アーク溶射装置
【課題】霧化する溶融金属の粒子を細かくし、その溶融金属によって金属部材表面に形成される被膜の粒子を細かくするとともに、ムラを生じさせないようにする。
【解決手段】２本の線材状の溶材６，６を、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材６，６の先端をそれぞれ前記溶射筒１０前端の開口３から外側に対向して突出させ、その開口３の周囲に複数のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２及び開口３からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材６，６の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、前記溶射筒１０前端の開口３を断面矩形としたものである。このようにすれば、その断面矩形の開口３及びその周囲に設けたノズル２から噴出されるエアによって、上記アークにより発生した溶融金属がより細かい粒になって霧化するようになるので、被膜へのムラの発生を抑制し得る。
【解決手段】２本の線材状の溶材６，６を、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材６，６の先端をそれぞれ前記溶射筒１０前端の開口３から外側に対向して突出させ、その開口３の周囲に複数のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２及び開口３からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材６，６の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、前記溶射筒１０前端の開口３を断面矩形としたものである。このようにすれば、その断面矩形の開口３及びその周囲に設けたノズル２から噴出されるエアによって、上記アークにより発生した溶融金属がより細かい粒になって霧化するようになるので、被膜へのムラの発生を抑制し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防食外面塗装に使用するアーク溶射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地下に配設されるダクタイル鋳鉄管等、金属部材の表面を防食する必要がある場合には、その金属部材の表面に亜鉛系プライマー等が塗布される。この種のプライマーの塗布方法として、アーク溶射装置を用いた手法が採用される
【０００３】
アーク溶射装置の構成は、例えば、図１０に示すように、２本の線材状の溶材６，６が、溶射筒１の中空部７に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持されており、その溶材６，６の先端が、その溶射筒１前端の断面円形の開口３から外側に突出した状態に維持されている。
両溶材６，６は、その後端において、図示しない接点を介してアーク電源に接続されており、その電源からの給電により、その両溶材６，６間でアークを発生する。このアークにより各溶材６，６がその先端付近で溶融するようになっている。
【０００４】
また、前記開口３周囲には、その前面４に開口する複数のノズル２，２が設けられて、そのノズル２，２から高速エアが噴出可能となっている。
【０００５】
電源からの給電により上記両溶材６，６間にアークを発生させ、その溶材６，６が溶融するとともに、上記開口３からエアを噴出させ、併せて上記ノズル２，２から高速エアを噴出させると、それらのエアにより、上記溶融した金属が霧化し、その霧化した金属が金属部材の表面に付着して、粗い堆積被膜を形成する（例えば、特許文献１乃至４参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９２２２１号公報
【特許文献２】特開平１−１９８４６１号公報（第６頁第４図）
【特許文献３】特開昭６２−１８３８６９号公報（第８頁第２図）
【特許文献４】特開２００１−１８１８１８号公報（第７頁第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記構成からなるアーク溶射装置を使用した場合、霧化した溶融金属は比較的その粒が粗い状態で飛散する傾向がある。このため、金属部材の表面に形成される被膜は、その表面が比較的粗いものとなるとともに、その塗布量にムラを生じやすくなる。「塗布量にムラ」とは、例えば、その溶融金属の付着量が周囲よりも少ない部分（気孔）の数が多い状態が挙げられる（例えば、図１３に示す最も左側の試験体参照）。
【０００７】
このように、金属部材表面に形成された被膜の粒子が粗いと製品の見映えが悪くなり、また、その塗布量にムラがあると、防食効果がその表面全体に亘って均等に発揮されないので好ましくない。
【０００８】
そこで、この発明は、霧化する溶融金属の粒子を細かくし、その溶融金属によって金属部材表面に形成される被膜の粒子を細かくするとともに、ムラを生じさせないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、アーク溶射装置の前端に設けた溶材突出用の開口を断面矩形としたのである。
【００１０】
