(57)【要約】【課題】給電チップのワイヤ挿通孔を縮径して給電する溶接トーチに使用されるチップホルダの絶縁部材が脱落することがないチップホルダ提供する。【解決手段】チップボディ３と、その先端部に取り付けたチップホルダ２１との間に給電チップ８を設けて、この給電チップ８に先端部から縦すり割りを形成し、給電チップ８がチップホルダ２１に押圧されて、給電チップ８のワイヤ挿通孔９が縮径して溶接ワイヤに給電する溶接トーチ１用チップホルダ２１である。チップホルダ２１が円柱形状で、基端部から給電チップ８が挿入されるように中空に形成される。チップホルダ２１の先端部に絶縁部材用挿入孔２５が形成されて、ワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有する絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔２５に挿入される。絶縁部材用挿入孔２５の先端部が内方向へ押圧されて、絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔内２５に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられたチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成された給電チップと、
前記給電チップが前記チップホルダに押圧されて、前記給電チップの前記ワイヤ挿通孔が縮径して溶接ワイヤに給電する消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに使用されるチップホルダにおいて、
前記チップホルダが、導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて軸芯にワイヤ挿通孔が形成され、
前記チップホルダの先端部に絶縁部材用挿入孔が形成されて、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有する絶縁部材が前記絶縁部材用挿入孔に挿入され、
前記絶縁部材用挿入孔の先端部が内方向へ押圧されて、前記絶縁部材が前記絶縁部材用挿入孔内に固定されることを特徴とするチップホルダ。
【請求項２】
前記絶縁部材と前記絶縁部材用挿入孔との間に保護用環状部材が設けられたことを特徴とする請求項１記載チップホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のチップホルダを備えたことを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ。
【請求項４】
チップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられたチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成された給電チップと、
前記給電チップが前記チップホルダに押圧されて、前記給電チップの前記ワイヤ挿通孔が縮径して溶接ワイヤに給電する消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに使用されるチップホルダの製造方法において、
前記チップホルダを、導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成して軸芯にワイヤ挿通孔を形成し、
前記チップホルダの先端部に絶縁部材用挿入孔を形成し、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有する絶縁部材を前記絶縁部材用挿入孔に挿入した後に、回転ダイスによって前記絶縁部材用挿入孔の先端部を内方向へ押圧して、前記絶縁部材を前記絶縁部材用挿入孔内に固定したことを特徴とするチップホルダの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁部材と前記絶縁部材用挿入孔との間に保護用環状部材を設けて、回転ダイスによって前記絶縁部材用挿入孔の先端部を内方向へ押圧したことを特徴とする請求項４記載のチップホルダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチ（以下、溶接トーチという）のチップホルダ、その製造方法及び溶接トーチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、溶接の作業能率を向上させるために、溶接用ロボットを用いて溶接を自動化することが広く行われている。この場合、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に溶接トーチが取り付けられ、ワイヤリールに巻かれた溶接ワイヤが溶接トーチに送給されて、電力及びシールドガスが溶接トーチに供給されて溶接が行われる。
【０００３】
溶接トーチに送給される溶接ワイヤは、通常、ワイヤリールに巻かれているために曲がり癖がついている。この溶接ワイヤの曲がり癖は一定ではないために、溶接トーチの先端に取り付けた給電チップから送出される溶接ワイヤの先端位置を、所望の溶接狙い位置に一致させることが困難である。
