JPS5848223B2 - ア−クスプレ−ガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２つの金属ワイヤの端部を電気的アークによ
って溶融せしめついでこの溶融金属を被覆されるべき作
業片上にスプレーする形式のアークスプレーガンに関す
る。

特に本発明は互いに異なる横断面積を有していて比較的
に硬い金属からなる２つのワイヤを用いる形式のアーク
スプレーガンに関する。

アークスプレーガンにおいては、２つの金属ワイヤが電
源のそれぞれの端子に接続されており、各端部はワイヤ
の溶融を生せしめる電気的アークを形成するために互い
に接続される。

ノズルからほぼ溶融範囲内に適用される空気または別の
気体の噴流が被覆されるべき作業片上に溶融金属をスプ
レーする。

ワイヤはアークの維持およびすでに溶融されスプレーさ
れたワイヤの補充のために弓続き溶融区域へ供給される
。

スプレーガンには交流電源および直流電源のいずれでも
使用可能であるが、直流電源のほうが静かで安定したア
ークが得られるので有利である。

しかしながら直流電源にも欠点が存在する、つまり陽極
の方が陰極に比してより強く加熱されるので陽極側のワ
イヤは比較的に速い度合で消費され、このため両ワイヤ
が同じ速度で供給される場合にはアークは溶融金属を噴
射するガス流に関して非対称となる。

この問題を改善するための英国特許第１３５７５８２号
明細書によれば、異なる消費割合を補償するために陽極
側のワイヤが陰極側のワイヤに比して著しく高い速度で
供給されるように構成されている。

さらに同じ明細書によれば異なる横断面積のワイヤを使
用することが提案されており、その場合陽極側のワイヤ
の方が大きいことはもちろんである。

同上明細書によれば、異なる直径のワイヤの使用は操作
上不都合であることが述べられている、しかしながら簡
単、実際的かつ効果的な構成のスプレーガンにおいて寸
法の異なる２つのワイヤを用いることに基づくこの種の
問題は解決できることがわかった。

寸法が異なる２本のワイヤをスプレーガンに用いる際の
種々の問題のうちの１つには横断面積が異なることに基
づくワイヤ弾性度の差の問題が存在する。

この問題は軟かい金属例えばアルミニウムや亜鉛等を噴
射する場合にも生じるが、比較的に展性の低い金属例え
ば鋼の場合に著しい。

一般的なスプレーガンでは、ワイヤは、１対の互いに平
行な案内部材を介して、かつ溶融区域に向かって収束す
るように延びている管状の１対の電極を介して該ワイヤ
をねじ結合によって貫通案内させることによってアーク
位置に案内される。

電極は電源のそれぞれの端子に接続されており、かつワ
イヤへの電気的接触は、ワイヤが平行な案内部材から１
点に収束するような電極へ移動する際に曲がることが必
要であり、この曲げ作用は電極の内側壁と該内側壁内を
通過するワイヤとの間の摩擦接触によって得られる。

互いに異なる寸法の２つのワイヤが一般的なスプレーガ
ンに導入されるとすれば、特に鋼製ワイヤまたは展性の
低い別の金属ワイヤの場合には、比較的に大きい方のそ
れゆえに剛性度が高い方のワイヤは電極部への移動時の
必要な曲げ作用に対して抵抗しこのためスプレーガンの
詰まりまたはワイヤ送り機構のすべり等を生ぜしめる。

このような曲がりが可能であるような限界条件のワイヤ
の場合でも、比較的に厚い方のワイヤはスプレーガンの
送り機構または案内機構に不都合な力を作用させてこれ
らを摩耗せしめる。

この問題を解決するための本発明の構成によれば、電気
的に絶縁されていて互いに異なる直径の２つの金属ワイ
ヤの端部をこれらの端部間で発生させた電気的アークに
よって溶融しかつ溶融された金属をスプレーするアーク
スプレーガンにおいて、比較的に大きな直径のワイヤの
ための送り通路が小さな直径のワイヤのための送り通路
と異なって構或されている。

さらに本発明によれば、アークスプレーガンにおいて、
金属ワイヤを貫通案内させる入口および出口をそれぞれ
有している１対の管状のワイヤ案内部材が設けられてお
り、直流電源のそれぞれの端子に接続された１対の管状
の電極が設けられている。

