特開 2017-218618 溶射ガンおよびこれを備えた溶射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-218618(P2017-218618A)

(43)【公開日】2017年12月14日

(54)【発明の名称】溶射ガンおよびこれを備えた溶射装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 4/131 20160101AFI20171117BHJP

   B05B 7/18 20060101ALI20171117BHJP

   B05B 7/22 20060101ALI20171117BHJP

【ＦＩ】

   C23C4/131

   B05B7/18

   B05B7/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-112706(P2016-112706)

(22)【出願日】2016年6月6日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(72)【発明者】

【氏名】福永 佳晃

(72)【発明者】

【氏名】玉城 怜士

(72)【発明者】

【氏名】辻井 元

【テーマコード（参考）】

4F033

4K031

【Ｆターム（参考）】

4F033QA01

4F033QB02Y

4F033QB07

4F033QB12Y

4F033QB19

4F033QE11

4F033QE13

4F033QF07Y

4F033QG05

4F033QG14

4F033QG15

4F033QG18

4K031AA02

4K031CA00

4K031DA03

4K031EA01

4K031EA08

(57)【要約】

【課題】溶射被膜の品質低下等の不都合を防止するのに適した溶射ガンを提供する。
【解決手段】溶射ガン２００は、筒状のケース体２１０と、ケース体２１０の先端側に設けられ、断面略円形状の貫通孔を有する一対の給電チップと、ケース体２１０の内部に設けられたガス流路２５０と、ケース体２１０の先端側に設けられ、ガスを噴出するノズル２１６と、を備え、ノズル２１６は、ケース体２１０の軸方向でケース体２１０の先端側である方向ｘを向く吐出口２１６ａと、方向ｘと交差する方向ｙを向く吐出口２１６ｂと、を含む。ケース体２１０の先端には、一対の給電チップ２３０の先端部を囲う環状のチャンバ部２１８が設けられ、第１吐出口２１６ａは、チャンバ部２１８における方向ｘの先端に設けられている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の軸方向に延びる筒状のケース体と、
上記ケース体に内挿されており、溶射ワイヤを通すための一対のワイヤ導管と、
上記ケース体の先端側に設けられ、上記溶射ワイヤを挿通させる、断面略円形状の貫通孔を有する一対の給電チップと、
上記ケース体の内部に設けられ、ガスを流すためのガス流路と、
上記ケース体の先端側に設けられ、上記ガス流路を経たガスを外部に噴出するためのノズルと、を備え、
上記ノズルは、上記ケース体の軸方向であって上記ケース体の先端側である第１方向を向く第１吐出口と、上記第１方向と交差する第２方向を向く第２吐出口と、を含み、
上記ケース体の先端には、上記一対の給電チップの先端部の少なくとも一部を囲う環状であり、かつ内部空間が上記ガス流路につながるチャンバ部が設けられ、
上記第１吐出口は、上記チャンバ部における上記第１方向の先端に設けられている、溶射ガン。

【請求項2】

上記一対の給電チップは、互いの中心軸線が上記第１方向に向かうほど近接し、かつ上記中心軸線どうしが上記一対の給電チップよりも上記第１方向に離間する位置で交わる交点を有するように配置されており、
上記チャンバ部は、上記一対の給電チップの先端部すべてを囲っている、請求項１に記載の溶射ガン。

【請求項3】

上記第１吐出口は、上記一対の給電チップを通過した上記溶射ワイヤが上記交点に向かって移動する軌跡と干渉しないように設けられている、請求項２に記載の溶射ガン。

【請求項4】

上記ケース体の上記軸方向に見た上記第１吐出口の開口面積は、上記給電チップの上記貫通孔の断面積の１倍以上である、請求項２または３に記載の溶射ガン。

【請求項5】

上記チャンバ部の上記第１方向における先端縁部と、上記交点とは、上記第１方向において０．１ｍｍ以上離間している、請求項２ないし４のいずれかに記載の溶射ガン。

【請求項6】

上記第１吐出口は、上記ケース体の上記軸方向に見て上記一対の給電チップが並ぶ方向に延びる長孔状であるものを含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の溶射ガン。

