(57)【要約】【課題】送給ロール及び加圧ロールの形状を変更することなく、両溶射線材の速度を異なる速度とし、この速度比を一定に維持することができ、また、この速度比を容易に変更することができる線材送給装置を提供する。【解決手段】本発明の線材送給装置は、１つのモータと、溶射線材を送給する１つ又は２つの送給ロールと加圧ロールとから成る第１の送給機構と第２の送給機構と、モータによって回転されて第１の送給ロールに歯合された第１の駆動ギヤと、この第１の駆動ギヤに連結されて第２の送給ロールに歯合された第２の駆動ギヤとを備え、各溶射線材の送給速度を異なる速度とするときに、各駆動ギヤの歯数を各溶射線材の送給速度に対応した歯数とし、各送給ロール及び各加圧ロールの軸位置を固定して、各駆動ギヤが各送給ロールと歯合する位置に設けられるように両駆動ギヤの軸を自在継手で連結している。【選択図】図１
2005281772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのモータと、
このモータによって回転されて第１の溶射線材を送給する１つ又は２つの第１の送給ロールとこの第１の送給ロールに一対一対応する第１の加圧ロールとから成る第１の送給機構と、
前記モータによって回転されて第２の溶射線材を送給する１つ又は２つの第２の送給ロールとこの第２の送給ロールに一対一対応する第２の加圧ロールとから成る第２の送給機構とを備えたアーク溶射装置の線材送給装置において、
前記モータによって回転されて前記第１の送給ロールに歯合された第１の駆動ギヤと、
この第１の駆動ギヤに連結されて前記第２の送給ロールに歯合された第２の駆動ギヤとを備え、
前記各溶射線材の送給速度を異なる速度とするときに、
前記各駆動ギヤの歯数を前記各溶射線材の送給速度に対応した歯数とし、
前記各送給ロール及び前記各加圧ロールの軸位置を固定して前記各駆動ギヤが前記各送給ロールと歯合する位置に設けられるように前記両駆動ギヤの軸を自在継手で連結したことを特徴とする線材送給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器、大型鉄鋼構造物等の防錆防食処理に有効な溶射を行うためのアーク溶射装置の改良された線材送給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶射は、両溶射線材を溶射ガンの各電極のコンタクトチップへそれぞれ送給し、この溶射ガンで両溶射線材の先端間にアークを発生させて、アーク熱によって溶射線材を溶融し、その溶融速度に従って溶射線材を送給しながら圧縮ガスなどの噴射によって溶融金属を微細化させ、被溶射物に吹き付けて溶射皮膜を形成する溶射方法である。
【０００３】
図５は、従来技術のアーク溶射装置の構成を示す図である。同図において、溶射電源装置１は、商用電源を入力として例えばインバータ制御回路によって出力が定電圧制御されて溶射ガン２に電力が供給される。コンプレッサ３から噴出された圧縮ガスは、溶射電源装置１内に設けられた電磁弁（図示を省略）を通過して溶射ガン２に噴出される。線材リール５ａ、５ｂからの両溶射線材が線材送給装置９内に設けられた両送給機構４ａ、４ｂによって送り出される。この両送給機構４ａ、４ｂには、両溶射線材を送給する両送給ロールが１つのモータに連結されていて、等速で回転される。また、両送給ロールには対応する両加圧ロールが設けられていて、両溶射線材が両送給ロールと両加圧ロールとの間に挟まれて、滑ることなく送りだされる。送給機構４ａ、４ｂは絶縁されている。
【０００４】
両送給機構４ａ、４ｂによって送り出された両溶射線材は、両ガイドチューブ８ａ、８ｂによってガイドされて、溶射ガン２に送給される。溶射ガン２には、陽極及び陰極コンタクトチップ（図示を省略）が設けられていて、これらに両溶射線材がそれぞれ送給されて通電される。リモコン６によって溶射電圧と溶射線材送給速度とが設定される。
【０００５】
以下、動作を説明する。
作業者が、溶射ガン２に設けられたスタートスイッチ７を押して、ＯＮ状態にすると、コンプレッサ３から圧縮ガスが溶射電源装置１内に設けられた電磁弁（図示を省略）を通過して溶射ガン２に噴出される。また、両送給機構４ａ、４ｂから両溶射線材が送給されて、ガイドチューブ８ａ、８ｂによってガイドされて溶射ガン２に送給される。また、溶射電源装置１から両溶射線材に電力が供給され、両溶射線材が溶射ガン２前方のアーク発生位置で短絡されることによって、両溶射線材の交差部にアークが発生する。
【０００６】
両溶射線材の先端はアーク熱により順次溶融するので、リモコン６から適正な溶射電圧と溶射線材送給速度とを選択することによって、アークを持続させることができる。この際、コンプレッサ３から供給される圧縮ガスを、両溶射線材の交差部のアークに吹き付けると、溶融した金属が溶滴となって前方に噴出され、被溶射物に堆積して溶射層が形成される。
【０００７】
