(57)【要約】【課題】浮遊容量の影響を低減するために電源回路の構成が複雑で大きい。【解決手段】第１の電源回路１０は、放電発生用直流電源１１とワイヤ電極１に流れる電流を可能な限り小さく制限する電流制限抵抗素子１４とを有する。第２の電源回路２０は、加工用直流電源２１と、加工用直流電源２１と加工間隙３との間を接続する低インダクタンス線３０と、を含む。電流低減回路４０は、低インダクタンス線３０とワイヤ電極１との間に直列に挿設される流入阻止ダイオード４１を有する。電流低減回路４０に冷却ユニット５０が設けられる。冷却ユニット５０は、流入阻止ダイオード４１を容器５１に収容した液体で冷却する。容器５１は、流入阻止ダイオード４１流入阻止ダイオード４１の全面を密着させて固定する。容器５１は、流入阻止ダイオード４１の熱を液体に伝導する材質でなる。容器５１は、加工間隙３に可能な限り近い位置に配設される。【選択図】図１
2012024865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物との両極の電極で形成される加工間隙に放電を誘発するために必要十分な電圧を印加する放電発生用直流電源と前記放電発生用直流電源に直列に接続され前記ワイヤ電極に流れる電流を可能な限り小さく制限する電流制限抵抗素子とを含んでなる第１の電源回路と、加工に寄与する主たる放電電流を前記加工間隙に供給するための電圧を出力する加工用直流電源と前記加工用直流電源と前記加工間隙との間を接続する低インダクタンス線とを含んでなる第２の電源回路と、前記低インダクタンス線と前記両極の一方の電極との間に直列に挿設される流入阻止ダイオードと前記流入阻止ダイオードに並列に接続されるスナバ回路とでなる電流低減回路と、所定温度の液体を収容し前記流入阻止ダイオードの全面を密着させて固定する取付面を有するとともに前記流入阻止ダイオードの熱を前記液体に伝導する材質でなる容器を含んでなり加工間隙に可能な限り近い位置に配設される冷却ユニットと、を備えたワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置。
【請求項２】
前記流入阻止ダイオードが前記容器の前記取付面との間にシリコンペーストを介在して前記取付面に密着されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置。
【請求項３】
加工槽の中に立設され前記被加工物に給電するワークスタンドに電気的に接続されるとともに加工槽に穿設された貫通孔を液密かつ絶縁された状態で貫通して加工槽の外側に突出する導体に前記冷却ユニットが取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置に関する。特に、放電回路中の浮遊容量の影響を低減する加工用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工において、加工速度は、放電一発当たりの放電エネルギの大きさに依存する。したがって、放電をより高い繰返し周波数で発生させることによって加工速度を向上させることができる。放電の繰返し周波数を高めるために、加工用電源装置は、放電電流パルスの波形の立上がりと立下がりを急峻にして高いピーク電流値で短いオン時間の放電電流パルスを可能な限り短いオフ時間で繰返し工具電極と被加工物との両極の電極で形成される加工間隙に供給するように構成されている。
【０００３】
ところで、ワイヤカット放電加工においては、工具であるワイヤ電極が直径１ｍｍに満たない細線であるとともに、ワイヤ電極に強い張力が印加されている。そのため、立上がりが急峻で大きな電流をワイヤ電極にいきなり流すと、ワイヤ電極が断線する危険がある。そこで、ワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置には、加工間隙に放電を誘発するために必要十分な電圧を印加するとともにワイヤ電極を断線させない可能な限り小さい電流を供給する第１の電源回路と、放電が発生した後に加工に寄与する主たる放電電流を加工間隙に供給する第２の電源回路と、が設けられている。
【０００４】
