(57)【要約】【課題】ワイヤの先端が丸くなったとしても、この丸くなった先端を除去することなく、着火性を良好に確保する。【解決手段】溶射ガン７は、溶射ノズル部９の先端側部の電極とワイヤ１１の先端１１ａとの間にアークを発生させて先端１１ａを溶融させた溶融金属を前方へ噴出し、シリンダボア内面３ａに溶射皮膜を形成する。溶射ガン７の上端部にはワイヤ１１を圧延してその断面積を小さくするワイヤ圧延機１５を設置する。ワイヤ圧延機１５は、ワイヤ１１を加圧して扁平状に潰しつつ前方へ送る圧延ローラ２７と、圧延ローラ２７によって潰されたワイヤ１１の幅の広がりを抑えるために圧延ローラ２７よりも回転速度を速くしてワイヤ１１に張力を発生させるテンションローラ２９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶射用材料となるワイヤを溶射ガンに送給しつつ該溶射ガンと前記ワイヤの先端との間でアークを発生させ、このアークの熱により前記ワイヤの先端を溶融させた溶融金属を被溶射物に向けて噴射して被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成装置において、前記ワイヤの前記アークを発生させる溶射開始部付近の始端部に対し、前記ワイヤの断面積が小さくなるように圧延する圧延手段を設けたことを特徴とする溶射皮膜形成装置。
【請求項２】
前記圧延手段は、１つの前記被溶射物表面への溶射皮膜形成に必要な長さ分の前記ワイヤの終端部を圧延することを特徴とする請求項１に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項３】
前記圧延手段は、前記ワイヤを挟持して加圧するローラを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項４】
前記ローラは、前記ワイヤを扁平状に押し潰す圧延ローラと、該圧延ローラのワイヤ送り方向前方に位置して、前記ワイヤの長さ方向に張力を発生させて引き延ばすテンションローラとを備えていることを特徴とする請求項３に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項５】
前記テンションローラは、前記圧延ローラよりも前記ワイヤへの接触部での移動速度を速く設定していることを特徴とする請求項４に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項６】
前記テンションローラの回転トルクを検出するトルク検出手段を設け、このトルク検出手段が検出する回転トルクに基づいて、前記ワイヤに付与する張力を制御する張力制御手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項７】
前記テンションローラの回転速度を、あらかじめ設定してある前記ワイヤの張力となるように制御するテンションローラ制御手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項８】
前記溶射ガンによる溶射位置と前記圧延手段による圧延位置との間の距離を、１つの前記被溶射物を溶射するのに必要な前記ワイヤの長さの整数倍としたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の溶射皮膜形成装置。
【請求項９】
溶射用材料となるワイヤを溶射ガンに送給しつつ該溶射ガンと前記ワイヤの先端との間でアークを発生させ、このアークの熱により前記ワイヤの先端を溶融させた溶融金属を被溶射物に向けて噴射して被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成方法において、前記ワイヤの前記アークを発生させる溶射開始部付近の始端部に対し、前記ワイヤの断面積が小さくなるように圧延することを特徴とする溶射皮膜形成方法。
【請求項１０】
１つの前記被溶射物表面への溶射皮膜形成に必要な長さ分の前記ワイヤの終端部を圧延することを特徴とする請求項９に記載の溶射皮膜形成方法。
【請求項１１】
前記ワイヤを扁平状に押し潰した後、該扁平状のワイヤに対し長さ方向に張力を発生させて引き延ばすことを特徴とする請求項９または１０に記載の溶射皮膜形成方法。
【請求項１２】