【請求項7】

上記チャンバ部における上記第１方向寄りの部分は、上記第１方向に向かうにつれて上記ケース体の上記軸方向に対して直角である面内方向における断面積が小さくなる、請求項１ないし６のいずれかに記載の溶射ガン。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかに記載の溶射ガンと、上記溶射ガンに溶射ワイヤを送り込むワイヤ送給手段と、上記溶射ガンにガスを送り込むガス供給手段と、上記溶射ガンに電力を供給する電力供給手段と、を備える、溶射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被溶射体に溶射被膜を形成する溶射ガン、およびこれを備えた溶射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

溶射装置を用いて行うアーク溶射においては、一対の溶射ワイヤを溶射ガンに送給させつつアーク放電によって溶射ワイヤを溶解させる。溶解した溶射ワイヤはノズルから噴出されるガス流によって被溶射体へ噴き付けられ、当該被溶射体の表面に溶射被膜が形成される（たとえば、特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１には、シリンダブロックのボア面（円筒内面）にアーク溶射処理を行うための溶射装置が記載されている。同文献に記載された溶射装置は、比較的長尺な溶射ガンを備えている。溶射ガンは、ワイヤ導管およびガス流路が円筒部材の内部に設けられた構成である。当該溶射ガンをシリンダボア内に挿入した状態にてノズルからガス流を噴出し、ボア面に溶射被膜を形成する。ボア面への溶射被膜の形成は、溶射ガンおよびシリンダブロック（ボア面）を相対移動させながら行う。

【0004】

溶射被膜の形成時において、溶射ガンはその軸方向が鉛直方向に沿う姿勢とされている。溶射ガンに送給される一対の溶射ワイヤは、溶射ガンの先端（下端）に設けられた一対の給電チップを介して互いが徐々に近接するように送り出され、先端どうしが短絡して発生するアークの熱によって溶融する。その溶滴に溶射ガンの先端（下端）のノズルから噴出するガス流が吹き付けられる。特許文献１に開示された溶射ガンにおいて、ノズルは第１吐出口（補助ノズル７７）と第２吐出口（アトマイズノズル７６）を含む。同文献の図３〜図５に示されるように、第１吐出口（補助ノズル７７）は、一対の給電チップ（第１通電チップ７２および第２通電チップ７３）の間に設けられた小孔であり、溶射ガンの軸方向先端側である鉛直下方向を向く。第２吐出口（アトマイズノズル７６）は水平方向を向く。第１吐出口から噴出するガス流は、一対の溶射ワイヤ先端でのアーク発生により連続して生じる溶滴を下方に移行させる役割を担う。第２吐出口から噴出するガス流は、第１吐出口からのガス流によって下方に移行させられた溶滴を溶射面に向けて噴射する役割を担う。

【0005】

しかしながら、上記従来の溶射ガンにおいて、第１吐出口が小孔であるために第１吐出口から噴出されるガス流の断面サイズが溶滴のサイズと比べて小さい。このため、第１吐出口からのガス流によって溶滴全体が移行せずに、溶滴の一部が周囲に飛散する場合があった。そうすると、第１吐出口からのガス流による溶滴移行が所定範囲に収まらない虞れがあり、その結果、第２吐出口からのガス流により噴射される溶滴によって形成される溶射被膜の品質低下などの不都合を招く虞れがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４４９６７８３号公報

【0007】

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、溶射被膜の品質低下等の不都合を防止するのに適した溶射ガンを提供することを主たる課題とする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

