(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性物質で構成された細線形状の電極を放電加工液中で導電性の工具台座の表面に対して所定距離隔てた対向位置に誘導する電極誘導ステップと、
前記電極と工具台座との間で放電を発生させ、前記電極の先端部分を溶融破壊し、前記工具台座に複数の凸状の堆積物として堆積させて凸表面を形成する堆積ステップと、
を含み、
前記堆積ステップは、
各凸状堆積物をそれぞれ、１回のみのスパークである単発放電により形成することを特徴とする表面処理用工具の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記電極誘導ステップは、
前記電極先端部分と工具台座の表面との放電時距離を常に一定に保ちつつ、前記表面に沿って移動しながら凸状の堆積物を堆積させることを特徴とする表面処理用工具の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の方法において、
前記堆積ステップは、
放電エネルギーを調整することにより凸状堆積物の大きさを調整することを特徴とする表面処理用工具の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法において、
前記堆積ステップは、
前記電極の線径を調整することにより凸状堆積物の大きさを調整することを特徴とする表面処理用工具の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法において、
前記堆積ステップは、
タングステン製電極を用いて凸状堆積物を形成することを特徴とする表面処理用工具の製造方法。
【請求項６】
放電加工液を満たした処理槽と、
導電性物質で構成された細線形状の電極を前記放電加工液中に配置された導電性の工具台座の表面に対して所定距離隔てた対向位置に誘導すると共に、前記工具台座の表面に沿って所定方向に移動する電極移動手段と、
前記電極の先端部分を所望の移動位置で溶融破壊し前記工具台座に凸状の堆積物として堆積させて凸表面を形成するように前記電極と工具台座との間に放電を発生させる放電制御手段と、
を含み、
前記放電制御手段は、
１回のみのスパークである単発放電を放電可能な放電回路を含み、
１回の単発放電により１個の凸状堆積物を形成可能とし、複数の凸状堆積物を重複して積層されないように形成可能とすることを特徴とする表面処理用工具の製造装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記電極移動手段は、
前記電極先端と工具台座の表面との放電時距離を常に一定に保ちつつ、前記表面に沿って移動しながら凸状の堆積物を堆積させることを特徴とする表面処理用工具の製造装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載の装置において、
前記電極移動手段は、
複数本の電極を一括移動するマルチ支持機構を含み、
前記放電制御手段は、
一括移動した複数本の電極により複数の凸状の堆積物を一括堆積させることを特徴とする表面処理用工具の製造装置。
【請求項９】
導電性の工具台座と、
導電性物質で構成される電極を前記工具台座に対して所定距離隔てた所望位置で放電により溶融破壊し、前記工具台座上に導電性物質を溶融堆積させて形成した個々に独立した複数の凸状の堆積物と、
を含み、
個々の凸状堆積物は、１回のみのスパークである単発放電により形成されていることを特徴とする表面処理用工具。
【請求項１０】
請求項９記載の工具において、
前記導電性物質は、タングステンであることを特徴とする凸状堆積物工具。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載の工具において、
前記凸状の堆積物が、研削砥石の砥粒を形成することを特徴とする表面処理用工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面処理用工具の製造方法、その製造装置及び表面処理用工具、特に、再現性の高い微細な凸形状を表面に有する表面処理用工具を容易に得ることのできる表面処理用工具の製造方法、その製造装置及び表面処理用工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械加工を行う場合、様々な凸形状（例えば、切れ刃）を有する表面処理用工具が使用される。例えば、研削加工を行う場合には、所望の仕上げ精度に応じた砥粒粒度の研削砥石が表面処理用工具として使用される。この場合、凸形状は砥粒により形成される。同様に、切削加工を行う切削工具もマクロ的には、表面に凸形状の切れ刃を有している。また、放電加工時に被加工物の表面に所定の形状を成形する型彫放電加工の場合には、成形したい彫り形状を有する放電加工用電極が表面処理用工具として使用される。この場合は、電極表面に形成された凸形状が被放電加工物に成形したい彫り形状に填り込む形状を呈している。また、樹脂製品等を所定の形状に成形する成形加工に用いる金型も表面処理用工具の一つと考えることが可能であり、成形したい樹脂製品の形状に応じた凸形状が金型の表面に突出形成される。特に、放電加工用電極や金型の場合、凸形状は被加工品表面にディンプル加工を施す場合によく使用される。
