JPH0375350A - 遠隔溶射用のアーク溶射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ〉産業上の利用分野 この発明は、橋や鉄塔等の既設構築物における手の届き
にくい挟小部での溶射や、長尺管材の内面での溶射等、
遠隔部での溶射に好適な溶射装置に関し、とくにアーク
溶射方式の溶射装置を対象とする。

（口〉従来の技術 例えば、既設構築物における挟小部に溶射被膜を形成す
る場合、通常形態の溶射装置を用いることはできない。

金属溶滴の飛翔距離が数十α位しかなく、しかも溶射装
置を挟小部に差し込むことが困難なためである。とくに
、従来のアーク溶射装置（例えば特開昭６１−１６７４
７２号公報〉の場合は、アーク交点の外面とコーン形状
のジェットエアで囲む必要上、大口径のエアーノズルが
不可欠で、溶射装置の小形化が困難なため、前述のよう
な特殊用途に適用することが困難であった。

こうした理由から、挟小部等での遠隔溶射を行う場合に
は、溶射ノズルの小形化が容易な、ガス溶射方式の＠ｇ
Ａ装置が専ら用いられていた（文献不詳）。

（ハ〉発明が解決しようとする課題 ガス溶射方式の溶射装置は、溶滴温度が高く、アーク溶
射装置のような低温での溶射を行うことができない。そ
のため、溶射対象部から可燃物を除去しておく必要があ
り、そのための準備作業に手間を要する不利があった。

また、粉状の連相を溶射ノズルから噴出し、これをガス
の火炎で溶融して溶射を行うので、アーク溶射装置に比
べて成膜能率が低く、成膜作業に長時間を要する点でも
不利があった。

この発明は上記に鑑み提案されたものであって、成膜能
率に優れたアーク溶射方式の溶射装置において、遠隔溶
射用のノズルユニットを小形化し、挟小部等での遠隔溶
射を実現することを目的とする。

この発明の他の目的は、溶射ノズルの小形化を実現しな
がら、その溶射パターンを拡大できるようにし、成膜作
業を短時間で能率良く行えるようにすることにある。

（二〉課題を解決するための手段 この発明のアーク溶射装置は、溶射機本体１の前面に、
溶材Ｗおよびアトマイジング用の圧縮空気を送給案内す
る、長尺の溶封導管２．２および空気導管３をそれぞれ
突設し、両導管２．３の突端に遠隔溶射用のノズルユニ
ット４を設けて構成される。

ノズルユニット４は、前記溶封導管２．２に連続して溶
材Ｗをアーク交点Ｑに向って送り込み案内する一対の溶
材ノズル１６．１６と、両ノズル１６．１６を間に挟ん
で配置される一対の空気ノズル２６．２６を有する。

また、空気ノズル２６．２６は、平面状のジェットエア
３１を噴出するノズル口３２を有し、ジェットエア３１
が溶射中心軸Ｐに向って収束し、収束後に収束気流３４
を形成するようノズル口３．２の噴出方向が指向される
。そして、ジェットエア３１で囲まれるエアチャンバ３
５内に前記アーク交点Ｑを位置させて、アーク溶射を行
うこととした。

より好ましくは、各ジェットエア３１．３１の幅方向の
噴出中心軸Ｒ，Ｒが、互いに逆向きに傾斜し、かつ交差
するようノズル口３２の噴出方向を設定して、溶射パタ
ーンを拡大する。

（ホ）作用 上記のように、この発明では一対の空気ノズル２６．２
６のそれぞれから平面状のジェットエア３１を噴出して
、溶滴のアトマイジングを行う。

従って、コーン形状のジェットエアを噴出して溶滴のア
トマイジングを行う、従来方式のアーク溶射機に比べて
、遠隔溶射用のノズルユニット４を容易に小形化するこ
とができ、とくに、挟小部等へのノズルユニット４の差
し込みを支障なく行って、隅々まで確実に成膜を行うこ
とができる。

