力シリンダが加える力により回転可能に構成され、
前記変位部材が前記規制位置にあるとき、前記電極ガイドは、前記テーパ部が前記嵌合孔に嵌合した状態で、前記付勢部材の付勢力により前記ガイド支持具に対して固定され、
前記複数のリンクの回転に伴い前記変位部材が前記付勢部材の付勢力に抗して前記開放位置に変位することにより、前記電極ガイドが前記下側ガイドユニットから脱去可能となるように構成される、下側ガイドユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の下側ガイドユニットであって、
前記ガイド支持具は、前記複数のリンクが配置されている側に前記変位部材を挟むように配置された外枠をさらに備え、
前記外枠は、水平方向に延びる２つのスロット状貫通孔を有し、
前記変位部材は、前記外枠が配置されている側に各々突出する２つの突出部を有し、
前記２つの突出部は、前記２つのスロット状貫通孔に各々挿入され、前記変位部材の変位に伴い前記スロット状貫通孔内を移動可能に構成される、下側ガイドユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の下側ガイドユニットであって、
前記電極ガイドは、上端に設けられたプルスタッド部をさらに備え、
前記ガイド支持具は、複数のボールをさらに備え、
前記複数のボールは、前記ガイド支持具の内部に形成されたボール収容空間内において、前記変位部材の変位に伴い係合位置と係脱位置との間を移動可能に構成され、
前記変位部材が前記規制位置に変位すると、前記複数のボールは、前記係合位置に移動して前記プルスタッド部に係合し、
前記変位部材が前記開放位置に変位すると、前記複数のボールは、前記プルスタッド部から係脱して前記係脱位置に移動する、下側ガイドユニット。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の下側ガイドユニットであって、
前記複数のリンクは、２対の平行リンクである、下側ガイドユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の下側ガイドユニットであって、
前記付勢部材は、少なくともその一部が前記ハウジングの上面に形成された孔に収容されている、下側ガイドユニット。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の下側ガイドユニットであって、
前記少なくとも１つの付勢部材は、並列に配置された４つの圧縮バネである、下側ガイドユニット。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の下側ガイドユニットであって、
前記動力シリンダは、前記ガイド支持具に水平方向の力を加えて前記複数のリンクを回転可能に構成される複動シリンダである、下側ガイドユニット。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の下側ガイドユニットであって、
前記ハウジング及び前記電極ガイドは、加工液又は圧縮気体を供給するための少なくとも１つの流路をその内部に備える、下側ガイドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具電極と被加工物との間に放電を発生させ、放電エネルギーによって被加工物を放電加工する放電加工装置において、工具電極の鉛直下側部分を導通する下側ガイドを収容した下側ガイドユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工具電極が数百ｍｍ以上の長尺棒状又はパイプ形状で直径（外径）が数ｍｍφ以下のいわゆる細穴電極である場合、細穴電極は、剛性が低く撓みやすいので、加工ヘッドから細穴電極の先端までの距離が長い場合、加工中に芯振れを起こして真直ぐに孔をあけることができなくなる。そのため、細穴放電加工装置においては、被加工物の上面の近傍に電極ガイドが収容されている下側ガイドユニットを設けて細穴電極の先端側を支持するようにするとともに、加工ヘッドと下側ガイドユニットの間に加工ヘッドから下側ガイドユニットまでの距離に対応して１以上の中間ガイドを設けている。所望の加工孔の直径に合わせて使用する細穴電極の直径も変わるので、このような細穴電極の先端側に電極ガイドが設けられている細穴放電加工装置においては、異なる外径の細穴電極に交換する場合、電極ガイドも共に交換される。細穴電極及び電極ガイドの交換は、工数が掛かる作業であり、生産効率を上げるために自動化されることが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、電極ガイドの自動交換への対応を目的として、細穴加工用電極の接触感知による位置決め操作を自動的に行う機能を備えた細穴放電加工機が開示されている。この細穴放電加工機において、電極ガイドは、ガイド取付けベースに形成された挿設孔に対して上方から自動挿脱される。また、特許文献２には、工具電極を電極ホルダごと交換する自動交換機能を備える放電加工装置が開示されている。特許文献２に開示されているよく知られているプルスタッド方式の電極ホルダの着脱機構においては、電極ホルダは、電極ホルダチャックに対して下方から自動挿脱され、電極ホルダの装着時は、電極ホルダに形成された溝と鋼球との係合により固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９９５３７号
