(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-23
(45)【発行日】2024-10-31
(54)【発明の名称】溶射システム
(51)【国際特許分類】
C23C 4/131 20160101AFI20241024BHJP
B05B 7/22 20060101ALI20241024BHJP
H05H 1/34 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
C23C4/131
B05B7/22
H05H1/34
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020202662
(22)【出願日】2020-12-07
(65)【公開番号】P2022090327
(43)【公開日】2022-06-17
【審査請求日】2023-10-18
(73)【特許権者】
【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】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(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】玉城 怜士
【審査官】黒木 花菜子
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００３／００４９３８４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００３－２４７０５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ ４／１３１
Ｂ０５Ｂ ７／２２
Ｈ０５Ｈ １／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶射ガン、第１ガス供給手段および第２ガス供給手段を備えた溶射システムであって、
前記溶射ガンは、一対のワイヤが内部に挿通するガン本体と、前記ガン本体の先端に設けられ、内部空間を有するノズルと、前記内部空間に配置され、前記一対のワイヤを挿通させるための貫通孔を有する一対の給電チップと、を備え、
前記ノズルは、基端側から先端側に向かう方向である第１方向を向くガス噴出孔を先端部に有し、
前記溶射ガンは、前記内部空間に向けて第１圧縮ガスを吹き出すための第１吐出口、および、前記第１吐出口よりも前記第１方向において前記ガス噴出孔に近接し、前記内部空間に向けて第２圧縮ガスを吹き出すための第２吐出口を有し、
前記第１ガス供給手段は、前記第１圧縮ガスを前記溶射ガンへ定常的に供給し、
前記第２ガス供給手段は、前記第２圧縮ガスを前記溶射ガンへ間欠的に供給する、溶射システム。
【請求項2】
前記第２吐出口の横断面積は、前記第１吐出口の横断面積よりも小である、請求項１に記載の溶射システム。
【請求項3】
前記第２吐出口は、前記一対の給電チップそれぞれに設けられている、請求項２に記載の溶射システム。
【請求項4】
前記第１圧縮ガスは空気であり、前記第２圧縮ガスはアルゴンガスである、請求項１ないし３のいずれかに記載の溶射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被溶射体に溶射皮膜を形成するための溶射ガン、およびこれを備えた溶射システムに関する。
【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、金属線材からなる一対のワイヤを溶射ガンに送給させつつアーク放電によってワイヤを溶解させる。溶解したワイヤはノズルから噴出するガス流（圧縮ガス）によって被溶射体へ吹き付けられ、当該被溶射体の表面に溶射皮膜が形成される。特許文献１には、このようなアーク溶射を行うための溶射ガンが記載されている。
【0003】
特許文献１にも記載されているように、従来の溶射ガンにおいて、溶射ガンに送給される一対のワイヤは、溶射ガンの先端に設けられた一対の給電チップを介して送り出される。ノズルは、溶射ガンの先端に設けられており、所定の内部空間を有する。一対の給電チップは、ノズルの内部空間に配置されている。ワイヤは、給電チップに形成された貫通孔に挿通されて、内接触して通電される。一対のワイヤは、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（溶融金属）にノズル先端のガス噴出孔から噴出するガス流が衝突し、溶融金属が微細化されつつ被溶射体に吹き付けられる。ここで、溶融金属をより微細化することで、緻密な溶射皮膜が形成される。
