专利名称：电弧喷镀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于进行有效喷镀的改良电弧喷镀装置。
背景技术：
电弧喷镀法是如下的方法分别向设置于喷镀枪的两个接触片进给两根喷镀线材，使在两根喷镀线材的前端之间产生电弧。然后，利用该电弧热使喷镀线材熔融，根据其熔融速度进给喷镀线材，同时利用压缩气体等的喷射使熔融金属微细化，喷镀于被喷镀物而形成喷镀保护膜。
图13是表示普通的电弧喷镀装置的结构的图。在该图中，喷镀电源装置1，输入工业电源，例如通过逆变器控制电路稳压控制输出，向喷镀枪2供给电力。压缩机3喷出压缩气体，该被喷出的压缩气体通过在喷镀电源装置1内设置的电磁阀(省略图示)被供给到喷镀枪2。两个推动侧线材进给机4a、4b送出来自两个线材卷筒5a、5b的喷镀线材。两根导向管6a、6b将这些被送出的喷镀线材导向到位于远离两个推动侧线材进给机4a、4b的场所的喷镀枪2。
在喷镀枪2设置有送出喷镀线材的两个拉伸侧线材进给机(省略图示)及两个接触片(省略图示)，分别向它们进给两根喷镀线材并通电。通过遥控器7设定喷镀电压和喷镀线材进给速度。
近年来，图2中后述的用于汽车发动机的由四个孔8a～8d构成的气缸体，为了汽车的轻量化而由铝合金形成。该铝制气缸体的孔因在其内部滑动的活塞而容易磨损，所以需要在孔内插入例如铁制的套筒，以防止因活塞而导致的磨损。在设置该套筒的方法中，部件数量增加。因此，进行如下的操作不设置该套筒，而在孔内表面喷镀铁系金属材料，带来耐磨损性，实现轻量化及小型化。
作为该喷镀方法，例如有如下方法在孔内插入喷镀枪，沿与孔的轴大致垂直的方向进行喷镀，同时使喷镀枪旋转来进行喷镀。为了进行该喷镀方法，使用如图13所示的电弧喷镀装置，如果要使喷镀枪旋转而进行喷镀，则由于进给两根喷镀线材的推动侧线材进给机4a、4b被固定，所以导向管6a、6b扭曲，从而不能使喷镀枪旋转。
因此，不进行电弧喷镀法，而使用能够容易地使喷镀枪旋转的等离子体喷镀法或火焰喷镀法。该等离子体喷镀法是利用等离子体喷射使粉末状的喷镀材料熔融，并喷镀于被喷镀物从而形成保护膜的喷镀法，火焰喷镀法是利用燃烧气体使喷镀材料熔融，并利用压缩空气喷镀于被喷镀物从而形成保护膜的喷镀法(例如，参照专利文献1)。
但是，由于这些等离子体喷镀法及火焰喷镀法，在喷镀时使用的工作气体、燃烧气体及喷镀材料价格高，所以运行成本变高。因此，适用运行成本廉价的电弧喷镀法的研究开发正在紧密进行中，一直以来，提出了如图14所示的电弧喷镀装置。图14是表示现有技术的电弧喷镀装置的图。
在图14中，说明与如图13所示的电弧喷镀装置不同的功能。在两个线材卷筒10a、10b辊状地卷绕有作为熔化电极的铁系金属制的两根喷镀线材19a、19b。两个拉伸侧线材进给机11a、11b进给从线材卷筒10a、10b送出的喷镀线材，这些被进给的喷镀线材分别插穿两个片体12a、12b，并分别进给到在喷镀枪13的前端设置的两个接触片14a、14b。
向正极侧供电用集电环15a及负极侧供电用集电环15b输入来自喷镀电源装置1的电力。该电力分别供给于正极侧片体12a及负极侧片体12b，分别向正极侧接触片14a及负极侧接触片14b供给电力。
向压缩气体供给口16供给从压缩机3喷出的压缩气体，该压缩气体通过压缩气体供给用旋转耦合器(rotary coupling)17，被供给到喷嘴18。从喷嘴18的压缩气体喷出孔18a沿与喷镀枪的旋转轴13a大致垂直的方向喷出压缩气体。电弧喷镀装置整体安装于喷镀装置旋转机构20，电弧喷镀装置整体成为一体，通过电动机20a绕喷镀枪的旋转轴13a旋转。
以下，说明动作。
从如图2所示的气缸体8的上端，通过喷镀装置升降机构(省略图示)将喷镀枪13的前端插入一个孔。然后，如果向如图13所示的喷镀电源装置1输入启动信号，则压缩气体从压缩机3通过在喷镀电源装置1内设置的电磁阀(省略图示)，被供给到喷镀枪13的压缩气体供给口16。然后，通过压缩气体供给用旋转耦合器17，向喷嘴18供给，从压缩气体喷出孔18a沿与喷镀枪的旋转轴13a大致垂直的方向喷出。另外，从线材卷筒10a、10b送出的两根喷镀线材19a、19b，通过拉伸侧线材进给机11a、11b而插穿片体12a、12b，分别向两个接触片14a、14b进给。
另外，从喷镀电源装置1，经由正极侧供电用集电环15a及负极侧供电用集电环15b，分别向正极侧片体12a及负极侧片体12b供给电力。然后，分别向正极侧接触片14a及负极侧接触片14b供给电力，被进给的喷镀线材19a、19b内接触，供给电力。然后，两根喷镀线材19a、19b在喷镀枪13前方的电弧产生位置短路，由此，在喷镀线材19a、19b的交叉部产生电弧。