【特許文献２】特許第４１５２６０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下側ガイドユニットは、被加工物の上面の近傍に存在するので、加工の障害にならないようにコンパクトに構成されている。また、細穴電極を無駄なく使用するために、下側ガイドユニットの高さ、言い換えると、厚さが可能な限り小さくされている。そのため、下側ガイドユニットに電極ガイドを自動交換する機構を設ける場合は、下側ガイドユニットが電極ガイドをより簡単に確実に着脱することができる構成にして下側ガイドユニットが大きくならないようにすることが要求される。このとき、細穴放電加工においては、加工誤差が十数μｍ以下の高精度で加工を行うために、電極ガイドの交換精度も高くする必要があり、具体的には、下側ガイドユニットのハウジングに対する電極ガイドの位置決めを高精度に行うことが求められる。
【０００６】
加えて、下側ガイドユニットの上方には、細穴電極を保持して加工ヘッドに取り付けるための電極ホルダ、放電加工時に細穴電極を回転させるためのスピンドル、及び中間ガイド等の構成部品を備えている。従って、下側ガイドユニットにおいて、電極ガイドの交換を自動化するにあたって電極ガイドの上方に着脱機構を設ける構成にする場合、他の構成部品の配置の影響によって、設計上、相当の制約を受けてしまう。一方、下方に着脱機構を構成する場合は、着脱機構が被加工物と干渉するおそれがある。また、例えば、電極ガイド内部の流路に供給される加工液により高圧噴流を受ける等の場合であっても下側ガイドユニットから電極ガイドが離脱しないようにするために電極ガイドを強固に取り付けて固定する必要があるため、下側ガイドユニットを含む放電加工ユニット全体が大型化する傾向にある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、電極ガイドをより簡単に確実に着脱可能な構成であり、コンパクトな設計の下側ガイドユニットを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、放電加工を行うための放電加工装置において工具電極の鉛直下側部分を導通する下側ガイドユニットであって、ハウジングと、電極ガイドと、引き上げ機構とを備え、前記ハウジングは、テーパ面を有する嵌合孔を備え、前記電極ガイドは、上方に向かって先細るテーパ形状を有するテーパ部を備え、前記引き上げ機構は、ガイド支持具と、複数のリンクと、動力シリンダとを備え、前記ガイド支持具は、少なくとも１つの付勢部材と、変位部材とを備え、前記付勢部材は、前記変位部材を鉛直方向に付勢可能に配置され、前記変位部材は、規制位置と開放位置との間を鉛直方向に変位可能に構成され、前記複数のリンクは、前記ガイド支持具を挟んで配置され、前記動力シリンダが加える力により回転可能に構成され、前記変位部材が前記規制位置にあるとき、前記電極ガイドは、前記テーパ部が前記嵌合孔に嵌合した状態で、前記付勢部材の付勢力により前記ガイド支持具に対して固定され、前記複数のリンクの回転に伴い前記変位部材が前記付勢部材の付勢力に抗して前記開放位置に変位することにより、前記電極ガイドが前記下側ガイドユニットから脱去可能となるように構成される、下側ガイドユニットが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る下側ガイドユニットにおいて、電極ガイドの装着時には、電極ガイドのテーパ部がハウジングの嵌合孔に嵌合された状態で、付勢部材により鉛直上向きに付勢されている。嵌合により、電極ガイドの中心軸方向におけるハウジングに対する電極ガイドの位置が一意的に決まるため、位置決めが容易であり、また、付勢部材の付勢力により、電極ガイドを確実に固定できる。また、動力シリンダによりリンクを回転させることで当該固定が解除され、電極ガイドを容易に抜脱することができる。リンクの利用により、動力シリンダが加える力を鉛直方向の力に変換して変位部材を変位させることが可能であるため、電極ガイドの上方に動力機構を配置する必要がなく、よりコンパクトな下側ガイドユニットを実現できる。
【００１０】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
【００１１】
好ましくは、前記ガイド支持具は、前記複数のリンクが配置されている側に前記変位部材を挟むように配置された外枠をさらに備え、前記外枠は、水平方向に延びる２つのスロット状貫通孔を有し、前記変位部材は、前記外枠が配置されている側に各々突出する２つの突出部を有し、前記２つの突出部は、前記２つのスロット状貫通孔に各々挿入され、前記変位部材の変位に伴い前記スロット状貫通孔内を移動可能に構成される。
好ましくは、前記電極ガイドは、上端に設けられたプルスタッド部をさらに備え、前記ガイド支持具は、複数のボールをさらに備え、前記複数のボールは、前記ガイド支持具の内部に形成されたボール収容空間内において、前記変位部材の変位に伴い係合位置と係脱位置との間を移動可能に構成され、前記変位部材が前記規制位置に変位すると、前記複数のボールは、前記係合位置に移動して前記プルスタッド部に係合し、前記変位部材が前記開放位置に変位すると、前記複数のボールは、前記プルスタッド部から係脱して前記係脱位置に移動する。