具体的に、第１の電源回路は、加工間隙に放電が発生するために必要な最低限の電圧を出力する放電発生用直流電源を有する。また、放電発生用直流電源に直列に加工間隙に放電が発生したときにワイヤ電極に流れる電流を可能な限り小さく制限する抵抗値の大きい電流制限抵抗素子と、を備える。第１の電源回路には、必要に応じて加工間隙に印加する電圧の極性を異ならせるための極性切換装置が接続される。
【０００５】
第２の電源回路は、加工に寄与する主たる放電電流を加工間隙に供給するための電圧を出力する加工用直流電源を有する。また、第２の電源回路では、立上がりと立下がりが急峻で高いピーク電流値の放電電流パルスをより高い周波数で効率よく供給するために、電源装置の筐体内に設けられる直流電源と機械本機に設けられる加工間隙との間を同軸ケーブルのような低インダクタンス線で接続するようにされている。そして、第２の電源回路は、電流制限抵抗素子とインダクタンス素子を放電回路から積極的に排除して放電回路中の抵抗成分とインダクタンス成分を可能な限り小さくするようにされている。
【０００６】
図６に、ワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置から供給される放電電流パルスの波形が示されている。このような波形の放電電流パルスが加工間隙に供給されるとき、黄銅製のワイヤ電極が溶融して析出される銅が被加工物の表面に付着することが知られている。銅が被加工物の表面に付着すると、ワイヤ電極と被加工物が共に銅である場合の放電加工に近似した状況が生み出される。
【０００７】
両極の電極の材質が銅どうしの組合せである放電加工では、他の電極の材質の組合せである放電加工に比べて加工速度が相当遅い。そのため、被加工物が鉄あるいは超硬合金でなる放電加工の場合、被加工物の表面に銅が付着した状態で加工を続けると、加工速度が著しく低下する。特に、図６に示される放電電流パルスにおける第１の電源回路から供給される電流が大きいほど被加工物に銅がより多く付着する傾向にある。
【０００８】
第１の電源回路は、可能な限り小さい電流を加工間隙に供給するようにされている。しかしながら、第２の電源回路が低インダクタンス線を含むので、第１の電源回路から電流を供給するときに、低インダクタンス線の浮遊容量によって充電される電流が放電して加工間隙に供給される。その結果、第１の電源回路から供給される電流に浮遊容量によって生じる電流が重畳されて、加工間隙に流れる電流を大きくする。以下、低インダクタンス線の浮遊容量によって生じる電流を単に浮遊容量電流と称する。
【０００９】
加えて、低インダクタンス線を接続している状態で加工間隙に電圧を印加すると、低インダクタンス線の浮遊容量が原因で放電発生用直流電源から加工間隙に印加される電圧の波形の立上がりが鈍ってしまい、所定の電圧まで立ち上がる時間がより長くなる。そのため、加工間隙に電圧を印加してから放電が発生するまでの不特定の遅れ時間が不必要に長くなる。また、高電圧を印加しても加工に有効な放電を誘発することができなくなり、不適切な電流が加工間隙に流れることが多くなる。このような結果、加工速度が著しく低下する。
【００１０】
浮遊容量の影響をなくすためには、機械的なスイッチで低インダクタンス線を加工間隙から完全に切り離すことが考えられる。しかしながら、機械的なスイッチを開閉操作することが要求されるので、加工用電源装置全体と電源回路の構成がより複雑になる。また、大電流を流すための機械的なスイッチは、スイッチの接合面積を広くするために概して大型である。大型のスイッチを機械本機側に設置できる場所は少なく、加工間隙からより離れた位置に設置せざるを得ないため、加工効率を低下させる。また、機械本機側で実施される作業の邪魔になり、作業性を低下させる原因になる。
【００１１】
しかも、機械的なスイッチを数百ナノ秒から十数マイクロ秒で繰返し開閉させることは物理的に困難であるから、機械的なスイッチによって放電発生後に直ちに第２の電源回路を接続して主たる放電電流を供給するようにすることは、実質的に不可能である。このようなことから、そもそも、低インダクタンス線を通して主たる放電電流を供給する荒加工工程から中仕上げ加工工程のときは、機械的なスイッチで低インダクタンス線を切り離すことは考えられていない。また、このように高速に開閉させなくても、機械的なスイッチを頻繁に繰り返して開閉させると、スイッチを異常に損耗させ、故障の原因になる。
【００１２】