由于两根喷镀线材19a、19b的前端依次被电弧热熔融，所以通过选择适当的喷镀电压和喷镀线材进给速度，能够使电弧持续。此时，压缩气体从喷嘴18的压缩气体喷出孔18a沿与喷镀枪的旋转轴13a大致垂直的方向喷出，喷镀于两根喷镀线材的交叉部的电弧，因此熔融了的金属成为熔滴而被喷出。同时，电弧喷镀装置整体成为一体，通过喷镀装置旋转机构的电动机20a绕喷镀枪的旋转轴13a旋转。同时，通过喷镀装置升降机构(省略图示)沿着旋转轴13a插入孔内部。其结果是，熔融了的金属堆积于孔内表面而形成喷镀层。
然后，如果向喷镀电源装置1输入停止信号，则停止压缩气体的喷出，停止喷镀线材19a、19b的进给及喷镀电流的通电，结束喷镀。
电弧喷镀向两根喷镀线材之间供给电力使得产生电弧，并利用该电弧热使喷镀线材熔融。然后，利用压缩气体使熔融金属微细化，喷镀于被喷镀物而形成喷镀保护膜。因此，通过电弧喷镀使喷镀枪旋转而对孔内表面进行喷镀的情况，与等离子体喷镀法或火焰喷镀法比较，不需要为了使材料熔融而必需的工作气体或燃烧气体，所以效率好，运行成本变低。但是，存在后述的问题。
专利文献1特开2004-225101号公报上述的如图14所示的电弧喷镀装置由于使包括线材卷筒10a、10b的电弧喷镀装置整体旋转所以大型化。因此，电弧喷镀装置有时与夹具或被喷镀物产生干涉。另外，在为了提高生产率，例如使用两台电弧喷镀装置，同时对气缸体内的两个孔内表面进行旋转喷镀施工时，由于一台的装置大型化，所以不能够将两台喷镀枪同时配置于两个孔内表面。
因此，为了小型化电弧喷镀装置，考虑到小型化线材卷筒10a、10b。但是，如果小型化线材卷筒10a、10b，则不能够在长时间不更换线材卷筒的条件下连续运转，从而使得生产率显著下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效且经济地进行喷镀，能够使生产率显著提高的电弧喷镀装置。
第一发明提供一种电弧喷镀装置，其特征在于，包括喷镀枪，其沿与喷镀线材的进给方向大致垂直的方向喷出压缩气体而对被处理物的内表面进行喷镀；喷镀枪旋转机构，其使该喷镀枪旋转；线材供给器，其设置有喷镀线材；线材供给器旋转机构，其使所述线材供给器与所述喷镀枪的旋转同步地旋转；线材进给机，其设置于所述喷镀枪侧及/或所述线材供给器侧，并进给所述喷镀线材；及线材缆绳，其将从所述线材供给器送出的所述喷镀线材导向到所述喷镀枪。
第二发明是第一发明所述的电弧喷镀装置，其特征在于，具备缆绳支承机构，所述缆绳支承机构在喷镀线材从所述线材供给器的送出方向和所述喷镀线材向所述喷镀枪的送入方向是相反方向时，支承两根喷镀线材，使所述两根喷镀线材交叉，在从所述线材供给器到所述缆绳支承机构之间平行地设置所述两根线材缆绳，通过使所述两根线材缆绳插穿于所述缆绳支承机构而使其交叉，且在从所述缆绳支承机构到所述喷镀枪之间平行地设置所述两根线材缆绳。
第三发明是电弧喷镀装置，其特征在于，
第二发明所述的缆绳支承机构具备支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔交叉的位置且由所述支承主体旋转自如地支承的旋转部件。
第四发明是电弧喷镀装置，其特征在于，第二发明所述的缆绳支承机构具备第一缆绳支承件和第二缆绳支承件，所述第一缆绳支承件具有第一支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔平行的位置且由所述第一支承主体旋转自如地支承的第一旋转部件，所述第二缆绳支承件具有第二支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔平行的位置且由所述第二支承主体旋转自如地支承的第二旋转部件，将所述两根线材缆绳在所述第一缆绳支承件和所述第二缆绳支承件之间交叉而设置。
(发明效果)本发明的电弧喷镀装置，能够使线材供给器和喷镀枪的旋转从启动到停止始终一致，可以使线材缆绳因旋转差而扭曲的情况减少。而且，例如能够将喷镀枪的旋转半径设为70mm左右，从而能够使喷镀枪小型化。因此，喷镀枪不与夹具或被喷镀物干涉。其结果是，如图1所示，例如能够使用两台电弧喷镀装置，使两个喷镀枪对应于两个孔内表面的间距进行配置，从而进行喷镀。因此，由于能够同时旋转喷镀两个孔内表面，所以能够有效且经济地进行喷镀，能够使生产率显著提高。
