(57)【要約】【課題】自動電極供給装置とその動作が複雑化しており、コンパクトな自動電極供給装置を備えた細穴放電加工装置が望まれている。【解決手段】電極供給装置４は、ホルダ５と、フィーダ６と、マガジン７がそれぞれユニット化され一体化してなる。ホルダユニット５は、細穴電極２を摩擦力でクランプするクランプ孔を有するチャック２０と、チャック２０を回転子３１とし細穴電極２を回転させる回転装置３０と、チャック２０の回転を支持する軸受４０を含む。チャック２０のクランプ孔２１は、ストレート孔とテーパ孔とでなり、細穴電極２を摩擦接触する程度に挿通させて保持する。フィーダユニット６は、一対の送出ローラ６０と、送出ローラ６０を開閉する開閉装置８０と、送出ローラ６０を回転駆動させるモータ７１を含む。マガジンユニット７は、細穴電極２を複数収納しその１つを一対の送出ローラ６０に供給する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細穴電極を複数本用意し前記細穴電極を加工深さ方向に送り出して供給する細穴放電加工装置において、前記細穴電極を摩擦接触によって保持するチャックと、前記チャックを回転子として前記細穴電極を前記加工深さ方向の軸廻りに回転させる回転装置と、前記細穴電極を前記チャックの摩擦力に抗して前記チャックに挿通する一対の送出ローラと、前記送出ローラを開閉させる開閉装置とを備えた細穴放電加工装置。
【請求項２】
前記チャックが、前記チャックの本体に設けられたガイドスリーブに少なくとも３本の丸ピンを挿嵌して形成されるクランプ孔を有する請求項２に記載の細穴放電加工装置。
【請求項３】
前記細穴電極の直径より僅かに小さい幅を有する支柱部が形成されるように前記送出ローラの輪郭形状に合わせて対向するように形成された２つの窪部と、前記支柱部を抜けて前記加工深さ方向に穿設され前記細穴電極の直径より僅かに大きい直径を有する透孔と、前記窪部と前記透孔とにより前記支柱部に形成された露出孔とを有し、前記送出ローラの前記細穴電極と接触する方向への移動を規制するブロックを含んでなる請求項２に記載の細穴放電加工装置。
【請求項４】
細穴電極を複数本用意し前記細穴電極を加工深さ方向に送り出して供給する細穴放電加工装置において、
ガイドスリーブに３本以上の丸ピンを挿嵌して形成され前記細穴電極を保持するストレート孔と前記細穴電極を導入するテーパ孔とで成るクランプ孔を有し前記細穴電極に摩擦接触するチャックと、前記チャックを回転子とし前記加工深さ方向の軸廻りに前記細穴電極を回転させる回転装置と、を含んで構成されるホルダユニットと、
前記細穴電極を前記チャックの摩擦抵抗に抗して前記チャックに挿通する一対の送出ローラと、前記送出ローラを開閉し少なくとも前記細穴電極を加工深さ方向に送り出すときは送出ローラを閉じた状態にする開閉装置と、を含んで構成され、前記ホルダユニットの直上に設けられるフィーダユニットと、
各々１本の前記細穴電極を収納する複数のパイプケースと、前記複数のパイプケースの１つを選択して前記選択されたパイプケース内の細穴電極を前記送出ローラに供給するストッカとを含んで構成され、前記フィーダユニットの直上に設けられるマガジンユニットと、
を有する電極供給装置を備えた細穴放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工具電極として細穴電極を用いて穴加工を行なう細穴放電加工装置に関する。特に、φ０．１ｍｍ以下の細穴電極を複数本用意しておき、１本ずつ加工深さ方向に送り出して供給する電極供給装置を備えた細穴放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工装置は、工具電極と工具電極に対向配置された被加工物とで形成される加工間隙に加工電圧を印加して放電を発生させるとともに、工具電極と被加工物とを相対移動させて放電エネルギにより被加工物を所望の形状に加工する工作機械である。放電加工装置には、特に直径が数ｍｍ以下の微細穴を加工するための装置として細穴放電加工装置がある。
【０００３】
細穴放電加工の多くは、真直な貫通孔を穿孔することを目的とするから、工具電極の消耗特性よりも加工速度が重視される傾向にある。形彫放電加工に比べて相当高い電流密度の放電電流が供給され、工具電極の消耗が激しいことが細穴放電加工の特徴の１つである。したがって、細穴放電加工では、加工する貫通孔に対して十分長い細穴電極が用いられる。特に、被加工物の板厚が５ｍｍ以上で穴径がφ１ｍｍ前後以下のとき、外径がφ１ｍｍ以下で長さが数十ｍｍ〜３００ｍｍ程度の棒状あるいはパイプ状の銅あるいは銅タングステン製の細穴電極が多く使用されている。
【０００４】
