(57)【要約】【課題】不要な溶滴の発生を抑える。【解決手段】溶射装置１０は、溶射原料の粉末８４を粉末供給管８１の噴射口８１１から溶射ガン７１のプラズマジェット７６に供給することにより、粉末８４を溶融して被処理物（図示せず）に吹き付けて皮膜を形成するものであって、粉末供給管８１の外側から粉末供給管８１の噴射口８１１に向けて圧縮エア１１を噴射するエア配管１２を備えたことを特徴とする。詳しくは、粉末供給ガス９０の流れに乗せて、粉末タンク（図示せず）から供給ホース８２を介して、粉末供給管８１に粉末８４を移動させ、粉末８４を粉末供給管８１の噴射口８１１から溶射ガン７１のプラズマジェット７６に供給する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射原料の粉末を粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給することにより、当該粉末を溶融又は半溶融状態にして被処理物に吹き付けて皮膜を形成する溶射装置において、
前記粉末供給管の外側から当該粉末供給管の噴射口に向けて圧縮エアを噴射するエア配管を備えたことを特徴とする溶射装置。
【請求項２】
前記圧縮エアによって吹き飛ばされた前記粉末を集める集塵手段を更に備えた、請求項１記載の溶射装置。
【請求項３】
前記圧縮エアの圧力は前記粉末供給管内のガス圧力よりも高い、請求項１又は２記載の溶射装置。
【請求項４】
前記エア配管の延長線上に前記粉末供給管の噴射口が位置する、請求項１乃至３のいずれかに記載の溶射装置。
【請求項５】
前記粉末供給管の中心線と前記エア配管の中心線とのなす角度は、これらの中心線の延長方向が一致する場合を０度とすると、０度を越え９０度以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の溶射装置。
【請求項６】
前記角度は９０度である、請求項５記載の溶射装置。
【請求項７】
粉末供給ガスの流れに乗せて、粉末タンクから供給ホースを介して、前記粉末供給管に前記粉末を移動させ、当該粉末を当該粉末供給管の噴射口から前記溶射ガンの熱源に供給する、請求項１乃至６のいずれかに記載の溶射装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の溶射装置を使用して、複数の被処理物に対して連続して皮膜を形成する場合、
一つの被処理物に対して皮膜の形成が終了した後、次の被処理物に対して皮膜の形成を始めるまでの間、前記エア配管から圧縮エアを噴射し、かつ前記熱源の発熱動作を維持する、溶射装置の使用方法。
【請求項９】
前記熱源がプラズマである、請求項８記載の溶射装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶射原料の粉末を粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給することにより、当該粉末を溶融又は半溶融状態にして被処理物に吹き付けて皮膜を形成する溶射装置及びその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶射（ｓｐｒａｙｉｎｇ）とは、物質を熱源で溶融又は半溶融状態にして、基板に吹き付けて膜を形成するコーティング技術の一種である。この膜の形成物質は、金属、セラミックス、プラスチックなど、熱源で蒸発又は分解しないものであれば全て対象となる。熱源には、燃焼炎、アーク、プラズマ、レーザ等が用いられる。
【０００３】
電極の間に不活性ガスを流して放電すると、不活性ガスが電離して高温かつ高速のプラズマとなる。このプラズマを熱源として用いる溶射法がプラズマ溶射（ｐｌａｓｍａ　ｓｐｒａｙｉｎｇ）である。一般には、アルゴンを作動ガスとして、水冷されたノズル状の銅製陽極とタングステン製陰極とを用いる。これらの電極の間にアークを発生させると、作動ガスがアークによってプラズマ化され、ノズルから高温かつ高速のプラズマジェットとなって噴出する。このプラズマジェットに溶射材料の粉末を投入し加熱及び加速して基材に吹き付ける。燃焼炎を用いるフレーム溶射では、溶射フレームの理論的な最高温度が３０００℃程度である。これに対し、プラズマ溶射では、プラズマガス温度に理論的な上限が存在しないことから、通常５０００〜１００００℃程度の熱プラズマが用いられるので、高融点材料の溶射に適している。