【０００３】
このように、表面処理用工具の表面に凸形状を形成する場合、従来以下のような方法が一般的であった。
【０００４】
例えば、研削砥石の場合、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３：アルミナ）、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）等の硬質の微細砥粒を無機質系（ビトリファイト）、有機質系（レジノイド）、金属質系（メタル）等の結合剤（ボンド）で保持したり、ダイヤモンド砥粒をプラスチックス、銅、鋳鉄等をボンドとして焼成して成形する。また、型彫放電加工の電極や金型は、ワイヤ放電加工や研削加工を組み合わせて、超硬材料を加工し所望の形状の凸形状を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、仕上げ研削等に使用される研削砥石は、非常に細かい砥粒を砥石台座に強固に固定する必要があるが、砥粒自体が微細であるため、砥石台座に対する接触面積が少なく十分な保持力を確保することが困難であると共に、微細な砥粒を均一または、所望の偏りを有した状態で砥石台座表面に固定するのは困難である。また、型彫放電加工の電極や成形用金型等に関して、例えば微細なディンプル加工を行うために使用する電極や金型の場合、その表面形状はワイヤ放電加工や研削加工等による加工は可能であるが、大変手間のかかるものであると共に、耐摩耗性の高い微細な安定した凸形状を規則正しく工具台座に配列することは大変困難であり、また工具間における品質の安定を得ることも困難であった。
【０００６】
つまり、微細な凸形状を、工具台座の所望の位置に所望の精度で一定の再現性を確保しつつ配列固定することは大変困難であり、所望の表面処理用工具を容易に得ることができないという問題がある。さらに、研削砥石やディンプル加工用放電電極や金型の場合でも必要とされる研削精度やディンプル形状等に応じて、様々なサイズや配置の凸形状部材（砥粒や突起）を準備する必要がある。つまり、多種類の材料の準備、管理や、それを用いるための加工プログラム等の管理等製造煩雑性が増加し、製造コストが増大してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、再現性の高い微細な凸形状を有する表面処理用工具を容易に得ることのできる表面処理用工具の製造方法、その製造装置及び表面処理用工具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造方法は、導電性物質で構成された細線形状の電極を放電加工液中で導電性の工具台座の表面に対して所定距離隔てた対向位置に誘導する電極誘導ステップと、前記電極と工具台座との間で放電を発生させ、前記電極の先端部分を溶融破壊し、前記工具台座に複数の凸状の堆積物として堆積させて凸表面を形成する堆積ステップと、を含み、前記堆積ステップは、各凸状堆積物をそれぞれ、１回のみのスパークである単発放電により形成することを特徴とする。
【０００９】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造装置は、放電加工液を満たした処理槽と、導電性物質で構成された細線形状の電極を前記放電加工液中に配置された導電性の工具台座の表面に対して所定距離隔てた対向位置に誘導すると共に、前記工具台座の表面に沿って所定方向に移動する電極移動手段と、前記電極の先端部分を所望の移動位置で溶融破壊し前記工具台座に凸状の堆積物として堆積させて凸表面を形成するように前記電極と工具台座との間に放電を発生させる放電制御手段と、を含み、前記放電制御手段は、１回のみのスパークである単発放電を放電可能な放電回路を含み、１回の単発放電により１個の凸状堆積物を形成可能とし、複数の凸状堆積物を重複して積層されないように形成可能とすることを特徴とする。
