(57)【要約】  溶射ガン１０が、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部２０、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部２０、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部２０のうちの少なくとも１つを含む。溶射ガン・システム１０００は、溶射ガン１０と少なくとも１つのメカニズム３０／４０とを含み、少なくとも１つのメカニズム３０／４０は、溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部を格納することと、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を装着するように構築されて配置されることとのうちの少なくとも１つを行うようになっている。溶射ガン１０を使用して基板Ｓを被覆する方法は、溶射ガン１０に少なくとも１つのノズル先端部２０を取り付けるステップと、少なくとも１つのノズル先端部２０を用いてコーティング材を噴霧するステップとを含む。
2015514558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部、
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部、
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部
のうちの少なくとも１つを備える、溶射ガン。
【請求項２】
前記ノズル先端部が、前記溶射ガンの陽極部に機械的に結合される、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項３】
前記ノズル先端部が、前記溶射ガンの陽極部に電気的に結合される、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項４】
陽極部が前記溶射ガンに結合されたまま、前記ノズル先端部が前記溶射ガンから取り外し可能になっている、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項５】
前記ノズル先端部が、陽極部とともに前記溶射ガンから取り外し可能になっている、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項６】
前記ノズル先端部が、前記溶射ガンの陽極部を含む、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項７】
前記溶射ガンが、プラズマ溶射ガン及びＨＶＯＦ溶射ガンのうちの１つである、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項８】
前記溶射ガンが、前記溶射ガンの一部に結合された少なくとも１つの原料供給ラインをさらに含む、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項９】
前記溶射ガンがロボットをさらに含み、前記溶射ガンが前記ロボットのアームに取り付けられる、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項１０】
複数のノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わされた、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項１１】
複数の異なるノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わされる、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項１２】
前記コーティング材により噴霧される基板を収容する場所とは異なる所定の場所に配置された、複数のノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わされる、請求項１に記載された溶射ガン。
【請求項１３】
溶射ガンと少なくとも１つのメカニズムとを備えた溶射ガン・システムであって、該少なくとも１つのメカニズムが、
前記溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部を格納すること、及び
前記溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を装着するように構築されて配置されること
のうちの少なくとも１つを行うようになっている、溶射ガン・システム。
【請求項１４】
前記溶射ガンの動き、及び
前記溶射ガンに装着可能な前記少なくとも１つのノズル先端部の装着
のうちの少なくとも１つを制御する制御器をさらに含む、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのノズル先端部が、
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部、
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部と、および
コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部
のうちの少なくとも１つである、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項１６】
前記システムがロボットをさらに含み、前記溶射ガンが前記ロボットのアームに取り付けられる、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わされた、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項１８】