特許文献１に示されるように、浮遊容量電流が加工間隙に流入しないようにする流入阻止ダイオードによって低インダクタンス線の浮遊容量の影響を小さくする加工用電源装置が知られている。引用文献１の発明によると、基本的に低インダクタンス線の途中に流入阻止ダイオードを設けるだけで浮遊容量の影響を低減できるので、機械的なスイッチを有する電源回路に比べて構成が簡単で大きさが小さい。そのため、浮遊容量の影響を低減する電流低減回路を加工間隙により近い場所に設置することが容易である。また、製造原価を抑えることができる利点がある。
【００１３】
特許文献２は、特許文献１の加工用電源装置と同じように、低インダクタンス線と両極の一方の電極との間に直列に流入阻止ダイオードを接続し、低インダクタンス線の浮遊容量の影響を低減する電流低減回路を備えた加工用電源装置を開示している。特許文献２に開示される加工用電源装置は、流入阻止ダイオードに直列に逆バイアス電源が設けられている。そのため、特許文献２の発明によると、引用文献１の発明に比べて電源回路が複雑ではあるが、加工間隙に流入する浮遊容量電流を一層低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１−２７８１８号公報
【特許文献２】特開平７−２７６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
低インダクタンス線と両極の一方の電極との間に直列に流入阻止ダイオードが設けられた加工用電源装置は、実質的に流入阻止ダイオードだけによって浮流容量電流が加工間隙に流れないようにしている。放電加工の荒加工工程では、比較的大きい電流が供給されるので、流入阻止ダイオードに大きな負荷がかかる。その結果、半導体電子部品である流入阻止ダイオードが発熱して破損する。多数の流入阻止ダイオードを並列に接続して負荷を分散させることで、流入阻止ダイオードが破損しないようにすることができるが、電源回路が複雑になり、大きさが大きくなってしまう。
【００１６】
本発明は、簡単な回路の構成で低インダクタンス線の浮遊容量の影響を十分に低減できる改良されたワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置を提供することを主たる目的とする。特に、本発明は、浮遊容量電流が加工間隙に流れないようにする流入阻止ダイオードを効率よく冷却することができるワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置を提供することを目的とする。本発明によって得ることができるいくつかの利点は、発明を実施するための具体的な形態の説明と合わせて、追って詳しく説明される。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置は、上記課題を解決するために、ワイヤ電極（１）と被加工物（２）との両極の電極で形成される加工間隙（３）に放電を誘発するために必要十分な電圧を印加する放電発生用直流電源（１１）と放電発生用直流電源（１１）に直列に接続されワイヤ電極（１）に流れる電流を可能な限り小さく制限する電流制限抵抗素子（１４）とを含んでなる第１の電源回路（１０）と、加工に寄与する主たる放電電流を加工間隙（３）に供給するための電圧を出力する加工用直流電源（２１）と加工用直流電源（２１）と加工間隙（３）との間を接続する低インダクタンス線（３０）とを含んでなる第２の電源回路（２０）と、低インダクタンス線（３０）と両極の一方の電極との間に直列に挿設される流入阻止ダイオード（４１）と流入阻止ダイオード（４１）に並列に接続されるスナバ回路とでなる電流低減回路（４０）と、所定温度の液体を収容し流入阻止ダイオード（４１）の全面を密着させて固定する取付面（５０Ａ）を有するとともに流入阻止ダイオード（４１）の熱を液体に伝導する材質でなる容器（５１）を含んでなり加工間隙（３）に可能な限り近い位置に配設される冷却ユニット（５０）と、を備えるようにされる。
【００１８】