【０００４】
また、溶接トーチの先端に取り付けた給電チップに、溶接ワイヤが内接触することによって溶接ワイヤに電力が供給されるが、溶接ワイヤの曲がりが一定でなければ、溶接ワイヤと給電チップとの接触点が一定にならない。この結果、溶接ワイヤと給電チップとの接触点から溶接ワイヤの先端部までの長さである溶接ワイヤの突出し長さが変動する。この変動によって溶接ワイヤの突出し長さ部分の抵抗発熱が変動して、溶接ワイヤの溶融量が変化し、その結果、アーク長が変動して均一な溶接ビードを形成することができない。
【０００５】
そこで、上述した課題を解決するために、下記の溶接トーチが提案されている。図４は、溶接トーチの断面図である。同図において、溶接トーチ１のトーチボディ２のワイヤ送給方向である先端部に、第１のチップボディ３ａ及び第２のチップボディ３ｂから成るチップボディ３が取り付けられ、このチップボディ３の先端部にチップホルダ４が取り付けられている。このチップホルダ４の先端部には絶縁部材５を設けている。これらのトーチボディ２、チップボディ３、チップホルダ４、絶縁部材５は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されている。また、上述した絶縁部材５は、溶接ワイヤがチップホルダ４のワイヤ挿通孔に接触したとき、溶接ワイヤに給電することを防止している。
【０００６】
トーチ用スプリング６がチップボディ３の内部に設けられて、トーチ用スプリング６の基端部がトーチボディ２の先端部に当接している。加圧シャフト７がチップボディ３の内部に設けられて、加圧シャフト７の基端部がトーチ用スプリング６の先端部に当接している。これらのトーチ用スプリング６及び加圧シャフト７は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されている。
【０００７】
給電チップ８は、軸芯部にワイヤ挿通孔が形成されていて、給電チップ８の基端部がチップボディ３の先端部に挿入されて、加圧シャフト７の先端部に当接していて、給電チップ８の先端部がチップホルダ４に挿入されている。即ち、給電チップ８は、加圧シャフト７とチップホルダ４とで押圧されている。また、この給電チップ８は、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割り９が形成されている。
【０００８】
また、給電チップ８の側面には、チップホルダ４の基端部と当接するテーパ形状１０が形成されている。このために、上述したように縦すり割り９が形成されているので、給電チップ８の先端部をチップホルダ４に挿入して、加圧シャフト７とチップホルダ４とで給電チップ８を押圧すると、給電チップ８のワイヤ挿通孔９の先端部が縮径して、ワイヤ挿通孔の内面が、溶接ワイヤを押圧することができる。
【０００９】
オリフィス１１が第１のチップボディ３ａの下方に設けられて、ノズル１２がチップホルダ４とオリフィス１１とを取り囲んでいる。シールドガスがオリフィス１１の噴出孔を通して噴出されて、このシールドガスがアーク、溶融池及びその周辺を大気中の窒素及び酸素から遮蔽している。第１のチップボディ３ａの周りに絶縁ブッシュ１３が設けられている。（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
図５は、従来のチップホルダを示す図であり、同図（Ａ）は断面図であり、同図（Ｂ）は分解断面図である。図５において、チップホルダ４は、円柱形状で、軟質の導電性金属からなり、基端部から上述した給電チップ８が挿入されるように中空に形成されていて、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されている。チップホルダ４の先端部に設けられる絶縁部材５は耐熱性を有して、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されていて、外周面にチップホルダ４の先端部に係止する段部が形成されている。
【００１１】
この絶縁部材５は、チップホルダ４の基端部から挿入されて、チップホルダ４の先端部に係止され、軟質の金属からなるＣ形ばね１４をチップホルダ４の基端部から圧力を加えて押し込んで、チップホルダ４の先端部まで移動させて、絶縁部材５の基端部に押し当てて、絶縁部材５の抜けを防止して固定している。
【００１２】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ2008/018594A1号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した従来のチップホルダ４は、先端部に絶縁部材５を固定するには、Ｃ形ばね１４をチップホルダ４の基端部から挿入して、先端部まで圧力を加えて押し込む必要がある。この場合、チップホルダ４の内径が小さく、Ｃ形ばね１４も小さく、また、チップホルダ４の基端部から先端部まで距離があるために、Ｃ形ばね１４をチップホルダ４の先端部まで圧力を加えて押し込むのに工数が掛かる。また、長時間、溶接を行うときに、チップホルダ４とＣ形ばね１４とが膨張や収縮を繰返すために、Ｃ形ばね１４がチップホルダ４から脱落して、絶縁部材５がチップホルダ４から抜け落ちる場合がある。
