(57)【要約】【課題】アーク溶射における粗大粒子の発生を防止する。【解決手段】アーク溶射装置１００に、第一線材１を長手方向に移動可能に支持する第一チップ１１２と、第二線材２を長手方向に移動可能に支持する第二チップ１１４と、  第一線材１を第一チップ１１２に供給する第一線材供給装置１３０と、第二線材２を第二チップ１１４に供給する第二線材供給装置１４０と、第一チップ１１２と第二チップ１１４との間に設定電圧を印加することにより第一線材１の先端部と第二線材２の先端部との間でアーク放電を発生させる電源装置１５０と、アーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置１６０と、アーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定するとともにスパイク電圧が発生していると判定した場合には第一供給速度、第二供給速度および設定電圧を変更する制御装置１７１と、を具備した。【選択図】図１
2010270362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させるとともに前記電源装置に前記設定電圧を変更させる制御装置と、
を具備するアーク溶射装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項１に記載のアーク溶射装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を小さくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を大きくさせる請求項２に記載のアーク溶射装置。
【請求項４】
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備え、
前記第二線材供給装置は、
前記第二線材を挟持しつつ回転可能な一対の第二ローラと、
前記一対の第二ローラの少なくとも一方を回転駆動する第二モータと、
を備える請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のアーク溶射装置。
【請求項５】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させる制御装置と、
を具備するアーク溶射装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項５に記載のアーク溶射装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせる請求項６に記載のアーク溶射装置。
【請求項８】
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備え、
前記第二線材供給装置は、
前記第二線材を挟持しつつ回転可能な一対の第二ローラと、
前記一対の第二ローラの少なくとも一方を回転駆動する第二モータと、
を備える請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載のアーク溶射装置。
【請求項９】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させる制御装置と、
を具備するアーク溶射装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項９に記載のアーク溶射装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせる請求項１０に記載のアーク溶射装置。
【請求項１２】
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備える請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載のアーク溶射装置。
【請求項１３】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させるとともに前記電源装置に前記設定電圧を変更させる第一・第二供給速度／設定電圧変更工程と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１４】
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項１３に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１５】
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一・第二供給速度／設定電圧変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を小さくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一・第二供給速度／設定電圧変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を大きくさせる請求項１４に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１６】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させる第一・第二供給速度変更工程と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１７】
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項１６に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１８】
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一・第二供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一・第二供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせる請求項１７に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【請求項１９】
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させる第一供給速度変更工程と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法。
【請求項２０】
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定する請求項１９に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【請求項２１】
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせる請求項２０に記載のアーク溶射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射対象物の表面に金属材料からなる皮膜を形成するアーク溶射装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材料からなる二本の線材の先端部に電圧を印加することにより二本の線材の先端部の間にアーク放電を発生させ、アーク放電により生じる熱で二本の線材の先端部を溶融し、二本の線材の先端部が溶融した結果として生じる溶滴（溶融状態の金属材料）を溶射対象物に吹き付けることにより当該溶射対象物の表面に金属材料からなる皮膜を形成するアーク溶射装置は公知となっている。
アーク溶射装置は一般に、金属材料からなる二本の線材をそれぞれ長手方向に移動可能に支持する二つのチップと、二つのチップの間に所定の電圧を印加することにより二本の線材の先端部の間にアーク放電を発生させる電源装置と、二つのチップに二本の線材を供給する線材供給装置と、を具備する。
アーク溶射装置により溶射対象物の表面に形成される皮膜は、例えば溶射対象物の表面の強度（耐摩耗性）を向上する目的等に用いられる。
【０００３】
アーク溶射により形成される皮膜の品質（例えば、強度、膜厚の均一性等）を低下させる要因としては、「粗大粒子（スパッタ）」が挙げられる。
「粗大粒子」は、アーク放電により生じる通常の大きさの溶滴よりも過大な溶滴あるいは線材の分離片（周囲が溶融することにより線材から分離された未溶融部分）が溶射対象物の表面に吹き付けられたものである。
粗大粒子は、例えば二本の線材の先端部の間に印加される電流あるいは電圧が一定でない（不安定である）場合、あるいは二本の線材の先端部の間隔（距離）が変動した場合等に発生することが知られている。
皮膜において粗大粒子が形成された部分の強度（より厳密には、剪断密着強度）は他の部分の強度よりも低い。
また、粗大粒子により皮膜の膜厚が不均一になると、膜厚の均一性が要求される用途においてはこれを別途除去する作業（例えば、研削作業）を行う必要が生じ、皮膜の形成コストの増大の要因にもなり得る。
【０００４】
このような粗大粒子を防止しつつアーク溶射を可能とする装置あるいは方法としては、特許文献１から特許文献５に記載の装置あるいは方法が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の装置は、二本の線材に所定の張力を与えつつ当該二本の線材を二つのチップに一定速度で供給することにより、二本の線材の先端部の間隔を一定に保持する。
【０００６】
特許文献２に記載の装置は、二本の線材の間に印加される電圧を一定に保持するとともに二本の線材の間に印加される電流および二本の線材を二つのチップに供給する速度を適宜選択することにより、対象物に形成される皮膜の色を変更する。
【０００７】
特許文献３に記載の方法は、アーク長（二本の線材の先端部の間隔）の変化を二本の線材の先端部に印加される電圧の変化として検出し、これを制御装置にフィードバックすることにより二本の線材の供給速度を制御するとともに、電圧検出線（二本の線材の先端部に印加される電圧を検出する配線）に作用する磁束を遮断又は相殺することにより二本の線材の先端部に印加される電圧の検出精度、ひいてはアーク長の測定精度を向上させる。
【０００８】
特許文献４に記載の方法は、二本の線材の間に印加される電流値および電圧値を所定のサイクルタイム毎に検出し、検出される電流値および電圧値の数が所定数に達する毎に検出された電流値の平均値（電流平均値）および検出された電圧値の平均値（電圧平均値）を算出し、「電流平均値」と「溶接電流指令値（予め設定された電流の目標値）」との差分（電流誤差）を算出するとともに「電圧平均値」と「溶接電圧指令値（予め設定された電圧の目標値）」との差分（電圧誤差）を算出し、電流誤差および電圧誤差がそれぞれ予め設定された許容範囲内に入るように二本の線材の供給速度を補正するとともに溶接機への電源指令値を補正する方法である。