細穴電極は、上述したように直径に対して相当長尺であるから、柳の枝のように垂れ下がる程度に剛性が低い。直進性を維持するために、チャックから突出する細穴電極の長さは、被加工物の板厚に合せて可能な限り短くされる。したがって、連続的に加工するためには、チャックから細穴電極をその消耗量に対応して順次送り出すことが要求される。細穴電極をその消耗量に対応して加工間隙に向かって加工穴の深さ方向（以下、単に加工深さ方向という）に送り出し、チャックから突出する長さを所要の長さに調整保持することができる手段として電極供給装置が知られている。
【０００５】
一方、被加工物の板厚が比較的厚いときは、チャックから突出する細穴電極の長さもより長くせざる得ないから、穴が曲がって加工される虞れがある。また、細穴放電加工における加工間隙の放電の状態が一般の形彫放電加工におけるいわゆるアークに近い状態でありながら、加工穴の深さが穴径に対して深くなっている。その結果、加工が進展しなかったり、細穴電極が被加工物に溶着する虞れがある。このようなことを防止する上で、細穴電極をその中心軸廻りに回転させることが有効であることが知られている。そのため、標準的な細穴放電加工装置は、回転機構を具備している。
【０００６】
特許文献１に示されるように、長尺の細穴電極を巻き回したボビンをリールに装着しリールから細穴電極を繰り出すタイプの細穴放電加工装置が知られている。このタイプの細穴放電加工装置は、相当量の連続加工でも細穴電極を交換する必要がない。しかし、このタイプの細穴放電加工装置は、真直な微細穴を加工するために、細穴電極を真直に矯正する機構が必要である。もっとも、加工精度に対する要求が高くなると、例えば、近年の細穴放電加工で要求されるφ０．３ｍｍ以下の細穴で数μｍオーダの真直精度を得ることは、たとえ細穴電極を矯正したとしても、得ることが難しい。また、構成上、必要な高速回転性能を有する回転機構を設けることが困難である。
【０００７】
別のタイプの細穴放電加工装置として、外径がφ０．１ｍｍ〜φ１ｍｍで長さが５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度の真直な細穴電極を複数本用意しておき、複数本の細穴電極を１本ずつ加工深さ方向に送り出すことができ、必要に応じて新しい細穴電極に交換できるように構成されている電極供給装置を備えた細穴放電加工装置が知られている。この種の電極供給装置は、数十から数百穴の多数個穴を連続加工することを可能にする。このタイプの細穴放電加工装置は、細穴電極を矯正する機構が不要である。しかしながら、このタイプの細穴放電加工装置は、細穴電極に十分な直進性を与えることができる保持機構、案内機構、送出機構、主軸の回転機構、および複数本の細穴電極を交換できる工具交換機構が必要である。
【０００８】
予め用意された複数本の細穴電極を１本ずつ加工深さ方向に送り出して加工間隙に供給する電極供給装置を備えた細穴放電加工装置の具体的な構成は、例えば、特許文献２または特許文献３に示されている。本願発明は、このタイプの細穴放電加工装置の改良に関する。
【０００９】
【特許文献１】
実開平３−１１５２６号公報
【特許文献２】
特開平５−１７７４５０号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
実公昭６３−４２９８４号公報（第２頁〜第３頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
電極供給装置を備えた細穴放電加工装置は、構成が比較的複雑であり、細穴放電加工装置の全高が被加工物の板厚に対して相当高くなる。しかも、その性能に対する要求が高まるにつれて、細穴放電加工装置の構成はさらに複雑化し、サイズも大型化する傾向にある。また、細穴電極を加工深さ方向に送り出すときの装置の動作もより複雑になりつつある。結果的に、複雑になった動作をサポートするいくつかの手段が要求されることになる。このようなことから、比較的コンパクトで簡単な構成の細穴放電加工装置が望まれている。
【００１１】
本発明は、１本ずつ加工深さ方向に送り出し、加工間隙に所定長さで供給することができる電極供給装置を備えた細穴放電加工装置を改良し、比較的コンパクトで簡単な構成であり、かつ動作がより簡素化された細穴放電加工装置を提供することを目的とする。その他の具体的な利点については、発明の実施の形態の説明において詳述する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の細穴放電加工装置は、細穴電極（２）を複数本用意し細穴電極（２）を加工深さ方向に送り出して供給する細穴放電加工装置において、細穴電極（２）を接触保持するチャック（２０）と、チャック（２０）を回転子（３１）として細穴電極（２）を加工深さ方向の軸廻りに回転させる回転装置（３０）と、細穴電極（２）をチャック（２０）の摩擦力に抗してチャック（２０）に挿通する一対の送出ローラ（６０）と、送出ローラ（６０）を開閉させる開閉装置（８０）とを備える。
