(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属、金属化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体を放電表面処理用電極とし、加工液中で、前記放電表面処理用電極を被加工物と所定の距離をおいて対向させて相対的に走査しながら、前記放電表面処理用電極と前記被加工物との間に電圧を印加して放電を発生させ、この放電時の熱エネルギによって放出された前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に被膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、
前記放電表面処理用電極は、前記被加工物に対向して配置される加工面が円形でない形状を有し、前記放電表面処理用電極における走査方向の長さが、前記走査方向に垂直な方向に沿った位置ごとに異なることを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項２】
前記走査方向に垂直な方向に沿った各位置における長さは、形成したい前記被膜の厚さと当該放電表面処理用電極の走査方法とに応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載の放電表面処理用電極。
【請求項３】
前記放電表面処理用電極を前記被加工物に対して円環状または円弧状に走査して均一な被膜を形成する場合に、前記放電表面処理用電極の前記走査方向に垂直な方向に沿った各位置における長さは、走査する円または円弧の中心となる位置からの距離に比例して長くなることを特徴とする請求項２に記載の放電表面処理用電極。
【請求項４】
金属、金属化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体を放電表面処理用電極とし、加工液中で、前記放電表面処理用電極を被加工物と所定の距離をおいて対向させて相対的に走査しながら、前記放電表面処理用電極と前記被加工物との間に電圧を印加して放電を発生させ、この放電時の熱エネルギによって放出された前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に被膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、
前記放電表面処理用電極における前記粉末の密度が、前記走査方向に垂直な方向に沿った位置ごとに異なることを特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項５】
前記走査方向に垂直な方向に沿った前記粉末の密度は、形成したい前記被膜の厚さと当該放電表面処理用電極の走査方法とに応じて決定されることを特徴とする請求項４に記載の放電表面処理用電極。
【請求項６】
前記放電表面処理用電極を前記被加工物に対して円環状または円弧状に走査して均一な被膜を形成する場合には、前記放電表面処理用電極の前記走査方向に垂直な方向に沿った各位置における密度は、走査する円または円弧の中心となる位置からの距離に比例して大きくなることを特徴とする請求項５に記載の放電表面処理用電極。
【請求項７】
金属、金属化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体を放電表面処理用電極とし、加工液中で、前記放電表面処理用電極を被加工物と所定の距離をおいて対向させて相対的に走査しながら、前記放電表面処理用電極と前記被加工物との間に電圧を印加して放電を発生させ、この放電時の熱エネルギによって放出された前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に被膜を形成する放電表面処理方法において、
前記放電表面処理用電極における走査方向に垂直な方向の各位置において、その位置の放電頻度が異なるように形成された放電表面処理用電極を走査して、前記放電表面処理用電極の前記走査方向に垂直な方向の各位置における前記放電頻度とその位置での速度に対応した厚さの被膜を前記被加工物上に形成することを特徴とする放電表面処理方法。
【請求項８】
前記放電表面処理用電極は、前記走査方向に垂直な方向の各位置での前記走査方向の長さによって前記放電頻度を調整したものであることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理方法。
【請求項９】