【００１０】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具は、導電性の工具台座と、導電性物質で構成される電極を前記工具台座に対して所定距離隔てた所望位置で放電により溶融破壊し、前記工具台座上に導電性物質を溶融堆積させて形成した個々に独立した複数の凸状の堆積物と、を含み、個々の凸状堆積物は、１回のみのスパークである単発放電により形成されていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、単発放電とは、所定の放電エネルギーの所定時間での一回のみの放電を意味し、この一回の放電により凸状の堆積物を形成する。また、ここで、表面処理用工具とは、被加工物の少なくとも表面を加工処理するものを指し、例えば、被加工物の表面を研削加工する研削砥石や切削工具、被加工物に放電加工を施しながら型彫り加工等を行う放電加工用の電極や、樹脂等を注入して表面に所望の形状を成形しながら全体形状を得る成型用の金型等が含まれる。また、細線形状の電極とは、形成する凸状の堆積物に応じた線径を有する線材である。
【００１２】
この構成によれば、工具台座上の所望の位置に移動させられた導電性物質で構成される細線形状の電極を放電により溶融破壊して前記工具台座上に凸状の堆積物を形成する。この時、電極は細線で構成されているため、放電時のエネルギー効率は安定する。すなわち、一回の放電で溶融破壊される電極の量、つまり形成される凸状の堆積物の量が安定する。また、放電時、電極は工具台座に対して所定距離隔てた所望位置で溶融破壊されるので、溶融した導電性物質がほぼ均一の条件で飛散し、工具台座に堆積するので、形成される凸形状の形状再現性も安定する。つまり、放電処理により安定した凸形状を形成し、形状的再現性のある表面処理用工具を容易に得ることができる。
また、この構成によれば、既に堆積した堆積物の形状が再放電、再堆積等により破壊、変形されないので、再現性の高い所望の安定した凸形状を得ることができる。
【００１３】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造方法は、上記構成において、前記電極誘導ステップは、前記電極先端部分と工具台座の表面との放電時距離を常に一定に保ちつつ、前記表面に沿って移動しながら凸状の堆積物を堆積させることを特徴とする。
【００１４】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造装置は、上記構成において、前記電極移動手段は、前記電極先端と工具台座の表面との放電時距離を常に一定に保ちつつ、前記表面に沿って移動しながら凸状の堆積物を堆積させることを特徴とする。
【００１５】
ここで、表面に沿って移動させるとは、表面処理用工具の用途に応じて、一定の規則に従って、規則的に（例えば定ピッチで）電極を移動させても、ランダムに移動させてもよい。なお、電極は、放電によって所定量消耗するので、電極先端と工具台座の表面との距離は常時変化する。そのため、電極消耗量に応じて工具台座へ接近する方向の電極移動が必要になる。
【００１６】
この構成によれば、工具台座上の所望の位置に凸状の堆積物を容易に堆積可能であり、所望の性能を有する表面処理用工具を得ることができる。
【００１７】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造方法は、上記構成において、前記堆積ステップは、放電エネルギーを調整することにより凸状堆積物の大きさを調整することを特徴とする。
【００１８】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造方法は、上記構成において、前記堆積ステップは、前記電極の線径を調整することにより凸状堆積物の大きさを調整することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電極の溶融破壊量の調整が容易であり、堆積させる凸状の堆積物の大きさを容易に変化させることができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造方法は、上記構成において、前記堆積ステップは、タングステン製電極を用いて凸状堆積物を形成することを特徴とする。
【００２４】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具は、上記構成において、前記導電性物質は、タングステンであることを特徴とする。
【００２５】
ここで、タングステンを電極に使用し、例えば、放電加工液中で放電火花を発生させると、放電加工液中の油分が分解されカーボンが発生し、タングステンと反応し、タングステンカーバイト（ＷＣ）になる。ＷＣは、ビッカース硬さＨＶ１６００〜１８００であり、十分な硬度を有し耐摩耗性もあるので、ＷＣで構成される凸状堆積物は、例えば、研削砥石の砥粒や放電加工用の電極の突起、金型の突起等に適用することができる。この時、凸状堆積物の堆積位置及びその形状は、上述のように、十分な再現性を有している。従って、再現性のある耐摩耗性に優れた表面処理用工具を得ることができる。
