(57)【要約】【課題】様々な形状の特定部位に対しても、可能な限り均一な膜厚の被覆面を形成できる溶射装置を提供する。【解決手段】本発明の溶射装置１０は、ガス状媒質１７を基材１１ｅの第１部位１５ａに向けて放射するトーチ１１ｃと、材料１６を前記放射されるガス状媒質１７に対して供給することにより、前記材料１６を前記第１部位１５ａに溶射するポート１１ｂとを具備している。また、本発明の溶射装置１０は、前記ガス状媒質１７が前記基材１１ｅの第２部位１５ｂに向けて放射されるように前記トーチ１１ｃの走査を制御し、前記走査の方向２１と前記供給の方向１９とのなす角度４Ｄが設定値１４になるように前記ポート１１ｂの位置を制御することにより、前記溶射される材料１６が前記第１部位１５ａと前記第２部位１５ｂの各々に均一の厚さで被覆されるように制御する制御装置１１ｍとを具備する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を基材の特定部位に向けて放射されるガス状媒質に対して供給することにより、前記材料を前記特定部位に溶射する材料供給ポートと、
前記溶射される材料が複数の前記特定部位に均一の厚さで被覆されるように前記材料供給ポートの位置を固定する固定部材とを具備する溶射装置。
【請求項２】
前記複数の特定部位は、互いに形状の異なる第１部位と第２部位とを含み、
前記固定部材は、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように前記材料供給ポートの位置を固定する
請求項１に記載の溶射装置。
【請求項３】
前記供給される材料が前記材料供給ポートに付着しないように、前記材料供給ポートにガスを流通させることにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御するガス供給ポートを更に具備する
請求項１又は２に記載の溶射装置。
【請求項４】
前記ガス状媒質を前記特定部位に向けて放射するトーチを更に具備し、
前記ガス供給ポートは、前記供給される材料が、前記材料供給ポートと前記トーチとに付着しないように、前記材料供給ポートと前記トーチとに前記ガスを流通させることにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する
請求項３に記載の溶射装置。
【請求項５】
ガス状媒質を基材の第１部位に向けて放射するトーチと、
材料を前記放射されるガス状媒質に対して供給することにより、前記材料を前記第１部位に溶射する材料供給ポートと、
前記ガス状媒質が前記基材の第２部位に向けて放射されるように前記トーチの走査を制御し、前記走査の方向と前記供給の方向とのなす角度が設定値になるように前記材料供給ポートの位置を制御することにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する制御装置とを具備する溶射装置。
【請求項６】
前記角度が前記設定値になるように前記材料供給ポートを回転させることを要求する回転要求信号に基づいて、前記材料供給ポートを回転する回転部を更に具備し、
前記制御装置は、前記回転要求信号を前記回転部に出力することにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する請求項５に記載の溶射装置。
【請求項７】
前記回転要求信号は、前記第１部位と前記第２部位のいずれかの形状を示し、
前記回転部は、前記形状と前記角度とに基づいて前記材料供給ポートを回転する請求項６に記載の溶射装置。
【請求項８】
前記トーチを走査する走査部を更に具備し、
前記制御装置は、
前記回転要求信号を前記回転部に出力する回転制御部と、
前記ガス状媒質が前記第２部位に向けて放射されるように、前記トーチを走査することを要求する走査要求信号を前記走査部に出力することにより、前記走査部を制御する走査制御部とを具備する
請求項６又は７に記載の溶射装置。
【請求項９】
前記供給される材料が前記材料供給ポートに付着しないように、前記材料供給ポートにガスを流通させることにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御するガス供給ポートを更に具備する
請求項５乃至８のいずれか一項に記載の溶射装置。
【請求項１０】
前記ガス供給ポートは、前記供給される材料が、前記材料供給ポートと前記トーチとに付着しないように、前記材料供給ポートと前記トーチとに前記ガスを流通させることにより、前記溶射される材料が前記第１部位と前記第２部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する
