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    公开号:WO1990007384A1
    申请号:PCT/JP1989/001291
    申请日:1989-12-22
    公开日:1990-07-12
    发明作者:Mitsuyoshi Nakagawa
    申请人:Mitsuyoshi Nakagawa；
    IPC主号:B05B7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 喷霧方法および噴霖装置 技術分野
    [0002] 本発明は、 アーク熱で溶融された金属溶滴や塗料に代表ざ れる流動性材料を、 これとは別に供耠されるジヱットエアで 微細化した後、 対象表面に吹き付けるための改良された喷霧 方法、 およびそのために使用される噴霖装 aに関する。 背景技術
    [0003] 流動性材料を霧化供耠する形態のひとつに、 圧縮空気をノ ズルから吹き出し、 この噴出空気流で流動性材料を微細化し て気流中に分散させ、 対象表面に吹き付けるものがある。 ま た、 この種噴霧装置における噴出空気流の供耠形想には、 流 動性材料の違いに応じて様々な供耠形態が適用されている 例えば、 一般的なアーク溶射装置では線或は帯状の金属製 溶材をアーク熱で溶融し、 これをアトマイジング < a t o m i z i n g ) 用の圧縮空気で微細化し冷却しながら母材に吹 付け、 母材表面に微粒子状の連統被膜を形成する。 この種溶 射装置における圧縮空気の供耠形態の従来技術と しては、 ァ ーク域の外面側に主ジ ッ トエアーカーテンを形成する外包 型と、 主ジヱ、、) トエアをアーク域の中心後方からアーク域に 向かって噴出する貫通型との二方式がある A
    [0004] 外包型は、 主ジェットエアーカーテンを環状のノズルから R錐形に噴き出し、 こ R錐形 気流 i搬に低圧毆を形成 し、 低圧圏内に溶材を送込んでアーク放電させ、 主ジ X 、、,ト エアーカーテンの誘引作用によって溶滴を気流に接触させて アトマイジングを行うものである この方式の溶射装 ¾は例 えば日本特許出願公開開昭 6 1 - 1 6 7 4 7 2号に公知であ る。 又、 前記金属溶滴を主ジヱ トエアーカーテンへ確実に 送り込むために、 アーク域の中心後方に第 2のノズルを設け、 このノズルからアーク域の中心に向かって補助ジェットエア 一を噴出する装置が、 日本特許出騣公開昭和 5 6— 1 0 1 0 3号に公知である。
    [0005] 外包型の溶射装 Sでは、 溶材およびアーク域の外面に円雌 形状の主ジェットエアーカーテンを形成する。 そのため、 貧 通型に比べて溶射装置が大形化しやすく、 構造も祓雜になり やすい。 とくに、 蒂状の溶材を用いる場合は、 環状のノズル の口径を大きくしないと、 アーク域を主ジェットエアーカー テンで覆うことができず、 溶射装 Sの小形化、 軽量化を実現 できなかった 又、 アーク域の中心後方に補助ノズルを備え たものの場合は、 溶射装置の内部構造が更に褸雑化し、 主 - 補助それぞれのノズル用に供耠圧の異なるエアホースを接統 する必要上、 持ち重りがし、 操作性を阻害する欠点もあった。
    [0006] 霣通型は、 アーク域の中心後方に主ジエツ 卜エアを噴き出 す主ノズルを備えており、 主ノズルから噴出される直線状の 主ジ ッ トエアを金属溶滴に直接作用させてアトマイジング を行う。 この種装置は例えば日本特許出願公開昭和 6 1 - 1 8 1 5 6 0号に記載されている 又、 日本特許出願公開昭和 6 0— 1 8 4 6 3号には、 主ノズルとは別にアーク域の外側 に一対の補助ノズルを設け、 両ノズルから溶材の先端交点に 向かって補助エアを噴き出し、 この補助エアと金 溶滴に直 接作用する主ジェットエアとの協働作用により、 アトマイジ ングを行うものが記載されている。
    [0007] 貧通型の場合は、 主ジェットエアをアーク域に直接吹付け てアトマイジングを行う。 そのため、 主ジエツ トエアで溶材 のアーク部が冷却されてビンチ効果による異常高溫を生じや すく、 主ジェッ トエア中の酸素が高温高密度のオゾンとなつ て溶融金属を激しく酸化させ、 或は溶材が爆発的に溶融して、 溶滴が微細化されないまま吹付けられ、 形成被膜にむらを生 じる等の欠点があった。 こう した不具合を輊狨するために前 述のように貫通型に於いても補助ノズルを用いることがあり、 溶射装置の構造が複雜化しがちであった。
    [0008] 上記のように、 従来のアーク溶射装置では、 外包型および 貧逋型のいずれにしても、 構造或は溶射性能等に一長一短が あり、 その改善が望まれていた。
    [0009] この発明は上記に鑑み提案されたものであって、 アトマイ ジング用の圧縮空気の供耠形憨を改良することにより、 溶射 装養の構造の箇素化を図り、 その小形化および鞋置化を実現 すること、 およびアーク溶射をロスなく安定的に行えるよう にすることを目的とする。
    [0010] この発明の他の目的は、 醫状の溶材に適したァ卜マイジン グ用圧縮空気の供耠形態を得ることにある
    [0011] 上記のようなアーク溶射装置、 あるいは他方式の溶射装 S における第 2の問題点として、 その溶射パターンが小さく、 しかも母材表面に吹き付けられた微小溶滴の分布が不均一に なることを、 挙げることができる。
    [0012] つまり、 徒来装 Sでは、 第 2 6図に示すように、 溶射パタ ーン Ρ 2がほぼ円形となって、 小さな溶射面積しか得られな い不利がある ソズルから噴出される空気量を增加すると、 ある程度溶射面積を拡大することができる。 しかし、 この場 合、 アーク溶射では溶材のアーク部が大量のジエツトエアー で過冷却されてピンチ現象を生じやすく、 アーク溶射を安定 的に行うことが困難になる。 また、 アーク溶射方式あるいは ガス溶射方式のいずれにしても母材表面で势いの強い反転空 気流が形成されるため、 母材に付着せず跳ね返ってしまう溶 滴置が増え、 溶滴の付着ロス置が急增する。
    [0013] 通常、 溶射装置と母材との簡隔は、 2 0 cm前後が適切であ るとされているが、 この間隔を大きくすることによつても溶 射面積をある程度拡大することができる。 しかし、 この場合 は、 微細化された溶滴の母材表面への付着力が狨少し、 溶射 被膜の耐剝離強度が低下する
    [0014] また、 従来装置では第 2 6図に示すように、 円形の溶射パ ターン P 2の膜厚 が、 中央部では必要以上に厚く、 周緣側 では必要厚みが得られない程度にまで薄くなる。 そのため、 溶射被膜の面方向の胰厚にむらを生じやすく、 均質の被膜を 形成できないこと、 およびその保護性能のばらつきが大で信 頼性に欠けること等の不利があった。 さらに、 噴射溶滴が中 央に集中するため、 中央部に熱が蓄積されやすく、 周辺部と の熟膨脹差によつて溶射被膜が剥離することもあった。
    [0015] 先に述べた溶射パターン面積が小さいことは、 作業能率に も大きく影響する。 もちろん、 一定面積に所定厚みの溶射被 腴を形成するのに長時間を必要とすることは当然であるが、 それだけには止まらない。 通常、 母材は溶射前にブラスト処 理され、 表面が活性化される 活性化された表面は酸化しや すい状憨になっており、 母材の材質にもよるが、 ブラスト処 理後 2〜4時間以内に溶射作業を終了する必要がある- 従つ て、 母材面積が溶射装置の容置を越えて一定値に達すると、 前記時間内に成胰を行うことができず、 例えば溶射作業を中 靳して液剤による活性化処理を行うなどの、 余分な補助作業 が必要となる。
    [0016] この発明の他の 的は、 アトマイジング用の圧縮空気の供 耠形憨を改良することにより、 溶射面積を数倍に拡大し、 し かもその膜厚分布を均一化できるようにした高能率の溶射装 置を得ることにある。
    [0017] 金属溶射装 ¾に比べて、 さらに身近な噴霧装置の代表例と して、 空気棼化式の塗装用スプレーガンが一般に広く使用さ れている。 これでは、 塗料ノズルの先端に空気キャップを装 着し、 塗料ノズル口位置で塗料と空気を混合し、 塗液の霧化 を行っており、 必要に応じて、 補助窆気ノズル口を設けて、 塗料の微粒化の促進や、 塗布パターンの調整、 噴霧塗料の飛 散防止を計っている