【００２６】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具の製造装置は、上記構成において、前記電極移動手段は、複数本の電極を一括移動するマルチ支持機構を含み、前記放電制御手段は、一括移動した複数本の電極により複数の凸状の堆積物を一括堆積させることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、同時に複数の凸状の堆積物を形成することができるので、再現性のある耐摩耗性に優れた表面処理用工具を短時間で容易に得ることができる。
【００２８】
また、上記のような目的を達成するために、本発明の表面処理用工具は、上記構成において、前記凸状の堆積物は、研削砥石の砥粒を形成することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、再現性のある耐摩耗性に優れた研削砥石を容易に得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態の表面処理用工具の製造装置１０の概略構成を説明する説明図である。
【００３２】
本実施形態において、特徴的事項は、自らが溶融破壊する電極を用いて放電加工処理を行うことにより、溶融破壊した電極の構成材料を工具台座に堆積させ、凸状形状を有する表面処理用工具を形成するところである。なお、本実施形態では、表面処理用工具の一例として最初に研削砥石を製造する例を説明する。
【００３３】
図１に示す装置の基本構成は、従来の放電（表面）加工装置と略同一の構成を呈している。すなわち、放電加工液１２ａを満たした処理槽１２の内部に、研削砥石の核となる砥石台座（工具台座）１４を固定支持する支持台１６が配置されている。この支持台１６は、例えば一対の支持アーム１６ａにより砥石台座１４の固定支持を確実に行うようになっている。本実施形態において、表面処理用工具である研削砥石の製造は放電処理を用いるため砥石台座１４は、導電性材料であり、例えば鋼材が用いられる。また、前記砥石台座１４と対向する位置には、砥石台座１４上に砥石の砥粒となる凸状の堆積物１８を形成するために、放電の度に自らが溶融破壊する電極２０が、昇降自在な支持ヘッド（電極移動手段）２２によって支持されている。
【００３４】
この支持ヘッド２２と砥石台座１４との間には、放電制御部（放電制御手段）２４が配置されている。前述したように、電極２０は放電の度に、溶融破壊され消耗し、電極の長さが短くなるので、放電制御部２４は、電極２０の先端部と砥石台座１４との間の放電状態を常に監視し、両者間に最適な一定の放電を発生させるように、つまり、常に、一定の間隔で放電が発生するように、支持ヘッド２２の駆動に関するフィードバック制御を行っている（電極誘導ステップ）。もちろん、放電制御部２４は、電極２０と砥石台座１４との間の電流、電圧制御も行っている。また、本実施形態のように、研削砥石を製造する場合、砥石台座１４の表面に形成される凸状の堆積物１８である砥粒は、砥石台座１４の表面に一様に形成される必要がある。そのため、支持ヘッド２２は、電極２０の砥石台座１４に対する対面距離を一定にする制御を行いながら、かつ工具台座１４の表面に沿って順次移動して、所定の位置に堆積物１８を形成する。なお、この時、電極２０が砥石台座１４に対して相対的に移動すればよく、電極移動手段は、砥石台座１４を支持する支持台１６を移動させることにより実質的に電極２０が移動したかのように制御してもよい。この表面に沿った方向の移動は、所定の規則に従って規則正しく行われてもよいし、ランダム（ただし、堆積物１８が複数重なり積層されないように放電位置の重複は避けることが望ましい）に行われてもよい。
【００３５】
また、本実施形態において、放電制御部２４は、放電加工用の直流パルス電流を発生できる放電回路を有し、単発の放電が可能な放電回路であることが好ましい。つまり、単発の放電により電極２０を所定量溶融破壊させられることが好ましい。ここで、単発の放電とは、所定の放電エネルギーの所定時間での一回のみ（１回のスパーク）により、凸状の堆積物１８を形成することを意味し、堆積物１８が重複して積層されないようにすることが望ましい。同一の位置で複数回の放電が行われると積層物の形状のばらつき原因になり凸形状の再現性を低下させる。そのため、本実施形態においては、１回の放電により１つの凸状の堆積物１８を形成し、再現性の高い所望の安定した凸形状を得ている。
【００３６】