【0009】

本発明の第１の側面よって提供される溶射ガンは、所定の軸方向に延びる筒状のケース体と、上記ケース体に内挿されており、溶射ワイヤを通すための一対のワイヤ導管と、上記ケース体の先端側に設けられ、上記溶射ワイヤを挿通させる、断面略円形状の貫通孔を有する一対の給電チップと、上記ケース体の内部に設けられ、ガスを流すためのガス流路と、上記ケース体の先端側に設けられ、上記ガス流路を経たガスを外部に噴出するためのノズルと、を備え、上記ノズルは、上記ケース体の軸方向であって上記ケース体の先端側である第１方向を向く第１吐出口と、上記第１方向と交差する第２方向を向く第２吐出口と、を含み、上記ケース体の先端には、上記一対の給電チップの先端部の少なくとも一部を囲う環状であり、かつ内部空間が上記ガス流路につながるチャンバ部が設けられ、上記第１吐出口は、上記チャンバ部における上記第１方向の先端に設けられている。

【0010】

好ましい実施の形態においては、上記一対の給電チップは、互いの中心軸線が上記第１方向に向かうほど近接し、かつ上記中心軸線どうしが上記一対の給電チップよりも上記第１方向に離間する位置で交わる交点を有するように配置されており、上記チャンバ部は、上記一対の給電チップの先端部すべてを囲っている。

【0011】

好ましい実施の形態においては、上記第１吐出口は、上記一対の給電チップを通過した上記溶射ワイヤが上記交点に向かって移動する軌跡と干渉しないように設けられている。

【0012】

好ましい実施の形態においては、上記ケース体の上記軸方向に見た上記第１吐出口の開口面積は、上記給電チップの上記貫通孔の断面積の１倍以上である。

【0013】

好ましい実施の形態においては、上記チャンバ部の上記第１方向における先端縁部と、上記交点とは、上記第１方向において０．１ｍｍ以上離間している。

【0014】

好ましい実施の形態においては、上記第１吐出口は、上記ケース体の上記軸方向に見て上記一対の給電チップが並ぶ方向に延びる長孔状であるものを含む。

【0015】

好ましい実施の形態においては、上記チャンバ部における上記第１方向寄りの部分は、上記第１方向に向かうにつれて上記ケース体の上記軸方向に対して直角である面内方向における断面積が小さくなる。

【0016】

本発明の第２の側面よって提供される溶射装置は、本発明の第１の側面に係る溶射ガンと、上記溶射ガンに溶射ワイヤを送り込むワイヤ送給手段と、上記溶射ガンにガスを送り込むガス供給手段と、上記溶射ガンに電力を供給する電力供給手段と、を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ケース体の先端には環状のチャンバ部が設けられ、このチャンバ部は、ケース体の軸方向に対して直角である面内方向において一対の給電チップの先端部を囲っている。そして、チャンバ部においてケース体の先端側である第１方向の先端には、ケース体の先端側を向く第１吐出口が設けられている。このような構成によれば、第１吐出口から噴出されるガス流の断面サイズが比較的大きいので、一対の溶射ワイヤ先端で生じる溶滴全体を下方に向けて移行させることが可能となる。第１吐出口からのガス流による下方への溶滴移行が適正に行われると、第２吐出口からのガス流により噴射される溶滴によって形成される溶射被膜の品質が良好に維持される。

【0018】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る溶射ガンを備えた溶射装置の一例を示す全体概略図である。

【図2】本発明に係る溶射ガンの一例を示す正面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面の部分拡大図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。

【図5】図３のＶ−Ｖ矢視図である。

【図6】図４の部分拡大図である。

【図7】図５の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【0021】

図１は、本発明に係る溶射ガンを備えた溶射装置の一例を示す全体概略図である。溶射装置１００は、被溶射体であるワーク５００に溶射を行うためのものである。本実施形態の溶射装置１００は、基台１１０と、この基台１１０上に起立する支持板１２０と、支持板１２０に設けられた一対のワイヤ送給機構１３０と、溶射ガン２００と、電源部３００と、ガス供給手段４００と、を備えている。