    [0018] 塗装用スプレ--ガンには、 上記のような空気霧化方式どは 別に、 高圧に加圧した塗液を、 小径のノズルチップから ¾速 度で噴出し、 周辺空気との摩擦作用で霧化を行うエアレス方 式のものも広く使用されている。
    [0019] いずれの方式にせよ、 従来の塗装用噴霧装置では、 塗液を 霖化するための塗料ノズルを欠くことができない * そのため、 塗料ノズルでの目詰りの問題が常につきまとい、 吹付作業を 行う毎に、 煩しい分解清掃を行う必要があった。 また、 喷霖 装置の動作不良や、 パターン不良など、 故降の大半は塗料ノ ズルに起因して発生しており、 その管理が面倒であつた。
    [0020] 従来の塗装用噴薪装置の第 2の問題点として、 吹付時に大 置の無効ミストを伴うことが挙げられる。 これは、 塗料ノズ ルロ位置で、 互いに交差する複数のジヱッ 卜エアの街突作用 で塗料の微粒化を行うため、 街突後の空気流の直進性が弱ま り、 その指向性が阻害されてしまうためである。 無効ミスト が多いと、 塗液が無駄に消費され、 しかも塗液や溶剤によつ て作業環境が汚染されてしまう。 無効ミスト対策として、 エアレス方式のスプレーガンにお いて、 塗料ノズルの周囲に環状の空^ノズルを設け、 このノ ズルから噴出したエアカーテンで、 塗料の噴霖領域を包み込 むものが日本特許出願公開昭和 5 9— 2 0 6 0 6 6号、 ある いは日本実用新案出願公開昭和 5 7 - 5 5 5 6 0号に開示さ れている。 しかし、 これでは、 塗液の吹付と同時に、 エア力 一テンの一部が濡れた状態の吹付面を後追い状に走査するた め、 吹付面が乱されて塗膜品質を落としてしまう欠点がある また、 噴霧機構とは別に、 エアカーテン用の空気ノズルを別 途必要とする不利もある。
    [0021] さらに、 従来装置では、 塗料ノズルなどの噴霧機構を精密 に形成し、 あるいは空気ノズルとの相互の位匱鬨係を精密化 する必要上、 噴霧装置の製造コストが高く付く不利があった, とくに、 エアレス方式のスプレーガンは、 塗液を 1 0 0〜2 0 O teZoiもの高圧に加圧するため、 スプレーガンはもちろ んのこと、 塗料の供耠システムが高価であった，
    [0022] この発明の他の目的は、 噴霧装置において不可避であつた ノズルの目詰りの問題を解消し、 その取扱いを容易化して管 理作業を簡素化することにある。
    [0023] この発明の他の目的は、 無効ミストの発生を防止し、 塗液 の無駄な消費を解消すると同時に、 作業環境が無効ミストで 汚染されることを一掃することにある
    [0024] 結局、 この発明の究極の目的は、 .簡素化された新規な喷霧 機構によって、 金属溶滴や塗料に代表される流動性材料を確 実にしかも安定的に霧化できるようにし、 噴霧装置の信頼性 の向上と同時にその製造コストの低下とを実現することにあ る。 . 8月の
    [0025] の発明の噴霧装置は、 基本的に外包型のアーク溶射装置 と同等の供耠形態によって噴出空気流を供耠するが、 面状ジ ェッ 卜エアよりなるエアーカーテンによって形成されるエア 一チャンバを V字状とする点に特徴を有する
    [0026] 具体的には、 流動性材料からなる噴霧材を非噴霧状に供耠 する噴霧材供耠手段の中心軸を間に挟んで、 前記中心軸に向 かって一対の面状のジヱッ 卜エアを噴出し、
    [0027] 前記ジヱッ トエアによって； 先端で収束するエア一チャン バを形成し、
    [0028] このエアーチャンバ内に噴霧材を非噴薪状に供耠して、 噴 ϋ材をジェットエア内に送込みアトマイジングを行うことを 特徴とする噴霧方法である。
    [0029] 流動性材料からなる噴森材料とは、 具体的には、 アーク熱 で溶融した金属溶滴、 塗料、 ブラス卜材、 接着剤、 粉体など が例示され、 本発明者は、 以下に述べる第 1発明、 第 2発明、 第 3発明の順でその開発を進めた。
    [0030] 本発明の第 1発明は、 溶射中心軸を間に挟んで配設された 一対のノズル口から溶射中心軸に向かって面状ジ Xットエア を噴出し、 前記ジェッ トエアによって、 先端で収束するエア —チヤンバを形成し、 エアーチヤンバ内で一対の溶材間にァ ーク放電を連統的に生じさせ、 アーク放霭により生じた溶材 の溶滴をジェッ 卜エア内に送込みアトマイジングを行うこと とした。
    [0031] この第 1発明の装置は、 ケース前端の溶射中心軸を挟む位 Sに、 ァ卜マイジング用の面状ジヱットエアを形成する一対 のノズル口を配置し、 両ノズル口の噴出中心線が溶射中心軸 に向かって収束するよう、 両ノズル口を指向させ、 ジェッ ト エアで区面されるエアーチャンバに、 一対の溶材のアーク交 点を位 Sさせることとした。
    [0032] このように、 一対のノズル口よりジエツトエアを噴出しこ れにより： I：ァーカーテンを形成し、 アーク溶射を安定的に行 うのに必要な最小領域だけをエアーカーテンで包み込むよう にすると、 ノズルの構造を単純化して噴霧装置の小形化を容 易に行うことができる。
    [0033] また、 アーク交点は、 エアチャンバ内のジェットエアの収 束部方向に流れる気流速度の低い弱風圏でアーク放電を連統 的に行い、 アーク放電により生じた溶材の溶滴を弱風圈の弱 風によりジェットエア内に送込みアトマイジングを行うと、 ピンチ現象を生じることなく安定したアーク溶射を行うこと ができる。
    [0034] さらに、 蒂状の溶材を用いて溶射を行う埸合でも、 その外 面に沿ってジ ットエア一カーテンを形成できるので、 小形 のノズルでアーク溶射を行うことができ、 溶射装置を小形化 できる。
    [0035] 溶射パターンについて改良された第 2の発明では、 エアー チャンバを V字状とすることに加えて、 たすき掛けされた平 ベルトが交差するのと同様に、 一対のジヱ、、,卜エアを逆向き に傾斜して交差させることにした
    [0036] 即ち、 溶材の溶滴発生位置 （アーク交点》 を間に挟んで、 それぞれが平面状のジヱットエアを形成する一対のノズル口 を配置し、 両ジェッ トエアの厚み中心線が溶材の溶滴発生位 S (アーク交点） より前方位置の溶射中心軸に向かって傾斜 し、 且つ、 両ジヱットエアの幅方向中心線が溶射中心軸に対 して互いに逆向きに傾斜して、 両ジ Xットエアがその一部を 収束しつつ交差するよう両ノズル口を指向させることとした。
    [0037] このように両ジェッ トエアの厚み中心線を溶射中心軸に向 かって傾斜し、 さらに各ジェッ トエアの幅方向中心锒を逆向 きに傾斜すると溶滴はジ Xッ トエアの収束部より前方の集合 気流と、 両ジ Xッ 卜エアの収束せず交差する交差気流からな る気流中で微細化され分散する。 その結果、 母材表面におい ては、 第 2 6図に示すような長円乃至は楕円状の溶射バター ンが得られ、 そのパターン面積を従来溶射パターンの 2 . 5 乃至 3倍強にまで拡大できる。
    [0038] この発明の原理を、 塗料等の流動性材料の噴霧装髭に適用 した第 3锩祖では、 噴籙装置が、 噴霖材を非喰霖拔に供袷す る喷霧材供給手段と、 ジ ツ トエアを噴出して噴霧材を霧化 する空気ノズルを含んで横成されている。 空気ノズルは、 面 状のジ: Lットエアを噴出する一対のノズル口を有し、 ジェッ トエアが噴霧中心軸に向って収束し、 収束後に収束気流を形 成するようノズル口の噴出方向を指向させる。 そして、 ジ ! 1 ットエアで囲まれるエアーチャンバ内に、 噴薪材供耠手段の 供耠部を配置する- 又、 溶射装置の第 2発明と同様に、 一対のジヱットエアの 厚み中心線を噴霧中心軸上に向って収束させ、 幅方向中心線 を噴霧中心軸に対して互いに逆向きに傾斜させることが好ま しい。
    [0039] この噴霧装 gでは、 喷霧材を流動作用で、 あるいは加圧し た噴霖材を管路から放出することによって、 ノズルを用いる ことなく非噴霧状に供耠する《 供耠された噴霧材は、 ジエツ 卜エアの収束部に向かう弱風により、 エアーチャンバを縦断 状に移動し、 気流中に取り込まれる。 気流中に取り込まれる ときの、 噴霧材の移動速度とジ: 1：ットエアの流速とには大き な開きがある。 このため、 噴霧材は恰もジ Xットエアで削り 取られるようにして細分化され、 さらに、 収束部を通過する 間に、 向きの異るジェッ トエアに叩かれて微粒化され、 気流 中に分散する。
