(57)【要約】【課題】溶射ノズルにおける消耗部品の交換作業を効率よく行うのに適した溶射装置を提供すること。【解決手段】被溶射体３００に溶射を行うための溶射装置１００であって、長手軸線Ｏ２に沿って延びており、溶射物を噴射するための溶射ノズル２００と、溶射ノズル２００を、長手軸線Ｏ２が上下方向に沿う第１位置（通常の状態）と、当該溶射ノズル２００の下端部が上下方向から見て上記第１位置をとるときとは異なる第２位置（スイングさせた状態）と、に位置変更可能な位置変更手段と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶射体に溶射を行うための溶射装置であって、
長手軸線に沿って延びており、溶射物を噴射するための溶射ノズルと、
上記溶射ノズルを、上記長手軸線が上下方向に沿う第１位置と、当該溶射ノズルの下端部が上下方向から見て上記第１位置をとるときとは異なる第２位置と、に位置変更可能な位置変更手段と、を備える、溶射装置。
【請求項２】
上記位置変更手段は、固定的に配置されたベース部材と、このベース部材に対して回動可能に連結され、かつ上記溶射ノズルが取り付けられた可動部材と、を含む、請求項１に記載の溶射装置。
【請求項３】
上記可動部材は、当該可動部材の上端において水平軸線周りに回動可能である、請求項２に記載の溶射装置。
【請求項４】
上記ベース部材を垂直状に支持する支持体を備え、
上記溶射ノズルが上記第２位置をとるとき、当該溶射ノズルの下端部が上記第１位置をとるときよりも上記支持体から離れて位置し、かつ、上記長手軸線が上下方向に対して傾斜する、請求項３に記載の溶射装置。
【請求項５】
上記溶射ノズルが上記第１位置をとる状態を維持するための第１維持手段と、上記溶射ノズルが上記第２位置をとる状態を維持するための第２維持手段と、を備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の溶射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶射装置においては、溶射ノズルの先端に設けた２つのチップから互いに交差する方向に連続的に送出した２本のワイヤ間に所定の電圧を加える。これによって発生するアーク放電によりワイヤを溶解させて溶滴（溶射物）を生成し、この溶滴をエア流によって微細化しつつワーク（被溶射体）に向けて噴射する。こうして対象面に付着した溶滴が溶射皮膜を形成する。
【０００３】
たとえば被溶射体が円筒内面である場合、この円筒内面に溶射するためには、溶射ノズルおよび円筒内面を同一軸上に配置しつつ、両者を相対的に回転ないし上下動させる必要がある。このため、溶射装置には、ノズル回転機構あるいはワーク回転機構や、ノズル昇降機構、ワーク固定機構等が設けられる。そして、溶射ノズルについては、所定の長手軸線方向に延びた、比較的に長尺なものが用いられる。円筒内面に溶射を行う技術は、たとえば特許文献１に記載されている。
【０００４】
溶射ノズルにおいては、先端に設けられたチップまでワイヤをガイドするために、ライナが内挿される。ライナは、溶射ノズルの軸線方向に沿って延びており、比較的に長尺である。このライナは、チップと同様に消耗品であり、適宜交換する必要がある。ライナを交換する際、当該ライナをノズル端部から引き抜く必要がある。溶射ノズルの先端（下端）から長尺なライナを引き抜くためには、溶射ノズルの下方にライナを引き抜くための空間を確保する必要がある。この場合、溶射装置の大型化を招き、設備コストが嵩むとともに広い設置スペースを確保する必要もある。また、十分な空間を確保しない状態でのライナ交換は、作業が困難であって作業性が著しく低下する。一方、溶射ノズルの基端（上端）からライナを引き抜くためには、高所での作業となり、安全面や作業性において不都合である。
【０００５】
