(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高熱気流を吹き出して溶射基材に当てて溶射皮膜を形成するための溶射ヘッドの前端面を受ける、該前端面の高熱気流噴射口より大きく該前端面より小さい開口が開いた耐熱部材；
前記開口より大径の内空間を有し前記耐熱部材を支持する、弾力性があるシ−ル部材；および、
該シ−ル部材を介して前記耐熱部材を支持する開口端、を有する筒部材；
を備える、溶射ヘッドの待機支持装置。
【請求項２】
前記筒部材の他方の開口端は、集塵ダクトに連なった、請求項１記載の、溶射ヘッドの待機支持装置。
【請求項３】
前記筒部材は、冷却媒体を通すための流路を有する、請求項１又は請求項２記載の、溶射ヘッドの待機支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高熱気流と共に溶融又は半溶融状態の溶射材料を加工対象材（溶射基材）に当てて溶射皮膜を形成する高熱溶射加工に関し、特に、溶射ヘッドの支持装置に関する。具体的には、これに限定する意図ではないが、加工対象材の交換あるいは皮膜観察のために溶射ヘッドを高熱気流噴射状態で一時的に待機させる場合の溶射ヘッド支持に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体表面に各種機能皮膜を、高熱溶射により形成する溶射法には、ガス溶射，ア−ク溶射，プラズマ溶射，高速フレ−ム溶射等がある。いずれの溶射方法においても溶射ヘッドから高熱気流を吹き出し溶融又は半溶融状態の溶射材料と共に溶射基材に当てて溶射皮膜を形成する。
【０００３】
溶射ヘッドは高熱気流の吹き出しによる騒音が大きく、例えばプラズマ溶射で１２０ｄＢ、高速フレ−ム溶射で１３０ｄＢにもなり、防音が不可欠である。したがって防音室内にて溶射加工を行なっている。
【０００４】
量産物の溶射施工では、溶射基材（原材料）を防音室に搬入し、溶射を終えると防音室から搬出すると共に次の溶射基材を防音室に搬入する。この溶射基材の出し入れの際、騒音が外部に漏れるのを防止するため、図３に示すように、２重扉構造の防音室を採用している。溶射位置Ｄで溶射施工を終えた基材は防音室内のＥ位置に移し、Ｃ位置の未溶射基材を溶射位置Ｄに置いて溶射を開始し、内扉を開けて、Ｅ位置の溶射済基材をＦ位置に、Ｂ位置の未溶射基材をＣ位置に移して内扉を閉じ、そして外扉を開けてＦ位置の溶射済基材を搬出路のＧ位置に移し、搬入路のＡ位置の未溶射基材をＢ位置に移して外扉を閉じる。以上を、１回の溶射施工の完了毎に実行する。これにより、内扉と外扉が同時に開いていることはなく、溶射施工の騒音が出入口開口から素通りで外部に漏れるのが防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、防音効果が高い出入口／扉構造が２箇所必要であり、防音室の構造が複雑で、高価な設備になる。溶射基材の取り替えのたびに溶射ヘッドの動作（高熱気流噴射）を止めることが考えられるが、再起動時に溶射ヘッドの動作（高熱気流）が安定するまでの時間が必要であり、また、例えばプラズマ溶射の場合には起動，停止の繰り返しが電極の寿命を短くするなど、頻繁な起動，停止が溶射ヘッドの機構要素の寿命低下をまねき易い。
【０００６】
本発明は、溶射施工空間から外部へ漏れる騒音を低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）高熱気流を吹き出して溶射基材に当てて溶射皮膜を形成するための溶射ヘッド（１）の前端面（１ｔ）を受ける、該前端面の高熱気流噴射口より大きく該前端面より小さい開口（５１）が開いた耐熱部材（５２）；
前記開口（５１）より大径の内空間を有し前記耐熱部材（５２）を支持する、弾力性があるシ−ル部材（５３）；および、
該シ−ル部材（５３）を介して前記耐熱部材（５２）を支持する開口端（５４）、を有する筒部材（５５）；
を備える、溶射ヘッドの待機支持装置。
【０００８】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、参考までに付記した。以下も同様である。
【０００９】