一方の端部から対向する端部に向けて長さが長くなる形状を有する前記放電表面処理用電極と前記被加工物とを相対的に、前記被加工物上の所定の一点を中心に、前記放電表面処理用電極の短い方の端部を前記被加工物上の一点に向けて回転させつつ、被膜を形成することを特徴とする請求項８に記載の放電表面処理方法。
【請求項１０】
前記放電表面処理用電極は、前記走査方向に垂直な方向の各位置における前記粉末の密度によって前記放電頻度を調整したものであることを特徴とする請求項７に記載の放電表面処理方法。
【請求項１１】
一方の端部から対向する端部に向けて密度が大きくなる構造を有する前記放電表面処理用電極と前記被加工物とを相対的に、前記被加工物上の所定の一点を中心に、前記放電表面処理用電極の密度の小さい方の端部を前記被加工物上の一点に向けて回転させつつ、被膜を形成することを特徴とする請求項１０に記載の放電表面処理方法。
【請求項１２】
被加工物を載置するステージと、
金属、金属化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体からなる放電表面処理用電極と、
前記被加工物と前記放電表面処理用電極との間にパルス電圧を印加する電源部と、
前記放電表面処理用電極を回転可能に保持する電極支持部材と、
前記電極支持部材と前記ステージとの間の位置関係を相対的に変化させる、前記電極支持部材または前記ステージの少なくともいずれかに設けられる駆動機構と、
プログラムにしたがって、前記電源部を制御して前記被加工物と前記放電表面処理用電極との間にパルス電圧を印加するとともに、前記駆動機構を制御して前記電極支持部材と前記被加工物との位置関係を相対的に変化させ、前記電極支持部材を回転させる制御部と、
を備える放電表面処理装置において、
前記放電表面処理用電極は、一方の端部から対向する端部に向けて放電頻度が高くなるように形成され、
前記制御部は、前記放電表面処理用電極と前記被加工物とを相対的に、前記被加工物上の所定の一点を中心に、前記放電表面処理用電極の放電頻度の低い方の端部を前記被加工物上の一点に向けて回転させつつ、放電表面処理を行うことを特徴とする放電表面処理装置。
【請求項１３】
前記放電表面処理用電極は、一方の端部から対向する端部に向けて長さを長くする形状によって、前記放電頻度を高くすることを特徴とする請求項１２に記載の放電表面処理装置。
【請求項１４】
前記放電表面処理用電極は、一方の端部から対向する端部に向けて密度を大きくする構造によって、前記放電頻度を高くすることを特徴とする請求項１２に記載の放電表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放電エネルギを利用して、被加工物に対して被膜を形成する放電表面処理方法および放電表面処理装置に関するものである。また、その放電表面処理方法で使用する放電表面処理用電極にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加工物の表面に硬質被膜を形成する技術として、放電表面処理方法が知られている。この放電表面処理方法は、金属粉末もしくは金属の化合物の粉末、またはセラミックスの粉末を圧縮成型した圧紛体電極または金属電極を放電電極として、この放電電極と加工液中で所定の放電ギャップをおいて対向して配置される被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、その放電エネルギによって被加工物表面に、放電電極の材料またはその反応物質からなる硬質被膜を形成するものである。
【０００３】
この放電表面処理方法において、放電電極の被加工物に対向する面の面積が、被加工物の被処理部よりも小さい場合には、電極を走査して処理を行い、被処理部全面に被膜を形成している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の放電表面処理方法で、被加工物の表面に円環形状に被膜を形成したい場合には、放電電極を被加工物の表面を円環状に走査して、所定の位置に円環形状の被膜を形成することになる。このとき、放電電極として、被加工物に対向する面の形状が矩形状のものを用いた場合には、形成した円環形状の中心に近い部分の走査速度は、中心から遠い部分の走査速度に比べて遅いため、被膜の厚さは、円環形状の中心に近い部分ほど厚くなり、中心から離れるほど薄くなってしまい、被膜を均一に形成することができなかった。特に、中心から離れる部分では、放電が発生せず、被膜が形成されない部分もある。
【０００６】
また、従来の放電表面処理方法で、被加工物の表面に直線状に被膜を形成する場合では、形成した被膜の厚さまたは被膜の粗密は、どの部分でも同じであった。そのため、放電電極の走査方向に垂直な方向で、所望の割合で厚さまたは粗密を変化させた被膜を形成したいという要望には応えることができなかった。