各電極は入口端部と出口端部とを有しており、電極の入
口端部は案内部材から送り出されるワイヤを受取るため
に該案内部材の出口端部に隣接して配置されている。

各電極は縦軸線が電極出口端部に向かって収束するよう
に配置されており、その場合電極を貫通案内されるワイ
ヤは電気的アークを発生させかつ維持する溶融区域に向
かって案内される。

ワイヤ案内部材の縦軸線は所属の電極の縦軸線に対し鈍
角を成しており、電源の陽極端子に接続される方の電極
の成す鈍角の方が大きい。

次に図面につき本発明の実施例を具体的に説明する： 図示の実施例のスプレーガンは主として以下のような３
つの区分から成っている、つまり、スプレーガン内へワ
イヤを供給するための機構を内蔵した駆動ハウジングブ
ロック１０と、該駆動ハウジングブロックのリャ側に取
付けられたワイヤ取入れユニット１２，１２′と、中間
ハウジングブロック部材１６を介して駆動ハウジングブ
ロック１０のフロント側に固定されている電極・ノズル
ユニットハウジング部分１４（以下ノズルユニットと呼
ぶ）とから成っている。

ワイヤ取入れユニット１２，１２’は図示されていない
ほぼ同じワイヤ取入案内部を備えたスリーブ１ Ｂ ，
１ ８’を有しており、該ワイヤ取入案内部を介して
ワイヤがコイルまたは別の適当な供給源からガン内へ導
入される詳細には、ワイヤをガン内へ引込むためのおよ
び以下に述べるような溶融区域へノズルユニット１４を
介して該ワイヤを送出させるための一般的な機構を備え
た駆動ハウジングブロック１０内へ導入される。

ワイヤを前進させるための機構は各ワイヤのための互い
に対向して配置されている１対の供給ロールを有してお
り、該ロール自体は互いにかみ合わされておりかつ例え
ば電気モータのような適当な動力源によって駆動される
共通の駆動軸に連結されており、このような形式のもの
は米国特許第３６３２９５２号明細書により公知である
。

本発明に基づく、２つの互いに異なる寸法のワイヤを用
いるガンでは、供給ロールの対の間の間隔はワイヤ直径
の差に相応している。

駆動ハウジングブロック１０から中間ハウジンクフロッ
ク部材１６を通ってノズルユニット１４へと延びる１対
の管状のワイヤ案内部材２０，２０’が縦軸線方向で互
いに平行にしかもワイヤ取入れ案内部の軸線と合致する
ように取付けられている。

このため、ワイヤ取入れユニット１２，１２’を介して
引き込まれたワイヤはワイヤ案内部材２０，２０′の後
方（入口側）の端部に直接に引渡されかつ前方（出口側
）の端部から送出される。

ノズルユニット１４内には１対の細長い中空の電極部材
２ ２ ． ２ ２’が、それぞれの縦軸線がノズルユ
ニット１４の前端部の所で収束するように取付けられて
いる。

電極部材２２．２２’の逆の側の端部つまり後端部はほ
ぼワイヤ案内部材２０，２０’のそれぞれの前端部のｍ
ｌまで延びていて該ワイヤ案内部材２０．２０’から押
出されるワイヤを受取れるような位置に位置しており、
かつこのような位置で適当な締付部材２４，２４’によ
って固定されている。

締付部材は実際的な構成では各締付部材の接続のための
、つまり各電極部材を適当な直流電源の各端部に接続す
るための手段を有している。

図示の実施例では締付部材２４は直流電源２６の陰極側
に接続されており、該直流電源２６の陽極側は地面にア
ースされていて該地面を介して他方の締付部材２４′に
接続されている。

電極部材２２，２２’間で同じ水平面内に空気管２８が
取付けられており、該空気管はその後端部の所で中間ハ
ウジングブロック部材１６内の空気供給通路にかつその
前端部の所で空気ジェットノズル３０に接続されている
。

空気ジェットノズル３０の側面は両電極部材２２，２２
’間の角度に合致するようにテーパされており、かつ該
側面は電極部材２２，２２’の前端部のための座着面を
生せしめるために半円形状のおう所として形成されてい
る。