    [0040] ジエットエアは、 収束部で合流して噴霧中心軸に沿う一個 の収束流を形成する この収束流は、 強い指向性を有する整 然とした流れからなり、 むしろ周辺空気を気流中に引き込み ながら速度を減少し、 対象面に衝突する。 このように、 噴霧 材を非噴霖状に供耠することにより、 噴霧ノズルを省略でき、 噴森ノズルに由来する問題を一掃できる。 また、 収束部で微 粒化された噴霧材は、 指向性の強い収束流で対象面に速ばれ る。 従って無効ミズ卜の発生を防止して、 噴霧材等による環 境汚染を解消できる。
    [0041] 喷霖機構として、 微細で高度の加工精度を必要とする喷霧 ノズル等を省略することができ、 ごく単純な構造の喷霖材供 耠手段と空気ノズルだけで、 噴霧材を霧化し対象面に供耠で きる * 従って、 噴霧装置を安価に製造できる しかも、 喷霧 材供耠手段は、 非噴薪状態で、 比較的大径の供耠口より喷霧 材を供耠できるので、 目詰りや摩耗等の心配が全くない。 ま た、 ジエツ卜エアの流動作用によって噴霖材の微粒化を行う。 つまり、 不安定要因のない状態で噴霧材の霧化供耠を行うこ とができるので、 確実にしかも安定的に霖化を行うことがで きる の筋装な ^明
    [0042] 第 1図乃至第 2 3図は、 本発明の第 1発明を示すものであ る
    [0043] 第 1図及至第 5図は第 1発明に係るアーク溶射装 fiの実施 例を示し、 第 1図はノズル部の横断平面図、 第 2図はノズル 部の縦断面図、 第 3図はアーク溶射装置の縦断側面図、 第 4 図はアーク溶射装置の横断平面図、 第 5図はノズルの正面図 である。
    [0044] 第 6図および第 7図は第 1発明に係るアーク溶射装 Sの他 の実施例を示し、 第 6図はアーク溶射装置の横断平面図、 第 7図は第 6図における A— A線断面図である。
    [0045] 第 8図乃至第 2 3図はそれぞれ第 1発明の装篋のノズルの 変形例を示し、
    [0046] 第 8図はノズルの正面図、 第 9図は第 8図における B— B 線断面図、 第 1 0図は第 8図のノズルから噴出するジ工ット エアの形態を概念的に示す斜視図である。
    [0047] 第 1 1図および第 1 2図は、 それぞれノズル口の変形例を 示す正面図、 第 1 3図は第 1 2図における C一 C锒断面図で のる。 第 1 4図はノズル口の別の変形を示す正面図、 第 1 5図は 第 1 4図における D— D線断面図である。
    [0048] 第 1 6図および第 1 7図は、 それぞれノズル口のまた別の 変形を示す正面図、 第 1 &図はノズル口のまた別の変形を示 す横断面図である。
    [0049] 第 1 9図および第 2 0図は、 それぞれ補助ノズル口が付加 されたノズルの横断面図である，
    [0050] 第 2 1図は補助ノズル口の開口位置を変更したノズルの正 面図である。
    [0051] 第 2 2図は保形ノズルが付記されたノズルの正面図、 第 2 3図は第 2 2図における E— E線断面図である，
    [0052] 第 2 4図乃至第 3 7図は本発明の第 2発明を示すものであ る
    [0053] 第 2 4図乃至第 3 1図は第 2発明に係るアーク溶射装置の 実施例を示し、 第 2 4図はジエツ ドエアーの噴出形態を原理 的に示す側面図、 第 2 5図はその平面図、 第 2 6図は溶射パ ターンを示す正面図、 第 2 7図は溶射装置の縦断側面図、 第 2 8図は第 2 7図における F— F線断面図、 第 2 9図は溶射 装置の正面図、 第 3 0図および第 3 1図は、 それぞれ第 2 9 図における G— G線および H— H線に沿う断面図である。
    [0054] 第 3 2図乃至第 3 7図は、 それぞれ第 2発明の装置のノズ ルの変形例を示す
    [0055] 第 3 2図はノズル口の変形例を示す正面図である。
    [0056] 第 3 3図はノズル口の別の変形例を示す正面図である 第 3 4図および第 3 5図は、 ノズルのさらに別の変形例を 示し、 第 3 4図は正面図、 第 3 5図は側面図である。
    [0057] 第 3 6図および第 3 7図は、 ノズルのさらに別の変形例を 示し、 第 3 6図は正面図、 第 3 7図は側面図である。
    [0058] 第 3 8図乃至第 4 8図は本 明の第 3発明を示すものであ る。
    [0059] 第 3 8図乃至第 4 1図は第 3発明に係る噴霧装 fiの実施例 を示し、 第 3 8図は噴霧装置の原理説明図、 第 3 9図は空気 ノズルの正面図、 第 4 0図は第 3 9図における J一 J緣断面 図、 第 4 1図は供耠管を変更した噴霧装置の側面図である。
    [0060] 第 4 2図乃至第 4 5図は第 3発明に係る噴霧装置の他の実 施例を示し、 第 4 2図は噴霧装置の原理説明図、 第 4 3図は 空気ノズルの正面図、 第 4 4図および第 4 5図はそれぞれ第 4 3図の K一 K線および L一 L線断面図である。
    [0061] 第 4 6図乃至第 4 8図は、 第 3発明を塗装用のスプレーガ ンに適用した他の実施例を示し、 第 4 6図はスプレーガンの 縦断側面図、 第 4 7図は空気ノズルの正面図、 第 4 8図は第 4 7図における M— M線断面図である。 . gflを 倫.するための の开
    [0062] 第 1図乃至第 5図は本発明の第 1発明の実施例のアーク溶 射装置を示す。 第 3図に於いて、 アーク溶射装廬は線状の溶 材 Wを用いてアーク溶射を行うものであって、 角箱状のケー ス 1内を溶材 Wが上下平行姿势で通過するよう溶材経路を設 定し、 ケース 1の内部中央に溶材送り機構 2を設け、 ケース 1の前端外面にアトマイジング用の平面状のジェットエア 2 1を噴き出すノズル 3を配置している。
    [0063] ケース 1の前後に絶緣ブロック 4、 5を固定し、 各ブロッ ク 4、 5を前後に貧通する状憨で、 溶材 Wの通適経路を規定 する上下一対のガイ ド管 6、 7を平行に配設している。 後側 のガイ ド管 7は、 絶緣ブロック 5に直接固定する。 又、 前側 のガイ ド管 6は、 絶緣ブロック 4に装着された上下一組の電 極棒 8にねじ込んで固定する。 第 4図に示すように、 «極棒 8の一端はケース 1の外面に突出しており、 この突端に耠電 镍 9を接統して、 一方の電極棒 8にプラス電流を、 他方の « 極棒にマイナス電流を印加し、 前記ガイ ド管 6および後述す るアークガイ ド管 1 0を介してアーク電流が溶材 Wに印加さ れるようにしている。
    [0064] 溶材 Wをノズル 3の前方外面のアーク交点 0に向かって接 近移動させるために、 前側のガイ ド管らのそれぞれに Γく字 j に湾曲するアークガイ ド管 1 0を接銃固定している。 このァ ークガイ ド管 1 0によって、 上下の溶材 Wは溶射中心軸 Pに 向かって収束するよう変向案内され、 変向時にアークガイ ド 管 1 0の内壁に密接して、 アーク電流の印加を確実なものと する。
    [0065] 溶材送り機構 2は、 上下の溶材 Wを同時にケース前方に向 かって送り出すよう構成され、 第 4図に示す大径の駆動ロー ラ 1 2と、 溶材 Wを駆動ローラ 1 2に押し付ける上下一組の 押えローラ 1 3と、 躯勖ローラ 1 2を回転駆動するモータ 1 4などからなる。 躯動ローラ 1 2は铯緣体で形成されており、 溶材 Wに外接する箇所に限って金属製の V形断面のリング 1 2 aを嵌込んでいる。 リング 1 2 aの周面には、 增摩擦用の ローレツトが施されている。 押えローラ 1 3ほ絶縁体製の上 下に分割された一組の揺動アーム 1 5に回転自在に支持され ており、 揺動アーム 1 5のそれぞれを板ばね 1 6で駆動ロー ラ 1 2に向かって押圧付勢することにより、 押えローラ 1 3 が溶材 Wをリング 1 2 aの周面に圧接させるようにしている fr モータ 1 4はケース 1の下面に固定したダリップ 1 7内に収 められており、 ダリップ 1 7の後面に設けたスィツチ 2 5を オン操作すると起動できる。
    [0066] 第 4図および第 5図に於いて、 ノズル 3は前後に薄い角箱 状に形成され、 その上半部の左右中央にアークガイ ド管 1 0 を避ける凹部 1 8を設け、 この凹部 1 8の対向縁のそれぞれ に、 溶射中心軸 Ρを間に挟んで対称となるよう一対のノズル 口 1 9 , 1 9を開口している。 ノズル 3の下端にはエアホー スを接統する継手 2 0が突設される。 この継手 2 0からノズ ル 3内のエアチャンバ 3 aに圧縮空気を送込む
