JPH10314627A - アーク溶射機用のエア―ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面状のジェットエアー３４を、一対のノズ
ル口３５，３５からＶ字状に噴出供給するアーク溶射機
用のエアーノズルにおいて、スリット状のノズル口３
５、３５を容易にしかも高精度に形成して、溶融金属を
安定した状態で霧化する。 【解決手段】 エアーノズル３２を、ノズル本体３９と
左右一対の閉止ピース４０、４０とで構成し、スリット
状のノズル口３５、３５を、各閉止ピース４０、４０と
ノズル本体３９の接合面間に形成する。接合隙間はろう
材を流し込んだ後固化させて封止する。ノズル口３５を
構成する一対の傾斜する平面を、閉止ピース４０及びノ
ズル本体３９のそれぞれに、外面加工によって切削形成
できるので、加工精度を十分に向上できる。加工も容易
におこなえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶線式のアーク
溶射機に適用されるエア―ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、アトマイジング用のジェッ
トエアーの供給形態に特徴を有するクロスジェット方式
のアーク溶射機を、先に提案している（特開平４−２７
４６１号公報、特開平４−１６２６０号公報等）。そこ
では、Ｖ字状に配置した上下一対のガイドで溶線をアー
ク点へ向って送り込み案内し、アーク熱によって溶線を
溶融させる。溶融した溶射金属を霧化して母材表面に吹
き付けるために、ケ―スの前面にエア―ノズルを設けて
いる。エア―ノズルは、左右一対のジェットエアーを溶
線の左右側面に沿ってＶ字状に噴出供給し、くさび形の
アークチャンバーを形成する。ジェットエアーの噴出中
心軸は、アーク点より前方の溶射中心軸上で収束するよ
う指向してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】クロスジェット方式の
溶射機は、ジェットエアーを円錐状に送給する従来方式
の溶射機に比らべて、低温溶射が可能で、溶射機の小形
化やエア―消費量の削減を同時に実現できる等の特長を
有する。問題は、一対のジェットエアーの収束部と溶線
のア―ク点とが極めて近接した位置にあるため、ジェッ
トエアーとア―ク点の相対位置の僅かなばらつきや、ジ
ェットエアーの噴出形状のばらつき等によって、霧化状
態にばらつきを生じやすく、最悪の場合には頻繁にア―
ク中断を生じるなど、良質の溶射被膜を安定して形成で
きる溶射条件の許容幅が、狭い範囲内に限られているこ
とにある。

【０００４】上記のような霧化状態のばらつきを避ける
には、エア―ノズル、とくにノズル口を正確に形成し
て、ジェットエアーを適正に噴射供給する必要がある。
しかし、所定の角度だけ傾斜し、しかも幅寸法が１ｍｍ
前後しかない幅狭のノズル口を正確に形成するのは容易
ではなく、とくに、ジェットエアーの指向力を増強する
ために、ノズル口の前後長さを大きく設定する場合に、
その切削加工が困難を極める。本発明者は、試行錯誤を
経ながら繰り返えし試作を行った結果、十分に満足でき
る精度を備えたエアーノズルの製作に成功し、本発明を
提案するに至った。

【０００５】この発明の目的は、ノズル口の形状および
構造を高精度に形成でき、従って左右一対のジェットエ
アーを溶射中心軸上へ正確に噴出供給できる、アーク溶
射機用のエアーノズルを提供することにある。この発明
の他の目的は、所定角度で傾斜するスリット状のノズル
口を、容易にしかも高精度で形成でき、クロスジェット
方式のエア―供給を行うエアーノズルをより安価に提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のエア―ノズル
は、ケース１の前面に装着されて、アーク点Ｐより前方
の溶射中心軸上へ向って左右一対のジェットエア―３４
を噴出供給する。エア―ノズル３２は、左右中央に上下
一対のガイド２３と交差する溝３３を有し、溝３３の前
端左右側縁に沿って、平面状のジェットエア―３４を噴
き出す左右一対のノズル口３５，３５がスリット状に開
口してある。エア―ノズル３２は、ノズル本体３９と、
ノズル本体３９に嵌め込み固定した閉止ピ―ス４０とを
含んで構成する。以って、ノズル本体３９と閉止ピ―ス
４０の接合面間に、内面がアーク点Ｐより前方の溶射中
心軸Ｈ上へ向って傾斜した一対のノズル口３５、３５を
形成する。

