JP2002273276A - 粉末状溶射材料を用いた溶射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末状溶射材料を用いた溶射装置において、
ノズルと溶射材料供給ポートの相対位置を調整可能とし
て、溶射の付着効率および皮膜品質を向上する。 【解決手段】 筒状のノズル１２の後端部に粉末状溶射
材料が供給される溶射材料供給ポート１６を同軸的に支
持させ、ノズルと溶射材料供給ポートの相対位置を調整
可能とする。この調整は、外筒１０に対しノズルを半径
方向移動可能に支持して溶射材料供給ポートの軸心に対
するノズルの軸心の位置関係をノズル位置調整機構３０
により調整してもよいし、溶射材料供給ポートを半径方
向移動可能に支持してノズルの軸心に対する溶射材料供
給ポートの軸心の位置関係をポート位置調整機構４０に
より調整してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性、耐摩耗
性、耐熱性などを付与する皮膜を物体の表面に形成する
ための溶射装置、特に粉末状溶射材料を用いた溶射装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の粉末状溶射材料を用いた溶射ガ
ン（溶射装置）における溶射フレーム発生方式には、ノ
ズル内部にフレームを発生させる内部方式と、ノズル外
部の出口近傍にフレームを発生させる外部方式の２種類
がある。何れの方式もノズル部で燃焼ガスが高温高速の
溶射フレームとなって噴出し、この溶射フレームに溶射
材料供給装置からキャリヤガスにより送られてくる粉末
状溶射材料が溶射材料供給ポートから溶射フレームに供
給される。そしてこの粉末状溶射材料は溶射フレームに
より加熱、加速され、溶融された溶射粒子となって基材
表面に付着される。

【０００３】従来のこの種の溶射ガンは、図４に示すよ
うに、ノズル１２や溶射材料供給ポート１６、これらの
支持部品１０，１１，１３，１４などの複数の管状部品
を組み合わせて、燃焼ガスやキャリヤガスなどの流路を
形成しており、これらをガス漏れなしに組み付けるため
に、柔軟弾性体よりなるＯリングなどの多数のシールリ
ング２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２，２３を介
して結合されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、多数のシールリングを介して組み付け
ているので、各部品間のクリアランスにばらつきを生
じ、溶射ガン毎にあるいはノズル１２などの部品を交換
する毎に各部品の相対位置が異なったものとなり、溶射
材料供給ポート１６とノズル１２の相対位置にばらつき
を生じる。これによりノズル１２により形成される溶射
フレーム内における、溶射材料供給ポート１６により供
給される溶射粒子の飛行軌跡は溶射ガン毎にあるいはノ
ズル１２などの部品を交換する毎に異なったものとな
り、場合によっては溶射材料の溶融度合いが低下して歩
留まりが低下したり皮膜品質にばらつきを生じ、また溶
射位置もずれるという問題を生じる。さらにこのような
溶射ガンでは、供給される燃焼ガスの質、量、圧力、流
量、温度などの溶射条件によっても溶射フレームの噴出
方向が変化し、これによっても供給される溶射粒子の溶
射フレーム内における飛行軌跡はその都度異なったもの
となり、上記同様な問題を生じる。

【０００５】このため従来は、ノズル交換時や溶射条件
変更時に、溶射ガンの各部品の再組み付けを行って溶射
フレームに対する溶射粒子の飛行軌跡の調整をしている
が、この作業は作業者の勘に頼り、トライ・アンド・エ
ラーで行っており、完全な調整は困難であった。このた
め溶射ガンをトラバースして未溶射部の発生を防いだ
り、溶射堆積層内の組織の偏りを平準化したりしている
が、溶射材料の付着効率が低い、皮膜の品質が不安定で
あるなどの問題は充分には解決できず、また、再組み付
けによる調整作業には時間がかかるので、生産性が低下
するという問題もあった。本発明はこのような各問題を
解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による粉末状溶射
材料を用いた溶射装置は、前端が外部に開放され燃料が
供給される筒状のノズルと、ノズルと同軸的となるよう
に支持されて後側から供給された粉末状溶射材料をノズ
ル内に供給する筒状の溶射材料供給ポートを備えてなる
粉末状溶射材料を用いた溶射装置において、溶射材料供
給ポートの軸心に対するノズルの軸心の位置関係を調整
するノズル位置調整機構を備えたことを特徴とするもの
である。

【０００７】前項の発明の粉末状溶射材料を用いた溶射
装置は、ノズルおよび溶射材料供給ポートを同軸的に内
部に支持する外筒をさらに備えたものとし、ノズルは外
筒の内孔との間に隙間をおいて前端部と後端部の少なく
とも一方が半径方向移動可能に支持され、ノズル位置調
整機構は、外筒に一体的に固着された支持部材と、この
支持部材に半径方向内向きにねじ込まれ一体的に形成さ
れた延長ロッド部の先端部が外筒を貫通してノズルの外
周面に当接する調整ねじよりなるものとすることが好ま
しい。