請求項９に記載の溶射装置。
【請求項１１】
材料を基材の特定部位に向けて放射されるガス状媒質に対して供給することにより、前記材料を前記特定部位に溶射する材料供給ポートと、
前記供給される材料が前記材料供給ポートに付着しないように前記材料供給ポートにガスを流通させることにより、前記溶射される材料が複数の前記特定部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御するガス供給ポートと
を具備する溶射装置。
【請求項１２】
前記ガス供給ポートは、前記供給される材料が、前記材料供給ポートと前記トーチとに付着しないように、前記材料供給ポートと前記トーチとに前記ガスを流通させることにより、前記溶射される材料が複数の前記特定部位の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する
請求項１１に記載の溶射装置。
【請求項１３】
トーチから放射されるガス状媒質が、基材の第１部位と第２部位に向けて放射されるように前記トーチの走査を制御するステップと、
前記走査の方向と、ポートからの材料の供給方向とのなす角度が設定値になるように前記ポートの位置を制御するステップと
を具備する溶射方法を溶射装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶射装置に関し、特にプラズマ溶射装置を用いて種々の材料を基材の特定部位に均一に被覆する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ溶射トーチに関する技術が、特開平１０−１５２７６６号に記載されている。
【０００３】
この従来技術によれば、プラズマ溶射トーチは、アーク放電により陽極ノズル孔から噴射されるプラズマジェットの流れに上記陽極ノズル孔上流または下流に設けられた粉末供給ポートから、溶射材料の粉末粒子を供給して溶射を行う。このプラズマ溶射トーチは、上記粉末供給ポートを軸方向に進退、及びプラズマジェットの流れに対して略直角方向に移動可能に設けられたことを特徴とする。
【０００４】
次に、従来の溶射の形態について、図１０を基に説明する。従来の溶射装置１０ｊは、溶射材料供給ポート固定部１１ａｊ、溶射材料供給ポート１１ｂｊ、溶射トーチ１１ｃｊ（放射口１１ｃａｊも含む）、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄｊ、制御装置１１ｍｊを有している。この溶射装置１０ｊを用いて溶射を行うと、基材１１ｅｊに対して溶射材料（主に粉末の材料）１６の被覆がなされ、結果として基材１１ｅｊに含まれる部位のうち、溶射対象の部位（以下、「特定部位１５」と記す）に対し、被覆面１１ｆｊが形成される。
【０００５】
溶射材料供給ポート固定部１１ａｊは、溶射トーチ１１ｃｊと組み合わされて設置されており、また、溶射材料供給ポート１１ｂｊの位置を固定している。溶射材料供給ポート１１ｂｊは、基材１１ｅｊに被覆する溶射材料１６をプラズマ１７に対して供給するものであり、管１１ｋｊを介して溶射材料供給装置１１ｊｊに接続されている。
【０００６】
従来、上記の溶射装置１０ｊを用いたプラズマ溶射法は、溶射材料供給ポート１１ｂｊの方向（溶射材料１６の供給方向１９）とプラズマ１７の放射方向２０が垂直になるようにして行われてきた。従って、粒径（及び粒子の重さ）の違いにより、次の（１）〜（３）に示すような飛行経路の違いが生じ、この違いによって溶射材料１６の飛行形跡は縦長になる傾向があった。
【０００７】
（１）粒径が小さい小粒子（粒径：１０〜２０μｍ程度）１１ｇｊは、溶射材料供給ポート１１ｂｊの近傍から、プラズマ１７の放射方向に沿って特定面１５の方向へ飛行する。（２）粒径が大きい大粒子（粒径：５０μｍ程度以上）１１ｉｊは、自重により、溶射材料供給ポート１１ｂｊから離れた所へ落ち込み、更に（１）のときと同様に飛行する。（３）粒径が中程度の中粒子（粒径：３０〜５０μｍ程度）１１ｇｇは、小粒子１１ｇｊと大粒子１１ｉｊの中間程度まで落ち込み、更に（１）のときと同様に飛行する。
【０００８】
上述のような粒子径による飛行経路の違いにより、特定部位１５の下部ほど被覆される溶射材料１６の粒子径は大きくなり、結果的に均一な被覆を行うことが困難である場合がある。また、溶射トーチ１１ｃｊを固定して（走査せずに）特定部位１５の一部に対して被覆を行うと、図１１に示されるように、被覆面１１ｆｊの断面（以下、「溶射パターン」と記す）は山形となる。しかしながら、溶射を行う際には、溶射対象の特定部位１５全体に対し、溶射材料１６が可能な限り均一に被覆されるようにする必要がある。