好ましくは、前記複数のリンクは、２対の平行リンクである。
好ましくは、前記付勢部材は、少なくともその一部が前記ハウジングの上面に形成された孔に収容されている。
好ましくは、前記少なくとも１つの付勢部材は、並列に配置された４つの圧縮バネである。
好ましくは、前記動力シリンダは、前記ガイド支持具に水平方向の力を加えて前記複数のリンクを回転可能に構成される複動シリンダである。
好ましくは、前記ハウジング及び前記電極ガイドは、加工液又は圧縮気体を供給するための少なくとも１つの流路をその内部に備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る下側ガイドユニット１００の斜視図である。
【図２】図１の下側ガイドユニット１００の上方正面側から見た、工具電極１及び動力シリンダ４９を除く構成部品の分解斜視図である。
【図３】図１の下側ガイドユニット１００の下方背面側から見た、工具電極１、電極ガイド２、及び動力シリンダ４９を除く構成部品の分解斜視図である。
【図４】電極ガイド２を装着・固定した状態における下側ガイドユニット１００の、電極ガイド２の中心軸を通る平面における正面断面図である。
【図５】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１のハウジング３及び電極ガイド２の、正面から見た分解断面図である。
【図７】図１の引き上げ機構４の、正面から見た分解断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る下側ガイドユニット１００における、電極ガイド２を装着・固定した状態の側面図である。
【図９】図８の状態の側断面図である。
【図１０】図９のＤ部の拡大図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る下側ガイドユニット１００における、電極ガイド２が下側ガイドユニット１００から脱去可能な状態の側面図である。
【図１２】図１１の状態の側断面図である。
【図１３】図１２のＥ部の拡大図である。
【図１４】図６のダイス固定部２ｃの部品を単独で拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。尚、加工ヘッドと中間ガイドを含めて細穴放電加工装置の全体の構成は、図示省略されているが、基本的によく知られている実施の形態の放電加工装置と概ね同一であって、具体的には、各先行技術が参照される。
【００１４】
１．下側ガイドユニットの構成
本発明の一実施形態の下側ガイドユニット１００は、放電加工を行うための放電加工装置に装着され、被加工物（不図示）の加工部分に放電加工を行うためのものである。図１及び図４に示すように、下側ガイドユニット１００は、工具電極１の鉛直下側部分を導通し、電極ガイド２と、ハウジング３と、引き上げ機構４とを備える。電極ガイド２及びハウジング３の内部には、加工液供給装置５から送られる加圧加工液、及び圧縮気体供給装置６から送られる圧縮空気の流路が形成されており、当該流路を経由して生成されるミストを電極ガイド２の下面から被加工物の加工部分に噴射し、これにより加工中に生じる加工屑を除去しながら放電加工を行う構成となっている。
【００１５】
１．１．工具電極
工具電極１は、内部に中空孔が設けられた円筒型のパイプ電極であり、外径は、例えば、０．３〜３．０ｍｍである。工具電極１は、電極ガイド２の中心軸に沿って少なくとも先端が突出するように電極ガイド２に導通され、下側ガイドユニット１００の上方においては、中間部を中間ガイド（不図示）に指示され、上側部分において電極ホルダ（不図示）により加工ヘッド（不図示）に装着されている。被加工物の加工時には、工具電極１と被加工物との間に電圧が印加されることにより放電が発生し、工具電極１は、下側ガイドユニット１００の上方に存在するスピンドル（不図示）により電極ガイド２の中心軸周りに回転しながら加工を行うことが可能である。また、工具電極１の中空孔内には、圧縮気体供給装置６から圧縮気体が供給され、被加工物の加工部分に噴射される。尚、本実施形態における工具電極１は、断面が円形の中空孔を有するパイプ電極であるが、任意の形状及び個数の中空孔を有するパイプ電極を使用可能であり、中空孔を有しない棒状電極を使用してもよい。
【００１６】
１．２．ハウジング
図４及び図６に示すように、ハウジング３は、テーパ面３ｂを有する嵌合孔３ａを備え、複数のリンク４８を介して引き上げ機構４により支持される。ハウジング３のテーパ面３ｂには、第１供給路出口７ａ及び第２供給路出口８ａが設けられる。ハウジング３内には、加工液供給装置５及び第１供給路出口７ａを接続する第１供給路７と、圧縮気体供給装置６及び第２供給路出口８ａを接続する第２供給路８とが形成される。第１供給路７は、加圧加工液を加工液供給装置５から電極ガイド２へと供給するための流路であり、第２供給路８は、圧縮気体を圧縮気体供給装置６から電極ガイド２へと供給するための流路である。
【００１７】
１．３．加工液供給装置
