JP3347450B2 - 放電式被覆装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電極棒を金属製ワーク
の被補修面に近接させ、両者の間で発生する火花放電に
より被補修面に電極棒材を蒸着させる放電式被覆装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的磨耗の激しい、カッターの刃先、
射出成型等に用いる鉄製の金型、歯車、ドリルの刃等で
は、ＣＶＤやＰＶＤ等により超硬質被覆（例えば、チタ
ンナイトライト）を母材表面に膜付けして磨耗防止を図
っている。

【０００３】しかし、これらを長期間使用すると、膜付
けされた超硬質被覆が剥げ落ちたりして母材が露出状態
になる事がある。この状態で使用すると磨耗が急速に進
行するので、再びＣＶＤやＰＶＤにより超硬質被覆を膜
付けして補修を行う必要がある。

【０００４】但し、この補修方法では、補修が大掛かり
となり、修理コストがかかる。

【０００５】しかし、以下に示す構成を有する放電式被
覆装置Ｆを使用すれば、簡単な装置で済み、低コストで
補修を行う事ができる。

【０００６】変圧器９０１の二次側に電極棒９０２を振
動させる為のバイブレータ用電源となる第１の二次巻線
９０３と電極棒９０２の放電用電源となる第２の二次巻
線９０４とを備え、第１の二次巻線９０３の出力は整流
した後バイブレータ９０５を介して電極棒９０２に接続
し、第２の二次巻線９０４の出力は整流後コイル９０６
及び充放電コンデンサ９０７を介して電極棒９０２に供
給する構成とし、電極棒９０２を振動させるバイブレー
タ回路９０８と電極棒９０２と母材間の放電を生じさせ
る放電回路９０９とを各々異なる回路にて形成した放電
式被覆装置Ｆ（図８に示す）が知られている｛実公昭５
５−１８３６４号公報｝。

【０００７】放電式被覆装置Ｆにおいて、電極棒９０２
が母材９１０と接触（短絡）すると後述する放電が成さ
れ、同時にバイブレータコイル９０５ａが励磁して電極
棒９０２が母材９１０より引き離され、つぎにバイブレ
ータ９０５の作用で母材９１０と接触（短絡）し、これ
が繰り返され、当接した際の短絡電流と共にコンデンサ
９０７にチャージされた電荷が放電して電極棒９０２に
通じ、電極棒９０２-母材間に放電が成される。

【０００８】一方、放電回路９０９においては、電極棒
９０２と母材９１０とが短絡する前に充電され、バイブ
レータ９０５の作用で電極棒９０２が母材９１０に当接
した際、コンデンサ９０７に電荷が充電され、強度の放
電が成され、電極棒９０２材が母材９１０の表面に蒸着
する。尚、コイル９０６は電極棒９０２が母材９１０に
短絡した際の大電流を制限する為のものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記放電式
被覆装置Ｆは、以下の課題を有する。 （ア）コンデンサ９０７、９１１にチャージされた電荷
の火花放電により母材９１０に電極棒９０２材を蒸着さ
せる構成である。この為、コンデンサに充電された充電
電荷が火花放電により短時間に減少するので、電極棒９
０２材の母材９１０表面への蒸着量にむらが生じ易く、
製品の仕上がり具合が不均一に成り易い。

【００１０】（イ）電極棒９０２が母材９１０から離れ
ていると、電極棒９０２が高電圧印加状態になるので、
感電防止の為、印加電圧を余り高く出来ず、作業効率が
悪い。

【００１１】（ウ）電極棒９０２と母材９１０との接触
（短絡）状態が続くと、放電回路９０９に大電流が流
れ、変圧器９０１、ブリッジダイオード９１２、９１
３、ダイオード９１４が焼損する虞がある。

【００１２】（エ）火花放電の強度が調整可能な構成に
なっていないので、作業効率や使い勝手が悪い。

【００１３】本発明の第１の目的は、火花放電の持続性
に優れ、電極棒材の母材表面への蒸着を効率良く行う事
ができる放電式被覆装置の提供にある。

【００１４】本発明の第２の目的は、電極棒が母材から
離れている場合に電極棒に高電圧がかからず、放電被覆
作業時の印加電圧を高くして作業効率の向上が図れる放
電式被覆装置の提供にある。

【００１５】本発明の第３の目的は、放電被覆作業の中
断中、電極棒に高電圧がかからず、放電被覆作業時の印
加電圧を高くして作業効率の向上が図れる放電式被覆装
置の提供にある。