尤其在作为线材供给器使用包装桶的情况下，由于能够将喷镀线材收容于包装桶(pail pack)，所以喷镀线材的量例如能够大幅地增加到现有技术的线材卷筒的三倍左右。因此，能够在长时间不更换线材卷筒的条件下连续运转，从而能够使生产率显著提高。
图1是表示本发明的实施方式1的电弧喷镀装置的图；图2是说明喷镀四气筒的气缸体的孔内表面的方法的图；图3是喷镀枪的前端部的放大图；图4是表示本发明的实施方式2的电弧喷镀装置的图；图5是表示本发明的实施方式3的电弧喷镀装置的图；
图6是表示本发明的实施方式4的电弧喷镀装置的图；图7是说明两根线材缆绳36a、36b平行地设置并旋转时的状态的图；图8是说明两根线材缆绳36a、36b交叉地设置并旋转时的状态的图；图9是表示本发明的实施方式5的电弧喷镀装置的图；图10是表示实施方式5的缆绳支承机构的图；图11是表示本发明的实施方式6的电弧喷镀装置的图；图12是表示实施方式6的电弧喷度装置的第一缆绳支承件120及第二缆绳支承件130的图；图13是表示普通的电弧喷镀装置的结构的图；图14是表示现有技术的电弧喷镀装置的图。
图中，1-喷镀电源装置；2-喷镀枪；3-压缩机；4a、4b-推动侧线材进给机；5a、5b-线材卷筒；6a、6b-导向管；7-遥控器；8-气缸体；8a-第一孔；8b-第二孔；8c-第三孔；8d-第四孔；10a、10b-线材卷筒；11a、11b-拉伸侧线材进给机；12a-正极侧片体；12b-负极侧片体；13-喷镀枪；13a-喷镀枪的旋转轴；14a-正极侧接触片；14b-负极侧接触片；15a-正极侧供电用集电环；15b-负极侧供电用集电环；16-压缩气体供给口；17-压缩气体供给用旋转耦合器；18-喷嘴；18a-喷嘴的压缩气体喷出孔；19a、19b-喷镀线材；20-喷镀装置旋转机构；20a-喷镀装置旋转机构的电动机；30-第一电弧喷镀装置；31a、31b-喷镀线材；32a、32b-包装桶；33-线材供给器旋转机构；33a-线材供给器旋转机构的旋转轴；34-喷镀枪旋转机构；34a-喷镀枪旋转机构的电动机；35a、35b-推动侧线材进给机；36a、36b-线材缆绳；37-喷镀枪；37a-喷镀枪的旋转轴；38-拉伸侧线材进给部；39a、39b-接触片；40-供电用集电环部；41-压缩气体供给用旋转耦合器；42-喷嘴；42a-喷嘴的压缩气体喷出孔；43-喷镀流；44-线材供给器旋转机构；44a-线材供给器旋转机构的旋转轴；47-电弧喷镀装置；50-第二电弧喷镀装置；51a、51b-喷镀线材；52a、52b-包装桶；53-线材供给器旋转机构；53a-线材供给器旋转机构的旋转轴；54-喷镀枪旋转机构；54a-喷镀枪旋转机构的电动机；55a、55b-推动侧线材进给机；56a、56b-线材缆绳；57-喷镀枪；57a-喷镀枪的旋转轴；58-拉伸侧线材进给部；59a、59b-接触片；60-供电用集电环部；61-压缩气体供给用旋转耦合器；62-喷嘴；62a-喷嘴的压缩气体喷出孔；63-喷镀流；64-线材供给器旋转机构；64a-线材供给器旋转机构的旋转轴；65-喷镀枪升降机构；65a-喷镀枪升降机构的电动机；66-线材供给器旋转机构；66a-线材供给器旋转机构的电动机；67-电弧喷镀装置；70-电弧喷镀装置；71a、71b-线材卷筒；73a、73b-推动侧线材进给机；74-线材供给器旋转机构；74a-线材供给器旋转机构的电动机；74b-线材供给器旋转机构的旋转轴；75a、75b-线材缆绳；76-喷镀枪；76a-喷镀枪的旋转轴；77-拉伸侧线材进给部；78-供电用集电环部；79-压缩气体供给用旋转耦合器；80-喷镀枪旋转机构；80a-喷镀枪旋转机构的电动机；90-电弧喷镀装置；91a、91b-线材卷筒；93a、93b-推动侧线材进给机；94-线材供给器旋转机构；94a-线材供给器旋转机构的电动机；94b-线材供给器旋转机构的旋转轴；95a、95b-线材缆绳；96-喷镀枪；96a-喷镀枪的旋转轴；97-拉伸侧线材进给部；98-供电用集电环部；99-压缩气体供给用旋转耦合器；100-喷镀枪旋转机构；100a-喷镀枪旋转机构的电动机；110-缆绳支承机构；111-支承主体；112-旋转部件；112a、112b-缆绳插穿孔；113-轴承；114-支柱；119-缆绳支承机构；120-第一缆绳支承件；121-第一支承主体；122-第一旋转部件；122a、122b-第一缆绳插穿孔；123-第一轴承；124-第一支柱；130-第二缆绳支承件；131-第二支承主体；132-第二旋转部件；132a、132b-第二缆绳插穿孔；133-第二轴承；134-第二支柱；θ1-线材供给器旋转机构的旋转轴相对于喷镀枪旋转机构的旋转轴的角度。
