JP2022167356A - 溶射方法、被溶射体ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】溶射方法において、マスキング治具の表面に溶射材が堆積することを低減または防止することができる技術を提供する。【解決手段】被溶射部材に溶射するための溶射方法は、マスク貫通孔を有するマスク部材と、被溶射部材と、治具貫通孔を有するマスキング治具とを準備する工程と、マスク貫通孔と、治具貫通孔とが重なるように、マスク部材を、マスキング治具の表面に配置する工程と、被溶射部材をマスキング治具の裏面に配置する工程と、マスク貫通孔から被溶射部材に向けて溶射材を溶射する工程と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、溶射方法、被溶射体ユニットに関する。

溶射材を溶射して被溶射部材を固定対象物に固定する際に、溶射材を溶射するための貫通部を設けたマスキング治具を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１）。マスキング治具は、被溶射部材上に配置されて用いられる。

特開２０１５－１１２５３４号公報

マスキング治具を用いて溶射する場合には、マスキング治具に溶射材が付着し堆積するといった問題がある。マスキング治具に溶射材が堆積すると、例えば、マスキング治具の貫通部の寸法誤差が発生することがある。また、マスキング治具の洗浄や交換が必要になることがある。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、被溶射部材に溶射するための溶射方法が提供される。この溶射方法は、マスク貫通孔を有するマスク部材と、被溶射部材と、治具貫通孔を有するマスキング治具とを準備する工程と、前記マスク貫通孔と、前記治具貫通孔とが重なるように、前記マスク部材を、前記マスキング治具の表面に配置する工程と、前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程と、前記マスク貫通孔から前記被溶射部材に向けて溶射材を溶射する工程と、を備える。
この形態の溶射方法によれば、マスク部材がマスキング治具の表面を覆う状態で溶射されるので、マスキング治具の表面に溶射材が堆積することを低減または防止することができる。
（２）上記形態の溶射方法において、前記マスク部材と、前記被溶射部材とは、連結部材によって連結されてよく、前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程において、前記連結部材を屈曲させて、前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置してもよい。
この形態の溶射方法によれば、マスク部材をマスキング治具に配置した後に、被溶射部材をマスキング治具の裏面に容易に配置することができる。
（３）上記形態の溶射方法において、さらに、前記溶射材を溶射する工程の後に、前記連結部材を切断して、前記マスク部材と、前記被溶射部材とを分断する工程と、分断された前記マスク部材を取り外す工程と、を備えてよい。
この形態の溶射方法によれば、溶射された被溶射部材からマスク部材を容易に取り外すことができる。
（４）上記形態の溶射方法において、前記被溶射部材は、通電加熱式触媒の表面電極に電気的に接続される電極であってよく、前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程の後に、さらに、前記マスク部材および前記被溶射部材が配置された前記マスキング治具を前記表面電極の表面に配置する工程を備えてよい。
この形態の溶射方法によれば、通電加熱式触媒の製造時において、マスキング治具の表面に溶射材が堆積することを低減または防止することができる。
（５）本開示の他の形態によれば、マスキング治具に用いられる被溶射体ユニットが提供される。この被溶射体ユニットは、被溶射部材であって、前記被溶射部材の一部を含む被溶射位置に溶射材が溶射される被溶射部材と、マスク貫通孔を有するマスク部材と、前記マスク部材および前記被溶射部材を連結する連結部材であって、前記被溶射体ユニットを、前記マスク部材の表面と前記被溶射部材の表面とが互いに対向する対向状態へと屈曲可能にする連結部材と、を備える。前記対向状態において、前記マスク貫通孔と前記被溶射位置とが互いに重なる位置に配置される。
この形態の被溶射体ユニットによれば、対向状態の被溶射体ユニットにマスキング治具を組み付けることにより、マスク部材によりマスキング治具の表面が覆われた状態で溶射することができる。したがって、マスキング治具の表面に溶射材が堆積することを低減または防止することができる。
（６）上記形態の被溶射体ユニットにおいて、前記被溶射体ユニットが前記対向状態へと屈曲される際の前記マスク部材の回転軸から前記マスク貫通孔までの距離と、前記回転軸から前記被溶射位置までの距離とが等しくてよい。
この形態の被溶射体ユニットによれば、被溶射体ユニットを対向状態とする際に、マスク貫通孔と、被溶射位置とを互いに重ねることが容易となる。
（７）上記形態の被溶射体ユニットにおいて、前記マスク部材は、マスキング治具に設けられる治具貫通孔と前記マスク貫通孔との位置合わせのための位置合わせ機構を備えてよい。
この形態の被溶射体ユニットによれば、マスキング治具の治具貫通孔と、マスク貫通孔との位置合わせが容易となる。
本開示は、溶射方法、被溶射体ユニット以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、被溶射体マスキングユニット、通電加熱式触媒、車両用部品、車両用部品の製造方法、車両用部品の加工方法、表面処理方法、建築方法、溶射膜の形成方法、被溶射体ユニットの製造方法、被溶射体マスキングユニットの製造方法、通電加熱式触媒の製造方法、車両用部品の製造方法等の形態で実現することができる。