【0004】
従来において、たとえば緻密な溶射皮膜を形成するためには、ワイヤの送給量（即ち、送給速度）やアーク電圧等の溶射条件を調整することが一般的に行われていた。しかしながら、ワイヤの送給量を変更すると単位時間当たりのワイヤの溶融量が変化するため、施工時間やワイヤ消費量にバラつきが生じてしまう。そうすると、溶射皮膜が不均一となって、当該溶射皮膜の品質低下を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００６－２４１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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、溶融させるワイヤの微細化の程度をコントロールするのに適した構造の溶射ガンを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
本発明の第１の側面によって提供される溶射ガンは、一対のワイヤが内部に挿通するガン本体と、前記ガン本体の先端に設けられ、内部空間を有するノズルと、前記内部空間に配置され、前記一対のワイヤを挿通させるための貫通孔を有する一対の給電チップと、を備え、前記ノズルは、基端側から先端側に向かう方向である第１方向を向くガス噴出孔を先端部に有し、前記内部空間に向けて第１圧縮ガスを吹き出すための第１吐出口、および、前記第１吐出口よりも前記第１方向において前記ガス噴出孔に近接し、前記内部空間に向けて第２圧縮ガスを吹き出すための第２吐出口を有する。
【0009】
好ましい実施の形態においては、前記第２吐出口の横断面積は、前記第１吐出口の横断面積よりも小である。
【0010】
好ましい実施の形態においては、前記第２吐出口は、前記一対の給電チップそれぞれに設けられている。
【0011】
好ましい実施の形態においては、前記ノズルの内面形状は、前記第１方向に向かうにつれて、前記ノズルの軸線に対して直角である面内方向における断面積が小さくされている。
【0012】
好ましい実施の形態においては、前記第２吐出口は、前記ガス噴出孔に向いている。
【0013】
本発明の第２の側面によって提供される溶射システムは、本発明の第１の側面に係る溶射ガンと、前記第１圧縮ガスを前記溶射ガンへ定常的に供給する第１ガス供給手段と、前記第２圧縮ガスを前記溶射ガンへ間欠的に供給する第２ガス供給手段と、を備える。
【0014】
好ましい実施の形態においては、前記第１圧縮ガスは空気であり、前記第２圧縮ガスはアルゴンガスである。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、ノズルの内部空間に第１圧縮ガスを吹き出すための第１吐出口と、ノズルの内部空間に第２圧縮ガスを吹き出すための第２吐出口とが設けられている。第２吐出口は、第１吐出口よりも第１方向においてガス噴出孔に近接する位置にある。溶射ガンには、第１ガス供給手段により第１圧縮ガスが定常的に供給され、第１吐出口からノズルの内部空間に定常的に第１圧縮ガスが吹き出される。また、溶射ガンには第２ガス供給手段により第２圧縮ガスが間欠的に供給され、第２吐出口からノズルの内部空間に間欠的に第２圧縮ガスが吹き出される。このような構成によれば、定常的に供給される第１圧縮ガスに加えて間欠的に供給される第２圧縮ガスが混在したガスがガス噴出孔から噴出され、ワイヤの溶融金属が微細化されて緻密な溶射皮膜を形成することができる。
【0016】
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】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。
【0019】
図１は、本発明に係る溶射ガンを備えた溶射システムの概略構成を示す図である。図２は、本発明に係る溶射ガンの一例を示し、溶射ガンの先端側から見た図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