具体实施例方式参照附图并基于实施例说明发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式1的电弧喷镀装置的图，图2是说明喷镀四气筒的气缸体的孔内表面的方法的图，图3是喷镀枪的前端部的放大图。还有，图2及图3在后述的实施方式2至4也是同样的。
在图1中，由于说明使用两台电弧喷镀装置进行喷镀的情况，所以首先对于第一电弧喷镀装置30进行说明。两个包装桶32a、32b并列设置在线材供给器旋转机构33上，且螺旋状地重叠而分别收容两根喷镀线材31a、31b。两个包装桶32a、32b通过线材供给器旋转机构33而旋转，该旋转与后述的喷镀枪37的旋转同步。另外，线材供给器旋转机构的旋转轴33a与喷镀枪的旋转轴37a平行地设置。
两个推动侧线材进给机35a、35b分别从包装桶32a、32b送出喷镀线材31a、31b。两根线材缆绳36a、36b具有挠性，将被送出的喷镀线材31a、31b导向到喷镀枪37。线材缆绳36a、36b设置为平缓的曲线状，在该曲线的顶点附近由轴承(省略图示)保持。
设置于喷镀枪37的拉伸侧线材进给部38进给被导向到喷镀枪37的两根喷镀线材31a、31b，该被进给的喷镀线材31a、31b分别被进给到在喷镀枪37的前端设置的两个接触片39a、39b(参照图3)。供电用集电环部40输入来自喷镀电源装置1的电力，该电力被供给到两个接触片39a、39b。压缩气体供给用旋转耦合器41供给来自压缩机3的压缩气体，该压缩气体被供给到喷嘴42(参照图3)。压缩气体从喷嘴的压缩气体喷出孔42a沿与喷镀线材31a、31b的进给方向大致垂直的方向喷出，喷射喷镀流43。喷镀枪37安装于喷镀枪旋转机构34，通过电动机34a绕喷镀枪的旋转轴37a旋转。
第二电弧喷镀装置50的喷镀线材51a、51b、包装桶52a、52b、线材供给器旋转机构53、线材供给器旋转机构的旋转轴53a、喷镀枪57、喷镀枪的旋转轴57a、推动侧线材进给机55a、55b、线材缆绳56a、56b、拉伸侧线材进给部58、接触片59a、59b、供电用集电环部60、压缩气体供给用旋转耦合器61、喷嘴62、喷嘴的压缩气体喷出孔62a、喷镀流63、喷镀枪旋转机构54及喷镀枪旋转机构的电动机54a的功能也与第一电弧喷镀装置30的功能相同，所以省略说明。
而且，第一电弧喷镀装置30及第二电弧喷镀装置50的喷镀枪旋转机构34、54安装于使喷镀枪旋转机构34、54上下升降地喷镀枪升降机构65、及使喷镀枪的旋转轴左右移动的喷镀枪旋转轴定位机构66。
以下，说明动作。以喷镀枪的旋转轴37a、57a通过喷镀枪升降构65及喷镀枪旋转轴定位机构66而与分别与气缸体8的第一孔8a及第三孔8c的中心轴一致的方式对第一电弧喷镀装置30的喷镀枪37及第二电弧喷镀装置50的喷镀枪57进行定位，并沿如箭头所示的X2方向插入。然后，在第一电弧喷镀装置30中，从两个包装桶32a、32b送出的两根喷镀线材31a、31b被推动侧线材进给机35a、35b进给，并被线材缆绳36a、36b导向到喷镀枪37。
然后，如果向如图7所示的喷镀电源装置1输入启动信号，则压缩气体从压缩机3通过在喷镀电源装置1内设置的电磁阀(省略图示)，经由喷镀枪37的压缩气体供给用旋转耦合器41，被供给到喷嘴42。另外，利用设置于喷镀枪的拉伸侧线材进给部38，从包装桶32a、32b送出的两根喷镀线材31a、31b分别被进给到在喷镀枪37的前端设置的两个接触片39a、39b(参照图3)。
另外，从喷镀电源装置1经由供电用集电环部40，分别向接触片39a、39b供给电力，被进给的喷镀线材31a、31b内接触，向两根喷镀线材31a、31b供给电力。然后，喷镀线材31a、31b在喷镀枪37前方的电弧产生位置短路，由此，在喷镀线材31a、31b的交叉部产生电弧。
由于两根喷镀线材31a、31b的前端依次被电弧热熔融，所以通过选择适当的喷镀电压和喷镀线材进给速度，能够使电弧持续。此时，压缩气体从喷嘴42的压缩气体喷出孔42a沿与喷镀线材31a、31b的进给方向大致垂直的方向喷出。通过该喷出的压缩气体，被电弧热熔融了的熔滴被吹起，成为喷镀流43，喷镀第一孔8a内表面。与此同时，喷镀枪37通过喷镀枪旋转机构34而旋转，两个包装桶32a、32b通过线材供给器旋转机构33与喷镀枪37的旋转同步地旋转。