【００１６】本発明の第４の目的は、電極棒と母材との
接触（短絡）状態が続いても、変圧器、整流回路素子等
の焼損を防止できる放電式被覆装置の提供にある。

【００１７】本発明の第５の目的は、火花放電の強度を
容易に調整でき、作業効率や使い勝手に優れた放電式被
覆装置の提供にある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 （１）一次巻線を商用電源に接続し、降圧した交流出力
を二次巻線から取り出す変圧器と、前記交流出力を整流
して平滑する整流回路と、該整流回路の出力端に直列接
続される、チョークコイル及び半導体スイッチ素子と、
繰り返し規則的な信号を発生し、該信号を前記半導体ス
イッチ素子の制御端子に入力する信号発生回路と、前記
半導体スイッチ素子の一端とチョークコイルの出力端と
の接続点にアノードを接続したダイオードと、該ダイオ
ードのカソード及び前記半導体スイッチ素子の他端に並
列接続されるコンデンサと、前記コンデンサのプラス端
子側に電気接続される電極棒と、振動又は軸周りの回転
を前記電極棒に付与する駆動手段とで構成され、前記電
極棒を金属製ワークの被補修面に近接させ、両者の間で
発生する火花放電により前記被補修面に電極棒材を蒸着
させる。

【００１９】（２）一次巻線を商用電源に接続し、降圧
した交流出力を二次巻線から取り出す変圧器と、前記交
流出力を整流して平滑する整流回路と、該整流回路の出
力端に直列接続される、チョークコイル及び半導体スイ
ッチ素子と、前記半導体スイッチ素子の一端とチョーク
コイルの出力端との接続点にアノードを接続したダイオ
ードと、該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッ
チ素子の他端に並列接続されるコンデンサと、前記ダイ
オードのカソードと前記コンデンサのプラス端子側との
接続点にアノードを接続したサイリスタと、該サイリス
タのカソード側に電気接続される電極棒と、振動又は軸
周りの回転を前記電極棒に付与する駆動手段と、繰り返
し規則的な信号を発生し、該信号を前記半導体スイッチ
素子の制御端子及び前記サイリスタのゲートに入力する
信号発生回路とで構成され、前記電極棒を金属製ワーク
の被補修面に近接させ、両者の間で発生する火花放電に
より前記被補修面に電極棒材を蒸着させる。

【００２０】（３）上記(1) の構成を有し、前記整流回
路の出力端に、チョークコイル、半導体スイッチ素子、
及び抵抗を直列接続した。

【００２１】（４）上記(2) の構成を有し、前記整流回
路の出力端に、チョークコイル、半導体スイッチ素子、
及び抵抗を直列接続した。

【００２２】（５）上記(2) 又は(4) の構成を有し、前
記サイリスタのカソードと前記電極棒との間に、前記駆
動手段の作動中に接点が閉成し停止中に開成するスイッ
チを配設した。

【００２３】（６）上記(1) 又は(2) 又は(3) 又は(4)
又は(5) の構成を有し、前記信号発生回路が発生する信
号を矩形波とし、周波数、パルス幅を、２０Ｈｚ〜２５
０Ｈｚ、２ｍＳ〜１５ｍＳの範囲内とした。

【００２４】（７）上記(1) 又は(2) 又は(3) 又は(4)
又は(5) の構成を有し、前記コンデンサの容量は、数μ
Ｆ〜数百μＦである。

【００２５】（８）上記(1) 又は(2) 又は(3) 又は(4)
又は(5) の構成を有し、前記電源トランスの二次巻線の
交流出力電圧は、３Ｖ〜５０Ｖである。

【００２６】（９）上記(6) 又は(7) 又は(8) の構成を
有し、前記信号の周期やパルス幅、前記コンデンサの容
量、又は交流出力電圧の何れかを可変可能とした。

【００２７】（１０）上記(1) 〜(9) の何れかの構成を
有し、前記信号発生回路の作動をオン・オフするスイッ
チを設けた。

【００２８】

【作用】

〔請求項１について〕信号発生回路が繰り返し規則的な
信号を発生し、信号は半導体スイッチ素子の制御端子に
入力される。

【００２９】半導体スイッチ素子が信号によりオン- オ
フを周期的に繰り返し、オンからオフに切り替わった
際、電流が遮断されるので、チョークコイルの自己誘導
作用によって素子両端に高電圧（逆起電力）が発生す
る。

【００３０】この高電圧はダイオードを介してコンデン
サに逐次充電され、電極棒に印加される。尚、ダイオー
ドはコンデンサに充電された電荷が逆流しない様に設け
られている。

【００３１】電極棒を金属製ワークの被補修面に接触さ
せると、電極棒は、駆動手段により、振動又は軸周りの
回転が付与されているので、電極棒と金属製ワークとの
接触（短絡）- 非接触が繰り返し行われ、コンデンサに
充電された高電圧により、電極棒- 金属製ワーク間に火
花放電が持続的に発生し、金属製ワークの被補修面に電
極棒材が蒸着する。

【００３２】〔請求項２について〕信号発生回路が繰り
返し規則的な信号を発生し、信号は半導体スイッチ素子
の制御端子及びサイリスタのゲートに入力される。

【００３３】半導体スイッチ素子が信号によりオン- オ
フを周期的に繰り返し、オンからオフに切り替わった
際、電流が遮断されるので、チョークコイルの自己誘導
作用によって素子両端に高電圧（逆起電力）が発生す
る。コンデンサにはダイオードを介して高電圧が逐次充
電される。

