(57)【要約】【課題】所望の穴を精度良く短時間で被加工物に創生する。【解決手段】電極と被加工物の間に印加された電圧、穴をあけている間に電極と被加工物の間に供給される液体の電気伝導率、および、電極と被加工物の間のギャップ距離の少なくとも一つを制御した、電気火花ドリル。印加電圧の操作、接触停止機能を含む制御、犠牲電極を用いることを含む制御、ガイド機構の作動を包む制御によって、穴製作の操作、もしくは品質の改善をすることが出来る、電気火花ドリル。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と電極の間のギャップにおけるアークを創生するための電極、液体を該ギャップに供給するための液体供給源、該電極に電圧を印加するための電圧源、該電圧範囲としては、概ねアーク放電電圧に等しいか、アーク放電電圧の２倍までとし、電圧、液体の比抵抗率、被加工物に所望の穴を作成するためのギャップのサイズの維持等、少なくとも一つの制御をするためのコントローラを備える電気火花ドリル。
【請求項２】
電圧源によって印加される電圧においては、極間平均電圧よりも、極間開放電圧が高いことを特徴とする、請求範囲１の電気火花ドリル。
【請求項３】
電圧源によって印加される電圧が１７〜４０ボルトであることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項４】
該液体が高い伝導率液体であることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項５】
該液体が６０００〜１００００ｃｍΩの比抵抗率（１６７〜１００μＳの伝導率）を持っていることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項６】
コントローラはサーボ制御を含み、該サーボは、ギャップ電圧を測定して、進むか、位置保持するか、逆行することによって電極のギャップ距離を調整することを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項７】
前記サーボ制御が、パルスジェネレータによって作られた、スイッチング素子のオフ時間の終わりに発生するコントロールパルスに対応して、進めるか、位置保持するか、または逆行することを特徴とする、請求項６の電気火花ドリル。
【請求項８】
該コントローラーが、液体の比抵抗率に基づく、電極への印加電圧を制御するための電圧コントローラを包含するコントローラであることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項９】
該コントローラーが、液体の比抵抗率を制御するための比抵抗率コントローラを包含するコントローラであることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項１０】
該電極が少なくとも、ある種のエナメル、もしくは塗料によって被覆塗装されることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項１１】
接触停止要素は、電極が被加工物を貫通した際、閉回路を完成するために設置され、電極が接触停止要素に接触すると閉回路を完成させ探知信号を発生する。該探知器は信号を出し、信号に対応して電極送りを停止させることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項１２】
被加工物から金属陽イオンが移動するのを防ぐために、金属陽イオンが犠牲的電極から転出するように、該電極と被加工物の近くに犠牲的な電極を備えたことを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項１３】
接触停止ガイド機構は、電極が被加工物を貫通しつつある状態で芯ぶれ振動した際、電極がガイド機構に接触すると閉回路を完成させ探知信号を発生する。該探知器は信号を出し、信号に対応して電極回転を停止させることを特徴とする、請求項１の電気火花ドリル。
【請求項１４】
電極と被加工物の間のギャップにアーク放電を創生し、液体を該ギャップに供給する構成において、該電極に電圧を印加し、該電圧範囲としては、概ねアーク放電電圧に等しいか、アーク放電電圧の２倍までとし、該電圧、該液体の伝導率、また被加工物に所望の穴を作成するためのギャップのサイズの維持等、少なくとも一つの制御を行うことを特徴とする、電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項１５】
該印加電圧において、平均電圧よりも極間開放電圧が高いことを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項１６】