【００１３】
好ましくは、チャック（２０）が、チャック（２０）の本体に設けられたガイドスリーブ（２５）に少なくとも３本の丸ピン（２６），（２７），（２８）を挿嵌して形成されるクランプ孔（２１）を有する。
【００１４】
また、好ましくは、細穴電極（２）の直径より僅かに小さい幅を有する支柱部（６７）が形成されるように送出ローラ（６０）の輪郭形状に合わせて円弧状に対向するように形成された２つの窪部（６６），（６６）と、支柱部（６７）を抜けて加工深さ方向に穿設され細穴電極（２）の直径より僅かに大きい直径を有する透孔（６８）と、窪部（６６），（６６）と透孔（６８）とにより支柱部（６７）に形成された露出孔（６９）と、を有する送出ローラ（６０）の細穴電極（２）と接触する方向への移動を規制するブロック（６５）を含んで構成する。
【００１５】
また、本願発明の細穴放電加工装置は、細穴電極（２）を複数本用意し細穴電極（２）を加工深さ方向に送り出して供給する細穴放電加工装置において、ガイドスリーブに３本以上の丸ピンを挿嵌して形成され細穴電極（２）を保持するストレート孔（２２）と細穴電極（２）を導入するテーパ孔（２３）とで成るクランプ孔（２１）を有し細穴電極（２）に接触保持するチャック（２０）と、チャック（２０）を回転子とし加工深さ方向の軸廻りに細穴電極（２）を回転させる回転装置（３０）と、を含んで構成されるホルダユニット（５）と、細穴電極（２）をチャック（２０）の摩擦抵抗に抗してチャック（２０）に挿通する一対の送出ローラ（６０）と、送出ローラ（６０）を開閉し少なくとも細穴電極（２）を加工深さ方向に送り出すときは送出ローラ（６０）を閉じた状態にする開閉装置（５０）と、を含んで構成され、ホルダユニット（５）の直上に設けられるフィーダユニット（６）と、各々１本の細穴電極（２）を収納する複数のパイプケース（９５）と、複数のパイプケース（９５）の１つを選択して選択されたパイプケース（９５）内の細穴電極（２）を送出ローラ（６０）に供給するストッカ（９１）とを含んで構成され、フィーダユニット（６）の直上に設けられるマガジンユニット（７）と、を有する電極供給装置を備えるものである。なお、上記符号は、説明の便宜上付されたものであり、本発明を実施の形態に限定するものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図１ないし図８を用いて本発明の細穴放電加工装置の好ましい実施の形態を説明する。図１は全体の構成を示し、図２はホルダを含む電極供給装置を示す。図２で示しきれない電極供給装置の詳細な部分の構成は、図３ないし図８に示される。
【００１７】
細穴放電加工装置１は、図１に示されるように、電極供給装置４と、ベッド１１と、テーブル１２と、サドル１３と、加工槽１４と、コラム１５と、スライダ１６と、を含んで構成される。被加工物３は、図１に点線で示されるように、加工槽１４内に載置される。細穴電極２と被加工物３のそれぞれに図示しない加工電源装置から給電され、細穴電極２と被加工物３との間に形成される加工間隙に所定の加工電流パルスが供給される。
【００１８】
テーブル１２は、図示しないサーボモータによって水平１軸方向（Ｘ軸）に往復移動可能にサドル１３上に設けられる。サドル１３は、図示しないサーボモータによってＸ軸に直交する水平１軸方向（Ｙ軸）に往復移動可能にベッド１１上に設けられる。加工槽１４は、テーブル１２上に載置される。コラム１５は、加工槽１４の後背部のベッド１１上に立設される。加工ヘッドは、コラム１５の前面に設けられ鉛直１軸方向（Ｚ軸）に沿って往復移動するスライダ１６と、スライダ１６上に設けられたユニット化されたホルダ５（以下、ホルダユニット）とを含んでいる。実施の形態の細穴放電加工装置において、鉛直１軸方向は細穴放電加工の主軸であって、細穴電極２の送出し方向である加工深さ方向である。
【００１９】
本発明の細穴放電加工装置１は、ホルダユニット５が電極供給装置４に一体的に設けられている。電極供給装置４は、ホルダユニット５と、ユニット化されたフィーダ６（以下、フィーダユニット）と、ユニット化されたマガジン７（以下、マガジンユニット）とを一体化して構成される。なお、電極供給装置４は、図示しない制御装置によって、工具電極である細穴電極２を加工間隙に向かって加工深さ方向に送り出すことを自動で行なうようにすることができる。