加工液供給装置５は、加圧加工液を供給するためのものである。加工液としては、例えば、水、水溶性加工液、油性加工液等を用いることができる。本実施形態においては、加工液として水を用いる。
【００１８】
１．４．圧縮気体供給装置
圧縮気体供給装置６は、圧縮気体を供給するためのものである。圧縮気体としては、例えば、空気、酸素、窒素、アルゴン等を用いることができる。本実施形態においては、圧縮気体として空気を用いる。
【００１９】
１．５．電極ガイド
図２、図４、及び図６に示すように、電極ガイド２は、上方に向かって先細るテーパ形状を有するテーパ部２ａと、テーパ部２ａよりも上方且つ電極ガイド２の上端に設けられ、上端に膨出部分を有するプルスタッド部２ｅと、テーパ部２ａよりも下方（圧縮気体の流れについて下流側）に設けられたダイス固定部２ｃと、下面に形成された噴射口２ｄとを備える。電極ガイド２は、引き上げ機構４に対して挿脱可能に装着される。テーパ部２ａのテーパ面２ｂには、テーパ部２ａの周方向に沿って延びる環状凹部を有する第１接続口９ａ及び第２接続口１０ａが、第２接続口１０ａが第１接続口９ａよりも電極ガイド２の下面に近い位置に配置されるように設けられる。
【００２０】
電極ガイド２内には、第１接続口９ａと噴射口２ｄとを接続する第１流通経路９が形成される。第１流通経路９は、テーパ部２ａがハウジング３の嵌合孔３ａに嵌合することにより第１供給路７と接続されて、加工液供給装置５から供給される加圧加工液の流路となる。第１流通経路９は、電極ガイド２の中心軸に沿って挿通される工具電極１と電極ガイド２の内面との間に形成された加工液充填領域９ｃを備える。供給された加工液を加工液充填領域９ｃに充填し、流通させることにより、工具電極１を効率的に冷却し、放電加工時の工具電極１の消耗を抑制することができる。
【００２１】
第１接続口９ａは、第１環状凹部９ａ１と、第１環状凹部９ａ１の周方向において離間するように第１環状凹部９ａ１の底面に形成された複数の第１開口部９ａ２とを備え、第１接続口９ａは、複数の第１開口部９ａ２を介して第１流通経路９に接続される。本実施形態においては、第１環状凹部９ａ１の周方向において対向する位置に２つの第１開口部９ａ２が形成されている。加工液供給装置５が第１供給路７及び第１流通経路９に加圧加工液を供給すると、加工液は２つの第１開口部９ａ２を介して第１流通経路９へと送られる。これにより、加工液充填領域９ｃにおいて加工液を偏りなく安定的に流通させることができる。
【００２２】
図２、図４、及び図６に示すように、電極ガイド２内には、第２接続口１０ａと噴射口２ｄとを接続する第２流通経路１０がさらに形成される。第２流通経路１０は、テーパ部２ａがハウジング３の嵌合孔３ａに嵌合することにより第２供給路８と接続されて、圧縮気体供給装置６から供給される圧縮気体の流路となる。第２流通経路１０は、圧縮気体の流れについて下流側にミスト生成空間１０ｅを備える。
【００２３】
第２接続口１０ａは、第２環状凹部１０ａ１と、第２環状凹部１０ａ１の周方向において離間するように第２環状凹部１０ａ１の底面に形成された複数の第２開口部１０ａ２とを備え、第２接続口１０ａは、複数の第２開口部１０ａ２を介して第２流通経路１０に接続される。本実施形態においては、第２環状凹部１０ａ１の周方向において対向する位置に２つの第２開口部１０ａ２が形成されている。圧縮気体供給装置６が第２供給路８及び第２流通経路１０に圧縮気体を供給すると、圧縮空気は２つの第２開口部１０ａ２を介して第２流通経路１０へと流入する。
【００２４】
図４及び図６に示すように、加工液充填領域９ｃには、工具電極１を導通し、且つ互いに離間して配置された複数のダイスが配置され、工具電極１とダイスとの間には、間隙（クリアランス）が設けられる。本実施形態においては、３つのダイス１７ａ，１７ｂ，１７ｃが配置され、工具電極１との間に間隙が各々設けられている。
【００２５】
ダイス１７ａ，１７ｂ，１７ｃにより、放電加工中に生じる工具電極１の芯振れとそれに伴う加工位置のずれを防止し、高い精度で加工を行うことができる。また、工具電極１とダイス１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの間隙を介して加圧加工液を流通させることで、ダイスからの流出点において微小量の加工液を噴出させることができる。これにより、加工液充填領域９ｃの上端部においては、加工液充填領域９ｃ内の加工液を噴出させて上方に突出した工具電極１を冷却することができる。また、加工液充填領域９ｃの下端部においては、加工液充填領域９ｃ内の加工液をミスト生成空間１０ｅへと補助的に噴出させることができる。尚、間隙の大きさは、好ましくは、０．００２５〜０．０１０ｍｍである。
【００２６】
図４及び図６に示すように、電極ガイド２のダイス固定部２ｃは、その内面によりダイス１７ｂ，１７ｃを固定している。図１４に示すように、ダイス固定部２ｃの内面上には、内面の周方向において離間された複数の加工液噴出溝２ｃ１が形成されており、加工液充填領域９ｃ内の加圧加工液は、加工液噴出溝を介してミスト生成空間１０ｅに偏りなく供給される。本実施形態においては、ダイス固定部２ｃの内面の周方向において９０度毎に、断面が同一径の略半円形状である４つの加工液噴出溝が電極ガイド２の中心軸方向に延びるように形成されている。
【００２７】