このようにすれば、理由は不明であるが、その開口から噴出されるエアと開口周囲に設けたノズルから噴出される高速エアによって、上記アークにより発生した溶融金属がより細かい粒になって霧化するようになる。このため、金属部材の表面に形成する被膜の粒子をより細かなものとし、被膜へのムラの発生をも抑制し得る。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、アーク溶射装置の前端に設けた溶材突出用の開口を断面矩形としたので、そのアーク溶射装置によって金属部材表面に形成される被膜の粒子をより細かなものとし、ムラの発生をも抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記手段の具体的実施形態として、２本の線材状の溶材を、アーク溶射装置の溶射筒内に設けた溶材送り装置にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材の先端をそれぞれ前記溶射筒前端の開口から外側に対向して突出させ、その開口の周囲に複数のノズルを設けて、その各ノズル及び開口からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、その溶射筒前端の開口を断面矩形とした構成を採用し得る。このとき、断面が矩形であれば、長方形であっても正方形であってもよい。
【実施例１】
【００１３】
実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。この実施例１は、ダクタイル鋳鉄管等の表面を亜鉛溶射により防食するために使用するアーク溶射装置である。装置Ｇの全体構成を図４に示し、そのアーク溶射装置の前端に取付けられる溶射筒１０の詳細を図１乃至図３に示す。
【００１４】
溶射筒１０は、本体部１３とキャップ１２とから構成され、その本体部１３とキャップ１２とは、図２及び３に示すように、両者の突部１２ａ，１３ａが相互に噛み合うようになっており、そのキャップ１２側に形成されたパッキン用溝１２ｂに嵌められたパッキン１５を介して固定されている。
また、その本体部１３後端の外周にはフランジ１０ａが形成されており、その本体部１３後端の中空部７にアーク溶射装置の前端を嵌め込んで固定するようになっている。
【００１５】
上記溶射筒１０内に、２本の線材状の溶材６，６が配置されている。その溶材６，６の先端は、それぞれ前記溶射筒１０の上記キャップ１２の開口３から外側に対向して突出した状態に固定されている。また、その溶材６，６は、電極として機能するよう、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持されて、その後端は、図示しないアーク電源に接続されている。この突出量は調整可能となっている。
【００１６】
また、上記開口３は、上記キャップ１２の前面４に設けた断面円形の凹部１１の底面１１ａに開口して設けられている。また、その凹部１１内において、前記開口３の周囲に２箇所のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２からエアを高速に噴出できるようになっている。
【００１７】
上記アーク電源からの給電により上記溶材６，６間にアークが発生してその溶材６が溶融すると、上記ノズル２からのエアと開口３からのエアにより、その溶融した金属が霧化されて、その霧化した金属が、図５に示す矢印ａ，ｂのように噴射される。
このとき、ノズル２の本体部１３側とキャップ１２側との接続部分には、図２及び図３に示す環状溝１４が設けられているので、両ノズル２，２から噴出されるエアがより均等な噴射量、噴射速度に近くなるという効果がある。
【実施例２】
【００１８】
実施例２は、図６乃至図８に示すように、実施例１のキャップ１２に設けた凹部１１の底面１１ａを球面状としたものである。実施例１のごとく環状溝１４は設けられていないが、他の構成は実施例１の場合と同様である。
【実験例】
【００１９】
キャップ１２に形成する凹部１１の形状と、開口３の断面形状及び内径を変化させて、溶融金属の溶射状況を確認した実験結果を表１及び表２に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
なお、図１１は、実験例１として上記表１の孔径２４ｍｍの断面円形を採用した従来例の溶射状態を示す写真図である。図１２は、実験例２として上記表１の孔径８ｍｍの断面矩形（正方形）を採用した場合の溶射状態を示す写真図である。
断面矩形の開口３を採用した場合、このように溶射パターンが楕円形となるので、その楕円の短軸方向に沿って溶射位置をスライドさせていけば、よりムラのない溶射面を得ることができる。
【００２３】
また、図１３は、４つの実験例による溶射状態を比較したものであり、左から上記実験例１、孔径１５ｍｍの断面矩形、孔径１０ｍｍの断面矩形、孔径８ｍｍの断面矩形による。丸孔よりも角孔を採用した場合の方が、より粒子が細かくなっており、また、角孔を採用する場合は、孔径１０ｍｍまたは８ｍｍ程度で良好な結果を得た。
これらの実験例において、開口３が断面矩形とは断面正方形を示し、その孔径は１辺の長さを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の溶射筒を示す斜視図
【図２】同実施例１の溶射筒の切断側面図
【図３】同実施例１の溶射筒の分解斜視図
【図４】アーク溶射装置の全体図
【図５】溶融金属の噴射状態を示す切断側面図
【図６】実施例２の溶射筒を示す斜視図
【図７】同実施例２の溶射筒の切断側面図
【図８】同実施例２の溶射筒の本体部を示す斜視図
【図９】従来例の溶射筒のキャップを示す斜視図
【図１０】従来例の溶射筒のキャップを示す切断側面図
【図１１】実験例１の溶射状態を示す写真図
【図１２】実験例２の溶射状態を示す写真図
【図１３】各実験例の溶射状態を比較した写真図
【符号の説明】
【００２５】
１，１０ 溶射筒
２ ノズル
３ 開口
４ 前面
５ 溶材送り装置
６ 溶材
７ 中空部
１０ａ フランジ
１１ 凹部
１１ａ 凹部底面
１２ キャップ
１２ａ，１３ａ 突部
１２ｂ パッキン用溝
１３ 本体部