被溶射体マスキングユニットの構成を示す斜視図。 第１実施形態としての被溶射体ユニットを示す斜視図。 マスキング治具の表面の構造を示す説明図。 マスキング治具の裏面の構造を示す説明図。 被溶射体マスキングユニットを用いた溶射方法を示す工程図。 被溶射体マスキングユニットの組み立て方法を示す工程図。 被溶射体マスキングユニットが組み立てられる様子を模式的に示す説明図。 被溶射体マスキングユニットを用いた溶射方法を示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本開示の第１実施形態としての被溶射体ユニット１００を備える被溶射体マスキングユニット３００の構成を示す斜視図である。被溶射体マスキングユニット３００は、溶射材を溶射する対象物である被溶射部材に溶射材を溶射する際に用いられる。本実施形態では、被溶射部材は、通電加熱式触媒（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）の表面電極に配置される電極配線である。通電加熱式触媒は、例えば、通電加熱により強制的に触媒を活性化させ、排気ガスの浄化効率を高めるために用いられる。通電加熱式触媒としては、例えば、白金やパラジウム等の触媒が担持されたハニカム構造を有する円筒形状の担体が用いられる。担体の外周面には、通電用の表面電極が形成されている。本実施形態では、被溶射体マスキングユニット３００は、通電加熱式触媒の表面電極に、通電用の電極配線を固定するために用いられる。

被溶射体マスキングユニット３００は、本実施形態の被溶射体ユニット１００と、マスキング治具２００とを備えている。なお、図１では、技術の理解を容易にするために、被溶射体ユニット１００にのみハッチングを付してある。被溶射体マスキングユニット３００は、被溶射体ユニット１００をマスキング治具２００に組み付けることによって形成されている。

被溶射体マスキングユニット３００は、溶射材を通過させるための溶射用貫通孔３４２を備えている。被溶射体マスキングユニット３００の溶射用貫通孔３４２に溶射材が溶射されることによって、被溶射体ユニット１００に含まれる被溶射部材（本実施形態において、後述する電極部材６０）が通電加熱式触媒の表面電極に固定される。被溶射部材が溶射材を用いて固定される場合において、被溶射部材が溶射材を用いて固定される対象物を、「固定対象物」とも呼ぶ。本実施形態では、固定対象物は、通電加熱式触媒の表面電極である。被溶射体マスキングユニット３００は、溶射材を溶射する際に、被溶射部材の表面を覆うことにより、被溶射部材における予定されていない位置に溶射材が付着することを抑制している。溶射材としては、例えば、金属、セラミックス、プラスチック、サーメットなどの種々の材料を用いることができる。本実施形態では、溶射材には、金属とセラミックスとを混合した粉末状の複合材料が用いられる。溶射材の材料は、粉末状には限定されず、線材であってよく、棒材であってもよい。

図２は、本実施形態の被溶射体ユニット１００を示す斜視図である。被溶射体ユニット１００は、ステンレス系合金を用いて形成される平板状の部材である。被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０と、連結部材５０と、電極部材６０とを備えている。本実施形態において、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０と、連結部材５０と、電極部材６０とがこの順で略同一直線上に配列されている。図２に示す被溶射体ユニット１００は、製造後の状態を示し、マスキング治具２００に組み付けられる前の状態を示している。本実施形態では、被溶射体ユニット１００は、金属材料を用いた金型成形により製造され、マスク部材４０と、連結部材５０と、電極部材６０とは、金型成形により一体的に形成される。被溶射体ユニット１００は、ステンレス系合金には限定されず、種々の金属を用いて形成されてよく、例えば、Ｎｉ系合金、Ｃｏ合金などの種々の合金を用いて形成されてもよい。

図２に示すように、製造後の被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０の表面ＭＴの面方向と、被溶射部材としての電極部材６０の表面ＥＴの面方向とが互いに同一平面上となるように形成されている。図２に示すように、マスク部材４０の表面ＭＴの面方向と、電極部材６０の表面ＥＴの面方向とが互いに同一平面上となる状態を、「平行状態」とも呼ぶ。なお、マスク部材４０の裏面ＭＢおよび電極部材６０の裏面ＥＢは、マスク部材４０の表面ＭＴおよび電極部材６０の表面ＥＴと同様に構成されているので説明を省略する。

電極部材６０は、厚さ０．１ｍｍ程度の平板状の部材である。電極部材６０は、溶射材が溶射される被溶射部材であり、固定対象物としての通電加熱式触媒の表面電極に固定される。表面電極に固定された電極部材６０は、通電加熱式触媒に通電するための電極として機能する。本実施形態では、電極部材６０は、通電加熱式触媒に設けられる一対の電極のうち陽極として機能する。電極部材６０は、陽極には限らず、陰極として用いられてもよく、陽極および陰極の双方に用いられてよい。

