(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、
前記切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、
前記複数の切断ワイヤ部分間に設置した前記高周波電流の通電を阻止するための高周波絶縁要素と、
前記複数の切断ワイヤ部分に対応して前記ガイドローラ間で複数回巻回しされる電極ワイヤの内、一部の巻回しに対応し、前記高周波絶縁要素を設けたワイヤ電極のみを巻きかける補助ローラーと、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
高周波絶縁要素は誘導成分で構成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３】
高周波絶縁要素はローパスフィルタで構成され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】
１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、前記複数の切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、貫通穴を有し、互いに磁気的に絶縁された磁性体コア及びこの貫通穴を一回貫通する前記ワイヤ電極で構成され、前記各切断ワイヤ部分間に設置された高周波絶縁要素と、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
磁性体コアは複数の磁性体を組み合わせて閉磁路を形成する分割コアであることを特徴とする請求項４記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、前記複数の切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、前記複数の切断ワイヤ部分間に設置し、前記ワイヤ電極に一端を、接地等の定電位点に他端を接続したコンデンサを含み、互いに磁気的に絶縁されたローパスフィルタである高周波絶縁要素と、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたワイヤ放電加工装置。
【請求項７】
高周波絶縁要素であるローパスフィルタはコンデンサと、１の切断ワイヤ部分に対応した巻回し一回分のワイヤ電極の抵抗とで構成されたＲＣフィルタであ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８】
高周波絶縁要素であるローパスフィルタはコンデンサと、誘導成分とで構成されたＴ型フィルタであ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤ状の工具電極と被加工物との間に放電を発生させることにより、被加工物の一部を除去することで被加工物を加工するワイヤ放電加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工により柱状の部材等の被加工物から薄板をスライス加工する場合、１本の電極ワイヤを複数のガイドローラー間に複数回巻回すことにより、被加工物の被加工面に対向して形成される複数の電極ワイヤ部分を複数の切断ワイヤ部分とし、それぞれの切断ワイヤ部分に個別に給電し、各切断ワイヤ部分と被加工物の加工面との間のギャップ長、所謂放電ギャップ長を所定の値に保持することにより、各切断ワイヤ部分と被加工物の加工面との間に同時に放電を生ぜしめて、被加工物に対する上記スライス加工の生産性を向上させる試みが提案されている（例えば特許文献１）。この場合、すべての切断ワイヤ部分は元々１本の電極ワイヤからなるものであるから、互いに導通しているが、特許文献１では、それぞれの切断ワイヤ部分の間で、電極ワイヤをガイドローラーに多数回巻回することによりコイルを形成すれば、このコイルのインピーダンスによりそれぞれの切断ワイヤ部分を流れる高周波電流に対する絶縁性が高まるので個別に給電可能としている。また、当該文献では単一のガイドローラーに電極ワイヤを巻回することによりそれぞれのコイルを形成すればよいとも述べられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９４２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなワイヤ放電加工装置にあっては、単一のガイドローラーに電極ワイヤを巻回することにより複数のコイルが形成されているので、一つのコイルに電流が流れることにより生じる磁界の多くが、他のコイルの内部を通過する。