接着，就第二电弧喷镀装置50而言，其也与第一电弧喷镀装置30同样地，来自压缩机3的压缩气体经由喷镀枪57的压缩气体供给用旋转耦合器61被供给到喷嘴62。另外，两根喷镀线材51a、51b从包装桶52a、52b被推动侧线材进给机55a、55b进给。而且，被拉伸侧线材进给部58进给到在喷镀枪57的前端设置的接触片59a、59b(参照图3)。另外，从喷镀电源装置1经由供电用集电环60向接触片59a、59b供给电力。然后，两根喷镀线材51a、51b在喷镀枪57前方的电弧产生位置短路，由此，在喷镀线材51a、51b的交叉部产生电弧。
此时，压缩气体从喷嘴62的压缩气体喷出孔62a沿与喷镀线材51a、51b的进给方向大致垂直的方向喷出，通过该喷出的压缩气体，被电弧热熔融了的熔滴被吹起，成为喷镀流63，喷镀第三孔8c内表面。与此同时，喷镀枪57通过喷镀枪旋转机构54而旋转，两个包装桶52a、52b通过线材供给器旋转机构53与喷镀枪57的旋转同步地旋转。
然后，在两个喷镀枪37、57旋转的同时，利用喷镀枪升降机构65，两个喷镀枪37、57沿如箭头所示的X2方向下降，喷镀第一孔8a内表面和第三孔8c内表面。然后，如果向喷镀电源装置1输入停止信号，则停止喷出压缩气体，停止进给喷镀线材31a、31b及喷镀线材51a、51b并停止喷镀电流的通电，结束喷镀。然后，利用喷镀枪升降机构65，将两个喷镀枪37、57从气缸体8沿如箭头所示的X1方向拉出。然后，利用喷镀枪旋转轴定位机构66，喷镀枪37、57沿水平方向移动，喷镀枪的旋转轴37a及喷镀枪的旋转轴57a以分别与第二孔8b的中心轴及第四孔8d的中心轴大致一致的方式定位。然后，与上述同样地，进行第二孔8b的内表面和第四孔8d的内表面的喷镀，然后结束。
在图1中，为了稳定地进给喷镀线材而设置有推动侧线材进给机和拉伸侧线材进给部，但也可以只设置任一方。另外，为了使线材供给器旋转机构和喷镀枪旋转机构同步旋转，例如，也可以在这些旋转机构设置伺服电动机，用伺服控制器进行控制。
其结果是，能够使由包装桶构成的线材供给器和喷镀枪的旋转从启动到停止完全一致，线材缆绳不因旋转差而扭曲。而且，能够将喷镀枪的旋转半径设为例如70mm左右，从而能够使喷镀枪小型化。因此，喷镀枪不与夹具或被喷镀物干涉。其结果是，如图1所示，例如能够使用两台电弧喷镀装置，使两个喷镀枪对应于孔内表面的间距进行配置，从而同时喷镀孔内表面。因此，由于能够同时旋转喷镀两个孔内表面，所以能够有效且经济地进行喷镀，能够使生产率显著提高。
进而，本发明的实施方式1的电弧喷镀装置，由于能够将喷镀线材收容于包装桶，所以喷镀线材的量例如能够大幅地增加到现有技术的线材卷筒的三倍左右。因此，能够在长时间不更换线材卷筒的条件下连续运转，从而能够使生产率显著提高。
图4是表示本发明的实施方式2的电弧喷镀装置的图，与图1同样地，表示使用两台电弧喷镀装置，对四气筒的气缸体的孔内表面进行喷镀的情况。在如该图所示的第一电弧喷镀装置47中，上下地设置有两个包装桶32a、32b，形成为两级装载，并使两个包装桶32a、32b的旋转轴和线材供给器旋转机构44的旋转轴44a一致。
另外，在第二电弧喷镀装置67中，也上下地设置有两个包装桶52a、52b，形成为两级装载，并使两个包装桶52a、52b的旋转轴和线材供给器旋转机构64的旋转轴64a一致。其他功能与如图1所示的实施方式1相同，标注相同符号，省略说明。另外，实施方式2的电弧喷镀装置的动作也与如图1所示的实施方式1的动作相同，因此省略说明。
其结果是，除了实施方式1的电弧喷镀装置所起的效果之外，由于包装桶的旋转轴和线材供给器旋转机构的旋转轴一致，所以不产生因离心力引起的喷镀线材的落下。因此，能够使喷镀线材的进给更加稳定。进而，由于抑制了作用于包装桶及线材供给器旋转机构的旋转惯性力，所以能够使驱动部件或机械结构物小型化。
图5是表示本发明的实施方式3的电弧喷镀装置的图，与图1同样地，表示使用两台电弧喷镀装置进行喷镀的情况。由于气缸体、喷镀枪升降机构及喷镀枪旋转轴定位机构与图1相同，所以省略说明。在图5中，首先，说明第一电弧喷镀装置70。在两个线材卷筒71a、71b分别卷绕有两根喷镀线材31a、31b。两个推动侧线材进给机73a、73b分别送出两根喷镀线材31a、31b。这两个线材卷筒71a、71b和两个推动侧线材进给机73a、73b安装于线材供给器旋转机构74，与后述的喷镀枪旋转机构80同步，通过电动机74a而旋转。该线材供给器旋转机构的旋转轴74b设置为与喷镀枪的旋转轴76a平行置。线材缆绳75a、75b具有挠性，从两个推动侧线材进给机73a、73b送出的喷镀线材31a、31b被导向到喷镀枪76。