該印加開放電圧が１７〜４０ボルトであることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項１７】
該液体が高い伝導率液体であることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項１８】
該液体が６０００〜１００００ｃｍΩの比抵抗率（１６７〜１００μＳの伝導率）を持っていることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項１９】
前述の制御は、該電圧を測定して、電極を進めるか、位置保持するか、逆行することによって電極のギャップ距離を調整出来るようにしたことを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２０】
該制御が、パルスジェネレータによって作られた、スイッチング素子のオフ時間の終わりに発生するコントロールパルスに対応して、電極を進めるか、位置保持するか、逆行することを特徴とする請求項１９の方法。
【請求項２１】
該コントローラーが、液体の伝導率に基づく、電極への印加電圧を制御するための電圧コントローラを包含するコントローラであることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２２】
該コントローラーが、液体の伝導率を制御するための伝導率コントローラを包含するコントローラであることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２３】
該電極が少なくとも、ある種のエナメル、もしくは塗料により被覆塗装されることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２４】
接触停止要素は、電極が被加工物を貫通した際、閉回路を完成するために設置され、電極が接触停止要素に接触すると閉回路を完成させ探知信号を発生する。該探知機は信号を出し、信号に対応して電極送りを停止させることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２５】
被加工物から金属陽イオンが移動するのを防ぐために、金属陽イオンが犠牲的電極から転出するように、該電極と被加工物の近くに犠牲的な電極を備えたことを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【請求項２６】
接触停止ガイド機構は、電極が被加工物を貫通しつつある状態で振動した際、電極がガイド機構に接触すると閉回路を完成させ探知信号を発生する。該探知器は信号を出し、信号に対応して電極進行を停止させることを特徴とする、請求項１４の電気スパークによって穴を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は放電加工機（ＥＤＭ）に指向関連した、より特殊なものであり、電気火花式ドリルと電気火花により穴形成をするための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電極を使用して被加工物に穴形成する放電加工機（ＥＤＭ）には少なくとも２つのタイプがある。  ワイヤカット加工機と火花ドリル加工機である。火花ドリル加工機の範疇では，  液体が電極と被加工物の間に介在する。従来の火花ドリルでは油とかケロシン油が液体として利用されている。しかしながらこれらのシステムでは、電気火花により可燃性の油又はケロシン油に印火する可能性が高い。
【０００３】
２番目のタイプの火花ドリルについては、水を液体として使用する。すなわち従来の火花ドリル機ではアーク放電電圧の５倍程度の高電圧を利用し比抵抗率が１０万〜１００万ｃｍΩ程度の低伝導率の水を使用している。しかしながら適用された高電圧では電極を磨耗させ、時として電極の異常磨耗を招き、何れも問題である。
【０００４】
図１は電極１２で被加工物１０に１つ乃至それ以上の穴をあけるための従来の電気火花ドリルの例証である。電圧Ｖｇは電極１２と架台ベース１４（被加工物１０を支持）間に印加される。
印加電圧Ｖｇと加工液漕２０から供給される低伝導率の液体１８は、被加工物１０の穴を加工するために電極１２と被加工物１０のギャップ１６’でアーク放電するように設定してある。
ギャップ１６’の電圧Ｖｇおよび液体１８の伝導率はギャップを含むパラメータの組み合わせ、すなわち、望ましい「アーク放電状態」と２つの望ましくない状態「極間開放」または「極間短絡」をもたらす。
