JP2017217589A - 溶射ガン、および、これを備えた溶射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内側の円筒部材と外側の円筒部材との間の隙間に溶射ヒューム等が入り込むことを抑制できる溶射ガンを提供すること。
【解決手段】本発明の溶射ガン２００は、筒状の外側本体２１２と、外側本体２１２の内側で、外側本体２１２との間に隙間を空けて配置されている内側本体２１１と、内側本体２１１に内挿されており、溶射ワイヤＷを通すための一対のワイヤ導管２２０と、内側本体２１１の先端側に設けられ、溶射ワイヤＷに電力を供給する一対の給電チップ２３０と、外側本体２１２と内側本体２１１との間の隙間により構成される第３ガス流路２５３と、隙間の先端側であり、第３ガス流路２５３を流れるガスを外部に噴出させる噴出口２５３ａとを備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、被溶射物に溶射被膜を形成する溶射ガン、および、これを備えた溶射装置に関する。

溶射装置を用いて行うアーク溶射においては、溶射ワイヤを溶射ガンに送給させつつアーク放電によって溶射ワイヤを溶融させる。溶融した溶射ワイヤはノズルから噴出されるガス流によって被溶射物へ噴き付けられ、当該被溶射物の表面に溶射被膜が形成される（たとえば、特許文献１を参照）。

特許文献１には、シリンダブロックのボア面（円筒内面）にアーク溶射処理を行うための溶射装置が記載されている。同文献に記載された溶射装置は、比較的に長尺な溶射ガンを備えている。溶射ガンは、ワイヤ導管およびガス流路が円筒部材の内部に設けられた構成である。当該溶射ガンをシリンダボア内に挿入した状態にてノズルからガス流を噴出し、ボア面に溶射被膜を形成する。ボア面への溶射被膜の形成は、溶射ガンおよびシリンダブロック（ボア面）を相対移動させながら行う。また、絶縁性を高めるために、円筒部材を内側の円筒部材と外側の円筒部材との二重構造にして、空気層を設けたものが開発されている。

ボア内に溶射ガンを挿入して行う溶射処理においては、ボア面（被溶射物）と溶射ガンとは比較的に近接している。このため、ボア面にて跳ね返った反射粒子や微細粒子の酸化物（溶射ヒューム）等が溶射ガンに付着しやすい。円筒部材を二重構造にした場合、内側の円筒部材と外側の円筒部材との間の隙間に、溶射ヒューム等が入り込んで、付着しやすい。そして、溶射ヒューム等の付着物が剥がれて落下し、ノズルからのガス流によって被溶射物の表面に噴き付けられるおそれがある。このような事態を招くと、溶射被膜の品質低下を招いてしまう。また、溶射ヒューム等が堆積して、絶縁破壊を引き起こす可能性もある。これらのことを回避するためには、定期的に清掃を行う必要があるので、溶射装置の稼働時間が低下してしまう。

特許第４４９６７８３号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、内側の円筒部材と外側の円筒部材との間の隙間に溶射ヒューム等が入り込むことを抑制できる溶射ガンおよび溶射装置を提供することをその課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明の第１の側面よって提供される溶射ガンは、筒状の外側本体と、上記外側本体の内側で、上記外側本体との間に隙間を空けて配置されている内側本体と、上記内側本体に内挿されており、溶射ワイヤを通すための一対のワイヤ導管と、上記内側本体の先端側に設けられ、上記溶射ワイヤに電力を供給する一対の給電チップと、上記外側本体と上記内側本体との間の隙間により構成されるガス流路と、上記隙間の先端側であり、上記ガス流路を流れるガスを外部に噴出させる噴出口とを備えていることを特徴とする。この構成によると、外側本体と内側本体との間の隙間を通ったガスが噴出口から外部に噴出する。したがって、外側本体と内側本体との間の隙間に、溶射ヒューム等が入り込むことを抑制できる。

好ましい実施の形態においては、上記溶射ガンは、上記外側本体と上記内側本体との間の隙間の一部を狭くする突出部をさらに備えている。この構成によると、外側本体と内側本体との間の隙間からなるガスの流路が、突出部の位置で狭くなる。したがって、ガスの流速を速めることができる。