【００２０】
ホルダユニット５は、図２に示されるように、チャック２０と、回転装置３０と、軸受４０とを含んでなる。チャック２０の本体は、回転装置３０の回転子３１であり、軸受４０で直接支持されて回転する。したがって、ホルダユニット５は、細穴電極２を保持するホルダの機能と、細穴電極２を加工深さ方向の軸廻りに高速に回転させるスピンドルの機能を合せもつ。このため、実施の形態のホルダユニットは、比較的コンパクトでかつ簡単な構成である。実施の形態は、図３および図６に示されるように、チャック２０の下側ブロックを通電部材１７とし、通電ブラシ１８を通して加工電源装置からの電流を細穴電極２に供給するように構成している。なお、チャック２０の上面側に通電ブラシを設けて電流を供給するように構成させることができる。
【００２１】
チャック２０は、図６に示されるように、ストレート孔２２とテーパ孔２３とで成るクランプ孔２１を有する。テーパ孔２３は、細穴電極２を導入する側の開口２４に向けて拡大するように形成される。テーパ孔２３は、細穴電極２の送出し方向の軸線に対して僅かな傾斜が与えられている。チャック２０は、細穴電極２を摩擦接触した状態でクランプ孔２１に貫通させて保持する。したがって、本発明の細穴放電加工装置は、チャックを開閉させる保持機構を必要としない。そのため、本発明の細穴放電加工装置は、構成が簡単であり、コンパクトである。また、クランプ孔に挿通された細穴電極を加工間隙に送り出すとき、細穴電極を掴み替えるなどの複雑な動作が不要であるという利点を有する。
【００２２】
ストレート孔２２の直径は、具体的には、細穴電極２の外径より数μｍ〜十数μｍ大きく形成される。実施の形態のチャック２０は、ストレート孔２１の直径を細穴電極２の外径よりも０．０１ｍｍ大きくしている。したがって、細穴電極２は、ストレート孔２２を通過することができる。細穴電極２がストレート孔２２を通過するとき、図６に示されるように、細穴電極２は、ストレート孔２２を僅かな曲率で蛇行するようにして通過する。したがって、細穴電極２は、ストレート孔２２の内壁面に部分接触し、接触したときの摩擦力に抗して送り込まれる。その結果、ストレート孔２２の全体の長さを通して見ると、チャック２０は、細穴電極２を摩擦接触によって保持している。テーパ孔２３は、具体的には、細穴電極２の送出し方向の軸線に対して３度〜５度傾斜するように設けられる。実施の形態のチャック２０は、テーパ孔２３の傾斜を３度としている。テーパ孔２３は、剛性の小さい細穴電極２を、その細穴電極２に対して非常に小さいクリアランスしかもたないストレート孔２２に座屈することなく挿通させる作用を有する。
【００２３】
チャック２０は、より具体的には、図７に示されるように、チャック２０にストレート部分とテーパ部分を有するガイドスリーブ２５が形成され、ガイドスリーブ２５に３本の丸ピン２６，２７，２８が挿嵌されてなる。３本の丸ピン２６，２７，２８は、細穴電極２と摩擦接触する程度の直径を有するストレート孔２２と、細穴電極２が挿入される開口２４がある上側に向けて傾斜するテーパ孔２３とで成るクランプ孔２１を形成する。細穴電極２は、ストレート孔２２に波打つように挿通され内壁面に部分接触しているが、全体として見れば、実質的にほぼ線接触する状態で挿通されている。このように、３本の丸ピンでクランプ孔を形成することによって、細穴電極を線接触的に保持することができ、その結果、細穴電極を一層クランプ孔に挿通しやすくし、かつ確実に保持することができる。また、３本の丸ピンを含むチャックは、細穴電極に対して損傷を与えにくいという点で有利である。なお、図７において、回転装置のタービンロータとしてのタービンブレードは、図示省略されている。
【００２４】
チャック２０は、チャック２０が細穴電極２を回転可能に保持することができ、かつ送出ローラ６０の送り出す力で細穴電極２が座屈などすることなくクランプ孔２１を通過させることができるような摩擦力を細穴電極２に付与する。この摩擦力を付与するために、すでに述べたように、チャック２０の内径は、細穴電極２の外径に対して僅かに大きく形成される。このとき、細穴電極の材質に起因する剛性と硬度の差で適切なサイズに幅があるので、使用する細穴電極に対してチャックを交換する。例えば、φ０．０８ｍｍの銅タングステン製の細穴電極を使用するとき、チャックの内径をφ０．０９ｍｍとする。実施の形態のチャックは、細穴電極の外形が細穴放電加工に不適な程度に変形したり、細穴電極が反って真直性が失われることがなく、細穴電極を円滑に貫通させ、かつ確実に保持する。
【００２５】