【０００９】
従って、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄｊを用いて溶射トーチ１１ｃｊを走査、もしくは軸線（Ｄ１、Ｄ２）を中心にして１８０度方向に回転（以下、「軸回転」と記す）させることにより、被覆面１１ｆｊ全体を可能な限り均一の厚さにする工夫がなされている。溶射トーチ１１ｃｊの走査及び軸回転は、アーム１１ｄ（１１ｄａ、１１ｄｂ）を用いて行われ、そのアーム１１ｄは、制御装置１１ｍｊにて予め生成され、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄｊに出力されたプログラムに基づいて動作する。
【００１０】
しかしながら、実際には、溶射トーチ１１ｃｊの走査及び軸回転を行うのみでは、溶射対象の特定部位１５全体に対する均一な被覆が出来ない場合がある。その理由を以下に説明する。
【００１１】
図１１に示す溶射皮膜の断面の長さ（以下、「溶射パターン長Ｌ」と記す）Ｌは、溶射材料１６の供給方向１９と溶射トーチ１１ｃｊの走査方向２１のなす角度（以下、「第１角度１Ｄ」と記す）によって異なる。例えば、供給方向１９と走査方向２１が平行であるときは、溶射パターン長Ｌは相対的に短くなり、供給方向１９と走査方向２１が垂直であるときは、溶射パターン長Ｌは相対的に長くなる。
【００１２】
一方、第１角度１Ｄは、被覆対象の特定部位１５の形状によって変化することがある。これは、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄｊ及びアーム１１ｄの駆動範囲が制限され、そのために特定部位１５の形状によっては、供給方向１９と走査方向２１とのなす角度を第１角度１Ｄに設定することが困難となる場合が生じるためである。
【００１３】
上記のように、溶射対象の特定部位１５全体に対する均一な被覆が出来ない他の原因として、溶射材料供給ポート１１ｂｊから供給される溶射材料１６中の個々の粒子（小粒子１１ｇｊ、中粒子１１ｇｇ、大粒子１１ｉｊ）に対する供給方向１９が常に一定とはならないことが挙げられる。このため、溶射材料１６の一部が、溶射材料供給ポート１１ｂｊ、又は溶射トーチ１１ｃｊの放射口１１ｃａｊ（ノズル等で構成される）に付着してしまう現象が発生する。この現象による影響は、特に長時間の溶射を必要とする場合に大きいものとなる。また、溶射材料供給ポート１１ｂｊ、又は放射口１１ｃａｊに付着した溶射材料１６は、付着してから一定時間の経過の後、プラズマ１７の熱によって再溶融し、溶滴となって特定部位１５の方向へ飛行する（スピッティング）場合がある。再溶融して液滴となった粒子の粒子径は、溶射材料供給ポート１１ｂｊから供給された粒子の粒子径と比較して大きい場合が多い。また、溶射材料１６が金属材料の場合には、酸化によって金属酸化物が生成する。従って、他の材料を用いた場合と比較して、特定部位１５に被覆される溶射材料１６の膜質が不均一となる傾向があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、様々な形状の特定部位に対しても、可能な限り均一な膜厚の被覆面を形成できる溶射装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、溶射材料供給ポートから供給される溶射材料の個々の粒子に対する供給方向を、可能な限り一定とすることの出来る溶射装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付で用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１７】
本発明の溶射装置（１０）は、材料（１６）を基材（１１ｅ）の特定部位（１５）に向けて放射されるガス状媒質（１７）に対して供給することにより、前記材料（１６）を前記特定部位（１５）に溶射する材料供給ポート（１１ｂ）と、前記溶射される材料（１６）が複数の前記特定部位（１５）に均一の厚さで被覆されるように前記材料供給ポート（１１ｂ）の位置を固定する固定部材（１１ｈ）とを具備する。
【００１８】
本発明の溶射装置（１０）において、前記複数の特定部位（１５）は、互いに形状の異なる第１部位（１５ａ）と第２部位（１５ｂ）とを含んでいる。前記固定部材（１１ｈ）は、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように前記材料供給ポート（１１ｂ）の位置を固定する。
【００１９】
