放電加工装置及び放電加工方法
【課題】回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる放電加工装置を得ることを目的とする。
【解決手段】電極Ｅと被加工物Ｗの極間と並列に第２の抵抗器である抵抗器Ｒ３を接続して、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧以上の値に設定する。これにより、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる。
【解決手段】電極Ｅと被加工物Ｗの極間と並列に第２の抵抗器である抵抗器Ｒ３を接続して、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧以上の値に設定する。これにより、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極と被加工物の間隙に放電加工電流を供給して、その被加工物を加工する放電加工装置及び放電加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電加工装置は、電極Ｅと被加工物Ｗとの間（以下、極間と称する）にパルス電圧を印加して、予備放電電流（＝放電開始電流ＩＣ＋放電維持電流ＩＲ）を電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給するスイッチング回路１と、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流より大きい放電加工電流ＩＳを電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給するスイッチング回路１０と、スイッチング回路１，１０のスイッチング素子などを制御する駆動制御系とから構成されている。
【０００３】
駆動制御系は、電極Ｅと被加工物Ｗの極間が放電や短絡していない状態において、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンする。
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧が極間に現れると同時に、浮遊容量Ｃ１が直流電源Ｖ１の電圧まで充電される。
なお、電極Ｅと被加工物Ｗ間の距離は、極間に放電が発生するように、数値制御装置やサーボ駆動制御装置により制御されている。
【０００４】
電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生すると、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷が極間にコンデンサ放電されることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に放電開始電流ＩＣが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間には導電路が形成される。
駆動制御系は、この導電路を維持するためには、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷の全てが放電された後でも、極間に電流を流し続けておく必要があるので、スイッチング素子Ｓ１とＳ４のオン状態を維持するとともに、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のオフ状態を維持する。
【０００５】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に形成された導電路が維持される。このとき、放電維持電流ＩＲは、抵抗器Ｒ１を通して流れるので、放電維持電流ＩＲの最大値は抵抗器Ｒ１によって、ＩＲ（ｍａｘ）＝Ｖ１／Ｒ１に制限される。
したがって、この放電維持電流ＩＲは電流値が比較的小さく、加工エネルギーとしても弱いため、大電流の放電加工電流ＩＳを流すための予備放電電流の役割を担っている。
【０００６】
駆動制御系は、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生することによる極間電圧の低下を検出すると、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に大電流の放電加工電流ＩＳを供給するため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンする。
ただし、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４と、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２がすべてオンになると、電圧の異なる複数の直流電源が接続された回路を形成することになり、サージ電圧を含む電位差によって回路中の素子が破壊に至る危険があるため、駆動制御系は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするときには、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする。
【０００７】
上記のようにして、駆動制御系がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１から、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れる。
これにより、大電流の放電加工電流ＩＳによって被加工物Ｗが加工される。
【０００８】
しかしながら、従来の放電加工装置では、放電維持電流ＩＲの上限値が抵抗器Ｒ１によって制限されており、また、インダクタンスＬ１，Ｌ２によって過渡状態の初期の段階では電流値が低いため、放電発生後に形成された極間の導電路が維持できず、放電加工電流ＩＳの投入に失敗することがある。
特に、大型の放電加工機では、電源装置と機械本体の極間との距離が長くなり、その間を結ぶ給電ケーブルの長さも長くなるため、回路中のインダクタンスが大きくなり、放電開始電流ＩＣが消滅した後も、放電維持電流ＩＲが立ち上がらず、極間に形成されていた導電路が絶たれてしまうことがある。また、抵抗器Ｒ１においても、抵抗巻線によるインダクタンス成分が存在し、必要な抵抗値を得るために、結果的に抵抗器のインダクタンスが大きくなる場合には、さらに、放電維持電流ＩＲの立ち上がりを妨げる影響を及ぼす。
【０００９】
また、最初の放電開始電流ＩＣは、コンデンサ放電による電流であり、実際には振動成分を含んでいるので、予め放電維持電流ＩＲの最大値を多少大きくしていても、この振動の負側の成分によって放電維持電流ＩＲが相殺されて、極間に形成されていた導電路が絶たれてしまうこともある。
なお、予備放電のための極間最適電圧により、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧が規定されているため、予備電流強化のために電源電圧を増加させることはできない。
【００１０】
このように、放電加工電流ＩＳを投入する以前に放電開始電流ＩＣによって確保された極間の導電路が絶たれてしまうと、予備放電電流による放電加工電流ＩＳの安定供給が不可能になり、放電加工においては様々な障害が発生する。
即ち、極間の導電路が絶たれている状態では、スイッチング回路１０の出力が開放状態になるので、放電加工電流ＩＳが流れず、正常な放電加工が行なわれなくなる。このような状態が発生する頻度が高くなると、有効な放電回数が低下して、本来得られるはずの加工速度が得られなくなる。
【００１１】
また、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧は、短時間に大電流を供給するために、通常は、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧よりも３〜５倍程度高くしてあるが、極間に導電路がなく、開放状態となると、この直流電源Ｖ１１の高電圧が極間に印加された状態となる。この高電圧によって新たに放電を発生させて、予備放電なく突然大電流が極間に流れると、電極Ｅがワイヤ電極のような細い電極の場合には、ワイヤ電極が断線してしまうことがある。また、電極に断線が発生しなくても加工面が粗くなって加工精度が悪化する原因となる。
【００１２】
従来の放電加工装置では、上記のように、放電加工電流ＩＳが供給される前に予備放電電流が途切れて、瞬時に、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧が極間に印加される現象（以下、「カラ放電」と称する）の発生を防止するため、ダイオードの逆回復電流を利用して、放電開始電流ＩＣと放電維持電流ＩＲの境界付近を強化し、カラ放電の発生を防止するようにしている。
【００１３】
即ち、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗器Ｒ２、直流電源Ｖ３及びスイッチング素子Ｓ５からなる電源装置をスイッチング回路１の抵抗器Ｒ１と並列に設け、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、極間にパルス電圧を印加するときには、電源装置のスイッチング素子Ｓ５をオフし、ダイオードＤ１，Ｄ２に常に順方向電流Ｉｆを流すように動作させる。
【００１４】
放電が発生すると同時に、電源装置のスイッチング素子Ｓ５をオンすることにより、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電流Ｉｆの供給が断たれると、ダイオードＤ１，Ｄ２には逆回復電流Ｉｒｒが流れる。
逆回復電流ＩｒｒはダイオードＤ１，Ｄ２、スイッチング素子Ｓ５、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、回路インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１、ダイオードＤ１，Ｄ２の経路で流れる。
このように、逆回復電流Ｉｒｒは、被加工物Ｗと電極Ｅの極間に出力されるため、予備放電電流が強化されることになり、カラ放電発生の防止効果が得られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ２００１／０８７５２６（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の放電加工装置は以上のように構成されているので、スイッチング素子Ｓ５を備えている電源装置を追加すれば、カラ放電の発生を防止することができるが、電源装置を追加する分だけ、回路構成が複雑になるとともに、コスト高を招く課題があった。
また、電源装置のスイッチング素子Ｓ５は放電を検出してからオンになるため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２と同様に、放電の検出処理やスイッチング動作に伴う遅れが存在し、逆回復電流Ｉｒｒをタイミングよく電極Ｅと被加工物Ｗの極間に流すことが困難であり、カラ放電の発生を防止することができない場合がある課題があった。
【００１７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる放電加工装置及び放電加工方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る放電加工装置は、直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、直流電源と極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備する放電加工装置において、極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、直流電源の電圧設定値を予備放電パルスの電圧値以上に設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、直流電源の電圧設定値を予備放電パルスの電圧値以上に設定するようにしたので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による放電加工装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による放電加工装置の駆動制御系を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２による放電加工装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による放電加工装置を示す構成図である。
【図５】各種の信号波形を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４による放電加工装置の駆動制御系の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】各種の信号波形を示す説明図である。
【図８】スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のオン／オフ状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電加工装置を示す構成図であり、図において、第１のスイッチング回路であるスイッチング回路１は電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、予備放電電流（＝放電開始電流ＩＣ＋放電維持電流ＩＲ）を電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給する。
スイッチング回路１は直流電源Ｖ１、例えばＦＥＴなどの半導体のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び抵抗器Ｒ１から構成されている。
【００２２】
第２のスイッチング回路であるスイッチング回路１０はスイッチング回路１と並列に接続され、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流より大きい放電加工電流ＩＳを電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給する。