【０００７】具体的には、エア―ノズル３２を、左右一
対の閉止ピ―ス４０、４０とノズル本体３９とを含んで
構成する。両ノズル口３５、３５の一方の惻壁３５ａ、
３５ａはノズル本体３９に形成し、他方の側壁３５ｂ、
３５ｂは左右の閉止ピ―ス４０、４０に形成する。エア
―ノズル３２の内部に、圧縮空気を左右のノズル口３
５、３５へ向って送給案内する縦通路４４、４４を形成
し、縦通路４４、４４の一部をノズル本体３９と閉止ピ
―ス４０との間に形成する。ノズル本体３９と閉止ピ―
ス４０との接合隙間は、両者３９、４０間に流し込んだ
ろう材で気密状に封止する。

【０００８】

【作用】エアーノズル３２をノズル本体３９と、これと
は別に形成した閉止ピ−ス４０とで構成し、両者３９，
４０の接合面間に、ノズル口３５を構成するための壁面
を個別に形成するので、ノズル口３５を切削加工によっ
て容易にしかも正確に形成できる。エアーノズル３２を
ノズル本体３９と、左右一対の閉止ピ−ス４０，４０と
で構成する場合には、ノズル本体３９および閉止ピ−ス
４０、４０に対する壁面の加工を、外面加工のみで行え
るので、切削加工をさらに容易化できる。ノズル本体３
９と閉止ピ−ス４０との接合隙間をろう材で封止したエ
アーノズルは、接着剤を用いて接合隙間を封止する場合
に比らべて、耐熱性や接合強度を向上できる。

【０００９】

【実施例】図１ないし図６は、この発明に係るアーク溶
射機の実施例を示す。図２において、アーク溶射機は、
丸線状の上下一対の溶線Ｗを用いてアーク溶射を行う。
溶線Ｗは、角箱状のケース１内へ導入され、ケース１内
の送り機構でケース前方へと強制的に送り出される。

【００１０】図３において、ケース１は一側面が開口す
るアルミニウム製のケース本体２と、ケース本体２の前
後に固定した絶縁ブロック３、４と、前記開口を揺動開
閉する蓋５と、前側の絶縁ブロック３の前面を覆うブラ
ケット６などで構成する。蓋５は一端内面がヒンジ７で
支持されており、他端外面に設けた掛止片８を、レバー
リンク式の掛金９で掛止固定することにより、閉じ状態
が維持される。ブラケット６は上下一対のねじ１０を緩
めることにより、絶縁ブロック３から取り外すことがで
きる。

【００１１】送り機構は前後の絶縁ブロック３、４間に
設けてあり、図２に示すようにケース本体２の上下壁で
ベアリング１２を介して軸支したローラ軸１３と、ロー
ラ軸１３に固定した上下一対の駆動ローラ１４と、溶線
Ｗを駆動ローラ１４に押し付ける上下一対の押えローラ
１５（図３参照）と、ローラ軸１３を回転駆動するギヤ
ードモータ１６などで構成する。押えローラ１５は、蓋
５の内面に取り付けたばね腕１７で、軸１８を介して遊
転自在に支持してある。ばね腕１７は、押えローラ１５
を押し付け付勢し、同時に蓋５を開き付勢する。モータ
１６はグリップ１９内に収められており、後側の絶縁ブ
ロック４に設けたトッグルスイッチをオン操作すると起
動できる。