【0020】
図１に示した溶射システムＡ１は、被溶射体（図示略）に溶射を行うためのものであり、電源部１と、溶射ガン２と、第１ガス供給手段３Ａおよび第２ガス供給手段３Ｂと、一対のプッシュ側ワイヤ送給機４と、を備える。本実施形態に係る溶射ガン２は、作業者が把持して溶射作業を行うための手動ガンの形態を有している。
【0021】
電源部１は、溶射ガン２に電力を供給するものである。電源部１からの電力は、定電圧制御されて給電ケーブル１１を介して溶射ガン２に供給され、後述の給電部材２１３を介して給電チップ２２に供給される。
【0022】
プッシュ側ワイヤ送給機４は、たとえばガイドローラ、送給ローラおよびモータ（いずれも図示略）を備えており、ワイヤリール５に巻き取られたワイヤＷを溶射ガン２に向けて送り出すものである。ワイヤリール５は、ワイヤＷが収納された機器を示し、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、回転しながらワイヤＷを繰り出すことができる。ワイヤリール５から繰り出されるワイヤＷは、たとえばプッシュ側ガイドライナ８によってガイドされて溶射ガン２に至っている。電源部１より供給される溶射電圧とプッシュ側ワイヤ送給機４によるワイヤＷの送給速度は、たとえばリモコン６によって設定される。
【0023】
第１ガス供給手段３Ａは、溶射ガン２に第１圧縮ガスを供給するものである。第１ガス供給手段３Ａは、たとえば第１ガス供給源３１、第１ガス配管３３、および第１ガス調整部３５を備えて構成される。本実施形態において、第１圧縮ガスは空気であり、第１ガス供給源３１はコンプレッサである。第１ガス配管３３は、第１ガス供給源３１から溶射ガン２へ第１圧縮ガスを送るためのガス流路であり、たとえばガスホースからなる。第１ガス調整部３５は、たとえば電磁弁および流量計を含んで構成される。本実施形態では、上記コンプレッサ（第１ガス供給源３１）から噴出される圧縮エア（第１圧縮ガス）は、第１ガス調整部３５により流量が制御されて、定常的に溶射ガン２へ送られる。
【0024】
第２ガス供給手段３Ｂは、溶射ガン２に第２圧縮ガスを供給するものである。本実施形態において、第２圧縮ガスは、上述の第１圧縮ガスとは異なる種類のガスである。第２ガス供給手段３Ｂは、たとえば第２ガス供給源３２、第２ガス配管３４、および第２ガス調整部３６を備えて構成される。本実施形態において、第２圧縮ガスはアルゴンガスであり、第２ガス供給源３２はアルゴンガスを高圧状態で貯留するガスボンベである。第２ガス配管３４は、第２ガス供給源３２から溶射ガン２へ第２圧縮ガスを送るためのガス流路であり、たとえばガスホースからなる。第２ガス調整部３６は、たとえば電磁弁および流量計を含んで構成される。本実施形態において、当該電磁弁は、溶射作業の際、適宜開閉および開度調整がなされる。本実施形態では、上記ガスボンベ（第２ガス供給源３２）から噴出されるアルゴンガス（第２圧縮ガス）は、第２ガス調整部３６により流量が制御されて、間欠的に溶射ガン２へ送られる。なお、第２圧縮ガスとしては、アルゴンガスに代えてヘリウムガスなどの他の不活性ガスを用いてもよい。また、溶射作業を行う際には、第１ガス調整部３５および第２ガス調整部３６（電磁弁）は、ガス制御装置（図示略）により開閉および開度調整がなされる。
【0025】
図２～図４に示すように、溶射ガン２は、ガン本体２１と、一対の給電チップ２２と、一対のガイドライナ２３と、ノズル２４と、第１ガス供給路２５と、第２ガス供給路２６と、を備えている。ガン本体２１は筒状とされており、プッシュ側ワイヤ送給機４により送給されたワイヤＷがガン本体２１の内部を通過可能である。このガン本体２１には、一対のプル側ワイヤ送給機９が取り付けられている。プル側ワイヤ送給機９は、プッシュ側ガイドライナ８によりガイドされたワイヤＷをガン本体２１先端側に送給するものである。ガン本体２１の先端には、ライナ保持部材２１１が取り付けられている。ガン本体２１の先端にはまた、絶縁部材２１２が取り付けられている。
【0026】
