(57)【要約】【課題】電極を高速回転させる手段を必要とせず、従って装置の構造や放電回路が比較的単純で低価格の金属表面をアーク放電で剥離させることのできるワーク表面処理装置とその剥離方法の提供。【解決手段】ワーク表面処理装置は、直流電源と、前記直流電源の正端子と負端子の間で直列に接続された抵抗、コンデンサ及びダイオードよりなるコンデンサ充電回路と、前記コンデンサの両端間で直列に接続されたスイッチング素子、電極及びワークよりなるコンデンサ放電回路とを備え、前記ダイオードは、前記コンデンサ及び前記ワークの接続点と前記スイッチング素子及び前記電極の接続点との間に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されている。又、前記電極は炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極である。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
前記直流電源の正端子と負端子の間で直列に接続された抵抗、コンデンサ及びダイオードよりなるコンデンサ充電回路と、
前記コンデンサの両端間で直列に接続されたスイッチング素子、電極及びワークよりなるコンデンサ放電回路とを備え、
前記ダイオードは、前記コンデンサ及び前記ワークの接続点と前記スイッチング素子及び前記電極の接続点との間に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されていることを特徴とするワーク表面処理装置。
【請求項２】
スイッチング素子はＳＣＲであり、電極は炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極であり、ワークは導電物質であることを特徴とする請求項１記載のワーク表面処理装置。
【請求項３】
電極は、炭素化合物製の電極であって、当該電極は水を保持する孔を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク表面処理装置。
【請求項４】
電極は、炭素化合物製の電極棒であって、水を保持する孔は電極棒の軸方向に通る貫通孔であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク表面処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載のワーク表面処理装置を用い、前記ワーク表面処理装置の放電時、前記電極は水で濡らされた状態で使用されることを特徴とするワーク表面処理方法。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載のワーク表面処理装置を用い、前記ワーク表面処理装置の放電時、前記電極は水で濡らされ、孔に水が保持された状態で使用されることを特徴とするワーク表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極とワークとの間に生じるアーク放電（以下、放電ともいう）によって、ワークの表面を処理する装置に関し、詳しくは、例えば、ワークとしての導電物質、例えば金属製ワークの表面に形成された錆やコーティング層等を除去するワーク表面処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製ワークの表面に形成された錆やコーティング層等をアーク放電により切削処理する装置では、気中放電させると放電集中が生じるため、高速回転可能な電極及びこの電極を高速回転させる手段が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高速回転可能な電極及びこの電極を高速回転させる手段を備えた装置にすると、放電回路や装置の構造が複雑になるため、装置の価格が高くなることが避けられない。
【０００４】
本発明は、高速回転電極及び手段を必要とせず、従って装置の構造や放電回路が比較的単純で低価格なワーク表面処理装置とその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のワーク表面処理装置の発明は、直流電源と、この直流電源の正端子と負端子の間で直列に接続された抵抗、コンデンサ及びダイオードよりなるコンデンサ充電回路と、前記コンデンサの両端間で直列に接続されたスイッチング素子、電極及び全属製ワークよりなるコンテンサ放電回路とを備え、前記ダイオードは、前記コンデンサ及び前記ワークの接続点と前記スイッチング素子及び前記電極の接続点との間に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載のワーク表面処理装置において、スイッチング素子はＳＣＲであり、電極は炭素化合物製電極又は炭素化合物で被覆された金属電極であり、ワークは導電物質であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のワーク表面処理装置において、電極は、炭素化合物製の電極であって、当該電極は水を保持する孔を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のワーク表面処理装置において、電極は、炭素化合物製の電極棒であって、水を保持する孔は電極棒の軸方向に通る貫通孔であることを特徴とする。
【０００９】
請求項５のワーク表面処理方法の発明は、請求項１乃至請求項４に記載のワーク表面処理装置を用い、前記ワーク表面処理装置の放電時、前記電極は水で濡らされた状態で使用されることを特徴とする。
【００１０】