【００１４】
この不具合を解決するには、例えば、Ｃ形ばね１４の代わりに環状の止め部材を形成して、この周囲に雄ねじ部を形成し、さらにチップホルダの内面に雌ねじ部を形成して止め部材をチップホルダに挿入する構造が提案されている。しかし、この構造では、雄ねじ部を形成するために止め部材の肉厚を厚くする必要があり大型化になる。さらにチップホルダの内面に雌ねじ部を形成する必要があり、製造工数がかなり増加する。
【００１５】
本発明は、絶縁部材がチップホルダから脱落することがないチップホルダ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の発明は、
チップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられたチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成された給電チップと、
前記給電チップが前記チップホルダに押圧されて、前記給電チップの前記ワイヤ挿通孔が縮径して溶接ワイヤに給電する消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに使用されるチップホルダにおいて、
前記チップホルダが、導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成されて軸芯にワイヤ挿通孔が形成され、
前記チップホルダの先端部に絶縁部材用挿入孔が形成されて、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有する絶縁部材が前記絶縁部材用挿入孔に挿入され、
前記絶縁部材用挿入孔の先端部が内方向へ押圧されて、前記絶縁部材が前記絶縁部材用挿入孔内に固定されることを特徴とするチップホルダである。
【００１７】
第２の発明は、
前記絶縁部材と前記絶縁部材用挿入孔との間に保護用環状部材が設けられたことを特徴とする第１の発明に記載のチップホルダである。
【００１８】
第３の発明は、
第１の発明又は第２の発明に記載のチップホルダを備えたことを特徴とする消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチである。
【００１９】
第４の発明は、
チップボディと、
前記チップボディの先端部に取り付けられたチップホルダと、
前記チップボディの先端部と前記チップホルダとの間に設けられて、先端部からワイヤ挿通孔に沿って延びる縦すり割りが形成された給電チップと、
前記給電チップが前記チップホルダに押圧されて、前記給電チップの前記ワイヤ挿通孔が縮径して溶接ワイヤに給電する消耗電極ガスシールドアーク溶接トーチに使用されるチップホルダの製造方法において、
前記チップホルダを、導電性を有する円柱形状で、基端部から前記給電チップが挿入されるように中空に形成して軸芯にワイヤ挿通孔を形成し、
前記チップホルダの先端部に絶縁部材用挿入孔を形成し、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有する絶縁部材を前記絶縁部材用挿入孔に挿入した後に、回転ダイスによって前記絶縁部材用挿入孔の先端部を内方向へ押圧して、前記絶縁部材を前記絶縁部材用挿入孔内に固定したことを特徴とするチップホルダの製造方法である。
【００２０】
第５の発明は、
前記絶縁部材と前記絶縁部材用挿入孔との間に保護用環状部材を設けて、回転ダイスによって前記絶縁部材用挿入孔の先端部を内方向へ押圧したことを特徴とする第４の発明に記載のチップホルダの製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
長時間、溶接を行うことによってチップホルダが膨張や収縮を繰返しても、絶縁部材がチップホルダから脱落する不具合が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明のチップホルダを示す図であって、同図（Ａ）は、断面図であり、同図（Ｂ）は分解断面図である。図１において、チップホルダ２１は、円柱形状で軟質の導電性金属からなり、基端部から図４に示した給電チップ８が挿入されるように中空に形成されて、軸芯にワイヤ挿通孔２２が形成されている。チップホルダ２１の基端部の外周面には、雄ねじ部２３が形成されていて、チップボディ３ｂの先端部に形成された雌ねじ部にねじ込まれる。
【００２３】