在喷镀枪76设置的拉伸侧线材进给部77进给从线材卷筒71a、71b进给的两根喷镀线材31a、31b，该被进给的喷镀线材31a、31b分别被进给到在喷镀枪76的前端设置的两个接触片39a、39b(参照图3)。供电用集电环部78输入来自喷镀电源装置1的电力，该电力被供给到两个接触片39a、39b。
从压缩机3喷出的压缩气体被供给到压缩气体供给用旋转耦合器79，该压缩气体被供给到在喷镀枪76的前端设置的喷嘴42(参照图3)。压缩气体从喷嘴42的压缩气体喷出孔42a沿与喷镀线材31a、31b的进给方向大致垂直的方向喷出。喷镀枪76安装于喷镀枪旋转机构80，并通过电动机80a而旋转。
另外，第二电弧喷镀装置90的线材卷筒91a、91b、喷镀线材51a、51b、推动侧线材进给机93a、93b、线材供给器旋转机构94、线材供给器旋转机构的电动机94a、线材供给器旋转机构的旋转轴94b、喷镀枪96、喷镀枪的旋转轴96a、线材缆绳95a、95b、拉伸侧线材进给部97、接触片59a、59b、供电用集电环部98、压缩气体供给用旋转耦合器99、喷嘴62、喷嘴的压缩气体喷出孔62a、喷镀枪旋转机构100及喷镀枪旋转机构的电动机100a的功能也与第一电弧喷镀装置70的功能相同，因此省略说明。
在图5中，省略了气缸体、喷镀枪升降机构及喷镀枪旋转轴定位机构，不过实施方式3的电弧喷镀装置的动作，与在如图1所示的实施方式1的电弧喷镀装置的动作中，将包装桶替换成线材卷筒时的动作相同，所以省略说明。
其结果是，能够使喷镀枪小型化，喷镀枪不与夹具或被喷镀物干涉。其结果是，如图2所示，例如可以使用两台电弧喷镀装置，使两个喷镀枪对应于孔内表面的间距进行配置。因此，能够同时旋转喷镀两个孔内表面，所以能够有效且经济地进行喷镀，能够使生产率显著提高。
还有，在如图5所示的实施方式3的电弧喷镀装置70中，能够缩短线材卷筒71a、71b和喷镀枪76的距离。此时，不需要推动侧线材进给机73a、73b。相反地，在为了进一步使喷镀枪76小型化，而不设置拉伸侧线材进给部77时，需要设置推动侧线材进给机73a、73b。
另外，喷镀枪旋转机构80也可以独立于线材供给器旋转机构74而上下地升降，但通过使喷镀枪旋转机构80和线材供给器旋转机构74同时升降，能够进一步稳定地进给喷镀线材31a、31b。
图6是表示本发明的实施方式4的电弧喷镀装置的图，与图5同样地，表示使用两台电弧喷镀装置进行喷镀的情况。由于气缸体、喷镀枪升降机构及喷镀枪旋转轴定位机构与图1相同，所以省略说明。
在图6中，不与喷镀枪旋转机构的旋转轴76a、96a平行地设置线材供给器旋转机构的旋转轴74b、94b，而将线材供给器旋转机构的旋转轴74b、94b分别设置为与喷镀枪旋转机构的旋转轴76a、96a呈角度θ1。其他功能与如图5所示的实施方式3的电弧喷镀装置相同，标注相同符号，省略说明。另外，动作也相同，因此省略说明。
其结果是，除了如图5所示的实施方式3的电弧喷镀装置所起的效果之外，能够进一步稳定地进给喷镀线材。
还有，在上述的实施方式1至4中，说明了使用两台电弧喷镀装置对气缸体的孔内表面进行喷镀的情况，但是通过同时使用三台以上的电弧喷镀装置进行旋转喷镀，能够进一步提高生产率。
接着，作为本发明的实施方式5及实施方式6的电弧喷镀装置，说明支承线材缆绳36a、36b的缆绳支承机构。
在如图1所示的实施方式1及如图4所示的实施方式2中，线材缆绳36a、36b的前端部连接于拉伸侧线材进给部38，基端部连接于推动侧线材进给机35a、35b。而且，从推动侧线材进给机35a、35b送出的喷镀线材的方向、和向拉伸侧线材进给部38送入的喷镀线材的方向是相反方向。该情况下，如果两根线材缆绳36a、36b在平行地设置时旋转，则产生以下说明的不良情况。参照图7进行说明。
图7是说明两根线材缆绳36a、36b在平行地设置并旋转时的状态的图。在该图中，在线材供给器旋转机构33上设置有包装桶32a、32b，从它们中送出的喷镀线材31a、31b分别被推动侧线材进给机35a、35b进给。被进给的喷镀线材31a、31b被由具有挠性的材质形成的线材缆绳36a、36b导向，从而被进给到拉伸侧线材进给部38。
