JP7254736B2 - ワイヤ電極送出装置及びワイヤ電極送出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ電極送出装置及びワイヤ電極送出方法に関し、特に、ワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置等に関する。

ワイヤ放電加工機においてワイヤ電極を送るときに、例えば、ワイヤ電極の送出方向を転換するためのローラにワイヤ電極が巻きつくことなどがある。特許文献１には、流体供給に伴ってローラが回転した後に、この回転を抑制してローラを減速又は停止することにより、ローラにおけるワイヤ電極の巻きつきを防止することが記載されている。

特許第５０６２３８４号公報

しかしながら、ワイヤ電極が本来の経路からそれてしまうために、ワイヤ電極がローラに巻きつくこととなる。発明者らの実験によれば、特許文献１記載の技術にあるようにローラを回転させた後に回転を抑制しても、ローラにワイヤ電極が巻きつく場合があった。ローラの回転を制御することによっては、ワイヤ電極が、その本来の経路からそれることを十分に防止できなかった。

よって、本発明は、送入口から送出口に至る経路でワイヤ電極を送るときに、本来の経路からそれずに、本来の経路で送ることに適したワイヤ電極送出装置等を提供することを目的とする。

本願発明の第１の観点は、送入口から送出口に第１流体を用いてワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置であって、第２流体を供給する流体供給部を備え、前記流体供給部は、前記送入口から前記送出口に至る前記ワイヤ電極の経路から分岐する分岐流路に存在する前記第１流体に対して前記第２流体を供給する。

本願発明の第２の観点は、第１の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記流体供給部は、前記分岐流路における前記第１流体の移動を減少させ、又は、移動しない状態にする。

本願発明の第３の観点は、第１又は第２の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記ワイヤ電極の経路において前記ワイヤ電極の送出方向を転換するためのローラを備え、前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路にない前記ローラの接触面に沿った流路である。

本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点のワイヤ電極送出装置であって、前記ワイヤ電極の経路において前記送出口に向けて前記第１流体を噴出する噴出部を備え、前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路において前記噴出部と前記送出口との間に位置する個所から分岐する。

本願発明の第５の観点は、第１から第４の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記流体供給部は、前記分岐流路に存在する前記第１流体の圧力に応じて前記第２流体を供給する。

本願発明の第６の観点は、第５の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記流体供給部は、一方向弁であって、前記第２流体の圧力と前記第１流体の圧力との差により前記第２流体を供給する。

本願発明の第７の観点は、第６の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記ワイヤ電極の経路の一部又は全部に対して前記第１流体を噴出する噴出部を備え、前記分岐流路における前記第１流体の圧力は、当該ワイヤ電極送出装置に前記第１流体が満たされた状態で前記噴出部が前記第１流体を前記送出口に向けて噴出することにより生じたものである。

本願発明の第８の観点は、第１の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記第１流体は液体であり、前記第２流体は気体である。

本願発明の第９の観点は、送入口から送出口に第１流体を用いてワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置におけるワイヤ電極送出方法であって、前記ワイヤ電極送出装置は、第２流体を供給する流体供給部を備え、前記流体供給部が、前記送入口から前記送出口に至る前記ワイヤ電極の経路から分岐する分岐流路に存在する前記第１流体に対して前記第２流体を供給するステップを含む。

本願発明の第１０の観点は、第９の観点のワイヤ電極送出方法であって、前記流体供給部は、前記分岐流路における前記第１流体の移動を減少させ、又は、移動しない状態にする。

本願発明の第１１の観点は、第９又は第１０の観点のワイヤ電極送出方法であって、前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路において前記ワイヤ電極の送出方向を転換するためのローラを備え、前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路にない前記ローラの接触面に沿った流路である。

本願発明の第１２の観点は、第９から第１１のいずれかの観点のワイヤ電極送出方法であって、前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路において前記送出口に向けて前記第１流体を噴出する噴出部を備え、前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路において前記噴出部と前記送出口との間に位置する個所から分岐する。

本願発明の第１３の観点は、第９から第１２のいずれかの観点のワイヤ電極送出装置であって、前記流体供給部は、前記分岐流路に存在する前記第１流体の圧力に応じて前記第２流体を供給する。

本願発明の第１４の観点は、第１３の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記流体供給部は、一方向弁であって、前記第２流体の圧力と前記第１流体の圧力との差により前記第２流体を供給する。

