(57)【要約】【課題】  加工条件を自由に変更することが可能であって、火薬などを用いる場合より実施上の制約が少ない加工装置および加工方法を実現する。【解決手段】  加工装置は、処理容器２と同軸電極１とパルスパワー源６と音速変更部材（加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７など）とを備える。処理容器２は、金型１３上に配置された被加工材１２と、被加工材１２に接触するように配置された水１１とを内部に保持する。同軸電極１は、処理容器２の内部において、水１１と接触するように配置される。同軸電極１は放電を発生させるためのものである。パルスパワー源６は、放電を発生させるため、同軸電極１へ電力を供給する。加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７などの音速変更部材は、水１１などの媒体における音速を変更する。【選択図】        図１
2006142338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型上に配置された加工対象物と、前記加工対象物に接触するように配置された媒体とを内部に保持する処理容器と、
前記処理容器の内部において、前記媒体と接触するように配置され、放電を発生させるための電極と、
放電を発生させるため、前記電極へ電力を供給する電力供給部と、
前記媒体における音速を変更するための音速変更部材とを備える、加工装置。
【請求項２】
放電を発生させるための電極と、
前記電極と接触するように配置される媒体を介して、前記電極と対向して配置されるとともに、前記媒体と接触する弾性体部材と、
前記弾性体部材において、前記媒体と接触する表面とは反対側に位置する裏面側に配置され、加工対象物と接触する金型を保持する保持部材と、
放電を発生させるため、前記電極へ電力を供給する電力供給部とを備え、
前記弾性体部材の裏面と前記金型との間において、前記弾性体部材の裏面と接触するように前記加工対象物は配置される、加工装置。
【請求項３】
前記弾性体部材の裏面には段差部が形成され、
前記弾性体部材の段差部は、前記加工対象物の表面の一部と接触する、請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
放電を発生させるための電極と、
前記電極と接触するように配置される電極側媒体を介して、前記電極と対向して配置されるとともに、前記電極側媒体と接触する弾性体部材と、
前記弾性体部材において前記電極側媒体と接触する表面とは反対側に位置する裏面に接触するように配置される下部媒体を介して、前記弾性体部材と対向して配置される保持部材とを備え、
前記保持部材は、前記下部媒体と接触するように配置された加工対象物および前記加工対象物を支持する金型を保持する、加工装置。
【請求項５】
前記電極は、
中心軸に沿って延在し、外周面を有する中心導電体と、
前記中心導電体の外周面上に配置された絶縁部材と、
前記絶縁部材を囲むように配置された外周導電体とを含み、
前記外周導電体は、前記中心軸の延びる方向において互いに間隔を隔てて配置された複数の外周導電体部分を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項６】
加工対象物を金型上に配置する工程と、
前記加工対象物と接触するように媒体を配置する工程と、
前記媒体に接触するように電極を配置する工程と、
前記媒体中の音速を変更する変更工程と、
前記変更工程により前記媒体中の音速の値が変更された状態で、前記電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、前記媒体を介して前記加工対象物に作用させることにより、前記加工対象物を前記金型に沿うように塑性変形させる加工工程とを備える、加工方法。
【請求項７】
加工対象物を金型上に配置する工程と、
前記加工対象物と接触するように加工対象物側媒体を配置する工程と、
前記加工対象物側媒体上に電極側媒体を配置する工程と、
前記電極側媒体に接触するように電極を配置する工程と、
前記電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、前記電極側媒体および加工対象物側媒体を介して前記加工対象物に作用させることにより、前記加工対象物を前記金型に沿うように塑性変形させる加工工程とを備える、加工方法。
【請求項８】
前記加工対象物側媒体は、
前記加工対象物と接触する下部媒体と、
前記下部媒体と前記電極側媒体とを隔離するとともに衝撃波を伝播させることができる隔離部材とを含む、請求項７に記載の加工方法。
【請求項９】
前記電極側媒体および前記加工対象物側媒体の少なくともいずれか一方における音速を変更する変更工程をさらに備える、請求項７または８に記載の加工方法。
【請求項１０】
前記電極は、
中心軸に沿って延在し、外周面を有する中心導電体と、
前記中心導電体の外周面上に配置された絶縁部材と、
前記絶縁部材を囲むように配置された外周導電体とを含み、
前記外周導電体は、前記中心軸の延びる方向において互いに間隔を隔てて配置された複数の外周導電体部分を含み、
前記加工工程では、前記電極の複数の外周導電体部分の間においてそれぞれ放電が発生する、請求項６〜９のいずれか１項に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工装置および加工方法に関し、より特定的には、電極での放電に起因する衝撃波を利用して加工対象物を塑性変形させる加工装置および加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム合金やマグネシウム合金などの材料を塑性加工する方法の１つとして、可燃性混合気や火薬を燃焼させることにより発生する爆轟圧やガス圧を利用して、速い歪速度（加工速度）で材料を加工（たとえば超組成加工）する加工方法が知られている（特許文献１および非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３２９６９４号公報
【非特許文献１】渡辺博行、他２名、「マグネシウム合金の超塑性加工」、塑性と加工（日本塑性加工学会誌）、２００３年、第４４巻、第５０４号、ｐ．１０−１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の爆轟圧などを利用する場合、当該爆轟圧を発生させるために燃焼（爆発）させる火薬などの組成が決まれば、発生する爆轟圧により変形される材料の歪速度（加工速度）がほぼ決定される。このため、上述した加工方法では、材料の加工速度などの加工条件を自由に変更することが困難であった。また、火薬自体は危険物であるため、使用には所定の手続や安全対策など、さまざまな対応が事前に必要である。このため、通常の工場内で火薬を自由に使用することは難しく、上記加工方法を利用することはあまり現実的ではなかった。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、加工条件を自由に変更することが可能であって、火薬などを用いる場合より実施上の制約が少ない加工装置および加工方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った加工装置は、処理容器と電極と電力供給部と音速変更部材とを備える。処理容器は、金型上に配置された加工対象物と、加工対象物に接触するように配置された媒体とを内部に保持する。電極は、処理容器の内部において、媒体と接触するように配置される。電極は放電を発生させるためのものである。電力供給部は、放電を発生させるため、電極へ電力を供給する。音速変更部材は、媒体における音速を変更する。
【０００６】
この発明に従った加工装置は、電極と、弾性体部材と、保持部材と、電力供給部とを備える。電極は放電を発生させるためのものである。弾性体部材は、電極と接触するように配置される媒体を介して、電極と対向して配置される。弾性体部材は媒体と接触する。保持部材は、加工対象物と接触する金型を保持する。加工対象物と接触する金型は、弾性体部材において、媒体と接触する表面とは反対側に位置する裏面側に配置される。電力供給部は、放電を発生させるため、電極へ電力を供給する。弾性体部材の裏面と金型との間において、弾性体部材の裏面と接触するように加工対象物は配置される。
【０００７】
この発明に従った加工装置は、電極と、弾性体部材と、保持部材とを備える。電極は放電を発生させるためのものである。弾性体部材は、電極と接触するように配置される電極側媒体を介して、電極と対向して配置される。弾性体部材は電極側媒体と接触する。下部媒体は、弾性体部材において電極側媒体と接触する表面とは反対側に位置する裏面に接触するように配置される。保持部材は、当該下部媒体を介して弾性体部材と対向するように配置される。保持部材は、下部媒体と接触するように配置された加工対象物および加工対象物を支持する金型を保持する。
【０００８】
この発明に従った加工方法では、以下の工程を実施する。すなわち、加工対象物を金型上に配置する工程、加工対象物と接触するように媒体を配置する工程、媒体に接触するように電極を配置する工程、媒体中の音速を変更する変更工程、変更工程により媒体中の音速の値が変更された状態で、電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、媒体を介して加工対象物に作用させることにより、加工対象物を金型に沿うように塑性変形させる加工工程、を実施する。
【０００９】
この発明に従った加工方法では、以下の工程を実施する。すなわち、加工対象物を金型上に配置する工程、加工対象物と接触するように加工対象物側媒体を配置する工程、加工対象物側媒体上に電極側媒体を配置する工程、電極側媒体に接触するように電極を配置する工程、電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、電極側媒体および加工対象物側媒体を介して加工対象物に作用させることにより、加工対象物を金型に沿うように塑性変形させる加工工程、を実施する。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、加工において電極での放電に起因する衝撃波を伝える媒体の音速を変更することで、加工対象物に対して作用する衝撃波の作用速度を変更できる。この結果、加工対象物の加工条件を任意に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明による加工装置の実施の形態１を示す模式図である。図２は、図１に示した加工装置の同軸電極の断面模式図である。図３は、図１および図２に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。図１〜図３を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態１を説明する。
【００１３】
図１に示すように、加工装置は、処理容器２と、処理容器２の内部に挿入された同軸電極１と、同軸電極１に電力を供給するパルスパワー源６と、コントローラ３０と、処理容器２の内部に保持される媒体としての水１１の温度を測定するための温度測定部材１７と、水１１の温度を上昇させるための加熱部材１５と、水１１の温度を低下させるための冷却部材１６とを備える。処理容器２の底壁上には、水１１に浸漬された状態の金型１３と被加工材１２とが配置されている。被加工材１２は板状である。金型１３には、その中央部に平面形状が円形状の開口部が形成されている。金型１３の当該開口部を塞ぐように、被加工材１２が金型１３上に重なるように配置されている。このため、金型１３の開口部は、金型１３の内壁面、被加工材１２の下部表面および処理容器２の底壁に囲まれた空間１４となっている。なお、この空間１４の内部は空気が存在し、水１１が浸入しないように構成されている。空間１４への水１１の浸入を防止する手段としては、たとえば、被加工材１２と金型１３との接合部を密着させることで空間１４を密封する、あるいは金型１３を先にビニールなどの軟質材からなる袋に入れて、当該袋を密封するなどの手法を用いることができる。
【００１４】
