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    公开号:WO1991007246A1
    申请号:PCT/JP1990/001511
    申请日:1990-11-20
    公开日:1991-05-30
    发明作者:Shinichi Murayama
    申请人:Sodick Co., Ltd.；
    IPC主号:F16C17-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 放電加工用電極保持装置 [技衛分野]
    [0002] *発明は、 放電加工用の電 Sと して形成される細径回転軸 を軸芯位置に保持する放電加工用電極保持装置に関する。
    [0003] [背景技術]
    [0004] 従来よ り 、 細径電極を用いて微細孔加工等を行う放電加工 装置が提供されている。
    [0005] そ して、 このよ ラな放電加工用の細径電極を放電加工によ リ形成する場合、 細径電極の素材となる細径回転軸を轴芯位 置に高精度に保持する必要がある。
    [0006] と ころで、 従来よ り 、 この種の回転軸を軸芯位置に保持す る铀受装置と して、 ころがり轴受ゃ滑リ軸受等が知られてい る。
    [0007] これら轴受装置では、 回転軸の外周に鋼球やローラ、 金属 等のガイ ド部材を機械的に摺接させて、 回転軸を位置块めす る ものである。
    [0008] しかしながら、 上述のような従来技術では、 各部材の加工 精度に限界がある こ とから、 回転 wとガイ ド部材との間の隙 間を完全に無 く すこ とはできず、 一定の遊びが生じ、 振れの 問題が発生する。 特に、 上述した放電加工用の細径電 Sを形成する回転軸の よ うに、 径が 1 m m以下と小さい場合や、 高精度に芯出 し し たい場合には、 回転軸とガイ ド部材との隙間による遊びは無 視できないもの とな り 、 高精度を得るために装置が大型化す る等の不都合が生じていたので、 色々の提案が出されていた (特開昭 6 1 - 1 6 4 7 3 1 号公報および特開昭 6 1 - 1 6 8 4 2 5号公報等） 。
    [0009] また、 上述のような従来技衛では、 回転軸とガイ ド部材と の間に摩擦熱が生じ、 これによつて回転軸の適正な加工等の 妨げとなる欠点もあった。
    [0010] *発明は、 機械的精度の限界等による遊びを吸収して箇易 な構成によ リ細径回転軸を軸芯位置に高精度に保持する こ と ができる放電加工用電極保持装置を提供する こ とを 目的とす る。
    [0011] [発明の開示]
    [0012] *発明は、 電極用の細径回転轴を轴芯位置に保持する放電 加工用電極保持装置であって、 ケース内に複数 置されて上 記細径回転轴の外周に摺接し、 この細径回転軸を調芯するガ イ ド手段と、 ケー ス内に貯留される液体と、 この液体を凝固 させる凝固手段とを有する こ とを特徵とする。
    [0013] 上記構成において、 細径回転铀を高速回動させながらケ一 ス内に注入された液体を蔡固させてい く こ とによ り 、 徐々に 固まってい く液体の抵抗によって細径回転軸に調芯作用が饞 き、 精度良 く轴芯位置に調芯される。 また、 細径回転軸とガイ ド手段との間に充塡された液体が 徐 々に固まって遊びを無 く すと と もに、 細径回転軸の外周面 では、 この部分の摺接によって液体が固まらずに潤滑剤と し て作用 し、 摩擦の小さい円滑な摺接状態が得られる。
    [0014] また、 摺接部分の摩擦が小さ く 発熱が少ないうえに、 液体 を凝固させる構成によ り摺接部分の熱を冷却する作用が生じ るので、 従来のようなガイ ドによる発熱を大幅に低滅でき、 さ らに電極の冷却作用も併せて期待できるので、 加工精度も さ らに向上できる。