【0022】

基台１１０には、載置テーブル１１１が設けられ、この載置テーブル１１１上にワーク５００が置かれている。載置テーブル１１１は、ワーク移動機構１１２に支持されている。詳細な図示説明は省略するが、ワーク移動機構１１２は、水平面内でのスライド移動、昇降および回転の各動作を行うことが可能であり、ワーク移動機構１１２の動作によってワーク５００に所望の動きを与えることができる。

【0023】

本実施形態において、ワイヤ送給機構１３０は、ワイヤリール１３１、ガイドローラ１３２、送給ローラ１３３、およびモータ１３４を備えており、ワイヤリール１３１に巻き取られた溶射ワイヤＷを溶射ガン２００に向けて送り出すものである。

【0024】

ワイヤリール１３１は、たとえば水平方向に延びる軸心回りに回転可能なリールに溶射ワイヤＷが巻き取られた形態を有しており、回転しながら溶射ワイヤＷを繰り出すことができる。ワイヤリール１３１から繰り出される溶射ワイヤＷは、ガイドローラ１３２を経て下向きに方向を変え、溶射ガン２００に至っている。なお、本実施形態では、ワイヤ供給源としてワイヤリール１３１を用いる場合を示しているが、これに限られず、ワイヤ供給源としてワイヤパックを用いるようにしてもよい。

【0025】

送給ローラ１３３は、対をなすローラの少なくとも一方がモータ１３４によって駆動される。送給ローラ１３３は、ワイヤリール１３１に近接する位置と溶射ガン２００に近接する位置との２箇所に設けられている。本実施形態においては、一対のワイヤ送給機構１３０の駆動により、溶射ワイヤＷが対をなして溶射ガン２００に供給される。

【0026】

電源部３００は、溶射ガン２００に電力を供給するものである。電源部３００からの電力は、定電圧制御されて給電ケーブル３１０を介して溶射ガン２００に供給され、後述のワイヤ導管２２０、給電部材２１５を介して給電チップ２３０に供給される。

【0027】

ガス供給手段４００は、溶射ガン２００にガスを送り込むものであり、たとえばコンプレッサにより噴出された圧縮エアを、流量および圧力が制御された状態で溶射ガン２００に送り込む。

【0028】

溶射ガン２００は、被溶射体にアーク溶射を行うものであり、適所に設けられたブラケット１４０を介して支持板１２０に支持されている。図２〜図４に示すように、溶射ガン２００は、ケース体２１０と、一対のワイヤ導管２２０と、一対の給電チップ２３０と、一対のガイドライナ２４０と、ガス流路２５０とを備えている。

【0029】

ケース体２１０は、筒状本体２１１、上部カバー２１２、下部カバー２１３、およびチャンバ部２１８を含んで構成される。筒状本体２１１は、所定の軸方向に長状に延びる円筒形状とされている。上部カバー２１２は筒状本体２１１の上端（基端）を塞いでおり、下部カバー２１３は筒状本体２１１の下端（先端）に設けられている。

【0030】

ワイヤ導管２２０は、溶射ワイヤＷを通すものであり、たとえば銅管などの金属製パイプによって構成される。ワイヤ導管２２０は筒状本体２１１に内挿されており、ワイヤ導管２２０の下部は、ケース体２１０の下端寄りに設けられた絶縁部材２１４を介して当該ケース体２１０に支持されている。ワイヤ導管２２０の上部は、上部カバー２１２を貫通してケース体２１０の上端側（基端側）から外部に延びている。ワイヤ導管２２０は、筒状本体２１１の軸方向と略平行に延びている。各ワイヤ導管２２０の下端は、金属製の給電部材２１５に接続されている。詳細は後述するが、一対のワイヤ導管２２０は、ガス流路２５０内に配置されている。