【０００４】
プラズマ溶射装置の中でも、溶射ガンの外側から溶射原料の粉末を供給する外部供給方式であって、溶射ガンと粉末タンクとが別体になった別体型が知られている。図７は、この種の従来のプラズマ溶射装置の概略を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００５】
従来のプラズマ溶射装置７０は、溶射ガン７１、粉末供給管８１、供給ホース８２、粉末タンク８３等を備えている。溶射ガン７１の先端にはノズル７４が設けられ、ノズル７４には棒状の陰極７２とノズル状の陽極７３とが設けられている。ノズル７４内に作動ガス７５を導き、陰極７２と陽極７３との間でアークを発生させると、作動ガス７５がプラズマ化され、ノズル７４から高温かつ高速のプラズマジェット７６が噴出する。このプラズマジェット７６に溶射材料の粉末８４を供給することにより、粉末８４を溶融して被処理物（図示せず）に吹き付けて皮膜を形成する。プラズマジェット７６の外側には、溶滴となった粉末８４からなる溶射フレーム７７が形成されている。
【０００６】
この種のプラズマ溶射装置７０は、溶射ガン７１と粉末タンク８３とが別体となっていることにより、粉末タンク８３の大型化が容易である。そのため、大量の連続処理生産に対して、連続性及び安定性の点で有利である。また、プラズマ溶射装置７０は、溶射ガン７１と粉末タンク８３とが別体であるため、それらを連結する供給ホース８２が必要となる。粉末タンク８３から供給ホース８２内に粉末供給ガス（図示せず）を流し、このガス流に粉末８４を乗せて溶射ガン７１へ供給している。
【０００７】
固定された粉末タンク８４に対して溶射ガン７１が自在に動けるように、供給ホース８２は可撓性を有する。また、供給ホース８２は、溶射ガン７１の取り回しを考えると、ある程度の長さが必要であり、２．４ｍのものと３．７ｍのものとが市販されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８は図７のプラズマ溶射装置７０の使用方法を示す概略図であり、図８［１］〜図８［３］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図７と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【０００９】
供給ホース８２内に粉末供給ガス９０を流し、粉末供給ガス９０の流れに粉末８４を乗せて溶射ガン７１へ供給している。溶射ガン７１は、被処理物９１に対向かつ移動しつつ、粉末８４を溶融して被処理物９１に吹き付けて、皮膜９２を形成する（図８［１］，［２］）。そして、被処理面端部９３にも確実に皮膜９２を形成するため、溶射フレーム７７が被処理面端部９３を確実に通過した後に、粉末８４の供給を停止している（図８［３］）。
【００１０】
この粉末供給の停止に際して、粉末８４と粉末供給ガス９０とを同時に停止すると、供給ホース８２内に粉末８４が残留することにより、供給ホース８２内で粉末詰まりが発生するおそれがある。粉末詰まりが発生すると、粉末供給の再起動時に支障を来たすことになる。そこで、供給ホース８２への粉末８４の供給のみを停止し、粉末供給ガス９０を流し続けることにより、供給ホース８２内に粉末８４が残留しないようにしている。
【００１１】
しかしながら、この方法では、皮膜９２の形成が終了した後でも、供給ホース８２内に残った粉末８４が粉末供給管８１からプラズマジェット７６に入り溶融する。そのため、溶射ガン７１の先端が被処理面端部９３を通過した後でも、溶滴が発生し続けるので、溶射装置７０を含む周辺装置に溶滴が付着してしまう。周辺装置には稼動部分が多く存在するため、その稼動部分への溶滴の付着は、周辺装置の動作の妨げとなる。その稼動部分以外に溶滴が付着した場合でも、溶滴の状態で周辺装置に付着すると、その除去に要する労力は膨大なものとなる。
【００１２】
一方、皮膜９２の形成が終了した後、粉末８４を溶滴にしないため、プラズマジェット７６を停止させる方法もある。しかし、熱源のオン・オフの繰り返しは溶射ガン７１の電極寿命を極端に低下させるとともに連続稼動の妨げにもなるため、有効な方法とは言えない。
【００１３】
【発明の目的】