    [0015] また、 液体を凝固させる方法と しては、 常溘で液化状態に ある凝固点の低い液体を用いる場合には、 冷却装置を設けて 液体を徐々に凝固する。 また、 常温で凝固点を有 し、 加熱し なければ液化しないような液体を用いる場合には、 加熱装置 によ リ 、 一旦液化させたものを、 大気滠度または冷却装置に よ り冷却 し、 徐々 に凝固する。
    [0016] また、 液体に通電性のものを用いる こ とによ り 、 ケー ス俩 か ら液化を通 し て細径回転軸に通電を行な う こ と ができ る。
    [0017] [図面の箇単な説明]
    [0018] 第 1 図は、 *発明の一実 ¾例による電極保持装置を示す側 断面図である。
    [0019] 第 2 図ほ、 同実旌例による電 S保持装置を示す平断面図で ある。
    [0020] 第 3 図は、 同実 ¾例による電槿保持装置で保持された細径 回転铀を放電加工している状態を示す要部側面図である。 第 4図は、 同実 ¾例による電 S保持装置で保持された細径 回転軸を放電加工する放電加工装置の概要を示す平面図であ る。
    [0021] 第 5 図は、 太発明の第 2実施伢による放電加工用電極保持 装置を示す側断面図である。
    [0022] 第 6図は、 太発明の第 3実尨例による放電加工用電極保持 装置を示す僳断面図である。
    [0023] [発明を実 ¾するための最良の形態]
    [0024] 第 1 図は、 太発明の第 1実尨例による電極保持装置 1 を示 す側断面図である。
    [0025] こ の電極保持装置 1 によ り ガイ ドされる細径回転軸 1 0 は、 放電加工装置の被加工電極 と して形成された直径数 1 0 0 ^のものであって、 基端佣を電極回転用モータ 1 1 に 保持され、 例えば 1 0万 r p mの速度で回動制街される。 な お、 *実旌例の場合、 5万 r p m以下の速度では、 液体の凝 固のため、 轴回転が不能となった。
    [0026] 保持装置 1 は、 円筒状のケ，ス 2内に 3太の円筒状ガイ ド 3 を配置する と と もに、 ケース 2の両端部に回転軸 1 0 を揷 通ガイ ドする環状ガイ ド 4 、 5 を設けたものであ り 、 各ガ イ ド 3 〜 5 によっ て回転軸 1 0 を一定の真直度をも って回転可 能に摺接ガイ ド している。
    [0027] 各円筒状ガイ ド 3は、 第 2図に示すよ うに、 ケース 2 に形 成した内側円筒部 2 a内に稠密構造で嵌入され、 各円筒状ガ ィ ド 3間の隙間に回転軸 1 0が挿入されている。 つま り 、 各 円筒状ガイ ド 3は、 回転轴 1 0 に対 して太径に形成されたも ので、 それぞれが回転軸 1 0 の外周面にわずかに接勉する程 度に近接しており 、 しかも各円筒状ガイ ド 3相互で接触し、 回転軸 1 0 の周囲を囲むように して配置されている。
    [0028] 一方、 環状ガイ ド 4 、 5 は、 ケー ス 2 を両端から閉羞する ものでぁ リ 、 それぞれ中央に回転轴 1 0 の挿通するガイ ド孔 を有している。
    [0029] 各ガイ ド 3 〜 5 およびケー ス 2は、 機械的に高精度に形成 されてはいる ものの、 なお回転袖 1 0 との間で嵌め合い誤差 等によるわずかな間隙を有している。
    [0030] また、 ケー ス 2 の内俩円简都 2 aおよび各環状ガイ ド 4 、 5 に よ っ て形成される内室部 2 b には、 凍結用の液体が注入 されている。 この液体は、 容易に凝固させる こ とができ る も のが好ま し く 、 例えば水等を用いる こ とができるが、 この実 施例では、 この液体に水銀 1 2 を使う こ と に よ り 、 電極と し ての回転軸 1 0 に、 液体から通電を行う ようになっている。 なお、 ケー ス 2 には氷銀 1 2 に通電を行うための端子 （図示 せず） が設けられている。 これによ り 、 回転軸 1 0 にパルス 信号を送る こ とができ、 回転軸 1 0 の先端部を回転電極と し て、 細孔等の放電加工を行なう こ とが可能と なる。