つまり、このような構成では任意の二つのコイルから形成される相互インダクタンスが非常に大きく、すべてのコイルは電磁気的には密接に結合された状態となっている。また、ガイドローラーには鉄などの高透磁率材料が使われることが多いということ、及び各切断ワイヤ部分間の独立性を高める目的で、各切断ワイヤ部分間の切断に直接かかわらない部分の電極ワイヤ長をできるだけ大きくし、それにより、各切断ワイヤ部分間の電極ワイヤの抵抗分による直流インピーダンスが大きくなるようにコイルの巻数を多くする傾向があることから、上記結合状態が強くなる傾向がある。したがって、一つの切断ワイヤ部分で放電が発生して電圧変動が生じた場合には、すべての切断ワイヤ部分にその影響が非常に大きく現れるから、実際にはそれぞれの切断ワイヤ部分へ個別給電しても各切断ワイヤ部分相互の加工時の独立性を保つことは非常に困難になるという第一の課題がある。
【０００５】
また、昨今のようにスライス加工厚さの低減が求められている場合には、隣接する切断ワイヤ部分の間隔が狭くなるため、電極ワイヤを単一のガイドローラーに多数回巻回することによってコイルを形成することが実質的に困難になるという第二の課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この第一の発明にかかるワイヤ放電加工装置は、１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、前記切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、前記複数の切断ワイヤ部分間に設置した、前記高周波電流の通電を阻止するための高周波絶縁要素と、前記複数の切断ワイヤ部分に対応して前記ガイドローラ間で複数回巻回しされる電極ワイヤの内、一部の巻回しに対応し、前記高周波絶縁要素を設けたワイヤ電極のみを巻きかける補助ローラーと、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたものである。
【０００７】
また、この第二の発明にかかるワイヤ放電加工装置は、
１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、前記複数の切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、貫通穴を有し、互いに磁気的に絶縁された磁性体コア及びこの貫通穴を一回貫通する前記ワイヤ電極で構成され、前記各切断ワイヤ部分間に設置された高周波絶縁要素と、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたものである。
【０００８】
また、この第三の発明にかかるワイヤ放電加工装置は、
１本のワイヤ電極を複数のガイドローラー間に複数回巻回して形成される、被加工物の被加工面に対向して形成される複数のワイヤ電極部分である複数の切断ワイヤ部分と、前記複数の切断ワイヤ部分に個別に高周波電流を給電する加工電源と、前記複数の切断ワイヤ部分間に設置し、前記ワイヤ電極に一端を、接地等の定電位点に他端を接続したコンデンサを含み、互いに磁気的に絶縁されたローパスフィルタである高周波絶縁要素と、前記各切断ワイヤ部分と前記高周波絶縁要素との間に設置された前記高周波電流給電用給電子ユニットとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この第一の発明によれば、補助ローラーに一部の巻回しに対応し、前記高周波絶縁要素を設けたワイヤ電極のみを巻きかけることによって電極ワイヤ間隔の広い部分が形成されるので、隣接する切断ワイヤ部分の電極ワイヤ間隔が狭くなっても高周波絶縁要素の設置が可能となり、各切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００１０】
また、この第二の発明によれば、高周波絶縁要素を簡便な構造で小型化できるので、切断ワイヤ部分の隣接する電極ワイヤ間隔が狭くなっても高周波絶縁要素を設置可能となり、各切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００１１】