給電チップ２２は、給電部材２１３に取り付けられている。給電部材２１３は、一対の給電チップ２２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２１３の先端部には雌ねじが形成され、また、給電チップ２２の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２２が給電部材２１３に取り付けられる。このようにして、給電チップ２２はガン本体２１の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２１３は、絶縁部材２１２によって支持されており、これら給電部材２１３間は絶縁状態にある。
【0027】
一対の給電部材２１３に形成された一対の雌ねじは、ガン本体２１（溶射ガン２）の軸方向に対して傾斜して延びる。そして、図３、図５に表れているように、一対の給電チップ２２については、互いの中心軸線Ｏ１が溶射ガン２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、ノズル２４の先端部よりも方向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。本実施形態において、各給電チップ２２の先端側の部位は、先端に向かうにつれて小径となるテーパー状とされている。
【0028】
ライナ保持部材２１１は、先端側においてガイドライナ２３の一端を受け入れている。ライナ保持部材２１１の基端側には、プル側ワイヤ送給機９を通過したワイヤＷを挿通させるための貫通孔２１１ａが形成されている。また、給電チップ２２は、基端側においてガイドライナ２３の他端を受け入れている。給電チップ２２先端側には、ガイドライナ２３を通過したワイヤＷを挿通させるための貫通孔２２ａが形成されている。ライナ保持部材２１１の貫通孔２１１ａおよび給電チップ２２の貫通孔２２ａの内径寸法（直径）は、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、ワイヤＷの横断面外径寸法より少し大きい。即ち、ライナ保持部材２１１および給電チップ２２については、使用するワイヤＷの太さが異なると、それに応じて貫通孔２１１ａ，２２ａの直径が異なるものが用いられる。使用するワイヤＷの太さ（外形寸法）は、たとえば０．８ｍｍ以上である。
【0029】
ガイドライナ２３は、可撓性を有する筒状とされており、ワイヤＷを挿通させることによってこのワイヤＷを給電チップ２２まで案内する機能を果たす。ガイドライナ２３を構成する材料としては、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、たとえばフッ素樹脂などの合成樹脂を挙げることができる。
【0030】
図３、図４に示すように、ノズル２４は、溶射ガン２の先端部分に設けられている。ノズル２４は、一対の給電チップ２２の先端部を囲う環状とされており、内部空間が第１ガス供給路２５および第２ガス供給路２６につながっている。また、図５、図６等に示すように、本実施形態において、ノズル２４は、その軸線ＣＬ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２２の先端部すべてを囲っている。ノズル２４は絶縁材料または非絶縁材料を基材に構成され、ノズル２４の内面２４１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。
【0031】
本実施形態において、ノズル２４の内面形状は、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、ノズル２４における方向ｘの先端部には、方向ｘを向くガス噴出孔２４２が形成されている。ノズル２４の寸法の一例を挙げると、ノズル２４の基端部の内径が５０～８０ｍｍ程度、ノズル２４の先端部の内径が５～８ｍｍ程度、ガス噴出孔２４２の内径が５～８ｍｍ程度である。なお、ノズル２４の内面形状については、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。
【0032】
第１ガス供給路２５は、ガン本体２１側からノズル２４の内部空間に向けて第１圧縮ガスを供給するための流路である。本実施形態において、第１ガス供給路２５は、主に絶縁部材２１２の内部に設けられており、この第１ガス供給路２５に第１ガス配管３３を介して第１圧縮ガスが供給される。図４に示すように、本実施形態において、第１ガス供給路２５は、分岐して延びる２本の分流路２５１と、第１吐出口２５２とを含む。各分流路２５１の下流側端が、ノズル２４の内部空間に開放した第１吐出口２５２とされている。この第１吐出口２５２は、ノズル２４の内部空間に第１圧縮ガスを吹き出すための開口である。各第１吐出口２５２は、方向ｘに向いている。