液体１８はギャップ１６と１６’へ、ポンプ２２を通して供給される。理想的にはアーク放電が電極１２の先端ギャップ１６’で起こるだけだと被加工物１０の穴は効率的に加工される。また、電極１２の側面ギャップ１６でアーク放電することは望ましくなく、被加工物１０の被加工効率と速度を下げることになる。
液体１８は通常、従来のシステムでは電気伝導率が１０〜１μＳ（比抵抗率１０万〜１００万ｃｍΩ）の範囲にある脱イオン化された純粋な水である。
ポンプ２２は通常、液体１８をおよそ５０気圧の圧力、６０〜１００ｃｃ／分程度の流量で供給している。
電圧Ｖｇは直流電源２４、スイッチング素子２６、電流制限抵抗２８、パルスジェネレータ３０を使用して供給され、増幅器３２およびＺ軸駆動増幅器３４、平均電圧コントローラ３６、参照電圧Ｖｒ、極間状態をフィードバックするための極間電圧ｖｇ’でギャップ制御回路を構成する。通常、直流電源２４はアーク放電電圧Ｖａの４〜６倍のオーダーの電圧を供給している。
【０００５】
ポンプ２２は高圧継ぎ手２３に液体１８を供給する。アンプ３４は電圧をモーターＭｚに供給する。モーターＭｚは図１で示されるように電極のＺ軸位置を制御する。モーターＭｃは電極１２の回転を制御する。電圧Ｖｇはブラシ接触３８を通して極間に供給される。
【０００６】
ギャップ電圧Ｖｇが、あらかじめ設定された電圧に達すると  電気火花またはアークはギャップ１６’に形成される。その結果アークエネルギーは電極１２から被加工物１０に移って留まり、被加工物１０上に高温爆発を引き起こし、その結果、被加工物１０の表面が分解され、通常溶かされ分散されて再凝固し加工チップとしてギャップ１６’に残留する。
また、電極１２の周期的な「ジャンプ上下動」による液体１８の揚水作用によってギャップ１６’からのチップの除去を行うことができる。
【０００７】
図２は図１で例証された従来の電気火花ドリルの動作状況を例証したものである。ピーク電圧Ｖｐは本質的には極間開放電圧に等しく、ギャップ１６’に開放回路を形成するのに必要な電圧である。ピーク電圧の印加の幅は平均電圧Ｖｍが一定値となるように極間サーボ制御されることにより得られる。アーク電圧Ｖａは電極１２が必要な穴を作成するために被加工物１０を加工する際に発生するギャップ１６’の火花電圧である。
【０００８】
図３は電極１２とギャップ１６と１６’の関係を詳細に例証するものである。図３で、より明確に例証されるように、電極１２内部の穴１３を液体１８が通る。それに加えて、印加電圧、および液体１８で，被加工物１０に貫通穴を形成するための先端ギャップ１６’にアーク放電を生成させている。しかしながら伝導率、開放電圧、およびギャップサイズが正しく選択されないならばアーク放電はギャップ１６で発生してしまい望ましくない。
ギャップ１６でアーク放電することは電極１２を異常摩耗させる。さらにアーク放電電圧の４〜６倍程度の高い電圧の場合は、図３で例証されるように電極１２の摩耗によって引き起こされる電極１２の先端部のテーパー形状により、残存部分（ストック部１１）ができてしまう。
【０００９】
電極１２が被加工物１０を完全に貫通して、反対側に抜けると液体１８はギャップ１６’に留まることができない。なぜなら、液体１８は貫通穴から外に出てしまい、ギャップ１６’では気中放電が発生してしまう。この状況ではストック残留部分１１を除去することはとても難しく、速い貫通速度も維持できなくなる。
【００１０】
図４は従来方式でのギャップ１６’とピーク電圧がアーク放電電圧Ｖａの２倍３倍４倍と５倍になった場合の関係を示す。
典型的なアーク放電電圧Ｖａは１７〜２０ボルトであり、図４のグラフのカーブは本質的に、ギャップ１６’における平均電圧とギャップ距離を示すものである。
図１と２で例証されているように、平均電圧制御装置３６は図４に示すごとく平均電圧の制御によりギャップ１６’の距離を制御する。
そして、図４の領域４０に示すアーク放電電圧Ｖａ付近での制御は電圧が低すぎることもあり結果として極めて困難である。
【００１１】
図５は、領域４０での制御の難しさを示すものである。図５で示す加工速度Ｗと加工電流Ｉｇの関係を、平均電圧を関数パラメータとし、直流電源２４を高電圧とした場合の図１のアレンジメントでのカーブを示したものである。
図５では、Ｖａの近くでのＷカーブが明確に急峻な変化をしていることが例証されており、アーク放電電圧Ｖａ付近での制御が、図１のアレンジメントでは極めて困難か、不可能であることを示している。
すなわち、加工速度カーブＷの急峻な変化領域においては、ギャップ１６’における正常アーク放電、開放状態、短絡状態を判断することは困難である。
すなわち、図１に示すようなピーク電圧Ｖｐが２Ｖａ，３Ｖａ，４Ｖａもしくは５Ｖａのように高い電圧である従来の制御システムでの結果としてである。
【００１２】