処理容器２の外周側壁には、上述した加熱部材１５および冷却部材１６が配置されている。加熱部材１５は処理容器２の底壁に比較的近い位置に配置することが好ましい。また、冷却部材１６は、処理容器２の上部に近い位置に配置することが好ましい。この加熱部材１５としては、たとえば抵抗発熱体など、任意の部材を用いることができる。また、冷却部材１６としては、内部に冷却水を循環させるブラケットやペルチェ素子などの任意の部材を用いることができる。処理容器２の内周側壁には、その上端部に温度測定部材１７が配置されている。温度測定部材１７は、固定部材１８によって処理容器２の内周側壁に固定されている。温度測定部材１７としては、熱電対などの部材を用いることができる。加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７は、それぞれコントローラ３０に接続されている。
【００１５】
次に、同軸電極１の構造を説明する。同軸電極１は、円柱状の外観を有しており、図２に示すように、円柱状の中心電極２０と、絶縁体２１と、外周電極２２とを含む。絶縁体２１は、中心電極２０の外周上であって、中心電極２０を囲むように配置されている。外周電極２２は、絶縁体２１の外周上に、絶縁体２１を囲むように配置されている。また、同軸電極１には、その後端部に接続部２４（図１参照）が配置されている。接続部２４には、パルスパワー源６と同軸電極１とを電気的に接続するための同軸ケーブル５の一方端部が接続されている。同軸ケーブル５の他方端部はパルスパワー源６の回路に接続されている。同軸電極１の中心電極２０および外周電極２２は、接続部２４および同軸ケーブル５を介してパルスパワー源６に接続されている。
【００１６】
パルスパワー源６は、ギャップスイッチ７、コンデンサ８および電源９などを含む回路を備える。また、パルスパワー源６には、コンデンサ８への電源９の接続、切断、さらにギャップスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦの制御、コンデンサ８への電荷を供給する電源９の電圧の制御などを行なうため、コントローラ３０が接続されている。なお、このコントローラ３０は、パルスパワー源６と一体に配置されていてもよいし、図１に示したように接続線を介してパルスパワー源６に接続することにより、パルスパワー源６と別の場所に配置されていてもよい。
【００１７】
図１および図２に示した加工装置では、加熱部材１５および冷却部材１６を備えるので、処理容器２に保持された水１１の温度を任意に変更することができる。たとえば、水１１中の音速は、１気圧温度が０℃という条件では１４０３ｍ／秒であるが、温度が７０℃という条件では１５５４ｍ／秒という値にまで増加する。なお、水１１の中の音速は、水の温度が７０℃前後で最大となる。
【００１８】
次に、図３を参照しながら、図１および図２に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。図３に示すように、まず金型１３へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）を実施する。金型１３の空間１４を構成する開口部を塞ぐように、板状の被加工材１２を配置する。被加工材１２と金型１３との接触部は、空間１４へ水１１などが浸入しないように、気密性を維持できるようにたとえば接着剤やテープなどの接着用部材を用いて被加工材１２と金型１３とを接続した構造としてもよい。また、より簡便な方法として、金型１３をポリエチレンなどの樹脂やその他の軟質の材料からなる袋、すなわち衝撃波の伝達を妨げないような袋状の物体の内部に入れてもよい。そして、当該袋状の物体の開口部（金型１３を袋状の物体の内部に挿入した挿入口）を密閉した後、金型１３上に被加工材１２を配置するというような手法を用いてもよい。また、金型１３の開口部の上方および下方をともにテープなどのシート状部材で塞ぐといった手法を用いてもよい。なお、被加工材１２を構成する材料としては、たとえばマグネシウム合金やアルミニウム合金、その他任意の材料を用いることができる。
【００１９】
次に、処理容器２内に金型１３を配置する工程（Ｓ２０）を実施する。このとき、金型１３は処理容器２の底壁上に配置される。また、被加工材１２は処理容器２の上部開口部に面するように配置される。
【００２０】
次に、媒体（水１１）を処理容器２内へ配置する工程（Ｓ３０）を実施する。この結果、被加工材１２をセットされた金型１３は、処理容器２内において水１１に浸漬された状態となる。つまり、被加工材１２は水１１と直接接触するように配置された状態となる。そして、上述のように金型１３と被加工材１２とにより囲まれる空間１４には水などが浸入しないような処置がなされているため、金型１３が水１１に浸漬された状態であっても空間１４には水１１は浸入せず空気が存在する。なお、空間１４が金型１３と被加工材１２とにより完全に周囲から独立した空間とできる場合には、空間１４の内部の気圧を下げ（もしくはいわゆる真空状態にして）、被加工材１２と金型１３とを真空吸着することにより互いに固定しておいてもよい。この場合には、空間１４には空気はほとんど存在しないことになる。なお、ここでは金型を配置する工程（Ｓ２０）の後に媒体としての水１１を処理容器２内へ配置する工程（Ｓ３０）を実施したが、処理容器２内に金型を配置する工程（Ｓ２０）に先立って媒体としての水１１を処理容器２内へ配置する工程（Ｓ３０）を実施してもよい。
【００２１】
次に、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、電極としての同軸電極１の先端部（放電が発生する部分）を水１１に浸漬した状態で、同軸電極１を保持する。同軸電極１の保持方法としては、たとえば処理容器２の上部開口部を塞ぐような蓋を準備し、当該蓋に同軸電極１の接続部２４に近い部分を絶縁した状態で固定するといった方法を用いることができる。次に媒体としての水１１の温度を調整する工程（Ｓ５０）を実施する。この工程（Ｓ５０）においては、加熱部材１５および冷却部材１６をコントローラ３０により制御することにより、水１１の温度を任意に変更する。
【００２２】
次に、同軸電極１へ投入するエネルギーのうち、放電を発生させるための条件を調整する条件調整工程（Ｓ６０）を実施する。この工程（Ｓ６０）では、たとえばコンデンサ８に電荷を蓄積するための充電電圧の設定値などを変更する。また、充電電圧の設定値などの放電条件の変更が終了した後、コンデンサ８へ電源９を接続することにより、コンデンサ８に所定量の電荷を蓄積する。
【００２３】
次に、放電工程（Ｓ７０）を実施する。この工程（Ｓ７０）では、パルスパワー源６のギャップスイッチ７を閉にする。そして、ギャップスイッチ７が閉じられたことにより、コンデンサ８に蓄えられた電荷が同軸電極１に導入される。この結果、同軸電極１の先端部において、中心電極２０の端部と外周電極２２の端部との間で放電が発生し、アークが形成される。そして、放電に起因する衝撃波が水１１を介して加工対象物（被加工材１２）へと伝わる。このため、当該衝撃波により被加工材１２の上部表面に圧力が加えられる。その結果、被加工材１２が金型１３の開口部の形状に沿って塑性変形する。具体的には、金型１３の開口部の上端から空間１４の内部に凸となったドーム状に被加工材１２の一部が変形する。あるいは、金型１３の開口部の上端に沿って被加工材１２の一部が除去（打抜き）されることにより、貫通孔が形成される。なお、この衝撃波による被加工材１２の歪み速度（加工速度）は極めて速く、コンデンサ８の静電容量やコンデンサ８の充電電圧、さらに同軸ケーブル５などのインダクタンスを調整することで、爆薬などを用いた爆発成形法による加工速度と同等以上の加工速度を実現することができる。
【００２４】
次に、加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。具体的には、同軸電極１を処理容器２の内部から取出した後、処理容器２の内部から金型１３と被加工材１２とを取出す。この結果、金型１３の開口部の形状に沿って塑性変形した被加工材１２を得ることができる。以上のように、本発明による加工方法は実施される。なお、ここでは金型１３として開口部が形成された金型１３を用いたが、金型として凸形状となった表面を有する金型を用い、当該凸形状となった表面に被加工材１２を衝撃波により押圧することで、被加工材１２を塑性変形させるようにしてもよい。
【００２５】
図４は、図１および図２に示した本発明による加工装置の実施の形態１の変形例を示す模式図である。図５は、図４に示した加工装置の同軸電極の断面模式図である。図４および図５を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態１の変形例を説明する。
【００２６】
図４に示した加工装置は、基本的には図１に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１の構造が図１に示した加工装置と異なる。すなわち、図４に示した加工装置では、同軸電極１の外周電極２２が複数の外周電極部分２５ａ〜２５ｅにより構成されている。また、同軸電極１の先端部には、図５からもわかるように、中心電極２０と電気的に接続された先端電極部分２６が配置されている。先端電極部分２６および外周電極部分２５ａ〜２５ｅは、同軸電極１が延びる方向（中心電極２０の中心軸の延びる方向）において互いに間隔を隔てて配置されている。先端電極部分２６および外周電極部分２５ａ〜２５ｅの間の間隙では、絶縁体２１の外周表面が露出した状態となっている。このような同軸電極１は、複数の間隙（ギャップ）を有するため、以下マルチギャッププローブとも呼ぶ。
【００２７】
このように同軸電極１において複数のギャップが形成されているので、同軸電極１に電力を投入すると、当該複数のギャップにおいてそれぞれ放電が発生する。つまり、複数箇所でほぼ同時に放電を発生させることができる。このため、より効率的に放電に起因する衝撃波を形成できる。その結果、図１に示した加工装置の場合より、同軸電極１に投入されるエネルギーのうち、放電に用いられるエネルギーの割合（すなわち衝撃波として被加工材１２の塑性変形に寄与するエネルギーの割合）を高くすることができる。
【００２８】
次に、図４および図５に示した加工装置を用いた加工方法を説明する。図４および図５に示した加工装置を用いた加工方法は、基本的に図３に示した加工方法と同様である。ただし、上述のように同軸電極１としてマルチギャッププローブを用いるので、放電工程（Ｓ７０）においては同軸電極１の複数箇所で放電が発生する。そのため、同軸電極１に投入する電力をより効率的に放電のエネルギー（衝撃波を形成するためのエネルギー）として利用することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図６は、本発明による加工装置の実施の形態２を示す模式図である。図７は、図６に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。図６および図７を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態２を説明する。
【００３０】
図６に示した加工装置は、基本的には図１に示した加工装置と同様の構造を備えるが、処理容器２を囲むように配置された圧力容器３９を備えている点、および図１に示したような加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７を備えていない点が異なる。図６に示した加工装置は、処理容器２を囲むように圧力容器本体３８と圧力容器蓋３５とからなる圧力容器３９が配置されている。この圧力容器本体３８の上部にはフランジ部４１が形成されている。このフランジ部４１は、圧力容器本体３８の上部開口部の端部から、この圧力容器本体３８の外周面側（外側）に張り出すように形成されている。また、圧力容器蓋３５の端部にも、圧力容器本体３８のフランジ部４１と対向するようにフランジ部４０が形成されている。フランジ部４０の内周側の端部には、Ｏリング４３を配置するための溝部４２が形成されている。そして、このフランジ部４０、４１が重なるように、圧力容器本体３８上に圧力容器蓋３５を配置する。このフランジ部４０、４１の外周側の端部には、圧力容器本体３８と圧力容器蓋３５とを接続固定するための固定部材４４が設置されている。この固定部材４４は、フランジ部４０、４１の端部を挟むように配置されている。
【００３１】
圧力容器蓋３５の中央部には、同軸電極１とパルスパワー源６とを接続するための同軸ケーブル５を通す開口部３６が形成されている。そして、この開口部３６には、開口部３６に同軸ケーブル５を挿入した状態で、この圧力容器３９内と外部とを分離するためのパッキング部材３７が配置されている。この結果、圧力容器３９の外部から圧力容器３９の内部の雰囲気５６を隔離（密閉）することができる。