図６に示すように、テーパ部２ａのテーパ面２ｂには、テーパ部２ａの周方向に沿って延びる環状溝１３が、第１接続口９ａの上方、第１接続口９ａと第２接続口１０ａとの間、第２接続口１０ａの下方の３箇所に形成され、各環状溝１３にはＯリング１４が嵌入される。Ｏリング１４は、電極ガイド２が引き上げ機構４に固定された状態で、テーパ部２ａのテーパ面２ｂに沿って第１接続口９ａ及び第２接続口１０ａ各々の両側をシールし、これにより、各接続口から漏れ出した加工液及び圧縮気体が電極ガイド２の外部にさらに漏れ出すことを防止できる。
【００２８】
１．６．引き上げ機構
図１に示すように、引き上げ機構４は、ガイド支持具４０と、複数のリンク４８と、動力シリンダ４９とを備え、電極ガイド２を挿脱可能に保持する。
【００２９】
＜ガイド支持具４０＞
図２、図３、及び図７に示すように、ガイド支持具４０は、少なくとも１つの付勢部材４１と、変位部材４２と、外枠４３と、前枠４４と、後枠４５と、位置決め部材４６と、ガイドシャフト４７とを備える。
【００３０】
本実施形態における変位部材４２は、水平面に沿って配置された平板状の平板部４２ａと、平板部４２ａの下方に位置する円筒状の円筒部４２ｂとを備え、略中心部には、プルスタッド収容孔４２ｆが形成される。平板部４２ａの対向する１対の側面には、２つの突出部４２ｃが設けられる。
【００３１】
変位部材４２の下方には略平板上の位置決め部材４６が配置されている。位置決め部材４６は、水平面に沿って配置された平板状の平板部４６ａと、平板部４６ａの上方に位置する円筒状の円筒部４６ｂとを備える。図４及び図７に示すように、変位部材４２の円筒部４２ｂの外面は、位置決め部材４６の円筒部４６ｂの内面に対して同軸になるようにガイドシャフト４７によって案内されており、従って、変位部材４２は、位置決め部材４６に対して鉛直方向に変位可能である。
【００３２】
図１、図４、及び図７に示すように、本実施形態において、外枠４３は、変位部材４２を挟むように配置され正面側が前枠４４により連結されている１対の部材であり、その側面上には、水平方向に延びる２つのスロット状貫通孔４３ａが形成される。変位部材４２の２つの突出部４２ｃは各々、２つのスロット状貫通孔４３ａに挿入され、スロット状貫通孔４３ａがスロットの長手方向に沿って突出部４２ｃに対して相対移動可能となるように構成される。
【００３３】
図３及び図７に示すように、変位部材４２の円筒部４２ｂの円筒壁には、周方向に沿って複数のボール孔４２ｅが形成され、ボール孔４２ｅの全て又は一部に、ステンレス製のボール４２ｄが嵌入される。後述するように、ボール４２ｄは、変位部材４２の鉛直方向変位に伴って、位置決め部材４６の円筒部４６ｂ内部のボール収容空間４６ｄ内を移動可能に構成され、電極ガイド２のプルスタッド部２ｅと係合して、電極ガイド２を引き上げ機構４に対して固定する役割を果たす。本実施形態においては、４つのボール４２ｄが、変位部材４２の円筒部４２ｂの周方向に沿って等間隔に形成された４つのボール孔４２ｅに各々嵌入される。尚、複数のボール孔４２ｅの数及び位置は、本実施形態の構成に限定されず、増減可能であるが、好ましくは、変位部材４２の円筒部４２ｂの周方向に沿って等間隔に形成される。また、用いられるボール４２ｄの数は、本実施形態の例に限定されないが、実用上複数必要であり、好ましくは、３個又は４個である。
【００３４】
図２、図３、及び図５に示すように、本実施形態に係るガイド支持具４０は、付勢部材４１として４つの圧縮バネを備える。変位部材４２の平板部４２ａの４隅に形成された貫通孔４２ｇには、４つのガイドシャフト４７の上端が嵌入されており、各付勢部材４１はガイドシャフト４７に巻装された状態で、鉛直方向に沿って並列に配置される。位置決め部材４６の４隅には４つの貫通孔４６ｃが形成され、ガイドシャフト４７に巻装された付勢部材４１は、位置決め部材４６の貫通孔４６ｃに各々導通される。また、ハウジング３の上面には嵌合孔３ａの周囲に４つの付勢部材収容空間３ｃが形成されており、ガイドシャフト４７の下端は、付勢部材収容空間３ｃの底面において、４つの固定部材３ｅにより各々固定される。つまり、ガイドシャフト４７に巻装された付勢部材４１の下側は、ハウジング３の上面に形成された４つの付勢部材収容空間３ｃに各々収容される。本実施形態において、図５に示す状態の付勢部材４１は、凡そ下半分が付勢部材収容空間３ｃに収容されている。
【００３５】
このような構成により、付勢部材４１は、変位部材４２を鉛直方向に付勢することができる。後述するように、付勢部材４１は、当該付勢により電極ガイド２を引き上げて固定する役割を果たす。また、付勢部材４１の少なくとも一部を付勢部材収容空間３ｃ内に収容することにより、付勢部材４１の配置による下側ガイドユニット全体の高さ（厚さ）の増加を最小限に抑えることが可能となる。尚、付勢部材４１の数及び配置は本実施形態の例に限定されないが、好ましくは、複数の付勢部材４１が、変位部材４２の平板部４２ａの下面において、外周により近い位置に、外周に沿って凡そ等間隔に配置される。
【００３６】
ガイド支持具４０の背面には、後枠４５が外枠４３と連結された状態で配置される。後枠４５の中央部に形成されたスロット状の貫通孔には、ガイド支持具４０と動力シリンダ４９とを連結するための連結部材４５ａが導通される。
【００３７】
＜動力シリンダ４９＞