【００１２】溶線Ｗを導入案内するために、後側の絶縁
ブロック４に上下一対のガイド管２２を固定している。
さらに、駆動ローラ１４から送り出された溶線Ｗを、ア
ーク点Ｐへ向って移行案内するために、前側の絶縁ブロ
ック３の前後に、ガイド２３と変向ガイド管２４の上下
対をＶ字状に設けている。ガイド２３および変向ガイド
管２４は、それぞれ絶縁ブロック３に埋め込まれた給電
端子２５にねじ込み装着する。溶線Ｗは、変向ガイド管
２４およびガイド２３を通過する間に、内壁面と接触し
てアーク電流が印加される。

【００１３】図４において、ガイド２３は給電端子２５
に接続される取付部２６と、取付部２６からアーク点Ｐ
へ向って突設される軸部２７とを一体に形成したステン
レス鋼や銅合金等の旋削加工品からなり、その中心軸に
沿って、溶線Ｗを移行案内するためのガイド穴２８を縦
通する。詳しくは、ねじ軸２９と、ねじ込み操作用の断
面六角形の締結部３０とで取付部２６を形成し、ねじ軸
２９を給電端子２５にねじ込み固定する。安定したアー
ク状態を得るために、軸部２７の全体を小径化し、その
突端をアーク点Ｐにできるだけ接近して配置することに
より、溶線Ｗのふらつきを防止した。

【００１４】ブラケット６の前面に、アトマイジング用
の圧縮空気を噴き出すエア−ノズル３２を設ける。エア
−ノズル３２は縦長の直方体状に形成してあり、図１及
び図５に示すようにその中央に上記のガイド２３と交差
する溝３３を前後貫通状に通設し、溝３３の前端左右縁
に沿って、平面状のジェットエアー３４を噴き出す一対
のノズル口３５をスリット状に開口してある。圧縮空気
は、ノズル３２の下端面に設けたホース継手３６を介し
て、ノズル内へ導入される。

【００１５】図６に示すように、ノズル口３５は溶射中
心軸Ｈを挟む左右対称位置に開口されて、両ジェットエ
アー３４の噴出中心軸Ｒが、アーク点Ｐより前方の溶射
中心軸Ｈ上で交差するように指向される。これにより、
両ジェットエアー３４はアーク点Ｐから離れた前方位置
で収束して集合気流を形成し、集合するまでの間にくさ
び形のアークチェンバー３７を形成する。このアークチ
ェンバー３７内にガイド２３の突端を位置させ、アーク
点Ｐをジェットエアー３４の収束部よりも手前側に位置
させている。

【００１６】上記のように、幅狭で溶射中心軸Ｈへ向っ
て傾斜する左右のノズル口３５を、正確にしかも容易に
形成するために、エアーノズル３２を図１に示すよう
に、ノズル本体３９と、左右一対の閉止ピ−ス４０、４
０と、ホ−ス継手３６が一体化された底蓋４１とで構成
し、ノズル本体３９と両閉止ピ−ス４０，４０の接合面
間に、ノズル口３５を切削加工によって形成する。

【００１７】ノズル本体３９は、銅、銅合金、アルミニ
ウム、ステンレス鋼材、あるいは鋼材等の金属ブロック
を素材にして、その中央部に溝３３を通設し、ブロック
底部に長円状のチャンバ−４３を切削形成する。さらに
左右一対の縦通路４４、４４を、チャンバ−４３と連通
する状態で、ブロック後偶寄りに下面側から切削形成
し、チャンバ−４３の前縁左右中央に、溝３３と連通す
るクリ−ニング通路４７を形成する。金属ブロックの左
右側面の上下中途部に、金属ブロックを前後に横切る装
填溝４５を切削形成しその溝底に所定の角度で傾斜する
浅いコ字溝をエンドミルで切削形成して、ノズル口３５
の内側壁（側壁）３５ａと上下壁とを形成する。内側壁
３５ａと上下壁とは、それぞれ先の縦通路４４に連続し
ており、装填溝４５より僅かに小さな上下寸法で形成す
る。これにより、上下壁と装填溝４５との間に、閉止ピ
−ス４０を受け止める段部４６が形成される。

