(57)【要約】【課題】溶射材料を含む材料供給ガスをプラズマ炎の熱を利用して予熱することで、効率的に溶射粒子を加熱でき、溶射材料の供給量を増加させて付着効率の向上および皮膜形成の高速化を図ることを可能とし、皮膜をより安価に形成できる。【解決手段】第１電極と第２電極との間に形成されるプラズマアークと、第１電極の中心軸に沿うように導入される主プラズマガスと、第２電極の中心軸に沿い第１電極の中心軸に向かうように導入される副プラズマガスとにより第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎に、第１電極の中心軸に沿って溶射材料を含む材料供給ガスが材料送入管から送入され、溶射材料が溶融されて基材に吹き付けられて皮膜を形成するプラズマ溶射装置であって、材料送入管に連通して設けられる材料供給ガスを送給するためのガス送給配管が、プラズマ炎の周辺部に配置される。【選択図】図１
2016143533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って溶射材料を含む材料供給ガスを送入する材料送入管を有する第１電極を備え、前記中心軸に沿って主プラズマガスを導入する主トーチと、
中心軸が前記第１電極の中心軸と交差する第２電極を備え、当該第２電極の中心軸に沿って副プラズマガスを導入する副トーチと、を有し、
前記第１電極と前記第２電極との間に形成されるプラズマアークと、
前記第１電極の中心軸に沿うように導入される前記主プラズマガスと、
前記第２電極の中心軸に沿い前記第１電極の中心軸に向かうように導入される前記副プラズマガスと、により前記第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎に、前記材料送入管から前記材料供給ガスが送入され、前記溶射材料が溶融されて基材に吹き付けられることで前記溶射材料の皮膜を形成するプラズマ溶射装置であって、
前記材料送入管に連通して設けられ、前記材料供給ガスの供給源から前記材料送入管へと前記材料供給ガスを送給するためのガス送給配管を備え、
前記ガス送給配管は、前記プラズマ炎の周辺部に配置される
ことを特徴とするプラズマ溶射装置。
【請求項２】
前記ガス送給配管は、
前記第１電極の中心軸に沿うように形成される前記プラズマ炎を中心とする対称位置であって、前記第２電極の中心軸を中心とする円周位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ溶射装置。
【請求項３】
前記ガス送給配管は、
前記主トーチの前方側であって、前記第１電極の中心軸に沿うように形成される前記プラズマ炎を中心とする円周状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ溶射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主トーチおよび副トーチを有し、主トーチの電極と副トーチの電極との間に形成されるプラズマアークにより溶融された溶射材料を基材に吹き付けて皮膜を形成するプラズマ溶射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、主電極を備える主トーチ、および、副電極を備える副トーチを有するプラズマ溶射装置において、主トーチの主電極における中心軸の先端中央に材料吐出孔を設け、この材料吐出孔から主電極の中心軸上に形成されるプラズマの軸中心に沿うように溶射材料を供給し、溶射材料を効率よく溶融させて基材に吹き付け、気孔が少ない緻密な溶射材料の膜を効率よく形成することができるプラズマ溶射装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７３３４６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１０６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなプラズマ溶射装置は、主トーチの電極を陽極とすることにより、高温になるプラズマアークの始点をなす陰極が副トーチ側となるので、主電極側への溶射材料の付着が抑えられるため、主電極に材料吐出孔を設けることが可能である。つまり、以前は主電極への溶射材料の付着を避けるために、プラズマアークが形成される主電極の中心軸に対して傾斜する方向から溶射材料を供給していたが、主電極の中心軸に沿うように溶射材料を供給することができる。
【０００５】