【０００７】
つまり、従来の放電表面処理方法においては、放電電極の走査方向に垂直な方向の被膜の厚さ（または被膜の粗密）を任意に変化させることができないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、放電表面処理において、電極の走査方向に垂直な方向に沿った被膜の厚さ（被膜の粗密）を任意に変えることができる放電表面処理用電極、放電表面処理方法および放電表面処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明にかかる放電表面処理用電極は、金属、金属化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体を放電表面処理用電極とし、加工液中で、前記放電表面処理用電極を被加工物と所定の距離をおいて対向させて相対的に走査しながら、前記放電表面処理用電極と前記被加工物との間に電圧を印加して放電を発生させ、この放電時の熱エネルギによって放出された前記放電表面処理用電極の構成材料またはこの構成材料の反応物質が、前記被加工物の表面に被膜を形成する放電表面処理方法に使用される放電表面処理用電極において、前記放電表面処理用電極は、前記被加工物に対向して配置される加工面が円形でない形状を有し、前記放電表面処理用電極における走査方向の長さが、前記走査方向に垂直な方向に沿った位置ごとに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、放電表面処理用電極の走査方向の長さを、形成したい被膜の厚さに応じて変化させるようにしたので、被加工物の表面に形成される、走査方向に垂直な方向に沿った被膜の形成状態（厚さまたは粗密）を、所望の分布にすることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる放電表面処理用電極、放電表面処理方法および放電表面処理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１−１は、この発明にかかる放電表面処理用電極の実施の形態１の構造の一例を示す斜視図であり、図１−２は、図１−１の放電表面処理用電極の上面図である。なお、この明細書において、放電表面処理用電極の走査方向（進行方向）の寸法を長さといい、走査方向に垂直な方向の寸法を幅といい、これらの方向に垂直な方向の寸法を高さという。
【００１３】
この実施の形態１の放電表面処理用電極１１では、その長さを場所によって異ならせることを特徴とする。ただし、被加工物に対向する加工面の形状が円形の放電表面処理用電極は除くものとする。これらの図の例では、走査方向の長さが、放電表面処理用電極１１の左端Ｌ１から右端Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）へと直線的に変化している場合が示されている。放電頻度は、各位置での移動速度が同じである場合には、放電表面処理用電極１１の長さに比例するので、放電頻度を高くしたい領域、すなわち被膜の厚さを厚くしたい領域では、放電表面処理用電極１１の長さを長くし、放電頻度を低くしたい領域、すなわち被膜の厚さを薄くしたい領域では、長さを短くすればよい。そして、この長さの比は、成膜する被膜の厚さの比となるように決定される。なお、この明細書で、放電頻度とは、単位時間当たりに生じる放電の回数のことをいい、さらに具体的には、放電表面処理用電極１１の走査方向に垂直な方向の各位置の長さ全体で、単位時間当たりに生じる放電回数のことをいう。
【００１４】
このように走査方向に垂直な方向にそって放電表面処理用電極１１の長さを変化させることによって、放電表面処理中における放電頻度を変えることが可能なる。つまり、放電頻度は長さに比例するので、放電表面処理用電極１１の各位置での移動速度が同じであれば、長さが長いところほど放電頻度が高くなり、その結果形成される被膜の厚さが厚くなる。
【００１５】
図２は、図１−１〜図１−２に示される放電表面処理用電極を長さ方向に直線的に走査した場合の様子を模式的に示す図である。この図に示されるように、長さが走査方向（進行方向）に垂直な方向に沿って異なる（図の左端から右端に行くほど長さが長くなる）放電表面処理用電極１１を等速度で直線的に走査して放電表面処理を行うと、放電表面処理用電極１１の長さの長い右端に行くほど、放電頻度が高くなり、その結果生成される被膜の厚さも厚くなる。逆に、放電表面処理用電極１１の長さの短い左端に行くほど、放電頻度が低くなり、その結果生成される被膜の厚さが薄くなる。