前記ワイヤを挟持して加圧する一対の圧延ローラで前記ワイヤを扁平状に押し潰すとともに、前記圧延ローラよりも前記ワイヤへの接触部での移動速度を速くした一対のテンションローラにより前記ワイヤに張力を発生させ、前記テンションローラの回転トルクを検出し、この検出した回転トルクに基づいて、前記ワイヤに付与する張力を制御することを特徴とする請求項１１に記載の溶射皮膜形成方法。
【請求項１３】
前記ワイヤを挟持して加圧する一対の圧延ローラで前記ワイヤを扁平状に押し潰すとともに、前記圧延ローラよりも前記ワイヤへの接触部での移動速度を速くした一対のテンションローラにより前記ワイヤに張力を発生させ、前記テンションローラの回転速度を、あらかじめ設定してある前記ワイヤの張力となるよう制御することを特徴とする請求項１１に記載の溶射皮膜形成方法。
【請求項１４】
前記溶射ガンによる溶射位置と前記圧延手段による圧延位置との間の距離が、１つの前記被溶射物を溶射するのに必要な前記ワイヤの長さの整数倍とならない場合に、１つの被溶射物への溶射が完了してから次の被溶射物への溶射開始後、前記ワイヤを、前記被溶射物の溶射に必要な長さ分の終端部が前記圧延位置となるように所定長さ分前記溶射ガンに向けて送給した後圧延することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の溶射皮膜形成方法。
【請求項１５】
前記圧延したワイヤの薄くなった厚さ方向と交差する幅方向に向けて前記アークを飛ばすことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の溶射皮膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶射用材料となるワイヤを溶射ガンに送給しつつ該溶射ガンからアークを発生させ、このアークの熱によりワイヤの先端を溶融させた溶融金属を被溶射物に供給して被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成装置および溶射皮膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量化したエンジンの例えばアルミ製シリンダブロックにおけるシリンダボア内面に対して硬い金属を溶射して耐摩耗性を向上させる技術には、例えば下記特許文献１にも記載されているような溶射ガンを使用しており、溶射作業を行う際には溶射ガンに対し溶射材料となるワイヤを供給する。ワイヤは、溶射中に溶射ガンから連続的に押し出され、先端付近におけるアーク放電によって溶かされ、噴霧となって被溶射面に付着し溶射皮膜が形成される。
【特許文献１】特開２００２−２８５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記した特許文献１に記載のものは、溶射中に異常が発生したときに、アークを消滅させて溶射を中断した後、溶射ガンを施工終了点を経て退避場所まで移動し、該退避場所にて溶射ガンのノズルの先端から突出しているワイヤの先端部を切断機により切断している。
【０００４】
また、通常溶射開始時には、ワイヤが前回の溶射が終わった状態では先端が丸くなっていることから着火不良となる場合があり、したがって、着火性を高めるために、先端の丸くなった部分を除去すべく切断する必要がある。
【０００５】
このように、従来の溶射装置にあっては、ワイヤ先端の丸くなった部分を除去すべく切断する必要があり、特に上記した特許文献１に記載のものでは、ワイヤ先端を切断するために退避位置まで溶射ガンを移動させる必要があるので、作業性の悪化を招いている。
【０００６】
そこで、本発明は、ワイヤの先端が丸くなったとしても、この丸くなった先端を除去することなく、着火性を良好に確保することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、溶射用材料となるワイヤを溶射ガンに送給しつつ該溶射ガンと前記ワイヤの先端との間でアークを発生させ、このアークの熱により前記ワイヤの先端を溶融させた溶融金属を被溶射物に向けて噴射して被溶射物表面に溶射皮膜を形成する溶射皮膜形成装置において、前記ワイヤの前記アークを発生させる溶射開始部付近の始端部に対し、前記ワイヤの断面積が小さくなるように圧延する圧延手段を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、溶射が開始されるワイヤの始端部が圧延によって断面積が小さくなることにより、ワイヤの丸くなった先端を切断することなく、着火を安定して実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態を示す溶射皮膜形成装置の全体構成図であり、被溶射物としてのエンジンのシリンダブロック１におけるシリンダボア３の内面３ａに溶射皮膜５を形成している。