【０００９】
特許文献５に記載の方法は、アーク放電の際に発生する光（アーク光）の照度を検出し、検出されたアーク光の照度と基準情報とを比較し、比較結果に基づいてアーク長（二本の線材の先端部の間隔）を調整する方法である。
【００１０】
しかし、特許文献１から特許文献５に記載の装置あるいは方法では、二本の線材の先端部に印加される電圧の低周波成分（長い時間をかけて変動する成分）あるいはアーク光の低周波成分との相関が大きい粗大粒子を防止することは出来るものの、例えば約０．０１ｍｓｅｃといった高周波成分（ごく短い時間で変動する成分）との相関が大きい粗大粒子を防止することが困難であるという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３１５９５８号公報
【特許文献２】特開平７−２５２６３０号公報
【特許文献３】特開平４−１２７９６５号公報
【特許文献４】特開平３−８６３７６号公報
【特許文献５】特許第３９４３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、粗大粒子の発生を防止することが可能なアーク溶射装置およびアーク溶射装置の制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１４】
即ち、請求項１においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させるとともに前記電源装置に前記設定電圧を変更させる制御装置と、
を具備するものである。
【００１５】
請求項２においては、
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００１６】
請求項３においては、
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を小さくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を大きくさせるものである。
【００１７】
請求項４においては、
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備え、
前記第二線材供給装置は、
前記第二線材を挟持しつつ回転可能な一対の第二ローラと、
前記一対の第二ローラの少なくとも一方を回転駆動する第二モータと、
を備えるものである。
【００１８】
請求項５においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させる制御装置と、
を具備するものである。
【００１９】
請求項６においては、
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００２０】
請求項７においては、
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるものである。
【００２１】
請求項８においては、
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備え、
前記第二線材供給装置は、
前記第二線材を挟持しつつ回転可能な一対の第二ローラと、
前記一対の第二ローラの少なくとも一方を回転駆動する第二モータと、
を備えるものである。
【００２２】
請求項９においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、前記スパイク電圧が発生していると判定した場合には前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させる制御装置と、
を具備するものである。
【００２３】
請求項１０においては、
前記制御装置は、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００２４】
請求項１１においては、
前記制御装置は、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるものである。
【００２５】
請求項１２においては、
前記第一線材供給装置は、
前記第一線材を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラと、
前記一対の第一ローラの少なくとも一方を回転駆動する第一モータと、
を備えるものである。
【００２６】
請求項１３においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させるとともに前記電源装置に前記設定電圧を変更させる第一・第二供給速度／設定電圧変更工程と、
を具備するものである。
【００２７】
請求項１４においては、
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００２８】
請求項１５においては、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一・第二供給速度／設定電圧変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を小さくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一・第二供給速度／設定電圧変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせ、前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるとともに前記電源装置に前記設定電圧を大きくさせるものである。
【００２９】
請求項１６においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を変更させる第一・第二供給速度変更工程と、
を具備するものである。
【００３０】
請求項１７においては、
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００３１】
請求項１８においては、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一・第二供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一・第二供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるとともに前記第二線材供給装置に第二供給速度を小さくさせるものである。
【００３２】
請求項１９においては、
第一線材を長手方向に移動可能に支持する第一チップと、
第二線材を長手方向に移動可能に支持する第二チップと、
前記第一線材を前記第一チップに供給するとともに、前記第一線材を前記第一チップに供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置と、
前記第二線材を前記第二チップに供給するとともに、前記第二線材を前記第二チップに供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置と、
前記第一チップと第二チップとの間に設定電圧を印加することにより前記第一線材の先端部と第二線材の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、前記設定電圧を変更することが可能な電源装置と、
前記第一チップと第二チップとの間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置と、
を具備するアーク溶射装置の制御方法であって、
前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程と、
前記判定工程において前記スパイク電圧が発生していると判定された場合に前記第一線材供給装置に第一供給速度を変更させる第一供給速度変更工程と、
を具備するものである。
【００３３】
請求項２０においては、
前記判定工程において前記電圧測定装置により測定されるアーク電圧が前記アーク電圧の平均値から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに前記アーク電圧の平均値に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とするアーク電圧の高周波許容範囲から外れている場合には、前記スパイク電圧が発生していると判定するものである。
【００３４】
請求項２１においては、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の上限値よりも大きい場合には、前記第一供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を大きくさせ、
前記スパイク電圧がアーク電圧の高周波許容範囲の下限値よりも小さい場合には、前記第一供給速度変更工程において前記第一線材供給装置に第一供給速度を小さくさせるものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、粗大粒子の発生を防止することが可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るアーク溶射装置の実施の一形態を示す模式図。
【図２】高周波成分制御を行っている場合のアーク電圧を示す図。
【図３】スパイク電圧の例を示す図。
【図４】高周波成分制御を行っていない場合のアーク電圧を示す図。
【図５】（ａ）高周波成分制御を行っている場合の皮膜を示す図、（ｂ）高周波成分制御を行っていない場合の皮膜を示す図。
【図６】高周波成分制御が粗大粒子の発生および皮膜の剪断密着強度に及ぼす影響を示す図。
【図７】本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態を示すフロー図。
【図８】本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の別実施形態を示すフロー図。
【図９】本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の別実施形態を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下では図１から図６を用いて本発明に係るアーク溶射装置の実施の一形態であるアーク溶射装置１００について説明する。
