JPH10314626A - 溶線式のアーク溶射機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対のジェットエアーでくさび形のアークチ
ャンバーを形成し、アークチャンバー内で一対の溶線を
アーク熱によって溶融するアーク溶射機において、アー
ク点から飛散する溶滴かすがガイドの周面に付着し堆積
するのを解消する。 【解決手段】 ノズル３２のブロック中央にガイド２３
用の溝３３を縦長に設ける。溝３３の両側縁にジェット
エアー３４を噴き出すノズル口３５を設け、一対のジェ
ットエアー３４でくさび形のアークチャンバー３７を形
成する。一対の溶線Ｗをガイド２３でアークチャンバー
３７内のアーク点Ｐへ送り込み案内する。溝３３の底部
中央に、クリーニングエアーを噴出するエアーノズル３
９を設ける。エアーノズル３９から圧縮空気をガイド２
３の周面に噴き出して、付着しようとする溶滴かすを吹
き飛ばす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶線式のアーク
溶射機に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、アトマイジング用のジェッ
トエアーの供給形態に特徴を有するアーク溶射機を、先
に提案している（特開平４−２７４６１号公報、特開平
４−１６２６０号公報等）。そこでは、Ｖ字状に配置し
た一対のガイドで溶線をアーク点へ向って送り込み案内
し、アーク熱によって溶線を溶融させる。溶融した溶射
金属を霧化し母材へ向って吹き付けるために、アトマイ
ジング用のジェットエアーをノズルから噴出する。ジェ
ットエアーは、一対の溶線の左右側面に沿ってＶ字状に
噴出供給され、ジェットエアーの噴出中心軸が、前記ア
ーク点より前方の溶射中心軸で収束するよう指向され
て、くさび形のアークチャンバーを形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】溶線式のアーク溶射機
では、安定したアーク状態を継続させるために、一対の
ガイドの突端どうしをできるだけアーク点に接近させ、
ガイド突端からアーク点までの溶線突出長を小さくし
て、溶線のふらつきを防いでいる。こうしたアーク溶射
機では、アーク熱で溶融した溶滴の一部がガイドの側へ
飛散して、ガイドの周面に付着し堆積しやすい。この溶
滴かすを放置しておくと、やがてガイドどうしが短絡さ
れてアーク中断に陥る。そのため、溶滴かすが成長する
ごとに、溶射作業を中断して溶滴かすを取り除く必要が
あり、その分だけ作業能率が低下する。多くの場合、溶
滴かすは下方のガイドの上半周面側に成長するが、溶射
機の溶射姿勢によっては、左右側面の一方に成長し、ジ
ェットエアーの流れを乱すこともある。

【０００４】溶滴かすはガイドの外面を覆って放熱を妨
げるうえ、それ自身の蓄熱作用で、ガイドのかす堆積部
分が過熱する原因にもなる。ガイドの過熱部分では、溶
線の表面やガイド穴に付着した溶線粉が溶けてガイド穴
に固着し、溶線のスムーズな通過を阻害することがあ
る。ガイドから出た溶線がふらつく原因ともなり、いず
れにしてもアーク状態を不安定化しやすい。

【０００５】この発明の目的は、アーク点からガイドの
側へ飛散する溶滴を、ノズルに送給される圧縮空気を利
用して吹き飛ばすことができ、これによりガイドの表面
に溶滴かすが堆積してアーク中断に陥ったり、溶滴かす
の堆積でガイドが過熱するのを解消して、溶射作業を能
率良く、しかも安定した状態で行える、溶線式のアーク
溶射機を提供することにある。この発明の他の目的は、
アトマイジング用のジェットエアーを噴出するノズル
に、クリーニング用のエアーノズルが設けてあり、この
エアーノズルから噴出した圧縮空気で溶滴かすを吹き飛
ばして、溶滴かすがガイドの表面に付着し堆積するのを
阻止できる、溶線式のアーク溶射機を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のアーク溶射機
は、ケース１の前面に、アトマイジング用のジェットエ
アーを噴出してくさび形のアークチャンバー３７を形成
するノズル３２と、ノズル３２に設けた溝３３を前後に
貫通して、強制送給される溶線Ｗをアークチャンバー３
７内のアーク点Ｐへ向って送り出し案内する上下一対の
ガイド２３とが設けてあり、ノズル３２の溝３３の内面
に、アーク点Ｐからガイド２３の側へ向って飛散する溶
滴かすを吹き飛ばすクリーニング用のエアーノズル３９
が設けてあることを特徴とする。具体的には、溝３３の
内面の上下面壁のいずれか一方の前端寄りに、クリーニ
ング用のエアーノズル３９の噴口４２を開口し、他方の
前部に、噴口４２から噴き出されたクリーニングエアー
を、ノズル前方へ向って変向案内するガイド面４０を形
成する。必要があれば、複数の噴口４２を溝３３の内面
に開口することができる。

