JPH0339746B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマ溶射装置に関し、特にプラズ
マ溶射環境下のガス流に粉末を制御の下に導入す
る装置に関する。

粉末が流動ガス流に選択的に導入されるプラズ
マ溶射装置は周知である。そのような装置は、例
えばムーエルベルガー（Muehlberger）らによる
1982年５月４日付け米国特許第4328257号（これ
は本出願と共通に譲渡されている）に開示されて
いる。ムーエルベルガーらの特許は、加工片への
噴霧を効果的にするため粉末を含むガス流を高温
および超音速の速度で室内へ導入する装置を開示
している。

ムーエルベルガーらの特許に記載されている型
式のプラズマ溶射装置において、粉末は種々の設
計の粉末供給装置を使用して流動ガス流に導入さ
れる。代表的な先行技術の粉末供給装置におい
て、粉末は下端部に細孔付きホイールを有し45゜
の角度で装着された円筒形キヤニスタ（小容器）
に装填される。そのホイールは、スロツトに粉末
を充てんするように回転する、そしてそれらのス
ロツトはスロツト内の粉末がガス流内に捕獲され
るようにガス流路内へ移動される。この種の粉末
供給装置は主として粉末供給の不均一性を含む多
くの欠点を有することがわかつている。

これは、発明の名称「粉末供給装置」で1982年
６月11日付けの前記ムーエルベルガーらの同時係
属出願第387356号に記載されている優れた粉末供
給装置の開発をもたらした。その出願に記載され
ている粉末供給装置は粉末キヤニスタを直立（一
般に鉛直）に配置し、キヤニスタ底部の第１回転
ドライブ・シヤフトに取り付けた供給インペラと
かくはん用スピンドルを利用して、粉末をかくは
ん混合し、そして第１回転ドライブ・シヤフトが
モータによつて駆動される際にキヤニスタ底部の
穴から制御された量の粉末を分与する。キヤニス
タ底部の穴を介して分与される制御された量の粉
末は導管によつてハウジング上端の穴を経てモー
タによつて回転駆動される第２ドライブ・シヤフ
トによつて回転駆動されるハウジング内に装着さ
れた供給ホイール外周部の周方向に形成された複
数のスロツト（細孔）に向けられる。大きさが均
一なスロツトは底面と、ガス流をスロツトに向け
るべくフイード・ホイールに対して固定位置に取
り付けられた第１中空管とガス流およびスロツト
に装填される粉末を受ける配置の対向する第２中
空管との間にフイード・ホイール上表面から上方
へ伸びる対向する羽根によつて形成された両側面
を有する。かくはんスピンドル・フイード・イン
ペラおよびフイード・ホイールの一定の動作が操
作条件が変つた場合にも比較的一定で均一な粉末
供給を提供する。

前記ムーエルベルガーらの出願特許に記載され
た粉末供給装置および前述したもののような他の
型式の粉末供給装置において、ガス流はホース、
チユーブまたは他の導管を経て粉末供給装置へ向
けられる、そして次に制御された量の粉末が処理
される場所を経て得られたガスと粉末の混合体を
プラズマ流に向けるもう１つの導管へ送られる。
吹付けが始まるとき、加圧ガス源を作動させてガ
ス流を導管および粉末供給装置へと流し始める。
粉末供給装置内の圧力を溶射を開始することがで
きて粉末流が一定になるレベルに上げるために、
典型的には数秒以上の期間（時間）を要する。そ
の間に時間と粉末が浪費される。溶射を終わると
きには、一般に次の溶射工程に備えて装置から余
分の粉末を除去する必要がある。粉末供給装置内
の導管および粉末供給部分から残留粉末を一掃す
ることを含むこの操作を行うには10秒以上を要
し、時間と粉末がむだになる。ある種のプラズマ
溶射工程は、数秒間中にそれぞれ粉末を供給する
必要がある。現在の粉末供給制御装置は典型的
に、装置が残留粉末の清掃と次にそれぞれの溶射
再開始信号が出た後に溶射圧力が再び上がる短い
溶射間隔の間にかなりの遅滞がある。そのような
溶射工程は実際に過度の時間並びに浪費粉末をも
たらす結果となる。

従つて、少しの遅れまたは遅滞時間がなく同時
に粉末の浪費が最小の方法で粉末の供給を開始お
よび停止できることが望まれる。また、最適の粉
末供給のため粉末供給装置内の所望圧力を迅速に
得てそれを維持できるように、粉末装填後に粉末
キヤニスタから余分の捕獲空気を除去する装置を
提供することが望まれる。さらに、粉末供給制御
装置並びに流動する粉末とガスの混合体を迅速か
つ効果的に遮断する必要がある他の用途に使用す
る優れた弁を提供することが望まれる。

これらおよび他の目的は本発明による連続ガス
流を維持する粉末供給制御装置によつて達せられ
る。プラズマ溶射工程へ供給するために粉末をガ
ス流へ混合するときの間に、ガス流を粉末供給装
置に向けるために弁と導管の装置が使用される。
粉末の供給を止めるときは、そのガス流は粉末供
給装置を迂回するバイパスを通される。同時に、
ガス流への粉末供給開始に備えて最適の圧力を維
持するために、導管および弁の装置が粉末供給装
置を密閉する。粉末の供給を再開するときは、弁
および導管の装置がガス流路をバイパスから粉末
供給装置内へと迅速にスイツチして、殆んど遅滞
なく所望の体積および圧力で粉末の供給を開始す
る。溶射の終りには、ガス流は再び迅速に粉末供
給装置からバイパスへ向けられる。