【０００８】前項の発明の粉末状溶射材料を用いた溶射
装置は、２組以上のノズル位置調整機構を外筒の中心線
と直交する平面上において点対称的に配置することが好
ましい。

【０００９】前２項の発明の粉末状溶射材料を用いた溶
射装置は、ノズルと外筒の間に中間筒を設けるとともに
同中間筒と各ノズルおよび外筒の間にそれぞれ隙間を設
けたものとし、中間筒の先端部と外筒の内孔およびノズ
ルの間にはそれぞれ柔軟弾性材料よりなる先端部シール
リングを設けてノズルの先端部を半径方向移動可能に支
持し、ノズル位置調整機構は外筒の先端部に設けること
が好ましい。

【００１０】また本発明による粉末状溶射材料を用いた
溶射装置は、前端が外部に開放され燃料が供給される筒
状のノズルと、ノズルと同軸的となるように支持されて
後側から供給された粉末状溶射材料をノズル内に供給す
る筒状の溶射材料供給ポートを備えてなる粉末状溶射材
料を用いた溶射装置において、ノズルの軸心に対する溶
射材料供給ポートの軸心の位置関係を調整するポート位
置調整機構を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】前項の発明の粉末状溶射材料を用いた溶射
装置は、ノズルおよび溶射材料供給ポートを同軸的に内
部に支持する外筒をさらに備えたものとし、溶射材料供
給ポートは前端部と後端部の少なくとも一方が半径方向
移動可能に支持され、ポート位置調整機構は、外筒に一
体的に固着された支持部材と、この支持部材に半径方向
内向きにねじ込まれ一体的に形成された延長ロッド部の
先端部が外筒を貫通して溶射材料供給ポートの外周面に
当接する調整ねじよりなるものとすることが好ましい。

【００１２】前項の発明の粉末状溶射材料を用いた溶射
装置は、２組以上のポート位置調整機構を外筒の中心線
と直交する平面上において点対称的に配置することが好
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】先ず図１に示す第１の実施の形態
の説明をする。この第１の実施の形態の溶射装置は、外
筒１０の前部の内側に二重構造となるように中間筒１１
およびノズル１２を設け、これらの後側にポート支持ブ
ロック１４に支持された溶射材料供給ポート１６を設
け、ノズル１２をノズル位置調整機構３０により調整す
るようにしたものである。

【００１４】外筒１０は、シールリング１０ｃを介して
液密にねじ込み連結された基端部１０ａと先端部１０ｂ
よりなり、外筒１０には、基端部１０ａから先端部１０
ｂの後部に達するストレートな大径部と、先端部１０ｂ
の中間部および前部の大半を占めるストレートな小径部
と、この両部分をつなぐテーパ部からなる内孔１０ｄが
同軸的に形成されている。内孔１０ｄの小径部の前端に
は、前方に向かって広がるテーパ状の開口１０ｅが形成
されている。

【００１５】中間筒１１は、外筒１０の内孔１０ｄに沿
った後側が大径となる筒状で、内孔１０ｄの内側との間
に隙間をおいて外筒１０と同軸的に設けられている。外
筒１０の内孔１０ｄの前端部に形成した環状溝内には先
端部シールリング２０ａが設けられ、中間筒１１の先端
部はこの先端部シールリング２０ａの内周に挿入するこ
とにより多少距離半径方向移動可能に弾性的に支持され
ている。中間筒１１の後端部は外周に形成した環状溝内
に設けた後端部シールリング２０ｂを内孔１０ｄに当接
することにより、多少距離半径方向移動可能に弾性的に
支持されている。先端部シールリング２０ａ，２１ａの
すぐ後側となる中間筒１１の前端部には、内外を連通す
る連通穴１８ｃが形成されている。

【００１６】ノズル１２は、前部と中央部が小径で後部
が段状に大径となった筒状で、中間筒１１の内面との間
に隙間をおいて外筒１０と同軸的に設けられている。ノ
ズル１２の先端部外面は中間筒１１の前端部内面との間
に介装した先端部シールリング２１ａにより多少距離半
径方向移動可能に弾性的に支持され、ノズル１２の先端
は外筒１０前端部の開口１０ｅを介して外部に解放され
ている。中間筒１１の先端部は先端部シールリング２０
ａにより外筒１０に支持されているので、ノズル１２の
先端部は２つの先端部シールリング２０ａ，２１ａを介
して半径方向移動可能に外筒１０により支持される。ノ
ズル１２後部の大径部の内面は次に述べるポート支持ブ
ロック１４の前端部により支持されてこの両部材１２，
１４の間にはノズル後室１９が形成され、またこの両部
材１２，１４の間は後端部シールリング２１ｂによりシ
ールされている。

