JPH0112547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電被覆装置に係り、特にその放電電
源部に高周波電源を用いて変圧器のような誘導結
合装置を介して被覆材電極と被加工体間に高周波
の電圧パルスを印加放電させるようにしたもので
ある。

従来この種放電被覆では、通常電磁石と反撥ば
ね等により構成される振動装置、又は回転偏倚軸
を有する偏倚重錘体を回転手段により回転させる
振動装置等の振動装置に被覆材電極を取り付けて
被加工体表面に対向させ、上記電磁石を発振器や
商用交流、或いはさらに放電用蓄電器の充放電電
流や電圧等により励振させることにより、その対
向方向に振動運動を行なわせて被覆材電極の先端
を被加工体表面に接触開離振動を繰返し、近接接
触時に同期して間隙にパルス放電を行なわせ、接
触時に加熱された被覆材電極の先端溶融部が被加
工体と溶着した状態から離隔時に被加工体表面に
溶着接着して残置することにより被覆が行なわれ
るもので、電極と被加工体間に前記振動方向とほ
ぼ直角方向に相対的な走査移動又は走査加工送り
を行うことにより被加工体の表面全体、もしくは
必要部分に電極を構成する被覆材の放電被覆層を
形成させることができるものである。

しかして、このように被覆材電極を被加工体表
面に対して単に対向方向に振動運動により軽打す
るように接触開離させて所謂放電被覆を行なつた
だけでは、被覆材電極の先端の放電及び通電溶融
さらには軟化部分が軽打接触時に被加工体表面の
放電及び通電による同様な一部溶融さらには軟化
部分に溶着し、被覆材電極の引上げ開離時には溶
融溶着部分が被加工体表面側と被覆材電極先端と
の、例えば熱溶量が少ない電極先端部分で破断し
て電極材が被加工体表面に溶着残置することによ
り被覆が行なわれるため、その破断図、即ち、被
覆面が大きな凹凸状のぎざぎざ面になり、被覆面
が面粗さ小さく奇麗に仕上らない欠点があつた。
また電極先端による接触開離の軽打で、被加工体
表面は凹凸状となり、被覆材が被加工体表面に均
一に着かず、被覆面が凹凸状になるとともに、被
覆層の薄い部分やピンホールというよりは可成り
大きな穴や弱点部分が多数あり、また被覆量、厚
さも薄くて、かつ被覆層の密度も小さいものであ
つた。

このような点を考慮して先に本発明人は、近接
接触開離の運動による少くとも近接接触したとき
から開離までの期間中、被覆材電極に前記接触開
離方向の軸、通常前記被覆材電極の軸心から偏倚
した軸の廻りに回転運動を与えておくことによ
り、被覆面を面粗さの小さいなめらかにして奇麗
な仕上り面とし、被覆厚さが厚くでき、被覆層が
より緻密で、穴や弱点部分がなく、また被覆層の
下の被加工体表面もあまり凹凸状とならなくて被
覆を行うことができることが明らかとなり、また
さらにアルゴンのような不活性気体もしくは水素
のような還元性気体またはこれらの混合気体や、
これと同等のガス、蒸気中、或はさらに液体中で
被加工体に対し被覆材電極を接触開離の振動運動
と回転運動を同時に与えて放電被覆加工を行なう
ことを提案した。

しかして、かかる従来の接触開離の振動による
放電被覆装置に用いる放電電源部としてはコンデ
ンサの充放電によるコンデンサ方式が一般的であ
つたが、さらに前記被覆材電極を回転駆動させる
放電被覆方式では、放電被覆加工に於ける被覆走
査作動に加えてさらに、被覆材電極が被加工体表
面に近接駆動されて放電が開始してから、接触溶
着後両者が或る程度以上開離するまでの期間に於
て両者の接触、さらには接触溶着部は振動方向と
直角方向、被加工体表面に平行な方向に押圧また
はこすり付け状態で相対移動して被覆作用に寄与
する作動が行なわれている訳で、この間に両者の
接触部に所望特性の放電、短絡、又は通電加熱電
流が流れていることが必要なのであるが、上記従
来のコンデンサ充放電方式の放電電源では種々の
目的に合つた特性の放電特性とすることは困難で
ある。