好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記内側本体の外周面に、上記内側本体が延びる方向である軸方向に略直交する方向に突出し、周方向に延びるように形成されている。この構成によると、内側本体の外周面に形成された突出部によって、ガスの流速を速めることができる。

好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記外側本体の内周面に、上記外側本体が延びる方向である軸方向に略直交する方向に突出し、周方向に延びるように形成されている。この構成によると、外側本体の内周面に形成された突出部によって、ガスの流速を速めることができる。

好ましい実施の形態においては、上記突出部は、上記外側本体と上記内側本体との間の隙間の先端付近に形成されている。この構成によると、ガスの流速を速めたままの状態で、噴出することができる。

好ましい実施の形態においては、上記外側本体の内周面および上記内側本体の外周面の、上記外側本体および上記内側本体が延びる方向である軸方向に直交する断面は、円形状である。この構成によると、外側本体と内側本体との間の隙間を、全周にわたって均一な幅とすることができる。

好ましい実施の形態においては、上記外側本体と上記内側本体とは、中心軸を実質的に一致させている。この構成によると、外側本体と内側本体との間の隙間の偏りを抑制することができる。

好ましい実施の形態においては、上記内側本体は、当該内側本体の先端部分に設けられ、上記内側本体が延びる方向である軸方向の先端側である第１方向に向けてガスを噴出する第１のノズルと、前記第１のノズルに供給するためのガスを流す第１ガス流路とを備えており、上記外側本体は、当該外側本体の先端部分に設けられ、上記第１方向に略直交する第２方向に向けてガスを噴出する第２のノズルと、前記第２のノズルに供給するためのガスを流す第２ガス流路とを備えている。この構成によると、第１方向に向けてガスを噴出しつつ、第２方向に向けてもガスを噴出することができる。

好ましい実施の形態においては、上記ガス流路に供給されるガスは、上記第２ガス流路に供給されるガスに比べて、小さい流量に制御される。この構成によると、外側本体と内側本体との間の隙間を通って噴出するガスが、第２のノズルより噴出されたガスの妨げにならないようにできる。

本発明の第２の側面よって提供される溶射装置は、本発明の第１の側面よって提供される溶射ガンと、上記溶射ガンに溶射ワイヤを送り込むワイヤ送給手段と、上記溶射ガンにガスを送り込むガス供給手段と、上記溶射ガンに電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする。

本発明によると、外側本体と内側本体との間の隙間を通ったガスが噴出口から外部に噴出する。したがって、外側本体と内側本体との間の隙間に、溶射ヒューム等が入り込むことを抑制できる。これにより、溶射ヒューム等が付着して堆積することを抑制できるので、付着物が剥がれて被溶射物の表面に噴き付けられて溶射被膜の品質低下を招くことや、絶縁破壊を引き起こすことを抑制できる。また、清掃の回数を減らすことができるので、溶射装置の稼働時間を増加させることができる。さらに、外側本体と内側本体との間の隙間を通るガスによって、外側本体および内側本体を冷却することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る溶射ガンを備えた溶射装置の一例を示す全体概略図である。 本発明に係る溶射ガンの一例を示す正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面の部分拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶに沿う断面の部分拡大図である。 図３のＶ−Ｖに沿う断面図である。 本発明に係る溶射ガンの他の実施例を示す部分拡大断面図である。 本発明に係る溶射ガンの他の実施例を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明に係る溶射ガンを備えた溶射装置の一例を示す全体概略図である。溶射装置１００は、基台１１０と、この基台１１０上に起立する支持板１２０と、支持板１２０に設けられた一対のワイヤ送給機構１３０と、溶射ガン２００と、電源部３００と、ガス供給手段４００と、を備えている。