【００１１】
この溶射皮膜形成装置は、溶射手段である溶射ガン７が、図１中で下端側に対応する先端側に溶射ノズル部９を備えており、この溶射ガン７内に、溶射材料となる鉄系金属からなるワイヤ１１を、図１中の上端から挿入して溶射ノズル部９まで供給する。
【００１２】
この際、本実施形態では、溶射ガン７と、ワイヤ１１を収容しているワイヤ収納容器１３との間に、ワイヤ１１の断面積が小さくなるように圧延する圧延手段としてのワイヤ圧延機１５を、溶射ガン７と一体的に設けている。
【００１３】
ワイヤ圧延機１５は、図２に拡大して示すようにハウジング１７を有し、該ハウジング１７の溶射ガン７と反対側の上壁１９の貫通孔１９ａに、上部ガイドブッシュ２１を設けるとともに、溶射ガン７側の下壁２３の貫通孔２３ａに下部ガイドブッシュ２５を設けている。上部ガイドブッシュ２１のガイド孔２１ａおよび下部ガイドブッシュ２５のガイド孔２５ａにワイヤ１１が移動可能に挿入される。
【００１４】
そして、これら各ガイドブッシュ２１，２５相互間のハウジング１７内には、上部ガイドブッシュ２１側に一対の圧延ローラ２７を、下部ガイドブッシュ２５側に張力付与手段となる一対のテンションローラ２９を、それぞれ回転可能に収容する。これら圧延ローラ２７およびテンションローラ２９は、ワイヤ１１を挟持して加圧するローラを構成している。
【００１５】
なお、上部，下部各ガイドブッシュ２１，２５および、圧延ローラ２７，テンションローラ２９は、セラミックなどの電気的絶縁体で構成し、またここでの各ローラ２７，２９の外径は同等としている。
【００１６】
一対の圧延ローラ２７は、ワイヤ圧延機１５に導入されたワイヤ１１を、その長さ方向（図２中で上下方向）と直交する図２中で左右方向から挟持して加圧し、加圧前には断面円形のものを扁平状に押し潰す。
【００１７】
一方、一対のテンションローラ２９は、圧延ローラ２７で潰されて厚さが薄くかつ幅（図２中で紙面に直交する方向の幅）が広がろうとするワイヤ１１を、圧延ローラ２７に対し回転速度を同方向で速くすることでワイヤ放出側に引っ張ってワイヤ１１の長さ方向に張力を発生させ、上記の幅が広くなるのを阻止して圧延前の直径とほぼ同等な幅となるよう幅を狭く抑える。これによりワイヤ１１は、後述する図５（ｃ）のように圧延前が断面円形であったものが、図５（ｄ）のように扁平となって断面積が小さくなる。
【００１８】
上記した圧延ローラ２７およびテンションローラ２９をそれぞれ支持する構造は互いに同一であるので、ここでは圧延ローラ２７を用いてその支持構造を詳細に説明する。
【００１９】
一対の圧延ローラ２７のうち図２中で左側の圧延ローラ２７が従動側のローラであり、ハウジング１７の一方の側壁３１の内面からワイヤ１１側に向けて突出して設けたローラブラケット３３に回転支持軸３５を介して回転可能に支持されている。
【００２０】
これに対して図２中で右側の圧延ローラ２７は、駆動側のローラであってローラブラケット３７に回転支持軸３９を介して回転可能に支持されているが、このローラブラケット３７はハウジング１７の他方の側壁４１に設けてある加圧機構４３に支持されている。
【００２１】
上記の駆動側の圧延ローラ２７は、図２のＡ−Ａ断面図である図３に示すように、ローラブラケット３７の側部に設けたローラ回転用のサーボモータ４５によってベベル式減速機４７を介して回転する。ベベル式減速機４７は、サーボモータ４５に設けた駆動側ベベルギア４７ａと、ローラブラケット３７から突出した回転支持軸３９の端部３９ａに設けた従動側ベベルギア４７ｂとを備えている。
【００２２】