前記溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、
制御器であって、
前記溶射ガンの動き、及び
前記溶射ガンに装着可能な前記少なくとも１つのノズル先端部の装着
のうちの少なくとも１つを制御する制御器と
をさらに含む、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項１９】
前記溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、
制御器であって、
前記溶射ガンのプログラムされた動き、及び
前記溶射ガンに装着可能な前記少なくとも１つのノズル先端部のプログラムされた又は自動的な装着
のうちの少なくとも１つを制御する制御器と
をさらに含む、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項２０】
ロボットのアームに取り付けられるロボットと、
制御器であって、
前記溶射ガンの動き、及び
前記溶射ガン上への前記少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部の装着を制御する制御器と
をさらに含む、請求項１３に記載された溶射ガン・システム。
【請求項２１】
溶射ガンと少なくとも１つのメカニズムとを含む溶射システムであって、前記少なくとも１つのメカニズムが、少なくとも第１のノズル先端部及び第２のノズル先端部を含み、
前記少なくとも１つのメカニズムが、
前記第１のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第１の位置と、
前記第２のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第２の位置との間で移動できるようになっている、溶射システム。
【請求項２２】
前記溶射ガンの動き、及び
前記第１の位置と前記第２の位置との間での前記少なくとも１つのメカニズムの動き
のうちの少なくとも１つを制御する制御器をさらに含む、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２３】
ロボットをさらに含み、前記溶射ガンが前記ロボットのアームに取り付けられる、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わされた、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２５】
複数の前記少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わされた、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２６】
前記溶射ガンがロボットのアームに取り付けられる前記ロボットと、
前記第１の位置と前記第２の位置との間での前記少なくとも１つのメカニズムの動きを制御する制御器と
をさらに含む、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２７】
前記溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと制御器とをさらに含み、  前記制御器が、
前記溶射ガンのプログラムされる動き、及び
前記第１の位置と前記第２との位置の間での前記少なくとも１つのメカニズムのプログラムされた動き
のうちの少なくとも１つを制御する、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２８】
前記溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと制御器とをさらに含み、  前記制御器が、
前記溶射ガンの動き、及び
前記第１の位置と前記第２との位置の間での前記少なくとも１つのメカニズムの動きを制御する、請求項２１に記載された溶射システム。
【請求項２９】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと、
前記少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと
を含む方法。
【請求項３０】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り外し可能に取り付けるステップと、
前記少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと
を含む方法。
【請求項３１】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと、
前記少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、
前記溶射ガンから前記少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップと、
請求項１に記載の溶射ガンに別の少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項３２】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、
前記溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項３３】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、
前記溶射ガンから前記少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップと
を含む方法。
【請求項３４】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、