基台１１０には、載置テーブル１１１が設けられ、この載置テーブル１１１上にワーク５００（被溶射物）が置かれている。載置テーブル１１１は、ワーク移動機構１１２に支持されている。詳細な図示説明は省略するが、ワーク移動機構１１２は、水平面内でのスライド移動、昇降および回転の各動作を行うことが可能であり、ワーク移動機構１１２の動作によってワーク５００に所望の動きを与えることができる。

本実施形態において、ワイヤ送給機構１３０は、ワイヤリール１３１、ガイドローラ１３２、送給ローラ１３３、およびモータ１３４を備えており、ワイヤリール１３１に巻き取られた溶射ワイヤＷを溶射ガン２００に向けて送り出すものである。

ワイヤリール１３１は、たとえば水平方向に延びる軸心回りに回転可能なリールに溶射ワイヤＷが巻き取られた形態を有しており、回転しながら溶射ワイヤＷを繰り出すことができる。ワイヤリール１３１から繰り出される溶射ワイヤＷは、ガイドローラ１３２を経て下向きに方向を変え、溶射ガン２００に至っている。なお、本実施形態においては、ワイヤ供給源としてワイヤリール１３１を用いる場合を示しているが、これに限られず、パックワイヤを用いるようにしてもよい。

送給ローラ１３３は、対をなすローラの少なくとも一方がモータ１３４によって駆動される。送給ローラ１３３は、ワイヤリール１３１に近接する位置と溶射ガン２００に近接する位置との２箇所に設けられている。本実施形態においては、一対のワイヤ送給機構１３０の駆動により、溶射ワイヤＷが対をなして溶射ガン２００に供給される。

電源部３００は、溶射ガン２００に電力を供給するものである。電源部３００からの電力は、定電圧制御されて給電ケーブル３１０を介して溶射ガン２００に供給され、後述の給電部材２１５を介して給電チップ２３０に供給される。

ガス供給手段４００は、溶射ガン２００にガスを送り込むものであり、たとえばコンプレッサにより噴出された圧縮空気を、流量および圧力が制御された状態で溶射ガン２００に送り込む。本実施形態においては、ガスは、３つの系統に分割されて、それぞれ、流量および圧力が制御された状態で供給される。なお、ガス供給手段４００が供給するガスは、空気以外の気体であってもよい。また、供給先によって異なる気体を供給するようにしてもよい。

溶射ガン２００は、被溶射物にアーク溶射を行うものであり、適所に設けられたブラケット１４０を介して支持板１２０に支持されている。図２〜４に示すように、溶射ガン２００は、本体２１０と、一対のワイヤ導管２２０と、一対の給電チップ２３０と、一対のガイドライナ２４０と、３つのガス流路２５０とを備えている。

本体２１０は、内側本体２１１、外側本体２１２、および上部カバー２１３を含んで構成される。内側本体２１１および外側本体２１２は、所定の軸方向に長状に延びる円筒形状とされている。

外側本体２１２は、真鍮などの金属製であり、上端（基端）および下端（先端）が開口している。下端の開口は、下端側に行くほど段階的に小さくなるように形成されている。なお、下端の開口は、下端側に行くほど小さくなるテーパ状としてもよい。なお、外側本体２１２の材質は限定されない。

内側本体２１１は、下端側（先端側）の先端部２１１ａが絶縁材料で形成され、その他は真鍮などの金属で形成されている。先端部２１１ａを絶縁材料としているのは、内側本体２１１の先端に配置される給電チップ２３０や給電部材２１５を絶縁するためである。したがって、これらを絶縁状態で内側本体２１１の先端に配置するための絶縁部材を別途設けて内側本体２１１内部の先端側に配置するのであれば、内側本体２１１全体を金属製としてもよい。また、内側本体２１１全体を絶縁材料で形成するようにしてもよい。内側本体２１１の上端（基端）は開口しており、下端は先端部２１１ａによって塞がれている。先端部２１１ａには、給電チップ２３０を挿入するための２つの開口が設けられており、また、後述する第１ガス流路２５１を通ったガスを通過させるための２つの開口も設けられている。ガスを通過させるための開口が、後述するノズル２１６（第１吐出口２１６ａ）になる。