【0031】

給電チップ２３０は、給電部材２１５に取り付けられている。給電部材２１５は、ワイヤ導管２２０と給電チップ２３０との間に位置しており、一対の給電チップ２３０に対応するように対をなして設けられている。より詳細には、給電部材２１５の下端（先端）部には雌ねじが形成され、また、給電チップ２３０の上端（基端）部には雄ねじが形成されており、上記雌ねじに上記雄ねじを螺合することによって給電チップ２３０が給電部材２１５に取り付けられる。このようにして、給電チップ２３０はケース体２１０の下端側（先端側）に着脱可能に設けられている。なお、一対の給電部材２１５は絶縁部材２１７によって支持されており、これら給電部材２１５間は絶縁状態にある。

【0032】

一対の給電部材２１５に形成された一対の雌ねじは、筒状本体２１１の軸方向に対して傾斜して延びる。そして、図４、図６に表れているように、一対の給電チップ２３０については、互いの中心軸線Ｏ１がケース体２１０の先端側である方向ｘ（第１方向）に向かうほど近接している。これら中心軸線Ｏ１は、一対の給電チップ２３０よりも方向ｘに離間する位置で交わっており、当該交点がアーク点Ｏｘとして設定される。

【0033】

給電チップ２３０は、基端側においてガイドライナ２４０を受け入れている。給電チップ２３０先端側には、後述のガイドライナ２４０を通過した溶射ワイヤＷを挿通させるための貫通孔２３１が形成されている。貫通孔２３１の内径寸法（直径Ｄ１）は、溶射ワイヤＷの太さ（横断面外径寸法）に対応する寸法とされており、溶射ワイヤＷの横断面外径寸法より少し大きい。即ち、給電チップ２３０については、使用する溶射ワイヤＷの太さが異なると、それに応じて貫通孔２３１の直径Ｄ１が異なるものが用いられる。使用する溶射ワイヤＷの太さ（外形寸法）は、たとえば０．８ｍｍ以上である。

【0034】

一対のガイドライナ２４０は、それぞれ一対のワイヤ導管２２０に内挿されている。ガイドライナ２４０は、可撓性を有する筒状とされており、溶射ワイヤＷを挿通させることによってこの溶射ワイヤＷを給電チップ２３０まで案内する機能を果たす。ガイドライナ２４０を構成する材料としては、溶射ワイヤＷの摺動抵抗の小さいものが好ましい。そのような材料としては、たとえばテフロン（登録商標）樹脂などの合成樹脂を挙げることができる。

【0035】

各ガイドライナ２４０は、ワイヤ導管２２０の全長にわたって内挿される。図４によく表れているように、ガイドライナ２４０の下端部（先端部）は、給電チップ２３０の基端部に内挿されており、給電チップ２３０の中心軸線Ｏ１に沿って延びている。図２に表れているように、ガイドライナ２４０の上端部（基端部）は、ワイヤ導管２２０の上端（基端）から突出して外部に延びている。

【0036】

図３、図４に示すように、チャンバ部２１８は、ケース体２１０の先端部分に設けられている。チャンバ部２１８は、一対の給電チップ２３０の先端部を囲う環状とされており、内部空間が後述の第１ガス流路２５１につながっている。より具体的には、チャンバ部２１８は、絶縁部材２１７に形成されたガス通過孔２１７ａを介して第１ガス流路２５１につながっている。また、本実施形態において、チャンバ部２１８は、ケース体２１０の軸方向に対して直角である面内方向において、一対の給電チップ２３０の先端部すべてを囲っている。チャンバ部２１８は金属製であり、チャンバ部２１８の内面は、たとえばセラミックス材料などの絶縁材料によってコーティングされている。

【0037】

本実施形態において、チャンバ部２１８の先端寄り（方向ｘ寄り）の部分は、方向ｘに向かうにつれて上記面内方向における断面積が小さくされており、先端側が窄まっている。また、チャンバ部２１８における方向ｘの先端は部分的に開口しており、この開口部分が後述の第１吐出口２１６ａとされている。また、図４、図６等に示した、チャンバ部２１８の方向ｘにおける先端縁部とアーク点Ｏｘとは、好ましくは０．１ｍｍ以上離間している。即ち、チャンバ部２１８の先端縁部とアーク点Ｏｘとの距離Ｌｘは、好ましくは０．１ｍｍ以上である。なお、チャンバ部２１８の形状については、本実施形態のような先端側が窄まる形状の他にも、種々な形状を採用することができる。