そして、溶射を終了するときに、作業者が、スタートスイッチ７を開放して、ＯＦＦ状態にすると、圧縮ガスの噴出が停止され、両溶射線材の送給及び溶射電流の通電が停止されて、溶射が終了される。
【０００８】
両溶射線材の送給速度について、非特許文献１には、「アーク溶射では、溶射ガンのノズルから、２本の溶射材料（線材）を送り出して短絡させ、線の先端間にアークを発生させる。アーク電流には、交流、直流いずれも用いることができるが、一般には後者を用いている。直流アークでは、陽極の線材が、陰極のそれより約５０％速やかに溶ける。したがって、陽極線を陰極線よりも早く送給するのがよい筈であるが、実際には両線材の送給速度を違えないで、同等にしている。」と記載されている。
【０００９】
上述の陽極側の溶射線材を陰極側よりも速く送給する方法として、下記の２つの方法が提案されている。
第１の方法は、図５に示した陽極側の送給機構に設けられた送給ロール及び加圧ロールの直径を、陰極側よりも大きくすることである。この場合、両送給機構４ａ、４ｂの両送給ロールは同速で回転するが、陽極側の周長が陰極側よりも長くなるために、陽極側の溶射線材を陰極側よりも速く送給することができる。（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
この方法では、一方の送給ロール及び加圧ロールの直径が他方と異なるために、複数の異なる速度比を選択しようとすると、複数の異なる直径の送給ロール及び加圧ロールを製作して取り付ける必要がある。また、両送給ロールが同軸で回転されていて、両送給ロールの直径が異なるために、溶射線材の送給位置が異なることになる。そのために、溶射線材が送給されるコンタクトチップの位置を変更することなく送給すると、溶射に適さない曲がり癖を溶射線材に付けることになる。
そこで、速度比を変更するたびに、コンタクトチップの位置を変更するには、複雑な機構が必要となり、溶射ガンが大型化して作業性が低下する。また、製作コストが高くなる問題があった。
【００１１】
第２の方法は、陽極側及び陰極側の送給ロールをそれぞれ異なるモータに連結させて、陽極側の送給ロールを陰極側よりも速く回転させて、陽極側の溶射線材を陰極側よりも速く送給する方法である。
この方法では、陽極側と陰極側との速度を異なる速度とし、この速度比を一定に維持するには、高度な制御装置を必要とし、装置が大型化し、現場での作業に不具合が発生する。また、製作コストが高くなる問題があった。
【非特許文献１】蓮井淳著、「溶射工学」、新版、産報出版、平成８年４月１日、ｐ．６９
【特許文献２】特許第０３１３４１５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、陽極側の送給機構に設けられた送給ロール及び加圧ロールの直径を、陰極側よりも大きくして、陽極側の溶射線材を陰極側よりも速く送給する第１の方法は、複数の異なる速度比を選択しようとすると、複数の異なる直径の送給ロール及び加圧ロールを製作して取り付ける必要がある。また、溶射線材が送給されるコンタクトチップの位置を変更することなく送給すると、溶射に適さない曲がり癖を溶射線材に付けることになる。そこで、速度比を変更するたびに、コンタクトチップの位置を変更するには、複雑な機構が必要となり、溶射ガンが大型化して作業性が低下する。また、製作コストが高くなる問題があった。
【００１３】
陽極側及び陰極側の送給ロールをそれぞれ異なるモータに連結させて、陽極側の送給ロールを陰極側よりも速く回転させる第２の方法は、陽極側と陰極側との速度を異なる速度で一定に維持するには、高度な制御装置を必要とし、装置が大型化し、現場での作業に不具合が発生する。また、製作コストが高くなる問題があった。
【００１４】
本発明は、送給ロール及び加圧ロールの形状を変更することなく、両溶射線材の速度を異なる速度とし、この速度比を一定に維持することができ、また、この速度比を容易に変更することができる線材送給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
１つのモータと、
このモータによって回転されて第１の溶射線材を送給する１つ又は２つの第１の送給ロールとこの第１の送給ロールに一対一対応する第１の加圧ロールとから成る第１の送給機構と、
前記モータによって回転されて第２の溶射線材を送給する１つ又は２つの第２の送給ロールとこの第２の送給ロールに一対一対応する第２の加圧ロールとから成る第２の送給機構とを備えたアーク溶射装置の線材送給装置において、
前記モータによって回転されて前記第１の送給ロールに歯合された第１の駆動ギヤと、
この第１の駆動ギヤに連結されて前記第２の送給ロールに歯合された第２の駆動ギヤとを備え、
前記各溶射線材の送給速度を異なる速度とするときに、
前記各駆動ギヤの歯数を前記各溶射線材の送給速度に対応した歯数とし、