図２に示すように、電極部材６０は、第一配線６１と、第二配線６２とを備えている。電極部材６０は、一方向に沿って長尺な形状を有しており、第一配線６１と、第二配線６２とは、その延出方向に沿って順に配置されている。第一配線６１は、電極部材６０のうち、例えば、バッテリなどの電源に直接的あるいは間接的に接続される部分である。第二配線６２は、通電加熱式触媒の表面電極と当接して電気的に接続される部分である。第二配線６２は、第一配線６１と連続して形成されており、電源から第一配線６１を介して供給される電力を、通電加熱式触媒の表面電極に供給する。本実施形態では、第二配線６２は、１５本の直線状の配線を有しており、いわゆる櫛歯状（Comb teeth）の外観形状を有している。第二配線６２の各配線の幅は、例えば、幅０．５～１．０ｍｍ程度である。

第二配線６２の各配線は、通電加熱式触媒の表面電極に配置された第二配線６２の各配線のうちの一部分と、各配線の周囲の表面電極とに亘って溶射材が配置されることにより、表面電極に固定される。本開示では、被溶射部材に対して溶射材が溶射される予定の位置を、「被溶射位置」とも呼ぶ。被溶射位置は、予め設定されている。被溶射部材が溶射材を用いて固定対象物に固定される場合には、被溶射位置には、固定対象物の一部が含まれる。図２には、技術の理解を容易にするために、被溶射位置ＰＴが概念的に示されている。被溶射位置ＰＴには、固定対象物としての表面電極の一部と、表面電極上に配置される被溶射部材としての第二配線６２の一部とが含まれている。被溶射位置ＰＴの数およびその配置位置は、任意に設定することができる。本実施形態では、被溶射位置ＰＴの数は、第二配線６２が有する配線と同数の１５である。被溶射位置ＰＴは、第一列ＰＬ１と、第二列ＰＬ２とのそれぞれの直線上に配列されている。なお、第一列ＰＬ１は、８個の被溶射位置ＰＴを有しており、第二列ＰＬ２は、７個の被溶射位置ＰＴを有している。被溶射位置ＰＴのそれぞれは、第一列ＰＬ１と、第二列ＰＬ２とに交互に配置される、いわゆる千鳥配列（staggered array）にしたがって配置されている。

マスク部材４０は、厚さ０．１ｍｍ程度の平板状の部材である。マスク部材４０は、溶射材を溶射する際に、後述するように、マスキング治具２００の表面を覆うことにより、マスキング治具２００に溶射材が付着することを低減または抑制する。マスク部材４０は、マスク貫通孔４２と、固定用孔４４とを備えている。

固定用孔４４は、後述するように、マスキング治具２００のマスク固定凸部２４４と嵌合する。固定用孔４４は、マスク固定凸部２４４とともに、マスキング治具２００にマスク部材４０を配置する際に、マスク部材４０とマスキング治具２００との位置合わせに用いられる位置合わせ機構として機能する。

マスク貫通孔４２は、溶射時に溶射材を通過させる部分である。マスク貫通孔４２は、マスク部材４０の表面ＭＴから裏面ＭＢまで、すなわち厚さ方向にマスク部材４０を貫通している。マスク貫通孔４２は、被溶射位置ＰＴの数に対応する数だけ設けられる。本実施形態では、マスク貫通孔４２は、１５個備えられている。マスク貫通孔４２は、被溶射位置ＰＴの第一列ＰＬ１に対応する第一列ＭＬ１と、第二列ＰＬ２に対応する第二列ＭＬ２とのそれぞれの直線上に配列されている。第一列ＭＬ１は、８個のマスク貫通孔４２を有しており、第二列ＭＬ２は、７個のマスク貫通孔４２を有している。マスク貫通孔４２のそれぞれは、第一列ＭＬ１と、第二列ＭＬ２とに交互に配置され、いわゆる千鳥配列にしたがって配置されている。

連結部材５０は、電極部材６０と、マスク部材４０とを連結している。本実施形態では、連結部材５０は、厚さ０．１ｍｍ、幅０．５～１．０ｍｍ程度の軸状部材である。図２の例では、連結部材５０は、電極部材６０の延出方向上における第二配線６２の端部に備えられている。連結部材５０の長さＷ１は、後述するマスキング治具２００の厚さＴ１よりも長い。連結部材５０は、金属の塑性変形を利用して屈曲することができ、マスク部材４０と、電極部材６０との相対位置を任意に変更することができる。連結部材５０は、切断することができ、例えば、溶射の完了後に切断されることにより、被溶射体ユニット１００を、マスク部材４０と、電極部材６０とに分断する。

本実施形態では、連結部材５０は、２つ備えられている。２つの連結部材５０の配列方向は、マスク部材４０と、電極部材６０との配列方向に対して直交する方向である。これにより、屈曲時のマスク部材４０の回転軸が、連結部材５０の配列方向に沿った回転軸ＢＤとなるように構成されている。すなわち、本実施形態の被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０を、電極部材６０に対して、回転軸ＢＤ周りに回動させることができる。その結果、連結部材５０は、被溶射体ユニット１００を、マスク部材４０の表面ＭＴと、電極部材６０の表面ＥＴとが互いに対向する対向状態へと屈曲させることができる。なお、連結部材５０の数は、２つには限定されず、１つであってよく、３以上であってもよい。連結部材５０は、軸状には限らず、任意の形状にすることができ、例えば、平板状であってもよく、円柱や多角柱などの柱状であってもよい。