【0038】

図３、図４に示すように、ケース体２１０の先端部には、溶射ガスを外部に噴出するためのノズル２１６が設けられている。本実施形態において、ノズル２１６は、第１吐出口２１６ａ、および第２吐出口２１６ｂを含んで構成される。これら第１および第２吐出口２１６ａ，２１６ｂは、互いに異なる方向を向いている。

【0039】

第１吐出口２１６ａは、チャンバ部２１８部の先端に設けられており、ケース体２１０の軸方向であって当該ケース体２１０の先端側である方向ｘ（第１方向）を向いている。図６、図７から理解されるように、第１吐出口２１６ａは、一対の給電チップ２３０を通過した溶射ワイヤＷがアーク点Ｏｘに向かって移動する軌跡と干渉しないように設けられている。本実施形態においては、図５、図７に示すように、第１吐出口２１６ａは、ケース体２１０の軸方向に見て長孔状とされており、一対の給電チップ２３０が並ぶ方向を長手方向として延びている。

【0040】

第１吐出口２１６ａは、ケース体２１０の軸方向に見て所定以上のサイズを有する。図７において、ケース体２１０の軸方向に見た第１吐出口２１６ａの開口面積は、給電チップ２３０の貫通孔２３１の断面積の１倍以上である。なお、第１吐出口２１６ａの形状については、本実施形態のような長孔状の他にも、種々な形状を採用することができる。また、本実施形態では、１つの第１吐出口２１６ａが設けられる場合を例示したが、第１吐出口２１６ａとしては、互いに分離して複数設けられた構成であってもよい。

【0041】

第２吐出口２１６ｂは、下部カバー２１３の下垂部分に形成されている。第２吐出口２１６ｂは、複数設けられている。各第２吐出口２１６ｂは、方向ｘと交差する方向（第２方向）を向いており、本実施形態では方向ｘと略直角である方向ｙを向いている。図４に表れているように、第２吐出口２１６ｂは、複数の長孔を含む。複数の第２吐出口２１６ｂは、溶射ワイヤＷがアーク点Ｏｘで溶融した後、当該溶融金属を被溶射体に対して直接噴き付けるためのものである。

【0042】

ガス流路２５０は、ケース体２１０の内部に設けられており、ガスを流すための流路である。本実施形態において、ガス流路２５０として、第１吐出口２１６ａまでガスを流す第１ガス流路２５１と、第２吐出口２１６ｂまでガスを流す第２ガス流路２５２と、を有する。第１および第２ガス流路２５１，２５２は、ケース体２１０の内部に形成された隔壁等によって互いに分離している。第１ガス流路２５１は、ガス通過孔２１７ａを介してチャンバ部２１８の内部空間につながっている。第１ガス流路２５１および第２ガス流路２５２には、それぞれ個別に流量および圧力が制御されたガスが、ガス供給手段４００より供給される。

【0043】

次に、上記した溶射ガン２００および溶射装置１００を用いてワーク５００に溶射を行う手順について説明する。

【0044】

図１、図７、図８に示すように、ワーク５００としてはシリンダブロックが用いられ、このシリンダブロック（ワーク５００）のボア面Ｓ（円筒内面）に対して溶射を行う。ボア面Ｓに対する溶射処理は、溶射ガン２００（ケース体２１０）をボア面Ｓの内側に挿入した状態で行う。

【0045】

溶射装置１００を用いて行う溶射作業時には、ワイヤ送給機構１３０によって溶射ガン２００に溶射ワイヤＷが送給される。送給された溶射ワイヤＷは、ガイドライナ２４０内を挿通し、このガイドライナ２４０によってガイドされながらワイヤ導管２２０内を進む。そして、溶射ワイヤＷは、ガイドライナ２４０の下端部を経て給電チップ２３０へ送られ、給電チップ２３０に接触しながら中心軸線Ｏ１に沿ってアーク点Ｏｘに向かう。