ジェットエア３１．３１の幅方向の噴出中心軸Ｒ，Ｒを
交差させるものでは、両ジェットエア３１．３１の傾斜
方向に溶射パターンＳを拡大することができるので、小
形化されたノズルユニット４で溶射を行うにも拘らず、
成膜作業を能率良く行うことができる。

（へ〉実施例 第１図ないし第９図は、この発明を橋などの既設構築物
用のアーク溶射装置に適用した実施例を示す。

第１図において、アーク溶射装置は、手持ち操作される
溶射機本体１と、その前面に突設される溝材導管２およ
び空気導管３と、両導管２．３の突端に設けられた遠隔
溶射用のノズルユニット４とからなり、図外のパワーユ
ニットからアーク電流および圧縮空気の供給を受けて、
ノズルユニット４で金属温材Ｗの溶射を行うように構成
されている。

溶射機本体１は、角箱状のケース５の下面にグリップ６
を突設して外郭を形成し、その内部に上下一対の温材Ｗ
をノズルユニット４に向って送り駆動するための機構を
設けている。この機構は、モータ７で回転駆動されるプ
ーリ状の上下−組の送りローラ８と、温材Ｗを各送りロ
ーラ８に押付は操作する押圧ローラ９などで構成されて
おり、ケース５の後壁５ｂ側から導入した一対の温材Ｗ
を前壁５ａに向かって同時に送り駆動する。前壁５ａお
よび後壁５ｂはいずれも絶縁体で形成されている。温材
Ｗは針金状の丸線材からなり、図外の供給リールから繰
り出し供給される。

第２図および第３図において、ケース５の前面には、左
右に長い上下一対の電極棒１１．１２と、上下に長い給
気用の継手ブロック１３とが、それぞれ非接触状に配置
されている。そして、各電極棒１１．１２に溝材導管２
を固定し、継手ブロック１３に空気導管３を固定してい
る。これら両導管２．３はノズルユニット４を支える支
持腕を兼ねており、いずれも鋼管で形成されている。ま
た、第１図に示すように、両導管２．３の突端を緩かな
曲げ半径で折り曲げて、ノズルユニット４の溶射中心軸
Ｐが、両導管２．３の突出中心軸に対して上向きに傾斜
するようにしである。この傾斜角θは、０〜９０度の範
囲で選定でき、図示例では４５度とした。

溝材導管２．２は、温材Ｗを送給案内するとともに、そ
の管壁を給電路として電極棒１１．１２に印加されたア
ーク電流をノズルユニット４へと伝導する。両導管２．
２が接触して短絡するのを防ぐために、各溝材導管２．
２の外面には、それぞれ絶縁チューブ１４が被せ付けで
ある。また、導管２内における温材Ｗの移行を円滑化す
るために、管内部にテフロン管１５を配置し、その内部
に温材Ｗを挿通している。

空気導管３は溝材導管２より大径の鋼管からなり、継手
ブロック１３を介して供給される圧縮空気をノズルユニ
ット４へと送給案内する。この導管３の外面にも、念の
ため、絶縁チューブ１４が被せ付けである。

第４図において、ノズルユニット４は、両溶材導管２．
２に連続して温材Ｗをアーク交点Ｑに向って送り込み案
内する一対の溶材ノズル１６．１６と、各導管２と各溶
材ノズル１６を接続する上下一対のノズルホルダ１７．
１７と、アトマイジング用のジェットエアを噴出するノ
ズルブロック１８と、ノズルブロック１８と空気導管３
を接続する継手金具１９などで構成されている。

ノズルホルダ１７は断面凸字状の銅製ブロックからなり
、第６図および第７図に示すように、その中央部に前後
貫通状の温材通口２１が形成されている。

この温材通口２１の後部に連通する状態で、溝材導管２
がノズルホルダ１７に固定されている。

また、温材通口２１の前部に連通する状態で、溶材ノズ
ル１６をノズルホルダ１７に傾斜姿勢でねじ込み固定し
ている。温材Ｗは溶材ノズル１６によって移行方向が変
えられ、このとき温材通口２１の内面と強く接触してノ
ズルホルダ１７からアーク電流を受電する。