【0033】
第２ガス供給路２６は、ノズル２４の内部空間に向けて第２圧縮ガスを供給するための流路である。本実施形態において、第２ガス供給路２６は、絶縁部材２１２の内部、給電チップ２２の内部等に設けられている。本実施形態では、一対の給電チップ２２それぞれに対応して一対の第２ガス供給路２６が設けられている。図３～図５に示すように、本実施形態において、第２ガス供給路２６は、主流路２６１と、分岐路２６２と、第２吐出口２６３とを含む。主流路２６１は絶縁部材２１２の内部に形成されており、この主流路２６１に第２ガス配管３４を介して第２圧縮ガスが供給される。主流路２６１は、絶縁部材２１２の内部においてガイドライナ２３が通された空間に連通している。分岐路２６２は、給電チップ２２に形成されている。本実施形態では、各給電チップ２２には、一対の分岐路２６２が形成されている。一対の分岐路２６２は、それぞれが貫通孔２２ａに通じており、貫通孔２２ａを挟んで反対側に設けられている。各分岐路２６２は、中心軸線Ｏ１と平行な直線に沿って延びており、各分岐路２６２の下流側端が、ノズル２４の内部空間に開放した第２吐出口２６３とされている。
【0034】
この第２吐出口２６３は、ノズル２４の内部空間に第２圧縮ガスを吹き出すための開口である。第２吐出口２６３は、方向ｘにおいて第１吐出口２５２よりもガス噴出孔２４２に近接する位置にある。各第２吐出口２６３は、ガス噴出孔２４２に向いている。
【0035】
第２ガス供給路２６に第２圧縮ガスが供給されると、当該第２圧縮ガスは、主流路２６１、給電部材２１３とガイドライナ２３との隙間、貫通孔２２ａの順に流れる。次いで、第２圧縮ガスは、分岐路２６２に流れ込み、第２吐出口２６３からノズル２４の内部空間に吹き出される。
【0036】
図５、図６から理解されるように、本実施形態において、第２吐出口２６３の横断面積は、第１吐出口２５２の横断面積よりも小である。第１吐出口２５２の横断面積に対する第２吐出口２６３の横断面積の割合は、たとえば０．１～０．５倍程度である。また、ワイヤＷの直径に対する第２吐出口２６３の直径（内径）の割合は、たとえば０．５～１．５倍程度である。
【0037】
次に、上記した溶射ガン２および溶射システムＡ１を用いて被溶射体に溶射を行う手順について説明する。
【0038】
溶射システムＡ１を用いて溶射作業を行う際には、作業者が図１に示す溶射ガン２に設けられたスタートスイッチ７を押してＯＮ状態にすると、プッシュ側ワイヤ送給機４およびプル側ワイヤ送給機９によって溶射ガン２に一対のワイヤＷが送給される。送給されたワイヤＷは、ガン本体２１内を通り、次いでライナ保持部材２１１、ガイドライナ２３内を進む。そして、ワイヤＷは、ガイドライナ２３によってガイドされながら給電チップ２２へ送られ、給電チップ２２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。
【0039】
溶射ガン２には電源部１によって電力が供給される。ワイヤＷが給電チップ２２に接触することにより、給電部材２１３から給電チップ２２を介してワイヤＷに電力供給される。そして、一対の給電チップ２２から送り出された一対のワイヤＷがアーク点Ｏｘで短絡することによって、一対のワイヤＷの先端間にアークが発生し、溶滴が生じる。
【0040】
溶射ガン２には、第１ガス供給手段３Ａからの第１圧縮ガス（空気）が定常的に送り込まれる。当該第１圧縮ガスは、第１ガス供給路２５（分流路２５１）を通過し、第１吐出口２５２からノズル２４の内部空間に定常的に吹き出される。第１ガス供給路２５を流れる第１圧縮ガスの流量は、たとえば８００～１８００Ｌ／ｍｉｎ程度である。また、ノズル２４の内部空間へ流入する第１圧縮ガスの流速は、当該内部空間への流入時において１０～４０ｍ／ｓｅｃ程度である。
【0041】