図１に示すアーク溶射装置１００は、第一線材１および第二線材２の間に電圧を印加することにより第一線材１および第二線材２の間にアーク放電を発生させ、アーク放電により生じる熱で第一線材１および第二線材２を溶融し、第一線材１および第二線材２が溶融した結果として生じる溶滴３をワーク１０に吹き付けることによりワーク１０の表面に皮膜４を形成する（溶射する）装置である。
【００３８】
第一線材１および第二線材２はそれぞれ本発明に係る第一線材および第二線材の実施の一形態であり、金属材料からなる線状の部材である。
第一線材１および第二線材２を構成する材料の例としては、アルミニウムおよびその合金、亜鉛およびその合金、銅およびその合金、チタンおよびその合金、鉄およびその合金（鋼を含む）、等の導電性を有する金属材料が挙げられる。
第一線材および第二線材を構成する材料は同じ種類（組成）でも良く、異なる種類（組成）でも良い。
また、セラミック充填チューブ（金属材料からなるチューブの内部にセラミックスが充填されたもの）を第一線材および第二線材として用いることにより、サーメット（金属とセラミックスとの複合材料）を溶射することも可能である。
【００３９】
溶滴３は第一線材１および第二線材２がアーク放電により生じる熱で溶融することにより生じる溶融状態（液体状）の物質である。
皮膜４はワーク１０の表面に吹き付けられた溶滴３が凝固することにより形成される固体状の膜（層）である。
【００４０】
ワーク１０は皮膜４が形成される対象物（溶射対象物）である。
本実施形態のワーク１０は金属板であるが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係るアーク溶射装置は種々の形状の溶射対象物にアーク溶射する（皮膜を形成する）ことが可能である。
【００４１】
図１に示す如く、アーク溶射装置１００は、アーク発生ヘッド１１０、キャリアガス供給装置１２０、第一線材供給装置１３０、第二線材供給装置１４０、電源装置１５０、電圧測定装置１６０および制御ユニット１７０を具備する。
【００４２】
アーク発生ヘッド１１０はアーク溶射装置１００においてアーク放電を発生させる部分である。
アーク発生ヘッド１１０は本体部材１１１、第一チップ１１２、第一ガイド１１３、第二チップ１１４、第二ガイド１１５およびガスノズル１１６を備える。
【００４３】
本体部材１１１はアーク発生ヘッド１１０の主たる構造体を成す部材である。
本実施形態の本体部材１１１は一対の端面および外周面を有する略円柱形状の部材である。本体部材１１１にはノズル穴１１１ａ、線材供給孔１１１ｂ・１１１ｃ、および貫装孔１１１ｄが形成される。
ノズル穴１１１ａは本体部材１１１の下側の端面（下面）に開口する。
線材供給孔１１１ｂ・１１１ｃおよび貫装孔１１１ｄの一端部はいずれも本体部材１１１の上側の端面（上面）に開口し、線材供給孔１１１ｂ・１１１ｃおよび貫装孔１１１ｄの他端部はいずれもノズル穴１１１ａに開口する。
【００４４】
第一チップ１１２は本発明に係る第一チップの実施の一形態であり、第一線材１を長手方向に移動可能に支持する部材である。
本実施形態の第一チップ１１２は導電性を有する金属材料からなる円筒形状の部材である。第一チップ１１２は本体部材１１１のノズル穴１１１ａに収容される。より詳細には、第一チップ１１２の一端部（基部）は線材供給孔１１１ｂの上端部（ノズル穴１１１ａ側の開口部）に嵌装される。
なお、線材供給孔１１１ｂに嵌装された第一チップ１１２は本体部材１１１に対して電気的に絶縁されている。
第一チップ１１２には第一チップ１１２の一端部（基部）から他端部（先端部）まで貫通する貫通孔が形成される。第一チップ１１２に形成される貫通孔の直径は第一線材１の直径よりも僅かに大きい。
第一チップ１１２に形成される貫通孔に第一線材１を通すことにより、第一線材１は第一チップ１１２に長手方向に移動可能に支持される。
また、第一線材１が第一チップ１１２に支持されているときには第一チップ１１２の内周面と第一線材１の外周面とが接触しているので、第一チップ１１２と第一線材１とが導通している。
【００４５】
第一ガイド１１３は円筒形状の部材である。第一ガイド１１３の一端部（基部）は線材供給孔１１１ｂの上端部（本体部材１１１の上面側の開口部）に嵌装され、第一ガイド１１３の他端部（先端部）は本体部材１１１の上面から外部に突出する。
【００４６】
第二チップ１１４は本発明に係る第二チップの実施の一形態であり、第二線材２を長手方向に移動可能に支持する部材である。
本実施形態の第二チップ１１４は導電性を有する金属材料からなる円筒形状の部材である。第二チップ１１４は本体部材１１１のノズル穴１１１ａに収容される。より詳細には、第二チップ１１４の一端部（基部）は線材供給孔１１１ｃの上端部（ノズル穴１１１ａ側の開口部）に嵌装される。
なお、線材供給孔１１１ｃに嵌装された第二チップ１１４は本体部材１１１に対して電気的に絶縁されている。
第二チップ１１４には第二チップ１１４の一端部（基部）から他端部（先端部）まで貫通する貫通孔が形成される。第二チップ１１４に形成される貫通孔の直径は第二線材２の直径よりも僅かに大きい。
第二チップ１１４に形成される貫通孔に第二線材２を通すことにより、第二線材２は第二チップ１１４に長手方向に移動可能に支持される。
また、第二線材２が第二チップ１１４に支持されているときには第二チップ１１４の内周面と第二線材２の外周面とが接触しているので、第二チップ１１４と第二線材２とが導通している。
【００４７】
第二ガイド１１５は円筒形状の部材である。第二ガイド１１５の一端部（基部）は線材供給孔１１１ｃの上端部（本体部材１１１の上面側の開口部）に嵌装され、第二ガイド１１５の他端部（先端部）は本体部材１１１の上面から外部に突出する。
【００４８】
ガスノズル１１６は円筒形状の部材である。ガスノズル１１６は貫装孔１１１ｄに貫装される。ガスノズル１１６の一端部（先端部）はノズル穴１１１ａの内部に配置され、ガスノズル１１６の他端部（基端部）は本体部材１１１の上面から外部に突出する。
【００４９】
キャリアガス供給装置１２０はアーク発生ヘッド１１０に圧縮されたキャリアガスを供給する装置である。
キャリアガス供給装置１２０はコンプレッサ１２１およびガス配管１２２を備える。
【００５０】
コンプレッサ１２１は吸気ポート１２１ａからキャリアガスを取り込んで圧縮し、圧縮されたキャリアガスを排気ポート１２１ｂから排出する装置である。
【００５１】
ガス配管１２２は圧縮されたキャリアガスをコンプレッサ１２１からアーク発生ヘッド１１０まで搬送するための配管である。ガス配管１２２の一端部はコンプレッサ１２１の排気ポート１２１ｂに接続され、ガス配管１２２の他端部はガスノズル１１６の他端部（基端部）に接続される。
コンプレッサ１２１の排気ポート１２１ｂから排出された「圧縮されたキャリアガス」は、ガス配管１２２を経てガスノズル１１６に到達し、ガスノズル１１６の一端部（先端部）からノズル穴１１１ａの内部に噴射される。
本実施形態のキャリアガスはエア（大気）であるが、用途あるいは第一線材および第二線材を構成する材料等に応じてアルゴンガス、炭酸ガス、窒素ガス、酸素ガス、ヘリウムガス、水素ガス、あるいはこれらの混合ガス等を適宜キャリアガスとして用いることが可能である。
【００５２】
第一線材供給装置１３０は本発明に係る第一線材供給装置の実施の一形態であり、第一線材１を第一チップ１１２に供給する装置である。
第一線材供給装置１３０は第一リール１３１、第一駆動ローラ１３２、第一従動ローラ１３３および第一モータ１３４を備える。
【００５３】
第一リール１３１は両端部にフランジ（鍔）が形成された略円柱形状の部材である。第一リール１３１の外周面には第一線材１が巻回される。第一リール１３１は図示せぬ構造体等に対して電気的に絶縁された状態で回転可能に軸支される。
【００５４】
第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３を合わせたものは本発明に係る一対の第一ローラの実施の一形態である。
第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３はいずれも略円柱形状の部材である。
第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３は、これらの回転軸が互いに平行となるように回転可能に軸支される。なお、第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３は図示せぬ構造体等に対して電気的に絶縁された状態で軸支される。
また、第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３が軸支された状態では、第一駆動ローラ１３２の外周面および第一従動ローラ１３３の外周面との間に第一線材１の直径よりも僅かに小さい隙間が形成される。
【００５５】
第一モータ１３４は本発明に係る第一モータの実施の一形態である。
第一モータ１３４は第一駆動ローラ１３２を回転駆動する。より詳細には、第一モータ１３４の駆動軸は第一駆動ローラ１３２の回転軸に相対回転不能に固定されており、第一モータ１３４に通電することにより第一モータ１３４の駆動軸と第一駆動ローラ１３２とが一体的に回転する。
また、本実施形態の第一モータ１３４はサーボモータであり、第一モータ１３４の駆動軸の回転速度（単位時間当たりの回転数）を変更することが可能である。
本実施形態では第一モータ１３４は第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３のうち第一駆動ローラ１３２のみを回転駆動するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明に係る第一モータは、本発明に係る一対の第一ローラの両方を回転駆動しても良い。
【００５６】
以下では、第一線材１を第一チップ１１２に供給する手順について説明する。
まず、第一リール１３１に巻回された第一線材１の先端部（一端部）が第一リール１３１から引き出され、第一駆動ローラ１３２の外周面および第一従動ローラ１３３の外周面との隙間に通される。その結果、第一線材１は第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３により挟持される。
次に、第一線材１の先端部が第一ガイド１１３、線材供給孔１１１ｂおよび第一チップ１１２に通される。その結果、第一線材１の先端部は第一チップ１１２に支持された状態でノズル穴１１１ａの内部に到達する。