【００１８】閉止ピ−ス４０は、ノズル本体３９と同じ
材質の断面台形状の金属ブロックからなり、その断面形
状を段部４６より外側方の装填溝４５の断面形状と一致
させて、上記の内側壁３５ａと平行な外側壁（側壁）３
５ｂを斜辺部に切削形成する。さらに、斜辺部に縦通路
４４の一部を形成する部分円弧状の凹部４８を切削形成
する。

【００１９】左右一対の閉止ピ−ス４０をノズル本体３
９の装填溝４５にそれぞれ嵌め込み装着した後、両者３
９、４０を所定温度に加熱し、両者３９、４０の接合隙
間に溶融したろう材を流し込むことにより、閉止ピ−ス
４０をノズル本体３９に対して固定でき、同時に両者３
９、４０の間の隙間をろう材で気密状に封止固定でき
る。同様にして、底蓋４１をノズル本体３９にろう材で
接合し、接合面を気密状に封止固定した後、外表面を研
磨仕上げすることにより、エアーノズル３２を完成でき
る。図４に示すように、エアーノズル３２は、ブラケッ
ト６の全面に配置し、ビス４９で締結固定する。

【００２０】以上のように構成したエアーノズル３２に
よれば、ノズル口３５を構成する内側壁３５ａおよび外
側壁３５ｂのそれぞれを、エンドミル等の外面加工によ
って正確に切削加工できるので、ノズル口３５の形状、
および構造を精度良く形成して、ジェットエア−３４を
正確に噴出供給できる。なお、クリ−ニング通路４７
は、ア―ク点Ｐからガイド２３の側へ飛散する溶滴かす
が、軸部２７の先端に付着し堆積するのを防ぐために設
けてある。

【００２１】

【別実施例】ノズル本体３９と閉止ピ−ス４０の分割形
態は、上記の実施例に限られない。例えば図７（ａ）に
示すように、閉止ピ−ス４０の前後寸法をノズル本体３
９の前後寸法より小さく設定して、閉止ピ−ス４０の後
隅に四分円状の凹部４８が形成されるように分割でき
る。さらに、図７（ｂ）に示すように、分割線がノズル
本体３９の溝３３の側へ回り込むように分割できる。

【００２２】図８に示す実施例では、ノズル本体３９
と、その後面側から嵌め込まれる１個の閉止ピ−ス４０
とでエア−ノズル３２を構成した。この場合には、閉止
ピ−ス４０の左右中央に、ガイド２３用の溝３３の大
半、あるいは全部を形成する。閉止ピ−ス４０は、ノズ
ル本体３９の後面側から組み付けるので、上記の各実施
例とは逆に、各ノズル口３５の内側壁３５ａを閉止ピ−
ス４０の側に形成し、外側壁３５ｂをノズル本体３９の
側に形成する。

【００２３】上記以外に、縦通路４４に代わるグルーブ
を左右一対の閉止ピ−ス４０とノズル本体３９の間に形
成しておき、各閉止ピ−ス４０にエアー通路を接続し
て、グルーブへ圧縮空気を供給できる。閉止ピ−ス４０
とノズル本体３９とは、ろう材以外に接着剤を用いて接
合固定でき、例えば、熱硬化性の接着剤で接合固定でき
る。必要があれば、閉止ピ−ス４０をビス等でノズル本
体３９に締結固定したうえで、両者間の接合隙間をろう
材や接着剤で封止できる。