スイッチング回路１０は直流電源Ｖ１１、例えばＦＥＴなどの半導体のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２及びダイオードＤ１１，Ｄ１２から構成されている。
【００２３】
スイッチング回路１におけるスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２の接続点と、スイッチング回路１０におけるスイッチング素子Ｓ１１とダイオードＤ１２の接続点との間には、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ１１が接続され、また、スイッチング回路１におけるスイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４の接続点と、スイッチング回路１０におけるスイッチング素子Ｓ１２とダイオードＤ１１の接続点との間には、浮遊インダクタンスＬ２，Ｌ１２が接続されている。
【００２４】
また、浮遊容量Ｃ１はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３はスイッチング回路１，１０と並列に接続されている。
なお、抵抗器Ｒ３は図１に示すようにスイッチング回路１に内蔵されていてもよいが、スイッチング回路１の外部に接続されていてもよい。
【００２５】
図２はこの発明の実施の形態１による放電加工装置の駆動制御系を示す構成図であり、図において、駆動制御系の放電検出回路３１は電極Ｅと被加工物Ｗの極間電圧が低下すると、放電の発生を認定して、大電流の出力指令を発生する。発振制御回路３２は放電検出回路３１から発生される指令に応じてスイッチング回路１，１０のスイッチング素子をオン／オフを制御するためのパルス信号を出力する。なお、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２に対するパルス信号の時間幅は電極Ｅと被加工物Ｗの極間の加工状態に応じて設定する。
【００２６】
ドライブ回路３３は発振制御回路３２から出力されるパルス信号がＨレベルであれば、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオンし、そのパルス信号がＬレベルであれば、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオフする。
ドライブ回路３４は発振制御回路３２から出力されるパルス信号がＨレベルであれば、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，１２をオンし、そのパルス信号がＬレベルであれば、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフする。
【００２７】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、スイッチング回路１，１０と並列に抵抗器Ｒ３を接続して、予備放電に必要な極間の最適電圧をスイッチング回路１の電源電圧Ｖ１から分圧して設定することを特徴としている。
この実施の形態１の放電加工装置は、ワイヤ放電加工装置、特に極間溶液として水を使用する装置について説明するが、電源回路の適用範囲としては、この装置形態に限るものではなく、形彫り放電加工装置であってもよいし、ワイヤ放電加工であっても加工溶液に油を使用するものでもよい。
また、加工は、通常、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工、高仕上げ加工など、何段階もの手順を経て行うことが一般的であるが、この実施の形態１では、特に高速化の要求が高い荒加工について述べるものである。
【００２８】
駆動制御系の発振制御回路３２は、電極Ｅと被加工物Ｗとの極間が放電や短絡していない状態においては、放電検出回路３１から大電流の出力指令が発生されていないので、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンにするパルス信号をドライブ回路３３に出力する。
駆動制御系のドライブ回路３３は、発振制御回路３２から上記のようなパルス信号を受けると、そのパルス信号にしたがってスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンにする
【００２９】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１は、抵抗器Ｒ１，Ｒ３及び浮遊容量Ｃ１を負荷として動作するので、電極Ｅと被加工物Ｗとの極間電圧、即ち、浮遊容量Ｃ１に充電される電圧は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ３で分圧された電圧値になる。
具体的には、直流電源Ｖ１の設定電圧を１４０Ｖ、抵抗器Ｒ１を８Ω、抵抗器Ｒ３を１０Ωとすると、浮遊容量Ｃ１に充電される電圧は７７．８Ｖとなる。
予備放電に必要な最適電圧は、被加工物Ｗが鉄、加工液が水である場合、約５０Ｖ〜１００Ｖの範囲であり、充電電圧７７．８Ｖは適正である。もちろん、この最適な電圧は被加工物Ｗや加工液等により変化するため、これらの数値に限るものではない。
なお、電極Ｅと被加工物Ｗ間の距離は、極間に放電が発生するように、数値制御装置やサーボ駆動制御装置により制御されている。
【００３０】
電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生すると、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷が極間にコンデンサ放電されることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に放電開始電流ＩＣが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間には導電路が形成される。
駆動制御系の発振制御回路３２は、この導電路を維持するためには、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷の全てが放電された後でも、極間に電流を流し続けておく必要があるので、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のオン状態を維持するとともに、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のオフ状態を維持する。
【００３１】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れるとともに、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、抵抗器Ｒ３、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れる。
【００３２】
例えば、電極Ｅと被加工物Ｗの極間におけるアーク電圧が約２０Ｖである場合、極間に流れる電流は、抵抗器Ｒ１で規定されるため、定常的には（１４０Ｖ−２０Ｖ）／８Ω＝１５Ａとなる。放電中は極間電圧が２０Ｖであるため、抵抗器Ｒ３に流れる電流は２０Ｖ／１０Ω＝２Ａである。即ち、放電電流は１５−２＝１３Ａとなる。
これに対して、直流電源Ｖ１の電源電圧の設定値を７８Ｖとし、抵抗器Ｒ３が接続されていない場合には（特許文献１：国際公開 Ｗ２００１／０８７５２６）、放電電流が（７８Ｖ−２０Ｖ）／８Ω＝７．３Ａとなる。したがって、予備放電電流は、抵抗器Ｒ３を並列に接続することにより、約１．８倍強化できたことになる。
【００３３】
なお、上述した動作は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフにして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を同時にオンすることにより、極間に対して出力電圧と出力電流の極性を逆転するパターンでも行われる。
【００３４】
駆動制御系の発振制御回路３２は、放電検出回路３１が電極Ｅと被加工物Ｗの極間電圧が低下して放電の発生を認定すると、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に大電流の放電加工電流ＩＳを供給するため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンするためのパルス信号をドライブ回路３４に出力する。
駆動制御系のドライブ回路３４は、発振制御回路３２から上記のようなパルス信号を受けると、そのパルス信号にしたがってスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンにする。
【００３５】
ただし、スイッチング回路１０から出力される放電加工電流ＩＳは、放電の発生を検知してから極間に流そうとするために、最初の放電発生から、ある時間遅れて極間に出力されることになる。即ち、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオン駆動する以前には、加工状態によりオン時間を設定する演算処理や発振制御、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２自体の駆動にかかる時間などにより遅れ時間が存在する。
また、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４と、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２がすべてオンになると、電圧の異なる複数の直流電源が接続された回路を形成することになり、サージ電圧を含む電位差によって回路中の素子が破壊に至る危険があるため、駆動制御系の発振制御回路３２は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするときには、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする。
【００３６】
上記のようにして、駆動制御系がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１から、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、インダクタンスＬ１、抵抗器Ｒ３、インダクタンスＬ２、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れる
これにより、大電流の放電加工電流ＩＳによって被加工物Ｗが加工されるが、その放電加工電流ＩＳを十分な大電流とするために、直流電源Ｖ１１の電圧は、直流電源Ｖ１の電圧と比べて十分大きな電圧（例えば３００Ｖ）に設定される。
【００３７】
任意のオン時間が経過すると、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフするが、インダクタンスＬ１１，Ｌ１２の誘導作用により、回路中を流れ続けようとする放電加工電流ＩＳが、ダイオードＤ１２、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、ダイオードＤ１１、直流電源Ｖ１１の経路で帰還されて回生される。
【００３８】
ここで、スイッチング回路１０には、スイッチング回路１のような電流制限用の抵抗器Ｒ１が実装されていないため、極間電流は（直流電源Ｖ１１−アーク電圧）／インダクタンス（Ｌ１１＋Ｌ１２）の傾きで、理想的には無限（実際にはワイヤ及び電源内部の抵抗に規定される）に単調増加することになる。
このとき、一般的にはワイヤがΦ０．３であれば、ピーク電流が１０００Ａ程度であり、抵抗器Ｒ３に流れる電流が２Ａ程度であることを考えると、無視できる程度のものと考えてよい。もちろん、抵抗器Ｒ３に流れる無効電力は抵抗器Ｒ３の抵抗値に依存する。
【００３９】
予備放電のための極間電圧を得るためには、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧値を規定すれば、抵抗器Ｒ１，Ｒ３の分圧比で求まるものである。この実施の形態１では、８Ωと１０Ωの分圧比を示しているが、０．８Ωと１Ωの分圧比や、８ｋΩと１０ｋΩの分圧比であっても同一の極間電圧を得ることができる。
このとき、予備放電電流の強化の観点からは、低抵抗値である０．８Ωと１Ωの分圧比がより望ましく、無効電力（加工と関係なく損失する電力）の低減の観点からは高抵抗である８ｋΩと１０ｋΩの分圧比がより望ましいと言うことができる。また、極間インピーダンスを考えれば、抵抗器Ｒ３の抵抗値は、０．１Ω以上、より好ましくは１Ω以上が適しており、無効電力削減の観点からは１ｋΩ以下、より好ましくは１００Ω以下での設計が適している。
【００４０】
なお、非放電時や非短絡時の極間は、浮遊容量Ｃ１を持った容量性負荷である。回路の故障等により極間に電圧が残る危険性を回避するため、従来から１０ｋΩ以上の高抵抗を極間に並列に接続する例も存在するが、荒加工時に、この実施の形態１のような低抵抗を並列に接続するものではない。
また、この実施の形態１では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオン（スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフ）したときに放電を検出して、放電加工電流ＩＳを流すものについて示したが、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオン（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフ）したときに放電を検出して、放電加工電流ＩＳを流すようにしてもよいことは言うまでもない。あるいは、これらパターンは必ずしも交互である必要もないし、場合によってはスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４（逆動作の場合はスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３）をオンして、パルス電圧を印加するが、放電を検出しても放電加工電流ＩＳを流さないような動作条件があってもかまわない。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、スイッチング回路１，１０と並列に電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３を接続して、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定するように構成したので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる効果を奏する。即ち、放電維持電流ＩＲが強化されて、カラ放電が起こり難くなるため、安定した加工を行うことができる効果を奏する。
