JPH11279743A - ア―ク溶射装置及びア―ク溶射装置のためのガスキャップ - Google Patents
ア―ク溶射装置及びア―ク溶射装置のためのガスキャップInfo
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- JPH11279743A JPH11279743A JP11043808A JP4380899A JPH11279743A JP H11279743 A JPH11279743 A JP H11279743A JP 11043808 A JP11043808 A JP 11043808A JP 4380899 A JP4380899 A JP 4380899A JP H11279743 A JPH11279743 A JP H11279743A
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
- B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
- B05B7/222—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc
- B05B7/224—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material having originally the shape of a wire, rod or the like
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改良された噴霧流を生ぜしめるためのアーク
溶射装置を提供する。 【解決手段】 溶射ガン本体１０と、線材ガイド３２
と、線材供給機構と、チャネリングと、ガスキャップ４
８とが設けられており、ガスキャップが、中心軸線を中
心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された複数のオ
リフィスを有しており、これらのオリフィスが、中心軸
線上の交差箇所９６に向かって二次的なガスジェット９
４を向けるようになっている。
溶射装置を提供する。 【解決手段】 溶射ガン本体１０と、線材ガイド３２
と、線材供給機構と、チャネリングと、ガスキャップ４
８とが設けられており、ガスキャップが、中心軸線を中
心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された複数のオ
リフィスを有しており、これらのオリフィスが、中心軸
線上の交差箇所９６に向かって二次的なガスジェット９
４を向けるようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶射装置及
びアーク溶射装置のためのガスキャップに関する。
びアーク溶射装置のためのガスキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】溶射は、コーティングを形成するために
金属等の溶融した材料の細かい粒子を溶融しかつ噴射す
る処理である。溶射ガンの１つのタイプは２本線材式ア
ーク溶射ガンであって、この場合、２つの線材が線材端
部において電気的に接触するように供給される。端部
は、線材を通じて供給される電流を用いた電気的なアー
クによって溶融される。圧縮ガス（通常空気）のジェッ
トが、溶融金属を霧化しかつ溶融金属粒子の噴霧流を生
ぜしめるように、先端部を通じて吹き付けられる。アー
ク電流は、通常数百アンペアのオーダである。通常、電
力は、供給ローラに結合されたケーブル及び／又は線材
と電気的に接触しかつ線材をアーク形成箇所にまで案内
する、ガンに設けられた線材ガイドを通じて搬送され
る。
金属等の溶融した材料の細かい粒子を溶融しかつ噴射す
る処理である。溶射ガンの１つのタイプは２本線材式ア
ーク溶射ガンであって、この場合、２つの線材が線材端
部において電気的に接触するように供給される。端部
は、線材を通じて供給される電流を用いた電気的なアー
クによって溶融される。圧縮ガス（通常空気）のジェッ
トが、溶融金属を霧化しかつ溶融金属粒子の噴霧流を生
ぜしめるように、先端部を通じて吹き付けられる。アー
ク電流は、通常数百アンペアのオーダである。通常、電
力は、供給ローラに結合されたケーブル及び／又は線材
と電気的に接触しかつ線材をアーク形成箇所にまで案内
する、ガンに設けられた線材ガイドを通じて搬送され
る。
【０００３】例えば、米国特許第４６６８８５２号明細
書（フォックス（Ｆｏｘ）他）に開示されているよう
に、溶融線材先端部に霧化空気を噴射するための様々な
構成が、効果的な噴霧流を提供するために、及び噴霧流
を修正及び改良するために補助空気を導入するために使
用されてきた。しかしながら、搬送中の霧化粒子の酸化
を低減してコーティングの質及び付着率を改善するため
に、噴霧流の改良、特により高速で狭幅な噴霧の必要性
が残っている。ガンにおける霧化は満足できるものであ
るので、アーク又は霧化に影響することなしに噴霧流を
改良することが望ましい。
書（フォックス（Ｆｏｘ）他）に開示されているよう
に、溶融線材先端部に霧化空気を噴射するための様々な
構成が、効果的な噴霧流を提供するために、及び噴霧流
を修正及び改良するために補助空気を導入するために使
用されてきた。しかしながら、搬送中の霧化粒子の酸化
を低減してコーティングの質及び付着率を改善するため
に、噴霧流の改良、特により高速で狭幅な噴霧の必要性
が残っている。ガンにおける霧化は満足できるものであ
るので、アーク又は霧化に影響することなしに噴霧流を
改良することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、改良された噴霧流を生ぜしめるための、改良さ
れた、２本線材式のアーク溶射装置を提供することであ