図１及び図８に示すように、本実施形態に係る動力シリンダ４９は、ガイド支持具４０の背面側に配置され、シリンダ４９ａと、シリンダ４９ａの内部で摺動可能なピストン４９ｂと、ロッド４９ｃと、ジョイントブロック４９ｄと、ベース４９ｅとを備える。シリンダ４９ａは、その正面においてジョイントブロック４９ｄと連結される。また、ロッド４９ｃは、ジョイントブロック４９ｄに形成されたロッド導通孔４９ｄ１に導通され、連結部材４５ａ、連結ナット４５ｂを介してガイド支持具４０と連結される。ベース４９ｅは、その上面においてジョイントブロック４９ｄと連結され、その正面においてハウジング３の背面と接する。
【００３８】
本実施形態に係る動力シリンダ４９は複動型のエアシリンダであり、空気圧によりロッド４９ｃが水平方向（図６におけるＸ＋方向又はＸ−方向）に往復運動を行う。ロッド４９ｃの先端は連結部材４５ａを介して後枠４５に連結されており、ロッド４９ｃの往復運動に伴い、後枠４５及びそれに連結されている外枠４３がＸ＋方向又はＸ−方向に移動する。尚、本実施形態においては、動力シリンダ４９として複動型のエアシリンダを用いたが、動力シリンダ４９の種類はこれに限定されず、例えば、単動型のエアシリンダや、油圧シリンダを用いてもよい。
【００３９】
図９に示すように、ロッド４９ｃには、連結部材４５ａ及び連結ナット４５ｂがダブルナットで固定されており、図９に示すロッド４９ｃがＸ＋方向に最大限引き戻された状態において、連結部材４５ａと後枠４５の連結部材４５ａ側の端面との間には数ｍｍの間隔（遊び）が設けられている。このような遊びを設けることにより、特に、ロッド４９ｃが最大限引き戻されてピストン４９ｂが停止する際に、ガイド支持具４０への停止に伴う振動の伝播を抑制できる。
【００４０】
＜複数のリンク４８＞
本実施形態に係るガイド支持具４０は、複数のリンク４８として２対の平行リンクを備える。図２及び図７に示すように、リンク４８は、アーム部４８ａ及び２つの連結部４８ｂを備え、アーム部４８ａが各連結部４８ｂに対して回転可能に構成される。２対のリンク４８は、ガイド支持具４０を挟むように配置され、２つの連結部４８ｂが外枠４３の側面上に形成された連結孔４３ｂ及びハウジング３の側面上に形成された連結孔３ｄに各々嵌入した状態で固定され、引き上げ機構４とハウジング３とを連結する。図８及び図９において、動力シリンダ４９が水平方向（図８におけるＸ＋方向又はＸ−方向）に加える力により後枠４５及び外枠４３がＸ＋方向又はＸ−方向に移動すると、各リンク４８は、ハウジング３の連結孔３ｄに嵌入された連結部４８ｂを軸として回転する。具体的には、動力シリンダ４９がＸ−方向に力を加えることにより、リンク４８は支点Ｃを中心として半時計回りに回転し、動力シリンダ４９がＸ＋方向に力を加えることにより、リンク４８は支点Ｃを中心として時計回りに回転する。
【００４１】
２．電極ガイド２の挿脱
次に、引き上げ機構４に対する電極ガイド２の挿脱方法について説明する。
２．１．電極ガイド２の固定
まず、電極ガイド２が引き上げ機構４に対して取り付けられ、固定されている状態について説明する。図４、図８、及び図９に示すように、電極ガイド２の固定時において、電極ガイド２のテーパ部２ａは、ハウジング３の嵌合孔３ａに対して、テーパ部２ａのテーパ面２ｂがハウジング３のテーパ面３ｂに密着するように、嵌合している。プルスタッド部２ｅは、少なくともその一部が変位部材４２のプルスタッド収容孔４２ｆに収容されている。この状態での変位部材４２の位置を、規制位置と定める。
【００４２】
規制位置にある変位部材４２は、付勢部材４１により鉛直上向きに付勢されている。具体的には、４つの付勢部材４１各々のばね定数をｋ［Ｎ／ｍｍ］、各付勢部材４１の変位をΔＬ［ｍｍ］とし、変位部材４２が規制位置にある際にΔＬ＝ΔＬａ［ｍｍ］であるとすると、規制位置にある変位部材４２に対する鉛直上向きの付勢力Ｆｓ（ΔＬ）［Ｎ］は、以下の式１により求められる。
【００４３】
【数１】
0006675514.tif 000002
【００４４】
図１０に示すように、変位部材４２が規制位置にあるとき、ボール４２ｄは、プルスタッド部２ｅの膨出部分及び位置決め部材４６の円筒部４６ｂの内面に挟持されている。この状態でのボール４２ｄの位置を、係合位置と定める。付勢部材４１による付勢、及びボール４２ｄのプルスタッド部２ｅとの係合により、電極ガイド２は、引き上げ機構４から抜け落ちることなく強固に固定される。
【００４５】
本実施形態において、放電加工時には、電極ガイド２内の第１流通経路９及び第２流通経路１０内に加圧加工液及び圧縮空気が供給され、生成されたミストが噴射口２ｄから噴射される。この場合、供給される流体により、電極ガイド２に対して鉛直下向きの力Ｆｆ［Ｎ］が発生する。ＦｓがＦｆ及び電極ガイド２の荷重による鉛直下向きの力を十分に上回るように付勢部材４１を適宜設計することで、ミスト噴射を行いながら、電極ガイド２の固定を保つことができる。
【００４６】
２．２．電極ガイド２の脱去
次に、電極ガイド２を引き上げ機構４から取り外す方法について説明する。電極ガイド２を取り外す際には、図８及び図９に示した装着・固定状態において、動力シリンダ４９により、後枠４５に対してＸ−方向の力を加える。ロッド４９ｃの動きに伴い後枠４５及び外枠４３がＸ−方向に移動すると、リンク４８が半時計回りに回転し、図１１及び図１２に示す、電極ガイド２が下側ガイドユニット１００から脱去可能な状態に移行する。