【００３２】
圧力容器本体３８には、給気口配管４５が形成されている。この給気口配管４５には、弁４７ａおよび所定の雰囲気ガスを圧力容器３９内へ供給するためのポンプ４８ａが設置されている。そして、この給気口配管４５は、所定の雰囲気ガスを貯蔵したタンク（図示せず）へと接続されている。なお、この給気口配管４５を介して圧力容器３９の内部へと外部の空気を供給する場合には、特に雰囲気ガス用のタンクなどを必要とせず、外部の空間に給気口配管４５の端部が開放されていてもよい。
【００３３】
また、圧力容器本体３８には、排気口配管４６が形成されている。この排気口配管４６には、弁４７ｂおよび圧力容器３９の内部の雰囲気ガスを外部へと排出するためのポンプ４８ｂが設置されている。また、圧力容器本体３８には、計測用配管５５を介して圧力計４９が接続されている。そして、この弁４７ａ、４７ｂ、ポンプ４８ａ、４８ｂおよび圧力計４９は、それぞれコントローラ３０に接続されている。
【００３４】
このような構造とすることにより、加工装置の処理容器２の内部において放電を発生させる際の雰囲気圧力（圧力容器３９内部において水１１と接触する雰囲気の圧力）を任意に変更することができる。具体的には、処理時の圧力容器３９内部の圧力を上げることが可能になる。たとえば、圧力容器３９内部の圧力を１３６気圧にすれば、媒体としての水１１の温度が７０℃という条件下で、この水１１内の音速を１５８１ｍ／秒という値にまで増加させることができる。
【００３５】
次に、図７を参照しながら、図６に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。図７に示した加工方法は、金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）、処理容器内に金型を配置する工程（Ｓ２０）、媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ３０）、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）までは、図３に示した加工方法と同様である。そして、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）を実施した後、圧力容器を密封する工程（Ｓ２１０）を実施する。具体的には、処理容器２を圧力容器本体３８の内部に配置するとともに、同軸ケーブル５が開口部３６に挿入された圧力容器蓋３５を圧力容器本体３８上に配置する。そして、圧力容器本体３８と圧力容器蓋３５とのフランジ部４０、４１を挟むように固定部材４４を設置する。この結果、圧力容器３９の内部の空間を圧力容器３９の外部から隔離することができる。
【００３６】
次に、圧力容器３９内の圧力を調整する工程（Ｓ２２０）を実施する。具体的には、圧力容器３９の内部の圧力を所定の圧力（たとえば通常の大気圧よりも高い１３６気圧といった圧力）へと調整するため、弁４７ａ、４７ｂおよびポンプ４８ａ、４８ｂをコントローラ３０を用いて制御する。この結果、圧力容器３９内の圧力を所定の圧力に設定することができる。
【００３７】
この後、図３に示した加工方法と同様に、条件調整工程（Ｓ６０）、放電工程（Ｓ７０）、加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。このようにして、図６に示した加工装置を用いて、処理容器２の周囲の雰囲気圧力を任意の圧力に設定した状態で本発明による加工方法を実施することができる。
【００３８】
図８は、図６に示した本発明による加工装置の実施の形態２の第１の変形例を示す模式図である。図８を参照して、本発明による加工装置の実施の形態２の第１の変形例を説明する。
【００３９】
図８に示した加工装置は、基本的には図６に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１の構造が異なっている。すなわち、図８に示した加工装置における同軸電極１は、図４および図５に示した同軸電極１と同様に複数の間隙を有するマルチギャッププローブである。このような構造の加工装置によれば、図６に示した加工装置により得られる効果に加えて、図４および図５に示した加工装置によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図９は、図６に示した本発明による加工装置の実施の形態２の第２の変形例を示す模式図である。図９を参照して、本発明による加工装置の実施の形態２の第２の変形例を説明する。
【００４１】
図９に示した加工装置は、放電を発生させる際の水１１が接触する雰囲気の圧力を変更可能とするという点については、図６に示した加工装置と同様であるが、当該雰囲気の圧力を変更するための装置構成が異なる。具体的には、図９に示した加工装置では、図６に示した圧力容器３９を用いず、処理容器２の上部の開口部を塞ぐような処理容器蓋５０を設置することにより、処理容器２と処理容器蓋５０とによって囲まれた内部における空間５７を処理容器２の外部の空間から分離している。そして、処理容器蓋５０に、図６に示した加工装置における圧力容器本体３８に設置された圧力計４９、給気口配管４５および排気口配管４６などを設置している。以下具体的に説明する。
【００４２】
図９に示した加工装置では、処理容器２の上部の開口部の外縁から、処理容器２の側面から見て外側へ延在するようにフランジ部５１が形成されている。また、処理容器蓋５０においても、この処理容器蓋５０を処理容器２上に配置したときに、処理容器２のフランジ部５１と対向するように延びるフランジ部５２がその外周部に形成されている。そして、処理容器蓋５０を処理容器２上へと配置した状態で、フランジ部５１、５２をその端部において挟み込むように固定部材４４が配置されている。そして、処理容器蓋５０のほぼ中央部には、同軸電極１を挿入するための開口部３１が形成されている。そして、この開口部３１には、同軸電極１と開口部３１の側壁との間の隙間を埋めて気密性を確保するためのパッキング部材３７が配置されている。なお、パッキング部材３７は絶縁性の材料を用いることで、同軸電極１と処理容器蓋５０との間の電気的な絶縁も行なっている。また、処理容器蓋５０には、給気口配管４５が設置されている。この給気口配管４５には、弁４７ａおよびポンプ４８ａが設置されている。また、処理容器蓋５０には、排気口配管４６が設置されている。排気口配管４６には、弁４７ｂおよびポンプ４８ｂが設置されている。また、処理容器蓋５０には、計測用配管５５を介して圧力計４９が設置されている。この圧力計４９、弁４７ａ、４７ｂおよびポンプ４８ａ、４８ｂは、図６に示した加工装置と同様にコントローラ３０に接続されている。
【００４３】
図９に示した加工装置においては、圧力計４９、弁４７ａ、４７ｂおよびポンプ４８ａ、４８ｂをコントローラ３０によって制御することにより、空間５７の圧力（すなわち水１１と接触する雰囲気の圧力）を任意に変更することができる。この結果、図６および図８に示した加工装置と同様に、任意の圧力下で本発明による加工方法を実施することができる。
【００４４】
なお、図８および図９に示した加工装置では、同軸電極１としていわゆるマルチギャッププローブを用いているが、このようなマルチギャッププローブに代えて同軸電極１として図６または図１に示したような同軸電極１を用いてもよい。
【００４５】
（実施の形態３）
図１０は、本発明による加工装置の実施の形態３を示す模式図である。図１１は、図１０に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。図１０および図１１を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態３を説明する。
【００４６】
図１０に示した加工装置は、基本的には図１に示した加工装置と同様の構造を備えるが、処理容器２の内部に保持された媒体６４に添加物６６を添加するためのタンク６１、弁６２および配管６７を備える一方、図１に示したような加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７を備えていない点が異なる。タンク６１の内部には、媒体６４に添加する添加物が保持されている。添加物としては、たとえば塩や糖などを用いることができる。なお、添加物としては、媒体６４に溶解するもののみではなく、媒体６４に溶解しないが媒体６４中に分散配置する、あるいは被加工材１２または同軸電極１の近傍に集中的に配置することにより、結果的に同軸電極１から被加工材１２までの経路の音速を変更できるものを利用できる。このタンク６１に接続された配管６７には、添加物６６の流通を制御することができる弁６２が配置されている。この弁６２はコントローラ３０に接続されている。
【００４７】
このようにすれば、媒体６４に添加物６６を添加することにより、媒体６４中での音速を変えることができる。たとえば、媒体６４として、３０質量％の蔗糖溶液を用いれば、当該媒体中における音速を１６００ｍ／秒とすることができる。また、添加物６６として塩化カルシウムを用い、媒体６４として飽和塩化カルシウム溶液を用いる場合には、当該媒体６４中での音速を１７２０ｍ／秒とすることができる。硫酸リチウム（Ｌｉ2ＳＯ4）を用いた場合には、媒体６４中の音速を１８６２ｍ／秒とすることができる。このように、媒体６４へ任意の添加物６６を加えることで媒体６４の組成を変更することにより、媒体６４中の音速を変えることができる。この結果、図１に示した加工装置と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
次に、図１１を参照しながら、図１０に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。図１１に示すように、図１０に示した加工装置を用いた加工方法では、図３に示した加工方法と同様に金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）、処理容器内に金型を配置する工程（Ｓ２０）、媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ３０）を実施する。その後、弁６２を開状態に制御することにより、タンク６１内の添加物６６を媒体６４中へ添加する工程（すなわち媒体添加物を加える工程（Ｓ３１０））を実施する。コントローラ３０によって弁６２の開閉を制御することにより、所定量の添加物６６を媒体６４に添加する。この結果、媒体６４を任意の添加物濃度を有する溶液とすることができる。ここで、媒体６４としては、添加物６６を溶かすことができる液体であればどのようなものを用いてもよい。たとえば、媒体６４として始めに水を処理容器２の内部に配置しておいてもよい。また、媒体６４中に添加物６６を溶解せずに用いる（たとえば添加物６６を分散配置させる）場合であれば、添加物６６を溶解しないような液体、ゲル状物質、粒状物など任意の物質を用いてもよい。
【００４９】
次に、図３に示した加工方法と同様に、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）、条件調整工程（Ｓ６０）、放電工程（Ｓ７０）、加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。このようにして、図１０に示した加工装置を用いた加工方法を行なうことができる。
【００５０】
図１２は、図１０に示した本発明による加工装置の実施の形態３の変形例を示す模式図である。図１２を参照して、本発明による加工装置の実施の形態３の変形例を説明する。
【００５１】
図１２に示した加工装置は、基本的には図１０に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１の構造が異なる。すなわち、図１２に示した加工装置では、同軸電極１として図４などに示した同軸電極１と同様に、複数の間隙が外周電極によって形成されたマルチギャッププローブを用いる。このようにすれば、図１０に示した加工装置による効果に加えて、図４に示した加工装置による効果も得ることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
図１３は、本発明による加工装置の実施の形態４を示す模式図である。図１４は、図１３に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。図１３および図１４を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態４を説明する。