る。特定の課題は、より高速で狭幅な噴霧流を生ぜしめ
るための、このような装置を提供することである。別の
課題は、アーク又は霧化に著しく影響することなしに、
このような改良された噴霧流を生ぜしめるための、新規
の二次的なガス流を備えたこのような装置を提供するこ
とである。さらに別の課題は、前記課題を達成するため
に、このような装置のための新規のガスキャップを提供
することである。
課題は、改良された噴霧流を生ぜしめるための、改良さ
れた、２本線材式のアーク溶射装置を提供することであ
る。特定の課題は、より高速で狭幅な噴霧流を生ぜしめ
るための、このような装置を提供することである。別の
課題は、アーク又は霧化に著しく影響することなしに、
このような改良された噴霧流を生ぜしめるための、新規
の二次的なガス流を備えたこのような装置を提供するこ
とである。さらに別の課題は、前記課題を達成するため
に、このような装置のための新規のガスキャップを提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題及びその他の課
題は、ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触箇所
にまで金属製の２つの線材を案内するためにガン本体に
よって、集束するように保持された１対の管状の線材
と、を備えたアーク溶射ガンを有するアーク溶射装置に
よって、少なくとも部分的に達成された。線材供給機構
は、線材ガイドを通じて線材を供給する。中心軸線に沿
ってガン本体に設けられた一次ガスチャネリングは、線
材ガイドに対して中心に位置している。線材には、噴霧
端部にアーク及びひいては溶融した金属を生ぜしめるた
めにアーク電流が流れる。一次ガスチャネリングには、
溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成を目的とし
て一次ガス流を発生させるために、一次圧縮ガス源が接
続されている。
題は、ガン本体と、線材の噴霧先端部における接触箇所
にまで金属製の２つの線材を案内するためにガン本体に
よって、集束するように保持された１対の管状の線材
と、を備えたアーク溶射ガンを有するアーク溶射装置に
よって、少なくとも部分的に達成された。線材供給機構
は、線材ガイドを通じて線材を供給する。中心軸線に沿
ってガン本体に設けられた一次ガスチャネリングは、線
材ガイドに対して中心に位置している。線材には、噴霧
端部にアーク及びひいては溶融した金属を生ぜしめるた
めにアーク電流が流れる。一次ガスチャネリングには、
溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成を目的とし
て一次ガス流を発生させるために、一次圧縮ガス源が接
続されている。
【０００６】中心軸線と同軸的にガン本体にガスキャッ
プが取り付けられている。ガスキャップは、中心軸線を
中心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された、少な
くとも４つの複数のオリフィスを有している。オリフィ
スには、二次的な圧縮ガス源が接続されており、また、
中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって、前
方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを向けるよ
うに方向付けられている。交差箇所は、接触点の近傍に
位置しており、また、ジェットが霧化をほとんど妨害し
ないように接触点から十分に間隔を置いて配置されてい
る。これにより、噴霧流が、二次的なガスジェットによ
って狭窄されかつ加速される。
プが取り付けられている。ガスキャップは、中心軸線を
中心にしてアーチ状に等間隔を置いて配置された、少な
くとも４つの複数のオリフィスを有している。オリフィ
スには、二次的な圧縮ガス源が接続されており、また、
中心軸線上のオリフィス軸線の交差箇所に向かって、前
方向成分と共に内方へ二次的なガスジェットを向けるよ
うに方向付けられている。交差箇所は、接触点の近傍に
位置しており、また、ジェットが霧化をほとんど妨害し
ないように接触点から十分に間隔を置いて配置されてい
る。これにより、噴霧流が、二次的なガスジェットによ
って狭窄されかつ加速される。
【０００７】前記課題は、前記のアーク溶射装置のガン
本体に組み付けられるのに適した構造を有するガスキャ
ップを用いても達成された。ガスキャップは、前記ガス
キャップのように複数のオリフィスを有している。
本体に組み付けられるのに適した構造を有するガスキャ
ップを用いても達成された。ガスキャップは、前記ガス
キャップのように複数のオリフィスを有している。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による２本線材式の溶射ガ
ン１０（図１〜図３）は、発明の実施の形態において説
明されるガスキャップに関することを除いては慣用のタ
イプであってよい。この実施例の場合、ガン本体は３つ
の部分、すなわち前部１４と、中間部１６と、後部１８
とを有している（図３）。中間部は、プレナムチャンバ
２０を形成している。テーパした前部は、ガスキャビテ
ィ２２を形成している。センタリング円筒体２４は、前
部と中間部との間の隔壁からガスキャビティ内に前方へ
延びている。管状の取付け部材２８は、支持円筒体３０
に設けられた直径方向で対向した孔と、センタリング円
筒体の前端部に設けられた傾斜部３１とによって、中間
部１６内に位置決めされている。線材ガイドが、取付け
部材２８の前端にねじ込むことによって取り付けられて
いる。
ン１０（図１〜図３）は、発明の実施の形態において説
明されるガスキャップに関することを除いては慣用のタ
イプであってよい。この実施例の場合、ガン本体は３つ