請求項６のワーク表面処理方法の発明は、請求項３又は請求項４に記載のワーク表面処理装置を用い、前記ワーク表面処理装置の放電時、前記電極は水で濡らされ、孔に水が保持された状態で使用されることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、電源投入時、直流電源の正端子からコンデンサ充電回路を通して直流電源の負端子へコンデンサ充電電流が流れるので、コンデンサは直流電源電圧に向かって充電され、充電完了後にスイッチング素子をターンオンさせると、コンデンサのプラスに充電された端子からコンデンサ放電回路を通してコンデンサのマイナスに充電された端子へコンデンサ充電電流とは反対方向のコンデンサ放電電流が流れ、電極捧とワークとの間に放電が生じるので、この放電によってワークの表面を切削することができ、ワーク表面に形成された錆やコーティング等が除去される。
【００１２】
又、本発明の電極は、炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極であるので、従来の金属電極のような溶融脱離を生じない。
【００１３】
又、本発明の方法によれば、回路の許容範囲において放電量が高まるので、切削処理作用を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図１に示すクレーム対応図に基いて本発明を説明する。
図１において、本発明の装置は、正端子＋及び負端子−を有する直流電源１、例えば数＋〜数百Ｖの直流電圧を発生する電源と、この直流電源１の正端子＋と負端子−の間で直列に接続された抵抗２、コンデンサ３及びダイオード４よりなるコンデンサ充電回路ＣＣＣと、コンテンサ３の両端間で直列に接続されたスイッチング素子５例えばＳＣＲ、電極６例えば炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極、及びワーク７としての導電物質、例えば金属製ワークよりなるコンデンサ放電回路ＣＤＣとを備えている。
【００１５】
前記ダイオード４は、そのアノードがコンデンサ３及びワーク７の接続点に接続されると共に、そのカソードがスイッチング素子５及び電極６の接続点に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されている。
又、スイッチング素子５は、そのアノードが抵抗２及びコンデンサ３の接続点に接続されると共に、そのカソードが直流電源１の負端子−及び電極６の接続点に接続され、更にそのゲートが点弧回路（図示しない）に接続されている。
【００１６】
本発明のワーク表面処理装置は、上述したように構成されており、電源投入時、直流電源１の正端子＋からコンデンサ充電回路ＣＣＣを通して、直流電源１の負端子−へコンデンサ充電電流が流れるので、コンデンサ３はそのプラスに充電される端子が直流電源電圧に向かって充電される。
充電完了後点弧回路（図示しない）から点弧パルスを印加することによりスイッチング素子５をターンオンさせると、コンデンサ３のプラスに充電された端子からコンデンサ放電回路ＣＤＣを通して、コンデンサ３のマイナスに充電された端子へコンデンサ充電電流とは反対方向のコンデンサ放電電流が流れ、これにより電極６とワーク７との間にアーク放電を発生させ、この放電によって沸くの表面を切削することができる。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態を示す回路図である。
この図２に示すように、本発明の装置に用いられる直流電源１は、交流電源１１と、この交流電源１１の両端間に接続された１次巻線１２１を有すると共に２次巻線１２２も有するトランス１２と、このトランス１２の２次巻線１２２の所定タップ間にスイッチ１３を介して接続された交流入力端子を有すると共に直流出力端子従って直流電源１の正端子＋及び負端子−も有する全波整流器１４とより構成されている。
【００１８】
図１に示したように、直流電源１の正端子＋と負端子−の間には互いに直列に接続された抵抗２、コンデンサ３及びダイオード４よりなるコンデンサ充電回路ＣＣＣが接続され、又、コンデンサ３の両端間には互いに直列に接続されたスイッチング素子５としてのＳＣＲ、電極６及びワーク７としての炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極よりなるコンデンサ放電回路ＣＤＣが接続されている。
【００１９】
前記コンデンサ３は、図２に示したように互いに並列に接続された複数個、例えば３個の固定コンデンサ３１、３２及び３３と、これら固定コンデンサの内の１個を選択してダイオード４のアノードへ接続するスイッチ３４とで構成しても良いし、又、１個の可変コンデンサ（図示しない）で構成しても良い。
【００２０】
前記ダイオード４は、そのアノードがコンデンサ３、ここではスイッチ３４及びワーク７の接続点に接続されると共に、そのカソードがスイッチング素子５及び電極捧６の接続点に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ充電電流とは反対方向のコンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されている。
【００２１】
前記スイッチング素子５は、そのアノードが抵抗２及びコンデンサ３の接続点に接続されると共に、そのカソードが直流電源１の負端子−及び電極６の接続点に接続され、更にそのゲートが上述した点弧回路（図示しない）に接続されている。
【００２２】
更に、上述したコンデンサ放電回路ＣＤＣ中の電極捧６及びワーク７と並列に他のコンデンサ放電回路が設けられ、この他のコンデンサ放電回路はブリーダ抵抗ＢＲと、このブリーダ抵抗ＢＲと並列に接続され、スイッチング素子５としてのＳＣＲをターンオフさせるコンデンサＣとより構成されている。
【００２３】