【０００７】

【作用】ノズル３２の溝３３の内面にクリーニング用の
エアーノズル３９を設け、エアーノズル３９から圧縮空
気を噴出して、溶滴かすを吹き飛ばすので、溶滴かすが
ガイド２３の周面に付着し堆積するのを解消できる。溝
３３の内面の上下面壁のいずれか一方に噴口４２を開口
し、他方にガイド面４０を形成したノズル３２によれ
ば、噴口４２から噴き出したクリーニングエアーが対向
する溝面壁で反転されてアークチャンバー３７の側へ流
入するのを防止できる。つまり、溝面壁で反転したクリ
ーニングエアーによって、ジェットエアー３４の流れや
溶滴の霧化状態に揺らぎが生じるのを防止できる。複数
の噴口４２を開口したノズル３２では、クリーニングエ
アーの噴出位置や噴出方向を最適化して、溶滴かすを効
果的に排除できる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）図１ないし図５は、この発明に係るアーク
溶射機の実施例１を示す。図２において、アーク溶射機
は、丸線状の上下一対の溶線Ｗを用いてアーク溶射を行
う。溶線Ｗは、角箱状のケース１内へ導入され、ケース
１内の送り機構でケース前方へと強制的に送り出され
る。

【０００９】図３において、ケース１は一側面が開口す
るアルミニウム製のケース本体２と、ケース本体２の前
後に固定した絶縁ブロック３、４と、前記開口を揺動開
閉する蓋５と、前側の絶縁ブロック３の前面を覆うブラ
ケット６などで構成する。蓋５は一端内面がヒンジ７で
支持されており、他端外面に設けた掛止片８を、レバー
リンク式の掛金９で掛止固定することにより、閉じ状態
が維持される。ブラケット６は上下一対のねじ１０を緩
めることにより、絶縁ブロック３から取り外すことがで
きる。

【００１０】送り機構は前後の絶縁ブロック３、４間に
設けてあり、図２に示すようにケース本体２の上下壁で
ベアリング１２を介して軸支したローラ軸１３と、ロー
ラ軸１３に固定した上下一対の駆動ローラ１４と、溶線
Ｗを駆動ローラ１４に押し付ける上下一対の押えローラ
１５（図３参照）と、ローラ軸１３を回転駆動するギヤ
ードモータ１６などで構成する。押えローラ１５は、蓋
５の内面に取り付けたばね腕１７で、軸１８を介して遊
転自在に支持してある。ばね腕１７は、押えローラ１５
を押し付け付勢し、同時に蓋５を開き付勢する。モータ
１６はグリップ１９内に収められており、後側の絶縁ブ
ロック４に設けたトッグルスイッチをオン操作すると起
動できる。

【００１１】溶線Ｗを導入案内するために、後側の絶縁
ブロック４に上下一対のガイド管２２を固定している。
さらに、駆動ローラ１４から送り出された溶線Ｗを、ア
ーク点Ｐへ向って移行案内するために、前側の絶縁ブロ
ック３の前後に、ガイド２３と変向ガイド管２４の上下
対をＶ字状に設けている。ガイド２３および変向ガイド
管２４は、それぞれ絶縁ブロック３に埋め込まれた給電
端子２５にねじ込み装着する。溶線Ｗは、変向ガイド管
２４およびガイド２３を通過する間に、内壁面と接触し
てアーク電流が印加される。