弁および導管の装置は粉末供給装置の直ぐ下流
側に配置され加圧ガスによつて作動される粉末遮
断弁を含む。粉末の供給を止めるため流入ガス流
が粉末供給装置からバイパスへ向けられるときと
同時に、粉末供給装置から溶射環境へ粉末がさら
に供給されるのを防ぐために粉末遮断弁が閉鎖さ
れる。その粉末遮断弁は、弁ハウジング内の穴に
装着されて粉末が通過する中心穴を有するゴムの
ような弾性材料の円筒形部材を含む。加圧空気ま
たは他のガスをハウジングの側壁の穴を経てハウ
ジング内の穴と弾性部材の壁間の小空間内へ付加
すると、弾性部材を圧縮してその貫通中心穴を閉
鎖する。

粉末再充てん工程中に粉末供給装置のキヤニス
タへ導入される粉末に捕獲される空気は、加圧空
気源へ接続された入口、大気中へ接続された第１
の出口および遮断弁を制御するために接続された
第２の出口を有する二方弁を含む装置によつて迅
速に一掃される。遮断弁は二方弁の第２出口の制
御下で真空源を粉末供給装置の内部へ接続する。
二方弁は通常、遮断弁を閉鎖保持して真空源を粉
末供給装置内部から遮断するために、加圧空気源
を遮断弁へ接続する位置にある。キヤニスタ内に
粉末を補充する際に、二方弁は加圧空気源を遮断
弁でなくて大気中へ接続するように作動する。こ
れは、遮断弁を開口して真空源をキヤニスタ内部
に接続し、それによつて粉末にトラツプされた空
気を全て排除する。二方弁の動作によつて遮断弁
を再閉鎖した後、粉末供給装置へガスを瞬間的に
付加することによつてキヤニスタ内のガス圧は迅
速に所望の動作値に上昇される。

本発明による粉末供給制御装置の望ましい実施
態様における二方ソレノイド作動弁は流入ガス流
を逆止め弁を経て粉末供給装置内へ向けるかまた
は供給バイパス管路へ向けるように配列される。
粉末供給装置の出口は粉末遮断弁および共同する
空気バイパスおよび逆止め弁を経てプラズマ溶射
環境へ接続される。接続された供給バイパス管路
の下流端部を有する空気バイパスおよび逆止め弁
は供給バイパス管路のガス流を自由に出口通し同
時にその流れが上流の粉末遮断弁へ逆流するのを
防ぐ働きをする。粉末遮断弁は２つの異なる一方
ソレノイド作動弁によつて作動される。その１つ
は通常、加圧空気を粉末遮断弁へ付加するように
位置決めされる、そしてその第２のものは粉末遮
断弁が開口されるとき加圧空気を粉末遮断弁から
シヤントするように接続される。粉末遮断弁を制
御する別の装置は、粉末遮断弁を閉鎖または開口
するかによつてそれぞれ加圧空気を粉末遮断弁へ
交互に通すかまたは加圧空気を粉末遮断弁からシ
ヤントするように配列された二方ソレノイド作動
弁を含む。

第１図は本発明による粉末供給制御装置１を示
す。制御装置１は前記ムエールベルガーらの出願
特許に記載されている型式の粉末供給装置１０と
連結して示されている。粉末供給装置１０は、ム
エールベルガーらの特許にかなり詳しく記載され
ているので、以下簡単に記載する。また、他の型
式の粉末供給装置も本発明による粉末供給制御装
置１に連結して使用できることを理解すべきであ
る。

粉末供給装置１０は、下ホツパ・アセンブリー
１６と電子駆動制御アセンブリー１８を囲む主シ
ヤシ１４の上に装着された上ホツパ・アセンブリ
ー１２を含む。

上ホツパ・アセンブリー１２は、ガス流に供給
する一定量の粉末を含むため中空、一般に円筒
形、鉛直配置の粉末キヤニスタ（小容器）２０を
含む。キヤニスタ２０は、そのベース２６を主板
２２へ固定する複数のキヤニスタ取付け金具２４
によつて主板２２の上表面に取り付けられる。粉
末を充てんするためのキヤニスタ２０へのアクセ
スは上部に圧力計３０を装着しているキヤニスタ
窓サブアセンブリー（小組立部品）２８によつて
提供される。普通、キヤニスタ２０の上部に取り
付けられるキヤニスタ窓サブアセンブリー２８は
キヤニスタ２０が粉末を充てんできるように複数
の掛け金３２をはずすことによつて取り外すこと
ができる。掛け金３２によつてキヤニスタ２０の
上部適所に保持されたキヤニスタ窓サブアセンブ
リー２８で、粉末はキヤニスタ２０内の密閉され
て、キヤニスタ２０の内部に圧力が加えられそれ
が維持される。圧力計３０はキヤニスタ２０の上
部およびキヤニスタ２０内の粉末上の圧力量を示
す。