また、チップホルダ２１の先端部に、絶縁部材２４を挿入するための絶縁部材用挿入孔２５が形成されて、この絶縁部材用挿入孔２５内に、絶縁部材２４の基端部が当接する係止部２６が形成されている。絶縁部材２４は、軸芯にワイヤ挿通孔が形成されて耐熱性を有している。絶縁部材２４の外周面に、保護用環状部材２７を係止するための段部２４ａが形成されている。絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔２５に挿入されて、図２で後述する回転ダイスによって絶縁部材用挿入孔２５の先端部が内方向へ押圧されて、絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔２５内に固定されている。絶縁部材用挿入孔２５の先端部には、絶縁部材２４が挿入されたときに、絶縁部材２４の先端部よりも突出した突起部２８が形成されている。この突起部２８は、回転ダイスによって絶縁部材用挿入孔２５の先端部が内方向へ押圧されたときに、フランジ部を成形して、絶縁部材２４を固定し易いように形成されている。
【００２４】
保護用環状部材２７は、軟質の金属から成り、絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔２５内で、がたつくこと抑制するために、絶縁部材の段部２４ａに係止される。また、この保護用環状部材２７は、回転ダイスによって、絶縁部材用挿入孔の突起部２８が内方向へ押圧されて、押圧力が強すぎる場合に、絶縁部材２４が割れることを防止している。
【００２５】
なお、絶縁部材用挿入孔２５と絶縁部材２４との形状の精度が高く、かつ、回転ダイスの加工精度が高く、絶縁部材２４が割れることがない場合は、保護用環状部材２７を設ける必要が無い。また、保護用環状部材２７を設けないときは、絶縁部材用挿入孔の突起部２８を形成する代わりに、絶縁部材用挿入孔の先端部を内方向へ押圧して、この先端部を絶縁部材の段部２４ａに当接しても良い。
【００２６】
次に、図２及び図３を参照してチップホルダの製造方法を説明する。図２（Ａ）は、本発明のチップホルダの製造方法を説明するであって、回転ダイスをチップホルダに押し当てる前の状態を示す部分断面図であり、同図（Ｂ）は、チップホルダの先端部の拡大断面図である。また、図３は、回転ダイスをチップホルダに押し当てた状態を示す部分断面図であり、同図（Ｂ）は、チップホルダの先端部の拡大断面図である。図２において、まず、チップホルダ２１の基端部をチャック２９に固定して、チップホルダの絶縁部材用挿入孔２５に絶縁部材２４を挿入し、保護用環状部材２７を絶縁部材の段部２４ａに係止させる。例えば電動回転工具の回転ダイス３０に、チップホルダ２１の先端部の最終形状となる形状に対応する凹部３０ａを形成しておき、回転ダイス３０をチャック２９の中心軸３２と同軸上に設ける。
【００２７】
そして、図３に示すように、回転ダイス３０を回転させながら、中心軸３２に沿って下方へ移動させてチップホルダの先端部の突起部２８に押し当てる。これによって、チップホルダの突起部２８が回転ダイスの凹部３０ａの形状に沿って塑性変形を起こしてフランジ部３１を成形し、このフランジ部３１の先端部が絶縁部材２４に当接する。このために、絶縁部材２４が絶縁部材用挿入孔２５内に固定されて、抜けることが防止される。
【００２８】
この結果、長時間、溶接を行うことによってチップホルダ２１が膨張や収縮を繰返しても、絶縁部材２４がチップホルダ２１から脱落する不具合が生じない。また、部品を大型化することなく、従来技術と比較して製造工数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のチップホルダを示す図である。
【図２】本発明のチップホルダの製造方法を説明するである。
【図３】本発明のチップホルダの製造方法を説明するである。
【図４】溶接トーチの断面図である。
【図５】従来のチップホルダを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１            溶接トーチ
２            トーチボディ
３            チップボディ
３ａ            第１のチップボディ
３ｂ            第２のチップボディ
４            チップホルダ
５            絶縁部材
６            トーチ用スプリング
７            加圧シャフト
８            給電チップ
９            ワイヤ挿通孔
１０            テーパ形状
１１            オリフィス
１２            ノズル
１３            絶縁ブッシュ
１４            Ｃ形ばね
２１            チップホルダ
２２            ワイヤ挿通孔
２３            ねじ部
２４            絶縁部材
２４ａ            段部
２５            絶縁部材用挿入孔
２６            係止部
２７            保護用環状部材
２８            突起部
２９            チャック
３０            回転ダイス
３０ａ            凹部
３１            フランジ部
３２            中心軸
【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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