    [0031] このよ う に本実 ϋ例では、 保持装置 1 において、 回転電極 に通電を行う こ とができるので、 放電加工機の構成要素と し て極めて有効な装置を構成できる。
    [0032] また、 ケー ス 2 の下側に取付け られた環状ガイ ド 5 は、 ケー ス 2内の液体を漏洩させないよう、 シール性を確保する こ とが必要となるが、 本実 ¾例では、 液体に表面張力の高い 水銀 1 2 を用いているので、 この表面張力によっ てわずかな 間隙からの漏洩が阻止され、 十分なシール性を確保する こ と ができる。
    [0033] また、 ケース 2の外壁 2 c と内側円筒部 2 a とによって形 成される外室部 2 d には、 水銀 1 2 を凍結するための冷媒 1 3が、 連結部 2 e を通って図示しない冷却装置から供給さ れる。 なお、 冷媒 1 3および冷却装置は、 使用する液体に応 じ て選択する 。 例えば本実尨例では、 水銀 1 2 に対 して 一 5 0 ° C の冷却装置を用いる。
    [0034] 以上のょラな構成の保持装置 1 では、 まず、 各ガイ ド 3 〜 5 に回転軸 1 0 を通してケース 2内に水銀 1 2 を注入した状 態で、 回転軸 1 0の回転を開始する と ともに、 冷媒 1 3 を住 入 して徐々に水銀 1 2 を冷却してい く 。 する と最初は、 ガイ ド 3 〜 5の間隙のために、 高速回転によって回転軸 1 0 に外 周方向へのフ レを生じるが、 水銀 1 2が外傯から徐々に凍結 してい く こ と によ り 、 回転軸 1 0 のフ レが抑制され、 次第に 精度良 く 轴芯位置に位置出 し され、 1 以下の振れ と な る。
    [0035] そ して、 最終的には、 ケース 2内で凍結した水銀 1 2が滑 り轴受と して機能し、 回転軸 1 0 とガイ ド 3の間を充塡して 遊びを無く すと と もに、 回転軸 1 0の外周面近傍では、 この 外周面と水銀 1 2 の凍結体との摺接によって薄膜状に液状化 され、 これが潤滑剤と して作用 し、 摩擦の小さい良好な滑り 铀受と しての機能が得られる。
    [0036] また、 以上のよ うに、 液体を冷却 して凍結させる こ とによ リ 、 回転軸 1 0 を支持する こ とから、 回転軸 1 0 と凍結体と の摺接部分における摩擦熱は極めて小さいものにな リ 、 発熱 による加工精度の低下等を有効に防止できる。
    [0037] 第 3 図は、 以上のよ う に して保持装置 1 に保持された回転 軸 1 0 に対して放電加工を行う放電加工装置の要部を示す側 面図であ り 、 第 4図は、 同放電加工装置の概要を示す平面図 である。
    [0038] この放電加工装置は、 上述のよ うな直径数 1 0 0 の回転 轴 1 0 を、 さ らに細径の直径数 1 0 jttの放電加工用電極に電 極成形する ものである。
    [0039] この放電加工装置において、 ワ イ ヤー電極 3 1 は、 送リ 出 し リ ール 3 2から送り 出され、 ドラ ムガイ ド、 3 3 の外周を経 て巻き取り リ ール 3 4 に巻き取られる。 送り 出 し リ ール 3 2 は、 ノ、 ·ウダ一ク ラ ッチ等によってテンシ ョ ン付与され、 巻き 取リ リ ール 3 4は制铒モータによって回動される。
    [0040] また、 ドラ ムガイ ド 3 3 の入口部分と出口部分には、 ワ イ ヤー電極 3 1 を通電するための通電コマ 3 5 、 3 6が設けら れている。
    [0041] ワ イ ヤ一電極 3 1 は、 ドラ ムガイ ド 3 3 の外周に形成した ガイ ド溝 3 7 に位置決めされ、 このガイ ド溝 3 7 に沿って送 ゥれ 。