これにより、溶射材料をプラズマ炎の中心に供給し易くなり、プラズマ炎の高温部に溶射材料をより確実に至らせると共に、周辺への飛散を抑えることが可能となった。すなわち、溶射材料（具体的には、溶射材料を含む材料供給ガス）をプラズマ炎の高温部に安定して供給することが可能となるのである。そのため、本発明者等は、これまでパラメータとして扱うことができなかった溶射材料の供給条件について溶射材料をより効率的に加熱することにより，付着効率の向上および供給量を増加させて皮膜形成の高速化を図ることが可能となると考えた。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、効率的に溶射粒子を加熱することにより、付着効率の向上および溶射材料の供給量を増加させて皮膜形成の高速化を図ることができ、よって、皮膜をより安価に形成できるプラズマ溶射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、材料供給ガスをプラズマ炎の熱を利用して予熱することより、効率的に溶射粒子を加熱することができ、溶射材料の供給量を増加させて付着効率の向上および皮膜形成の高速化を図ることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、上述した目的を達成するために、本発明のプラズマ溶射装置は、
中心軸に沿って溶射材料を含む材料供給ガスを送入する材料送入管を有する第１電極を備え、前記中心軸に沿って主プラズマガスを導入する主トーチと、
中心軸が前記第１電極の中心軸と交差する第２電極を備え、当該第２電極の中心軸に沿って副プラズマガスを導入する副トーチと、を有し、
前記第１電極と前記第２電極との間に形成されるプラズマアークと、
前記第１電極の中心軸に沿うように導入される前記主プラズマガスと、
前記第２電極の中心軸に沿い前記第１電極の中心軸に向かうように導入される前記副プラズマガスと、により前記第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎に、前記材料送入管から前記材料供給ガスが送入され、前記溶射材料が溶融されて基材に吹き付けられることで前記溶射材料の皮膜を形成するプラズマ溶射装置であって、
前記材料送入管に連通して設けられ、前記材料供給ガスの供給源から前記材料送入管へと前記材料供給ガスを送給するためのガス送給配管を備え、
前記ガス送給配管は、前記プラズマ炎の周辺部に配置されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、ガス送給配管が配置されるプラズマ炎の周辺部とは、第１電極と第２電極との間に形成されるプラズマアークと、第１電極の中心軸に沿うように導入される主プラズマガスと、第２電極の中心軸に沿い第１電極の中心軸に向かうように導入される副プラズマガスと、により第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎を中心とする対称位置であって、前記第２電極の中心軸を中心とする円周位置や、主トーチの前方側であって、当該プラズマ炎を中心とする円周状の位置などを意味する。要は、第１電極の中心軸に沿ったプラズマ炎の形成を妨害することのない範囲であり、ガス送給配管を配置可能であるプラズマ炎を取り巻く近傍の位置であれば広く適応できる。
【００１０】
このようなプラズマ溶射装置によれば、材料送入管に連通して設けられ、材料供給ガスの供給源から材料送入管へと材料供給ガスを送給するためのガス送給配管が、プラズマ炎の周辺部に配置されるため、溶射材料を含む材料供給ガスをプラズマ炎の熱（排熱）を有効利用して予熱することが可能となる。従って、効率的に溶射粒子を加熱することができ、溶射材料の供給量を増加させて付着効率の向上および皮膜形成の高速化を図ることが可能となり、皮膜をより安価に形成できる。また、上記予熱によって溶射粒子の温度を上げ、付着効率を向上させることができるため、その分、溶射材料の消費を抑えてコスト削減を図ることもできる。さらに、プラズマ炎の排熱を有効活用できるため、消費電力を抑えてコストの増加を抑制することもできる。しかも、プラズマ炎の周辺におけるガス熱量を吸収（吸熱）することで、溶射対象物への熱影響の軽減を図ることができる。
【００１１】
かかるプラズマ溶射装置において、
前記ガス送給配管は、
前記第１電極の中心軸に沿うように形成される前記プラズマ炎を中心とする対称位置であって、前記第２電極の中心軸を中心とする円周位置に配置されることが望ましい。
このようなプラズマ溶射装置によれば、ガス送給配管が第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎を中心とする対称位置であって、第２電極の中心軸を中心とする円周位置に配置されるので、プラズマ炎の熱（排熱）を有効利用して溶射材料を含む材料供給ガスを効率的に予熱できる。
【００１２】
かかるプラズマ溶射装置において、
前記ガス送給配管は、
前記主トーチの前方側であって、前記第１電極の中心軸に沿うように形成される前記プラズマ炎を中心とする円周状に配置されることが望ましい。
このようなプラズマ溶射装置によれば、ガス送給配管が主トーチの前方側であって、第１電極の中心軸に沿うように形成されるプラズマ炎を中心とする円周状に配置されるので、