    [0067] 第 5図に示すように、 各ノズル口 1 9は、 溶射中心軸を挟 んで対称に配置され、 一群の小孔 1 9 aとこの小孔 1 9 aよ りやや大径に形成される上下の端孔 1 9 bとを、 上下方向に 直線列を構成するよう配置して形成する。 また、 各孔 1 9 a、 1 9 bはその厚み方向の噴出中心線 Q 1が溶射中心軸 Pに向 かって収束するよう傾斜させてある （第 1図参照） 。
    [0068] 左右のノズル口 1 9から噴出されるジヱヅ トエアによって、 噴出先端側で合流する V字状の平面状ジ Xットエア 2 1が形 成され、 その内部領域にくさび体状のエアーチャンバ 2 2が 形成される。 また、 エアーチャンバ 2 2の内側にはジヱ、、, ト エア 2 1の収束部に向かい、 ジヱッ トエアより気流速度の低 い気流領域が発生し、 弱風圏 3 0が形成される。
    [0069] 上下端の端孔 1 9 bから噴出される気流は小孔 1 9 aの気 流径ょり大きく、 より強い指向力を発揮する。 このため、 ェ ァーチャンバ 2 2の上下縁付近では、 中央付近に比べてジェ 、、tトエア 2 1の断面幅が広がり、 エアーチャンバ 2 2の上下. 緣を内向きに覆うように作用する。 つまり、 各ジ ットエア 2 1の両端にカギ形の気流壁が形成され、 ジ ッ卜エア 2 1 の断面形が I字形となるのである。
    [0070] 弱風圏 3 0内でアーク放電が行なわれるよう、 ノズル 3と 溶材 Wのアーク交点 Oとの位置開係を定める。 具体的には、 第 1図および第 2図に示すように弱風圏 3 0の後端 3 0 bと 先端 3 0 aとの間の溶射中心軸 P上にアーク交点 Oが位置し、 しかも溶材 Wのアーク領域がジェットエア 2 1に直接触れな い位置にアーク交点 Oを位置させる。
    [0071] 以上のような空気供耠形媵によりアーク溶射を行うと、 溶 材 Wのアーク部をジェットエア 2 1に直接晒すことなく、 し かもアーク域の全外面を平面状ジヱットエア 2 1が形成する エアーカーテンで覆う状想でアーク放電させることができる。 つまり、 一対のノズル口 1 9からの噴出気流だけで、 外包型 の環状のノズルと同様に、 アーク域の外面をエアーカーテン で完全に覆うことができる。 従って、 コーン形状のノズルが 不可欠であつた従来装置に比べて、 ノズル 3の構造および形 状を簡素化でき、 その小形化と輊置化を容易に実現すること ができる。
    [0072] 又、 エアーチャンバ 2 2は上下の開口面を介して大気と連 通しているので、 ジ ッ 卜エア 2 1の空気引込み作用によつ て、 外気のエアーチャンバ 2 2への菰入が促進され、 第 2図 に示すような補助気流 2 4が生起される。 この補助気流 2 4 は、 やや大径の端孔 1 9 bが形成するカギ形に張出した気流 壁と共に、 金属溶滴の一部がエアーチャンバ 2 2の外方へ飛 散するのを防止するのに役立つ。 つまり、 金属溶滴はアーク 衢擊によって全方位に飛散しようとし、 とくにアークチャン バ 2 2の上下および後方への飛散がロスに繁がるが、 こう し た上下および後方に向かう溶滴の飛散を、 補助気流 2 4と端 孔 1 9 bで形成されたカギ形気流壁とが抑え、 ジ Xッ トエア 2 1の気流圏へと金属溶滴を送込むのである β
    [0073] また、 アーク放電により生じた溶材 Wの溶滴は、 主として 弱風圈 3 0の弱風により、 また、 補助的には補助気流 2 4と の協働作用により、 ジェットエア 2 1の気流圉へ送り込まれ アトマイジングされる。 このとき、 弱風圏 3 0および補助気 流 2 4は、 低速度の弱風のため、 アーク放電時にピンチ現象 が生じるまでには至らない，
    [0074] このことは、 本発明者が上記のアーク溶射装置を試作し、 ジェッ 卜エア 2 1が形成するエアーカーテンとアーク交点 0 の相対的な位置鬨係を以下のように種々に変更して、 アーク 溶射を行った結果確認された A群は、 弱風圈 3 0の後端 3 0 bとノズル 3の前端との閎 でアーク交点 0を前後にずらしてアーク溶射を行った，
    [0075] B群は弱風圏 3 0の先端 3 0 aとその後端 3 0 bとの間で、 アーク交点 0を前後にずらしてアーク溶射を行った。
    [0076] C群は、 弱風圏 3 0の先端 3 0 aより前方の、 エアーカー テンの気流圏の中でアーク交点 0を前後にずらしてアーク溶 射を行った。
    [0077] その結果、 A群では飛散溶滴の一部がジ ットエアー 2 1 に取り込まれないまま飛散落下し、 とくにアーク交点 0がノ ズル 3に近い程、 溶滴の飛散ロスが多く発生した，
    [0078] C群では、 钹来の貧通型に特有の、 ビンチ現象による溶材 Wの爆発的な溶融を生じ、 形成被膜にむらを生じた。
    [0079] B群では、 A群に見られた溶滴の飛散ロスや C群に見られ た溶材 Wの爆発的な溶融等もなく、 安定したアーク放電が行 え、 しかも形成被膜の仕上がり状態にむらがなく粒子径が充 分に小さいことからみて、 好適なアトマイジングが行なわれ ていることを確認した。
    [0080] 以上の試験結果から本発明に於いては、 アーク交点 0を弱 風圈 3 0に位置させることとした。
    [0081] 又、 これ^の試敷中にジェッ トエアの収束角度を小さくす ると、 溶滴のジェッ トエア中への送り込みが良好になること が確かめられた。
    [0082] 第 6図および第 7図は、 第 1発明を蒂状の溶材 Wを用いた アーク溶射装置に適用した実施例を示す。
    [0083] 第 6図に於いて本実施例のアーク溶射装 fiは先の実施例で 説明したアーク溶射装置とほぼ同様の構造とされるが、 一対 の溶材 Wがケース 1内を縦長姿勢で左右平行状に通適する点、 これに伴って各溶材 Wを専用の溶材送り機楝 2、 2で個別に 送り駆動する点に違いがある。 又、 前記実施例ではノズル口 1 9の厚み方向の噴出中心線 Q 1と、 溶材 Wの収束中心線と が交差する平面上に位置するものとしたが、 この実施例では、 噴出中心線 Q 1と溶材 Wの収束中心線とがほぼ並行するもの とした。 ノズル口 1 9の開口構造は前記実施例と同一に設定 するが、 その上下長さは溶材 Wの幅より十分に大きく設定す る 尚、 前記実施例と同等の部材には同一符号を付して、 そ の説明を省略する。
    [0084] 第 8図以下第 2 0図はノズル 3の変形例を示しており、 平 面状ジエツ トエア 2 1の断面形をより明確なコ字形とするも の、 これとは逆にジヱ、、, トエア 2 1の断面形を直線状 （長四 角形状） にするもの、 ノズル口 1 9とは別に補助ノズル口 3 1を設けたもの、 およびジヱッ 卜エア 2 1を補強する保形ノ ズルロ 3 2を設けたものを示している なお、 第 8図以下の 図面については、 先の実施例と同一の部材には同じ符号を符 して、 その説明を省略する。
    [0085] 第 8図において、 各ノズル口 1 9は上下方向の直線列を形 成する一群の小孔 1 9 aと、 この直線列の上下両端に連統し て横向き内方に延びる一群の小孔 1 9 cとで、 正面視コ字状 に構成する 両小孔 1 9 a、 1 cの噴出中心線 Q 1の傾斜 角は同一に設定する，
    [0086] このようにしたノズル口 1 9によれば、 第 9図および第 1 0図に示すように、 エアーチャンバ 2 2の上下の開口緣が上 下端の小孔 1 9 cから噴出される気流 2 1 aによって覆われ 各ジエツ卜エア 2 1の断面形を明確なコ字形にすることがで き、 金属溶滴の上下方向に向う飛散を完全に防止することが できる。
    [0087] 第 1 1図は、 ノズル口 1 9をコ字形のスリットとして形成 することにより、 ジヱットエア 2 1の断面形をコ字形とする ものである。
    [0088] 第 JL 2図および第 1 3図は、 上下方向の直線列を構成する 一群の小孔 1 9 aのみでノズル口 1 9を形成したものであり その上下端の端孔 1 9 dの孔形状を外拡がりテーパ状に形成 して、 コ字形断面のジェットエア 2 1を形成できるようにし た。 第 1 4図に示すノズル 3では、 第 8図で説明したノズル口 1 9の場合とは逆に、 上下端の小孔 1 9 e群が横向き外方に 列を構成するよう配置し、 さらに、 第 1 5図のように小孔 1 9 eの噴出中心線 qを小孔 1 9 aの噴出中心線 Q 1より内向 きに傾くよう傾斜させて、 コ字形断面のジェッ トエア 2 1を 形成できるようにした。