また、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３に電流が流れる前に浮遊容量Ｃ１に充電電流が流れ（いわばスピードアップコンデンサとして働くため）、従来より電源電圧Ｖ１が高く設定される分だけ充電時間が早くなり、放電周波数が増加して加工速度が向上する効果も得られる。
【００４２】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、スイッチング回路１，１０と並列に電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３を接続することにより、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定するものについて示したが、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定できるように作用するものであれば、電圧クランプ素子は抵抗器に限るものではない。
【００４３】
例えば、ツェナーダイオードＺ１、あるいは、ツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を電圧クランプ素子として接続するようにしてもよい（図３を参照）。
図１の抵抗器Ｒ３の代わりに、ツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を電圧クランプ素子として接続すれば、抵抗における損失分を軽減することができる。
例えば、７８ＶでオンするツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を接続する場合、直流電源Ｖ１の設定を１４０Ｖにすれば、７８Ｖまでは浮遊容量Ｃ１を充電し、７８Ｖ以上になると、ツェナーダイオードＺ１がオンして抵抗器Ｒ４で損失するように働くが、抵抗器Ｒ４の損失は７８Ｖ以上の領域となるため損失が小さくなる。また、ツェナーダイオードＺ１により電圧が規定できるため、抵抗器Ｒ４の抵抗値は任意に選定することができる。
【００４４】
ただし、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を同時にオンし、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオフして出力電流の極性を逆転する場合、ツェナーダイオードＺ１の極性が反対であるため、極間には抵抗器Ｒ４と抵抗Ｒ１との分圧比で決定される電圧が印加される。このとき、極間電圧が最適電圧外に設定されていると不具合が生じる可能性がある。
そこで、このような場合には、放電加工電流ＩＳを流すための放電検出を常にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオンしたときに行うように規定する必要がある。
【００４５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による放電加工装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電圧クランプ回路２１はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ５と、その抵抗器Ｒ５と直列に接続されたダイオードＤ５と、その抵抗器Ｒ５と並列に接続されたコンデンサＣ５とから構成されている。
電圧クランプ回路２２はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ６と、その抵抗器Ｒ６と直列に接続されたダイオードＤ６（ダイオードＤ６の極性はダイオードＤ５の極性と反対向きである）と、その抵抗器Ｒ６と並列に接続されたコンデンサＣ６とから構成されている。
【００４６】
次に動作について説明する。
駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフすることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの極間が放電や短絡以外の状態であれば、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の出力電圧は抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ６により分圧されて浮遊容量Ｃ１に印加される。
これにより、上記実施の形態１同様に、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の設定電圧を最適極間電圧以上に設定することができる。
【００４７】
この状態では、ダイオードＤ５がオフしているため電圧クランプ回路２１には電流が流れない。
一方、直流電源Ｖ１から抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１を通して浮遊容量Ｃ１に電流が流れ、浮遊容量Ｃ１が充電を開始するが、このとき浮遊容量Ｃ１と並列となるコンデンサＣ６も浮遊容量Ｃ１と同様に充電を開始し、抵抗器Ｒ６にはダイオードＤ６を通して常に電流が流れ続ける。即ち、ダイオードＤ６には電流Ｉｆが流れている。
【００４８】
例えば、上記実施の形態１同様に、抵抗器Ｒ１を８Ωに設定し、抵抗器Ｒ５，Ｒ６を１０Ω、電源電圧Ｖ１を１４０Ｖ、コンデンサＣ５，Ｃ６を１０ｎＦに設定する。コンデンサＣ５，Ｃ６の値が大きければ、パルス電圧の立ち上がりが鈍くなる。
一方、コンデンサＣ５，Ｃ６の値が小さければ、抵抗器Ｒ５，Ｒ６の時定数が小さくなるため、極間が放電中のときはコンデンサＣ５，Ｃ６の電圧が速く低下することになる。
詳細は後述するが、放電開始から放電加工電流ＩＳが流れ始めるまでの時間が数百ｎｓであることを考えれば、コンデンサＣ５，Ｃ６の値は１ｎＦ〜１μＦの間、より望ましくは１０ｎＦ〜１００ｎＦに設定すればよい。
【００４９】
極間が放電を開始すると、図５に示すように、瞬時極間電圧Ｖｗｅはアーク電圧Ｖａまで低下し、浮遊容量Ｃ１から放電開始電流ＩＣが流れる。
コンデンサＣ６は、ダイオードＤ６により放電開始前の電圧が保持されており、抵抗器Ｒ６とコンデンサＣ６の時定数で電圧が低下する。
ダイオードＤ６には、当初は順方向に電流が流れるが、放電開始により、直流電源Ｖ１からの電流が放電維持電流ＩＲとなって極間に流れるため、もはや順方向電流としての供給が絶たれる。そのため、ダイオードＤ６には、逆回復電流ＩｒｒがダイオードＤ６、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、コンデンサＣ６、ダイオードＤ６の経路で流れる。即ち、逆回復電流ｒｒが極間に出力される。
【００５０】
この間、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフであるため、直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れる。
したがって、スイッチング回路１からは、ＩＲ＋Ｉｒｒの電流が極間に出力されることになる。この出力電流ＩＲ＋Ｉｒｒにより、放電開始電流ＩＣによって極間に形成された導電路が維持される。
【００５１】
この後、放電加工電流ＩＳは、上記実施の形態１と同様にして、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に流れるが、放電加工電流ＩＳが極間に現れるまでの遅れ時間は、通常４００ｎｓ程度であり、放電開始電流ＩＣのコンデンサ放電のパルス幅は３５０ｎｓ程度である。この場合、極間電流が途切れてしまう可能性のある期間が５０ｎｓ程度存在する。
しかしながら、ダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒが発生する時間である逆回復時間ｔｒｒが１００ｎｓ程度以上あるので、放電開始電流ＩＣが出力された後、放電加工電流ＩＳが現れるまでの遅れ時間の期間中、逆回復電流Ｉｒｒにより、極間電流が途切れることなく、極間に形成された導電路を維持することができる。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏する他、ダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒによって、更に予備放電電流を強化することができる。また、従来例のように、スイッチング素子を備えている電源装置を追加することなく、簡単な受動素子であるダイオード等を追加するだけで構成できるため、簡単かつ安価に装置を構築することができる効果を奏する。
【００５３】
なお、この実施の形態３では、２つのダイオードＤ５，Ｄ６を用いてダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒを発生させるものについて示したが、これに限るものではなく、３つ以上のダイオードを並列、あるいは、直列に接続して逆回復電流Ｉｒｒを発生させるようにしてもよい。
また、この実施の形態３では、抵抗器Ｒ５，Ｒ６とダイオードＤ５，Ｄ６をそれぞれ直列に接続しているが、ダイオードＤ５，Ｄ６の代わりにＦＥＴを抵抗器Ｒ５，Ｒ６と直列に接続し、そのＦＥＴの内部に存在する既成ダイオードが、ダイオードＤ５，Ｄ６の役割を担うようにしてもよい。
【００５４】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、発振制御回路３２が放電検出回路３１から発生される指令に応じてスイッチング回路１，１０のスイッチング素子をオン／オフを制御するためのパルス信号を出力するものについて示している。
しかし、カラ放電検出手段を構成する放電検出回路３１がスイッチング回路１０から放電加工電流ＩＳが供給される前に、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流が途切れると、カラ放電の検出信号を出力し、供給中止手段を構成する発振制御回路３２が放電検出回路３１からカラ放電の検出信号を受けると、スイッチング回路１０による放電加工電流ＩＳの供給を中止させるようにしてもよい。
図６はこの発明の実施の形態４による放電加工装置の駆動制御系の処理内容を示すフローチャートであり、図７は各種の信号波形を示す説明図である。図７において、Ｖｗｅは極間電圧の波形、Ｉｗｅは極間電流の波形、Ｖｋｅｎ＋及びＶｋｅｎ−は放電検出回路３１の出力波形を示している。
【００５５】
この実施の形態４では、カラ放電の発生を検出すると、放電加工電流ＩＳの供給を中止する形態について説明する。
駆動制御系のドライブ回路３３が発振制御回路３２により生成されたパルス信号にしたがってスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフすることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加する。
このとき、タイミングＡで、極間電圧が放電検出レベルを上回り、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＨレベルになる。放電を開始したタイミングＢでは、放電によって極間電圧が放電検出レベルを下回るため、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＬレベルになる。
【００５６】
駆動制御系の発振制御回路３２は、タイミングＢで放電検出回路３１から大電流の出力指令を受けると、ドライブ回路３４を介して、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンにすることにより、タイミングＣから極間に放電加工電流ＩＳが流れ始める。このとき、放電検出したタイミングＢから放電加工電流ＩＳが流れ始めるタイミングＣまでに数百ｎｓ程度の遅れが存在することは上述した通りである。
次に、駆動制御系の発振制御回路３２がタイミングＤで、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフすると、放電加工電流ＩＳ（極間電流Ｉｗｅ）が還流を開始し、タイミングＥで放電加工電流ＩＳが途絶える。
【００５７】
次に、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにすると、逆方向にパルス電圧が印加され、極間電圧が逆側の放電検出レベルを上回るタイミングＦで放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−がＨレベルになる。
タイミングＧで駆動制御系の放電検出回路３１が放電を検出し、発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンにすることにより、タイミングＨから極間に放電加工電流ＩＳが流れる。
【００５８】
次に、駆動制御系の発振制御回路３２が任意のタイミングＩでスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフすることにより、放電加工電流ＩＳが回生して、タイミングＪで放電加工電流ＩＳが停止する。
以降同様の動作を繰り返して被加工物Ｗの加工を行うが、次のサイクルでは、カラ放電が発生するものとして説明を継続する。
【００５９】
タイミングＬは、タイミングＢと同様に放電を検出するタイミングであり、これをトリガにして、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするように動作するが、カラ放電が発生する場合には、放電加工電流ＩＳが実際に流れ出す前に予備放電電流が途切れることになる（タイミングＭを参照）。
この場合、極間電圧Ｖｗｅが浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２によりサージパルスとして跳ね上がる。仮に浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２が接続されていない場合でも、直流電源Ｖ１の電圧値まで上昇する。