【００３４】電極棒を金属製ワークの被補修面に接触さ
せると、電極棒は、駆動手段により、振動又は軸周りの
回転が付与されているので、電極と金属製ワークとの接
触（短絡）- 非接触が繰り返し行われる。

【００３５】そして、サイリスタのカソードと金属製ワ
ークとが接地状態になった時に信号が入力するとサイリ
スタがターンオンし、コンデンサに充電された高電圧が
電極棒に印加され、電極棒- 金属製ワーク間に火花放電
が持続的に発生し、被補修面に電極棒材が蒸着する。

【００３６】尚、電極棒を金属製ワークから離すと、サ
イリスタがターンオフするので電極棒への高電圧の印加
が行われなくなる。

【００３７】〔請求項３について〕チョークコイル- 半
導体スイッチ素子回路中に抵抗を直列に挿入しているの
で、半導体スイッチ素子のスイッチング及び電極棒と金
属製ワークとの接触（短絡）の際、変圧トランスの二次
巻線、整流回路、チョークコイル、半導体スイッチ素
子、ダイオードを流れる電流の大きさが制限される。

【００３８】〔請求項４について〕チョークコイル- 半
導体スイッチ素子回路中に抵抗を直列に挿入しているの
で、半導体スイッチ素子のスイッチング及び電極棒と金
属製ワークとの接触（短絡）の際、変圧トランスの二次
巻線、整流回路、チョークコイル、半導体スイッチ素
子、ダイオード、サイリスタを流れる電流の大きさが制
限される。

【００３９】〔請求項５について〕請求項２、４の構成
の場合、補修作業を一時中止して駆動手段の作動を止
め、電極棒を金属製ワークから離すと、サイリスタがタ
ーンオフするので電極棒への高電圧の印加が行われなく
なり、手が電極棒に触れても（駆動手段が停止している
事）感電の虞は無い。しかし、この状態で電極棒を金属
製ワークに接触させるとサイリスタがターンオンして電
極棒に高電圧がかかる様になり、感電の虞が生じる。

【００４０】しかし、請求項２、４の構成のものに請求
項５の構成を付加した放電式被覆装置は以下の様に動作
する。駆動手段の作動中は、スイッチの接点が閉成する
ので、コンデンサに充電された高電圧がサイリスタを通
過して電極棒に印加される。そして、補修作業を一時中
止する為、駆動手段の作動を止めると、スイッチの接点
が開成するので電極棒への高電圧の印加が停止する。

【００４１】〔請求項６について〕信号発生回路が発生
する信号を矩形波としているので、半導体スイッチ素子
等のオン・オフを的確に行える。

【００４２】数値限定の理由は、周波数が２０Ｈｚ未満
であったりパルス幅が１５ｍＳを越えると半導体スイッ
チ素子の発熱が過大となる為である。又、周波数が２５
０Ｈｚを越えたりパルス幅が２ｍＳ未満であるとコンデ
ンサに充電される電圧を充分高くする事ができなくなる
為である。

【００４３】〔請求項７について〕コンデンサの容量が
数μＦ未満であると火花放電の持続性が悪くなり、電極
部材の母材表面への蒸着性が悪化する。又、数百μＦを
越えると充電・放電電流が大きく成り、ダイオードやサ
イリスタの負担が増大する。

【００４４】〔請求項８について〕交流出力電圧が３Ｖ
未満であるとコンデンサに充電される高電圧の電圧値が
蒸着に適した値迄上昇せず、又数５０Ｖを越えると電極
棒に印加される高電圧の電圧値が高く成り過ぎる。

【００４５】〔請求項９について〕信号の周期やパルス
幅、コンデンサの容量、又は交流出力電圧の何れかを可
変する事により、コンデンサの端子電圧や充電電荷量を
増減する事ができる。

【００４６】〔請求項１０について〕信号発生回路の作
動をオン・オフするスイッチをオフにすると信号発生回
路の作動が停止して、半導体スイッチ素子がスイッチン
グ動作しなくなるので、電極棒への高電圧の印加が行わ
れなくなる。この状態で、電極棒を研磨棒に取り替えラ
ッピング機として使用する。

【００４７】

【発明の効果】

〔請求項１について〕放電式被覆装置は、半導体スイッ
チ素子のスイッチングにより素子両端の高電圧を発生さ
せ、該高電圧をダイオードを介してコンデンサに逐次充
電させ、この充電電圧（高電圧）を電極に印加して蒸着
作業を行う構成である。

【００４８】この為、電極- 金属製ワークの被補修面と
の間で安定した火花放電を持続させる事ができ、放電式
被覆装置は、電極棒材を効率良く母材表面へ蒸着する事
ができる。

【００４９】〔請求項２について〕電極棒を金属製ワー
クから離すとサイリスタがターンオフして電極への高電
圧の印加が行われなくなる構造であるので感電防止が図
れ、電極棒への印加電圧を高くする事ができる。この
為、電極棒材を効率良く母材表面へ蒸着する事ができ作
業効率が高い。