上記で述べたような電気火花ドリルの動作では、電極１２がギャップ１６’を介して被加工物１０に対向し加工がなされる。すなわち、ギャップ１６’にドリル加工液（液体１８）を供給し電気的放電をして結果として加工が行われる。また、仮に電気火花ドリル装置が被加工物１０の貫通加工に使用されるとか、トリミング金型加工に使われるなら、より高精度な構成が必要とされるであろう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
その結果、この動作は様々な金属とか金型を形成するのにも役に立つ。しかしながら、図１で例証されている従来のシステムには他のいくつかの欠陥がある、まず最初に、電気火花ドリルを使用して被加工物１０の穴を形成する従来の方法では自動的に電極１２が被加工物１０を貫通する瞬間を検出することができない。これまでは、電極１２による貫通を検出するのを作業者が監視する必要があった。
【００１４】
従って被加工物１０に穴を形成された後も電流は、電気火花ドリル加工作業を続けるために引き続き電極１２に供給されている。その結果、穴をあける名目上の時間は増加し、側面は過度に加工されてしまう。すなわち穴の寸法精度が、かなり低下してしまう。上で記述されるように、電極がいつ貫通するかを検出するために、穴をあける作業を終了するまで、作業者は厄介な監視作業をしなければならず作業効率が低下させられていた。
【００１５】
従来の電気火花ドリル装置では、その貫通終了後の被加工物１０の穴が細いチューブ状である電極１２で形成される場合は特に不利である。電極１２が被加工物１０に加工進行した後、電極１２の給送と回転によって電極チューブは芯ぶれ振動をしてしまう。被加工物１０に加工進行した後、電極チューブは直線状に進まなくなり、その結果形成される貫通穴の精度は悪くなってしまう。
【００１６】
また、電極１２と被加工物１０の極性は通常の放電加工とは反対なので、従来の電気火花ドリル装置にとって不利な状況がある。それは被加工物１０はプラス極性であり、電極１２はマイナス極性であるため、結果として被加工物１０から電極１２までのイオンの移動が起きることになる（金属陽イオンの溶出）。このイオン移動による電気化学的浸食は被加工物１０の侵食という意味で問題である。
【００１７】
従来の電気火花ドリル装置にはさらに不具合がある。それは電極１２は通常非常に細く、小さい内径と外径のために容易に破損とか変形を起こし、この電極１２を使用すると被加工物１０の被加工穴の品質が損なわれてしまう。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は電気スパークドリルと被加工物に穴をあける方法において、いくつかの具体例を指向するものである。穴をあける間、電圧が電極に印加され、適正な伝導率の液体を介して電極と被加工物をギャップを持って対向させ、被加工物に必要とする貫通穴を創成するために制御されるものである。
【００１９】
ドリル加工のための本発明の具体例として、電極に印加される電圧がアーク放電電圧の関数であり、電極と被加工物の間の液体の電気伝導率と電極と被加工物の間隙が関与しているということである。本発明の少なくとも１つの具体化は電極にかけられる電圧がアーク放電電圧に等しいか、アーク放電電圧の２倍までの範囲であるということを特徴とする。
【００２０】
本発明における別の具体例として、電極に印加する電圧の平均電圧に関するもので平均電圧はおよそ０．５〜０．８アーク放電電圧であることを特徴とする。
【００２１】
本発明のさらに別の具体例として、液体が高い伝導率液体であることが挙げられる。本発明の具体例として、高伝導率液体は６０００〜１００００ｃｍΩ程度の比抵抗率（伝導率１６７〜１００μＳ）である。
【００２２】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと必要な貫通穴をあける方法に指向するものであるが、極間間隙のサーボは電極にかけられる電圧を測定し、電極と被加工物の間のギャップを適正に制御することにより為されることを特徴とする。
【００２３】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと必要な貫通穴をあける方法に指向するものであるが、コントローラが電極に印加する電圧を、電極と被加工物の間に供給される液体の電気伝導率に応じて制御するものである。
【００２４】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと必要な貫通穴をあける方法に指向するものであるが、ギャップで適正なアーク放電をするように、コントローラが電極と被加工物の間に提供される液体の電気伝導率を測定し伝導率が増加するか低下するに応じて適切な伝導率になるように、適正な伝導率の液を供給して制御するものである。