【００１７】各シールリング２０ａ，２０ｂ，２１ａ，
２１ｂは、ゴムなどの柔軟弾性体よりなるものである。
これらの各シールリングにより中間筒１１とノズル１２
との間の隙間および中間筒１１と外筒１０の間の各隙間
は前後端がシールされて、それぞれ円筒状の内側通路１
８ａおよび外側通路１８ｂを形成し、中間筒１１の先端
部に形成されてこの両通路１８ａ，１８ｂを連通する連
通穴１８ｃとともに冷媒通路１８を形成している。

【００１８】外筒１０の内孔１０ｄ後部の大径部よりも
やや細い筒状のインレットブロック１３の先端には、短
い筒状のポート支持ブロック１４の後端突出部がシール
リング２３を介して連結されてリングナット１７により
固着されている。この両者１３，１４は後側から外筒１
０の内孔１０ｄ内に挿入され、ノズル１２と同軸的に配
置されたポート支持ブロック１４の先端部はノズル１２
の後部内面に緩く嵌合されてこれを多少角度揺動可能に
支持している。ポート支持ブロック１４を同軸的に貫通
して形成された内孔には筒状の溶射材料供給ポート１６
が嵌合されて支持され、インレットブロック１３の中心
線に沿って設けられた細い溶射材料供給管１５の先端部
は、溶射材料供給管１５の後端部に連結されている。

【００１９】図示は省略したが、インレットブロック１
３とポート支持ブロック１４には、ノズル後室１９に燃
焼ガスを供給するガス供給通路、冷媒通路１８の内側通
路１８ａと外側通路１８ｂにそれぞれ連通される冷媒供
給通路および冷媒排出通路が設けられている。

【００２０】次にノズル１２の傾斜角を調整するノズル
位置調整機構３０の説明をする。図１に示すように、外
筒１０の前部には直径方向において互いに対向する位置
に１対のノズル位置調整機構３０が設けられている。各
ノズル位置調整機構３０は外筒１０の前部外周面にボル
ト３３により固定されたブロック状の支持部材３１を有
しており、この支持部材３１には半径方向内向きに調整
ねじ３２がねじ込まれている。調整ねじ３２の先端側に
同軸的に一体形成された延長ロッド部３２ａは、外筒１
０に半径方向に形成した貫通孔および中間筒１１に形成
した連通穴１８ｃ内を通って、その先端部がノズル１２
の前端部の外周面に当接している。延長ロッド部３２ａ
と外筒１０の間には、シールリング３５が設けられてい
る。

【００２１】この両ノズル位置調整機構３０の調整ねじ
３２の一方を戻し、他方をねじ込むことにより、ノズル
１２は後部のポート支持ブロック１４による嵌合支持部
を中心として揺動して、溶射材料供給ポート１６の軸心
に対するノズル１２の軸心の傾斜角が調整されて両者１
２，１６の間の位置関係が調整される。なお、図１は外
筒１０の直径方向に対向する１対のノズル位置調整機構
３０だけを示しており、これでは図１の紙面上において
しか、溶射材料供給ポート１６に対するノズル１２の位
置関係を調整できないが、実際はこれと直交する外筒１
０の直径方向にもさらに１対のノズル位置調整機構３０
を設けて溶射材料供給ポート１６に対するノズル１２の
位置関係を立体的に調整できるようになっている。

【００２２】次に上述した実施の形態の作動の説明をす
る。インレットブロック１３およびポート支持ブロック
１４を介してノズル後室１９内に供給した燃焼ガスに点
火すれば、ノズル１２内に溶射フレームが形成されて外
筒１０先端の開口１０ｅから噴出される。ノズル１２の
外周に形成した冷媒通路１８には、各ブロック１３，１
４に形成した通路を介して冷却水（冷媒）を貫流させて
ノズル１２を冷却する。この状態で、粉末状の溶射材料
をキャリヤガスとともに溶射材料供給管１５から供給す
れば、溶射材料供給ポート１６を通ってノズル後室１９
内に入った粉末状溶射材料は溶射フレームにより加熱、
加速され、溶融した溶射粒子となって基材表面に付着さ
れる。この状態において、各ノズル位置調整機構３０に
より溶射材料供給ポート１６に対するノズル１２傾斜角
を変化させれば、溶射フレームの流れ方向に対する溶射
粒子の飛行方向が変化される。