細穴電極２は、クランプ孔２１のテーパ孔２３の開口２４からその先端が導入され、徐々に締付力が強められながら、細穴電極２とクランプ孔２１との間に生じる摩擦力に抗してクランプ孔２１に挿入される。クランプ孔２１に挿入された細穴電極２は、クランプ孔２１を貫通してチャック２０から突出する。細穴電極２がチャック２０から突出する長さは、基本的に、被加工物３の板厚に応じた所要の長さとするが、好ましくは、細穴電極２の消耗量と突出する部分の真直性も考慮して適宜決定する。クランプ孔がストレート孔とテーパ孔で構成されるとき、細穴電極が徐々に締付力が強められながらクランプ孔に挿入されるから、細穴電極はより円滑にクランプ孔に挿入され、一層座屈や損傷が生じにくい。
【００２６】
回転装置３０は、チャック２０を回転子３１とし加工深さ方向の軸廻りに細穴電極２を回転させる。回転装置３０は、図２に示されるように、回転子３１と、排気プレート３２と、ベアリングケース３３とを含んでなる。実施の形態の回転装置３０は、チャック２０である回転子３１をタービンロータとし、ベアリングケース３３をタービンケーシングとするエアタービンである。図３に示されるように、供給側のホース３４から導入されてくるエアは、噴出口３５から所定角度方向でタービンロータ３１の図６に示されるタービンブレード３７に噴射され、タービンロータ３１を回転させる。供給されたエアは、排気プレート３２内の排気経路を通って排出側のホース３６から排出される。
【００２７】
軸受４０は、タービンケーシング３３内に複数のベアリングを収納し、タービンロータ３１の回転を支持し案内する。タービンロータ３１は、１，０００〜５，０００ｒｐｍ程度で回転可能であり、細穴放電加工に実用上必要な回転を細穴電極に与えることができる。本発明の回転装置は、チャックを回転子としたので、コンパクトかつ簡単な構成とすることができ、芯振れなどが少ない利点がある。また、主軸の回転をエアタービンで行なう構成とする場合、主軸の回転装置の周辺にスピンドルモータやギアのような伝達機構などの部材を設ける必要がない。そのため、回転装置がよりコンパクトであり、かつ振動や騒音が少ないという利点を有する。また、剛性のない細穴電極に歪のない回転を付与して、より優れた直進性を与える。
【００２８】
フィーダユニット６は、図２に示されるように、ハウジング５０と、一対の送出ローラ６０と、駆動装置７０と、開閉装置８０とを含む。ハウジング５０は、図４に示されるように、本体ブロック５１とテンションブロック５２とで構成される。駆動装置７０は、少なくとも、駆動源であるモータ７１と複数のギアを含む伝達機構７２を有する。開閉装置８０は、スライドピン８１と複数のスプリング８２とを含み、ハウジング５０内に形成されたシリンダ室をスライドピン８１が往復移動する。カバー５３は、駆動装置７０を覆う部材である。
【００２９】
一対の送出ローラ６０は、互いに対向するように配置された駆動ローラである第１ローラ６１と従動ローラである第２ローラ６２でなる。送出ローラ６０は、細穴電極２を第１ローラ６１と第２ローラ６２で挟持する。送出ローラ６０は、挟持した細穴電極２を所定の送出し速度で加工深さ方向に送り出す。そして、送出ローラ６０は、細穴電極２をチャック２０と細穴電極２との間の摩擦力に抗してクランプ孔２１に挿通し、貫通させて、細穴電極２がチャック２０から突出するように細穴電極２を送り出す。
【００３０】
また、送出ローラ６０は、細穴電極２の消耗に合わせて細穴電極２がチャック２０から少なくとも被加工物の板厚に対応した所要の長さ突出するように、定期的に細穴電極２を加工深さ方向に送り出す。あるいは、送出ローラ６０は、細穴放電加工の進行の状態に対応して適時細穴放電加工を中断して細穴電極２を加工深さ方向に送り出す。細穴電極２を送り出す速度は、チャック２０の構造と細穴電極２の剛性により異なるが、おおよそ０．１ｍｍ／秒〜１．０ｍｍ／秒程度の比較的ゆっくりとした速度が望ましい。この送出し速度は、細穴電極２がチャック２０に挿入されるときに座屈しないことを実験的に確認して設定される。
【００３１】
駆動装置７０は、第１ローラ６１を回動する。駆動装置７０のモータ７１の駆動力は、複数のギアを含む伝達機構７２で第１ローラ６１に伝達される。開閉装置８０は、第２ローラ６２を第１ローラ６１に対してスライドさせる。第２ローラ６２は、加工深さ方向に対して直角の方向に往復移動する。送出ローラ６０の外周面は、細穴電極２を挟持するときに細穴電極２を損傷させないで細穴電極２をクランプ孔２１の摩擦力に抗して送り出すことができる所要の摩擦力と弾力性を有する材料で形成される。第１ローラ６１は、第２ローラ６２と協働して、チャック２０と細穴電極２との間の摩擦力に抗して細穴電極２をチャック２０に送り込む。
【００３２】