また、この第三の発明によれば、電極ワイヤを流れる電流に対してローパスフィルタを形成できるので、各切断ワイヤ部分相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態を説明する前に、本発明の原理的な構成を説明する。
図７は本発明の原理的な構成によるワイヤ放電加工装置を示す構成図である。ワイヤボビン１から繰り出された電極ワイヤ２は、複数のガイドローラー３ａ〜３ｆ間を複数回、互いに微小な間隔を隔てて巻回され、その結果、被加工物の被加工面に対向して形成される複数の電極ワイヤ部分が形成される。この被加工面に対向した各電極ワイヤ部分を切断ワイヤ部分と呼び、この巻回された電極ワイヤ間の間隔が被加工物８の加工幅、もしくはスライス厚さに対応する。この際、電極ワイヤ２は各巻回し毎に後述する高周波絶縁器４を通過する。電極ワイヤ２は所定回数の巻回し後に、ワイヤ排出ローラー５より排出される。電極ワイヤ２には加工電源６から給電子７を介して給電され、被加工物８との間に電圧が印加されるが、加工電源６は互いに独立に電圧を印加できる複数のユニット６１からなり、給電子７もそれぞれが互いに絶縁された複数の給電子ユニット７１からなっていて、各切断ワイヤ部分毎に独立して電圧を印加できる構成となっている。また、加工電源６は、高周波絶縁器４により各切断ワイヤ部分相互間で十分絶縁可能なほど高い周波数−例えば１０ｋＨｚ以上−のパルス電圧を印加する。なお、当然ながら、各々の切断ワイヤ部分には加工電源６から高周波電圧を印加する必要があるから、給電子７は高周波絶縁器４と各切断ワイヤ部分の間に設置される。さらにまた当然ながら、電圧印加極性は従来のワイヤ放電加工と同様に、必要に応じて適宜反転可能となっている。被加工物８は図示しない位置制御装置により、ガイドローラー間に巻回された電極ワイヤ２と微小間隙を隔てるように位置が制御されているので、適正な放電ギャップ長が維持されている。なお、加工液は図示していないが、通常のワイヤ放電加工と同様に、吹きかけもしくは浸漬により被加工物８と電極ワイヤ２との間に供給されている。
【００１３】
次に高周波絶縁器４を説明する。図８は高周波絶縁器４の構成を示す斜視図、図９は高周波絶縁器４を構成する一つの高周波絶縁要素４１を示す斜視図である。高周波絶縁器４は図８に示すように複数の高周波絶縁要素４１を並列設置した構成になっている。また、それぞれの高周波絶縁要素４１は、図９に示すようにリング状のコア４１ａと、回転自在な状態で、このコアの内孔をくぐってリング状のコアの一部を囲むように設置されたホイール４１ｂとで構成されている。コア４１ａはリング状に成形した軟鉄やフェライトなどの高透磁率材料を用いて製作されており、隣接する他の高周波絶縁要素のコアとは、間に空気やアルミなどの非磁性材料を介在させることにより、互いに磁気的に絶縁されている。また、ホイール４１ｂには図に示すように電極ワイヤ２が複数回巻きつけられてコイル２１が形成されており、電極ワイヤ２の走行に伴ってホイール４１ｂが回転する。なお、図中の矢印は電極ワイヤ走行とそれに伴うホイール回転の方向を示している。
【００１４】
このような構成によれば、電極ワイヤ２はコイル２１を形成しているので自己インダクタンスが大きい。したがって、加工電源６により特定の給電子ユニット７１を介して電極ワイヤ２の特定部位の切断ワイヤ部分に印加された高周波電圧は、コイル２１を経由した部分、即ち、他の切断ワイヤ部分では著しく減衰する。また、コア４１ａはコイル２１の内部を経由してその両端が外部で接続されたリング形状を有しているから、コイル２１の磁気回路はコア４１ａの高透磁率材料により閉じられている。さらに、隣接する他の高周波絶縁要素のコアは非磁性材料を介して配置されているので、各々の高周波絶縁要素４１の磁気回路は互いに分離されている。したがって、コイルに流れる電流により発生する磁束は、それぞれの高周波絶縁要素４１のコア４１ａ内部に閉じ込められて周囲への漏洩は著しく低減するため、任意の二つのコイル間の相互インダクタンスは非常に小さい。すなわち、それぞれのコイルに流れる電流により生じる磁束が他のコイルに影響を与えて起電力を生ぜしめるなどの相互作用は基本的に発生しない。
【００１５】
このように電極ワイヤ２が複数のガイドローラー３ａ〜３ｆ間を巻回して切断ワイヤ部分を構成する毎に高周波絶縁要素４１のコイル２１を形成し、かつコイル２１の磁気回路をリング状のコア４１ａで閉じることにより、各切断ワイヤ部分は自己インダクタンスが大きく、相互インダクタンスの小さな接続状態となる。したがって、それぞれの切断ワイヤ部分は高周波的に絶縁されるから、それぞれ異なる加工電源ユニット６１から独立に高周波電圧を印加でき、同時並列的な放電の発生が可能となる。