    [0042] 上記保持装置 1 に保持された回転軸 1 0 は、 第 3 図に示す よ う に、 先端部が上記ワ イ ヤ—電 S 3 1 に供給され、 外周部 分を放電加工に よ っ て除去され、 接細電極と して加工され る。
    [0043] なお、 ガイ ド溝 3 7の形状は、 回転铀 1 0 の供給側に大き く ワ イヤ一電極 3 1 を露出させるようになつておリ 、 有効加 ェ幅 Aの拡大にょ リ 、 効率よ く 回転軸 1 0 を加工できる。
    [0044] 以上のょ ラに して、 *実 ¾例によれば、 直径 D = 2 0 ま での極細電極を、 加工長 L =数 1 0 0 C L / D > 5 ) にわ たって得る こ とができ、 しかも、 その際の電 S先端の捩れが 以下となり 、 極めて高精度で安定した極細孔加工を行う こ とができる。
    [0045] 第 5図は、 本発明の第 2実尨例による保持装置 1 を示す側 断面図である。 なお、 この第 2実尨例において、 上記第 1実 旄伢とほぼ共通する部材については同一符号を付して説 ¾す る。
    [0046] 上記第 1実尨例では、 液体と して水銀 1 2を用いたが、 こ の第 2実尨例では、 液体と して水 2 3 を用いた。 この場合、 回転轴 1 0 に通電を行うため、 内室部 2 b における水 2 3の 上層部には、 仕切扳 2 4を介して、 回転軸 1 0 に通電を行な うための液体と して、 水銀 2 2が貯留されており 、 上記第 1 実旌例と同様に して、 回転 ¾ 1 0 にバルス信号等が供給され る。
    [0047] 水 2 3 を使用する場合の条件と しては、 電極回転数が 1 0 万 r p m程度で、 冷媒溘度を一 2 5 ° C とする と好結果が得 られる。
    [0048] 第 6図は、 本発明の第 3実尨例による保持装置 1 を示す側 断面図である。 なお、 この第 3実 ¾例において、 上記実尨例 と ほぼ共通する部材につい ては同一符号を付 し て説明す る。
    [0049] 上記実旄例は、 ケース内に注入 した液体を冷媒によって凍 結する構成であつたが、 この第 3実尨例は、 常濠で凝固する 物質をケース内で加熱によ り液化し、 これを徐々に大気によ つて冷却して凝固させるよ うに したものである。
    [0050] この第 3実 ¾例では、 回転軸 1 0 をガイ ドする液体と して は、 室潼以上の S度で液化する ワ ッ ク ス 2 1 が用いられてい る。
    [0051] また、 内室部 2 b における ワ ッ ク ス 2 1 の上層部には、 仕 切板 2 4を介して、 回転軸 1 0 に通電を行なうための液体と して、 水銀 2 2が貯留されてぉリ 、 上記第 1 実 ¾例と同様に して、 回転軸 1 0 にパルス信号等が供給される。
    [0052] 一方、 ケー ス 2 の外壁 2 c には、 電熱線 2 0が埋設されて おり 、 これを不図示の通電部よ リ通電する こ と によ り 、 上記 ヮ ッ ク ス 2 1 を加熱 して液化する加熱装置が設け られてい る。
    [0053] また、 その他の構成は、 上記第 1実尨例と同様である。 このよ う な、 保持装置 1 では、 予め回転袖 1 0 を挿通する と と もに、 固化状蕙のワ ッ ク ス 2 1 を内室部 2 b内に貯留 し た状態で、 電熱線 2 0 を通電し、 ワ ッ ク ス 2 1 を加熱して液 化する。 そ して、 この状態から、 電熱線 2 0への通電を停止 し、 上記第 1実施例と同様に して、 回転軸 1 0 を回転しなが ら 、 冷却装置を起動してワ ッ ク ス 2 1 を徐々に凝固させてい < o
    [0054] そ して、 最終的には、 ケース 2内で固化したワ ッ ク ス 2 1 が、 回転軸 1 0 とガイ ド' 3 との間で、 遊び吸収作用や潤滑作 用 を発揮 し、 摩擦の小さ い良好な滑 リ 铀受 と して機能す る。