【００５３】
図１３に示した加工装置は、基本的には図１０に示した加工装置と同様の構造を備えるが、処理容器２の内部に複数種類の媒体を供給するための媒体供給系統と、処理容器２の内部から媒体を排出するための排出配管６５、弁６２ｅおよびポンプ６３ｄを備えている点が異なる。すなわち、図１３に示した加工装置では、媒体供給系統として、その内部に異なる種類の媒体を保持するためのタンク６１ａ〜６１ｃと、それぞれのタンク６１ａ〜６１ｃから処理容器２の内部へと媒体を供給するための配管６０ａ〜６０ｃとを備える。この配管６０ａ〜６０ｃの途中にはポンプ６３ａ〜６３ｃおよび弁６２ａ〜６２ｃが設置されている。なお、ポンプ６３ａ〜６３ｄおよび弁６２ａ〜６２ｃ、６２ｅはそれぞれコントローラ３０に接続されている。また、タンク６１ｄから配管６０ｄを介して添加物を処理容器２の内部の媒体６４へ供給する添加物供給系統においては、図１０に示した加工装置と同様に配管６０ｄの途中に弁６２ｄが設置されている。この弁６２ｄもコントローラ３０に接続されている。
【００５４】
このようにすれば、タンク６１ａ〜６１ｃに蓄積された、異なる種類の媒体を処理容器２の内部に任意に供給できる。この結果、媒体６４の種類を変えることにより、媒体中の音速の値を変更することができる。たとえば、異なる種類の媒体の１つとしてグリセリンを用いる場合、グリセリン中の音速は１９２３ｍ／秒（温度条件が２０℃の場合）となる。
【００５５】
次に、図１４を参照しながら、図１３に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。図１４に示した加工方法では、図３に示した加工方法と同様に、金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）および処理容器内に金型を配置する工程（Ｓ２０）を実施する。次に、上述した媒体供給系統を制御することにより、選択した媒体を処理容器２の内部へ配置する工程（Ｓ４１０）を実施する。次に、媒体６４へ添加物をタンク６１ｄから供給することにより、媒体の音速を適宜調整するため、媒体へ添加物を加える工程（Ｓ３１０）を実施する。次に、図３に示した加工方法と同様に、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）、条件調整工程（Ｓ６０）、放電工程（Ｓ７０）、および加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。このようにしても、図３に示した加工方法と同様に放電による圧力波を利用して加工対象物を塑性加工することができる。
【００５６】
図１５は、図１３に示した本発明による加工装置の実施の形態４の変形例を示す模式図である。図１５を参照して、本発明による加工装置の実施の形態４の変形例を説明する。
【００５７】
図１５に示した加工装置は、基本的には図１３に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１がいわゆるマルチギャッププローブである点が異なる。この結果、図１３に示した加工装置によって得られる効果に加えて、図４に示した加工装置によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
なお、上述のように媒体６４の種類を変更することにより媒体中の音速を変更することが可能であるが、本発明による加工方法においては媒体中の音速を向上させるばかりでなく、媒体の種類や条件によっては当該媒体中の音速を下げることも可能である。そして、加工対象物や加工条件によっては媒体中の音速を下げるほうが加工には有利な場合も考えられるため、このような場合において本発明による加工方法および加工装置によれば、最適な加工条件を得ることができる。たとえば、媒体中の音速を低下させたい場合には、媒体６４としてエチルアルコールやシリコン油などを用いることもできる。上述したエチルアルコールを媒体６４として用いた場合には、たとえばその温度を５０℃とした場合のエチルアルコール中の音速は１０６７ｍ／秒となり、媒体６４としてシリコン油を用いた場合には、そのシリコン油中の音速は９８７ｍ／秒となる。
【００５９】
（実施の形態５）
図１６は、本発明による加工装置の実施の形態５を示す模式図である。図１７は、図１６に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。図１６および図１７を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態５を説明する。
【００６０】
図１６に示した加工装置は、基本的には図１に示した加工装置と同様の構造を備えるが、処理容器７０の構造が図１に示した加工装置とは異なる。すなわち、図１６に示した加工装置では、処理容器７０の底壁にはゴムなどの弾性体からなる中間部材７１が配置されている。そして、この中間部材７１の下に、中間部材７１の下部表面に接触するように被加工材１２が配置されている。この被加工材１２下には金型１３が配置されている。そして、この金型１３下にはベース部材７２が配置されている。なお、処理容器７０の内部には水などの媒体７３が配置されている。そして、この媒体７３に先端部が浸漬された状態で、同軸電極１が配置されている。
【００６１】
ここで、中間部材７１の材料として、ゴムなどの衝撃波を伝達しやすい物質を持ち入れば、当該中間部材７１を介して衝撃波を被加工材１２へと伝達することができる。なお、中間部材７１の材料としてゴムを用いた場合には、このゴム中の音速は水の中の音速とほぼ同程度であるため、媒体としての水の中に被加工材１２を配置した場合と同様の加工を行なうことができる。なお、中間部材７１を構成する材料としては、上述したゴム以外であって、媒体７３から衝撃波を効率よく被加工材１２へ伝達できる物質であればどのような材料を用いてもよい。
【００６２】
このようにすれば、被加工材１２を水などの媒体７３に接触させることなく加工することができる。したがって、被加工材１２のハンドリングが容易になる。また、媒体７３と被加工材１２とが直接接触することはないので、被加工材１２に対して腐食性を有するような液体であっても、媒体７３として利用することができる。また、被加工材１２および金型１３が媒体７３と接触しないので、金型１３の内周側の空間１４へ媒体７３が侵入することを防止するための処置（金型１３を袋のなかに入れてその袋を密封するなどの処置）を行なう必要が無い。
【００６３】
次に図１７を参照しながら、図１６に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。
【００６４】
図１７に示した加工方法では、まず図３に示した加工方法と同様に、金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）を実施する。次に、ベース部材７２上に金型を配置する工程（Ｓ５１０）を実施する。この工程（Ｓ５１０）では、被加工材１２が配置された金型１３をベース部材７２上に配置する。
【００６５】
次に、金型上に中間部材７１と処理容器７０とを配置する工程（Ｓ５２０）を実施する。なお、この工程（Ｓ５２０）においては、加工対象物である被加工材１２がセットされた金型１３上に、被加工材１２と接触するように中間部材７１を配置し、この中間部材７１上に処理容器７０を配置するというように、独立した部材である中間部材７１と処理容器７０とを順番に配置してもよい。また、この工程（Ｓ５２０）においては、予め処理容器７０の底面を塞ぐように中間部材７１が接続された処理容器７０と中間部材７１とからなるユニットを準備し、このユニットを被加工材１２上に配置するようにしてもよい。
【００６６】
次に、図３に示した工程と同様に、媒体７３を処理容器７０内へ配置する工程（Ｓ３０）、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）、条件調整工程（Ｓ６０）、放電工程（Ｓ７０）および加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。なお、加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）においては、塑性加工された後の被加工材１２上から中間部材７１および処理容器７０を取外すことで、容易に加工済みの被加工材１２を取出すことができる。上述のような加工方法によっても、図３に示した加工方法と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
図１８は、図１６に示した本発明による加工装置の実施の形態５の変形例を示す模式図である。図１８を参照して、本発明による加工装置の実施の形態５の変形例を説明する。図１８に示した加工装置は、基本的には図１６に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１の構造および処理容器７０の構成が異なる。すなわち、図１８に示した加工装置において用いられる同軸電極１は、図４などに示したいわゆるマルチギャッププローブである。この結果、図１８に示した加工装置によって、図１６に示した加工装置と同様の効果が得られるとともに、同軸電極１において複数の放電を同時に発生させることができるので、効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。また、図１８に示した加工装置では、図１に示した加工装置と同様に、処理容器７０に加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７が設置されている。この結果、図１に示した加工装置と同様に、媒体７３の温度を任意に変更できるので、媒体７３中の音速を容易に変更できる。
【００６８】
なお、媒体７３の音速を変更するための構成として、図１８に示したような加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７に代えて（あるいはこれらの加熱部材１５などに加えて）、本発明の実施の形態２〜実施の形態４に示した構成を適用しても良い。また、媒体７３と同様に、中間部材７１の温度や材質などを適宜変更することにより、中間部材７１における音速を変更するようにしてもよい。
【００６９】
（実施の形態６）
図１９は、本発明による加工装置の実施の形態６を示す模式図である。図１９を参照して、本発明による加工装置の実施の形態６を説明する。図１９に示した加工装置は、基本的には図１６に示した加工装置と同様の構造を備えるが、中間部材７１の形状が異なる。図１９に示した加工装置では、中間部材７１の下部表面に凸部７５が形成されている。この凸部７５は被加工材１２の上部表面に接触する。さらに、凸部７５の形状は、金型１３の内部に形成された空間１４の形状に沿った形状になっている。このように、中間部材７１の形状を変更し、被加工材１２と接触する部分の面積を変える、あるいは被加工材１２における、被加工材１２と中間部材７１との接触部の位置を変更することにより、衝撃波の被加工材１２に対する入射部分や被加工材１２の加工後の形状をより精度よく制御することができる。たとえば、図１９に示した構成においては、中間部材７１の凸部７５が接触している被加工材１２の中央部にのみ衝撃波を集中的に印加することができる。なお、図１９に示した加工装置を用いた本発明による加工方法には、基本的には図１７に示した加工方法と同様の工程を適用することができる。
【００７０】
図２０は、図１９に示した本発明による加工装置の実施の形態６の変形例を示す模式図である。図２０を参照して、本発明による加工装置の実施の形態６の変形例を説明する。
【００７１】
図２０に示した加工装置は、基本的には図１９に示した加工装置と同様の構造を備えるが、同軸電極１の構造および処理容器７０の構成が異なる。すなわち、図２０に示した加工装置においては、同軸電極１としていわゆるマルチギャッププローブを用いている。このようにすれば、図１９に示した加工装置による効果に加えて、図４に示した加工装置と同様の効果を得ることができる。また、図２０に示した加工装置では、図１に示した加工装置と同様に、処理容器７０に加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７が設置されている。この結果、図１に示した加工装置と同様に、媒体７３の温度を任意に変更できるので、媒体７３中の音速を容易に変更できる。
【００７２】