【００２３】ノズル１２およびこれを支持する各部材
は、燃焼ガスや冷却水の漏れを防ぐためにゴムなどの柔
軟弾性体よりなる各シールリング２０ａ，２０ｂ，２１
ａ，２１ｂを介して組み付けられているので溶射材料供
給ポート１６に対するノズル１２の位置がばらつき、ま
たノズル後室１９に供給される燃焼ガスの質、量、圧
力、流量、温度などの溶射条件によっても溶射フレーム
の噴出方向が変化するので、溶射フレームの流れ方向と
溶射粒子の飛行方向とが必ずしも一致せず、そのような
場合は温度および流速が低下した溶射フレーム周辺部を
通る溶射粒子の比率が増大する。これにより温度および
速度が低下した溶射粒子の比率が増大するので、溶射の
歩留まりが低下したり皮膜品質にばらつきを生じ、また
溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの中心からずれると
いう問題を生じる。

【００２４】しかしながら上述した第１の実施の形態に
よれば、溶射ガンを作動させて対象物体に溶射を行って
いる状態において、各ノズル位置調整機構３０により溶
射材料供給ポート１６に対するノズル１２の傾斜角を変
化させて、対象物体に溶射される溶射材料のパターンの
中心が溶射フレームの先端部の中心と一致するように調
整すれば、溶射ガンの再組み付けを行うことなくきわめ
て容易に溶射フレームの流れ方向と溶射粒子の飛行方向
とを一致させることができる。これにより溶射粒子の大
部分は温度および流速が高い溶射フレームの中心部に沿
って飛行するように溶射材料供給ポート１６の軸心に対
するノズル１２の軸心の位置関係は調整され、溶射粒子
を加熱および加速する効率が高まるので、対象物体に対
する溶射の付着効率が向上し、皮膜品質も向上し、また
溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの中心と一致するの
で溶射位置の精度も向上する。

【００２５】各ノズル位置調整機構３０による溶射材料
供給ポート１６に対するノズル１２の傾斜角の調整は、
上述のように実際に対象物体に溶射を行う代わりに、溶
射ガン先端の開口１０ｅから噴出される溶射フレームを
観察し、その内部に赤熱されて見える溶射粒子のパター
ンの中心が溶射フレームの中心と一致するように、各ノ
ズル位置調整機構３０によりノズル１２の傾斜角を調整
してもよい。

【００２６】図２は、溶射材料として炭素鋼（Fe-1%C）
を使用し、溶射距離を２００mmとした場合において、燃
焼ガスの質、量、圧力、流量などの溶射条件を変えた場
合における、この第１の実施の形態の溶射ガンを使用し
た場合の実施例と、図４に示す従来技術の溶射ガンを使
用してノズル１２の再組み付けにより溶射粒子の飛行軌
跡の調整を行った比較例の、溶射歩留り（溶射の付着効
率に相当）および皮膜内気孔率（皮膜品質に相当）を測
定したデータを示す。これにより明らかなように、本発
明の実施例によればノズル位置調整機構３０を用いて前
述のような方法でノズル１２の位置を１回調整するだけ
で相当な溶射歩留りおよび皮膜内気孔率が得られのに対
し、比較例では本発明の実施例に近い溶射歩留りおよび
皮膜内気孔率を得るには２〜４回の再組み付けによるノ
ズル調整を必要とし、それでも大部分の場合には本発明
の実施例よりやや劣る溶射歩留りおよび皮膜内気孔率し
か得ることができない。

【００２７】上述した第１の実施の形態では、ノズル１
２は先端部を先端部シールリング２０ａ，２１ａにより
半径方向移動可能に支持し、ノズル位置調整機構３０
は、外筒１０の前部に固着した支持部材３１と、この支
持部材３１にねじ込まれ一体形成した延長ロッド部３２
ａの先端部がノズル１２の先端部外周面に当接する調整
ねじ３２により構成したので、調整の際の可動部分が少
なくなるとともにノズル１２先端部の支持する弾性部材
を先端部シールリング２０ａ，２１ａにより兼用したの
で、構造簡単で作動が確実なノズル１２の軸心位置調整
のための調整機構が得られる。

【００２８】また上述した第１の実施の形態では、互い
に直交する２つの方向において、それぞれ１対のノズル
位置調整機構３０を設けているので、溶射材料供給ポー
ト１６に対するノズル１２の位置関係を立体的に調整す
ることができる。しかしながら本発明はこれに限らず、
３組のノズル位置調整機構３０を外筒１０の中心線と直
交する平面上において外筒１０の中心線に対し点対称的
に配置しても同様な立体的調整機能を得ることができ
る。