【0046】

溶射ガン２００には電源部３００によって電力が供給される。溶射ワイヤＷが給電チップ２３０に接触することにより、給電部材２１５から給電チップ２３０を介して溶射ワイヤＷに電力供給される。そして、一対の給電チップ２３０から送り出された一対の溶射ワイヤＷがアーク点Ｏｘで短絡することによって、一対の溶射ワイヤＷの先端間にアークが発生し、溶滴が生じる。

【0047】

溶射ガン２００にはまた、ガス供給手段４００からの圧縮ガスが送り込まれる。当該ガスは、第１ガス流路２５１および第２ガス流路２５２を通過し、ノズル２１６（第１吐出口２１６ａおよび第２吐出口２１６ｂ）から噴出される。当該噴出されたガスは、溶射ワイヤＷの先端のアークに吹き付けられ、溶融金属が液滴や微粒子状となってボア面Ｓ（被溶射体の表面）に溶射被膜が形成される。溶射処理に際し、ボア面Ｓは、ワーク移動機構１１２（図１参照）によって中心軸Ｏｓ周りに回転させられる。なお、第１ガス流路２５１を通過するガスの流量は、たとえば１００Ｌ／ｍｉｎ以上である。第１ガス流路２５１を通過したガスは、ガス通過孔２１７ａおよびチャンバ部２１８を経て第１吐出口２１６ａから噴出される。第１吐出口２１６ａから噴出されるガスの流速は、たとえば第１吐出口２１６ａの近傍において１５０ｍ／ｓｅｃ以上である。

【0048】

次に、上記した実施形態に係る溶射ガン２００および溶射装置１００の作用について説明する。

【0049】

本実施形態の溶射ガン２００においては、ケース体２１０の先端には環状のチャンバ部２１８が設けられている。チャンバ部２１８は、ケース体２１０の軸方向に対して直角である面内方向において一対の給電チップ２３０の先端部を囲っている。そして、チャンバ部２１８の方向ｘにおける先端には、ケース体の先端側（方向ｘ）を向く第１吐出口２１６ａが設けられている。このような構成によれば、第１吐出口２１６ａから噴出されるガス流の断面サイズが比較的大きいので、一対の溶射ワイヤＷ先端で生じる溶滴全体を下方に向けて移行させることが可能となる。このように第１吐出口２１６ａからのガス流による下方への溶滴移行が適正に行われると、第２吐出口２１６ｂからのガス流により噴射される溶滴によって形成される溶射被膜の品質が良好に維持される。

【0050】

チャンバ部２１８は一対の給電チップ２３０の先端部全体を囲っており、チャンバ部２１８の内部空間の容積は比較的大きい。これにより、第１吐出口２１６ａから噴出されるガス流については、脈動の発生が防止されて流速が安定する。このことは、第１吐出口２１６ａからのガス流による下方への溶滴移行を適切に行ううえで好ましい。

【0051】

また、チャンバ部２１８の内部空間にはガスが充満するので、チャンバ部２１８および給電チップ２３０の冷却効果が高まる。これにより、チャンバ部２１８へのスパッタ等の付着が抑制されるとともに、チャンバ部２１８および給電チップ２３０の耐久性が向上する。

【0052】

さらに、一対の給電チップ２３０の先端部全体をチャンバ部２１８が囲う構成によれば、給電チップ２３０にスパッタ等が直接付着することは防止される。したがって、給電チップ２３０がチャンバ部２１８によって保護され、給電チップ２３０の耐久性が向上する。