なお、媒体７３の音速を変更するための構成として、図２０に示したような加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７に代えて（あるいはこれらの加熱部材１５などに加えて）、本発明の実施の形態２〜実施の形態４に示した構成を適用しても良い。また、媒体７３と同様に、中間部材７１の温度や材質などを適宜変更することにより、中間部材７１における音速を変更するようにしてもよい。
【００７３】
（実施の形態７）
図２１は、本発明による加工装置の実施の形態７を示す模式図である。図２２は、図２１に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を示すフローチャートである。図２１および図２２を参照して、本発明による加工装置および加工方法の実施の形態７を説明する。
【００７４】
図２１に示した加工装置は、基本的には図１６に示した加工装置と同様の構造を備えるが、処理容器の構造が異なる。すなわち、図２１に示した加工装置においては、処理容器が、同軸電極１を配置する上層部と、被加工材１２が設置された金型１３を保持する下層とに中間部材７１によって分割されている点が異なる。図２１に示した加工装置では、上部処理容器８０の下部の開口部を塞ぐように弾性体からなる中間部材７１が配置されている。この中間部材７１の下部表面に接触するように、下部処理容器８１が設置されている。上部処理容器８０の内部には媒体７３が配置されている。媒体７３に接触するように、同軸電極１が配置されている。また、下部処理容器８１の内部には、下部媒体８２が保持されている。下部媒体８２は、中間部材７１の下部表面と接触するように、下部処理容器８１の内部に充填された状態となっている。そして、この下部処理容器８１の底壁上には、被加工材１２がセットされた金型１３が配置されている。
【００７５】
このような構造の加工装置によれば、同軸電極１における放電に起因にして発生する衝撃波を、媒体７３、中間部材７１および下部媒体８２を介して被加工材１２へと印加することができるので、図１などに示した本発明による加工装置と同様に被加工材１２を塑性加工することができる。また、同軸電極１が接触する媒体７３と、被加工材１２が接触する下部媒体８２とが中間部材７１により分離されているので、たとえば放電のたびに同軸電極１から発生するゴミなどに被加工材１２が汚染される可能性をなくすことができる。
【００７６】
また、媒体７３と下部媒体８２とは同一の媒体であってもよいが、異なる材質からなる媒体を用いてもよい。すなわち、媒体７３および下部媒体８２として互いに異なる材料からなる液体を用いれば、加工条件を調整する際の自由度をより大きくすることができる。たとえば、媒体中の音速を変えるために媒体の材質を変更するとき、図１のように単一の媒体である水１１中に同軸電極１と被加工材１２が設置された金型１３とが配置されるような構造の場合には、水１１をすべて交換する必要がある。しかし、使用する媒体が高価であってコストの増加が問題となる場合には、図２１に示した加工装置であれば被加工材１２に接触する下部媒体８２のみを上述した別の高価な媒体に変更するといったような対応が可能となる。また、使用する媒体が同軸電極１での放電によって変質しやすいような物質である場合にも、そのような物質からなる媒体を下部媒体８２として用い、同軸電極１に接触する媒体７３としては、同軸電極１での放電に対して変質し難いような安定した物質を用いるといったことが可能になる。
【００７７】
次に、図２２を参照しながら、図２１に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を説明する。図２２に示した加工方法では、まず図３に示した加工方法と同様に金型１３へ加工対象物である被加工材１２をセットする工程（Ｓ１０）を実施する。その後、下部処理容器８１を準備し、当該下部処理容器８１内に金型を配置する工程（Ｓ７１０）を実施する。次に、下部媒体８２を下部処理容器８１内へ配置する工程（Ｓ７２０）を実施する。この結果、下部処理容器８１内には下部媒体８２が満たされた状態となる。次に、下部処理容器８１上へ中間部材７１および上部処理容器８０を配置する工程（Ｓ７３０）を実施する。このとき、中間部材７１は、予め上部処理容器８０の下部開口部を塞ぐように上部処理容器８０に接続されていてもよい。あるいは、下部処理容器８１上に中間部材７１を配置した後、当該中間部材７１上に上部処理容器８０を配置するようにしてもよい。
【００７８】
次に、媒体７３を上部処理容器８０内へ配置する工程（Ｓ７４０）を実施する。次に、図３に示した加工法と同様に、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）、条件調整工程（Ｓ６０）、放電工程（Ｓ７０）、および加工対象物を取出す工程（Ｓ８０）を実施する。このようにすれば、被加工材１２を放電に伴って発生する衝撃波により容易に加工することができる。
【００７９】
図２３は、図２１に示した本発明による加工装置の実施の形態７の変形例を示す模式図である。図２３を参照して、本発明による加工装置の実施の形態７の変形例を説明する。図２３に示した加工装置は、基本的には図２１に示した加工装置と同様の構成を備える。ただし、図２３に示した加工装置は、同軸電極１の構造、上部処理容器８０および下部処理容器８１の構成が図２１に示した加工装置と異なっている。図２３に示した加工装置の同軸電極１はいわゆるマルチギャッププローブとなっている。このため、一緒に複数の箇所で放電を発生させることができるので、図４に示した加工装置と同様により効率的に被加工材１２の塑性加工を行なうことができる。また、図２３に示した加工装置では、図１に示した加工装置と同様に、上部処理容器８０に加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７が設置されている。さらに、図２３に示した加工装置では、下部処理容器８１に加熱部材８５、冷却部材８６および温度測定部材８７が設置されている。この結果、図１に示した加工装置と同様に、媒体７３および下部媒体８２の温度を任意に変更できるので、媒体７３および下部媒体８２中の音速を容易に変更できる。
【００８０】
なお、媒体７３および下部媒体８２の音速を変更するための構成として、図２３に示したような加熱部材１５、８５、冷却部材１６、８６および温度測定部材１７、８７に代えて（あるいはこれらの加熱部材１５などに加えて）、本発明の実施の形態２〜実施の形態４に示した構成を適用しても良い。また、上部処理容器８０および下部処理容器８１のいずれか一方のみに加熱部材１５などの音速を変更するための部材を設置してもよい。また、媒体７３や下部媒体８２と同様に、中間部材７１の温度や材質などを適宜変更することにより、中間部材７１における音速を変更するようにしてもよい。
【００８１】
また、本発明の上述した実施の形態において示した加工装置の構成は適宜組合せることができる。たとえば、図１に示した加熱部材１５、冷却部材１６および温度測定部材１７といった構成を、他の本発明に従った加工装置の実施の形態２〜実施の形態７のそれぞれに適用してもよい。また、他の実施の形態における特徴的な構成も、その他の実施の形態に適用することができる。また、複数の実施の形態の構成を１つの加工装置に適用してもよい。
【００８２】
以下、上述した説明と一部重複する部分もあるが、上述した本発明による加工装置および加工方法の特徴的な構成を網羅的に列挙する。
【００８３】
この発明に従った加工装置は、図１などに示すように、処理容器２と電極としての同軸電極１と電力供給部としてのパルスパワー源６と音速変更部材（加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７など）とを備える。処理容器２は、金型１３上に配置された加工対象物としての被加工材１２と、被加工材１２に接触するように配置された媒体としての水１１または媒体６４とを内部に保持する。同軸電極１は、処理容器２の内部において、水１１と接触するように配置される。同軸電極１は放電を発生させるためのものである。パルスパワー源６は、放電を発生させるため、同軸電極１へ電力を供給する。加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７などの音速変更部材は、水１１や媒体６４などの媒体における音速を変更する。
【００８４】
このようにすれば、放電に起因する衝撃波により、通常の機械加工の場合よりも速い加工速度で、被加工材１２を金型１３に沿うように容易に塑性変形させることができる。また、同軸電極１に供給する電力の条件などを変更することにより放電の発生状況を変化させることに加えて、媒体としての水１１や媒体６４中の音速を変更することにより、被加工材１２への放電による衝撃波の作用速度を変化させることができる。このため、放電に起因する衝撃波による被加工材１２の歪速度（加工速度）を任意に変更することができる（超塑性状態の発現程度の制御範囲を大きくすることができる）。
【００８５】
また、同軸電極１での放電に起因する衝撃波を利用するので、火薬などを利用して爆轟圧を発生させる場合に比べて、各種の制限に対する対応や安全対策などの処置にかかる手間を少なくすることができる。また、同軸電極１自体は放電を一度発生させた程度では破損しないため、同じ同軸電極１を用いて連続的に放電を発生させることができる。このため、連続的かつ効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【００８６】
また、プレス加工などに用いる金型は通常雄型と雌型との２つの部品が必要になるが、本発明による加工装置を用いた加工方法では、金型１３として上記雌型（あるいは雄型）のいずれか一方のみを用いる。つまり、本発明による加工装置では、放電による衝撃波により被加工材１２を当該金型１３（雌型または雄型のいずれか）に押圧することにより塑性加工を行なう。このため、金型１３として１つの部品（金型）だけを準備すればよく、従来より金型１３に要するコストを低減できる。このため、被加工材１２の加工コストを低減できる。また、金型が雄型と雌型という２つの部品から構成される場合には、当該雄型と雌型との間隙（クリアランス）の寸法精度を管理する必要があったが、本発明による加工装置ではそのようなクリアランスの寸法精度を考慮する必要もない。この点からも、金型１３の製造コストを低減できる。
【００８７】
加工装置は、図１６、図１８〜図２０に示すように、電極としての同軸電極１と、弾性体部材としての中間部材７１と、保持部材としてのベース部材７２と、電力供給部としてのパルスパワー源６とを備える。同軸電極１は放電を発生させるためのものである。中間部材７１は、同軸電極１と接触するように配置される媒体７３を介して、同軸電極１と対向して配置される。中間部材７１は媒体７３と接触する。ベース部材７２は、被加工材１２と接触する金型１３を保持する。被加工材１２と接触する金型１３は、中間部材７１において、媒体７３と接触する表面とは反対側に位置する裏面側に配置される。パルスパワー源６は、放電を発生させるため、同軸電極１へ電力を供給する。中間部材７１の裏面と金型１３との間において、中間部材７１の裏面と接触するように被加工材１２は配置される。
【００８８】
このようにすれば、放電に起因する衝撃波を媒体７３および中間部材７１を介して被加工材１２に伝えることができる。そのため、当該衝撃波により、通常の機械加工の場合よりも速い加工速度で、被加工材１２を金型１３に沿うように容易に塑性変形させることができる。また、同軸電極１に供給する電力の条件などを変更することによって放電の発生状況を変化させることにより、被加工材１２への放電による衝撃波の作用速度を変化させることができる。このため、放電に起因する衝撃波による被加工材１２の歪速度（加工速度）を任意に変更することができる（超塑性状態の発現程度の制御範囲を大きくすることができる）。
【００８９】
また、媒体７３および中間部材７１を介して衝撃波を被加工材１２へ伝えるので、被加工材１２と媒体７３とが直接接触することはない。そのため、被加工材１２を構成する材料と反応するような媒体７３（たとえば被加工材１２を腐食させる、あるいは溶解するような媒体）を利用することができる。このため、媒体７３として用いる材料の選択の自由度を大きくする事ができる。また、被加工材１２を媒体７３に接触させないため、被加工材１２を加工装置へセットする、あるいは加工対象物から取外す際に、被加工材１２の表面に付着した媒体７３を除去するといった工程を省略できる。このため、被加工材１２のハンドリングが容易になる。また、被加工材１２と媒体７３とが直接接触しないので、放電に伴い電極から発生するごみなどの異物が媒体７３中を移動して被加工材１２に付着するといった問題の発生を抑制できる。