図２には、複数のマスク貫通孔４２に含まれる一のマスク貫通孔４２１と、複数の被溶射位置ＰＴに含まれる一の被溶射位置ＰＴ１と、被溶射体ユニット１００が対向状態へと屈曲される場合におけるマスク部材４０の回転軸ＢＤとが示されている。マスク貫通孔４２１は、被溶射位置ＰＴ１に対応する位置に配置されている。具体的には、マスク貫通孔４２１は、被溶射体ユニット１００が対向状態である場合に、被溶射位置ＰＴ１と平面視で互いに重なる位置に配置されている。図２には、回転軸ＢＤからマスク貫通孔４２１までの直線距離Ｌ１と、回転軸ＢＤから被溶射位置ＰＴ１までの直線距離Ｌ２とが示されている。直線距離Ｌ１と、直線距離Ｌ２とは等しい。このように、回転軸ＢＤから各マスク貫通孔４２までの直線距離と、回転軸ＢＤから各被溶射位置ＰＴまでの直線距離とが等しくなるように、各マスク貫通孔４２と、それに対応する各被溶射位置ＰＴとが配置されている。例えば、図２に示す平行状態の被溶射体ユニット１００では、各マスク貫通孔４２は、各被溶射位置ＰＴの配置位置に対して、回転軸ＢＤを対称軸とする線対称となる位置に配置されている。このように、対向状態の被溶射体ユニット１００では、マスク部材４０の各マスク貫通孔４２を、第二配線６２の各被溶射位置ＰＴ上に重ねて配置することができる。

図３は、マスキング治具２００の表面ＴＰの構造を示す説明図である。マスキング治具２００は、アルミあるいはアルミ合金を用いて形成される平板状の部材である。マスキング治具２００は、溶射材を溶射する際に、被溶射部材である電極部材６０の表面および表面電極の表面を覆うことにより、被溶射位置ＰＴ、すなわち表面電極と電極部材６０とにおける予定されていない位置に溶射材が付着することを抑制する。被溶射体マスキングユニット３００の形成時には、マスク部材４０は、マスキング治具２００の表面ＴＰにマスク部材４０の表面ＭＴが当接した状態で、マスキング治具２００の表面ＴＰ上に配置される。なお、マスキング治具２００は、アルミ系には限定されず、鉄系材料などの種々の金属材料を用いて形成されてもよい。マスク部材４０は、マスキング治具２００の表面ＴＰとは当接されず、マスキング治具２００の表面ＴＰと対向しつつマスキング治具２００の表面ＴＰから離間した状態で配置されてもよい。

マスキング治具２００の表面ＴＰには、治具貫通孔２４２と、マスク固定凸部２４４とが備えられている。治具貫通孔２４２は、溶射用貫通孔３４２の一部であり、溶射材を通過させるための貫通孔である。治具貫通孔２４２は、マスキング治具２００の表面ＴＰから裏面ＢＰまで、すなわち厚さ方向にマスキング治具２００を貫通している。治具貫通孔２４２の数は、被溶射位置ＰＴの数に対応する数、すなわちマスク部材４０のマスク貫通孔４２に対応する数だけ設けられる。本実施形態では、治具貫通孔２４２は、１５個であり、被溶射位置ＰＴの第一列ＰＬ１に対応する第一列ＪＬ１と、被溶射位置ＰＴの第二列ＰＬ２に対応する第二列ＪＬ２とのそれぞれの直線状に配列されている。なお、第一列ＪＬ１は、８個の治具貫通孔２４２を有しており、第二列ＪＬ２は、７個の治具貫通孔２４２を有している。治具貫通孔２４２のそれぞれは、第一列ＪＬ１と、第二列ＪＬ２とに交互に配置され、いわゆる千鳥配列にしたがって配置されている。マスキング治具２００に被溶射体ユニット１００が組み付けられる際に、治具貫通孔２４２と、マスク貫通孔４２とが重ねられることによって、被溶射体マスキングユニット３００には、図１に示す溶射用貫通孔３４２が形成される。

マスク固定凸部２４４は、図２に示すマスク部材４０に設けられる固定用孔４４と嵌合する。マスク固定凸部２４４は、固定用孔４４とともに、マスキング治具２００の表面ＴＰにマスク部材４０を配置する際に、治具貫通孔２４２と、マスク貫通孔４２との位置合わせに用いられる位置合わせ機構として機能する。なお、治具貫通孔２４２と、マスク貫通孔４２との位置合わせが充分な精度を有する場合などには、マスク固定凸部２４４および固定用孔４４は、備えられなくてもよい。

マスキング治具２００は、第一側面Ｓ１と、第一側面Ｓ１の反対側の第二側面Ｓ２とを有している。第一側面Ｓ１は、連結部材５０を屈曲させて被溶射体ユニット１００の対向状態を形成する際に、連結部材５０が当接し、回転軸ＢＤを規定する案内部として機能する。第二側面Ｓ２には、凹部２６１が形成されている。凹部２６１は、マスキング治具２００の中心に向かって凹状の形状を有している。凹部２６１の幅は、電極部材６０の第一配線６１の幅と略同一である。これにより、例えば、図１に示す被溶射体マスキングユニット３００に溶射材が溶射されて電極部材６０が表面電極に固定された後に、第一配線６１を電源と接続するために、第一配線６１を固定対象物から離間する方向に屈曲させる場合の案内部として機能する。