    [0089] 上記第 1図乃至第 1 5図の溶射装置のノズル 3は、 これが 形成するジヱットエア 2 1の直線部の両端にカギ形の気流壁 を積極的に形成し、 金属溶滴の上下方向に向かう飛散を防止 するものであるが、 こう したカギ形気流壁を積極的に形成す るノズル口にしなくてもよい。
    [0090] すなわち、 第 1 6図のノズル 3のノズル口 1 9は同径の小 孔を直線状に連ねたものであり、 第 1 7図のノズル 3のノズ ルロ 1 9は直線状に連続したスリットであり、 第 1 8図のノ ズル 3では、 ノズル本体にセラミック製のノズル部材 2 6を 装着し、 このノズル部材 2 6に第 1 6図もしくは第 1 7図の ノズル口 1 9を設けている。
    [0091] こう した第 1 6図乃至第 1 8図のノズル口 1 9が形成する 平面状ジ ットエア 2 1は、 その両端部で若干の脹らみがあ るが、 カギ形の気流壁を積極的に形成するものではないので、 ノズル口 1 9の長さを、 これが形成するジヱッ トエアーカー テン 2 1の両端がアーク放電時の金属溶滴の上下方向の飛散 を抑制できる程度の長さにする必要がある。
    [0092] 第 1 9図に示すノズル 3は、 凹部 1 8の対向壁の溶射中心 軸 Pと同じ高さ位 «に補助ノズル口 3 1を一個ずつ設けたも のであり、 補助ノズル口 3 1の気流噴出方向は対向する凹部 側壁 1 8 aに指向してある これでは、 補助ノズル口 3 1か ら噴出した気流が凹部側壁 1 8 aに街突してアークチャンバ 2 2側へ移行し、 このとき後方に向う溶滴の飛散を防止する 上記の補助ノズル口 3 1は第 2 0図に示すように外拡がり 状の孔として形成することもできる。 詳しくは、 噴出気流が アーク交点 0よりノズル 3側で収束するように孔形状を定め、 この後部補助気流 3 3によって、 溶滴の後方飛散を防止する のである。
    [0093] なお、 第 1 9図、 および第 2 0図の補助ノズル口 3 1を設 けるについて、 ノズル口 1 9の構造は、 先に説明したいずれ のものであってもよい。
    [0094] 第 2 1図に示すように、 ノズル口 1 9がコ字形に形成され るものでは、 ノズル口 1 9に隣接して補助ノズル口 3 1を形 成することができる。
    [0095] 第 2 2図に示すノズル 3では、 ノズル口 1 9の外側方にこ れと平行に保形ノズル口 3 2を設けたものである。 保形ノズ ルロ 3 2は上下に直線列を構成する一群の小孔 3 2 aで構成 され、 その噴出中心線 Sは第 2 3図に示すように、 ノズル口 1 9の噴出中心線 Q 1 と同じか、 これよりやや外向きに拡が るように傾斜させる このノズル 3では、 ジヱヅ卜エア 2 1 が外側方に膨脹するのを規制して、 溶射パターンを ϋ平化す ることができる。 なお、 保形ノズル口 3 2もコ字形や C字形 などに変形することができる。
    [0096] 上記のように、 ノズル口 1 9の形状は、 直線列を形成する 小孔群 · スリッ トゃコ字形の小孔群 · スリツトが通常である が、 本発明の趣旨に反しない限り、 これに限られず、 ノズル 口 1 9の正面視形状で、 単純な I字状や、 C字形あるいは三 日月形等に湾曲したもの、 あるいはく字形に屈折した形状等 に変形することもできるものである。
    [0097] 上記の説明では、 一対のノズル口 1 9が溶射中心軸 Ρを通 る垂直線に対して対称となるように配置したが、 本発明の趣 旨に反しない限り、 必ずしもその必 Sはなく、 溶射中心軸 Ρ の回りであればどこでも設けることができる。
    [0098] 以上のように構成された噴霧装置によれば、 溶射中心軸 Ρ を間に挟んで設けた一対のノズル口 1 9から噴出したジェッ トエアーカーテン 2 1だけでアーク域の外面を覆うようにす るので、 従来の外包型の溶射装置に比べて、 ノズル構造を単 純化でき、 小形化 ·輊置化を容易に実現できる。
    [0099] とくに、 —対のノズル口 1 9によってジエツ卜エア 2 1か らなるエア一チャンバ 2 2を形成し、 このジェットエアー力 一テン 2 2で囲まれた気流速度の低い弱風圏 3 0において溶 材 Wをアークさせ、 アーク放電により生じた溶材 Wの溶滴を 傍流圏 3 0の弱風によりジヱットエアーカーテン 2 1內に送 込みアトマイジングを行うようにすれば、 ピンチ現象を生じ ることなく安定してアーク溶射を行うことができる。
    [0100] さらに、 蒂状の溶材 Wを用いて溶射を行う場合でも、 その 外面に沿ってジヱ、、》トエアーカーテン 2 1を形成できるので、 小形のノズル 3でアーク溶射を行うことができ、 溶射装置を 小形化できる点で有利である。
    [0101] 第 2 4図乃至第 3 7図は、 第 1発明をさらに改良した本発 明の第 2発明のアーク溶射装置を示す。
    [0102] 第 2 4図乃至第 3 1図は第 2発明のアーク溶射装髭の実施 例を示す。 第 2 7図に於いて、 アーク溶射装置は丸線状の溶 材 Wを用いてアーク溶射を行うものであって、 角箱状のケー ス 5 1内を溶材 Wが上下平行姿勢で通過するよう溶材轻路を 設定し、 ケース 5 1の内部中央に溶材送り機構 5 2を設け、 ケース 5 1の前端外面にアトマイジング用のジヱットエアを 噴き出すノズル 5 3を配置している。 第 2 8図において、 ケース 5 1は、 一側面が開口する金 ¾ 製のケース本体 5 4と、 ケース本体 5 4の前後端に固定され る絶縁ブロック 5 5、 5 6と、 前記開口をヒンジ 5 7を介し て摇動開閉する養 5 8と、 前側の絶縁ブロック 5 5の前面を 覆うノズル 5 3用のブラケッ ト 5 9などで構成されている， 蘧 5 8はラッチ 6 0によって閉じ姿勢が維持されており、 ラ ツチ 6 0をばねら 1に抗してスライ ド操作すると、 容易に開 くことができる。 また、 ブラケット 5 9は、 ねじ 6 2を緩め ることにより絶緣ブロック 5 5から取外すことができ、 ノズ ル 5 3の交換を行うのに都合が良い。
    [0103] 溶材 Wを送耠案内するために、 後側の絶縁ブロック 5 6に 上下一対のガイ ド管 6 4を固定し、 これらガイ ド管 6 4に対 応して前側の絶緣ブロック 5 5に送耠穴 6 5を通設する。 さ らに、 各送耠穴 6 5に連続して端子 6 6を設け、 端子 6 6の 前面にアークガイ ド管 6 7を捩込み固定している。 両端子 6 6には、 それぞれ袷電線が接続され、 その一方にプラス電流 が印加され、 他方にマイナス電流が印加される。
    [0104] 第 2 7図に示すように、 上下のアークガイ ド管 6 7は、 そ れぞれの突端が上下に接近する傾斜姿勢で配 Sしてあり、 上 下の溶材 ノズル 5 3の前方外面のアーク交点 Oに向かつ て変向案内する この変向時に、 溶材 Wがアークガイ ド管 6 7の内壁に圧接して、 アーク電流の印加を確実なものとして いる o
    [0105] 溶材送り機構 5 2は、 前側の絶縁ブロック 5 5とガイ ド.管 6 4との間に配置され、 上下の溶材 Wをケース前方に向かつ て问時に送り搽作する。 第 2 7図及び第 2 8図において、 溶 材送り機構 5 2は、 ケース本休 5 4の上下壁で回転自在に支 持される駆動ローラ 6 8と、 溶材 Wを駆勅ローラ 6 8に押付 ける押えローラ 6 9と、 駆動ローラら 8を一組のギヤ 7 0を 介して回転駆動するモータ 7 1などで構成する。
    [0106] 躯勅ローラ 6 Sは、 ローラ軸 7 2に絶縁ローラ 7 3を固定 して形成する 絶縁ローラ 7 3の上下 2箇所には、 断面 V形 の金属リング 7 4が固定されており、 このリング 7 4と押え ローラ 6 9で溶材 Wを挟み、 強制的に送り駆動する β スリッ プ防止のために、 金属リング 7 4の周面に.はローレツト加工 が施されている。