本発明の図２に示した実施形態では、先ず、スイッチ３４を操作して（切り替えて）固定コンデンサ３１、３２及び３３の内の所要の１個の固定コンデンサを選択した後、スイッチ１３を操作して（切り替えて）トランス１２の２次巻線１２２の所要の１個のタップを全波整流器１４の一方の交流入力端子に接続する。
【００２４】
その結果、交流電源１１の交流電圧は全波整流器１４によって直流電圧に変換され、直流電源１の正端子＋からコンデンサ充電回路ＣＣＣを通して直流電源１の負端子−へコンデンサ充電電流が流れるので、コンデンサ３はそのプラスに充電される端子が直流電源電圧に向かって充電される。
【００２５】
充電完了後点弧回路（図示しない）から点弧パルスを印加することによりスイッチング素子５をターンオンさせると、コンデンサ３のプラスに充電された端子からコンデンサ放電回路ＣＤＣを通して、コンデンサ３のマイナスに充電された端子へコンデンサ充電電流とは反対方向のコンデンサ放電電流が流れ、電極捧６とワーク７の間に放電を生じ、この放電によりワーク７の表面が切削処理される。
【００２６】
又、上記コンデンサ放電電流は他のコンデンサ放電回路にも流れるので、ブリーダ抵抗ＢＲと並列に接続されたコンデンサＣは徐々に充電され、放電完了後スイッチング素子５をターンオフさせる。
【００２７】
前記電極６として炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極を用いることにより、従来の金属電極のような溶融脱離が生じないので、高速回転可能な電極及びこの電極を高速回転させる手段を用いることなく、気中にて処理（放電加工）作業を行うことができる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態２は、上記の処理装置を用いたワーク表面の処理方法である。
この方法は、前記の電極６を一旦水に濡らしてから放電動作を起こさせる。
電極６を水に濡らしてから放電動作を起こさせると、電極６表面に水の膜が生じて、電流量が増加するため放電が高まって強力となる。
この放電は、電極６を濡らさない場合に比べると見た目において倍する激しさとなって、切削即ち処理作用がより強力に行われる。
【００２９】
電極６を水に濡らすというのは、例えば、どぶ漬けするように、電極６を水に一旦浸してから引き上げ、水滴が滴り落ちない程度にて放電動作させるのが好適である。勿論、電極６をこのように濡らしてから放電させると、当然のことながら放電による熱で電極６が乾いてしまうが、乾く度に濡らすとよい。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態３は、上記実施の形態１の装置の電極６に、水を保持させるための孔を設けた形態である。以下、これを図３及び図４に基づいて説明する。図３は電極棒の縦断面図、図４は電極棒の端面図である。
図３及び図４に示す電極６０は、棒状に成形された炭素化合物製の電極の軸心を貫通するように孔６１を設けたものである。
【００３１】
電極６０に形成する孔６１は一つに限らず複数設けてもよいし（図示せず）、或いは、微細な孔を電極６０の表面に無数に設けてもよい（図示せず）。又、電極６０は図示した棒状に限らず、用途に応じた形状でよい。
【００３２】
上記実施の形態２で説明したように、電極６をどぶ漬けしただけでは、電極６の表面が濡れるだけであるため、放電による熱で比較的早く電極６が乾いてしまい、電極６を濡らすための作業頻度が多くなってしまう。
しかし、この実施の形態３のように、炭素化合物製の電極６０や炭素化合物製が被覆された金属製電極（図示せず）６の被服部分に、どぶ漬けした際に水が侵入する孔６１や無数の微細な孔を予め設けておくことにより、当該電極６０の内部に水が保持されるため、表面側の乾きに応じて水が供給されるため、電極６０の乾きが遅くなり、電極６０を濡らす頻度を大幅に低減させることができ、処理（放電加工）作業の作業効率を向上させることができる。尚、孔６１に水を含ませるにはどぶ漬けに限らず、適宜手段を用いて水を注入させてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、直流電源と、この直流電源の正端子と負端子の間で直列に接続された抵抗、コンデンサ及びダイオードよりなるコンデンサ充電回路と、前記コンデンサの両端間で直列に接続されたスイッチング素子、電極及びワークよりなるコンデンサ放電回路とを備え、前記ダイオードは、前記コンデンサ及び前記ワークの接続点と前記スイッチング素子及び前記電極の接続点との間に接続され、コンデンサ充電電流が流れるのを許容するが、コンデンサ放電電流が流れるのを許容しない方向に接続されているので、装置の構造が比較的単純で低価格のワーク表面処理装置を提供することができる。
【００３４】
又、本発明の装置によれば、電極は炭素化合物製の電極又は炭素化合物で被覆された金属電極としたので、従来の金属電極のような溶融脱離が生ぜず、従って、回転可能な電極やこの電極を高速回転させる手段を必要としない。
【００３５】
更に、本発明の方法によれば、電極を水で濡らした状態で放電させるという簡単な方法により処理効果を容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】実施形態１の回路図である。
【図３】実施の形態３の電極棒の縦断面図である。
【図４】実施の形態３の電極棒の端面図である。
【符号の説明】
１　直流電源　　　　＋　直流電源の正端子　　　−　直流電源の負端子
２　抵抗
３　コンデンサ
４　ダイオード
５　スイッチング素子
６　電極
７　ワーク
６０　電極棒
６１　孔
ＣＣＣ　コンデンサ充電回路
ＣＤＣ　コンデンサ放電回路
【図１】
2004136429.tif 000003
【図２】
2004136429.tif 000004
【図３】
2004136429.tif 000005
【図４】
2004136429.tif 000006