次に、上記した加圧機構４３について説明する。ローラブラケット３７の後端には加圧ブロック４９を固定してあり、加圧ブロック４９は、側壁４１に固定してあるケーシング５１内の圧延ローラ２７側に対し、リニアボールブッシュ５３を介して図２中で左右方向に移動可能である。加圧ブロック４９のローラブラケット３７と反対側の後端には、ねじ棒５５の先端を連結している。
【００２３】
ねじ棒５５の後端側には、上記したねじ棒５５とでボールねじ機構を構成するナット５７を螺合させ、ナット５７は上記したケーシング５１内における圧延ローラ２７と反対側の端部付近にてベアリング５９を介して回転可能である。
【００２４】
ナット５７の加圧ブロック４９と反対側の外側面には従動ギア６１を固定し、従動ギア６１には、図３に示すように従動ギア６１とで減速機構６３を構成する駆動ギア６５を噛合させる。駆動ギア６５は、送り駆動用のサーボモータ６７によって回転する。
【００２５】
なお、サーボモータ６７は、特に図示していないが、支持部ラケットを介してケーシング５１またはハウジング１７に固定されているものとする。
【００２６】
テンションローラ２９を支持する構造も、前述したように圧延ローラ２７を支持する構造と同様であり、圧延ローラ２７と同一構成部分の符号には同一の数字の後にＴを付けている。
【００２７】
すなわち、テンションローラ２９用のサーボモータ６７Ｔの駆動によってナット５７Ｔが回転し、ねじ棒５５Ｔが前進することで加圧ブロック４９Ｔを介してローラブラケット３７Ｔを加圧し、これにより一対のテンションローラ２９相互でワイヤ１１を挟持して加圧する。
【００２８】
この際、テンションローラ２９は、圧延ローラ２７に対し直径を同一とした場合に回転速度を同方向で速くする。すなわち、テンションローラ２９は、圧延ローラ２７よりもワイヤ１１への接触部での移動速度を速く設定していることになる。これにより、圧延ローラ２７とテンションローラ２９との間のワイヤ１１に張力を発生させてワイヤ１１を引き延ばす。
【００２９】
なお、前記した各サーボモータ４５，６７，６７Ｔは、いずれも位置制御および速度制御が可能であり、また加圧機構４３に設けてあるサーボモータ６７，６７Ｔは、電気的な高精度同期制御を行うものとする。
【００３０】
図１に示すように、溶射ガン７は、溶射ノズル部９側から回転部６９，ガス配管接続部７１をそれぞれ備え、該ガス配管接続部７１の上部に前記したワイヤ圧延機１５を設置する。回転部６９のガス配管接続部７１近傍の外周には従動プーリ７３を設ける一方、回転駆動モータ７５には駆動プーリ７７を連結し、これら各プーリ７３，７７を連結ベルト７９によって互いに連結する。回転駆動モータ７９は、規定の回転数信号の入力を受けるコントローラ８１によって駆動制御され、回転部６９をその先端の溶射ノズル部９とともに回転させる。
【００３１】
これら回転部６９および溶射ノズル部９は、溶射ガン７内のワイヤ１１を中心軸線として回転し、その際ワイヤ１１が回転することはない。
【００３２】
ガス配管接続部７１には、ガス供給源８３から、水素とアルゴンとの混合ガスを供給する混合ガス配管８５と、アトマイズエア（空気）を供給するアトマイズエア配管８７とをそれぞれ接続する。混合ガス配管８５によってガス配管接続部７１内に供給された混合ガは、その下部の回転部６９内に形成してある図示しない混合ガス通路を通って溶射ノズル部９まで供給される。同様にして、アトマイズエア配管８７よってガス配管接続部７１内に供給されたアトマイズエアは、その下部の回転部６９内に形成してある図示しないアトマイズエア通路を通って溶射ノズル部９まで供給される。
【００３３】
ここで、ガス配管接続部７１内の図示しない混合ガス通路およびアトマイズエア通路と、ガス配管接続部７１に対して回転する回転部６９内の図示しない混合ガス通路およびアマイズエア通路とをそれぞれ連通させる必要がある。この場合の連通構造としては、例えばガス配管接続部７１内の混合ガス通路およびアトマイズエア通路の各下端部を環状通路とし、この環状通路に、回転部６９内の上下に延びる混合ガス通路およびアトマイズエア通路の上端をそれぞれ連通させることが考えられる。これにより、回転部６９がガス配管接続部７１に対して回転しても、回転部６９内の混合ガス通路およびアトマイズエア通路とガス配管接続部７１内の混合ガス通路およびアトマイズエア通路とがそれぞれ常時連通することになる。
【００３４】