特に、本発明の加工用電源装置は、流入阻止ダイオード（４１）が容器（５１）の取付面（５０Ａ）との間にシリコンペースト（５０Ｂ）を介在して取付面（５０Ａ）に密着される。また、加工槽（４）の中に立設され被加工物（２）に給電するワークスタンド（５）に電気的に接続されるとともに加工槽（４）に穿設された貫通孔（４Ｂ）を液密かつ絶縁された状態で貫通して加工槽（４）の外側に突出する導体（６）に冷却ユニット（５０）が取り付けられるようにされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の加工用電源装置は、流入阻止ダイオードを所定温度の液体で冷却する冷却ユニットを有するので、比較的大きな電流が供給されることがある放電加工のための電源回路であっても流入阻止ダイオードが破損するおそれがない。特に、流入阻止ダイオードが冷却ユニットの容器に全面が密着されて固定されるので、流入阻止ダイオードが確実に冷却される。したがって、実質的に流入阻止ダイオードだけで低インダクタンス線の浮遊容量電流を加工間隙に流れないようにすることができる。
【００２０】
そのため、浮遊容量の影響を小さくする電流低減回路を実質的に逆流阻止ダイオードだけでなる簡単な構成にすることができるとともに大きさを小さくすることができる。そして、冷却ユニットを含めて電流低減回路を加工槽の外側の加工間隙に最も近い僅かなスペースに設置することができる。加えて、電流低減回路を既存のワイヤカット放電加工装置に比較的容易に取り付けることができる。その結果、本発明の加工用電源装置は、加工速度を向上させるとともに、作業性と経済性に優れ、しかも故障が少ない効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の加工用電源装置の電源回路を示す回路図である。
【図２】本発明の加工用電源装置による放電電流パルスを示す波形図である。
【図３】本発明の加工用電源装置の冷却ユニットを示す斜視図である。
【図４】本発明の加工用電源装置の冷却ユニットを示す平面図である。
【図５】本発明の加工用電源装置の冷却ユニットを取り付けるワイヤカット放電加工装置の機械本機を部分的に示す斜視図である。
【図６】浮遊容量電流が加工間隙に流れたときの放電電流パルスを示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、本発明のワイヤカット放電加工装置の加工用電源装置の具体的な実施の形態が示される。図２には、図１に示される加工用電源装置によって加工間隙に供給される放電電流パルスの波形が示される。また、図３および図４に、冷却ユニットと電流低減回路の具体的な構成が示されている。以下、図１ないし図４を用いて、本発明の加工用電源装置の適する実施の形態を説明する。なお、図１における点線は、電源装置と機械本機とを接続する同軸ケーブルのような低インダクタンス線の浮遊容量を示す。
【００２３】
ワイヤ電極１は、放電回路の一方の電極であり、放電加工における工具である。実施の形態のワイヤ電極１は、黄銅製である。被加工物２は、放電回路の他方の電極であり、放電加工における加工対象物である。実施の形態の被加工物２は、鉄系材料または超硬合金でなる。ワイヤ電極１と被加工物２との両極の電極間に電気的に放電ギャップが形成される。また、ワイヤ電極１と被加工物２とによって物理的に加工間隙３が形成される。以下の説明では、放電ギャップを含んで加工間隙３と総称する。
【００２４】
第１の電源回路１０は、ワイヤカット放電加工装置の機械本機から離れた位置に機械本機に隣接して設置される電源装置の筐体の中に設けられる。第１の電源回路１０は、加工間隙３に放電を誘発するために必要な最低限の電圧を印加するとともにワイヤ電極を断線させない可能な限り小さい電流を供給する。第１の電源回路１０は、放電発生用直流電源１１と、スイッチング素子１２と、逆流阻止ダイオード１３と、電流制限抵抗素子１４との直列回路でなる。また、実施の形態における第１の電源回路１０は、極性切換回路１５を備える。
【００２５】
放電発生用直流電源１１は、ワイヤ電極１と被加工物２との両極の電極で形成される加工間隙３に放電を誘発するために必要十分な電圧を印加する。放電を誘発するために必要な電圧は、放電ギャップの大きさに依存する。加工に寄与する火花放電を得るためには十分に高い電圧が要求されるが、電圧が高いほど電流制限抵抗素子１４の抵抗値が大きくされエネルギ損失が大きくなるので、放電発生用直流電源１１には、必要以上の電圧が要求されない。
【００２６】