【００９０】
また、同軸電極１での放電に起因する衝撃波を利用するので、火薬などを利用して爆轟圧を発生させる場合に比べて、各種の制限に対する対応や安全対策などの処置にかかる手間を少なくすることができる。また、同軸電極１自体は放電を一度発生させた程度では破損しないため、同じ同軸電極１を用いて連続的に放電を発生させることができる。このため、連続的かつ効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【００９１】
また、プレス加工などに用いる金型１３は通常雄型と雌型との２つの部品が必要になるが、本発明による加工方法では、金型１３として上記雌型（あるいは雄型）のいずれか一方のみを用いる。このため、金型１３として１つの部品（金型）だけを準備すればよく、従来より金型１３に要するコストを低減できる。このため、被加工材１２の加工コストを低減できる。また、金型１３が雄型と雌型という２つの部品から構成される場合には、当該雄型と雌型との間隙（クリアランス）の寸法精度を管理する必要があったが、本発明による加工装置ではそのようなクリアランスの寸法精度を考慮する必要もない。この点からも、金型１３の製造コストを低減できる。
【００９２】
上記加工装置では、図１９および図２０に示すように、弾性体部材として中間部材７１の裏面には段差部としての凸部７５が形成されていてもよい。中間部材７１の凸部７５は、被加工材１２の表面の一部と接触してもよい。この場合、被加工材１２の表面において中間部材７１の凸部７５が接触する部分を適宜変更することで、被加工材１２の表面において放電に起因する衝撃波が作用する部分の位置を任意に変更できる。このため、たとえば被加工材１２の一部のみを変形させたいような場合に、効果的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【００９３】
上記加工装置では、中間部材７１の裏面に形成された段差部としての凸部７５は、中間部材７１の裏面から被加工材１２側に突出する凸形状部であってもよい。この場合、中間部材７１の裏面に凸形状部を形成するという比較的簡単な構成で、被加工材１２における衝撃波の印加位置を変更できる。
【００９４】
上記加工装置は、媒体としての媒体７３における音速を変更するための音速変更部材（加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７など）を備えていてもよい。この場合、媒体７３における音速を変更することにより、媒体７３および中間部材７１を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。この結果、超塑性状態の発現程度の制御を容易に行なうことができる。
【００９５】
上記加工装置において、音速変更部材は、媒体（水１１、媒体６４、７３）の温度を変更する温度調節部材としての加熱部材１５、冷却部材１６、温度測定部材１７を含んでいてもよい。この場合、媒体中の音速は媒体の温度により変化するので、媒体（水１１、媒体６４、７３）の温度を変更することにより容易に媒体（水１１、媒体６４、７３）中の音速を変更できる。このため、媒体を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。この結果、超塑性状態の発現程度の制御を容易に行なうことができる。
【００９６】
上記加工装置において、音速変更部材は、媒体（水１１、媒体６４、７３）に加えられる圧力を変更する圧力調節部材（図６および図８に示した圧力容器３９、弁４７ａ、４７ｂ、ポンプ４８ａ、４８ｂ、または図９に示した処理容器蓋５０、弁４７ａ、４７ｂ、ポンプ４８ａ、４８ｂ）を含んでいてもよい。この場合、媒体中の音速は媒体に加えられる圧力によっても変化するので、当該圧力を変更することにより容易に媒体中の音速を変更できる。このため、水１１などの媒体を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【００９７】
上記加工装置において、音速変更部材は、図１０および図１２に示すように、媒体６４に添加物６６を混入するための添加物混入部材としてのタンク６１および弁６２を含んでいてもよい。この場合、媒体６４中の音速は媒体６４に添加物を混入することによっても変化するので、当該添加物６６を媒体６４中に混入することにより容易に媒体６４中の音速を変更できる。このため、媒体６４を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【００９８】
上記加工装置において、音速変更部材は、図１３および図１５に示すように、媒体６４として、複数種類の媒体から任意の媒体を処理容器２の内部へ供給する媒体供給部材としての配管６０ａ〜６０ｃ、タンク６１ａ〜６１ｃ、弁６２ａ〜６２ｃ、ポンプ６３ａ〜６３ｃを含んでいてもよい。この場合、媒体６４中の音速は媒体の種類によっても変化するので、複数種類の媒体から任意の媒体を選択して当該媒体を処理容器２の内部へ供給することにより、結果的に異なる音速の媒体を利用することができる。このため、媒体６４を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【００９９】
加工装置は、図２１および図２３に示すように、同軸電極１と、弾性体部材としての中間部材７１と、保持部材としての下部処理容器８１とを備える。同軸電極１は放電を発生させるためのものである。中間部材７１は、同軸電極１と接触するように配置される電極側媒体としての媒体７３を介して、同軸電極１と対向して配置される。中間部材７１は媒体７３と接触する。下部媒体８２は、中間部材７１において媒体７３と接触する表面とは反対側に位置する裏面に接触するように配置される。下部処理容器８１は、当該下部媒体８２を介して中間部材７１と対向するように配置される。下部処理容器８１は、下部媒体８２と接触するように配置された被加工材１２および被加工材１２を支持する金型１３を保持する。このようにすれば、放電に起因する衝撃波を媒体７３、中間部材７１および下部媒体８２を介して被加工材１２に伝えることができる。そのため、当該衝撃波により、通常の機械加工の場合よりも速い加工速度で、被加工材１２を金型に沿うように容易に塑性変形させることができる。また、電極に供給する電力の条件などを変更することによって放電の発生状況を変化させることにより、被加工材１２への放電による衝撃波の作用速度を変化させることができる。このため、放電に起因する衝撃波による加工対象物の歪速度（加工速度）を任意に変更することができる。
【０１００】
また、媒体７３、中間部材７１および下部媒体８２を介して衝撃波を被加工材１２へ伝えるので、被加工材１２と媒体７３とが直接接触することはない。そのため、被加工材１２を構成する材料と反応するような媒体７３（たとえば被加工材１２を腐食させる、あるいは溶解するような媒体）を利用することができる。このため、媒体７３として用いる材料の選択の自由度を大きくする事ができる。また、被加工材１２と媒体７３とが直接接触しないので、放電に伴い同軸電極１から発生するごみなどの異物が媒体７３中を移動して被加工材１２に付着するといった問題の発生を抑制できる。また、下部媒体８２と同軸電極１とが直接接触することもないので、同軸電極１での放電により変質するような物質であっても、下部媒体８２として利用できる。このため、下部媒体８２についても材料選択の自由度を大きくすることができる。
【０１０１】
また、同軸電極１での放電に起因する衝撃波を利用するので、火薬などを利用して爆轟圧を発生させる場合に比べて、各種の制限に対する対応や安全対策などの処置にかかる手間を少なくすることができる。また、同軸電極１自体は放電を一度発生させた程度では破損しないため、同じ同軸電極１を用いて連続的に放電を発生させることができる。このため、連続的かつ効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【０１０２】
また、プレス加工などに用いる金型は通常雄型と雌型との２つの部品が必要になるが、本発明による加工方法では、金型１３として上記雌型（あるいは雄型）のいずれか一方のみを用いればよい。このため、従来より金型１３に要するコストを低減できる。そのため、被加工材１２の加工コストを低減できる。また、金型１３が雄型と雌型という２つの部品から構成される場合には、当該雄型と雌型との間隙（クリアランス）の寸法精度を管理する必要があったが、本発明による加工装置ではそのようなクリアランスの寸法精度を考慮する必要もない。この点からも、金型１３の製造コストを低減できる。
【０１０３】
上記加工装置において、保持部材は、下部媒体８２、加工対象物としての被加工材１２および金型１３を内部に保持する下部容器としての下部処理容器８１であってもよい。また、下部処理容器８１は、下部媒体８２、被加工材１２および金型１３を内部に配置する凹部を有し（すなわち、下部処理容器８１は図２１に示すような底面を有する筒状であり）、当該凹部の上端部（下部処理容器８１の開放端の縁部）が弾性体部材としての中間部材７１の裏面に接触するように配置されている。下部媒体８２は下部処理容器８１の凹部（内周側）を満たすことにより中間部材７１の裏面に接触する。この場合、中間部材７１の裏面側に下部処理容器８１を配置し、当該下部処理容器８１の凹部に被加工材１２および金型１３を配置するという比較的簡単な構成で、本発明による加工装置での中間部材７１の裏面側における構造を実現できる。
【０１０４】
上記加工装置は、図２３に示すように、電極側媒体としての媒体７３および下部媒体８２の少なくともいずれか一方における音速を変更するための音速変更部材（加熱部材１５、８５、冷却部材１６、８６など）を備えていてもよい。この場合、媒体７３または下部媒体８２における音速を変更することにより、電極側の媒体７３、中間部材７１および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。この結果、超塑性状態の発現程度の制御を容易に行なうことができる。
【０１０５】
上記加工装置において、音速変更部材は、電極側の媒体７３または下部媒体８２の温度を変更する温度調節部材（加熱部材１５、８５、冷却部材１６、８６）を含んでいてもよい。なお、図２３においては、媒体７３と下部媒体８２とのそれぞれに対して、加熱部材１５、８５、冷却部材１６、８６を配置したが、媒体７３の温度調節を行なう加熱部材１５および冷却部材１６のみを設置してもよいし、下部媒体８２の温度調節を行なう加熱部材８５および冷却部材８６のみを設置してもよい。この場合、電極側の媒体７３中または下部媒体８２中の音速は、当該媒体７３または下部媒体８２の温度により変化するので、媒体７３または下部媒体８２の温度を変更することにより容易に媒体７３中または下部媒体８２中の音速を変更できる。このため、媒体７３および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１０６】
上記加工装置において、音速変更部材は、電極側の媒体７３または下部媒体８２に加えられる圧力を変更する圧力調節部材を含んでいてもよい。圧力調節部材としては、たとえば図６に示したような圧力容器３９や弁４７ａ、４７ｂ、ポンプ４８ａ、４８ｂなどを用いることができる。また、下部媒体８２に加えられる圧力を変更する圧力調節部材として、たとえば下部処理容器８１の内部に繋がる配管を形成し、当該配管中に下部媒体８２を充填するとともに、内部の圧力を変更可能なチャンバを別に準備する。そして、当該チャンバに上記配管を接続する。チャンバの内部の圧力を任意に制御することで、配管中の下部媒体８２を介して下部処理容器８１中の下部媒体８２に所定の圧力を加えるようにしてもよい。この場合、電極側の媒体７３中または下部媒体８２中の音速は媒体に加えられる圧力によっても変化するので、当該圧力を変更することにより容易に媒体７３中または下部媒体８２中の音速を変更できる。このため、媒体７３または下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１０７】