【００４７】
図８を参照して、動力シリンダ４９が加える力によるリンク４８の回転についてより詳細に説明する。動力シリンダ４９がＸ−方向に加える力をＦｈ［Ｎ］、リンク４８と鉛直方向とがなす角度をθ、リンク４８と外枠４３との結合点Ｂと、支点Ｃとの間の距離をＲとする。電極ガイド２の自重はＦｈ，Ｆｓに比べ十分に小さいとすると、支点Ｃ周りの力のモーメントのつり合いは、以下の式２で表される。
【００４８】
【数２】
0006675514.tif 000003
【００４９】
従って、動力シリンダ４９により、（式３）を満たすようなＸ−方向の力Ｆｈ［Ｎ］を加えることにより、リンク４８が半時計回りに回転し始める。
【００５０】
【数３】
0006675514.tif 000004
【００５１】
ここで、図８及び図９に示した装着・固定状態から図１１及び図１２に示した脱去可能な状態に移行する過程において、常に式３を満たすように、動力シリンダ４９により力Ｆｈを加えることで、リンク４８を回転可能である。
【００５２】
この際、変位部材４２は外枠４３の移動に伴って鉛直下向きに変位する。上述のように、スロット状貫通孔４３ａは、スロットの長手方向に沿って突出部４２ｃに対して相対移動可能に構成されている。このような構成により、図８及び図９に示した装着・固定状態から図１１及び図１２に示した脱去可能状態へ移行する過程において、又は後述する脱去可能状態から装着・固定状態へ移行する過程において、変位部材４２を鉛直方向にのみ変位させることができる。
【００５３】
図１３に示すように、変位部材４２の鉛直下向きへの変位に伴い、ボール４２ｄは、ボール収容空間４６ｄを移動して、プルスタッド部２ｅの膨出部分から係脱する。これにより、電極ガイド２の引き上げ機構４への固定が解除され、電極ガイド２は下側ガイドユニット１００から脱去可能となる。電極ガイド２が下側ガイドユニット１００から脱去可能となった図１１から図１３の状態における、変位部材４２の位置を開放位置、ボール４２ｄの位置を係脱位置と定める。
【００５４】
２．３．電極ガイド２の装着
次に、電極ガイド２を引き上げ機構４に取り付ける方法について説明する。電極ガイド２の取り付け時には、変位部材４２が開放位置にある状態において、電極ガイド２のテーパ部２ａをハウジング３の嵌合孔３ａに対して下方から嵌合させる。図１２及び図１３に示すように、テーパ部２ａが嵌合孔３ａに嵌合すると、プルスタッド部２ｅは、少なくともその一部が変位部材４２のプルスタッド収容孔４２ｆに収容されるが、この時点ではボール４２ｄは係脱位置にあるため、電極ガイド２は引き上げ機構４に対して固定されていない。
【００５５】
この状態から、動力シリンダ４９により、後枠４５に対してＸ＋方向の力を加える。ロッド４９ｃの動きに伴い後枠４５及び外枠４３がＸ＋方向に移動すると、リンク４８が時計回りに回転し、変位部材４２が規制位置に変位し、図８及び図９の状態に戻る。
【００５６】
変位部材４２の開放位置から規制位置への変位に伴い、係脱位置にあるボール４２ｄは、ボール収容空間４６ｄ内を係合位置へと移動し、図１０に示すように、プルスタッド部２ｅの膨出部分及び位置決め部材４６の円筒部４６ｂの内面に係合し挟持され、これにより、電極ガイド２が引き上げ機構４に対して固定される。
【００５７】
上述のように、本実施形態における引き上げ機構４においては、動力シリンダ４９によりリンク４８を回転させることで、電極ガイド２の固定及び開放を容易に行うことができる。加えて、リンク４８の利用により、動力シリンダ４９が加える水平方向の力を鉛直方向の力に変換して変位部材４２を変位させることが可能であるため、動力シリンダ４９をガイド支持具４０の背面に配置し、鉛直方向においてコンパクトな下側ガイドユニット１００を実現できる。
【００５８】
２．４．電極ガイド２の装着時の流路の接続
電極ガイド２の装着において、テーパ部２ａが嵌合孔３ａに嵌合すると、図４及び図６に示すように、第１流通経路９と第１供給路７とが第１接続口９ａ及び第１供給路出口７ａを介して接続され、第２流通経路１０と第２供給路８とが第２接続口１０ａ及び第２供給路出口８ａを介して接続される。これにより、電極ガイド２及びハウジング３内に形成された加工液流路同士及び圧縮空気の流路同士が各々接続される。
【００５９】
テーパ部２ａの嵌合孔３ａへの嵌合により、電極ガイド２の中心軸方向におけるハウジング３に対する電極ガイド２の位置は一意的に決まる。さらに、第１接続口９ａ及び第２接続口１０ａがテーパ部２ａの周方向に沿って延びる環状凹部を備えるため、周方向の任意の位置において第１供給路出口７ａ及び第２供給路出口８ａと各々接続可能であり、流通経路と供給路とをより容易且つ確実に接続することができる。電極ガイド２が装着された状態で、さらに、工具電極１を電極ガイド２の中心軸に沿って挿通させて装着することで、放電加工が可能な状態になる。
【００６０】
３．放電加工時のミスト生成
次に、放電加工時のミスト生成について説明する。
【００６１】
図４に示すように、加工液供給装置５から供給された加圧加工液は、加工液充填領域９ｃを経由して加工液噴出溝２ｃ１からミスト生成空間１０ｅへと噴出し、ミスト生成空間１０ｅにおいて圧縮気体と混合されることにより霧状に微粒子化し、噴射口２ｄから工具電極１に沿うようにミストとして噴射される。これにより、加工箇所近傍の加工屑を効率的に除去できる。