前記ムーエルベルガーらの出願特許に記載され
ているように、上ホツパ・アセンブリー１２は、
主板２２の直上のキヤニスタ２０ベースに配置さ
れてキヤニスタ２０内の粉末を混合、かくはん
し、制御された量の粉末を主板２２の直下に装着
された第２のアセンブリーへ分配（分与）する第
１のアセンブリーを含む。第２のアセンブリーは
第１のアセンブリーからの粉末が充てんされてそ
れをガス流内へ供給する複数のスロツト（細孔）
を含む。ガス流は主導管３６の一部分からなるホ
ース部３４を介して粉末供給装置１０に入る。粉
末を供給されたガス流はホース部３８から粉末供
給装置１０を噴出し、そこからプラズマ溶射装置
や他の利用装置へ向けられる。

主シヤシ１４は対向する前、後の板４０，４
２、両側板４４および制御板４６を含む。対向す
る側板４４の各々は粉末供給装置１０の運搬を容
易にするために取り付けたハンドル４８を有す
る。

主シヤシ１４は上ホツパ・アセンブリー１２の
領域における下ホツパ・アセンブリー１６を囲ん
でいる。前記ムーエルベルガーらの出願特許に記
載されているように、下ホツパ・アセンブリー１
６は上ホツパ・アセンブリー１２内の第１および
第２のアセンブリーを駆動さすため各種のシヤフ
トおよび歯車を介して接続されたモータを含む。
そのモータ並びに粉末供給装置１０の種々の他の
部分は電子駆動制御アセンブリー１８によつて制
御される、電子駆動制御アセンブリー１８の部分
は制御盤４６上に取り付けられかつ主シヤシ１４
内に含まれる。制御盤４６はフユーズ、表示燈お
よびトグル・スイツチを含む。キヤニスタ２０の
外側に装着した加熱体（図示せず）によつてキヤ
ニスタ２０内に貯えられた粉末に加えられる熱の
ようなものを制御するために種々の制御装置が使
用される。特に、制御盤４６上に示す制御装置は
ガス流に導入される粉末の量を正確、精密に制御
するサーボ・システム（機構）を利用する。ホー
ス部３８を介して噴出するガス流内の粉末の量は
測定され、サーボ機構に送られて、キヤニスタ２
０のベースにある第１および第２のアセンブリー
を駆動するモータの速度を制御する。

前板４０には一対の止めブロツク５０，５２が
取り付けられている。止めブロツク５０，５２の
上表面はそれぞれ上ホツパ・アセンブリー１２が
粉末ダンピング姿勢（位置）へピボツトされると
きに一対のストツパー５４，５６を受ける。上ホ
ツパ・アセンブリー１２のダンピング位置への移
動はキヤニスタ２０の側部へ結合されそこから外
側へ伸びるダンプ用ハンドル５８によつて助けら
れる。粉末ダンピング位置は粉末供給装置１０全
体をさかさまにすることなくキヤニスタ２０内の
粉末を空にすることができる。

ガス流は、加圧ガス源（図示せず）と二方ソレ
ノイド作動弁６２との間に接続されたホース部６
０を介して粉末供給制御装置１へ導入される。二
方ソレノイド作動弁６２はホース部６０に接続さ
れた入口６４と一対の出口６６，６８を有する。
出口６６は主導管３６の一部分を形成し、そして
ホース部７０と逆止め弁７２を介してホース部３
４へ接続される。出口６８は供給装置バイパス導
管７６からなるホース部７４へ接続される。

二方ソレノイド作動弁６２は、その入口６４を
その出口６６か６８のいずれかに接続するために
電気的に作動される。従つて、ホース部６０内の
ガス流は弁６２によつて決まるように主導管３６
か供給装置バイパス導管７６のいずれかに向けら
れる。二方ソレノイド作動弁６２が作動して入口
６４を出口６６へ接続する場合、ホース部６０か
らのガス流はホース部７０、逆止め弁７２および
ホース部３４を経て粉末供給装置１０内へ向けら
れる。逆止め弁７２は粉末供給装置１０内の粉末
が二方ソレノイド作動弁６２へ逆行するのを防
ぐ。ホース部３４からのガス流が粉末供給装置１
０へ入る際に、ガス流はホース部３８を介して粉
末供給装置１０から出る前に所望量の粉末をピツ
クアツプするために回転ホイールの羽根の間に向
けられる。この操作は前記ムーエルベルガーらの
出願特許に詳細に記載されている。ホース部３８
を介して粉末供給装置１０を吐出する粉末とガス
の混合体は粉末遮断弁７８および空気バイパスお
よび逆止め弁８０を経て出口ホース部８２へ向け
られる。出口ホース部８２は粉末とガスの混合体
を前記ムーエルベルガーらの米国特許第4328257
号に示されている型のプラズマ溶射環境へ向けら
れる。