【００１６】
図３は、図１−１〜図１−２に示される放電表面処理用電極を円環状に走査した場合の様子を模式的に示す図である。放電表面処理用電極１１を円環状（円弧状）に走査して、厚さの均一な円環形状の被膜を形成する場合、回転速度は、円の中心からの距離に反比例するので、すなわち、回転速度は、円の中心に近いほど速く、円の中心から離れるほど遅くなるので、図３に示されるように、長さの短い方を円の中心側に向くように放電表面処理用電極１１を配置する。また、放電表面処理用電極１１の走査方向に垂直な方向に沿った長さを、放電表面処理用電極１１が走査される円の中心からの距離に比例して決定する。つまり、放電表面処理用電極１１の２つの位置での長さＬｉ，Ｌｊ（Ｌｉ≠Ｌｊ）は、放電表面処理用電極１１の走査によって形成される円の中心からのその位置までの長さ（距離）Ｒｉ，Ｒｊ（Ｒｉ≠Ｒｊ）とすると、Ｌｉ：Ｌｊ＝Ｒｉ：Ｒｊとなるように、放電表面処理用電極１１の長さが決定される。そのため、図３に示されるように、放電表面処理用電極１１の走査によって形成される円の中心側の辺の長さがＬ１で、この辺に対向する辺の長さがＬ２（Ｌ１＜Ｌ２）である台形の形状が、放電表面処理用電極１１の被加工物に対向する面（底面）の形状となる。
【００１７】
このような形状の放電表面処理用電極１１の短い辺を内周側に向けて配置して円環状（円弧状）に走査することで、厚さの均一な円環状（円弧状）の被膜を形成することができる。
【００１８】
なお、このような放電表面処理用電極１１は、長さ方向の寸法が異なるように孔が形成されたダイと、この孔に密着して挿入可能に形成されたパンチとを用いて、通常の圧紛体電極の製造プロセスによって、形成することができる。
【００１９】
つぎに、このような放電表面処理用電極１１を用いた放電表面処理方法および放電表面処理装置について説明する。図４は、この発明にかかる放電表面処理装置の実施の形態１の構成を模式的に示す図である。なお、この図４において、紙面の左右方向をＹ軸方向とし、紙面の上下方向をＺ軸方向とし、これらのＹ軸とＺ軸の両方に垂直な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）をＸ軸とする。
【００２０】
図４に示されるように、被加工物５０は、油などの加工液２２が満たされた加工槽２１内のステージ２３上に載置される。この被加工物５０に対向して、上述した放電表面処理用電極１１が配置される。放電表面処理用電極１１は、金属もしくは金属の化合物またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体である。
【００２１】
放電表面処理用電極１１は、電極支持部材３０で支持され、ステージ２３上の任意の位置に移動されるとともに、Ｚ軸方向に回転される。電極支持部材３０は、放電表面処理用電極１１を保持する電極保持部３１と、放電表面処理用電極１１を駆動機構によって駆動させる駆動部３２と、を備える。駆動部３２は、電極保持部３１に接続するＺ軸に並行な回転軸３３（以下、Ｃ軸ともいう）と、回転軸３３（Ｃ軸）を介して電極保持部３１を回転させるモータ３４と、を有する。また、駆動部３２は、Ｘ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２、Ｚ軸駆動機構３５−３とも接続され、各軸方向に移動制御される。
【００２２】
駆動部３２のモータ３４、Ｘ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２およびＺ軸駆動機構３５−３は、それぞれ制御部４１に接続される。制御部４１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やメモリを備え、予め作成されたプログラムにしたがって、モータ３４やＸ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２およびＺ軸駆動機構３５−３を制御して、駆動部３２を介して放電表面処理用電極１１の位置に移動させたり回転させたりする。また、放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間に放電を発生させるための電源部４２が設けられ、電源部４２は放電表面処理用電極１１と被加工物５０とに接続される。この電源部４２は、制御部４１にも接続され、制御部４１に対しても電源を供給する。
【００２３】