前記各送給ロール及び前記各加圧ロールの軸位置を固定して前記各駆動ギヤが前記各送給ロールと歯合する位置に設けられるように前記両駆動ギヤの軸を自在継手で連結したことを特徴とする線材送給装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の線材送給装置は、１つのモータと、溶射線材を送給する１つ又は２つの送給ロールと加圧ロールとから成る第１の送給機構と第２の送給機構と、モータによって回転されて第１の送給ロールに歯合された第１の駆動ギヤと、この第１の駆動ギヤに連結されて第２の送給ロールに歯合された第２の駆動ギヤとを備え、各溶射線材の送給速度を異なる速度とするときに、各駆動ギヤの歯数を各溶射線材の送給速度に対応した歯数とし、各送給ロール及び各加圧ロールの軸位置を固定して、各駆動ギヤが各送給ロールと歯合する位置に設けられるように両駆動ギヤの軸を自在継手で連結している。
この結果、送給ロール及び加圧ロールの形状を変更することなく、両溶射線材の速度を異なる速度とし、この速度比を一定に維持することができ、また、この速度比を容易に変更することができる。また、装置が大型化することなく、製作コストが高くなることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の実施の形態１の線材送給装置を説明するための図であり、図１は、溶射線材の送給方向から見た図であり、図２は、溶射線材の送給方向と直角の方向から見た図である。図１に示す線材送給装置２１において、第１の駆動ギヤ１０に第１の送給ロール１２が歯合し、この第１の送給ロール１２で第１の溶射線材１３が送給される。また、第１の加圧ロール１４によって第１の溶射線材１３が加圧されている。第１の送給機構１５は、これらの第１の駆動ギヤ１０、第１の送給ロール１２及び第１の加圧ロール１４から成る。
【００１８】
また、第２の駆動ギヤ１６に第２の送給ロール１７が歯合し、この第２の送給ロール１７で第２の溶射線材１８が送給される。また、第２の加圧ロール１９によって第２の溶射線材１８が加圧されている。第２の送給機構２０は、これらの第２の駆動ギヤ１６、第２の送給ロール１７及び第２の加圧ロール１９から成る。
【００１９】
これらの両送給ロール１２、１７には、両溶射線材１３、１８が通過する溝が設けられている。これらの両送給ロール１２、１７と両加圧ロール１４、１９とは、両送給ロール１２、１７及び両加圧ロール１４、１９に取付けられたギヤで歯合している。この両加圧ロール１４、１９は、ばね力で両送給ロール１２、１７に加圧されていて、両溶射線材１３、１８が両送給ロール１２、１７と両加圧ロール１４、１９との間に挟まれて、滑ることなくそれぞれ送り出される。
【００２０】
大きな送給力を必要としない両溶射線材１３、１８を送給する場合は、両加圧ロール１４、１９にギヤを取付けずに、摩擦だけで回転させて加圧しても良い。また、その場合、両加圧ロール１４、１９に両溶射線材１３、１８が通過する溝を設けなくても良い。
【００２１】
第１の溶射線材１３と第２の溶射線材１８とを異なる速度で送給するために、第１の駆動ギヤ１０と第２の駆動ギヤ１６との歯数を、それぞれの送給速度に対応した歯数としている。第１の駆動ギヤ１０はモータ２２に連結して回転される。各送給ロール１２、１７及び各加圧ロール１４、１９の軸位置を固定して、各駆動ギヤ１０、１６が各送給ロール１２、１７と歯合する位置に設けられるようにするために、両駆動ギヤ１０、１６の軸位置がずれるので、両駆動ギヤ１０、１６の軸２３、２４が自在継手２５で連結され、両駆動ギヤ１０、１６は同一速度で回転される。第１の駆動ギヤ軸２３及び第２の駆動ギヤ軸２４は、それぞれ軸受け２６、２７で固定されている。
本発明の線材送給装置２１を使用した溶射装置の構成において、図５に示した従来技術の溶射装置の線材送給装置９以外の機能は、本発明の溶射装置の機能と同じであるので、説明を省略する。
【００２２】
以下、動作を説明する。
第１の駆動ギヤ１０の歯数は、第１の溶射線材１３の送給速度に対応して予め定められていて、モータ２２によって回転される。この第１の駆動ギヤ１０と歯合された第１の送給ロール１２が回転し、この第１の送給ロール１２と第１の加圧ロール１４とで挟まれた第１の溶射線材１３が送り出される。また、第２の駆動ギヤ１６の歯数は、第２の溶射線材１８の送給速度に対応して予め定められていて、第１の駆動ギヤ１０と自在継手２５で連結されていて、第１の駆動ギヤと同一速度で回転される。この第２の駆動ギヤ１６と歯合された第２の送給ロール１７が回転し、この第２の送給ロール１７と第２の加圧ロール１９とで挟まれた第２の溶射線材１８が送り出される。
【００２３】
この結果、両送給ロール１２、１７及び両加圧ロール１４、１９の形状を変更することなく、両溶射線材１３、１８の速度を異なる速度とし、この速度比を一定に維持することができ、また、この速度比を容易に変更することができる。また、装置が大型化することなく、製作コストが高くなることがない。  