【００２９】またこの実施の形態では、直径上に２組の
ノズル位置調整機構３０を対向して配置しており、その
ようにすれば溶射材料供給ポート１６に対するノズル１
２の位置関係の調整精度は高くなる。しかしながら本発
明は、対向して配置した２組のノズル位置調整機構３０
のうち一方はスプリングのような弾性押圧部材として、
残るノズル位置調整機構３０の延長ロッド部３２ａの先
端にノズル１２の先端部の外周面を当接するようにして
実施することも可能である。３組のノズル位置調整機構
３０を点対称的に配置したものの場合は、３組のうち１
組をスプリングのような弾性押圧部材で置き換えること
ができる。このようにすればノズル位置調整機構３０の
組数を減らしてコストを低減することができる。

【００３０】なお上述した第１の実施の形態では、ノズ
ル１２の先端部のみを先端部シールリング２０ａ，２１
ａを半径方向移動可能に支持したが、本発明はノズル１
２の後端部だけを後端部シールリング２０ｂにより半径
方向移動可能に支持してノズル位置調整機構３０をノズ
ル１２の後部に設けてもよいし、あるいはノズル１２の
前後端部をシールリングなどにより半径方向移動可能に
支持してノズル位置調整機構３０は適当な位置に設けて
もよい。この場合はノズル位置調整機構３０の位置をノ
ズル１２の中央付近とすれば、ノズル１２は傾斜角だけ
でなく偏心量も変化して、溶射材料供給ポート１６の軸
心に対するノズル１２の軸心の位置関係の調整がなされ
る。

【００３１】次に図３に示す第２の実施の形態の説明を
する。この第２の実施の形態はノズル１２の代わりに溶
射材料供給ポート１６を外筒１０に対し半径方向移動可
能に弾性的に支持してポート位置調整機構４０により傾
斜角および偏心量を調整可能とした点が第１の実施の形
態と異なるだけである。

【００３２】この第２の実施の形態の中間筒１１、ノズ
ル１２およびインレットブロック１３は第１の実施の形
態と同一構造で、同様にして外筒１０内に同軸的に支持
されている。インレットブロック１３の先端にリングナ
ット１７を介して取り付けられるポート支持ブロック１
４は、第１の実施の形態と同様、その先端部によりノズ
ル１２の後部を支持しているが、ポート支持ブロック１
４に同軸的に形成された内孔１４ａは溶射材料供給ポー
ト１６の外径よりも大径であり、その前後端部の内周に
形成した環状溝にはゴムなどの柔軟弾性体よりなるシー
ルリング２２が設けられている。溶射材料供給ポート１
６の両端部は、各シールリング２２を介してポート支持
ブロック１４により、気密かつ多少距離半径方向移動可
能に弾性的に支持されている。インレットブロック１３
の中心に設けた溶射材料供給管１５と溶射材料供給ポー
ト１６の連結部は、シールリング２２，２３により外部
からシールされている。

【００３３】溶射材料供給ポート１６の傾斜角および偏
心量を調整するポート位置調整機構４０はノズル位置調
整機構３０とほゞ同じ構造で、外筒１０の直径方向にお
いて互いに対向する１対が設けられている。各ポート位
置調整機構４０は、外筒１０の外周面にボルト４３によ
り固定されたブロック状の支持部材４１と、これに半径
方向内向きにねじ込まれた調整ねじ４２よりなり、調整
ねじ４２の先端側に同軸的に一体形成された延長ロッド
部４２ａは、外筒１０およびポート支持ブロック１４に
半径方向に形成した貫通孔を通って、その先端部が溶射
材料供給ポート１６の外周面に当接している。延長ロッ
ド部４２ａと外筒１０およびポート支持ブロック１４の
間には、それぞれシールリング４５，４６が設けられて
いる。延長ロッド部４２ａを通すためにポート支持ブロ
ック１４に形成した貫通孔は、第１の実施の形態と同様
にポート支持ブロック１４に形成したガス供給通路、冷
媒の供給および排出通路と干渉しない位置に設けられて
いる。

【００３４】この両ポート位置調整機構４０の調整ねじ
４２を、第１の実施の形態と同様に調整することによ
り、溶射材料供給ポート１６はノズル１２の軸心に対す
る溶射材料供給ポート１６の軸心の傾斜角および偏心量
が調整されて両者１２，１６の間の位置関係が調整され
る。位置関係の調節は、溶射材料供給ポート１６に対す
る延長ロッド部４２ａの当接位置を前または後のシール
リング２２に近づければ主として傾斜角の変化により行
われ、両シールリング２２の中間位置に近づければ主と
して偏心量の変化により行われる。この第２の実施の形
態でも紙面と直交する外筒１０の直径方向にさらに１対
のポート位置調整機構４０を設けてノズル１２に対する
溶射材料供給ポート１６の位置関係を立体的に調整でき
るようになっている。