粉末遮断弁７８は一対の一方ソレノイド作動弁
８４と８６によつて制御される。一方ソレノイド
作動弁８４はホース部８８と一対のホース部９
０，９２によつて加圧空気源（図示せず）と粉末
遮断弁７８との間に接続される。ホース部９０と
９２はそれらを接続したＴ−型継手９４を有す
る。Ｔ−型継手９４は、一方ソレノイド作動弁８
６をホース部９０と９２によつて形成される一方
ソレノイド作動弁８４と粉末遮断弁７８間の導管
へ接続する。加圧空気をＴ型継手９４へ付加すべ
く通常は開口している一方ソレノイド作動弁８４
は加圧空気源を粉末遮断弁７８から遮断したいと
きは閉鎖することができる。Ｔ−型継手９４にお
ける加圧空気はホース部９２を介して粉末遮断弁
７８へ選択的に付加されるか或いは一方ソレノイ
ド作動弁８６の作用によつて粉末遮断弁７８から
シヤントされる。

二方ソレノイド作動弁６２がガス流を主導管３
６を介して粉末供給装置１０を流通するように位
置決めされているとき、粉末遮断弁７８はＴ−型
継手における加圧空気をシヤントすべく開口位置
に保持されている一方ソレノイド作動弁８６の作
用によつて開口保持される。粉末のガス流への供
給を止めたいときは、二方ソレノイド作動弁６２
を作動させて入口６４を出口６８へ接続し、それ
によつてガス流を流入ホース部６０からバイパス
導管７６へそらす（向ける）。二方ソレノイド作
動弁６２の切換えと実質的に同時に、一方ソレノ
イド作動弁８６は閉鎖され、そして一方ソレノイ
ド作動弁８４（閉鎖している場合）は開口され
る。この動作は加圧空気をＴ−型継手９４を経て
ホース部９２を介して粉末遮断弁７８へ付加す
る。第５図〜第７図に関して後述するように、粉
末遮断弁７８への加圧空気の付加は内部の弾性材
料を収縮させて中心孔を閉鎖し粉末供給装置１０
からの粉末流がそれ以上出口ホース部８２へ流れ
るのを止める作用を有する。粉末遮断弁７８は、
粉末供給装置１０からの極めて高い粉末供給圧力
にもかかわらず粉末流を効果的にかつ粉末の研磨
性にもかかわらず余り摩耗することなく遮断する
ことができるように設計されている。二方ソレノ
イド作動弁６２が再びスイツチングされてガス流
を主導管３６そして粉末供給装置１０へ向けると
き、一方ソレノイド作動弁８６はＴ−型継手９４
における加圧空気を粉末遮断弁７８からシヤント
すべく実質的に同時に開口され、それによつてガ
スおよび粉末混合体の流れに対して粉末遮断弁７
８を開口する。同時に、一方ソレノイド作動弁８
４が閉鎖されて加圧空気のＴ−型継手９４への供
給を遮断する。

ガスと粉末の混合体を出口ホース部８２へ供給
すべくガス流が主導管３６および粉末供給装置１
０を通されるとき、空気バイパスおよび逆止め弁
８０はそのガスと粉末の混合体を粉末遮断弁７８
から出口ホース部８２に流し、同時にその混合体
がホース部７４を介して二方ソレノイド作動弁６
２へ流れるのを防ぐ。逆に言えば、流入ガス流が
二方ソレノイド作動弁６２によつてホース部７４
に向けられるとき、空気バイパスおよび逆止め弁
８０はガスを出口ホース部８２へ自由に流入させ
る。同時に、粉末遮断弁７８が閉鎖されて、ガス
がホース部３８へ流入するのを防ぐ。空気バイパ
スおよび逆止め弁８０の例は第５図〜第７図に関
連して後述する。

本発明による粉末供給制御装置１の利点は第２
図および第３図を参照することによつてさらによ
く理解することができる。第２図は粉末供給装置
１０に関連した先行技術による代表的な粉末供給
制御装置を示す。加圧ガスは流入ホース部９６に
よつて粉末供給装置１０へ供給される。流出ホー
ス部９８は粉末供給装置１０をプラズマ溶射環境
へ接続する。粉末を供給する場合、粉末をガス流
を導入するために、ガス源を作動してガスをホー
ス部９６から粉末供給装置１０へ流入させる。得
られた粉末とガスの混合体は次にホース部９８を
経てプラズマ溶射環境へ流れる。ガスと粉末の混
合体の供給を止める場合は、ガス流がホース部９
６を経て粉末供給装置１０へ流入するのを終わら
せるべく、ガス源を単に止める。ガスと粉末の混
合体を再び供給したい場合は、ガス源を再び作動
させてガス流をホース部９６から粉末供給装置１
０へ流入させる。粉末供給装置１０内のガス圧が
ガスと粉末の混合体をプラズマ溶射環境へ最適に
供給するのに必要なレベルになるのに典型的には
数秒以上かかる。そうしている間に、痕跡量の粉
末が減圧下で供給されて、プラズマ溶射工程の制
御を困難にする。

第２図に示す先行技術の配置は粉末の供給が数
秒毎の間隔で断続的に行う必要がある点において
特に不利である。粉末の供給を止め次に再び供給
を始めるのに必要な時間は各粉末供給間隔よりも
数倍長い、これは比較的遅く効率の悪い溶射操作
をもたらす。その問題は、粉末の供給が終わる時
毎に残留粉末を系（装置）から一掃する必要があ
る場合にさらに倍加される。残留粉末の一掃には
ある装置においては10秒以上もかかる。