【００６２】
加工液をミスト状にして噴射する場合、加工箇所により近い下側ガイドユニット１００の下側でミストが生成されることが望ましい。加工箇所からより離れた位置で加工液が圧縮空気と混合すると、生成されたミストが加工箇所に移送される過程で凝集してミスト微粒子のサイズが大きくなり、加工屑の除去効果が低下する。本実施形態においては、第１接続口９ａと第２接続口１０ａとを相互に異なる高さに設け、テーパ部２ａのテーパ面２ｂに沿って両側をＯリング１４によりシールすることで、各接続口から漏れ出した加工液及び圧縮気体がミスト生成空間１０ｅに至る前に混合することを防止できる。これにより、良質のミストを生成し、加工箇所近傍に安定的に送ることが可能となる。
【００６３】
４．他の実施形態
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００６４】
１        ：工具電極
２        ：電極ガイド
２ａ      ：テーパ部
２ｂ      ：テーパ面
２ｃ      ：ダイス固定部
２ｃ１    ：加工液噴出溝
２ｄ      ：噴射口
２ｅ      ：プルスタッド部
３        ：ハウジング
３ａ      ：嵌合孔
３ｂ      ：テーパ面
３ｃ      ：付勢部材収容空間
３ｄ      ：連結孔
３ｅ      ：固定部材
４        ：引き上げ機構
５        ：加工液供給装置
６        ：圧縮気体供給装置
７        ：第１供給路
７ａ      ：第１供給路出口
８        ：第２供給路
８ａ      ：第２供給路出口
９        ：第１流通経路
９ａ      ：第１接続口
９ａ１    ：第１環状凹部
９ａ２    ：第１開口部
９ｃ      ：加工液充填領域
１０      ：第２流通経路
１０ａ    ：第２接続口
１０ａ１  ：第２環状凹部
１０ａ２  ：第２開口部
１０ｅ    ：ミスト生成空間
１３      ：環状溝
１４      ：Ｏリング
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ    ：ダイス
４０      ：ガイド支持具
４１      ：付勢部材
４２      ：変位部材
４２ａ    ：平板部
４２ｂ    ：円筒部
４２ｃ    ：突出部
４２ｄ    ：ボール
４２ｅ    ：ボール孔
４２ｆ    ：プルスタッド収容孔
４２ｇ    ：貫通孔
４３      ：外枠
４３ａ    ：スロット状貫通孔
４３ｂ    ：連結孔
４４      ：前枠
４５      ：後枠
４５ａ    ：連結部材
４５ｂ    ：連結ナット
４６      ：位置決め部材
４６ａ    ：平板部
４６ｂ    ：円筒部
４６ｃ    ：貫通孔
４６ｄ    ：ボール収容空間
４７      ：ガイドシャフト
４８      ：リンク
４８ａ    ：アーム部
４８ｂ    ：連結部
４９      ：動力シリンダ
４９ａ    ：シリンダ
４９ｂ    ：ピストン
４９ｃ    ：ロッド
４９ｄ    ：ジョイントブロック
４９ｄ１  ：ロッド導通孔
４９ｅ    ：ベース
１００    ：下側ガイドユニット
Ｂ        ：結合点
Ｃ        ：支点
【要約】
【課題】電極ガイドをより簡単に確実に着脱可能な構成であり、コンパクトな設計の下側ガイドユニットを提供する。
【解決手段】本発明によれば、ハウジングと、電極ガイドと、引き上げ機構とを備え、ハウジングは、嵌合孔を備え、電極ガイドは、テーパ部を備え、引き上げ機構は、ガイド支持具と、複数のリンクと、動力シリンダとを備え、ガイド支持具は、付勢部材と、変位部材とを備え、付勢部材は、変位部材を付勢可能に配置され、変位部材は、規制位置と開放位置との間を変位可能に構成され、複数のリンクは、ガイド支持具を挟んで配置され、動力シリンダが加える力により回転可能に構成され、変位部材が規制位置にあるとき、電極ガイドは付勢部材の付勢力によりガイド支持具に対して固定され、変位部材が開放位置に変位することにより、電極ガイドが下側ガイドユニットから脱去可能となるように構成される、下側ガイドユニットが提供される。
【選択図】図１【図１】
0006675514.tif 000005
【図２】
0006675514.tif 000006
【図３】
0006675514.tif 000007
【図４】
0006675514.tif 000008
【図５】
0006675514.tif 000009
【図６】
0006675514.tif 000010
【図７】
0006675514.tif 000011
【図８】
0006675514.tif 000012
【図９】
0006675514.tif 000013
【図１０】
0006675514.tif 000014
【図１１】
0006675514.tif 000015
【図１２】
0006675514.tif 000016
【図１３】
0006675514.tif 000017
【図１４】
0006675514.tif 000018