【００６０】
このため、放電検出レベルを再度上回れば、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋が反応してＨレベルになる。アーク放電が持続していないカラ放電状態のとき、タイミングＮで駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧が直接極間に印加されることになる。
このときの直流電源Ｖ１１の電圧値は、比較的高電圧であり、少なくとも直流電源Ｖ１よりも高いため、マイナス側の放電検出レベルを上回り、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−が反応してＨレベルになる。
【００６１】
この状態のとき、タイミングＯで放電が開始されれば、放電加工電流ＩＳの供給が始まるが、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２のオン時間が一定である場合、カラ放電が発生している時間分だけ、放電加工電流ＩＳが流れる時間が短くなる。
上述したように、カラ放電の検出は、（１）予備放電により一度放電検出レベルを下回ったＶｋｅｎ＋がカラ放電により再度、放電検出レベルを上回った状態、（２）放電加工電流ＩＳが流れるべきタイミングでマイナス側の放電検出レベルを上回った状態、のいずれかを検出すればよい。もちろん、カラ放電検出は放電検出回路３１を用いているが、それぞれカラ放電検出器を別途設け、最適電圧となるよう調整すれば更によい。
【００６２】
そこで、駆動制御系の発振制御回路３２は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンしているとき（ステップＳＴ１，ＳＴ２）、上記のようにして、放電検出回路３１がカラ放電の発生を検出すると、即ち、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＬレベルからＨレベルに遷移（ステップＳＴ３）、あるいは、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−がＬレベルからＨレベルに遷移すると（ステップＳＴ５）、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフにする（ステップＳＴ４，ＳＴ６）。ただし、放電検出回路３１がカラ放電の発生を検出しなければ、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２のオンを維持する（ステップＳＴ７）。
【００６３】
このように、カラ放電の発生を検出すると、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフにすると、カラ放電（異常放電）によるワイヤダメージを最小限に留めることができるため、ワイヤ断線などを回避して、不安定な加工を避けることができる効果を奏する。
【００６４】
また、図６に示すように、仮に最初の放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋でカラ放電が検出できなかった場合でも、次の放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−でカラ放電を検出することができるため、より正確に対カラ放電制御を行うことができる。
ただし、制御の簡略化を図るため、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋のみ、あるいは放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−のみを利用してもよい。あるいは、両方の検出器に同時に反応した場合（Ｖｋｅｎ＋がＬ→Ｈで、かつ、Ｖｋｅｎ−がＬ→Ｈ）のときにスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を停止させるようにしてもよい。
カラ放電を誤検出（カラ放電でないにもかかわらずカラ放電と判断して、加工エネルギーをさげてしまう）が多く発生する場合は、このようなロジックを使用することにより、加工エネルギーを不用意に落とす不具合の発生を防止することができる。
【００６５】
また、カラ放電の発生タイミングにおいて、加工エネルギー（放電加工電流ＩＳ）の縮小以外の何らかの制御を行う場合は、メインＯＮ信号と、Ｖｋｅｎ＋又はＶｋｅｎ−のうちの少なくとも一方の信号との論理積を求め、その論理結果をカラ放電発生信号として利用するようにしてもよい。
この実施の形態４では、図７のタイミングＡからタイミングＦの一連の動作中にカラ放電が発生する場合について説明したが、予備放電パルスの極性が反転したタイミングＦからタイミングＪであっても同様の検出ロジック（Ｖｋｅｎ−とＶｋｅｎ＋の役割も反転する）でカラ放電を検出して、対カラ放電制御を行うことができる。
【００６６】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、特に言及していないが、カラ放電が発生するタイミングの一つに予備放電パルスの切り替え時がある。
通常、予備放電パルスが印加された後、放電検出を待ってスイッチング回路１０が放電加工電流ＩＳを供給するが、一定時間経過しても、放電が検出されない場合は、電蝕の発生を防止するために予備放電パルスの極性を反転させることがある。
このとき、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンすると同時に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフすると（逆に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンすると同時に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする）、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対するパルス信号が同時にＬレベルになるタイミングが存在しない。
このため、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の切り替えタイミング時に、ちょうど放電が発生すると、放電維持電流ＩＲが十分に流れないことにより、カラ放電が発生することがある。
【００６７】
そこで、この実施の形態５では、スイッチング回路１が電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加しているパルス電圧の極性を反転させる場合、一旦、そのパルス電圧を略零電位にしてから極性を反転させるようにしている。
具体的には次の通りである。
【００６８】
駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を独立して制御可能な場合は、図８（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｓ１をオンからオフ、スイッチング素子Ｓ２をオフからオン（スイッチング素子Ｓ４はオン、スイッチング素子Ｓ３はオフを維持する）とすることで、被加工物Ｗと電極Ｅを同電位とすることができる。
その後、スイッチング素子Ｓ３をオン、スイッチング素子Ｓ４をオフにすることで、予備放電パルスの極性を切り替えるようにする。このように、還流時間を設けることで極間Ｖｗｅが一時的にＧＮＤレベルとなり、予備放電パルスの極性切り替えタイミングにゼロ期間を作ることができる。
【００６９】
一方、制御信号の簡略化を図るために、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４及びスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３が同期して動作するような場合は、図８（ｂ）のような動作とする。
即ち、タイミングＡで予備放電パルスの極性が切り替わり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオンからオフになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフからオンになる。
その後、数十〜数百ｎｓ後のタイミングＢで、すべてのスイッチング素子を一度オフにする。この短い時間は、浮遊容量Ｃ１に蓄積されていた電荷が反転して逆充電されない時間であり、極間電圧Ｖｗｅが略ゼロ電位となる。
その後、タイミングＣで、再度スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンすることにより、予備放電パルスの極性が反転する。逆側に極性を反転させる場合も上記と同様の動作を繰り返すことにより行う。
【００７０】
このような動作を行うことにより、極間Ｖｗｅが約ＧＮＤレベルとなり、予備放電パルスの極性切り替えタイミングに略ゼロ期間を作ることができるため、カラ放電の発生を防止することができる効果を奏する。
例えば、上記実施の形態１のように極間と並列に抵抗器Ｒ３を設ける場合は、すべてのスイッチング素子をオフするタイミングを設けるだけでも、ＣＲ時定数によりゼロ電位期間を設けることができるし、上記動作と組み合わせるようにしてもよい。
【００７１】
この実施の形態５では、カラ放電が発生する可能性の高い期間は予備放電パルスを印加せず、極間を略ゼロ電位に制御するものについて示している。しかし、上記実施の形態１のように、通常通りに予備放電パルスを印加する場合においても、上記の極性切り替えタイミングで放電検出しても、スイッチング回路１０から放電加工電流ＩＳを流さないような制御を設定してもよい。即ち、予備放電は発生するが、これを受けて放電加工電流ＩＳを供給するためのパルス電圧を印加しないようにすることで、極間に高電位が発生（カラ放電が発生）することもない。
【符号の説明】
【００７２】
１ スイッチング回路（第１のスイッチング回路）、１０ スイッチング回路（第２のスイッチング回路）、２１ 電圧クランプ回路、２２ 電圧クランプ回路、３１ 放電検出回路（カラ放電検出手段）、３２ 発振制御回路（供給中止手段）、３３ ドライブ回路、３４ ドライブ回路、Ｅ 電極、Ｗ 被加工物、Ｃ１ 浮遊容量、Ｃ５ コンデンサ、Ｃ６ コンデンサ、Ｄ５ ダイオード、Ｄ６ ダイオード、Ｄ１１，Ｄ１２ ダイオード、Ｌ１，Ｌ１１ 浮遊インダクタンス、Ｌ２，Ｌ１２ 浮遊インダクタンス、Ｒ１ 抵抗器、Ｒ３ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ４ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ５ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ６ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ スイッチング素子、Ｓ１１，Ｓ１２ スイッチング素子、Ｖ１ 直流電源、Ｖ１１ 直流電源、Ｚ１ ツェナーダイオード（電圧クランプ素子）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極と被加工物の間隙に放電加工電流を供給して、その被加工物を加工する放電加工装置及び放電加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電加工装置は、電極Ｅと被加工物Ｗとの間（以下、極間と称する）にパルス電圧を印加して、予備放電電流（＝放電開始電流ＩＣ＋放電維持電流ＩＲ）を電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給するスイッチング回路１と、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流より大きい放電加工電流ＩＳを電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給するスイッチング回路１０と、スイッチング回路１，１０のスイッチング素子などを制御する駆動制御系とから構成されている。
【０００３】
駆動制御系は、電極Ｅと被加工物Ｗの極間が放電や短絡していない状態において、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンする。
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧が極間に現れると同時に、浮遊容量Ｃ１が直流電源Ｖ１の電圧まで充電される。
なお、電極Ｅと被加工物Ｗ間の距離は、極間に放電が発生するように、数値制御装置やサーボ駆動制御装置により制御されている。
【０００４】
電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生すると、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷が極間にコンデンサ放電されることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に放電開始電流ＩＣが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間には導電路が形成される。
駆動制御系は、この導電路を維持するためには、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷の全てが放電された後でも、極間に電流を流し続けておく必要があるので、スイッチング素子Ｓ１とＳ４のオン状態を維持するとともに、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のオフ状態を維持する。
【０００５】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に形成された導電路が維持される。このとき、放電維持電流ＩＲは、抵抗器Ｒ１を通して流れるので、放電維持電流ＩＲの最大値は抵抗器Ｒ１によって、ＩＲ（ｍａｘ）＝Ｖ１／Ｒ１に制限される。
したがって、この放電維持電流ＩＲは電流値が比較的小さく、加工エネルギーとしても弱いため、大電流の放電加工電流ＩＳを流すための予備放電電流の役割を担っている。
【０００６】