放電発生用直流電源１１に直列に接続されるスイッチング素子１２は、図示しないパルス制御装置から与えられるゲート信号に応動してオンオフする。パルス制御装置は、所定の休止時間の後にスイッチング素子１２を導通し、放電の発生が検出されると直ちにスイッチング素子１２を非導通にする。スイッチング素子１２は、オンオフを繰り返すことによって加工間隙３に繰返し放電を発生させる。スイッチング素子１２に直列に接続される逆流阻止ダイオード１３は、加工間隙に供給される電流の逆流を阻止してスイッチング素子１２を保護する。
【００２７】
電流制限抵抗素子１４は、放電発生用直流電源１１に直列に接続される。電流制限抵抗素子１４は、加工間隙３に放電が発生したときにワイヤ電極１に流れる電流を可能な限り小さく制限する大きい抵抗値を有する。電流制限抵抗素子１４の抵抗値は、放電発生用直流電源１１の出力電圧と放電回路中に存在する抵抗成分に対応して決定される。
【００２８】
第２の電源回路２０は、機械本機から離れた位置に機械本機に隣接して設置される電源装置の筐体の中に設けられる。第２の電源回路２０は、実質的に加工に寄与する加工のための主たる放電電流を加工間隙に供給する。第２の電源回路２０は、加工用直流電源２１と、スイッチング素子２２と、逆流阻止ダイオード２３と、スイッチング素子２２の保護ダイオード２４と、の直列回路でなる。
【００２９】
加工用直流電源２１と加工間隙３とは、同軸ケーブルのような低インダクタンス線３０によって接続される。低インダクタンス線３０は、第２の電源回路２０に含まれる。また、第２の電源回路２０は、抵抗成分とインダクタンス成分が可能な限り小さくなるようにされている。
【００３０】
加工用直流電源２１は、加工のための主たる放電電流を加工間隙３に供給するために必要な電圧を出力する。加工のための放電電流によって被加工物２から材料が除去される。加工用直流電源２１は、荒加工工程から中仕上げ加工工程までの比較的大きな電流を供給することができるように、電気加工条件に対応して電圧を変更することができる可変直流電源である。
【００３１】
スイッチング素子２２は、加工用直流電源２１に直列に接続される２つの電解効果トランジスタでなる。複数のスイッチング素子２２は、パルス制御装置のゲート信号に応動して同時または時間的にずらしてオンオフされる。スイッチング素子２２は、オンオフを繰り返すことによって電気加工条件で決められる所定のパルス幅の放電電流パルスを繰返し加工間隙３に供給する。
【００３２】
逆流阻止ダイオード２３は、加工用直流電源２１と加工間隙３との間で加工間隙２に供給される放電電流の逆流を阻止して加工用直流電源１１を保護する。また、第１のスイッチング素子２２１から他方のスイッチング素子２２２を経由しないで加工間隙２に接続する電路中と、スイッチング素子２２２からスイッチング素子２２１を経由しないで加工間隙３に接続する電路中に、それぞれスイッチング素子２２を保護する保護ダイオード２４が設けられる。
【００３３】
電流低減回路４０は、低インダクタンス線３０の浮遊容量電流が加工間隙に流れないようにして、加工間隙の電圧と放電電流パルスが受ける浮遊容量の影響を小さく抑える回路である。電流低減回路４０は、第２の電源回路２０と加工間隙３の間に設けられる。電流低減回路４０は、詳しくは、低インダクタンス線３０と加工間隙３との間の加工間隙３に可能な限り近い位置に設けられる。
【００３４】
電流低減回路４０は、具体的に、流入阻止ダイオード４１とスナバ回路とでなる。スナバ回路は、保護抵抗器４２とコンデンサ４３と保護ダイオード４４とでなる。電流低減回路４０は、流入阻止ダイオード４１によって主に低インダクタンス線３０の浮遊容量電流が加工間隙３に流れ込まないようにする。流入阻止ダイオード４１は、低インダクタンス線３０と両極の一方の電極との間に直列に挿設される。図１に示される電流低減回路４０では、流入阻止ダイオード４１は、低インダクタンス線３０とワイヤ電極１との間に設けられている。
【００３５】
電流低減回路４０によって、低インダクタンス線３０の浮遊容量電流が十分に低減されて、図２に示される放電電流パルスの波形のように、第１の電源回路１０から供給される電流が小さく抑制される。その結果、被加工物２に銅が付着しにくく、加工速度の低下が最小限に抑えられる。また、電圧の波形の立上がりが鈍らずに急峻であるので、加工速度が低下しない。なお、図２における点線で示される波形は、中仕上げ加工工程以降の加工工程において、第１の電源回路１０の極性切換回路１５を逆極性接続に切り換えてワイヤ電極１が正極で被加工物が負極にされたときの電流の波形を示す。