このため例えば、特公昭46−28162号公報記載
の如さ直流電圧源の出力をトランンジスタ等の電
子スイツチ素子でオン・オフ制御する電圧パルス
源即ち電圧パルス又は放電パルスの持続時間や該
パルス間の休止時間、或いはさらに電流振幅等が
任意に調整設定さらには制御可能な電源を用いる
ことになるが、構成が複雑であり、また前述の如
く電極被加工体間の接触短絡状態で放電または通
電加熱電流を供給する必要がある所から従来通常
の構成のものでは電子スイツチ素子の保護等のた
めに電力効率が悪く、従つてまた大型となる欠点
があつた。

このような点を考慮して本発明では、特に電源
部には変圧器のような誘導結合装置を介在させ、
その１次側に高周波発振出力を用いてスイツチ装
置をオン・オフさせる回路を設け、この２次側よ
り間歇的な電圧パルス列出力をとりだして放電被
覆加工電圧パルスとしたものである。

図は本発明の実施例を示しており、第１図は実
施例放電被覆装置の概略構成図、第２図は放電被
覆加工電源部３の実施例のブロツク回路結線図で
ある。

図では１、例えば10％C₀（タングステンカーバ
イトの結合剤で少し多めになる）−残部Wc焼結体
の如く棒状、短い円柱状又はパイプ状の被覆材電
極、２は例えば鉄材等の被加工体で、前記電極１
と対向し両者間に加工用電源３が接続され、間歇
的な電圧パルスが供給されるもので加工用電源３
の実施例の詳細は第２図に示されている。

４は被覆材電極１の固定取付支持体保持器４ａ
を有する支持軸で、モータ５の軸に一体に連結さ
れている。

６は振動装置本体で、ばね材よりなる振動片６
ａの一端が弾性振動可能に固定され、その他端は
振動自由端で、該自由端に設けた結合部８に支持
軸４がボールベアリング８ａにより回転可能に保
持される。又７は電磁振動装置で、励磁用線輪７
ａに電源９より所定周波数の間歇励磁を与えて鉄
片６ｂの吸引開放を行う。

かくて被覆材電極１はモータ５によりその中心
軸より少し偏倚した軸の廻りに回転自転するとと
もに、振動装置６による振動運動により被加工体
２に対し接触開離しつつ放電被覆加工を行うので
ある。

次に第２図は、放電被覆加工電源部３のブロツ
ク回路構成図で、高周波発振部３ａと低周波発振
部３ｂとを備え、その両発振部の出力をアンド回
路等の理論積回路３ｃに入力させて、高周波出力
が低周波で断続されて出力し、該出力信号をトラ
ンジスタのような電子スイツチ３ｄに与えてその
ベース制御等により放電電力出力を行うものであ
る。

高周波発振部３ａは、例えば１〜10μs前後の持
続時間と数μs前後又はそれ以下の休止時間を有す
る高周波電圧パルス信号を出力するもので、之に
対し他方の低周波発振部３ｂは、例えば20μs〜５
ｍｓ前後の持続時間と10μs〜１ｍｓ前後の休止時
間を有する低周波電圧パルス信号を出力するもの
で、夫々の電圧パルスの持続時間及び休止時間は
可変設定が可能なものであり、両電圧パルス信号
は好ましくは同期が取つてあり（例えば低周波の
電圧パルス信号の発生期間内に高周波の電圧パル
ス信号が半端なく丁度所定数入り、それが休止時
間を置く各低周波電圧パルス各に繰り返えされ
る）両者が論理積回路３ｃにより合成信号とな
り、該合成信号が図示しない必要に応じて設けら
れるドライバ回路等を介して電子スイツチ３ｄに
オンオフ制御信号として入力する。３ｅは例えば
商用交流を変圧整流した加工用直流電源、３ｆは
コンデンサ等の平滑波回路で、之等の電源が前
記の電子スイツチ３ｄとともに空芯又は鉄芯をも
つ高周波特性のよいトランス３ｇの１次巻線３g₁
に直列に接続される。３g₂は前記トランス３ｇの
２次巻線で、整流器３ｈをへて出力３ｉから図示
しない放電間隙に通常電極１を正極として加えら
れるのである。

