(57)【要約】【課題】  小型、軽量、低価格で、加工中に放電状態を聴覚により識別でき、かつ、加工後に工作物を取り付けたまま加工穴の形状と貫通の成否を確認できる、手動操作の微細穴加工用放電加工装置を提供する。【解決手段】  電極１と、加工された穴１１を観察するための顕微鏡５を一体化し、電極１の中心軸２と観察用光学軸４を共有の割り出し軸３のまわりに回転、停止できるように配置することで、加工と観察を容易にする。また、加工された穴１１の貫通の成否確認のため、下から加工された穴１１を照明できるように加工槽９を透明とし、テーブル７には採光穴８を設ける。小型化、軽量化、低価格化のために、電極送り込み制御は手動とし、短絡時のパワーロス低減のため結合用コンデンサ１２ａ、１２ｂによる高インピーダンスの直流電源とすると同時に、放電状態の把握を聴覚により行える音響発生回路１５を組み込んだ装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の中心軸と観察用光学軸が、それらと異なる固定された割り出し軸と同一角度をもって同一点で交差するように配置され、観察用光学軸上には工作物を拡大観察するためのレンズが配置され、電極の中心軸と観察用光学軸はそれぞれ割り出し軸のまわりに回転することができ、電極の中心軸と観察用光学軸はそれぞれ工作物を取り付けるテーブルの上面に垂直に交わる位置で停止することができ、加工槽の底面は電極の中心軸がテーブルの上面に垂直に交差した時に電極の中心軸と交差する点の周辺部が透明であり、加工用パルス発生回路に供給する直流電源を商用電源の各端子から１０マイクロファラッド以下の容量の結合用コンデンサを介して結合した整流回路により得ており、整流回路とパルス発生回路との間に電流波形を音響に変換させる音響発生回路を挿入した加工電源を有することを特徴とする放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は直径２００μｍ以下の微細穴を手動で加工するための小型、軽量、安価で、操作が容易な放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、微細穴を加工するための放電加工装置には、自動電極送り機構を用い、金属製の加工槽を用い、商用電源から変圧器を介して得た直流電源から放電用パルス電圧・電流を得る方式のものが複数存在しており、例えば非特許文献１乃至２が挙げられる。【０００３】  しかし、これらの製品はいずれも大型で大重量、かつ高価であり、小型、軽量、安価で操作が容易な手動方式の微細穴加工用放電加工装置には該当しない。
【非特許文献１】松下電器産業株式会社  超微細放電加工機カタログ
【非特許文献２】東レプレシジョン株式会社  放電微細穴加工機カタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来技術は以下のような問題点を有する。まず、自動電極送り機構および変圧器の使用により、高価であり、大型、大重量となる。また、金属製の加工槽を用いていることから、加工後に工作物を取り外さないと、穴が正しく加工されたか、貫通しているかなどを確認することができない。さらに、電極と工作物が短絡した時に大きな電流が流れるので、電流制限用抵抗器などに大電力用のものを用いなければならず、小型化の妨げとなるうえ、電極の退避によっても短絡の回復がしにくい。【０００５】  仮に、従来の微細穴加工用放電加工装置を手動電極送り方式に改造したとしても、次のような問題点を解決することができない。すなわち、手動の場合は人間が電極の動きなどの実際の状況と電気的な放電状態とを同時に把握しながら加工機の操作を行うことが必要であるが、従来の装置は放電状態の把握を電気的に行ったうえで、視覚的ディスプレイによってその結果を表示しているため、微細加工で必要とされる加工進行状況の実体顕微鏡による観察と放電状態の把握とを同時に行うのが難しい。
【問題を解決するための手段】
【０００６】  前記問題を解決するため、本発明は、電極の中心軸と観察用光学軸が、それらと異なる固定された割り出し軸と同一角度をもって同一点で交差するように配置され、観察用光学軸上には工作物を拡大観察するためのレンズが配置され、電極の中心軸と観察用光学軸はそれぞれ割り出し軸のまわりに回転することができ、電極の中心軸と観察用光学軸はそれぞれ工作物を取り付けるテーブルの上面に垂直に交わる位置で停止することができ、加工槽の底面は電極の中心軸がテーブルの上面に垂直に交差した時に電極の中心軸と交差する点の周辺部が透明であり、加工用パルス発生回路に供給する直流電源を商用電源の各端子から１０μＦ以下の容量の結合用コンデンサを介して結合した整流回路により得ており、整流回路とパルス発生回路との間に電流波形を音響に変換させる音響発生回路を挿入した加工電源を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、手動送りとすることと変圧器を用いないことで、装置重量および価格は従来の製品のおよそ５０分の１以下とすることができ、飛躍的な小型化、軽量化、低価格化が実現できる。
【０００８】  また、加工後、電極の中心軸と観察用光学軸を割り出し軸のまわりに回転させることで簡単に位置を交代させることができ、加工槽の下からの照明による透過光観察も可能となり、加工後直ちに加工された穴の形状、大きさ、貫通の成否を確認することができる。