本発明の溶射装置（１０）は、前記供給される材料（１６）が前記材料供給ポート（１１ｂ）に付着しないように前記材料供給ポート（１１ｂ）にガス（ＡＡ）を流通させることにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御するガス供給ポート（１１ｊａ、１１ｊｂ、１１ｊｃ、１１ｊｄ）を更に具備する。また、本発明の溶射装置（１０）は、前記ガス状媒質（１７）を前記特定部位（１５）に向けて放射するトーチ（１１ｃ）を更に具備している。前記ガス供給ポート（１１ｊａ、１１ｊｂ、１１ｊｃ、１１ｊｄ）は、前記供給される材料（１６）が、前記材料供給ポート（１１ｂ）と前記トーチ（１１ｃ）とに付着しないように、前記材料供給ポート（１１ｂ）と前記トーチ（１１ｃ）とに前記ガス（ＡＡ）を流通させることにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する。
【００２０】
本発明の溶射装置（１０）は、ガス状媒質（１７）を基材（１１ｅ）の第１部位（１５ａ）に向けて放射するトーチ（１１ｃ）と、材料（１６）を前記放射されるガス状媒質（１７）に対して供給することにより、前記材料（１６）を前記第１部位（１５ａ）に溶射するポート（１１ｂ）とを具備している。また、本発明の溶射装置（１０）は、前記ガス状媒質（１７）が前記基材（１１ｅ）の第２部位（１５ｂ）に向けて放射されるように前記トーチ（１１ｃ）の走査を制御し、前記走査の方向（２１）と前記供給の方向（１９）とのなす角度（４Ｄ）が設定値（１４）になるように前記ポート（１１ｂ）の位置を制御することにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する制御装置（１１ｍ）とを具備する。
【００２１】
本発明の溶射装置（１０）は、前記角度（４Ｄ）が前記設定値（１４）になるように前記ポート（１１ｂ）を回転させることを要求する回転要求信号（２５）に基づいて、前記ポート（１１ｂ）を回転させる回転部（１１ｏ）を更に具備する。前記制御装置（１１ｍ）は、前記回転要求信号（２５）を前記回転部（１１ｏ）に出力することにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する。
【００２２】
本発明の溶射装置（１０）において、前記回転要求信号（２５）は、前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）のいずれかの形状（ａｂ）を示し、前記回転部（１１ｏ）は、前記形状（ａｂ）と前記角度（４Ｄ）とに基づいて前記ポート（１１ｂ）を回転する。
【００２３】
本発明の溶射装置（１０）は、前記トーチ（１１ｃ）を走査する走査部（１１ｄ）を更に具備する。前記制御装置（１１ｍ）は、前記回転要求信号（２５）を前記回転部（１１ｐ）に出力する回転制御部（１１ｍｂ）と、前記ガス状媒質（１７）が前記第２部位（１５ｂ）に向けて放射されるように、前記トーチ（１１ｃ）を走査することを要求する走査要求信号（１８）を前記走査部（１１ｄ）に出力することにより、前記走査部（１１ｄ）を制御する走査制御部（１１ｍａ）とを具備する。
【００２４】
本発明の溶射装置（１０）は、前記供給される材料（１６）が前記材料供給ポート（１１ｂ）に付着しないように、前記材料供給ポート（１１ｂ）にガス（ＡＡ）を流通させることにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御するガス供給ポート（１１ｊａ、１１ｊｂ、１１ｊｃ、１１ｊｄ）を更に具備する。前記ガス供給ポート（１１ｊａ、１１ｊｂ、１１ｊｃ、１１ｊｄ）は、前記供給される材料（１６）が、前記材料供給ポート（１１ｂ）と前記トーチ（１１ｃ）とに付着しないように、前記材料供給ポート（１１ｂ）と前記トーチ（１１ｃ）とに前記ガス（ＡＡ）を流通させることにより、前記溶射される材料（１６）が前記第１部位（１５ａ）と前記第２部位（１５ｂ）の各々に均一の厚さで被覆されるように制御する。
【００２５】
本発明のプログラム（２７）は、トーチ（１１ｃ）から放射されるガス状媒質（１７）が、基材（１１ｅ）の第１部位（１５ａ）と第２部位（１５ｂ）に向けて放射されるように前記トーチ（１１ｃ）の走査を制御するステップ（Ｓ１）と、前記走査の方向（２１）と、ポート（１１ｂ）からの材料の供給方向（１６）とのなす角度（４Ｄ）が設定値（１４）になるように前記ポート（１１ｂ）の位置を制御するステップ（Ｓ２）とを具備する溶射方法（１０ａ）を溶射装置（１０）に実行させる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の溶射装置１０に係る実施の形態１について詳細に説明する。実施の形態１に係る溶射装置１０の構成を図１に示す。