本願発明の第１５の観点は、第１４の観点のワイヤ電極送出装置であって、前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路の一部又は全部に対して前記第１流体を噴出する噴出部を備え、前記分岐流路における前記第１流体の圧力は、当該ワイヤ電極送出装置に前記第１流体が満たされた状態で前記噴出部が前記第１流体を噴出することにより生じたものである。

本願発明の第１６の観点は、第９から第１５のいずれかの観点のワイヤ電極送出装置であって、前記第１流体は液体であり、前記第２流体は気体である。

なお、本願発明を、送入口から送出口に第１流体を用いてワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置であって、前記ワイヤ電極の送出方向を転換するローラと、第２流体を供給する流体供給部を備え、前記流体供給部は、前記ワイヤ電極の経路から分岐する前記第１流体の分岐流路に対して、前記第１流体の圧力に応じて第２流体を供給するものとして捉えてもよい。

本願発明の各観点によれば、流体供給部が分岐流路に対して第２流体を供給することにより、ワイヤ電極を、その経路に沿って送ることができる。

（ａ)本願発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工機１の構成の一例を示す図と、（ｂ）転換部９の構成の一例を示す図と、（ｃ）動作の一例を示すフロー図である。 従来の転換部８１の動作の一例を説明するための図である。 図１の転換部９の動作の一例を説明するための図である。 図１の転換部９の具体的な一例を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。

図１は、（ａ）本願発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工機の構成の一例を示す図と、（ｂ）転換部９の構成の一例を示す図と、（ｃ）動作の一例を示すフロー図である。

図１（ａ）を参照して、ワイヤ放電加工機１は、上ヘッド部３と、加工槽５と、下ヘッド部７と、転換部９（本願請求項の「ワイヤ電極送出装置」の一例）と、ガイドパイプ１１と、回収部１３を備える。

ワイヤ放電加工機１では、上ヘッド部３と下ヘッド部７は移動しない。ワイヤ放電加工機１は、加工物１５を移動させて、ワイヤ電極１７を用いて加工物１５を放電加工する。

ワイヤ電極１７は、図示を省略するワイヤボビンから、各種ローラ等を経由して上ヘッド部３の上に引き出され、アニール処理が行われて上ヘッド部３に至る。ワイヤ電極１７は、上ヘッド部３から下方に送られて下ヘッド部７に至り、さらに下方に送られる。転換部９は、ワイヤ電極の移動方向（送出方向）を、下向きから右向きに転換する。ワイヤ電極１７は、ガイドパイプ１１を通って回収部１３にて回収される。

図１（ｂ）は、転換部９の構成の一例を示す図である。転換部９は、送入口２１（本願請求項の「送入口」の一例）と、ローラ２３（本願請求項の「ローラ」の一例）と、送出口２５（本願請求項の「送出口」の一例）と、噴出部２７（本願請求項の「噴出部」の一例）と、吸入部２９（本願請求項の「流体供給部」の一例）を備える。後に、図３を参照して、転換部９の具体的な動作の一例を説明する。

図１（ｃ）を参照して、図１（ａ）のワイヤ放電加工機１の動作の一例を説明する。まず、加工槽５に加工液を注入して、下ヘッド部７及び転換部９を加工液（本願請求項の「第１流体」の一例）で満たす（ステップＳＴ１）。転換部９は、加工槽５の外にあるため、送入口２１から送出口２５まで加工液が漏れない構造である。

噴出部２７は、ローラ２３の接線方向に、送出口２５に向けて加工液の噴出を開始する（ステップＳＴ２）。ローラ２３は、反時計回りに回転する。転換部９を満たす加工液には、様々な圧力が生じる。

吸入部２９は、加工液の圧力に応じて、空気（本願請求項の「第２流体」の一例）をローラ２３の接触面とケースとの隙間に供給する（ステップＳＴ３）。ここで、接触面は、ローラ２３とワイヤ電極が接触する面である。ケースは、少なくとも、ローラ２３の接触面のうち、ワイヤ電極の経路にない部分の一部又は全部を覆う。