【００１６】
なお、特開平１０−２４９６４５号公報には、図２３、図２４にリング状のコアを並列に設置した例が開示されているが、当該開示例は本発明の目的、すなわち各々の切断ワイヤ部分に個別に給電することによる同時並行的な放電発生を目的としてはいない。したがって、給電点はコアと工具電極の間ではなくコアよりも加工電源側に設置されていて、複数の加工電源を接続できない構成となっている点が根本的に相違している。
【００１７】
以上のような本発明の原理的な構成によれば、各切断ワイヤ部分の間で電極ワイヤを巻回することによりコイルを形成すると共に、形成されたそれぞれのコイルの磁気回路を閉じる形状の磁性体からなるコアをそれぞれ備え、かつそれぞれのコアを互いに磁気的に絶縁したので、コイルにより発生する磁界がそれぞれの磁性体内部にとどまって他のコイルに起電力を誘起しにくくなるから、それぞれの切断ワイヤ部分に独立に電圧を印加可能となり、同時並列的に放電を発生でき、上記第一の課題を解決することが可能となる。
【００１８】
しかしながら、スライス加工厚さを減少させようとする場合に生起する第二の課題、すなわち、隣接する切断ワイヤ部分相互の間隔を狭くすると、電極ワイヤを巻回してコイルを形成するスペースが設けられないという課題は依然として残る。例えば、ワイヤ径を１００μｍとし、放電ギャップ長を片側２５μｍ程度と見積もれば、スライス厚さ２５０μｍ以下を実現するためには切断ワイヤ部分相互の間隔を４００μｍ以下に設定する必要があるが、前記のようにコイル２１を巻回したコア４１ａを上記間隔で図７に示すように一列に設置することは実用上きわめて困難である。
【００１９】
実施の形態１に係る発明は、高周波絶縁要素４１の設置スペースを広くすることによりこの課題を解決するもので、ガイドローラーを介して電極ワイヤ２を複数の切断ワイヤ部分を形成するために巻回す際に、巻回しのたびにではなく、一部の巻回しに対応した電極ワイヤ２のみを巻きかける補助ローラーを採用している。これにより、切断ワイヤ部分相互の間隔が狭い場合にも、この補助ローラに巻きかける隣接する電極ワイヤ２の間隔を大きくすることができる。以下、詳細に説明する。
【００２０】
図１は実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置を示す構成図で、３本の補助ローラを使用した例である。ワイヤボビン１から繰り出された電極ワイヤ２は、複数のガイドローラー３ａ〜３ｄおよび補助ローラー３１ａ〜３１ｃ間を微小な間隔を隔てて巻回される。この際、ガイドローラーには全ての巻回で電極ワイヤ２を巻きかけるが、各々の補助ローラー３１ａ〜３１ｃには間欠的に電極ワイヤ２を巻きかけるよう構成する。例えば、図１に示すように、まず電極ワイヤ２をガイドローラー３ａ〜３ｄと補助ローラー３１ａに巻きかけ、次の巻回ではガイドローラー３ａ〜３ｄと補助ローラー３１ｂに巻きかけ、さらに次の巻回ではガイドローラー３ａ〜３ｄと補助ローラー３１ｃに巻きかけ、さらにその次の巻回ではガイドローラー３ａ〜３ｄに巻きかけた後に補助ローラーへは巻きかけず、さらにその次の巻回にて再びガイドローラー３ａ〜３ｄと補助ローラー３１ａに巻きかけるというように、電極ワイヤ２を補助ローラー３１ａ〜３１ｃへ順番に巻きかける巻回と補助ローラーへ巻きかけない巻回を繰り返すよう構成する。この構成により、各ローラー間に架けられた電極ワイヤ２の、隣接するワイヤとの距離（以下，ワイヤ間隔と言う）のうち、補助ローラー間の電極ワイヤ間隔、補助ローラーとガイドローラー間の電極ワイヤ間隔、およびガイドローラー間の電極ワイヤ間隔のうち前後の巻回において電極ワイヤが補助ローラーに巻きかけられた位置での電極ワイヤ間隔は、切断ワイヤ部分の電極ワイヤ間隔よりも広い状態となる。この電極ワイヤ間隔が広い部分に高周波絶縁要素４１１が設置される。なお、高周波絶縁要素４１１は、ここでは後述する小型化した小型高周波絶縁要素を示しているが、必ずしも小型化したものでなければならないというわけではない。ワイヤ２は所定回数の巻回後に、ワイヤ排出ローラー５より排出されるか、図示しないワイヤ回収ボビンに巻き取られる。加工電源６、給電子７、 被加工物８、および図示しない位置制御装置と加工液の構成および動作は既述の原理的な構成の説明と同一であるから説明を省略する。
【００２１】