プラズマ炎の熱（排熱）を有効利用して溶射材料を含む材料供給ガスを効率的に予熱できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的に溶射粒子を加熱することにより、溶射材料の供給量を増加させて付着効率の向上および皮膜形成の高速化を図ることができ、よって、皮膜をより安価に形成できるプラズマ溶射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るツインカソード型プラズマ溶射装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のツインカソード型プラズマ溶射装置におけるガス送給配管の配置を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るツインカソード型プラズマ溶射装置におけるガス送給配管の配置を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るプラズマ溶射装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、およびそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態および図面等は、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示または説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々に修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
【００１６】
本実施形態におけるプラズマ溶射装置は、１つの主トーチと複数（この場合、２つ）の副トーチとを備えるツインカソード型プラズマ溶射装置からなる。図１に示すように、本実施形態におけるツインカソード型プラズマ溶射装置１００は、例えば、主トーチ１に第１電極としての主陽極３（アノード）を備え、副トーチ２に第２電極としての副陰極１０（カソード）を備えている。
【００１７】
主トーチ１は、主陽極３と、該主陽極３を囲む主外套４と、主陽極３と主外套４とを絶縁する絶縁体２７などを備え、主外套４と、絶縁体２７によって同心に保持されている。
主陽極３は、電気伝導率に優れた材料、例えば、銅などの金属により形成されている。主陽極３は、中心軸Ｃ１の先端中央に溶射材料吐出孔１９ａを有する材料送入管１９を備えている。
【００１８】
材料送入管１９には、溶射材料２０ａを含む材料供給ガス２０を送入する自動材料供給装置３０が接続されており、自動材料供給装置３０は供給量制御部としての制御装置３１により制御可能である。すなわち、自動材料供給装置３０は、溶射材料２０ａを含む材料供給ガス２０の供給源として機能する。
【００１９】
ここで、自動材料供給装置３０は、例えば制御装置３１により制御され、制御装置３１が形成される皮膜２４の厚みまたは硬度と材料供給ガス２０の供給量とを対応付けた特性データベースを予め生成しておき、形成すべき皮膜２４の厚みまたは硬度と特性データベースとに基づいて材料供給ガス２０の供給量を制御する。
このとき、基材２５に吹き付けられる溶射材料２０ａの粒子速度と粒子温度との少なくともいずれか一方をＣＣＤカメラ等により観測し、観測結果と形成すべき皮膜２４の厚みまたは硬度とに基づいて制御装置３１により材料供給ガス２０の供給量を制御すると、より正確な制御が可能であり所望の厚みまたは硬度を備えた皮膜２４を形成できる。
【００２０】
主外套４は、先端部の開口部（ノズル部）４ａと、該開口部４ａと絶縁体２７との間に設けられたテーパー部４ｂとを備えている。
【００２１】
絶縁体２７は、主プラズマガス６を導入する主プラズマガス導入口５と、導入した主プラズマガス６の旋回流形成部５０を有している。主プラズマガス６は、図２に示すように、ガス環状室５１へ導入され、４個の旋回流形成孔５２を通って、絶縁体２７の内壁５３（内壁５３と主陽極３との間の空間）を旋回するようにして主外套４の開口部４ａに向かって流れる。なお、上記旋回流形成孔５２は、１個配置されていても、複数個配置されていてもよく、複数個配置されている場合には、中心軸Ｃ１を中心に均等に配置されていることが好ましい。
【００２２】
図１に示すように、主電源７の正端子は、主陽極３，スイッチ５５およびスイッチ４５を介して副外套１１に接続され、主電源７の負端子はスイッチ８を介して主外套４に接続される。
【００２３】
副トーチ２は、副陰極（副トーチ起動電極）１０と、該副陰極１０を囲む副外套１１と、副陰極１０と副外套１１とを絶縁する絶縁体２８などを備え、副トーチ２の中心軸Ｃ２、すなわち副陰極１０の中心軸Ｃ２は、主トーチ１の中心軸Ｃ１、すなわち主陽極３の中心軸Ｃ１と、主陽極３と副陰極１０との前方でほぼ直角に交差するように配置されている。