前記溶射ガンから前記少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップと
を含む方法。
【請求項３５】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、
前記溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップと
を含む方法。
【請求項３６】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、
前記溶射ガンの少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップと、
前記溶射ガン上に別の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップと
を含む方法。
【請求項３７】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、
前記溶射ガンの前記少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップと、
前記溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を装着するステップと、
前記他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと
を含む方法。
【請求項３８】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を制御された方法で噴霧するステップと、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に制御された方法で移動させるステップと、
前記溶射ガンの前記少なくとも１つのノズル先端部を制御された方法で取り外すステップと、
前記溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を制御された方法で装着するステップと、
前記他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を制御された方法で噴霧するステップと
を含む方法。
【請求項３９】
溶射ガンを使用して基板を被覆する方法であって、
少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、
請求項１に記載された溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、
前記溶射ガンの前記少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップと、
前記溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップと、
前記他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
異なるプラズマ形成用ノズルの使用により動作範囲が広くなったプラズマ・ガンの出現に伴って（たとえば、ＩＴＳＣ２００５ における３個（Ｔｒｉｐｌｅｘ）プラズマ形成ノズルに関する論文参照）、プラズマ・ガンが広範な溶射被膜を生成すことが可能になった。一例としては、被覆層が２つ必要とされる熱障壁の用途である。そのような障壁被膜では、第１の層が、通常ＭＣｒＡｌＹ型超合金材料からなる接着層であり、その材料は、速い粒子速度で比較的低い粒子温度で付着される。第２の被覆膜は、遅い粒子速度で高い粒子温度で付着されるセラミック熱障壁である。そのような被膜の付着には、２つの異なるプラズマ・ノズルが利用される。一方のノズルは、高エンタルピーの直線状のボア・ノズルであり、他方のノズルは、高速のラバル・タイプのノズルである。
【０００２】
そのような完全な被覆システムを構成するためには、２つの別個のガンが必要であるか、又は２つの噴霧セル（ｓｐｒａｙ ｃｅｌｌ）を利用しなければならない。或いは、よくても、ガンのハードウェアは手作業で変更する必要があり、これは被覆プロセスを中断することが必要になる。実際には、現在のシステムでは、ガンの動作形態を変更するために、ハードウェア、より具体的にはノズルを交換するのにガンの少なくとも一部を手作業で分解することが必要である。また、ガン全体を自動的に変更できることがこの分野で知られている。各ガンは、求められる動作形態のための適切なガン・ハードウェアをもって構成されている。この方法には、この「能動的な」ガンへの高エネルギー及びガス供給を切り替えるために、かなりの追加のハードウェア及び経費の支出が伴う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＴＳＣ２００５ におけるＴｒｉｐｌｅｘプラズマ形成ノズルに関する論文
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
相互交換可能なノズル先端部を備える溶射ガン、及び／又はプラズマ・ガン・ノズル（又はノズル先端部）を自動的に交換し、多層被覆システムの様々な用途に適するようにガンの動作形態への変更を容易にする方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの非限定の具体例によれば、従来のシステムの欠点の１つ又は複数を克服する溶射ガン又はシステムが提供される。
【０００６】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンが提供され、それは、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部のうちの少なくとも１つを備える。
【０００７】
ある具体例では、ノズル先端部が溶射ガンの陽極部に機械的に結合される。
【０００８】
ある具体例では、ノズル先端部が溶射ガンの陽極部に電気的に結合される。
【０００９】