なお、上記の補助ローラーの使用例では、電極ワイヤが１巻回しにおいて一度も補助ローラーを介さないケースがあるとして説明したが、必ず補助ローラーを介して巻回すようにしても良い。前者の例では、補助ローラーの数は１個以上必要となり、後者の例では補助ローラーの数は２個以上となる。従って、この実施の形態に係る発明では、１以上の補助ローラーを介して電極ワイヤを巻回すことが特徴となる。
このような構成によれば、それぞれの補助ローラーには電極ワイヤがガイドローラーを複数回巻回しするごとに１回巻きかかることになるので、各補助ローラーで隣接して巻きかけられる電極ワイヤには間隔の広い部分が生じ、図７に示す場合に比して高周波絶縁要素を設置する空間が広くなる。
【００２２】
上述のように高周波絶縁要素は後述する小型化したものを示したが、隣接する電極ワイヤ間隔が広い部分に設置されるので、例えば本発明の原理的な構成の説明に記述した構成のように小型化しない高周波絶縁要素を設置しても隣接する切断ワイヤ部分の間隔をある程度小さくできるという効果が得られる。このように、補助ローラーに一部の巻回し電極ワイヤのみを巻きかけることによって電極ワイヤ間隔の広い部分が形成されるので、隣接する切断ワイヤ部分の電極ワイヤ間隔が狭くなっても高周波絶縁要素の設置が可能となり、各切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００２３】
なお、上記の例では補助ローラーを３本使用した例を示したが、補助ローラー数は必要に応じて変更しても良い。例えば、隣接する切断ワイヤ部分の間隔をさらに狭く設定する必要がある場合や、高周波絶縁要素のサイズが大きくなる場合には、補助ローラーの数を増やせば対応可能となる。それほど狭い電極ワイヤ間隔が必要でない場合には、補助ローラーを１本だけ設けて、補助ローラーに巻きかける巻回と巻きかけない巻回を交互に繰り返すだけでも、高周波絶縁要素を設置する近傍における電極ワイヤ間隔を、補助ローラーを採用しない場合に比べて２倍にすることができる。また、上記実施の形態では各巻回しごとに１本の補助ローラーのみに電極ワイヤを巻きかけたが、複数本に巻きかけても良いし、必要に応じて電極ワイヤを巻きかける補助ローラーの順番を途中で変更しても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００２４】
実施の形態２
実施の形態２に係る発明は、誘導成分を採用した高周波絶縁要素４１を小型化することにより第二の課題を解決するものである。図２に示すように小型化しない誘導成分を採用した高周波絶縁要素を縦横に配置すれば更に狭い電極ワイヤ間隔にも対応可能である。しかし、以下に述べる小型高周波絶縁要素４１１を用いれば、さらに一層狭い電極ワイヤ間隔にも対応できる。
【００２５】
図１は、この小型高周波絶縁要素４１１を、実施の形態１に係る発明と組み合わせて使用した例を示している。図３は小型高周波絶縁要素４１１の構成の一例を示す斜視図で、小型高周波絶縁要素４１１は、図３に示すように円筒状に成形したカーボニル鉄ダストやフェライトなどの磁性材料を用いて製作された小型コア４１１ａからなっており、一般にフェライトビーズと呼称される部品と同様の構造であって、電極ワイヤ２がこの小型コア４１１ａの貫通穴内を通線している。したがって、電極ワイヤ２の小型高周波絶縁要素４１１を通過する部分には誘導成分が生じる。また、それぞれの小型コアは、他の小型コアとの間に空気やアルミなどの非磁性材料を介在させており、互いに磁気的に絶縁されている。小型コア４１１ａは電極ワイヤ２の周囲を隙間なく取り囲む形状を有しているので、電極ワイヤ２上に生じる誘導成分の磁気回路は小型コアを構成する磁性材料により閉じられている。さらに隣接する他の小型高周波絶縁要素のコアは前記のとおり非磁性材料を介して配置されているので、各々の小型高周波絶縁要素の磁気回路は互いに磁気的に分離されている。したがって、図７に示した構成の高周波絶縁要素と同様の効果を持つ上、電極ワイヤはフェライトビーズ状の小型コア内を貫通するだけであるから、高周波絶縁要素の小型化が図れ、設置に要する空間は非常に小さくて済む。これにより、切断厚さの低減に伴って切断ワイヤ部分の間隔を狭く設定しても、高周波絶縁要素を設置することが容易となる。これにより、各切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００２６】
なお、図１に示すように、実施の形態１で述べた補助ローラの採用と、本実施の形態に係る高周波絶縁要素の小型化を併用すれば、一層の効果が期待できる。