図４は、マスキング治具２００の裏面ＢＰの構造を示す説明図である。マスキング治具２００の裏面ＢＰには、電極部材６０が配置される。溶射により堆積された溶射材がマスキング治具２００の治具貫通孔２４２の内壁に接触することを回避する観点から、電極部材６０は、被溶射体マスキングユニット３００が形成された状態において、マスキング治具２００の裏面ＢＰから離間した状態であることが好ましい。ただし、電極部材６０は、これに限定されず、マスキング治具２００の裏面ＢＰに当接した状態で配置されてもよい。

図４に示すように、マスキング治具２００の裏面ＢＰには、４つの配線固定凸部２６０が備えられている。４つの配線固定凸部２６０は、第二配線６２の外形に対応する位置に配置されている。各配線固定凸部２６０は、マスキング治具２００の裏面ＢＰに第二配線６２を配置する際に、第二配線６２の四隅の外周端と当接する。これにより、第二配線６２をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する際に、治具貫通孔２４２に対する被溶射位置ＰＴの位置合わせ機構として機能する。このように構成された被溶射体マスキングユニット３００によれば、マスキング治具２００の表面ＴＰにマスク部材４０を配置した後に、連結部材５０を屈曲させて対向状態を形成する際に、マスキング治具２００の裏面ＢＰに対する電極部材６０の位置合わせを容易にすることができる。この結果、マスキング治具２００の治具貫通孔２４２に対する電極部材６０の被溶射位置ＰＴの位置合わせを容易にすることができる。

図５から図８を用いて、本実施形態の被溶射体ユニット１００を備える被溶射体マスキングユニット３００を用いた溶射方法の手順について説明する。図５は、被溶射体マスキングユニット３００を用いた溶射方法を示す工程図である。ステップＳ１０では、被溶射体ユニット１００と、マスキング治具２００とを準備する。被溶射体ユニット１００は、図２に示す金型成形後における平行状態で準備されてよい。

ステップＳ２０では、被溶射体マスキングユニット３００を組み立てる。具体的には、マスキング治具２００に、対向状態の被溶射体ユニット１００を組み付けることによって被溶射体マスキングユニット３００が形成される。ステップＳ３０では、組み立てられた被溶射体マスキングユニット３００を、通電加熱式触媒の表面電極上に配置する。ステップＳ４０では、被溶射体マスキングユニット３００の溶射用貫通孔３４２に溶射材を溶射する。これにより、電極部材６０を含む被溶射位置ＰＴに溶射材が堆積される。この結果、電極部材６０は、固定対象物としての表面電極上に固定されるとともに、第二配線６２が表面電極に電気的に接続される。

ステップＳ５０では、連結部材５０を切断する。連結部材５０は、例えば、作業員がニッパを用いて切断することができる。この結果、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０と、電極部材６０とに分断される。連結部材５０の切断位置は、電極部材６０の通電時に、切断後の連結部材５０に相当する部分に電流が流れることを抑制する観点から、第二配線６２に近い位置であることが好ましい。連結部材５０の切断には、専用の装置が用いられてよく、ニッパを用いずに連結部材５０の屈曲時に連結部材５０に付与される応力が利用されてもよい。ステップＳ６０では、被溶射体ユニット１００のマスク部材４０と、マスキング治具２００とを表面電極から取り外す。以上により、溶射は完了する。本実施形態では、取り外されたマスク部材４０は、廃棄され、マスキング治具２００は、再利用される。

図６とともに図７を用いて、ステップＳ２０での被溶射体マスキングユニット３００の組み立て方法の詳細について説明する。図６は、被溶射体マスキングユニット３００の組み立て方法を示す工程図である。なお、図６に示す各工程は、作業員による手動で行われてよく、専用の装置を用いて行われてもよい。

ステップＳ２２では、被溶射体ユニット１００のマスク部材４０を、マスキング治具２００の表面ＴＰに配置する。ステップＳ２４では、マスキング治具２００の表面ＴＰにマスク部材４０を配置した状態の被溶射体ユニット１００の連結部材５０を回転軸ＢＤ周りに屈曲させて、被溶射体ユニット１００の対向状態を形成する。ステップＳ２６では、電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する。以上により、被溶射体マスキングユニット３００の組み立てが完了する。

図７は、被溶射体マスキングユニット３００が組み立てられる様子を模式的に示す説明図である。図７には、マスキング治具２００の表面ＴＰと、被溶射体ユニット１００の裏面、すなわちマスク部材４０の裏面ＭＢおよび電極部材６０の裏面ＥＢとが示されている。

図７に示すように、平行状態の被溶射体ユニット１００がマスキング治具２００に組み付けられる際、マスク部材４０は、図７に示す方向Ｄ１に沿って移動されて、マスキング治具２００の表面ＴＰ上に配置される。このとき、マスク部材４０に設けられる固定用孔４４を、マスキング治具２００のマスク固定凸部２４４に嵌合させることによって、治具貫通孔２４２に対するマスク貫通孔４２の位置合わせを容易に行うことができる。この結果、マスク部材４０の表面ＭＴは、マスキング治具２００の表面ＴＰに当接し、マスク部材４０は、治具貫通孔２４２とマスク貫通孔４２とが互いに重ねられた状態で、マスキング治具２００に配置される。