    [0107] 押えローラ 6 も駆動ローラ 6 8と同様に艳縁体で形成さ れ、 各絶縁ローラ 7 3に対応して上下に配置される。 押え口 ーラ 6 9はばね腕 7 5の一端に回転自在に支持されており、 ばね腕 7 5の弾性力によって駆動ローラ 6 8に圧接付势され ている。 ばね腕 7 5の基端は蓥 5 8の内面に固定してある 第 2 7図に示すように、 モータ 7 1はケース 5 1の下面に 固定したダリップ 7 6内に収められており、 図外のスィ ツチ をオン操作すると起動し、 その回転動力をギヤ 7 0を介して 駆動ローラ 6 8に伝える。
    [0108] ノズル 5 3は上下に長い中空箱状に形成され、 その上半部 の左右中央にアークガイ ド管 6 7を避ける凹部 7 8を設け、 この凹部 7 8で区分された左右の前端壁のそれぞれにノズル 口 7 9を開口したものである。 8 0はエアホースを接統する ための継手である。
    [0109] ノズル口 7 9は、 上下の直線列を形成する一群の小孔 7 9 aで精成され、 ジヱットエアは噴出後合流して平面状のジェ ットエア 8 1 、 8 1を形成する。 ジェッ トエア 8 1の喷出方 向は、 その厚み中心線 Q 1が溶材 Wのアーク交点 0 (溶滴発 生位置〉 より前方位置の溶射中心軸 Pに向かって傾斜するよ う指向され、 しかも、 第 3 0図及び第 3 1図に示すように両 ジェッ トエア 8 1、 8 1の幅方向中心線 Q 2、 Q 2が溶射中 心軸 Pに対して互いに逆向きに傾斜して、 両ジヱットエア 8 1、 8 1がその一部を収束しつつ交差する （第 2 4図） よう 指向されている。 ここで、 前記厚み中心線 Q 1が挟む角度 1は、 その角度は問わぬが、 1 2乃至 2 4度の角度範囲に設 定することが好ましい。 また、 幅方向中心線 Q 2の傾き角度
    [0110] 2は収束部 Rを持ち且つ交差するものであればその角度は 問わぬが、 5乃至 4 0度の角度範囲に設定することが好まし い。
    [0111] 小孔 7 9 aの開口数を少なくし、 空気消費 ¾を低滅するた めに、 左右のノズル口 7 9の上下高さ位置は、 輻方向中心線 Q 2の傾斜方向に鬨連して上下にずらしてある * 詳しくは、 第 2 9図に示すように、 図に向かって左方のノズル口 7 9を 溶射中心軸 Pに対してわずかに上方に儷寄させ、 右方のノズ ルロ 7 9を逆に下方へ傭寄させている。
    [0112] 左右のノズル口 7 9、 7 9から噴出されるジェットエア 8 1、 8 1によって平面視で V字形のエアーカーテンが形成さ れ、 その内部にエアーチャンバが区画される。 溶材 Wを溶滴 化する溶材 Wのアーク交点 0は、 ジェッ トエア 8 1， 8 1の 収束部方向に流れる弱風圏内の溶射中心軸 P上に設定される < 図中、 符号 8 2はジェットエアー 8 1の収束部 Rより前方に 形成される集合気流である。
    [0113] 以上のように構成されたノズル 5 3を用いてアーク溶射を 行うと、 溶材 Wの溶滴は集合気流 8 2と収束せずに交差する 交差気流 8 6からなる気流圏中で微細化 '分散し、 第 2 6図 に示すように、 長円状の溶射パターン P 1が得られた。 この 溶射パターン P 1の短軸長さは、 第 1発明の装置による溶射 パターン P 2の直径 Dとほぼ同じで、 長軸長さ Lは前記直径 Dのおよそ 3倍に達した。 このことは、 同一置の溶滴がより 広い範囲に分散したことを意味しており、 実際の溶射パター ン P 1においても胰厚が面方向に一様であることが確認され た。 なお、 溶射パターン P 1の長軸は、 溶射装 Sの上下中心 軸に対して、 角度なだけ傾いており、 これは、 ジ tッ トエア - 8 1の幅方向中心線 Q 2が傾きを有し、 交差後の気流が一 方向に捻られるためであると思われる。
    [0114] 第 3 2図および第 3 3図は、 それぞれ小孔 7 9 aの配置パ ターンを変更した変形例を示す。 第 3 2図に示すノズルでは、 左右のノズル口 7 9、 7 9の上下高さ位置を一致させて、 両 ノズル口 7 9、 7 9を対称に配置した。 また、 第 3 3図に示 すノズルでは、 上記実施例で説明したノズル口 7 9、 7 9に 加え、 その外側に補助ノズル口 3 4を設けるようにした，
    [0115] 上記以外に、 ノズル口 7 9は、 第 3 4図および第 3 6図に 示すように一連のスリット状に形成してもよい。 この時、 ノ ズル 5 3内のエアー槽 8 5は傾斜して設ける必要があり、 そ うすると両ノズル口 7 9、 7 9により形成されるジヱットェ ァー 8 1 、 8 1に、 上記実施例のジヱットエアーと同棣の指 向性を持たせることができる。 このスリット状ノズル口 7 9 にすると、 大置のノズルエアーの供袷が可能となり超大型溶 射機にも適用できる。 尚、 図に示される如く、 第 3 4図、 第 3 5図は一対のノズル 5 3、 5 3を組み合わせて用いたもの で、 第 3 6図、 第 3 7図の変形例は一個のノズル 5 3に一対 のノズル口 7 9 , 7 9を設けたものである- ジェットエア一 8 1の幅方向中心線 Q 2の傾き角は、 左右 で違っていてもよい。
    [0116] 溶材 Wは蒂状でもよく、 この場合は溶材 Wの長手方向に沿 つてジェットエア 8 1を噴出する。
    [0117] 以上のように構成した溶射装簠では、 一対のノズル口 7 9、 7 9から平面状のジヱットエア 8 1、 8 1を噴出し、 両ジェ 、、, トエア 8 1、 8 1で囲まれるエア一チャンバ内で溶材の溶 融を行うようにし、 このときジ ットエア 8 1、 8 1の幅方 向中心線 Q 2が互いに逆向きに傾斜するようノズルロマ 9、 7 9を斜めに指向させるので、 アトマイジング時に溶滴はジ エツ トエアの気流内で分散し、 長円乃至榷円状の広幅の溶射 パターン Ρ 1が得られ、 そのパターン面積を従来パターンに 比べて数倍に拡大することができた。
    [0118] 従って、 上記の.溶射装！!によれば、 溶射被膜を能率良く短 時間で形成でき、 成膜作業の生産性を著しく向上することが できる。 とくに、 母材面積が大きな場合でも、 表面状想が悪 化するまでに一気に溶射被膜を形成することができる また、 溶射被膜の面方向の膜厚が均一化されるので、 被膜品贫を格 段に向上でき、 その保護性能にばらつきが生じることを解消 して、 信頼性を向上できる。 厚膜部が形成されないので、 局 都的な熱の集中による被膜の剝離も一掃できる。
    [0119] 第 3 8図乃至第 4 8図は、 第 1発明および第 2発明を塗料、 ブラスト材、 接着剤、 あるいは粉体等の噴霧材の噴霧装置に 応用した本発明の第 3発明を示す。 尚、 第 1発明および第 2 発明の溶射装置も、 広義では、 金属溶滴が噴薪状想で母材に 吹付られるので噴霧装置に含まれる。
    [0120] 第 3 8図乃至第 4 1図は第 3発明の噴霧装 aの実施例を示 す。
    [0121] この噴霧装 Sは、 塗料、 ブラスト材、 接着剤、 あるいは粉 体等の噴霧材 1 0 1を供耠する噴霧材供耠手段 1 0 2と、 噴 霧材 1 0 1を霧化するための空気ノズル 1 0 3を要素部材と して噴霧機構を構成する。
    [0122] 噴霧材供耠手段 1 0 2は、 噴霧材 1 0 1を貯溜するタンク あるいはカップ状の容器 1 0 4と、 この容器 1 0 4から導出 される供耠管 1 0 5とを有し、 空気通路 1 0 6を介して送耠 される圧縮空気の圧力で、 容器 1 0 4内の噴霧材 1 0 1を供 耠管 1 0 5から放出する 9 図示していないが、 供耠管 1 0 5 には噴霧材 1 0 1の供耠を断続する開閉弁や、 放出置を調整 する流置調節弁が設けられている。 1 1 5は吹付対象面であ 3
    [0123] る,
    [0124] 第 3 9図において、 空気ノズル 1 0 3は上下に長い中空箱 状に形成され、 その前端壁に左右一対のノズル口 1 0 7を開 口したものである 前述の供耠管 1 0 5は、 空気ノズル 1 0 3のほぼ中央を前後に貧通する状態で設けられており、 供耠 管 1 0 5を簡に挟んで両ノズル口 1 0 7が対称位置に位置す るよう配置されている 1 0 8はエアホースを接統するため の継手である。
