(57)【要約】【課題】  気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜が形成でき、簡単かつ安価に実施できる溶射方法及び溶射設備を提供する。【解決手段】  シリンダブロック５への溶射前に集塵機１７により溶射ブース１のブース内雰囲気の気体を、ブース内吸引ダクト１５及び循環ダクト１８を介して循環させながら、ブース内雰囲気の温度及び湿度をセンサ２０で検出し、その検出結果に基づいてコンプレッサ２２を作動させて溶射ブース１に乾燥エアーを供給して、ブース内雰囲気を所望の状態に調整し、溶射時はダクト切換装置１４により溶射部吸引ダクト１３を集塵機１７に連通して、溶射雰囲気の気体を溶射部吸引ダクト１３を介して吸引し、循環ダクト１８を介して循環させる。気候や作業場環境に影響されることなくブース内雰囲気を所望の状態に調整でき、密着度に優れた溶射皮膜を形成できる。【選択図】  図１
2006257459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射ブースに設置された溶射装置により被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、
上記溶射ブースのブース内雰囲気の温度及び湿度を検出し、該検出した温度及び湿度に基づいて上記溶射ブースに乾燥エアーを供給して、上記ブース内雰囲気を所望の状態に調整することを特徴とする溶射方法。
【請求項２】
溶射ブースに設置された溶射装置による被溶射材の溶射雰囲気の気体を集塵機により吸引しながら、上記溶射装置により上記被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、
上記集塵機により吸引した気体を上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする溶射方法。
【請求項３】
溶射ブースに設置された溶射装置による被溶射材の溶射雰囲気の気体を集塵機により吸引しながら、上記溶射装置により上記被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、
上記溶射装置による溶射に先立って、上記溶射雰囲気以外のブース内雰囲気の気体を上記集塵機により吸引することを特徴とする溶射方法。
【請求項４】
上記溶射装置による溶射に先立って上記集塵機により吸引した上記ブース内雰囲気の気体を上記溶射ブースに供給して循環させると共に、上記溶射装置による溶射時に上記集塵機により吸引した上記溶射雰囲気の気体を上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする請求項３に記載の溶射方法。
【請求項５】
上記集塵機により吸引した上記ブース内雰囲気の気体から、該ブース内雰囲気の温度及び湿度を検出し、該検出した温度及び湿度に基づいて上記溶射ブースに乾燥エアーを供給して、上記溶射装置による溶射に先立って上記ブース内雰囲気を所望の状態に調整することを特徴とする請求項４に記載の溶射方法。
【請求項６】
溶射ブースに設置されて被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射装置と、
上記溶射装置による上記被溶射材の溶射雰囲気に吸引口を臨ませた溶射部吸引ダクトと、
上記溶射雰囲気から離れたブース内雰囲気に吸引口を望ませたブース内吸引ダクトと、
上記溶射ブースの外部に設置され、上記溶射部吸引ダクトまたは上記ブース内吸引ダクトを介して上記溶射雰囲気またはブース内雰囲気を吸引する集塵機と、
上記溶射装置の動作に同期して、溶射時には上記溶射部吸引ダクトを上記集塵機に連通接続し、非溶射時には上記ブース内吸引ダクトを上記集塵機に連通接続するダクト切換装置と、
上記集塵機により吸引した気体を上記溶射ブースに供給する循環ダクトと、
上記ブース内雰囲気の温度及び湿度を検出するセンサと、
上記溶射ブースに乾燥エアーを供給するコンプレッサと、
上記センサによる検出結果に基づいて上記コンプレッサの動作を制御する制御装置とを有し、
上記溶射装置による非溶射時は、上記集塵機により上記ブース内吸引ダクトを介して吸引した上記ブース内雰囲気の気体を上記循環ダクトを介して上記溶射ブースに供給して循環させると共に、上記ブース内雰囲気の気体の温度及び湿度を上記センサで検出して、該検出結果に基づいて上記ブース内雰囲気が所望の状態となるように上記制御装置により上記コンプレッサの動作を制御し、上記溶射装置による溶射時は、上記集塵機により上記溶射部吸引ダクトを介して吸引した上記溶射雰囲気の気体を上記循環ダクトを介して上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする溶射設備。