続いて、第一モータ１３４に通電することにより第一駆動ローラ１３２が回転駆動され、第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３により挟持された第一線材１は第一リール１３１から第一チップ１１２に向かって供給される（搬送される）。
また、第一モータ１３４の駆動軸の回転速度を変更することにより、第一線材１を第一チップ１１２に供給する速度（第一供給速度）を変更することが可能である。
【００５７】
第二線材供給装置１４０は本発明に係る第二線材供給装置の実施の一形態であり、第二線材２を第二チップ１１４に供給する装置である。
第二線材供給装置１４０は第二リール１４１、第二駆動ローラ１４２、第二従動ローラ１４３および第二モータ１４４を備える。
【００５８】
第二リール１４１は両端部にフランジ（鍔）が形成された略円柱形状の部材である。第二リール１４１の外周面には第二線材２が巻回される。第二リール１４１は図示せぬ構造体等に対して電気的に絶縁された状態で回転可能に軸支される。
【００５９】
第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３を合わせたものは本発明に係る一対の第二ローラの実施の一形態である。
第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３はいずれも略円柱形状の部材である。
第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３は、これらの回転軸が互いに平行となるように回転可能に軸支される。なお、第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３は図示せぬ構造体等に対して電気的に絶縁された状態で軸支される。
また、第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３が軸支された状態では、第二駆動ローラ１４２の外周面および第二従動ローラ１４３の外周面との間に第二線材２の直径よりも僅かに小さい隙間が形成される。
【００６０】
第二モータ１４４は本発明に係る第二モータの実施の一形態である。
第二モータ１４４は第二駆動ローラ１４２を回転駆動する。より詳細には、第二モータ１４４の駆動軸は第二駆動ローラ１４２の回転軸に相対回転不能に固定されており、第二モータ１４４に通電することにより第二モータ１４４の駆動軸と第二駆動ローラ１４２とが一体的に回転する。
また、本実施形態の第二モータ１４４はサーボモータであり、第二モータ１４４の駆動軸の回転速度を変更することが可能である。
本実施形態では第二モータ１４４は第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３のうち第二駆動ローラ１４２のみを回転駆動するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明に係る第二モータは、一対の第二ローラの両方を回転駆動しても良い。
【００６１】
以下では、第二線材２を第二チップ１１４に供給する手順について説明する。
まず、第二リール１４１に巻回された第二線材２の先端部（一端部）が第二リール１４１から引き出され、第二駆動ローラ１４２の外周面および第二従動ローラ１４３の外周面との隙間に通される。その結果、第二線材２は第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３により挟持される。
次に、第二線材２の先端部が第二ガイド１１５、線材供給孔１１１ｃおよび第二チップ１１４に通される。その結果、第二線材２の先端部は第二チップ１１４に支持された状態でノズル穴１１１ａの内部に到達する。
続いて、第二モータ１４４に通電することにより第二駆動ローラ１４２が回転駆動され、第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３により挟持された第二線材２は第二リール１４１から第二チップ１１４に向かって供給される（搬送される）。
また、第二モータ１４４の駆動軸の回転速度を変更することにより、第二線材２を第二チップ１１４に供給する速度（第二供給速度）を変更することが可能である。
【００６２】
電源装置１５０は本発明に係る電源装置の実施の一形態である。電源装置１５０は装置本体１５１、第一印加配線１５２および第二印加配線１５３を備える。
【００６３】
装置本体１５１は正極１５１ａおよび負極１５１ｂを有し、正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に設定電圧を印加する。装置本体１５１は設定電圧を変更することが可能である。
【００６４】
第一印加配線１５２の一端部は正極１５１ａに接続され、第一印加配線１５２の他端部は第一チップ１１２に接続される。
第二印加配線１５３の一端部は負極１５１ｂに接続され、第二印加配線１５３の他端部は第二チップ１１４に接続される。
【００６５】
第一線材１は第一チップ１１２と導通しているので、第一チップ１１２は第一印加配線１５２を介して正極１５１ａに電気的に接続されている。
また、第二線材２は第二チップ１１４と導通しているので、第二チップ１１４は第二印加配線１５３を介して負極１５１ｂに電気的に接続されている。
従って、装置本体１５１が正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に設定電圧を印加すると、第一チップ１１２と第二チップ１１４との間、ひいては第一線材１と第二線材２との間に設定電圧が印加されることとなる。
【００６６】
図１に示す如く、本実施形態では、本体部材１１１のノズル穴１１１ａに収容されている第一チップ１１２の他端部（先端部）から第二チップ１１４の他端部（先端部）までの距離は、第一チップ１１２の一端部（基部）から第二チップ１１４の一端部（基部）までの距離よりも短い。
また、第一チップ１１２に支持される第一線材１の長手方向（第一チップ１１２に形成される貫通孔の長手方向）と、第二チップ１１４に支持される第二線材２の長手方向（第二チップ１１４に形成される貫通孔の長手方向）と、は同一平面上に存在する。
従って、第一チップ１１２に支持される第一線材１の長手方向と第二チップ１１４に支持される第二線材２の長手方向とは、第一チップ１１２および第二チップ１１４の先端部側において第一チップ１１２および第二チップ１１４から所定の距離を空けた位置（本実施形態では、第一チップ１１２および第二チップ１１４の下方）で交差する。
その結果、第一チップ１１２に支持される第一線材１の先端部から第二チップ１１４に支持される第二線材２の先端部までの距離は、それぞれ第一チップ１１２および第二チップ１１４の先端部からの突出量が大きくなるほど短くなる。
換言すれば、第一線材１の先端部および第二線材２の先端部は、第一チップ１１２および第二チップ１１４の先端部からの突出量が大きくなるほど互いに接近する。
【００６７】
第一線材１と第二線材２との間に設定電圧が印加された状態では、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が当該設定電圧に対応して定まる所定の距離よりも短くなったときに第一線材１の先端部と第二線材２の先端部との間でアーク放電が発生する。
第一線材１の先端部および第二線材２の先端部がアーク放電により生じる熱で溶融すると、溶滴３が発生する。
溶滴３はガスノズル１１６の一端部（先端部）から噴射されるキャリアガスにより吹き飛ばされてワーク１０の表面に付着し、再度凝固して皮膜４を形成する。
【００６８】
なお、本実施形態では第一チップ１１２に支持される第一線材１の長手方向と第二チップ１１４に支持される第二線材２の長手方向とが交差する（第一線材１の長手方向と第二線材２の長手方向とが同一平面上にあり、かつ互いに平行でない）が、本発明はこれに限定されない。
すなわち、第一チップに支持される第一線材の長手方向と第二チップに支持される第二線材の長手方向とがねじれの位置にある（第一線材の長手方向と第二線材の長手方向とが同一平面上に無く、かつ互いに平行でない）場合であっても、第一チップに支持される第一線材と第二チップに支持される第二線材とが互いに最も接近する点（最接近点）における第一線材から第二線材までの距離がアーク放電可能な程度に短ければ良い。
【００６９】
本実施形態では第一線材１がアーク放電の陽極としての機能を果たすとともに第二線材２が実質的にアーク放電の陰極としての機能を果たす（第一線材１の電位が第二線材２の電位よりも高くなるように電圧が印加される）が、本発明はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係る第一線材および第二線材のいずれか一方がアーク放電の陽極としての機能を果たし、他方がアーク放電の陰極としての機能を果たせば良い。
【００７０】
電圧測定装置１６０は本発明に係る電圧測定装置の実施の一形態である。
電圧測定装置１６０は装置本体１６１、第一測定配線１６２および第二測定配線１６３を備える。
装置本体１６１は正極１６１ａおよび負極１６１ｂを有し、正極１６１ａと負極１６１ｂとの間に印加される電圧（正極１６１ａと負極１６１ｂとの間の電位差）を経時的に測定する。
ここで、「電圧を経時的に測定する」とは、微小な測定周期（サイクルタイム）毎の電圧を順次測定することを指す。本実施形態の装置本体１６１は、正極１６１ａと負極１６１ｂとの間に印加される０．００１ｍｓｅｃ（１μｓｅｃ）毎の電圧を測定する。
なお、本発明に係る電圧測定装置が電圧を測定する周期（サイクルタイム）は０．００１ｍｓｅｃに限定されず、これよりも長い値に設定しても良く、あるいは短い値に設定しても良い。
すなわち、本発明に係る電圧測定装置が電圧を測定する周期が少なくとも後述するスパイク電圧を検出可能な程度に短ければ良く、例えば周期が０．０１ｍｓｅｃ（１０μｓｅｃ）以下であることが望ましい。
【００７１】
第一測定配線１６２の一端部は正極１６１ａに接続され、第一測定配線１６２の他端部は第一印加配線１５２の中途部に接続される。
第二測定配線１６３の一端部は負極１６１ｂに接続され、第二測定配線１６３の他端部は第二印加配線１５３の中途部に接続される。
従って、装置本体１６１は第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差を測定することとなる。以下、装置本体１６１（電圧測定装置１６０）により測定される第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差を「アーク溶射装置１００のアーク電圧」という（図３参照）。
【００７２】