溶射ガン２にはまた、第２ガス供給手段３Ｂの第２圧縮ガス（アルゴンガス）が間欠的に送り込まれる。当該第２圧縮ガスは、第２ガス供給路２６（主流路２６１および分岐路２６２）を通過し、第２吐出口２６３からノズル２４の内部空間に間欠的に吹き出される。第２圧縮ガスを溶射ガン２に間欠的に供給する動作は、第２ガス供給手段３Ｂの第２ガス調整部３６（たとえば電磁弁）の開閉により行う。第２ガス調整部３６の開閉の周期は特に限定されないが、たとえば１秒間に１０～３０回程度の開閉動作を行う。この場合、第２圧縮ガス供給の周波数は１０～３０Ｈｚである。第２圧縮ガス供給時に第２ガス供給路２６を流れる第２圧縮ガスの流量は、たとえば２０～１２０Ｌ／ｍｉｎ程度である。また、ノズル２４の内部空間へ流入する第２圧縮ガスの流速は、当該内部空間への流入時において４０～３００ｍ／ｓｅｃ程度である。
【0042】
ノズル２４内を定常的に流れる第１圧縮ガスは、ノズル２４の内部空間を通過してノズル２４の先端に到達し、ガス噴出孔２４２から外部に定常的に噴出される。当該噴出されたガスは、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被溶射体の表面に溶射皮膜が形成される。それとともに、ノズル２４内を間欠的に流れる第２圧縮ガスが、ノズル２４の内部空間を通過してノズル２４の先端に到達し、第１圧縮ガスを断続的に加勢しつつガス噴出孔２４２から噴出される。
【0043】
そして、溶射作業を終了するときに、作業者が、溶射ガン２のスタートスイッチ７を開放してＯＦＦ状態にする。そうすると、ガス噴出孔２４２からのガスの噴出が停止されるとともに、一対のワイヤＷの送給および電力供給が停止されて、溶射作業が終了する。
【0044】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0045】
本実施形態においては、ノズル２４の内部空間に第１圧縮ガスを吹き出すための第１吐出口２５２と、ノズル２４の内部空間に第２圧縮ガスを吹き出すための第２吐出口２６３と、が設けられている。第２吐出口２６３は、第１吐出口２５２よりも方向ｘにおいてガス噴出孔２４２に近接する位置にある。溶射ガン２には、第１ガス供給手段３Ａにより第１圧縮ガス（空気）が定常的に供給され、第１吐出口２５２からノズル２４の内部空間に定常的に第１圧縮ガスが吹き出される。また、溶射ガン２には第２ガス供給手段３Ｂにより第２圧縮ガス（アルゴンガス）が間欠的に供給され、第２吐出口２６３からノズル２４の内部空間に間欠的に第２圧縮ガスが吹き出される。このような構成によれば、定常的に供給される第１圧縮ガスに加えて間欠的に供給される第２圧縮ガスが混在したガスがガス噴出孔２４２から噴出され、ワイヤＷの溶融金属が微細化されて緻密な溶射皮膜を形成することができる。
【0046】
第２圧縮ガスについては、第２吐出口２６３から間欠的に吹き出される。これにより、溶融金属は断続的に微細化が図られる。本実施形態と異なり、溶融金属の微細化が連続する場合、溶射皮膜に空隙がなく緻密になるが、酸化率が上昇する。これに対し、本実施形態においては、溶融金属の微細化が適度にコントロールされる。その結果、酸化率が低く緻密で密着度の高い溶射皮膜が形成され、溶射皮膜の品質向上を図ることができる。
【0047】
第２吐出口２６３の横断面積は、第１吐出口２５２の横断面積よりも小である。このような構成によれば、第２吐出口２６３から、高速で流量が比較的少ない第２圧縮ガスが吹き出され、ガス噴出孔２４２に向かう。これにより、溶融金属の微細化が適切に行われる。
【0048】
本実施形態において、第２吐出口２６３は、一対の給電チップ２２それぞれに設けられている。このような構成は、第２圧縮ガスをガス噴出孔２４２に向かわせるのに適する。
【0049】
本実施形態では、第２ガス供給手段３Ｂ（第２ガス調整部３６）により、ノズル２４の内部空間に供給する第２圧縮ガスの流量や流速、供給時間を調整することができる。このような構成によれば、溶融金属の微細化の程度を適切にコントロールすることができる。
【0050】
また、第２圧縮ガスを供給する第２ガス供給手段３Ｂは、第１圧縮ガスを供給する第１ガス供給手段３Ａとは別個に独立して設けられている。このような構成によれば、定常的に供給される第１圧縮ガスとは異なるガスからなる第２圧縮ガスを、微細化に適した条件で間欠的に供給することができる。
【0051】
本実施形態では、定常的に供給される第１圧縮ガスは空気であり、間欠的に供給される第２圧縮ガスはアルゴンガスである。アルゴンガスの供給によりガス流の温度が上昇し、溶融金属の微細化は促進される。このアルゴンガスを間欠的に供給することで、コスト上昇を抑制しつつ、効率よく溶融粒子のサイズをコントロールすることができる。
【0052】
【0053】