このようなことから、ライナ等の部品交換の際には、たとえば溶射ノズル自体を溶射装置から取り外し、交換作業を行っている。しかしながら、この部品交換方法では、溶射ノズルにおける部品交換作業に加え、溶射装置における溶射ノズルの着脱作業が必要である。したがって、作業性が大きく低下するとともに、溶射ノズル取り扱い時の落下事故等を引き起こす虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４００２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、溶射ノズルにおける消耗部品の交換作業を効率よく行うのに適した溶射装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明によって提供される溶射装置は、被溶射体に溶射を行うための溶射装置であって、長手軸線に沿って延びており、溶射物を噴射するための溶射ノズルと、上記溶射ノズルを、上記長手軸線が上下方向に沿う第１位置と、当該溶射ノズルの下端部が上下方向から見て上記第１位置をとるときとは異なる第２位置と、に位置変更可能な位置変更手段と、を備える。
【００１０】
好ましい実施の形態においては、上記位置変更手段は、固定的に配置されたベース部材と、このベース部材に対して回動可能に連結され、かつ上記溶射ノズルが取り付けられた可動部材と、を含む。
【００１１】
好ましい実施の形態においては、上記可動部材は、当該可動部材の上端において水平軸線周りに回動可能である。
【００１２】
好ましい実施の形態においては、上記ベース部材を垂直状に支持する支持体を備え、上記溶射ノズルが上記第２位置をとるとき、当該溶射ノズルの下端部が上記第１位置をとるときよりも上記支持体から離れて位置し、かつ、上記長手軸線が上下方向に対して傾斜する。
【００１３】
好ましい実施の形態においては、上記溶射ノズルが上記第１位置をとる状態を維持するための第１維持手段と、上記溶射ノズルが上記第２位置をとる状態を維持するための第２維持手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶射ノズルを、長手軸線が上下方向に沿って溶射作業を行うのに適した第１位置と、溶射ノズルの下端部が上下方向から見て第１位置をとるときとは異なる第２位置と、に位置変更可能である。溶射ノズルの下端部を、溶射作業を行う第１位置から第２位置に変位させることで、溶射ノズルの下方において溶射ノズルが具備する内部部品を取り出すための空間を確保することができる。したがって、溶射ノズルにおける部品交換作業を効率よく行うのに適する。
【００１５】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る溶射装置の一例を示す概略正面図である。
【図２】図１に示す溶射装置の概略側面図である。
【図３】溶射ノズルの位置を変更した状態の溶射装置を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明に係る溶射装置の一例を示す全体概略図である。同図に示す溶射装置１００は、ワーク３００（被溶射体）に対し溶射を行うためのものである。溶射装置１００は、基台１１０と、基台１１０上に起立する支持板１２０と、支持板１２０に固定支持されたベースプレート１３０と、可動プレート１４０と、溶射ノズル２００と、を備えている。
【００１９】
基台１１０には、載置テーブル１１１が設けられ、この載置テーブル１１１上にワーク３００（被溶射体）が置かれている。載置テーブル１１１は、ワーク移動機構１１２に支持されている。詳細な図示説明は省略するが、ワーク移動機構１１２は、ワーク３００に昇降動作および垂直軸回りの回転動作を与えることが可能である。このワーク移動機構１１２の動作によって、溶射ノズル２００とワーク３００とが相対的に上下動ないし回転する。なお、溶射ノズル２００とワーク３００とが相対的に上下動する構成については、溶射ノズル２００を昇降させる機能を支持板１２０側にもたせることによって実現してもよい。また、溶射ノズル２００とワーク３００とが相対的に回転する構成については、溶射ノズル２００を回転させる機能によって実現してもよい。さらに、溶射ノズル２００を昇降させる機能および回転させる機能によって、溶射ノズル２００とワーク３００とを相対的に上下動ないし回転させる構成としてもよい。
【００２０】
ベースプレート１３０は、平板状であり、水平方向に延びる支持アーム１２１を介して支持板１２０に支持されている。本実施形態において、ベースプレート１３０は、垂直状に設けられている。詳細は後述するが、ベースプレート１３０の正面視における左右両側部には一対のトグルクランプ１３１が設けられている。また、ベースプレート１３０の上部には、前方に延びるアーム１３２が設けられている。このアーム１３２の先端部には、吊りワイヤ１３３を介して吊りフック１３４が吊り下げられている。