在图7(A)中，两根线材缆绳36a、36b设置在平行的位置。拉伸侧线材进给部38从该状态沿如箭头所示的方向旋转，且线材供给器旋转机构33与该旋转同步地沿箭头方向旋转。此时，线材缆绳36a、36b也沿箭头方向旋转，线材缆绳36a、36b由具有挠性的材质形成，且两端被固定。因此，如该图(B)至(D)所示，一方的线材缆绳36a被压缩缩短，另一方的线材缆绳36b被拉伸伸长。然后，在如该图(E)所示的位置，线材缆绳36a、36b恢复到原来的长度。在这之后的半旋转中，一方的线材缆绳36a被拉伸伸长，另一方的线材缆绳36b被压缩缩短。
此时，就在它们中插穿的喷镀线材31a、31b而言，其两端未被固定，因此不作用如上所述的伸缩的外力。因此，如果线材缆绳36a、36b旋转，则因喷镀线材31a、31b和线材缆绳36a、36b的内接触引起的摩擦阻力变化，在喷镀线材31a、31b产生波动，从而不能稳定地进给。其结果是，来自如图3所示的接触片39a、39b的喷镀线材31a、31b的突出长度变化。因此，发生短路从而发生溅射，或相对于压缩气体喷出孔42a的电弧产生点发生变化，从而不能够形成均匀的喷镀保护膜。
因此，为了解决上述的不良情况，交叉设置两根线材缆绳36a、36b。以下，参照图8进行说明。图8是说明两根线材缆绳36a、36b交叉地设置并旋转时的状态的图。在该图中，对具有与如图7所示的功能相同的功能的部分标注相同符号，省略说明，如图8(A)所示，在交叉设置两根线材缆绳36a、36b的状态下，如该图(B)至图(E)所示，拉伸侧线材进给部38沿箭头的方向旋转，线材供给器旋转机构33与该旋转同步地沿箭头方向旋转。此时，线材缆绳36a、36b也沿箭头方向旋转，但如该图所示，由于在线材缆绳36a、36b上不作用有压缩或拉伸力，所以不伸缩。因此，由于因喷镀线材31a、31b和线材缆绳36a、36b的内接触引起的摩擦阻力不变化，所以能够稳定地进给喷镀线材31a、31b。其结果是，能够形成均匀的喷镀保护膜。
图9是表示本发明的实施方式5的电弧喷镀装置的图，说明使用一台电弧喷镀装置来进行喷镀的情况。在该图中，在线材供给器旋转机构33上设置有包装桶32a、32b，从它们中送出的喷镀线材31a、31b分别被推动侧线材进给机35a、35b进给。而且，在从推动侧线材进给机35a、35b到缆绳支承机构110之间，平行地设置两根线材缆绳36a、36b，并通过缆绳支承机构110使线材缆绳36a、36b交叉。而且，在从缆绳支承机构110到在喷镀枪37设置的拉伸侧线材进给部38之间，平行地设置线材缆绳36a、36b。该缆绳支承机构110设置在顶部附近。
参照图9及图10，说明缆绳支承机构110。图10(A)是实施方式5的缆绳支承机构的正视图及俯视图，该图(B)是右侧视图。在图9及图10中，缆绳支承机构110具有支承主体111、及形成于两个缆绳插穿孔112a、112b交叉的位置且由支承主体111旋转自如地支承的旋转部件112。而且，支承主体111由支柱114支承。另外，为了降低线材缆绳36a、36b的顶部附近比其两端部延迟旋转的情况，在旋转部件112和支承主体111之间设置有轴承113。
以下，说明动作。从包装桶32a、32b送出的喷镀线材31a、31b分别被推动侧线材进给机35a、35b送出。而且，由于线材缆绳36a、36b通过缆绳支承机构110而交叉，所以被送出的喷镀线材31a、31b被线材缆绳36a、36b导向并交叉，并被进给到在喷镀枪37设置的拉伸侧线材进给部38。
而且，例如，如果喷镀枪37沿如图9所示的箭头方向旋转，且线材供给器旋转机构33与该旋转同步地沿如该图所示的箭头方向旋转，则线材缆绳36a、36b也沿如该图所示的箭头方向旋转，在缆绳支承机构110发置的旋转部件112也沿如该图所示的箭头方向旋转。此时，如在图8所述，由于未在线材缆绳36a、36b作用压缩或拉伸力，所以不伸缩。
其结果是，由于因喷镀线材31a、31b和线材缆绳36a、36b的内接触引起的摩擦阻力不变化，所以能够稳定地进给喷镀线材31a、31b。其结果是，能够形成均匀的喷镀保护膜。
图11是表示本发明的实施方式6的电弧喷镀装置的图，说明使用一台电弧喷镀装置进行喷镀的情况。在该图中，缆绳支承机构119具有第一缆绳支承件120及第二缆绳支承件130。其他功能与如图9所示的功能相同，标注相同符号，省略说明。
参照图11及图12，说明第一缆绳支承件120及第二缆绳支承件130。图12是表示实施方式6的电弧喷度装置的第一缆绳支承件120及第二缆绳支承件130的图，该图(A)是正视图，该图(B)是侧视图。