【００３６】
スナバ回路は、サージ電圧が発生したり、突入電流が発生したりするときに、電流を消費して流入阻止ダイオード４１が破損しないようにする。スナバ回路の保護抵抗器４２は、流入阻止ダイオード４１に並列に接続される。コンデンサ４３は、保護抵抗器４２に直列かつ流入阻止ダイオード４１に並列に接続される。保護ダイオード４４は、保護抵抗器４２に並列かつ流入阻止ダイオード４１に対して並列逆方向に接続される。
【００３７】
冷却ユニット５０は、流入阻止ダイオード４１を所定温度の液体で冷却して流入阻止ダイオード４１の発熱による温度上昇を抑える。実施の形態の加工用電源装置における冷却ユニット５０では、流入阻止ダイオード４１を冷却する所定温度の液体として、加工のために温度管理されている放電加工液が利用される。放電加工液は、油系放電加工液または純水を含む水系放電加工液である。冷却ユニット５０は、加工間隙３に可能な限り近い位置に配設される。
【００３８】
冷却ユニット５０は、所定温度の液体を収容し流入阻止ダイオード４１の全面を密着させて固定する取付面５０Ａを有するとともに流入阻止ダイオード４１の熱を液体に伝導する材質でなる容器５１を含んでなる。具体的に、冷却ユニット５０は、図３および図４に示されるように、冷却液である所定温度の液体を導入して収容するチャンバを有する容器５１と、流入阻止ダイオード４１のカソード側と導通するカソード導電体５２と、流入阻止ダイオード４１のアノード側と導通するアノード導電体５３と、を含んでなる。
【００３９】
実施の形態の加工用電源装置における冷却ユニット５０は、可能な限り小さい大きさで流入阻止ダイオード４１を効率よく十分に冷却するために必要な要件を完全に満足する。流入阻止ダイオード４１は、液体に直接浸されることが許されない。そこで、容器５１の一側面に設けられる取付面５０Ａに流入阻止ダイオード４１の全面を密着させるようにされる。取付面５０Ａは、流入阻止ダイオード４１の全面を密着させることができる必要十分な面積を有し、不必要に大きくされない。また、容器５１は、流入阻止ダイオード４１を冷却するために必要十分な液体の容量を有し、不必要に多くの液体を収容しない。
【００４０】
容器５１は、流入阻止ダイオード４１で生じる熱をチャンバに収容される所定温度の液体に速やかに伝導する材質でなる。具体的に、容器５１の材料は、アルミニウム、銅、あるいはステンレスのような比較的熱伝導率が高い金属または合金である。実施の形態の容器５１の材質として、油系放電加工液による放電加工の場合、銅に比べて若干熱伝導率が低いが、油系放電加工液に耐蝕性を有し軽量であるアルミニウムが採用される。この容器５１を水系放電加工液による放電加工で使用できるようにする場合は、容器５１の基材をアルミニウムとし、チャンバ内を銅で被覆するようにされる。
【００４１】
カソード導電体５２とアノード導電体５３は、図３に示されるように、銅のような良好な導電性を有する金属板を折り曲げた形態である。アノード導電体５３は、電流低減回路４０の部品を取り付けるベースを兼用する。そのため、電流低減回路４０の部品が冷却ユニット５０にコンパクトに纏められて取り付けられるので、流入阻止ダイオード４１を冷却するシステムがあるにも関わらず、電流低減回路４０の構成が簡単であるとともに、大きさが小さい。
【００４２】
容器５１には、所定温度の液体である冷却液として利用される放電加工液を容器５１に導入する導入口５４と、流入阻止ダイオード４１の熱を奪って流入阻止ダイオード４１を冷却し温度が上昇した容器５１の中の放電加工液を容器５１の外に導出する導出口５５と、が設けられる。導入口５４には、図示しない加工液貯留槽から加工液噴流ノズルに加圧された所定温度の放電加工液を供給する管路を分岐して管路から引き出されるフレキシブルホールの先端が締付固定される。また、導出口５５には、加工液貯留槽に至るフレキシブルホースの末端が締付固定される。
【００４３】
このように、本発明の加工用電源装置における冷却ユニット５０は、独特の構成によって直接液体に浸すことができない流入阻止ダイオード４１を気体よりも冷却効率に優れている液体によって冷却することができる。基本的に、容器５１が流入阻止ダイオード４１の全面を密着させることができるので、直接液体で冷却するのに匹敵する効率で流入阻止ダイオード４１を冷却することができる。そのため、容器５１の側面の面積と容量を必要最小限度にすることができ、冷却ユニット５０の大きさを小さくすることができる。