【００２７】
（実施の形態１）
溶射装置１０は、溶射材料供給ポート固定部１１ａ、溶射材料供給ポート１１ｂ、溶射トーチ１１ｃ（放射口１１ｃａも含む）、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄ、ベアリング１１ｇ−ｉ、錘１１ｈ、制御装置１１ｍを有している。また、溶射装置１０は、第１ガス供給ポート１１ｊａ、第２ガス供給ポート１１ｊｂ、第３ガス供給ポート１１ｊｃ、第４ガス供給ポート１１ｊｄと、図示しない複数のガスボンベ（Ａｒ、Ｎ２等の不活性ガスを含む）を有している。各々のガスボンべは、いずれかのガス供給ポート（第１ガス供給ポート１１ｊａ、第２ガス供給ポート１１ｊｂ、第３ガス供給ポート１１ｊｃ、第４ガス供給ポート１１ｊｄ）と、図示しないホースにより接続されている。ベアリング１１ｇ−ｉは、溶射材料供給ポート固定部１１ａの周囲に数個配置され、回転部分２６（後述）を支持している。この溶射装置１０を用いて溶射を行うと、基材１１ｅに対して溶射材料（主に粉末の材料）１６の被覆がなされ、結果として被覆面１１ｆが形成される。
【００２８】
溶射材料供給ポート固定部１１ａは、溶射トーチ１１ｃ、及び溶射材料供給ポート１１ｂに組み合わされて設置されている。溶射材料供給ポート固定部１１ａには、ベアリング１１ｇ−ｉが備えられており、錘１１ｈを接続している。溶射材料供給ポート固定部１１ａと溶射材料供給ポート１１ｂ（以下、これらを総称するときは、「回転部分２６」と記す）は、錘１１ｈに基づく自重によって回転する。
【００２９】
錘１１ｈが備えられることにより、溶射材料供給ポート１１ｂは常に溶射材料供給ポート固定部１１ａの下部に位置することとなる。従来は、錘１１ｈが備えられていなかったため、溶射材料１６の供給方向１９は、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの姿勢によって変化することがあった。しかし、錘１１ｈを備えることによって供給方向１９は常に一定となる。従って、被覆面１１ｆの膜厚も溶射材料供給ポート１１ｂの位置が固定されていないときと比較して、相対的に均一とすることが可能となる。
【００３０】
断面Ｆを図２に示す。この断面図は、被覆面１１ｆに対して正面から見たときの図であり、８個のベアリング１１ｇ−ｉ（ｉ＝１〜８）が備えられていることが示されている。各々のベアリング１１ｇは、接触部１１ｇａ、接触部１１ｇｂによって囲まれており、回転部分２６を支持している。接触部１１ｇａと接触部１１ｇｂは、いずれも溶射材料供給ポート固定部１１ａと固定して接続されており、また、接触部１１ｇａは溶射トーチ１１ｃとも固定して接続されている。尚、ベアリング１１ｇの数は、８個には限らない。
【００３１】
溶射材料供給ポート１１ｂは、基材１１ｅに被覆する溶射材料１６（粉末状のもの）をプラズマ１７に対して供給することにより、溶射材料１６を基材１１ｅの特定部位１５に溶射するものである。特定部位１５とは、基材１１ｅが有する部位のうち、溶射材料１６の被覆の対象となる部位のことを指す。この溶射材料供給ポート１１ｂは、管１１ｋを介して溶射材料供給装置１１ｌに接続されている。
【００３２】
溶射トーチ１１ｃは、プラズマ１７を発生させるための種々の装置を備えている。発生したプラズマ１７は、放射口１１ｃａを介し、ガス状媒質として基材１１ｅの特定部位１５の方向に放射する。特定部位１５には、互いに形状の異なる第１部位１５ａと第２部位１５ｂとが含まれる。尚、特定部位１５は、その形状によって更に多くの部位に分割することが可能である。
【００３３】
溶射トーチ駆動ロボット１１ｄは、放射口１１ｃａが特定部位１５の方向に向くように、溶射トーチ１１ｃを走査する。また、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄは、第１アーム１１ｄａと第２アーム１１ｄｂを備えており、これらのアーム１１ｄａｂ（１１ｄａ、１１ｄｂ）は溶射トーチ１１ｃに接続されている。更に、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの軸線Ａが床面２２となす角度（以下、「第２角度２Ｄ」と記す）は、垂直になるように設定されている。
【００３４】