副陰極１０は、融点が高い材料、例えば、タングステンなどの材料により形成されている。副陰極１０は、副外套１１と、絶縁体２８によって同心に保持されている。
【００２４】
副外套１１は、先端部に孔１１ａを備えている。絶縁体２８は、副プラズマガス１３を導入する副プラズマガス導入口１２と、主トーチ１の絶縁体２７と同様の旋回流形成部５０を有している。
【００２５】
副電源４２からの副トーチ２の正端子は、スイッチ４５を介して副外套１１に接続され、副電源４２からの副トーチ２の負端子は、スイッチ４６を介して副陰極１０に接続され、また、スイッチ９を介して主電源７の負端子に接続される。
【００２６】
本実施形態の場合、主トーチ１の中心軸Ｃ１に対して副トーチ２に対向する位置に、別の副トーチ３９を配置させている。副トーチ３９は、副陰極（副トーチ起動電極）４０と、該副陰極４０を囲む副外套４１と、副陰極４０と副外套４１とを絶縁する絶縁体４７などを備え、副トーチ３９の中心軸Ｃ２、すなわち副陰極４０の中心軸Ｃ２は、主トーチ１の中心軸Ｃ１、すなわち主陽極３の中心軸Ｃ１と、主陽極３と副陰極４０との前方で交差するように配置されている。
【００２７】
副陰極４０は、融点が高い材料、例えば、タングステンなどの材料により形成されている。副陰極４０は、副外套４１と、絶縁体４７によって同心に保持されている。
【００２８】
副外套４１は、先端部に孔４１ａを備えている。絶縁体４７は、副プラズマガス４９を導入する副プラズマガス導入口４８と、主トーチ１の絶縁体２７と同様の旋回流形成部５０を有している。
【００２９】
副電源４２からの副トーチ３９の正端子は、スイッチ４４を介して副外套４１に接続され、副電源１４からの副トーチ３９の負端子は、スイッチ４３を介して副陰極４０に接続され、また、スイッチ９，４６を介して主電源７の負端子に接続される。
【００３０】
本実施形態の場合、ツインカソード型プラズマ溶射装置１００は、図３に示すように、材料送入管１９に連通してガス送給配管６０が設けられている。このガス送給配管６０は、材料供給ガス２０の供給源である自動材料供給装置３０から材料送入管１９へと材料供給ガス２０を送給するための配管であり、この場合、後述するプラズマ炎２３の周辺部に配置される。
【００３１】
ここで、ガス送給配管６０が配置されるプラズマ炎２３の周辺部とは、第１電極としての主陽極３と第２電極としての副陰極１０，４０との間に形成されるプラズマアーク（主プラズマアーク１６，副プラズマアーク１７）と、主陽極３の中心軸Ｃ１に沿うように導入される主プラズマガス６と、副陰極１０，４０の中心軸Ｃ２に沿い主陽極３の中心軸Ｃ１に向かうように導入される副プラズマガス１３，４９と、により主陽極３の中心軸Ｃ１に沿うように形成されるプラズマ炎２３を中心とする対称位置である。より具体的に、ガス送給配管６０は、副陰極１０，４０の中心軸Ｃ２を中心とする円周位置に配置されている。
【００３２】
このように、材料送入管１９に連通して設けられ、材料供給ガス２０の供給源としての自動材料供給装置３０から材料送入管１９へと材料供給ガス２０を送給するためのガス送給配管６０を、プラズマ炎２３の周辺部に配置することにより、溶射材料２０ａを含む材料供給ガス２０をプラズマ炎２３の熱（排熱）を有効利用して予熱できるようになっている。
【００３３】
また、ガス送給配管６０は、主陽極３の中心軸Ｃ１に沿うように形成されるプラズマ炎２３を中心とする対称位置であって、副陰極１０，４０の中心軸Ｃ２を中心とする円周位置に配置されることにより、プラズマ炎２３の熱（排熱）を有効利用して溶射材料２０ａを含む材料供給ガス２０を効率的に予熱できるようになっている。
【００３４】
次に、ツインカソード型プラズマ溶射装置１００を用いて溶射材料をプラズマ溶射する方法について説明する。
アルゴン、ヘリウムなどのプラズマ化が可能な不活性ガスを主プラズマガス６として、主プラズマガス導入口５から主トーチ１内に導入し、主プラズマガス６の旋回流を形成させる。また、スイッチ９を開き、スイッチ８を閉じた状態で、主電源７により主陽極３と主外套４との間に高周波電圧を印加する。その結果、主陽極３の先端から主外套４の開口部４ａの方に向かう主プラズマアーク１６が形成され、これにより主プラズマガス６が加熱され、プラズマとなって主外套４の開口部４ａから放出される。
【００３５】
加えて、アルゴン、ヘリウムなどのプラズマ化が可能な不活性ガスを副プラズマガス１３として、副プラズマガス導入口１２から副トーチ２内に導入し、副プラズマガス１３の旋回流を形成させる。また、スイッチ４３，４４を開き、スイッチ４５，４６を閉じた状態で、副電源４２により副陰極１０と副外套１１との間に高周波電圧を印加する。その結果、副陰極１０の先端１０ａから副外套１１の孔１１ａの方に向かう副プラズマアーク１７が形成され、これにより副プラズマガス１３が加熱され、プラズマとなって副外套１１の孔１１ａから放出される。
【００３６】