【００４４】
また、容器５１が液体の冷却効果を最大限に発揮できる比較的熱伝導率が高い材質で形成されているので、直接液体で冷却するのに匹敵する効率で流入阻止ダイオード４１を冷却することができる。そのため、容器５１の側面の面積と容量を必要最小限度にすることができ、冷却ユニット５０の大きさを小さくすることができる。
【００４５】
実施の形態の加工用電源装置の冷却ユニット５０は、流入阻止ダイオード４１が容器５１の取付面５０Ａとの間にシリコンペースト５０Ｂを介在して取付面５０Ａに密着されるようにされる。シリコンペースト５０Ｂは、比較的低温でペースト状に溶融して外形を任意に変えることができ、流入阻止ダイオード４１の底面と取付面５１との隙間を埋めて流入阻止ダイオード４１を容易に取付面５１に完全に密着させることができる。また、シリコンペースト５０Ｂは、熱伝導性を有しているので、液体による流入阻止ダイオード４１の冷却効果を十分に得ることができる。
【００４６】
実施の形態の冷却ユニット５０を含む電流低減回路４０の大きさは、具体的に、幅Ｗが約６５ｍｍ、奥行Ｌが約６７ｍｍ、高さＨが約９５ｍｍである。この大きさは、大型のスイッチボックスまたは多数の流入ダイオードを並列に接続した電流低減回路ユニットに比べて十分に小さい。しかも、電流低減回路４０は、部品点数が少なく、回路の構成が簡単でありながら、浮遊容量電流が加工間隙に流入することを十分に阻止することができる利点がある。
【００４７】
図５に、冷却ユニット５０を加工間隙３の近くに設置されている状態が示されている。図５では、機械本機に設置される加工槽４と加工槽４の周辺部材だけが限定的に示される。加工槽４は、右側側面４Ａに貫通孔４Ｂが穿設されている。加工槽４の中にワークスタンド５が立設されている。
【００４８】
被加工物２は、ワークスタンド５に載置されて固定される。ワークスタンド５は、金属製の取付台において被加工物２と接触し、取付台面を通して被加工物２に給電する。ワークスタンド５は、図示されていない下アームを取り囲むように３つのブロックからなる。３つのブロックは、電気的に接続されている。図５では、視点の関係でワークスタンド５の右側ブロックは、加工槽４の右側側壁４Ａに隠れて見ることができない。
【００４９】
冷却ユニット５０は、ブロック形の導体６に直接取り付けられる。導体６は、ワークスタンド５に電気的に接続される。導体６は、加工槽４に穿設された貫通孔４Ｂを加工槽４に貯留される放電加工液が流出しないように液密に、かつ絶縁された状態で貫通して加工槽４の外側に突出するように設けられる。したがって、言い換えると、冷却ユニット５０は、加工槽４の外側で導体６を介在させてワークスタンド５に取り付けられる。そのため、電流低減回路４０と冷却ユニット５０は、実質的に加工間隙３に最も近い位置に設けられる。
【００５０】
具体的に、冷却ユニット５０は、電流低減回路４０の部品を固定するベースを兼用するアノード導電体５３によって導体６に固定される。アノード導電体５３は、導体６にネジで固定される。したがって、冷却ユニット５０を導体６に取り付けることによって流入阻止ダイオード４１が加工間隙３に導通する。また、カソード導電体５２の端子から給電線が引き出されて低インダクタンス線３０の一端子に接続される。一方、低インダクタンス線３０の他端子と接続する給電線は、加工槽４の側面に設けられる給電端子から極間線を通ってワイヤ電極１に導通する通電体と接続する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ワイヤカット放電加工に適用される。本発明は、ワイヤカット放電加工における加工効率を向上させ、ワイヤカット放電加工の進歩に寄与する。特に、油系放電加工液によるワイヤカット放電加工において、加工速度が飛躍的に向上する。油系放電加工液による放電加工は、水系放電加工液による放電加工に比べて加工形状精度と加工面粗さが優れているところから、油系放電加工液による放電加工の加工速度が向上することによって、ワイヤカット放電加工の有用性が高まる。
【符号の説明】
【００５２】
