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公開番号2024051228
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157275
出願日2022-09-30
発明の名称放電電源回路及び放電加工機の制御方法
出願人株式会社ミツトヨ
代理人弁理士法人MTS国際特許事務所
主分類H02M 9/04 20060101AFI20240404BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】放電パルスの間隔が変更でき、加工速度の調整が可能な放電電源回路及び、該放電電源回路を用いた放電加工機の制御方法を提供する。
【解決手段】充電によって蓄えた電荷により放電パルスを発生させるコンデンサCと、オン状態でコンデンサCに電荷を充電させ、オフ状態でコンデンサCへの充電を停止させるスイッチング素子TNと、放電パルスの発生時にコンデンサCから被加工物1及び放電電極5間に放電電流Ipが流れる経路に設けられ、両端の電圧変化に応じてスイッチング素子をオン状態ま又はオフ状態に設定するダイオードDと、ダイオードDに逆電圧方向のバイアス電圧を印加するとともに、スイッチング素子TNにバイアス電圧を印加するバイアス電源E_Bと、該バイアス電源E_Bに直列接続されたバイアス抵抗R_Bとを備え、バイアス抵抗R_Bの抵抗値及びバイアス電源E_Bの電圧の少なくともいずれか一方を変更可能とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被加工物、及び該被加工物に対して間隙を保って配置した放電電極の間に放電パルスを発生せしめて、該被加工物の表面を加工する放電加工機の放電電源回路であって、
充電によって蓄えた電荷により前記放電パルスを発生させるコンデンサと、
オン状態で前記コンデンサに電荷を充電させ、オフ状態で前記コンデンサへの充電を停止させるスイッチング素子と、
前記放電パルスの発生時に前記コンデンサから前記被加工物及び前記放電電極間に電流が流れる経路に設けられ、両端の電圧変化に応じて前記スイッチング素子を前記オン状態または前記オフ状態に設定するダイオードと、
前記ダイオードに逆電圧方向のバイアス電圧を印加するとともに、前記スイッチング素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、
該バイアス電源に直列接続されたバイアス抵抗とを備え、
前記バイアス抵抗の抵抗値、及び、前記バイアス電源の電圧の少なくともいずれか一方が変更可能とされていることを特徴とする放電電源回路。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記バイアス抵抗の抵抗値を小さくするか、又は、前記バイアス電源の電圧を高くすることにより、前記放電パルスの間隔が短くなるようにされたことを特徴とする請求項１に記載の放電電源回路。
【請求項３】
前記バイアス抵抗の抵抗値を大きくするか、又は、前記バイアス電源の電圧を低くすることにより、前記放電パルスの間隔が長くなるようにされたことを特徴とする請求項１に記載の放電電源回路。
【請求項４】
前記コンデンサの容量値を小さくすると共に、前記バイアス抵抗の抵抗値を小さくするか、又は、前記バイアス電源の電圧を高くすることにより、同じ加工時間で面品位を高めた加工ができるようにされたことを特徴とする請求項１に記載の放電電源回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の放電電源回路を用いて、
加工工程で前記バイアス抵抗の抵抗値、及び、前記バイアス電源の電圧の少なくともいずれか一方を変更することを特徴とする放電加工機の制御方法。
【請求項６】
粗加工における前記バイアス抵抗の抵抗値を、中仕上加工及び仕上加工における前記バイアス抵抗の抵抗値よりも小さくするか、又は、前記バイアス電源の電圧を、中仕上加工及び仕上加工における前記バイアス電源の電圧よりも高くすることを特徴とする請求項５に記載の放電加工機の制御方法。
【請求項７】