そこで、本発明の主な目的は、不要な溶滴の発生が抑えられる溶射装置及びその使用方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶射装置は、溶射原料の粉末を粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給することにより、当該粉末を溶融又は半溶融状態にして被処理物に吹き付けて皮膜を形成するものであって、粉末供給管の外側から粉末供給管の噴射口に向けて圧縮エアを噴射するエア配管を備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１５】
溶射原料の粉末は、粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給され、溶滴となって被処理物に吹き付けられる。このとき、粉末供給管の噴射口に向けてエア配管から圧縮エアを噴射すると、その噴射口から出てきた粉末が圧縮エアによって吹き飛ばされる。これにより、粉末の熱源への供給が妨げられるので、不要な溶滴の発生が抑えられる。
【００１６】
請求項２記載の溶射装置は、請求項１記載の溶射装置において、圧縮エアによって吹き飛ばされた粉末を集める集塵手段を更に備えたものである。吹き飛ばされた粉末が集塵手段によって集められるので、溶滴となっていない粉末は回収が容易になるとともに周辺装置への飛散が抑えられる。
【００１７】
請求項３記載の溶射装置は、請求項１又は２記載の溶射装置において、圧縮エアの圧力が粉末供給管内のガス圧力よりも高い、というものである。粉末供給管内のガス圧力よりも圧縮エアの圧力が高ければ、粉末供給管内から排出された粉末が圧縮ガスによって遠くへ飛ばされやすくなるので、粉末の熱源への投入が効率よく抑えられる。
【００１８】
請求項４記載の溶射装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の溶射装置において、エア配管の延長線上に粉末供給管の噴射口が位置する、というものである。言い換えれば、エア配管の噴射口は、粉末供給管の噴射口面にオーバラップするように設けられている。このとき、霧吹きの原理により、粉末が迅速に吸い出される。ここで、霧吹きの原理について説明する。水を入れた容器に細い管を立て、この管上端部に空気を流すと、空気の流路に収縮した部分が生じるため、この部分での空気の速度が大きくなる。そのため、管上端部ではベルヌーイの定理により圧力が低下する。管上端部に空気流のない場合には、管内の水位は一定を保ち安定している。一方、空気流を生じることで管内に圧力勾配ができ、管上端部まで吸い上げられた水は空気流とともに下流側に霧状に飛散する。これが霧吹きの原理である。
【００１９】
請求項５記載の溶射装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の溶射装置において、粉末供給管の中心線とエア配管の中心線とのなす角度が０度を越え９０度以下である（ただし、これらの中心線の延長方向が一致する場合を０度とする。）、というものである。このとき、粉末供給管及びエア配管から排出されるガス流の合成ベクトルに、粉末を粉末供給管へ押し戻す成分が生じない。そのため、粉末を粉末供給管に押し戻すことなく、粉末が効率よく吹き飛ばされる。特に、前記角度を９０度とした場合は、最も効果的である（請求項６）。
【００２０】
請求項７記載の溶射装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の溶射装置において、粉末供給ガスの流れに乗せて、粉末タンクから供給ホースを介して、粉末供給管に粉末を移動させ、この粉末を粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給する、というものである。この溶射装置は、粉末タンクと粉末供給管とが分離しているので、粉末タンクと粉末供給管とを繋ぐ供給ホースが必要となる。そのため、供給ホース内に粉末が残留することにより、このままでは不要な溶滴が少なからず発生することになる。そこで、供給ホース内に残留した粉末が粉末供給管から出てくると、これを圧縮エアによって吹き飛ばすことにより、不要な溶滴の発生を抑える。このように、本発明の効果が顕著に現れる。