電極部材２２．２２’はカムスクリュー３４，３４′を
中心として回転する偏心カム３２，３２’によって前記
の半円形状おう所内に移動可能に受容されている。

ノズルユニット１４は電極部材２２．２２’と空気管２
８および空気ジェットノズル３０とを取囲む室３６を規
定しており、該室３６の前端部にはスプレー開口４０を
有するキャップ３８が取付けられている。

スプレーシールド４２がノズルユニット１４の前方に取
付けられていてスプレー開口４０を取囲んでいる。

各電極部材２２，２２’の軸線は所属のワイヤ案内部材
２０，２０’の各軸線に対して符号ＡまたはＢで示すよ
うな鈍角をなしている。

普通の形式のスプレーガンに比して異なる点は、角度Ａ
および角度Ｂが等しくないことであるつまり直流電源２
６の陽極側に接続された電極部材２２′の威す角度Ａの
方が角度Ｂに比して大きいことである。

すでに述べたように、直流電源が用いられるスプレーガ
ンでは陽極側の電極のワイヤの方が比較的に急速に消費
される。

このことを補償するために、本発明によるスプレーガン
では陽極側のワイヤは陰極側のワイヤに比して大きな直
径を有している。

極端な場合には、陽極側のワイヤの直径は陰極側のワイ
ヤ直径の２倍である。

したがって、比較的に小さい方のワイヤを用いる電極部
材２２の孔２３は比較的に大きなワイヤを用いる電極部
材２２の孔２３′に比して小さい。

１３ 通常はワイヤの直径は約０．８〜４． ８ ｍｒｔｔ
（３ ２〜Ｂインチ）であり、両ワイヤの直径寸法比は
１．２〜３．８、有利には１．５〜２．２である。

ワイヤ案内部材２０．２０’の各孔は、比較的に大きな
方のワイヤを受取ることができるような同じ寸法で形成
することも可能であり、かつ案内されるワイヤのそれぞ
れを受容するような選択された直径を有するように形成
することもできる。

陽極側の電極部材と所属のワイヤ案内部材との間の比較
的に大きな鈍角がほぼまっすぐな通路を生せしめるので
、通常の場合に特に比較的に展性の低い鋼または別の金
属製のワイヤを取扱う場合に不可避であった困難なしに
比較的に大きな直径のワイヤを用いることができる。