従って、溶射条件に適した速度比で両溶射線材１３、１８を送給することができるので、安定した両溶射線材１３、１８の送給を行うことができる。その結果、アークを安定させることができ、溶射皮膜の凹凸の無い、均一な溶射皮膜を形成させることができる。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態１の線材送給装置の第１の駆動ギヤ及び第２の駆動ギヤの歯数の一例を示す図である。両駆動ギヤを、同図に示す歯数とすることによって、両溶射線材の送給速度を同図に示す速度比とすることができる。
【００２５】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２の線材送給装置を説明するための図であり、溶射線材の送給方向と直角の方向から見た図である。同図に示す線材送給装置２８において、第１の駆動ギヤ１０はモータ２２に連結されていて、２つの第１の送給ロール１２、１２と歯合し、これらの第１の送給ロール１２、１２で第１の溶射線材１３が送給される。また、２つの第１の加圧ロール１４、１４が２つの第１の送給ロール１２、１２に一対一対応していて、第１の溶射線材１３が加圧されている。第１の送給機構２９は、これらの第１の駆動ギヤ１０、２つの第１の送給ロール１２、１２及び２つの第１の加圧ロール１４、１４から成る。第２の送給機構は、第１の送給機構と同様であるので、説明を省略する。
【００２６】
図４に示す線材送給装置２８は、送給力を増加させることができるので、例えば、非常に質量が大きい線材リールを使用する場合、又は、剛性が高く、送給抵抗が大きい溶射線材を送給する場合に適している。
【００２７】
本発明の実施の形態２の線材送給装置２８を使用した溶射装置の構成は、実施の形態１の溶射装置の機能と同じであるので、説明を省略する。また、動作も実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
上述した本発明の線材供給装置は、プル式として溶射ガンに設けたり、プッシュ式として線材リール側に設けても良い。また、プッシュプル式として、本発明の線材供給装置を溶射ガンに設けて、プッシュ側で一定のトルクで溶射線材を送給しても良い。
【００２９】
なお、背景技術で記載した非特許文献１には、陽極の溶射線材を陰極の溶射線材よりも送給速度を速くすることが記載されているが、線材の材質によっては、陰極の溶射線材を陽極の溶射線材よりも速く送給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１の線材送給装置を説明するための図であって、溶射線材の送給方向から見た図である。
【図２】本発明の実施の形態１の線材送給装置を説明するための図であって、溶射線材の送給方向と直角の方向から見た図である。
【図３】本発明の実施の形態１の線材送給装置の第１の駆動ギヤ及び第２の駆動ギヤの歯数の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の線材送給装置を説明するための図である。
【図５】従来技術のアーク溶射装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１            溶射電源装置
２            溶射ガン
３            コンプレッサ
４ａ            第１の送給機構
４ｂ            第２の送給機構
５ａ            第１の線材リール
５ｂ            第２の線材リール
６            リモコン
７            スタートスイッチ
８ａ            第１のガイドチューブ
８ｂ            第２のガイドチューブ
９            線材送給装置
１０            第１の駆動ギヤ
１２            第１の送給ロール
１３            第１の溶射線材
１４            第１の加圧ロール
１５            第１の送給機構
１６            第２の駆動ギヤ
１７            第２の送給ロール
１８            第２の溶射線材
１９            第２の加圧ロール
２０            第２の送給機構
２１            線材送給装置
２２            モータ
２３            第１の駆動ギヤ軸
２４            第２の駆動ギヤ軸
２５            自在継手
２６            第１の駆動ギヤ軸用受軸
２７            第２の駆動ギヤ軸用受軸
２８            線材送給装置
２９            第１の送給機構
【図１】
2005281772.tif 000003
【図２】
2005281772.tif 000004
【図３】
2005281772.tif 000005
【図４】
2005281772.tif 000006
【図５】
2005281772.tif 000007