【請求項７】
上記溶射ブースに対する上記被溶射材のワーク出入扉を、上記溶射ブースの側部の高さ方向ほぼ中央部から上方に設けたことを特徴とする請求項６に記載の溶射設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリンダブロックのボア内面等の被溶射材表面に溶射皮膜を形成する溶射方法及び溶射設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロックのボア内面への溶射方法として、溶射ガンをボア内に挿入して回転させながら上下動させることにより溶射皮膜を形成する方法や、シリンダブロックをターンテーブルに保持してシリンダブロックを回転させた状態で、溶射ガンをボア内に挿入して上下動させることにより溶射皮膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなボア内面への溶射方法では、ヒューム（酸化鉄）等の不純物を含んだ溶射皮膜が形成されると、溶射皮膜のシリンダブロックに対する密着度が低下して、その後のホーニング加工の際に、溶射皮膜がシリンダブロックから剥がれるおそれがある。そのため、一般には、溶射装置が設置されている溶射ブースの外部に集塵機を設置し、この集塵機により集塵ダクトを介して溶射雰囲気であるボア内を例えば５〜１０ｍ／sec程度の風速で吸引しながら溶射を行うことにより、溶射皮膜への不純物の巻き込みを防止するようにしている。
【０００４】
ところが、ボア内を吸引すると、ボア内面が大量の大気に晒されることになることになり、湿度が非常に高い日等には、大気中に含まれる水分量が多いためにブラスト処理されたボア内面の未溶射部分に水分が付着したり、また、気温が非常に高い日等には、ボア内面の未溶射部分が酸化されたりして、溶射皮膜の密着度を低下させる要因となる。
【０００５】
そこで、従来は、湿度が高い場合には、溶射前にシリンダブロックを予熱したり、エアコンによって溶射作業場全体を除湿したりし、気温が高い場合には、エアコンによって溶射作業場全体を冷房したりするようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、溶射前にシリンダブロックを予熱する場合には、多くの作業時間を要すると共に、コストの増大が懸念されると共に、シリンダブロックの変形を招くおそれがある。
【０００８】
また、溶射作業場全体の温度及び湿度をエアコンで管理する場合には、多くのコストを要することが懸念されると共に、溶射ブース内では、ボア内を風速５〜１０ｍ／secで吸引しているため、溶射ブース内を所望の温度及び湿度に正確に管理するのは困難である。
【０００９】
従って、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成できると共に、簡単かつ安価に実施できる溶射方法及び溶射設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載の溶射方法の発明は、溶射ブースに設置された溶射装置により被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、上記溶射ブースのブース内雰囲気の温度及び湿度を検出し、該検出した温度及び湿度に基づいて上記溶射ブースに乾燥エアーを供給して、上記ブース内雰囲気を所望の状態に調整することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の溶射方法の発明は、溶射ブースに設置された溶射装置による被溶射材の溶射雰囲気の気体を集塵機により吸引しながら、上記溶射装置により上記被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、上記集塵機により吸引した気体を上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の溶射方法の発明は、溶射ブースに設置された溶射装置による被溶射材の溶射雰囲気の気体を集塵機により吸引しながら、上記溶射装置により上記被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射方法において、上記溶射装置による溶射に先立って、上記溶射雰囲気以外のブース内雰囲気の気体を上記集塵機により吸引することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３の溶射方法において、上記溶射装置による溶射に先立って上記集塵機により吸引した上記ブース内雰囲気の気体を上記溶射ブースに供給して循環させると共に、上記溶射装置による溶射時に上記集塵機により吸引した上記溶射雰囲気の気体を上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４の溶射方法において、上記集塵機により吸引した上記ブース内雰囲気の気体から、該ブース内雰囲気の温度及び湿度を検出し、該検出した温度及び湿度に基づいて上記溶射ブースに乾燥エアーを供給して、上記溶射装置による溶射に先立って上記ブース内雰囲気を所望の状態に調整することを特徴とする。
【００１５】
更に、上記目的を達成する請求項６に記載の溶射設備の発明は、溶射ブースに設置されて被溶射材の表面に溶射皮膜を形成する溶射装置と、上記溶射装置による上記被溶射材の溶射雰囲気に吸引口を臨ませた溶射部吸引ダクトと、上記溶射雰囲気から離れたブース内雰囲気に吸引口を望ませたブース内吸引ダクトと、上記溶射ブースの外部に設置され、上記溶射部吸引ダクトまたは上記ブース内吸引ダクトを介して上記溶射雰囲気またはブース内雰囲気を吸引する集塵機と、上記溶射装置の動作に同期して、溶射時には上記溶射部吸引ダクトを上記集塵機に連通接続し、非溶射時には上記ブース内吸引ダクトを上記集塵機に連通接続するダクト切換装置と、上記集塵機により吸引した気体を上記溶射ブースに供給する循環ダクトと、上記ブース内雰囲気の温度及び湿度を検出するセンサと、上記溶射ブースに乾燥エアーを供給するコンプレッサと、上記センサによる検出結果に基づいて上記コンプレッサの動作を制御する制御装置とを有し、上記溶射装置による非溶射時は、上記集塵機により上記ブース内吸引ダクトを介して吸引した上記ブース内雰囲気の気体を上記循環ダクトを介して上記溶射ブースに供給して循環させると共に、上記ブース内雰囲気の気体の温度及び湿度を上記センサで検出して、該検出結果に基づいて上記ブース内雰囲気が所望の状態となるように上記制御装置により上記コンプレッサの動作を制御し、上記溶射装置による溶射時は、上記集塵機により上記溶射部吸引ダクトを介して吸引した上記溶射雰囲気の気体を上記循環ダクトを介して上記溶射ブースに供給して循環させることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６の溶射設備において、上記溶射ブースに対する上記被溶射材のワーク出入扉を、上記溶射ブースの側部の高さ方向ほぼ中央部から上方に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によると、ブース内雰囲気の温度及び湿度に基づいて溶射ブースに乾燥エアーを供給してブース内雰囲気の水分量を低減させてブース内雰囲気を所望の状態に調整するので、気候や作業場環境に影響されることなくブース内雰囲気を所望の状態に調整でき、被溶射材に水分が付着することがなくなり密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成することができると共に被溶射材の酸化が抑制できる。
【００１８】
請求項２の発明によると、集塵機により吸引した溶射雰囲気の気体を溶射ブースに供給して循環させることで、溶射雰囲気において溶射熱源により加熱・乾燥された気体を溶射ブースに循環させることができるので、気候や作業場環境に影響されることなく、効率的にブース内雰囲気の水分量を低減でき、被溶射材に水分が付着することがなくなり密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００１９】
請求項３の発明によると、溶射に先立って、溶射雰囲気以外のブース内雰囲気の気体を集塵機により吸引することで、溶射前に予めブース内雰囲気の水分量を低減させてブース内雰囲気を所望の状態に調整することが可能となり、溶射開始時においても被溶射材に水分が付着することがなくなり、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成することが可能となる。
【００２０】
請求項４の発明によると、溶射前はブース内雰囲気の気体を吸引して循環させて溶射ブース内を水分量の少ない状態に安定して維持し、溶射中は溶射雰囲気の気体を吸引して循環させるので被溶射材に水分が付着することがなくなり、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００２１】