ここで、このような構成の放電表面処理装置を用いた放電表面処理方法について説明する。まず、電極支持部材３０の電極保持部３１に、上述した走査方向に垂直な方向に沿って長さが異なる放電表面処理用電極１１を装着し、また、加工液２２を満たした加工槽２１内のステージ２３上に被加工物５０を載置する。
【００２４】
ついで、電極支持部材３０を駆動して、放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間の距離が所定の放電間隙となるようにした後、加工液２２中で、被加工物５０と放電表面処理用電極１１との間に電源部４２から電力を供給して、両者間にパルス状の放電を発生させる。放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間に放電が発生すると、この放電の熱により被加工物５０および放電表面処理用電極１１の一部は溶融される。このとき、放電による爆風や静電気力によって溶融した放電表面処理用電極１１の一部（以下、電極粒子という）が放電表面処理用電極１１から引き離され、被加工物５０表面に向かって移動する。そして、電極粒子が被加工物５０表面に到達すると、再凝固し被膜５１となる。また、引き離された電極粒子の一部が加工液２２中の成分と反応したものも被加工物５０表面で被膜５１を形成する。このようにして、被加工物５０表面に被膜５１が形成される。
【００２５】
直線上の被膜５１を被加工物５０上に形成したい場合には、放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間を所定の放電間隙となるように制御しながら、電極支持部材３０がＸＹ平面状の所定の方向に所定の速度で移動される。なお、このとき、図２に示されるように、放電表面処理用電極１１の長さ方向が移動方向（走査方向）と一致するように走査される。
【００２６】
円環形状の厚さの一様な被膜５１を被加工物５０上に形成したい場合には、図３の位置Ａのように、被膜を形成する領域である被処理部５１Ｒの内周に長さの短い方（以下、短辺部という）を合わせ、被処理部の外周に長さの長い方を合わせるように放電表面処理用電極１１を配置する。そして、放電表面処理用電極１１の短辺部が、被処理部５１Ｒの内周に沿うように電極支持部材３０のＸＹ軸を相対移動させつつ、ＸＹ軸が一周する間に回転軸３３（Ｃ軸）が３６０度回転するように制御を行う。つまり、放電表面処理用電極１１が、被加工物５０上の点Ｒを中心として、１回転するように制御を行う。たとえば、状態Ｂは、状態Ａから点Ｒを中心に、右回りに９０度回転させた状態となっているが、これは、放電表面処理用電極１１を、右回りに９０度回転させるとともに、放電表面処理用電極１１の位置を状態Ａから状態ＢへとＸ軸とＹ軸の移動制御によって、移動させている。また、このＸＹ平面内での移動と回転が行われる際に、放電表面処理用電極１１が消耗した分、Ｚ軸方向に送られる。このとき、３６０度回転する間の速度は一定とする。
【００２７】
図５−１〜図５−２は、この実施の形態１による放電表面処理用電極を用いて形成した円環形状の被膜の様子を示す写真である。図５−１は、図３の被処理部の内周側の表面の様子を示す写真であり、図５−２は、図３の被処理部の外周側の表面の様子を示す写真である。これらの図に示されるように、被処理部５１Ｒの内周側の表面も外周側の表面も同様に、一様な被膜５１が形成されていることが確認された。
【００２８】
ここで、比較のために従来の方法によって形成した被膜の状態について示す。図６は、従来の放電表面処理用電極を用いた円環形状の被膜の形成の様子を模式的に示す図であり、図７−１〜図７−２は、従来の放電表面処理用電極を用いて形成した円環形状の被膜の様子を示す写真である。図７−１は、図６の被処理部の内周側の表面の様子を示す写真であり、図７−２は、図６の被処理部の外周側の表面の様子を示す写真である。
【００２９】
図６に示されるように、底面形状が矩形の放電表面処理用電極１１を用いて、被加工物５０上に円環形状の被膜５１を形成した。その結果、被処理部の内周側の表面は、図７−１に示されるように密に被膜５１が形成されているが、被処理部の外周側の表面は、図７−２に示されるように被加工物５０の表面が露出している領域があり、しっかりと被覆されていない。つまり、従来の方法では、一様な厚さを有する円環形状の被膜５１を形成することができなかった。
【００３０】
なお、上述した説明では、放電表面処理用電極１１をＸＹ平面内で移動させ、Ｃ軸によって回転させていたが、これに代えて、被加工物５０（ステージ２３）を移動および回転させることも可能である。また、上述した説明では、平面状の被加工物５０に被膜５１を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限られる趣旨ではなく、たとえば円錐形状または円錐台形状の被加工物５０の同じ高さの位置に被膜５１を形成する場合などにもこの実施の形態１を適用することができる。