かくて、出力３ｉからは一見低周波発振部３ｂ
の出力電圧パルスの持続時間と休止時間を有する
電力パルスが出力するが、その各電力パルスは高
周波発振部３ａの出力電圧パルスの持続時間と休
止時間の集積であつて、電子スイツチ３ｄは完全
に応答してオン・オフしている訳でなはいが、実
質上高周波のオン・オフをしてい訳で、安全低抗
３ｊとしては大きなものを必要とすることなく、
出力３ｉの間歇的な短絡状態に於ける通電に耐え
得るものである。

そして、例えば、放電被覆加工作用がより低周
波の振動（例えば100Hz前後）で電極回転数が低
い（例えば数100R.P.M.）状態で行なわれる場合
には低周波発振部３ｂの出力電圧パルスを例えば
持続時間200μs、休止時間50μsの如く高周波化す
るのに対し高周波発振部３ａの出力電圧パルスを
例えば持続時間3μs、休止時間５ｍｓの如く低周
波化して使用し、之とは逆は振動数を高く（例え
ば400Hz）して、回転数を速い（例えば1500R.P.
M.）被覆加工の場合には低周波の電圧パルスを
持続時間1000μs、休止時間100ｍｓ、高周波の電
圧パルスを持続時間1.5μs、休止時間1μsの如く調
整して被覆加工を行なう如く目的に応じて電圧パ
ルスの条件を目的に応じて広範囲に選択設定で
き、安定な放電被覆加工を電力効率良く行なうこ
とができる。

実際例においては、被覆加工面粗さ34μRmax
の条件で、10％C₀−残部Wc焼結体の棒状被覆材
電極を用いてS550C鉄材被加工体に被覆した場
合、従来のコンデンサ充放電方式の電源によるも
のは、被覆材電極の接触開離の振動数100Hzで被
覆加工速度が約0.03mm／5minであつたのに対し、
本発明による場合、被覆材電極の回転を150R.P.
M.前記と同じ振動数100Hzで同じ被覆材体電極を
用いた場合低周波電圧パルス持続時間250μs、休
止時間50μs、高周波電圧パルス持続時間2.5μs、
休止時間3μsとしたとき、約0.5mm／5minとなつ
た。

更に他は同じ条件で被覆材電極の回転数を
500R.P.M.として振動数300Hzとした場合本発明
による電源構成では0.4mm／5minとなり、被覆速
度で実用的効果は大となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電被覆装置の概略構成
図、第２図は電源部のブロツク回路構成図であ
る。図で１は被覆材電極、２は被加工体、３は電
源部、３ａは高周波発振部、３ｂは低周波発振
部、３ｃはアンド回路、３ｄは電子スイツチ、３
ｇは変圧器、３ｈは整流器、４は支持軸、５はモ
ータ、６は振動装置本体、６ａは振動体、６ｂは
鉄片、７は電磁振動装置、８は結合部、９は振動
電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工体表面に対して接触開離の振動、前記
   接触開離方向の軸の廻りの回転が与えられる被覆
   材電極を配置し、前記電極と被加工体間に加工用
   放電電源を接続して間けつ的な電圧パルスを印加
   し発生する放電により被加工体表面に被覆材電極
   を溶着被覆する装置において、前記加工用放電電
   源として、高周波信号によりスイツチ装置をオ
   ン・オフさせる１次側回路を備えた誘導結合装置
   の２次側より電圧パルス出力をとりだすようにし
   たことを特徴とする放電被覆装置。