ワイヤ１１は、前記したワイヤ収納容器１３の上部の引出口１３ａから引き出され、一対の送りローラ９１を備える容器側ワイヤ送給部９３により、ガイドローラ９５，９７を経てワイヤ圧延機１５に向けて送り込まれる。
【００３５】
溶射ノズル部９は、内部に図示しないカソード電極を備え、このカソード電極とアノード電極となるワイヤ１１の先端１１ａとの間に電圧を印加するとともに、ガス供給源８３から溶射ガン７に供給した混合ガスを図示しないガス放出口から放出することで、図示しないアークを発生させて点火し、アークの熱によってワイヤ１１の先端１１ａを溶融させる。
【００３６】
この際ワイヤ１１を、その溶融に伴って、容器側ワイヤ送給部９３からワイヤ圧延機１５を経て溶射ガン７に向けて順次送給する。これとともに、ガス供給源８３から溶射ガン７に供給したアトマイズエアをワイヤ１１の先端１１ａ付近に向けて放出し、上記したワイヤ１１の溶融物、すなわち溶融材料を噴霧９９として前方へ向けて移動させてシリンダボア３の内面３ａに付着させ溶射皮膜５を形成する。
【００３７】
なお、ワイヤ１１は、図示していないが、回転部６９の下端に設けてある円筒形状の上部ワイヤガイド内に移動可能に挿入されているものとする。
【００３８】
このように構成した溶射装置は、溶射ガン７を、シリンダボア３内に対し回転させつつ挿入することで、被溶射物表面であるシリンダボア内面３ａに向けて、噴霧９９を噴射して図１に示すような溶射皮膜５を形成する。ここで、溶射ガン７は、溶射皮膜５が規定の膜厚となるよう上下に複数回往復移動させる。
【００３９】
上記した溶射時には、溶射ガン７に設けてあるカソード電極とワイヤ１１との間でアーク放電がなされ、その放電時のアークエネルギによってワイヤ１１が溶かされ、溶かされた金属が噴霧９９となってシリンダボア内面３ａに向けて吹き飛ばされ、該ボア面３ａに付着するとシリンダボア３の熱伝導によって急冷され凝固する。
【００４０】
ここで、本実施形態では、溶射ガン７にワイヤ１１を供給する前に、前記図２に示したワイヤ圧延機１５にてワイヤ１１を圧延加工する。この圧延加工は、ワイヤ圧延機１５のワイヤ投入口である上部ガイドブッシュ２１のガイド孔２１ａにワイヤ１１が投入された状態で、ワイヤ１１における溶射作業が停止となる部位から次回の溶射開始部位にわたり、数１０ｍｍ程度の長さ分を実施する。
【００４１】
上記した圧延加工では、図３に示すローラ回転用のサーボモータ４５を駆動して駆動側圧延ローラ２７をワイヤ送り方向に回転させ、かつ、送り駆動用のサーボモータ６７の駆動によりローラブラケット３７を該駆動側圧延ローラ２７とともに前進移動させることで、一対の圧延ローラ２７相互でワイヤ１１を挟持して加圧し、ワイヤ１１を薄く潰していく。
【００４２】
薄く潰されたワイヤ１１は、前方にある一対のテンションローラ２９相互間に入り込み、このとき駆動側のテンションローラ２９が、ローラ回転用のサーボモータ４５Ｔ（図示せず）が駆動してワイヤ送り方向に回転するとともに、送り駆動用のサーボモータ６７Ｔの駆動によってローラブラケット３７Ｔを該駆動側テンションローラ２９とともに前進移動させることで、一対のテンションローラ２９相互でワイヤ１１を挟持して加圧する。
【００４３】
このとき、テンションローラ２９は圧延ローラ２７に対し、同方向に回転するがより速い速度で回転する。これによりワイヤ１１は、圧延ローラ２７とテンションローラ２９との間で張力が発生して引き延ばされ、圧延ローラ２７で加圧されることで薄くなるが幅（図２中で紙面に直交する方向の幅）が広くなるところを、ワイヤ圧延機１５に投入される前の断面円形の直径寸法とほぼ同じ狭い幅となる（図５参照）。
【００４４】
すなわち、ワイヤ圧延機１５から出るワイヤ１１は、ワイヤ圧延機１５への投入前よりも細く断面積が小さいものとなる。このように圧延により細くて断面積が小さくなったワイヤ１１を溶射ガン７に供給することで、先端が丸くなったとしても着火が安定するほどの充分細いワイヤを使用することなく、カソード電極との間での電気抵抗増大によりアークが発生しやすくなって溶射開始時の着火性が向上する。
【００４５】
また、溶射完了時には、次回の溶射時での着火性の問題から、ワイヤ１１を若干長めに（下げ目に）送り出した状態で停止させる場合であっても、ワイヤ１１の断面積を小さくしているので、次回溶射開始時では、ボア内面３ａに付着するワイヤ１１の量が少なくなり、溶射開始時での溶射皮膜５の厚さが厚くなりすぎることを防止でき、溶射被膜５を均一化することができる。