転換部９は、ワイヤ電極１７を、送入口２１から下降させ、ローラ２３により向きを下向きから右向きに転換して、送出口２５に送る（ステップＳＴ４）。

図２を参照して、従来の転換部８１の動作の一例を説明する。図２（ａ）を参照して、転換部８１は、送入口８３と、ローラ８５と、送出口８７と、噴出部８９を備える。

図２（ｂ）を参照して、転換部８１において、噴出部８９は、ローラ８５の接線方向に、送出口８７に向けて加工液を噴出する。ローラ８５は、反時計回りに回転する。送入口８３の下方を、負圧部９１という。ローラ８５の下方を、高圧部９３という。

図２（ｃ）にあるように、噴出部８９から噴出された加工液には、２つの流路が存在する。一つは、噴出部８９から送出口８７へ加工液が移動する流路である。もう一つは、この流路から分岐して、加工液が、ローラ８５の接触面に沿って反時計回りに、高圧部９３から負圧部９１へ移動する流路である。高圧部９３は、噴出部８９から噴出された加工液の流路が分岐する箇所である。

図２（ｄ）を参照して、送入口８３から送入されたワイヤ電極は、負圧部９１により下方に送られる。そして、第１箇所９５においてローラ８５の接触面に接し、ローラ８５の回転や噴出部８９による加工液の流れなどに従って、右向きに移動方向が転換される。

図２（ｅ）にあるように、ワイヤ電極の理想的な送りは、第２箇所９７でローラ８５から離れ、噴出部８９から送出口８７への加工液の流れに従って送出口８７に至ることである。しかしながら、実際には、加工液の流れには、この理想的な流路から分岐して、ローラ８５の接触面に沿って反時計回りに回転し、負圧部９１に戻る流れが存在する。この流れによって、ワイヤ電極はローラ８５に巻きつく可能性がある。特許文献１記載の技術は、ローラ８５が回転することに起因するワイヤ電極の巻きつきを防止することのみに着目するものであって、加工液の流れに起因するワイヤ電極の巻きつきに着目するものではない。加工液の流れによる巻きつきは、特許文献１記載のようにローラ８５の回転を抑制することでは十分に防ぐことはできない。そのため、発明者らの実験では、依然として、ローラ８５においてワイヤ電極の巻きつきが生じたと考えられる。

図３を参照して、図１の転換部９の動作の一例を説明する。なお、以下の説明において、転換部９における圧力は一例であり、ローラ２３の回転などの他の要因に起因する圧力であってもよい。

図３（ａ）を参照して、転換部９は、加工液で満たされている（図１（ｃ）のステップＳＴ１参照）。噴出部２７は、ローラ２３の接線方向に、送出口２５に向けて加工液を噴出する（図１（ｃ）のステップＳＴ２参照）。ローラ２３は、反時計回りに回転する。送入口２１の下方を、負圧部３１という。ローラ２３の下方を、高圧部３５という。

図３（ｂ）にあるように、噴出部２７から噴出された加工液には、２つの流路が存在する。一つは、噴出部２７から送出口２５へ加工液が移動する流路である。もう一つは、この流路から分岐して、加工液が、ローラ２３の接触面に沿って反時計回りに、高圧部３５から負圧部３１へ移動する流路である（本願請求項の「分岐流路」の一例である。以下の説明において「分岐流路」ともいう。）。高圧部３５は、噴出部２７から噴出された加工液の流路が分岐する箇所である。

図３において、分岐流路の一例は、ワイヤ電極の経路でないローラ２３の接触面と、この接触面の一部又は全部を覆うケースとの間の隙間である。ワイヤ電極の経路でないローラ２３の接触面の一例は、第２箇所３９（本願請求項の「ワイヤ電極の経路において送出口側に位置する場所」の一例）から反時計回りに第１箇所３７（本願請求項の「ワイヤ電極の経路において送入口側に位置する場所」の一例）に至る接触面である。

吸入部２９は、一方向弁（チャック弁）であり、装置外から装置内に、一方向に気体を送るものである。吸入部２９は、空気の大気圧と、分岐流路における加工液の圧力との差を利用して空気を自然吸気し、分岐流路に空気を供給する（図１（ｃ）のステップＳＴ３参照）。吸入部２９は、この分岐流路に空気を供給することにより、分岐流路における加工液の流れを抑制（減少）し、可能であれば阻止する。