なお、本実施形態においては、電極２０は、１ｍｍ以下の細線形状を呈していることが好ましく、砥粒を形成する場合、その砥粒の粒径に応じた線径を選択することが望ましい。電極２０の線径としては、例えば０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度が選択される。細線形状の電極２０を用いる場合、電極２０中を熱が一次元的に伝わるので、放電時のエネルギー効率が安定する。その結果、同一条件で放電を発生させれば、所定量の電極２０を溶融破壊し、砥石台座１４に向けて飛ばすことができる。そのため放電条件の設定が容易になり、再現性の高い放電処理、つまり安定した溶融破壊を行うことができる。すなわち、放電条件を決めれば、その放電により飛ばせる電極２０を構成する導電性物質の量が決まり、再現性の高い堆積物１８の形成を行うことができる。従って、堆積物１８の大きさを調整したい場合には、例えば、放電エネルギーや電極２０の線径を調整することにより行うことができる。例えば、大きな堆積物１８を形成したい場合には、放電エネルギーを増加したり、電極２０の線径を太くしたりする。逆に、小さな堆積物１８を形成したい場合には、放電エネルギーを減少したり、電極２０の線径を細くしたりする。いずれも、１回の放電により溶融破壊し砥石台座１４に飛ばせる溶融した導電性物質の量を決めることができるので、安定した大きさの堆積物１８を形成することができる。
【００３７】
このように、凸形状の堆積物１８の大きさが、放電条件や使用する電極２０の線径により容易に変更可能であり、任意に選択することができるので、砥粒となる様々な種類の物質（粉体）を準備することなく、荒加工用から仕上げ加工用までの粒度の研削砥石を容易に製造することができる。また、放電条件と電極２０の線径の管理を行うだけで、砥粒サイズの揃った高品質の研削砥石を容易に得ることができる。つまり、所望の研削砥石を部品の低在庫、低コストで得ることができる。
【００３８】
ところで、凸状の堆積物１８を研削砥石の砥粒として使用する場合、堆積物１８は、被加工物よりも高いヤング率を有することが好ましい。また、十分な耐摩耗性を有することが必要である。すなわち、堆積物１８が十分な硬さを有することが必要であり、溶融破壊される電極２０の材質を適切に選択する必要がある。本実施形態の場合、例えば、電極２０を構成する導電性物質として、例えば、タングステンが選択される。タングステンを電極２０に使用し、放電加工液１２ａ中で放電火花を発生させると、放電加工液１２ａ中の油分が分解されカーボンが発生する。このカーボンがタングステンと反応し、タングステンカーバイド（ＷＣ）になり、ＷＣの状態で、堆積物１８として、砥石台座１４に堆積し溶着する。ＷＣは、ビッカース硬さＨＶ１６００〜１８００であり、十分な硬度を有し耐摩耗性もある。従って、凸状の堆積物１８は、研削砥石の砥粒としての機能を十分に発揮することが可能である。この時、凸状の堆積物１８の堆積位置及びその形状は、上述のように、十分な再現性を有しているので、再現性のある耐摩耗性に優れた研削砥石を得ることができる。もちろん、被加工物の硬さや仕上げ精度等を考慮して、電極２０の材料を適宜選択可能である。例えば、鉄系やチタン系の材料でもよい。
【００３９】
なお、実験においては、電極２０に０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度の線径のタングステンの線材を使用し、その時の放電条件を、放電電流５０Ａ以上、放電電圧８０Ｖ、放電パルス幅２μｍ、放電休止時間２μｍ、砥石台座１４にＳ５０Ｃを使用し、放電加工液１２ａに灯油系加工液のみを使用した場合、堆積物１８の凸状高さは、１００μｍ以上が確認された。この凸状高さは砥粒の切れ刃としては十分であり、また、電極２０にタングステンを使用する場合、堆積物１８の硬度も一般に被加工物となる鋼材よりも２倍近い硬度を有することになり、研削砥石としての機能を十分果たすことが確認されている。
【００４０】
図２には、電極２０による堆積物（砥粒）１８の形成の様子の拡大図が示され、図３には、砥石台座１４に溶融堆積した堆積物（砥粒）１８の断面図が示されている。前述したように、電極２０の先端部は、砥石台座１４との対面距離を一定に保つように、砥石台座１４の表面方向に適宜降下を行いながら、砥石台座１４の表面に沿って、所定の位置に堆積物１８を形成するように移動する（電極誘導ステップ）。
【００４１】
電極２０が放電により溶融破壊され、火花と共に砥石台座１４に飛散する場合、溶融破壊された導電性物質（この場合タングステン）は、放電加工液１２ａにより冷却されながらも高温かつ高速で砥石台座１４に衝突する。その結果、図３に示すように、堆積物１８は砥石台座１４の一部を溶融し研削砥石１４側に侵入するような状態になる（堆積ステップ）。この現象により堆積物１８と研削砥石１４との結合強度が増加される。つまり、堆積物１８が砥粒として砥石台座１４に固定され、砥石としての機能を良好に発揮する。
【００４２】
なお、堆積物１８は、放電の火花に沿って砥石台座１４に飛散するため、砥石台座１４がいかなる形状でも堆積物１８を堆積させることができる。例えば、円盤状の砥石台座に堆積処理を施せば円盤状の研削砥石を形成することができる。また、歯車形状の砥石台座に堆積処理を施せば、歯車の歯面の仕上げ用砥石とすることもできる。
【００４３】