【００２４】

【発明の効果】この発明では、エアーノズル３２をノズ
ル本体３９と閉止ピ−ス４０とで構成し、両者３９，４
０の接合面間に左右一対のノズル口３５を分割形成する
ようにした。従って、ノズル口３５が幅狭で所定角度だ
け傾斜しているにも拘らず、ノズル口３５を構成するた
めの壁面を、ノズル本体３９および閉止ピ−ス４０に対
して、切削加工によって正確にしかも容易に形成でき
る。これにより、左右一対のジェットエアー３４を溶射
中心軸Ｈ上の目標位置へ向って正確に噴出供給し、溶射
金属の霧化状態でのばらつきを解消して、良質の溶射被
膜を安定して形成できる。ノズル口３５を穴加工によっ
て形成する場合に比らべて、容易にしかもより高い精度
でノズル口３５を形成でき、とくにノズル口３５の前後
寸法が大きく設定してある場合であっても、エアーノズ
ル３２を安価に製作できる。ノズル本体３９と左右一対
の閉止ピ−ス４０、４０とで構成したエアーノズル３２
では、ノズル口３５を構成する各壁面の形成をエレドミ
ル等の外面加工によって行えるので、ノズル口３５をさ
らに容易に形成でき、加工精度も容易に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エアーノズルの分解斜視図である。

【図２】アーク溶射機の側面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】エアーノズルの縦断側面図である。

【図５】エアーノズルの正面図である。

【図６】エアーノズルの横断平面図である。

【図７】ノズル本体と閉止ピ−スの分割形態の別実施例
を示す横断平面図である。

【図８】ノズル本体と閉止ピ−スのさらに更の分割形態
を示す横断平面図である。

【符号の説明】

１……ケース、２３……ガイド、３２……エアーノズ
ル、３３……溝、３４……ジェットエアー、３５……ノ
ズル口、３９……ノズル本体、４０……閉止ピ−ス、Ｐ
……アーク点、Ｈ……溶射中心軸、３５ａ……内側壁、
３５ｂ……外側壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース１の前面に装着されて、アーク点
   Ｐより前方の溶射中心軸Ｈ上へ向って左右一対のジェッ
   トエア―３４を噴出供給するエア―ノズルであって、 エア―ノズル３２は、左右中央に上下一対のガイド２３
   と交差する溝３３を有し、溝３３の前端左右側縁に沿っ
   て、平面状のジェットエア―３４を噴き出す左右一対の
   ノズル口３５，３５がスリット状に開口されており、 エア―ノズル３２が、ノズル本体３９と、ノズル本体３
   ９に嵌め込み固定した閉止ピ―ス４０とを含んで構成さ
   れており、 ノズル本体３９と閉止ピ―ス４０の接合面間に、内面が
   アーク点Ｐより前方の溶射中心軸Ｈ上へ向って傾斜した
   一対のノズル口３５、３５が形成してあるアーク溶射機
   用のエア―ノズル。
2. 【請求項２】 エア―ノズル３２が、左右一対の閉止ピ
   ―ス４０、４０とノズル本体３９とを含んで構成されて
   おり、両ノズル口３５、３５の一方の側壁３５ａ、３５
   ａがノズル本体３９に形成され、他方の側壁３５ｂ、３
   ５ｂが左右の閉止ピ―ス４０、４０に形成してある請求
   項１記載のアーク溶射機用のエア―ノズル。
3. 【請求項３】 エア―ノズル３２の内部に、圧縮空気を
   左右のノズル口３５、３５へ向って送給案内する縦通路
   ４４、４４が形成されており、縦通路４４、４４の一部
   がノズル本体３９と閉止ピ―ス４０との間に形成してあ
   る請求項１または２記載のアーク溶射機用のエア―ノズ
   ル。
4. 【請求項４】 ノズル本体３９と閉止ピ―ス４０との接
   合隙間が、両者３９、４０間に流し込んだろう材で気密
   状に封止してある請求項１、２または３記載のアーク溶
   射機用のエア―ノズル。