図３（ｃ）を参照して、送入口２１から挿入されたワイヤ電極は、負圧部３１により下方に送られ、ローラ２３の左側の第１箇所３７においてローラ２３の接触面に接し、ローラ２３の回転などに従って、右向きに移動方向（送出方向）が転換される（図１（ｃ）のステップＳＴ４参照）。

転換部９では、吸入部２９により分岐流路における加工液の流れが抑制されている。そのため、図３（ｄ）にあるように、ワイヤ電極は、噴出部２７から送出口２５への加工液の流れに従って、ローラ２３の下側の第２箇所３９でローラ２３から離れて送出口２５に送られる。送入口２１から送出口２５に至るワイヤ電極の移動経路が、本願請求項の「ワイヤ電極の経路」の一例である。

なお、本願発明において、流体供給部が供給する第２流体は、液体であってもよい。この液体は、加工液であっても、加工液とは異なる液体であってもよい。同様に、第１流体は、加工液であっても、他の液体や気体であってもよい。また、流体供給部は、第２流体に所定の圧力（例えば、分岐流路における加工液の圧力よりも高い圧力）を加えて、第２流体の圧力が高く、分岐流路における第１流体の圧力が低い状態を利用して、第２流体の供給を行うものであってもよい。また、流体供給部は、分岐流路における第１流体の圧力を測定したり演算したりして、測定値や演算値などに対応した量の第２流体を供給するものであってもよい。

図４及び図５を参照して、具体的なワイヤ放電加工機の一例を説明する。図４（ａ）は、ワイヤ放電加工機の外観を示す。下ヘッド部の下に、転換部５１（本願請求項の「ワイヤ電極送出装置」の一例）を備える。

転換部５１は、ローラ６１（本願請求項の「ローラ」の一例）と、送入口５３（本願請求項の「送入口」の一例）と、噴出口５７と、送出口５５（本願請求項の「送出口」の一例）と、吸入部５９（本願請求項の「流体供給部」の一例）と、ケース部６３を備える。噴出口５７には、噴出部（本願請求項の「噴出部」の一例）が噴出した加工液が入る。ケース部６３は、少なくとも、ローラ６１の上側を覆う（図４（ｆ）参照）。

図４（ｂ）は、転換部５１の斜視図である。図４（ｂ）では、転換部５１の上部に送入口５３があり、正面に噴出口５７があり、側面に吸入部５９がある。

図４（ｃ）は、断面Ａ－Ａの位置を示す。図４（ｄ）は、断面Ａ－Ａでの断面図を示す。転換部９は、加工液で満たされている。噴出部から噴出された加工液は、噴出口５７から転換部５１に入る。噴出口５７から入った加工液は、ローラ６１の接線方向に、送出口５５に向けて移動する。

図４（ｅ）は、断面Ｂ－Ｂの位置を示す。図４（ｆ）は、断面Ｂ－Ｂでの断面図を示す。吸入部５９から吸気された空気は、ローラ６１の上部の溝と、ケース部６３との間の隙間６７に供給される。すなわち、図４（ｆ）において、吸入部５９は、ローラ６１の左側上部に位置する。吸入部５９は、加工液の圧力を利用して、空気を装置外から装置内に吸気する。吸気された空気は、ローラ６１の回転機構６９の空間を利用して右側に移動し、回転機構６９を超えるとローラ６１の上部へと移動して、ローラ６１の接触面の溝とケース部６３との間の隙間６７に至る。隙間６７の位置は、転換部５１における分岐流路に存在する。

発明者らは、細線ワイヤ電極（φ０．０５以下）による自動結線を実験した。加工槽に加工液（油）がない場合、上下ガイド部では自動結線率が低下する傾向があったものの、転換部（方向転換ローラ部）（下部ローラ）（図２のローラ８５参照）での巻きつきは生じなかった。加工槽に加工液がある場合、上下ガイド部での自動結線は成功したが、転換部では、回転制御（停止など）の動作（特許文献１参照）を行っても自動結線率が低かった。本願発明にあるように噴出箇所とは異なる箇所から空気を自然吸気する構造にすることにより、加工槽に加工液がある場合でも、転換部での絡み（巻きつき）は生じなかった。