上述した実施形態においては、工具台座として砥石台座１４を用い、その表面に凸状の堆積物１８を堆積させて、所望の形状の研削砥石を作成する例を示したが、図４（ａ）に示すように、ブランク２６に型彫り放電加工を施す電極も同様に形成することができる。図４（ａ）は、ディンプル加工用の放電電極が示されている。この場合も、工具台座（電極台座）２８上に、上述と同様に堆積物１８を形成している。さらに、図４（ｂ）は、樹脂成形の時に樹脂３０にディンプル加工を施す金型（上型）を示している。この場合も、工具台座（金型台座）３２上に、上述と同様に堆積物１８を形成している。通常、ディンプル加工等を行うために数ミリ以下の小さな突起物が必要な場合、切削加工による直彫りや肉盛り、別部品の接着等の手法を用いるが、その加工時間は多大である。それに対して、本実施形態の場合、放電処理により電極２０を溶融破壊し工具台座に堆積させることにより、容易に所望の突起物（凸状の堆積物）を形成することができる。この時、突起物の大きさは、上述したように電極２０の線径や放電エネルギーを調節することにより任意に選択可能であり、また、形成位置も支持ヘッド２２の移動制御により任意に選択することができる。さらに、電極２０をタングステンで構成すれば、堆積物１８がＷＣとなり、放電加工用電極や成形用の金型として使用できる十分な耐摩耗性を得ることができる。
【００４４】
ところで、上述したように、本実施形態においては、堆積物１８の大きさ、形状の安定性、再現性を得るために使用する電極２０は細径であることが好ましい旨述べたが、順次単発の放電処理により堆積物１８の形成を行うと、図５に示すように、放電、堆積位置合わせのための移動、電極消耗分に応じた放電距離修正、放電・・・のサイクルを堆積物１８の形成個数分行う必要がある。このような放電方法は、例えば、局部的な研削処理が必要な場合や局部的なディンプル加工が必要な場合に有効であり、ＮＣ等により位置座標の指定を行い、凸状の堆積物を所定の位置に形成する場合等には有効であるが、一般的な研削砥石（前面を均一に研削するような研削砥石）の場合、砥粒形成位置がランダムである場合が好ましい場合や、ほぼ全域が均一な定ピッチ配列でよいディンプル加工等の場合、一つずつの堆積物１８の形成は非効率的である。このような場合には、図６に示すように、複数の電極２０を一括移動可能なマルチ支持機構２２ａを用いることが好ましい。前述したように、放電毎に消耗する電極２０の量はほぼ一定であるため、マルチ支持機構２２ａにおいて、工具台座３４方向への電極２０の送り機構は、一括送り機構で構成することが可能であり、容易な機構により複数本の電極２０の移動制御が可能で、堆積物１８の堆積効率を向上することができる。
【００４５】
図６の場合、図示簡略化のため４本の電極２０を支持する例を示すが、必要に応じて、電極２０の数やマルチ支持機構２２ａにおける電極配置は適宜選択することができる。なお、図６に示すように、マルチ支持機構２２ａを用いる場合、例えば、各電極２０を互いに絶縁して、個々の電極２０に放電回路を設けることにより、マルチ支持機構２２ａが支持する複数の電極２０が同時に放電できる。また、個々に放電回路を設けることにより、逆に選択された所望の電極２０のみの放電が可能になり、所望の位置に凸状に堆積物１８を堆積させることができる。この場合、複数の電極２０が一括移動した後には、放電毎に電極２０の移動を伴わないので、任意の位置に堆積物１８を堆積させる場合でも短時間で堆積処理を行うことができる。また、一つの放電回路でマルチ支持機構２２ａが支持する各電極２０の放電を行う場合には、数ｍｓ間隔でスイッチングを行い順次放電を行えばよい。この場合も複数の電極２０が一括移動した後には、放電毎に電極２０の移動を伴わないので、短時間で堆積処理を行うことができる。なお、これらの場合、隣接する電極２０間で放電が起こらないように、電極２０と工具台座３４との距離より、電極２０間の距離が大きくなるように電極２０間の距離を選択することが必要である。さらに、マルチ支持機構２２ａを用いる場合も、各電極２０と工具台座３４との相対位置が変化すればよく、工具台座３４側を移動するようにしてもよい。
【００４６】
このように、本実施形態においては、導電性物質で構成される細線形状の電極の先端部を放電処理により溶融破壊し、工具台座に堆積させ凸状の堆積物を形成している。この時、電極は、細線で構成されているため放電毎のエネルギーの伝達具合にばらつきが少ないため、放電時のエネルギー効率が安定し、一回の放電で溶融破壊される電極の量、つまり形成される凸状の堆積物の量を安定させることができる。また、放電時、電極は工具台座に対して所定距離隔てた所望位置で溶融破壊されるので、溶融した導電性物質がほぼ均一の条件で毎回飛散して工具台座に堆積するので、形成される凸状の堆積物の再現性も安定する。