第１アーム１１ｄａの軸線Ｄ１と、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの軸線Ａとのなす角度は、垂直になるように設定されている。また、第２アーム１１ｄｂの軸線Ｄ２と、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの軸線Ａとのなす角度も、垂直になるように設定されている。以下の説明において、これらの角度は「第３角度３Ｄ」と記す。
【００３５】
但し、溶射時には、特定部位１５の形状、及び方向によって第２角度２Ｄは変化する。すなわち、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄは、特定部位１５の形状、及び方向によって姿勢を変えている。この姿勢の変化は、制御装置１１ｍから入力した走査要求信号１８に基づいて行われる。
【００３６】
アーム１１ｄの本数は２本には限らないが、何本備えられる形態であっても、軸線Ａと各々のアーム１１ｄの軸線とのなす角度（第３角度３Ｄ）は、常に互いに同一となるように制御される。第１アーム１１ｄａ（もしくは第２アーム１１ｄｂ）は、軸線Ｄ１（もしくは軸線Ｄ２）を中心にして１８０度方向に回動（例えば、時計方向に４５度）することが可能である。
【００３７】
第１アーム１１ｄａ及び第２アーム１１ｄｂは、床面２２に対して垂直な方向への上下運動、床面２２に平行な方向への伸縮運動、及び上下運動と伸縮運動を合成した合成運動を行うことが可能なように設計されている。溶射トーチ駆動ロボット１１ｄは、制御装置１１ｍから入力した走査要求信号１８に基づいて、第１アーム１１ｄａ及び第２アーム１１ｄｂを運動（上下運動、伸縮運動、合成運動）させる。
【００３８】
制御装置１１ｍのブロック図を図３に示す。制御装置１１ｍは、第１記憶部１ＤＢとロボット制御部１１ｍａを有している。第１記憶部１ＤＢに格納される情報を図４に示す。
【００３９】
第１記憶部１ＤＢは、第１部位１５ａと第２部位１５ｂの各々に対する第１基材形状３ＤＢａ、第２基材形状３ＤＢｂを示す情報を格納している。また、第１記憶部１ＤＢは、第１基材形状３ＤＢａ、第２基材形状３ＤＢｂの各々に対応する第１溶射トーチ駆動距離３ＤＢｃ、第２溶射トーチ駆動距離３ＤＢｄを格納している。
【００４０】
ロボット制御部１１ｍａは、どの特定部位１５を被覆するかを示す被覆部位表示信号を入力すると、その被覆部位表示信号に基づいて第１記憶部１ＤＢから基材形状ａｂ（後述）と、基材形状ａｂに対応する駆動距離ｃｄ（後述）を抽出する。また、ロボット制御部１１ｍａは、抽出した情報に基づいて溶射トーチ１１ｃを走査することを要求する走査要求信号１８を溶射トーチ駆動ロボット１１ｄに出力することにより、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄを制御する。
【００４１】
尚、被覆部位表示信号は、制御装置１１ｍのユーザによって入力されるものである。
【００４２】
第１基材形状３ＤＢａ及び第２基材形状３ＤＢｂ（基材形状ａｂ）は、例えば、図１のように被覆面１１ｆに対応する特定部位１５が半円状である場合、その円に対応する半径ａ、及び中心角ｂ、円弧の長さの各々を示している。
【００４３】
第１溶射トーチ駆動距離３ＤＢｃ及び第２溶射トーチ駆動距離３ＤＢｄ（駆動距離ｃｄ）は、基材形状ａｂに示される形状の特定部位１５を均一に被覆するためには、溶射トーチ１１ｃを水平方向、もしくは鉛直方向にどの程度走査させ、かつ、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄが軸線Ａから何度傾けばよいか（第２角度２Ｄを何度に設定すればよいか）を示している。
【００４４】
例えば、姿勢を変化させていないときの溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの中心座標をＯ（０，０，０）とし、溶射材料供給ポート１１ｂの先端部のポート座標をＥ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）としたときを考える。このとき、例えば、第１溶射トーチ駆動距離３ＤＢｃ（もしくは第２溶射トーチ駆動距離３ＤＢｄ）には、ロボットの姿勢を軸線Ａから時計方向に４５度だけ変化させ、先端部の座標をＦ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に設定する必要のあることを示すようなものとなっている。
【００４５】