の部分、すなわち前部１４と、中間部１６と、後部１８
とを有している（図３）。中間部は、プレナムチャンバ
２０を形成している。テーパした前部は、ガスキャビテ
ィ２２を形成している。センタリング円筒体２４は、前
部と中間部との間の隔壁からガスキャビティ内に前方へ
延びている。管状の取付け部材２８は、支持円筒体３０
に設けられた直径方向で対向した孔と、センタリング円
筒体の前端部に設けられた傾斜部３１とによって、中間
部１６内に位置決めされている。線材ガイドが、取付け
部材２８の前端にねじ込むことによって取り付けられて
いる。
【０００９】（発明の実施の形態及び請求項において使
用されているように、“前方”という言葉は線材が駆動
される方向に相当し、“後方”という言葉は反対方向を
表す。“内方”という言葉は、軸線方向に面した又は向
かう方向を意味する）。
用されているように、“前方”という言葉は線材が駆動
される方向に相当し、“後方”という言葉は反対方向を
表す。“内方”という言葉は、軸線方向に面した又は向
かう方向を意味する）。
【００１０】後部１８は、慣用の線材駆動機構３４を有
している。このような線材駆動機構は、電気的に絶縁さ
れた供給ローラ３８に結合されたねじ歯車（図示せず）
を駆動する小さな変速電気モータ（図示せず）を利用す
る。この場合、ローラの張力は、ばね張設装置４０と絶
縁されたアイドラローラ３６とを用いて、各線材に対し
維持されている。したがって、巻き体又は線材容器（図
示せず）からフレキシブルな管４３を通じて延びた線材
４２は、ローラによって、ガイド３２を通じて供給され
る。本発明では線材駆動機構のタイプは重要でなく、そ
の他のあらゆる適切な慣用の又は所望の機構を使用して
よい。ガン内の線材駆動機構の代わりに用いるために又
はこれを補足するために、巻き体における押圧式駆動機
構を使用してもよい。
している。このような線材駆動機構は、電気的に絶縁さ
れた供給ローラ３８に結合されたねじ歯車（図示せず）
を駆動する小さな変速電気モータ（図示せず）を利用す
る。この場合、ローラの張力は、ばね張設装置４０と絶
縁されたアイドラローラ３６とを用いて、各線材に対し
維持されている。したがって、巻き体又は線材容器（図
示せず）からフレキシブルな管４３を通じて延びた線材
４２は、ローラによって、ガイド３２を通じて供給され
る。本発明では線材駆動機構のタイプは重要でなく、そ
の他のあらゆる適切な慣用の又は所望の機構を使用して
よい。ガン内の線材駆動機構の代わりに用いるために又
はこれを補足するために、巻き体における押圧式駆動機
構を使用してもよい。
【００１１】線材ガイドのための位置決めリング４６
は、ガスキャップ４８によって、ガン本体の前部の前端
の内部に保持されている。ピン５０は、リングの回転を
阻止している。ガン本体１４，１６，１８と、センタリ
ング円筒体２４と、位置決めリング４６とは、硬質プラ
スチック等の電気的に絶縁性の材料から形成されてい
る。本体部分は、例えばエポキシ樹脂又はねじを用いて
慣用の形式で一体的に保持されている。特に後部は、線
材駆動機構へのアクセスが可能であるように、取外し可
能なねじを備えたカバーを有している。
は、ガスキャップ４８によって、ガン本体の前部の前端
の内部に保持されている。ピン５０は、リングの回転を
阻止している。ガン本体１４，１６，１８と、センタリ
ング円筒体２４と、位置決めリング４６とは、硬質プラ
スチック等の電気的に絶縁性の材料から形成されてい
る。本体部分は、例えばエポキシ樹脂又はねじを用いて
慣用の形式で一体的に保持されている。特に後部は、線
材駆動機構へのアクセスが可能であるように、取外し可
能なねじを備えたカバーを有している。
【００１２】この実施例の場合、線材４２への電気的接
触は線材ガイド３２を介して形成されている。線材ガイ
ドへの電気的な接触は、導電性の円筒体３０を介して形
成されている。電源５５からの電力ケーブルを有する標
準的なホース５４から続いている導電性の管は、個々に
円筒体の底部に結合している。本発明では線材への電気
的な接続は重要ではなく、ローラ等のその他の慣用の又
は所望の接触手段を使用してよく、接触は、ガンから離
れて、例えば線材のリールのための取付け部において行
われてよい。
触は線材ガイド３２を介して形成されている。線材ガイ
ドへの電気的な接触は、導電性の円筒体３０を介して形
成されている。電源５５からの電力ケーブルを有する標
準的なホース５４から続いている導電性の管は、個々に
円筒体の底部に結合している。本発明では線材への電気
的な接続は重要ではなく、ローラ等のその他の慣用の又
は所望の接触手段を使用してよく、接触は、ガンから離
れて、例えば線材のリールのための取付け部において行
われてよい。
【００１３】ガスキャップ４８は、ガン本体の前部１４
にねじ込まれた保持リング５６によって、ガン本体前部
に保持されている。ガスキャップは、線材ガイドの間に
中心に位置した中心軸線５８と同軸的に位置決めされて
いる。この実施例におけるガスキャップは、拡開区分の
後方に、テーパした区分６０を有しており、このテーパ
した区分６０は、室、すなわちガスキャビティ２２から
線材先端部７２へ噴霧空気流を方向付ける一次空気ノズ
ルを形成するように、狭窄した開口６１にまで前方に向
かって狭まっている。
にねじ込まれた保持リング５６によって、ガン本体前部
に保持されている。ガスキャップは、線材ガイドの間に
中心に位置した中心軸線５８と同軸的に位置決めされて
いる。この実施例におけるガスキャップは、拡開区分の
後方に、テーパした区分６０を有しており、このテーパ
した区分６０は、室、すなわちガスキャビティ２２から
線材先端部７２へ噴霧空気流を方向付ける一次空気ノズ
ルを形成するように、狭窄した開口６１にまで前方に向
かって狭まっている。
【００１４】一次的な圧縮ガス源６２からの噴霧空気又