【００２５】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと必要な貫通穴をあける方法において、貫通後の接触停止を特徴とする。  電極が被加工物を貫通して完全に抜け終わったのを、電極が接触板などの要素に接触したことで検知するものである。
検知回路により電極が接触板などの要素に触れた時、電極送給停止信号が発生し、電極の更なる進行を食い止めることが出来る。
【００２６】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと必要な貫通穴をあける方法において、金属陽イオンの、被加工物から電極までの溶出移動を抑えることが出来るように犠牲電極を利用することを特徴とする。被加工物から金属イオンが溶出する代わりに、陽イオンはプラス極性の犠牲電極からマイナス極性の電極側に移動することになる。
【００２７】
さらに別の具体例として、本発明は電気火花ドリルと所望の穴をあける方法において、ガイドの構成によって電極の芯ぶれ回転を検出するものである。電極が芯ぶれ回転をするならば、電極はガイドのもうひとつの構成要素に触れる。この構成要素でもって電極送給モーターを止めるための信号を制御する回路を構成している。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図６に示したものは本発明の模範的な例証である。本発明の例証である図６の電気火花ドリルは、図１で例証された従来の電気火花ドリルによく似ており、従って数字で示した同様の要素や記述はここでは省略される。本発明になる図６の実施例と、図１に示す従来の電気火花ドリルとの違いは、本発明のタンク２０の中の液体１１８の電気伝導率である。図６に示す本発明で使用する液体１１８の電気伝導率は１６７〜１００μＳ（比抵抗率６０００〜１００００ｃｍΩの範囲で利用される。
このような高伝導率液体としては標準の都市水道水も該当する。これは図１の従来の電気火花ドリルで利用している純粋な脱イオン化水１８のように高価ではない。さらに高伝導率液体１１８の使用は、図６の電気火花ドリルが、図１にしめす従来の電気火花ドリルのピーク電圧よりはるかに低い電圧で作動することを可能としている。その結果、図６の具体化例では、従来機に比べはるかに低電圧の直流電源１２４を使用している。
【００２９】
さらに本発明のこの具体例における低ピーク電圧の使用は、図７で例証されるように電極１２の摩耗低減に効果がある。本発明のこの具体例では、低ピーク電圧のために、アーク放電がギャップ１６には起きず、制御されたギャップ１６’にだけ起き、その結果ストック部１１が残らないで、より良い貫通穴が作られる。
【００３０】
さらに、ギャップ１６ではアーク放電が発生しないので、電極１２は、より均等な摩耗となる。なぜならピーク開放電圧が低いので、図６の具体例の場合、図３で例証されるギャップ１６より小さいギャップ１６’で加工することになる。最終的案としてピーク開放電圧が低いので電極１２をエナメルや塗料でコーティング塗装すると、この性能をさらに向上させることができる。そのようなエナメルか塗料１７は、図１の従来の電気スパークドリルでの採用においては、高い電圧によって容易に放電除去されてしまい効果は無かった。
【００３１】
図８は図１と関連して図４グラフと同様の図６の具体例のグラフを例証するものである。図８によって明らかに例証されるように、より高い伝導率液体１１８を利用した場合、電気火花ドリルは、ほぼアーク放電電圧に近い低電圧での加工が可能となる。この低電圧は、電極のより少ない摩耗をもたらし、被加工物１０に、より望ましい貫通穴を開けることが出来る。図８における２つの曲線は、２００〜１００μＳ（比抵抗率５０００〜１００００ｃｍΩ）と、５〜１μＳ（比抵抗率２００００〜１００００００ｃｍΩ）の２つの異なった伝導率範囲の液体の場合の例証である。
【００３２】
図９は図１で例証される従来の電気ドリルの加工進行速度Ｗと加工電流Ｉｇと、図６で例証される具体例での加工進行速度Ｗと加工電流Ｉｇの比較である。図９においてＷ１とＩｇ１は図１で例証される従来の電気火花ドリルに対応しており、Ｗ２とＩｇ２は図６で例証される本発明の具体例に対応している。
【００３３】
グラフの曲線カーブＷ２によって例証されるように、図６の具体例の、低電圧／高伝導率の組み合わせ応用例の場合、図１の従来の電気火花ドリルより広い操作範囲を加工において提供することができる。図６の具体例の低電圧／高伝導率の組み合わせ応用例における低電圧は、非常にアーク放電電圧Ｖａに近い平均電圧での制御をも可能にする。図６の具体例で、アーク放電電圧Ｖａの１／２に平均電圧に低下しても不安定になったり制御不能になること無く加工制御できることを図９に示した。