これによれば、待機のために、高熱気流を吹き出したままの溶射ヘッド（１）を、その高熱気流を耐熱部材（５２）の開口（５１）およびシ−ル部材（５３）の内空間を通して筒部材（５５）の内空間に差し通すようにして、溶射ヘッド（１）の前端面（１ｔ）を耐熱部材（５２）の外表面に押し付けると、溶射ヘッド（１）は耐熱部材（５２）部材で支持される。この状態では、高熱気流が筒部材（５５）によって溶射施工空間から遮断されしかも溶射ヘッド（１）の音波が耐熱部材（５２）を介してシ−ル部材（５３）で吸収されるので、溶射ヘッド（１）および高熱気流が発生する騒音が待機支持装置によって吸収ならびに遮断され、溶射施工空間への騒音放射が少くなる。すなわち、溶射ヘッド（１）が待機状態のときに溶射施工空間から外部へ漏れる騒音が低減する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（２）前記筒部材（５５）の他方の開口端は、集塵ダクトに連なった、上記（１）の、溶射ヘッドの待機支持装置。集塵ダクトの気体は集塵機に吸引される。集塵機はまず吸引気体の塵埃をフィルタによって補集し、フィルタを通過した微粒塵は電気集塵器で捕獲し有害ガスは触媒で無害化処理する。フィルタは騒音を吸収する。
【００１１】
（３）前記筒部材（５５）は、冷却媒体を通すための流路（５６）を有する、上記（１）又は（２）の、溶射ヘッドの待機支持装置。流路（５６）に冷却媒体を流すことにより、溶射ヘッドを長時間待機させても筒部材（５５）の寿命は長く、しかも集塵ダクトあるいは集塵機の過熱を回避することができる。
【００１２】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１３】
【実施例】
図１に、本発明の一実施例の、溶射ヘッドの待機支持装置５の外観を示す。被溶射基材を支持する基材支持装置１０は、レ−ル６に沿って走行可であり、図示しない搬送車両によって、図示溶射位置に運び込まれ、溶射が終わると図示溶射位置から搬出される。
【００１４】
溶射位置の上方には、２本の水平ｙ梁４ａ，４ｂがあり、これらにｙ方向に移動自在に水平ｘ梁３ｘが結合し、この水平ｘ梁３ｘに、ｘ方向に移動自在に垂直ｚ梁３ｚが結合し、この垂直ｚ梁３ｚに、ｚ方向に移動自在にキャリッジ２が結合し、このキャリッジ２で、プラズマ溶射ト−チの溶射ヘッド１が支持されている。キャリッジ２と垂直ｚ梁３ｚには、キャリッジ２をｚ方向に駆動する電動ｚ駆動装置が装備されているが、その図示は省略した。垂直ｚ梁３ｚと水平ｘ梁３ｘには、垂直ｚ梁３ｚをｘ方向に駆動する電動ｘ駆動装置が装備されているが、その図示は省略した。また、水平ｘ梁３ｘと水平ｙ梁４ａ，４ｂには、水平ｘ梁３ｘをｙ方向に駆動する電動ｙ駆動装置が装備されているが、その図示も省略した。これらｚ，ｘ，ｙ駆動装置によってプラズマ溶射ヘッド１（の下向きのプラズマ噴射ノズル）を、溶射ヘッドの待機支持装置５および基材支持装置１０の水平面投影領域のいずれの点（ｘ，ｙ）にも、また所要の高さ（ｚ）に、位置決めすることができる。
【００１５】
待機支持装置５は、ヘッド１から下向きに噴射するプラズマ炎１ｆを受入れてヘッド１を下支持するものであり、それには集塵ダクト７が連続し、この集塵ダクト７が床壁下を通って、浄化排気ル−ムの集塵機につながっている。待機支持装置５の中心軸が、ヘッド１（のプラズマ噴射ノズル）の待機位置（ホ−ムポジション）であり、そこにヘッド１を置いて装置５で下支持し、プラズマの着火，溶射火焔（高熱溶融あるいは半溶融した溶射材料を含む高熱プラズマ気流）の調整，弱火にしての待機等が行なわれる。
【００１６】
溶射基材Ｗａ〜Ｗｌを装着した基材支持装置１０が図示溶射位置に位置決めされると、装置５で下支持している（ホ−ムポジションで待機している）溶射ヘッド１の溶射火焔すなわちプラズマ炎を溶射施工に所要のものに調整してから、ヘッド１が、ｚ，ｘ，ｙ駆動装置によって、予めティ−チング作業によって図示しないコンピュ−タに登録されているスケジュ−ル（溶射軌跡）に従って、溶射基材Ｗａ〜Ｗｌの上方に順次に駆動され、各溶射基材に対してティ−チングで設定されたｘ，ｙ走査軌跡にて移動し、全溶射基材Ｗａ〜Ｗｌについてそれを完了すると、溶射火焔が待機時の弱火に下げられ、ホ−ムポジションに戻されて装置５で下支持されそこで待機する。
【００１７】
図２に、待機支持装置５の拡大縦断面（ｘ，ｚ平面に平行な断面）を示す。床を貫通する集塵ダクト７には、冷却水通流空間５６を形成した銅製の二重円筒５５の下端が固着され、二重円筒５５の内空間は集塵ダクト７の内空間と連通している。二重円筒５５の外筒の下部には冷却水注入口５７が、上部には冷却水排出口５８があり、注入口５７に圧入された冷却水は冷却水通流空間５６を通って排出口５８に至り、そこから筒外に出る。二重円筒５５の上端は少し小径の筒となって、シリコンゴム製の弾力性があるシ−ルリング５３を貫通している。シ−ルリング５３の上に、耐熱性および絶縁性が高いセラミック円板５２が載っている。セラミック円板５２は、プラズマ溶射ヘッド１の、プラズマ噴射ノズルが開いた端板１ｔ（アノ−ド：銅厚板）を下支持するためのものであり、その中心に、プラズマ炎（高熱気流）１ｆを受入れるための、プラズマ溶射ヘッド１のプラズマ噴射ノズルよりも大径ではあるが、端板１ｔの外径よりは小さい径の開口５１がある。