【００１２】図１において、ガイド２３は給電端子２５
に接続される取付部２６と、取付部２６からアーク点Ｐ
へ向って突設される軸部２７とを一体に形成したステン
レス鋼や銅合金等の旋削加工品からなり、その中心軸に
沿って、溶線Ｗを移行案内するためのガイド穴２８を縦
通する。詳しくは、ねじ軸２９と、ねじ込み操作用の断
面六角形の締結部３０とで取付部２６を形成し、ねじ軸
２９を給電端子２５にねじ込み固定する。安定したアー
ク状態を得るために、軸部２７の全体を小径化し、その
突端をアーク点Ｐにできるだけ接近して配置することに
より、溶線Ｗのふらつきを防止した。

【００１３】ブラケット６の前面に、アトマイジング用
の圧縮空気を噴き出すノズル３２を設ける。ノズル３２
は縦長の直方体状に形成してあり、図１及び図５に示す
ようにその中央に上記のガイド２３を避ける溝３３を前
後貫通状に通設し、溝３３の前端左右縁に沿って、平面
状のジェットエアー３４を噴き出す一対のノズル口３５
をスリット状に開口してある。圧縮空気は、ノズル３２
の下端面に設けたホース継手３６を介して、ノズル内へ
導入される。

【００１４】図４に示すように、ノズル口３５は溶射中
心軸Ｈを挟む左右対称位置に開口されて、両ジェットエ
アー３４の噴出中心軸Ｒが、アーク点Ｐより前方の溶射
中心軸Ｈ上で交差するように指向される。これにより、
両ジェットエアー３４はアーク点Ｐから離れた前方位置
で収束して集合気流を形成し、集合するまでの間にくさ
び形のアークチャンバー３７を形成する。このアークチ
ャンバー３７内にガイド２３の突端を位置させ、アーク
点Ｐをジェットエアー３４の収束部よりも手前側に位置
させている。

【００１５】アーク点Ｐで溶けた溶滴の殆どは、ジェッ
トエアー３４に誘引されて気流中へ取り込まれるが、そ
の極く一部はガイド２３の側へ飛散してガイド周面に付
着しようとする。この溶滴かすの付着堆積を防ぐため
に、ノズル３２の溝３３の内面にクリーニング用のエア
ーノズル３９を設けている。具体的には、図１および図
５に示すように、溝３３の底壁中央にエアーノズル３９
を設け、溝３３の上壁中央に、エアーノズル３９から噴
き出したクリーニングエアーを、ノズル３２の前方へ変
向案内するガイド面４０を設ける。エアーノズル３９
は、ノズル３２の下部内面のエアーチャンバー４１に連
通する状態で垂直に形成してあり、溝３３の底壁中央で
開口する噴口４２を下方のガイド２３の軸部２７と対向
させる。

【００１６】以上のように、溝３３の底部にエアーノズ
ル３９を設けたノズル３２によれば、ジェットエアー３
４とほぼ同圧（６ｋｇ／ｃｍ^２）の圧縮空気を噴口４２
から噴出して、ガイド２３の軸部２７の周面を噴出気流
で常時クリーニングでき、従って、溶滴かすがガイド２
３の軸部２７に付着し堆積するのを防止できる。噴出気
流は上下のガイド２３を回り込んだ後、ガイド面４０で
変向されてノズル３２の前面上方へ放出されるので、噴
出気流によってジェットエアー３４の流れや溶滴の霧化
状態が揺らぐのを防止できる。噴出気流は、上下のガイ
ド２３の軸部２７を強制冷却することにも役立ってお
り、小径化した軸部２７が過熱するのを防止できる。