駆動制御系は、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生することによる極間電圧の低下を検出すると、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に大電流の放電加工電流ＩＳを供給するため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンする。
ただし、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４と、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２がすべてオンになると、電圧の異なる複数の直流電源が接続された回路を形成することになり、サージ電圧を含む電位差によって回路中の素子が破壊に至る危険があるため、駆動制御系は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするときには、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする。
【０００７】
上記のようにして、駆動制御系がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１から、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れる。
これにより、大電流の放電加工電流ＩＳによって被加工物Ｗが加工される。
【０００８】
しかしながら、従来の放電加工装置では、放電維持電流ＩＲの上限値が抵抗器Ｒ１によって制限されており、また、インダクタンスＬ１，Ｌ２によって過渡状態の初期の段階では電流値が低いため、放電発生後に形成された極間の導電路が維持できず、放電加工電流ＩＳの投入に失敗することがある。
特に、大型の放電加工機では、電源装置と機械本体の極間との距離が長くなり、その間を結ぶ給電ケーブルの長さも長くなるため、回路中のインダクタンスが大きくなり、放電開始電流ＩＣが消滅した後も、放電維持電流ＩＲが立ち上がらず、極間に形成されていた導電路が絶たれてしまうことがある。また、抵抗器Ｒ１においても、抵抗巻線によるインダクタンス成分が存在し、必要な抵抗値を得るために、結果的に抵抗器のインダクタンスが大きくなる場合には、さらに、放電維持電流ＩＲの立ち上がりを妨げる影響を及ぼす。
【０００９】
また、最初の放電開始電流ＩＣは、コンデンサ放電による電流であり、実際には振動成分を含んでいるので、予め放電維持電流ＩＲの最大値を多少大きくしていても、この振動の負側の成分によって放電維持電流ＩＲが相殺されて、極間に形成されていた導電路が絶たれてしまうこともある。
なお、予備放電のための極間最適電圧により、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧が規定されているため、予備電流強化のために電源電圧を増加させることはできない。
【００１０】
このように、放電加工電流ＩＳを投入する以前に放電開始電流ＩＣによって確保された極間の導電路が絶たれてしまうと、予備放電電流による放電加工電流ＩＳの安定供給が不可能になり、放電加工においては様々な障害が発生する。
即ち、極間の導電路が絶たれている状態では、スイッチング回路１０の出力が開放状態になるので、放電加工電流ＩＳが流れず、正常な放電加工が行なわれなくなる。このような状態が発生する頻度が高くなると、有効な放電回数が低下して、本来得られるはずの加工速度が得られなくなる。
【００１１】
また、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧は、短時間に大電流を供給するために、通常は、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧よりも３〜５倍程度高くしてあるが、極間に導電路がなく、開放状態となると、この直流電源Ｖ１１の高電圧が極間に印加された状態となる。この高電圧によって新たに放電を発生させて、予備放電なく突然大電流が極間に流れると、電極Ｅがワイヤ電極のような細い電極の場合には、ワイヤ電極が断線してしまうことがある。また、電極に断線が発生しなくても加工面が粗くなって加工精度が悪化する原因となる。
【００１２】
従来の放電加工装置では、上記のように、放電加工電流ＩＳが供給される前に予備放電電流が途切れて、瞬時に、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧が極間に印加される現象（以下、「カラ放電」と称する）の発生を防止するため、ダイオードの逆回復電流を利用して、放電開始電流ＩＣと放電維持電流ＩＲの境界付近を強化し、カラ放電の発生を防止するようにしている。
【００１３】
即ち、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗器Ｒ２、直流電源Ｖ３及びスイッチング素子Ｓ５からなる電源装置をスイッチング回路１の抵抗器Ｒ１と並列に設け、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、極間にパルス電圧を印加するときには、電源装置のスイッチング素子Ｓ５をオフし、ダイオードＤ１，Ｄ２に常に順方向電流Ｉｆを流すように動作させる。
【００１４】
放電が発生すると同時に、電源装置のスイッチング素子Ｓ５をオンすることにより、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電流Ｉｆの供給が断たれると、ダイオードＤ１，Ｄ２には逆回復電流Ｉｒｒが流れる。
逆回復電流ＩｒｒはダイオードＤ１，Ｄ２、スイッチング素子Ｓ５、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、回路インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１、ダイオードＤ１，Ｄ２の経路で流れる。
このように、逆回復電流Ｉｒｒは、被加工物Ｗと電極Ｅの極間に出力されるため、予備放電電流が強化されることになり、カラ放電発生の防止効果が得られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ２００１／０８７５２６（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の放電加工装置は以上のように構成されているので、スイッチング素子Ｓ５を備えている電源装置を追加すれば、カラ放電の発生を防止することができるが、電源装置を追加する分だけ、回路構成が複雑になるとともに、コスト高を招く課題があった。
また、電源装置のスイッチング素子Ｓ５は放電を検出してからオンになるため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２と同様に、放電の検出処理やスイッチング動作に伴う遅れが存在し、逆回復電流Ｉｒｒをタイミングよく電極Ｅと被加工物Ｗの極間に流すことが困難であり、カラ放電の発生を防止することができない場合がある課題があった。
【００１７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる放電加工装置及び放電加工方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る放電加工装置は、直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、直流電源と極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備する放電加工装置において、極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、直流電源の電圧設定値を予備放電パルスの電圧値以上に設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、直流電源の電圧設定値を予備放電パルスの電圧値以上に設定するようにしたので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による放電加工装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による放電加工装置の駆動制御系を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２による放電加工装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による放電加工装置を示す構成図である。
【図５】各種の信号波形を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４による放電加工装置の駆動制御系の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】各種の信号波形を示す説明図である。
【図８】スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のオン／オフ状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電加工装置を示す構成図であり、図において、第１のスイッチング回路であるスイッチング回路１は電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、予備放電電流（＝放電開始電流ＩＣ＋放電維持電流ＩＲ）を電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給する。
スイッチング回路１は直流電源Ｖ１、例えばＦＥＴなどの半導体のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び抵抗器Ｒ１から構成されている。
【００２２】
第２のスイッチング回路であるスイッチング回路１０はスイッチング回路１と並列に接続され、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加して、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流より大きい放電加工電流ＩＳを電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に供給する。
スイッチング回路１０は直流電源Ｖ１１、例えばＦＥＴなどの半導体のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２及びダイオードＤ１１，Ｄ１２から構成されている。
【００２３】
スイッチング回路１におけるスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２の接続点と、スイッチング回路１０におけるスイッチング素子Ｓ１１とダイオードＤ１２の接続点との間には、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ１１が接続され、また、スイッチング回路１におけるスイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４の接続点と、スイッチング回路１０におけるスイッチング素子Ｓ１２とダイオードＤ１１の接続点との間には、浮遊インダクタンスＬ２，Ｌ１２が接続されている。
【００２４】
また、浮遊容量Ｃ１はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３はスイッチング回路１，１０と並列に接続されている。
なお、抵抗器Ｒ３は図１に示すようにスイッチング回路１に内蔵されていてもよいが、スイッチング回路１の外部に接続されていてもよい。
【００２５】
図２はこの発明の実施の形態１による放電加工装置の駆動制御系を示す構成図であり、図において、駆動制御系の放電検出回路３１は電極Ｅと被加工物Ｗの極間電圧が低下すると、放電の発生を認定して、大電流の出力指令を発生する。発振制御回路３２は放電検出回路３１から発生される指令に応じてスイッチング回路１，１０のスイッチング素子をオン／オフを制御するためのパルス信号を出力する。なお、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２に対するパルス信号の時間幅は電極Ｅと被加工物Ｗの極間の加工状態に応じて設定する。
【００２６】
ドライブ回路３３は発振制御回路３２から出力されるパルス信号がＨレベルであれば、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオンし、そのパルス信号がＬレベルであれば、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオフする。
ドライブ回路３４は発振制御回路３２から出力されるパルス信号がＨレベルであれば、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，１２をオンし、そのパルス信号がＬレベルであれば、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフする。
【００２７】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、スイッチング回路１，１０と並列に抵抗器Ｒ３を接続して、予備放電に必要な極間の最適電圧をスイッチング回路１の電源電圧Ｖ１から分圧して設定することを特徴としている。
この実施の形態１の放電加工装置は、ワイヤ放電加工装置、特に極間溶液として水を使用する装置について説明するが、電源回路の適用範囲としては、この装置形態に限るものではなく、形彫り放電加工装置であってもよいし、ワイヤ放電加工であっても加工溶液に油を使用するものでもよい。
また、加工は、通常、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工、高仕上げ加工など、何段階もの手順を経て行うことが一般的であるが、この実施の形態１では、特に高速化の要求が高い荒加工について述べるものである。
【００２８】
駆動制御系の発振制御回路３２は、電極Ｅと被加工物Ｗとの極間が放電や短絡していない状態においては、放電検出回路３１から大電流の出力指令が発生されていないので、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンにするパルス信号をドライブ回路３３に出力する。