【００２１】
請求項８記載の使用方法は、請求項１乃至７のいずれかに記載の溶射装置を使用して、複数の被処理物に対して連続して皮膜を形成する場合、一つの被処理物に対して皮膜の形成が終了した後、次の被処理物に対して皮膜の形成を始めるまでの間、エア配管から圧縮エアを噴射し、かつ熱源の発熱動作を維持する、というものである。被処理物に皮膜を形成しない時間は、熱源の発熱動作を停止するのではなく、圧縮エアを噴射する。これにより、溶射ガンの寿命を低下させることなく、かつ連続稼動を妨げることなく、不要な溶滴の発生を抑えられる。特に、プラズマ溶射の場合は、電源のオン・オフによっての電極の寿命が低下しやすいので、好適である（請求項９）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明に係る溶射装置の第一実施形態を示し、図１［１］は側面図、図１［２］は正面図、図２は図１［２］の要部拡大図（その１）である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、図７及び図８と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の溶射装置１０は、溶射原料の粉末８４を粉末供給管８１の噴射口８１１から溶射ガン７１のプラズマジェット７６に供給することにより、粉末８４を溶融して被処理物（図示せず）に吹き付けて皮膜を形成するものであって、粉末供給管８１の外側から粉末供給管８１の噴射口８１１に向けて圧縮エア１１を噴射するエア配管１２を備えたことを特徴とする。詳しくは、粉末供給ガス９０の流れに乗せて、粉末タンク（図示せず）から供給ホース８２を介して、粉末供給管８１に粉末８４を移動させ、粉末８４を粉末供給管８１の噴射口８１１から溶射ガン７１のプラズマジェット７６に供給する。
【００２４】
粉末供給管８１は、ノズル７４の側面から先端面に沿ってＬ字状に曲げられ、固定部材８２２によってノズル７４に固定されている。エア配管１２も、ノズル７４の側面から先端面に沿ってＬ字状に曲げられ、図示しない固定部材によってノズル７４に固定されている。
【００２５】
溶射原料の粉末８４は、粉末供給管８１の噴射口８１１から溶射ガン７１のプラズマジェット７６に供給され、溶滴となって被処理物に吹き付けられる。このとき、粉末供給管８１の噴射口８１１に向けてエア配管１２から圧縮エア１１を噴射すると、噴射口８１１から出てきた粉末８４が圧縮エア１１によって吹き飛ばされる。これにより、粉末８４のプラズマジェット７６への供給が妨げられるので、不要な溶滴の発生が抑えられる。また、溶射装置１０は、粉末タンクと粉末供給管８１とが分離しているので、粉末タンクと粉末供給管８１とを繋ぐ供給ホース８２が必要となる。そのため、供給ホース８２内に粉末８４が残留することにより、このままでは不要な溶滴が少なからず発生することになる。そこで、供給ホース８２内に残留した粉末８４が粉末供給管８１から出てくると、これを圧縮エア１１によって吹き飛ばすことにより、不要な溶滴の発生を抑える。
【００２６】
図３は、図１［２］の要部拡大図（その２）である。以下、図１及び図３に基づき、更に詳しく説明する。
【００２７】
本実施形態では、粉末供給管８１の横に残留粉末除去専用のエア配管１２を設置する。このとき、エア配管１２の噴射口１２１は、粉末供給管８１の噴射口８１にオーバラップするように、すなわちエア配管１２の延長線１２２上に粉末供給管８１の噴射口８１１が位置するように、設置する。そして、被処理物への溶射後、粉末８４の供給を停止すると同時に、粉末供給ガス９０よりも高圧の圧縮エア１１をエア配管１２から噴射する。これにより、供給ホース８２に残留した粉末８４は、プラズマジェット７６に入る軌道から外れるため、溶滴になることはない。
【００２８】
ここで、粉末供給管８１の中心線８１２とエア配管１２の中心線１２３とのなす角度αは、９０°が望ましい。ただし、圧縮エア１１で飛ばされた粉末８４がプラズマジェット７６に入らなければ、０°＜α＜９０°としてもよい（中心線８１２，１２３の延長方向が一致する場合を０°とする。）。一方、α＞９０°の場合は、圧縮エア１１が粉末供給配管８１内に粉末８４を押し戻してしまうため好ましくない。また、粉末供給管８１の噴射口８１１の真横からエア配管１２の噴射口１２１をオーバラップさせるようにエア配管１２が配置されているため、霧吹きの原理により粉末８４が迅速に吸い出される。これにより、供給ホース８２内は直ちに清掃された状態になるので、安定した粉末供給が可能になる。