第４図および第７図に示すように、ノズルホルダ１７．
１７はノズルブロック１８を間に挟んで４個のビス２２
で共締め固定されている。この固定状態において上下の
ノズルホルダ１７．１７を絶縁するために、ノズルホル
ダ１７とノズルブロック１８の接合面、およびビス２２
とナツト２３の締結面のそれぞれに、ベークライト製の
絶縁板２４が介装されている。また、ビス２２の軸部外
面に絶縁チューブ２５を外嵌装着している。

ノズルブロック１８は、溶封ノズル１６を間に挟んで配
置される左右一対の空気ノズル２６．２６と、上下のノ
ズルホルダ１７で挟まれる基部２７と、この基部２７の
後面に突設される接続ボス２８を一体に形成したもので
あり、全体が側面視１字状に形成されている。第５図に
示すように、ノズルブロック１８の内部には、各空気ノ
ズル２６．２６に対応して２個の空気通路２９．２９が
形成されている。これらの空気通路２９．２９は継手金
具１９を介して空気導管３と接続されている。

左右の空気ノズル２６．２６の突端には、それぞれ平面
状のジェットエア３１を噴出するノズル口３２が開口さ
れている。第８図に示すように、ノズル口３２は、上下
方向に直線列を形成する一群の小孔３３で構成されてお
り、第５図および第６図に示すようにジェットエア３１
を噴射する。

即ち、ジェットエア３１が溶射中心軸Ｐに向かって収束
し、収束後に収束気流３４を形成するように、各ノズル
口３２の噴出方向を指向させる（第５図〉。さらに、各
ジェットエア３１．３］の幅方向の噴出中心軸ＲＳＲが
、互いに上下逆向きに傾斜し、かつ交差するように、左
右のノズル口３２の噴射方向を設定する（第６図〉。そ
して、対のジェットエア３１で囲まれるエアチャンバ３
５内に、前述のアーク交点Ｑを位置させるのである。

上記のように構成したノズルユニット４でアーク溶射を
行うと、平面状の一対のジェットエア３１だけでアトマ
イジングを行うにも拘らず、ピンチ現象や溶射むらを生
じることもなく、良好な状態で溶射を行うことができる
。これにより、ノズルユニット４を小形化して、既設構
築物の挟小部での遠隔溶射が可能となった。図示例の場
合は、第８図に示すノズル先端部の縦・横寸法を、それ
ぞれ３０ｍと小さくすることができた。

また、上記のノズルユニット４によって得られる溶射パ
ターンＳは、第９図に示すように、長円状ないしは楕円
状となり、溶射パターン面における被膜厚みも一様に均
一なものとすることができた。両ジェットエア３１の幅
方向の噴出中心軸Ｒに傾きを与えない場合には、想像線
で示すようなほぼ円形の溶射パターンとなるが、この溶
射パターンに比べて、前記溶射パターンＳの被膜面積は
、２．５倍〜３倍に拡大されている。

第１図において説明したように、ノズルユニット４の溶
射中心軸Ｐは、溶封導管２および空気導管３の突出中心
軸に対して４５度に傾斜されている。そのため、手許で
ケース５を前記突出中心軸の回りに旋回操作しなから溶
射を行うと、挟小部の内面にくまなく、しかも容易に成
膜を行うことができ、前述の溶射パターンＳが拡大され
ることと相俟って、能率良く溶射作業を行うことができ
る。

なお、溶封導管２および空気導管３の突出長さは、必要
に応じて数十ｃｍ〜数卯の範囲で自由に設定できるが、
使い勝手の良さを基準にする場合は、５０ｃｍ〜１５０
ｃｉ位が好ましく、図示例のものは約１００ｃｍである
。

（ト）別実施例 上記のアーク溶射装置は、鋼管や塩ビ管等の内面に溶射
被膜を形成する場合にも適用できる。この場合、対象と
なる管材は、２〜３ｍ以下に切断された管材に制限され
、管材の各開口からノズルユニット４を交互に差し込ん
で成膜を行う。このとき、管材を一定速度で回転操作し
なから成膜を行うと、より能率的である。もちろん、２
台の溶射機を用いて成膜を行ってもよい。管材の口径が
小さい場合には、ノズルユニット４の溶射中心軸Ｐの傾
斜角θを小さくする。場合によっては、傾斜角θをゼロ
として、溶材導管２および空気導管３の全体を管軸に対
して傾けた状態で成膜を行うこともできる。