第３図は本発明による粉末供給制御装置１をソ
レノイド制御装置１００に関係したブロツク図で
示す。ソレノイド制御装置１００は二方ソレノイ
ド作動弁６２と一方ソレノイド作動弁８４と８６
を作動するために接続される。粉末をプラズマ溶
射環境へ供給する場合、ソレノイド制御装置１０
０はホース部６０をホース部７０へ接続するよう
に二方ソレノイド作動弁６２を位置決めする。ガ
スは逆止め弁７２を経て粉末供給装置１０へ流入
する。粉末供給装置１０からの得られたガスと粉
末の混合体は粉末遮断弁７８と空気バイパスおよ
び逆止め弁８０を経て出口ホース部８２へ流れそ
こからプラズマ溶射環境へ供給される。粉末遮断
弁７８は、Ｔ−型継手９４における加圧空気を粉
末遮断弁７８からシヤントすべく一方ソレノイド
作動弁８６を開口位置に保つソレノイド制御装置
１００によつて開口保持される。また、ソレノイ
ド制御装置１００は、粉末遮断弁７８が開口保持
されているときに一方ソレノイド作動弁８４を通
常は閉鎖する。粉末の供給を止めるときは、ソレ
ノイド制御装置１００は二方ソレノイド作動弁６
２および一方ソレノイド作動弁８６，８４の位置
をほゞ同時に変える。この動作は、流入ガス流を
供給バイパス導管７６に向けるべくホース部６０
を供給バイパス導管７６からなるホース部７４へ
接続する。一方ソレノイド作動弁８６と８４の同
時閉鎖は加圧空気を粉末遮断弁７８内へ向けて弁
７８を閉じ、さらに粉末の出口ホース部８２への
供給を防ぐ。そうしている間に、供給バイパス導
管７６内のガス流は自由に空気バイパスおよび逆
止め弁８０を経て出口ホース部８２へ流入する。
プラズマ溶射環境への粉末供給を再び始めると
き、ソレノイド制御装置１００が再び二方ソレノ
イド作動弁６２と一方ソレノイド作動弁８６，８
４の位置をほゞ同時に変える。従つて、流入ガス
は再び粉末供給装置１０内へ向けられ、粉末遮断
弁７８はほゞ同時に開口して得られたガスと粉末
の混合体をプラズマ溶射環境へ供給すべく出口ホ
ース部８２へ流す。

第２図に示す先行技術の粉末供給制御装置は圧
力を粉末供給に最適のレベルに再び上げるのにか
なりの時間を要するが、第３図に示す本発明の装
置は粉末を公称圧力で殆んど瞬間的に供給するこ
とができる。二方ソレノイド作動弁６２がガス流
を供給バイパス導管７６に向けるべく作動してい
る時に、粉末供給装置１０は二方ソレノイド作動
弁６２と粉末遮断弁７８によつて殆んど瞬間的に
密閉される。これは、粉末供給装置１０を次の粉
末供給再開に備えて実質的に公称圧力に保つ。二
方ソレノイド作動弁６２が再びガス流を粉末供給
装置１０に向けるべく位置決めされると、ガスと
粉末の混合体は殆んど瞬間的に公称圧力で出口ホ
ース部８２へ向けられる。均一な粉末流およびガ
ス流を得るために公称圧力を維持する能力は大量
の粉末を保持するために大型またはスタツク・キ
ヤニスタが使用される多くの工業的用途において
特に重要である。

第１図および第３図に示す粉末供給制御装置１
の特殊な配置における粉末遮断弁７８は前述のよ
うに２つの異なる一方ソレノイド作動弁８４と８
６によつて制御される。第４図は単一の二方ソレ
ノイド作動弁１０２を利用する粉末遮断弁７８制
御用の別な配置を示す。その二方ソレノイド作動
弁１０２はホース部１０６を介して加圧空気源へ
接続された入口１０４を有する。二方ソレノイド
作動弁１０２はホース部１１０を介して粉末遮断
弁７８へ接続された第１の出口通路１０８と、ホ
ース１１４部を介して大気中へ接続した第２の出
口通路１１２を有する。第３図に示したソレノイ
ド制御装置１００は出口１０４を出口通路１０８
へ接続するかまたは出口通路１０８を出口通路１
１２へ接続すべく二方ソレノイド作動弁１０２を
制御するために用いられる。粉末遮断弁７８は加
圧空気を入口１０４に通す二方ソレノイド作動弁
１０２を位置決めすることによつて閉鎖される、
従つて加圧空気は第１の出口通路１０８を経て、
ホース部１１０を介して粉末遮断弁７８へ付加さ
れる。粉末遮断弁７８は、入口１０４を閉じるべ
く二方ソレノイド作動弁１０２を位置決めするこ
とによつて加圧空気源へ開口される。また、この
動作は、ホース部１１０内の圧力を解放するため
に第１の出口通路１０８を第２の出口通路１１２
へ接続する。

第５図〜第７図に粉末遮断弁７８と空気バイパ
スおよび逆止め弁８０の望ましい配置を示す。粉
末遮断弁７８は一般に円筒形の穴１１８を内蔵し
た一般に矩形のハウジング１１６を有する。ハウ
ジング１１６の両端部１２０と１２２の間に伸び
る穴１１８は一定の直径を有する。ハウジング１
１６の端部１２２上に端部取付物１２８が固定さ
れる。端部取付物１２８はホース部３８を粉末遮
断弁７８へ接続するために使用される。取付物
（部品）１３０を装着する。部品１３０は、端部
取付物１２８の穴１３４の中にあつて穴１１８内
へ伸びるニツプル１３２を有する。