【００３４】
図１０は本発明の別の具体例を例証している、サーボ回路５０とサーボアンプ５１は電極送給モータＭｚに提供される電圧を制御するのに使用される。図１０の具体例では、加工中に於けるギャップ１６’の電圧が抽出され、サーボ５０は「前方に進む」「停止」「逆方向に後退」を制御する。
【００３５】
図１１は図１０の具体例における波形を示すものである。Ｖｇは電極の持つインダクタンスや浮遊容量の影響を受けない純粋なギャップ電圧、Ｉｇはギャップ電流、ＶｏｐｅｎとＶｓｈｏｒｔはギャップ１６’において発生する電圧である。Ｃｐはコントロールパルス（チェックパルス）であり、該コントロールパルスはパルスジェネレータ３０から発生し、該Ｃｐはスイッチング素子２６のオフ時間の終わりに発生する。スイッチング素子２６はパルスジェネレータ３０によって駆動される。
サーボ回路５０は常にサーボ電圧Ｖｓｅｒｖｏの状態を示す。Ｖｇ、Ｖｏｐｅｎ、Ｖｓｈｏｒｔ波形はギャップ間隙が、開放状態か、ショート（短絡）状態か、または正常な状態かを常に示している。ギャップ間隙電圧がＶｓｈｏｒｔよりも低い電圧であれば  ギャップ状態は短絡状態である。また、Ｖｏｐｅｎ電圧より高い電圧であれば、ギャップ状態は開放状態である。ＶｏｐｅｎとＶｓｈｏｒｔの間に電圧波形があるならば、ギャップ状態は正常なアーク放電状態である。Ｃｐは、サーボ動作がシステムを正常なアーク放電状態に移行させるために、この波形フォームの各ポイントでサンプリングするためのパルスである。
【００３６】
図１２は図１０のサーボ回路５０の具体例である。この回路は単に模範的例であり、普通の回路技術で知られているような他の回路事例も利用することができる。
【００３７】
図１３は本発明の別の具体例であり、極間開放電圧が、液体１１８の電気伝導率の変化に従って制御されるものである。図１３で例証される具体例では、加工容器５２中に於いて電極１２は被加工物１０の中で加工され、適当な容器構造体に廃液５４（高電気伝導率液体１１８と加工の廃スラッジと加工の結果生成する粒子を含む）は排出される。
廃液５４はタンク２０’に送られ、２０’はタンク２０の中の液体１１８と同じ伝導率を保っている。廃液５４はフィルタ１５６を介して粒子を除去し、ろ過した液４４としてポンプ１２２を通しタンク２０に送られる。
【００３８】
センサ１５８は液体１１８の伝導率を検出する。（通常、交流電流の測定をすることによって伝導率を検出できる。また、他の測定方法で伝導率を測定するのは可能である）。
センサ１５８の出力は、タンク２０の中の液体１１８の伝導率によって、電極１２と被加工物１０に供給する印加電圧Ｖｇのオープン電圧を制御する電圧コントローラ１６０に供給される。
この方法によって、液体１１８の伝導率が減少するか、または増加しているかによって、電圧を増加させるか、または減少させるかができる．
【００３９】
図１４は図１３のオープンな電圧コントローラ１６０の模範的な実現例である。この実施については、いろいろな知られた技術で実現することはもちろんである。
【００４０】
図１５は、電気火花ドリルを制御するのに電磁バルブコントロールを利用する本発明の他の具体的実施例である。
図１５の具体化例は、図１３の具体化例に似ており、第３番目のタンク２０”に純水か脱イオン水を容れ、この純水か脱イオン水である２１８を第３のポンプ２２２でもってタンク２０’からタンク２０にバルブ６０の状態に応じて送給する。バルブ６０は電磁バルブコントローラ２６０によって開放閉鎖操作される。
電磁バルブコントローラ２６０は、液体１１８の伝導率を測定しているセンサ１５８の出力により動作する。伝導率が高過ぎると電磁バルブコントローラ２６０が、バルブ６０を開き、脱イオン水が、液体１１８の伝導率を減少させるべく、タンク２０’からタンク２０に注入される。このように違ったやり方で、図１３で例証した具体例のように、図１５で例証された具体例においても本質的には同様な動作をする。
【００４１】
図１６は図１５に示した電磁バルブコントローラ２６０の具体的実施例である。電磁バルブコントローラ２６０はセンサ１５８からの電流信号Ｉｓ（液１１８の伝導率を示す）を受け、脱イオン水、もしくは純水２１８で液体１１８の伝導率を下げるために、バルブ６０への開放・閉鎖信号を発生し、タンク２０’からタンク２０に、該液を供給するかどうかを制御する。
図１６で例証された模範的実施例について、いろいろな知られた技術で実現しうることは当然のことである。
【００４２】