第２ローラ６２が第１ローラ６１に対して前進したときは、送出ローラ６０が閉じた状態になって、細穴電極２を圧潰しない程度に挟み込む。第２ローラ６２が第１ローラ６１に対して後退し第１ローラ６１と離れた位置に配置されたときは、送出ローラ６０が開かれた状態になり、細穴電極２を加工送り方向の軸廻りに回転させることができる。送出ローラ６０が開かれているとき、回転する細穴電極２が第１ローラ６１と接触しているが、特に細穴電極２の回転が妨げられることはない。もっとも、細穴電極２に送出ローラ６０が開放するとき、第１ローラ６１を細穴電極２に対して僅かに離れる方向に移動させて細穴電極２と接触しない構成にすることは可能である。この設計的変更は、第１ローラ６１の寿命を長くできるが、構成が比較的複雑になるので、適宜選択的に採用される。
【００３３】
図２および図８に示されるように、第１ローラ６１と第２ローラ６２との間に、送出ローラ６０の細穴電極２と接触する方向への移動を規制するブロック６５が設けられる。ブロック６５には、図８に示されるように、第１ローラ６１と第２ローラ６２のそれぞれの輪郭形状に合わせて円弧状に抉られるように形成された２つの窪部６６が設けられている。２つの窪部６６は、支柱部６７が形成されるように対向して形成される。窪部６６の対向する間隔の最も近い部分、言い換えれば、支柱部６７の最小幅は、細穴電極２の直径に対して０．０１ｍｍほど小さい。したがって、ブロック６５は、第１ローラ６１と第２ローラ６２とが閉じられたときに、所定の隙間をもって対向配置されるように第２ローラ６２の移動を規制する。例えば、細穴電極２のサイズがφ０．０８ｍｍのとき、窪部６６の対向する最小の間隔の距離、換言すれば、支柱部６７の最小幅は、０．０７ｍｍである。
【００３４】
ブロック６５には、支柱部６７を抜けて加工深さ方向に透孔６８が穿設される。透孔６８の直径は、細穴電極２の直径に対して０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍ程度僅かに大きい。支柱部６７の最小幅が細穴電極２の直径より僅かに小さいから、支柱部６７の最も細い部分に、２つの窪部６６と透孔６８とにより露出孔６９が形成される。細穴電極２が透孔６８に挿通されているとき、露出孔６９から細穴電極２の外面が張り出す。第２ローラ６２が移動して第１ローラ６１との間で細穴電極２を挟み込むとき、第２ローラ６２は、窪部６６で形成される支柱部６７で規制される。したがって、送出ローラ６０は、ブロック６５で規制される押圧力で細穴電極２と接触して送り出す。このような構成のブロックを設けた場合、送出ローラの回転を妨げず、細穴電極の損傷をより確実に避けることができる利点を有する。また、同時に細穴電極の送出し速度に対する座屈の可能性を低減し、細穴電極の直進性を保持することができる利点を有する。
【００３５】
電極ガイド６３，６４は、図２および図８に示されるように、送出ローラ６０の上下近傍に設けられる。電極ガイド６３は、後に説明されるストッカ９１と送出ローラ６０との間の送出ローラ６０側に近接した位置に設けられ、加工深さ方向に沿ってストッカ９１から供給される細穴電極２を送出ローラ６０に確実に案内する。実施の形態は、電極ガイド６３をブロック６５の透孔６８の開口の直上に設けている。また、電極ガイド６４は、送出ローラ６０とチャック２０との間の送出ローラ６０側に近接した位置に設けられ、加工深さ方向に沿って送出ローラ６０で送り出される細穴電極２をチャック２０のクランプ孔２１に確実に案内する。実施の形態は、電極ガイド６４をブロック６５の透孔６８の直下に設けている。
【００３６】
電極ガイド６３，６４は、チャック２０のクランプ孔２１に挿通される前の細穴電極２に直進性を付与し、細穴電極２が送出ローラ６０の近傍で逸脱したり座屈したりすることを防止する。電極ガイド６３，６４の案内孔の直径は、細穴電極２の外径より十数μｍ僅かに大きく形成されている。電極ガイド６３の上側の開口は、表面が鏡面のように研磨され、テーパ形状に形成されている。そのため、電極ガイドを設けた場合、細穴電極２の先端は、より確実に送出ローラ６０へ導かれる。
【００３７】
開閉装置８０は、図示しないエア供給源を駆動源とし、図２に示されるように、フレキシブルホース８３から導入される空気圧によってスライドピン８１をスライドさせるエアが導入されたとき、スライドピン８１は、スプリング８２の復元力に抗して第１ローラ６１の方向に第２ローラ６２を移動させる。その結果、送出ローラ６０は閉じた状態になる。一方、エア供給源からエアが供給されず、ハウジング５０の気密室内の圧力が常圧であるとき、スライドピン８１は、スプリング８２の復元力によって、第２ローラ６２を第１ローラ６１に対して後退させる方向に移動する。その結果、送出ローラ６０は開いた状態になる。開閉装置８０は、少なくとも細穴電極２を加工間隙に向かって加工深さ方向に送り出すときは、送出ローラを閉じた状態にして、細穴電極２を送り出せるようにする。また、開閉装置８０は、少なくとも細穴放電加工中は、送出ローラ６０を開状態にして、細穴電極２を加工深さ方向の軸廻りに回転可能にする。