【００４６】
また、着火性が向上することから、電圧印加から着火までの時間が短くなり、着火までの間のワイヤ１１の送り出し量が、着火までの時間が長くかかる場合のように多くなりすぎることを防止できるので、溶射開始時でのボア内面３ａに付着するワイヤ１１の量の増大を防止して、溶射開始時での溶射被膜５が前記と同様に厚くなりすぎることを防止でき、また着火までの時間が長くかかる場合のように、ワイヤ１１が塊の状態でボア内面３ａに付着することも防止できる。
【００４７】
本実施形態では、上記したように溶射皮膜５を均一に形成できるので、不均一に形成された場合に発生する、ボーリングやホーニング加工での多大な研削作業時間が不要となり、作業性の向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、ワイヤ１１は、圧延前の状態では、先端が丸くなったとしても着火が安定するほどの充分細いものではなく、従来使用している直径のワイヤを使用しているので、特に高速に送る場合でのワイヤ１１の変形や振動を抑えることができ、溶射品質の悪化を防止することができる。
【００４９】
このように、本実施形態では、先端が丸くなったとしても着火が安定するほどの充分細いワイヤ１１を使用することなく、溶射射開始直後のボア内面３ａへの溶射材料の大量付着を防止して溶射品質を良好に確保することができる。
【００５０】
前述したように、ワイヤ１１に対する圧延作業は、ワイヤ１１における溶射作業が停止となる部位から次回の溶射開始部位にわたり、数１０ｍｍ程度の長さ分に対して実施するが、それ以外における通常の溶射作業中は、送り駆動用のサーボモータ６７，６７Ｔを逆転駆動してローラブラケット３７，３７Ｔを後退移動させ、一対の圧延ローラ２７相互およびテンションローラ２９相互をそれぞれ離反させて、ワイヤ１１に対する加圧動作を解除する。これにより、ワイヤ１１は加圧前の円形の元の形状となり、上記の通常の溶射作業を実施できる。
【００５１】
上記したワイヤ１１への加圧動作の解除は、１つのシリンダボア３の溶射分の長さを送るまでの間行い、この長さ分の終端部付近を、溶射開始部位の始端部と同様にワイヤ１１に対し加圧動作を行って圧延加工を行う。
【００５２】
図４は、上記のようなワイヤ１１に対する加圧動作および加圧解除を繰り返し行う際の圧延ローラ２７およびテンションローラ２９の動作を示すタイムチャートである。図４（ａ）は、圧延ローラ２７の前進後退動作の変化を示し、図４（ｂ）は圧延ローラ２７の設定回転数を示す。また、図４（ｃ）は、テンションローラ２９の前進後退動作の変化を示し、前進限時期は図４（ａ）の圧延ローラ２７と同等となっている。図４（ｄ）はテンションローラ２９の設定回転数を示し、図４（ｂ）の圧延ローラ２７の設定回転数よりも高く設定している。
【００５３】
図４のように、ワイヤ１１は、１つのシリンダボア３に対する溶射分である１サイクル分の間隔毎に、各ローラ２７，２９を前進限位置として圧延加工をしている。このとき、ワイヤ１１における１サイクル分の溶射開始時の始端部Ｓに対して圧延加工するとともに、１サイクル分の溶射終了時の終端部Ｆに対して圧延加工を実施している。
【００５４】
図５（ａ）は、このようにして圧延加工したワイヤ１１の図２と同方向から見た正面図で、図５（ｂ）は図５（ａ）の右側面図である。また、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｄ）は図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００５５】
図５（ａ）のように、ワイヤ１１は圧延加工範囲では押し潰されているが、テンションロール２９にて引き延ばされているので、押し潰されることによる幅の広がりが抑えられ、図５（ｂ）のように圧延加工なしの円形部位の直径とほぼ同じ寸法の幅となっている。
【００５６】
これにより、ワイヤ１１は、圧延加工部に対応する図５（ｄ）に示すように、圧延加工していない円形部位に対応する図５（ｃ）に比較して細く断面積が小さくなっている。
【００５７】