【0053】

チャンバ部２１８の方向ｘにおける先端縁部とアーク点Ｏｘとは、０．１ｍｍ以上離間している。これにより、第１吐出口２１６ａから噴出するガス流がアーク点Ｏｘ付近で生じる溶滴に衝突する時点において、当該ガス流の力積が比較的大きく、また、流速が安定する。このことは、第１吐出口２１６ａからのガス流による下方への溶滴移行を適切に行ううえで好ましい。

【0054】

第１吐出口２１６ａは、一対の給電チップ２３０を通過した溶射ワイヤＷがアーク点Ｏｘに向かって移動する軌跡と干渉しないように設けられており、ケース体２１０の軸方向に見て一対の給電チップ２３０が並ぶ方向に延びる長孔状である。このような構成によれば、一対の給電チップ２３０を介して送り出される一対の溶射ワイヤＷについて、その移動を妨げることなくアーク点Ｏｘに向かわせることができる。

【0055】

チャンバ部２１８における方向ｘ寄りの部分は、方向ｘに向かうにつれて断面積が小さくされている。このような構成によれば、チャンバ部２１８を通過して第１吐出口２１６ａに至るまでのガスの流れがスムーズになり、第１吐出口２１６ａから噴出されるガスの流量および流速がより安定する。

【0056】

第１吐出口２１６ａは、ケース体２１０の軸方向に見た開口面積が給電チップ２３０の貫通孔２３１の断面積の１倍以上である。一対の給電チップ２３０から送り出される溶射ワイヤＷの移動速度が変化させられると、アーク点Ｏｘ付近で生ずる溶滴の大きさも多少変化する。第１吐出口２１６ａの開口面積が上記のように所定以上であることにより、大きさが変化しうる溶滴についても下方への移行を適切に行うことが可能となる。

【0057】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

【0058】

上記実施形態において、チャンバ部２１８が一対の給電チップ２３０の先端部すべてを囲う場合について説明したが、これに限定されず、たとえば給電チップ２３０の先端縁がチャンバ部２１８の先端縁（下端縁）よりも下方に突き出して外部に露出するように構成してもよい。

【0059】

上記実施形態において、チャンバ部２１８の内部空間が、ケース体２１０の内部において隔壁等により隔てられた第１ガス流路２５１につながる場合について説明したが、これに限定されない。ケース体としては、筒状の外側本体と、この外側本体との間に隙間を空けて配置される内側本体と、を具備する構成とされる場合がある。この場合、上記外側本体および内側本体の間の環状空間をチャンバ部の内部空間につなげるように構成することで、当該環状空間を、チャンバ部へガスを流すためのガス流路として用いることができる。

【符号の説明】

【0060】

１００ 溶射装置
１１０ 基台
１１１ 載置テーブル
１１２ ワーク移動機構
１２０ 支持板
１３０ ワイヤ送給機構
１３１ ワイヤリール
１３２ ガイドローラ
１３３ 送給ローラ
１３４ モータ
１４０ ブラケット
２００ 溶射ガン
２１０ ケース体
２１１ 筒状本体
２１２ 上部カバー
２１３ 下部カバー
２１４ 絶縁部材
２１５ 給電部材
２１６ ノズル
２１６ａ 第１吐出口
２１６ｂ 第２吐出口
２１７ 絶縁部材
２１７ａ ガス通過孔
２１８ チャンバ部
２２０ ワイヤ導管
２３０ 給電チップ
２３１ 貫通孔
２４０ ガイドライナ
２５０ ガス流路
２５１ 第１ガス流路
２５２ 第２ガス流路
３００ 電源部
３１０ 給電ケーブル
４００ ガス供給手段
５００ ワーク（被溶射体）
Ｄ１ 直径（給電チップの貫通孔の直径）
Ｌｘ 距離（チャンバ部の先端縁部とアーク点との距離）
Ｏ１ 中心軸線
Ｏｓ 中心軸
Ｏｘ アーク点（交点）
Ｓ ボア面（円筒内面）
Ｗ 溶射ワイヤ
ｘ 方向（第１方向）
ｙ 方向（第２方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】