１ ワイヤ放電加工機、３ 上ヘッド部、５ 加工槽、７ 下ヘッド部、９ 転換部、１１ ガイドパイプ、１３ 回収部、１５ 加工物、１７ ワイヤ電極、２１ 送入口、２３ ローラ、２５ 送出口、２７ 噴出部、２９ 吸入部、３１ 負圧部、３５ 高圧部、３７ 第１箇所、３９ 第２箇所、５１ 転換部、５３ 送入口、５５ 送出口、５７ 噴出口、５９ 吸入部、６１ ローラ、６３ ケース部、６７ 隙間、６９ 回転機構、８１ 転換部、８３ 送入口、８５ ローラ、８７ 送出口、８９ 噴出部、９１ 負圧部、９３ 高圧部、９５ 第１箇所、９７ 第２箇所、

Claims (14)

1. 送入口から送出口に第１流体を用いてワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置であって、
   第２流体を供給する流体供給部を備え、
   前記流体供給部は、前記送入口から前記送出口に至る前記ワイヤ電極の経路から分岐する分岐流路に存在する前記第１流体に対して前記第２流体を供給して、前記分岐流路における前記第１流体の移動を減少させ、又は、移動しない状態にする、ワイヤ電極送出装置。
2. 前記ワイヤ電極の経路において前記ワイヤ電極の送出方向を転換するためのローラを備え、
   前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路にない前記ローラの接触面に沿った流路である、請求項１記載のワイヤ電極送出装置。
3. 前記ワイヤ電極の経路において前記送出口に向けて前記第１流体を噴出する噴出部を備え、
   前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路において前記噴出部と前記送出口との間に位置する箇所から分岐する、請求項１記載のワイヤ電極送出装置。
4. 前記流体供給部は、前記分岐流路に存在する前記第１流体の圧力に応じて前記第２流体を供給する、請求項１記載のワイヤ電極送出装置。
5. 前記流体供給部は、一方向弁であって、前記第２流体の圧力と前記第１流体の圧力との差により前記第２流体を供給する、請求項４記載のワイヤ電極送出装置。
6. 前記ワイヤ電極の経路の一部又は全部に対して前記第１流体を噴出する噴出部を備え、
   前記分岐流路における前記第１流体の圧力は、当該ワイヤ電極送出装置に前記第１流体が満たされた状態で前記噴出部が前記第１流体を前記送出口に向けて噴出することにより生じたものである、請求項５記載のワイヤ電極送出装置。
7. 前記第１流体は液体であり、
   前記第２流体は気体である、請求項１記載のワイヤ電極送出装置。
8. 送入口から送出口に第１流体を用いてワイヤ電極を送るワイヤ電極送出装置におけるワイヤ電極送出方法であって、
   前記ワイヤ電極送出装置は、第２流体を供給する流体供給部を備え、
   前記流体供給部が、前記送入口から前記送出口に至る前記ワイヤ電極の経路から分岐する分岐流路に存在する前記第１流体に対して前記第２流体を供給して、前記分岐流路における前記第１流体の移動を減少させ、又は、移動しない状態にするステップを含むワイヤ電極送出方法。
9. 前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路において前記ワイヤ電極の送出方向を転換するためのローラを備え、
   前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路にない前記ローラの接触面に沿った流路である、請求項８記載のワイヤ電極送出方法。
10. 前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路において前記送出口に向けて前記第１流体を噴出する噴出部を備え、
    前記分岐流路は、前記ワイヤ電極の経路において前記噴出部と前記送出口との間に位置する箇所から分岐する、請求項８記載のワイヤ電極送出方法。
11. 前記流体供給部は、前記分岐流路に存在する前記第１流体の圧力に応じて前記第２流体を供給する、請求項８記載のワイヤ電極送出方法。
12. 前記流体供給部は、一方向弁であって、前記第２流体の圧力と前記第１流体の圧力との差により前記第２流体を供給する、請求項１１記載のワイヤ電極送出方法。
13. 前記ワイヤ電極送出装置は、前記ワイヤ電極の経路の一部又は全部に対して前記第１流体を噴出する噴出部を備え、
    前記分岐流路における前記第１流体の圧力は、当該ワイヤ電極送出装置に前記第１流体が満たされた状態で前記噴出部が前記第１流体を噴出することにより生じたものである、請求項１２記載のワイヤ電極送出方法。
14. 前記第１流体は液体であり、
    前記第２流体は気体である、請求項８記載のワイヤ電極送出方法。

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