駆動制御系のドライブ回路３３は、発振制御回路３２から上記のようなパルス信号を受けると、そのパルス信号にしたがってスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオンにする
【００２９】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１は、抵抗器Ｒ１，Ｒ３及び浮遊容量Ｃ１を負荷として動作するので、電極Ｅと被加工物Ｗとの極間電圧、即ち、浮遊容量Ｃ１に充電される電圧は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ３で分圧された電圧値になる。
具体的には、直流電源Ｖ１の設定電圧を１４０Ｖ、抵抗器Ｒ１を８Ω、抵抗器Ｒ３を１０Ωとすると、浮遊容量Ｃ１に充電される電圧は７７．８Ｖとなる。
予備放電に必要な最適電圧は、被加工物Ｗが鉄、加工液が水である場合、約５０Ｖ〜１００Ｖの範囲であり、充電電圧７７．８Ｖは適正である。もちろん、この最適な電圧は被加工物Ｗや加工液等により変化するため、これらの数値に限るものではない。
なお、電極Ｅと被加工物Ｗ間の距離は、極間に放電が発生するように、数値制御装置やサーボ駆動制御装置により制御されている。
【００３０】
電極Ｅと被加工物Ｗの極間に放電が発生すると、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷が極間にコンデンサ放電されることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に放電開始電流ＩＣが流れ、電極Ｅと被加工物Ｗの極間には導電路が形成される。
駆動制御系の発振制御回路３２は、この導電路を維持するためには、浮遊容量Ｃ１に蓄電されている電荷の全てが放電された後でも、極間に電流を流し続けておく必要があるので、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４のオン状態を維持するとともに、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３のオフ状態を維持する。
【００３１】
これにより、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れるとともに、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、抵抗器Ｒ３、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れる。
【００３２】
例えば、電極Ｅと被加工物Ｗの極間におけるアーク電圧が約２０Ｖである場合、極間に流れる電流は、抵抗器Ｒ１で規定されるため、定常的には（１４０Ｖ−２０Ｖ）／８Ω＝１５Ａとなる。放電中は極間電圧が２０Ｖであるため、抵抗器Ｒ３に流れる電流は２０Ｖ／１０Ω＝２Ａである。即ち、放電電流は１５−２＝１３Ａとなる。
これに対して、直流電源Ｖ１の電源電圧の設定値を７８Ｖとし、抵抗器Ｒ３が接続されていない場合には（特許文献１：国際公開 Ｗ２００１／０８７５２６）、放電電流が（７８Ｖ−２０Ｖ）／８Ω＝７．３Ａとなる。したがって、予備放電電流は、抵抗器Ｒ３を並列に接続することにより、約１．８倍強化できたことになる。
【００３３】
なお、上述した動作は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフにして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を同時にオンすることにより、極間に対して出力電圧と出力電流の極性を逆転するパターンでも行われる。
【００３４】
駆動制御系の発振制御回路３２は、放電検出回路３１が電極Ｅと被加工物Ｗの極間電圧が低下して放電の発生を認定すると、電極Ｅと被加工物Ｗの間隙に大電流の放電加工電流ＩＳを供給するため、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンするためのパルス信号をドライブ回路３４に出力する。
駆動制御系のドライブ回路３４は、発振制御回路３２から上記のようなパルス信号を受けると、そのパルス信号にしたがってスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンにする。
【００３５】
ただし、スイッチング回路１０から出力される放電加工電流ＩＳは、放電の発生を検知してから極間に流そうとするために、最初の放電発生から、ある時間遅れて極間に出力されることになる。即ち、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオン駆動する以前には、加工状態によりオン時間を設定する演算処理や発振制御、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２自体の駆動にかかる時間などにより遅れ時間が存在する。
また、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４と、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２がすべてオンになると、電圧の異なる複数の直流電源が接続された回路を形成することになり、サージ電圧を含む電位差によって回路中の素子が破壊に至る危険があるため、駆動制御系の発振制御回路３２は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするときには、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする。
【００３６】
上記のようにして、駆動制御系がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を同時にオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１から、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れるとともに、スイッチング素子Ｓ１１、インダクタンスＬ１１、インダクタンスＬ１、抵抗器Ｒ３、インダクタンスＬ２、インダクタンスＬ１２、スイッチング素子Ｓ１２、直流電源Ｖ１１の経路で、大電流の放電加工電流ＩＳが流れる
これにより、大電流の放電加工電流ＩＳによって被加工物Ｗが加工されるが、その放電加工電流ＩＳを十分な大電流とするために、直流電源Ｖ１１の電圧は、直流電源Ｖ１の電圧と比べて十分大きな電圧（例えば３００Ｖ）に設定される。
【００３７】
任意のオン時間が経過すると、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフするが、インダクタンスＬ１１，Ｌ１２の誘導作用により、回路中を流れ続けようとする放電加工電流ＩＳが、ダイオードＤ１２、インダクタンスＬ１１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ１２、ダイオードＤ１１、直流電源Ｖ１１の経路で帰還されて回生される。
【００３８】
ここで、スイッチング回路１０には、スイッチング回路１のような電流制限用の抵抗器Ｒ１が実装されていないため、極間電流は（直流電源Ｖ１１−アーク電圧）／インダクタンス（Ｌ１１＋Ｌ１２）の傾きで、理想的には無限（実際にはワイヤ及び電源内部の抵抗に規定される）に単調増加することになる。
このとき、一般的にはワイヤがΦ０．３であれば、ピーク電流が１０００Ａ程度であり、抵抗器Ｒ３に流れる電流が２Ａ程度であることを考えると、無視できる程度のものと考えてよい。もちろん、抵抗器Ｒ３に流れる無効電力は抵抗器Ｒ３の抵抗値に依存する。
【００３９】
予備放電のための極間電圧を得るためには、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の電圧値を規定すれば、抵抗器Ｒ１，Ｒ３の分圧比で求まるものである。この実施の形態１では、８Ωと１０Ωの分圧比を示しているが、０．８Ωと１Ωの分圧比や、８ｋΩと１０ｋΩの分圧比であっても同一の極間電圧を得ることができる。
このとき、予備放電電流の強化の観点からは、低抵抗値である０．８Ωと１Ωの分圧比がより望ましく、無効電力（加工と関係なく損失する電力）の低減の観点からは高抵抗である８ｋΩと１０ｋΩの分圧比がより望ましいと言うことができる。また、極間インピーダンスを考えれば、抵抗器Ｒ３の抵抗値は、０．１Ω以上、より好ましくは１Ω以上が適しており、無効電力削減の観点からは１ｋΩ以下、より好ましくは１００Ω以下での設計が適している。
【００４０】
なお、非放電時や非短絡時の極間は、浮遊容量Ｃ１を持った容量性負荷である。回路の故障等により極間に電圧が残る危険性を回避するため、従来から１０ｋΩ以上の高抵抗を極間に並列に接続する例も存在するが、荒加工時に、この実施の形態１のような低抵抗を並列に接続するものではない。
また、この実施の形態１では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオン（スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフ）したときに放電を検出して、放電加工電流ＩＳを流すものについて示したが、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオン（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフ）したときに放電を検出して、放電加工電流ＩＳを流すようにしてもよいことは言うまでもない。あるいは、これらパターンは必ずしも交互である必要もないし、場合によってはスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４（逆動作の場合はスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３）をオンして、パルス電圧を印加するが、放電を検出しても放電加工電流ＩＳを流さないような動作条件があってもかまわない。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、スイッチング回路１，１０と並列に電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３を接続して、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定するように構成したので、回路構成の複雑化を招くことなく、カラ放電の発生を防止することができる効果を奏する。即ち、放電維持電流ＩＲが強化されて、カラ放電が起こり難くなるため、安定した加工を行うことができる効果を奏する。
また、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３に電流が流れる前に浮遊容量Ｃ１に充電電流が流れ（いわばスピードアップコンデンサとして働くため）、従来より電源電圧Ｖ１が高く設定される分だけ充電時間が早くなり、放電周波数が増加して加工速度が向上する効果も得られる。
【００４２】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、スイッチング回路１，１０と並列に電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ３を接続することにより、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定するものについて示したが、スイッチング回路１の電源電圧Ｖ１を電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加するパルス電圧より高めに設定できるように作用するものであれば、電圧クランプ素子は抵抗器に限るものではない。
【００４３】
例えば、ツェナーダイオードＺ１、あるいは、ツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を電圧クランプ素子として接続するようにしてもよい（図３を参照）。
図１の抵抗器Ｒ３の代わりに、ツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を電圧クランプ素子として接続すれば、抵抗における損失分を軽減することができる。
例えば、７８ＶでオンするツェナーダイオードＺ１と抵抗器Ｒ４の直列回路を接続する場合、直流電源Ｖ１の設定を１４０Ｖにすれば、７８Ｖまでは浮遊容量Ｃ１を充電し、７８Ｖ以上になると、ツェナーダイオードＺ１がオンして抵抗器Ｒ４で損失するように働くが、抵抗器Ｒ４の損失は７８Ｖ以上の領域となるため損失が小さくなる。また、ツェナーダイオードＺ１により電圧が規定できるため、抵抗器Ｒ４の抵抗値は任意に選定することができる。
【００４４】
ただし、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を同時にオンし、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を同時にオフして出力電流の極性を逆転する場合、ツェナーダイオードＺ１の極性が反対であるため、極間には抵抗器Ｒ４と抵抗Ｒ１との分圧比で決定される電圧が印加される。このとき、極間電圧が最適電圧外に設定されていると不具合が生じる可能性がある。
そこで、このような場合には、放電加工電流ＩＳを流すための放電検出を常にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオンしたときに行うように規定する必要がある。
【００４５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による放電加工装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電圧クランプ回路２１はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ５と、その抵抗器Ｒ５と直列に接続されたダイオードＤ５と、その抵抗器Ｒ５と並列に接続されたコンデンサＣ５とから構成されている。
電圧クランプ回路２２はスイッチング回路１，１０と並列に接続され、電圧クランプ素子である抵抗器Ｒ６と、その抵抗器Ｒ６と直列に接続されたダイオードＤ６（ダイオードＤ６の極性はダイオードＤ５の極性と反対向きである）と、その抵抗器Ｒ６と並列に接続されたコンデンサＣ６とから構成されている。