例えば、切断ワイヤ部分の間隔を４００μｍに設定する場合、補助ローラーを３本使用して各巻回しごとに３本の補助ローラーに１本ずつ順番に巻きかけ、補助ローラーを巻きかけない巻回も含めれば、隣接する電極ワイヤ間隔の広い部分では切断ワイヤ部分の間隔である４００μｍの４倍、即ち１．６ｍｍの間隔が確保されるから、直径３ｍｍ程度の外径を持つ小型コアが使用可能になる。補助ローラーに巻きかけない巻回を実施せず、全ての巻回しで補助ローラー１本ずつに巻きかける場合でも、電極ワイヤ間隔の広い部分では１．２ｍｍの間隔が確保されるから、直径２ｍｍ程度の外径を持つ小型コアが使用可能となる。いずれの場合も十分現実的な構成である。また、コアにより形成される誘導成分の大きさは、コアの材質にも左右されるが、３ｍｍ程度の外径であれば長さ１ｍｍ当たり０．１μＨ程度である。直径０．１ｍｍの電極ワイヤを用いて２ｍの経路を１巻回しさせた場合の抵抗は２０Ω程度であるから、加工電源の周波数を５００ｋＨｚと想定した場合に、このコアを経由することによる、高周波電流の減衰の時定数を、この加工電源からパルスとして供給される高周波電流のパルス印加時間と同程度の値である時定数１マイクロ秒とするには、上記コアを長さ２００ｍｍ程度にわたって設置すれば良く、十分現実的な長さで対応可能である。パルス印加時間と同程度の値としたのは、その場合は、経験的に、実用上十分な程度、各切断ワイヤ部分相互の独立性は確保されるという事実によるものである。もちろん同程度以上の時定数であれば各切断ワイヤ部分間の独立性は更に向上する。したがって、非常に薄いスライス加工を実施する場合に、全ての切断ワイヤ部分の間に高周波絶縁要素を設けることが可能となり、上記第二の課題を十分に解決できる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、小型高周波絶縁要素の形状は円筒形として説明したが、磁性材料に設けた貫通穴に電極ワイヤが通線する形態であればどのような形状であってもよい。また、あらかじめ小型コアを分割しておき、電極ワイヤをローラーに巻きかける段取りが終了した後に分割コアを組み合わせて電極ワイヤ周囲の磁気回路を閉じるよう構成してもよく、小型コアの設置段取りが容易になるという効果が得られる。
【００２８】
さらにまた、上記実施の形態では、電極ワイヤ１巻回し当たり小型コアを２個設けた図を示したが、小型コアはいくつ設置してもよく、１個であれば簡便に設置でき、多数個を設ければより大きな誘導成分を形成でき、隣接する切断ワイヤ部分の間隔が狭い場合であっても、各切断ワイヤ部分で同時並列的に加工のための放電を発生させることができるという各切断ワイヤ部分相互の独立性が一層改善される。
【００２９】
実施の形態３
実施の形態３に係る発明は、高周波絶縁要素４としてＲＣローパスフィルタを採用するものである。図４はこの発明に係る高周波絶縁要素４の構成をしめすもので、４１１ｂはコンデンサである。実施の形態２で述べたように、電極ワイヤ２は、１の切断ワイヤ部分に対応した巻回し一回分あたりの抵抗が通常２０Ω程度と比較的大きいので、図４に示すように電極ワイヤ２が巻回されるごとにコンデンサ４１１ｂの一端を電極ワイヤに接続し、他端を接地すれば、コンデンサ４１１ｂの静電容量と電極ワイヤ２の直流抵抗が組み合わされてＲＣローパスフィルタを形成するから、誘導素子を用いなくても高周波電流を阻止でき、各切断ワイヤ部分相互の独立性が確保できるという効果が得られる。ローパスフィルタの時定数特性から、コンデンサ４１１ｂの容量は１００ｐＦ〜１００ｎＦ程度が望ましい。
【００３０】
ただし、上記の数値は加工電源周波数、電極ワイヤ抵抗について実施の形態２に記載した条件での数値であり、より一般的な条件としては、この加工電源からパルスとして供給される高周波電圧のパルス印加時間と同程度以上の時定数を有するローパスフィルタとなるようにコンデンサ容量を定めればよく、そうすれば、経験的に、実用上十分な程度、各切断ワイヤ部分相互の独立性は確保される。
このように、この実施の形態に係る発明に依れば、隣接する切断ワイヤ部分の電極ワイヤ間隔が狭くなっても高周波絶縁要素の設置が可能となる。各切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００３１】