【００３１】
この実施の形態１によれば、放電表面処理用電極１１の長さを、走査方向に垂直な方向に沿って変化させることで、所望する膜厚の被膜５１を得ることができるという効果を有する。たとえば、場所によって厚さの異なる被膜５１や一様な厚さの円環形状の被膜５１を形成することが可能になる。
【００３２】
実施の形態２．
図８は、この発明にかかる放電表面処理用電極の実施の形態２の構成を模式的に示す図である。この放電表面処理用電極１１は、走査方向に垂直な方向に沿って、異なる粉末の密度分布を有している。つまり、放電頻度を多くしたい部分では、密度を高くし、放電頻度を低くしたい部分では密度を低くするように放電表面処理用電極１１を成型している。なお、この図面を含めて以下の密度を異なるようにした放電表面処理用電極１１の図において、密度の違いを視覚的にわかりやすくするように、実際とは異なるように密度の状態を極端に描いている。
【００３３】
図９は、図８に示される放電表面処理用電極を長さ方向に直線的に走査した場合の様子を模式的に示す図である。この図に示されるように、走査方向（進行方向）に垂直な方向に沿って密度が異なる放電表面処理用電極１１を等速度で直線的に走査して放電表面処理を行うと、放電表面処理用電極１１の密度の高い右端に行くほど、放電頻度が高くなり、その結果生成される被膜５１の厚さも厚くなるが、逆に密度の低い左端に行くほど、放電頻度が低くなり、その結果生成される被膜５１の厚さが薄くなる。
【００３４】
図１０は、図８に示される放電表面処理用電極を円環状に走査した場合の様子を模式的に示す図である。放電表面処理用電極１１を円環状（円弧状）に走査して、円環形状（円弧状）の厚さの均一な被膜５１を形成する場合、回転速度は、円の中心からの距離に反比例するので、図１０に示されるように、密度の低い方が円の中心側に向くように放電表面処理用電極１１を配置する。また、放電表面処理用電極１１の密度を、放電表面処理用電極１１が走査される形状の円の中心からの距離に比例して決定する。つまり、放電表面処理用電極１１の２つの位置の密度Ｎｉ，Ｎｊ（Ｎｉ≠Ｎｊ）は、放電表面処理用電極１１の走査によって形成される円の中心からのその位置までの長さＲｉ，Ｒｊ（Ｒｉ≠Ｒｊ）とすると、Ｎｉ：Ｎｊ＝Ｒｉ：Ｒｊとなるように、放電表面処理用電極１１の走査方向に垂直な方向に沿った各位置での密度が決定される。
【００３５】
つぎに、このような放電表面処理用電極１１の製造方法について説明する。図１１−１〜図１１−２は、放電表面処理用電極の製造方法の概要を示す図である。図１１−１に示されるように、上面が水平面に対して傾斜を有する下側のパンチ６１ａをダイ６２の下側から挿入し、下側のパンチ６１ａとダイ６２によって形成される空間に、放電表面処理用電極１１を構成する粉末６３を充填する。その後、下面が下側のパンチ６１ａの上面と平行な傾斜を有する上側のパンチ６１ｂを、下面が下側のパンチ６１ａの上面と平行になるように挿入し、上下のパンチ６１ａ，６１ｂ間に圧力をかけてプレス成型し、圧紛体を形成する。これによって、水平方向に密度の異なる圧紛体が形成される。その後、図１１−２に示されるように圧紛体１１ａをパンチ６１ａ，６１ｂとダイ６２から取り出し、傾斜のついた上端部と下端部を、水平方向に密度分布が形成された面が露出するように切取って、図８に示される放電表面処理用電極１１が完成する。
【００３６】
なお、この密度分布は、パンチ６１ａ，６１ｂの傾斜を変えることによって、変えることが可能である。一様な膜厚を有する円環形状の被膜５１を形成する場合には、半径に比例して密度を高めるようにすればよい。ただし、あまり密度を高めて硬くしてしまうと、放電表面処理を行えなくなるので、最大でも放電表面処理を行うことができる硬さとすることが望ましい。
【００３７】
このような電極を用いた放電表面処理方法は、実施の形態１で説明したものと同じであるので、その詳細な説明を省略する。また、上述した説明では、平面状の被加工物５０に被膜５１を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限られる趣旨ではなく、たとえば円錐形状または円錐台形状の被加工物５０の同じ高さの位置に被膜５１を形成する場合などにもこの実施の形態２を適用することができる。
【００３８】