一般に、アーク溶射においては、二本の線材の先端部の距離が大きくなると二本の線材の間の電位差が大きくなり（上昇し）、二本の線材の先端部の距離が小さくなると二本の線材の間の電位差が小さくなる（下降する）傾向がある。そして、二本の線材の間の電位差が過大となると粗大粒子（スパッタ）が発生する頻度が大きくなる。
従って、アーク溶射において粗大粒子を防止するためには、溶融することにより時々刻々と変動する（更新される）二本の線材の先端部の距離を極力一定に保持することが重要である。
【００７３】
制御ユニット１７０は、電圧測定装置１６０により測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」に基づいて第一線材１および第二線材２の距離を極力一定に保持するための制御（ひいては、粗大粒子の発生を防止する制御）を行う装置である。
制御ユニット１７０は制御装置１７１、入力装置１７２および表示装置１７３を備える。
【００７４】
制御装置１７１は本発明に係る制御装置の実施の一形態である。
制御装置１７１は種々のプログラム等を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、当該演算の結果等を記憶することができる。
【００７５】
制御装置１７１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施形態の制御装置１７１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
制御装置１７１による演算（第一線材１および第二線材２の距離を極力一定に保持するための制御）の詳細については後述する。
【００７６】
制御装置１７１はキャリアガス供給装置１２０のコンプレッサ１２１に接続される。
制御装置１７１はコンプレッサ１２１の動作のオン・オフ（キャリアガスの排出の開始およびその停止）を指令する電気信号（排気オン・オフ指令信号）、およびコンプレッサ１２１が排気ポート１２１ｂから排出するキャリアガスの量ひいてはガスノズル１１６の先端部から噴射される単位時間当たりのキャリアガスの流量を指令する電気信号（ガス流量信号）をコンプレッサ１２１に送信することが可能である。
コンプレッサ１２１は、制御装置１７１から受信した排気オン・オフ指令信号に従って動作の開始および停止を行うとともに、制御装置１７１から受信したガス流量信号に従って排気ポート１２１ｂから排出するキャリアガスの量を調整する。
【００７７】
制御装置１７１は第一線材供給装置１３０の第一モータ１３４に接続される。
制御装置１７１は第一モータ１３４の駆動軸の回転速度を指令する電気信号（第一モータ指令信号）を第一モータ１３４に送信することが可能である。
第一モータ１３４は制御装置１７１から受信した第一モータ指令信号に対応する回転速度で第一モータ１３４の駆動軸を回転させる。
【００７８】
制御装置１７１は第二線材供給装置１４０の第二モータ１４４に接続される。
制御装置１７１は第二モータ１４４の駆動軸の回転速度を指令する電気信号（第二モータ指令信号）を第二モータ１４４に送信することが可能である。
第二モータ１４４は制御装置１７１から受信した第二モータ指令信号に対応する回転速度で第二モータ１４４の駆動軸を回転させる。
【００７９】
制御装置１７１は電源装置１５０の装置本体１５１に接続される。
制御装置１７１は装置本体１５１の動作のオン・オフ（正極１５１ａと負極１５１ｂとの間への設定電圧の印加の開始およびその停止）を指令する信号（電圧印加信号）を装置本体１５１に送信することが可能である。
制御装置１７１は正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加される設定電圧の値を指令する電気信号（設定電圧値信号）を装置本体１５１に送信することが可能である。
電源装置１５０の装置本体１５１は制御装置１７１から受信した電圧印加信号に従って動作の開始および停止を行うとともに、制御装置１７１から受信した設定電圧値信号に従って正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加される設定電圧の大きさ（設定電圧値）を調整する。
【００８０】
制御装置１７１は電圧測定装置１６０の装置本体１６１に接続される。
制御装置１７１は装置本体１６１が経時的に測定する「正極１６１ａと負極１６１ｂとの間に印加される電圧」を示す電気信号（測定電圧信号）を装置本体１６１から受信することが可能である。
【００８１】
入力装置１７２は制御装置１７１に接続され、作業者がアーク溶射装置１００による溶射（ワーク１０の表面への皮膜４の形成）に係る種々のデータ・指示等を制御装置１７１に入力するものである。
本実施形態の入力装置１７２は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の目的を達成することが可能である。
【００８２】
表示装置１７３は入力装置１７２から制御装置１７１への入力内容、アーク溶射装置１００の動作状況等を表示するものである。
本実施形態の表示装置１７３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の目的を達成することが可能である。
本実施形態では入力装置１７２および表示装置１７３は別体であるが、例えばタッチパネル等を用いることによりこれらを一体とすることも可能である。
【００８３】
以下では、制御装置１７１によるアーク溶射の制御の詳細について説明する。
制御装置１７１は、第一線材１および第二線材２の間に印加される電圧の低周波成分に基づく制御（以下、「低周波成分制御」という。）、および、第一線材１および第二線材２の間に印加される電圧の高周波成分に基づく制御（以下、「高周波成分制御」という。）の二つの制御を行う。制御装置１７１による低周波成分制御および高周波成分制御は、いずれも電圧測定装置１６０により測定された第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差（電圧）に基づくフィードバック制御である。
【００８４】
以下では、制御装置１７１による二つの制御のうち、制御装置１７１による低周波成分制御の詳細について説明する。制御装置１７１による低周波成分制御は、制御装置１７１に格納されたプログラム（低周波成分制御プログラム）に従って行われる。
【００８５】
制御装置１７１は、電圧測定装置１６０により測定された第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差の平均値、すなわち「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」を算出する。
本実施形態では、制御装置１７１は、電圧測定装置１６０により経時的に測定された第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差のうち、所定期間（例えば、「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」を算出する直前の１０ｍｓｅｃの期間）に含まれるものの移動平均値（より詳細には、単純移動平均値(Ｓｉｍｐｌｅ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｅ；ＳＭＡ)）を算出し、当該算出された移動平均値を「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」とする。
【００８６】
制御装置１７１は「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」を予め記憶している。
「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」は第一線材１および第二線材２の材質、直径（線径）、第一線材１および第二線材２の供給速度等のパラメータに応じて設定される値であり、理論計算または実験により求められる。
【００８７】
制御装置１７１は「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」と「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」とを比較する。
その結果、「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」から外れている場合には、制御装置１７１は第一供給速度（第一線材供給装置１３０が第一線材１を第一チップ１１２に供給する速度）、第二供給速度（第二線材供給装置１４０が第二線材２を第二チップ１１４に供給する速度）、および設定電圧（電源装置１５０が正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加する電圧）を変更する。
「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」から外れている場合としては、（α）「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合、および、（β）「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合、が挙げられる。
【００８８】
（α）「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合、制御装置１７１は第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が所望の距離（粗大粒子の発生を防止しつつアーク溶射を行うことが可能な距離）よりも大きくなっていると判定し、以下の（α−１）、（α−２）および（α−３）の動作を並行して行う。
（α−１）制御装置１７１は、第一モータ１３４の回転速度を大きくする旨の第一モータ指令信号を第一モータ１３４に送信する。第一モータ１３４は、受信した第一モータ指令信号に従って第一モータ１３４の回転速度を大きくする。このように、制御装置１７１は第一線材供給装置１３０（第一モータ１３４）に第一供給速度を大きくさせる。
（α−２）制御装置１７１は、第二モータ１４４の回転速度を大きくする旨の第二モータ指令信号を第二モータ１４４に送信する。第二モータ１４４は、受信した第二モータ指令信号に従って第二モータ１４４の回転速度を大きくする。このように、制御装置１７１は第二線材供給装置１４０（第二モータ１４４）に第二供給速度を大きくさせる。
（α−３）制御装置１７１は、設定電圧の値を小さくする旨の設定電圧値信号を電源装置１５０の装置本体１５１に送信する。装置本体１５１は、受信した設定電圧値信号に従って正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加する設定電圧の値を小さくする。このように、制御装置１７１は電源装置１５０（装置本体１５１）に設定電圧を小さくさせる。