内側本体２１１は、外側本体２１２の内側に、両者の中心軸を実質的に一致させて、外側本体２１２との間に隙間を空けるようにして配置されている。これにより、内側本体２１１の外周面と外側本体２１２の内周面との間に空気の層が設けられている。なお、両者の中心軸は設計上一致させていればよく、組み立て時の誤差による微細なズレがあっても構わない。

内側本体２１１の外周面の下端側には、全周にわたってフランジ状に突出した突出部２１１ｂが形成されている。突出部２１１ｂの位置での内側本体２１１の外径は、外側本体２１２の内径より小さい。したがって、内側本体２１１を外側本体２１２の内側に配置した状態でも、突出部２１１ｂは外側本体２１２の内周面に接さず、外側本体２１２の内周面との間に隙間が設けられるようになっている。本実施形態においては、突出部２１１ｂは、先端部２１１ａの外周面に形成されている。なお、突出部２１１ｂが形成される位置は、先端部２１１ａに限定されず、内側本体２１１の外周面であればよい。ただし、より下端側に形成されるのが望ましい。

上部カバー２１３は内側本体２１１および外側本体２１２の上端（基端）を塞いでいる。

ワイヤ導管２２０は、溶射ワイヤＷを通すものであり、たとえば銅管などの金属製パイプによって構成される。ワイヤ導管２２０は内側本体２１１に内挿されており、ワイヤ導管２２０の下部は、内側本体２１１の下端寄りに設けられた絶縁部材２１４を介して当該内側本体２１１に支持されている。ワイヤ導管２２０の上部は、上部カバー２１３を貫通して本体２１０の上端側（基端側）から外部に延びている。ワイヤ導管２２０は、内側本体２１１の軸方向と略平行に延びている。各ワイヤ導管２２０の下端は、金属製の給電部材２１５に接続されている。

給電チップ２３０は、給電部材２１５に取り付けられている。給電部材２１５は、ワイヤ導管２２０と給電チップ２３０との間に位置しており、一対の給電チップ２３０に対応するように対をなして設けられている。より詳細には、給電部材２１５の下端（先端）部には雌ねじが形成され、また、給電チップ２３０の上端（基端）部には雄ねじが形成されており、雌ねじに雄ねじを螺合することによって給電チップ２３０が給電部材２１５に取り付けられる。このようにして、給電チップ２３０は内側本体２１１の下端側（先端側）に着脱可能に設けられている。

一対の給電部材２１５に形成された一対の雌ねじは、内側本体２１１の軸方向に対して傾斜して延びる。そして、図４によく表れているように、一対の給電部材２１５に取り付けられた一対の給電チップ２３０については、互いの中心軸線Ｏ１が本体２１０の先端に向かうほど近接している。これら中心軸線Ｏ１は、本体２１０の先端側外方において交わっており、当該交点がアーク点Ｏｘとして設定される。

一対のガイドライナ２４０は、それぞれ一対のワイヤ導管２２０に内挿されている。ガイドライナ２４０は、可撓性を有する筒状とされており、溶射ワイヤＷを挿通させることによってこの溶射ワイヤＷを案内する機能を果たす。ガイドライナ２４０を構成する材料としては、溶射ワイヤＷの摺動抵抗の小さいものが好ましい。そのような材料としては、たとえばテフロン（登録商標）樹脂などの合成樹脂を挙げることができる。

各ガイドライナ２４０は、ワイヤ導管２２０の全長にわたって内挿される。図４によく表れているように、ガイドライナ２４０の下端部（先端部）は、給電チップ２３０の基端部に内挿されており、給電チップ２３０の中心軸線Ｏ１に沿って延びている。図２に表れているように、ガイドライナ２４０の上端部（基端部）は、ワイヤ導管２２０の上端（基端）から突出して外部に延びている。

図３、図４に示すように、本体２１０の先端部には、溶射ガスを外部に噴出するためのノズル２１６が設けられている。本実施形態において、ノズル２１６は、第１吐出口２１６ａおよび第２吐出口２１６ｂを含んで構成される。これら第１吐出口２１６ａおよび第２吐出口２１６ｂは、互いに異なる方向を向いている。