請求項５の発明によると、溶射前にブース内雰囲気の温度及び湿度に応じて溶射ブースに乾燥エアーを供給して、ブース内雰囲気を所望の状態に調整するので、溶射開始時においても被溶射材に水分が付着することがなくなり、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜をより安定して形成することができる。
【００２２】
請求項６の発明によると、従来の溶射設備に、ブース内吸引ダクト、ダクト切換装置、循環ダクト、センサ、コンプレッサ及び制御装置を付加する簡単かつ安価な構成で、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜を安定して形成することができる。
【００２３】
請求項７の発明によると、溶射ブースに対して、その側部の高さ方向ほぼ中央部から上方に設けられたワーク出入扉から被溶射材を出し入れするので、例えばプラズマ溶射の場合には、被溶射材の出し入れの際に、溶射ブースの下方に溜まり易いアルゴンガス等の不活性ガス（キャリアガス）の放出を防止でき、これによりブース内雰囲気をより安定して所望の状態に維持することが可能となるので、気候や作業場環境に影響されることなく、密着度に優れた溶射皮膜をより安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る溶射方法及び溶射設備の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２５】
図１は溶射設備の全体の概略構成を示す図であり、図２は図１に示すプラズマ溶射装置の概略構成を示す図である。
【００２６】
本実施の形態は、図１に示すように、溶射ブース１に設置された溶射装置であるプラズマ溶射装置２によって、被溶射材であるエンジンのシリンダブロック５に設けられた被溶射材表面としてのボア６の内面に溶射皮膜７を形成するものである。
【００２７】
溶射ブース１には、その側部の高さ方向ほぼ中央部から上方にシリンダブロック５を出し入れするためのワーク出入扉１１を設け、上部には排気口１２を設ける。
【００２８】
シリンダブロック５は、溶射ブース１内において、位置決め治具を兼ねた溶射部吸引ダクト１３に位置決め固定する。溶射部吸引ダクト１３は、その吸引口１３ａをボア６と対向する部分、即ちプラズマ溶射装置２による溶射雰囲気に臨ませてダクト切換装置１４に連結する。
【００２９】
更に、溶射ブース１内には、ブース内吸引ダクト１５を設ける。このブース内吸引ダクト１５は、その吸引口１５ａをプラズマ溶射装置２による溶射雰囲気以外のブース内雰囲気に臨ませてダクト切換装置１４に連結する。
【００３０】
ダクト切換装置１４は、連結ダクト１６を介して溶射ブース１の外部に設置した集塵機１７に連結する。集塵機１７で吸引しヒューム（酸化鉄）等の不純物からなる塵芥が除去された気体は、循環ダクト１８を介して溶射ブース１の上部に設けた吐出口１９から溶射ブース１内に供給して循環させると共に、循環ダクト１８を通る際に、その気体の温度及び湿度を、循環ダクト１８に設けたセンサ２０によって検出する。
【００３１】
また、溶射ブース１の外部には、溶射ブース１の吐出口１９から送気ダクト２１を介して乾燥エアーを供給するためのコンプレッサ２２を設置し、このコンプレッサ２２の動作をセンサ２０で検出した温度及び湿度に基づいて制御装置２３により制御する。
【００３２】
なお、プラズマ溶射装置２は、図２に拡大概略図を示すように、ボア６の上部開口部６ａからガン保持ロボット３１により溶射ガン３２を回転及びボア軸方向に昇降させながら、溶射ガン３２からプラズマアーク３３を出射させると共に、このプラズマアーク３３に粉末供給パイプ３４から鉄粉等の粉末を供給することにより、供給された粉末をプラズマアーク３３によりボア６の内面に溶射して溶射皮膜７を形成するようになっている。
【００３３】
以下、本実施の形態の動作について説明する。
【００３４】
先ず、溶射すべきシリンダブロック５をワーク出し入れ扉１１から溶射ブース１に入れて溶射部吸引ダクト１３に位置決め固定し、その後、ワーク出入扉１１を閉めて溶射ブース１を簡易的に密閉する。
【００３５】
次に、制御装置２３によりコンプレッサ２２を一定時間作動させて、送気ダクト２１を介して吐出口１９から溶射ブース１に乾燥エアーを供給して、溶射ブース１内の水分量を低減して、溶射ブース１内の湿度を低下させる。
【００３６】