第１部位１５ａと第２部位１５ｂの双方に対する溶射を順次行う場合にも、駆動距離ｃｄには同様な情報が示される。例えば、第１部位１５ａに対する溶射を行っている溶射トーチ１１ｃを、第２部位１５ｂに対する溶射を行うように走査するには、溶射トーチ１１ｃを水平方向、もしくは鉛直方向にどの程度走査させ、かつ、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄが軸線Ａから何度傾けばよいかが示される。
【００４６】
第１ガス供給ポート１１ｊａは、溶射材料供給ポート１１ｂの周囲に配置されており、接続されるガスボンベとホースを介して不活性ガスＡＡを流通させる。第２ガス供給ポート１１ｊｂ、第４ガス供給ポート１１ｊｄの各々は、溶射材料供給ポート固定部１１ａの周囲に配置されており、同様にして不活性ガスＡＡを矢印の方向へ流通させる。第３ガス供給ポート１１ｊｃは、溶射トーチ１１ｃの内部を貫通しており（図２に示される）、同様にして不活性ガスＡＡを流通させる。これらのガス供給ポートによる不活性ガスＡＡの流通により、溶射材料供給ポート１１ｂから供給される溶射材料１６の供給方向１９を一定とする（溶射材料供給ポート１１ｂ近傍での乱流を防止する）ことが可能となり、また、溶射材料１６の溶射材料供給ポート１１ｂ、及び溶射トーチ１１ｃへの付着が防止される。これにより、結果的に被覆面１１ｆの厚さが均一となる。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、本発明の溶射装置１０に係る実施の形態２について詳細に説明する。実施の形態２に係る溶射装置１０の構成を図５に示す。
【００４８】
溶射装置１０は、溶射材料供給ポート固定部１１ａ、溶射材料供給ポート１１ｂ、溶射トーチ１１ｃ（放射口１１ｃａも含む）、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄ、制御装置１１ｍを有している。また、溶射装置１０は、モータ１１ｎ、モータ軸１１ｏ、歯車１１ｐ、歯車接合部１１ｑを有している。更に、溶射装置１０は、第１ガス供給ポート１１ｊａ、第２ガス供給ポート１１ｊｂ、第３ガス供給ポート１１ｊｃ、第４ガス供給ポート１１ｊｄの各々を有している。これらのガス供給ポートについては実施の形態１と同様であるので、その説明は省略する。
【００４９】
溶射材料供給ポート固定部１１ａは、図６の断面Ｃに示されるように、溶射材料供給ポート１１ｂ、溶射トーチ１１ｃと組み合わされて設置されている。また、溶射材料供給ポート固定部１１ａは、モータ軸１１ｏ、歯車１１ｐ、及び歯車接合部１１ｑ（以下、これらを総称して「駆動力伝達部１１ｏｐｑ」と記す）の駆動によって３６０度方向に回転するように設計されている。溶射材料供給ポート１１ｂは、溶射材料供給ポート固定部１１ａに伴って回転し、その回転によって溶射材料１６の供給方向１９、及び座標Ｅは変化する。
【００５０】
溶射トーチ１１ｃと溶射トーチ駆動ロボット１１ｄの各々が行う処理、及び座標Ｅの定義については実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明は省略する。また、回転部分（溶射材料供給ポート固定部１１ａ、溶射材料供給ポート１１ｂ）２６は、後述する回転要求信号２５に基づいてモータ１１ｎが生成する動力が、駆動力伝達部１１ｏｐｑを介して伝達されることにより、回転する。
【００５１】
制御装置１１ｍの実施の形態２に係るブロック図を図７に示す。情報処理装置１１ｍは、第１記憶部１ＤＢ、第２記憶部２ＤＢ、ロボット制御部１１ｍａ、供給ポート制御部１１ｍｂを有している。第１記憶部１ＤＢに格納される情報、及びロボット制御部１１ｍａの行う処理は、図４を基に説明したものと同様であるので、その説明は省略する。
【００５２】
第２記憶部２ＤＢに格納される情報を図８に示す。第２記憶部２ＤＢは、第１基材形状３ＤＢａ、第２基材形状３ＤＢｂの各々と設定角度１４とを格納している。設定角度１４は、供給方向１９と走査方向２１とのなす角度（以下、「第４角度４Ｄ」と記す）に対する設定値を示すものである。
【００５３】
供給ポート制御部１１ｍｂは、どの特定部位１５を被覆するかを示す被覆部位表示信号を入力したときに、その信号に基づいて第２記憶部２ＤＢから基材形状ａｂと設定角度１４を抽出する。また、供給ポート制御部１１ｍｂは、抽出した基材形状ａｂ、設定角度１４に基づいて、回転部分２６に対する回転角度２４を決定する。更に、供給ポート制御部１１ｍｂは、決定した回転角度２４に基づいて回転することを要求する回転要求信号２５を回転部分２６に出力する。この回転要求信号２５には、基材形状ａｂも示されている。
【００５４】