【００２１】
可動プレート１４０は、平板状であり、蝶番１５０を介してベースプレート１３０に取り付けられている。蝶番１５０は、ベースプレート１３０および可動プレート１４０の上端部どうしを連結している。そして、可動プレート１４０は、その上端において水平軸線Ｏ１周りに回動可能である。
【００２２】
可動プレート１４０の正面視における左端には係止部材１４１が設けられている。この係止部材１４１には、吊りフック１３４を係止するための孔（図１参照）が形成されている。なお、吊りフック１３４を係止するための構成としては、上記孔に限定されず、フック状や切り欠き状等の他の構成を採用してもよい。
【００２３】
図１、図２に示した可動プレート１４０は、ベースプレート１３０に面的に接触した状態で重なり合っており、垂直状である。図３に示した可動プレート１４０は、図２に示した状態から水平軸線Ｏ１周りに所定角度回動した状態を示している。図３に示した可動プレート１４０は、ベースプレート１３０に対して傾斜している。ベースプレート１３０に対する可動プレート１４０の傾斜角度は、たとえば２０〜５０度である。詳細は後述するが、図１、図２は、溶射作業を行うときの通常の状態を示し、図３は、溶射ノズル２００の部品交換を行うときの状態（スイングさせた状態）を示す。
【００２４】
可動プレート１４０には、ワイヤ送給機構１６０および緩衝機構１７０が設けられている。ワイヤ送給機構１６０は、図示しない２つのワイヤ供給源から別々に供給される２本のワイヤを溶射ノズルに向けて送り出すものである。上記ワイヤ供給源としては、たとえばワイヤリールやワイヤパックが挙げられる。詳細な図示説明は省略するが、各ワイヤは、対をなすローラに挟まれるとともに一方のローラがモータによって駆動される。また、上記ワイヤ供給源から供給される各ワイヤは、可撓性を有する筒状部材１６１に挿通されており、当該筒状部材１６１にガイドされてワイヤ送給機構１６０に到達する。
【００２５】
緩衝機構１７０は、たとえば弾性体が内蔵されたダンパからなる。緩衝機構１７０は、その一端が可動プレート１４０に連結され、他端がアーム１３２に連結されている。緩衝機構１７０における弾性復元力等により、可動プレート１４０は、図２に示す状態から図３に示す状態に向かって回動する方向へ付勢されている。
【００２６】
図１、図２に示した溶射ノズル２００は、筒状の胴体部２１０と、２本のライナ２２０と、胴体部２１０の下部に配置された２つのチップ２３０と、を有する。
【００２７】
胴体部２１０は、所定の長手軸線Ｏ２に沿って延びており、比較的に長尺である。ライナ２２０は、２本のワイヤを個別にチップ２３０に導くものであり、このライナ２２０の内部にワイヤが挿通させられる。ライナ２２０は、胴体部２１０の上壁部を貫通させて当該胴体部２１０の内部空間に挿入され、平行をなしてこの胴体部２１０の下部に至っている。ライナ２２０は、胴体部２１０と同様に比較的に長尺である。ライナ２２０は、たとえば樹脂製であり、金属製の導管２４０に内挿されている。
【００２８】
胴体部２１０の底壁部には、２つのチップ２３０が互いに絶縁状態とされつつ保持されている。各ライナ２２０の下端部は、チップ２３０に到達している。
【００２９】
チップ２３０は、各ワイヤの外径よりわずかに大の内径を有するガイド孔を有している。このチップ２３０は、導体金属によって形成されるとともに、給電経路を介して電力源に導通しており、各ガイド孔の内面がワイヤに接触することにより、２本のワイヤ間に電圧を付与することができる。
【００３０】
図１に表れているように、チップ２３０は、溶射ノズル２００の正面視において軸線が下方に向かうにつれて互いに近づく方向を向いている。より詳しくは、２つのチップ２３０は、それらの軸線が図１の紙面と平行な平面内を下方に向かうにつれて互いに近づき、所定の１点（以下、適宜「アーク点」という。）で交差するようにそれらの向きが設定されている。
【００３１】
溶射ノズル２００（胴体部２１０）の下部には、カバー２５０が設けられている。カバー２５０は、チップ２３０を覆っており、胴体部２１０に対して着脱可能に装着されている。カバー２５０を外すと、チップ２３０を取り外すことができ、また、ライナ２２０を胴体部２１０の下端から引き抜くことが可能である。