ハウジング１１６内の穴１１８は中心軸１３８
を有する。端部取付物１２８内の穴１３４は中心
軸１３８と共軸である。同様に、取付物１２８は
その内部に中心軸１３８と共軸である中心穴１４
２を有する。粉末遮断弁７８を通り中心穴１４２
によつて形成される導管はゴムのような弾性材料
のほゞ円筒形部材１４６の間に入る中心穴１４４
によつて延長される。ハウジング１１６の円筒穴
１１８内に装着される部材１４６は端部取付物１
２８と弁７８の反対側端部１２０間に伸びて、円
筒穴１１８の直径より少し小さい長手方向に沿つ
て均一な外径を有する。その結果、比較的小さな
空間１４８が部材１４６の外表面と円筒穴１１８
の内壁間に部材１４６の長さのかなりの部分に渡
つて画定される。部材１４６の第１端部１５０は
ニツプル１３２にぴつたりはまる。部材１４６の
反対側の第２端部１５２はハウジング１１６の端
部１２０に配置された金属シール・リング１５４
の片側によつて形成されたニツプル１５３にぴつ
たりはまる。部材１４６の両端１５０，１５２
と、円筒穴１１８の両端間の密封嵌合は円筒穴１
１８の両端におけるその壁内のスロツト１５８と
１６０の内にそれぞれ配置されたＯ−リング１５
５と１５６によつて保証される。Ｏ−リング１５
５は、Ｏ−リング１５５と端部取付物１２８間の
スロツト１２８に配置されたアルミニウム支えリ
ング１６１によつて部材１４６の端部１５０へプ
レスされる。同時に、Ｏ−リング１５６は、Ｏ−
リング１５６と金属密封リング１５４の円板状中
心部１６３間のスロツト１６０に配置されたアル
ミニウム支えリング１６２によつて部材１４６の
端部１５２へプレスされる。

空間１４８はハウジング１１６の側壁内のねじ
付穴１６４と穴１６５を介して通じている。ねじ
付穴１６４は粉末遮断弁７８を第３図の装置にお
けるホース部９２へ、または第４図の装置におけ
るホース部９２へ接続するために使用される。第
３図の一方ソレノイド作動弁８６と８４、または
第４図の二方ソレノイド作動弁１０２の作用によ
つて加圧空気が穴１６４へ提供されるとき、圧力
が穴１６４によつて空間１４８へ接続される。そ
の結果、中心穴１４４を閉鎖しそれによつて粉末
遮断弁７８を閉鎖するために、部材１４６はその
長さのかなりの部分に渡つて収縮する（つぶれ
る）。その圧力は、部材の両端のシールを保証す
るシール・リング１５５と１５６の作用のため空
間内１４８に限定される。粉末遮断弁７８を開口
するために、第３図の一方ソレノイド作動弁８６
と８４の作用または第４図の二方ソレノイド作動
弁１０２の作用によつて加圧空気は穴１６４から
シヤントされる。これは、弾性部材１４６を第５
図に示す自然の無変形状態に戻す。この作用が中
心穴１４４を開けて、粉末供給装置１０からの粉
末とガスの混合体を流動さす。

第５図〜第７図に示す粉末遮断弁７８の配列は
多くの利点を有する。弾性部材１４６はその長さ
のかなりの部分に渡つて収縮することによつて加
圧空気の付加に対応するので、粉末の研磨作用が
分散されて１つの局部に集中しない。これは弁７
８の使用寿命を著しく長くする効果を有する。取
付物１６２に付加される空気の圧力は取付物１３
０における圧力に関係する。従つて、取付物１３
０における流入ガスおよび粉末の混合体の圧力に
もかかわらず、取付物１３０における流入圧に打
勝つて、中心穴１４４を閉鎖するために穴１６４
における空気の圧力をより大きくすることだけが
必要である。弾性部材１４６は単に収縮して圧力
の増加と共に大きく圧縮されるので、過剰の空気
圧力による粉末遮断弁７８を傷つける危険は少し
しかない。

空気バイパスおよび逆止め弁８０は円筒形の穴
１６８を内蔵する一般に矩形のハウジング１６６
を含む。ハウジング１６６は粉末遮断弁７８のハ
ウジング１１６の端部１２０へ接続される。かく
接続されたハウジング１６６で、その内部の穴１
６８は遮断弁７８の円筒穴１１８の中心軸１３８
と共軸である。穴１６８は、その一端にある金属
シール・リング１５４に隣接したスロツト１７０
とその反対側の端部にあるねじ付穴１７２を除い
て、その長さに沿つて一定である直径を有する。
ねじ付穴１７２は空気バイパスおよび逆止め弁８
０を出口ホース部８２へ接続する取付物１７４を
受け入れる。穴１６８は、ハウジング１６６の側
壁にある穴１７６とねじ付穴１７８によつて供給
バイパス導管７６を形成するホース部７４に接続
される。

