JPH0499858A - 遠隔溶射用のアーク溶射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、橋や鉄塔等の既設構築物における手の届き
にくい挟小部での溶射や、長尺管材の内面での溶射等、
遠隔部での溶射に好適な溶射装置に関し、とくにアーク
溶射方式の溶射装置を対象とする。

（ロ）従来の技術 例えば、既設構築物における挟小部に溶射被膜を形成す
る場合、通常形態の溶射装置を用いることはできない。

金属溶滴の飛翔距離が数十印付しかなく、しかも溶射装
置を挟小部に差し込むことが困難なためである。とくに
、従来のアーク溶射装置（例えば特開昭６１−１６７４
７２号公報）の場合は、アーク交点の外面とコーン形状
のジェッＩ・エアで囲む必要上、大口径のエアーノズル
が不可欠で、溶射装置の小形化が困難なため、前述のよ
うな特殊用途に適用することが困難であった。

こうした理由から、挟小部等での遠隔溶射を行う場合に
は、溶射ノズルの小形化が容易な、ガス溶射方式の溶射
装置が専ら用いられていた（文献不詳）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ガス溶射方式の溶射装置は、溶滴温度が高く、アーク溶
射装置のような低温での溶射を行うことができない。そ
のため、溶射対象部から可燃物を除去しておく必要があ
り、そのための準備作業に手間を要する不利があった。

また、粉状の溶材を溶射ノズルから噴出し、これをガス
の火炎で溶融して溶射を行うので、アーク溶射装置に比
べて成膜能率が低く、成膜作業に長時間を要する点でも
不利があった。

この発明は上記に鑑み提案されたものであって、成膜能
率に優れたアーク溶射方式の溶射装置において、遠隔溶
射用のノズルユニットを小形化し、挟小部等での遠隔溶
射を実現することを目的とする。

この発明の他の目的は、溶材ノズルの交換やその位置調
整を簡単に行うことのできる、メンテナンス時の作業性
に優れたアーク溶射装置を得ることにある。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明のアーク溶射装置は、溶射機本体１の前面に、
溶材Ｗおよびアトマイジング用の圧縮空気を送給案内す
る、長尺の溶材導管２．２および空気導管３をそれぞれ
突設し、両導管２．３の突端に遠隔溶射用のノズルユニ
ット４が設けであること、 ノズルユニット４は、前記蓄材導管２．２の前端に設け
られた変向ブロック１４と、空気導管３の前端に設けら
れ、変向ブロック１４に装着される空気ノズルブロック
１５とからなること、変向ブロック１４の前面に溶材Ｗ
をアーク交点０へ向かって送り込み案内する一対の溶材
ノズル１６が設けであること、 空気ノズルブロック１５の前面に、前記一対の溶材ノズ
ル１６を間に挟んで、平面状のジェットエアを噴出する
ノズル口２９が開口されていることを要件とする。

（ホ）作用 上記のように、この発明では一対のノズル口２９．２９
のそれぞれから平面状のジェットエアを噴出して、溶滴
のアトマイジングを行うので、ノズル口２９と溶材ノズ
ル１６を接近して配置することができる。このことは、
コーン形状のジェットエアを噴出す従来装置に比べて、
ノズルユニット４の断面幅を十分に小さくシ、その外形
寸法を小さくできることを意味する。

ノズルユニット４を変向ブロック１４と空気ノズルブロ
ック１５とに二分し、各ブロック１４、１５が果す機能
を溶材Ｗの変向案内作用とアトマイジング用空気の供給
作用に分化するので、空気ノズルブロック１５を変向ブ
ロック１４から分離し、あるいは空気ノズルブロック１
５の装着姿勢を変更することによって、変向ブロック１
４に設けられた一対の溶材ノズル１６の交換等を、空気
ノズルブロック１４に邪魔されることなく簡単に行うこ
とができる。再組立時の位置決めも容易に行える。