仕上加工における前記バイアス抵抗の抵抗値を、粗加工及び中仕上加工における前記バイアス抵抗の抵抗値よりも大きくするか、又は、仕上加工における前記バイアス電源の電圧を、粗加工及び中仕上加工における前記バイアス電源の電圧よりも低くすることを特徴とする請求項５に記載の放電加工機の制御方法。
【請求項８】
中仕上加工を省略することを特徴とする請求項６に記載の放電加工機の制御方法。
【請求項９】
加工途中で前記バイアス抵抗の抵抗値又は前記バイアス電源の電圧を変化させて、粗加工から仕上加工までをワンパスで行うことを特徴とする請求項５に記載の放電加工機の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電源回路及び放電加工機の制御方法に係り、特に、被加工物、及び該被加工物に対して間隙を保って配置した放電電極の間に放電パルスを発生せしめて、該被加工物の表面を加工する放電加工機に用いるのに好適な、加工速度の調整が可能な放電電源回路及び、該放電電源回路を用いた放電加工機の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
放電加工機の放電電源回路として、コンデンサＣと抵抗Ｒを用いたＣＲ発振による自励発振方式（ＣＲ発振方式と称する）のものと、クロック発振による他励発振方式（クロック発振方式と称する）のものが知られている。
【０００３】
ＣＲ発振方式の放電パルスは、図１（Ａ）に例示する如く、放電パルス数が少なく、周波数が不定であり、マイクロ放電加工機に使われている。
【０００４】
一方、クロック発振方式の放電パルスは、図１（Ｂ）に例示する如く、パルス数が多めで周波数が一定であり、放電加工機に広く使われている。
【０００５】
しかしながら、いずれの方式においても加工速度が遅いという問題があった。
【０００６】
そこで、出願人は特許文献１において、自励発振による急速充電方式（急速充電発振方式と称する）のものを提案している。この急速充電発振方式の放電パルスは図１（Ｃ）に例示する如く、周波数は不定であるが、クロック方式より放電パルス数が多くでき、高速化が可能である。
【０００７】
図２に、特許文献１で提案した放電電源回路の例を示す。この放電電源回路は、充電によって蓄えた電荷により、被加工物１及び放電電極５間に放電パルスを発生させるコンデンサＣと、オン状態で前記コンデンサＣに電荷を充電させ、オフ状態で前記コンデンサＣへの充電を停止させるスイッチング素子であるトランジスタＴＮと、前記放電パルスの発生時に前記コンデンサＣから被加工物１及び放電電極５に電流が流れる経路に設けられ、両端の電圧下においてトランジスタＴＮを前記オン状態又はオフ状態に設定するダイオードＤと、該ダイオードＤに逆方向のバイアス電圧を印可すると共に、トランジスタＴＮにバイアス電圧を印可するバイアス電源Ｅ
Ｂ
と、該バイアス電源Ｅ
Ｂ
に直列接続されたバイアス抵抗Ｒ
Ｂ
とを備えている。
【０００８】
この放電電源回路で、放電パルスが発生していないときには、バイアス電源Ｅ
Ｂ
によりダイオードＤに逆電圧が印可されているため、トランジスタＴＮをオン状態にする。トランジスタＴＮがオン状態になると、ドレイン－ソース間に電流が流れる状態となり、放電電源から流れるチャージ電流ＩchによってコンデンサＣが充電される。そして、コンデンサＣが充電されると、ダイオードＤに順電圧が印可され、被加工物１及び放電電極５の間にコンデンサＣの電圧Ｖｃが印可され、放電パルスが発生する。放電パルスが発生しているときには、ダイオードＤに順電圧が印可されているため、トランジスタＴＮをオフ状態にする。トランジスタＴＮがオフ状態になると、ドレイン－ソース間に流れる電流が遮断される状態となり、放電電源によるコンデンサＣの充電が中断される。又、放電パルスが発生した後には、バイアス電源Ｅ
Ｂ
によりダイオードＤに逆電圧が再度印可され、コンデンサＣの充電が開始される。
【０００９】
放電電源回路は以上の動作を繰り返すことで、被加工物１及び放電電極５間に繰り返し放電パルスを発生させることとなる。
【００１０】
図３にタイムチャートを示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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