上記加工装置において、音速変更部材は、電極側の媒体７３または下部媒体８２に添加物を混入するための添加物混入部材（たとえば、図１０に示すタンク６１、弁６２、配管６７など）を含んでいてもよい。たとえば、媒体７３に対して添加物を添加する機構としては図１０に示したような媒体６４に対して添加物６６を添加するための機構を流用できる。また、下部媒体８２に対して添加物を添加する機構としては、任意の機構を用いることができる。たとえば、下部媒体８２に添加物を添加するため、下部処理容器８１に添加物を添加するための配管を接続し、当該配管を介して添加物を下部処理容器８１内に導入してもよい。この場合、媒体７３中または下部媒体８２中の音速は媒体７３または下部媒体８２に添加物を混入することによっても変化するので、当該添加物を媒体７３中または下部媒体８２中に混入することにより容易に媒体７３中または下部媒体８２中の音速を変更できる。このため、媒体７３および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１０８】
上記加工装置において、音速変更部材は、複数種類の媒体から任意の媒体を電極側の媒体７３または下部媒体８２として供給する媒体供給部材（たとえば、図１３に示したタンク６１ａ〜６１ｃ、配管６０ａ〜６０ｃ、弁６２ａ〜６２ｃ、ポンプ６３ａ〜６３ｃ、排出配管６５、ポンプ６３ｄ、弁６２ｅなど）を含んでいてもよい。たとえば、図２１および図２３に示す媒体７３として複数種類の媒体から任意の媒体を供給するための媒体供給部材としては、図１３に示した機構を流用できる。また、下部媒体８２として複数種類の媒体から任意の媒体を供給する機構としては、たとえば下部処理容器８１に複数の配管を接続し、当該配管を介して複数種類の媒体のうちのいずれかを下部処理容器８１内に導入するようなものを用いてもよい。この場合、媒体７３中または下部媒体８２中の音速は、媒体７３または下部媒体８２を構成する材料の種類によっても変化するので、複数種類の媒体から任意の媒体を選択して当該媒体を媒体７３または下部媒体８２として供給することにより、結果的に異なる音速の媒体を利用することができる。このため、媒体７３および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１０９】
上記加工装置において、図４、図８、図９、図１２、図１５、図１８、図２０、図２３に示すように、同軸電極１は、中心導電体としての中心電極２０と、絶縁部材としての絶縁体２１と、外周導電体としての外周電極２２とを含んでいてもよい。中心電極２０は中心軸に沿って延在し、外周面を有する。絶縁体２１は中心電極２０の外周面上に配置される。外周電極２２は絶縁体２１を囲むように配置される。外周電極２２は、中心軸の延びる方向において互いに間隔を隔てて配置された複数の外周導電体部分としての外周電極部分２５ａ〜２５ｅを含んでいてもよい。この場合、複数の外周電極部分２５ａ〜２５ｅの間で放電を発生させることができ、また、同軸電極１の先端部において中心電極２０（または先端電極部分２６）と外周電極２２との間においても放電を発生させることができる。このため、図２に示すような、外周電極２２が単一の構造材である同軸電極を用いて、同軸電極の先端部（中心電極２０と外周電極２２との間）のみで放電を発生させる場合より、放電を発生させる場所の数を増やすことができる（つまり、一度に複数の放電を発生させることができる）。このように放電が起きる個所の数を増やすことにより、同軸電極１に投入する電流値を一定にした場合において、従来より放電抵抗を増加させることができる。ここで、放電により消費されるエネルギー（衝撃波となって加工対象物の塑性加工に利用されるエネルギー）は放電抵抗に比例する。したがって、加工に利用されるエネルギーを大きくできる。この結果、同軸電極１での放電による衝撃波の加工能力を増大させることができる。
【０１１０】
この発明に従った加工方法では、以下の工程を実施する。すなわち、加工対象物を金型上に配置する工程としての金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０）、加工対象物と接触するように媒体を配置する工程としての処理容器内に金型を配置する工程（Ｓ２０）および媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ３０）、媒体に接触するように電極を配置する工程としての電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０）、媒体中の音速を変更する変更工程としての媒体の温度を調整する工程（Ｓ５０）圧力容器内の圧力を調整する工程（Ｓ２２０）、媒体へ添加物を加える工程（Ｓ３１０）、選択した媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ４１０）、変更工程により媒体中の音速の値が変更された状態で、電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、媒体を介して加工対象物に作用させることにより、加工対象物を金型に沿うように塑性変形させる加工工程としての放電工程（Ｓ７０）、を実施する。
【０１１１】
このようにすれば、放電に起因する衝撃波により、通常の機械加工の場合よりも速い加工速度で、加工対象物（被加工材１２）を金型１３に沿うように容易に塑性変形させることができる。また、電極（同軸電極１）に供給する電力の条件などを変更することにより放電の発生状況を変化させることに加えて、変更工程において媒体中の音速を変更することにより、被加工材１２への放電による衝撃波の作用速度を変化させることができる。このため、放電に起因する衝撃波による被加工材１２の歪速度（加工速度）を任意に変更することができる（超塑性状態の発現程度の制御範囲を大きくすることができる）。
【０１１２】
また、同軸電極１での放電に起因する衝撃波を利用するので、火薬などを利用して爆轟圧を発生させる場合に比べて、各種の制限に対する対応や安全対策などの処置にかかる手間を少なくすることができる。また、同軸電極１自体は放電を一度発生させた程度では破損しないため、同じ同軸電極１を用いて連続的に放電を発生させることができる。このため、連続的かつ効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【０１１３】
また、プレス加工などに用いる金型は通常雄型と雌型との２つの部品が必要になるが、本発明による加工方法では、金型１３として上記雌型（あるいは雄型）のいずれか一方のみを用いる。つまり、本発明による加工装置では、放電による衝撃波により被加工材１２を当該金型１３（雌型または雄型のいずれか）に押圧することにより塑性加工を行なうことができる。このため、金型１３として１つの部品（金型）だけを準備すればよく、従来より金型１３に要するコストを低減できる。このため、被加工材１２の加工コストを低減できる。また、金型が雄型と雌型という２つの部品から構成される場合には、当該雄型と雌型との間隙（クリアランス）の寸法精度を管理する必要があったが、本発明による加工方法ではそのようなクリアランスの寸法精度を考慮する必要もない。この点からも、金型１３の製造コストを低減できる。
【０１１４】
上記加工方法において、変更工程は、媒体の温度を変更する工程（図３に示した媒体の温度を調整する工程（Ｓ５０））を含んでいてもよい。この場合、水１１などの媒体中の音速は当該媒体の温度により変化するので、媒体の温度を変更することにより容易に媒体中の音速を変更できる。このため、媒体を介した加工対象物への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１１５】
上記加工方法において、変更工程は、媒体の圧力を変更する工程（図７に示した圧力容器内の圧力を調整する工程（Ｓ２２０））を含んでいてもよい。この場合、水１１などの媒体中の音速は媒体に加えられる圧力によっても変化するので、当該圧力を変更することにより容易に媒体中の音速を変更できる。このため、媒体を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１１６】
上記加工方法において、変更工程は媒体に添加物を混入する工程（図１１に示した媒体に添加物を加える工程（Ｓ３１０））を含んでいてもよい。この場合、媒体６４（図１０参照）中の音速は媒体に添加物６６を混入することによっても変化するので、当該添加物６６を媒体６４中に混入することにより容易に媒体６４中の音速を変更できる。このため、媒体６４を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１１７】
上記加工方法において、変更工程は、媒体を複数種類の媒体の間で切換えること（図１４に示した、選択した媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ４１０））を含んでいてもよい。この場合、媒体６４中の音速は媒体の種類の違い（たとえば媒体における組成や密度などの物理特性の違い）によっても変化するので、複数種類の媒体から任意の媒体を選択して当該媒体を処理容器２の内部へ供給することにより、結果的に異なる音速の媒体６４を利用することができる。このため、媒体６４を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１１８】
この発明に従った加工方法では、以下の工程を実施する。すなわち、加工対象物を金型上に配置する工程（金型へ加工対象物をセットする工程（Ｓ１０））、加工対象物と接触するように加工対象物側媒体を配置する工程（図１７に示した金型上に中間部材と処理容器とを配置する工程（Ｓ５２０）または図２２に示した下部媒体を下部処理容器内へ配置する工程（Ｓ７２０））、加工対象物側媒体上に電極側媒体を配置する工程（図１７に示した媒体を処理容器内へ配置する工程（Ｓ３０）または図２２に示した媒体を上部処理容器内へ配置する工程（Ｓ７４０））、電極側媒体に接触するように電極を配置する工程（図１７および図２２に示した、電極を所定位置へセットする工程（Ｓ４０））、電極において発生させた放電に起因する衝撃波を、電極側媒体および加工対象物側媒体を介して加工対象物に作用させることにより、加工対象物を金型に沿うように塑性変形させる加工工程（図１７および図２２に示した、放電工程（Ｓ７０））、を実施する。このようにすれば、放電に起因する衝撃波を電極側媒体（媒体７３）および加工対象物側媒体（中間部材７１（図１６、図１８〜図２０参照）または中間部材７１および下部媒体８２（図２１および図２３参照）を介して加工対象物（被加工材１２）に伝えることができる。そのため、当該衝撃波により、通常の機械加工の場合よりも速い加工速度で、被加工材１２を金型１３に沿うように容易に塑性変形させることができる。また、電極（同軸電極１）に供給する電力の条件などを変更することによって放電の発生状況を変化させることにより、被加工材１２への放電による衝撃波の作用速度を変化させることができる。このため、放電に起因する衝撃波による被加工材１２の歪速度（加工速度）を任意に変更することができる（すなわち、超塑性状態の発現程度の制御範囲を大きくすることができる）。
【０１１９】
また、媒体７３および中間部材７１を介して（図１６、図１８〜図２０参照）、または媒体７３、中間部材７１および下部媒体８２を介して（図２１および図２３参照）衝撃波を被加工材１２へ伝えるので、被加工材１２と媒体７３とが直接接触することはない。そのため、被加工材１２を構成する材料と反応するような媒体（たとえば被加工材１２を腐食させる、あるいは被加工材１２を溶解するような媒体）を媒体７３として利用することができる。このため、媒体７３として用いる材料の選択の自由度を大きくする事ができる。また、被加工材１２を媒体７３に接触させないため、被加工材１２を加工装置へセットする、あるいは被加工材１２を取外す際に、被加工材１２の表面に付着した媒体を除去するといった工程を省略できる。このため、被加工材１２のハンドリングが容易になる。また、被加工材１２と媒体７３とが直接接触しないので、放電に伴い同軸電極１から発生するごみなどの異物が媒体７３中を移動して被加工材１２に付着するといった問題の発生を抑制できる。
【０１２０】
また、同軸電極１での放電に起因する衝撃波を利用するので、火薬などを利用して爆轟圧を発生させる場合に比べて、各種の制限に対する対応や安全対策などの処置にかかる手間を少なくすることができる。また、同軸電極１自体は放電を一度発生させた程度では破損しないため、同じ同軸電極１を用いて連続的に放電を発生させることができる。このため、連続的かつ効率的に被加工材１２の加工を行なうことができる。
【０１２１】