つまり、放電処理により安定した凸形状を形成し、形状的再現性のある表面処理用工具を容易に得ることができる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、電極をソリッドの物質で形成している例を示したが、例えば圧縮した粉体で形成してもよい。この場合、粉体の圧縮程度により一回の放電により溶融破壊する量の増減調整が可能になり堆積物の大きさ制御に寄与することができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法で製造した研削砥石は、使用により砥粒が摩耗した場合、摩耗して平らになった部分に再度、堆積物を堆積させるのみで、研削砥石として再生することが可能であり、再生効率が著しく高くなる。同様に、放電用電極や金型の場合も摩耗時の再生が容易で有ることはいうまでもない。従って、表面処理用工具の製造コストを容易に低減することができる。
【００４９】
図７には、参考技術として、放電技術を用いて、工具台座上に微細凸状形状を形成する他の方法を示す。この参考例では、研削砥石を形成する例を示す。
【００５０】
図７の参考例の場合、電極４０は、上述した実施形態のものに比べて太く、熱伝導性のよい低消耗の物質、例えば銅等で形成されている。一方、砥石台座４２は導電性材料で構成され、電極４０及び砥石台座４２は、砥粒となる物質の粉体４４が多数浮遊する放電加工液４６中に配置される。電極４０により砥石台座４２に対して放電を行うと、放電時の火花に電極４０の下面付近の粉体４４が巻き込まれ、溶融され、火花と共に砥石台座４２に衝突する。その結果、砥石台座４２上に、上述した実施形態と同様に凸状の堆積物４８を形成する。この参考例においては、放電加工液４６中に浮遊する粉体４４がランダムに溶融し堆積するので、堆積位置の正確な制御は行うことができないが、電極４０が摩耗しないため、電極４０と砥石台座４２との間の距離はほとんど変化しない。その結果、電極４０と砥石台座４２との間の距離制御が容易になると共に、砥石台座４２の表面に沿った方向の位置決めも行う必要が無くなり（電極４０の位置決めを行っても浮遊する粉体４４が任意の位置に堆積してしまう）、電極４０を支持する支持ヘッド（不図示）の制御が容易になり、研削砥石の製造を容易に行うことができる。もちろん、研削砥石以外でも凸状の堆積物４８の形成位置が任意でよい工具であれば、同様に製造することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性物質で構成される細線形状の電極の先端部を放電処理により溶融破壊し、工具台座に堆積させ凸状の堆積物を形成する。この時、電極は、細線で構成されているため放電毎のエネルギーの伝達具合にばらつきが少ないため、放電時のエネルギー効率が安定し、一回の放電で溶融破壊される電極の量、つまり形成される凸状の堆積物の量を安定する。また、放電時、電極は工具台座に対して所定距離隔てた所望位置で溶融破壊されるので、溶融した導電性物質がほぼ均一の条件で毎回飛散し、工具台座に堆積するので、その堆積物形成の再現性も安定する。その結果、放電処理により安定した凸形状を形成し、形状的再現性のある表面処理用工具を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の製造装置の概略構成を説明する説明図である。
【図２】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の製造装置で形成する凸状の堆積物の形成状態を説明する説明図である。
【図３】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の製造装置で形成する凸状の堆積物の拡大断面図である。
【図４】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の利用例を説明する説明図である。
【図５】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の製造装置において、１本の電極を順次移動して堆積物を形成している状態を説明する説明図である。
【図６】  本発明の実施形態に係る表面処理用工具の製造装置において、複数の電極を一括移動して複数の堆積物を同時に形成している状態を説明する説明図である。
【図７】  凸状の堆積物を形成する参考例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０  製造装置、１２  処理槽、１２ａ  放電加工液、１４  砥石台座（工具台座）、１６  支持台、１６ａ  支持アーム、１８  堆積物、２０  電極、２２  支持ヘッド（電極移動手段）、２４  放電制御部。
【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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