（へ）第１実施例 第１図ないし第７図は、この発明を橋などの既設構築物
用のアーク溶射装置に適用した第１実施例を示す。

第３図において、アーク溶射装置は、手持ち操作される
溶射機本体１と、その前面に突設される上下一対の溶材
導管２および空気導管３と、両導管２．３の突端に設け
られた遠隔溶射用のノズルユニット４とからなり、図外
のパワーユニットからアーク電流および圧縮空気の供給
を受けて、ノズルユニット４で金属溶材Ｗの溶射を行う
ように構成されている。

溶射機本体１は、角箱状のケース５の下面にグリップ６
を突設して外郭を形成し、その内部に上下一対の溶材Ｗ
をノズルユニット４に向って送り駆動するための機構を
設けている。この機構は、モータ７で回転駆動されるプ
ーリ状の上下−組の送りローラ８と、溶材Ｗを各送りロ
ーラ８に押付は操作する図外の押圧ローラなどで構成さ
れており、ケース５の後壁側から導入した一対の溶材Ｗ
を前壁側へ向かって同時に送り駆動する。溶材Ｗは針金
状の丸線材からなり、図外の供給リールから繰り出し供
給される。

溶材導管２．２は、銅製の管材からなり溶材Ｗを送給案
内するとともに、その管壁を給電路としてアーク電流を
ノズルユニット４へと伝導する。

また、両導管２．２は、ノズルユニット４を一定姿勢に
支える支持腕としても機能する。

第５図において、両導管２．２が接触して短絡するのを
防ぐために、各溶材導管２．２の外面には、それぞれ絶
縁チューブ１０が被せ付けである。

また、導管２内における溶材Ｗの移行を円滑化するため
に、管内部にテフロン管１１を配置し、その内部に溶材
Ｗを挿通している。

第４図に示すように、溶材導管２．２の先端部は、平面
視において穏やかに折曲げられ、ノズルユニット４の溶
射中心軸Ｐが両導管２．２の突出中心軸に対して横向き
に傾斜するようにしである。

これは、回り込んだ箇所への溶射を行えるようにするた
めであり、前記中心軸Ｐの傾斜角θは１５〜６０度の範
囲で自由に選定できる。図では３０度とした。

空気導管３はプラスチック製あるいはゴム製の屈曲自在
なホースからなり、パワーユニットから供給される圧縮
空気をノズルユニット４へと送給案内する。空気導管３
は十分な自己保形性がないので、第３図に示すように、
その中途部の複数箇所が上側の溶材導管２にバンド１２
で止め付けである。

第１図および第２図において、ノズルユニット４は、溶
材導管２．２の前端に固定された変向ブロック１４と、
空気導管３が接続され、変向ブロックに対して着脱可能
に装着された空気ノズルブロック１５と、変向ブロック
１４の前面に設けた上下一対の溶材ノズル１６．１６な
どで構成されている。

変向ブロック１４は、ベークライト等の絶縁材で形成さ
れた直方体状の絶縁ベース１７を基本にして、その内部
上下に銅製の接続棒１８．１８を埋設固定し、絶縁ベー
ス１７の下面に受板１９を固定したものである。接続棒
１８．１８には溶材通口２０が前後貫通状に透設されて
おり、その後端に溶材導管２．２をねじ込み固定し、前
端の傾斜面には溶材ノズル１６．１６が傾斜姿勢でねじ
込み固定されている。溶射機本体１から送られてきた溶
材Ｗは、溶材ノズル１６．１６によって移動方向が変え
られ、このときノズル内面壁と強く接触してアーク電流
を受電する。第５図に示すように、溶材ノズル１６．１
６を出た溶材Ｗは、溶射中心軸Ｐ上のアーク交点Ｏに向
かって移動し、そこでアーク放電を行って溶滴化される
。