マスク部材４０がマスキング治具２００へ配置されると、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０がマスキング治具２００に配置された状態で回転軸ＢＤ周りに屈曲される。具体的には、図７に矢印Ｄ２として示すように、電極部材６０を、マスキング治具２００の裏面ＢＰに向かって、回転軸ＢＤ周りに回動させる。このとき、連結部材５０を、マスキング治具２００の第一側面Ｓ１の表面に沿って屈曲させることにより、回転軸ＢＤを容易に形成することができる。その結果、電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する際に、マスキング治具２００の裏面ＢＰに対する電極部材６０の位置合わせを容易に行うことができる。電極部材６０のうち第二配線６２は、図４を用いて示した配線固定凸部２６０を用いて配置される。配線固定凸部２６０を用いることにより、マスキング治具２００の裏面ＢＰにおいて、治具貫通孔２４２に対する第二配線６２の被溶射位置ＰＴの位置合わせが容易となる。このとき、電極部材６０は、マスキング治具２００の裏面ＢＰから離間した状態で配置される。以上により、被溶射体マスキングユニット３００の組み立ては完了する。

図８を用いて、被溶射体マスキングユニット３００を用いた溶射材の溶射方法について説明する。図８は、被溶射体マスキングユニット３００を用いた溶射方法を模式的に示す説明図である。図８では、技術の理解を容易にするために、被溶射体マスキングユニット３００は、分解斜視図によって模式的に示されており、連結部材５０の長さは、実際の連結部材５０の長さよりも長く示されている。

図８には、表面電極４６０と、溶射材を噴射する溶射ノズル８０とが模式的に示されている。表面電極４６０は、固定対象物であり、通電加熱式触媒の外周面に設けられる電極である。表面電極４６０は、例えば、略矩形状の平面形状を有している。なお、図８では、１つの表面電極４６０を示しているが、通電加熱式触媒の外表面には、陽極および陰極に対応する２つの表面電極４６０が互いに対向するように配置されている。表面電極４６０の形状は、矩形状には限らず、種々の形状であってよい。

溶射ノズル８０は、図示しない溶射装置に接続されている。本実施形態では、溶射装置は、プラズマ溶射方式の溶射装置である。溶射装置は、例えば、溶射材に熱エネルギを付与して溶射材を半溶融状態とし、運動エネルギを付与した半溶融状態の溶射材を溶射ノズル８０から噴射する。溶射装置は、プラズマ溶射には限らず、フレーム溶射、アーク溶射、高速フレーム溶射、レーザ溶射などの種々の方式の溶射装置であってよい。

図８には、溶射ノズル８０の移動経路ＮＲが破線矢印によって模式的に示されている。移動経路ＮＲは、任意に設定することができる。本実施形態では、移動経路ＮＲは、溶射用貫通孔３４２の配列、すなわち、マスク貫通孔４２の第一列ＭＬ１と、第二列ＭＬ２との配列に沿って往復移動する経路である。溶射ノズル８０は、移動経路ＮＲに沿って移動し、溶射用貫通孔３４２のそれぞれに対して溶射材を溶射する。

図８には、溶射ノズル８０から噴射される溶射材の噴流８２が模式的に示されている。溶射材の噴流８２は、マスク貫通孔４２と、治具貫通孔２４２とが重ねられて形成された溶射用貫通孔３４２を通過して、第二配線６２と表面電極４６０とを含む被溶射位置ＰＴ上に衝突する。溶射材は、被溶射位置ＰＴに堆積して凝固し、スプラット（splat）とも呼ばれる溶射膜７０を形成する。溶射膜７０は、第二配線６２が表面電極４６０に当接された状態で凝固し、表面電極４６０との接着力により、第二配線６２を表面電極４６０に対して固定するとともに、第二配線６２と表面電極４６０とを電気的に接続する。

溶射材の溶射が完了すると、連結部材５０は、図８に示す切断位置ＣＴで切断され、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０と、電極部材６０とに分断される。分断されたマスク部材４０と、マスキング治具２００とは、表面電極４６０から取り外される。取り外されたマスク部材４０は、廃棄され、マスキング治具２００は、再利用される。

以上、説明したように、本実施形態の被溶射体ユニット１００を用いた溶射方法では、マスク部材４０のマスク貫通孔４２と、マスキング治具２００の治具貫通孔２４２とが重なるように、マスク部材４０を、マスキング治具２００の表面ＴＰに配置するとともに、被溶射体としての電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する。この状態のマスキング治具２００のマスク貫通孔４２、すなわち溶射用貫通孔３４２から被溶射材である電極部材６０に向けて溶射材を溶射する。本実施形態の被溶射体ユニット１００を用いた溶射方法によれば、マスク部材４０がマスキング治具２００の表面ＴＰを覆う状態で溶射されるので、マスキング治具２００の表面ＴＰに溶射材が堆積することを低減または防止することができる。