ある具体例では、陽極部が溶射ガンに結合されたまま、ノズル先端部が溶射ガンから取り外し可能である。
【００１０】
ある具体例では、ノズル先端部が、陽極部とともに溶射ガンから取り外し可能である。
【００１１】
ある具体例では、ノズル先端部が、溶射ガンの陽極部を含む。
【００１２】
ある具体例では、溶射ガンは、プラズマ溶射ガン及びＨＶＯＦ溶射ガンのうちの１つである。
【００１３】
ある具体例では、溶射ガンが、溶射ガンの一部に結合された少なくとも１つの原料供給ラインをさらに備える。
【００１４】
ある具体例では、溶射ガンがロボットをさらに備え、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられる。
【００１５】
ある具体例では、溶射ガンが、複数のノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００１６】
ある具体例では、溶射ガンが、複数の異なるノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００１７】
ある具体例では、溶射ガンが、コーティング材の噴霧される基板を含む場所とは異なる所定の場所に配置された、複数のノズル先端部を格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００１８】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガン・システムが提供される。それは、溶射ガンと、少なくとも１つのメカニズムとを備え、少なくとも１つのメカニズムは、溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部を格納すること、及び溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を装着するように構築されて配置されることのうちの少なくとも１つを行うようになっている。
【００１９】
ある具体例では、システムは制御器をさらに備え、制御器は、溶射ガンの動き、及び溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部の装着のうちの少なくとも１つを制御する。
【００２０】
ある具体例では、少なくとも１つのノズル先端部は、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部のうちの少なくとも１つである。
【００２１】
ある具体例では、システムがロボットをさらに備え、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられる。
【００２２】
ある具体例では、システムが、少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００２３】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、溶射ガンの動き、及び溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部の装着のうちの少なくとも１つを制御する制御器とをさらに備える。
【００２４】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、溶射ガンのプログラムされる動き、及び溶射ガンに装着可能な少なくとも１つのノズル先端部のプログラムされた又は自動的な装着のうちの少なくとも１つを制御する制御器とをさらに備える。
【００２５】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、溶射ガンの動き、及び溶射ガン上への少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部の装着を制御する制御器とをさらに備える。
【００２６】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガン・システムが提供される。それは、溶射ガンと、少なくとも１つのメカニズムとを備える。少なくとも１つのメカニズムは、少なくとも第１のノズル先端部及び第２のノズル先端部を含み、少なくとも１つのメカニズムは、第１のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第１の位置と、第２のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第２の位置との間で動くことができる。
【００２７】
ある具体例では、システムは、溶射ガンの動きと、第１の位置と第２の位置の間での少なくとも１つのメカニズムの動きとの少なくとも１つを制御する制御器をさらに備える。
【００２８】
ある具体例では、システムがロボットをさらに備え、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられる。
【００２９】
ある具体例では、システムが、少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００３０】
ある具体例では、システムが、複数の少なくとも１つのメカニズムを格納するステーション又は場所と組み合わせて利用される。
【００３１】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、第１の位置と第２の位置との間での少なくとも１つのメカニズムの動きを制御する制御器とをさらに備える。
【００３２】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、溶射ガンのプログラムされた動き、及び第１の位置と第２の位置での少なくとも１つのメカニズムのプログラムされた動きの少なくとも１つを制御する制御器とをさらに備える。
【００３３】