１４ 環状溝
１５ パッキン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防食外面塗装に使用するアーク溶射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地下に配設されるダクタイル鋳鉄管等、金属部材の表面を防食する必要がある場合には、その金属部材の表面に亜鉛系プライマー等が塗布される。この種のプライマーの塗布方法として、アーク溶射装置を用いた手法が採用される
【０００３】
アーク溶射装置の構成は、例えば、図１０に示すように、２本の線材状の溶材６，６が、溶射筒１の中空部７に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持されており、その溶材６，６の先端が、その溶射筒１前端の断面円形の開口３から外側に突出した状態に維持されている。
両溶材６，６は、その後端において、図示しない接点を介してアーク電源に接続されており、その電源からの給電により、その両溶材６，６間でアークを発生する。このアークにより各溶材６，６がその先端付近で溶融するようになっている。
【０００４】
また、前記開口３周囲には、その前面４に開口する複数のノズル２，２が設けられて、そのノズル２，２から高速エアが噴出可能となっている。
【０００５】
電源からの給電により上記両溶材６，６間にアークを発生させ、その溶材６，６が溶融するとともに、上記開口３からエアを噴出させ、併せて上記ノズル２，２から高速エアを噴出させると、それらのエアにより、上記溶融した金属が霧化し、その霧化した金属が金属部材の表面に付着して、粗い堆積被膜を形成する（例えば、特許文献１乃至４参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９２２２１号公報
【特許文献２】特開平１−１９８４６１号公報（第６頁第４図）
【特許文献３】特開昭６２−１８３８６９号公報（第８頁第２図）
【特許文献４】特開２００１−１８１８１８号公報（第７頁第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記構成からなるアーク溶射装置を使用した場合、霧化した溶融金属は比較的その粒が粗い状態で飛散する傾向がある。このため、金属部材の表面に形成される被膜は、その表面が比較的粗いものとなるとともに、その塗布量にムラを生じやすくなる。「塗布量にムラ」とは、例えば、その溶融金属の付着量が周囲よりも少ない部分（気孔）の数が多い状態が挙げられる（例えば、図１３に示す最も左側の試験体参照）。
【０００７】
このように、金属部材表面に形成された被膜の粒子が粗いと製品の見映えが悪くなり、また、その塗布量にムラがあると、防食効果がその表面全体に亘って均等に発揮されないので好ましくない。
【０００８】
そこで、この発明は、霧化する溶融金属の粒子を細かくし、その溶融金属によって金属部材表面に形成される被膜の粒子を細かくするとともに、ムラを生じさせないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、アーク溶射装置の前端に設けた溶材突出用の開口を断面矩形としたのである。
【００１０】
このようにすれば、理由は不明であるが、その開口から噴出されるエアと開口周囲に設けたノズルから噴出される高速エアによって、上記アークにより発生した溶融金属がより細かい粒になって霧化するようになる。このため、金属部材の表面に形成する被膜の粒子をより細かなものとし、被膜へのムラの発生をも抑制し得る。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、アーク溶射装置の前端に設けた溶材突出用の開口を断面矩形としたので、そのアーク溶射装置によって金属部材表面に形成される被膜の粒子をより細かなものとし、ムラの発生をも抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記手段の具体的実施形態として、２本の線材状の溶材を、アーク溶射装置の溶射筒内に設けた溶材送り装置にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材の先端をそれぞれ前記溶射筒前端の開口から外側に対向して突出させ、その開口の周囲に複数のノズルを設けて、その各ノズル及び開口からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、その溶射筒前端の開口を断面矩形とした構成を採用し得る。このとき、断面が矩形であれば、長方形であっても正方形であってもよい。
【実施例１】
【００１３】
実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。この実施例１は、ダクタイル鋳鉄管等の表面を亜鉛溶射により防食するために使用するアーク溶射装置である。装置Ｇの全体構成を図４に示し、そのアーク溶射装置の前端に取付けられる溶射筒１０の詳細を図１乃至図３に示す。
【００１４】
溶射筒１０は、本体部１３とキャップ１２とから構成され、その本体部１３とキャップ１２とは、図２及び３に示すように、両者の突部１２ａ，１３ａが相互に噛み合うようになっており、そのキャップ１２側に形成されたパッキン用溝１２ｂに嵌められたパッキン１５を介して固定されている。
また、その本体部１３後端の外周にはフランジ１０ａが形成されており、その本体部１３後端の中空部７にアーク溶射装置の前端を嵌め込んで固定するようになっている。
【００１５】