鈍角Ａ，Ｂの大きさはワイヤの絶対的および相対的な寸
法ならびにワイヤを形戊する金属の物理特性等のパラメ
ータに左右される。

比較的に大きな方の鈍角Ａの値はまっすぐな角度つまり
角度１ ８ ０恥）ら角度１６５゜の範囲内にあり、有
利には角度１７２゜から角度１７８゜の範囲内にある。

まっすぐな角度つまり角度１８０゜で形成すれ゛ばワイ
ヤと孔２３′の内側壁との間の電気的な接触を保証する
特別な手段を設ける必要が生じる。

鈍角Ｂの大きさは鈍角Ａに関連していて反比例的に変化
し、有利には鈍角Ｂの値の大きさは角度１４５゜から角
度１５５゜の範囲内にある。

電極部材のなす非対称的な角度に相応するように空気管
２８の前端部は曲げられており、このためスプレーノズ
ルはアーク・溶融区域に正しく位置せしめられる。

【図面の簡単な説明】

図面は部分的に断面して示す本発明の１実施例の平面図
である。 １０・・・・・・駆動ハウジングブロック、１２，１２
’・・・・・・ワイヤ取入れユニット、１４・・・・・
・電極・ノズルユニットハウジング部分、１６・・・・
・・中間ハウジングブロック部材、１８．１８’・・・
・・・スリーブ、２０，２０′・・・・・・ワイヤ案内
部材、２２，２２’・・・・・・電極部材、２３，２３
’・・・・・・孔、２４，２４’・・・・・・締付部材
、２６・・・・・・直流電源、２８・・・・・・空気管
、３０・・・・・・空気ジェットノズル、３２，３２’
・・・・・・偏心カム、３４，３４′・・・・・・カム
スクリュー、３６・・・・・・室、３８・・・・・・キ
ャップ、４０・・・・・・スプレー開口、４２・・・・
・・スプレーシールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的に絶縁された２つの金属ワイヤの端部を該端
   部間で発生せしめられかつ維持される電気的アークによ
   って溶融してこの溶融金属をスプレーするアークスプレ
   ーガンにおいて、入口端部と出口端部とを有していて金
   属ワイヤをねじ係合によって貫通案内せしめる１対の管
   状のワイヤ案内部材が設けられており、直流電源のそれ
   ぞれの端子に接続された１対のほぼ管状の電極部材が設
   けられており、陽極端子に接続された電極部材の内径は
   陰極端子に接続された電極部材の内径に比して大きく、
   各電極部材は入口端部と出口端部とを有しており、各入
   口端部は前記ワイヤ案内部材のそれぞれ１つの出口端部
   に隣接していて該ワイヤ案内部材から送出されるワイヤ
   を受容するような方向に位置されており、前記各電極部
   材はそれぞれの縦軸線が電極部材出口端部に向かって収
   束するように配置されており、その場合電極部材を通過
   するワイヤは電気的アークの発生および維持のために前
   記電極部林出口端部から離れた交差個所に向かって案内
   されるように構成されており、かつアークによって得ら
   れた溶融金属をスプレーするために前記交差個所に向か
   ってガスを噴射するノズル部材が設けられていることを
   特徴とするアークスプレーガン。 ２ 前記ワイヤ案内部材および管状の電極部材の１３ それぞれの内径が直径約０．８〜４． ８ ｍｍ （３
   ２〜１６インチ）のワイヤを通過せしめうるように構
   成されており、少なくとも前記電極部材の内部横断面積
   比が１．２〜２．８の範囲内にある特許請求の範囲第１
   項記載のアークスプレーガン。 ３ 前記横断面積比が１．５〜２．２の範囲内にある特
   許請求の範囲第２項記載のアークスプレーガン。 ４ 電気的に絶縁された２つの金属ワイヤの端部を該端
   部間で発生せしめられる電気的アークによって溶融して
   この溶融金属をスプレーするアークスプレーガンにおい
   て、入口端部と出口端部とを有していて金属ワイヤをね
   じ係合によって貫通案内せしめる１対の管状のワイヤ案
   内部材が設けられており、直流電源のそれぞれの端子に
   接続された１対のほぼ管状の電極部材が設けられており
   、各電極部材の入口端部は前記ワイヤ案内部材のそれぞ
   れ１つの出口端部に隣接していて該ワイヤ案内部材から
   送出されるワイヤを受容するような方向に位置されてお
   り、前記各電極部材はそれぞれの縦軸線が前記電極部材
   出口端部から離れた交差点に向かった該出口端部の収束
   方向で配置されており、その場合電極部材を貫通案内さ
   れるワイヤは電気的アークを発生せしめかつ維持する前
   記交差点の所で接続されるようになっており、陽極端子
   に接続された方の電極部材軸線と案内部材軸線とのなす
   鈍角が他方の端子に接続された方の電極部材軸線と案内
   部材軸線とのなす鈍角よりも大きく、アークによって生
   じた溶融金属をスプレーするために前記交差点に向かっ
   てガスを噴射するノズル部材が設けられていることを特
   徴とするアークスプレーガン。 ５ 陽極に接続された方の電極部材のなす前記鈍角が角
   度１６０゜〜１８０゜の範囲内にあり、かつ他方の鈍角
   が角度１５５゜〜１４５゜の範囲内にある特許請求の範
   囲第４項記載のアークスプレーガン。 ６ 前記案内部材および電極部材の内径が約０．８１３ 〜４． ８ ｍｍ （Ω〜正インチ）の範囲の直径のワ
   イヤを受容できるように形成されており、少なくとも前
   記電極部材の内部横断面積が互いに異なっており、その
   場合、陽極に接続された電極部材の前記面積の方が他方
   に比して大きくかつその面積比が１．２〜２．８の範囲
   内にある特許請求の範囲第５項記載のアークスプレーガ
   ン。 ７ 前記の内部横断面積比が１．５〜２．２の範囲内に
   ある特許請求の範囲第６項記載のアークスプレーガン。