ある具体例では、システムは、溶射ガンがロボットのアームに取り付けられるロボットと、溶射ガンの動き、及び第１の位置と第２の位置の間での少なくとも１つのメカニズムの動きを制御する制御器とをさらに備える。
【００３４】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップとを備える。
【００３５】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り外し可能に取り付けるステップと、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップとを含む。
【００３６】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップと、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、溶射ガンから少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップと、溶射ガンに別の少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップとを含む。
【００３７】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を取り付けるステップとを含む。
【００３８】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、溶射ガンから少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップとを含む。
【００３９】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、溶射ガンから少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップとを含む。
【００４０】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、溶射ガンに少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップとを含む。
【００４１】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、溶射ガン上の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップと、溶射ガンに別の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップとを含む。
【００４２】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、溶射ガンを所定の場所に移動させるステップと、溶射ガン上の少なくとも１つのノズル先端部を取り外すステップと、溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を装着するステップと、他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップとを含む。
【００４３】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を制御された方法で噴霧するステップと、溶射ガンを所定の場所に制御された方法で移動させるステップと、溶射ガン上の少なくとも１つのノズル先端部を制御された方法で取り外すステップと、溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を制御された方法で装着するステップと、他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を制御された方法で噴霧するステップとを含む。
【００４４】
１つの非限定の具体例によれば、溶射ガンを使用して基板を被覆する方法が提供される。その方法は、少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップと、溶射ガンを所定の場所に自動的に移動させるステップと、溶射ガン上の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に取り外すステップと、溶射ガンに他の少なくとも１つのノズル先端部を自動的に装着するステップと、他の少なくとも１つのノズル先端部を用いてコーティング材を噴霧するステップとを含む。
【００４５】
本発明の他の例示の具体例及び利点は、本開示及び添付図面により確認することができる。
【００４６】
本発明は、次に続く詳細な記述で、本発明の非限定の例として言及する図面を参照してさらに述べる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の１つの非限定の実施例による、ネジ取り付けノズル先端部を有する溶射ガンの概略垂直断面図。
【図２】本発明の１つの非限定の実施例による、取り付けられた溶射ガンの概略側面図であり、そこから取り外されたノズル先端部を示す図。
【図３】本発明の１つの非限定の実施例による、取り付けられた溶射ガンの概略側面図であり、そこから取り外されたノズル先端部構成（すなわちノズル先端部及び陽極部）を示す図。
【図４】本発明の１つの非限定の実施例による、熱噴霧システムを有する被覆領域の概略側面図であり、溶射ガンに装着されたノズル先端部を示す図。
【図５】本発明の別の非限定の実施例による、熱噴霧システムおよび制御器を有する被覆領域の概略側面図であり、溶射ガンに装着されたノズル先端部を示す図。
【図６】本発明の１つの非限定の実施例による、熱噴霧システムの概略側面図であり、溶射ガンに装着することのできる複数のノズル先端部を含むステーションに向けて、溶射ガンが移動していることを示す図。
【図７】図６に示すステーションの平面図であり、ノズル先端部の１つがそこから取り出されていることを示す図。