【００８９】
上記（α−１）および（α−２）の動作が行われることにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が小さくなる。また、（α−３）の動作が行われることにより、アーク放電が途切れることが防止される。
【００９０】
（β）「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合、制御装置１７１は第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が所望の距離よりも小さくなっていると判定し、以下の（β−１）、（β−２）および（β−３）の動作を並行して行う。
（β−１）制御装置１７１は、第一モータ１３４の回転速度を小さくする旨の第一モータ指令信号を第一モータ１３４に送信する。第一モータ１３４は、受信した第一モータ指令信号に従って第一モータ１３４の回転速度を小さくする。このように、制御装置１７１は第一線材供給装置１３０（第一モータ１３４）に第一供給速度を小さくさせる。
（β−２）制御装置１７１は、第二モータ１４４の回転速度を小さくする旨の第二モータ指令信号を第二モータ１４４に送信する。第二モータ１４４は、受信した第二モータ指令信号に従って第二モータ１４４の回転速度を小さくする。このように、制御装置１７１は第二線材供給装置１４０（第二モータ１４４）に第二供給速度を小さくさせる。
（β−３）制御装置１７１は、設定電圧の値を大きくする旨の設定電圧値信号を電源装置１５０の装置本体１５１に送信する。装置本体１５１は、受信した設定電圧値信号に従って正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加する設定電圧の値を大きくする。このように、制御装置１７１は電源装置１５０（装置本体１５１）に設定電圧を大きくさせる。
【００９１】
上記（β−１）および（β−２）の動作が行われることにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が大きくなる。また、（β−３）の動作が行われることにより、アーク放電を伴わない短絡（第一線材１の先端部と第二線材２の先端部とが物理的に接触すること）が防止される。
【００９２】
制御装置１７１による低周波成分制御が行われることにより、「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」から外れることを防止する（厳密には、「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の低周波許容範囲」から外れている時間を極力短くする）ことが可能であり、ひいては「アーク溶射装置１００のアーク電圧」の低周波成分との相関が大きい粗大粒子を防止することが可能である。
【００９３】
以下では、制御装置１７１による二つの制御のうち、制御装置１７１による高周波成分制御の詳細について説明する。制御装置１７１による高周波成分制御は、制御装置１７１に格納されたプログラム（高周波成分制御プログラム）に従って行われる。
制御装置１７１による高周波成分制御は先に説明した制御装置１７１による低周波成分制御と並行して（重畳的に）行われる制御であり、制御装置１７１による低周波成分制御だけでは発生を完全に防止することができない粗大粒子、すなわち「アーク溶射装置１００のアーク電圧」の高周波成分との相関が大きい粗大粒子を防止するための制御である。
【００９４】
図２および図４に示す如く、制御装置１７１は、先に説明した「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」と「上部設定値」との和を算出し、算出された値を「上部スパイク電圧値」とする。
また、制御装置１７１は、先に説明した「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」と「下部設定値」との差（「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」から「下部設定値」を引いた値）を算出し、算出された値を「下部スパイク電圧値」とする。
なお、以下の説明では、「下部スパイク電圧値」を下限値とするとともに「上部スパイク電圧値」を上限値とする範囲を、「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」という。
【００９５】
本実施形態では、「上部設定値」および「下部設定値」はいずれも制御装置１７１が予め記憶している値である。
「上部設定値」および「下部設定値」は任意に設定することが可能な値であるが、統計学的に有意義な値を「上部設定値」および「下部設定値」として設定することが望ましい。
例えば、予めアーク溶射装置１００による溶射実験を行い、当該実験時に測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」のデータを取得し、当該データに基づいて「アーク溶射装置１００のアーク電圧」の標準偏差の三倍の値（３σ）を算出し、当該算出された値を「上部設定値」および「下部設定値」として設定することが可能である。
【００９６】
制御装置１７１は「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」と「アーク溶射装置１００のアーク電圧」とを比較することにより、「スパイク電圧」が発生しているか否かを判定する。
その結果、「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」から外れている場合には、制御装置１７１は「スパイク電圧」が発生していると判定し、第一供給速度、第二供給速度、および設定電圧を変更する。
「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」から外れている場合としては、（Ａ）「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合、および、（Ｂ）「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合、が挙げられる。
ここで、「スパイク電圧」は、図３に示す如く、非常に短い時間（例えば０．０１ｍｓｅｃ（１０μｓｅｃ）のオーダー）で起こるアーク電圧の急激な変動を指す。
「スパイク電圧」には、図３に示す如きアーク電圧が上昇した後下降するもの（上に凸のスパイク電圧）だけでなく、アーク電圧が下降した後上昇するもの（下に凸のスパイク電圧）も含まれる。
なお、本発明の発明者らは、アーク溶射時のアーク電圧を測定するとともに粗大粒子（スパッタ）が発生する瞬間を高速度カメラで撮影する実験を行うことにより、アーク電圧の移動平均値が比較的安定しているときに発生する粗大粒子と「スパイク電圧」との間に強い相関がある（換言すれば、アーク電圧の低周波成分との相関が小さい粗大粒子が発生する兆候としてスパイク電圧が発生する）ことを確認している。
【００９７】
（Ａ）「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合、制御装置１７１は第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が「不測の事態」に起因して所望の距離よりも大きくなった結果として（上に凸の）スパイク電圧が発生したと判定し、以下の（Ａ−１）、（Ａ−２）および（Ａ−３）の動作を並行して行う。
（Ａ−１）制御装置１７１は、第一モータ１３４の回転速度を大きくする旨の第一モータ指令信号を第一モータ１３４に送信する。第一モータ１３４は、受信した第一モータ指令信号に従って第一モータ１３４の回転速度を大きくする。このように、制御装置１７１は第一線材供給装置１３０（第一モータ１３４）に第一供給速度を大きくさせる。
（Ａ−２）制御装置１７１は、第二モータ１４４の回転速度を大きくする旨の第二モータ指令信号を第二モータ１４４に送信する。第二モータ１４４は、受信した第二モータ指令信号に従って第二モータ１４４の回転速度を大きくする。このように、制御装置１７１は第二線材供給装置１４０（第二モータ１４４）に第二供給速度を大きくさせる。
（Ａ−３）制御装置１７１は、設定電圧の値を小さくする旨の設定電圧値信号を電源装置１５０の装置本体１５１に送信する。装置本体１５１は、受信した設定電圧値信号に従って正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加する設定電圧の値を小さくする。このように、制御装置１７１は電源装置１５０（装置本体１５１）に設定電圧を小さくさせる。
【００９８】
上記（Ａ−１）および（Ａ−２）の動作が行われることにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が小さくなる。また、（Ａ−３）の動作が行われることにより、アーク放電が途切れることが防止される。
【００９９】
（Ｂ）「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合、制御装置１７１は第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が「不測の事態に起因して」所望の距離よりも小さくなった結果として（下に凸の）スパイク電圧が発生したと判定し、以下の（Ｂ−１）、（Ｂ−２）および（Ｂ−３）の動作を並行して行う。
（Ｂ−１）制御装置１７１は、第一モータ１３４の回転速度を小さくする旨の第一モータ指令信号を第一モータ１３４に送信する。第一モータ１３４は、受信した第一モータ指令信号に従って第一モータ１３４の回転速度を小さくする。このように、制御装置１７１は第一線材供給装置１３０（第一モータ１３４）に第一供給速度を小さくさせる。
（Ｂ−２）制御装置１７１は、第二モータ１４４の回転速度を小さくする旨の第二モータ指令信号を第二モータ１４４に送信する。第二モータ１４４は、受信した第二モータ指令信号に従って第二モータ１４４の回転速度を小さくする。このように、制御装置１７１は第二線材供給装置１４０（第二モータ１４４）に第一供給速度を小さくさせる。
（Ｂ−３）制御装置１７１は、設定電圧の値を大きくする旨の設定電圧値信号を電源装置１５０の装置本体１５１に送信する。装置本体１５１は、受信した設定電圧値信号に従って正極１５１ａと負極１５１ｂとの間に印加する設定電圧の値を大きくする。このように、制御装置１７１は電源装置１５０（装置本体１５１）に設定電圧を大きくさせる。
【０１００】