【００４６】
次に動作について説明する。
駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフすることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの極間が放電や短絡以外の状態であれば、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の出力電圧は抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ６により分圧されて浮遊容量Ｃ１に印加される。
これにより、上記実施の形態１同様に、スイッチング回路１の直流電源Ｖ１の設定電圧を最適極間電圧以上に設定することができる。
【００４７】
この状態では、ダイオードＤ５がオフしているため電圧クランプ回路２１には電流が流れない。
一方、直流電源Ｖ１から抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１を通して浮遊容量Ｃ１に電流が流れ、浮遊容量Ｃ１が充電を開始するが、このとき浮遊容量Ｃ１と並列となるコンデンサＣ６も浮遊容量Ｃ１と同様に充電を開始し、抵抗器Ｒ６にはダイオードＤ６を通して常に電流が流れ続ける。即ち、ダイオードＤ６には電流Ｉｆが流れている。
【００４８】
例えば、上記実施の形態１同様に、抵抗器Ｒ１を８Ωに設定し、抵抗器Ｒ５，Ｒ６を１０Ω、電源電圧Ｖ１を１４０Ｖ、コンデンサＣ５，Ｃ６を１０ｎＦに設定する。コンデンサＣ５，Ｃ６の値が大きければ、パルス電圧の立ち上がりが鈍くなる。
一方、コンデンサＣ５，Ｃ６の値が小さければ、抵抗器Ｒ５，Ｒ６の時定数が小さくなるため、極間が放電中のときはコンデンサＣ５，Ｃ６の電圧が速く低下することになる。
詳細は後述するが、放電開始から放電加工電流ＩＳが流れ始めるまでの時間が数百ｎｓであることを考えれば、コンデンサＣ５，Ｃ６の値は１ｎＦ〜１μＦの間、より望ましくは１０ｎＦ〜１００ｎＦに設定すればよい。
【００４９】
極間が放電を開始すると、図５に示すように、瞬時極間電圧Ｖｗｅはアーク電圧Ｖａまで低下し、浮遊容量Ｃ１から放電開始電流ＩＣが流れる。
コンデンサＣ６は、ダイオードＤ６により放電開始前の電圧が保持されており、抵抗器Ｒ６とコンデンサＣ６の時定数で電圧が低下する。
ダイオードＤ６には、当初は順方向に電流が流れるが、放電開始により、直流電源Ｖ１からの電流が放電維持電流ＩＲとなって極間に流れるため、もはや順方向電流としての供給が絶たれる。そのため、ダイオードＤ６には、逆回復電流ＩｒｒがダイオードＤ６、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、コンデンサＣ６、ダイオードＤ６の経路で流れる。即ち、逆回復電流ｒｒが極間に出力される。
【００５０】
この間、スイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフであるため、直流電源Ｖ１から、抵抗器Ｒ１、スイッチング素子Ｓ１、インダクタンスＬ１、被加工物Ｗ、電極Ｅ、インダクタンスＬ２、スイッチング素子Ｓ４、直流電源Ｖ１の経路で放電維持電流ＩＲが流れる。
したがって、スイッチング回路１からは、ＩＲ＋Ｉｒｒの電流が極間に出力されることになる。この出力電流ＩＲ＋Ｉｒｒにより、放電開始電流ＩＣによって極間に形成された導電路が維持される。
【００５１】
この後、放電加工電流ＩＳは、上記実施の形態１と同様にして、電極Ｅと被加工物Ｗの極間に流れるが、放電加工電流ＩＳが極間に現れるまでの遅れ時間は、通常４００ｎｓ程度であり、放電開始電流ＩＣのコンデンサ放電のパルス幅は３５０ｎｓ程度である。この場合、極間電流が途切れてしまう可能性のある期間が５０ｎｓ程度存在する。
しかしながら、ダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒが発生する時間である逆回復時間ｔｒｒが１００ｎｓ程度以上あるので、放電開始電流ＩＣが出力された後、放電加工電流ＩＳが現れるまでの遅れ時間の期間中、逆回復電流Ｉｒｒにより、極間電流が途切れることなく、極間に形成された導電路を維持することができる。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏する他、ダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒによって、更に予備放電電流を強化することができる。また、従来例のように、スイッチング素子を備えている電源装置を追加することなく、簡単な受動素子であるダイオード等を追加するだけで構成できるため、簡単かつ安価に装置を構築することができる効果を奏する。
【００５３】
なお、この実施の形態３では、２つのダイオードＤ５，Ｄ６を用いてダイオードＤ５，Ｄ６の逆回復電流Ｉｒｒを発生させるものについて示したが、これに限るものではなく、３つ以上のダイオードを並列、あるいは、直列に接続して逆回復電流Ｉｒｒを発生させるようにしてもよい。
また、この実施の形態３では、抵抗器Ｒ５，Ｒ６とダイオードＤ５，Ｄ６をそれぞれ直列に接続しているが、ダイオードＤ５，Ｄ６の代わりにＦＥＴを抵抗器Ｒ５，Ｒ６と直列に接続し、そのＦＥＴの内部に存在する既成ダイオードが、ダイオードＤ５，Ｄ６の役割を担うようにしてもよい。
【００５４】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、発振制御回路３２が放電検出回路３１から発生される指令に応じてスイッチング回路１，１０のスイッチング素子をオン／オフを制御するためのパルス信号を出力するものについて示している。
しかし、カラ放電検出手段を構成する放電検出回路３１がスイッチング回路１０から放電加工電流ＩＳが供給される前に、スイッチング回路１から供給されている予備放電電流が途切れると、カラ放電の検出信号を出力し、供給中止手段を構成する発振制御回路３２が放電検出回路３１からカラ放電の検出信号を受けると、スイッチング回路１０による放電加工電流ＩＳの供給を中止させるようにしてもよい。
図６はこの発明の実施の形態４による放電加工装置の駆動制御系の処理内容を示すフローチャートであり、図７は各種の信号波形を示す説明図である。図７において、Ｖｗｅは極間電圧の波形、Ｉｗｅは極間電流の波形、Ｖｋｅｎ＋及びＶｋｅｎ−は放電検出回路３１の出力波形を示している。
【００５５】
この実施の形態４では、カラ放電の発生を検出すると、放電加工電流ＩＳの供給を中止する形態について説明する。
駆動制御系のドライブ回路３３が発振制御回路３２により生成されたパルス信号にしたがってスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンにして、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフすることにより、電極Ｅと被加工物Ｗの極間にパルス電圧を印加する。
このとき、タイミングＡで、極間電圧が放電検出レベルを上回り、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＨレベルになる。放電を開始したタイミングＢでは、放電によって極間電圧が放電検出レベルを下回るため、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＬレベルになる。
【００５６】
駆動制御系の発振制御回路３２は、タイミングＢで放電検出回路３１から大電流の出力指令を受けると、ドライブ回路３４を介して、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンにすることにより、タイミングＣから極間に放電加工電流ＩＳが流れ始める。このとき、放電検出したタイミングＢから放電加工電流ＩＳが流れ始めるタイミングＣまでに数百ｎｓ程度の遅れが存在することは上述した通りである。
次に、駆動制御系の発振制御回路３２がタイミングＤで、スイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフすると、放電加工電流ＩＳ（極間電流Ｉｗｅ）が還流を開始し、タイミングＥで放電加工電流ＩＳが途絶える。
【００５７】
次に、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンして、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフにすると、逆方向にパルス電圧が印加され、極間電圧が逆側の放電検出レベルを上回るタイミングＦで放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−がＨレベルになる。
タイミングＧで駆動制御系の放電検出回路３１が放電を検出し、発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンにすることにより、タイミングＨから極間に放電加工電流ＩＳが流れる。
【００５８】
次に、駆動制御系の発振制御回路３２が任意のタイミングＩでスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフすることにより、放電加工電流ＩＳが回生して、タイミングＪで放電加工電流ＩＳが停止する。
以降同様の動作を繰り返して被加工物Ｗの加工を行うが、次のサイクルでは、カラ放電が発生するものとして説明を継続する。
【００５９】
タイミングＬは、タイミングＢと同様に放電を検出するタイミングであり、これをトリガにして、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンするように動作するが、カラ放電が発生する場合には、放電加工電流ＩＳが実際に流れ出す前に予備放電電流が途切れることになる（タイミングＭを参照）。
この場合、極間電圧Ｖｗｅが浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２によりサージパルスとして跳ね上がる。仮に浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２が接続されていない場合でも、直流電源Ｖ１の電圧値まで上昇する。
【００６０】
このため、放電検出レベルを再度上回れば、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋が反応してＨレベルになる。アーク放電が持続していないカラ放電状態のとき、タイミングＮで駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンすると、スイッチング回路１０の直流電源Ｖ１１の電圧が直接極間に印加されることになる。
このときの直流電源Ｖ１１の電圧値は、比較的高電圧であり、少なくとも直流電源Ｖ１よりも高いため、マイナス側の放電検出レベルを上回り、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−が反応してＨレベルになる。
【００６１】
この状態のとき、タイミングＯで放電が開始されれば、放電加工電流ＩＳの供給が始まるが、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２のオン時間が一定である場合、カラ放電が発生している時間分だけ、放電加工電流ＩＳが流れる時間が短くなる。
上述したように、カラ放電の検出は、（１）予備放電により一度放電検出レベルを下回ったＶｋｅｎ＋がカラ放電により再度、放電検出レベルを上回った状態、（２）放電加工電流ＩＳが流れるべきタイミングでマイナス側の放電検出レベルを上回った状態、のいずれかを検出すればよい。もちろん、カラ放電検出は放電検出回路３１を用いているが、それぞれカラ放電検出器を別途設け、最適電圧となるよう調整すれば更によい。
【００６２】
そこで、駆動制御系の発振制御回路３２は、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオンしているとき（ステップＳＴ１，ＳＴ２）、上記のようにして、放電検出回路３１がカラ放電の発生を検出すると、即ち、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋がＬレベルからＨレベルに遷移（ステップＳＴ３）、あるいは、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−がＬレベルからＨレベルに遷移すると（ステップＳＴ５）、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフにする（ステップＳＴ４，ＳＴ６）。ただし、放電検出回路３１がカラ放電の発生を検出しなければ、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２のオンを維持する（ステップＳＴ７）。
【００６３】
このように、カラ放電の発生を検出すると、スイッチング回路１０のスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２をオフにすると、カラ放電（異常放電）によるワイヤダメージを最小限に留めることができるため、ワイヤ断線などを回避して、不安定な加工を避けることができる効果を奏する。
【００６４】
また、図６に示すように、仮に最初の放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋でカラ放電が検出できなかった場合でも、次の放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−でカラ放電を検出することができるため、より正確に対カラ放電制御を行うことができる。
ただし、制御の簡略化を図るため、放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ＋のみ、あるいは放電検出回路３１の出力Ｖｋｅｎ−のみを利用してもよい。あるいは、両方の検出器に同時に反応した場合（Ｖｋｅｎ＋がＬ→Ｈで、かつ、Ｖｋｅｎ−がＬ→Ｈ）のときにスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２を停止させるようにしてもよい。