はその他のガスは、ホース５４を通じて管５２内へ、円
筒体３０を通じて上方へ搬送される。この円筒体３０
は、管状であり、上部においてシールされている。次い
で、空気は、円筒体に設けられた横穴７０を通じて、中
間部１６に設けられたマニホルド室、すなわちプレナム
チャンバ２０内へ流入する。空気は、マニホルド室か
ら、隔壁２６に設けられた４つの孔６４を通じてガスキ
ャビティ２２に導入される。Ｏリング６８は、保持部材
に沿って空気が漏れて戻ることを防止する。
はその他のガスは、ホース５４を通じて管５２内へ、円
筒体３０を通じて上方へ搬送される。この円筒体３０
は、管状であり、上部においてシールされている。次い
で、空気は、円筒体に設けられた横穴７０を通じて、中
間部１６に設けられたマニホルド室、すなわちプレナム
チャンバ２０内へ流入する。空気は、マニホルド室か
ら、隔壁２６に設けられた４つの孔６４を通じてガスキ
ャビティ２２に導入される。Ｏリング６８は、保持部材
に沿って空気が漏れて戻ることを防止する。
【００１５】線材ガイド３２は、前方に向かって間隔が
次第に狭まっているので、線材ガイドを通って供給され
る金属製の線材の先端（端部）７２は、線材ガイドの前
方の箇所７４において互いに接触している。慣用のアー
ク電力源（通常ＤＣ）が線材を通じて加えられると、電
気的なアークが形成され、これにより、線材の端部が溶
融する。ガスキャップのテーパした区分６０によって形
成された一次ガスノズルは、付着のために基板に対し溶
融金属流の噴霧流（矢印によって概略的に示した）を噴
霧しかつ噴射するために、溶融した線材先端部を通じて
軸線方向に空気の一次ジェットを発生させる。線材の接
触は、アーク放電の幾分非晶の領域において行われるの
で、このために、接触点７４は、アークなしの線材の内
部で後方の縁部の接触点として規定される。
次第に狭まっているので、線材ガイドを通って供給され
る金属製の線材の先端（端部）７２は、線材ガイドの前
方の箇所７４において互いに接触している。慣用のアー
ク電力源（通常ＤＣ）が線材を通じて加えられると、電
気的なアークが形成され、これにより、線材の端部が溶
融する。ガスキャップのテーパした区分６０によって形
成された一次ガスノズルは、付着のために基板に対し溶
融金属流の噴霧流（矢印によって概略的に示した）を噴
霧しかつ噴射するために、溶融した線材先端部を通じて
軸線方向に空気の一次ジェットを発生させる。線材の接
触は、アーク放電の幾分非晶の領域において行われるの
で、このために、接触点７４は、アークなしの線材の内
部で後方の縁部の接触点として規定される。
【００１６】噴霧ノズルのための別の形式が使用されて
よい。例えば、前記米国特許第４６６８８５２号明細書
に示されているように、空気キャップのテーパ区分の代
わりにノズルオリフィスが使用されてよい。ここで参照
される、このようなノズルに関する部分及びその他の側
面は参照のために示されている。択一的に、２つ又は３
つ以上のガスジェット、例えば同軸的な通路が、有利に
は軸対称又は同軸的に、使用されてよい。しかしなが
ら、単純さ及び効果的な霧化のために、テーパ区分をガ
スキャップに設けると有利である。
よい。例えば、前記米国特許第４６６８８５２号明細書
に示されているように、空気キャップのテーパ区分の代
わりにノズルオリフィスが使用されてよい。ここで参照
される、このようなノズルに関する部分及びその他の側
面は参照のために示されている。択一的に、２つ又は３
つ以上のガスジェット、例えば同軸的な通路が、有利に
は軸対称又は同軸的に、使用されてよい。しかしなが
ら、単純さ及び効果的な霧化のために、テーパ区分をガ
スキャップに設けると有利である。
【００１７】霧化部の下流において高速の噴霧流を促進
するために、ガスキャップ４８が、円錐形に拡開した内
面７８を有していると有利であり、この内面７８は、噴
霧端部のための接触点７４を取り囲んでおり、下流（前
方）に向かって拡開している。少なくとも４つの複数の
オリフィス８０が、ガスキャップにアーチ状に等間隔を
置いて配置されている。概して、有利には１０〜２０
の、例えば１６の（図４）、実際的な数のオリフィスが
設けられていることが望ましい。オリフィスは、保持リ
ング５６によって取り囲まれておりかつＯリング８４を
用いてシールされたガスキャップの縁部に設けられた環
状のチャンバ８２を介して、二次的な圧縮ガス（概して
空気）源に接続されている。半径方向のダクト８６は、
保持リング５６の突出部９３に設けられた標準的なガス
取付部材９２に結合されたガスホース９０を介して、チ
ャンバを圧縮空気源８８に接続させている。
するために、ガスキャップ４８が、円錐形に拡開した内
面７８を有していると有利であり、この内面７８は、噴
霧端部のための接触点７４を取り囲んでおり、下流（前
方）に向かって拡開している。少なくとも４つの複数の
オリフィス８０が、ガスキャップにアーチ状に等間隔を
置いて配置されている。概して、有利には１０〜２０
の、例えば１６の（図４）、実際的な数のオリフィスが
設けられていることが望ましい。オリフィスは、保持リ
ング５６によって取り囲まれておりかつＯリング８４を
用いてシールされたガスキャップの縁部に設けられた環
状のチャンバ８２を介して、二次的な圧縮ガス（概して
空気）源に接続されている。半径方向のダクト８６は、
保持リング５６の突出部９３に設けられた標準的なガス
取付部材９２に結合されたガスホース９０を介して、チ
ャンバを圧縮空気源８８に接続させている。
【００１８】オリフィス８０は、二次的なガスジェット
９４を、中心軸線５８上のオリフィス軸線９７の交差箇
所９６に向かって、前方向成分と共に内方へ向けるよう
に方向付けられている。交差箇所は、接触点７４の近傍
に位置しているが、二次的なガスが霧化を著しく妨害す
ることがないように接触点７４から十分に下流に間隔を
置いて位置しているので、前もって形成された噴霧流