【００５０】〔請求項３について〕チョークコイル- 半
導体スイッチ素子回路中に抵抗を直列に挿入しているの
で、半導体スイッチ素子のスイッチング及び電極と金属
製ワークとの接触（短絡）の際、変圧トランスの二次巻
線、整流回路、チョークコイル、半導体スイッチ素子、
ダイオードを流れる電流の大きさが制限される。この
為、電極棒と金属製ワークとの接触（短絡）状態が続い
ても、変圧器、整流回路、又はチョークコイルが焼損す
る虞がない。

【００５１】〔請求項４について〕チョークコイル- 半
導体スイッチ素子回路中に抵抗を直列に挿入しているの
で、半導体スイッチ素子のスイッチング及び電極と金属
製ワークとの接触（短絡）の際、変圧トランスの二次巻
線、整流回路、チョークコイル、半導体スイッチ素子、
ダイオード、サイリスタを流れる電流の大きさが制限さ
れる。この為、電極棒と金属製ワークとの接触（短絡）
状態が続いても、変圧器、整流回路、チョークコイル、
又はサイリスタが焼損する虞がない。

【００５２】〔請求項５について〕補修作業を一時中止
する為、駆動手段の作動を止めると、スイッチの接点が
開成するので、駆動手段の作動を止めた状態で電極棒が
金属製ワークに接触してもコンデンサに充電された高電
圧が電極棒に印加される事が無い。この為、感電の虞が
無いので電極棒への印加電圧を高くする事ができ、電極
棒材を効率良く母材表面へ蒸着する事ができ作業効率を
高くする事ができる。

【００５３】〔請求項６について〕半導体スイッチ素子
のオン・オフ等を指示する信号を矩形波とし、周期を２
０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ、パルス幅を２ｍＳ〜１５ｍＳとし
ている。この為、半導体スイッチ素子のオン・オフを的
確に行え、半導体スイッチ素子の発熱量が少なくて済む
とともに、コンデンサに充電される電圧を充分高くする
事ができる。

【００５４】〔請求項７について〕コンデンサの容量が
数μＦ〜数百μＦであるので、火花放電の持続性に優
れ、電極部材の母材表面への蒸着性に優れる。

【００５５】〔請求項８について〕交流出力電圧が３Ｖ
〜５０Ｖであるので、コンデンサに充電される高電圧の
電圧値を蒸着に適した値にする事ができる。

【００５６】〔請求項９について〕コンデンサの端子電
圧や充電電荷量の増減により、火花放電の強度を容易に
調整でき、放電式被覆装置は作業効率や使い勝手に優れ
る。

【００５７】〔請求項１０について〕一台の放電式被覆
装置で、放電被覆とラッピングの両方を行う事ができ
る。

【００５８】

【実施例】本発明の第１実施例（請求項２、４、５、
７、８、９に対応）を図１〜図３に基づいて説明する。

【００５９】図に示す様に、放電式被覆装置Ａは、変圧
器であるトランス１０と、出力切替スイッチ１１と、二
次側交流電圧を整流して平滑する整流回路１２と、チョ
ークコイル１３と、半導体スイッチ素子であるＦＥＴ１
４と、抵抗１５と、ダイオード１６と、コンデンサ１７
と、サイリスタ１８と、リレー１９と、電極棒２０と、
バイブレータ２１と、信号を送出する発振回路２２とを
備える。尚、２３はハウジング、２４はメイン電源スイ
ッチ、２５は出力切替スイッチ１１のシャフトの回動を
行うパワーセレクト摘み、２６はアース端子、２７はメ
タルコンセント、２８は研磨⇔被覆を変更する切替スイ
ッチであり研磨側にすると発振回路２２の作動が止まり
矩形波の送出が停止する。

【００６０】トランス（本実施例では容量１５０Ｗ）１
０は、本実施例では、一次巻線１０１、及び５Ｖ、１０
Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ、２５Ｖ、３０Ｖのタップを設けた
二次巻線１０２を有し、一次巻線１０１はメイン電源ス
イッチ２４、ヒューズ１０３を介してＡＣ- １００Ｖに
接続される。又、二次巻線１０２は、出力切替スイッチ
１１を介してブリッジダイオード１２１に接続される。
尚、トランス１０の容量やタップの電圧や数は他の値に
変更自由である。

【００６１】出力切替スイッチ１１は、本実施例では六
接点のものを採用し、ＣＯＭ接点１１１をブリッジダイ
オード１２１の交流入力端子１２１１に接続している。
又、各接点は上記タップに接続されている。尚、接点数
はタップの数に合わせて変更自由である。

【００６２】整流回路１２は、交流入力端子１２１１、
１２１２をＣＯＭ接点１１１及び二次巻線１０２の巻端
１０４に結線したブリッジダイオード１２１と、一端１
２２１をブリッジダイオード１２のプラス出力端子１２
１３に接続し、他端１２２２をブリッジダイオード１２
１のマイナス出力端子１２１４に接続した電解コンデン
サ（本実施例では容量２２００μＦ）１２２とで構成さ
れる。尚、電解コンデンサ１２２の容量を他の値に変更
しても良い。