この実施の形態２によれば、放電表面処理用電極１１の形状を工夫しなくても、放電表面処理用電極１１内の粉末の密度分布を変えることによって、被膜５１の形成状態（厚さ）を所望の分布にすることができるという効果を有する。
【００３９】
実施の形態３．
図１２は、この発明にかかる放電表面処理装置の実施の形態３の構成を模式的に示す図である。なお、この図１２において、紙面の左右方向をＹ軸方向とし、紙面の上下方向をＺ軸方向とし、これらのＹ軸とＺ軸の両方に垂直な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）をＸ軸とする。
【００４０】
被加工物５０は、油などの加工液２２が満たされた加工槽２１内のステージ２３上に載置される。ステージ２３は、回転軸２４を介してモータ２５に連結され、このモータ２５の回転によってＸＹ面内で回転する。この被加工物５０に対向して、放電表面処理用電極１１が配置される。
【００４１】
放電表面処理用電極１１は、電極支持部材３０で支持される。電極支持部材３０は、放電表面処理用電極１１を保持する電極保持部３１と、放電表面処理用電極１１を駆動機構によって駆動させる駆動部３２と、を備える。駆動部３２は、Ｘ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２、Ｚ軸駆動機構３５−３とも接続され、各軸方向に移動制御される。
【００４２】
ステージ２３に連結されるモータ２５、電極支持部材３０に接続されるＸ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２およびＺ軸駆動機構３５−３は、それぞれ制御部４１に接続される。また、放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間に放電を発生させるための電源部４２が設けられ、電源部４２は放電表面処理用電極１１と被加工物５０とに接続される。この電源部４２は、制御部４１にも接続され、制御部４１に対して電源を供給する。
【００４３】
制御部４１は、予め作成されたプログラムにしたがって、ステージ２３に連結されるモータ２５、電極支持部材３０に接続されるＸ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２およびＺ軸駆動機構３５−３を駆動制御し、ステージ２３を回転させたり、電極支持部材３０を移動させたりする。
【００４４】
この実施の形態３で使用される放電表面処理用電極１１は、従来使用されていた通常の形状と構造を有する。つまり、実施の形態１で説明したような走査方向に垂直な方向に沿って、長さが異なるような形状のものや、実施の形態２で説明したような走査方向に垂直な方向に沿って、密度が異なるような構造のものを使用する必要はなく、底面が矩形状で、密度が均一のものを用いることができる。ただし、放電表面処理用電極１１の底面（被加工物５０に対向する面）が、被処理部よりも小さい電極である必要がある。この放電表面処理用電極１１は、金属またはセラミックスを主成分とする粉末から成型した成型体である。
【００４５】
ここで、被膜５１を形成する際に、放電表面処理用電極１１の処理面を被処理部に比して小さくすることで、走査経路が細かく区切られる。この細かく区切られた走査経路ごとに、処理条件、具体的には移動速度を変えるようにプログラムを設定することで、走査方向に垂直な方向で被膜の厚さを任意に設定することが可能となる。
【００４６】
つぎに、この放電表面処理装置での放電表面処理方法について説明する。図１３は、この実施の形態３による放電表面処理方法の一例を示す図である。ここでは、厚さが均一の円環形状の被膜５１を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００４７】
まず、被加工物５０をステージ２３上に載せ、固定する。このとき、円環形状の被処理部５１Ｒの中心を、ステージ２３の回転軸２４に合わせる。ついで、放電表面処理用電極１１を、被処理部５１Ｒの最も内周側の位置に配置し、被加工物５０との間に所定の放電間隙となるように、制御部４１はＸ軸駆動機構３５−１、Ｙ軸駆動機構３５−２およびＺ軸駆動機構３５−３を介して駆動部３２を移動させる。このときの放電表面処理用電極１１の円環形状の被処理部５１Ｒの中心Ｒ（ステージ２３の回転軸２４）からの距離をＲ１とする。その後、加工液２２中で、放電表面処理用電極１１と被加工物５０との間に電源部４２から電力を供給して両者間にパルス状の放電を発生させ、被加工物５０への被膜５１の形成を開始する。制御部４１は、ステージ２３を所定の回転速度ω１で回転させるようにモータ２５を制御する。
【００４８】