【００３２】
図２によく表れているように、溶射ノズル２００の下部にはまた、エアノズル部２６０が設けられている。エアノズル部２６０は、胴体部２１０の内部空間と連通して下方に延出しており、チップ２３０の背面側に位置する。溶射ノズル２００の胴体部２１０の内部空間には、胴体部２１０の上壁部を介して外部からエアが導入され、このエアは、エアノズル部２６０に設けたノズル孔から噴射させられる。
【００３３】
エアノズル部２６０のノズル孔は、チップ２３０の背後側から、アーク点に向けてエアを噴射するようにその方向が設定されている。なお、アーク点に向けてエアを噴射するための構成は、上述した構成に限られず、エア供給源に繋がり、アーク点を向くノズル孔が設けられておればよい。
【００３４】
上記構成の溶射ノズル２００は、適所に設けられたブラケット１４２を介して可動プレート１４０に取り付けられている。したがって、溶射ノズル２００は、可動プレート１４０の回動動作にともなって変位する。図１、図２に示す溶射ノズル２００は上下に延びた垂直姿勢をとり、その長手軸線Ｏ２が上下方向に沿っている。一方、図３に示した、スイングさせた状態において、溶射ノズル２００は傾斜姿勢をとっている。このとき、上下方向に対する長手軸線Ｏ２の傾斜角度は、たとえば２０〜５０度である。
【００３５】
次に、溶射装置１００の作用について説明する。
【００３６】
溶射装置１００により溶射作業を行う際には、図１、図２に示すように、溶射ノズル２００は垂直姿勢をとっている。溶射ノズル２００は、たとえばワーク３００の穴部に内挿される。そして、ワイヤ送給機構１６０によって２本のワイヤが溶射ノズル２００に送給される。溶射ノズル２００に送給されたワイヤは、胴体部２１０に内挿されたライナ２２０内を挿通し、チップ２３０の先端から所定の送給速度で送出されつつ相互間に所定電圧が付与される。こうして送出される２本のワイヤは、上記アーク点において接触するが、このとき上記した電圧によってアーク放電が起こり、これによって生じる高熱によって溶滴（溶射物）が連続的に生成される。溶滴は、エアノズル部２６０のノズル孔から噴射するエア流によって微細化され、ワーク３００の円筒内面に向けて噴射される。
【００３７】
図１、図２に示した状態において、溶射ノズル２００は、その長手軸線Ｏ２が上下方向に沿っている。このとき、上述したように可動プレート１４０はベースプレート１３０に接触した状態で重なっており、ベースプレート１３０に設けられたトグルクランプ１３１によって可動プレート１４０がベースプレート１３０側に押圧される。このような構成により、図１、図２に示した溶射ノズル２００は、長手軸線Ｏ２が上下方向に沿う状態（垂直姿勢）を維持している。これにより、上記した溶射作業を適切に行うことができる。トグルクランプ１３１は、本発明でいう第１維持手段を担う。なお、溶射ノズル２００の垂直姿勢を維持するための構成としては、トグルクランプにより押圧する構成に限定されず、ボルトによる固定等の他の構成を採用してもよい。
【００３８】
溶射ノズル２００において、ライナ２２０やチップ２３０は消耗部品であり、これら消耗部品は比較的に高い頻度で交換する必要がある。たとえばライナ２２０を交換する際、図１、図２に示した垂直姿勢から図３に示す傾斜姿勢に変更する。具体的には、まず、トグルクランプ１３１を解除し、可動プレート１４０をベースプレート１３０に対して回動可能な状態にする。そして、図３に示すように、可動プレート１４０を図中時計回りに回動させて、ベースプレート１３０に対して所定角度傾斜させる。ここで、溶射ノズル２００も可動プレート１４０とともに回動する。
【００３９】
図３に示す状態において、溶射ノズル２００の下端部は、上下方向から見て、図１、図２に示した溶射作業を行う位置（第１位置）とは異なる位置（第２位置）にある。このように溶射ノズル２００の下端部の位置を変更可能な構成によれば、当該下端部を、溶射作業を行う位置から正面側に変位させることで、図３に示すように、溶射ノズル２００の下方にライナ２２０を引き抜くための空間を確保することができる。したがって、本実施形態によれば、ライナ２２０を溶射ノズル２００の下端から容易に引き抜くことが可能であり、部品交換作業を効率よく行うのに適する。
【００４０】