本実施形態の溶射ガン２においては、ノズル２４の構成および第２ガス供給路２６の構成が上記実施形態と異なっている。ノズル２４は、第１部材２４Ａおよび第２部材２４Ｂを含んで構成される。第１部材２４Ａは、内面２４１およびガス噴出孔２４２を有し、一対の給電チップ２２の先端部を囲う環状とされている。第２部材２４Ｂは、第１部材２４Ａに外嵌されており、円筒状とされている。
【0054】
本実施形態において、第２ガス供給路２６は、ノズル２４の内部に設けられている。第２ガス供給路２６は、主流路２６１と、環状溝２６４と、分岐路２６２と、第２吐出口２６３とを含む。
【0055】
主流路２６１および環状溝２６４は、第２部材２４Ｂに形成されている。主流路２６１に第２ガス配管３４を介して第２圧縮ガスが供給される。環状溝２６４は、第２部材２４Ｂの内周部に形成された円環状とされており、この環状溝２６４に主流路２６１が連通している。分岐路２６２は、第１部材２４Ａに形成されている。本実施形態では、第１部材２４Ａには、一対の分岐路２６２が形成されている。一対の分岐路２６２は、それぞれが環状溝２６４に通じており、ノズル２４の軸線ＣＬを挟んで反対側に設けられている。各分岐路２６２は、ガス噴出孔２４２に向かって延びており、各分岐路２６２の下流側端が、ノズル２４の内部空間に開放した第２吐出口２６３とされている。
【0056】
この第２吐出口２６３は、ノズル２４の内部空間に第２圧縮ガスを吹き出すための開口である。第２吐出口２６３は、方向ｘにおいて第１吐出口２５２よりもガス噴出孔２４２に近接する位置にある。各第２吐出口２６３は、ガス噴出孔２４２に向いている。
【0057】
図６、図７から理解されるように、本実施形態において、第２吐出口２６３の横断面積は、第１吐出口２５２の横断面積よりも小である。第１吐出口２５２の横断面積に対する第２吐出口２６３の横断面積の割合は、たとえば０．１～０．５倍程度である。また、ワイヤＷの直径に対する第２吐出口２６３の直径（内径）の割合は、たとえば０．５～１．５倍程度である。
【0058】
本実施形態において、図４～図６等に示した上記実施形態の場合と同じ溶射条件（ワイヤの送給速度、第１圧縮ガスおよび第２圧縮ガスの供給態様や電力供給態様が同一）で溶射作業を行う。本実施形態において、ノズル２４の内部空間に第１圧縮ガスを吹き出すための第１吐出口２５２と、ノズル２４の内部空間に第２圧縮ガスを吹き出すための第２吐出口２６３と、が設けられている。第２吐出口２６３は、第１吐出口２５２よりも方向ｘにおいてガス噴出孔２４２に近接する位置にある。溶射ガン２には、第１ガス供給手段３Ａにより第１圧縮ガス（空気）が定常的に供給され、第１吐出口２５２からノズル２４の内部空間に定常的に第１圧縮ガスが吹き出される。また、溶射ガン２には第２ガス供給手段３Ｂにより第２圧縮ガス（アルゴンガス）が間欠的に供給され、第２吐出口２６３からノズル２４の内部空間に間欠的に第２圧縮ガスが吹き出される。このような構成によれば、定常的に供給される第１圧縮ガスに加えて間欠的に供給される第２圧縮ガスが混在したガスがガス噴出孔２４２から噴出され、ワイヤＷの溶融金属が微細化されて緻密な溶射皮膜を形成することができる。
【0059】
第２圧縮ガスについては、第２吐出口２６３から間欠的に吹き出される。これにより、溶融金属は断続的に微細化が図られる。本実施形態と異なり、溶融金属の微細化が連続する場合、溶射皮膜に空隙がなく緻密になるが、酸化率が上昇する。これに対し、本実施形態においては、溶融金属の微細化が適度にコントロールされる。その結果、酸化率が低く緻密で密着度の高い溶射皮膜が形成され、溶射皮膜の品質向上を図ることができる。図７に示した本実施形態の構成において、その他にも、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【0060】
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。
【符号の説明】
【0061】
Ａ１：溶射システム、２：溶射ガン、２１：ガン本体、２２：給電チップ、２４：ノズル、２４２：ガス噴出孔、２５２：第１吐出口、２６３：第２吐出口、３Ａ：第１ガス供給手段、３Ｂ：第２ガス供給手段、Ｗ：ワイヤ、ｘ：方向（第１方向）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】