カラ放電を誤検出（カラ放電でないにもかかわらずカラ放電と判断して、加工エネルギーをさげてしまう）が多く発生する場合は、このようなロジックを使用することにより、加工エネルギーを不用意に落とす不具合の発生を防止することができる。
【００６５】
また、カラ放電の発生タイミングにおいて、加工エネルギー（放電加工電流ＩＳ）の縮小以外の何らかの制御を行う場合は、メインＯＮ信号と、Ｖｋｅｎ＋又はＶｋｅｎ−のうちの少なくとも一方の信号との論理積を求め、その論理結果をカラ放電発生信号として利用するようにしてもよい。
この実施の形態４では、図７のタイミングＡからタイミングＦの一連の動作中にカラ放電が発生する場合について説明したが、予備放電パルスの極性が反転したタイミングＦからタイミングＪであっても同様の検出ロジック（Ｖｋｅｎ−とＶｋｅｎ＋の役割も反転する）でカラ放電を検出して、対カラ放電制御を行うことができる。
【００６６】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、特に言及していないが、カラ放電が発生するタイミングの一つに予備放電パルスの切り替え時がある。
通常、予備放電パルスが印加された後、放電検出を待ってスイッチング回路１０が放電加工電流ＩＳを供給するが、一定時間経過しても、放電が検出されない場合は、電蝕の発生を防止するために予備放電パルスの極性を反転させることがある。
このとき、駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンすると同時に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフすると（逆に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンすると同時に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオフする）、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対するパルス信号が同時にＬレベルになるタイミングが存在しない。
このため、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の切り替えタイミング時に、ちょうど放電が発生すると、放電維持電流ＩＲが十分に流れないことにより、カラ放電が発生することがある。
【００６７】
そこで、この実施の形態５では、スイッチング回路１が電極Ｅと被加工物Ｗの極間に印加しているパルス電圧の極性を反転させる場合、一旦、そのパルス電圧を略零電位にしてから極性を反転させるようにしている。
具体的には次の通りである。
【００６８】
駆動制御系の発振制御回路３２がスイッチング回路１のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を独立して制御可能な場合は、図８（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｓ１をオンからオフ、スイッチング素子Ｓ２をオフからオン（スイッチング素子Ｓ４はオン、スイッチング素子Ｓ３はオフを維持する）とすることで、被加工物Ｗと電極Ｅを同電位とすることができる。
その後、スイッチング素子Ｓ３をオン、スイッチング素子Ｓ４をオフにすることで、予備放電パルスの極性を切り替えるようにする。このように、還流時間を設けることで極間Ｖｗｅが一時的にＧＮＤレベルとなり、予備放電パルスの極性切り替えタイミングにゼロ期間を作ることができる。
【００６９】
一方、制御信号の簡略化を図るために、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４及びスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３が同期して動作するような場合は、図８（ｂ）のような動作とする。
即ち、タイミングＡで予備放電パルスの極性が切り替わり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオンからオフになり、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフからオンになる。
その後、数十〜数百ｎｓ後のタイミングＢで、すべてのスイッチング素子を一度オフにする。この短い時間は、浮遊容量Ｃ１に蓄積されていた電荷が反転して逆充電されない時間であり、極間電圧Ｖｗｅが略ゼロ電位となる。
その後、タイミングＣで、再度スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオンすることにより、予備放電パルスの極性が反転する。逆側に極性を反転させる場合も上記と同様の動作を繰り返すことにより行う。
【００７０】
このような動作を行うことにより、極間Ｖｗｅが約ＧＮＤレベルとなり、予備放電パルスの極性切り替えタイミングに略ゼロ期間を作ることができるため、カラ放電の発生を防止することができる効果を奏する。
例えば、上記実施の形態１のように極間と並列に抵抗器Ｒ３を設ける場合は、すべてのスイッチング素子をオフするタイミングを設けるだけでも、ＣＲ時定数によりゼロ電位期間を設けることができるし、上記動作と組み合わせるようにしてもよい。
【００７１】
この実施の形態５では、カラ放電が発生する可能性の高い期間は予備放電パルスを印加せず、極間を略ゼロ電位に制御するものについて示している。しかし、上記実施の形態１のように、通常通りに予備放電パルスを印加する場合においても、上記の極性切り替えタイミングで放電検出しても、スイッチング回路１０から放電加工電流ＩＳを流さないような制御を設定してもよい。即ち、予備放電は発生するが、これを受けて放電加工電流ＩＳを供給するためのパルス電圧を印加しないようにすることで、極間に高電位が発生（カラ放電が発生）することもない。
【符号の説明】
【００７２】
１ スイッチング回路（第１のスイッチング回路）、１０ スイッチング回路（第２のスイッチング回路）、２１ 電圧クランプ回路、２２ 電圧クランプ回路、３１ 放電検出回路（カラ放電検出手段）、３２ 発振制御回路（供給中止手段）、３３ ドライブ回路、３４ ドライブ回路、Ｅ 電極、Ｗ 被加工物、Ｃ１ 浮遊容量、Ｃ５ コンデンサ、Ｃ６ コンデンサ、Ｄ５ ダイオード、Ｄ６ ダイオード、Ｄ１１，Ｄ１２ ダイオード、Ｌ１，Ｌ１１ 浮遊インダクタンス、Ｌ２，Ｌ１２ 浮遊インダクタンス、Ｒ１ 抵抗器、Ｒ３ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ４ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ５ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｒ６ 抵抗器（電圧クランプ素子）、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ スイッチング素子、Ｓ１１，Ｓ１２ スイッチング素子、Ｖ１ 直流電源、Ｖ１１ 直流電源、Ｚ１ ツェナーダイオード（電圧クランプ素子）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備する放電加工装置において、
前記極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、前記直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定することを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
第１の直流電源と、極間に交流の予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記第１の直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記第１の直流電源よりも高い電圧値に設定される第２の直流電源と、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備し、
前記交流に印加される予備放電パルスの放電発生の有無を検出して、前記第１のスイッチング回路を停止し、前記第２のスイッチング回路を動作させて前記加工電流を供給する放電加工装置において、
前記極間と並列に第２の抵抗器を具備し、前記第１の直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定するとともに、前記予備放電パルス印加中および前記加工電流供給中に前記第２の抵抗器に電流を供給することを特徴とする放電加工装置。
【請求項３】
前記第２の抵抗器の抵抗値を１Ω以上１００Ω以下に設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電加工装置。
【請求項４】
直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路と、
前記極間と並列に接続される第２の抵抗器とを具備し、
前記直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定して加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
【請求項５】
第１の直流電源と、極間に交流の予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記第１の直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記第１の直流電源よりも高い電圧値に設定される第２の直流電源と、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路と、前記極間と並列に接続される第２の抵抗器とを具備し、
前記第１の直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定し、
前記交流に印加される予備放電パルスの放電発生の有無を検出して、前記第１のスイッチング回路を停止し、前記第２のスイッチング回路を動作させて前記加工電流を前記極間に供給するとともに、
前記予備放電パルス印加中および前記加工電流供給中に前記第２の抵抗器に電流を供給して加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
【請求項１】
直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備する放電加工装置において、
前記極間と並列に第２の抵抗器を接続するとともに、前記直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定することを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
第１の直流電源と、極間に交流の予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記第１の直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記第１の直流電源よりも高い電圧値に設定される第２の直流電源と、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路とを具備し、
前記交流に印加される予備放電パルスの放電発生の有無を検出して、前記第１のスイッチング回路を停止し、前記第２のスイッチング回路を動作させて前記加工電流を供給する放電加工装置において、
前記極間と並列に第２の抵抗器を具備し、前記第１の直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定するとともに、前記予備放電パルス印加中および前記加工電流供給中に前記第２の抵抗器に電流を供給することを特徴とする放電加工装置。
【請求項３】
前記第２の抵抗器の抵抗値を１Ω以上１００Ω以下に設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電加工装置。
【請求項４】
直流電源と、極間に予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記予備放電パルスの印加時に放電発生を検出して、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路と、
前記極間と並列に接続される第２の抵抗器とを具備し、
前記直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定して加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
【請求項５】
第１の直流電源と、極間に交流の予備放電パルスを印加するための第１のスイッチング回路と、
前記第１の直流電源と前記極間との間に直列に挿入される第１の抵抗器と、
前記第１の直流電源よりも高い電圧値に設定される第２の直流電源と、加工電流を供給するための第２のスイッチング回路と、前記極間と並列に接続される第２の抵抗器とを具備し、
前記第１の直流電源の電圧設定値を前記予備放電パルスの電圧値以上に設定し、
前記交流に印加される予備放電パルスの放電発生の有無を検出して、前記第１のスイッチング回路を停止し、前記第２のスイッチング回路を動作させて前記加工電流を前記極間に供給するとともに、
前記予備放電パルス印加中および前記加工電流供給中に前記第２の抵抗器に電流を供給して加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５５５０４（Ｐ２０１１−２５５５０４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７３１４（Ｐ２０１１−２０７３１４）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【分割の表示】特願２００８−３０３６３４（Ｐ２００８−３０３６３４）の分割
【原出願日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【分割の表示】特願２００８−３０３６３４（Ｐ２００８−３０３６３４）の分割
【原出願日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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