が、二次的なガスによって狭められかつ加速させられ
る。交差箇所は、著しい妨害を回避するために必要な分
よりも、接触点から著しく離れて間隔を置かれるべきで
はない。交差箇所は、接触点から約３ｃｍの範囲内、さ
らに有利には０．５ｃｍ〜１ｃｍに位置していると有利
である。オリフィスは、中心軸線に対して約３０゜〜約
４０゜、有利には３５゜の角度で中心軸線上の交差箇所
に向かって集束するように位置していることが望まし
い。
９４を、中心軸線５８上のオリフィス軸線９７の交差箇
所９６に向かって、前方向成分と共に内方へ向けるよう
に方向付けられている。交差箇所は、接触点７４の近傍
に位置しているが、二次的なガスが霧化を著しく妨害す
ることがないように接触点７４から十分に下流に間隔を
置いて位置しているので、前もって形成された噴霧流
が、二次的なガスによって狭められかつ加速させられ
る。交差箇所は、著しい妨害を回避するために必要な分
よりも、接触点から著しく離れて間隔を置かれるべきで
はない。交差箇所は、接触点から約３ｃｍの範囲内、さ
らに有利には０．５ｃｍ〜１ｃｍに位置していると有利
である。オリフィスは、中心軸線に対して約３０゜〜約
４０゜、有利には３５゜の角度で中心軸線上の交差箇所
に向かって集束するように位置していることが望まし
い。
【００１９】オリフィスは、図示したように、ガスキャ
ップに設けられた穿孔された穴として単純に形成されて
いるか、又はこのような穴にはめ込まれたノズル挿入体
のセットとして形成されていていよい。内面７８の拡開
は望ましいが、別の実施例（図５）の場合には、ガスキ
ャップ９８は、アークシールドとして働く、拡開してい
ない円筒状の内面１０２と、環状部１０６から、前方に
面した面１０５を貫通した、内方及び前方に向けられた
複数のオリフィス１０４とを有している。上流に位置し
た前方に向かって形成されたテーパ１０８は、前の実施
例における噴霧ノズルとして形成されている。このガス
キャップは、図１のガンに設けられたガスキャップの代
わりに用いることができる。その他の変化実施例の場合
には、アークシールド１０２が省略されてよく、かつ／
又は面１０５が、図示したように平坦である代わりに、
前方に向かって形成された浅いテーパを有していてよ
い。別の択一的な実施例（図示せず）の場合には、オリ
フィスは円筒状の内面１０２から延びてよいが、このこ
とは、交差箇所９６を接触点７４から著しく離れて配置
する。さらに別の実施例（図示せず）では、オリフィス
は、適当な向きで保持された管のリングによって提供さ
れてよい。しかしながら、概して、ガスキャップに設け
られた単純な穴としてオリフィスを提供すると有利であ
る。
ップに設けられた穿孔された穴として単純に形成されて
いるか、又はこのような穴にはめ込まれたノズル挿入体
のセットとして形成されていていよい。内面７８の拡開
は望ましいが、別の実施例（図５）の場合には、ガスキ
ャップ９８は、アークシールドとして働く、拡開してい
ない円筒状の内面１０２と、環状部１０６から、前方に
面した面１０５を貫通した、内方及び前方に向けられた
複数のオリフィス１０４とを有している。上流に位置し
た前方に向かって形成されたテーパ１０８は、前の実施
例における噴霧ノズルとして形成されている。このガス
キャップは、図１のガンに設けられたガスキャップの代
わりに用いることができる。その他の変化実施例の場合
には、アークシールド１０２が省略されてよく、かつ／
又は面１０５が、図示したように平坦である代わりに、
前方に向かって形成された浅いテーパを有していてよ
い。別の択一的な実施例（図示せず）の場合には、オリ
フィスは円筒状の内面１０２から延びてよいが、このこ
とは、交差箇所９６を接触点７４から著しく離れて配置
する。さらに別の実施例（図示せず）では、オリフィス
は、適当な向きで保持された管のリングによって提供さ
れてよい。しかしながら、概して、ガスキャップに設け
られた単純な穴としてオリフィスを提供すると有利であ
る。
【００２０】オリフィスは、圧縮ガス源８８からの高い
圧力の下で高い速度を有するチョークドフローが噴霧流
に向かって形成されるようなサイズであることが望まし
い。オリフィスは、高いジェット速度を生ぜしめるため
に、直径に対する長さの高いアスペクト比を備えて形成
されていることが望ましく、アスペクト比は少なくとも
４：１であることが望ましい。オリフィスの直径は、概
して約０．５〜２ｍｍ、例えば１．６ｍｍであることが
望ましい。オリフィスは、中心軸線に対して約１５〜約
８０゜の角度で、さらに有利には約３０〜約４０゜の角
度で、中心軸線上の交差箇所に向かって集束するように
配置されている。圧縮空気源８８は、所望の程度の噴霧
流の狭窄及び狭めのための有効なジェット流を提供する
ように調整されることが望ましい。
圧力の下で高い速度を有するチョークドフローが噴霧流
に向かって形成されるようなサイズであることが望まし
い。オリフィスは、高いジェット速度を生ぜしめるため
に、直径に対する長さの高いアスペクト比を備えて形成
されていることが望ましく、アスペクト比は少なくとも
４：１であることが望ましい。オリフィスの直径は、概
して約０．５〜２ｍｍ、例えば１．６ｍｍであることが
望ましい。オリフィスは、中心軸線に対して約１５〜約
８０゜の角度で、さらに有利には約３０〜約４０゜の角
度で、中心軸線上の交差箇所に向かって集束するように
配置されている。圧縮空気源８８は、所望の程度の噴霧
流の狭窄及び狭めのための有効なジェット流を提供する
ように調整されることが望ましい。
【００２１】円錐形の内面７８（図１）が使用されるな
らば、このような内面は中心軸線に対して約３０゜〜約
５０゜の角度で中心軸線から離れるように拡開している
と有利である。円錐形の内面は、ガスの膨張及び加速を
最適化するように湾曲を有していてよく、この場合、前