第１吐出口２１６ａは、内側本体２１１の先端部２１１ａに形成されており、本体２１０の軸方向であって当該本体２１０の先端側である方向ｘ（第１方向）を向いている。第２吐出口２１６ｂは、外側本体２１２の下垂部分の先端に形成されている。第２吐出口２１６ｂは、方向ｘと略直交する方向ｙ（第２方向）を向いている。図４に表れているように、第２吐出口２１６ｂは、複数の長孔を含む。なお、ノズル２１６の数、配置場所、吐出方向は、上述したものに限定されない。

ガス流路２５０は、本体２１０の内部に設けられており、ガスを流すための流路である。本実施形態においては、ガス流路２５０として、第１吐出口２１６ａまでガスを流す第１ガス流路２５１、第２吐出口２１６ｂまでガスを流す第２ガス流路２５２、および、第３ガス流路２５３を備えている。

第１ガス流路２５１は、内側本体２１１の内側空間によって構成されており、内側空間の大部分を占めているので、比較的に大きな容積である。また、内側本体２１１の外径寸法に対して第１ガス流路２５１の占有する断面積は比較的大きい。ワイヤ導管２２０は、第１ガス流路２５１において露出しており、このようにして、ワイヤ導管２２０は、第１ガス流路２５１内に配置されている。第１ガス流路２５１を流れるガスは、第１吐出口２１６ａから噴出する。

第２ガス流路２５２は、外側本体２１２の側壁内部に、軸方向に延びるように形成され、外側本体２１２の下垂部分の先端まで延びている。第２ガス流路２５２を流れるガスは、第２吐出口２１６ｂから噴出する。なお、外側本体２１２を２重構造とし、内側の側壁と外側の側壁との間に、第２ガス流路２５２としてのホースを配置するようにしてもよい。

第３ガス流路２５３は、内側本体２１１と外側本体２１２との間に設けられた隙間である。当該第３ガス流路が、本発明の「ガス流路」に相当する。第３ガス流路２５３を流れるガスは、内側本体２１１と外側本体２１２との隙間の下端（先端）側である噴出口２５３ａから噴出する。噴出口２５３ａは、給電チップ２３０を取り囲むような、ドーナツ型になる。第３ガス流路２５３は、突出部２１１ｂの位置で流路が狭くなっている。したがって、第３ガス流路２５３を流れるガスは、流量が小さくても、流速が早められる。

第１ガス流路２５１、第２ガス流路２５２および第３ガス流路２５３には、それぞれ個別に流量および圧力が制御されたガスが、ガス供給手段４００より供給される。第３ガス流路２５３に供給されるガスは、第２吐出口２１６ｂより噴出される溶射ガスの妨げにならないように、流量を比較的小さくするように制御されている。第３ガス流路２５３を通過するガスは、突出部２１１ｂの位置を通過する際に流速が早められて、所定の流速（例えば４０［ｍ／ｓ］）以上になる。

次に、上記した溶射ガン２００および溶射装置１００を用いてワーク５００に溶射処理を行う手順について説明する。

図１に示すように、ワーク５００としてはシリンダブロックが用いられ、このシリンダブロック（ワーク５００）のボア面Ｓ（円筒内面）に対して溶射処理を行う。ボア面Ｓに対する溶射処理は、溶射ガン２００（本体２１０）をボア面Ｓの内側に挿入した状態で行う。

溶射装置１００を用いて行う溶射作業時には、ワイヤ送給機構１３０によって溶射ガン２００に溶射ワイヤＷが送給される。送給された溶射ワイヤＷは、ガイドライナ２４０内を挿通し、このガイドライナ２４０によってガイドされながらワイヤ導管２２０内を進む。そして、溶射ワイヤＷは、ガイドライナ２４０の下端部を経て給電チップ２３０へ送られ、給電チップ２３０に接触しながら中心軸線Ｏ１に沿ってアーク点Ｏｘに向かう。