【００３５】この第２の実施の形態でも、ノズル１２内
に溶射フレームが形成されて外筒１０先端の開口１０ｅ
から噴出され、ノズル１２の外周に形成した冷媒通路１
８を貫流する冷却水によりノズル１２は冷却される。キ
ャリヤガスとともに供給された粉末状の溶射材料は溶射
材料供給ポート１６を通ってノズル後室１９内に入り、
溶射フレームにより加熱、加速され、溶融された溶射粒
子となって基材表面に付着される。この状態において、
各ポート位置調整機構４０によりノズル１２に対する溶
射材料供給ポート１６の傾斜角および偏心量を変化させ
れば、溶射フレームの流れ方向に対する溶射粒子の飛行
方向が変化される。

【００３６】前述のように、ノズル１２や溶射材料供給
ポート１６などの各部材は、多数のシールリング２０
ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２，２３を介して組み
付けられているのでノズル１２に対する溶射材料供給ポ
ート１６の位置がばらつき、またノズル後室１９に供給
される燃焼ガスの質、量、圧力、流量、温度などの溶射
条件によっても溶射フレームの噴出方向が変化するの
で、溶射フレームの流れ方向と溶射粒子の飛行方向とが
必ずしも一致せず、温度および流速が低下した溶射フレ
ーム周辺部を通る溶射粒子の比率が増大する。これによ
り温度および速度が低下した溶射粒子の比率が増大する
ので、溶射の歩留まりが低下したり皮膜品質にばらつき
を生じ、また溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの中心
からずれるという問題を生じる。

【００３７】しかしながらこの第２の実施の形態でも、
溶射ガンを作動させて対象物体に溶射を行っている状態
において、各ポート位置調整機構４０によりノズル１２
に対する溶射材料供給ポート１６の傾斜角および偏心量
を変化させて、対象物体に溶射される溶射材料のパター
ンの中心が溶射フレームの先端部の中心と一致するよう
に調整すれば、溶射ガンの再組み付けを行うことなくき
わめて容易に溶射フレームの流れ方向と溶射粒子の飛行
方向とを一致させることができる。これにより溶射粒子
の大部分は温度および流速が高い溶射フレームの中心部
に沿って飛行するように溶射材料供給ポート１６の軸心
に対するノズル１２の軸心の位置関係は調整され、溶射
粒子を加熱および加速する効率が高まるので、対象物体
に対する溶射の付着効率が向上し、皮膜品質も向上し、
また溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの中心と一致す
るので溶射位置の精度も向上する。この調整は、第１の
実施の形態の場合と同様、実際に対象物体に溶射を行う
代わりに、溶射ガン先端の開口１０ｅから噴出される溶
射フレームを観察し、その内部に赤熱されて見える溶射
粒子のパターンの中心が溶射フレームの中心と一致する
ようにして行ってもよい。

【００３８】この第２の実施の形態では、溶射材料供給
ポート１６は前後両端部をシールリング２２により半径
方向移動可能に支持し、ポート位置調整機構４０は、外
筒１０に固着した支持部材４１と、この支持部材４１に
ねじ込まれ一体形成した延長ロッド部４２ａの先端部が
溶射材料供給ポート１６の外周面に当接する調整ねじ４
２により構成したものとしたので、調整の際の可動部分
が少なくなり、構造簡単で作動が確実な溶射材料供給ポ
ート１６の軸心位置調整のための調整機構が得られる。

【００３９】またこの第２の実施の形態でも、互いに直
交する２つの方向において、それぞれ１対のポート位置
調整機構４０を設けているので、ノズル１２に対する溶
射材料供給ポート１６の位置関係を立体的に調整するこ
とができる。しかしながら本発明はこれに限らず、３組
のポート位置調整機構４０を外筒１０の中心線と直交す
る平面上において外筒１０の中心線に対し点対称的に配
置しても同様な立体的調整機能を得ることができる。

【００４０】なおこの第２の実施の形態でも、直径上に
対向して配置した２組のポート位置調整機構４０の一方
をスプリングのような弾性押圧部材としてもよい。また
３組のポート位置調整機構４０を点対称的に配置したも
のの場合は、３組のうち１組をスプリングのような弾性
押圧部材で置き換えることができる。このようにすれば
ポート位置調整機構４０の組数を減らしてコストを低減
することができる。この第２の実施の形態では、溶射材
料供給ポート１６の両端部をそれぞれシールリング２２
を介してポート支持ブロック１４により多少距離半径方
向移動可能に弾性的に支持しているが、溶射材料供給ポ
ート１６は両端部の何れか一方だけを多少距離半径方向
移動可能に弾性的に支持し、他方は多少角度揺動のみ可
能に支持するようにしてもよい、この場合はポート位置
調整機構４０による調整を行えば、溶射材料供給ポート
１６は他方の支持部を中心として傾斜角が変化して、溶
射フレームの流れ方向に対する溶射粒子の飛行方向が変
化される。