【００２９】
次に、溶射装置１０の使用方法の一例を説明する。溶射装置１０を使用して、複数の被処理物に対して連続して皮膜を形成する場合、一つの被処理物に対して皮膜の形成が終了した後、次の被処理物に対して皮膜の形成を始めるまでの間、粉末タンクからの粉末８４の供給を停止し、かつ粉末供給ガス９０の供給を維持することに加え、エア配管１２から圧縮エア１１を噴射し、かつプラズマジェット７６の発熱動作を維持する。すなわち、被処理物に皮膜を形成しない時間は、プラズマジェット７６の発熱動作を停止するのではなく、圧縮エア１１を噴射する。これにより、溶射ガン７１の電極の寿命を低下させることなく、かつ連続稼動を妨げることなく、不要な溶滴の発生を抑えられる。なお、エア配管１２からの圧縮エア１１の噴射を制御する手段、粉末タンクからの粉末８４の供給を制御する手段、及び粉末供給ガス９０の供給を制御する手段は、例えば電磁弁である。プラズマジェット７６の発熱動作を制御する手段は、例えば溶射ガン７１の電極に対して電源電圧を印加又は遮断するスイッチである。
【００３０】
図４は本発明に係る溶射装置の第二実施形態を示す要部拡大図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図２と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の溶射装置２０は、圧縮エア１１によって吹き飛ばされた粉末８４を集める集塵手段としての集塵管２１を備えている。集塵管２１は、先端が円錐状に開口し、基端がポンプ（図示せず）等に接続され、粉末８４を吸引するためのエア流２２が発生している。溶射装置２０によれば、吹き飛ばされた粉末８４が集塵管２１によって集められるので、溶滴となっていない粉末８４は回収が容易になるとともに周辺装置への飛散が抑えられる。
【００３２】
換言すると、粉末供給管８１の噴射口８１１の真横からエア配管１２の噴射口１２１をオーバラップさせるようにエア配管１２が配置されているため、圧縮エア１１によって粉末８４が吹き飛ばされる範囲も限定される。その範囲に集塵管２１を配置することにより、溶滴となっていない粉末８４の回収が容易に実施できる。なお、集塵管２１は、言うまでもなく集塵手段の一例に過ぎないので、吹き飛ばされた粉末８４を集められれば、どのような形状及び構造でもよい。
【００３３】
図５は本発明に係る溶射装置の第三実施形態を示し、図５［１］は正面図、図５［２］は側面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３４】
本実施形態の溶射装置３０は、溶射原料の粉末８４を粉末供給管３１の噴射口３１１から溶射ガン３２のプラズマジェット３３に供給することにより、粉末８４を溶融して被処理物（図示せず）に吹き付けて皮膜を形成するものであって、粉末供給管３１の外側から粉末供給管３１の噴射口３１１に向けて圧縮エア１１を噴射するエア配管３４を備えたことを特徴とする。詳しくは、粉末供給ガス９０の流れに乗せて、図示しない粉末タンク及び供給ホースを介して、粉末供給管３１に粉末８４を移動させ、粉末８４を粉末供給管３１の噴射口３１１から溶射ガン３２のプラズマジェット３３に供給する。
【００３５】
粉末供給管３１は、ノズル３５の側面から先端面に沿ってへ字状に曲げられ、固定部材８２２によってノズル３５に固定されている。エア配管３４も、ノズル３５の側面から先端面に沿ってＬ字状に曲げられ、図示しない固定部材によってノズル３５に固定されている。本実施形態の溶射装置３０も、第一実施形態の溶射装置１０（図１）と同等の作用及び効果を奏する。また、第二実施形態と同じように、圧縮エア１１によって吹き飛ばされた粉末８４を集める集塵手段を設けてもよい。
【００３６】
なお、図１に示すように、第一実施形態の溶射装置１０は、溶射ガン７１の先端が円筒状であり、溶射ガン７１の軸線方向にプラズマジェット７６を噴き出す。これに対し、本実施形態の溶射装置３０は、溶射ガン３５の先端が楔状であり、溶射ガン３５の軸線に対して斜め方向にプラズマジェット３３を噴き出す。そのため、その軸線を中心に溶射ガン３５を回転させることにより、溶射ガン３５の周方向に溶滴を吹き付けることができる。つまり、溶射装置３０は、円筒状の被処理物の内周面に皮膜を形成することに適している。