上記溶射筒１０内に、２本の線材状の溶材６，６が配置されている。その溶材６，６の先端は、それぞれ前記溶射筒１０の上記キャップ１２の開口３から外側に対向して突出した状態に固定されている。また、その溶材６，６は、電極として機能するよう、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持されて、その後端は、図示しないアーク電源に接続されている。この突出量は調整可能となっている。
【００１６】
また、上記開口３は、上記キャップ１２の前面４に設けた断面円形の凹部１１の底面１１ａに開口して設けられている。また、その凹部１１内において、前記開口３の周囲に２箇所のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２からエアを高速に噴出できるようになっている。
【００１７】
上記アーク電源からの給電により上記溶材６，６間にアークが発生してその溶材６が溶融すると、上記ノズル２からのエアと開口３からのエアにより、その溶融した金属が霧化されて、その霧化した金属が、図５に示す矢印ａ，ｂのように噴射される。
このとき、ノズル２の本体部１３側とキャップ１２側との接続部分には、図２及び図３に示す環状溝１４が設けられているので、両ノズル２，２から噴出されるエアがより均等な噴射量、噴射速度に近くなるという効果がある。
【実施例２】
【００１８】
実施例２は、図６乃至図８に示すように、実施例１のキャップ１２に設けた凹部１１の底面１１ａを球面状としたものである。実施例１のごとく環状溝１４は設けられていないが、他の構成は実施例１の場合と同様である。
【実験例】
【００１９】
キャップ１２に形成する凹部１１の形状と、開口３の断面形状及び内径を変化させて、溶融金属の溶射状況を確認した実験結果を表１及び表２に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
なお、図１１は、実験例１として上記表１の孔径２４ｍｍの断面円形を採用した従来例の溶射状態を示す写真図である。図１２は、実験例２として上記表１の孔径８ｍｍの断面矩形（正方形）を採用した場合の溶射状態を示す写真図である。
断面矩形の開口３を採用した場合、このように溶射パターンが楕円形となるので、その楕円の短軸方向に沿って溶射位置をスライドさせていけば、よりムラのない溶射面を得ることができる。
【００２３】
また、図１３は、４つの実験例による溶射状態を比較したものであり、左から上記実験例１、孔径１５ｍｍの断面矩形、孔径１０ｍｍの断面矩形、孔径８ｍｍの断面矩形による。丸孔よりも角孔を採用した場合の方が、より粒子が細かくなっており、また、角孔を採用する場合は、孔径１０ｍｍまたは８ｍｍ程度で良好な結果を得た。
これらの実験例において、開口３が断面矩形とは断面正方形を示し、その孔径は１辺の長さを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の溶射筒を示す斜視図
【図２】同実施例１の溶射筒の切断側面図
【図３】同実施例１の溶射筒の分解斜視図
【図４】アーク溶射装置の全体図
【図５】溶融金属の噴射状態を示す切断側面図
【図６】実施例２の溶射筒を示す斜視図
【図７】同実施例２の溶射筒の切断側面図
【図８】同実施例２の溶射筒の本体部を示す斜視図
【図９】従来例の溶射筒のキャップを示す斜視図
【図１０】従来例の溶射筒のキャップを示す切断側面図
【図１１】実験例１の溶射状態を示す写真図
【図１２】実験例２の溶射状態を示す写真図
【図１３】各実験例の溶射状態を比較した写真図
【符号の説明】
【００２５】
１，１０ 溶射筒
２ ノズル
３ 開口
４ 前面
５ 溶材送り装置
６ 溶材
７ 中空部
１０ａ フランジ
１１ 凹部
１１ａ 凹部底面
１２ キャップ
１２ａ，１３ａ 突部
１２ｂ パッキン用溝
１３ 本体部
１４ 環状溝
１５ パッキン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の線材状の溶材６，６を、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材６，６の先端をそれぞれ前記溶射筒１０前端の開口３から外側に対向して突出させ、その開口３の周囲に複数のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２及び開口３からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材６，６の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、
上記溶射筒１０前端の開口３を断面矩形としたことを特徴とするアーク溶射装置。
【請求項１】
２本の線材状の溶材６，６を、アーク溶射装置の溶射筒１０内に設けた溶材送り装置５，５にそれぞれ支持して給電可能とし、その溶材６，６の先端をそれぞれ前記溶射筒１０前端の開口３から外側に対向して突出させ、その開口３の周囲に複数のノズル２，２を設けて、その各ノズル２，２及び開口３からエアを噴出することにより、前記給電により溶融した前記溶材６，６の金属を霧化して噴射するアーク溶射装置において、
上記溶射筒１０前端の開口３を断面矩形としたことを特徴とするアーク溶射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１０７０８２（Ｐ２００７−１０７０８２Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１８６９（Ｐ２００５−３０１８６９）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００１４２５９５）株式会社栗本鐵工所 (566)
【Ｆターム（参考）】
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