【図８】図７のステーションの側面図。
【図９】図７のステーションの拡大部分図であって、直線状の動きを例示する矢印によって、チャック又はコレットである把持部材が、把持方向又は解放方向のどちらかにどのようにして移動することができるかを示し、回転する動きを例示する矢印によって、チャック又はコレットが、装着方向又は装着を外す（すなわち取り外す）方向のどちらかにどのようにして回転することができるか示す図。
【図１０】本発明の１つの非限定の実施例による、２つ以上のノズル先端部を噴霧位置に移動させることができる装置を利用する熱噴霧システムの概略側面図であり、中央の図面が、溶射ガンに装着されておらず、図１０に示す装着位置に対して直交しているときの装置の図である。
【図１１】本発明の非限定の実施例による、溶射ガンを使用する方法を例示するフローチャート。
【図１２】本発明の非限定の実施例による、溶射ガンを使用する方法を例示するフローチャート。
【図１３】本発明の非限定の実施例による、溶射ガンを使用する方法を例示するフローチャート。
【図１４】本発明の非限定の実施例による、溶射ガンを使用する方法を例示するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本明細書に示す詳細な事項は、例としてのもの、及び本発明の実施例について例示的に論じるためのものにすぎず、もっとも有用であると考えるものを提示し、且つ本発明の原理及び概念を容易に理解できる記述を提供するという理由で提示するものである。これに関して、本発明の構造上の細部を、本発明の基本的理解に必要であるよりも詳細に示そうとはしておらず、図面を用いた説明によって、当業者には、本発明のいくつかの形態を実際にどのようにして具体化できるかが明らかになる。
【００４９】
本発明の１つの非限定の実施例によれば、溶射ガン１０が提供される。それは、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの取り外し可能なノズル先端部４、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの交換可能なノズル先端部４、コーティング材を噴霧するための少なくとも１つの相互交換可能なノズル先端部４のうちの少なくとも１つを備える。
【００５０】
別の非限定の実施例によれば、溶射ガン・システム１０００が提供される。それは、溶射ガン１０と少なくとも１つのメカニズム３０とを備え、少なくとも１つのメカニズム３０は、少なくとも第１及び第２のノズル先端部２０を含み、第１のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第１の位置と、第２のノズルのニップがコーティング材を噴霧するために利用される第２の位置との間で移動可能である。
【００５１】
また別の非限定の実施例によれば、溶射ガン・システム１０００が提供される。それは、溶射ガン１０と、少なくとも１つのメカニズム、たとえばサポート３０及び／又は取り付け具４０であって、溶射ガン１０に装着可能な少なくとも１つのノズル先端部２０を格納すること、及び溶射ガン１０に少なくとも１つのノズル先端部２０を装着するように構築されて配置されることの少なくとも１つを行うようになっている少なくとも１つのメカニズム、たとえばサポート３０及び／又は取り付け具４０とを備える。そのシステムは、自動化システムであることが好ましい。
【００５２】
自動化された相互交換可能なノズルのシステム２０００を使用して、異なる層状の材料を有する複雑な被覆システムの処理が、手作業によるハードウェアの変更の必要及び手作業の介在に伴う製造時間の損失なしに、１つのプロセス・ステップ又はステーション３０で行うことができる。さらに、層付着時間が削減され、これにより、層間の接着性及び全体の被覆品質の向上を導くことができる。
【００５３】
図１を参照すると、動作性能が拡大され、別個の陽極又は導電部と、ノズル又はプラズマ形成部とを備えて構成されたプラズマ・ガン１０が概略的に示されている。導電部は、中性部１、陽極部２、ノズル基部３、電気アーク８を発生する陰極５、電気的に絶縁され水密性のシール６及び冷却水チャネル７を有する。ノズル又はプラズマ形成部は、ノズル基部３に対してネジで脱着することができるノズル・インサート４からなる。この場合、雄ネジがノズル先端部４に設けられ、ノズル基部３の雌ネジに係合する。陽極部２は、ガン穴内のプラズマ・アーク８に対して正電極又はプラス接続部として働き、陽極部２にアーク８が取り付くように影響を及ぼすための切れ目又は溝を有することができる。ノズル先端部４は、プラズマ・ガン１０の動作形態を決定し、異なる幾何形状及び長さを有することができる。それゆえ、たとえば、１つのノズル先端部４は、１つの被覆タイプ又は噴霧パターンのための幾何形状又は構成を有することができ、別のノズル先端部４は、異なる被覆タイプ又は噴霧パターンのための異なる幾何形状又は構成を有することができる。しかし、両方のノズル先端部は、両方を同じプラズマ・ガン１０に取り付けることができるように、同じ界面部（たとえば同じサイズの雄ネジ）を有することができる。
【００５４】
図１の実施例は、２つの構成要素又は部分からなるノズルを利用するように修正することもできる。第１の部分は、ガン１０内に又はガン１０上に組み立てられるか又は取り付けられ、且つネジが切られた受け入れ部又はノズル先端部受け入れ界面を有する水冷基部３の形を取ることができる。次いで、プラズマ・ガンの動作形態を決定する特定の幾何形状を有するノズル・インサート又は先端部４が、ネジを締めてノズル基部３に取り付けることができ、それによってガンが動作する。この実施例では、ノズル基部３は、任意選択で、ノズル先端部４とともにプラズマ・ガン１０から取り外し可能にすることができる。
【００５５】