主陽極３の中心軸Ｃ１と副陰極１０の中心軸Ｃ２は、主陽極３と副陰極１０の前方において、主トーチ１および副トーチ２の外部で交差するため、スイッチ９を閉じた後に、スイッチ４５，４６を開くと、副陰極１０の先端１０ａから主陽極３の陽極点に至るヘアピン状のプラズマ１８による導電路が形成される。
【００３７】
その後、アルゴン、ヘリウムなどのプラズマ化が可能な不活性ガスを副プラズマガス４９として、副プラズマガス導入口４８から副トーチ３９内に導入し、副プラズマガス４９の旋回流を形成させる。また、スイッチ４３、４４を閉じた状態で、副電源４２により副陰極４０と副外套４１との間に高周波電圧を印加する。その結果、副陰極４０の先端４０ａから副外套４１の孔４１ａの方に向かう副プラズマアーク５６が形成され、これにより副プラズマガス４９が加熱され、プラズマとなって副外套４１の孔４１ａから放出される。
【００３８】
主陽極３の中心軸Ｃ１と副陰極４０の中心軸Ｃ２は、主陽極３と副陰極４０の前方において、主トーチ１および副トーチ３９の外部で交差するため、副外套４１の孔４１ａから放出されたプラズマは、副陰極１０の先端１０ａから主陽極３の陽極点に至るヘアピン状のプラズマ１８と交差する。この状態において、スイッチ５５を閉じた後に、スイッチ４４を開くと、副陰極１０，４０の先端１０ａ，４０ａから主陽極３の陽極点に至るＴ字状のプラズマ１８による導電路が形成され、主トーチ１の同軸上にプラズマ炎２３が形成される。
【００３９】
材料送入管１９には、アルゴン、ヘリウムなどのプラズマ化が可能な不活性ガスに溶射材料２０ａが混合された材料供給ガス２０が、制御装置３１により制御された自動材料供給装置３０から送入される。材料送入管１９から主外套４の開口部４ａを介して吐出された溶射材料２０ａは、主陽極３と副陰極１０により、主陽極３の中心軸Ｃ１上に形成されるプラズマ１８の軸中心に供給され、プラズマ炎２３によって溶融される。
【００４０】
溶射材料２０ａが溶融された溶融物２１は、プラズマ炎２３とともに基材２５に向かって進行する。基材２５の直前で、連結管２６上に設けられたプラズマ分離部２２によってプラズマ１８のみを分離して、溶融物２１を基材２５に吹き付け、気孔が少ない緻密な溶射材料２０ａの皮膜２４を効率よく形成することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、プラズマ溶射装置１００において副トーチを２つ設けることとしているが、副トーチを３つ以上設けてもよい。副トーチを２つ以上設ける場合には、これらの副トーチは、副トーチが有する電極の中心軸Ｃ２が、主トーチ１の外部において、主陽極３の前方かつ中心軸Ｃ１の一点で交差するように、配置されていることが好ましく、その交差する点を中心とした、中心軸Ｃ１に垂直な円の円周上に均等に配置されていることがより好ましい。また、プラズマ溶射装置１００において副トーチを２つ以上設ける場合には、各副トーチの中心軸が上記交差する点で主トーチ１の中心軸に垂直に交差するように、各副トーチが配置されていることが好ましい。
【００４２】
上記実施の形態にて説明した、プラズマ溶射装置１００は、従来、主電極が、プラズマアークの始点となる陰極であったために高温となり、主電極が溶融する、或いは、供給された溶射材料が主電極に付着しまうことを防ぐため、主電極を陽極としている。更に、主電極を備える主トーチ内に供給する主プラズマガスにて旋回流を発生させ、主トーチ内への溶射材料の付着を抑えることにより、溶射材料吐出孔１９ａが溶射材料により塞がれることを防止している。
【００４３】
このように主電極および主トーチ内への溶射材料の付着を抑えることにより、従来、主電極への溶射材料の付着を避けるために、プラズマアークが形成される主電極の中心軸に対して傾斜する方向から溶射材料を供給していたが、本実施形態のプラズマ溶射装置１００のように主電極の中心軸に沿うように供給することが可能となった。これにより、溶射材料がプラズマアークの中心に供給されやすくなり、プラズマアークの高温部に溶射材料をより確実に至らせるとともに周辺への飛散を抑えることが可能となった。すなわち、溶射材料をプラズマアークの高温部に安定して供給することが可能となった。
【００４４】
以上、説明したように、本実施形態のプラズマ溶射装置１００によれば、材料送入管１９に連通して設けられ、溶射材料２０ａ含む材料供給ガス２０の供給源である自動材料供給装置３０から材料送入管１９へと材料供給ガス２０を送給するためのガス送給配管６０が、プラズマ炎２３の周辺部に配置されるため、溶射材料を２０ａ含む材料供給ガス２０をプラズマ炎２３の熱（排熱）を有効利用して予熱することが可能となる。従って、効率的に溶射粒子を加熱することができ、溶射材料２０ａの供給量を増加させて付着効率の向上および皮膜形成の高速化を図ることが可能となり、皮膜２４をより安価に形成できる。また、上記予熱によって溶射粒子の温度を上げることができるため、付着効率を向上させることができ、その分、溶射材料２０ａの消費を抑えてコスト削減を図ることもできる。