本実施形態においては、溶射ノズル２００は、ベースプレート１３０に対して回動可能な可動プレート１４０に取り付けられている。このような構成によれば、可動プレート１４０を回動（スイング）させることにより、溶射ノズル２００の位置を変更可能である。したがって、溶射ノズル２００の位置変更を簡単な構造によって実現可能である。本実施形態においてはまた、可動プレート１４０は、当該可動プレート１４０の上端において水平軸線Ｏ１周りに回動可能である。このような構成によれば、可動プレート１４０を回動させることにより、溶射ノズル２００を図３に示した傾斜姿勢（溶射ノズル２００の長手軸線Ｏ２が上下方向に対して傾斜する姿勢）とすることができる。このとき、溶射ノズル２００の下端部は、溶射ノズルの長手軸線Ｏ２が上下方向に沿うとき（図１、図２に示した状態）よりも支持板１２０から離れて位置する。したがって、可動プレート１４０の回動動作によって、溶射ノズル２００の下端部を、支持板１２０から遠ざかる正面側に容易に変位させることができる。また、可動プレート１４０を、当該可動プレート１４０の上端において水平軸線Ｏ１周りに回動可能とすることによって、溶射ノズル２００の下端部を、支持板１２０からより遠ざかる正面側に容易に変位させることができる。
【００４１】
本実施形態においては、緩衝機構１７０を具備しており、この緩衝機構１７０によって可動プレート１４０が図２に示す状態から図３に示す状態に向かって回動する方向へ付勢されている。これにより、溶射ノズル２００を垂直姿勢（図２参照）から傾斜姿勢（図３参照）に姿勢変更するときの作業者の負担が軽減される。
【００４２】
本実施形態においては、図３に示したように溶射ノズル２００が傾斜姿勢をとるとき、係止部材１４１に吊りフック１３４が掛け止められている。これにより、溶射ノズル２００は、図３に示した一定の傾斜姿勢を維持しており、部品交換作業を安全かつ効率よく行うことができる。アーム１３２、吊りワイヤ１３３、吊りフック１３４、および係止部材１４１は、本発明でいう第２維持手段を担う。なお、溶射ノズル２００の傾斜姿勢を維持するための構成としては、吊りワイヤ、吊りフックにより吊り下げる構成に限定されず、長ボルトやナットを用いて吊り下げ支持する等の他の構成を採用してもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。
【００４４】
上記実施形態では、ベース部材や可動部材が平板状である場合について説明したが、ベース部材や可動部材の形状等は種々変更可能である。
【００４５】
また、上記実施形態では、可動部材が水平軸線周りに回動可能な場合について説明したが、これに限定されず、たとえば可動部材が垂直軸線周りに回動可能であってもよい。さらに、可動部材（溶射ノズル）が蝶番を用いて回動可能な機構に代えて、溶射装置の正面側（作業者側）に溶射ノズルの下端部がせり出す機構としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００      溶射装置
１１０      基台
１１１      載置テーブル
１１２      ワーク移動機構
１２０      支持板（支持体）
１２１      支持アーム（支持体）
１３０      ベースプレート（位置変更手段、ベース部材）
１３１      トグルクランプ（第１維持手段）
１３２      アーム（第２維持手段）
１３３      吊りワイヤ（第２維持手段）
１３４      吊りフック（第２維持手段）
１４０      可動プレート（位置変更手段、可動部材）
１４１      係止部材（第２維持手段）
１４２      ブラケット
１５０      蝶番（位置変更手段）
１６０      ワイヤ送給機構
１６１      筒状部材
１７０      緩衝機構
２００      溶射ノズル
２１０      胴体部
２２０      ライナ
２３０      チップ
２４０      導管
２５０      カバー
２６０      エアノズル部
３００      ワーク（被溶射体）
Ｏ１        水平軸線
Ｏ２        長手軸線（溶射ノズルの長手軸線）
【図１】
2017066456.tif 000003
【図２】
2017066456.tif 000004
【図３】
2017066456.tif 000005