また、プレス加工などに用いる金型は通常雄型と雌型との２つの部品が必要になるが、本発明による加工方法では、金型１３として上記雌型（あるいは雄型）のいずれか一方のみを用いる。このため、金型１３として１つの部品（金型）だけを準備すればよく、従来より金型に要するコストを低減できる。また、金型が雄型と雌型という２つの部品から構成される場合には、当該雄型と雌型との間隙（クリアランス）の寸法精度を管理する必要があったが、本発明による加工方法ではそのようなクリアランスの寸法精度を考慮する必要もない。この点からも、金型１３の製造コストを低減できる。
【０１２２】
上記加工方法において、図１６、図１８〜図２０に示すように、加工対象物側媒体は弾性体部材としての中間部材７１により構成されていてもよい。この場合、被加工材１２には弾性体部材としての中間部材７１が接触する。つまり、媒体７３と被加工材１２とが直接接触することはない。そのため、被加工材１２を構成する材料と反応するような媒体７３を利用することができる。このため、媒体７３として用いる材料の選択の自由度を大きくする事ができる。また、被加工材１２を中間部材７１と接触させるので、本発明による加工方法を実施する加工装置へ被加工材１２をセットする、あるいは加工装置からから被加工材１２を取外す際に、被加工材１２の表面に付着した媒体７３を除去するといった工程が不要になる。このため、被加工材１２のハンドリングが容易になる。また、被加工材１２と媒体７３とが直接接触しないので、放電に伴い同軸電極１から発生するごみなどの異物が媒体７３中を移動して被加工材１２に付着するといった問題の発生を抑制できる。
【０１２３】
上記加工方法では、図１９および図２０に示すように、弾性体部材としての中間部材７１において加工対象物としての被加工材１２と接触する表面には段差部が形成されていてもよい。段差部とは、被加工材１２の表面のうちの一部と中間部材７１の表面とが接触可能であれば、どのような形状を採用していもよい。たとえば、段差部の形状を図１９などに示すような凸形状としてもよい。また、被加工材１２の外縁部のみに中間部材７１を接触させたい場合には、中間部材７１に、被加工材１２の表面積よりその平面積が小さい凹部を形成してもよい。そして、中間部材７１表面の当該凹部が形成された部分を被加工材１２に接触させれば、凹部が形成された部分では中間部材７１と被加工材１２の表面とは接触しない一方、凹部の周囲に位置する中間部材７１の表面部分のみが被加工材１２の表面に接触する。この場合、被加工材１２の表面において中間部材７１の段差部が接触する部分の位置を適宜変更することで、被加工材１２の表面において放電に起因する衝撃波が作用する部分の位置を任意に変更できる。
【０１２４】
上記加工方法において、図１９および図２０に示すように、段差部は、弾性体部材としての中間部材７１の表面から被加工材１２側に突出する凸形状部としての凸部７５であってもよい。この場合、中間部材７１の裏面に凸部７５を形成するという比較的簡単な構成で、被加工材１２における衝撃波の印加位置を変更できる。また、凸部７５において被加工材１２に接触する面の平面形状を適宜変更すれば、被加工材１２において衝撃波が印加される領域の平面形状を任意に変更することができる。また、凸部７５において被加工材１２に接触する面の形状（平面形状を含む立体的な形状）を、被加工材１２の下側に配置されている金型１３の形状に応じて決定してもよい。
【０１２５】
上記加工方法において、加工対象物側媒体は、図２１および図２３に示すように、下部媒体８２と隔離部材としての中間部材７１とを含む。隔離部材としての中間部材７１は弾性体により構成されていてもよい。下部媒体８２は被加工材１２と接触してもよい。中間部材７１は、下部媒体８２と電極側媒体としての媒体７３とを隔離するとともに衝撃波を伝播させることができる。この場合、下部媒体８２は、同軸電極１が接触する媒体７３とは中間部材７１により分離された状態になる。そのため、下部媒体８２が同軸電極１での放電による影響を直接的に受ける可能性を低減できる。したがって、下部媒体８２として、同軸電極１での放電により変質しやすい物質などを用いることができる。このため、下部媒体８２について材料の選択の自由度を大きくすることができる。この結果、加工方法における加工条件の設定可能範囲を広げることができる。
【０１２６】
上記加工方法は、電極側媒体（媒体７３）および加工対象物側媒体（図２１の中間部材７１または図２３の中間部材７１および下部媒体８２）の少なくともいずれか一方における音速を変更する変更工程をさらに備えていてもよい。この場合、媒体７３または下部媒体８２などにおける音速を変更することにより、媒体７３および下部媒体８２などを介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１２７】
上記加工方法において、変更工程は、媒体７３または中間部材７１（図１９参照）、下部媒体８２（図２３参照）または中間部材７１の少なくともいずれか１つの温度を変更する工程を含んでいてもよい。この場合、媒体７３中、中間部材７１中または下部媒体８２中の音速は、媒体７３、中間部材７１または下部媒体８２の温度により変化するので、媒体７３などのの温度を変更することにより容易に媒体７３などでの音速を変更できる。このため、媒体７３、中間部材７１または下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１２８】
上記加工方法において、変更工程は、電極側媒体（媒体７３）または加工対象物側媒体（図２１および図２３に示す下部媒体８２）の圧力を変更する工程を含んでいてもよい。この場合、媒体７３中または下部媒体８２中の音速は当該媒体に加えられる圧力によっても変化するので、当該圧力を変更することにより容易に媒体７３中または下部媒体８２中の音速を変更できる。このため、媒体７３および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１２９】
上記加工方法において、変更工程は電極側媒体（媒体７３）または加工対象物側媒体（下部媒体８２）に添加物を混入する工程を含んでいてもよい。この場合、媒体７３中または下部媒体８２中の音速は当該媒体に添加物を混入することによっても変化するので、当該添加物を媒体７３中または下部媒体８２中に混入することにより、容易に媒体７３中または下部媒体８２中の音速を変更できる。このため、媒体７３および下部媒体８２を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１３０】
上記加工方法において、変更工程は、電極側媒体（媒体７３）および加工対象物側媒体（下部媒体８２および中間部材７１の少なくともいずれか一方）の少なくともいずれか一方を複数種類の媒体の間で切換えることを含んでいてもよい。この場合、媒体７３中、中間部材７１中または下部媒体８２中の音速は媒体の種類によっても変化するので、複数種類の媒体から任意の媒体を選択して、選択した当該媒体を媒体７３、中間部材７１または電極側媒体または下部媒体８２として加工装置へ供給することにより、結果的に異なる音速の媒体を利用することができる。このため、媒体を介した被加工材１２への衝撃波の作用速度を容易に変更できる。
【０１３１】
上記加工方法において、電極としての同軸電極１は、中心導電体としての中心電極２０と、絶縁部材としての絶縁体２１と、外周導電体としての外周電極２２とを含む。中心電極２０は、中心軸に沿って延在し、外周面を有していてもよい。絶縁体２１は中心電極２０の外周面上に配置されていてもよい。外周電極２２は、絶縁体２１を囲むように配置されていてもよい。外周電極２２は複数の外周導電体部分としての外周電極部分２５ａ〜２５ｅを含んでいてもよい。複数の外周電極部分２５ａ〜２５ｅは、中心軸の延びる方向において互いに間隔を隔てて配置されている。加工工程では、同軸電極１の複数の外周電極部分２５ａ〜２５ｅの間においてそれぞれ放電が発生してもよい。この場合、加工工程では複数の外周電極部分２５ａ〜２５ｅの間で放電を発生させることができ、また、同軸電極１の先端部において中心電極２０（図４では中心電極２０に電気的に接続された先端電極部分２６と外周電極２２との間においても放電を発生させることができる。このため、外周電極２２が図１に示すように単一の構造材である電極を用いて、電極の先端部（中心電極２０と外周電極２２との間）のみで放電を発生させる場合より、放電を発生させる場所の数を増やすことができる。このように放電が起きる個所の数を増やすことにより、同軸電極１に投入する電流値を一定にした場合において、従来より放電抵抗を増加させることができる。ここで、すでに述べたように衝撃波となって被加工材１２の塑性加工に利用されるエネルギーは放電抵抗に比例する。したがって、同軸電極１での放電による衝撃波の加工能力を増大させることができる。
【０１３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明による加工装置の実施の形態１を示す模式図である。
【図２】図１に示した加工装置の同軸電極の断面模式図である。
【図３】図１および図２に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。
【図４】図１および図２に示した本発明による加工装置の実施の形態１の変形例を示す模式図である。
【図５】図４に示した加工装置の同軸電極の断面模式図である。
【図６】本発明による加工装置の実施の形態２を示す模式図である。
【図７】図６に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。
【図８】図６に示した本発明による加工装置の実施の形態２の第１の変形例を示す模式図である。
【図９】図６に示した本発明による加工装置の実施の形態２の第２の変形例を示す模式図である。
【図１０】本発明による加工装置の実施の形態３を示す模式図である。
【図１１】図１０に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１０に示した本発明による加工装置の実施の形態３の変形例を示す模式図である。
【図１３】本発明による加工装置の実施の形態４を示す模式図である。
【図１４】図１３に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示した本発明による加工装置の実施の形態４の変形例を示す模式図である。
【図１６】本発明による加工装置の実施の形態５を示す模式図である。
【図１７】図１６に示した加工装置を用いた加工方法を示すフローチャートである。
【図１８】図１６に示した本発明による加工装置の実施の形態５の変形例を示す模式図である。
【図１９】本発明による加工装置の実施の形態６を示す模式図である。
【図２０】図１９に示した本発明による加工装置の実施の形態６の変形例を示す模式図である。
【図２１】本発明による加工装置の実施の形態７を示す模式図である。
【図２２】図２１に示した加工装置を用いた本発明による加工方法を示すフローチャートである。
【図２３】図２１に示した本発明による加工装置の実施の形態７の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  同軸電極、２，７０  処理容器、５  同軸ケーブル、６  パルスパワー源、７  ギャップスイッチ、８  コンデンサ、９  電源、１１  水、１２  被加工材、１３  金型、１４，５７  空間、１５，８５  加熱部材、１６，８６  冷却部材、１７，８７  温度測定部材、１８  固定部材、２０  中心電極、２１  絶縁体、２２  外周電極、２４  接続部、２５ａ〜２５ｅ  外周電極部分、２６  先端電極部分、３０  コントローラ、３１，３６  開口部、３５  圧力容器蓋、３７  パッキング部材、３８  圧力容器本体、３９  圧力容器、４０，４１，５１，５２  フランジ部、４２  溝部、４３  Ｏリング、４４  固定部材、４５  給気口配管、４６  排気口配管、４７ａ，４７ｂ，６２，６２ａ〜６２ｅ  弁、４８ａ，４８ｂ，６３ａ〜６３ｄ  ポンプ、４９  圧力計、５０  処理容器蓋、５５  計測用配管、５６  雰囲気、６０ａ〜６０ｄ，６７  配管、６１，６１ａ〜６１ｄ  タンク、６４，７３  媒体、６５  排出配管、６６  添加物、７１  中間部材、７２  ベース部材、７５  凸部、８０  上部処理容器、８１  下部処理容器、８２  下部媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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