溶射ガン２００には電源部３００によって電力が供給される。溶射ワイヤＷが給電チップ２３０に接触することにより、給電部材２１５から給電チップ２３０を介して溶射ワイヤＷに電力供給される。そして、一対の給電チップ２３０から送り出された一対の溶射ワイヤＷがアーク点Ｏｘで短絡することによって、一対の溶射ワイヤＷの先端間にアークが発生する。

溶射ガン２００にはまた、ガス供給手段４００からの圧縮ガスが送り込まれる。当該ガスは、第１ガス流路２５１および第２ガス流路２５２を通過し、ノズル２１６（第１吐出口２１６ａおよび第２吐出口２１６ｂ）から噴出される。当該噴出された溶射ガスは、溶射ワイヤＷの先端のアークに吹き付けられ、溶融金属が液滴や微粒子状となってボア面Ｓ（被溶射物の表面）に溶射被膜が形成される。溶射処理に際し、ボア面Ｓは、ワーク移動機構１１２（図１参照）によって中心軸周りに回転させられる。

本実施形態では、溶射処理中に、ガス供給手段４００からの圧縮ガスが、第３ガス流路２５３に供給され、内側本体２１１と外側本体２１２との隙間の下端側（先端側）から噴出する。また、溶射処理中以外でも、図示しない操作部の操作（例えば操作ボタンの押圧）によって、第３ガス流路２５３に圧縮ガスを供給して、噴出させることもできる。

次に、上記した実施形態に係る溶射ガン２００および溶射装置１００の作用について説明する。

本実施形態の溶射ガン２００においては、図３に示したように、ガス供給手段４００からの圧縮ガスが、第３ガス流路２５３を通過し、内側本体２１１と外側本体２１２との隙間の下端側（先端側）から噴出する。したがって、内側本体２１１と外側本体２１２との間の隙間に、溶射ヒューム等が入り込むことを抑制できる。これにより、溶射ヒューム等が当該隙間に付着して堆積することを抑制できる。したがって、付着物が剥がれて被溶射物の表面に噴き付けられて、溶射被膜の品質低下を招くことを抑制できる。また、付着物によって絶縁破壊を引き起こすことも抑制できる。また、これらの予防のために付着物を除去する清掃作業の回数を削減することができるので、溶射装置１００の稼働時間を増加させることができる。さらに、第３ガス流路２５３を通るガスによって、内側本体２１１および外側本体２１２を冷却することができる。

また、本実施形態の溶射ガン２００においては、内側本体２１１の外周面の下端側には突出部２１１ｂが形成されている。したがって、第３ガス流路２５３は、突出部２１１ｂの位置で流路が狭くなっている。よって、第３ガス流路２５３を流れるガスの流速は、突出部２１１ｂの位置を通過する際に所定の流速以上に早められる。これにより、第３ガス流路２５３に供給されるガスの流量を、第２吐出口２１６ｂより噴出される溶射ガスの妨げにならない程度に抑制することができる。

また、溶射処理中以外でも、操作部の操作によって、第３ガス流路２５３にガスを供給して噴出させることができるので、溶射処理の前後に、内側本体２１１と外側本体２１２との隙間をガスによって清掃することができる。

また、本実施形態の溶射ガン２００においては、第３ガス流路２５３を通過した圧縮ガスが、内側本体２１１と外側本体２１２との隙間の下端側（先端側）から下端方向に噴出する。したがって、第２吐出口２１６ｂの周辺に溶射ヒューム等が付着することを抑制することができる。これにより、溶射ヒューム等の付着により第２吐出口２１６ｂが塞がったり、第２吐出口２１６ｂからの溶射ガスの噴出方向が変化してしまうことを抑制することができる。