本実施形態の溶射方法によれば、電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する際に、連結部材５０を屈曲させて、被溶射部材としての電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＭＢに配置する。したがって、マスク部材４０をマスキング治具２００の表面ＴＰに配置した後に被溶射体ユニット１００を屈曲させる際に、マスキング治具２００の裏面ＢＰに電極部材６０を配置することが容易になり、マスキング治具２００に対するマスク部材４０と、電極部材６０との位置合わせが容易となる。また、マスク部材４０と、電極部材６０とを一体的に形成することができ、被溶射体ユニット１００の生産性を向上することができる。

本実施形態の溶接方法によれば、溶射材を溶射した後に、連結部材５０を切断して、マスク部材４０と、被溶射部材とを分断し、分断されたマスク部材４０を取り外す。したがって、溶射により表面電極４６０に固定された電極部材６０からマスク部材４０を容易に取り外すことができる。

本実施形態の溶射方法によれば、被溶射部材は、通電加熱式触媒の表面電極４６０に電気的に接続される電極部材６０である。電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＭＢに配置する工程の後に、マスキング治具２００を表面電極４６０の表面ＭＴに配置して、マスク貫通孔４２から電極部材６０に向けて溶射材が溶射される。したがって、溶射材を用いて通電加熱式触媒の表面電極４６０に電極部材６０を固定することができるとともに、通電加熱式触媒の製造時において、マスキング治具２００の表面ＴＰに溶射材が堆積することを低減または防止することができる。

本実施形態の被溶射体ユニット１００は、被溶射位置ＰＴに溶射材が溶射される電極部材６０と、マスク貫通孔４２を有するマスク部材４０と、マスク部材４０および電極部材６０を連結する連結部材５０であって、被溶射体ユニット１００を、マスク部材４０の表面ＭＴと、電極部材６０の表面ＥＴとが互いに対向する対向状態へと屈曲可能にする連結部材５０と、を備えている。本実施形態の被溶射体ユニット１００によれば、連結部材５０の屈曲によりマスク部材４０の表面ＭＴと、電極部材６０の表面ＥＴとが対向する対向状態が形成される。したがって、マスク部材４０によりマスキング治具２００の表面ＴＰが覆われた状態で溶射することができるので、マスキング治具２００の表面ＴＰに溶射材が堆積することを低減または防止することができる。

本実施形態の被溶射体ユニット１００では、回転軸ＢＤからマスク貫通孔４２までの直線距離Ｌ１と、回転軸ＢＤから被溶射位置ＰＴまでの直線距離Ｌ２とが等しくなるように、マスク貫通孔４２と、被溶射位置ＰＴとが配置されている。したがって、被溶射体ユニット１００を対向状態とする際に、マスク貫通孔４２と、被溶射位置ＰＴとを互いに重ねることが容易となる。

本実施形態の被溶射体ユニット１００では、さらに、マスク部材４０は、マスキング治具２００に設けられるマスク固定凸部２４４に嵌合する固定用孔４４を備えている。固定用孔４４は、マスク貫通孔４２と、治具貫通孔２４２との位置合わせのための位置合わせ機構として機能する。したがって、マスキング治具２００の表面ＴＰに、マスク部材４０の表面ＭＴを配置する際に、治具貫通孔２４２と、マスク貫通孔４２との位置合わせが容易となる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、固定対象物は、通電加熱式触媒の表面電極４６０であり、被溶射部材は、表面電極４６０に固定される電極部材６０である例を示した。これに対して、固定対象物は、通電加熱式触媒には限定されず、例えば、シリンダヘッド、シリンダブロック、ピストンなどの種々の車両用部品であってよく、機械部品、建造物などの構造物といった種々の部材であってよい。この場合には、被溶射部材は、電極部材６０には限定されず、上記の種々の部材に対する保護膜や遮熱膜、構造物の防食や防錆のための皮膜、耐摩耗性や耐熱性の向上のための皮膜などの種々の目的に対応する部材であってよい。また、固定対象物を有さず、被溶射部材は、固定対象物に固定されなくてもよい。この場合には、被溶射位置には被溶射部材のみが含まれ、被溶射部材のみに溶射材が溶射される。

（Ｂ２）上記実施形態では、連結部材５０は、電極部材６０の延出方向上の第二配線６２の端部に配置される例を示した。これに対して、連結部材５０は、電極部材６０の延出方向上における第二配線６２の端部に配置される形態のみには限定されず、対向状態でマスク部材４０のマスク貫通孔４２が所望の被溶射位置ＰＴ上に配置されることを前提とする任意の位置に設定することができる。例えば、連結部材５０は、第二配線６２において、電極部材６０の延出方向と交差する方向における第二配線６２のいずれかの端部に形成されてもよい。この場合には、マスク部材４０が対向状態におけるマスク貫通孔４２の配置位置と、被溶射位置ＰＴの配置位置とが一致する向きになるように、マスク部材４０は、連結部材５０に連結される。

（Ｂ３）上記実施形態では、マスク部材４０と、電極部材６０とが連結部材５０で連結される例を示した。これに対して、連結部材５０は備えられず、マスク部材４０と、電極部材６０とが別体で用いられてもよい。この形態の溶射方法であっても、マスク部材４０の表面ＭＴをマスキング治具２００の表面ＴＰに配置し、電極部材６０の表面ＥＴをマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置することにより、上記実施形態と同様に溶射することができ、マスキング治具２００の表面に溶射材が堆積することを低減または防止することができる。