可撓性のプラスチツク状材料製の中空、円筒体
１８０がハウジング１６６の穴１６８内に装着さ
れるので、その外表面は穴１６８の壁にある。中
空、円筒体１８０はその一端１８２をニツプル１
５３から金属シール・リング１５４の反対側のニ
ツプル１８４にぴつたり嵌合させている。中空円
筒体１８０は粉末遮断弁７８のハウジング１１６
へ中心軸１３８と共軸の内穴１８５を有する。穴
１６８に対する中空円筒体１８０の端部１８４の
シールはスロツト１７０内に配置されたＯ−リン
グ１８８によつて提供される。Ｏ−リング１８８
は、Ｏ−リング１８８と金属シール・リングの円
板状中心部１６３間のスロツト７０内に配置され
たアルミニウム支えリング１９０によつて中空円
筒体１８０の端部１８４上へ押し付けられる。

中空円筒体１８０の端部１８０は粉末供給装置
１０からのガスと粉末の混合体を受け入れるため
に空気バイパスおよび逆止め弁８０の第１入口を
形成する。ねじ付穴１７８は供給バイパス導管７
６からのガス流を受け入れるために空気バイパス
および逆止め弁８０の第２入口を形成する。取付
物１７４は空気バイパスおよび逆止め弁８０の出
口を形成して、弁８０をホース部８２を介してプ
ラズマ溶射環境へ接続する働きをする。空気バイ
パスおよび逆止め弁８０はその２つの入口のいず
れかを出口に接続し、同時にねじ付穴１７８によ
つて形成された入口を中空円筒体１８０の端部１
８４によつて形成された入口から隔離する働きを
する。ガスと粉末の混合体が粉末供給装置１０か
ら出口ホース部８２へ提供されるとき、その混合
体は中空円筒体１８０の穴１８５内に限定され、
それによつて取付物１７４へ向けられ、同時に穴
１７６を経て供給バイパス導管７６へ流入するこ
とが防止される。換言すると、ガス流が供給バイ
パス導管７６に向けられるとき、そのガス流はね
じ付１７８および穴１７６へ流入し、次に中空円
筒体１８０の外表面上へ流れる。中空円筒体１８
０は、ガスが穴１７６から取付物１７４へ流れて
出口ホース部８２から吐出するのに十分な量まで
変形する。

再び第１図を参照して、キヤニスタ２０に粉末
を充てんするために掛け金３２がキヤニスタ窓サ
ブアセンブリ２８のキヤニスタ２０からの取外し
を可能にすることを前に述べた。キヤニスタ２０
に粉末を充てんするとき、一定量の空気をキヤニ
スタ２０に導入することは珍しくない。その空気
は粉末にトラツプされるようになり、キヤニスタ
２０の内部空所に存在する。その後、装置を作動
して粉末を選択的に供給する際に、粉末およびキ
ヤニスタ２０内の湿つた空気の存在は粉末の均一
流および粉末のガス流への飛末同伴を妨げる。空
気の存在はまた熱スプレーコーテイング工程中に
酸化物の生成をもたらす。

有害な空気をキヤニスタ２０から一掃する装置
を第１図にそしてそのブロツク図を第８図に示
す。該装置はホース部１９４によつて加圧空気源
（第１図には示さず、それはホース部８８を介し
て一方ソレノイド作動弁８４に接続される源と同
一である）へ接続された入口を有する二方ソレノ
イド作動弁１９２を含む。二方ソレノイド作動弁
１９２はホース部１９６を介して大気中へ接続さ
れた第１の出口とホース部１９８を介して遮断弁
２００へ接続された第２の出口を有する。遮断弁
２００はその一端をホース部２０２を介して真空
源または他の減圧源（図示せず）へ接続し、他端
をホース部２０４を介してＴ−型継手２０６へ接
続している。Ｔ−型継手２０６はキヤニスタ２０
の内部並びに圧力リリーフ弁２０８へ接続され
る。

遮断弁２００は、粉末遮断弁７８のハウジング
１１６の端部１２０がその反対側端部１２２の取
付物１３０のような取付物を備えることを除い
て、第５図および第６図に示す粉末遮断弁７８の
構造と同一である。遮断弁２００の場合には金属
シール・リング１５４と空気バイパスおよび逆止
め弁８０は存在しない。二方ソレノイド作動弁１
９２からのホース部１９８は、ホース部１９４内
の加圧空気が部材１４６を囲む空間１４８へ二方
ソレノイド作動弁１９２によつて選択的に付加さ
れるように、ねじ付穴１６４へ接続される。端部
取付物１２８内に取り付けた取付物１３０はホー
ス部２０２によつて真空源へ接続される。弁ハウ
ジング１１６の取付け端およびその反対側端部は
ホース部２０４によつてＴ−型継手２０６へ接続
される。

操作において、二方ソレノイド作動弁１９２は
通常、ホース部１９４内の加圧空気をホース部１
９８を介して遮断弁２００へ接続して遮断弁２０
０を閉鎖位置に保つ。これは真空源をキヤニスタ
２０の内側から遮断する作用をもつ。キヤニスタ
に粉末を充てんした後、加圧空気の遮断弁２００
への流れを遮断するために二方ソレノイド作動弁
１９２を遮断弁２００に切換え、同時にホース部
１９８をホース部１９６へ接続して遮断弁２００
からの圧力を解放することによつて内部の有害な
空気を一掃する。これは、遮断弁２００を開けて
真空源を適当な時間の間キヤニスタ２０の内部へ
接続させる。次に二方ソレノイド作動弁１９２を
もとの位置に戻す。その位置において遮断弁２０
０を閉じそれによつて真空源をキヤニスタ２０内
部から遮断するために加圧空気が付加される。