その後、ダクト切換装置１４によりブース内吸引ダクト１５を連結ダクト１６に連通した状態で、集塵機１７を作動させて、ブース内雰囲気の気体を吸引口１５ａから吸引し、その吸引した気体をブース内吸引ダクト１５、連結ダクト１６及び循環ダクト１８を介して吐出口１９から溶射ブース１に供給して、ブース内雰囲気の気体を循環させると共に、その際にセンサ２０で検出される循環ダクト１８を通る気体の温度及び湿度を制御装置２３に取り込む。
【００３７】
制御装置２３では、センサ２０から取り込んだ温度及び湿度に基づいて溶射ブース１内の水分量を算出し、その算出した水分量が、予め設定した所望の設定水分量よりも多い場合には、算出される水分量が設定水分量となるまで、即ちブース内雰囲気の温度及び湿度が所望の状態となるまで制御装置２３によりコンプレッサ２２を再度作動させる。
【００３８】
その後、制御装置２３で算出される水分量が設定水分量に達すると、コンプレッサ２２を停止させて、溶射ブース１内が所定のブース内雰囲気に調整された状態でプラズマ溶射装置２による溶射を実行する。
【００３９】
なお、ダクト切換置１４は、プラズマ溶射装置２の動作に同期して、溶射時は溶射部吸引ダクト１３を連結ダクト１６に連通する。これにより、溶射時は、予め所定のブース内雰囲気に調整された溶射ブース１内の気体が上部開口部６ａ側からボア６内に導入され、かつボア６内の溶射雰囲気の気体を集塵機１７によって溶射部吸引ダクト１３の吸引口１３ａから溶射部吸引ダクト１３、連結ダクト１６を介して吸引し、集塵機１７によりヒューム（酸化鉄）等の不純物からなる塵芥が除去された気体を循環ダクト１８を介して吐出口１９から再び溶射ブース１に供給して、溶射雰囲気の気体を循環させる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、ボア６への溶射前にブース内雰囲気の気体を吸引して循環させながら、その気体中の温度及び湿度を検出して溶射ブース１内の水分量を算出し、その算出した水分量に応じてコンプレッサ２２から溶射ブース１に乾燥エアーを供給して、ブース内雰囲気を所望の状態に調整し、溶射時は溶射雰囲気の気体を吸引して循環させるという簡単かつ安価な構成で、気候や作業場環境に影響されることなく、溶射開始時を含む溶射時においてボア６に水分が付着することがなくなり未溶着ボア内面の水分の付着や酸化を確実に防止でき、密着度に優れた溶射皮膜７を安定して形成することができる。
【００４１】
しかも、ワーク出入扉１１を溶射ブース１の側面で、その高さ方向ほぼ中央部から上方に設けたので、シリンダブロック５の出し入れの際に、溶射ブース１の下方に溜まり易いアルゴンガス等の不活性ガス（キャリアガス）の放出を防止でき、これによりブース内雰囲気をより安定して所望の状態に維持することができるので、密着度に優れた溶射皮膜をより安定して形成することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、集塵機１７で吸引したブース内雰囲気の気体及び溶射雰囲気の気体の双方を循環させるようにしたが、ブース内雰囲気の気体のみ、あるいは溶射雰囲気の気体のみを循環させるようにしてもよい。また、ブース内雰囲気の温度及び湿度を検出するセンサ２０は、循環ダクト１８に限らず、溶射ブース１の任意の位置に取り付けることができる。さらに、本発明は、プラズマ溶射に限らず、フレーム溶射やレーザ溶射等の他の溶射装置により溶射を行う場合にも適用できると共に、被溶射材についても、シリンダブロックのボアに限らず、種々の形状及び材料からなる被溶射材に溶射皮膜を形成する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る溶射設備の全体の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すプラズマ溶射装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      溶射ブース
２      プラズマ溶射装置（溶射装置）
５      シリンダブロック（被溶射材）
７      溶射皮膜
１１    ワーク出入扉
１２    排気口
１３    溶射部吸引ダクト
１３ａ  吸引口
１４    ダクト切換装置
１５    ブース内吸引ダクト
１５ａ  吸引口
１６    連結ダクト
１７    集塵機
１８    循環ダクト
１９    吐出口
２０    センサ
２１    送気ダクト
２２    コンプレッサ
２３    制御装置
３２    溶射ガン
【図１】
2006257459.tif 000003
【図２】
2006257459.tif 000004