    [0055] なお、 ワ ッ ク ス 2 1 の冷却を開始してから固化するまでの 詳細な経過は、 上記第 1実 ¾ で説明したもの と同様である ので、 こ こでは省略する。
    [0056] また、 こ の第 3実尨例では、 冷却装置を使っ て ワ ッ ク ス 2 1 の冷却したが、 この代リ に、 室螯によ リ 自然冷却する構 成と しても よい。 このよ う にすれば、 冷却速度等は制镩しづ らいものの、 特別な冷却装置が不要となり 、 安価な装置を得 る こ とができる。
    [0057] また、 室簋による十分な冷却機 を得るため、 ケース 2 の 外周を放熱構造と したり 、 送風用の機構を設ける ょラに して も よい。
    [0058] さらに、 *発明は、 上記各実旌例に限定されるものではな く 、 具体的構成は種々変更可能である。
    [0059] 例えば、 上記実 ¾例では、 放電加工用の細物回転軸電極を ガイ ドする場合について説明したが、 例えばビデオテープレ コーダの回転 ドラ ムの外周面を鐘面加工する場合のガイ ド等 と して広 く応用できる。
    [0060] また、 このような保持装置 1 を、 轴受のみならず、 回転軸 1 0 を支持する部分のシール装置と しても応用するこ とが可 能である。 つま リ 、 上述した液体を凍結して回転軸を支持す る構成は、 同時に回転する回転軸に対する高性能なシ ール機 能をも果たすものである こ とから、 このような構造を回転軸 のシール部分に邃用 してシールと轴受の両面の機能を得るこ とができる。
    [0061] また、 上記液体と して、 水銀が不都合である場合には、 こ の代り に他の低融点合金を用いてもよい。
    [0062] さ らに、 必ずしも、 液体を介して回転軸 1 0 に通電する構 成でな く と もよ く 、 公知の集電装置等を用いた構成であって も よい。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    ( 1 ) 回動する回転軸を轴芯位置に保持する保持装置であつ て、
    ケース内に複数配置されて上記回転軸の外周に摺接し、 こ の回転軸を位置块めするガイ ド手段と、 ケース内に貯留され る液体と、 この液体を凝固させる凝固手段とを有するこ とを 特徴とする保持装置。
    ( 2 ) 請求項 （ 1 ) において、
    上記凝固手段は、 上記液体を冷却して凝固させる冷却装置 であるこ とを特镊とする保持装置。
    C 3 ) 請求項 （ 1 ) において、
    上記籙固手段は、 常溘で凝固点を有する所定の物質を加熱 する こ とによ リ上記液体を得る加熱装置を備える と と もに、 上記液体を自然冷却または冷却装置にょ リ凝固させるもので あるこ とを特截とする保持装置。
    ( 4) 請求項 （ 1 ) 〜 （ 3 ) のいずれか 1項において、 上記ガイ ド手段は、 上記回転軸よ リ太径の回転軸状に形成 され、 上記回転軸に対して平行に配置される複数のガイ ド'部 材を有し、 これらガイ ド部材が、 それぞれ上記回転軸の外周 面に近接し、 かつ上記回転軸の周囲を囲む状態で配置され、 この回転軸とガイ ド部材との間に形成される間隙部に上記液 体を充塡させる こ とを特截とする保持装置。
    ( 5 ) 請求項 （ 1 ) 〜 （ 4 ) のいずれか 1項において、 上記液体は、 通電性を有し、 上記ケースに設けた電極から 上記液体を介して上記回転轴に通電する こ とを特镦とする保 持装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-05-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1991-05-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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