図６および図７は、溶射ガンの変形例を示している。以下の説明では、上記の溶射ガン２００と同一または類似の要素については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図６（ａ）に示した溶射ガン２０１においては、内側本体２１１に突出部２１１ｂが設けられておらず、代わりに、外側本体２１２に突出部２１２ａが形成されている点で、上記の溶射ガン２００と異なっている。突出部２１２ａは、外側本体２１２の内周面の下端側に、全周にわたって内側に突出するように形成されている。突出部２１２ａの位置での外側本体２１２の内径は、内側本体２１１の外径より大きい。したがって、内側本体２１１を外側本体２１２の内側に配置した状態でも、突出部２１２ａは内側本体２１１の外周面に接さず、内側本体２１１の外周面との間に隙間が設けられるようになっている。溶射ガン２０１においても、第３ガス流路２５３は、突出部２１２ａの位置で流路が狭くなっている。したがって、第３ガス流路２５３を流れるガスは、流量が小さくても、流速が早められる。したがって、溶射ガン２０１においても、上記の溶射ガン２００と同様の作用効果を奏する。

図６（ｂ）に示した溶射ガン２０２においては、内側本体２１１の突出部２１１ｂに加えて、外側本体２１２にも突出部２１２ａが形成されている点で、上記の溶射ガン２００と異なっている。突出部２１２ａは、外側本体２１２の内周面の下端側に、全周にわたって内側に突出するように形成されている。また、突出部２１２ａは、突出部２１１ｂに対向するように形成されている。突出部２１２ａの位置での外側本体２１２の内径は、突出部２１１ｂの位置での内側本体２１１の外径より大きい。したがって、内側本体２１１を外側本体２１２の内側に配置して、突出部２１２ａと突出部２１１ｂとが対向する位置にあっても、突出部２１２ａと突出部２１１ｂとは接触せず、突出部２１２ａと突出部２１１ｂとの間に隙間が設けられるようになっている。溶射ガン２０２においても、第３ガス流路２５３は、突出部２１２ａおよび突出部２１１ｂの位置で流路が狭くなっている。したがって、第３ガス流路２５３を流れるガスは、流量が小さくても、流速が早められる。したがって、溶射ガン２０２においても、上記の溶射ガン２００と同様の作用効果を奏する。

なお、突出部２１１ｂおよび突出部２１２ａの形状は限定されない。また、突出部２１１ｂおよび突出部２１２ａは、必ずしも必要ではない。内側本体２１１と外側本体２１２との隙間をより狭くすれば、第３ガス流路２５３を流れるガスを、小さい流量でも所定の流速で噴出することができるので、突出部２１１ｂおよび突出部２１２ａを設ける必要はない。また、ガスを所定の流速で噴出できるのであれば、突出部２１１ｂまたは突出部２１２ａを設けて、さらに流速を大きくする必要はない。

図７（ａ）に示した溶射ガン２０３においては、内側本体２１１および外側本体２１２の軸に直交する断面が、内周面および外周面とも矩形状である点で、上記の溶射ガン２００と異なっている。また、図７（ｂ）に示した溶射ガン２０４においては、外側本体２１２の外周面の軸に直交する断面が矩形状である点で、上記の溶射ガン２００と異なっている。溶射ガン２０３および溶射ガン２０４においても、上記の溶射ガン２００および溶射装置１００と同様の作用効果を奏する。つまり、内側本体２１１および外側本体２１２の形状は円筒形状に限定されない。

上記実施形態では、溶射ガン２００を固定し、シリンダブロック（ワーク５００）を回転させることで、ボア面Ｓ（円筒内面）に対して溶射処理を行う場合について説明したが、これに限られない。溶射ガン２００を中心軸周りに回転させる回転機構を溶射装置１００に設けて、シリンダブロック（ワーク５００）を固定して、溶射ガン２００を回転させるようにしてもよい。また、溶射ガン２００のうち、内側本体２１１は固定して、外側本体２１２だけを中心軸周りに回転させるようにしてもよい。この場合でも、外側本体２１２の下垂部分の先端に形成されている第２吐出口２１６ｂが、外側本体２１２の回転に合わせて、ガスの吐出方向を変化させるので、ボア面Ｓの全周にわたって、溶射を行うことができる。

上記実施形態では、内側本体２１１が円筒形状で、内側空間を第１ガス流路２５１とした場合について説明したが、これに限られない。例えば、内側本体２１１を、ワイヤ導管２２０を内挿するための孔および第１ガス流路２５１が形成された、内部の詰まった円柱形状としてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