１  ワイヤ電極
２  被加工物
３  加工間隙
４  加工槽
５  ワークスタンド
６  導体
１０  第１の電源回路
１１  放電発生用直流電源
１４  電流制限抵抗素子
２０  第２の電源回路
２１  加工用直流電源
３０  低インダクタンス線（同軸ケーブル）
４０  電流低減回路
４１  流入阻止ダイオード
４２  保護抵抗器
４３  コンデンサ
４４  保護ダイオード
５０  冷却ユニット
５０Ａ  取付面
５０Ｂ  シリコンペースト
５１  容器
５２  カソード導電体
５３  アノード導電体
５４  導入口
５５  導出口
【図１】
2012024865.tif 000003
【図２】
2012024865.tif 000004
【図３】
2012024865.tif 000005
【図４】
2012024865.tif 000006
【図５】
2012024865.tif 000007
【図６】
2012024865.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
特許文献１に示されるように、浮遊容量電流が加工間隙に流入しないようにする流入阻止ダイオードによって低インダクタンス線の浮遊容量の影響を小さくする加工用電源装置が知られている。特許文献１の発明によると、基本的に低インダクタンス線の途中に流入阻止ダイオードを設けるだけで浮遊容量の影響を低減できるので、機械的なスイッチを有する電源回路に比べて構成が簡単で大きさが小さい。そのため、浮遊容量の影響を低減する電流低減回路を加工間隙により近い場所に設置することが容易である。また、製造原価を抑えることができる利点がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
特許文献２は、特許文献１の加工用電源装置と同じように、低インダクタンス線と両極の一方の電極との間に直列に流入阻止ダイオードを接続し、低インダクタンス線の浮遊容量の影響を低減する電流低減回路を備えた加工用電源装置を開示している。特許文献２に開示される加工用電源装置は、流入阻止ダイオードに直列に逆バイアス電源が設けられている。そのため、特許文献２の発明によると、特許文献１の発明に比べて電源回路が複雑ではあるが、加工間隙に流入する浮遊容量電流を一層低減することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
逆流阻止ダイオード２３は、加工用直流電源２１と加工間隙３との間で加工間隙３に供給される放電電流の逆流を阻止して加工用直流電源２１を保護する。また、第１のスイッチング素子２２１から他方のスイッチング素子２２２を経由しないで加工間隙２に接続する電路中と、スイッチング素子２２２からスイッチング素子２２１を経由しないで加工間隙３に接続する電路中に、それぞれスイッチング素子２２を保護する保護ダイオード２４が設けられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
容器５１には、所定温度の液体である冷却液として利用される放電加工液を容器５１に導入する導入口５４と、流入阻止ダイオード４１の熱を奪って流入阻止ダイオード４１を冷却し温度が上昇した容器５１の中の放電加工液を容器５１の外に導出する導出口５５と、が設けられる。導入口５４には、図示しない加工液貯留槽から加工液噴流ノズルに加圧された所定温度の放電加工液を供給する管路を分岐して管路から引き出されるフレキシブルホースの先端が締付固定される。また、導出口５５には、加工液貯留槽に至るフレキシブルホースの末端が締付固定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施の形態の加工用電源装置の冷却ユニット５０は、流入阻止ダイオード４１が容器５１の取付面５０Ａとの間にシリコンペースト５０Ｂを介在して取付面５０Ａに密着されるようにされる。シリコンペースト５０Ｂは、比較的低温でペースト状に溶融して外形を任意に変えることができ、流入阻止ダイオード４１の底面と取付面５０Ａとの隙間を埋めて流入阻止ダイオード４１を容易に取付面５０Ａに完全に密着させることができる。また、シリコンペースト５０Ｂは、熱伝導性を有しているので、液体による流入阻止ダイオード４１の冷却効果を十分に得ることができる。