【００１７】（実施例２）図６はエアーノズル３９を変
更した実施例を示す。そこでは、エアーノズル３９をノ
ズル３２とは別体の独立部品で形成し、そのねじ部４４
を溝３３の底部にねじ込んで、ノズル３２と一体化し
た。エアーノズル３９内の通路はノズル３２に設けた通
路４５を介してエアーチャンバー４１と連通する。この
ように、エアーノズル３９を独立部品で形成すると、ノ
ズル３２の構造や形状とは無関係に、エアーノズル３９
の設置位置を自由に変更でき、噴出気流の噴き出し方向
や、噴出空気量を調整変更できる。溝３３の底部と上壁
のそれぞれにエアーノズル３９を装着して、上下のガイ
ド２３を個別にクリーニングしてもよい。なお、噴出気
流をアークチャンバー３７へ向って噴出すると、ジェッ
トエアー３４の流れが乱されるので、気流の噴出方向は
ジェットエアー３４の流出領域を避けるよう設定する。

【００１８】（実施例３）図７はエアーノズル３９の配
置構造を変更した実施例を示す。そこでは、溝３３の底
部の左右に一対のエアーノズル３９を設けて、ガイド２
３の左右周側面に沿ってクリーニングエアーを噴出でき
るようにした。このように、複数の噴口４２を設ける
と、各噴口４２から噴出される気流の噴出位置や噴出方
向を最適化して、溶滴かすを効果的に排除できる。

【００１９】上記の実施例以外に、噴口４２は軸部２７
に沿ってスリット状に形成できる。ノズル３２は正面視
において、溝３３の上端が開放されたＵ字ブロック状に
形成することができ、この場合にはガイド面４０を省略
できる。ガイド面４０に代えて板状のディフレクタで噴
出気流を変向案内してもよい。クリーニング用のエアー
ノズル３９は、溝３３の左右の内側面に設けることがで
き、必要があればノズル３２の前面側に設けてもよい。

【００２０】

【発明の効果】この発明では、ノズル３２の溝３３の内
面にクリーニング用のエアーノズル３９を設け、エアー
ノズル３９から噴き出した気流をガイド２３の周面に吹
き付けて、アーク点Ｐから飛散する溶滴かすがガイド２
３の周面に付着するのを防止した。これにより、ガイド
表面に溶滴かすが堆積してアーク中断に陥るのを防止で
きるうえ、堆積した溶滴かすの除去作業も省くことがで
きる。さらに、堆積した溶滴かすによってガイド２３が
過熱し、溶線粉がガイド穴に固着することを解消でき、
全体として溶射作業を能率良く、しかも長時間にわたっ
て安定した状態で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アーク溶射機要部の縦断側面図である。

【図２】アーク溶射機の側面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ノズルの横断平面図である。

【図５】ノズルの正面図である。

【図６】実施例２に係るエアーノズル要部の縦断側面図
である。

【図７】実施例３に係るエアーノズル要部の縦断正面図
である。

【符号の説明】

１………ケ−ス、２３………ガイド、３２………ノズ
ル、３３………溝、３４………ジェットエア−、３７…
……ア−クチャンバ−、３９………エア−ノズル、４０
………ガイド面、４２………噴口、Ｗ………溶線、Ｐ…
……ア−ク点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース１の前面に、アトマイジング用の
   ジェットエアー３４を噴出してくさび形のアークチャン
   バー３７を形成するノズル３２と、ノズル３２に設けた
   溝３３を前後に貫通して、強制送給される溶線Ｗをアー
   クチャンバー３７内のアーク点Ｐへ向って送り出し案内
   する上下一対のガイド２３とが設けてあり、 ノズル３２の溝３３の内面に、アーク点Ｐからガイド２
   ３の側へ向って飛散する溶滴かすを吹き飛ばすクリーニ
   ング用のエアーノズル３９が設けてあることを特徴とす
   る溶線式のアーク溶射機。
2. 【請求項２】 溝３３の内面の上下面壁のいずれか一方
   の前端寄りに、クリーニング用のエアーノズル３９の噴
   口４２が開口され、他方の前部に、噴口４２から噴き出
   されたクリーニングエアーを、ノズル前方へ向って変向
   案内するガイド面４０が形成してある請求項１記載の溶
   線式のアーク溶射機。
3. 【請求項３】 複数の噴口４２が溝３３の内面に開口し
   てある請求項１または２記載の溶線式のアーク溶射機。