【００３８】
実施の形態のフィーダは、細穴電極をチャックの摩擦力に抗して送り出すことができる手段として適している。実施の形態のフィーダユニットは、送出ローラ６０とその上下に設けられた電極ガイド６３，６４とをハウジング５０内に収納することで細穴電極２の確実な送出しを可能とするから、装置全体の高さを考える上で、従来の公知の電極供給装置を備えた細穴放電加工装置に比べて、特に不利になるものではない。
【００３９】
マガジンユニット７は、図２に示されるように、フィーダユニット６のハウジング５０の上側に一体的に取り付けられるマガジン装置９０と位置決め装置１００とでなる。マガジン装置９０は、ストッカ９１と、シャフト９２と、軸受９３と、リング９４を含む。マガジンユニット７は、フィーダユニット６に細穴電極２を１本ずつ供給する。マガジンユニット７は、円筒形状のストッカ９１の外周面に装着された複数本のパイプケース９５から細穴電極２を１本ずつ導出する。パイプケース９５は、ステンレス製の中空柱状体であり、それぞれ１本の細穴電極２を収納する。パイプケース９５は、内径が細穴電極２の直径より僅かに大きく、外径がストッカ９１の装着部９６よりも僅かに小さい。実施の形態では、φ０．０８ｍｍの細穴電極２のとき、内径がφ０．１０ｍｍで外径がφ０．２４ｍｍのステンレス製のパイプケース９５を使用している。
【００４０】
ストッカ９１は、シャフト９２を中心に回動することができる。ストッカ９１は、リング９４に設けられた位置決めのためのスリット９７と位置決め装置１００のピン１１０が係合するように回転される。そして、ストッカ９１は、装着されている複数のパイプケース９５の１つを選択して、選択されたパイプケース９５内の細穴電極２を送出ローラ６０に供給する。具体的には、図５に示されるように、ストッカ９１を回転させて、位置決め装置１１０によってストッカ９１にセットされた複数のパイプケース９５のうちの１つのパイプケース９５の開口が送出経路に位置決めされる。位置決め装置１１０は、パイプケース９５の開口をフィーダユニット６の電極ガイド６３のテーパ形状の開口に正確に位置決めする。
【００４１】
マガジンが、パイプケースに収納された１本の細穴電極をフィーダの電極ガイドに位置決めして送り出す構成である場合、細穴電極が引っ掛かる虞れがより少なくなり、より確実に細穴電極を供給することができる利点がある。また、パイプケース１本毎に細穴電極を１本ずつセットする構成であるから、多数本の細穴電極をストッカに収納して１本毎に送り出す構成の電極供給装置に比べて、０．１ｍｍ以下の細い細穴電極であっても詰まることがなく、良好に送り出すことができる。なお、実施の形態は、ストッカに４つのパイプケースをセットすることができ、４本の細穴電極を供給する構成であるが、設計的にそれ以上の数のパイプケースをセットするように変更することは困難なことではない。
【００４２】
細穴電極２の交換は、作業者が行なう。チャック２０は、摩擦力で細穴電極２を保持しているので、細穴電極２が消耗して送出ローラ６０で送り出せなくなったとき、チャック２０から突出している短くなった細穴電極２を容易に手で引き抜くことができる。作業者は、使用済の細穴電極２を廃棄した後、ストッカ９１を回動させてガイド６３の開口に新たな細穴電極２が入れられているパイプケース９５の開口を位置決めする。パイプケース９５の中の細穴電極２は、送出ローラ６０まで落下する。送出ローラ６０を閉じて送出ローラ６０を所定の速度で駆動させると、細穴電極２は、チャック２０の摩擦力に抗してクランプ孔２１を貫通する。
【００４３】
これまで説明された実施の形態の細穴放電加工装置は、ホルダ（保持機構）と、フィーダ（送出機構と案内機構）、マガジン（工具交換機構）のそれぞれの機構がユニット化され、容易に一体化することができる。同時に、保持機構が回転機構を兼用しているので、コンパクトかつ簡単な構成である。また、チャックは、細穴電極を把持解放する機能を要求しないので、コンパクトかつ簡単な構成である。そして、電極供給装置は、自然落下方式ではないから、消耗した細穴電極を送り出すために掴み替えを行なう必要がない。また、ホルダの下側に設けられ細穴電極の撓みを防止する下側ガイドやいわゆる中間ガイドは必ずしも必要ではない。そして、ホルダユニットが固定されるベース材を他の加工機の加工ヘッドに固定することによって、電極供給装置を容易に他の加工機の加工ヘッドに取り付けることができる。実施の形態の細穴放電加工装置は、結果的に、細穴放電加工装置の高さをより低くすることができる。