【００３７】
【実施例】
次に、第三実施形態の溶射装置３０を使った一実施例について、図５及び図６に基づき説明する。図６［１］は製造ラインを示す概略図、図６［２］は図６［１］の製造ラインにおけるブラスト工程を示す拡大図、図６［３］は図６［１］の製造ラインにおける溶射工程を示す拡大図である。
【００３８】
図６［１］におけるブラスト工程４１及び溶射工程４２を、それぞれ拡大して図６［２］，［３］に示す。図６［１］に示す製造ラインは、アルミウム製のシリンダボア内面４３に耐磨耗性を有する皮膜４４をコーティングすることにより、従来の鋳鉄スリーブを廃止して軽量化したオールアルミニウム製の溶射シリンダ４５を製造するものである。
【００３９】
まず、皮膜４４に密着力を与えるため、細長いブラストガン４６をシリンダボア内４７に挿入し、ブラストガン４６の先端から硬い研削材（アルミナ粒子）４８をシリンダボア内面４３に向けて噴射することにより、シリンダボア内面４３を粗面化する（ブラスト工程）。続いて、先端からプラズマジェット３３を発生させた細長い溶射ガン３２をシリンダボア内４７に挿入する。そして、溶射ガン３２の先端がシリンダボア下端部４９に達するのと同時に、粉末供給管３１から粉末８４をプラズマジェット３３に投入することにより、溶滴５０をシリンダボア内面４３に付着させて皮膜４４を形成する（溶射工程）。
【００４０】
また、粉末供給管３１の噴射口３１１の真横に、エア配管３４の噴射口３４１が対向するようにエア配管３４を配置した。更に、溶射工程において、シリンダボア上端部５１まで十分に皮膜４４が形成された後、粉末８４の供給を停止した。その後、エア配管３４から圧縮エア１１を噴射させることにより、供給ホース内に残留した粉末８４を除去した。以下に、エア配管３４の設置、処理条件、効果等の詳細を記す。
【００４１】
（１）エア配管３４の設置
エア配管３４は、圧縮エア１１が粉末供給管３１の噴射口３１１に直接当たるように配置した。このとき、粉末供給管３１の中心線とエア配管３４の噴射口３４１との距離ｈ（図５［１］）は、３ｍｍとした。そして、エア配管３４の中心線の延長上に粉末供給管３１の噴射口３１１が位置するように、これらを配置した。また、粉末供給管３１の中心線とエア配管３４の中心線とのなす角度αは、９０°とした。
【００４２】
（２）圧縮エア１１の噴射条件
噴射条件を以下に示す。
エア配管開口径　φ２ｍｍ
噴射流量　　　　３０ｌ／ｍｉｎ
噴射時間　　　　粉末の供給停止後３秒間連続噴射
【００４３】
（３）ブラスト条件
ブラスト材料には、ホワイトアランダムを使用し、直圧式のブラスト装置を用いた。ブラスト噴射角度は９０ｄｅｇとした。詳細を以下に示す。
ブラスト種類　　　　　直圧式
ブラスト噴射角度　　　９０ｄｅｇ
ブラストガン回転数　　４６ｒｐｍ
直圧ノズル径　　　　　φ６ｍｍ
噴射圧力　　　　　　　３９２ｋＰａ（４ｋｇｆ／ｃｍ２）
ブラスト材　　　　　　ホワイトアランダム♯３０
ブラストガン移動速度　５ｍｍ／ｓｅｃ
【００４４】
（４）溶射条件
溶射方法　　　　　　　　　プラズマ溶射
溶射角度　　　　　　　　　４５ｄｅｇ
供給電流　　　　　　　　　８００Ａ
主動ガス流量（Ａｒ）　　　５６．８ｌ／ｍｉｎ
補助ガス流量（Ｈｅ）　　　７．６ｌ／ｍｉｎ
粉末供給管開口径　　　　　φ２ｍｍ
粉末供給ガス流量（Ａｒ）　５．３ｌ／ｍｉｎ
形成膜厚　　　　　　　　　２００μｍ
【００４５】
（５）効果
溶射シリンダ４５を１４０個作製した。その終了後、周辺装置への溶滴の付着は観察されなかった。また、圧縮エア１１を噴射する近くに集塵管を配置したことにより、溶滴とならなかった粉末８４は、周辺装置への飛散が抑えられるとともに、確実に回収することができた。このときの粉末８４は、溶滴とはなっていないため、簡単に回収かつ廃棄することができた。更に、１４０個の溶射シリンダ４５の作製を終了した後、供給ホースを外し、粉末８４の残留度合いを確認した結果、粉末８４は残留していなかった。
【００４６】