【００６３】チョークコイル１３は、逆起電力発生用の
もので、本実施例では０．０３Ｈ（ヘンリー）のものを
採用し、一端１３１を電解コンデンサ１２２のプラス端
子１２２１に接続し、他端１３２をＦＥＴ１４のドレイ
ン１４１に接続している。尚、チョークコイル１３のイ
ンダクタンスは他の値であっても良い。又、チョークコ
イル１３の直流抵抗値が比較的大きい場合は、抵抗１５
は不要となる。

【００６４】ＦＥＴ１４は、本実施例では、パワーＭＯ
Ｓ形、ｎチャンネル、エンハンスメント形のものを採用
しており、ドレイン１４１をチョークコイル１３の他端
１３２に接続し、ソース１４２を接地している。

【００６５】抵抗（本実施例では４Ω、１００Ｗ）１５
は、ブリッジダイオード１２１のマイナス出力端子１２
１４と電解コンデンサ１２２の他端１２２２との接続点
に一端１５１を接続し、他端１５２を接地している。

【００６６】ダイオード１６は、逆流防止用の高耐圧シ
リコンダイオードであり、チョークコイル１３の他端１
３２とＦＥＴ１４のドレイン１４１との接続点にアノー
ド１６１を接続し、コンデンサ１７の一端１７１にカソ
ード１６２を接続している。

【００６７】最大で約３００Ｖの高電圧が蓄えられるコ
ンデンサ１７（容量１０μＦ）は、本実施例では、フィ
ルムコンデンサであり、ダイオード１６のカソード１６
２とサイリスタ１８のアノード１８１との接続点に一端
１７１を接続し、他端１７２を接地している。尚、コン
デンサ１７は、マイラコンデンサ等、激しい充放電に耐
える形式のコンデンサが適しており、電解形は不向きで
ある。

【００６８】又、このコンデンサ１７の容量は、１μＦ
〜５００μＦが適している。コンデンサ１７の容量が１
μＦ未満であると火花放電の持続性が悪くなり、電極棒
２０材の金属製ワーク２９の母材表面への蒸着性が悪化
する。又、５００μＦを越えると大きな専有スペースを
占めるとともに、充電・放電電流が大きく成り、ダイオ
ード１６やサイリスタ１８を高規格のものにする必要が
生じ、コストが増大する。

【００６９】尚、金属製ワーク２９は、掴持金具２９２
- アイスリード線２９３を介してアース端子２６に結線
される。

【００７０】サイリスタ１８は、ダイオード１６のカソ
ード１６２とコンデンサ１７の一端１７１との接続点に
アノード１８１を接続し、ゲート１８３を発振回路２２
に接続している。

【００７１】リレー１９は、コイル１９１を後述するコ
イル２１２３の両端に接続し、サイリスタ１８のカソー
ド１８２- 電極棒２０間に常開接点１９２を配設し、ス
イッチ２１５がオンになるとコイル１９１が励磁して常
開接点１９２が閉成する。

【００７２】電極棒２０は、本実施例では、直径３ｍｍ
のタングステンで形成された金属棒であり、バイブレー
タ２１により振動が付与される。

【００７３】バイブレータ２１は、図２に示す様に、略
円筒状のハウジング（プラスチック製）２１１と、振動
発生器２１２と、振動強度調節器２１３と、チャック機
構２１４と、スイッチ２１５とを備え、五芯ケーブル２
１６により被覆装置本体ｈに接続されている。

【００７４】径小部２１１１及び径大部２１１２を有す
るハウジング２１１は、二分割したものをビスを用いて
接合している。

【００７５】振動発生器２１２は、図２に示す様に、ボ
ビン２１２１にエナメル線２１２２を数百回巻いたコイ
ル２１２３と、ボビン２１２１に組み付けられるＥ字形
コア２１２４と、Ｅ字形コア２１２４の開口側に位置す
るＩ字形コア２１２５と、Ｅ字形コア２１２４に穿設さ
れた軸孔２１２５Ａに鉄棒２１２６部分が遊嵌され、径
大の円柱部（プラスチック製）２１２７を有する振動棒
２１２８とで構成される。

【００７６】振動強度調節器２１３は、Ｅ字形コア２１
２４とＩ字形コア２１２５との隙間（距離）ｓを調節す
るものであり、隙間ｓが増大する程、振動が大きくな
る。

【００７７】チャック機構２１４は、後端が円柱部に押
圧される棒状部２１４１と、電極棒２０を突設する軸孔
２１４２を有する装着部２１４３と、棒状部２１４１先
端位置に嵌め込まれるコイルバネ２１４４とを備える。

【００７８】スイッチ２１５は、スライド形であり、オ
ン側に切り替えると、振動発生器２１２のコイル２１２
３及びリレー１９のコイル１９１にＡＣ- １００Ｖが印
加される。

【００７９】発振回路２２は、本実施例では、周波数が
１６０Ｈｚ、パルス幅が２ｍＳの矩形波をタイマーＩＣ
等により作り出し、該矩形波を、ＦＥＴ１４のゲート１
４３及びサイリスタ１８のゲート１８３に送出する。