上記（Ｂ−１）および（Ｂ−２）の動作が行われることにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が大きくなる。また、（Ｂ−３）の動作が行われることにより、アーク放電を伴わない短絡（第一線材１の先端部と第二線材２の先端部とが物理的に接触すること）が防止される。
【０１０１】
制御装置１７１は、「制御装置１７１による高周波成分制御」を所定の周期毎に繰り返し行う。「制御装置１７１による高周波成分制御」を行う周期は任意に設定することが可能であるが、電圧測定装置１６０がアーク溶射装置１００のアーク電圧を測定する周期と同程度であること（例えば、０．０１ｍｓｅｃ（１０μｓｅｃ）以下であること）が望ましい。
【０１０２】
「アーク溶射装置１００のアーク電圧」の高周波成分との相関が大きい粗大粒子が発生する原因となる「不測の事態」の例としては、第一線材１および第二線材２のカール（湾曲）、捻れ、線径の変動（不均一）等が挙げられる。
【０１０３】
第一線材１および第二線材２のカール、捻れ、線径の変動等は第一線材１および第二線材２がそれぞれ製造過程において第一リール１３１および第二リール１４１に巻回されることにより発生する。
第一線材１および第二線材２の自由径、すなわち第一リール１３１および第二リール１４１に巻回するための張力等の外力が作用していないときの第一線材１および第二線材２が成す螺旋の直径（≒カールの曲率半径の二倍）は第一リール１３１および第二リール１４１の直径に対応する。通常、第一線材１および第二線材２の前端部（第一リール１３１および第二リール１４１に巻回されたときに第一リール１３１および第二リール１４１の最外周側に位置する端部）の自由径は第一線材１および第二線材２の後端部（第一リール１３１および第二リール１４１に巻回されたときに第一リール１３１および第二リール１４１の最内周側に位置する端部）よりも大きい。従って、第一線材１および第二線材２の先端部（アーク放電により溶融する部分）の自由径は、アーク溶射の進行とともに徐々に小さくなっていく（一定ではない）。
また、第一リール１３１および第二リール１４１に巻回されるときに第一線材１および第二線材２に加わる捻れも一定ではない。
さらに、第一線材１および第二線材２の線径が予め定められた規格の範囲内（あるいは、規格の範囲外）で変動している場合がある。
【０１０４】
結果として、第一線材１および第二線材２の溶融速度（単位時間当たりに第一線材１および第二線材２が溶融する体積）、第一供給速度および第二供給速度、並びに設定電圧が一定であっても、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離が急激に（短時間で）変動することが起こり得る。
【０１０５】
第一線材１および第二線材２のカール、捻れ、線径の変動等を別途矯正することは一般に困難である。また、第一線材１および第二線材２のカール、捻れ、線径の変動等を別途矯正することはアーク溶射に係るコストの増大要因となり得る。
【０１０６】
制御装置１７１による高周波成分制御を（制御装置１７１による低周波成分制御に対して重畳的に）行うことにより、第一線材１および第二線材２のカール、捻れ、線径の変動等がある場合でも（制御装置１７１による低周波成分制御だけでは防止することが不可能な）粗大粒子をも防止することが可能であり、ワーク１０に形成される皮膜４の品質（例えば、皮膜４の膜厚の均一性、皮膜４の強度等）が向上する。
【０１０７】
以下では、図２、図４、図５および図６を用いて、制御装置１７１による高周波成分制御が皮膜４の品質に及ぼす影響を示す実験（以下「溶射実験」という。）について説明する。
【０１０８】
「溶射実験」はアーク溶射装置１００を用いて行われた。第一線材１および第二線材２の線形径は１．６ｍｍ（１．６φ）であり、第一線材１および第二線材２の材質はＦ−０．１ｗｔ％Ｃ−１２ｗｔ％Ｃｒ鋼である。ワーク１０はアルミニウム合金からなる鋳造品である。
「溶射実験」では、アーク溶射装置１００を（１）制御装置１７１による低周波成分制御および制御装置１７１による高周波成分制御を重畳的に行う場合、（２）制御装置１７１による低周波成分制御のみを行う場合（制御装置１７１による高周波成分制御を行わない場合）、の二つの条件で動作させ（運転し）、各条件についてそれぞれ計２００個のワーク１０・１０・・・にアーク溶射が行われた。
「溶射実験」における電源装置１５０の設定電圧（の初期値）は３０Ｖ、電流値は１０Ａであった。
「溶射実験」における第一供給速度および第二供給速度（の初期値）は８０ｍｍ／ｓｅｃであった。
皮膜４の評価としては「目視による粗大粒子の有無の判定」および「溶射皮膜の強度測定」が行われた。
「目視による粗大粒子の有無の判定」は、各ワーク１０の皮膜４の写真を撮影し、評価者が当該写真を目視し、評価者が当該写真において０．５ｍｍ以上の大きさを有する粗大粒子を一個以上発見した場合には「粗大粒子が有る（発生している）」と判定し、０．５ｍｍ以上の大きさを有する粗大粒子を一個も発見出来ない場合には「粗大粒子が無い（発生していない）」と判定する、という一連の作業により行われた。
「溶射皮膜の強度測定」は、各ワーク１０の皮膜４の剪断密着強度（皮膜４に剪断方向（皮膜４の表面に平行な方向）の力を付与したときに皮膜４がワーク１０から剥離される力の大きさ）を測定し、上記（１）および（２）の条件のそれぞれについて測定された剪断密着強度の平均値（相加平均値）を算出する、という一連の作業により行われた。
【０１０９】
図２に示す如く、（１）制御装置１７１による低周波成分制御および制御装置１７１による高周波成分制御を重畳的に行った場合には、電圧測定装置１６０により経時的に測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」は高周波許容範囲内にほぼ収まっており、スパイク電圧の発生が抑えられている。
これに対して、図３に示す如く、（２）制御装置１７１による低周波成分制御のみを行った場合には、電圧測定装置１６０により経時的に測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」は度々高周波許容範囲から外れており、スパイク電圧が頻繁に発生している。
このように、制御装置１７１による高周波成分制御を行うことによりスパイク電圧の発生を防止する（厳密には、スパイク電圧の発生頻度を下げる）ことが可能である。
【０１１０】
図５の（ａ）に示す如く、（１）制御装置１７１による低周波成分制御および制御装置１７１による高周波成分制御を重畳的に行った場合には、皮膜４には粗大粒子が見られない。
また、図６に示す如く、（１）制御装置１７１による低周波成分制御および制御装置１７１による高周波成分制御を重畳的に行った場合には、粗大粒子の発生確率（＝｛（粗大粒子が発生したワーク１０の個数）／（同じ実験条件でアーク溶射されたワーク１０の総個数）｝×１００［％］）は０％である。
これに対して、図５の（ｂ）に示す如く、（２）制御装置１７１による低周波成分制御のみを行った場合には、皮膜４には複数の粗大粒子（図５の（ｂ）において丸で囲まれた部分）が見られる。
また、（２）制御装置１７１による低周波成分制御のみを行った場合には、粗大粒子の発生確率は１．５％である。
このように、制御装置１７１による高周波成分制御を行うことにより粗大粒子の発生を防止することが可能である。
【０１１１】
図６に示す如く、（１）制御装置１７１による低周波成分制御および制御装置１７１による高周波成分制御を重畳的に行った場合の皮膜４の剪断密着強度の平均値は８９．８ＭＰａである。
これに対して、（２）制御装置１７１による低周波成分制御のみを行った場合の皮膜４の剪断密着強度の平均値は８３．０ＭＰａである。
このように、制御装置１７１による高周波成分制御を行うことにより、皮膜４の強度（より厳密には、剪断密着強度）が向上する。
【０１１２】
以上の如く、アーク溶射装置１００は、
第一線材１を長手方向に移動可能に支持する第一チップ１１２と、
第二線材２を長手方向に移動可能に支持する第二チップ１１４と、
第一線材１を第一チップ１１２に供給するとともに、第一線材１を第一チップ１１２に供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置１３０と、
第二線材２を第二チップ１１４に供給するとともに、第二線材２を第二チップ１１４に供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置１４０と、
第一チップ１１２と第二チップ１１４との間に設定電圧を印加することにより第一線材１の先端部と第二線材２の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、設定電圧を変更することが可能な電源装置１５０と、
第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差である「アーク溶射装置１００のアーク電圧」を経時的に測定する電圧測定装置１６０と、
電圧測定装置１６０により測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定し、スパイク電圧が発生していると判定した場合には第一線材供給装置１３０に第一供給速度を変更させ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を変更させるとともに電源装置１５０に設定電圧を変更させる制御装置１７１と、
を具備する。
このように構成することにより、粗大粒子の発生を防止することが可能であり、ひいてはワーク１０に形成される皮膜４の品質を向上することが可能である。
【０１１３】
また、制御装置１７１は、
電圧測定装置１６０により測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とする「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」から外れている場合には、「スパイク電圧」が発生していると判定する。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、上部設定値および下部設定値の大きさを適宜設定することにより、単なるノイズ電圧とスパイク電圧とを選別し、単なるノイズ電圧に過剰に反応する（制御がビジーになる）ことを防止することが可能である。
【０１１４】
また、制御装置１７１は、
「スパイク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合には、第一線材供給装置１３０に第一供給速度を大きくさせ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を大きくさせるとともに電源装置１５０に設定電圧を小さくさせ、