ステージ２３が所定の数回転して、加工開始点に戻ると、制御部４１は放電表面処理用電極１１の位置を外周方向に向けて、ほぼ放電表面処理用電極１１の面積分だけ移動させる。このときの放電表面処理用電極１１の円環形状の被処理部５１Ｒの中心Ｒ（ステージ２３の回転軸２４）からの距離をＲ２とする。このとき、制御部４１は、放電表面処理用電極１１の移動速度が、距離Ｒ１のときと同じになるように、回転速度ω２を調整する。具体的には、回転速度が放電表面処理用電極１１の円環形状の被処理部５１Ｒの中心Ｒからの距離に反比例するように、回転速度ω２を調整する。ここでは、ω２＝Ｒ１・ω１／Ｒ２となり、距離Ｒ１での回転速度ω１よりも遅い回転速度ω２でステージ２３を回転させる。ステージ２３が所定の数回転するまで、この放電表面処理用電極１１の位置がステージ２３の回転軸２４から距離Ｒ２で放電表面処理を行う。その後、放電表面処理用電極１１が被処理部５１Ｒの外周部に到達するまで、同様の処理を繰り返し実行する。以上の処理によって、被処理部５１Ｒに形成される被膜５１の厚さは均一となる。
【００４９】
なお、ここでは、厚さの一様な円環形状の被膜５１を被加工物５０に形成する場合を例に挙げて説明したが、任意の厚さの被膜５１を被加工物５０に形成する場合についても同様にして処理を行うことができる。
【００５０】
この実施の形態３によれば、被処理部５１Ｒの幅よりも狭い幅の放電表面処理用電極１１を用いることで、走査領域を細かに区切られ、その結果、被処理部５１Ｒに形成される被膜５１の厚さを任意に制御することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、この発明にかかる放電表面処理用電極は、厚さを任意に変えた被膜を形成する放電表面処理方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１−１】この発明による放電表面処理用電極の実施の形態１の構造の一例を示す斜視図である。
【図１−２】図１−１の放電表面処理用電極の上面図である。
【図２】図１−１〜図１−２に示される放電表面処理用電極を長さ方向に直線的に走査した場合の様子を模式的に示す図である。
【図３】図１−１〜図１−２に示される放電表面処理用電極を円環状に走査した場合の様子を模式的に示す図である。
【図４】この発明による放電表面処理装置の実施の形態１の構成を模式的に示す図である。
【図５−１】図３の被処理部の内周側の表面の様子を示す写真である。
【図５−２】図３の被処理部の外周側の表面の様子を示す写真である。
【図６】従来の放電表面処理用電極を用いた円環形状の被膜の形成の様子を模式的に示す図である。
【図７−１】図６の被処理部の内周側の表面の様子を示す写真である。
【図７−２】図６の被処理部の外周側の表面の様子を示す写真である。
【図８】この発明による放電表面処理用電極の実施の形態２の構成を模式的に示す図である。
【図９】図８に示される放電表面処理用電極を長さ方向に直線的に走査した場合の様子を模式的に示す図である。
【図１０】図８に示される放電表面処理用電極を円環状に走査した場合の様子を模式的に示す図である。
【図１１−１】放電表面処理用電極の製造方法の概要を示す図である（その１）。
【図１１−２】放電表面処理用電極の製造方法の概要を示す図である（その２）。
【図１２】この発明による放電表面処理装置の実施の形態３の構成を模式的に示す図である。
【図１３】この実施の形態３による放電表面処理方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  放電表面処理用電極
１１ａ  圧紛体
２１  加工槽
２２  加工液
２３  ステージ
２４  回転軸
２５，３４  モータ
３０  電極支持部材
３１  電極保持部
３２  駆動部
３３  回転軸
３５−１  Ｘ軸駆動機構
３５−２  Ｙ軸駆動機構
３５−３  Ｚ軸駆動機構
４１  制御部
４２  電源部
５０  被加工物
５１  被膜
５１Ｒ  被処理部
６１ａ，６１ｂ  パンチ
６２  ダイ
６３  粉末
【図１−１】
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【図１−２】
0004884324.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１２】
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【図１３】
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