【００８０】つぎに、本実施例に係る放電式被覆装置Ａ
の利点を述べる。 〔あ〕ＦＥＴ１４のスイッチングにより、ＦＥＴ１４の
ドレイン１４１（チョークコイル１３の他端１３２）-
アース間に高電圧が発生し、該高電圧をダイオード１６
を介してコンデンサ１７に逐次充電させ、この充電電圧
（高電圧）を電極棒２０に印加して蒸着作業を行う構成
である。

【００８１】つまり、蒸着作業によりコンデンサ１７の
充電電荷（高電圧）が消費されるが、ダイオード１６を
介して高電圧がコンデンサ１７に逐次蓄えられるので、
電極棒２０- 金属製ワーク２９の被補修面２９１との間
で安定した火花放電を持続させる事ができ、電極棒２０
材を効率良く金属製ワーク２９の母材表面へ蒸着する事
ができる。

【００８２】尚、半導体スイッチ素子としては、その
他、パワートランジスタ等も使用する事ができるが、非
導通時の絶縁性の良さ、及び応答の速度の点でパワーＭ
ＯＳ-ＦＥＴが好適である。

【００８３】〔い〕電極棒２０を金属製ワーク２９から
離すとサイリスタ１８がターンオフして電極棒２０に高
電圧がかからなく（スイッチ２１５がオン側の時、＋数
Ｖ）なる構造であるので感電防止が図れ、電極棒２０へ
の印加電圧を約３００Ｖ程度（３０Ｖタップ使用時）に
迄、高くする事ができる。この為、電極棒２０材の種
類、金属製ワーク２９の種類に拘わらず、電極棒２０材
を効率良く母材表面へ蒸着する事ができ作業効率が高
い。

【００８４】〔う〕抵抗１５の挿入により、ＦＥＴ１４
のスイッチング及び電極棒２０と金属製ワーク２９との
接触（短絡）の際、トランス１０の二次巻線１０２、ブ
リッジダイオード１２１、チョークコイル１３、ＦＥＴ
１４、ダイオード１６、サイリスタ１８を流れる電流の
大きさが制限される。この為、電極棒２０と金属製ワー
ク２９との接触（短絡）状態が続いても、トランス１
０、ブリッジダイオード１２１、チョークコイル１３、
ダイオード１６、又はサイリスタ１８が焼損する虞がな
い。

【００８５】更に、抵抗１５の配設箇所は、上記実施例
に示す箇所以外に、矢印３０１、３０２、３０３、３０
４の何れかであっても良い。

【００８６】〔え〕被覆作業を一時中止する為、使用者
がスイッチ２１５をオフする（バイブレータ２１を作動
停止する）と、リレー１９の常開接点１９２がオンから
オフに切り替わるので、バイブレータ２１が作動停止し
た状態で電極棒２０を金属製ワーク２９に接触させて
も、電極棒２０- 金属製ワーク２９間に高電圧がかかる
事は無い。

【００８７】つまり、作業停止中、電極棒２０に高電圧
がかからない構造であるので感電防止が図れ、作業中に
おける電極棒２０への印加電圧を約３００Ｖ程度に迄、
高くする事ができる。この為、電極棒２０材の種類、金
属製ワーク２９の種類に拘わらず、電極棒２０材を効率
良く母材表面へ蒸着する事ができ作業効率が高い。

【００８８】〔お〕発振回路２２は、周波数が１６０Ｈ
ｚ、パルス幅が２ｍＳの矩形波をタイマーＩＣ等により
作り出し、該矩形波を、ＦＥＴ１４のゲート１４３及び
サイリスタ１８のゲート１８３に送出する構成である。

【００８９】この為、ＦＥＴ１４のオン・オフを確実に
行え｛矩形波の為｝、ＦＥＴ１４の発熱量が少なくて済
むとともに、コンデンサ１７に充電される電圧を、蒸着
可能な電圧値迄、充分高くする事ができる｛周波数が１
６０Ｈｚ、パルス幅が２ｍＳによる｝。

【００９０】〔か〕コンデンサ１７の容量が１０μＦで
あるので、火花放電の持続性に優れ、電極部材の母材表
面への蒸着性に優れる。且つ、ダイオード１６やサイリ
スタ１８を高規格のものにする必要が無い。

【００９１】〔き〕交流出力電圧がタップで切り替え可
能な構成であるので、火花放電を、電極棒２０材の種類
や金属製ワーク２９の種類に適した強度に調節でき、作
業効率が高く使い勝手に優れる。

【００９２】〔く〕切替スイッチ２８を研磨側に切り替
えると、バイブレータ２１が作動状態になっても電極棒
２０に高電圧がかからない構成である。そして、電極棒
２０を研磨棒に取り替えればラッピング機として使用す
る事ができる。