「スパイク電圧」が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合には、第一線材供給装置１３０に第一供給速度を小さくさせ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を小さくさせるとともに電源装置１５０に設定電圧を大きくさせる。
このように構成することにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離を一定に保持することが可能であり、粗大粒子の発生を防止することが可能である。
【０１１５】
本実施形態では「スパイク電圧」が発生した場合には、制御装置１７１は第一供給速度、第二供給速度および設定電圧を変更するが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、本発明は、（ｉ）「スパイク電圧」が発生した場合に制御装置が第一供給速度、第二供給速度および設定電圧をいずれも変更する構成（本実施形態に対応する構成）の他、（ｉｉ）「スパイク電圧」が発生した場合に制御装置が第一供給速度および第二供給速度を変更する構成（設定電圧については変更しない構成）、あるいは（ｉｉｉ）「スパイク電圧」が発生した場合に制御装置が第一供給速度を変更する構成（第二供給速度および設定電圧については変更しない構成）としても良い。
【０１１６】
また、第一線材供給装置１３０は、
第一線材１を挟持しつつ回転可能な一対の第一ローラ（本実施形態では、第一駆動ローラ１３２および第一従動ローラ１３３）と、
一対の第一ローラの少なくとも一方（本実施形態では、第一駆動ローラ１３２）を回転駆動する第一モータ１３４と、
を備え、
第二線材供給装置１４０は、
第二線材２を挟持しつつ回転可能な一対の第二ローラ（本実施形態では、第二駆動ローラ１４２および第二従動ローラ１４３）と、
一対の第二ローラの少なくとも一方（本実施形態では、第二駆動ローラ１４２）を回転駆動する第二モータ１４４と、
を備える。
このように構成することにより、簡便な構成で第一線材１および第二線材２をそれぞれ第一チップ１１２および第二チップ１１４に供給することが可能である。
【０１１７】
以下では、図７を用いて本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態について説明する。
本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態は実質的にはアーク溶射装置１００の「制御装置１７１による高周波成分制御」に対応するものであり、図７に示す如く、判定工程Ｓ１１００および第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００を具備する。
判定工程Ｓ１１００は、制御装置１７１が電圧測定装置１６０により測定される「アーク溶射装置１００のアーク電圧」に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する工程である。制御装置１７１がスパイク電圧の発生の有無を判定する具体的な方法については「制御装置１７１による高周波成分制御」において既に説明しているため、省略する。
判定工程Ｓ１１００において制御装置１７１が「スパイク電圧が発生している」と判定した場合、第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００に移行する。
判定工程Ｓ１１００において制御装置１７１が「スパイク電圧が発生していない」と判定した場合、所定時間経過後に（所定周期毎に）判定工程Ｓ１１００に移行する。
【０１１８】
第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００は、制御装置１７１が第一線材供給装置１３０に第一供給速度を変更させ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を変更させるとともに電源装置１５０に設定電圧を変更させる工程である。
制御装置１７１が第一線材供給装置１３０に第一供給速度を変更させ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を変更させるとともに電源装置１５０に設定電圧を変更させる具体的な方法については「制御装置１７１による高周波成分制御」において既に説明しているため、省略する。
第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００が終了したら、所定時間経過後に（所定周期毎に）判定工程Ｓ１１００に移行する。
【０１１９】
以上の如く、本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態は、
第一線材１を長手方向に移動可能に支持する第一チップ１１２と、
第二線材２を長手方向に移動可能に支持する第二チップ１１４と、
第一線材１を第一チップ１１２に供給するとともに、第一線材１を第一チップ１１２に供給する速度である第一供給速度を変更することが可能な第一線材供給装置１３０と、
第二線材２を第二チップ１１４に供給するとともに、第二線材２を第二チップ１１４に供給する速度である第二供給速度を変更することが可能な第二線材供給装置１４０と、
第一チップ１１２と第二チップ１１４との間に設定電圧を印加することにより第一線材１の先端部と第二線材２の先端部との間でアーク放電を発生させるとともに、設定電圧を変更することが可能な電源装置１５０と、
第一チップ１１２と第二チップ１１４との間の電位差であるアーク電圧を経時的に測定する電圧測定装置１６０と、
を具備するアーク溶射装置１００の制御方法であって、
（制御装置１７１が）電圧測定装置１６０により測定されるアーク電圧に基づいてスパイク電圧の発生の有無を判定する判定工程Ｓ１１００と、
判定工程Ｓ１１００においてスパイク電圧が発生していると判定された場合に第一線材供給装置１３０に第一供給速度を変更させ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を変更させるとともに電源装置１５０に設定電圧を変更させる第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００と、
を具備する。
このように構成することにより、粗大粒子の発生を防止することが可能であり、ひいてはワーク１０に形成される皮膜４の品質を向上することが可能である。
【０１２０】
また、本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態は、
判定工程Ｓ１１００において電圧測定装置１６０により測定されるアーク電圧が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」から予め設定された下部設定値を引いた値である下部スパイク電圧値を下限値とするとともに「アーク溶射装置１００のアーク電圧の平均値」に予め設定された上部設定値を加えた値である上部スパイク電圧値を上限値とする「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」から外れている場合には、（制御装置１７１が）スパイク電圧が発生していると判定する。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、上部設定値および下部設定値の大きさを適宜設定することにより、単なるノイズ電圧とスパイク電圧とを選別し、単なるノイズ電圧に過剰に反応する（制御がビジーになる）ことを防止することが可能である。
【０１２１】
また、本発明に係るアーク溶射装置の制御方法の実施の一形態は、
スパイク電圧が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の上限値よりも大きい場合には、第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００において第一線材供給装置１３０に第一供給速度を大きくさせ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を大きくさせるとともに電源装置１５０に設定電圧を小さくさせ、
スパイク電圧が「アーク溶射装置１００のアーク電圧の高周波許容範囲」の下限値よりも小さい場合には、第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００において第一線材供給装置１３０に第一供給速度を小さくさせ、第二線材供給装置１４０に第二供給速度を小さくさせるとともに電源装置１５０に前記設定電圧を大きくさせる。
このように構成することにより、第一線材１の先端部から第二線材２の先端部までの距離を一定に保持することが可能であり、粗大粒子の発生を防止することが可能である。
【０１２２】
本実施形態では、判定工程Ｓ１１００においてスパイク電圧が発生していると判定された場合には、第一・第二供給速度／設定電圧変更工程Ｓ１２００において第一供給速度、第二供給速度および設定電圧を変更するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、図８に示す如く、判定工程Ｓ２１００においてスパイク電圧が発生していると判定された場合に第一・第二供給速度変更工程Ｓ２２００において第一供給速度および第二供給速度を変更する構成（設定電圧については変更しない構成）としても良い。
また、図９に示す如く、判定工程Ｓ３１００においてスパイク電圧が発生していると判定された場合に第一供給速度変更工程Ｓ３２００第一供給速度を変更する構成（第二供給速度および設定電圧については変更しない構成）としても良い。
【符号の説明】
【０１２３】
１      第一線材
２      第二線材
３      溶滴
４      皮膜
１０    ワーク（溶射対象物）
１００  アーク溶射装置
１１２  第一チップ
１１４  第二チップ
１３０  第一線材供給装置
１４０  第二線材供給装置
１５０  電源装置
１６０  電圧測定装置
１７１  制御装置
【図１】
2010270362.tif 000003
【図２】
2010270362.tif 000004
【図３】
2010270362.tif 000005
【図４】
2010270362.tif 000006
【図５】
2010270362.tif 000007
【図６】
2010270362.tif 000008
【図７】
2010270362.tif 000009
【図８】
2010270362.tif 000010
【図９】
2010270362.tif 000011