ノズル先端部４の容易な又は自動的な取り外し又は装着を容易にするために、ノズル・インサート又は先端部４の露出した外側部分又は直径部９が、把持できるように構成される。具体例としては、この部分９は、任意選択で、把持装置、たとえばコレット又はチャック・タイプの把持装置がノズル・インサート４を把持又はつかむことができる溝（図示せず）を有することができる。コレット又はチャックは、それが把持したノズル先端部４を回転させることができるように、スピンドル又はモータによって駆動できることが好ましい。たとえば、把持装置は、プラズマ・ガン１０からネジを緩めて先端部４を外す（それを取り外す）ために、先端部４の部分９を把持して、それを一方向で回転させることができ、且つネジを締めてノズル先端部４をノズル基部３に取り付ける（それを装着する）ために、それを逆方向に回転させることができる。把持装置が自動化されて使用されるとき、把持装置（把持部９）及びプラズマ・ガン１０は、制御された又は予めプログラムされた方法で１つのノズル先端部４をプラズマ・ガン１０から取り外し、別のノズル先端部４をプラズマ・ガン１０に装着するように、それらの動きが連係させられる。具体例としては、把持装置は、軸線方向に負荷をかけられ、ガンの表面に対して力を印加することのできるスプリング（図示せず）を利用できる。スプリングは、ノズル先端部４がプラズマ・ガン１０に対してネジで取り付けられるか又は取り外されるとき、コレットが軸線方向に移動することを可能にするように機能するはずである。
【００５６】
図２の実施例は、ノズル先端部４が、プラズマ・ガン１０に対して相互交換可能に取り外し可能及び装着可能である、図１の実施例と同様の本発明実施例を示す。図３の実施例は、ノズル先端部４’及び陽極部２’（それらは、一体のユニットとして組み立てること又は形成することができる）は、プラズマ・ガン１０に対して相互交換可能に取り外し可能及び装着可能である別の実施例を示す。これらの実施例のどちらも、プラズマ・ガン１０をロボット・アームなどの可動アームに取り付けることができる。
【００５７】
図４を参照すると、基板Ｓが配置される噴霧ブース・ステーション中で、サポート３０、たとえばサポート・テーブル又は取り付け具サポート・テーブル上に複数のノズル先端部を配置又は格納することができる１つの非限定の構成１０００が示されている。図４の例では、プラズマ・ガン１０が、基体５１及びロボット・アーム５２を有するロボット５０に取り付けられる。そのような構成１０００の場合、アーム５２に取り付けられたプラズマ・ガン１０は、サポート３０上をそこに移動することができる。オペレータは、一度サポート３０の近くに位置付けられると、プラズマ・ガン１０に対してノズル先端部２０を手作業で取り外すか又は装着することができ、それによって、ノズル先端部は、サポート３０上に格納された形態からプラズマ・ガン１０上の装着位置に移される。
【００５８】
図５〜図９を参照すると、１つの非限定の構成２０００（図５参照）が示さている。この構成では、基板Ｓが配置される噴霧ブース・ステーションで、複数の把持（グリップ）装置４５（図７参照）、すなわちコレット及びスピンドル装置を、サポート３０上に位置決めされた取り付け具４０上に配置することができる。図５〜図９の例では、プラズマ・ガン１０は、基部５１及びロボット・アーム５２を有するロボット５０に取り付けられる。そのような構成２０００の場合、アーム５２に取り付けられたプラズマ・ガン１０は、サポート３０上に移動することができる。把持装置４５は、一度取り付け具４０上に位置付けられ、そこに配置された把持装置４５の１つに配置されると、プラズマ・ガン１０に対してノズル先端部２０を取り外すか又は装着することができ、それによって、ノズル先端部は、取り付け具４０上に格納された形態からプラズマ・ガン１０の装着位置に移される。ロボット５０及び把持装置４５の動きは、コントローラ６０によって制御でき、このコントローラは、ノズル先端部２０の少なくとも１つが、取り付け具４０の把持装置４５の少なくとも１つによって、プラズマ・ガン１０に対して装着及び／又は取り外される被覆プロセスを実施するように、プログラムすることができる。
【００５９】
図７〜図９を参照すると、複数の把持装置４５、すなわちコレット及びスピンドル装置がサポート３０上に位置付けられた１つの非限定の取り付け具４０が示されている。各把持装置４５が、先端部２０（たとえば図１の部分９）を把持するための半径方向及び／又は直線状に可動な（方向ＬＭに沿って）把持部材４６を含み、反対方向に、すなわち時計回りの方向及び反時計回りの方向に、回転方向ＲＭに沿って回転することができる。
【００６０】
図５〜図９の構成２０００を利用する例示的な方法は、次のとおりである。ノズル先端部を有さないプラズマ・ガン１０が、プログラム・コマンドを介して、ロボット５０によって、取り付け具４０（図６参照）上のノズル先端場所の１つに移動される。一度取り付け具４０に来ると、ノズル先端部２０をその中に把持する把持装置４５の１つが、プログラム・コマンドにより、回転してネジを締めてノズル先端部２０をプラズマ・ガン１０のノズル基体に取り付ける。一度ネジが嵌められると（たとえばコレットの表面がガンの面に接触すると）、把持装置４５はノズル先端部２０を解放する。次いで、プラズマ・ガン１０が、プログラムされたコマンドを介して、取り付け具４０から移動して離れ、点火されて基板に第１の材料の被覆層を噴霧する。次いで、プラズマ・ガン１０は、取り付け具４０に戻り、第１のノズル・インサートがネジを締めてガン１０に取り付けられた、取り付け具４０の同じ位置に移動する。把持装置４５は、ノズル先端部２０（たとえば図１に示すように先端部の部分９）を把持し、次いでネジを緩めて先端部１０をノズル基体から取り外す。プラズマ・ガン１０は、プログラム・コマンドを介して、別のノズル先端部２０の位置に移動する。ノズル先端部２０を保持した他の把持装置４５が、プログラム・コマンドにより、回転してネジを締めて新しいノズル先端部２０をノズル基体に取り付ける。一度、ネジが嵌められると、把持装置はノズル先端部２０を解放する。次いで、プラズマ・ガン１０は、プログラムされたコマンドを介して、取り付け具４０から移動して離れ、点火されて基板Ｓに第２の材料の被覆層を噴霧する。このプロセスは、基板Ｓの被覆プロセスを完了するために必要なノズル先端部の交換回数に必要な回数と同じだけ繰り返される。