【００１８】
セラミック円板５２にプラズマ溶射ヘッド１（端板１ｔ）を載せて少し押し下げると、セラミック円板５２で加圧されてシ−ルリング５３が圧縮されて、セラミック円板５２／シ−ルリング５３／二重円筒５５の上端、の間が気密シ−ルとなる。二重円筒５５の上端の少し小径の筒は、プラズマ炎１ｆの高熱輻射がシ−ルリング５３の内表面に直接に当るのを防止する。プラズマ炎１ｆを噴射しているヘッド１を図２に２点鎖線で示す位置に配置する直前に、また、該配置位置からヘッド１を溶射施工位置に移すときに、プラズマ炎１ｆの高熱輻射がシ−ルリング５３の外側面に直接に当るのを防止するために、上底に端板１ｔよりも大径の開口を開けた逆カップ状のセラミックキャップ５９を、セラミック円板５２，シ−ルリング５３および二重円筒５５の上端、の外表面を覆うように、二重円筒５５の上端に装着している。
【００１９】
防音室を通常のシンプルな一重扉構造とし、被溶射物交換時間即ち待機時間中は図２に２点鎖線で示すように、溶射ヘッド１を、プラズマ炎１ｆを出した状態にて待機支持装置５で下支持することにより、プラズマ炎１ｆの騒音が二重円筒５５で遮られ、溶射ヘッド１の騒音の一部がセラミック円板５２を介してシ−ルリング５３で吸収されるので、防音室の扉を開け被溶射物の交換を行なっても、騒音の漏れは少なく、周辺の環境を保護することができる。
【００２０】
例えば、電流値１１５０Ａで基材支持装置１０の基材Ｗａ〜Ｗｌに順次に溶射を行ない、最後の基材Ｗｈの溶射を終えると、電流値を１５０Ａに落して溶射ヘッド１を図２に２点鎖線で示す位置に移して待機支持装置５で下支持し、基材支持装置１０を溶射施工位置から搬出して、別の、未溶射の基材を装着した基材支持装置を搬入して溶射施工位置に定め、溶射ヘッド１の電流値を１１５０Ａに上げてそれが安定してから溶射ヘッドを待機支持装置５から引上げて溶射施工位置に移して溶射を行なった。電流値１１５０Ａを溶射ヘッド１に通電して溶射を行なっているときの防音室内の騒音は略１１４ｄＢであり、溶射を終えて電流値を１５０Ａに下げると防音室内の騒音は略１００ｄＢ程度に下がった。次いで溶射ヘッド１を待機支持装置５に、図２に２点鎖線で示すように装着すると、すなわち待機位置に置くと、防音室内の騒音は略８７ｄＢに低下した。
【００２１】
溶射は、溶射皮膜の原材料粉末をプラズマ炎と共に、溶融又は半溶射状態で被溶射基材に吹き付ける方法であるので、皮膜形成に寄与しなかった粉末は飛散するので、これを集塵機で回収するために、二重円筒５５を集塵ダクト７につないでいる。溶射ヘッド１を待機支持装置５に装着して待機しているときには、ヘッド１が噴射するプラズマ炎の熱，ガスおよび粉末が集塵ダクト７に廃棄され、集塵ダクト７がつながった図示しない集塵機のフィルタが、粉末を捕集し騒音を吸収する。フィルタを通過した微粒塵は電気集塵器で捕獲し有害ガスは触媒で無害化処理する。
【００２２】
なお、原料の無駄な消費と集塵機の負担を低減するために、待機時は溶射ヘッド１への原料粉末の供給をカットすることができるが、粉末供給を開始してからプラズマ炎中の溶融又は半溶融粉体の量が安定するまでに時間がかかるので、待機時間が短い操業として、待機中も粉体供給を継続するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の待機支持装置５の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す待機支持装置５の拡大縦断面図である。
【図３】二重扉構造の防音室の内空間を示す平面図である。
【符号の説明】
１：溶射ヘッド            １ｔ：端板
１ｆ：プラズマ炎          ２：キャリッジ
３ｘ：ｘ梁                ３ｚ：ｚ梁
４ａ，４ｂ：ｙ梁          ５：溶射ヘッドの待機支持装置
５１：開口                ５２：セラミック円板
５３：シ−ルリング        ５４：開口端
５５：二重筒              ５６：冷却水通流空間
５７：冷却水注入口        ５８：冷却水排出口
５９：セラミックキャップ  ６：レ−ル
７：集塵ダクト            １０：溶射基材支持装置
１５ａ，１５ｂ：ピン      ２０：マスク板
Ｗａ〜Ｗｌ：溶射基材
【図１】
0003568113.tif 000002
【図２】
0003568113.tif 000003
【図３】
0003568113.tif 000004