如图11及图12所示，第一缆绳支承件120具有第一支承主体121、及形成于两个缆绳插穿孔122a、122b平行的位置且由第一支承主体121旋转自如地支承的第一旋转部件122。而且，第一支承主体121由第一支柱124支承。另外，为了降低线材缆绳36a、36b的顶部附近比其两端部延迟旋转的情况，在第一旋转部件122和第一支承主体121之间设置有轴承123。
另外，第二缆绳支承件130具有第二支承主体131、及形成于两个缆绳插穿孔132a、132b平行的位置且由第二支承主体131旋转自如地支承的第二旋转部件132。而且，第二支承主体131由第二支柱134支承。另外，为了降低线材缆绳36a、36b的顶部附近比其两端部旋转延迟的情况，在第二旋转部件132和第二支承主体131之间设置有轴承133。
而且，在从推动侧线材进给机35a、35b到第一缆绳支承件120之间，平行地设置两根线材缆绳36a、36b，使线材缆绳36a、36b插穿于第一缆绳支承件120。而且，在使线材缆绳36a、36b在第一缆绳支承件120和第二缆绳支承件130之间交叉之后，使线材缆绳36a、36b插穿于第二缆绳支承件130。然后，在从第二缆绳支承件130到在喷镀枪37设置的拉伸侧线材进给部38之间，平行地设置线材缆绳36a、36b。
如图11所示，优选的是，第一缆绳支承件120和第二缆绳支承件130以线材缆绳36a、36b平滑地插穿旋转部件的插穿孔那样的角度分别安装于支柱124、134。
由于动作与实施方式5的电弧喷镀装置的动作相同，所以省略说明。其结果是，实施方式6的电弧喷镀装置，除了实施方式5的电弧喷镀装置起到的效果之外，还能够进一步稳定地进给喷镀线材31a、31b，从而能够形成更加均匀的喷镀保护膜。
另外，在如图9所示的实施方式5及如图11所示的实施方式6中，缆绳支承机构由支柱支承。取而代之，也可以将这些缆绳支承机构从天花板吊下而固定，或固定于墙壁。
权利要求
1.一种电弧喷镀装置，其特征在于，包括喷镀枪，其沿与喷镀线材的进给方向大致垂直的方向喷出压缩气体而对被处理物的内表面进行喷镀；喷镀枪旋转机构，其使该喷镀枪旋转；线材供给器，其设置有喷镀线材；线材供给器旋转机构，其使所述线材供给器与所述喷镀枪的旋转同步地旋转；线材进给机，其设置于所述喷镀枪侧及/或所述线材供给器侧，进给所述喷镀线材；及线材缆绳，其将从所述线材供给器送出的所述喷镀线材导向到所述喷镀枪。
2.根据权利要求1所述的电弧喷镀装置，其特征在于，具备缆绳支承机构，所述缆绳支承机构在喷镀线材从所述线材供给器的送出方向和所述喷镀线材向所述喷镀枪的送入方向是相反方向时，支承两根喷镀线材，并使所述两根喷镀线材交叉，在从所述线材供给器到所述缆绳支承机构之间平行地设置所述两根线材缆绳，通过使所述两根线材缆绳插穿于所述缆绳支承机构而使所述两根喷镀线材交叉，且在从所述缆绳支承机构到所述喷镀枪之间平行地设置所述两根线材缆绳。
3.根据权利要求2所述的电弧喷镀装置，其特征在于，所述缆绳支承机构具备支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔交叉的位置且由所述支承主体旋转自如地支承的旋转部件。
4.根据权利要求2所述的电弧喷镀装置，其特征在于，所述缆绳支承机构具备第一缆绳支承件和第二缆绳支承件，所述第一缆绳支承件具有第一支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔平行的位置且由所述第一支承主体旋转自如地支承的第一旋转部件，所述第二缆绳支承件具有第二支承主体、及形成于两个缆绳插穿孔平行的位置且由所述第二支承主体旋转自如地支承的第二旋转部件，将所述两根线材缆绳在所述第一缆绳支承件和所述第二缆绳支承件之间交叉而设置。
全文摘要
提供一种能够有效且经济地进行喷镀，能够使生产率显著提高的电弧喷镀装置。一种电弧喷镀装置，其特征在于，包括喷镀枪，其沿与喷镀线材的进给方向大致垂直的方向喷出压缩气体而对被处理物的内表面进行喷镀；喷镀枪旋转机构，其使该喷镀枪旋转；线材供给器，其设置有喷镀线材；线材供给器旋转机构，其使线材供给器与喷镀枪的旋转同步地旋转；线材进给机，其设置于喷镀枪侧及/或线材供给器侧，并进给喷镀线材；及线材缆绳，其将从线材供给器送出的喷镀线材导向到喷镀枪。
文档编号C23C4/00GK1940118SQ20061013899
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月22日 优先权日2005年9月29日
发明者辻井元, 中村洋介, 内田雅信, 儿玉幸多, 近藤展英, 宫本典孝 申请人:株式会社大亨, 丰田自动车株式会社