【００６１】
以上に述べたような例示的な取り付け具４０は、特定のジョブ又はプロセスのために必要なほとんど何個のノズル先端部２０（異なるもの、同じものにかかわらず）でも、操作、格納又は保持できることが好ましい。取り付け具４０は、特定のプラズマ・ガンに利用できる数と同じだけ異なるノズル先端部２０を含むことができる。
【００６２】
図１０を参照すると別の非限定の構成３０００が示されている。ノズル先端部２０が取り付け具７０に配置され、取り付け具７０はプラズマ・ガンを用いて被膜を噴霧するための噴霧位置又は位置合わせされた位置に（ノズル先端部の穴が、プラズマ・ガンの穴と位置合わせされて配置される）ノズル先端部２０のそれぞれを位置付けることができる。この図面の中央に示す図から明らかなように、取り付け具７０は、ある角度だけ隔置された複数のノズル先端部２０を保持する円形プレートの形を取ることができる。プレート７０に取り付けられた各ノズル先端部２０は、プラズマ・ガン１０の近くに取り付けられたモータ８０によって、所定の位置に回転させられることができる。モータ８０及びロボット５０は、コントローラ６０によって制御できる。コントローラは、ノズル先端部２０の少なくとも１つが、モータ８０によって移動されて、噴霧するためにプラズマ・ガン１０と位置合わせされて被覆プロセスを実施するようにプログラムできる。
【００６３】
図１０の実施例では、ノズル先端部２０のそれぞれを噴霧のためのプラズマ・ガン１０と位置合わせされた位置に位置付けることができる、回転可能な取り付け具７０にノズル先端部２０が配置された構成を示している。しかし、本発明は、長方形のプレートをも考慮しており、それは、２つ以上、たとえば２つ以上の異なるノズル先端部２０を噴霧するためのプラズマ・ガン１０と位置合わせされた位置に位置付けるように、直線状に又は摺動自在に移動する。いずれの場合でも、プレートの動きは、たとえば空気圧又は電気的に生じさせることもできる。
【００６４】
図１１を参照すると、本発明による、ノズル先端部４／２０を交換する１つの非限定の方法が示されている。ステップ１００で、プラズマ・ガン１０が、ノズル先端部交換ステーション、たとえば図４の場所３０に移動される。これは、ステップ１００において所定時間で行うことができることが好ましい。次いで、ステップ２００で、プラズマ・ガン１０に装着されたノズル先端部４／２０が取り外されて、新しいノズル先端部２０がプラズマ・ガン１０に装着される。次に、ステップ３００で、プラズマ・ガン１０は、噴霧位置に移動される。これは、ステップ３００で、所定の噴霧位置に在ることができることが好ましい。
【００６５】
図１２を参照すると、本発明による、ノズル先端部４／２０を交換する別の非限定の方法が示されている。ステップ１１０で、プラズマ・ガン１０が、ノズル先端部交換ステーション、たとえば図５及び図６の場所３０に移動される。これは、ステップ１１０において所定時間で行うことができることが好ましい。次いで、ステップ２１０で、プラズマ・ガン１０に装着されたノズル先端部４／２０が自動的に取り外されて、新しいノズル先端部２０がプラズマ・ガン１０上に自動的に装着される。次に、ステップ３１０で、プラズマ・ガン１０は、噴霧位置に移動される。これは、ステップ３１０で、所定の噴霧位置であることができることが好ましい。
【００６６】
図１３を参照すると、本発明による、ノズル先端部４／２０を交換する別の非限定の方法が示されている。ステップ１２０で、プラズマ・ガン１０が、ロボット上に配置され、制御された方法でノズル先端部交換ステーション、たとえば図５及び図６の場所３０に移動される。次いで、ステップ２２０で、プラズマ・ガン１０に装着されたノズル先端部４／２０が制御された方法で自動的に取り外されて、新しいノズル先端部２０が、制御された方法でプラズマ・ガン１０に自動的に装着される。次に、ステップ３２０で、プラズマ・ガン１０は、制御された方法で噴霧位置に移動されて、プラズマ・ガン１０は、制御された方法で噴霧／被覆プロセスを実行する。
【００６７】
図１４を参照すると、本発明による、ノズル先端部４／２０を交換するまた別の非限定の方法が示されている。ステップ１３０において、プラズマ・ガン１０を、ノズル先端部交換ステーションに移動させる。これは、ステップ１３０において所定時間で行うことができる。次いで、ステップ２３０で、プラズマ・ガン１０と既に位置合わせされたノズル先端部４／２０が移動されて位置合わせから外されて、新しいノズル先端部２０が、移動されてプラズマ・ガン１０と位置合わせされる。次に、ステップ３３０で、プラズマ・ガン１０が噴霧位置に移動されて、コーティング材を基板に噴霧する。この方法は、自動化及び／又は制御された、或いは予めプログラムされた方法で実施されることが好ましい。
【００６８】
ノズル先端部の材料及びサイズを、相互交換可能な／取り外し可能なノズル先端部を利用しない公知のプラズマ・ガンに使用されるものと同じにすることができることに留意されたい。
【００６９】
上記の例は、説明目的のためだけに提示され、決して本発明を限定するものと解釈すべきでないことに留意されたい。例示の実施例を参照して本発明を述べてきたが、本明細書に使用した語は、限定よりもむしろ記述し例示する語であることを理解されたい。現在述べるような、補正するような添付の請求項の範囲内で、本発明の範囲及び趣旨をその態様を逸脱せずに変更できる。特定の手段、材料及び実施例を参照して、本明細書に本発明を述べてきたが、本発明は、本明細書に開示した具体的な事項に限定する意図はなく、むしろ本発明は、添付の請求項の範囲内に含まれるような、すべての機能的に同等の構造、方法及び使用に及ぶ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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