【０００９】  短絡した際に流れる電流が結合用コンデンサにより抑制されるので、充電用抵抗器の消費電力が軽減されるとともに、短絡回復も容易となる。
【００１０】  手動とした場合に生じる放電状況の把握困難の問題は、放電状態を音響に変換された加工電流波形により聴覚で把握することにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  本発明において、電極を取り付ける電極ホルダおよび観察用の顕微鏡等は割り出し軸のまわりに回転、停止できる同一の部材に取り付けることで、電極の中心軸と観察用光学軸の正確な位置交代を実現できる。この際、電極の中心軸と観察用光学軸は交代時の静止位置が完全に一致することが望ましいが、顕微鏡等の視野内に加工された穴の像が収まる範囲であれば軸位置のずれは許容できる。また、観察用光学軸上には顕微鏡の対物レンズと接眼レンズのセット、または対物レンズとディスプレイ用センサ等を取り付けることで、目視、ディスプレイ、記録等を容易に行うことができる。【００１２】  加工槽としては、ガラスなど、透明でかつ放電加工油に対して耐性のある材料が適している。金属製であっても、穴加工位置の下方にあたる位置に透明材料を用いた窓が設けられていれば目的を達することができる。工作物を取り付けるテーブルは透明な材料であれば問題ないが、給電等の目的で金属を用いる場合は、加工位置の下部に穴、スリット等を設けて加工槽下部からの光が透過できる構造にすることが必要である。【００１３】  商用交流電源から電力を取り込む部分は、両端子より結合用コンデンサを介して整流回路に接続するが、その容量が小さすぎると加工に十分な電力が供給されず、大きすぎると短絡電流制限の効果が低減する。本発明の応用は微細穴加工を対象としているので、一端子あたり１μＦから１０μＦの範囲が適当である。このようにすることにより、１００Ｖ５０Ｈｚの場合、仮に充電用抵抗器の値をゼロと仮定しても短絡時の総電流は１６ｍＡから１６０ｍＡの範囲に制限される。コンデンサの種類としてはフィルムコンデンサなど、電気化学的極性がなく商用周波数において損失の少ないものが適当である。【００１４】  音響発生回路としては、数オームから数十オーム程度の比較的低いインピーダンスをもつスピーカを電流路に直列に挿入するだけでもよい。しかし、電流波形を増幅し、低音部または高音部を増強すれば、放電状態と短絡状態の識別はより容易となる。
【実施例】
【００１５】  以下、実施例をもって、本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。【００１６】  図１は、本発明による放電加工装置の構成図である。まず、電極１の中心軸２が工作物６と垂直に交差するようにしたうえで、これと角度Ａを持って交差する割り出し軸３を定め、割り出し軸３をそのまま固定する。【００１７】  割り出し軸３と角度Ａをもって、電極の中心軸２との交差位置と同じ位置で交差するように観察用光学軸４を定め、この軸上に顕微鏡５の対物レンズと接眼レンズを配置する。ただし、電極の中心軸２、割り出し軸３、および観察用光学軸４は同一平面上にある必要はない。【００１８】  電極１と顕微鏡５は相互に固定し、割り出し軸３のまわりに回転できるようにする。これにより、加工時は電極１を工作物６の真上に停止させ、加工後の観察時には顕微鏡５を工作物６の真上に停止させることができる。【００１９】  工作物６はテーブル７の上に固定されるが、テーブル７の放電加工を行う位置にあたる部分は上面から下面まで貫通する採光穴８を設けておく。【００２０】  加工部を加工液で浸すために、テーブル７は加工槽９の中に固定する。加工槽９は、加工された穴１１の貫通の成否を観察するために透明なガラスで作成する。透明で放電加工油に耐性のある材料であればガラス以外の材料も使用可能である。【００２１】  加工槽９は送り機構１０により手動で上下に駆動できるようにする。【００２２】  加工電源は、結合用コンデンサ１２ａ、１２ｂを介して商用交流電圧を取り込み、整流回路１３により単極性とする。【００２３】  パルス発生回路１４としては図２に示すような充電用抵抗器１６ａ、１６ｂと放電用コンデンサ１７を接続したＲＣ回路を用いることができる。【００２４】  整流回路１３とパルス発生回路１４の間に、音響発生回路１５を挿入する。音響発生回路１５としては回路に直列に入力インピーダンスが１６オーム程度のスピーカを挿入する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例におけるパルス発生回路１４の詳細回路図である。
【符号の説明】
【００２６】１…電極、２…電極の中心軸、３…割り出し軸、４…観察用光学軸、５…顕微鏡、６…工作物、７…テーブル、８…採光穴、９…加工槽、１０…送り機構、１１…加工された穴、１２ａ・１２ｂ…結合用コンデンサ、１３…整流回路、１４…パルス発生回路、１５…音響発生回路、１６ａ・１６ｂ…充電用抵抗器、１７…放電用コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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