空気ノズルブロック１５は、断面凸字状の取付部２２の
前端下面にノズル部２３を突設したＬ字形の金属ブロッ
クからなり、その内部に空気通路２４を有する。この空
気通路２４は継手金具２５を介して空気導管３と接続さ
れている。第２図に示すように、ノズル部２３の中央に
は、溶材ノズル１６．１６との接触を避ける逃げ溝２６
が前後貫通状に開口されている。空気ノズルブロック１
５を変向ブロック１４に装着した状態では、取付部２２
が絶縁ベース１７の上面に位置し、ノズル部２３の下面
が受板１９で支持されている。装着時の位置決めは、取
付部２２の上面から絶縁ベス１７にねじ込まれる合計４
個のビス２７で行っている。

第５図ないし第７図において、前記ノズル部２３の前面
には、逃げ溝２６の開口両側縁に近接して上下に長いノ
ズル口２９が設けられている。このノズル口２９はノズ
ル部２３内の上下方向の空気通路２４ａと連通しており
、平面状のジェットエアをアーク交点０より前方の溶射
中心軸Ｐ上の一箇所に向かって噴出すよう傾斜させであ
る。−対のジェットエアによってくさび形状のアークチ
ャンバが形成され、その内部で溶けた溶材のアトマイジ
ングが行われる。溶射中心軸Ｐ上の一箇所で交わったジ
ェットエアは、合流して一個の収束気流を形成し、霧化
溶滴を溶射対象面へと運ぶ。

上記ノズル口２９の幅寸法はｌｌＴｌｌＴ１前後しかな
く、しかも前すぼまり状に傾斜している。そのためノズ
ル口２９を正確に形成することは、加工上難しい。この
加工を正確に行うために、本実施例ではノズル部２３の
前面に長円状の広幅の溝３０を予め形成しておき、この
溝３０と同一形状のノズルピース３１を溝３０に嵌め込
むことにより、ノズル口２９を形成した。ノズルピース
３１の溝３０との嵌合面には、コ字形の傾斜溝３２が形
成されており（第６図参照）、この傾斜溝３２と前記溝
３０とでノズル口２９を形成するのである。なお、ノズ
ルピース３１は嵌合面に流し込まれたはんだ液が固化す
ることで固定される。

以上のように構成したノズルユニット４によれば、第７
図に示すように溶材ノズル１６とノズル口２９を接近し
て配置できるので、ノズルユニット４の左右幅を十分に
小さくでき、既設構築物の挟小部での遠隔溶射を容易に
行うことが可能となった。上記実施例の場合は、ノズル
ユニット４の幅寸法を２０ｍｍと小さくするととができ
た。

溶材Ｗの線径の違い等に応じて溶材ノズル１６を交換す
る場合、あるいは溶材Ｗの送り速度の違いでアーク交点
０を前後に位置調整する場合がある。こうした作業を行
うときは、第２図に示すように、ビス２７を取外して空
気ノズルブロック１５を変向ブロック１４から分離する
。すると、溶材ノズル１６の外面はすべて開放されるの
で、その交換や調整等を容易に行うことができる。また
、両ブロック１４．１５を分離したとき、溶材ノズル１
６の位置やノズル口２９の隣接間隔などは変らないので
、再組立時に位置や間隔の調整等を行う必要が全くなく
、単に空気ノズルブロック１５をビス２７で締付は固定
するだけで、両ブロック１４．１５を正確に位置決めさ
れた状態で組立てることができる。溶材供給系と空気供
給系を個別にブロック化することの意義はこの点にもあ
る。

（ト）第２実施例 第８図はこの発明に係るノズルユニット４の第２実施例
を示す。これでは、逃げ講２６を下面側が開放された逆
Ｕ字形に形成し、取付部２２の後端を絶縁ベース１７に
ピン３４を介して上下揺動自在に支持し、空気ノズルブ
ロック１５を変向ブロック１４に対して姿勢変更可能に
装着する点が第１実施例と異なる。なお、本実施例以下
の各実施例において、第１実施例と同等の部材には同一
符号を符してその説明を省略する。