圧力リリーフ弁２０８は所望の安全性を提供す
る。なんらかの理由でキヤニスタ２０の内部に圧
力が増加したら、その過剰の圧力はリリーフ弁２
０８によつて出される。

キヤニスタ２０に粉末を充てんし、真空源をキ
ヤニスタ２０の内部に数秒間または必要に応じて
それ以上の時間接続することによつて有害な空気
を粉末から除去または一掃した後、流入ガス流を
逆止め弁７２を介して粉末供給装置１０へ接続す
るため第１図および第３図に示す二方ソレノイド
作動弁６２の位置を望ましくは瞬間的に変える。
これはガスをキヤニスタ２０に充てんさせてキヤ
ニスタ２０内のガス圧を作動圧力にする。次に二
方ソレノイド作動弁６２を作動して、粉末供給を
始める時間まで流入ガス流を供給バイパス導管７
６へ付加する。

第５図および第６図に示す粉末遮断弁７８は摩
耗、耐久性並びに他のフアクターの視点から有利
であることを前に述べた。これは弁７８を通過す
る粉末の研磨作用が弾性材料の円筒部材１４６の
ほゞ全長に渡つて分散することから得られる。同
様のことが遮断弁２００と同じ構造の弁の使用に
あてはまる。再充てん後、キヤニスタ２０の内部
から一掃される空気は異なる量の混合粉末を有す
る。従つて、遮断弁２００は粉末の研磨作用に抵
抗することができる。

以上、望ましい実施態様について本発明を記
載、説明したが、本発明の意図および範囲から逸
脱することなく形状および詳細において種々の変
化がありうることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粉末供給制御装置の斜視
図；第２図は代表的な先行技術による粉末供給制
御装置のブロツク図；第３図は本発明による第１
図の粉末供給制御装置のブロツク図、第４図は第
３図の装置の一部分の別な配列を示すブロツク
図；第５図は第１図および第３図の装置に使用さ
れる遮断弁と、空気バイパスおよび逆止め弁を組
合せたものの断面図；第６図は第５図の線６−６
についての断面図；第７図は第５図の線７−７に
ついての断面図；そして第８図は第１図の粉末供
給制御装置内に設けた、有害空気を粉末貯蔵用キ
ヤニスタから一掃する装置のブロツク図である。 符号の説明、１０……粉末源又は粉末供給装
置、１２……上ホツパ・アセンブリ、１６……下
ホツパ・アセンブリ、１８……電子駆動制御アセ
ンブリ、２０……キヤニスタ、３６……主導管、
６０……ガスホース、６２……二方ソレノイド作
動弁、６４……入口、６６，６８……出口、７２
……逆止め弁、７６……バイパス導管、７８……
粉末遮断弁、８０……空気バイパスおよび逆止め
弁、８２……出口、８４，８６……一方ソレノイ
ド作動弁、１８０……可とう性プラスチツク、１
４６……弾性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スプレー装置において、ガス流を提供する手
   段、出口８２、粉末源１０、該粉末源１０を含む
   第１の管路３６を介してガス流を出口８２へ選択
   的に接続する手段６２，７８，８０、および粉末
   源１０を迂回する第２の管路７６を介して出口８
   ２へ交互に接続する手段６２，８０からなること
   を特徴とする粉末供給制御装置。 ２ 前記スプレー装置がプラズマ溶媒装置からな
   り；前記粉末源１０が密封可能な粉末含有キヤニ
   スタ２０を有する粉末供給装置１０からなり；そ
   して前記選択的に接続する手段６２，７８，８０
   および交互に接続する手段６２，８０が共にガス
   流を受け入れるべく接続された入口導管６０と、
   該入口導管６０に接続された入口６４と一対の出
   口６６，６８を有してその入口６４を該一対の出
   口６６，６８のいずれか１つに接続させる動作を
   する二方ソレノイド作動弁６２と、加圧空気の付
   加に対応して出口端１２０を入口端１２２から閉
   鎖する動作をする粉末遮断弁７８と、前記二方ソ
   レノイド作動弁６２の対の出口６６，６８の１つ
   と粉末遮断弁７８の入口１２２との間に前記粉末
   供給装置１０を直列に接続する主導管３６と、一
   対の入口１７８，１８２と出口１７４を有し該出
   口１７４が該一対の入口１７８，１８２の各々に
   接続され該一対の入口１７８，１８２が互に隔離
   されかつ一対の入口１７８，１８２の１つが前記
   粉末遮断７８弁の出口端１２０へ接続される構成
   の空気バイパスおよび逆止め弁８０と、前記二方
   ソレノイド作動弁６２の一対の出口６６，６８の
   第２の出口６８を前記空気バイパスおよび逆止め
   弁８０の一対の入口１７８，１８２の第２の入口
   １７８へ接続するバイパス導管７６と、加圧空気
   を前記粉末遮断弁７８へ選択的に付加する手段８
   ４，８６，８８，９０，９２，９４からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の粉末
   供給装置。