【００４１】上述した各実施の形態では、ノズル位置調
整機構３０またはポート位置調整機構４０の調整ねじ３
２，４２は手動により調整するものとしたが、各調整ね
じ３２，４２の調整はサーボモータにより行うようにし
てもよく、そのようにすれば遠隔操作も可能となる。ま
た上述した各実施の形態は、何れもノズル内部にフレー
ムを発生させる内部方式の溶射ガンに本発明を適用した
例を示しているが、本発明はこれに限らず、ノズル外部
の出口近傍にフレームを発生させる外部方式の溶射ガン
に適用することもできる。

【００４２】

【発明の効果】溶射材料供給ポートの軸心に対するノズ
ルの軸心の位置関係を調整するノズル位置調整機構を備
えた本発明によれば、溶射装置を作動させてその作動状
態を観察しながらノズル位置調整機構より調整作業を行
うことにより、溶射材料供給ポートの軸心に対するノズ
ルの軸心の位置関係を、短時間で確実に、溶射フレーム
の流れ方向と溶射粒子の飛行方向が一致するようにに調
整することができる。これにより溶射粒子の大部分は温
度および流速が高い溶射フレームの中心部に沿って飛行
して、溶射粒子を加熱および加速する効率が高まるの
で、物体に対する溶射の付着効率が向上し、皮膜品質も
向上し、また溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの中心
と一致するので溶射位置の精度も向上する。

【００４３】前項の発明において、ノズルは外筒の内孔
内に前端部と後端部の少なくとも一方を半径方向移動可
能に支持したものとし、ノズル位置調整機構は、外筒に
一体的に固着した支持部材と、この支持部材にねじ込ま
れ一体形成した延長ロッド部の先端部がノズルの外周面
に当接する調整ねじにより構成したものによれば、調整
の際の可動部分が少なくなるので、構造簡単で作動が確
実なノズルの軸心位置調整のための調整機構が得られ
る。

【００４４】前項の発明において、２組以上のノズル位
置調整機構を外筒の中心線と直交する平面上において点
対称的に配置したものによれば、溶射材料供給ポートの
軸心に対するノズルの軸心の位置関係の調整は一層確実
となり、またノズル位置調整機構を３組以上とすること
により溶射材料供給ポートの軸心に対するノズルの軸心
の位置関係の調整を立体的に行うこともできる。

【００４５】前２項の発明において、ノズルと外筒の間
に中間筒をさらに設け、中間筒の先端部と外筒の内孔お
よびノズルの間にはそれぞれ柔軟弾性材料よりなる先端
部シールリングを設けてノズルの先端部を半径方向移動
可能に支持し、ノズル位置調整機構は外筒の先端部に設
けたものによれば、ノズルの先端部を半径方向移動可能
に支持する部材が中間筒の先端部をシールする先端部シ
ールリングにより兼用されるので、構造は一層簡略化さ
れる。

【００４６】またノズルの軸心に対する溶射材料供給ポ
ートの軸心の位置関係を調整するポート位置調整機構を
備えた本発明によっても、溶射装置を作動させてその作
動状態を観察しながらポート位置調整機構により調整作
業を行うことにより、ノズルの軸心に対する溶射材料供
給ポートの軸心の位置関係を、短時間で確実に、溶射フ
レームの流れ方向と溶射粒子の飛行方向が一致するよう
にに調整することができる。これにより溶射粒子の大部
分は温度および流速が高い溶射フレームの中心部に沿っ
て飛行して、溶射粒子を加熱および加速する効率が高ま
るので、物体に対する溶射の付着効率が向上し、皮膜品
質も向上し、また溶射粒子の溶射位置が溶射フレームの
中心と一致するので溶射位置の精度も向上する。

【００４７】前項の発明において、溶射材料供給ポート
は前端部と後端部の少なくとも一方を半径方向移動可能
に支持したものとし、ポート位置調整機構は、外筒に固
着した支持部材と、この支持部材にねじ込まれ一体形成
した延長ロッド部の先端部が溶射材料供給ポートの外周
面に当接する調整ねじにより構成したものによれば、調
整の際の可動部分が少なくなるので、構造簡単で作動が
確実な溶射材料供給ポートの軸心位置調整のための調整
機構が得られる。

【００４８】前項の発明において、２組以上のポート位
置調整機構を外筒の中心線と直交する平面上において点
対称的に配置したものによれば、ノズルの軸心に対する
溶射材料供給ポートの軸心の位置関係の調整は一層確実
となり、またポート位置調整機構を３組以上とすること
によりノズルの軸心に対する溶射材料供給ポートの軸心
の位置関係の調整を立体的に行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による粉末状溶射材料を用いた溶射装
置の第１の実施の形態を示す縦断面図である。