さらに、プラズマ炎２３の排熱を有効活用できるため、消費電力を抑えてコストの増加を抑制することもできる。しかも、プラズマ炎２３の周辺におけるガス熱量を吸収（吸熱）することで、溶射対象物としての基材２５への熱影響の軽減を図ることができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態においては、主トーチ１と副トーチ２とが別個に分離しているプラズマ溶射装置１００について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、主トーチ１の外套における開口部４ａの出口側に副トーチ２、３９が絶縁体（図示省略）を介して一体に設けられた、主トーチ１と副トーチ２、３９の一体型プラズマ溶射装置であってもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、上述した実施形態では、ガス送給配管６０が副陰極１０，４０の中心軸Ｃ２を中心とする円周位置に配置されている場合について述べたが、本発明はこれに限ることはなく、要は、主陽極３（第１電極）の中心軸Ｃ１に沿ったプラズマ炎２３の形成を妨害することのない範囲であり、ガス送給配管６０を配置可能であるプラズマ炎２３を取り巻く近傍の位置であれば広く適応できる。
【００４８】
具体的には、図３との対応部分に同一符号を付した図４に示すように、ガス送給配管７０は、主トーチ１の前方側であって、プラズマ炎２３を中心とする円周状の位置などであってもよい。なお、図４に示すプラズマ溶射装置１００は、このガス送給配管７０の配置が、上述のガス送給配管６０と異なる点を除いて、上述した実施形態におけるプラズマ溶射装置１００とほぼ同様に構成されているため、ここでは、それらの説明は割愛するものとする。
【００４９】
このように、ガス送給配管７０を主トーチ１の前方側であって、プラズマ炎２３を中心とする円周状の位置に配置することにより、プラズマ炎２３の熱（排熱）を有効利用して溶射材料２０ａを含む材料供給ガス２０を効率的に予熱できる効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  主トーチ                          ２  副トーチ
３  主陽極                            ４  主外套
４ａ  開口部                          ４ｂ  テーパー部
５  主プラズマガス導入口              ６  主プラズマガス
７  主電源                            ８，９  スイッチ
１０  副陰極                          １０ａ  副陰極の先端
１１  副外套                          １１ａ  孔
１２  副プラズマガス導入口            １３  副プラズマガス
１６  主プラズマアーク                １７  副プラズマアーク
１８  プラズマ                        １９  材料送入管
１９ａ  溶射材料吐出孔                ２０  材料供給ガス
２０ａ  溶射材料                      ２１  溶融物
２２  プラズマ分離部                  ２３  プラズマ炎
２４  皮膜                            ２５  基材
２６  連結管                          ２７，２８  絶縁体
３０  自動材料供給装置                ３１  制御装置
３９  副トーチ                        ４０  副陰極
４０ａ  副陰極の先端                  ４１  副外套
４１ａ  孔                            ４２  副電源
４３，４４，４５，４６  スイッチ      ４７  絶縁体
４８  副プラズマガス導入口            ４９  副プラズマガス
５０  旋回流形成部                    ５１  ガス環状室
５２  旋回流形成孔                    ５３  内壁
５５  スイッチ                        ５６  副プラズマアーク
６０，７０  ガス送給配管              １００  ツインカソード型プラズマ溶射装置
Ｃ１  主陽極の中心軸                  Ｃ２  副陰極の中心軸
【図１】
2016143533.tif 000003
【図２】
2016143533.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016143533.tif 000006