    [0125] 各ノズル口 1 0 7は、 上下の直線列を形成する一群の小孔 1 0 9で構成され、 平面状ジヱッ トエア 1 1 0を噴出する 第 4 0図に示すように、 ノズル口 1 0 7の噴出方向は、 ジェ ットエア 1 1 0の厚み中心線 Q 1が ft耠管 1 0 5の出口 （供 耠部） 1 1 1より萌方の噴霧中心軸 Pに向って収束するよう 指向されている。 これにより、 両ジヱットエア 1 1 0で平面 視 V字形のエアカーテンが形成され、 その内部にくさび状の チャンバ 1 1 2が区画される。 ジェ " /トエア 1 1 0は厚 中 心線 Q 1の前後で合流し、 一個の収束気流 1 1 3を形成する, この収束気流 1 1 3は、 噴霧中心軸 Pに沿って徐々に断面積 を增加しながら直線状に形成され、 強い指向性を発揮する。 供耠管 1. 0 5の出口 1 1 1は、 エアチャンバ 1 1 2内の弱 風圈内の噴霧中心軸 P上に配置されている。 以上のように構成された噴霧機構では、 噴霧材 1 0 1を非 噴霧状に供耠する。 具体的には、 供耠管 1 0 5の出口 1 1 1 から噴薪材 1 0 1をチャンバ 1 1 2内に単に放出する。 チヤ ンバ 1 1 2内には、 収束部 1 1 4に向う弱風が形成されてい る このため、 噴霧材 1 0 1は、 弱風で徐々に加速されなが ら収束部 1 1 4に向かって移動し、 この移動の簡に小さな塊 に分離し、 ついにはジヱッ トエア 1 1 0に内側から取り込ま れる《
    [0126] ところで、 噴霧材 1 0 1の移動速度とジ ッ卜エア 1 1 0 の流速には、 大きな開きがある。 そのため、 噴霧材 1 0 1は、 ジエツ トエア 1 1 0で削られるようにして気流中に取り込ま れ、 細分化される やがて、 細分化された噴霧材 1 0 1は、 両ジエツ 卜エア 1 1 0が街突する収束部 1 1 4を通通する。 収束部 1 1 4では噴霧材 1 0 1はジヱットエア 1 1 0に叩か れ、 同時に叩かれた方向に押し戻され、 再び向きのことなる ジェッ トエア 1 1 0で叩かれ微細化される。 このようにして、 収束部 1 1 4の乱流域を通過する間に十分に微粒化された喷 霧材 1 0 1は、 気流中に均等に分散し、 収束気流 1 1 3で吹 付対象面 1 1 5へと運ばれる * 収束気流 1 1 3は強い指向性 を有し、 周辺空気を卷き込みながら吹付対象面に街突する fr 従って、 霧化した噴霧材 1 0 1が収束気流 1 1 3から脱落す ることはなく、 無効ミス卜の発生を防止できる 第 3 8図に 示すように、 吹付により得られるパターン Ρ 3は、 ほぼ円形 となる。
    [0127] 供耠管 1 0 5の出口 1 1 1を、 第 4 1図に示すように変更 することもできる。 これでは、 出口 1 1 1を上下に長いスリ ッ ト状に形成し、 噴霧材 1 0 1をジ Xットエア 1 1 0の上下 方向に分散供耠できるようにしている。 この場合の吹付バタ ーン Ρ 3も第 3 8図と同一形状となる。
    [0128] また、 供耠管 1 0 5の出口 1 1 1を、 空気ノズル 1 0 3の 前面壁で開口するように変更することもできる。
    [0129] さらに、.噴霧材 1 0 1は重力作用を利用して供耠すること もでき、 必ずしも加圧供耠する必要はない。 また、 供耠管 1 0 5を用いて供耠する必要もない
    [0130] 第 4 2図乃至第 4 5図は、 第 3発明の他の実施例を示し、 とくに、 吹付パターン Ρ 4を長円乃至は楕円状の儇平形状に 形成できるようにしたものである。 - これでは、 前記実施例と同様に、 ノズル口 1 0 7の喷出方 向を、 ジ： nットエア 1 1 0の厚み中心镍 Q 1が噴霧中心軸 Ρ に向って収束するよう指向させる。 さらに、 第 4 2図に示す ように、 両ジエツトエア 1 1 0の幅方向中心線 Q 2が、 第 2 発明と同様に噴霧中心軸 Ρに対して互いに逆向きに傾斜する よう指向させる。 これにより、 両ジェッ トエア 1 1 0は、 そ の幅方向の大半が V字状に交差して収束し、 収束気流 1 1 3 の上下に収束しなかった気流域 1 1 3 aを形成する。
    [0131] 幅方向中心線 Q 2を傾斜させるにつ て、 空気消燹置を低 減するために、 左右の小孔群 1 0 9 a , 1 0 9 bは、 第 4 3 図乃至第 4 5図に示すように上下にずらして配 Sされている, 詳しくは、 図に向って左側の小孔群 1 0 9 aを噴霧中心軸 P に対して僅かに上方に儷寄させ、 右方の小孔群 1 0 9 bを逆 に下方へ傭寄させている。
    [0132] 以上のようにした噴霧装置で吹付を行うと、 第 4 2図に示 すような長円状の吹付パターン P 4が得られる。 この吹付パ ターン P 4の短軸長さは、 第 3発明の上記実施例による吹付 パターン P 3とほぽ同径で、 長軸長さは前記直径のおよそ 3 倍になる。 このことは、 同一量の噴霧材 1 0 1がより広い範 囲に分散することを意味している。 なお、 吹付パターン P 4 の長軸は、 噴霧装置の上下中心軸 Hに対して角度《だけ傾く これは、 ジェッ トエア 1 1 0の幅方向中心線 Q 2が傾きを有 し、 交差後の気流が一方向に捻られるためであると思われる なお、 空気ノズル 1 0 3は、 第 3 4図乃至第 3 7図で説明 したノズル 5 3のように変更し、 そのノズル口 1 0 7を上下 に長いスリッ トとして形成することができる。 このように、 -
    [0133] ノズル口 1 0 7をスリツト構造にすると、 噴出空気置が增ぇ るので噴霧材 1 0 1の単位時間当りの吹付置を増やすことが できる。
    [0134] 第 4 6図乃至第 4 8図は、 第 3発明を塗装用のスプレーガ ンに適用した実施例を示す。
    [0135] 第 4 8図において、 スプレーガンは、 ボディ 1 3 0と、 こ れの内部に組み込まれる空気弁 1 3 1および塗料弁 1 3 2と、 これら両弁 1 3 1、 1 3 2を開き操作するトリガ 1 3 3と、 ボディ 1 3 0の前端に装着される空気ノズル 1 0 3、 および 供耠管 1 0 5等で構成されている。
    [0136] 空気弁 1 3 1は、 バルブケース 1 3 4と、 このケース 1 3 4に設けられた弁口 1 3 5を開閉する栓体 1 3 6、 および栓 体 1 3 6を閉じ姿势に付勢する弁ばね 1 3 7等で楕成され、 グリップ 1 4 0の上方に配置されている。 トリガ 1 3 3を弓 I き絞ると、 拴休 1 3 6が弁ばね 1 3 7に抗して後退し、 栓体 1 3 6とバルブケース 1 3 4との間に隙閭を形成する。 この 隙簡から圧縮空気が入り込み、 弁口 1 3 5および空気通路 1 3 8を介 tて空気ノズル 1 0 3に流入する。 空気ノズル 1 0 3と空気通路 1 3 &とは継手 1 3 9を介して連通している。
    [0137] 1 4 9は圧縮空気の入口通路である。
    [0138] 塗料弁 1 3 2は、 トリガ 1 3 3の前方に設けられており、 弁茧 i 4 2の前端に装着された弁座 1 4 3と、 弁座 1 4 3に 接離して開閉を行う弁棒 1 4 4と、 弁棒 1 4 4の全体を弁座 1 4 3に向って柙付け付勢する弁ばね 1 4 5等で構成する。 弁棒 1 4 4は、 弁本体 1 4 6と、 栓体 1 3 6を縦通するロッ ド 1 4 7と、 弁ばね 1 4 5の一端を受止める連動ピース 1 4 8とからなり、 栓体 1 3 6を介してトリガ 1 3 3で開き搮作 される。 詳しくは、 栓休 1 3 6が開操作され、 圧縮空気が空 気ノズル 1 0 3から噴出された後に、 弁本体 1 4 6が弁座 1 4 3から離れるよう構成されている。 この動作運れを得るた めに、 栓体 1 3 6と連動ピース 1 4 8との間に小さな隙間が 設けられている。 1 5 0は塗料の入口通路である， なお、 塗 料は別設されたタンクに貯溜されており、 重力の作用で、 あ るいはタンク内に作用する圧縮空気の圧力作用によって入口 通路 1 5 0へと送耠される。
    [0139] 空気ノズル 1 0 3は、 小孔群からなるノズル口 1 0 7より 噴出される一対のジエツトエア 1 1 0に鬨して、 その厚み中 心線 Q 1および幅方向中心線 Q 2が、 第 5実施例の空気ノズ ル 1 0 3と同様に傾斜するよう指向させてあり、 空気ノズル 1 0 3の背面上部から圧縮空気を導入する点が異つている。 供袷管 1 0 5は、 空気ノズル 1 0 3を前後に貧通する状瓛 で弁座 1 4 3にねじ込み固定されている 従って、 出口 1 1 1の直径が異る複数の供耠管 1 0 5を用意しておけば、 例え ば塗料の粘度の違いに応じて、 簡単に供耠管 1 0 5を交換す ることができる。