図１７は本発明のさらに別の具体化例である。  図１７の具体化例は２つの追加的特徴のある発明の例証である。  これらの２つの特徴は一緒に記述されるが、これらが、別々に使用されるか、または他の特徴と組み合わせて記述されるかについては留意しておいてもらいたい。
図１７の第一の特徴は接触停止である。１２は接触によって閉回路を形成し、電極１２が被加工物１０を完全に通り抜けたとき、電極送り停止の信号を発生させドリル動作を停止させる。
図１７の具体的実施例では、電極１２は接触検知板７０に接触するようになっている。接触停止回路７２（これも模範的例であるが）においては接触検知板７０および電極１２が接触感知回路を形成する。電極１２が接触検知板７０に接するとＭｚモーターを止めるべく信号が発生する。また、接触検知板７０と電気火花ドリルの定盤との短絡を避けるために、ゴムシート７４などで絶縁している。
【００４３】
図１７で例証される具体例の２番目の特徴は、犠牲的電極８０の使用である。通常の使用操作においては、電極１２はマイナス極性に、被加工物１０はプラス極性に設定している。これらの極性の組み合わせにより、プラス極性の被加工物１０の表面からの金属プラスイオンがマイナス極性の電極１２に電解転移し、その結果、一種の腐食を引き起こす。事実、被加工物１０がコバルト等の結合材を持つ、タングステンカーバイドなどの圧縮粉末合金であると、そのような被加工物１０は容易に電解浸食される。これは金属プラスイオンの被加工物１０から電極１２までの電解転移のためである。
【００４４】
被加工物１０から電極１２へのイオン移動の確率を減少させるために、犠牲的電極８０が提供される。この電極８０は、被加工物１０より高い電圧のプラス極性にしてある。その結果、被加工物１０が浸食される代わりに、金属プラスイオンは犠牲的電極８０から溶出される。代替の具体例として電極１２と被加工物１０の極性を逆にすることも可能である。
【００４５】
図１８で例証した本発明のさらに別の模範的な具体例では、図１７で記述された接触停止機能の特徴を、電極ガイド機構の特徴と結合させたことにある。
極度に細いチューブである電極１２の外径と内径は非常に細く、これを使用するとき、電極１２が芯ぶれ振動することが起こりうる。これは上質の穴を加工するのには好ましくない。
その結果、ガイドセンサ９０（ほぼ、電極１２の中央部を円環状に囲んでいる）が提供されている。電極１２が過剰に振動しだすと、電極１２は、ガイドセンサ９０に接触して閉回路を構成するため電流Ｉｔ１が発生する。この電流が検知されると、電極１２がガイドセンサ９０に触れているということを示し、電極回転モーターＭｃは停止させられる。
【００４６】
図１７の具体例では接触停止の特徴と犠牲的な電極の特徴が、組み合わされて記述されている。さらに、  図１８では、接触停止の特徴と電極ガイド機構の特徴を組み合わせた例で記述している。
しかしながら、本発明はこれらの組み合わせのみに制限されるべきでない。特に、接触停止の特徴、電極ガイド機構の特徴および犠牲的電極の特徴は組み合わせによっては、すべてが一緒に利用されうる。同様に、他の組み合わせもまた、技術分野における１つの技能として知られている。
【００４７】
ここに於いて、様々な特徴を記述してあることに着目されるべきである。伝導率とか電圧制御に関して、これらの特徴が単独か組み合わせて使用されるかもしれないが、必要な結果を得るのにパラメーを制御して記述した制御をするとか、もしくは、他の制御をすることは当然である。
【００４８】
なおその上、着目すべきは、その他の特徴、すなわち、ここで記述した犠牲的電極、接触停止、およびガイド機構等が単独で、もしくは組み合わせて実行されるか、または、上述した、伝導率や電圧コントロール等の特徴のすべてと組み合わせて、実効されるかである。
【００４９】
発明は、このようにして記述されているが、この記述内容を、多くのやり方で変化させても同じであることは明らかである。
そのような変化は発明の精神と範囲から分離したものとは見なされず、すべての変更は、明白に技術における１つの技能として、上記の請求の範囲の中に含まれる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように高精度に短時間で穴あけ加工ができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電気スパークドリルの例証である。
【図２】図１の従来の電気スパークドリルの電圧と電流の関係を示すグラフ曲線である。
【図３】図１の従来の電気スパークドリルの電極１２について、より詳述したものである。
【図４】極間電圧が、ピーク電圧Ｖｐとギャップの長さに関する関数として、どのような関係になるかを例証したものである。