記の制限は、平均的な拡開に適応する。
らば、このような内面は中心軸線に対して約３０゜〜約
５０゜の角度で中心軸線から離れるように拡開している
と有利である。円錐形の内面は、ガスの膨張及び加速を
最適化するように湾曲を有していてよく、この場合、前
記の制限は、平均的な拡開に適応する。
【００２２】二次的な圧縮空気（又はその他のガス）源
は、例えば前記米国特許第４６６８８５２号明細書に開
示されているように、分配ブロックを介して、この実施
例における一次供給源と同じ供給源から択一的に引き出
されてよい。さらに、本発明のガスキャップは、別の形
式の２線材式アークガン及び種々異なる形式のヘッド部
材において使用されてよい。内方及び前方へ方向付けら
れたオリフィスを備えた、本発明によるガスキャップ
は、適当に適応させることによってこのようなあらゆる
ガンに組み付けられてよい。
は、例えば前記米国特許第４６６８８５２号明細書に開
示されているように、分配ブロックを介して、この実施
例における一次供給源と同じ供給源から択一的に引き出
されてよい。さらに、本発明のガスキャップは、別の形
式の２線材式アークガン及び種々異なる形式のヘッド部
材において使用されてよい。内方及び前方へ方向付けら
れたオリフィスを備えた、本発明によるガスキャップ
は、適当に適応させることによってこのようなあらゆる
ガンに組み付けられてよい。
【００２３】
【実施例】噴霧は、図１に示されたタイプのガスキャッ
プが組み付けられた、Ｓｕｌｚｅｒ Ｍｅｔｃｏ社製の
ＳｍａｒｔＡｒｃＴＭ アーク溶射ガンを用いて行われ
た。内方へのテーパの端部における、ガスキャップの最
小内径は、線材ガイド端部から２．５ｍｍだけ下流に位
置していた。ガスキャップは、最小直径から、軸線から
離れる方向に４０゜の角度で、出口における２．６ｃｍ
の最大直径にまで、１．２ｃｍの軸線方向距離だけ拡開
した内面を有していた。ガスキャップは、直径が１．６
ｍｍでアスペクト比が７：１の１６のオリフィスを有し
ており、オリフィスは、ガンの軸線に対して３５゜の角
度で、交差箇所に向かって集束するように配置されてい
る。線材先端部の接触点は、線材ガイドの端部から１．
０ｃｍだけ下流に位置しており、軸線上のオリフィスの
交差箇所は、接触点から８ｍｍだけ下流に位置してい
る。直径が１．６ｍｍのステンレス鋼製の線材（Ｓｕｌ
ｚｅｒ Ｍｅｔｃｏ社製のＭｅｔｃｏｌｏｙＴＭ ＃
２）は、２５０アンペア、２ｂａｒ（８０ｐｓｉ）の一
次空気圧、４．８ｂａｒ（７０ｐｓｉ）の二次空気圧、
及び約９ｋｇ／ｈｒの噴霧速度を用いて噴霧された。
プが組み付けられた、Ｓｕｌｚｅｒ Ｍｅｔｃｏ社製の
ＳｍａｒｔＡｒｃＴＭ アーク溶射ガンを用いて行われ
た。内方へのテーパの端部における、ガスキャップの最
小内径は、線材ガイド端部から２．５ｍｍだけ下流に位
置していた。ガスキャップは、最小直径から、軸線から
離れる方向に４０゜の角度で、出口における２．６ｃｍ
の最大直径にまで、１．２ｃｍの軸線方向距離だけ拡開
した内面を有していた。ガスキャップは、直径が１．６
ｍｍでアスペクト比が７：１の１６のオリフィスを有し
ており、オリフィスは、ガンの軸線に対して３５゜の角
度で、交差箇所に向かって集束するように配置されてい
る。線材先端部の接触点は、線材ガイドの端部から１．
０ｃｍだけ下流に位置しており、軸線上のオリフィスの
交差箇所は、接触点から８ｍｍだけ下流に位置してい
る。直径が１．６ｍｍのステンレス鋼製の線材（Ｓｕｌ
ｚｅｒ Ｍｅｔｃｏ社製のＭｅｔｃｏｌｏｙＴＭ ＃
２）は、２５０アンペア、２ｂａｒ（８０ｐｓｉ）の一
次空気圧、４．８ｂａｒ（７０ｐｓｉ）の二次空気圧、
及び約９ｋｇ／ｈｒの噴霧速度を用いて噴霧された。
【００２４】量では測定されなかったが、酸化物がより
少なく、密度がより高くかつより硬いコーティングによ
って証明されたように、二次空気流を用いない同様の噴
霧よりも、噴霧速度が著しく増大したことが確認され
た。コーティングのロックウェル硬さは、二次空気ジェ
ットを用いずに、同様のパラメータを有して噴霧された
同じステンレス鋼の慣用のコーティングのロックウェル
硬さよりも少なくとも１０％大きかった。また、さらに
著しく狭幅の噴霧流が生ぜしめられた。交差箇所が線材
の接触点の近傍に、しかし間隔を置いて位置しているの
で、噴射された二次空気は、霧化又は別の霧化からの粒
子形成に著しく影響せず、これにより、結果的に生じる
コーティングにおける酸化物レベルが低く保持された。
少なく、密度がより高くかつより硬いコーティングによ
って証明されたように、二次空気流を用いない同様の噴
霧よりも、噴霧速度が著しく増大したことが確認され
た。コーティングのロックウェル硬さは、二次空気ジェ
ットを用いずに、同様のパラメータを有して噴霧された
同じステンレス鋼の慣用のコーティングのロックウェル
硬さよりも少なくとも１０％大きかった。また、さらに
著しく狭幅の噴霧流が生ぜしめられた。交差箇所が線材
の接触点の近傍に、しかし間隔を置いて位置しているの
で、噴射された二次空気は、霧化又は別の霧化からの粒
子形成に著しく影響せず、これにより、結果的に生じる
コーティングにおける酸化物レベルが低く保持された。
【図１】本発明によるアーク溶射ガンの前部を示す、上
から見た断面図である。
から見た断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見た横断面図である。
【図３】図１のアーク溶射ガンの中間部及び後部を示
す、側方から見た断面図である。
す、側方から見た断面図である。
【図４】図１のアーク溶射ガンのためのガスキャップを
示す正面図である。
示す正面図である。
【図５】本発明によるガスキャップの別の実施例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
１０ 溶射ガン、 １４ 前部、 １６ 中間部、 １