【００９３】つぎに、本発明の第２実施例（請求項２、
４、５、６、７、８、９に対応）を、図２、図４に基づ
いて説明する。

【００９４】本実施例の放電式被覆装置Ｂは、以下の点
が放電式被覆装置Ａと異なる。トランス（容量１５０
Ｗ）１０の二次巻線１０２の交流出力電圧は、３０Ｖで
ある。

【００９５】コンデンサ１７、１７Ｂ、１７Ｃの合計容
量は、スイッチＳＷ₁ 、ＳＷ₂ の操作により、コンデン
サ１７のみ、（コンデンサ１７＋コンデンサ１７Ｂ）、
（コンデンサ１７＋コンデンサ１７Ｂ＋コンデンサ１７
Ｃ）等に切り替える事ができる。

【００９６】放電式被覆装置Ｂは、上記“あ”〜“お”
に準じた利点以外に、つぎの利点を有する。 〔け〕コンデンサの合成容量が、切り替え可能な構成で
あるので、充電電荷量を調節する事ができ、これによ
り、火花放電を、電極棒２０材の種類や金属製ワーク２
９の種類に適した強度にする事ができ、作業効率が高く
使い勝手に優れる。

【００９７】つぎに、本発明の第３実施例（請求項２、
４、５、６、７、８、９に対応）を、図２、図５に基づ
いて説明する。

【００９８】本実施例の放電式被覆装置Ｃは、以下の点
が放電式被覆装置Ａと異なる。トランス（容量１５０
Ｗ）１０の二次巻線１０２の交流出力電圧は、３０Ｖで
ある。又、コンデンサ１７の容量は１０μＦである。

【００９９】発振回路２２は、パルス幅が２ｍＳ〜１５
ｍＳの範囲内で可変でき、周波数が１６０Ｈｚの矩形波
をタイマーＩＣ等により作り出し、同様に、矩形波を、
ＦＥＴ１４のゲート１４３及びサイリスタ１８のゲート
１８３に送出している。

【０１００】放電式被覆装置Ｃは、上記“あ”〜
“え”、“か”に準じた利点以外に、つぎの利点を有す
る。

【０１０１】〔こ〕発振回路２２は、周波数が１６０Ｈ
ｚ、パルス幅が２ｍＳ〜１５ｍＳの矩形波をタイマーＩ
Ｃ等により作り出し、該矩形波を、ＦＥＴ１４のゲート
１４３及びサイリスタ１８のゲート１８３に送出する構
成である。

【０１０２】パルス幅の増減により、電極棒２０材の種
類や金属製ワーク２９の種類に適した強度に火花放電を
調節でき、作業効率を高くでき、使い勝手に優れる。
尚、周波数が１６０Ｈｚで、パルス幅を最大５ｍＳにし
ているので、ＦＥＴ１４の発熱量が少なく、且つ矩形波
であるので、ＦＥＴ１４のオン・オフを確実に行える。

【０１０３】つぎに、本発明の第４実施例（請求項２、
４、６、７、８に対応）を、図６に基づいて説明する。

【０１０４】本実施例の放電式被覆装置Ｄは、以下の点
が放電式被覆装置Ａと異なる。トランス（容量１５０
Ｗ）１０の二次巻線１０２の交流出力電圧は、３０Ｖで
ある。リレー１９は配設しておらず、サイリスタ１８の
カソード１８２を直接、電極棒２０に接続している。

【０１０５】放電式被覆装置Ｄは、上記“あ”〜
“う”、“お”、“か”に準じた利点を有する。

【０１０６】つぎに、本発明の第５実施例（請求項１、
６、７、８に対応）を、図７に基づいて説明する。

【０１０７】本実施例の放電式被覆装置Ｅは、以下の点
が放電式被覆装置Ａと異なる。トランス（容量１５０
Ｗ）１０の二次巻線１０２の交流出力電圧は、３０Ｖで
ある。

【０１０８】放電式被覆装置Ｅでは、チョークコイル１
３の直流抵抗値が比較的大きい（５Ω）ので抵抗１５を
配設していない。又、リレー１９は配設しておらず、サ
イリスタ１８のカソード１８２を直接、電極棒２０に接
続している。

【０１０９】放電式被覆装置Ｅは、ＦＥＴ１４のスイッ
チングにより高電圧を発生させ、該高電圧をダイオード
１６を介してコンデンサ１７に逐次充電させ、この充電
電圧（高電圧）を電極棒２０に印加して蒸着作業を行う
構成である。

【０１１０】この為、電極棒２０- 金属製ワーク２９の
被補修面２９１との間で安定した火花放電を持続させる
事ができ、放電式被覆装置Ｅは、電極棒２０材を効率良
く母材表面へ蒸着する事ができる。

【０１１１】本発明は、上記実施例以外に、次の実施態
様を含む。 ａ．駆動手段は、モータ等により、軸周りの回転（１０
ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ）を電極棒２０に付与する構成
であっても良い。

【０１１２】ｂ．電極棒２０は、その他、炭化物、窒化
物、硼化物、及びこれらとニッケル、コバルト等のサー
メット、チタン、純ニッケル、ニッケル合金、金、白金
等でも良く、又、直径は０．５ｍｍ〜１０ｍｍの丸棒、
又は０．５ｍｍ角以上の板又は角材が好適である。