（Ｂ４）上記実施形態では、被溶射体ユニット１００のマスク部材４０を、マスキング治具２００の表面ＴＰに配置し、マスキング治具２００の表面ＴＰにマスク部材４０を配置された状態の被溶射体ユニット１００の連結部材５０を回転軸ＢＤ周りに屈曲させて、被溶射体ユニット１００の対向状態を形成し、電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置する。これに対して、電極部材６０をマスキング治具２００の裏面ＢＰに配置した後に、マスキング治具２００の裏面ＢＰに電極部材６０を配置された状態の被溶射体ユニット１００の連結部材５０を回転軸ＢＤ周りに屈曲させて、被溶射体ユニット１００の対向状態を形成し、被溶射体ユニット１００のマスク部材４０を、マスキング治具２００の表面ＴＰに配置してもよい。

（Ｂ５）上記実施形態では、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０の表面ＭＴの面方向と、被溶射部材としての電極部材６０の表面ＥＴの面方向とが互いに同一平面上となるように形成される例を示した。これに対して、被溶射体ユニット１００は、マスク部材４０の表面ＭＴの面方向と、電極部材６０の表面ＥＴとは、必ずしも同一平面上となるように形成される必要はなく、マスク部材４０と、電極部材６０とが、連結部材５０の屈曲により対向状態が形成可能な構造であれば足りる。また、マスク部材４０と、電極部材６０とは、平行状態で製造される必要はなく、対向状態など、平行状態以外の状態で製造されてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

４０…マスク部材、４２，４２１…マスク貫通孔、４４…固定用孔、５０…連結部材、６０…電極部材、６１…第一配線、６２…第二配線、７０…溶射膜、８０…溶射ノズル、８２…噴流、１００…被溶射体ユニット、２００…マスキング治具、２４２…治具貫通孔、２４４…マスク固定凸部、２６０…配線固定凸部、２６１…凹部、３００…被溶射体マスキングユニット、３４２…溶射用貫通孔、４６０…表面電極、ＢＰ…マスキング治具の裏面、ＥＢ…電極部材の裏面、ＥＴ…電極部材の表面、ＭＢ…マスク部材の裏面、ＭＴ…マスク部材の表面、ＮＲ…移動経路、ＰＴ，ＰＴ１…被溶射位置、Ｓ１…第一側面、Ｓ２…第二側面、ＴＰ…マスキング治具の表面

Claims (7)

1. 被溶射部材に溶射するための溶射方法であって、
   マスク貫通孔を有するマスク部材と、被溶射部材と、治具貫通孔を有するマスキング治具とを準備する工程と、
   前記マスク貫通孔と、前記治具貫通孔とが重なるように、前記マスク部材を、前記マスキング治具の表面に配置する工程と、
   前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程と、
   前記マスク貫通孔から前記被溶射部材に向けて溶射材を溶射する工程と、を備える、
   溶射方法。
2. 請求項１に記載の溶射方法であって、
   前記マスク部材と、前記被溶射部材とは、連結部材によって連結されており、
   前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程において、前記連結部材を屈曲させて、前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する、
   溶射方法。
3. 請求項２に記載の溶射方法であって、
   さらに、前記溶射材を溶射する工程の後に、前記連結部材を切断して、前記マスク部材と、前記被溶射部材とを分断する工程と、
   分断された前記マスク部材を取り外す工程と、を備える、
   溶射方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の溶射方法であって、
   前記被溶射部材は、通電加熱式触媒の表面電極に電気的に接続される電極であり、
   前記被溶射部材を前記マスキング治具の裏面に配置する工程の後に、さらに、前記マスク部材および前記被溶射部材が配置された前記マスキング治具を前記表面電極の表面に配置する工程を備える、
   溶射方法。
5. マスキング治具に用いられる被溶射体ユニットであって、
   被溶射部材であって、前記被溶射部材の一部を含む被溶射位置に溶射材が溶射される被溶射部材と、
   マスク貫通孔を有するマスク部材と、
   前記マスク部材および前記被溶射部材を連結する連結部材であって、前記被溶射体ユニットを、前記マスク部材の表面と前記被溶射部材の表面とが互いに対向する対向状態へと屈曲可能にする連結部材と、を備え、
   前記対向状態において、前記マスク貫通孔と前記被溶射位置とが互いに重なる位置に配置される、
   被溶射体ユニット。
6. 請求項５に記載の被溶射体ユニットであって、
   前記被溶射体ユニットが前記対向状態へと屈曲される際の前記マスク部材の回転軸から前記マスク貫通孔までの距離と、前記回転軸から前記被溶射位置までの距離とが等しい、
   被溶射体ユニット。
7. 請求項５または請求項６に記載の被溶射体ユニットであって、
   前記マスク部材は、マスキング治具に設けられる治具貫通孔と前記マスク貫通孔との位置合わせのための位置合わせ機構を備える、
   被溶射体ユニット。

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