溶材導管２および空気導管３は、それぞれコンジットパ
イプ等のフレキシブル管で形成してあってもよい。また
、溶材導管２を絶縁性材料で形成する場合には、導管２
に沿って給電用のコードを配置しアーク電流を供給して
もよい。

ノズル口３２は、−群の小孔で形成する必要はなく、ス
リット状の溝として形成してあってもよい。

溶材Ｗは帯状のものであってもよい。

（チ）発明の詳細 な説明したようにこの発明では、一対の空気ノズル２６
．２６のそれぞれから平面状のジェットエア３１を噴出
し、ジェットエア３１で区画されるくさび形状のエアチ
ャンバ３５内にアーク交点Ｑを位置させて、アーク溶射
を行うようにしたので、従来方式のアーク溶射機に比べ
て、遠隔溶射を行うためのノズルユニット４を小形化で
きる。

これにより、既設構築物の挟小部や管材の内面等へのノ
ズルユニット４の差し込みを支障なく行うことができ、
挟小部等での成膜をくまなく確実に行うことが可能とな
った。

一対のジェットエア３１．３１の幅方向の噴出中心軸Ｒ
，Ｒを交差させるものでは、両ジェットエア３１．３１
の傾斜方向に溶射パターンＳを拡大することができるの
で、ノズルユニット４が小形化されているにも拘らず、
成膜作業を能率良く行うことができ、とくに既設構築物
の成膜を行う場合には、作業に要する時間および人員を
減らして施工コストを低減できる点で有利である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、 第１図はアーク溶射装置の側面図、 第２図は第１図における■−■線矢視図、第３図は第２
図における■−■線断面図、第４図はノズルユニットの
平面図、 第５図は第４図におけるｖ−ｖ線断面図、第６図は第５
図におけるＶｌ　−ＶＩ線断面図、第７図は第４図にお
ける■−Ｖｌ線断面図、第８図は第４図における■矢視
図、 第９図は溶射パターンを示すパターン説明図である。 ・・・・・・ジェットエア、３２・・・・・・・・・ノ
ズル口、３４・・・・・・・・・収束気流、３５・・・
・・・・・・エアチャンバ、Ｗ・・・・・・・・・溶材
、Ｐ・・・・・・・・・溶射中心軸、Ｑ・・・・・・・
・・アーク交点、Ｒ・・・・・・・・・噴出中心軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶射機本体１の前面に、溶材Ｗおよびアトマイジ
   ング用の圧縮空気を送給案内する、長尺の溶材導管２、
   ２および空気導管３をそれぞれ突設し、両導管２、３の
   突端に遠隔溶射用のノズルユニット４を設けたアーク溶
   射装置であって、ノズルユニット４は、前記溶材導管２
   、２に連続して溶材Ｗをアーク交点Ｑに向かつて送り込
   み案内する一対の溶材ノズル１６、１６と、両ノズル１
   ６、１６を間に挟んで配置される一対の空気ノズル２６
   、２６を有し、 各空気ノズル２６、２６は、平面状のジェットエア３１
   を噴出するノズル口３２を有し、ジェットエア３１が溶
   射中心軸Ｐに向って収束し、収束後に収束気流３４を形
   成するようノズル口３２の噴出方向を指向させ、 ジェットエア３１、３１で囲まれるエアチャンバ３５内
   に前記アーク交点Ｑが設けられている遠隔溶射用のアー
   ク溶射装置。
2. （２）各ジェットエア３１、３１の幅方向の噴出中心軸
   Ｒ、Ｒが互いに逆向きに傾斜し、かつ交差するようノズ
   ル口３２、３２の噴出方向を設定した請求項１記載の遠
   隔溶射用のアーク溶射装置。