８ 後部、 ２０ プレナムチャンバ、 ２２ ガスキ
ャビティ、 ２４ センタリング円筒体、 ２８ 取付
け部材、 ３０ 支持円筒体、 ３２ 線材ガイド、
３４ 駆動機構、 ３６ アイドラローラ、 ３８ 供
給ローラ、 ４０ ばね張設装置、 ４２ 線材、 ４
３ 管、 ４６ 位置決めリング、 ４８ ガスキャッ
プ、 ５２ 管、 ５４ ホース、 ５５ 電源、 ５
６ 保持リング、 ５８ 中心軸線、 ６０ テーパ区
分、 ６２ 圧縮ガス源、 ６４ 孔、 ６８ Ｏリン
グ、 ７０ 横穴、 ７２ 先端部、 ７４ 接触箇
所、 ７８ 内面、 ８０オリフィス、 ８２ チャン
バ、 ８４ Ｏリング、 ８６ ダクト、 ８８圧縮空
気源、 ９０ ガスホース、 ９２ ガス取付け部、
９３ 突出部、９４ 二次的なガスジェット、 ９６
交差箇所、 ９８ ガスキャップ、 １０２ 内面、
１０４ オリフィス、 １０６ 環状部、 １０８ テ
ーパ部
８ 後部、 ２０ プレナムチャンバ、 ２２ ガスキ
ャビティ、 ２４ センタリング円筒体、 ２８ 取付
け部材、 ３０ 支持円筒体、 ３２ 線材ガイド、
３４ 駆動機構、 ３６ アイドラローラ、 ３８ 供
給ローラ、 ４０ ばね張設装置、 ４２ 線材、 ４
３ 管、 ４６ 位置決めリング、 ４８ ガスキャッ
プ、 ５２ 管、 ５４ ホース、 ５５ 電源、 ５
６ 保持リング、 ５８ 中心軸線、 ６０ テーパ区
分、 ６２ 圧縮ガス源、 ６４ 孔、 ６８ Ｏリン
グ、 ７０ 横穴、 ７２ 先端部、 ７４ 接触箇
所、 ７８ 内面、 ８０オリフィス、 ８２ チャン
バ、 ８４ Ｏリング、 ８６ ダクト、 ８８圧縮空
気源、 ９０ ガスホース、 ９２ ガス取付け部、
９３ 突出部、９４ 二次的なガスジェット、 ９６
交差箇所、 ９８ ガスキャップ、 １０２ 内面、
１０４ オリフィス、 １０６ 環状部、 １０８ テ
ーパ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルートヴィッヒ ディルマイアー ドイツ連邦共和国 フルト ノイハウザー シュトラーセ 33 (72)発明者 ラインハルト ベーム ドイツ連邦共和国 ノルトハイム ガルテ ンシュトラーセ ８
Claims (22)
- 【請求項１】 アーク溶射装置であって、溶射ガン本体
と、線材の噴霧先端部における接触箇所にまで金属製の
２つの線材を案内するためにガン本体によって、集束す
るように保持された１対の管状の線材ガイドと、該線材
ガイドを通じて線材を個々に供給するために機能的に結
合された線材供給機構と、ガン本体内で線材ガイドに対
して中心に位置した中心軸線に沿ったチャネリングと、
中心軸線と同軸的にガン本体に取り付けられたガスキャ
ップとが設けられており、線材に、噴霧先端部における
アーク及びひいては溶融金属を生ぜしめるためにアーク
電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリング
が、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のため
に一次ガス流を発生させるために一次的な圧縮ガス源に
接続されており、ガスキャップが、中心軸線を中心にし
てアーチ状に等間隔を置いて配置された少なくとも４つ
の複数のオリフィスを有しており、該オリフィスが、オ
リフィス軸線を有しており、また、中心軸線上のオリフ
ィス軸線の交差箇所に向かって、前方向成分と共に内方
へ二次的なガスジェットを向けるように方向付けられて
おり、交差箇所が、接触点の近傍で、かつジェットがア
ーク及び霧化を著しく妨害することがないように接触点
から十分に下流に間隔を置いて配置されており、これに
より、噴霧流が、二次的なガスジェットによって狭窄さ
れかつ加速されるようになっていることを特徴とする、
アーク溶射装置。 - 【請求項２】 前記複数のオリフィスが、複数の対の直
径方向で向き合ったオリフィスとして設けられた偶数の
オリフィスから成っている、請求項１記載のアーク溶射
装置。 - 【請求項３】 前記交差箇所が、接触点から約０．５〜
１ｃｍの箇所に位置している、請求項１記載のアーク溶
射装置。 - 【請求項４】 前記複数が、全部で１０〜２０である、
請求項１記載のアーク溶射装置。 - 【請求項５】 前記オリフィスが、中心軸線に対して約
３０〜約４０゜の角度で、中心軸線上の交差箇所に向か
って集束するように配置されている、請求項１記載のア
ーク溶射装置。 - 【請求項６】 前記オリフィスが、少なくとも４：１
の、直径に対する長さのアスペクト比を有している、請
求項１記載のアーク溶射装置。 - 【請求項７】 前記ガスキャップが、接触点を取り囲ん
だ、前方に向かって拡開した内面を有しており、前記オ
リフィスが、拡開した内面において出口を有している、
請求項１記載のアーク溶射装置。 - 【請求項８】 前記ガスキャップが、さらに、霧化を生
ぜしめるように一次ジェットのための一次ガス流を狭窄
するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向
かってテーパした内面を有している、請求項７記載のア
ーク溶射装置。 - 【請求項９】 拡開した内面が、中心軸線から、該中心
軸線に対して約３０〜約５０゜の角度で拡開しており、
オリフィス軸線が、中心軸線上の交差箇所に向かって、
中心軸線に対して約３０〜約４０゜の角度で集束してい
る、請求項７記載のアーク溶射装置。 - 【請求項１０】 前記複数のオリフィスが、複数の対の
直径方向で対向したオリフィスとして設けられた偶数の
オリフィスから成っており、交差箇所が、接触点から
０．５〜１ｃｍの箇所に位置しており、前記複数が、全
部で１０〜２０である、請求項９記載のアーク溶射装
置。 - 【請求項１１】 ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜ
しめるために一次ジェットのための一次ガス流を狭窄す
るために、拡開した内面の後方に位置した、前方に向か
ってテーパした内面を有している、請求項１０記載のア
ーク溶射装置。 - 【請求項１２】 アーク溶射装置のためのガスキャップ
であって、前記アーク溶射装置が、溶射ガン本体と、線
材の噴霧先端部における接触点にまで２つの線材を案内
するためにガス本体によって、集束するように保持され
た１対の管状の線材ガイドと、該線材ガイドを通じて個
々に線材を供給するために機能結合された線材供給機構
と、ガン本体において線材ガイドに対して中心に位置し
た中心軸線に沿って設けられた一次ガスチャネリングと
を有しており、前記線材に、噴霧先端部においてアーク
及びその結果生じる溶融金属を生ぜしめるためにアーク
電流が流れるようになっており、一次ガスチャネリング
が、溶融金属の霧化及び溶融金属の噴霧流の形成のため
の一次ガス流を発生させるために、一次的な圧縮ガス源
に接続されている形式のものにおいて、 前記ガスキャップが、該ガスキャップをガン本体に中心
軸線と同軸的に組み付けるように適応させられたキャッ
プ構造から成っており、ガスキャップが、中心軸線を中
心としてアーチ状に等間隔を置いて配置された少なくと
も４つの複数のオリフィスを有しており、該オリフィス
が、オリフィス軸線を有しておりかつ二次的な圧縮ガス
源に接続されておりかつ中心軸線上のオリフィス軸線の
交差箇所に向かって前方向成分と共に内方へ二次的なガ
スジェットを向けるように方向付けられており、交差箇
所が、接触点の近傍でかつジェットがアーク及び霧化を
著しく妨害することがないように十分に接触点から下流
に間隔を置いて位置しており、これにより、噴霧流が二
次的なガスジェットによって狭窄させられかつ加速され
るようになっていることを特徴とする、アーク溶射装置
のためのガスキャップ。 - 【請求項１３】 前記複数のオリフィスが、直径方向で
対向した複数対のオリフィスとして設けられた偶数のオ
リフィスから成っている、請求項１２記載のガスキャッ
プ。 - 【請求項１４】 交差箇所が、接触点から約０．５〜１
ｃｍの箇所に位置している、請求項１２記載のガスキャ
ップ。 - 【請求項１５】 前記複数が、全部で１０〜２０であ
る、請求項１２記載のガスキャップ。 - 【請求項１６】 前記オリフィスが、中心軸線上の交差
箇所に向かって、前記中心軸線に対して約３０〜約４０
゜の角度で集束するように配置されている、請求項１２
記載のガスキャップ。 - 【請求項１７】 オリフィスが、少なくとも４：１の、
直径に対する長さのアスペクト比を有している、請求項
１２記載のガスキャップ。 - 【請求項１８】 前記ガスキャップが、接触点を取り囲
んだ、前方へ向かって拡開した内面を有しており、前記
オリフィスが、前記拡開した内面に出口を有している、
請求項１２記載のガスキャップ。 - 【請求項１９】 前記ガスキャップが、さらに、霧化を
生ぜしめるために一次ジェットのための一次ガス流を狭
窄するために、拡開した内面の後方に位置した、前方に
向かってテーパした内面を有している、請求項１８記載
のガスキャップ。 - 【請求項２０】 前記内面が、中心軸線から、該中心軸
線に対して約３０〜約５０゜の角度で拡開しており、オ
リフィスが、中心軸線上の交差箇所に向かって、中心軸
線に対して約３０〜約４０゜の角度で集束するように配
置されている、請求項１８記載のガスキャップ。 - 【請求項２１】 前記複数のオリフィスが、直径方向で
対向した複数対のオリフィスとして設けられた偶数のオ
リフィスから成っており、交差箇所が、接触点から約
０．５〜１ｃｍの箇所に位置しており、前記複数が、全
部で１０〜２０である、請求項２０記載のガスキャッ
プ。 - 【請求項２２】 ガスキャップが、さらに、霧化を生ぜ
しめるために一次ジェットへの一次ガス流を狭窄するた
めに、拡開した内面の後方に位置した、前方に向かって
テーパした内面を有している、請求項２１記載のガスキ
ャップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/027,123 US5964405A (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Arc thermal spray gun and gas cap therefor |
| US09/027123 | 1998-02-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279743A true JPH11279743A (ja) | 1999-10-12 |
| JP4541460B2 JP4541460B2 (ja) | 2010-09-08 |
Family
ID=21835827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04380899A Expired - Lifetime JP4541460B2 (ja) | 1998-02-20 | 1999-02-22 | アーク溶射装置及びアーク溶射装置のためのガスキャップ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5964405A (ja) |
| EP (1) | EP0938932B1 (ja) |
| JP (1) | JP4541460B2 (ja) |
| CN (1) | CN1230470A (ja) |
| BR (1) | BR9900771A (ja) |
| CA (1) | CA2262246A1 (ja) |
| DE (1) | DE69923360T2 (ja) |
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