【図５】平均電圧とギャップ距離に関する関数として、電極の進行速度と電流の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の電気火花ドリルの具体例を例証したものである。
【図７】図６における電極についての例証である。
【図８】図６における平均電圧とギャップの長さとの関係を示すものである。
【図９】図６に示した具体例における、電極進行速度（加工速度Ｗ２）と電流（Ｉｇ２）の関係と、図１に示す従来の具体例における電極進行速度（加工速度Ｗ１）と電流（Ｉｇ１）の比較をしたものである。
【図１０】本発明における、適用された電圧により適切にサーボ制御する具体化の例証である。
【図１１】図１０に示した具体例による制御時の波形である。
【図１２】図１０に示したサーボの具体例に関する、より詳細な説明である。
【図１３】液体の伝導率に従って応動する印加開放電圧の制御を実行する本発明の別な具体化例証である。
【図１４】図１３に示した印加開放電圧の制御装置の具体化例のより詳細な説明である。
【図１５】低伝導率液体を利用する際、液体の伝導率によって外部の低伝導率液体を供給するかどうかを制御する電磁バルブに印加する電圧を制御する装置の具体化例である。
【図１６】図１５の電磁バルブコントローラの具体化例のより詳細な説明である。
【図１７】犠牲電極と接触停止機能を含んだ、本発明の別の具体化例である。
【図１８】電極ガイド機能と接触停止機能を実行するようにした本発明の別の具体化例である。
【符号の説明】
１０        被加工物
１１        ストック部
１２        電極
１３        穴
１４        架台ベース
１６        ギャップ
１６’      制御されたギャップ
１７        エナメルまたは塗料
１８        脱イオン化水
２０        タンク１
２０’      タンク２
２０’’    タンク３
２２        ポンプ（Ｐ１）
２３        高圧継手
２４        直流電源
２６        スイッチング素子
２８        電流制限抵抗（Ｒｏ）
３０        パルスジェネレータ
３２        増幅器
３４        Ｚ軸駆動増幅器
３６        平均電圧制御装置
３８        ブラシ
４４        ろ過した液
５０        サーボ回路
５１        サーボアンプ
５２        加工容器
５４        廃液
６０        バルブ
７０        接触検知板
７２        接触停止回路
７４        ゴムシート
８０        犠牲的電極
９０        ガイドセンサ
１１８    低伝導率の液体
１２２    ポンプ（Ｐ２）
１２４    直流電源（Ｅｏ）
１５６    フィルタ（Ｆ）
１５８    センサ
１６０    電圧コントローラ
２１８    純粋または脱イオン水
２２２    ポンプ（Ｐ３）
２６０    電磁バルブコントローラ
Ｖｇ        印加電圧（極間電圧）
ｖｇ’      極間フィードバック電圧
ｖｇ        実際に検出可能な極間電圧
Ｖｒ        参照電圧
Ｍｚ        Ｚ軸駆動モーター
Ｍｃ        電極送給モーター
Ｖｐ        ピーク電圧
Ｖｍ        平均電圧
Ｖａ        アーク電圧
Ｖｏｐｅｎ        極間１６’において発生する極間開放状態検出レベル電圧
Ｖｓｈｏｒｔ    極間１６’において発生する極間短絡状態検出レベル電圧
Ｖｓｅｒｖｏ    サーボ電圧
ＶＬｏ      電極のインダクタ成分に発生する誘起電圧
Ｌｏ        電極のインダクタ成分
Ｃｏ        電極と被加工物の間に存在する浮遊容量
Ｉｇ        加工電流（ギャップ電流）
Ｉｇ１    従来の方法における加工電流
Ｉｇ２    本発明における加工電流
Ｉｓ        電流信号
Ｉｔ１    電極が被加工物に接触した際のセンサ電流
Ｉｔ２    電極がガイドセンサに接触して流れるセンサ電流
Ｉｐ        ピーク電流
Ｗ            加工進行速度
Ｗ１        従来の加工進行速度
Ｗ２        本発明の加工進行速度
Ｃｐ        コントロールパルス（チェックパルス）
Ｅｏ        直流電源
ＥＡＣ      交流電源
Ｔｏｎ    通電時間
Ｔｏｆｆ    断電時間
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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