次に、テンションローラ２９によるワイヤ１１に対する張力付与動作について説明する。ワイヤ１１に一定の張力を付与する際の方法としては、以下に示す２つの方法がある。
【００５８】
１つは、ワイヤ１１に必要とする張力を発生させたときの、圧延ローラ２７の回転速度に対するテンションローラ２９の回転速度を、事前のトライアルであらかじめ決定しておき、この決定した回転速度となるようにテンションローラ２９を同期制御する。
【００５９】
すなわち、この場合、テンションローラ２９の回転速度を、あらかじめ設定してあるワイヤ１１の張力となるよう制御するテンションローラ制御手段を設けたことになる。
【００６０】
他の１つは、テンションローラ２９とローラ（テンションローラ２９）回転用のサーボモータ４５Ｔ（図示せず）との間の回転部にトルクトランスデューサ（図示せず）を設け、トルクトランスデューサが検知したトルク値をサーボモータ４５Ｔにフィードバックしてテンションローラ２９の回転トルクを所定の一定値に確保する。
【００６１】
すなわち、この場合、テンションローラ２９の回転トルクを検出するトルク検出手段を設け、このトルク検出手段が検出する回転トルクに基づいて、ワイヤ１１に付与する張力を制御する張力制御手段を設けたことになる。
【００６２】
後者のようにしてワイヤ１１の張力を一定に制御する際に、トルクトランスデューサが検知したトルク値をサーボモータ４５Ｔにフィードバックすることで、熱膨張など外部環境による変化があっても、ワイヤ１１を一定の厚さ，幅となるよう圧延作業を行うことができる。
【００６３】
本実施形態では、前述の図４，図５に示したように、１つのシリンダボア３に対する溶射作業において、ワイヤ１１を溶射開始と終了時の一定区間に圧延し、該圧延区間相互間における溶射作業時には、圧延動作をしないようにしている。
【００６４】
ここで、本実施形態においては、図１に示すように、溶射位置（溶射ノズル部９先端のアークの熱によってワイヤ１１の先端１１ａが溶融する部分）と、圧延位置（テンションローラ２９によって圧延後のワイヤ１１を送り出す位置）との間が所定の距離Ｘだけ離れているものとする。
【００６５】
この距離Ｘに対応するワイヤ１１の長さ分が、１つのシリンダボア３の溶射分の長さの整数倍（より正確には１以上の自然数倍）、つまり、図６（ａ）に示すように、溶射位置と圧延位置との間の距離Ｘが、１つのシリンダボア溶射分のワイヤ１１の長さＹの例えば３倍のときは、１つのシリンダボア３の溶射が完了したときに、ワイヤ１１に対する圧延動作も同時に実施する。これより、ワイヤ１１における圧延部相互間の圧延しない部分の長さを、１つのシリンダボア３の溶射分に必要な長さとすることができる。もちろん、このときの圧延作業は、前述したように１つのシリンダボア溶射分のワイヤ１１の終端部から、この終端部に連続する次の１つのシリンダボア溶射分のワイヤ１１の始端部にわたる所定の長さ分に対して実施する。
【００６６】
これに対し、図６（ｂ）のように、距離Ｘが長さＹの整数倍にならない場合には、１つのシリンダボア３に対する溶射が完了しても、溶射完了と同時に圧延作業は行わず、溶射完了後距離Ｔだけワイヤ１１を送りつつ次のシリンダボア３に対して溶射を行っている途中で圧延作業を実施する。これよりワイヤ１１における圧延部相互間の圧延しない部分の長さを、１つのシリンダボア３の溶射分に必要な長さとすることができる。
【００６７】
また、図６（ｃ）のように、距離Ｘよりも長さＹが長い場合についても、上記した図６（ｂ）の場合と同様に、距離Ｘが長さＹの整数倍にならない場合に相当し、したがって、この場合においても、溶射完了と同時に圧延作業は行わず、溶射完了後距離Ｔだけワイヤ１１を送りつつ次のシリンダボア３に対して溶射を行っている途中で圧延作業を実施する。
【００６８】
以上、説明したように、本実施形態によれば、溶射が開始されるワイヤ１１の始端部が圧延によって断面積が小さくなることにより、ワイヤ１１の丸くなった先端を切断することなく、着火を安定して実施することができる。
【００６９】
また、ワイヤ圧延機１５は、１つのシリンダボア３への溶射皮膜形成に必要な長さ分のワイヤ１１の終端部を圧延するので、次の溶射作業でのワイヤ１１の着火を確実に実施することができる。
【００７０】