なお、本発明は、言うまでもなく、上記実施形態に限定されない。例えば、溶射ガンと粉末タンクとが別体になった別体型を例示したが、供給ホースがなく溶射ガンと粉末タンクとが一体になった一体型にも本発明を適用できる。その理由は、溶射ガンと粉末タンクとを直結する部分や粉末供給管に粉末が残留するものがあるからである。また、溶射原料として粉末を用いることができる溶射装置であれば、熱源はプラズマに限らず燃焼炎、アーク、レーザ等としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る溶射装置によれば、溶射原料の粉末を粉末供給管の噴射口から溶射ガンの熱源に供給し、粉末を溶融して被処理物に吹き付けて皮膜を形成するものに、粉末供給管の外側から粉末供給管の噴射口に向けて圧縮エアを噴射するエア配管を設けたことにより、その噴射口から出てきた粉末を圧縮エアによって吹き飛ばすことができるので、不要な溶滴の発生を抑えることができる。
【００４８】
請求項２記載の溶射装置によれば、圧縮エアによって吹き飛ばされた粉末を集める集塵手段を設けたことにより、その粉末に対して回収を容易化できるとともに周辺装置への飛散を抑えることができる。
【００４９】
請求項３記載の溶射装置によれば、圧縮エアの圧力を粉末供給管内のガス圧力よりも高くしたことにより、粉末供給管内から排出された粉末を圧縮ガスによって遠くに飛ばしやすくなるので、粉末が熱源に入ることを効率よく抑えることができる。
【００５０】
請求項４記載の溶射装置によれば、エア配管の延長線上に粉末供給管の噴射口が位置するので、霧吹きの原理によって粉末供給管内の粉末を迅速に外へ吸い出すことができる。
【００５１】
請求項５記載の溶射装置によれば、粉末供給管の中心線とエア配管の中心線とのなす角度が０度を越え９０度以下であるので、粉末を粉末供給管に押し戻すことなく、粉末を効率よく吹き飛ばすことができる。特に、請求項６記載の溶射装置によれば、前記角度を９０度としたことにより、粉末を最も効率よく吹き飛ばすことができる。
【００５２】
請求項７記載の溶射装置によれば、粉末タンクと粉末供給管とを繋ぐ供給ホース内に粉末が残りやすいので、その粉末を圧縮エアによって吹き飛ばすことにより、不要な溶滴の発生を大幅に抑えることができる。
【００５３】
請求項８記載の溶射装置の使用方法によれば、一つの被処理物に対して皮膜の形成が終了した後、次の被処理物に対して皮膜の形成を始めるまでの間、エア配管から圧縮エアを噴射し、かつ熱源の発熱動作を維持することにより、溶射ガンの寿命を低下させることなく、かつ連続稼動を妨げることなく、不要な溶滴の発生を抑えることができる。特に、熱源にプラズマを用いた場合は、電源のオン・オフによっての電極の寿命が低下しやすいので、より大きな効果が得られる（請求項９）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶射装置の第一実施形態を示し、図１［１］は側面図、図１［２］は正面図である。
【図２】図１［２］の要部拡大図（その１）である。
【図３】図１［２］の要部拡大図（その２）である。
【図４】本発明に係る溶射装置の第二実施形態を示す要部拡大図である。
【図５】本発明に係る溶射装置の第三実施形態を示し、図５［１］は正面図、図５［２］は側面図である。
【図６】図５の溶射装置を使った一実施例を示し、図６［１］は製造ラインを示す概略図、図６［２］は図６［１］の製造ラインにおけるブラスト工程を示す拡大図、図６［３］は図６［１］の製造ラインにおける溶射工程を示す拡大図である。
【図７】従来のプラズマ溶射装置の概略を示す断面図である。
【図８】図７のプラズマ溶射装置の使用方法を示す概略図であり、図８［１］〜図８［３］の順に工程が進行する。
【符号の説明】
１０，２０，３０　溶射装置
１１　圧縮エア
１２，３４　エア配管
１２１，３４１　エア配管の噴射口
２１　集塵管（集塵手段）
３２，７１　溶射ガン
３３，７６　プラズマジェット（熱源）
３１，８１　粉末供給管
３１１，８１１の粉末供給管の噴射口
８２　供給ホース
８３　粉末タンク
８４　粉末
９０　粉末供給ガス
【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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