（チ）第３実施例 第９図に示すノズルユニット４は、溶材導管２．２を金
属製のフレキシブルパイプで形成する点と、受板を省略
し、これに代えて絶縁ベース１７の前面に位置決め突起
３５を設ける点が第１実施例と異なる。このように、フ
レキシブルパイプで形成された溶材導管２は、任意の位
置を任意の角度で曲げることができるので、迷路状の個
所にも容易に溶射を行える。

（す）第４実施例 第１０図は溶材導管２を変更したものである。

第１実施例では、第４図に示されるように、ノズルユニ
ット４の近傍で溶材導管２が固定角度に折り曲げられて
いるのに対し、この第１０図の第４実施例は、−個の溶
材導管２内に２本のテフロン管１１を収容し、ノズルユ
ニット近傍で溶材導管２を分断して、分断端同士を屈接
自在な継手３６で連結することにより、ノズルユニット
の傾斜角を変更できるようにしたものである。継手３６
は上下のナツト３７を緩めることにより、その中心軸３
８の回りに屈接できる。なお、この場合は給電用のコー
ドを溶材導管２に沿って設け、ノズルユニットへアーク
電流を供給する。

（ヌ）別実施例 本発明のアーク溶射装置は、鋼管や塩化ビニール管の内
面に溶射被膜を形成することにも適用できる。

ノズル口２９は一部の小孔で形成することもでき、スリ
ット状である必要はない。

（ル〉発明の効果 以゛上説明したようにこの発明では、一対のノズル口２
９、２９のそれぞれから平面状のジェットエアを噴出し
、ジェットエアで区画されるくさび形状のアークチャン
バ内にアーク交点Ｑを位置させて、アーク溶射を行うよ
うにしたので、従来方式のアーク溶射機に比べて、ノズ
ルユニット４の幅寸法を小さくして、その小形化を実現
できる。

これにより、既設構築物の挟小部や管材の内面等へのノ
ズルユニット４の差し込みを支障なく行うことができ、
挟小部等での成膜をくまなく確実に行うことが可能とな
った。

又、ノズルユニット４を溶材を供給するための変向ブロ
ック１４と、空気を供給するための空気ノズルブロック
１５とに二分して構成したので、空気ノズルブロック１
５を変向ブロック１４がら取外し、あるいはその装着姿
勢を変えることで、溶材ノズル１６の外面を開放でき、
溶材ノズル１６の交換や位置調整等を容易に行うことが
できる。

さらに、各供給系が個別にブロック化しであるので、再
組立時に位置調整や間隔調整等を行う必要がなく、全体
としてメンテナンス時の作業性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の第１実施例を示し、 第１図はノズルユニットの斜視図、 第２図はノズルユニットを分解した一部破断側面図、 第３図はアーク溶射装置の側面図、 第４図は第３図におけるＡ矢視図、 第５図はノズルユニットの中央縦断側面図、第６図は第
５図におけるＢ−Ｂ線断面図、第７図はノズルユニット
の正面図である。 第８図はこの発明の第２実施例を示す、ノズルユニット
の一部破断側面図である。 第９図はこの発明の第３実施例を示す一部破断側面図で
ある。 第１０図はこの発明の第４実施例を示す溶材導管の要部
側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶射機本体１の前面に、溶材Ｗおよびアトマイジ
   ング用の圧縮空気を送給案内する、長尺の溶材導管２、
   ２および空気導管３をそれぞれ突設し、両導管２、３の
   突端に遠隔溶射用のノズルユニット４を設けたアーク溶
   射装置であって、ノズルユニット４は、前記溶材導管２
   、２の前端に設けられた変向ブロック１４と、空気導管
   ３の前端に設けられ、変向ブロック１４に装着される空
   気ノズルブロック１５とからなり、 変向ブロック１４の前面に溶材Ｗをアーク交点Ｏへ向か
   って送込み案内する一対の溶材ノズル１６が設けてあり
   、 空気ノズルブロック１５の前面に、前記一対の溶材ノズ
   ル１６を間に挟んで、平面状のジェットエアを噴出する
   ノズル口２９が開口されている遠隔溶射用のアーク溶射
   装置