【０１１３】ｃ．整流回路１２は、トランスの中点タッ
プを利用した全波整流回路、半波整流回路、倍電圧整流
回路（半波、全波）等であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る放電式被覆装置の電
気回路図である。

【図２】その放電式被覆装置に用いるバイブレータの構
造説明図である。

【図３】その放電式被覆装置の外観図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る放電式被覆装置の電
気回路図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る放電式被覆装置の電
気回路図である。

【図６】本発明の第４実施例に係る放電式被覆装置の電
気回路図である。

【図７】本発明の第５実施例に係る放電式被覆装置の電
気回路図である。

【図８】従来技術に係る放電式被覆装置の電気回路図で
ある。

【符号の説明】

１０ トランス（変圧器） １２ 整流回路 １３ チョークコイル １４ ＦＥＴ（半導体スイッチ素子） １６ ダイオード １７ コンデンサ １８ サイリスタ ２０ 電極棒 ２１ バイブレータ ２２ 発振回路（信号発生回路） １０１ 一次巻線 １０２ 二次巻線 １３２ 他端（出力端） １４１ ドレイン（一端） １４２ ソース（他端） １６１ アノード １６２ カソード １７１ 一端（プラス端子） １７２ 他端（マイナス端子） １８２ カソード １９２ 常開接点（スイッチ） ２９１ 被補修面 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ 放電式被覆装置

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次巻線を商用電源に接続し、降圧した
   交流出力を二次巻線から取り出す変圧器と、 前記交流出力を整流して平滑する整流回路と、 該整流回路の出力端に直列接続される、チョークコイル
   及び半導体スイッチ素子と、 繰り返し規則的な信号を発生し、該信号を前記半導体ス
   イッチ素子の制御端子に入力する信号発生回路と、 前記半導体スイッチ素子の一端とチョークコイルの出力
   端との接続点にアノードを接続したダイオードと、 該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチ素子の
   他端に並列接続されるコンデンサと、 前記コンデンサのプラス端子側に電気接続される電極棒
   と、 振動又は軸周りの回転を前記電極棒に付与する駆動手段
   とで構成され、前記電極棒を金属製ワークの被補修面に
   近接させ、両者の間で発生する火花放電により前記被補
   修面に電極棒材を蒸着させる放電式被覆装置。
2. 【請求項２】 一次巻線を商用電源に接続し、降圧した
   交流出力を二次巻線から取り出す変圧器と、 前記交流出力を整流して平滑する整流回路と、 該整流回路の出力端に直列接続される、チョークコイル
   及び半導体スイッチ素子と、 前記半導体スイッチ素子の一端とチョークコイルの出力
   端との接続点にアノードを接続したダイオードと、 該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチ素子の
   他端に並列接続されるコンデンサと、 前記ダイオードのカソードと前記コンデンサのプラス端
   子側との接続点にアノードを接続したサイリスタと、 該サイリスタのカソード側に電気接続される電極棒と、 振動又は軸周りの回転を前記電極棒に付与する駆動手段
   と、 繰り返し規則的な信号を発生し、該信号を前記半導体ス
   イッチ素子の制御端子及び前記サイリスタのゲートに入
   力する信号発生回路とで構成され、前記電極棒を金属製
   ワークの被補修面に近接させ、両者の間で発生する火花
   放電により前記被補修面に電極棒材を蒸着させる放電式
   被覆装置。
3. 【請求項３】 前記整流回路の出力端に、チョークコイ
   ル、半導体スイッチ素子、及び抵抗を直列接続した請求
   項１記載の放電式被覆装置。
4. 【請求項４】 前記整流回路の出力端に、チョークコイ
   ル、半導体スイッチ素子、及び抵抗を直列接続した請求
   項２記載の放電式被覆装置。
5. 【請求項５】 前記サイリスタのカソードと前記電極棒
   との間に、 前記駆動手段の作動中に接点が閉成し停止中に開成する
   スイッチを配設した請求項２又は請求項４記載の放電式
   被覆装置。
6. 【請求項６】 前記信号発生回路が発生する信号を矩形
   波とし、周波数、パルス幅を、２０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ、
   ２ｍＳ〜１５ｍＳの範囲内とした請求項１又は請求項２
   又は請求項３又は請求項４又は請求項５記載の放電式被
   覆装置。
7. 【請求項７】 前記コンデンサの容量は、数μＦ〜数百
   μＦである請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求
   項４又は請求項５記載の放電式被覆装置。
8. 【請求項８】 前記電源トランスの二次巻線の交流出力
   電圧は、３Ｖ〜５０Ｖである請求項１又は請求項２又は
   請求項３又は請求項４又は請求項５記載の放電式被覆装
   置。
9. 【請求項９】 前記信号の周期やパルス幅、前記コンデ
   ンサの容量、又は交流出力電圧の何れかを可変可能とし
   た請求項６又は請求項７又は請求項８記載の放電式被覆
   装置。
10. 【請求項１０】 前記信号発生回路の作動をオン・オフ
    するスイッチを設けた請求項１〜請求項９の何れかに記
    載の放電式被覆装置。