１００ 溶射装置
１１０ 基台
１１１ 載置テーブル
１１２ ワーク移動機構
１２０ 支持板
１３０ ワイヤ送給機構
１３１ ワイヤリール
１３２ ガイドローラ
１３３ 送給ローラ
１３４ モータ
１４０ ブラケット
２００，２０１，２０２，２０３，２０４ 溶射ガン
２１０ 本体
２１１ 内側本体
２１１ａ 絶縁部
２１１ｂ 突出部
２１２ 外側本体
２１２ｂ 突出部
２１３ 上部カバー
２１４ 絶縁部材
２１５ 給電部材
２１６ ノズル
２１６ａ 第１吐出口
２１６ｂ 第２吐出口
２２０ ワイヤ導管
２３０ 給電チップ
２４０ ガイドライナ
２５０ ガス流路
２５１ 第１ガス流路
２５２ 第２ガス流路
２５３ 第３ガス流路（ガス流路）
２５３ａ 噴出口
３００ 電源部
３１０ 給電ケーブル
４００ ガス供給手段
５００ ワーク（被溶射物）
Ｏ１ 中心軸線
Ｏｘ アーク点
Ｓ ボア面（円筒内面）
Ｗ 溶射ワイヤ
ｘ 方向（第１方向）
ｙ 方向（第２方向）

Claims (10)

1. 筒状の外側本体と、
   上記外側本体の内側で、上記外側本体との間に隙間を空けて配置されている内側本体と、
   上記内側本体に内挿されており、溶射ワイヤを通すための一対のワイヤ導管と、
   上記内側本体の先端側に設けられ、上記溶射ワイヤに電力を供給する一対の給電チップと、
   上記外側本体と上記内側本体との間の隙間により構成されるガス流路と、
   上記隙間の先端側であり、上記ガス流路を流れるガスを外部に噴出させる噴出口と、
   を備えていることを特徴とする溶射ガン。
2. 上記外側本体と上記内側本体との間の隙間の一部を狭くする突出部をさらに備えている、請求項１に記載の溶射ガン。
3. 上記突出部は、上記内側本体の外周面に、上記内側本体が延びる方向である軸方向に略直交する方向に突出し、周方向に延びるように形成されている、請求項２に記載の溶射ガン。
4. 上記突出部は、上記外側本体の内周面に、上記外側本体が延びる方向である軸方向に略直交する方向に突出し、周方向に延びるように形成されている、請求項２に記載の溶射ガン。
5. 上記突出部は、上記外側本体と上記内側本体との間の隙間の先端付近に形成されている、請求項２ないし４のいずれかに記載の溶射ガン。
6. 上記外側本体の内周面および上記内側本体の外周面の、上記外側本体および上記内側本体が延びる方向である軸方向に直交する断面は、円形状である、請求項１ないし５のいずれかに記載の溶射ガン。
7. 上記外側本体と上記内側本体とは、中心軸を実質的に一致させている、請求項６に記載の溶射ガン。
8. 上記内側本体は、
   当該内側本体の先端部分に設けられ、上記内側本体が延びる方向である軸方向の先端側である第１方向に向けてガスを噴出する第１のノズルと、
   前記第１のノズルに供給するためのガスを流す第１ガス流路と、
   を備えており、
   上記外側本体は、
   当該外側本体の先端部分に設けられ、上記第１方向に略直交する第２方向に向けてガスを噴出する第２のノズルと、
   前記第２のノズルに供給するためのガスを流す第２ガス流路と、
   を備えている、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の溶射ガン。
9. 上記ガス流路に供給されるガスは、上記第２ガス流路に供給されるガスに比べて、小さい流量に制御される、請求項８に記載の溶射ガン。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の溶射ガンと、上記溶射ガンに溶射ワイヤを送り込むワイヤ送給手段と、上記溶射ガンにガスを送り込むガス供給手段と、上記溶射ガンに電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする溶射装置。

Images