また、ワイヤ圧延機１５は、ワイヤ１１を挟持して加圧する圧延ローラ２７およびテンションローラ２９を備えており、簡単な構成でワイヤ１１の断面積を小さくすることができる。
【００７１】
この際、圧延ローラ２７によりワイヤ１１を扁平状に押し潰した後、圧延ローラ２７のワイヤ送り方向前方位置にて、テンションローラ２９によりワイヤ１１の長さ方向に張力を発生させて引き延ばすので、ワイヤ１１の圧延ローラ２７による幅方向の広がりを抑え、長さ方向にのみ延びるようにして断面積を小さくすることができる。
【００７２】
また、上記のテンションローラ２９は、圧延ローラ２７よりもワイヤ１１への接触部での移動速度を速くすることで、ワイヤ１１の圧延ローラ２７による幅方向の広がりを抑えることができる。
【００７３】
さらに、テンションローラ２９の回転トルクを検出するトルク検出手段を設け、このトルク検出手段が検出する回転トルクに基づいて、ワイヤ１１に付与する張力を制御する張力制御手段を設けたので、熱膨張など外部環境による変化があっても、ワイヤ１１を一定の幅となるよう圧延作業を行うことができる。
【００７４】
また、上記したテンションローラ２９の回転速度を、あらかじめ設定してあるワイヤ１１の張力となるよう制御するテンションローラ制御手段を設けたので、テンションローラ２９の回転トルクを検出してサーボモータ４５Ｔにフィードバックするような制御を行うことなく、簡単な構成でワイヤ１１に一定の張力を付与することができる。
【００７５】
また、溶射ガン７とワイヤ圧延機１５との間の距離を、１つのシリンダボア３を溶射するのに必要なワイヤ１１の長さの整数倍とすることで、溶射終了・開始時と同時期にワイヤ１１の圧延作業も開始・終了でき、溶射終了後、次回の溶射に必要な圧延しない部分のワイヤ長さを確保するために、さらにワイヤ１１を一定長さ圧延せずに送る必要がなく、溶射作業と圧延作業とのタイミングを互いにずらす必要がなく、動作が簡素化した溶射装置とすることができる。
【００７６】
また、圧延したワイヤ１１の薄くなった厚さ方向と直交する幅方向に向けてアークを飛ばすことで、カソード電極との間での電気抵抗増大によりアークが発生しやすくなり、着火性を高めることができる。
【００７７】
なお、図２に示したワイヤ圧延機１５では、圧延ローラ２７およびテンションローラ２９のいずれにおいても、図２中で右側の一方のローラを、送り駆動用のサーボモータ６７および６７Ｔによりワイヤ１１に対して接近離反する方向に移動可能としているが、図２中で左側のローラも右側のローラと同様に、ワイヤ１１に対して接近離反する方向に移動可能としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態を示す溶射皮膜形成装置の全体構成図である。
【図２】図１の溶射皮膜形成装置に設けたワイヤ圧延機の拡大した断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のワイヤ圧延機における圧延ローラおよびテンションローラの動作を示すタイムチャートで、（ａ）は圧延ローラの前進後退動作、（ｂ）同設定回転数、（ｃ）はテンションローラの前進後退動作、（ｄ）は同設定回転数である。
【図５】（ａ）は圧延加工したワイヤの図２と同方向から見た正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図，（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】溶射位置と圧延位置との間の距離Ｘと、１つのシリンダボア溶射分のワイヤの長さＹとの関係を示す説明図で、（ａ）は距離Ｘが長さＹの整数倍となる場合、（ｂ）は距離Ｘが長さＹの整数倍とならない場合、（ｃ）は長さＹが距離Ｘより長い場合である。
【符号の説明】
【００７９】
１  シリンダブロック（被溶射物）
３ａ  シリンダボア内面（被溶射物表面）
５  溶射皮膜
７  溶射ガン
１１  ワイヤ
１１ａ  ワイヤの先端
１５  ワイヤ圧延機（圧延手段）
２７  圧延ローラ（ローラ）
２９  テンションローラ（ローラ）
【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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