    [0140] 上記ノズル口 1 0 7は直線妆に開口する以外に、 緩かな弧 状に湾曲するよう開口することもできる。 また、 ノズル口 1 0 7を一対設けるものでは、 各ノズル口 1 0 7を上下平行に 配 Sしてもよい。 さらに、 3以上のノズル口 1 0 7からジェ ットエア 1 1 0を噴出するよう変更することもできる
    [0141] 以上説明したように、 この噴薪装置では、 空気ノズル 1 0 3で面状のジェットエア 1 1 0を噴出し、 ジヱットエア 1 1 0を噴霧中心軸 Pに向って収束させて、 その內部にチャンバ 1 1 2を区画し、 このチャンバ 1 1 2内に噴霧材 1 0 1を非 噴霧状に供耠して霧化を行う。 また、 収束したジ Xットエア 1 1 0で収束気流 1 1 3を形成して、 これで霧化した噴霧材 1 0 1を吹付対象面 1 0 5に運ぶ。
    [0142] 従って、 この噴霧装置によれば、 噴霖用ノズルを用いるこ となく噴霧材 1 0 1を霧化できるので、 従来装置において不 可避であったノズルでの目詰りの問題をー掎できる。 これに より、 目詰りに由来する諸々の問題点を解消してその取扱い を容易化し、 同時に管理作業を箇素化することができる ま た、 目詰りの心配がないので、 高粘度の塗料や接着剤、 ある いは粉体でも、 確実に霧化することができる。
    [0143] 又、 噴霧材 1 0 1 としてショ ットブラスト用のブラスト材 を使用しても、 ブラスト材は非噴霧状に供耠されるので、 供 耠部 1 1 1の摩耗を防止できる。
    [0144] 収束するジヱットエア 1 1 0の収束部 1 1 4で最終的な微 粒化を行って 化を行うこととし、 霧化された噴霧材 1 0 1 を、 整然とした流れを形成する収束気流 1 1 3で吹付対象面
    [0145] 1 1 5へと連ぶようにしたので、 無効ミストの発生を防止で き、 例えば噴霧材 1 0 1や溶剤等による作業環境の汚染を防 止できる点、 および噴薪材 1 0 1の無駄な消費を防止できる 点で有利である。 また、 高精度に加工された噴霖ノズルや空 気キャップ等を用いて霧化を行う従来装 gに比べて、 噴霖機 構を極めて単純化することができ、 噴棼装 Sを安価に製造す ることができる。
    [0146] さらに、 噴霖材供耠手段に閧して、 目詰りや摩耗の心配が 全くなく、 霧化原理が単純であるので、 不安定要因のない状 想で霧化を行うことができる。 例えば、 供耠部 1 1 1に喷霧 材 1 0 1が膠着しているような場合にでも、 確実にしかも安 定的に霧化を行うことができ、 噴霧装置の動作上の信頼性を 向上することができる。
    [0147] 産業上の利用可能性 以上の説明から理解できるように、 この発明に係る噴霧装 置は、 アーク溶射装置に代表される金属溶射装 Sとして、 ま た、 塗装用の噴霧装置として有用であり、 さらに塗料以外の 接着剤や粉休あるいはブラスト材等の流動性材料を噴霧対象 とし、 これらを圧縮空気により霧化する形據の噴霧装置に逋 している。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 流動性材料からなる噴霧材を非噴霧状に供耠する噴霖材 供耠手段の中心軸を間に挟んで、 前記中心軸に向かって一対 の面状のジ: Lットエアを噴出し、
    前記ジ: Lッ トエアによって、 先端で収束するエアーチャン バを形成し、
    このエアーチャンバ内に噴霧材を非噴霧状に供耠して、 噴 霧材をジヱッ トエア内に送込みアトマイジングを行うことを 特徴とする噴霧方法
    2 · —対のジェッ トエアの厚み中心線を噴霧中心軸上に向つ て収束させ、 幅方向中心線を中心軸に対して互いに逆向きに 傾斜させた請求項 1の噴霧方法。
    3 . 流動性材料からなる噴霧材を非噴棼状に供耠する噴霧材 供耠手段と、 ジェッ トエアを噴出して噴霧材を霧化する空気 ノズルとを備えており、
    空気ノズルは、 面状のジェッ トエアを噴出する一対のノズ ルロを有し、 ジェットエアが噴霧中心軸に向って収束し、 収 束後に収束気流を形成するようノズル口の噴出方向を指向さ せ、
    ジェ、、, トエアで囲まれるチャンバ内に、 噴霧材供耠手段の 供耠部を配置することを特徴とする噴霖装鬣。
    4 . 一対のジェッ卜エアの厚み中心線を噴霧中心軸上に向つ て収束させ、 幅方向中心線を噴霧中心軸に対して互いに逆向 きに傾斜させるようにノズル口の噴出方向を指向させた請求 項 3の噴霧装置。
    5 . 溶射中心軸 Pを間に挟んで配設された一対のノズル口か ら溶射中心軸に向かって面状のジェットエアを噴出し、 前記ジヱットエアによって、 先端で収束するエアーチャン バを形成し、
    エアーチャンバ内で一対の溶材間にアーク放電を連統的に 生じさせ、
    アーク放電により生じた溶材の溶滴をジ ットエア内に送 込みアトマイジングを行うことを特徴とするアーク溶射方法
    6 . ケース前端の溶射中心軸を挟んで、 アトマイジング用の 面状のジヱットエアを形成する一対のノズル口を配置し、 両ノズル口の噴出中心镍が溶射中心軸に向かって収束する よう、 両ノズル口を指向させ、
    ジヱットエアで区面されるエアーチャンバ内に一対の溶材 wのアーク交点を位置させることを特徴とするアーク溶射装
    7 . 各ノズル口が直線状に形成してある請求項 6に記載のァ 一ク溶射装 S
    8 . 各ノズル口が正面視コ字形に形成してある請求項 6のァ 一ク溶射装置。
    9 . エアーチャンバ內において、 ノズル側からアーク交点側 に向かう気流を形成する補助ノズル口がノズルに設けてある 請求項 7のアーク溶射装置。
    1 0 . ジヱッ トエアの外面に沿ってほぼ平行な気流を形成す る保形ノズル口がノズルに形成してある請求項 7のアーク溶 射装置。
    1 1 . 溶材の溶滴発生位置を間に挟んで、 一対の平面状ジェ ッ トエアを、 両ジヱッ 卜エアの厚み中心線が溶材の溶滴発生 位置より前方位置の溶射中心軸に向かって傾斜し、 且つ、 両 ジェットエアの幅方向中心線が溶射中心軸に対して互いに逆 向きに傾斜して、 両ジヱッ 卜エアがその一部を収束しつつ交 差するように噴出し、
    前記ジ Xッ トエアの収束部分にエアーチャンバを形成し、 エアーチャ バ內で一対の溶材間にアーク放電を連統的に 生じさせ、
    アーク放電により生じた溶材の溶滴をジヱットエア内に送 込みアトマイジングを行うことを特徴とするアーク溶射方法。
    1 2 . 溶材の溶滴発生位置を間に挟んで、 それぞれが平面状 のジヱッ トエアを形成する一対のノズル口を配篋し、 δ
    両ジ ットエアの厚み中心線が溶材の溶滴発生位 ffiより前 方位置の溶射中心軸に向かって傾斜し、 且つ、 両ジ ットェ ァの幅方向中心線が溶射中心軸に対して互いに逆向きに傾斜 して、 両ジ Xッ トエアがその一部を収束しつつ交差するよう 両ノズル口を指向させたことを特徴とするアーク溶射装置。
    1 3 . 各ノズル口が直線状に形成した小孔群からなる請求項 1 2のアーク溶射装蘆
    1 4 . ジ Xッ トエアの外面に沿ってほぼ平行な気流を形成す る保形ノズル口がノズルに形成してある請求項 1 3に記載の アーク溶射装篋。
    1 5 . 各ノズル口が直線状に形成した小孔群からなる請泶項 1 2のアーク溶射装置。
    1 ら . ジヱッ トエアの外面に沿ってほぼ平行な気流を形成す る保形ノズル口がノズルに形成してある請求項 1 5に記載の アーク溶射装置。
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-07-12| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU KR US |
    1990-07-12| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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