なお、上記実施の形態における高周波絶縁要素４１は電極ワイヤ２とコンデンサ４１１ｂとこのコンデンサの一端を電極ワイヤに接続するための接続子のみであるから、小型化が容易であり、高周波絶縁要素４１を設置する上で上記実施の形態１で示したような電極ワイヤ間隔を拡大する方法は必須ではない。したがって、本実施の形態では切断ワイヤ部分と電極ワイヤ間隔が同程度の場所にも高周波絶縁要素４１を設置可能で、上記同様の効果を奏することができる。
【００３２】
実施の形態４
実施の形態４に係る発明は、高調波絶縁要素４１としてＴ型ローパスフィルタを採用するといういうものである。
図５はこの実施の形態に係る高周波絶縁要素の構成を示す図で、４１１ａは実施の形態２で述べた小型コア、４１１ｂはコンデンサである。図５に示すように複数の小型コア４１１ａを設け、その間の電極ワイヤ２にコンデンサ４１１ｂの一端を接続し、コンデンサ４１１ｂの他端は接地するよう構成したものを高周波絶縁要素４１としている。この場合、高周波絶縁要素４１はＴ型ローパスフィルタとなるから、高周波絶縁要素４１として誘導素子のみのを使用した場合や、実施の形態３で説明したコンデンサのみを使用した場合よりも高周波電流の他の切断ワイヤ部分への通過を阻止できる性能を向上させることができ、切断ワイヤ部分に相互に独立性を有した状態で高周波電圧を印加することが可能となるため、同時並列的に放電を発生できるから加工速度が画期的に向上する。
【００３３】
なお、Ｔ型ローパスフィルタを、図６に示すように複数段設けてもよい。また、この場合、各段ごとに異なる時定数のフィルタとしてもよい。このようにしても上記同様もしくはそれ以上の効果を得ることができる。
【００３４】
上記実施の形態ではワイヤ電極上にローパスフィルタを構成する誘導成分を生じさせる要素として小型コアを採用した。しかし、各切断ワイヤ部分の独立性のみを問題にする場合は、誘導成分を生じる要素が小型であることは必須ではなく、ワイヤ電極上に自己インダクタンスが大きく、相互インダクタンスの小さな誘導成分を生じさせる要素であればいかなるものであっても同様の効果が得られる。例えば、本発明の原理的な構成の説明に記述したコアとコイルの組合せを採用してもよい。
【００３５】
なお、実施の形態１に係る発明と、実施の形態２以降に係る発明とは独立して使用することができるが、組み合わせて使用することもできる。これにより、既に各実施の形態で述べたように切断ワイヤ部分の相互の間隔を一層狭めることが可能となり、ワイヤ放電加工装置での加工幅、もしくはスライス厚さを更に小さくすることができる。また、実施の形態２から４に係る発明は、組み合わせて使用すれば高周波絶縁要素としての性能を向上させることができ、各実施の形態に係る発明で期待できる効果が生じる理由と同様な理由により、各切断ワイヤ部分相互の独立性を一層改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による小型化しない高周波絶縁要素の設置方法を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１による高周波絶縁要素を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２による高周波絶縁要素を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３による高周波絶縁要素を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３による他の高周波絶縁要素を示す斜視図である。
【図７】本発明の原理を示す形態によるワイヤ放電加工装置を示す構成図である。
【図８】本発明の原理を示す形態による高周波絶縁器を示す構成図である。
【図９】本発明の原理を示す形態による高周波絶縁要素を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ワイヤボビン、２  電極ワイヤ、３ａ〜３ｆ  ガイドローラー、４  高周波絶縁器、５  ワイヤ排出ローラー、６  加工電源、７  給電子、８  固定軸、２１  コイル、４１  高周波絶縁要素、４１ａ  コア、４１ｂ  ホイール、６１  加工電源ユニット、７１  給電子ユニット、３１ａ〜３１ｃ  補助ローラー、４１１  小型高周波絶縁要素、４１１ａ  小型コア、４１１ｂ  コンデンサ
【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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