【００４４】
本発明の細穴放電加工装置および電極供給装置は、上述した実施の形態に限らず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で具体的な設計を変更して実施することができる。例えば、実施の形態の細穴放電加工装置は、各軸方向の移動装置がテーブルあるいはスライダが往復移動する構成であるが、クイルあるいはコラムが移動する構成であってよい。あるいは、実施の形態の細穴放電加工装置は、一対の送出ローラの１つが駆動する構成であるが、一対の送出ローラの２つが同期して駆動する構成とすることができる。また、各装置部材は、種々の変形、置換、応用が可能である。例えば、実施の形態のホルダは、３本の丸ピンで構成しているが、４本ないし５本の丸ピンで構成するように変形することができる。あるいは、実施の形態の細穴放電加工装置は、機械的な位置決め機構によってマガジンユニットを位置決めしているが、制御装置と角度割出装置によって位置決め制御するように構成させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の細穴放電加工装置は、概ね次のような優れた効果を奏する。本発明は、クランプ孔に摩擦接触で挿通することで締付力を与えるチャックを備えてなるので、細穴電極を把持解放する機能が不要であるから、簡単な構成である。また、本発明は、チャックを回転装置の回転子とし、チャックの回転を支持する軸受を設けた構成、換言すれば、保持機構が回転機構を兼用する構成であるので、コンパクトで構成が簡単である。また、本発明は、一対の送出ローラのみで細穴電極を送り出して保持する構成とすることができ、細穴電極の送出しにおける動作が簡素化される。そして、これらの改良によって、細穴放電加工装置の高さをより低くして細穴放電加工装置全体を比較的コンパクトにできる。その結果、作業性と操作性が向上し、また、作業効率および経済性が向上するという効果を奏する。特に、チャックにクランプ孔がストレート孔とテーパ孔とでなるとき、細穴電極が円滑にチャックに挿入される。また、３本の丸ピンでクランプ孔が構成される場合、チャックに挿入される細穴電極が座屈したりする虞れが小さい。その結果、作業性と操作性が格段に向上する効果を奏する。
【００４６】
また、本発明の細穴放電加工装置は、保持機構と主軸の回転機構、送出機構と案内機構、および工具交換機構を３つのユニットで構成することができ、電極供給装置が細穴電極の保持機構を含んで一体化され、細穴放電加工装置あるいはその他の放電加工装置の加工ヘッドにより容易に取り付けることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の細穴放電加工装置の実施の形態の全体の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の細穴放電加工装置の電極供給装置の実施の形態の全体の構成を示し、一部断面で内部を表わした正面図である。
【図３】図２に示す電極供給装置のホルダユニットを下側から見た平面図である。
【図４】図２に示す電極供給装置のフィーダユニットの水平断面を示す平面図である。
【図５】図２に示す電極供給装置のマガジンユニットを上側から見た平面図である。
【図６】図２に示す電極供給装置のチャックおよび回転装置の構成を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のチャックの詳細な構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態のブロックの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，細穴放電加工装置
２，細穴電極
３，被加工物
４，電極供給装置
５，ホルダユニット（ホルダ）
６，フィーダユニット（フィーダ）
７，マガジンユニット（マガジン）
２０，チャック
３０，回転装置
３１，回転子（タービンロータ）
４０，軸受
５０，ハウジング
６０，送出ローラ
６１，第１送出ローラ
６２，第２送出ローラ
６３，６４，電極ガイド
６５，ブロック
８０，開閉装置
８１，スライドピン
８２，スプリング
９０，マガジン装置
９１，ストッカ
９４，リング
９５，パイプケース
１００，位置決め装置
【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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