尚、第１記憶部１ＤＢと第２記憶部２ＤＢは同一の制御装置１１ｍに記憶される必要はなく、異なる制御装置１１ｍに記憶される形態であってもよい。また、上記のガス供給ポートは、必ずしも実施の形態１又は２と組み合わせて用いられる必要は無く、本発明以外の他の形態による溶射装置１０と組み合わせて用いることが可能である。
【００５５】
次に、図９を基にして、本発明の実施の形態２に係る溶射装置１０を用いた溶射方法１０ａについて説明する。この溶射方法１０ａを示すプログラム２７は、予め制御装置１１ｍに記憶されており、制御装置１１ｍは、そのプログラム２７に従って溶射を行う。
【００５６】
ロボット制御部１１ｍａは、被覆部位表示信号を入力すると、その被覆部位表示信号に基づいて第１記憶部１ＤＢから基材形状ａｂと、基材形状ａｂに対応する駆動距離ｃｄを抽出する。また、ロボット制御部１１ｍａは、走査要求信号１８を溶射トーチ駆動ロボット１１ｄに出力することにより、溶射トーチ駆動ロボット１１ｄを制御する（ステップＳ１）。
【００５７】
供給ポート制御部１１ｍｂは、被覆部位表示信号を入力したときに、その被覆部位表示信号に基づいて第２記憶部２ＤＢから基材形状ａｂと設定角度１４を抽出する。また、供給ポート制御部１１ｍｂは、抽出した基材形状ａｂ、設定角度１４に基づいて回転角度２４を決定する。更に、供給ポート制御部１１ｍｂは回転要求信号２５をモータ１１ｎに出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
溶射トーチ駆動ロボット１１ｄは、走査要求信号１８に基づいて溶射トーチ１１ｃを走査する。モータ１１ｎは、回転要求信号２５に基づいて動力を生成し、生成した動力を、駆動力伝達部１１ｏｐｑを介して回転部分２６に伝達する。それにより、回転部分２６は回転する（ステップＳ３）。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の溶射装置を用いることにより、様々な形状の特定部位に対しても、可能な限り均一な膜厚の被覆面を形成できる。
【００６０】
本発明の溶射装置を用いることにより、溶射材料供給ポートから供給される溶射材料の個々の粒子に対する供給方向を、可能な限り一定とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶射装置の実施の形態１に係る構成を示す図である。
【図２】本発明の溶射装置の実施の形態１に係る、断面Ｆを示す図である。
【図３】本発明の溶射装置の実施の形態１に係る、情報処理装置のブロック図である。
【図４】本発明の溶射装置の実施の形態１に係る、第１記憶部に格納される情報を示す図である。
【図５】本発明の溶射装置の実施の形態２に係る構成を示す図である。
【図６】本発明の溶射装置の実施の形態２に係る、断面Ｃを示す図である。
【図７】本発明の溶射装置の実施の形態２に係る、情報処理装置のブロック図である。
【図８】本発明の溶射装置の実施の形態２に係る、第２記憶部に格納される情報を示す図である。
【図９】本発明の溶射装置の実施の形態２に係る、情報処理装置が行う処理の過程を示す図である。
【図１０】本発明の溶射装置の従来技術に係る構成を示す図である。
【図１１】本発明の溶射装置の従来技術に係る、溶射パターンの断面を示す図である。
【符号の説明】
１０（１０ｊ）：溶射装置
１１ａ（１１ａｊ）：溶射材料供給ポート固定部
１１ｂ（１１ｂｊ）：溶射材料供給ポート
１１ｃ（１１ｃｊ）：溶射トーチ
１１ｃａ（１１ｃａｊ）：放射口
１１ｄ（１１ｄｊ）：溶射トーチ駆動ロボット
１１ｄａ（１１ｄａｊ）：第１アーム
１１ｄｂ（１１ｄｂｊ）：第２アーム
１１ｅ（１１ｅｊ）：基材
１１ｆ（１１ｆｊ）：被覆面
１１ｇ−ｉ（１１ｇ−１、１１ｇ−２、１１ｇ−３、１１ｇ−４、１１ｇ−５、１１ｇ−６、１１ｇ−７、１１ｇ−８）：ベアリング
１１ｇａ：接触部
１１ｇｂ：接触部
１１ｈ：錘
１１ｍ（１１ｍｊ）：情報処理装置
１１ｋ（１１ｋｊ）：管
１１ｌ（１１ｌｊ）：溶射材料供給装置
１１ｇ（１１ｇｊ）：小粒子
１１ｇｇ：中粒子
１１ｉ（１１ｉｊ）：大粒子
１１ｏ：モータ
１１ｐ：軸
１１ｑ：歯車
１１ｒ：歯車接合部
ａ：半径
ｂ：中心角
Ａ：軸線
Ｃ：断面
Ｆ：断面
Ｏ：中心座標
Ｅ：ポート座標
１ＤＢ：第１記憶部
２ＤＢ：第２記憶部
１１ｍａ：ロボット制御部
１１ｍｂ：供給ポート制御部
３ＤＢａ：第１基材形状
３ＤＢｂ：第２基材形状
３ＤＢｃ：第１溶射トーチ駆動距離
３ＤＢｄ：第２溶射トーチ駆動距離
１４：設定角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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