【図２】 第１の実施の形態による実施例と従来技術に
よる比較例の溶射歩留りおよび皮膜内気孔率の実測デー
タを示す図である。

【図３】 本発明による粉末状溶射材料を用いた溶射装
置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。

【図４】 従来技術による粉末状溶射材料を用いた溶射
装置の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０…外筒、１０ｄ…内孔、１１…中間筒、１２…ノズ
ル、１６…溶射材料供給ポート、２０ａ，２１ａ…先端
部シールリング、３０…ノズル位置調整機構、３１…支
持部材、３２…調整ねじ、３２ａ…延長ロッド部、４０
…ポート位置調整機構、４１…支持部材、４２…調整ね
じ、４２ａ…延長ロッド部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 匡 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AA01 AA21 AA31 AA85 BB83Y BB91Y CA02 CA18 CA33 CA47 CA50 EA02 EA15 EB01 4F033 AA01 BA01 BA05 CA01 DA01 EA01 HA05 QA01 QB01X QB05 QB11X QB14X QB19 QD02 QE08 QE25 QG11 QG16 QG20 QG38 QK20X QK22X QK26X 4K031 CB07 CB28 DA01 EA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端が外部に開放され燃料が供給される
   筒状のノズルと、前記ノズルと同軸的となるように支持
   されて後側から供給された粉末状溶射材料を前記ノズル
   内に供給する筒状の溶射材料供給ポートを備えてなる粉
   末状溶射材料を用いた溶射装置において、前記溶射材料
   供給ポートの軸心に対する前記ノズルの軸心の位置関係
   を調整するノズル位置調整機構を備えたことを特徴とす
   る粉末状溶射材料を用いた溶射装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の粉末状溶射材料を用い
   た溶射装置において、前記ノズルおよび溶射材料供給ポ
   ートを同軸的に内部に支持する外筒をさらに備え、前記
   ノズルは前記外筒の内孔との間に隙間をおいて前端部と
   後端部の少なくとも一方が半径方向移動可能に支持さ
   れ、前記ノズル位置調整機構は、前記外筒に一体的に固
   着された支持部材と、この支持部材に半径方向内向きに
   ねじ込まれ一体的に形成された延長ロッド部の先端部が
   前記外筒を貫通して前記ノズルの外周面に当接する調整
   ねじよりなることを特徴とする粉末状溶射材料を用いた
   溶射装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の粉末状溶射材料を用い
   た溶射装置において、２組以上の前記ノズル位置調整機
   構を前記外筒の中心線と直交する平面上において点対称
   的に配置したことを特徴とする粉末状溶射材料を用いた
   溶射装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の粉末状
   溶射材料を用いた溶射装置において、前記ノズルと外筒
   の間に中間筒を設けるとともに同中間筒と前記各ノズル
   および外筒の間にそれぞれ隙間を設け、前記中間筒の先
   端部と前記外筒の内孔および前記ノズルの間にはそれぞ
   れ柔軟弾性材料よりなる先端部シールリングを設けて前
   記ノズルの先端部を半径方向移動可能に支持し、前記ノ
   ズル位置調整機構は前記外筒の先端部に設けたことを特
   徴とする粉末状溶射材料を用いた溶射装置。
5. 【請求項５】 前端が外部に開放され燃料が供給される
   筒状のノズルと、前記ノズルと同軸的となるように支持
   されて後側から供給された粉末状溶射材料を前記ノズル
   内に供給する筒状の溶射材料供給ポートを備えてなる粉
   末状溶射材料を用いた溶射装置において、前記ノズルの
   軸心に対する前記溶射材料供給ポートの軸心の位置関係
   を調整するポート位置調整機構を備えたことを特徴とす
   る粉末状溶射材料を用いた溶射装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の粉末状溶射材料を用い
   た溶射装置において、前記ノズルおよび溶射材料供給ポ
   ートを同軸的に内部に支持する外筒をさらに備え、前記
   溶射材料供給ポートは前端部と後端部の少なくとも一方
   が半径方向移動可能に支持され、前記ポート位置調整機
   構は、前記外筒に一体的に固着された支持部材と、この
   支持部材に半径方向内向きにねじ込まれ一体的に形成さ
   れた延長ロッド部の先端部が前記外筒を貫通して前記溶
   射材料供給ポートの外周面に当接する調整ねじよりなる
   ことを特徴とする粉末状溶射材料を用いた溶射装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の粉末状溶射材料を用い
   た溶射装置において、２組以上の前記ポート位置調整機
   構を前記外筒の中心線と直交する平面上において点対称
   的に配置したことを特徴とする粉末状溶射材料を用いた
   溶射装置。